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Patent Searching and Data


Title:
USE OF BIOACTIVE GLASS IN DENTAL FILLING MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/072038
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of a mixture of bioactive glass and dental glass for producing an agent for a permanent dental filling. The bioactive glass is preferably contained in a binding agent for binding a dental filling to a tooth, in a glass-ionomer cement, in a glass-plastic composite, in a composite-reinforced glass-ionomer cement and/or in an agent for treating the tooth root, the neck of the tooth and/or the tooth crown and preferably contains fluoride ions.

Inventors:
KESSLER SUSANNE (DE)
LEE SEAN (DE)
Application Number:
PCT/DE2002/000827
Publication Date:
September 19, 2002
Filing Date:
March 08, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SCHOTT GLAS (DE)
ZEISS STIFTUNG (DE)
KESSLER SUSANNE (DE)
LEE SEAN (DE)
International Classes:
A61C13/08; A61K6/02; A61K6/06; A61K6/083; C03C4/00; (IPC1-7): A61K6/06; A61K6/083
Domestic Patent References:
WO1997027148A11997-07-31
Foreign References:
EP0716049A21996-06-12
EP0997132A12000-05-03
DE19858126A11999-06-24
EP0634373A11995-01-18
DE4100604C11992-02-27
Attorney, Agent or Firm:
FUCHS, MEHLER, WEISS & FRITZSCHE (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Verwendung von bioaktiven Glaspartikeln zur Herstel lung eines Mittels für eine ästhetische Zahnfüllung, wobei die Zahnfüllung eine permanente Füllung ist, die zusätzlich Dentalglaspartikel enthält, und die Glaspartikel eine Teilchengröße von dso < 50 um auf weist und die Gesamtmenge an Glaspartikeln bis zu 87 Gew.% der Füllung betragen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des bioaktiven Glases in der Mate rialmatrix höchstens 20 Gew. %, vorzugsweise 3 bis 10 Gew. %, beträgt.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der optische Brechungsindex des bio aktiven Glases und/oder des nicht bioaktiven Dental glases angenähert gleich dem Brechungsindex der um gebenden Matrix ist.
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht bioaktive Dentalglas einen Brechungsindex von nd 1,481,65 aufweist.
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bioaktive Glas und/oder das nicht bioaktive Glas zur Einbindung in eine Harzmatrix silanisiert sind.
6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasmaterial 2 bis 10 Gew. % Fluorid enthält.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zahnfüllmittel Opa ker, insbesondere TiO2, und/oder farbige Pigmente zugemischt sind.
8. Verwendung von bioaktivem Glas nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bioaktive Glas und/oder die umgebende Harzmatrix und/oder das nicht bioaktive Dentalglas eine röntge nopake Substanz enthält.
9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem bioaktiven Glas Ca ganz oder teilweise durch Sr und/oder Ba ersetzt ist.
10. Verwendung von bioaktivem Glas nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmittel ein Bindemittel umfassend Acrylat, insbesondere PMMA (Polymethylmethacrylat) oder/und bisGMA enthält.
11. Verwendung von bioaktives Glas enthaltendem Material nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass das Glas Partikel mit einer durchschnittlichen Korngröße d50 von < 5 ym, vor zugsweise < 4 Am und insbesondere < 2 Mm umfasst.
12. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel bioaktives Glas in einem Bindemittel zur Verbindung einer Zahn füllung mit einem Zahn, in GlasIonomerZement, in einem GlasKunststoffComposit, in compositverstärk ten GlasIonomerZement und/oder in einem Mittel zur Behandlung der Zahnwurzel, des Zahnhalses und/oder der Zahnkrone enthalten ist.
13. Bindemittel zur Verbindung einer Zahnfüllung, mit ei nem Zahn, dadurch gekennzeichnet, dass es bioaktives Glas enthält.
14. Bioaktives Dentalglas insbesondere zur Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass es Fluorid enthält, insbesondere mit Fluoridgehalten von 1 bis 20 Gew. %, vorzugsweise von 2 bis 10 Gew. %.
15. Zahnfüllung erhältlich nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 112.
Description:
Verwendung von bioaktivem Glas in Zahnfüllmaterial Beschreibung : Die Erfindung betrifft die Herstellung von ästhetischem sich nicht verfärbenden permanenten Zahnfüllungsmaterial, welches der Entstehung von Sekundärkaries entgegenwirkt.

