JP2009522279A - 水スカベンジャーを有する歯科用組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、組成物の保存寿命を増加するために、モレキュラーシーブのような水スカベンジャーを含有した重合性歯科用組成物に関する。

Description

（発明の分野）
本発明は水スカベンジャーを含有する重合性歯科用組成物に関する。

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００５年１２月２９日出願の米国特許出願公開第６０／７５４９３号の便益を主張する。

虫歯、う蝕象牙質、又はう蝕エナメル質を含む歯構造体の修復は、関連した歯構造体に対して、歯科用接着剤とそれに続く歯科用材料（例えば、修復材料）の順次塗布によって達成されることが多い。同様に、接着剤もまた歯構造体に歯科用材料を固着させる用途に（例えば、歯科矯正用接着剤を一般的に利用する歯列矯正術用器具）使用される。象牙質又歯は、エナメル質に対する接着剤の固着性を向上させるために、様々な前処理が使用されることが多い。典型的には、かかる前処理工程には、例えば、無機酸又は有機酸を使用するエッチング、それに続く、歯構造体と上層接着剤との間の固着性を向上させるためのプライマー処理が挙げられる。

歯科用修復物（例えば、ガラスイオノマーセメント、変性ガラスイオノマーセメント、等のような硬化又は未硬化組成物；充填物；シール材；インレイ；オンレイ；歯冠；ブリッジ；等）の塗布のためであろうと歯構造体面への歯列矯正術用器具の取り付けであろうと、エッチング剤、プライマー、及び接着剤は、段階的な様式で塗布されるのが一般的である。そのようなステップの間では、１つ以上のリンシング及び乾燥のステップが使用されることが多い。その結果、歯科用修復及び歯列矯正用器具の取り付けには多ステップ方式が含まれるのが典型的である。

複雑性、困難性、及びそのような手順の実行に必要とされる時間を削減するために、最近の努力は多重の機能を果たす組成物を提供することによって、これらの２つ以上のステップを合わせて単一のステップに統合することに向けられている。たとえば、自己エッチング性接着剤、即ち単一の組成物がエッチング、プライマー処理、及び接着剤の機能を単一のステップで実行できる接着剤組成物を開発することに向けられている。好適な自己エッチング性接着剤配合物の開発に付随する問題点の一つは、そのような組成物に典型的に使用される組成物が必ずしも適合性があるとは限らないことである。この不適格性は、組成物の不安定性及び保存寿命の減少を招き得る。従って、典型的な歯科診療及び／又は歯列矯正診療に有用であり、十分な安定性及び保存寿命を有する自己エッチング性接着剤組成物を提供する手段に対するニーズが存在する。

自己エッチング性接着剤組成物では、使用に望ましい特定の成分は、特定の条件下で加水分解性の不安定性を呈する可能性がある。例えば、水、酸性物質、及び（メタ）アクリレート材料の組み合わせを含有する組成物は、不安定性を示すことが多い。なぜならば、（メタ）アクリレート存在中での水／酸のイオン化は、結果として（メタ）アクリレートに加水分解性の開裂をもたらすことが一般的である。リン酸化モノマー（例えば、（メタ）アクリレート）は、特に水との反応機構を介する加水分解性に不安定である。この不安定性は、接着剤組成物中の酸性モノマー種（例えば、リン酸化（メタ）アクリレート）の劣化に起因し、その劣化は続いて、時間が経過するにつれて接着性能にかなりの減少をもたらし、それにより組成物の有効保存寿命を減少させることができる。

本発明は、加水分解不安定性の影響を受けやすい組成物を含む、歯科用組成物の保存寿命を増加させる方法を提供する。その方法は、組成物中に水スカベンジャー(water scavenger)を含有させることよる安定性を向上させるステップを含む。水スカベンジャーは、組成物の他の成分と直接的に混合してよく、又は組成物中に含有されるカプセルもしくはその他の容器に収容されてもよい。組成物中の水スカベンジャーの存在により、例えば、存在するかもしれない水を吸収し、それにより組成物中の成分（例えば（メタ）アクリレート）の加水分解性開裂を減少させることによって、安定性を向上させる。

本発明の歯科用組成物は、一般に非水性組成物であり、典型的には自己エッチング性であり、その組成物は重合性成分及び水スカベンジャーを含む。一実施形態では、重合性組成物は、エチレン性不飽和成分、典型的にはリン酸化（メタ）アクリレートのようなリン酸化モノマーを含む。好適な水スカベンジャーには、モレキュラーシーブ類（例えばゼオライト）、シリカゲル、除湿性クレイ、等が挙げられる。

幾つかの実施においては、本発明の組成物は、歯科用材料を歯構造体に固着させるために使用できる、非水性、自己エッチング性の接着剤である。そのような歯構造体の表面（例えば、カット又は非カット）には、例えば、エナメル質、象牙質及びセメント質が挙げられる。代表的な歯科用材料には、例えば、歯科用修復剤、歯列矯正用接着剤、及び歯列矯正術用器具（例えば、硬化された又は非硬化の歯列矯正用接着剤で事前コートされた歯列矯正術用器具を含む）が挙げられる。必要な場合、接着剤組成物は実質的に有機溶媒を含有しない。典型的には、非水性歯科用接着剤には、酸官能性を有したエチレン性不飽和化合物、酸官能性を有しないエチレン性不飽和化合物、及び開始剤系が含まれる。必要により、非水性歯科用接着剤は１種以上の充填剤を更に含む。

本発明の非水性歯科用接着剤の組成物は、典型的には、水スカベンジャーの無いものよりも長い有効保存寿命（即ち、接着剤は容器中で長く有効性を維持する）を示す。典型的には、本発明の組成物は少なくとも４５℃で１２週間、より典型的には４５℃で１６週間、最も典型的には４５℃で２０週間の保存寿命を有する。これにより、たとえば、歯科医又は歯列矯正医が使用する前の、より長い期間その製品を保存することを可能にし、開業医が製品を使い切る前にそれを取り替えることが必要になる可能性が減少する。

上記の「課題を解決するための手段」は、本発明の各実施形態、又は全ての実施を記載することを意図するものではない。本発明の他の実施形態、特徴、及び利点は、以下の発明を実施するための最良の形態及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。

定義
本明細書で使用する時、「接着剤」又は「歯科用接着剤」とは、歯構造体（歯）の上に使用される組成物を指し、それは「歯科用材料」（例えば、「修復剤」、歯列矯正術用器具（例えば、ブラケット）、又は「歯科矯正用接着剤」）を歯構造体に接着させる。「歯科矯正用接着剤」とは、高度に（一般的に４０重量％より大）充填された組成物（「歯科用接着剤」よりも「修復材料」にもっと類似している）を指し、歯列矯正術用器具を歯構造体（歯）の表面に接着させるために使用される。一般には、歯構造体の表面は、歯科用接着剤又は歯科矯正用接着剤の歯構造体表面への接着性を向上させるために、例えば、エッチング、プライマー処理、及び／又は接着剤の塗布によって前処理される。

本明細書で使用する時、「非水性」組成物（例えば、接着剤）とは、その中に水が成分として添加されていない組成物を指す。しかしながら、組成物のその他の成分中には、典型的には全量が１．５％未満ではあるが、その存在が利点となる水が存在することがある。非水性組成物には、水スカベンジャー無しの非水性組成物の総重量を基準にして、好ましくは１重量％未満の水、より好ましくは０．５重量％未満の水、最も好ましくは０．１重量％未満の水が含まれる。

本明細書で使用する時、「自己エッチング性」組成物とは、歯構造体の表面をエッチング剤で前処理すること無しに歯構造体に固着する組成物を指す。幾つかの実施形態では、自己エッチング性組成物は個別のエッチング剤又はプライマーが使用されない場合の自己プライマーとして機能することもできる。

本明細書で使用する時、「自己接着性」組成物とは、歯構造体の表面をプライマー又は結合剤（bonding agent）で前処理すること無しに歯構造体と固着することができる組成物をさす。幾つかの実施形態では、自己接着性組成物は個別のエッチング剤が使用されない場合の自己エッチング組成物でもある。

本明細書で使用する時、組成物を「ハードニング（hardening）する」及び／又は「硬化する」は、置き換え可能に使用され、重合反応及び／又は架橋反応を指し、例えば、光重合反応及び化学重合技術（例えば、エチレン性不飽和化合物類を重合するのに有効であるラジカルを形成するイオン反応又は化学反応）が挙げられ、組成物中に含まれる１種以上の材料がかかわっている。

