ES2956670T3

ES2956670T3 - Material dental de alta resistencia

Info

Publication number: ES2956670T3
Application number: ES11791168T
Authority: ES
Inventors: Benjamin J Sun
Original assignee: Dentsply Sirona Inc
Current assignee: Dentsply Sirona Inc
Priority date: 2010-11-23
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2031-11-21
Also published as: JP6437199B2; JP2013544823A; US9937105B2; CA2814863C; WO2012071329A3; WO2012071329A2; US9011150B2; EP2642967A2; CA2814863A1; EP2642967B1; US20150196462A1; US20120129973A1

Abstract

La invención proporciona una composición dental de alta resistencia que incluye resinas dentales polimerizables. La composición dental es útil como material de restauración y para fabricar diversos dispositivos dentales, tales como dientes artificiales, coronas y puentes de material polimérico dental de alta resistencia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Material dental de alta resistencia

Campo de la invención

La presente invención se refiere generalmente a materiales de alta resistencia para fabricar coronas dentales, puentes, injertos, empastes, carillas, implantes y otras restauraciones dentales a largo plazo. Se usan resinas polimerizables de alta resistencia y compuestos relacionados para fabricar las restauraciones dentales, especialmente corona dental, puente y carilla.

Antecedentes de la invención

Las restauraciones dentales tales como carillas, coronas y puentes, se usan para restaurar o reemplazar la estructura dental, los dientes o el tejido oral perdidos. Propiedades mecánicas y profundidad de curado de resinas compuestas basadas en UDMA, (Kawaguchi M. y otros The Journal of Japanese Society for Dental Materials and Devices.1990, volumen 9 número 2. páginas 265 - 270 muestra compuestos de uretano basados en 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano y metacrilatos.

La presente invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

Descripción detallada de la invención

En general, la presente invención se dirige a una composición polimerizable de alta resistencia mejorada, procesos de formación de la composición, así como artículos formados por la composición polimerizable de alta resistencia, por los procesos, o ambos. Ventajosamente, la composición polimerizable puede emplearse para formar componentes dentales con características convenientes de alta resistencia. Este material de alta resistencia permite la preparación de restauraciones duraderas y muy demandadas, como carillas, coronas y puentes estéticos a largo plazo sin metales para reemplazar las carillas, coronas y puentes basados en aleaciones o cerámicas. Estos materiales dentales polimerizables (por ejemplo, compuestos) pueden ser útiles en rellenos de restauración dental, adhesivos, cementos, materiales base de la dentadura, materiales y sellantes de ortodoncia, para la reparación de defectos en la dentición natural, y para formar coronas, puentes, dentaduras completas, dentaduras parciales, bandejas personalizadas, dientes artificiales, reparaciones para dientes naturales, carillas, reparaciones de la dentadura, retenedores, componentes de ortodoncia, dispositivos dentales provisionales, injertos, empastes, aparatos de ortodoncia, aparatos de ortopedia orales, prótesis maxilofaciales, obturadores, prótesis oculares y otras restauraciones dentales. Los materiales dentales que contienen resinas polimerizables y partículas de relleno se usan a menudo para preparar las restauraciones dentales. Tales materiales dentales pueden ser autocurables (químicamente), curables por calor, curables con luz o de doble curado. Los materiales dentales se curan y endurecen por mecanismos químicos diferentes para formar materiales fuertes y duraderos para varias aplicaciones dentales. La composición polimerizable incluye típicamente al menos un uretano y/o resina de urea (por ejemplo, di-(met)acrilato de uretano o derivados de multi(met)acrilato de isocianatometil ciclohexano) y opcionalmente uno o más aditivos que pueden incluir, sin limitación, al menos un relleno (por ejemplo, partículas de vidrio), un iniciador, un catalizador, un acelerador, un inhibidor, surfactante, o sus combinaciones u otros.

Materiales polimerizables

Compuestos acrílicos polimerizables

Volviendo ahora en mayor detalle a los componentes individuales de la composición general. El material en la presente descripción incluirá típicamente un primer componente polimerizable que incluye al menos un compuesto acrílico polimerizable. El compuesto acrílico polimerizable (por ejemplo, el primer componente polimerizable) estará presente en una cantidad de al menos 1 % en peso y menos del 99 % en peso de la composición polimerizable general. Más particularmente, el compuesto acrílico polimerizable (por ejemplo, el primer componente polimerizable) estará presente típicamente en una cantidad de al menos 10 % en peso, y con mayor preferencia al menos aproximadamente 15 % en peso de la composición polimerizable general. La composición polimerizable general además incluye típicamente menos de aproximadamente 50 % en peso y más típicamente menos de aproximadamente 40 % en peso del compuesto acrílico polimerizable. Por ejemplo, el compuesto acrílico polimerizable estará presente típicamente en un intervalo de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 50 % en peso, y más típicamente de aproximadamente 15 % en peso a aproximadamente 40 % en peso de la composición polimerizable general. El compuesto acrílico polimerizable es un derivado de dimetacrilato de uretano de (isocianatometil)ciclohexano.

Los derivados de di(met)acrilato de uretano, de acuerdo con la invención, se puede preparar como se describe más abajo en el ejemplo de síntesis 2.

En una modalidad preferida, el material puede incluir además un segundo componente polimerizable. El segundo componente polimerizable puede incluir aproximadamente 0 % a aproximadamente 80 %, y con mayor preferencia aproximadamente 2 % a 30 % en peso (por ejemplo, 3 % a aproximadamente 10 %) de uno o más monómeros reticulantes adicionales. Los monómeros reticulantes adicionales pueden incluir cualquier combinación de los compuestos acrílicos polimerizables discutidos en la presente descripción. Los monómeros reticulantes adicionales preferidos incluyen, pero no se limitan a triacrilato de tris (2-hidroxietil)isocianurato (Sartomer SR 368), ácido 2-propenoico, 2-metil-1,2-etanodiil-bis(oxi-2,1-etanodiil)éster (TEGDMA), o de cualquier otra manera, y sus combinaciones.

