-
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf vorbeschichtete Dentalgegenstände und stärker bevorzugt auf kieferorthopädische Gegenstände. Konkret
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Dentalgegenstände, die
mit einem ionischen Zement vorbeschichtet worden sind.
-
Kieferorthopädische Klammern, die mit einem
Klebstoff auf Harzbasis vorbeschichtet worden sind, werden seit
einigen Jahre unter dem Namen "APCTM adhesive coated bracket" von 3M Unitek geliefert.
Es gibt einige Herausforderungen in Verbindung mit Klebstoffen auf
Harzbasis, wie Lagerfähigkeit
unter normalen Lagerbedingungen. Weil der Klebstoff auf Harzbasis
eine Flüssigkeit
ist, ist er inhärent
mit der Zeit instabil. Die labile Natur einiger chemischer Bestandteile,
besonders die lichthärtenden
Chemikalien, sowie die Flüchtigkeit bestimmter
Komponenten führt
zu allmählichen
Veränderungen
der physikalischen Eigenschaften als auch der Fähigkeit zu härten, wenn
sie sichtbarem Licht ausgesetzt sind. Eine vorbeschichtete Klammer,
die ihre Lagerfähigkeit überschritten
hat, kann zu einer Verbindung führen,
die schwach ist und die sich vielleicht spontan löst.
-
Kieferorthopädische Klammern, die mit einem
Klebstoff auf Harzbasis vorbeschichtet worden sind, können auch
eine Viskosität
haben, die höher
als die optimale Viskosität
ist, die während
des Anlegens der Klammer an den Zahn gebraucht wird. Dies ist, weil
der Klebstoff außer
seiner primären
Rolle, die Klammer an den Zahn zu kleben, eine sekundäre Rolle
spielt, die Klammer an die Trennlage innerhalb des Pflasters zu kleben,
in dem sie verpackt ist. Um zu verhindern, daß sich die Klammer verschiebt
oder sich von der Trennlage ablöst,
wird der Klebstoff vielleicht dicker gemacht als ideal. Dies könnte unter
kieferorthopädischen
Fachleuten und ihren Angestellten vielleicht ihre Akzeptanz in gewissem
Maße beschränken und
auch im Allgemeinen schwächere
Verbindungen ergeben als ein weniger viskoses Material.
-
Vor kurzem sind Glas-Ionomer-Zemente
durch Modifizieren mit acrylischen Polymeren und auch durch Hinzufügen von
lichthärtender
Chemie sowie acrylisch dunkelhärtender
Chemie stärker
gemacht worden. Dies hat zu Materialien geführt, die als kieferorthopädische Klammerklebstoffe
verwendbar sind. Der bedeutende Nachteil bleibt die Notwendigkeit,
das Pulver und die Flüssigkeit
am Behandlungsstuhl direkt vor dem Verbinden zu mischen. Die dunkelhärtende Chemie
ist derart, daß nur
wenige Minuten Zeit übrig
bleiben, bevor der Klebstoff zu erstarren beginnt und weggeworfen
werden muss.
-
Die vorliegende Erfindung liefert
einen Dentalgegenstand, der mindestens auf einer Oberfläche eine lyophile,
ionische Zementkomponente besitzt. Sie betrifft auch Verfahren zur
Verwendung eines Dentalgegenstandes, der mindestens auf einer Oberfläche eine
lyophile, ionische Zementkomponente hat und Verfahren, derartige
Gegenstände
herzustellen.
-
Für
Zwecke der vorliegenden Erfindung ist ein "lyophiles", ionisches Zementmaterial ein flüssigkeitsanziehendes
Material. Ein "ionischer
Zement" ist ein
Material, das nützlich
dazu ist, einen Dentalgegenstand an einen Zahn zu kleben, das mindestens
zum Teil durch eine ionische Zementreaktion aushärtet. Wie unten besprochen
wird, enthalten bevorzugte ionische Zemente der vorliegenden Erfindung
Bestandteile, die zusätzlich
durch eine Polymerisationsreaktion gehärtet werden. Das Material,
das sich auf der Oberfläche
des Dentalgegenstands befindet, wird als eine ionische Zementkomponente
beschrieben, weil es nur ein Teil des Systems ist, das üblicherweise
als ein vollständiges
ionisches Zementsystem beschrieben wird. Um ein vollständiges System
zu erhalten, reagiert man im Allgemeinen eine saure Flüssigkeit
mit einem Material, das durch die Flüssigkeit gelöst wird
und das anschließend
eine Matrize bildet, die verbindet, um eine harte Masse zu bilden.
So sind typische ionische Zementsysteme Zweikomponentensysteme,
die eine erste flüssige
Komponente und eine zweite Komponente umfassen, die eine harte Masse
bilden, wenn sie gemischt werden.
-
Der Dentalgegenstand, der mindestens
auf einer Oberfläche
eine lyophile, ionische Zementkomponente besitzt (zur einfacheren
Bezugnahme hiernach als der "vorbeschichtete
Gegenstand" bezeichnet),
bietet dem Zahnarzt oder dem Kieferorthopäden ausgezeichnete Annehmlichkeit,
indem er die Notwendigkeit beseitigt, die richtige Menge Zement
auf den Gegenstand zu der Zeit des Verbindens zu platzieren. Die
Säuberung ist
ebenfalls einfach, weil die korrekte Menge auf die Oberfläche des
Gegenstands fabrikmäßig dosiert
worden ist, und es kein Zuviel gibt, was oft passiert, wenn der
Zement von Hand darauf geschmiert wird. Weil das vorliegende System
Zementtechnologie verwendet, sind die vorbeschichteten Zemente,
wie beschrieben, ziemlich unempfindlich gegenüber feuchten Umgebungen und
haften recht gut am Zahnschmelz mit wenig oder keinem Ätzen. Außerdem können die
vorbeschichteten Zemente der vorliegenden Erfindung so formuliert
werden, daß sie
Fluorid abgeben.
-
Der vorliegende Dentalgegenstand,
der eine vorbeschichtete lyophile, ionische Zementkomponente besitzt,
hat den Vorteil einer unbegrenzten Lagerfähigkeit, optimale Beständigkeit,
Fluoridabgabe, Verträglichkeit
mit feuchter Umgebung, Adhäsion
auf nicht geätztem
Zahnschmelz, optimal schnelle chemische oder Dunkelhärtung sowie
Lichthärtung
und einfache und wirtschaftliche Verwendung für das Verbinden eines ganzen
Satzes zahlreicher Gegenstand oder sogar eines einzelnen Gegenstandes.
-
In der vorliegenden Erfindung werden üblicherweise
trockene Komponenten ionischer Zementsysteme auf eine Oberfläche eines
Dentalgegenstands platziert, um ein lyophiles Kissen zu bilden,
das trocken und dadurch chemisch stabil ist. Das Kissen der lyophilen,
ionischen Zementkomponente sollte genügende Porosität besitzen,
um der flüssigen
Komponente des Zements zu ermöglichen,
in das Kissen hinein zu fließen
und dadurch eine aktive Zementkomposition schaffen. Zu der Zeit
der Verwendung wird die lyophile Zementkomponente einfach in Kontakt
mit der flüssigen
Komponente des Zements gebracht, damit es Flüssigkeit in das Kissen hineinzieht.
Vorzugsweise wird das lyophile Kissen ungefähr zwischen 10–130% seines
Eigengewichtes von der flüssigen
Komponente des Zementes aufnehmen. Stärker bevorzugt wird das Kissen
ungefähr
zwischen 20–110%
an Flüssigkeit
aufnehmen und am meisten bevorzugt ungefähr zwischen 30–90% an
Flüssigkeit.
Diese Messung wird nach 5 Sekunden nach vollständigem Eintauchen des Kissens
in Flüssigkeit
durchgeführt.