本明細書で使用する時、「歯構造体の表面」とは、歯の構造体（例えば、エナメル質、象牙質、及びセメント質）並びに骨をさす。

本明細書で使用する時、「歯科用材料」とは、歯構造体の表面に固着される材料を指し、例えば、歯科用修復剤、歯列矯正術用器具、及び／又は歯科矯正用接着剤が挙げられる。

本明細書で使用する時、「水スカベンジャー」とは、バルクな、本質的に非水性の組成物から少量の（典型的には組成物の１．５％未満）水を分離して取り出す物質を指す。
本明細書で使用する時、「エチレン性不飽和成分」とは、少なくとも１種のエチレン性不飽和を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマーをさす。エチレン性不飽和成分は単一のエチレン性不飽和化合物又は１種以上のエチレン性不飽和化合物の混合物であってもよい。

本明細書で使用する時、「リン酸化モノマー」とは、リン酸エステル基（ホスフェート、phosphate）又はホスホン酸エステル基（ホスフォネート、phosphonate）を含むモノマー（例えば、（メタ）アクリレート）を指す。

本明細書で使用する時、「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」及び／又は「メタクリル」を意味する省略語である。例えば、「（メタ）アクリロイルオキシ」基は、アクリロイルオキシ基（即ち、ＣＨ₂＝ＣＨＣ（Ｏ）Ｏ−）及び／又はメタクリロイルオキシ基（即ち、ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）Ｃ（Ｏ）Ｏ−）のいずれかを意味する省略語であり、且つ、「（メタ）アクリロイル」基は、アクリロイル基（即ち、ＣＨ₂＝ＣＨＣ（Ｏ）−）及び／又はメタクリロイル基（即ち、ＣＨ₂＝Ｃ（ＣＨ₃）Ｃ（Ｏ）−）のいずれかを意味する省略語である。

本明細書で使用される時、用語「組成物」は歯科矯正用組成物も含む。

端点による数の範囲の列挙には、その範囲内に包括される全ての数が含まれる（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含む）。

本明細書で使用する時、別段の指定が無い限り、不定冠詞は、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味する。加えて、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容によって別段の明確な指示がなされていない場合は、複数の指示物を含む。従って、例えば「化合物」（"a compound"）を含有する組成物の言及は、２つ以上の化合物の混合物を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する時、「又は」という用語は、その内容によって別段の明確な指示がなされていない場合は、一般に「及び／又は」を含む意味で用いられている。

特に指示がない限り、本明細書及び本特許請求の範囲で使用される成分量、性質の測定値、例えばコントラスト比などを表す全ての数字は、全ての場合において「約」という語句によって修飾されるものとして理解されるべきである。従って、特にそれとは反対の指示がない限り、先の明細書及び添付した特許請求の範囲に記述されている数値パラメータは、当業者により本発明の教示を利用して獲得しようと努められる所望の性質に応じて変化し得る近似値である。最低限でも、特許請求の範囲への同等物の原則の適用を限定する試みとしてではなく、少なくとも各数値的パラメータは、報告された有効桁数を考慮して、通常の四捨五入の適用によって解釈されなければならない。本発明の広い適用範囲を示す数値的範囲およびパラメータは、近似値であるにもかかわらず、具体例に示される数値は可能な限り正確に報告される。しかしながら、いずれの数値もそれらの各試験測定値において見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本来含有する。

本発明は、水スカベンジャーを含有する歯科用組成物を特徴とする。歯科用組成物、特に非水性の歯科用接着剤及び／又は歯科矯正用接着剤への水スカベンジャーの添加は、その組成物の安定性及び保存寿命を向上させる。水スカベンジャーはどのタイプの歯科用組成物に含まれてもよいけれども、水スカベンジャーを自己エッチング性組成物及び／又は自己接着性組成物、例えば、全てが２００４年８月１１日に出願された以下の特許、米国特許出願公開第１０／９１６１６８号（発明の名称：自己エッチング性組成物及び方法）；同第１０／９１６１６９号（発明の名称：自己エッチング性エマルション及び方法）；及び同第１０／９１６２４０号（発明の名称：自己接着性歯科用組成物及び方法）、に記載されているものへ組み入れることが特に有利である。このような自己エッチング性プライマー及び自己接着性組成物は、典型的には、重合性組成物（例えば、酸官能性を有したエチレン性不飽和化合物及び酸官能性の無いエチレン性不飽和化合物）と開始剤とを組み合わせることによって調製される。典型的には、重合性成分の選択は、組成物に対して、必要とするエッチング性、プライマー処理性、接着性、及び／又は修復性を付与するために行われる。一般的に、重合性成分及び、硬質の処理組成物組成物に対してエッチング性、プライマー処理性、接着性、及び／又は修復性を付与するためにその他の任意の成分を選択する技術は、歯科用材料の配合の熟練者にはよく知られている。このような組成物、歯科用接着剤、及び歯科用修復剤に使用するのに好適な重合性成分は、以下により詳細に論述される。

幾つかの実施形態では、組成物は、歯科用材料を塗布する前に、硬化（ハードニング）される（従来の光重合技術及び／又は化学重合技術によって重合される）。別の実施形態では、組成物は歯科用材料に塗布されてから硬化される。組成物が、接着剤である実施形態にあっては、エナメル質及び象牙質の両方への接着を促進するように配合されていれば有利である。組成物が、エナメル質及び象牙質の両方に対して、エッチング剤、プライマー、及び接着剤として配合されていれば特に有利である。同様に、エナメル質及び象牙質の両方のための、エッチング剤、プライマー、接着剤、及び修復性材料（又は歯科矯正用接着剤）として機能できる組成物を提供することが望まれる。

本発明の組成物は、必要に応じて、充填剤、界面活性剤、溶媒、及びその他の添加剤を含むことができる。本明細書に記述される成分の様々な組み合わせが本発明の組成物中で使用できる。

本発明の特定の非水性組成物（典型的には組成物中に１．５重量％未満の水を含む）は、化学的（例えば加水分解性）安定性を向上させる。即ち、それらは、例えば、少なくとも１年、及び好ましくは少なくとも２年の室温保存寿命を有する。加えて、そのような非水性組成物（例えば、接着剤）は湿った歯科用材料（例えば、歯の表面）に直接塗布してもよい。代わりに、非水性組成物（例えば、接着剤）を湿った又は乾燥した歯構造体の表面（例えば、歯の表面）に塗布する前に希釈剤（例えば、水又は界面活性剤と組み合わせた水）と混合（例えば、刷毛の先端上で）してもよい。

重合性成分
本発明の方法における歯科用材料及び歯科用接着剤組成物に使用できる好適な重合性成分には、エポキシ樹脂類（カチオン活性のエポキシ基を含有するもの）、ビニルエーテル樹脂類（カチオン活性のビニルエーテル基を含有するもの）、エチレン性不飽和化合物類（フリーラジカル活性の不飽和基、例えば、アクリレート類又はメタクリレート類）、及びそれらの組み合わせ類が挙げられる。同様に、単一化合物中にカチオン活性の官能基とフリーラジカル活性の官能基との両方を含有する重合性材料も好適である。例としてエポキシ官能性（メタ）アクリレートが挙げられる。

一実施形態において、重合性成分はリン酸化モノマーを含む。典型的には、重合性成分は、リン酸化された官能性を有する又は有しない、１種以上のエチレン性不飽和化合物、例えばリン酸化（メタ）アクリレートを含む。

酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物
本明細書で使用する時、酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物とは、エチレン性不飽和並びに酸及び／又は酸前駆体官能性を有するモノマー、オリゴマー、及びポリマーが含まれることを意味する。酸前駆体官能基としては、例えば、無水物、酸ハロゲン化物、及びピロリン酸塩が挙げられる。

酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物には、例えば、α、β−不飽和化合物であって、グリセロールモノ（メタ）アクリレート類、グリセロールホスフェートジ（メタ）アクリレート類、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート（例えば、ＭＥＭＡ）ホスフェート類、ビス（（メタ）アクリルオキシエチル）ホスフェート、（（メタ）アクリルオキシプロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシピロピル）ホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシ）プロピルオキシホスフェート、（メタ）アクリルオキシヘキシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシヘキシル）ホスフェート、（メタ）アクリルオキシオクチルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシオクチル）ホスフェート、（メタ）アクリルオキシデシルホスフェート、ビス（（メタ）アクリルオキシデシル）ホスフェート、カプロラクトンメタクリレートホスフェート、クエン酸ジ−又はトリ−メタクリレート類、ポリ（メタ）アクリル化オリゴマレイン酸、ポリ（メタ）アクリル化ポリマレイン酸、ポリ（メタ）アクリル化ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メタ）アクリル化ポリカルボキシ−ポリホスホン酸、ポリ（メタ）アクリル化ポリクロロリン酸、ポリ（メタ）アクリル化ポリスルホネート、ポリ（メタ）アクリル化ポリホウ酸、等が挙げられ、硬化性樹脂系中の成分として使用してもよい。また、（メタ）アクリル酸、芳香族（メタ）アクリル化酸（aromatic（meth）acrylated acids）（例えば、メタクリル化トリメリット酸）、及びこれらの無水物のような不飽和カルボン酸のモノマー、オリゴマー、及びポリマーも使用することができる。本発明の特定の実施形態には、少なくとも１つのＰ−ＯＨの部分を持つ酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物が含まれる。