Sistema de polimerización

El material en la presente descripción incluye al menos un componente iniciador (por ejemplo, sistema) para efectuar el curado del material. El componente iniciador está presente en una cantidad aproximadamente 0,005 % a aproximadamente 5 % en peso de la composición polimerizable general.

La polimerización se puede iniciar mediante la irradiación de los materiales dentales polimerizables con luz visible o luz azul preferentemente que tiene una longitud de onda en el intervalo de aproximadamente 380 a aproximadamente 500 nm. Para irradiar los materiales dentales, puede usarse una unidad de curado con luz azul dental estándar o una unidad de curado con luz visible (VLC) de laboratorio, tal como la unidad de curado con luz Triad® 2000 o la unidad de curado VLC Enterra™ (ambos se venden por Dentsply International, York, PA). Un componente iniciador preferido puede ser un fotoiniciador, el cual causa que la polimerización se inicie tras la exposición a longitudes de onda de activación de la luz y/o un compuesto reductor. En una modalidad, el fotoiniciador puede ser una dicetona a base de, por ejemplo, alcanforquinona (CQ). En otra modalidad, el fotoiniciador se puede seleccionar de la clase de óxidos de acilfosfina. Ejemplos de óxidos de acilfosfina pueden incluir, pero sin limitarse a, derivados de óxido de monoacilfosfina, derivados de óxido de bisacilfosfina y derivados de óxido de triacilfosfina. Un óxido de acilfosfina preferido puede ser óxido de 2, 4, 6-trimetilbenzoil-difenil-fosfina (Lucirin-TPO) que puede usarse como el componente iniciador. En una modalidad preferida, un sistema iniciador puede estar presente (por ejemplo, “ALF”) que comprende alcanforquinona (CQ); hidroxitolueno butilado (BHT); acrilato de N,N-dimetilaminoneopentilo, y'-metacriloxipropiltrimetoxisilano y ácido metacrílico. El sistema iniciador “ALF” puede estar presente en una cantidad que varía de aproximadamente 0,05 % en peso a aproximadamente 0,45 % en peso, y preferentemente de aproximadamente 0,15 % en peso a aproximadamente 0,35 % en peso de la composición polimerizable general. Se aprecia que, en una modalidad, el material puede incluir un sistema iniciador que comprende tanto el sistema iniciador “ALF” como Lucirin-TPO para curar la composición.

Otros componentes iniciadores pueden incluir, pero no se limitan a, componentes catalizadores que se activan por el calor o a temperatura ambiente (por ejemplo, sistema) para curar materiales polimerizables (por ejemplo, materiales dentales) de la invención. Por ejemplo, un peróxido capaz de producir radicales libres cuando se activa por un agente reductor a temperatura ambiente o por calentamiento. Los peróxidos preferidos pueden incluir peróxido de bencilo, peróxido de laurilo o de cualquier otra manera y sus combinaciones. Se pueden incluir compuestos iniciadores de polimerización activados por calor para proporcionar un material polimerizable curable por calor. Los peróxidos generan radicales libres para iniciar la polimerización y el endurecimiento de la composición a temperatura elevada. Pueden usarse peróxidos tales como peróxido de dibenzoilo (BPO), peróxido de p-di-clorobenzoilo, peróxido de di-2,4-diclorobenzoilo, peroxibenzoato de butilo terciario, peróxido de metiletilcetona, peróxido de butilo diterciario, peróxido de dicumilo e hidroperóxido de cumeno y similares.

Se puede incluir un componente iniciador a temperatura ambiente (por ejemplo, sistema activador) para proporcionar un material polimerizable de autocurado. Se aprecia que el material polimerizable de autocurado se puede preparar a partir de al menos dos componentes de pasta. Por ejemplo, un componente se puede proporcionar como una pasta base y el otro componente como una pasta catalizadora. En una modalidad, la pasta base contiene típicamente al menos un monómero polimerizable, un acelerador de polimerización con radicales libres tal como una amina terciaria y rellenos. Mientras tanto, la pasta catalizadora incluye típicamente al menos un monómero polimerizable (ya sea el mismo o diferente del componente base), un iniciador de polimerización con radicales libres tal como peróxido de dibenzoilo y rellenos. Para preparar la composición, las pastas base que contiene amina y catalizadora que contiene peróxido se combinan y mezclan entre sí. A medida que las pastas se mezclan entre sí, el sistema catalizador (amina y peróxido) reacciona entre sí e inicia la polimerización y el endurecimiento de la composición. Un sistema de activación por calor o autocurado permitió el curado de un gran bloque de material de la invención, el cual subsecuentemente se puede mecanizar (CAD/CAM) a dispositivos dentales con formas deseadas.

Además de los agentes fotoactivos, los activados químicamente y los activados por calor, la composición de materiales dentales polimerizables de alta resistencia de la invención también puede incluir pigmentos, varios estabilizadores, plastificantes y fibras. Pueden usarse estabilizadores, por ejemplo, hidroxitolueno butilado (BHT); hidroquinona; éter monometílico de hidroquinona; benzoquinona; cloranil; fenol; hidroxianalina de butilo (BHT); hidroquinona de butilo terciario (TBHQ); tocoferol (vitamina E) y similares. Preferentemente, el hidroxitolueno butilado (BHT) y el éter metílico de hidroquinona (MEHQ) se usan como estabilizadores (inhibidores de polimerización). Además, pueden usarse otros estabilizadores, tales como absorbentes UV.