Die Aufnahme der Flüssigkeit
in die lyophile Zementkomponente aktiviert den Härtungsmechanismus, und der
kieferorthopädische
Gegenstand wird sofort platziert und wird auf den Zahn gedrückt. Die
Härtungschemie
des ionischen Zements kann angepasst werden, um eine schnelle und
starke Härtung
zu erzielen, weil keine zusätzliche
offene Zeit des Zements benötigt
wird, um ein Mischen von Hand zu berücksichtigen, wie es mit üblichen
ionischen Zementsystemen erforderlich ist.
-
Vorzugsweise wird der lyophile, ionische
Zement auf den kieferorthopädischen
Gegenstand derart platziert, daß seine
Porosität
angepasst werden kann, so dass er gerade die richtige Menge an flüssiger Komponente
aufsaugt. Das lyophile, ionische Zementkomponentenpulver besitzt
vorzugsweise eine derartige offene, poröse Struktur mit einem vorherbestimmten
offenen Volumen, daß das
Pulver : Flüssigkeits-Verhältnis des fertigen
Zements so wie gewünscht
wäre, wenn
es gerade gefüllt
ist. Die lyophile Zementkomponente sollte vorzugsweise nur wenig
oder keine Agglomeration aufweisen, weil ein gut dispergiertes Pulver
optimal für
das Erzielen der gewünschten
Ergebnisse ist. Auch sind die Oberflächenmerkmale der lyophilen
Zementkomponente vorzugsweise derart, daß die flüssige Fraktion schnell und
spontan in die lyophile Zementkomponente fließt.
-
Die lyophile Zementkomponente wird
auf die kieferorthopädische
Vorrichtung in Form einer Paste oder einer Aufschlämmung aufgebracht,
und die flüssigen
Komponenten werden durch irgendeinen geeigneten Trockenprozess entfernt,
um ein trockenes Kissen der lyophilen Zementkomponente zurückzulassen,
wie vorstehend erläutert.
Bevorzugte Trockenprozesse schließen das einfache Legen des
vorbeschichteten kieferorthopädischen
Gegenstandes in einen Exsikkator oder die Anwendung eines Gefriertrocknungsverfahrens
ein. Im Gefriertrocknungsverfahren werden die nichtflüssigen Komponenten
eines ionischen Zementsystems in einem geeigneten Lösungsmittel
dispergiert, vorzugsweise in einem Volumenbruchteil, der ähnlich ist
oder identisch mit dem Volumenbruchteil ist, der im fertigen verbindenden
Zement gewünscht
wird. Die resultierende Paste wird auf die Oberfläche des
kieferorthopädischen
Gegenstandes in einer abgemessenen Menge aufgebracht, und das vorbeschichtete
Kissen wird Gefriertrocknungsbedingungen unterworfen. Das Lösungsmittel
wird verdunstet, aber die so lyophilisierte ionische Zementkomponente
wird aufgrund der Tatsache, daß verdunstendes
Lösungsmittel
während
des Gefriertrocknungsverfahrens ein Festkörper bleibt, daran gehindert,
in sich selbst zusammenzufallen. Das auf diese Weise hergestellte
bevorzugte Produkt ist ein kieferorthopädischer Gegenstand, der eine
daran anhaftende lyophilisierte, ionische Zementkomponente aufweist,
wobei die lyophilisierte, ionische Zementkomponente im Wesentlichen
das geeignete offene Volumen in der Weise besitzt, daß sie das
gewünschte
Pulver : Flüssigkeits-Verhältnis haben
würde,
wenn sie mit flüssiger
Komponente gefüllt ist.
Weiterhin würden
die Oberflächeneigenschaften
derart verändert
werden, indem man die chemische Identität des Lösungsmittels wählt, die
verwendet wird, um die ionische Zementkomponente zu dispergieren,
daß es
durch Flüssigkeiten
leicht benetzt würde,
die dem Lösungsmittel
in Polarität
und so weiter ähneln.
Ein Lösungsmittel
mit Eigenschaften nahe denen der flüssigen Komponente des fertigen
Zements würde
das nachfolgende Benetzen durch die flüssige Komponente optimieren,
wenn der Zement aktiviert ist. Bevorzugte Lösungsmittel schließen Wasser
und niedrigere Alkohole wie Ethanol, Isopropanol und tert. Butanol
ein.
-
Der Zement, wie vor dem Lyophilisieren
aufgetragen, hat vorzugsweise die gleichen allgemeinen Merkmale
wie der rekonstituierte Zement direkt vor dem Auftragen auf den
Zahn haben wird. Dadurch wird die Viskosität des Zements, wenn er in Pastenform
vorliegt, so wie er auf den Dentalgegenstand aufgetragen wird, vorzugsweise
ungefähr
die gleiche sein, als wenn die vorbeschichtete Vorrichtung auf den
Zahn aufgelegt wird. Dentalgegenstände wie kieferorthopädische Klammern
können
deshalb vom Hersteller durch Auswahl des Pulver : Flüssigkeits-Verhältnis der
Originalpaste, wie sie beim Beschichten und Gefriertrocknungsverfahren verwendet
wird, in jeder zuvor ausgewählten
Zementkonsistenz geliefert werden. Hersteller können deshalb den gleichen Klammerstil
in einer Anzahl von Zementpasten-Konsistenzen liefern. Für Zwecke
der vorliegenden Erfindung wird eine Paste als ein Material definiert,
bei dem der unelastische Modul geringer als der Elastizitätsmodul
des Materials ist. Vorzugsweise hat die Paste eine Viskosität ungefähr zwischen
1 × 102 und 1 × 1011 Cps. Stärker bevorzugt hat die Paste
eine Viskosität
ungefähr
zwischen 1 × 107 und 1 × 109 Cps. Die Viskosität wird mit einem Rheometer
bei einer Schergeschwindigkeit zwischen 0,01 und 0,1 sec–1 bei
ungefähr 25°C gemessen.
Ein bevorzugtes Prüfungsprotokoll
ist ein Bohlin CS50 Rheometer mit kontrollierter Belastung zu benutzen
(Metric Group, Inc., Bohlin Instruments Division, Cranbury, NJ)
mit 20 mm parallelen Platten und einem Abstand von 2 mm. Die Belastung
wird von 1 Pascal bis zu einer Belastung erhöht, die ausreicht, um ein Schergeschwindigkeit
von ungefähr
0,1 sec–1 zu
erzielen.
-
Der ionische Zement der vorliegenden
Erfindung kann aus irgendeinem Material ausgewählt werden, das nützlich ist,
um einen Dentalgegenstand an einen Zahn anzuheften, das mindestens
zum Teil durch eine ionische Zementreaktion härtet. Derartige Materialien
sind im allgemeinen Gebrauch als Zwei- oder Mehrkomponentensysteme
bekannt, die in der Zahnheilkunde verwendet werden. Beispiele derartiger
Materialien schließen
Zinkphosphat, Zink-Silicophosphat, Zinkoxid-Eugenol, Zink-Polyacrylat,
Glas-Ionomere, Kalziumhydroxid Basen und Ähnliche ein.
-
Bevorzugte Flüssigkeiten sind Wasser und
Mischungen aus Wasser mit Lösungsmitteln
oder polymerisierbaren Flüssigkeiten.
Besonders bevorzugte Flüssigkeiten
schließen
ein photohärtbares
Ionomer ein, das als ein Polymer definiert ist, das genügend ionische
Seitengruppen besitzt, um in Gegenwart eines reaktiven Füllstoffes
und Wasser eine Erstarrungsreaktion zu erfahren und genügend polymerisierbare
Seitengruppen besitzt, um der resultierenden Mischung zu ermöglichen,
polymerisiert zu werden, z. B. durch Härten nachdem sie Strahlungsenergie
ausgesetzt wurde.
