Отверждаемая стоматологическая композиция, содержащая смесь агломерированных и агрегированных наночастиц, набор компонентов и их применение

Отверждаемая стоматологическая композиция, содержащая смесь агломерированных и агрегированных наночастиц, набор компонентов и их применение

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к стоматологической композиции, которая полезна в качестве стоматологического пломбировочного материала, в частности в качестве объемного пломбировочного материала или для изготовления долговременных реставрационных конструкций, таких как постоянные композитные коронки и мосты, вкладки, накладки и виниры.

Уровень техники

Композитные материалы хорошо известны в стоматологии и могут быть использованы, например, в качестве пломбировочных материалов, постоянных цементов или материалов для временных коронок и мостов. В зависимости от показаний различные композиционные материалы могут быть дифференцированы по их соответствующим содержаниям наполнителя.

Пломбировочные композиты, как правило, представляют собой сильно наполненные материалы, которые характеризуются хорошими механическими свойствами, такими как низкое истирание (низкий износ). К сожалению, из-за высокой загрузки наполнителя эти материалы иногда имеют тенденцию быть хрупкими.

Материалы для временных коронок и мостов имеют более низкое содержание наполнителя по сравнению с пломбировочными композитами. Это часто приводит к улучшенной эластичности и более высокому сопротивлению разрушению, но часто сопровождается увеличенным истиранием или износом, что предотвращает долгосрочное использование этих материалов.

Коммерчески доступные лабораторные композитные материалы для изготовления стоматологических реставрационных конструкций, таких как коронки, не могут быть использованы при амбулаторном лечении или при процедурах в кабинете стоматолога и требуют участия внешней стоматологической лаборатории. Альтернативно, композитные заготовки для фрезерования, такие как Paradigm™ MZ 100 (3М ESPE), могут быть использованы при амбулаторном лечении или при процедурах в кабинете стоматолога, но требуют инвестиций в значительно дорогую технологию CAD/CAM.

Таким образом, существует потребность в материале, который сочетает в себе свойства материалов, описанных выше, который может быть использован при амбулаторном лечении или при изготовлении композитных коронок и мостов в кабинете стоматолога без необходимости инвестиций в технологию CAD/CAM. Дополнительно, пациенты и стоматологи в настоящее время имеют растущий спрос на долговременные стоматологические реставрационные конструкции.

ЕР 2167013 A1 (3М) относится к стоматологическим композициям, содержащим полифункциональный (мет)акрилат, содержащий уретановые, мочевинные или амидные группы, способы их получения и их применение.

US 2005/0234148 A1 (Heraeus) описывает агломерированные неорганические наполнители для стоматологических материалов, состоящие из от 0,5 до 50 мкм агломератов из от 200 до 7000 нм неорганических частиц, которые сплавлены на их границах раздела фаз до, по меньшей мере, одной смежной частицей. WO 2012/057917 A1 (3М) описывает предварительно сформированное полуготовое стоматологическое изделие, содержащее неотвержденную стоматологическую реставрационную композицию, содержащую определенную смоляную систему при, по меньшей мере, 50 мас. % нанокластерного наполнителя, при этом неотвержденная стоматологическая реставрационная композиция имеет первую форму, достаточно податливую, чтобы быть сформированной во вторую форму.

US 6,730,156 B1 (Windisch et al.) относится к наполнителю, содержащему по существу аморфный кластер, содержащий нетяжелые оксидные частицы и оксид тяжелого металла. Наполнитель может быть смешан в отверждаемую смолу, чтобы обеспечить рентгеноконтрастные стоматологические материалы, имеющие желательную прочность и эстетический характер.

Сущность изобретения

В частности, будет желательно иметь стоматологическую композицию, доступную с высоким сопротивлением разрушению, низким износом и достаточной гибкостью. Если возможно, стоматологическую композицию должно быть легко наносить. В идеале, стоматологическая композиция должна быть также эстетически приемлемой.