Rellenos

El material en la presente descripción puede incluir un componente de relleno opcional que incluye al menos 5 % en peso de al menos un relleno. Preferentemente, el relleno puede estar presente en un intervalo de aproximadamente 50 % a aproximadamente 85 % en peso de la composición polimerizable general. En otra modalidad, el componente de relleno puede incluir un relleno compuesto. El relleno compuesto estará presente típicamente en un intervalo de aproximadamente 0,0 % a aproximadamente 50 % en peso de la composición polimerizable general. Preferentemente, el relleno compuesto puede estar presente en un intervalo de aproximadamente 0,0 % a aproximadamente 20 %, y con mayor preferencia, de aproximadamente 2 % a aproximadamente 10 % en peso de la composición polimerizable total.

Se aprecia que el relleno se puede proporcionar como partículas que tienen un intervalo de tamaños de partículas promedio de aproximadamente 0,01 micrómetros a aproximadamente 500 micrómetros. Las partículas de relleno incluyen típicamente partículas orgánicas, partículas compuestas, partículas inorgánicas o cualquiera de sus combinaciones. Las partículas de relleno reducen típicamente la contracción de la polimerización, mejoran la resistencia al desgaste y/o modifican las propiedades de manipulación, mecánicas y físicas. Los rellenos inorgánicos preferidos pueden incluir, pero no se limitan a, vidrios formados a partir de o que incluyen silicatos y/o aluminatos, y/o aluminosilicatos de bario, calcio, estroncio, lantano, tantalio y/o tungsteno, sílice, cuarzo, cerámica, nanopartículas (que incluyen metales, óxidos metálicos, zirconia, zirconia estabilizada de itria, zirconia alúmina, alúmina titania, etc.). En una modalidad, las partículas de relleno inorgánico pueden variar en tamaños de partículas promedio de aproximadamente 0,005 micrómetros a aproximadamente 20 micrómetros. En otra modalidad, se pueden proporcionar rellenos compuestos, los cuales incluyen compuestos curados formados a partir de matrices de resina orgánica y/o rellenos inorgánicos como se mencionó anteriormente. Preferentemente, las matrices de resina orgánica pueden ser las que se usan en esta invención. Generalmente, los rellenos compuestos pueden tener las mismas composiciones que los compuestos finales para tener un índice de refracción (Rl) similar para una transparencia conveniente. En otra modalidad, las partículas de relleno compuesto se pueden proporcionar, que tienen un intervalo de tamaños de partículas promedio de aproximadamente 0,1 micrómetros a aproximadamente 500 micrómetros. Los rellenos orgánicos preferidos se pueden formar a partir de las matrices de resina curada que se usan en esta invención y/o aquellos polímeros dispersables o compatibles en matrices de resina. Los rellenos orgánicos preferidos pueden tener las composiciones similares a las matrices de resina que se usan en compuestos finales, fácilmente dispersables en matrices de resina, composiciones con índices de refracción similares para obtener una transparencia conveniente, o cualquiera de las sus combinaciones. En otra modalidad más, el relleno orgánico se puede proporcionar, que tiene un intervalo de tamaños de partículas promedio de aproximadamente 0,1 micrómetros a aproximadamente 500 micrómetros. Los rellenos orgánicos, tales como PMMA (polimetilmetacrilato), también pueden usarse en pequeñas cantidades para simplemente mejorar las propiedades de manipulación de los compuestos formados.

Los materiales dentales polimerizables de la invención se usan y remodelan rápida y fácilmente. Los materiales dentales polimerizables se pueden trabajar y moldear, por ejemplo, por flujo, empaquetamiento, moldeado, prensado, inyección y/o tallado. El material dental polimerizable trabajado se cura para dar una alta resistencia y una restauración duradera sorprendentes. El compuesto dental polimerizado de esta invención ofreció una mayor resistencia a la flexión que los compuestos dentales disponibles comercialmente.

Los materiales dentales polimerizables de la invención ofrecen resinas curadas y compuestos con una alta resistencia sorprendente. Una modalidad preferida de la invención proporciona un material polimérico dental de alta resistencia (resina o compuesto) formado por material dental polimerizable curado con luz.

El material polimerizable de alta resistencia puede incluir un componente de relleno en una cantidad de al menos 5 % en peso, para proporcionar de esta manera una matriz polimérica de alta resistencia (compuesto) tal como una matriz polimérica dental de alta resistencia (compuesto). Preferentemente, el compuesto polimérico dental de alta resistencia puede incluir un módulo de flexión de al menos aproximadamente 5,52 GPa (800000 psi) y una resistencia a la flexión de al menos aproximadamente 0,152 GPa (22000 psi).

Con mayor preferencia, el compuesto polimérico dental de alta resistencia puede incluir un módulo de flexión de al menos aproximadamente 6,89 Gpa (1 000 000 psi) y una resistencia a la flexión de al menos aproximadamente 0,179 GPa (26000 psi).

Con la máxima preferencia, el compuesto polimérico dental de alta resistencia tiene un módulo de flexión de al menos aproximadamente 8,27 Gpa (1 200 000 psi) y una resistencia a la flexión de al menos aproximadamente 0,193 GPa (28 000 psi). "Resistencia a la flexión, y módulo de flexión", como se usa en la presente descripción, se refiere a los resultados de prueba de acuerdo con ASTM D790 (1997).

En orden de preferencia creciente, la contracción de la polimerización de la composición (matriz) de resina dental polimerizable de la invención, puede ser menos de aproximadamente 10 % en volumen, menos de aproximadamente 8 % en volumen, menos de aproximadamente 5 % en volumen. En orden de preferencia creciente, la contracción de la polimerización del compuesto dental polimerizable de la presente invención, puede ser menos que aproximadamente 5 % en volumen, menos que 4 % en volumen, menos que aproximadamente 3 % en volumen, menos que aproximadamente 2 % en volumen. "Material polimérico dental de alta resistencia" como se usa en la presente descripción se refiere al material que tiene una matriz polimérica (resina) que tiene un módulo de flexión de al menos 2,76 GPa (400000 psi) y una resistencia a la flexión de al menos 0,138 GPa (20000 psi).