-
Wie vorstehend erwähnt, wird
die lyophile, ionische Zementkomponente auf den Dentalgegenstand als
Paste aufgetragen und wird dann getrocknet. Es ist vorteilhaft,
wenn die lyophile, ionische Zementkomponente in der Pastenform,
wie sie auf den Dentalgegenstand aufgetragen wird, wahlweise einen
reaktiven Bestandteil enthält,
um die Zementreaktion zu initiieren. Zum Beispiel kann die Paste
im Fall der Glas-Ionomer-Zemente
hauptsächlich
aus nichtreaktivem Lösungsmittel
bestehen, sie kann jedoch wahlweise irgendein Glas-Ionomer-Polymer
oder ein anderes Polymer enthalten, das eine ausgedehnte netzartige
Struktur bildet und dazu tendiert, die Pulverteilchen aneinander
zu binden, ohne merklich das offene Volumen zu reduzieren. Durch
vorsichtiges Kontrollieren entweder der Menge des Materials, das
mit dem reaktiven Glas der lyophilen, ionischen Zementkomponente
reagieren kann, oder durch Kontrollieren der Topfzeit der Paste,
bevor der Lyophilisierungsprozess abgeschlossen ist, kann man ein
teilweise durchreagiertes Zementkissen erzeugen, das das gewünschte offene
Volumen besitzt und immer noch dazu fähig ist, zu einer Pastenform
rekonstituiert zu werden. Das resultierende Kissen des Zements besitzt
größeren Widerstand
gegenüber
Brechen oder Zerfallen als verglichen mit Kissen, die nicht aus
Pasten hergestellt werden, die eine kleine Menge ionomerer Polymere
oder anderes reaktives Material enthalten. Netzmittel sowie andere
Binder und Modifizierungsmittel können in kleinen Mengen verwendet
werden, ohne die wesentliche Leistung des Zements zu beeinträchtigen.
-
Besonders bevorzugte ionische Zemente,
die in der vorliegenden Endung verwendet werden, umfassen photohärtbare Ionomere,
die ein Polymer enthalten, das genügend ionische Seitengruppen
besitzt, um in Gegenwart eines reaktiven Füllstoffes und Wasser eine Erstarrungsreaktion
zu erfahren und das genügend
polymerisierbare Seitengruppen besitzt, um der resultierenden Mischung,
nachdem sie Strahlungsenergie ausgesetzt wurde, zu ermöglichen,
gehärtet
zu werden. Beispiele derartiger bevorzugter photohärtbarer
Ionomere werden in dem US-Patent Nr. 5,130,347 beschrieben, dessen
Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
-
Die bevorzugte lyophile, ionische
Zementkomponente wird aus den Pulverkomponenten der Glas-Ionomer-Zemente
ausgewählt.
Diese Pulverkomponenten schließen übliche reaktive
Füllstoffe
ein und schließen
wahlweise auch nichtreaktive Füllstoffe
ein. "Reaktive Füllstoffe", wie hier verwendet,
bezieht sich auf ein Metalloxid oder ein Hydroxid, mineralisches
Silikat oder ionenauslaugbares Glas, das in der Lage ist, mit dem Ionomer
in Gegenwart von Wasser zu reagieren, um ein Hydrogel zu bilden.
Der Begriff "nichtreaktive
Füllstoffe", wie hier verwendet,
bezieht sich auf Füllstoffmaterialien,
die nicht mit dem Ionomer in Gegenwart von Wassers reagieren, um
ein Hydrogel zu bilden.
-
Reaktive Füllstoffe, die für die Verwendung
in den Zementsystemen dieser Erfindung geeignet sind, schließen diejenigen
ein, die im Allgemeinen mit Ionomeren verwendet werden, um Ionomer-Zemente
zu bilden. Beispiele geeigneter reaktiver Füllstoffe schließen Metalloxide,
wie Zinkoxid und Magnesiumoxid, und ionenauslaugbare Gläser ein,
wie z. B. in den US-Patenten Nr. 3,655,605, 3,814,717, 4,143,018,
4,209,434, 4,360,605 und 4,376,835 beschrieben.
-
Der reaktive Füllstoff ist vorzugsweise ein
fein zerteilter reaktiver Füllstoff.
Der Füllstoff
sollte genügend
fein zerteilt sein, damit er bequem mit den anderen Bestandteilen
gemischt und im Mund verwendet werden kann. Bevorzugte durchschnittliche
Teilchendurchmesser für
den Füllstoff
sind ungefähr
0,2 bis ungefähr 15
Mikrometer, stärker
bevorzugt ungefähr
1 bis 10 Mikrometer, gemessen unter Verwendung von zum Beispiel
einem Sedimentationsanalysator.
-
Bevorzugte reaktive Füllstoffe
sind säurereaktiv.
Geeignete säurereaktive
Füllstoffe
schließen
Metalloxide, Metallsalze und Gläser
ein. Bevorzugte Metalloxide schließen Bariumoxid, Kalziumoxid,
Magnesiumoxid und Zinkoxid ein. Bevorzugte Metallsalze schließen Salze
mehrwertiger Kationen, zum Beispiel Aluminiumacetat, Aluminiumchlorid,
Kalziumchlorid, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Aluminiumnitrat,
Bariumnitrat, Kalziumnitrat, Magnesiumnitrat, Strontiumnitrat und
Kalziumfluoroborat ein. Bevorzugte Gläser schließen Boratgläser, Phosphatgläser und
Fluoralumosilikatgläser
ein. Fluoralumosilikatgläser
werden besonders bevorzugt. Geeignete reaktive Füllstoffe stehen auch von einer
Vielzahl kommerzieller Quellen zur Verfügung, die den Fachleuten geläufig sind.
Zum Beispiel können
geeignete Füllstoffe
von einer Anzahl kommerziell verfügbarer Glas-Ionomer-Zemente
erhalten werden, wie "GC
Fuji LC"-Zement
und "Kerr XR"-Ionomer-Zement.
Mischungen von Füllstoffe
können
verwendet werden, wenn es gewünscht
wird.
-
Wenn es gewünscht wird, kann der reaktive
Füllstoff
einer Oberflächenbehandlung
unterzogen werden. Geeignete Oberflächenbehandlungen schließen Waschen
mit Säure,
Behandeln mit Phosphaten, Behandeln mit Chelatbildnern, wie Weinsäure, Behandeln
mit einem Silan oder mit einem silikonbindendem Agens ein. Besonders
bevorzugte reaktive Füllstoffe
sind silikonbehandelte Fluoralumosilikat-Glasfüllstoffe, wie in dem US-Patent
Nr. 5,332,429 beschrieben, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme
ausdrücklich
aufgenommen wird.
-
Die Menge an reaktivem Füllstoff
sollte ausreichend sein, um einen Zement zur Verfügung zu
stellen, der vor dem Härten
wünschenswerte
Misch- und Handhabungseigenschaften besitzt und der nach dem Härten gute
Zementleistung zeigt. Vorzugsweise stellt der reaktive Füllstoff
weniger als ungefähr
90%, stärker
bevorzugt ungefähr
25% bis ungefähr
85% und am meisten bevorzugt ungefähr 75% bis ungefähr 85 Gewichtsprozent
des gesamten Gewichts der Zementkomponenten dar.
-
Nichtreaktive Füllstoffe können aus einem oder mehreren
irgendeines Materials ausgewählt
werden, das für
die Aufnahme in Zusammensetzungen geeignet ist, die für medizinische
Anwendungen verwendet werden, so wie Füllstoffe, die gegenwärtig in
dentalen restaurierenden Zusammensetzungen und dgl. eingesetzt werden.
Der Füllstoff
wird fein zerteilt und hat vorzugsweise einen maximalen Teilchendurchmesser
von weniger als ungefähr
50 Mikrometer und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser weniger
als ungefähr
10 Mikrometer. Die Füllstoff
kann eine unimodale oder eine polymodale (z. B. bimodale) Teilchengrößenverteilung besitzen.
Der Füllstoff
kann ein anorganisches Material sein. Er kann auch ein vernetztes
organisches Material sein, das im polymerisierbaren Harz unlöslich ist
und kann wahlweise mit anorganischem Füllstoff gefüllt sein. Der Füllstoff
sollte in jedem Fall atoxisch und für die Verwendung im Mund geeignet
sein. Der Füllstoff
kann strahlen-opak, strahlen-glänzend
oder nicht strahlenopak sein.