Эта цель может быть достигнута при помощи стоматологической композиции, описанной в данной заявке.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения описывается стоматологическая композиция, содержащая:

- наполнитель (F1), содержащий агрегированные наноразмерные частицы в количестве от приблизительно 30 до приблизительно 70 мас. %,

- наполнитель (F2), содержащий агломерированные наноразмерные частицы в количестве от приблизительно 1 до приблизительно 20 мас. %,

- отверждаемый компонент (А1), который является уретан(мет)акрилатом с количеством функциональных групп, по меньшей мере, 2 и с молекулярной массой более, чем приблизительно 450 г/моль,

- отверждаемый компонент (А2), который является радикально полимеризуемым (мет)акрилатом с количеством функциональных групп, по меньшей мере, 2, который отличается от компонента (А1),

- окислительно-восстановительную инициаторную систему или отверждающую в темноте инициаторную систему.

Стоматологическая композиция, как правило, не содержит неагломерированный наноразмерный наполнитель (например, средний размер частиц менее, чем приблизительно 50 нм) в количестве более, чем приблизительно 10 мас. %.

Настоящее изобретение также относится к набору компонентов, содержащему стоматологическую композицию, как описано в данной заявке, и, по меньшей мере, некоторые из или все из следующих компонентов:

- средства для смешивания,

- зубопротезный материал для слепков,

- стоматологический цемент.

Настоящее изобретение также относится к применению стоматологической композиции, описанной в данной заявке, в качестве или для изготовления коронки(ок), моста(ов), вкладки(ок), накладки(ок), винира(ов) и в качестве объемного пломбировочного материала.

Определения

Если не указано иное, для данной заявки следующие термины имеют данное значение:

«Стоматологическая композиция» или «композиция для стоматологического применения» или «композиция, подлежащая применению в области стоматологии» представляет собой любую композицию, которая может быть использована в области стоматологии. В этом отношении композиция не должна быть вредной для здоровья пациентов и, таким образом, свободна от опасных и токсичных компонентов, способных мигрировать из композиции. Примеры стоматологических композиций включают материалы для постоянных и временных коронок и мостов, искусственные коронки, передние или задние пломбировочные материалы, адгезивы, заготовки для фрезерования, лабораторные материалы и ортодонтические устройства. Стоматологические композиции, как правило, представляют собой отверждаемые композиции, которые могут быть отверждены в условиях окружающей среды, в том числе в диапазоне температур от приблизительно 15 до 50°С или от приблизительно 20 до 40°С в течение периода времени приблизительно 30 мин или 20 мин или 10 мин. Более высокие температуры не рекомендуются, так как они могут вызвать боль у пациента и могут быть вредными для здоровья пациентов. Стоматологические композиции, как правило, обеспечены для практикующего специалиста в сопоставимых небольших объемах, т.е. объемах в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 100 мл, или от приблизительно 0,5 до приблизительно 50 мл, или от приблизительно 1 до приблизительно 30 мл. Таким образом, объем хранения полезных упаковочных устройств находится в пределах этих диапазонов.

«Отверждаемый компонент или материал» или «полимеризуемый компонент» является любым компонентом, который можно отверждать или который затвердевает, например, путем нагревания, чтобы вызвать полимеризацию, химическую поперечную сшивку, радиационно-индуцированную полимеризацию или поперечную сшивку с помощью окислительно-восстановительного инициатора. Отверждаемый компонент может содержать только одну, две, три или более полимеризуемых групп. Типичные примеры полимеризуемых групп включают ненасыщенные углеродные группы, такие как винильная группа, которая присутствует, среди прочего, в (метил)акрилатной группе. «Инициатор» представляет собой вещество, способное запустить или инициировать процесс отверждения отверждаемой композиции.

«Мономер» означает любое химическое вещество, которое может быть охарактеризовано химической формулой, имеющее полимеризуемые группы (в том числе (мет)акрилатные группы), которые могут быть полимеризованы с олигомерами или полимерами, тем самым увеличивая молекулярную массу. Молекулярная масса мономеров, как правило, может быть просто рассчитана исходя из приведенной химической формулы.

Как используют в данной заявке, «(мет)акрил» является сокращенным термином, относящимся к «акрилу» и/или «метакрилу». Например, «(мет)акрилокси» группа является сокращенным термином, относящимся либо к акрилокси группе (т.е., СH₂=СH-С(O)-O-) и/или к метакрилокси группе (т.е., СH₂=C(СH₃)-C(O)-O-).

«Реакция отверждения, затвердевания или схватывания» используется взаимозаменяемо и относится к реакции, в которой физические свойства, такие как вязкость и твердость композиции, изменяются со временем из-за химической реакции между отдельными компонентами.

