适用于生物载体材料中的包封在无机壳体中的碱性芯材料制造技术

本发明专利技术描述了一种(例如可硬化牙科)组合物，该组合物包含(例如第一部分，该第一部分包含)包封的材料，其中包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；和(例如第二部分，该第二部分包含)水或酸性组分。还描述了一种包封的材料(例如适用于生物载体材料中)，该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物。

Basic Core Material for Encapsulation in Inorganic Shell in Biological Carrier Material

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适用于生物载体材料中的包封在无机壳体中的碱性芯材料
技术介绍
已描述了适用于医疗和牙科的各种粘固剂。参见例如Mitra等人US5,154,762；WO2016/005822；和US2008/0058442。
技术实现思路
在一个实施方案中，可硬化牙科组合物被描述为包含：第一部分，该第一部分包含包封的材料，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；和第二部分，该第二部分包含水或酸性组分。在典型的实施方案中，在组合第一部分和第二部分时，该组合物初始具有酸性或中性pH。壳体能够被第二部分的水组分或酸性组分降解。在壳体降解时，碱性芯材料释放–OH，从而增加pH。在一些实施方案中，碱性芯材料是可硬化的，诸如在硅酸钙的情况下。在一些实施方案中，组合物还包含至少一种第二填料，诸如氟铝硅酸盐(FAS)玻璃和/或纳米级微粒填料。在一些实施方案中，第一部分和/或第二部分包含可聚合材料。在另一个实施方案中，描述了一种组合物，该组合物包含包封的材料，其中该包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物；以及水或酸性组分。在另一个实施方案中，包封的材料可适用于生物载体材料中，该生物载体材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，该无机壳体材料包含围绕芯的金属氧化物。还描述了包含包封的材料的可硬化(例如牙科)组合物。在一些实施方案中，可硬化组合物还包含第二填料和/或可聚合材料，如本文所述。在一些实施方案中，可硬化或硬化组合物在使用期间接触水或酸性组分(例如生物流体)。本专利技术还描述了各种使用方法，该各种使用方法包括提供如本文所述的可硬化或硬化(例如固化)组合物以及将该组合物施用到牙齿或骨结构。在一些实施方案中，该组合物包含可聚合材料，并且该方法还包括通过将组合物接触辐射源来硬化。可硬化或硬化(例如固化)组合物可提供各种技术效果，诸如碱性芯材料的延迟的释放、碱度的延迟的增加、促进牙齿或骨结构的再矿化、以及增加髓细胞的平均ALP活性。在一些实施方案中，组合物为用于将牙科制品粘结到牙齿结构的牙科粘合剂或粘固剂。在其它实施方案中，组合物为牙科修复剂。具体实施方式目前描述的是包封的材料。包封的材料适用于生物载体材料中，诸如可硬化牙科组合物。包封的材料包含化学碱性的芯材料和围绕芯的无机壳体材料。壳体材料和壳体的厚度可被选择为使得进行碱性芯材料的受控和/或延迟的释放或反应。在一些实施方案中，碱性芯材料的释放用于在延迟的时间段之后增加碱度。包封填料包含碱性芯材料。碱性芯材料以及形成芯的材料(例如化合物)在25℃下通常为固体。碱性芯可为单个颗粒或多个较小的缔合的颗粒。如本文所用，术语“缔合的”是指聚集和/或附聚的两个或更多个初级颗粒的集合。类似地，术语“非缔合的”是指没有聚集和/或附聚的两个或更多个初级粒子的集合。在一些实施方案中，碱性芯可包含多个聚集颗粒。术语“聚集”或“聚集的”是指初级粒子之间的强缔合。例如，初级颗粒可彼此化学结合。聚集体分解成较小的颗粒(例如，初级颗粒)通常不在制造芯材料并将其包封期间实现，使得聚集的芯颗粒保持为聚集体。相似地，术语“非聚集的”是指不存在与其它初级颗粒的强缔合的初级颗粒。在其它实施方案中，碱性芯可包含多个附聚颗粒。如本文所用，术语“附聚”或“附聚的”是指初级颗粒之间的弱缔合。例如，初级颗粒可通过电荷或极性保持在一起。附聚物分解成较小的颗粒(例如，初级颗粒)可在制造芯材料并将其包封期间发生。相似地，术语“非附聚的”是指不存在与其它初级颗粒的弱缔合的初级颗粒。芯的平均(例如初级、缔合或附聚)粒度通常为至少0.2微米、0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米并且通常不大于1mm、750微米或500微米，如使用例如沉降分析仪所测量的。