-
Beispiele geeigneter nichtreaktiver
anorganischer Füllstoffe
sind natürlich
vorkommende oder synthetische Materialien wie Quarz, Nitride (z.
B. Siliciumnitrid), Gläser,
zum Beispiel abgeleitet von Ce, Sb, Sn, Zr, Sr, Ba und Al, kolloidale
Kieselsäure,
Feldspat, Borsilikatglas, Kaolin, Talk, Titandioxid und Zinkglas;
Füllstoffe mit
niedriger Mohshärte,
wie jene, die in US-Patent Nr. 4,695,251 beschrieben werden; und
Submikron-Kieselsäureteilchen
(z. B. pyrogene Kieselsäure
wie die "Aerosil"-Serien "OX 50","130", "150" und "200", die von Degussa
verkauft werden und "Cab-O-Sil
M5"-Kieselsäure, die
von Cabot Corp. verkauft werden). Beispiele von geeigneten nichtreaktiven
organischen Füllstoffteilchen
schließen
gefüllte
oder ungefüllte
pulverisierte Polycarbonate, Polyepoxide und dgl. ein. Bevorzugte
nichtreaktive Füllstoffteilchen
sind Quarz, Submikron-Kieselsäure
und nichtglasartige Mikroteilchen von der Art, die in US-Patent.
Nr. 4,503,169 beschrieben werden. Mischungen von diesen nichtreaktiven
Füllstoffen
werden auch in Betracht gezogen, sowie Kombinationsfüllstoffe,
die aus organischen und anorganischen Materialien hergestellt werden.
-
Vorzugsweise wird die Oberfläche der
Füllstoffteilchen
mit einem Verbindungsagens behandelt, um die Verbindung zwischen
dem Füllstoff
und dem polymerisierbaren Harz zu erhöhen. Die Verwendung geeigneter
Verbindungsagenzien schließt γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltriethoxysilan, γ-Aminopropyltrimethoxysilan
und dgl. ein.
-
Die Zementsysteme der Erfindung enthalten
vorzugsweise einen oder mehrere geeignete Photopolymerisations-Initiatoren,
die als eine Quelle freier Radikale fungieren, wenn sie aktiviert
werden. Derartige Initiatoren können
allein verwendet werden oder in Verbindung mit einem oder mehreren
Beschleunigern und/oder Sensibilisatoren.
-
Der Photoinitiator sollte in der
Lage sein, nach Belichten mit Licht einer geeigneten Wellenlänge und Intensität, die Vernetzung
des ethylenisch ungesättigten
Teiles durch freie Radikale zu fördern.
Vorzuziehen ist auch eine genügende
Lagerfähigkeit
und das frei Sein von unerwünschter
Verfärbung,
um seine Lagerung und die Verwendung unter üblichen kieferorthopädischen
Bedingungen zu gestatten. Photoinitiatoren für sichtbares Licht werden vorgezogen.
Der Photoinitiator ist vorzugsweise wasserlöslich oder mischbar mit Wasser. Photoinitiatoren,
die polare Gruppen besitzen, haben normalerweise einen genügenden Grad
an Wasserlöslichkeit
oder an Wassermischbarkeit. Der Photoinitiator kann häufig allein
verwendet werden, aber typischerweise wird er in Verbindung mit
einer geeigneten Spenderverbindung oder einem geeigneten Beschleuniger verwendet
(zum Beispiel Amine, Peroxide, Phosphorverbindungen, Ketone und α-Diketone).
-
Bevorzugte, durch sichtbares Licht
induzierte Initiatoren schließen
Campherchinon ein (das typischerweise mit einem geeigneten Wasserstoffspenders
wie einem Amin kombiniert wird), einfache oder Metallkomplex-Diaryljodoniumsalze,
chromophorausgetauschte Halogenmethyl-s-Triazine und Halogenmethyl-Oxadiazole.
Besonders bevorzugte, durch sichtbares Licht induzierte Initiatoren
schließen
Kombinationen eines α-Diketons, z. B. Campherchinon,
und ein Diaryljodoniumsalz, z. B. Diphenyljodoniumchlorid, -bromid,
jodid oder -hexafluorophosphat ein, mit oder ohne zusätzliche
Wasserstoffspender (wie Natriumbenzolsulfinat, Amine und Aminalkohole).
-
Bevorzugte, durch ultraviolettes
Licht induzierte Polymerisations-Initiatoren schließen Ketone,
wie Benzil und Benzoin, und Acyloine und Acyloinäther ein. Bevorzugte, kommerziell
verfügbare,
durch ultraviolettes Licht induzierte Polymerisations-Initiatoren
schließen
2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon ("IRGACURE 651") und Benzoinmethyläther (2-Methoxy-2-phenylacetophenon),
beide von Ciba-Geigy Corp., ein.
-
Der Photoinitiator sollte in ausreichender
Menge vorhanden sein, um die gewünschte
Geschwindigkeit der Photopolymerisation zu ermöglichen. Diese Menge wird zum
Teil von der Lichtquelle, von der Dicke der Schicht, die der Strahlungsenergie
ausgesetzt werden soll und von dem Extinktionskoeffizienten des
Photoinitiators abhängig
sein. Typischerweise werden die Photoinitiatorkomponenten mit einem
Gesamtgewicht von ungefähr
0,01 bis ungefähr
5%, stärker
bevorzugt von ungefähr
0,1 bis ungefähr
5%, vorhanden sein, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komposition.
-
Das Zementsystem kann auch zusätzliche
Formen zur Initiierung der Polymerisationsreaktion aufnehmen, um
eine Vernetzungsreaktion zu initiieren, ohne die Notwendigkeit,
das Zementsystem mit sichtbarem Licht zu belichten. Eine bevorzugte
zusätzliche
Form zur Initiierung der Polymerisationsreaktion durch freie Radikale,
ist die Aufnahme von einem oxidierenden Agens und einem reduzierenden
Agens als ein Redoxkatalysatorsystem, um es dem kieferorthopädischen
Mittel zu ermöglichen,
durch eine Redoxreaktion zu härten. Verschiedene
Redoxsysteme und ihre Verwendung als Ionomer-Zemente werden in dem
US-Patent Nr. 5,154,762 beschrieben, dessen Offenbarung hier durch
Bezugnahme ausdrücklich
aufgenommen wird. Derartige Zweikomponenten-Initierungssysteme können natürlich wahlweise
zur Verfügung
gestellt werden, mit einem Teil in der lyophilen Zementkomponente
lokalisiert und dem anderen Teil in der flüssigen Komponente lokalisiert.
Alternativ kann das Zweikomponenten-Initierungssystem in der Flüssigkeit
am Behandlungsstuhl des Patienten direkt vor der Verwendung zusammengemischt
werden oder in irgendeinem anderen geeigneten mischenden System.
-
Das oxidierende Agens sollte mit
dem reduzierenden Agens reagieren oder in anderer Weise damit kooperieren,
um freie Radikale zu produzieren, die in der Lage sind, die Polymerisation
des ethylenisch ungesättigten
Teiles zu initiieren. Das oxidierende Agens und das reduzierende
Agens sind vorzugsweise auch genügend
lagerfähig
und frei von unerwünschter
Verfärbung,
um seine Lagerung und die Verwendung unter üblichen zahntechnischen Bedingungen
zu gestatten. Das oxidierende Agens und das reduzierende Agens sollten
vorzugsweise auch genügend
löslich
sein und in einer Menge zur Verfügung
stehen, die ausreicht, um eine adäquate Reaktionsgeschwindigkeit
freier Radikale zu gestatten. Diese kann durch Kombinieren des ethylenisch
ungesättigten
Teils, des oxidierenden Agens und des reduzierenden Agens abgeschätzt werden
und durch Beobachten, ob eine gehärtete Masse erhalten wird oder
nicht.