これらの化合物のいくつかは、例えば、イソシアナートアルキル（メタ）アクリレートとカルボン酸との反応生成物として得られる。酸官能性及びエチレン性不飽和成分の両方を有するこの種類のさらなる化合物は、米国特許第４，８７２，９３６号（エンゲルブレクト（Engelbrecht））及び同第５，１３０，３４７号（ミトラ（Mitra））に記載されている。エチレン性不飽和及び酸部分の両方を含有する多種多様なこうした化合物を使用することができる。所望であれば、こうした化合物の混合物を使用することができる。

酸官能性を有する追加のエチレン性不飽和化合物には、例えば、２００２年１２月３０日出願の米国特許仮出願第６０／４３７，１０６号に記載のような重合性ビスホスホン酸、即ちＡＡ：ＩＴＡ：ＩＥＭ（メタクリレートのペンダントを有するアクリル酸：イタコン酸のコポリマーであり、例えば、米国特許第５，１３０，３４７号ミトラ（Mitra））の実施例１１に記載のように、ＡＡ：ＩＴＡコポリマーを十分な２−イソシアネートエチルメタクリレートと反応させ、コポリマーの酸基の一部をペンダントメタクリレート基に転化することによって作製される）；及び米国特許第４，２５０，０７５号（ヤマグチ等）、同第４，４９９，２５１号（オムラ等）、同第４，５３７，９４０号（オムラ等）、同第４，５３９，３８２号（オムラ等）、同第５，５３０，０３８号（ヤマモト等）、同第６，４５８，８６８号（オカダ等）、及び欧州特許出願公開ＥＰ７１２，６２２（トクヤマ社）並びに欧州特許第１，０５１，９６１号（クラレ社）に列挙される物が挙げられる。

本発明の組成物には、同様にエチレン性不飽和化合物と酸官能性との組み合わせが挙げられ、それらは、例えば、２００４年８月１１日出願の米国特許仮出願シリアル番号６０／６００６５８（発明の名称：複数個の酸性化合物を含有する自己接着性組成物）に記載される。

本発明の組成物は、酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には少なくとも１重量％、より典型的には少なくとも３重量％、最も典型的には少なくとも５重量％包含する。本発明の組成物は、酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物を、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には最大８０重量％、より典型的には最大７０重量％、最も典型的には最大６０重量％を含む。

酸官能性無しのエチレン性不飽和化合物
本発明の組成物は、同様に酸官能性を有するエチレン性不飽和化合物に加えて、１種以上の重合性化合物を包含してもよく、それにより硬化性組成物を形成する。追加の重合性成分は、モノマー類、オリゴマー類、又はポリマー類であってもよい。

特定の実施形態では、組成物は光重合性であり、即ち、組成物は光重合性成分及び化学放射線の照射により組成物の重合（又は硬化）を開始する光開始剤（即ち、光開始剤系）を含有する。こうした光重合性組成物は、フリーラジカル重合性であることができる。

特定の実施形態では、組成物は化学重合性である。即ち組成物は化学重合性成分及び化学開始剤（即ち、開始剤系）を含有する。化学開始剤は、組成物を化学放射線を用いた照射によらないで組成物を重合、硬化、又はさもなければハードニングすることができる。かかる化学重合性組成物は、時には「自己硬化性」組成物と呼ばれ、ガラスアイオノマーセメント、樹脂変性ガラスアイオノマーセメント、レドックス硬化系、及びそれらの組み合わせが含まれる。

典型的には、本発明の組成物には、非充填組成物の総重量を基準にして、少なくとも５重量％、より典型的には少なくとも１０重量％、最も典型的には１５重量％の酸官能性を有さないエチレン不飽和化合物が含まれる。本発明の組成物は、非充填組成物の全重量を基準として、典型的には最大９５重量％、より典型的には最大９０重量％、最も典型的には最大８０重量％の酸官能性を有しないエチレン性不飽和化合物を含む。

光重合性組成物
好適な光重合性組成物は、エチレン性不飽和化合物（それはフリーラジカル活性の不飽和基を含有する）を包含する光重合性成分（例えば化合物）を含んでもよい。有用なエチレン系不飽和化合物の例としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ヒドロキシ官能性アクリル酸エステル、ヒドロキシ官能性メタクリル酸エステル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

光重合性組成物は、フリーラジカル活性な官能基を有する化合物を含んでよく、その化合物には１つ以上のエチレン性不飽和基を有するモノマー類、オリゴマー類、及びポリマー類が挙げられる。好適な化合物は、少なくとも１種のエチレン性不飽和結合を含有し、付加重合を受けることが可能である。このようなラジカル重合可能な化合物としては、モノ−、ジ−又はポリ−（メタ）アクリレート類（即ち、アクリレート類及びメタクリレート類）例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、アリルアクリレート、グリセロールトリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−プロパンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリメタクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ビス［１−（２−アクリロキシ）］−ｐ−エトキシフェニルジメチルメタン、ビス［１−（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシ）］−ｐ−プロポキシフェニルジメチルメタン、エトキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、及びトリスヒドロキシエチル−イソシアヌレートトリメタクリレート；（メタ）アクリルアミド（即ち、アクリルアミド及びメタクリルアミド）例えば、（メタ）アクリルアミド、メチレンビス−（メタ）アクリルアミド、並びにジアセトン（メタ）アクリルアミド；ウレタン（メタ）アクリレート類、ポリエチレングリコール類のビス−（メタ）アクリレート類（好ましくは、分子量２００〜５００）、米国特許第４，６５２，２７４号（ボッチャー（Boettcher）ら）に記載されているような、アクリレート化されたモノマー類の共重合性混合物、米国特許第４，６４２，１２６号（ザドール（Zador）ら）に記載されているような、アクリレート化されたオリゴマー類、並びに米国特許第４，６４８，８４３号（ミトラ（Mitra））米国特許番号に開示されているもののような、ポリ（エチレン部が不飽和の）カルバモイルイソシアヌレート類、並びにビニル化合物例えば、スチレン、ジアリルフタレート、ジビニルサクシネート、ジビニルアジパート及びジビニルフタレートが挙げられる。他の好適なフリーラジカル的に重合可能な化合物としては、例えば、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／３８６１９（グーゲンベーガー（Guggenberger）ら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／９２２７１（ウェインマン（Weinmann）ら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ０１／０７４４４（グーゲンベーガーら）、ＰＣＴ国際公開特許ＷＯ００／４２０９２（グーゲンベーガーら）に開示されているようなシロキサン官能（メタ）アクリレート、並びに、例えば、米国特許第５，０７６，８４４号（フォック（Fock）ら）、米国特許第４，３５６，２９６号（グリフィス（Griffith）ら）、ＥＰ０３７３３８４（ワゲンネクト（Wagenknecht）ら）、ＥＰ０２０１０３１（レイナーズ（Reiners）ら）、及びＥＰ０２０１７７８（レイナーズ（Reiners）ら）に開示されているようなフルオロポリマー官能（メタ）アクリレートが挙げられる。必要であれば、２つ以上のフリーラジカル重合性化合物の混合物を使用することができる。

また重合性成分は、ヒドロキシル基及びフリーラジカル的に活性な官能基を単一分子内に含有してもよい。こうした物質の例としては、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート及び２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートのようなヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；グリセロールモノ−又はジ−（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパンモノ−又はジ−（メタ）アクリレート；ペンタエリスリトールモノ−、ジ−、及びトリ−（メタ）アクリレート；ソルビトールモノ−、ジ−、トリ−、テトラ−、又はペンタ−（メタ）アクリレート；及び２，２−ビス［４−（２−ヒドロキシ−３−エタアクリロキシプロポキシ）フェニル］プロパン（ビスＧＭＡ）が挙げられる。好適なエチレン系不飽和化合物は又、多種多様な民間の供給元、例えばシグマ・アルドリッチ社（Sigma-Aldrich）（セントルイス）から入手可能である。必要であれば、エチレン性不飽和化合物の混合物を使用できる。