«Полимеризуемый компонент, содержащий кислотную группу» означает включение мономеров, олигомеров и полимеров, имеющих этиленовую ненасыщенность и кислотную функциональную группу и/или функциональную группу предшественника кислоты. Функциональные группы предшественника кислоты включают, например, ангидриды, галоидангидриды и пирофосфаты. Кислотная группа предпочтительно содержит один или более остатков карбоновых кислот, таких как -СООH или -СO-O-CO-, остатков фосфорной кислоты, таких как -O-Р(O)(ОH)ОH, остатков фосфоновой кислоты, таких как С-Р(O)(ОH)ОH, остатков сульфоновой кислоты, таких как -SO₃H или остатков сульфиновой кислоты, таких как -SO₂H.

«Порошок» означает сухое сыпучее твердое вещество, состоящее из большого количества очень мелких частиц, которые могут свободно «течь» при встряхивании или наклоне.

«Частица» означает вещество, которое является твердым веществом, имеющим форму, которая может быть геометрически определена. Частицы могут, как правило, быть проанализированы в отношении, например, размера или диаметра частиц.

Средний размер частиц порошка может быть получен из интегральной кривой распределения частиц по размерам и определяется как среднее арифметическое измеренных размеров частиц определенной порошковой смеси. Соответствующие измерения могут быть выполнены с использованием коммерчески доступных гранулометров (например, устройство анализа размера частиц при помощи лазерной дифракции CILAS).

«Наноразмерный наполнитель» представляет собой наполнитель, отдельные частицы которого имеют размер в области нанометров, например, средний диаметр частиц составляет менее, чем приблизительно 200 нм, или менее, чем приблизительно 100 нм, или менее, чем приблизительно 50 нм. Полезные примеры приведены в US 6,899,948 и US 6,572,693, содержание которых, особенно в отношении наноразмерных частиц кремнезема, включено в данную заявку путем ссылки.

Измерение размера наночастиц предпочтительно основано на способе ТЕМ (просвечивающей электронной микроскопии), где группу анализируют, чтобы получить средний диаметр частиц. Предпочтительный способ измерения диаметра частиц может быть описан следующим образом:

Пробы приблизительно 80 нм толщиной размещают на 200 меш медных сетках со стабилизированными углеродом формваровыми подложками (SPI Supplies - подразделение Structure Probe, Inc., West Chester, PA). Микроизображение в просвечивающем микроскопе (ТЕМ) получают, используя JEOL 200СХ (JEOL, Ltd. Akishima, Japan и продается JEOL USA, Inc.) при 200 кВ. Размер группы приблизительно из 50-100 частиц может быть измерен и средний диаметр определен.

«Агломерированный» является описанием слабой ассоциации частиц, обычно удерживаемых вместе зарядом или полярностью, и которая может быть разрушена на более мелкие фрагменты. Удельная поверхность агломерированных частиц в значительной степени не отклоняется от удельной поверхности первичных частиц агломерата из них (ср. DIN 53206; 1972).

Агломерированные наполнители являются коммерчески доступными, например, от Degussa, Cabot Corp или Wacker под наименованием продукта Aerosil™, САB-O-SIL™ и HDK.

«Неагломерированный наполнитель» означает, что частицы наполнителя присутствуют в смоле на дискретной, неассоциированной (т.е. неагломерированной и неагрегированной) стадии. При желании это может быть доказано с помощью ТЕМ микроскопии.

Неагломерированные наноразмерные кремнеземы являются коммерчески доступными, например, от Nalco Chemical Co. (Naperville, Ill.) под наименованием продукта NALCO COLLOIDAL SILICAS, например, NALCO продукты №1040, 1042, 1050, 1060, 2327 и 2329. Неагломерированные наполнители используются и описаны, например, в ЕР 2167013 В1 (3М). Содержание этой ссылки включено в данную заявку путем ссылки.

«Агрегированный», как используется в данной заявке, является описанием сильной ассоциации частиц, часто связанных друг с другом, например, путем обработки остаточных химических соединений или частичного спекания. Удельная поверхность агрегированных частиц, как правило, меньше, чем удельная поверхность первичных частиц агрегата из них (ср. DIN 53206; 1972).

Дополнительное разрушение агрегатов на более мелкие фрагменты может происходить во время стадии полировки, примененной к поверхности композиции, содержащей агрегированный наполнитель, но не во время диспергирования агрегированных частиц в смоле.