-
Geeignete oxidierende Agenzien schließen Persulfate,
wie Natrium-, Kalium-, Ammonium- und Alkylammoniumpersulfate, Benzoylperoxid,
Hydroperoxide wie Cumolhydroperoxid, tert. Butylhydroperoxid, tert. Amylhydroperoxid
und 2,5-Dihydroperoxy-2,5-dimethylhexan,
Salze des Kobalts (III) und des Eisens (III), Hydroxylamin, Perborsäure und
seine Salze, Salze eines Permanganatanions und Kombinationen davon
ein. Wasserstoffperoxid kann auch verwendet werden, obwohl es in
einigen Fällen
mit dem Photoinitiator interferieren könnte, falls einer vorhanden
ist. Das oxidierende Agens kann wahlweise in einer eingekapselten
Form geliefert werden, wie in US-Patent. Nr. 5,154,762 beschrieben.
-
Bevorzugte reduzierende Agenzien
schließen
Ascorbinsäure,
metallkomplexierte Ascorbinsäure,
Kobalt (II)-Chlorid, Eisenchlorid, Eisensulfat, Hydrazin, Hydroxylamin,
Oxalsäure,
Thioharnstoff und Salze von einem Dithionit, Thiosulfat, Benzolsulfinat
oder Sulfitanion ein.
-
Das Vorhandensein dreier Härtungsmechanismen
im Glas-Ionomer-System (Photohärtung,
Dunkelhärtung
durch eine Redoxreaktion und ionische Härtung) kann wahlweise gründliches,
gleichmäßiges Härten und
das Beibehalten guter klinischer Eigenschaften fördern. Zemente, die drei Arten
des Härtens
verwenden, haben besonderen Nutzen in klinischen Anwendungen, in
denen Härten
einer konventionellen lichthärtbaren Komposition
schwierig zu erreichen sein könnte.
-
Für
photohärtbare
Ionomere, die durch einen kationischen Mechanismus polymerisiert
werden, schließen
geeignete Initiatoren Salze ein, die in der Lage sind, Kationen,
wie die Diaryljodonium-, Triarylsulfonium- und Aryldiazonium-Salze
zu erzeugen.
-
Wahlweise können andere Bestandteile, wie
Polymerisationsinitiatoren, Modifizierungsagenzien und Co-Lösungsmittel
zu jeder Zeit und auf jede An und Weise hinzugefügt werden, die die Erstarrungsreaktion oder
die Photohärtungsreaktion
nicht vorzeitig startet.
-
Modifizierungsagenzien können in
den Zementsystemen der vorliegenden Erfindung verwendet werden,
um verlängerte
Arbeitszeiten bereitzustellen. Modifizierungsagenzien, die im Zementsystem
der vorliegenden Erfindung nützlich
sind, sind zum Beispiel Alkanolamine, z. B. Ethanolamin und Triethanolamin
und Mono-, Di- und Trinatriumhydrogenphosphat. Modifizierungsagenzien
können
in eine oder in beide Pasten der vorliegenden Erfindung aufgenommen
werden. Die Modifizierungsagenzien werden vorzugsweise in einer Konzentration
zwischen ungefähr
0,1 bis ungefähr
10 Gewichtsprozent verwendet, bezogen auf das Gewicht des reaktiven
Füllstoffs
und vorzugsweise zwischen ungefähr
0,5 bis ungefähr
5 Prozent.
-
Co-Lösungsmittel, die in der vorliegenden
Erfindung nützlich
sind, schließen
organische Lösungsmittel mit
niedrigem Molekulargewicht ein, sind aber nicht auf diese beschränkt. Geeignete
Co-Lösungsmittel
schließen
nichtcopolymerisierbare organische Lösungsmittel und copolymerisierbare,
hydrophile Alkenyl-Lösungsmittel
mit niedrigem Molekulargewicht ein. Das Wort "copolymerisierbar", wie hier verwendet, bezieht sich auf die
Fähigkeit
des Co-Lösungsmittel,
mit anderen polymerisierbaren Komponenten, die in Zementen der Erfindung
verwendet werden könnten,
vereinbar zu härten.
Copolymerisierbare Co-Lösungsmittel
können
den Zementsystemen dieser Erfindung aus einer Vielzahl von Gründen hinzugefügt werden,
zum Beispiel, um eine homogene Lösung
eines photohärtbaren
Ionomers bereitzustellen, das inhärent niedrige wässrige Löslichkeit besitzt,
um die Belichtung mit Strahlungsenergie zu verkürzen, die erforderlich ist,
um das System zu härten, oder
um die physischen Eigenschaften zu verändern, z. B. die Flexibilität des resultierenden
gehärteten
Ionomer-Zements. Beispiele geeigneter Co-Lösungsmittel schließen nichtcopolymerisierbare
Co-Lösungsmittel, wie
Ethanol, Propanol und Glycerin, und copolymerisierbare Co-Lösungsmittel,
wie 2-Hydroxylethylmethacrylat oder 2-Hydroxypropylmethacrylat ein.
-
Wahlweise kann der Zement Stabilisatoren
enthalten. Das Miteinbeziehen der Stabilisatoren dient dazu, um
die Farbstabilität
der Kompositionen weiter zu verbessern. Geeignete Stabilisatoren
schließen
Oxalsäure,
Natriummetabisulfit, Metaphosphorsäure, Natriumbisulfit, Natriumthiosulfat
und Kombinationen davon ein. Oxalsäure und Natriummetabisulfit
sind bevorzugte Stabilisatoren.
-
Wenn es gewünscht wird, können die
Zemente der Endung Hilfsstoffe wie Pigmente, Inhiatoren, Beschleuniger,
Viskositätsveränderer,
Medikamente und andere Bestandteile enthalten, die für Fachleute
offensichtlich sind.
-
Das Härten des Ionomer-Zementsystems,
das die Fähigkeit
hat, durch ein Photoinitierungs-System gehärtet zu werden, wird dadurch
geschaffen, indem es irgendeiner Quelle von Strahlungsenergie ausgesetzt wird,
die fähig
ist, das gewünschte
Ausmaß von
Polymerisation des photohärtbaren
Ionomers zu bewirken. Geeignete Strahlungsenergiequellen bieten
eine gewünschte
Kombination von derartigen Eigenschaften wie Sicherheit, Kontrollierbarkeit,
geeignete Intensität
und geeignete Verteilung einfallender Energie. Sehen Sie im Allgemeinen "Radiation Curing", Kirk-Othmer Encyclopedia
von Chemical Technology 3d Ed., Vol. 19, pp. 607–624 (1982). Bevorzugte Strahlungsenergiequellen
sind ultraviolette oder sichtbare Lichtquellen, deren Emissionsspektren
eng mit dem Absorptionsbereich des Polymerisations-Initiators in
dem Ionomer-Zementsystem korrespondieren. Zum Beispiel, Quellen,
die ultraviolettes Licht bei Wellenlängen zwischen ungefähr 335 und
385 nm emittieren und Quellen, die sichtbares Licht bei Wellenlängen zwischen
ungefähr
420 und 480 nm im blauen Bereich emittieren, werden für die Verwendung
mit den bevorzugten durch ultraviolettes beziehungsweise mit den
durch sichtbares Licht induzierten Polymerisations-Initiatoren vorgezogen.
Zur Polymerisation von Zementsystemen im Mund wird sichtbare Lichtstrahlung,
wie es standardmäßige dentale
Härtelampen
liefern, besonders bevorzugt.
-
Wenn ein Ionomer-Zementsystem der
vorliegenden Erfindung einer geeigneten Strahlungsenergiequelle
ausgesetzt wird, fängt
das System schnell an zu härten,
z. B. innerhalb von ungefähr
45 Sekunden und vorzugsweise innerhalb von ungefähr 30 Sekunden. Der Zement
zeigt im Allgemeinen den größten Grad
der Härtung
nahe seiner Oberfläche,
wo die Strahlungsenergie höchst
intensiv ist. Die Oberfläche
des Zements kann daher genug gehärtet
werden, um darauffolgende Handlungen am Patienten zu gestatten,
während
dem Inneren des Zements gestattet wird, sich mittels der andauernden
Erstarrungsreaktion vollständig
zu härten. So
wird, wenn der härtende
Schritt ausgelassen wird, die übliche
Erstarrungsreaktion stattfinden, die schließlich im Härten des Materials resultiert,
sogar in der Dunkelheit.