El material polimérico dental (resina o compuesto) de alta resistencia se puede formar preferentemente en productos dentales que incluyen rellenos de restauración de los dientes, adhesivos, sellantes, para la reparación de defectos en la dentición natural, carillas, coronas, puentes, bandejas personalizadas, dientes artificiales, reparaciones para dientes naturales, dentaduras completas y dentaduras parciales, por polimerización del material dental polimerizable.

Método de laboratorio dental indirecto

En un método para fabricar la corona dental, el cual se puede denominar método de laboratorio dental indirecto, el dentista primero toma una impresión inicial de toda la anatomía dental del paciente, que incluye el diente que recibirá la corona mediante el uso de técnicas convencionales de formación de impresiones. Se forma una impresión negativa de los dientes, que incluye el diente sin preparar que recibirá la corona y el tejido gingival circundante. A continuación, el dentista preparará el diente que recibirá la corona al realizar un trabajo de “preparación de la corona” en el diente limándolo y triturándolo hasta un “núcleo” o “muñón”. A continuación, el dentista toma una impresión del diente preparado.

Las impresiones endurecidas se envían a un laboratorio dental que fabricará la corona. El técnico dental, en el laboratorio, prepara un molde (o modelo) al verter yeso o piedra dental en la primera impresión endurecida. Esto da como resultado un modelo de yeso terminado que tiene una superficie moldeada que se ajusta perfectamente a la anatomía dental completa del paciente. Luego, el técnico de laboratorio fabrica un modelo de trabajo.

Una vez que el modelo se ha reducido y preparado adecuadamente, se aplica un recubrimiento delgado de un agente separador (por ejemplo, recubrimiento de barrera de oxígeno disponible de Dentsply) a la superficie del modelo. El técnico bloquea primero el socavado con material, tal como cera. Luego se aplica un separador en la superficie del modelo de trabajo preparado para facilitar su liberación del modelo. Si el dentista ha preparado el diente para recibir la corona en la visita al consultorio y ha tomado una impresión del diente preparado, se fabrica un segundo modelo dental de la anatomía dental del paciente, que incluye el diente preparado para corona. El laboratorio dental puede fabricar este modelo, o el dentista puede fabricar este modelo en su consultorio y enviarlo al laboratorio. En tales casos, el recubrimiento de barrera de oxígeno u otro agente separador se aplica a la superficie de este modelo.

Ahora, la corona está lista para fabricarse mediante el uso del material compuesto de esta invención. El tono del material compuesto se selecciona cuidadosamente para que coincida con el color de los dientes naturales del paciente. A continuación, el odontólogo o técnico de laboratorio coloca y moldea capas del material compuesto dental de esta invención sobre la superficie hasta el contorno deseado y se cura por adhesión durante unos segundos, o 15 segundos en la unidad de luz VLC, tal como una unidad de curado VLC Enterra™. Además, se puede curar durante 2 minutos en la unidad de luz VLC, tal como una unidad de curado VLC Enterra™ (puede usarse resina opaca, donde puede construirse una capa opaca y curarse según sea necesario). Se colocan y moldean compuestos dentales y de esmalte adicionales para formar una corona en el área objetivo del modelo dental para formar la anatomía deseada y el contacto oclusal. A continuación, se puede aplicar una capa delgada de un sellador de curado con luz visible (VLC) o un recubrimiento de barrera de aire a la superficie de la corona. Ahora, el modelo, el cual se asienta con el material compuesto en forma de corona, se coloca en un horno de curado con luz y se irradia con luz de curado y se calienta de acuerdo con un ciclo de curado predeterminado. El tiempo de curado dependerá de muchos factores diferentes, que incluyen el horno de curado con luz usado. En general, los materiales de esta invención fraguan y se endurecen completamente en el intervalo de aproximadamente uno (1) a aproximadamente quince (15) minutos.

Si es necesario, se puede añadir material compuesto adicional para retocar la corona a medida que se asienta en el modelo. Cualquier exceso de material compuesto en el modelo debe extraerse.

Después de extraer la corona dental curada y el modelo de soporte del horno, el conjunto se enfría. A continuación, la corona se extrae del modelo mediante el uso de los dedos, un extractor de corona u otro instrumento adecuado. Se da el acabado a la corona y se pule mediante el uso de técnicas convencionales. Puede usarse óxido de aluminio para limpiar al vapor la superficie interior de la corona para una unión efectiva subsiguiente al material de revestimiento o cemento en el consultorio del dentista. Si es necesario, la corona también se puede pulir mecánicamente mediante el uso de ruedas de pulido y abrasivos. Por último, si el médico o técnico lo desea, se puede aplicar un sellante VLC el cual proporcione un acabado superficial brillante y resistente a las manchas a la superficie de la corona y la corona se puede volver a curar en un horno de curado con luz.

El laboratorio dental devuelve la corona terminada al dentista. Una vez que el dentista recibe la corona, él o ella puede preparar el diente que recibirá la corona, si aún no se ha hecho, al limar la estructura dental hasta un núcleo o muñón como se describió anteriormente. A continuación, la corona terminada se fija al diente preparado en la boca del paciente mediante el uso de un material de revestimiento, adhesivo, cemento dental adecuados o su combinación. En esta etapa pueden usarse cementos dentales convencionales, como se conoce en el campo dental. En los casos en donde se ha montado una corona temporal sobre la estructura dental, primero esta se extrae y a continuación la corona de esta invención se fija al diente mediante el uso de cemento dental.