Агрегированные наполнители и способы их производства и обработки поверхности описаны, например, в WO 01/30304 и US 6,730,156 (3М). Содержание этих ссылок включено в данную заявку путем ссылки.

«Диспергированный в смоле» означает, что частицы наполнителя присутствуют в смоле, как агломерированные или агрегированные или дискретные (т.е. неассоциированные, неагломерированные и неагрегированные) частицы.

«Уретановая группа» представляет собой группу, имеющую структуру «-NH-СО-O-».

«Мочевинная группа» представляет собой группу, имеющую структуру «-NH-CO-NH-».

«Амидная группа» представляет собой группу, имеющую структуру «-NH-CO-».

«Звено» представляет собой элемент структуры химической молекулы или ее подструктуру. Одинарные звенья соединены друг с другом. Типичные звенья включают: СH₃-, -СH₂-, -O-, -S-, -NR¹, -СO-, -CR¹=, , , , , , -N=, -CR¹R²-, где R¹ и R² независимо выбраны из водорода, линейных алкильных групп (включая C1, С2, С3, С4, С5, С6 группы), замещенных алкильных групп (включая C1, С2, С3, С4, С5, С6 группы), алкенильных групп (включая C1, С2, С3, С4, С5, С6 группы), циклоалкильных групп (включая С4-С14 группы), замещенных циклоалкильных групп (включая С4-С14 группы), арилалкильных групп (включая С7-С20), арильных групп (включая С6-С14) или замещенных арильных групп (включая С7-С20). Эти звенья могут образовывать линейные, разветвленные или циклические структуры, такие, как алкильные, циклоалкильные, арильные, сложноэфирные, уретановые или амидные группы.

«Соединительный элемент» является элементом, действующим в качестве центра, соединяющего отдельные (мет)акрилат-содержащие боковые цепи. Соединительный элемент может иметь циклическую или разветвленную структуру. Соединительный элемент может быть даже одинарным атомом, включая N. Если соединительный элемент имеет циклическую структуру, то он может быть насыщенным, ненасыщенным или ароматическим гомоциклом, то есть он содержит только углеводородные или замещенные углеводородные звенья, или он может быть насыщенным, ненасыщенным или ароматическим гетероциклом, то есть он содержит углеводородные или замещенные углеводородные звенья и, по меньшей мере, один гетероатом, включая -O-, -N=, -NH-, -NR1- и/или -S-. Если соединительный элемент имеет разветвленную структуру, то он содержит центральный атом, такой как С или N, из которого проходят, по меньшей мере, три или четыре отдельные (мет)акрилат-содержащие боковые цепи. Независимо от химической структуры соединительного элемента, расположение отдельных (мет)акрилат-содержащих боковых цепей по отношению к соединительному элементу может быть симметричным или асимметричным.

«Спейсерная группа» представляет собой группу, соединяющую, по меньшей мере, две другие группы в химически определенной молекуле. Эта группа может быть замещенной или не замещенной углеродной цепью, которая может дополнительно содержать гетероатомы (включая О, N и S) или функциональные группы, такие как карбонильные группы.

«Зубопротезный материал для слепков» является материалом, используемым для изготовления слепков структуры зуба, включая десны. Зубопротезный материал для слепков обычно наносят на стоматологический лоток для слепка. Зубопротезный материал для слепков может быть основан на различных химических веществах и поперечно сшит различными химическими реакциями (включая аддитивное отверждение и конденсационное отверждение материалов). Типичные примеры включают материалы для слепков на основе силикона (например, VPS материалы) и материалы для слепков на основе полиэфиров и их смеси.

«Материал для временных коронок и мостов» является отверждаемым материалом, используемым для изготовления зубных коронок и мостов. Эти материалы, как правило, используют в течение периода времени, необходимого зубному технику для изготовления постоянного протеза, такого как коронка или мост. Эти периоды времени могут продолжаться от нескольких дней (от 1 до приблизительно 6 дней), несколько недель (от 1 до приблизительно 4 недель) или несколько месяцев (от 1 до приблизительно 6 месяцев). Материал для долговременных коронок и мостов, как правило, используют в течение периода времени приблизительно от 6 до 24 месяцев.