-
Der Dentalgegenstand, der mit dem
vorbeschichteten Dentalzement, wie hier beschrieben, geliefert wird,
ist jeder Gegenstand, der angemessen verbunden werden kann, indem
ein ionisches Zementsystem verwendet wird. Beispiele derartiger
Gegenstände
schließen
Kronen ein (besonders Pädo-Kronen),
kieferorthopädische
Klammern, kieferorthopädische
Bänder
und dgl.
-
In der Praxis wird ein kleiner Behälter teilweise
mit der flüssigen
Komponente des ionischen Zements gefüllt. Der Dentalgegenstand wird
danach von seinem Paket oder von seinem Träger entfernt, und die lyophile,
ionischen Zementkomponente wird teilweise oder vollständig in
die flüssige
Komponente des ionischen Zements eingetaucht. Die richtige Menge
der flüssigen
Komponente würde
schnell in das Kissen des Zements eingezogen werden, das gleichzeitig
die gewünschte
Konsistenz des bindenden Zements entwickeln würde. Sogar in der Situation,
wo nur ein Dentalgegenstand verbunden wird, würden ein paar Tropfen Flüssigkeit,
die in den Behälter
gegeben werden, dem Prozess gestatten, schnell und bequem ohne jede
unangemessene Verschwendung des Materials ausgeführt zu werden.
-
Alternative Methoden, die flüssige Komponente
des ionischen Zements auf die lyophile Zementkomponente aufzutragen,
werden auch in Betracht gezogen. Zum Beispiel kann die Flüssigkeit
aufgetragen werden, indem eine Spritze, eine Bürste oder ein anderer geeigneter Übertragungsmechanismus
verwendet wird, der für
Fachleute offensichtlich ist.
-
Gefriertrocknung
-
Anlagen: Ein Ace Glas-Gefriertrocknungsapparat
besteht aus einer Sammelleitung (P/N 6696-05), Kühlfalle (6696-10) und Vorratsgefäßen (6696-20).
Welch Wissenschaftliche Vakuumpumpe. McLeod-Manometer. Plastik-Dewar-Kolben.
Vakuumleitungen.
-
Verfahren: Der Plastik-Dewar wird
für ein
Isopropanol/Trockeneisbad für
die Kühlfalle
verwendet. Die Vorratsgefäße werden
in getrennten flüssigen
Stickstoffbädern
gekühlt.
Die Proben, die gefriergetrocknet werden sollen, werden einige Sekunden
lang in flüssigem
Stickstoff untergetaucht (oder abgekühlt in der Atmosphäre über dem
flüssigen
Stickstoff) und dann werden sie in die Vorratsgefäße gefüllt, die
dann an die Sammelleitung des Gefriertrocknungsapparats angeschlossen
werden. Nachdem alle Gefäße an Ort
und Stelle sind, wird die Vakuumpumpe gestartet. Pumpen wird fortgesetzt,
bis die Proben trocken zu sein scheinen, und der Druck (McLeod-Manometer)
geringer ist als 67 Pascal (0,5 Torr). (Vorzugsweise wird das Vakuum
während einer
halben Stunde bis zu einer Stunde angelegt, bis aller Frost und
die Feuchtigkeit von den Gefäßen verdunstet
sind, und sie sich beim Berühren
nicht mehr kühl
anfühlen.)
-
Pasten werden hergestellt, indem
man reine Lösungsmittel
oder Lösungen
von Polymeren mit Pulverbestandteilen, z. B. mit Zinkoxid oder pulverisiertes
Glas vermischt. Die resultierenden Pasten werden in eine Spritze
eingebracht, die verwendet wird, um Material auf die verbindende
Basis kieferorthopädischer
Klammern aufzutragen. Es wird genügend Material aufgetragen,
damit es adäquat
wäre, Zähne daran
zu verbinden, indem ein leichter Überschuss gestattet wird, der
um die Basis herum austritt, nachdem sie in Position auf die Zahnoberfläche gedrückt wurde.
Die Klammer, auf die Paste aufgetragen wurde, wird in ein Reagenzglas
oder in einen Becher platziert, der ungefähr fünf Sekunden lang in flüssigen Stickstoff
gehalten wird und dann in das Gefriertrocknungsgefäß gestellt
wird. Nachdem die Proben gefriergetrocknet sind, wird die Basis
der Klammer in den flüssigen
Teil eines lichthärtenden
Glas-Ionomer-Zements eingetaucht, z. B. Fuji Ortho LC-Flüssigkeit und
dann auf eine Zahnoberfläche
platziert. Die Probe wird dann mit einem Härtungsgerät für sichtbares Licht zwanzig
Sekunden lang belichtet (zehn Sekunden von jeder Seite).
-
Band-Scherkraft-Prüfverfahren
-
Kieferorthopädische Backenzahnbänder, die
dadurch modifiziert wurden, daß vier
Haltevorrichtungen auf den verschließenden Rand angeschweißt wurden,
wurden in diesem Test verwendet. Die Backenzahnbänder werden mit verbindendem
Zement gefüllt
und werden dann auf zylindrische Testdorne montiert. Überschusszement
wird entfernt, und die Prüflinge
werden über
Wasser in 37°C-Prüfkammern
gelagert. Nach übernacht
Lagerung werden die Proben auf einer Instron Universal Testmaschine
geprüft.
Der Prüfdorn
wird im niedrigeren Teil des Apparates festgehalten, und ein Greifer
wird auf das Band gesetzt, damit es die Haltevorrichtungen verbindet
und damit eine Scherkraft einwirkt, wenn der Kreuzkopf aufwärts bewegt
wird. Eine Kreuzkopfgeschwindigkeit von 0,2 mm/s (0.5 in/min) wurde
für das
Testen verwendet.
-
Klammer-Scherkraft-Prüfverfahren
-
Standard-Verbindungsstärken-Prüfung wird
mit Rinderzähnen
als Testsubstrat durchgeführt.
Rinderzähne
werden von Kalbkiefern abgeschnitten und werden in kalthärtende Acrylzylinder
montiert. Die Zähne werden
direkt vor dem Testen mit Bimsstein abgerieben, um den Zahnschmelz
zu reinigen. Abbimsen wird durchgeführt, indem ein Rosshaar-Rad
und eine Aufschlämmung
von Bimsstein verwendet werden. Nach dem Abbimsen werden die Zähne gründlich in
Wasser gespült.
Klammern wurden mit den Zähnen
verbunden, wie in den verschiedenen Beispielen beschrieben. Die
Proben wurden in Wasser gelegt und wurden bei 37 ± 2°C über Nacht
gelagert (16 bis 24 Stunden). Die Proben werden auf eine Instron
Universal Testmaschine zur Bestimmung der Verbindungsstärke montiert.
Proben werden so platziert, daß Kraft
auf den verschließenden Rand
der Klammer einwirkt. Ein runder rostfreier Stahldraht (0,016 bis
0,022) wird in der Klaue der Prüfmaschine
festgehalten und wird um die Klammerflügel geschlungen. Eine Kreuzkopf-Geschwindigkeit
von 0,08 mm/s (0.2 in/min) wird für Standardtests verwendet.
Die Kraft, um die Klammer in einem Abschäl-/Scher-Modus abzulösen, wird
auf dem Instrumenten-Diagrammpapier oder mit einem Computer aufgezeichnet.
-
Die vorliegende Erfindung wird angesichts
der folgenden Beispiele weiter verstanden werden, die lediglich
erläuternd
sind und nicht beabsichtigt sind, den Umfang der Erfindung einzuschränken. Wenn
nicht anders bezeichnet, sind alle Teile und Prozente auf das Gewicht
bezogen.