好適な光重合性成分には、ＰＥＧＤＭＡ（分子量約４００を有するポリエチレングリコールジメタクリレート）、ビスＧＭＡ，ＵＤＭＡ（ウレタンジメタクリレート）、ＧＤＭＡ（グリセロールジメタクリレート）、ＴＥＧＤＭＡ（トリエチレングリコールジメタクリレート）、米国特許第６，０３０，６０６号（ホルメス（Holmes））に記載のようなビスＥＭＡ６、及び、ＮＰＧＤＭＡ（ネオペンチルグリコールジメタクリレート）が挙げられる。必要であれば、重合性成分の様々な組み合わせが使用できる。

フリーラジカル的に光重合するために好適な光開始剤（即ち、１種以上の化合物を含む光開始剤系）には、二成分系、三成分系が挙げられる。代表的な三成分系開始剤は、米国特許第５，５４５，７６７号（パラゾット（Palazzotto）等）に記載されているように、ヨードニウム塩、光増感剤、及び電子供与体を含む。好ましいヨードニウム塩は、ジアリールヨードニウム塩、例えば、ジフェニルヨードニウムクロライド、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムテトラフルオロホウ酸塩、及びトリルクミルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ホウ酸塩である。好ましい光増感剤は、４００ｎｍ〜５２０ｎｍ（好ましくは４５０ｎｍ〜５００ｎｍ）の範囲内でいくらかの光を吸収する、モノケトン類、ジケトン類、及びαジケトン類である代表的な化合物には、カンファーキノン、ベンジル、フリル、３，３，６，６−テトラメチルシクロヘキサンジオン、フェナントラキノン、１−フェニル−１，２−プロパンジオン、並びにその他の１−アリール−２−アルキル−１，２−エタンジオン、及び環状αジケトン類が挙げられる。好ましい電子供与体化合物としては、置換アミン、例えば、エチルジメチルアミノベンゾエートが挙げられる。カチオン的に光重合する重合性樹脂のためのその他の好適な三成分光開始剤系は、例えば、米国特許公開第２００３／０１６６７３７号（デデ（Dede）等）に記載される。

フリーラジカル光重合性組成物を重合するために好適な他の光反応開始剤としては、典型的に３８０ｎｍ〜１２００ｎｍの機能的波長範囲を有するホスフィンオキシドの部類が挙げられる。好ましいホスフィンオキシドフリーラジカル反応開始剤は、３８０ｎｍ〜４５０ｎｍの機能的波長範囲を有し、米国特許第４，２９８，７３８号（レッケン（Lechtken）ら）、同第４，３２４，７４４号（レッケンら）、同第４，３８５，１０９号（レッケンら）、同第４，７１０，５２３号（レッケンら）、及び同第４，７３７，５９３号（エルリッチ（Ellrich）ら）、同第６，２５１，９６３号（コーラ−（Kohler）ら）；及び欧州特許出願第０１７３５６７Ａ２号（イング（Ying））に記載されているもののようなアシル及びビスアシルホスフィンオキシドである。

３８０ｎｍより大から４５０ｎｍの波長範囲で照射した場合にフリーラジカル開始反応ができ、商業的に入手可能なホスフィンキシド光開始剤には、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（イルガキュア（IRGACURE）８１９、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ（Ciba Specialty Chemicals）、ニューヨーク州タリタウン（Tarrytown））、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−（２，４，４−トリメチルペンチル）ホシフィンオキシド（ＣＧＩ ４０３ チバ・スペシャリティ・ケミカルズ、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキシドと２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（イルガキュア１７００、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ）との重量比２５：７５の混合物、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシドと２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（ダロキュア（DAROCUR）４２６５、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ）との重量比１：１の混合物、及びエチル２，４，６−トリメチルベンジルフェニルホスフィナート（ルシリン（LUCIRIN）ＬＲ８８９４Ｘ、ＢＡＳＦ社、ノースカロナイナ州シャーロット）、が挙げられる。

典型的には、ホスフィンオキシド開始剤は、重合組成物に、組成物の総重量を基準にして例えば、０．１重量％〜５．０重量％のような、触媒有効量で重合性組成物中に存在してもよい。

アシルホスフィンオキシドと組み合わせて、三級アミン還元剤を使用してもよい。本発明において有用な実例となる三級アミン類としては、エチル４−（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）ベンゾエート及びＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートが挙げられる。存在する場合、アミン還元剤は、光重合可能な組成物中に、組成物の総重量を基準として０．１重量％〜５．０重量％の量で存在する。他の反応開始剤の有用な量は、当業者に周知である。

好適な光開始剤系は、２００５年１２月２９日出願の米国特許出願第６０／７５４９５２号にも記載される。

化学重合性組成物
化学重合性の組成物は、重合性成分（例えば、エチレン性不飽和の重合性成分）、並びに酸化剤及び還元剤を含むレドックス剤を含むレドックス硬化系を含んでもよい。好適な重合性成分、レドックス剤、任意の酸官能性成分、及び本発明において有用な任意の充填剤は、米国特許公開第２００３／０１６６７４０号（ミトラ（Mitra）等）及び同第２００３／０１９５２７３号（ミトラ等）に記載されている。

樹脂系（例えば、エチレン性不飽和成分）の重合を開始することが可能なフリーラジカルを製造するために、還元剤及び酸化剤は、互いに反応するか、ないしは別の方法で協働すべきである。この種類の硬化は、暗反応、つまり、光の存在に依存せず、光が存在しなくても進行することができる反応である。還元剤及び酸化剤は、好ましくは十分に貯蔵安定性があり、望ましくない着色がなく、典型的な歯科条件下においての保存及び使用を可能にする。これらは、重合性組成物の他の成分に容易に溶解する（及び、硬化性組成物の他の成分からの分離を阻止する）ことを可能にするために、樹脂系と十分に混和性（及び好ましくは水溶性）があるべきである。

有用な還元剤には、米国特許第５，５０１，７２７号（ワング（Wang）等）に記載のような、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体類、及び金属錯化アスコルビン酸化合物類；アミン類、特に４−ｔ−ブチルジメチルアニリンのような３級アミン類；ｐ−トルエンスルフィン酸塩類及びベンゼンスルフィン酸塩類のような芳香族スルフィン酸塩類；１−エチル−２−チオ尿素、テトラエチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、１，１−ジブチルチオ尿素、及び１，３−ジブチルチオ尿素のようなチオ尿素類；及びそれらの混合物が挙げられる。他の二次還元剤は、塩化コバルト（ＩＩ）、塩化第一鉄、硫酸第一鉄、ヒドラジン、ヒドロキシルアミン（酸化剤の選択に依存する）、ジチオン酸又は亜硫酸アニオン塩類、及びこれらの混合物を含んでもよい。還元剤はアミンであることが好ましい。

また好適な酸化剤は、当業者に馴染みがある、過硫酸、並びにナトリウム、カリウム、アンモニウム、セシウム、及びアルキルアンモニウム塩のような過硫酸塩類が挙げられるが、これらに限定されない。さらなる酸化剤としては、過酸化ベンゾイルのような過酸化物類、クミルヒドロペルオキシド、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、及びアミルヒドロペルオキシドのようなヒドロペルオキシド類、並びに塩化コバルト（ＩＩＩ）及び塩化第二鉄、硫酸セリウム（ＩＶ）のような遷移金属塩類、過ホウ酸及びその塩類、過マンガン酸及びその塩類、過リン酸及びその塩類、並びにこれらの混合物が挙げられる。

１超過の酸化剤又は１超過の還元剤を使用することが望ましい可能性がある。また、レドックス硬化の速度を加速させるために、少量の遷移金属化合物類を添加してもよい。ある実施形態では、米国特許公開第２００３／０１９５２７３号（ミトラ（Mitra）ら）に記載されているように、重合性組成物の安定性を増強するために、二次イオン性塩を含むことが好ましい可能性がある。

還元剤及び酸化剤は、適当なフリーラジカル反応速度を可能にするために十分な量で存在する。これは任意の充填剤以外の、重合性組成物の全ての含有物を組み合わせ、硬化した塊が得られるか否かを観察することによって評価できる。

典型的には、還元剤は、重合性組成物の総重量（水を含めて）を基準にして、少なくとも０．０１重量％の量で、及びより典型的には少なくとも０．１重量％で存在する。典型的には、還元剤は、重合性組成物の総重量（水を含めて）を基準にして、１０重量％未満の量で、及びより典型的には５重量％未満で存在する。

典型的には、酸化剤は、重合性組成物の総重量（水を含めて）を基準にして、少なくとも０．０１重量％の量で、及び好ましくは少なくとも０．１０重量％で存在する。典型的には、酸化剤は、重合性組成物の総重量（水を含めて）を基準にして、１０重量％未満の量で、及びより典型的には５重量％未満で存在する。