Bei Zahnrestaurierungen wird aus ästhetischen Gründen an- gestrebt, den restaurierten Zahnbereich möglichst. un- sichtbar erscheinen zu lassen, sodass er vom natürlichen Zahn visuell nicht zu unterscheiden ist. Dies wird bislang mit Compositen, Kompomeren und Glas-Ionomer- Zementen oder auch mit teuren Porzellan-oder Glaskeramik-Inlays zum Teil mehr oder weniger gut erreicht. Derartige Füllungen zeigen jedoch eine nur unzureichende Haltbarkeit und werden rasch ausgewaschen.

Darüber hinaus neigen sie auch zur Verfärbung.

Bioaktive Gläser sind bereits seit langem bekannt und beispielsweise zusammenfassend von Larry L. Hench und John K. West in"Biological Applications of Bioactive Glasses", Life Chemistry Reports 1996, vol. 13, p. 187- 241 oder in"An Introduction to Bioceramics", L. Hench und J. Wilson, eds. World Scientific, New Jersey (1993) beschrieben. Bioaktive Gläser zeichnen sich im Gegensatz zu herkömmlichen Gläsern dadurch aus, dass diese in einem wässrigen Medium löslich sind und an ihrer Oberfläche eine Hydroxylapatitschicht ausbilden. Die gängigsten bio- aktiven Gläser werden entweder als Schmelzglas herge- stellt, wobei diese dann gegenüber normalen Fenster-oder Flaschengläsern einen deutlich geringeren Anteil an Si02 und einen wesentlich höheren Anteil an Natrium aufweisen oder sie sind sogenannte Sol-Gel-Gläser, welche dann, im Gegensatz zu Schmelzgläsern einen hohen Anteil von Sili- ziumoxid sowie einen geringen bis gar keinen Anteil an Natrium enthalten können.

Die wesentlichen Eigenschaften von bioaktivem Glas sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise in der US-A 5,074,916 beschrieben. Danach unterscheidet sich bioak- tives Glas von herkömmlichen Kalk-Natrium-Silikat-Gläsern dadurch, dass es lebendes Gewebe bindet.

Derartige bioaktive Gläser werden beispielweise zur Hei- lung von Knochenschäden, insbesondere als synthetisches Knochentransplantat verwendet. Darüber hinaus werden sie zur Heilung von chronischen Wunden, insbesondere bei dia- betischen Geschwüren, sowie bei Druck-und Liegewunden in det Geriatrie mit Erfolg eingesetzt. So könnten bei- spielsweise John E. Rectenwald, Sean Lee und Lyle L. Mol- dawer et. al. (Infection and Immunity, zur Publikation eingereicht) zeigen, daß bioaktives Glas bei der Maus eine inflammatorische Wirkung zeigt, welche durch eine Stimulierung der Interleukin-6 (IL-6)-Aktivität bei gleichzeitiger Inhibierung der entzündungsstimulierenden Cytokine TNF-alpha, IL-1-alpha und IL-10 sowie MPO (My- eloperoxidase) (siehe auch 19. Annual Meeting, Surgical Infection Society 1999 28.4.-01.05.1999).

Darüber hinaus ist von E. Allen, et. al. (Departments of Microbiology in Periodontology Eastman Dental Institut) bekannt, daß ein bioaktives Glas 45-S-5 welches von Bio- glas U. S. Biomaterials Alachua, FL. 32615 USA erhältlich ist und das eine antibakterielle Wirkung zeigt. Eine sol- che Wirkung kann mit normalen Glaskügelchen, sog. Glas- beads (Fensterglas) nicht erreicht werden.