在一些实施方案中，诸如在可硬化牙科组合物的情况下，碱性芯材料通常具有不大于250微米、200微米、150微米、100微米或50微米的平均(例如初级、缔合或附聚)粒度。由于壳体通常是薄的，因此包封的材料也可落入刚刚描述的平均粒度内。芯材料是碱性的。化学碱性材料是送出电子、接受质子并且通常在水溶液中提供羟基离子的材料。如果包封的材料的芯具有或表现出下面所述的一种或多种特性：包括包含足量的高pKa组分、在添加到去离子水中时提供碱性pH(根据实施例中进一步描述的测试方法)或当添加到酸性缓冲剂时提供碱性pH(根据实施例中进一步描述的测试方法)，则包封的材料的芯被视为碱性的。碱性材料用于与酸和酸性缓冲溶液反应，从而增加pH。pH的变化以及pH变化的速率取决于芯材料内碱性组分的强度、其中碱性组分的化学和物理形式和碱性组分的量。在一些实施方案中，包封的材料的芯是强碱性的。强碱性材料包括通常具有在约11-14范围内的pKa的足量强碱性材料(例如化合物)并且由其制备。强碱性化合物的示例包括碱金属和碱土金属的氧化物和氢氧化物，以及强碱性盐，诸如碱金属磷酸盐。强碱性芯化合物的具体示例包括Na、K、Ca、Sr和Ba的氧化物和氢氧化物；Na、K、Ca、Sr和Ba的硅酸盐；以及Na、K、Ca、Sr和Ba的铝酸盐。强碱性硅酸盐和玻璃通常包含按阳离子摩尔计每摩尔二氧化硅至少1摩尔、2摩尔或3摩尔的强碱性芯化合物(例如CaO)。同样，强碱性铝酸盐通常包含按阳离子摩尔计每摩尔铝酸盐至少1摩尔、2摩尔或3摩尔的强碱性芯化合物(例如CaO)。在一些实施方案中，强碱性材料可为至少一种强碱性化合物与较不碱性或中性材料组合的异质物理混合物。例如，强碱性材料可为二氧化硅和氢氧化钠的物理混合物。氢氧化钠为具有13.8的pKa的强碱性材料。氢氧化钠的0.1N水溶液具有13的pH。按重量百分比计，一克96重量％二氧化硅和4重量％氢氧化钠在一升水中的混合物将提供0.1N氢氧化钠水溶液。在包封的材料为物理混合物时，大体上所有强碱性化合物在壳体降解时为可触及的。因此，在该实施方案中，碱性芯材料可包含少量(例如至少1重量％、2重量％或3重量％的强碱性材料，以便在去离子水中提供至少8.5或9的延迟pH(根据实施例中所述的测试方法)。然而，可需要更高浓度的化学碱性芯材料以在酸性缓冲溶液中提供至少8.5或9的延迟pH。例如，取决于强碱性材料的pKa，强碱性材料的量可为总包封的材料的5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％或10重量％。在其它实施方案中，包封的材料的芯为多组分结晶化合物，该多组分结晶化合物包含至少一种强碱性材料(例如化合物)和其它组分(诸如碱土金属硅酸盐)并由其制备。在其它实施方案中，包封的材料的芯可表征为由至少一种强碱性材料(例如化合物)制备的多组分无定形玻璃。强碱性材料(例如化合物)可均匀分布或不均匀地分布在玻璃结构中。当包封的材料的芯为熔融多组分材料诸如玻璃时，强碱性化合物的浓度(可通过X光荧光(XRF)或电感耦合等离子体(ICP)测定)基于总碱性芯材料通常至少为25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％或50重量％，最多75重量％的范围。在一些有利的实施方案中，芯包含具有11.6的pKa的CaO并由其制备。CaO可用于提供pH的延迟的增加和提供钙离子源两者。CaO的量通常为至少5重量％、10重量％、15重量％、20重量％或25重量％，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可硬化牙科组合物，所述可硬化牙科组合物包含：第一部分，所述第一部分包含包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；和第二部分，所述第二部分包含水或酸性组分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.01 US 62/428,7521.一种可硬化牙科组合物，所述可硬化牙科组合物包含：第一部分，所述第一部分包含包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；和第二部分，所述第二部分包含水或酸性组分。2.根据权利要求1所述的牙科组合物，其中在组合所述第一部分和所述第二部分时，所述组合物初始具有酸性或中性pH。3.根据权利要求1和2所述的牙科组合物，其中所述壳体能够被所述第二部分降解。4.