還元剤又は酸化剤は、米国特許第５，１５４，７６２号（ミトラ（Mitra）ら）に記載されているように、マイクロカプセル化され得る。これは、一般に、重合性組成物の貯蔵安定性を増強し、必要であれば、還元剤又は酸化剤を共に包装することを許容するであろう。例えば、カプセルの材料（encapsulant）の適切な選択を通して、酸化剤及び還元剤は、酸官能性成分及び任意の充填剤と組み合わせて、保存安定性状態を維持することができる。同様に、非水溶性カプセル材料の適切な選択を通して、還元剤及び酸化剤は、ＦＡＳガラス及び水と組み合わせられることができ、保存安定状態で維持されることができる。

レドックス硬化系は、他の硬化系、例えば、米国特許第５，１５４，７６２号（ミトラ等）に記載のような、光重合性組成物と組み合わせることができる。

水スカベンジャー
本発明の組成物及び方法で有用な水スカベンジャーには、例えば、モレキュラーシーブ類（例えば、合成結晶ゼオライト類）、乾燥シリカ類、シリカゲル類、乾燥クレイ、等のような乾燥剤が挙げられる特に好適な水スカベンジャーは、アルドリッチ（Aldrich）ケミカルの４オングストローム（０．４ｎｍ）モレキュラーシーブである。その他の好適な乾燥剤は、例えば、２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１０／０２７，４３７号、及び２００４年１２月３０日出願の米国特許仮出願第６０／６４０，５５８号に記述される。

特定の実施形態では、水スカベンジャーはそれをその他の成分と混合することによって組成物中に組み入れられる。その他の実施形態では、水スカベンジャーは組成物内部に置かれる、カプセル又はその他の器（例えば、パケット、缶、管、等）の内部に含有される。水スカベンジャーは、ペレット、ビーズ、粉末等の様々な物理的形態で提供されてよい。溶解しなく、且つ容易に分離され得る固形材料（即ちペレットビーズ、等）は、一般的に大抵の利用に対して塩又は粉末の形態のほうが好ましい。

充填剤
本発明の組成物は、１種以上の任意の充填剤をも含有することができる。充填剤は、歯科修復組成物等において現在使用される充填剤のような、歯科用途に使用される組成物に組み込まれるのに適した１種以上の多種多様な材料から選択されてもよい。

充填剤は微細に分割されていることが好ましく、一峰性（unimodial）又は多峰性（polymodial）（例えば、二峰性）の粒径分布を有することができる。充填剤の最大粒径（粒子の最大寸法、通常は直径）は、典型的には２０マイクロメータ未満、より典型的には１０マイクロメータ未満、最も好ましくは５マイクロメータ未満である。典型的には、充填剤の平均粒径は０．１マイクロメータ未満、より典型的には０．０７５マイクロメータ未満である。

充填剤は、無機材料であることができる。充填剤は樹脂系に不溶性の架橋した有機材料であることもでき、オプションとして無機充填剤と一緒に充填される。充填剤は、いずれにしても非毒性であるべきであり、口内に使用するのに適しているべきである。充填剤は、放射線不透過性又は放射線透過性であることができる。通常、充填剤は、実質的に水に不溶性である。

好適な無機充填剤の例は、天然起源の又は合成の材料であり：石英；窒化物（例えば、窒化ケイ素）；例えば、Ｚｒ、Ｓｒ、Ｃｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｂａ、Ｚｎ、及びＡｌに由来するガラス；長石；ボロシリケートガラス；カオリン；タルク；チタニア；米国特許第４，６９５，２５１号（ランドクレブ（Randklev））に記載されるもののようなモース硬度の低い充填剤；並びにシリカ粒子（例えば、デグサ（Degussa）ＡＧ、（ドイツ、ハナウ（Hanau））からの「ＯＸ５０」、「１３０」、「１５０」、及び「２００」シリカを含む銘柄アエロジル（AEROSIL）、並びにキャボット・コーポレーション（Cabot Corp.）、（イリノイ州、タスコラ（Tuscola））からのＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ Ｍ５シリカとして入手可能なもののようなサブミクロン発熱性シリカ）が挙げられるが、これらに限定されない。好適な有機充填剤粒子の例としては、充填又は非充填粉砕ポリカーボネート、ポリエポキシド等が挙げられる。

好適な酸非反応性充填剤粒子として、石英、サブミンクロンシリカ、及び米国特許第４，５０３，１６９号（ランドクルブ（Randklev））に記載された種類の非ガラス質微小粒子が挙げられる。また、これらの非酸反応性充填剤の混合物、並びに有機物質及び無機物質から製造された混合充填剤も意図される。シラン処理したジルコニア−シリカ（Ｚｒ−Ｓｉ）充填剤は特定の実施形態で特別に有用である。

また充填剤は、酸反応性充填剤であってもよい。好適な酸反応性充填剤としては、金属酸化物、ガラス、及び金属塩が挙げられる。代表的な金属酸化物としては、酸化バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、及び酸化亜鉛が挙げられる。代表的なガラスとしては、ホウ酸ガラス、リン酸ガラス、及びフルオロアルミノシリケート（「ＦＡＳ」）ガラスが挙げられる。ＦＡＳガラスが、特に好ましい。ガラスが硬化性組成物の成分と混合されるとき、硬化された歯科組成物が形成されるように、ＦＡＳガラスは、典型的に十分な溶出性カチオンを含有する。また、ガラスは、典型的に十分な溶出性フッ化物イオンを含有するので、硬化された組成物は抗う触性を有するであろう。ガラスは、ＦＡＳガラス製造分野において当業者に馴染みが深い技術を使用して、フッ化物、アルミナ、及び他のガラス形成成分を含有する溶融物から製造することができる。ＦＡＳガラスは、通常十分に超微粒子状の粒子の形態であるので、他のセメント成分と都合よく混合され得、得られた混合物が口内に使用されるとき、よく機能するであろう。

一般に、前記ＦＡＳガラスの平均粒径（典型的には直径）は、例えば、沈殿分析器を使用して測定した場合、約１２ミクロン以下、典型的には１０ミクロン以下、より典型的には５ミクロン以下である。好適なＦＡＳガラスは、当業者に馴染み深く、多種多様な商業的供給源から入手可能であり、多くは、ビトレマー（VITREMER）、ビトレボンド（VITREBOND）、リライＸルーティングセメント（RELY X LUTING CEMENT）、リライＸルーティングプラスセメント（RELY X LUTING PLUS CEMENT）、フォタック−フィルクイック（PHOTAC-FIL QUICK）、ケタック−モラー（KETAC-MOLAR）、及びケタック−フィルプラス（KETAC-FIL PLUS）（３Ｍ ＥＳＰＥデンタル・プロダクツ（3M ESPE Dental Products）、ミネソタ州セントポール（St. Paul））、フジＩＩ ＬＣ（FUJI II LC）及びフジＩＸ（FUJI IX）（Ｇ−Ｃデンタル・インダストリアル社（G-C Dental Industrial Corp.）、日本、東京）、並びにケムフィルスーペリア（CHEMFIL Superior）（デンツプライ・インターナショナル（Dentsply International）、ペンシルベニア州ヨーク（York））の銘柄の下で市販されているもののような、現在入手可能なガラスアイオノマーセメント中に見出せる。必要であれば、充填剤の混合物を使用することができる。

また、充填剤と樹脂との間の結合を増強するために、充填剤粒子の表面は、結合剤で処理されてもよい。好適な連結剤の使用としては、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。

その他の好適な充填剤は、米国特許第６，３８７，９８１号（ツアン（Zhang）等）、同第６，５７２，６９３号（ウー（Wu）等）、同第６，７３０，１５６号（ウィンディシュ（Windisch））、並びに同第６，８９９，９４８号（ツアン）、及び国際公開番号ＷＯ０３／０６３８０４号（ウー等）、に記載される。これらの参考文献に記載された充填剤成分としては、ナノサイズのシリカ粒子、ナノサイズの金属酸化物粒子、及びこれらの組み合わせが挙げられる。ナノ充填剤は、同様に米国特許公開第２００５／０２５２４１３号（カンガス（Kangas）等）、同第２００５／０２５２４１４号（クレイグ（Craig）等）、及び同第２００５／０２５６２２３号（コルブ（Kolb）等）に記載される。特に有用な充填剤には、２００５年１２月２９日に出願された米国特許出願シリアル番号第６０／７５４９８５号に記載のものような、酸性成分で表面処理された塩基性充填剤が挙げられる。