В отличие от материала для долговременных коронок и мостов, «материал для постоянных коронок и мостов» может быть использован в течение периода времени более 2 лет и особенно более 5 лет. Термин «видимый свет» используется для обозначения света, имеющего длину волны от приблизительно 400 до приблизительно 800 нанометров (нм).

«Условия окружающей среды» означает условия, которым композиция в соответствии с настоящим изобретением обычно подвергается во время хранения и обработки. Условия окружающей среды могут, например, представлять собой давление от приблизительно 900 до приблизительно 1100 мбар, температуру от приблизительно - 10 до приблизительно 60°С и относительную влажность от приблизительно 10 до приблизительно 100%. В лаборатории условия окружающей среды регулируют до приблизительно 23°С и приблизительно 1013 мбар. В области стоматологии и ортодонтии условия окружающей среды разумно понимают как давление от приблизительно 950 до приблизительно 1050 мбар, температуру от приблизительно 15 до приблизительно 40°С и относительную влажность от приблизительно 20 до приблизительно 80%.

Как используется в данной заявке, форма единственного числа, «по меньшей мере, один» и «один или несколько» используют как синонимы. Термины «содержит» или «вмещает» и их вариации не имеют ограничивающего значения там, где эти термины появляются в описании и формуле изобретения. Термин «содержащий» также включает более ограниченные выражения «состоящий существенно из» и «состоящий из».

Также в данной заявке, указания на численные диапазоны по конечным точкам включают все числа, входящие в этот диапазон (например, от 1 до 5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т.д.). Добавление указания на множественное число для термина означает, что термин должен включать единственное и множественное число. Например, термин «добавка(и)» означает одну добавку и несколько добавок (например, 2, 3, 4 и т.д.).

Если не указано иное, все числа, выражающие количества ингредиентов, измерение физических свойств, таких, как описано ниже, и т.д., используемые в описании и формуле изобретения, следует понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно».

Подробное описание изобретения

Было обнаружено, что композиция, описанная в данной заявке, удовлетворяет потребности практикующих специалистов, особенно в отношении равновесия свойств, таких как высокая стойкость к истиранию (т.е. низкий износ), достаточная гибкость и высокое сопротивление разрушению. Комбинация различных наполнителей в определенных количествах, в сочетании с определенной смоляной матрицей позволяет предоставить композицию, имеющую, с одной стороны, высокую нагрузку наполнителя, и, с другой стороны, свойства хорошей обрабатываемости в сочетании с хорошо уравновешенными физическими свойствами.

Этого обычно трудно достичь. Высокая нагрузка наполнителя, как правило, сопровождается сложностями при смешивании и недостаточной гибкостью отвержденной композиции. С другой стороны, низкая нагрузка наполнителя, как правило, облегчает смешивание и может способствовать лучшей гибкости, но обычно приводит к недостаточной стойкости к истиранию.

Благодаря своим свойствам вязкости, композицию также легко наносить, так как она может быть смешана и распределена из известных систем смешивания и дозирования. При желании, это можно проверить при помощи теста экструзии, как описано более подробно ниже. Композиция, описанная в данной заявке, позволяет практикующему специалисту предоставить пациенту стоматологическую реставрационную конструкцию, которая может быть использована в течение более длительного периода времени по сравнению с существующими временными или долговременными материалами для коронок и мостов. Композиция может быть использована не только для изготовления долговременных коронок и мостов, но также вкладок, накладок и виниров на композитной основе. Также возможно использование в качестве объемного пломбировочного материала.

Дополнительно, стоматологическая реставрационная конструкция может быть изготовлена в кабинете стоматолога, т.е. без привлечения стоматологической лаборатории. Также отсутствует необходимость инвестировать в дорогостоящую технологию CAD/САМ. Стоматологическая композиция, описанная в данной заявке, содержит, по меньшей мере, два вида наполнителей, наполнитель (F1) и наполнитель (F2). Стоматологическая композиция характеризуется сопоставимой высокой нагрузкой наполнителя. Для сравнения, нагрузка наполнителя типичного материала для временных коронок и мостов находится в диапазоне от приблизительно 30 до приблизительно 40 мас. % по отношению к массе всей композиции. Было найдено, что высокая нагрузка наполнителя является полезной для увеличения износостойкости, что позволяет предоставление стоматологического материала, который может быть использован в течение долгого срока в полости рта пациента. Наполнитель (F1) содержит агрегированные наноразмерные частицы. Химическая природа наполнителя (F1) особенно не ограничена, если только намеченная цель не может быть достигнута.