In der WO 97/27148 wird vorgeschlagen, bioaktives Glas einer definierten Zusammensetzung zur Remineralisierung von Zähnen zu verwenden. Das bioaktive Glas besteht aus Pulver mit zwei verschiedenen Teilchengrößen, nämlich solchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von höchstens 90 um und solchen von höchstens 10 um. Zur Re- mineralisierung setzt das bioaktive Glas durch Ionenaus- tausch zahnmedizinisch wichtige Mineralien frei, wobei die großen Teilchen als Ionenreservoir dienen sollen. Da- durch wird neues Apatit, insbesondere Hydroxylapatit, ausgebildet, das vom natürlichen Hydroxyl-Apatit des Zahns nicht zu unterscheiden ist. Darüber hinaus hat das bioaktive Glas zugleich eine desensibilisibrende sowie eine antibakterielle Wirkung. Die kleinen Partikel sollen in feine Zahndefekte wie z. B. Fissuren eindringen, diese verschließen und überziehen. Insbesonders durch mehrfache Applikation sollen auf diese Weise Zahndefekte versiegelt werden.

Aus der US 5,891,233 ist die Verwendung eines bioaktives Glas enthaltenden Materials als Unterfutter für eine tem- poräre Zahnfüllung bekannt. Darin hat das bioaktive Glas die Aufgabe, Dentinkanälchen zu remineralisieren und Zah- nirritationen und Schmerzen zu vermeiden. Ferner wird die Verwendung eines Materials, welches hauptsächlich aus bioaktivem Glas besteht, als temporäre Füllung des Wur- zelkanals vorgeschlagen, um diesen zu festigen, bevor sie später durch eine endgültige Füllung ersetzt wird. Auch wird dort bereits vorgeschlagen, mit diesem Material überkronte Prothesen temporär zu befestigen bevor diese endgültig überkront werden.

In der DE 198 14 133 werden selbstdesinfizierende Kunst- stoffe für den Dentalbereich beschrieben, die eine ver- ringerte Adhäsion von Mikroorganismen aufweisen und die biozide Substanzen enthalten, welche die Mikroorganismen innerhalb 24 Stunden abtöten. Als biozide Substanzen wer- den Silber, Kupfer und Zink, sowie organische Verbindun- gen wie Ciprofloxalin, Chlorhexidin und andere beschrie- ben.

In der W099/07326 wird eine antimikrobiell wirksame Ze- mentzusammensetzung beschrieben, welche im medizinischen Bereich (Knochenzement, Implantantatkomponenten) und im Dentalbereich (Füllmaterialien, Adhesive, Versiegelungs- mittel und restoratives Material) Verwendung finden soll.

Dabei sollen die Nachteile überwunden werden, die durch das Freisetzen von Fluoridionen aus Glasionomerzementen nach dem Stand der Technik entstehen. Durch das Fluorid soll ein antimikrobieller Effekt erreicht werden. Das Freisetzen von Fluorid aus der Glasmatrix und dessen Ersatz durch andere Ionen führt nämlich zu einer strukturellen Veränderung sowohl des Zementes als auch der Kavität, was vermieden werden soll. Darüber hinaus wird durch die Freisetzung der Fluoridgehalt im Matrixmaterial erschöpft, so daß dieses Material regelmäßig regeneriert werden muß, um einen kontinuierlichen Effekt gegen schädliche Bakterien zu erzielen. Aus diesem Grund wird zur Erzielung eines antimikrobiellen Effektes vorgeschlagen, dem Zahnfüllmaterial ein antimikrobiell wirkendes Zeolith zu- zusetzen. Es wird jedoch auch beschrieben, daß derartige Zeolithe eine Verfärbung des Polymermaterials bewirken, weshalb diese nicht farbstabil sind. Das eingesetzte Zeo- lith soll über die Zeit biozide Metallionen, wie beispielsweise Silberionen, freisetzen.

Eine dauerhafte Verwendung von bioaktivem Glas ist bis- lang nicht beschrieben, da davon auszugehen war, dass sich dieses durch den Kontakt mit Körperflüssigkeit unter .. Freigabe von Ca, Na und P anlöst und porös wird. Daher wird das Material bisher nur als temporäres Zahnfüllma- terial verwendet.

Die Erfindung hat zum Ziel, ein Zahnfüllmaterial bereit- zustellen, das nicht nur temporär sondern dauerhaft im Zahn verbleibt, das im Wesentlichen unsichtbar ist, und sich nicht mit der Zeit verfärbt. Darüber hinaus soll es die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen und insbesonders die Ausbildung von Sekundärkaries vermeiden.