Otros métodos

Una modalidad proporciona una cavidad preparada en un diente en la boca de un paciente, la cual a continuación se llena mediante inyección desde una jeringa de material de relleno dental. Preferentemente, el material de relleno dental fluido contiene al menos 50 por ciento en peso de relleno y un material dental polimerizable seleccionado del grupo que consiste en resinas dentales polimerizables, las cuales incluyen monómeros de metacrilato o acrilato de alta resistencia. Por lo tanto, se proporciona una jeringa que tiene una cámara interior y una boquilla. La boquilla tiene un paso de boquilla en comunicación de flujo de fluido con la cámara interior. La cámara interior contiene material dental polimerizable. A continuación, el material dental polimerizable se cura con luz para formar un material polimérico dental de alta resistencia.

Una modalidad proporciona una cavidad preparada en un diente en la boca de un paciente, la cual se rellena a continuación mediante inyección con una jeringa de cilindro doble de material de relleno dental. Una composición de autocurado se prepara a partir de dos componentes almacenados por separado en un cilindro doble. Un componente usado para fabricar la composición es una pasta base y el otro componente es una pasta catalizadora. La pasta base contiene típicamente resinas polimerizables tales como monómeros de metacrilato o acrilato de alta resistencia de esta invención y otros monómeros y oligómeros disponibles comercialmente; un acelerador de polimerización con radicales libres tal como una amina terciaria; y rellenos tales como sílice, vidrios o alúmina. Mientras tanto, la pasta catalizadora típicamente incluye resinas polimerizables (preferentemente que contienen al menos uno de monómeros de metacrilato o acrilato de alta resistencia), iniciador de polimerización con radicales libres tal como peróxido de dibenzoilo y rellenos. Para preparar la composición, las pastas base que contiene amina y catalizadora que contiene peróxido, se combinan y mezclan entre sí tras la inyección. A medida que las pastas se mezclan entre sí, el sistema catalizador (amina y peróxido) reacciona entre sí e inicia la polimerización y el endurecimiento de la composición para formar un material polimérico dental de alta resistencia. El proceso de polimerización implica una reacción entre el agente reductor (amina) y el agente oxidante (peróxido). Este mecanismo se denomina comúnmente mecanismo redox.

Otra modalidad proporciona una cavidad preparada en un diente en la boca de un paciente, la cual se rellena a continuación o se empaqueta al colocar en la cavidad preparada una composición que incluye al menos 0 por ciento en volumen de relleno y un material dental polimerizable seleccionado del grupo que consiste en resinas dentales polimerizables, el cual incluye al menos uno de monómeros de metacrilato o acrilato de alta resistencia. A continuación, el material dental polimerizable se cura con luz para formar material polimérico dental de alta resistencia con contracción durante la polimerización de menos del 5 por ciento en volumen. En los siguientes ejemplos, a menos que se indique de otra forma, todas las partes y porcentajes son en peso; Lucirin TPO se refiere al óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina producido por BASF. El agente fluorescente LumiLux Blue LZ se vende por Hoechst Celanese Corporation, una familia química de éster de ácido dihidroxi tereftalato. Se compraron las resinas, SR348 (dimetacrilato de bisfenol A etoxilado2) y SR368 [triacrilato de tris(2-hidroxietil) isocianurato], en SARTOMER Company, Inc. (Exton, PA).

El objetivo de esta invención es preparar resinas, tales como monómeros y oligómeros de uretano que tienen altas resistencias a la flexión, las cuales se pueden formar como varias composiciones de alta resistencia y compuestos de alta resistencia para diversas aplicaciones dentales. Las resinas de uretanos se preparan típicamente a partir de la reacción de (met)acrilato o diol terminado en hidroxilo con monómero terminado en (di)isocianato. Los catalizadores pueden ser los conocidos en la técnica para acelerar la reacción del monómero terminado en hidroxilo con monómero terminado en isocianato para formar monómero u oligómero etilénicamente insaturado, por ejemplo, aminas terciarias y sales metálicas, por ejemplo, octoato de estaño y, en particular, dilaurato de dibutilestaño.

Otro objetivo de esta invención es proporcionar composiciones y compuestos curables con luz, curables con calor o autocurables con alta resistencia a la flexión y baja contracción de la polimerización para la fabricación en laboratorio y en la consulta de restauraciones dentales estéticas, tales como coronas dentales, puentes, injertos, empastes, carillas, implantes y otras restauraciones dentales.

Ejemplo de síntesis 1

Preparación de monómero de uretano (UCDPHMA)

Un matraz de 500 mL se cargó con 97,0 gramos (0,499 mol) de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 60 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 6 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Se añadió una mezcla de 66,2 gramos (0,509 mol) de metacrilato de 2-hidroxietilo, 72,9 gramos (0,505 mol) de metacrilato de hidroxipropilo y 0,36 gramos de hidroxitolueno butilado (BHT) como un inhibidor, durante un período de una hora mientras la temperatura de reacción se mantuvo entre 60 °C y 80 °C. Después de aproximadamente seis horas de agitación, se apagó la fuente de calor y el monómero se recogió del matraz como un líquido viscoso y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplo de síntesis 2

Preparación de monómero de uretano (UCDPMAA)

Un matraz de 500 mL se cargó con 38,8 gramos (0,200 mol) de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 60 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 3 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Una mezcla de 22,7 gramos de acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxi propilo, 26,6 gramos (0,204 mol) de metacrilato de 2-hidroxietilo, 11,5 gramos (0,099 mol) de acrilato de 2-hidroxietilo y 0,10 gramos de BHT como un inhibidor se añadió durante un período de 70 minutos, mientras que la temperatura de reacción se mantuvo entre 56 °C y 78 °C. Después de aproximadamente cuatro horas de agitación, se apagó la fuente de calor y el monómero se recogió del matraz como un líquido viscoso y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplo de síntesis 3