В соответствии с одним вариантом осуществления, наполнитель (F1) можно охарактеризовать, по меньшей мере, одним или всеми из следующих признаков:

- удельная поверхность: от приблизительно 50 до приблизительно 400, или от 60 до приблизительно 300, или от 80 до приблизительно 250 м²/г,

- содержит частицы SiO2, ZrO2 и их смеси.

При желании, удельная поверхность может быть определена в соответствии с Брунауэром, Эмметом и Теллером (БЭТ) с использованием устройства (Monosorb), доступного от Quantachrome.

При желании, средний размер частиц может быть определен путем рассеяния света с использованием, например, устройства Malvern Mastersizer 2000, доступного от Malvern Instruments. Наполнитель (F1) может быть получен в соответствии со способами, описанными, например, в WO 01/30304 или US 6,730,156.

Наполнитель (F1) может быть получен из приемлемого золя и одного или нескольких предшественников кислородсодержащего раствора(ов) соединений тяжелого металла, которые могут быть солями, золями, растворами или наноразмерными частицами; из них предпочтительными являются золи. Для целей настоящего изобретения золь определяется как стабильная дисперсия коллоидных твердых частиц в жидкости. Твердые частицы, как правило, плотнее, чем окружающая жидкость и достаточно малы, так что дисперсионные силы больше гравитационной силы. Дополнительно, частицы имеют достаточно малый размер, так что они вообще не преломляют видимый свет. Разумный выбор золей предшественников приводит к желаемой степени визуальной непрозрачности, прочности и т.д. Факторы, которые будут определять выбор золя, зависят от сочетания следующих свойств: а) среднего размера отдельных частиц, который предпочтительно составляет менее, чем приблизительно 100 нм в диаметре, b) кислотности: значение рН золя должно составлять предпочтительно ниже приблизительно 6 и более предпочтительно ниже приблизительно 4, и с) золь должен быть свободным от примесей, которые вызывают чрезмерную агрегацию (во время процесса получения наполнителя) отдельных дискретных частиц, в ходе последующих стадий, таких как сушка распылением или прокаливание, в более крупные частицы, которые не могут быть легко диспергированы или перемещены и, следовательно, уменьшают прозрачность и полируемость.

Если начальный золь является основным, его следует подкислить, например добавлением азотной или другой приемлемой кислоты, чтобы уменьшить рН. Однако выбор основного начального золя менее желателен, так как это требует дополнительной стадии и может привести к введению нежелательных примесей. Типичные примеси, которых предпочтительно избегать, представляют собой соли металлов, в частности соли щелочных металлов, например, натрия.

Золь нетяжелого металла и предшественники оксида тяжелого металла смешивают вместе предпочтительно в молярном соотношении, чтобы соответствовать показателю преломления отверждаемой смолы. Это придает низкую и желаемую визуальную непрозрачность. Предпочтительно, диапазоны молярного соотношения оксида нетяжелого металла («не НМО») и оксида тяжелого металла («НМО»), выраженного как не НМО:НМО, составляют от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 10:1, более предпочтительно от приблизительно 3:1 до приблизительно 9:1, и наиболее предпочтительно от приблизительно 4:1 до 7:1.

В предпочтительном варианте осуществления, в котором агрегированные наноразмерные частицы содержат соединения, содержащие кремнезем и цирконий, способ получения начинается со смеси золя кремнезема и цирконил ацетата, в молярном соотношении приблизительно 5,5:1.

Перед смешиванием золя оксида нетяжелого металла с предшественником оксида тяжелого металла, рН золя оксида нетяжелого металла предпочтительно уменьшают с получением кислого раствора, имеющего рН от приблизительно 1,5 до приблизительно 4,0. Золь оксида нетяжелого металла затем медленно смешивают с раствором, содержащим предшественник оксида тяжелого металла и интенсивно перемешивают. Интенсивное перемешивание предпочтительно выполняют на протяжении всего процесса смешивания. Затем раствор сушат для удаления воды и других летучих компонентов. Сушка может быть осуществлена различными способами, в том числе, например, сушкой на лотке, в псевдоожиженном слое и сушкой распылением. В предпочтительном способе, когда используют цирконил ацетат, сушку проводят посредством сушки распылением.