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中在所述壳体降解时，所述碱性芯材料释放–OH。5.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含具有在8-14范围内的pKa的组分。6.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含具有在11-14范围内的pKa的组分。7.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含释放钙离子的材料。8.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含至少25重量％、30重量％、35重量％、40重量％或45重量％的一种或多种组分，所述一种或多种组分具有在11-14范围内的pKa。9.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述壳体为具有小于500nm的厚度的连续膜。10.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述无机壳体材料的碱性低于所述碱性芯材料。11.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述无机壳体材料包含具有6-8的pKa的金属氧化物。12.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中当将0.25克的所述包封的材料与25g的去离子水组合时，在24小时内获得至少8.5或9的pH。13.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中当将0.25克的所述包封的材料与15g的去离子水和10g的含水邻苯二甲酸氢钾缓冲溶液的溶液组合时，其中所述溶液在25℃下用盐酸调节至pH为4.00，则在24小时内获得至少8.5或9的pH。14.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料是可硬化的。15.根据权利要求14所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料包含硅酸钙。16.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述碱性芯材料为包含一种或多种中性金属氧化物的牙科填料，所述一种或多种中性金属氧化物在所述第二部分中具有低溶解度。17.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中所述可硬化牙科组合物包含通过钙离子、磷离子、氟离子或它们的组合物的释放而促进再矿化的材料。18.根据权利要求1-16所述的牙科组合物，其中所述组合物还包含至少一种第二填料。19.根据权利要求18所述的牙科组合物，其中所述第二填料包含纳米级微粒填料。20.根据权利要求19所述的牙科组合物，其中所述第二填料包含氧化锆、二氧化硅或它们的混合物。21.根据权利要求19-20所述的牙科组合物，其中所述第二填料包含纳米团簇填料。22.根据权利要求1-21所述的牙科组合物，其中所述第一部分和/或所述第二部分包含可聚合材料。23.根据权利要求22所述的牙科组合物，其中所述可聚合材料包含羟基官能(甲基)丙烯酸酯单体、酸性聚合物或它们的组合物。24.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中根据盘缓冲测试，固化的牙科组合物在500小时内提供至少8.5或9的pH。25.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中当与所述固化的牙科组合物接触时，髓细胞的平均细胞增殖为对照样品的至少75％。26.根据前述权利要求所述的牙科组合物，其中当与所述固化的牙科组合物接触时，髓细胞的平均ALP活性增加。27.一种组合物，所述组合物包含：第一部分，所述第一部分包含包封的材料，其中所述包封的材料包含碱性芯材料和无机壳体材料，所述无机壳体材料包含围绕所述芯的金属氧化物；和第二部分，所述第二部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰迪林恩·B·克里斯滕森，肯顿·D·巴德，阿弗申·法尔萨菲，马哈茂德·阿克希特，亚娜·宁科维奇，刘杰，马克·B·阿格雷，中村雅之，贾森·W·比约克，比尔·H·道奇，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US