Preparación de monómero de uretano (UCDPPA)

Un matraz de 500 mL se cargó con 38,8 gramos (0,200 mol) de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 60 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 3 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Se añadió una mezcla de 29,2 gramos (0,203 mol) de metacrilato de 2-hidroxipropilo, 22,2 gramos (0,100 mol) de acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo, 11,9 gramos (0,102 mol) de acrilato de 2-hidroxietilo y 0,16 gramos de BHT durante un período de 50 minutos mientras que la temperatura de reacción se mantuvo entre 66 °C y 76 °C. Después de aproximadamente 4 horas y 25 minutos de agitación bajo 78 °C, se apagó la fuente de calor y el monómero se recogió del matraz como un líquido viscoso y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplo de síntesis 4

Preparación de resina de uretano

Un matraz de 250 mL se cargó con 19,4 gramos (0,10 mol) de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 48 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 2 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Se preparó una mezcla de 10,5 gramos (0,047 mol) de acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo y 18,6 gramos (0,143 mol) de metacrilato de 2-hidroxietilo que contenía 0,055 gramos de BHT como inhibidor y se añadió durante un período de una hora y 25 minutos mientras la temperatura de reacción se mantuvo entre 65 °C y 75 °C. Después de la adición del 90 % de la mezcla anterior, se añadieron 1,9 gramos (0,013 mol) de diol UNOXOL™ (de Dow Chemical Company, Midland, Ml) antes de la adición final del 10 % restante de la mezcla anterior. El diol UNOXOL™ es un diol cicloalifático que está compuesto por aproximadamente una relación 1:1 de (cis, trans-1,3-ciclohexanodimetanol y (cis, trans)-1,4-ciclohexanodimetanol. Después de aproximadamente otras 5 horas de agitación, se apagó la fuente de calor y el monómero se recogió del matraz como un líquido incoloro viscoso y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplo de síntesis 5

Preparación de monómero de uretano (UCDPMA)

Un matraz de 250 mL se cargó con 19,4 gramos (0,100 mol) de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 60 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 2 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Se añadió una mezcla de 21,9 gramos (0,168 mol) de metacrilato de 2-hidroxietilo, 7,5 gramos (0,034 mol) de acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo y 0,05 gramos de BHT durante un período de 30 minutos, mientras la temperatura de reacción se mantuvo entre 62 °C y 76 °C. Después de aproximadamente 4 horas y 35 minutos de agitación bajo 78 °C, se apagó la fuente de calor y el monómero se recogió del matraz como un líquido viscoso y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplo de síntesis 6

Preparación de resina uretano/urea

Un matraz de 250 mL se cargó con 19,4 gramos (0,10 mol) de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 64 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 2 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Se preparó una mezcla de 10,5 gramos (0,047 mol) de acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo y 16,15 gramos (0,139 mol) de acrilato de 2-hidroxietilo que contenía 0,05 gramos de BHT como inhibidor y se añadió durante un período de una hora y 25 minutos mientras la temperatura de reacción se mantuvo entre 64 °C y 75 °C. Después de la adición del 90 % de la mezcla anterior, se añadieron 1,6 gramos (0,014 mol) de 1,2-diaminociclohexano antes de la adición final del 10 % restante de la mezcla anterior. Después de aproximadamente otras 5 horas de agitación, se apagó la fuente de calor y se recogió el monómero del matraz como un líquido viscoso de color amarillo y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplos 7A a 7D (El Ejemplo 7B no forma parte de la invención)

Las Tablas 1 y 2 muestran los componentes de las composiciones de los Ejemplos 7A a 7D. Las composiciones de los Ejemplos 7^aa 7D se prepararon mediante la mezcla de los componentes mostrados en las Tablas 1 y 2 a 85 °C. Los compuestos de esta invención, así como también otros compuestos disponibles comercialmente, pueden usarse como rellenos compuestos. Se prefiere que el compuesto y el relleno compuesto tengan la misma composición. El relleno compuesto se preparó mediante la trituración de un compuesto curado con luz con una fresa de diamante. Aquí un compuesto curado con luz (Ejemplo 7A) usado tiene una composición de 69,00 por ciento en peso de partículas de vidrio de aluminoflurosilicato de bario silanado (BAFG) que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 micrómetro, 19,00 por ciento en peso de UCDPMA^a, 6,65 por ciento en peso de SR368, 5,00 por ciento en peso de TEGDMA (dimetacrilato de trietilenglicol), 0,25 por ciento en peso de ALF y 0,10 por ciento en peso de Lucirin TPO. ALF se refiere a un material iniciador con luz que comprende una alcanforquinona (CQ); hidroxitolueno butilado (BHT); acrilato de N,N-dimetilaminoneopentilo, Y-metacriloxipropilsilano y ácido metacrílico.

Tabla 1

* Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 micrómetros.

** Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 micrómetro.

Tabla 2

1 Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 micrómetros.

2 Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5 micrómetros.

3 Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,2 a aproximadamente 2 micrómetros.

4 Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 micrómetro.

La Tabla 3 muestra las propiedades físicas de las formulaciones de los compuestos anteriores. La Tabla 4 brinda las propiedades físicas de las coronas y puentes indirectos y productos restauradores disponibles comercialmente, los cuales se han polimerizado de acuerdo con las instrucciones de fabricación. La Tabla 3 mostró que los compuestos de esta invención tienen una resistencia y un módulo de flexión superiores en comparación con los materiales disponibles comercialmente mostrados en la Tabla 4.