Полученный высушенный материал предпочтительно состоит из небольших, по существу, сферических частиц, а также разрушенных полых сфер. Эти фрагменты затем прокаливают партиями для дополнительного удаления остаточных органических веществ. Удаление остаточных органических веществ позволяет наполнителю стать более хрупким, что приводит к более эффективному уменьшению размера частиц. Во время прокаливания, температуру замачивания предпочтительно устанавливают при от приблизительно 200°С до приблизительно 800°С, более предпочтительно от приблизительно 300°С до приблизительно 600°С. Замачивание производят в течение от приблизительно 0,5 часа до приблизительно 8 часов, в зависимости от количества материала, который прокаливают. Предпочтительно, чтобы время замачивания на стадии прокаливания было таким, чтобы получить платовидную площадь поверхности. Предпочтительно, чтобы время и температура были выбраны таким образом, чтобы полученный в результате наполнитель представлял собой белые по цвету, свободные от черного, серого или янтарного цвета частицы, как определено путем визуального осмотра.

Прокаленный материал затем предпочтительно измельчают до среднего размера частиц менее, чем приблизительно 5 мкм, предпочтительно менее, чем 2 мкм (на объемной основе), как может быть определено с помощью Sedigraph 5100 (Micrometrics, Norcross, GA.). Определение размера частиц может быть произведено сначала посредством получения удельной плотности наполнителя, используя Accuracy 1330 Pycometer (Micrometrics, Norcross, Ga.). Измельчение может быть выполнено с помощью различных способов, включая, например, измельчение с перемешиванием, вибрационное измельчение, измельчение в кипящем слое, измельчение в струйной мельнице и измельчение в шаровой мельнице. Измельчение в шаровой мельнице является предпочтительным способом.

Полученные в результате наполнители содержат, вмещают, существенно состоят или состоят из агрегированных наноразмерных частиц. При желании, это может быть доказано с помощью просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ). Поверхность частиц наполнителя (F1) может быть поверхностно обработана. Обработка поверхности может быть выполнена таким же образом, как описано более подробно для частиц наполнителя (F2) ниже или в соответствии со способом, как описано в US 6,730,156 или WO 01/30304.

После диспергирования в смоле, наполнитель (F1) остается на стадии агрегирования. То есть, во время стадии диспергирования частицы не разрушаются на дискретные (т.е. отдельные) и неассоциированные (т.е. неагломерированные, неагрегированные) частицы. Наполнитель (F1), как правило, присутствует в количестве, по меньшей мере, приблизительно 30, или, по меньшей мере, приблизительно 35 или, по меньшей мере, приблизительно 40 мас. % по отношению к массе всей композиции. Наполнитель (F1), как правило, присутствует в количестве самое большее приблизительно 70, или самое большее приблизительно 60, или самое большее приблизительно 50 мас. % по отношению к массе всей композиции. Таким образом, наполнитель (F1), как правило, присутствует в количестве от приблизительно 30 до приблизительно 70, или от приблизительно 35 до приблизительно 60, или от приблизительно 40 до приблизительно 50 мас. % по отношению к массе всей композиции.

Стоматологическая композиция может содержать только один вид наполнителя (F1) или несколько видов наполнителя (F1), например два, три или четыре различных вида. Не желая быть связанными конкретной теорией, полагают, что наполнитель (F1) способствует полируемости стоматологической композиции, описанной в данной заявке. Было обнаружено, что агрегаты частиц наполнителя (F1) могут разрушаться во время стадии полировки, что способствует гладкой поверхности и более низкому рассеянию света по сравнению с шероховатой поверхностью. С клинической точки зрения, это, как правило, приводит к высокой устойчивости блеска и стабильности цвета.

Использование неагломерированных наполнителей вместо аналогичных тем, которые используются в примерах ЕР 2167013 (А1), как было обнаружено, не приемлемо для достижения желаемой стойкости к истиранию.

Дополнительно, использование неагломерированного наполнителя часто сопровождается увеличением вязкости. Высокая вязкость, однако, отрицательно влияет на силы, необходимые для смешивания и экструдирования стоматологического материала из дозатора с ручным приводом. Дополнительно, из-за высокой удельной поверхности, включение большого количества (например, более, чем приблизительно 40 мас. %) неагломерированного наполнителя в смоляную матрицу часто невозможно.