充填剤を含む本発明の幾つかの実施形態に関して（例えば、歯科用接着剤組成物）、組成物は、組成物の総重量を基準にして、典型的には少なくとも１重量％、より典型的には少なくとも２重量％、最も典型的には少なくとも５重量％の充填剤を含む。そのような実施形態に関して、本発明の組成物は、組成物総重量を基準にして、典型的には最大４０重量％、より典型的には最大２０重量％、最も典型的には最大１５重量％の充填剤を含む。

別の実施形態に関して（例えば、組成物が歯科用修復剤又は歯科矯正用接着剤である）、本発明の組成物は、組成物の総重量を基準にして典型的には少なくとも４０重量％、より典型的には少なくとも４５重量％、最も典型的には少なくとも５０重量％の充填剤を含む。そのような実施形態に関して、本発明の組成物は、組成物の総重量を基準にして、典型的には最大９０重量％、より典型的には最大８０重量％、更により典型的には最大７０重量％、最も典型的には最大５０重量％の充填剤を含む。

他の添加剤
必要に応じて、本発明の組成物は、溶媒（例えば、アルコール類（例えば、プロパノール、エタノール）、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン）、エステル類（例えば、酢酸エチル）、及び／又はその他の非水性溶媒類（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１−メチル−２−ピロリジノン））を含有してもよい。

必要な場合、本発明の組成物は、指示薬、染料（光漂白可能な染料を含む）、顔料、阻害剤、促進剤、粘度調節剤、湿潤剤、酒石酸、キレート化剤、緩衝剤、安定剤、希釈剤、及び当業界に明らかであろうその他の同様な成分、のような添加剤を含有することができる。界面活性剤、例えば、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、及びそれらの組み合わせ、が必要に応じて使用されてもよい。有用な界面活性剤には、非重合性及び重合性の界面活性剤が挙げられる。さらに、薬剤又は他の治療用物質を、オプションとして歯科組成物に添加することができる。例としては、歯科組成物に使用されることが多い種類の、フッ化物供給源、増白剤、抗カリエス剤（例えば、キシリトール）、ミネラル補給剤（例えば、リン酸カルシウム化合物）、酵素、息清涼剤、麻酔剤、凝固剤、酸中和剤、化学療法剤、免疫反応変性剤、チキソトロープ剤、ポリオール、抗炎症剤、抗菌剤、抗真菌剤、口腔乾燥症の治療剤、減感剤等が挙げられるが、これらに限定されない。また、上記の添加剤のいずれかの組み合せを採用してもよい。いずれか一つのこうした添加剤の選択及び量は、過度の実験をせずに望ましい結果をもたらすために、当業者により選択され得る。

組成物の調製及び使用
本発明の歯科用組成物は、従来の混合技術を使用して様々な成分を全て組み合わせて調製できる。組成物は種々の形態で供給でき、それには一液系及び多液系、例えば、二液系である、粉末／液体系、ペースト／液体系、ペースト／粉末系、及びペースト／ペースト系、が挙げられる。また、それぞれ粉末、液体、ジェル、又はペーストの形態である多液組み合わせ（すなわち、２種以上の液の組み合わせ）を採用する他の形態も可能である。組成物の様々な成分を所望するどんな方式でも分離液に分割してもよいが、ただし、レドックス系の多液系では、一液が典型的には酸化剤を含有し、別の液が典型的には還元剤を含有する。しかしながら、例えば、マイクロカプセル化の使用によって、成分を分離したままで保持すれば、還元剤と酸化剤を同じ液中に統合することができる。

組成物の成分は、キット中に含有でき、その場合、組成物の内容物はパッケージ化され、それらが必要となるまで成分の貯蔵を可能にする。

組成物の成分は、混合し、従来の技術を使用して臨床的に塗布できる。光重合性組成物の反応を開始するためには、一般に硬化光が必要である。

水スカベンジャーは、様々な歯科用組成物、特に、歯構造体（例えば、象牙質、エナメル質、及び骨のような硬質組織）に対して歯科用材料の接着性を促進させるために使用される組成物（エッチング剤、プライマー、結合剤、及びそれらの組み合わせ）の安定性及び／又は保存寿命を増加させるために使用できる。代表的な歯科用材料には、歯科用修復剤（例えば、複合材、充填物、シール材、インレイ、オンレイ、歯冠、及びブリッジ）、歯列矯正術用器具、及び歯科矯正用接着剤が挙げられる。本発明の方法は、非水性組成物の安定性及び／または保存寿命の増加に特に有効であり、それら非水性組成物は少なくとも１種の歯構造体（例えば、象牙質、エナメル質、又は骨）におけるエッチング、好ましくはエッチングとプライマー処理、に使用される。これらの組成物は、オーバレイ接着剤（例えば、歯科用接着剤）と共に使用できる、しかし更に好ましくは接着剤として（即ち、自己エッチング性接着剤（self-etching adhesive））使用できる。幾つかの実施形態では、組成物は自己接着性歯科用修復剤又は歯科矯正用接着剤の形にできる。

本発明による自己エッチング性接着剤は、以下のどれかを含む、あらゆる好適な方法を用いて歯構造体に適用されてよい。

第１の方法は、開業医がリンスした後に構造体表面を水で濡らしたままにすることであり、したがって構造体治療の前に標準的な乾燥工程を省く又は部分的に省くことである。次いで、非水性の自己エッチング性歯科用組成物（例えば、自己エッチング性接着剤、自己接着性組成物、又は歯科矯正用接着剤）を構造体表面に塗布し、従来法を用いて硬化させる。

第２の方法（「ウェットブラシ（wet-brush）」技法）は歯科用アプリケータを連続して水性希釈液（例えば、水、又は水と１種以上の接着剤）に浸漬し、次いでその濡れた刷毛を非水性の自己エッチング性歯科用組成物（例えば、自己エッチング性接着剤）と混合することである。次いで、結果として得られた水性混合物を構造体表面に塗布し、従来法を用いて硬化させる。

第３の方法は、乾いた歯の構造体表面を水性希釈液（例えば、水又は水と１種以上の接着剤）で連続して処理し、続いて非水性の自己エッチング性歯科用組成物（例えば、自己エッチング性接着剤、自己接着性組成物、又歯科矯正用接着剤）を塗布することである。次いで、結果として得られた処理表面を更に処理し、従来法を用いて硬化させる。

本発明の幾つかの実施形態で、組成物（好ましくは、接着剤）に歯の構造体表面をエッチングさせるのに効果的な条件としては、接着剤及び／又は接着剤／希釈液の混合物を、エッチングするのに効果的な時間、（即ち、少なくとも３秒間）、典型的には少なくとも５秒間、多くの場合少なくとも１０秒間、及び一部の場合では少なくとも２０秒間、歯の構造体表面を混ぜ合わせて／擦るために刷毛を用いて振とうする（swishing）ことが含まれる。

歯の構造体表面に歯科用材料を固着させる方法は、結果として、エナメル質又は象牙質（又は好ましくはその両方）に対して好ましくは少なくとも７ＭＰａ、より好ましくは少なくとも１５ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも２０ＭＰａの接着力をもたらす。

本発明の特徴及び利点は、次の実施例により、さらに説明されるが、これにより制限されることを決して意図しない。これらの実施例において列挙されるその特定の材料及び量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を過度に制限しないと解釈されるべきである。指示がない限り、全ての部及びパーセントは重量基準であり、全ての水は脱イオン水であり、全ての分子量は重量平均分子量である。

試験方法
ノッチ型エッジのせん断接着試験方法（非カットエナメル質）
所与の試験サンプルに対する非カットエナメル質との接着剤せん断接着強度を以下の手順で評価した。

試験用歯の調製牛の切歯を地域の屠殺場から得て、歯根を切除き、歯髄を取り除いた。軟組織の無い歯を歯の唇側面が露出するように円形アクリルディスクに埋め込んだ。埋め込んだ歯を脱イオン水に入れて、使用するまで冷蔵庫に保管した。

接着試験サンプルの調製固着する前に、埋め込み歯の露出された唇側面を清浄化するために歯科予防処置用ぺースト（prophy paste）を用いて予防処置した。

接着試験用サンプルを歯科用アプリケータ刷毛を用いて露出した歯の唇側面の上に塗布し、ＸＬ３０００歯科用硬化ライト（３Ｍ社、ミネソタ州セントポール）を用いて１０秒間光硬化させた。直径約２．３８ｍｍの孔を備えた２ｍｍ厚さのテフロン（登録商標）鋳型を埋め込み歯にクランプし、鋳型の孔が接着剤用に準備された歯表面の最も平坦な使用可能領域を露出するようにした。複合材料ＦＩＬＴＥＫ Ｚ２５０Ａ万能修復剤（３Ｍ社）を、その孔が完全に充填されるが過剰充填にならないように充填し、製造者の指示書によって歯に接着剤で接着的に付着させた「ボタン」を形成するように光硬化させた。