TABLA 3

T l 4^ E m l m r iv

La resistencia a la compresión de las composiciones compuestas polimerizadas de los Ejemplos 7A a 7D, 7E y 7H se midió mediante el uso de celdas de carga de 50 kN configuradas para funcionar a 907,2 kg (2000 libras) con velocidad de cruceta a 50,8 mm (2 pulgadas) por minuto. Las muestras de prueba de resistencia a la compresión se prepararon siguiendo el procedimiento de la patente de Estados Unidos 6,387,981. Cada compuesto se empaquetó en un tubo de vidrio de 4 mm de diámetro interior, tapado con tapones de goma de silicona y se comprimió axialmente a aproximadamente 0,28 MPa durante 15 minutos, a continuación, se curó con luz durante 10 minutos en la unidad de curado con luz Eclipse (tensión a 37,5 V, sopladores al 80 por ciento). Las muestras curadas se cortaron en una sierra de diamante para formar tapones cilíndricos de 8 mm de largo y se almacenaron en agua destilada a 37 °C durante 24 horas y a continuación se midió su resistencia a la compresión.

La pérdida de volumen (mm cúbicos a 400 000 ciclos), se usó como medida de la resistencia al desgaste de las composiciones compuestas polimerizadas de los Ejemplos 7A a 7H. Se utilizó una máquina de desgaste por abrasión cíclica de tres cuerpos (método de Leinfelder/Universidad de Alabama in vitro) para determinar la pérdida de volumen.

La resistencia a la flexión y el módulo de flexión de las composiciones compuestas polimerizadas de los Ejemplos 7A a 7H se midieron mediante el uso de una prueba de flexión de tres puntos en la unidad de flexión Instron de acuerdo con ISO10477. Las muestras de 7A a 7D se curaron en moldes metálicos en una unidad de curado con luz Enterra durante 10 minutos (5 minutos de curado en la superficie superior seguido de 5 minutos de curado en el lado opuesto). Otros se curaron de acuerdo con las instrucciones de fabricación.

Ejemplo 8A - no es parte de la invención

La Tabla 5 muestra los componentes de las composiciones de los Ejemplos 8A. La composición de los Ejemplos 8A se preparó mediante la mezcla de los componentes mostrados en la Tabla 5 bajo 85 °C en 50 minutos. Este compuesto se transfirió a un molde precalentado a 90 °C y se curaron por calor a presión durante 4 horas con una temperatura gradualmente aumentada a 150 °C desde una placa de calentamiento primero y finalmente se curaron con ambas placas de calentamiento. Algunas de las muestras se trataron subsecuentemente después del calor durante 2 horas a 120 °C como se indica.

Tabla 5

a. un TBDMA es un oligómero preparado de acuerdo con el Ejemplo 1 de la patente de Estados Unidos 6,592,369 b. Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 micrómetros.

c. Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1 micrómetro. La Tabla 6 muestra las propiedades físicas de los productos de los Ejemplos 8A, que se polimerizaron por curado por calor. Se prueban de la misma manera que en los Ejemplos 7A a 7D.

Tabla 6

Ejemplos 8B y 8C

La Tabla 7 muestra los componentes de las composiciones de los Ejemplos 8B. Las composiciones de los Ejemplos 8B y 8C se prepararon mediante la mezcla y desgasificación de los componentes mostrados en las Tablas 7 a 85 °C.

Tabla 7

* Partículas que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 micrómetros.

La Tabla 8 muestra las propiedades físicas de los productos de los Ejemplos 8B y 8C, los cuales se polimerizaron mediante curado con luz. Se prueban de la misma manera que en los Ejemplos 7A a 7D. La solubilidad en agua y la absorción de agua se probaron de acuerdo con la ISO 10477 y las muestras se curaron por 30 segundos de curado por adhesión en la superficie superior y después de 5 minutos de curado final en el lado opuesto.

Tabla 8

Ejemplos 9A a 9C (referencia)

Como se mencionó anteriormente, el material polimerizable de alta resistencia puede estar generalmente libre de un componente de relleno (por ejemplo, menos de aproximadamente 5 % en peso de relleno, y preferentemente 0,0 % en peso de relleno), para proporcionar de esta manera una matriz polimérica (resina) de alta resistencia tal como una matriz polimérica dental (resina) de alta resistencia.

Cuando se proporciona, la matriz polimérica (resina) de alta resistencia que generalmente está libre de un componente de relleno puede comprender un primer componente polimerizable que incluye al menos un compuesto acrílico polimerizable. El compuesto acrílico polimerizable (por ejemplo, el primer componente polimerizable) estará presente típicamente en una cantidad de al menos 50 % en peso, y con mayor preferencia al menos aproximadamente 75 % en peso de la composición de matriz polimerizable general. La composición general de la matriz polimerizable además incluye típicamente menos de aproximadamente 100 % en peso y más típicamente menos de aproximadamente 99 % en peso del compuesto acrílico polimerizable. Por ejemplo, el compuesto acrílico polimerizable estará típicamente presente en un intervalo de aproximadamente 50 % a aproximadamente100 % y más típicamente de aproximadamente 75 % a aproximadamente 99 % en peso de la composición de matriz polimerizable general.

La matriz polimérica (resina) de alta resistencia que generalmente está libre de un componente de relleno, puede comprender al menos un componente iniciador (por ejemplo, sistema) para efectuar el curado del material. El componente iniciador estará típicamente presente en una cantidad de al menos 0,01 % en peso, y con mayor preferencia, al menos aproximadamente 0,05 % en peso de la composición de matriz polimerizable general. La composición de matriz polimerizable general además incluye típicamente menos del aproximadamente 10 % en peso y más típicamente, menos de aproximadamente 5 % en peso del componente iniciador. Por ejemplo, el componente iniciador típicamente estará presente en un intervalo de aproximadamente 0,01 % a aproximadamente 10 %, y más típicamente de aproximadamente 0,05 % a aproximadamente 5 % en peso de la composición de matriz polimerizable general. Además, el sistema iniciador “ALF” puede estar presente en una cantidad que varía de aproximadamente 0,25 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, y preferentemente de aproximadamente 0,5 % en peso a aproximadamente 3 % en peso de la composición polimerizable total. Se aprecia que, en una modalidad, el material puede incluir un sistema iniciador que comprende tanto el sistema iniciador “ALF” como Lucirin-TPO para curar la composición.