-
Experimentelles
-
Die Klebstoffe dieses Typs umfassen
(1) Glaspulver, (2) Polycarboxylsäure, (3), Hydroxyethylmethacrylat
(HEMA) und (4) Wasser. Zusätzlich
gibt es thermische und lichtaktivierte Generatoren freier Radikale.
-
Es gibt drei verschiedene Mechanismen,
die an der Klebstoffhärtung
beteiligt sind: Die Kombination von Wasser, Glaspulver und Polycarboxylsäure lässt Kationen
vom Glas austreten und sich mit der Polycarboxylsäure irreversibel
verbinden. Dieses ist die übliche
Glas-Ionomer-Härtung
(GI). Die thermische radikalische Härtung tritt auf, wenn der Initiator
und der Generator freier Radikale kombiniert werden. Die lichthärtenden
Chemikalien können
vorgemischt sein, aber müssen
vor Licht geschützt
werden, um die Initiierung radikalischer Härtung zu verhindern. Die Klebstoffformulierungen
müssen
alle die Stabilität
des ungehärteten
Klebstoffs und das Vermeiden vorzeitiger Härtung unterbringen.
-
BEISPIELE 1–5
-
Der erste Schritt ist das Glas mit
einem flüchtigen
(sublimierbaren) Lösungsmittel
zu vermischen. Im Fall des Wassers wird ein bestimmter Grad der
Reaktion stattfinden, in der die Kationen herausgespült werden, welche
die Ionomer-Reaktion fördern.
Wenn Ionomer vorhanden ist, wird ein bestimmter Grad des Härtens stattfinden,
mit dem Nutzen, dem Kissen aus Glaspulver nach der Gefriertrocknung
strukturelle Integrität
zu verleihen. Wenn Ethanol oder gleichwertiges Lösungsmittel verwendet wird,
wird es eine minimale Extraktion von Kationen aus dem Glas geben,
und das vorhandene Polymer wird im Grunde unreagiert bleiben, bis
es durch den Zusatz von Wasser aktiviert wird. Wenn Mischungen von
Wasser und andere Lösungsmitteln,
wie Ethanol, verwendet werden, werden dazwischenliegende Niveaus
der Vorhärtung
anstatt der GI-Reaktion zugelassen.
- VB
- ist das Copolymer,
wie in Beispiel 11 des US-Patents Nr. 5,130,347 beschrieben, dessen
Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
- PAA
- ist Polyacrylsäure, wie
sie von GC Corporation als GC "Ortho" Conditioner verkauft
wird.
-
In jedem Experiment wurde die Pulver-Aufschlämmung auf
die Basis einer Metallklammer aufgetragen. Die Klammer wurde dann
mit flüssigem
Stickstoff gekühlt,
bis das Lösungsmittel
vollständig
gefroren war. Sie wurde danach in einen Gefriertrocknungsapparat
gelegt und blieb gefroren, während
der Druck auf weniger als 133 Pa (einem Torr) erniedrigt wurde.
Sie wurde unter Vakuum eingefroren gehalten, bis das ganze Lösungsmittel
sublimiert war. Das Kissen des Pulvers auf der Klammerbasis hatte
ein opakes weißes
Aussehen. Es wurde anschließend
mit der Wasserharzmischung entsprechend der oben erwähnten Tabelle
behandelt, worauf die Flüssigkeit
in das Kissen des Pulvers hineingezogen wurde, das sich sofort zu
einer Pulver/Flüssigkeits-Paste
veränderte.
Es wurde sofort an einen nassen Zahn anlegt, der in Wasser getaucht
aufbewahrt worden war. Die Klammer wurde in Position gedrückt, bis überschüssiger Klebstoff
an der Peripherie austrat, worauf das härtende Licht auf jede der vier
Seiten für
insgesamt 40 Sekunden gerichtet wurde. In jedem Fall wurde die Klammer
starr am Zahn befestigt, die eine Kraft größer als 44 N (10 pounds) erforderte, um
sie zu entfernen.
-
Beispiele
für Gefriertrocknung
-
BEISPIEL 6
-
0,90 Gramm 3M Unitek Glas-Ionomer-Pulver
wurden mit 0,63 Gramm einer Lösung
von 10% Vitrebond-Copolymer in destilliertem Wasser vermischt. Diese
Mischung wurde auf die verbindende Basis von Metallnetzklammern
aufgetragen und dann nach Eintauchen eines Gefäßes in flüssigen Stickstoff im Vakuum
eine 1/2 Stunde lang bis Raumtemperatur gefriergetrocknet (bis das
Gefrorene verschwunden ist). Die Probe wurde dann in eine Lösung von
60/40 Wasser/HEMA eingetaucht, die 20% Vitrebond (VB)-Copolymer,
1,6 % Diphenyljodoniumhexafluorophosphat-Salz und 0,32% CPQ enthielten.
Die Klammern wurden auf ungeätzte
Rinderzähne
montiert, indem sie in Position gedrückt wurde, und dann wurde die
Klammer mit einer Ortholux Härtelampe
20 Sekunden lang belichtet (10 Sekunden auf jede Seite). Haftfestigkeiten
von 22, 31 und 80 N (5, 7 und 18 pounds) wurden gemessen.
-
BEISPIEL 7
-
0,90 Gramm 3M Unitek Glas-Monomer-Pulver
wurden mit 0,52 Gramm einer Lösung
von 10% Vitrebond-Copolymer in Isopropylalkohol vermischt. Diese
Mischung wurde auf die verbindende Basis von Metallnetzklammern
aufgetragen und dann nach Eintauchen in flüssigen Stickstoff gefriergetrocknet.
Die Probe wurde dann in eine Lösung
von 60/40 Wasser/HEMA eingetaucht, die 20% Vitrebond-Copolymer,
1,6% Diphenyljodoniumhexafluorophosphat-Salz und 0,32% CPQ enthielten.
Die Klammern wurden auf ungeätzte
Rinderzähne
montiert, indem sie in Position gedrückt wurde, und dann wurde die
Klammer mit einer Ortholux Härtelampe
20 Sekunden lang belichtet (10 Sekunden auf jede Seite). Haftfestigkeiten
von 89, 76 und 44 N (20, 17 und 10 pounds) wurden gemessen.
-
BEISPIEL 8
-
0,90 Gramm 3M Unitek Glas-Monomer-Pulver
wurden mit 0,53 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die verbindende
Basis von Metallnetzklammern aufgetragen und dann nach Eintauchen
in flüssigen
Stickstoff gefriergetrocknet. Die Probe wurde dann in eine Lösung von
60/40 Wasser/HEMA eingetaucht, die 20% Vitrebond-Copolymer, 1,6% Diphenyljodoniumhexafluorophosphat-Salz
und 0,32% CPQ enthielten. Die Klammern wurden auf ungeätzte Rinderzähne montiert,
indem sie in Position gedrückt
wurde, und dann wurde die Klammer mit einer Ortholux Härtelampe
20 Sekunden lang belichtet (10 Sekunden auf jede Seite). Haftfestigkeiten
von 40, 156 und 165 N (9, 35 und 37 pounds) wurden gemessen. Dieses
Experiment wurde wiederholt, wobei 0,90 Gramm Pulver und 0,50 Gramm
Flüssigkeit
verwendet wurden. Haftfestigkeiten von 129, 133, 133, 62 und 71
N (29, 30, die 30, 14 und 16 pounds) wurden gemessen.
-
BEISPIEL 9
-
0,96 Gramm Ormco PROTECH® Gold-Glas-Ionomer-Band-Zement-Pulver
wurden mit 0,53 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die verbindende
Basis von Metallnetzklammern aufgetragen und dann nach Eintauchen
in flüssigen
Stickstoff gefriergetrocknet. Die Probe wurde dann in eine Lösung von
Ormco PROTECH®-Flüssigkeit
eingetaucht, die mit destilliertem Wasser 50/50 (Gewichtsprozent)
verdünnt
worden war. Die Klammern wurden auf ungeätzte Rinderzähne montiert,
indem sie in Position gedrückt
wurde. Die Proben wurden über
Nacht in 37°C
Wasser gelagert. Haftfestigkeiten von 49 und 22 N (11 und 5 pounds)
wurden gemessen.