Таким образом, было обнаружено, что использование агрегированных наноразмерных наполнителей способствует лучшей стойкости к истиранию стоматологической композиции, обеспечивает более высокую нагрузку наполнителя в смоляной матрице стоматологической композиции, облегчает получение паст благодаря лучшим свойствам смачиваемости наполнителя, и способствует лучшим свойствам обрабатываемости.

Стоматологическая композиция может содержать только один вид наполнителя (F2) или несколько видов наполнителя (F2), например, два, три или четыре различных вида. Наполнитель (F2) содержит агломерированные наноразмерные частицы. Химическая природа наполнителя (F2) особенно не ограничена, если только намеченная цель не может быть достигнута. Размер частиц наполнителя должен быть таким, чтобы могла быть получена однородная смесь с отверждаемым компонентом (А1), образуя отверждаемую смоляную матрицу.

В соответствии с одним вариантом осуществления, наполнитель (F2) можно охарактеризовать, по меньшей мере, одним или всеми из следующих признаков:

- удельная поверхность агломерированных наноразмерных частиц (БЭТ в соответствии с Брунауэром, Эмметом и Теллером): от приблизительно 30 до приблизительно 400, или от 50 до приблизительно 300, или от 70 до приблизительно 250 м²/г;

- содержит частицы SiO₂, ZrCO₂, Al₂O₃ и их смеси.

При желании, удельная поверхность может быть определена, как описано выше.

Приемлемые агломерированные наночастицы включают пирогенные кремнеземы, такие как продукты, продаваемые под торговой маркой Aerosil™, например, Aerosil ОХ-130, -150 и -200, Aerosil R8200, доступный от Degussa AG, (Hanau, Germany), CAB-O-SIL™ M5, доступный от Cabot Corp (Tuscola, Ill.), и HDK™, например, HDK-H 2000, HDK H15; HDK H18, HDK H20 и HDK H30, доступные от Wacker.

Поверхность частиц наполнителя (F2) может быть обработана с помощью совместимого со смолой агента для обработки поверхности. Особенно предпочтительные агенты для обработки поверхности или модифицирующие поверхностность агенты включают силановые агенты для обработки, способные к полимеризации со смолой. Предпочтительные силановые агенты для обработки включают γ-метакрилоксилпропилтриметоксисилан, коммерчески доступный под торговой маркой А-174 от Witco OSi Specialties (Danbury, Conn.) и γ-глицидоксипропилтриметоксисилан, продукт, доступный под торговой маркой G6720, доступный от United Chemical Technologies (Bristol, Pa.).

Альтернативно может быть полезна комбинация модифицирующих поверхность агентов, при этом, по меньшей мере, один из агентов имеет функциональную группу, сополимеризуемую с отверждаемой смолой. Например, полимеризующая группа может быть этиленненасыщенной или циклическая функциональная группа подлежит полимеризации с раскрытием кольца. Этиленненасыщенная полимеризующая группа может быть, например, акрилатной или метакрилатной, или винильной группой. Циклическая функциональная группа, которая подлежит полимеризации с раскрытием кольца, обычно содержит гетероатом, такой как кислород, серу или азот, и предпочтительно представляет собой 3-членное кольцо, содержащее кислород, такое как эпоксид. Другие модифицирующие поверхность агенты, которые обычно не взаимодействуют с отверждаемыми смолами, могут быть включены для улучшения диспергируемости или реологических свойств. Примеры силана этого типа включают, например, алкильные или арильные полиэфиры, алкильные, циклоалкильные, гидроксиалкильные, арильные, гидроксиарильные или аминоалкильные функциональные силаны.

Не желая быть связанными конкретной теорией, полагают, что наполнитель (F2) способствует реологическим свойствам стоматологической композиции, описанной в данной заявке. Использование этого вида наполнителя позволяет обеспечить высоконаполненную стоматологическую композицию, которая, тем не менее, все еще смешивается с помощью насадок для статического смешивания. С клинической точки зрения это, как правило, приводит к улучшенным свойствам обработки, таким как легкое смешивание паст и низкие силы экструзии из систем картриджей. Наполнитель (F2), как правило, присутствует в количестве, по меньшей мере, приблизительно 1, или, по меньшей мере, приблизительно 3, или, по меньшей мере, приблизительно 5 мас. % по отношению к массе всей композиции. Наполнитель (F2), как правило, присутствует в количестве самое большее приблизител