試験の前に、仕上がった試験サンプルを３７℃の脱イオン水中で約２４時間保存した。

サンプルの試験鋳型を埋め込み歯から注意して取り除き、歯表面に付着したボタンを取り残した。１個ごとに試験サンプルをインストロン（Instron）（商標）４５０５（インストロン（Instron）社、マサチューセッツ州カントン）のつかみ具によって把持されたホルダー中に、歯の表面を押し付けせん断力の方向に対して平行に方位を向けて取り付けた。半円形のノッチ型エッジを有した金属製取り付け具をインストロンに取り付けし、ノッチ型エッジを、歯面と同一表面の、ボタン上に注意深く噛み合わせた。せん断力押し付けをクロスヘッド速度１ｍｍ／分にして開始した。固着が破壊したときの力をキログラム（ｋｇ）で記録し、この数値を既知であるボタンの表面積を用いて、単位面積当たりの力（ｋｇ／ｃｍ²又はＭＰａの単位）に変換した。エナメル質に対する接着力又は象牙質に対する接着力の各々の報告値は、２〜１０回の反復の平均を表す。

ワイヤループのせん断接着試験方法
所与の試験サンプルに対するカットエナメル質又は象牙質との接着剤せん断接着強度を以下の手順で評価した。

試験歯用の調製牛の切歯を地域の屠殺場から得て、歯根を切除き、歯髄を取り除いた。軟組織の無い歯を、歯の唇側面が露出するように円形アクリルディスクに埋め込んだ。埋め込んだ歯を脱イオン水に入れて使用するまで冷蔵庫に保管した。

接着試験サンプルの調製埋め込み歯をラピダリーホイール（lapidary wheel）に装着した１２０グリッドのサンドペーパを用いて研削し、平らなエナメル質又は象牙質を露出させた。ラピダリーホイール上の３２０グリッドのサンドペーパを用いて、歯の表面をさらに研削し研磨した。研削工程中は水を用いて歯を、連続的にリンスした。

接着試験サンプルを歯科用アプリケータ刷毛を用いて、調製した歯の平坦なエナメル質又は象牙質の表面上に塗布し、ＸＬ３０００歯科用硬化ライト（３Ｍ社、ミネソタ州セントポール）を用いて１０秒間光硬化させた。直径約４．７ｍｍの孔を備えた２．５ｍｍ厚さのテフロン（登録商標）鋳型を埋め込み歯にクランプし、鋳型の孔が接着剤用に準備された歯表面の部分を露出するようにした。複合材料ＦＩＬＴＥＫ Ｚ２５０Ａ万能修復剤（３Ｍ社）をその孔が完全に充填されるが、過剰充填にならないように充填し、製造者の指示書によって歯に接着剤で接着させた「ボタン」を形成するように光硬化させた。

試験の前に、仕上がった時間試験サンプルを３７℃の脱イオン水中で約２４時間保存した。テフロン（登録商標）鋳型中の歯を薄いゼラチンカプセルで裏打ちし、水中に保管したときにそれを溶解させ、ボタンから鋳型を取り除くことを容易にした。

サンプルの試験鋳型を埋め込み歯から注意深く取り除き、歯表面に接着したボタンを取り残した。１個ごとに試験サンプルをインストロン４５０５（インストロン社、マサチューセッツ州カントン）のつかみ具によって把持されたホルダー中に、歯の表面を引っ張りせん断力の方向に対して平行に方位を向けて取り付けた。歯科矯正用ワイヤ（０．７５ｍｍ直径）のループを研磨した歯と水平なボタンの周囲に配置し、引っ張りせん断力を２ｍｍ／分のクロスヘッド速度にして開始した。接着が破壊したときの力をキログラム（ｋｇ）で記録し、この数値を既知であるボタンの表面積を用いて、単位面積当たりの力（ｋｇ／ｃｍ²又はＭＰａの単位）に変換した。エナメル質に対する接着力又は象牙質に対する接着力の各々の報告値は、２〜１０回の反復の平均を表す。

出発材料の調製
６−メタクリルオキシヘキシルホスフェート（Ｐ₂Ｏ₅からのＭＨＰ）
６−ヒドロキシヘキシルメタクリレートの合成：１，６−ヘキサンジオール（１０００．００ｇ、８．４６モル、シグマ・アルドリッチ）を、機械的攪拌機及びフラスコ中に乾燥空気を吹き込む細い管を装備した、１Ｌの３つ口フラスコに入れた。固形のジオールを９０℃に加熱し、その温度で固形の全ジオールを融解させた。連続して攪拌しながら、ｐ−トルエンスホン酸結晶（１８．９５ｇ、０．１１モル）、続いてＢＨＴ（２．４２ｇ、０．０１１モル）及びメタクリル酸（７２８．４９０２ｇ、８．４６モル）を入れた。攪拌しながら９０℃加熱を５時間続けた。その間、各々の０．５時間の反応時間後に、５−１０分間水道水アスピレータを用いて真空にした。加熱を中止し反応混合物を室温に冷却した。得られた粘稠液を１０％炭酸ソーダ水溶液で２回（２×２４０ｍＬ）洗浄し、続いて水で（２×２４０ｍＬ）で洗浄し、最後に１００ｍＬの飽和ＮａＣｌ水溶液で洗浄した。得られたオイルを無水Ｎａ₂ＳＯ₄を用いて乾燥し、次いで真空ろ過で分離し、１０６７ｇ（６７．７０％）のヒドロキシヘキシルメタクリレートの黄色オイルを得た。この所望の生成物は１５〜１８％の１，６−ビス（メタクロイルオキシヘキサン）を伴って形成された。化学的特性決定は、ＮＭＲ分析によった。

６−メタクリルオキシヘキシルホスフェート合成：Ｐ₄Ｏ₁₀（１７８．６６ｇ、０．６３モル）及び塩化メチレン（５００ｍＬ）を、機械的攪拌機を装備した１Ｌフラスコ中でＮ₂雰囲気下に混合してスラリーを形成した。フラスコを氷浴（０〜５℃）中で１５分間冷却した。連続的に攪拌しながら、６−ヒドロキシヘキシルメタクリレート（９６２．８ｇ、それは３．７８モルのモノメタクリレートを含有し、上記のようにそのジメタクリレート副生物を伴う）をフラスコに２時間に渡ってゆっくりと添加した。添加を完了後、混合物を氷浴中で１時間、次いで室温で２時間攪拌した。ＢＨＴ（５００ｍｇ）を添加し、次いで温度を上げて、４５分間還流（４０〜４１℃）させた。加熱を中止し、混合物を室温に冷却させた。溶媒を真空下で除去し、黄色オイルとして１０８５ｇ（９５．５％）の６−メタクリルオキシヘキシルホスフェートを得た。化学的特性決定は、ＮＭＲ分析によった。

ＨＥＭＡ−Ｐ（ＨＥＭＡホスフェート及びテトラＨＥＭＡピロホスフェートの混合物）
ガス導入口を有した還流コンデンサ、機械的攪拌機、及びガス出口を有した滴下ロートを装備した１Ｌの三口丸底フラスコに、７６．７ｇのＰＯＣｌ₃及び５００ｍＬのＴＨＦを投入した。１３０．５ｇのＨＥＭＡ，１０１．５ｇのトリエチルアミン（ＴＥＡ）、及び８７ｇのＴＨＦの溶液を滴下漏斗に入れた。フラスコを氷−水−食塩の浴により約−５℃に冷却した。その溶液を攪拌下２５分に渡る滴下により添加し、その間の温度を０℃〜５℃の間に維持した。温度を室温に上昇させながら、混合物を３時間攪拌した。フラスコに追加の２００ｍＬのＴＨＦを添加し攪拌を容易にした。滴下漏斗に５１ｇのＴＥＡ及び６．８ｇの水を５０ｍＬに溶かした溶液を入れた。フラスコを氷−水−食塩の浴により０〜５℃に冷却した後、その溶液を１６分間の滴下により添加した。混合物を室温にして１８時間攪拌した。混合物をろ過して、沈殿した塩を取り除き、ＴＨＦを真空中で取り除いた。生成物である、１６８ｇの淡いオレンジ色液体は、¹Ｈ、¹³Ｃ及び³¹ＰＮＭＲにより、モノ−、ジ−、及びトリ−ＨＥＭＡホスフェート、並びにテトラ−ＨＥＭＡピロホスフェートの混合物と特性決定された。