-
BEISPIEL 10
-
0,96 Gramm Espe DURELON®-Zementpulver
wurden mit 0,45 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die verbindende
Basis von Metallnetzklammern aufgetragen und dann nach Eintauchen
in flüssigen
Stickstoff gefriergetrocknet. Die Probe wurde dann in eine Lösung von
DURELON®-Flüssigkeit
eingetaucht, die mit destilliertem Wasser 50/50 (Gewichtsprozent)
verdünnt
worden war. Die Klammern wurden auf ungeätzte Rinderzähne montiert,
indem das Ionomer in Position gedrückt wurde. Die Proben wurden über Nacht
in 37°C
Wasser gelagert. Haftfestigkeiten von 116 und 93 N (26 und 21 pounds)
wurden gemessen.
-
BEISPIEL 11
-
0,95 Gramm gemahlenes Glas (Fluoralumosilikat)-Pulver
wurden mit 0,50 Gramm einer Lösung
von 10% Vitrebond-Copolymer in Isopropanol vermischt. Diese Mischung
wurde auf die verbindende Basis von Metallnetzklammern aufgetragen
und dann nach Eintauchen in flüssigen
Stickstoff gefriergetrocknet. Die Probe wurde dann in eine Lösung von
60/40 Wasser/HEMA eingetaucht, die 20% Vitrebond-Copolymer, 1,6% Diphenyljodoniumhexafluorophosphat-Salz
und 0,32% CPQ enthielten. Die Klammern wurden auf ungeätzte Rinderzähne montiert,
indem sie in Position gedrückt
wurde, und dann wurde die Klammer mit einer Ortholux Härtelampe
20 Sekunden lang belichtet (10 Sekunden auf jede Seite). Haftfestigkeiten
von 85, 71 und 36 N (19, 16 und 8 pounds) wurden gemessen.
-
BEISPIEL 12
-
0,95 Gramm gemahlenes Glas (Fluoralumosilikat)-Pulver
wurden mit 0,50 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die verbindende Basis
von Metallnetzklammern aufgetragen und dann nach Eintauchen in flüssigen Stickstoff
gefriergetrocknet. Die Probe wurde dann in eine Lösung von
60/40 Wasser/HEMA eingetaucht, die 20% Vitrebond-Copolymer, 1,6%
Diphenyljodoniumhexafluorophosphat-Salz und 0,32% CPQ enthielten.
Die Klammern wurden auf ungeätzte
Rinderzähne
montiert, indem sie in Position gedrückt wurde, und dann wurde die
Klammer mit einer Ortholux Härtelampe
20 Sekunden lang belichtet (10 Sekunden auf jede Seite). Haftfestigkeiten
von 31, 31 und 62 N (7, 7 und 14 pounds) wurden gemessen.
-
Beispiele
für Lufttrocknung
-
BEISPIEL 13
-
0,90 Gramm 3M Unitek Glas-Ionomer-Pulver
wurden mit 0,52 Gramm einer Lösung
von 10% Vitrebond-Copolymer in Isopropanol vermischt. Diese Mischung
wurde auf die verbindende Basis von Metallnetzklammern aufgetragen
und dann luftgetrocknet. Die Probe wurde dann in eine Lösung von
60/40 Wasser/HEMA eingetaucht, die 20% Vitrebond-Copolymer, 1,6%
Diphenyljodoniumhexafluorophosphat-Salz und 0,32% CPQ enthielten.
Die Klammern wurden auf ungeätzte
Rinderzähne
montiert, indem sie in Position gedrückt wurde, und dann wurde die
Klammer mit einer Ortholux Härtelampe
20 Sekunden lang belichtet (10 Sekunden auf jede Seite). Haftfestigkeiten
von 31 und 67 N (7 und 15 pounds) wurden gemessen.
-
BEISPIEL 14
-
0,95 Gramm gemahlenes Glas (Fluoralumosilikat)-Pulver
wurden mit 0,50 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die verbindende Basis
von Metallnetzklammern aufgetragen und dann luftgetrocknet. Die
Probe wurde dann in eine Lösung
von 60/40 Wasser/HEMA eingetaucht, die 20% Vitrebond-Copolymer,
1,6% Diphenyljodoniumhexafluoro phosphat-Salz und 0,32% CPQ enthielten.
Die Klammern wurden auf ungeätzte
Rinderzähne
montiert, indem sie in Position gedrückt wurde, und dann wurde die
Klammer mit einer Ortholux Härtelampe
20 Sekunden lang belichtet (10 Sekunden auf jede Seite). Haftfestigkeiten
von 31, 44 und 53 N (7, 10 und 12 pounds) wurden gemessen.
-
Beispiele
für das
Verbinden
-
BEISPIEL 15
-
2,03 Gramm Ormco PROTECH® Glas-Ionomer-Band-Zement-Pulver
wurden mit 1,25 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die innere
Oberfläche
von kieferorthopädischen
Backenzahnbändern
aufgetragen und dann flüssigem
Stickstoff ausgesetzt und gefriergetrocknet. Die behandelten Bänder wurde
in eine 50/50 (Gewichtsprozent)-Lösung von Ormco PROTECH®-Flüssigkeit
und destilliertem Wasser eingetaucht. Die Bänder wurden dann auf einer
Prüfvorrichtung
für Verbindungen
befestigt und über
Nacht bei 37° C
Wasser gelagert. Die Verbindungsstärke wurde gemessen, indem das
Band bei einer Scherung von 0,2 mm/s (0.5 in./min) abgezogen wurde.
Die gemessenen Kräfte
betrugen 53, 138 und 156 N (12, 31 und 35 pounds). Das ist vergleichbar
mit ähnlichen
Bändern, die
mit Ormco PROTECH®-Zement zementiert waren
und gemäß den Anweisungen
des Herstellers gemischt wurden, die Kräfte von 156 und 156 N (35 und
35 pounds) besaßen.
-
BEISPIEL 16
-
2,18 Gramm Espe DURELON® Zinkoxidpulver
wurden mit 1,23 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die innere
Oberfläche
von kieferorthopädischen
Backenzahnbändern
aufgetragen und dann flüssigem
Stickstoff ausgesetzt und gefriergetrocknet. Die behandelten Bänder wurde
in eine 50/50 (Gewichtsprozent)-Lösung von DURELON® Flüssigkeit und
destilliertem Wasser eingetaucht. Die Bänder wurden dann auf einer
Prüfvorrichtung
für Verbindungen
befestigt und über
Nacht bei 37°C
Wasser gelagert. Die Verbindungsstärke wurde gemessen, indem das
Band durch Scherung abgezogen wurde. Die gemessenen Kräfte betrugen
31 und 80 N (7 und 8 pounds). Das ist vergleichbar mit ähnlichen
Bändern,
die mit Espe DURELON® Zement zementiert waren
und gemäß den Anweisungen
des Herstellers gemischt wurden, die Kräfte von 187, 254 und 418 N
(42, 57 und 94 pounds) besaßen.
-
BEISPIEL 17
-
2,37 Gramm 3M Unitek BLEND-EZE® Zinkphosphatpulver
wurden mit 1,10 Gramm einer Aufschlämmung von 10% Vitrebond-Copolymer
in tert. Butanol vermischt. Diese Mischung wurde auf die innere
Oberfläche
von kieferorthopädischen
Backenzahnbändern
aufgetragen und dann flüssigem
Stickstoff ausgesetzt und gefriergetrocknet. Die behandelten Bänder wurde
in eine BLEND-EZE® Flüssigkeit eingetaucht. Die Bänder wurden
dann auf einer Prüfvorrichtung
für Verbindungen
befestigt und über
Nacht bei 37°C
Wasser gelagert. Die Verbindungsstärke wurde gemessen, indem das
Band durch Scherung abgezogen Die gemessenen Mächte betrugen 214, 391 und
405 N (48, 88 und 91 pounds).