Además de los agentes fotoactivos, los activados químicamente y los activados por calor, la matriz polimérica (resina) de alta resistencia de la invención además puede incluir pigmentos, varios estabilizadores, plastificantes. Pueden usarse estabilizadores, por ejemplo, hidroxitolueno butilado (BHT); hidroquinona; éter monometílico de hidroquinona; benzoquinona; cloranil; fenol; hidroxianalina de butilo (BHT); hidroquinona de butilo terciario (TBHQ); tocoferol (vitamina E) y similares. Preferentemente, el hidroxitolueno butilado (BHT) y el éter metílico de hidroquinona (MEHQ) se usan como estabilizadores (inhibidores de polimerización). También pueden usarse otros estabilizadores, tales como absorbentes de UV.

La Tabla 9 muestra los componentes de las composiciones de matriz polimérica (resina) de alta resistencia de los Ejemplos 9A a 9C, que se prepararon libres de rellenos inorgánicos. Se apreció que las composiciones de matriz polimérica (resina) de alta resistencia proporcionaron una alta resistencia sorprendente en comparación con las composiciones de resina dental disponibles comercialmente como se muestra en la Tabla 10.

Tabla 9

Las composiciones de los Ejemplos 9A a 9C se prepararon mediante la mezcla de los componentes mostrados en la Tabla 9 a 90 °C.

* TBDMA es un oligómero preparado de acuerdo con el Ejemplo 1 de la patente de Estados Unidos 6,592,369

La Tabla 11 muestra las propiedades físicas de los productos formados a partir de las composiciones de matriz polimérica (resina) de alta resistencia de los Ejemplos 9A - 9C, (ver la Tabla 9), que se han polimerizado mediante curado con luz. La resistencia a la flexión y el módulo de flexión de las composiciones de los Ejemplos 9A a 9F se midieron mediante el uso de una prueba de flexión de tres puntos en la unidad de flexión Instron de acuerdo con ISO10477. Las muestras de 9A a 9F se curaron en moldes metálicos en una unidad de curado con luz Enterra durante 10 minutos.

Tabla 11

La Tabla 12 muestra las propiedades físicas de los productos comparativos de los Ejemplos 9D - 9F (ver la Tabla 10, Ejemplos comerciales comparativos), que se han polimerizado mediante curado con luz.

Tabla 12

Se aprecia como se muestra en la Tabla 11 que las nuevas composiciones de matriz polimérica (resina) de alta resistencia tienen una resistencia a la flexión y/o módulo mucho más altos que las resinas dentales típicas (por ejemplo, la Tabla 12) usadas en los productos actuales disponibles comercialmente.

Ventajosamente, esta invención proporciona materiales de alta resistencia para fabricar coronas dentales, puentes, injertos, empastes, carillas, implantes y otras restauraciones dentales a largo plazo. En una versión, un laboratorio dental puede fabricar la restauración mediante el uso del material de alta resistencia de esta invención. Este método implica dispensar y aplicar material polimerizable de alta resistencia sobre un área de un modelo dental preformado que recibirá la restauración. El material puede comprender compuesto acrílico polimerizable, sistema de polimerización capaz de activarse con luz o calor para polimerizar la composición, y material de relleno. Una subestructura tal como coronamiento de metal, subestructura cerámica o subestructura polimérica reforzada con fibra, puede usarse para dar soporte al material polimerizable. El material de alta resistencia, el cual es preferentemente un material compuesto que contiene partículas de relleno, se aplica y moldea para formar una restauración sin curar estable en la forma del modelo dental. La luz se usa para irradiar el material compuesto de forma que se cure y forme una restauración endurecida directamente sobre el modelo. Por último, la restauración se extrae, se le da el acabado y se pule. Si se desea, se puede aplicar un sellante de curado con luz visible para proporcionar un acabado superficial brillante y resistente a las manchas a la restauración. La restauración ya está lista para montarse en el diente de un paciente.

Debe entenderse que, aunque la presente invención se ha descrito en detalle considerable con respecto a ciertas modalidades específicas de la misma, no debe considerarse limitada a tales modalidades, sino que puede usarse de otras maneras sin apartarse de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición dental que comprende:

(a) 1 % a 99 % en peso de uno o más derivados de di(met)acrilato de uretano de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano caracterizado por una de las siguientes fórmulas:

y

(b) 0,005 % a 5 % en peso de un iniciador para la polimerización con radicales.

2. Una composición dental de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la composición comprende además al menos 5 % en peso de al menos un relleno.

3. Un material polimérico dental que puede obtenerse mediante el curado con luz extraoral de la composición dental de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el material polimérico dental incluye un módulo de flexión de al menos 5,52 GPa (800000 psi) y una resistencia a la flexión de al menos 0,152 GPa (22000 psi), en donde el módulo de flexión y la resistencia a la flexión se miden mediante el uso de una prueba de flexión de tres puntos en la unidad de flexión Instron de acuerdo con ISO10477.

4. Un material polimérico dental de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el módulo de flexión es al menos 6,89 GPa (1 000000 psi) y la resistencia a la flexión es al menos 0,179 GPa (26000 psi), en donde el módulo de flexión y la resistencia a la flexión se miden mediante el uso de una prueba de flexión de tres puntos en la unidad de flexión Instron de acuerdo con ISO10477.