（実施例１）
充填剤Ａ
３−メタクルロイルオキシプロピルスルホン酸で表面処理したジルコニア充填剤
ジルコニアゾル（２７１．０１２ｇ）をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ，２７０．３３３ｇ）と５分間混合した。この混合時間中、アンバーライト（BERLITE）ＩＲ−１２０（プラス）イオン交換樹脂をエタノールでよくすすぎ、デカントしてイオン交換樹脂を清浄化した。ＳＰＭＡ Ｋ塩（３５．５９５）を次いでジルコニアとＩＰＡの混合物に添加し溶解するまで５分間攪拌した。得られた混合物に対して、ＳＰＭＡ Ｋ塩をフリーの酸に転化し、ジルコニアナノ粒子の表面に酸官能性メタクリレート（３−メタクリロイルオキシプロピルスルホン酸）を付着させるために、エタノールでリンスしたイオン交換樹脂を添加した。得られた混合物を室温で２０分間攪拌し、次いでパイレックス（登録商標）ガラストレイに流し込み、９０℃で１５分間乾燥させた。得られた固形物を乳鉢と乳棒を用いて砕き、ふかふかに遊離した流動性粉末を得た。酸処理したジルコニア粉末は充填剤Ａと表し、それは通常の歯科用樹脂、例えば、ＴＥＧＤＭＡ，ＴＥＧＤＭＡ／ビスＧＭＡ、等に容易に分散する（典型的には攪拌と加熱を伴って）ことが分かった。その分散体は、充填剤を樹脂に入れた初期の分散後の樹脂混合物に対して、追加の酸官能性（メタ）アクリレートの添加により増強できることが分かった。

（実施例２）
自己エッチング性接着組剤成物
自己エッチング性接着剤組成物を表１に示した成分を混合して調製した。得られた組成物は実施例２に示した。

（実施例３Ａ〜Ｄ）
自己エッチング性接着剤組成物及び４５℃におけるエージング
自己エッチング性接着剤組成物（実施例２）を４つに分割し、表２に示したようにモレキュラーシーブを添加した（接着剤組成物に対して２０重量％を添加）使用前に、全てのモレキュラーシーブは３５０℃で４時間加熱して活性化した。実施例３Ａ〜Ｄの更なる加工及び貯蔵の条件は、同様に表２に示した。

４５℃で５〜６週間エージングした後、実施例３Ｄ（モレキュラーシーブの浸漬無し）及び、より少ない程度に、実施例３Ｂ（貯蔵期間中にモレキュラーシーブを浸漬しない）は、幾分かの濁り及び乳白を示し始めたが、一方実施例３Ａ及び３Ｃ（両方とも貯蔵期間中にモレキュラーシーブと接触）は半透明、黄色（ＣＰＱ由来の）分散体としてとどまった。４５℃で１２〜１３週間エージングした後、実施例３Ｄは濃い完全に光透過性の無い状態になり、実施例３Ｂは実質的に濁り状態になり、実施例３Ａ及び３Ｃは半透明の黄色分散体としてとどまった。

評価Ａ
歯への接着剤塗布及びせん断接着強度の評価
接着剤試験サンプルのせん断接着強度は、本明細書に記載した、ノッチ型エッジせん断接着試験方法（非カット）及びワイヤループせん断接着試験方法（カットエナメル質又は象牙質）によって行った。

初期測定の後で（Ｔ＝０：サンプルを調製し３７℃で水中に一夜貯蔵後）、同一試験サンプルを（過剰の上部空間：容器の７０％＋の容積：を有してガラスバイアルに密封して）エージングさせるために４５℃オーブン中に置いた。１２週間に至るまでの様々な時間間隔で、試験サンプルをオーブンから取り出し、同じ試験方法によって接着強度を再度測定した。結果を表３に示す。

表３からのデータにより、非カットエナメル質表面に対して、接着強度の性能は、実施例３Ａ及び３Ｃ（両方とも貯蔵期間中にモレキュラーシーブと接触）の場合で、実施例３Ｂ及び３Ｄ（貯蔵期間中モレキュラーシーブと接触しない）に対してよりも、顕著により長い期間延長した。同様に、象牙質に対しても、実施例３Ａ〜Ｃは実施例３Ｄよりも、９週間及び１２週間のエージング後で、より優れた接着強度を示した。
＊ 非カットエナメル質表面の不適切な清浄化に起因する低い値
＊＊ ＮＴ＝試験せず

評価Ｂ
リンＮＭＲ分析−エージング試験
標準的な手順によるリンＮＭＲ分析を、４５℃で９週間エージングした全てのサンプル（実施例３Ａ〜Ｄ）について実行した。試験方法では、自己エッチング性接着剤組成物における様々なリン酸化モノマーの分解の最終分子種としてのリン酸の検出を利用した。この試験の結果を図１に、実施例３Ａ〜ｄに対して、リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）のパーセント対時間（４５℃での週）のプロットを示す。

図１の結果から、実施例３Ｂ及び３Ｄ（貯蔵期間中モレキュラーシーブと接触しない）において、実施例３Ａ及び３Ｃ（両方とも貯蔵期間中モレキュラーシーブと接触あり）よりも顕著に多くのリン酸が発生していることがはっきりと分かる。これは、自己エッチング性接着剤組成物中にモレキュラーシーブが存在すれば、そのような組成物の貯蔵安定性を高められることを示している。

本発明の範囲及び趣旨を逸脱しない本発明の様々な修正や改変は、当業者には明らかとなるであろう。本発明は、本明細書で述べる例示的な実施形態及び実施例によって不当に限定されるものではないこと、また、こうした実施例及び実施形態は、本明細書において以下に記述する特許請求の範囲によってのみ限定されることを意図する、本発明の範囲に関する例示のためにのみ提示されることを理解すべきである。

特定の例示した組成物に対するリン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）のパーセント対時間（４５℃での週）のプロット。

Claims (29)

1. 重合性成分と水スカベンジャーとを含む、非水性歯科用組成物。
2. 反応開始剤を更に含む、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
3. 充填剤を更に含む、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
4. 前記充填剤が、表面処理されている、請求項３に記載の非水性歯科用組成物。
5. 前記充填剤が、スルホン酸で表面処理されているジルコニアである、請求項４に記載の非水性歯科用組成物。
6. 前記組成物が、歯科用接着剤、歯科矯正用接着剤、複合材、修復材、歯科用セメント、歯科矯正用セメント、シーラント、コーティング剤、印象材、充填材、及びそれらの組み合わせ、からなる群から選択される、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
7. 酸性成分を更に含む、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
8. 前記重合性成分が、エチレン性不飽和成分を含む、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
9. 前記重合性成分が、リン酸化モノマーを含む、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
10. 前記リン酸化モノマーが、リン酸化（メタ）アクリレートを含む、請求項９に記載の非水性歯科用組成物。
11. 非リン酸化（メタ）アクリレートを更に含む、請求項１０に記載の非水性歯科用組成物。
12. 前記組成物が、自己エッチング性歯科用接着剤である、請求項１０に記載の非水性歯科用組成物。
13. 前記組成物が、自己エッチング性歯科矯正用接着剤である、請求項１０に記載の非水性歯科用組成物。
14. 抗バクテリア剤、薬剤、指示薬、染料、顔料、阻害剤、促進剤、粘度調整剤、湿潤剤、緩衝剤、安定剤、又はそれらの組み合わせを更に含む、請求項１０に記載の非水性歯科用組成物。
15. 前記水スカベンジャーが、前記重合性成分と混和している、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
16. 前記水スカベンジャーが、前記組成物中に含有されるカプセルの中に封入される、請求項１に記載の非水性歯科用組成物。
17. 前記水スカベンジャーが、モレキュラーシーブを含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の非水性歯科用組成物。
18. 歯科要素生物の保存寿命を増加させる方法であって、前記組成物を水スカベンジャーと混合するステップを含む、方法。
19. 前記組成物が、重合性成分を含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記重合性成分が、エチレン性不飽和成分を含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記重合性成分が、リン酸化モノマーを含む、請求項１９に記載の方法。
22. 前記リン酸化モノマーが、リン酸化（メタ）アクリレートを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記水スカベンジャーが、モレキュラーシーブを含む、請求項１８〜２２のいずれか１項に記載の方法。
24. 歯科用組成物を乾燥させる方法であって、前記組成物を水スカベンジャーと混合することを含む、方法。
25. 前記組成物が、重合性成分を含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記重合性成分が、エチレン性不飽和成分を含む、請求項２５に記載の方法。
27. 前記重合性成分が、リン酸化モノマーを含む、請求項２５に記載の方法。
28. 前記リン酸化モノマーが、リン酸化（メタ）アクリレートを含む、請求項２７に記載の方法。
29. 前記水スカベンジャーが、モレキュラーシーブを含む、請求項２４〜２８のいずれか１項に記載の方法。