Schließlich soll es auch eine hohe mechanische Belastbar- keit und Härte zeigen, die Schmerzempfindlichkeit besei- tigen und antimikrobiell wirken. Erfindungsgemäß werden diese Ziele durch die in den Ansprüchen definierten Merk- male erreicht.

Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, daß sich durch eine Kombination von bioaktivem Glas und herkömmli- chem Dentalglas Mischungen herstellen lassen, die, einge- bunden in eine Matrix, nicht sichtbar sind und sich vom natürlichen Zahnmaterial nicht unterscheiden. Dabei wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, daß zuerst der Bre- chungsindex des Matrixmaterials bestimmt wird und dann ein herkömmliches Dentalglas ausgewählt bzw. zugemischt wird, dass den gleichen oder annähernd den gleichen Brechungsindex wie die Matrix aufweist. Unter"annähernd den gleichen Brechungsindex"sind sämtliche Bre- chungsindices zu verstehen, welche nicht mehr visuell erkennbar sind. Es hat sich gezeigt, dass der Brechungsindex von bioaktivem Glas dann vernachlässigbar ist, wenn die Brechungsindices beim Dentalglas und bei der Matrix im wesentlichen gleich sind. Dies trifft insbesondere auf die bevorzugten Mengenanteile zu.

Derartige Mischungen bzw. Kits, welche die Komponenten in entsprechenden Anteilen enthalten, lassen sich bequem vom Hersteller vorkonfektionieren, sodass der Zahnarzt die Komponenten nur noch zusammenzumischen braucht.

Auf diese Weise ist es möglich, äußerst ästhetisch wir- kende Zahnfüllmaterialien, insbesondere für den sichtba- ren Bereich, bereitzustellen, die mechanisch beanspruch- bar und hart sind, und die sich auch mit der Zeit nicht verfärben. Darüber hinaus zeigen derartige Füllmateria- lien hervorragende Eigenschaften zur Vermeidung von Schmerzen und zum Schutz des gesunden Zahnmaterials.

Da nämlich bioaktives Glas löslich ist, war zu erwarten, dass es sich beim Zusammentreffen mit wasserhaltigen Kör- perflüssigkeiten wie Speichel oder mit Getränken soweit auflöst, dass es entweder als Gel vorliegt oder es derart porös wird, dass es bei der geringsten Belastung zer- bricht. Durch den Eintrag eines bioaktiven Glases in das Zahnfüllmaterial ist daher zu erwarten gewesen, dass es nach dem Auflösen neue Kavitäten und ein Hohlnetzwerk in der Zahnfüllung zurück läßt, welche die Festigkeit der Füllung beeinträchtigt.

Darüber hinaus werden moderne Zahnfüllungen üblicherweise mittels Kunststoffklebern im ausgebohrten Hohlraum befes- tigt. Damit diese Kunststoffkleber ausreichend halten, ist es notwendig, das im Hohlraum vorliegende natürliche Dentin zuerst mittels einer Säure anzuätzen um eine rau- here Oberfläche zu erhalten an der das eigentliche Klebe- material besser hält. Hierzu wird vorzugsweise Phosphor- säure und eine organische Säure, wie z. B. Methacrylsäure verwendet. In modernen Zahnfülltechniken wird dies jedoch in einem einzigen Schritt durchgeführt, d. h. es werden Klebematerialien bzw. sogenannte Bondings verwendet, wel- che die entsprechenden Säuren bereits zugemischt enthal- ten und dabei während des Abbindens das Zahnmaterial an- ätzen. Da bioaktive Gläser einen außergewöhnlich hohen pH-Wert haben, ist zu erwarten, dass Zahnfüllmaterialien, welche diese Gläser enthalten, das Bonding sofort neutra- lisieren oder dessen pH-Wert sogar ins alkalische ver- schieben, wodurch der Ätzeffekt verhindert wird. Dadurch ist zu erwarten, dass der Klebeeffekt, d. h. die Klebe- kraft vermindert wird. Dies ist bei temporären Füllungen weniger problematisch, jedoch für den Einsatz als perma- nente Dauerfüllung müssen derartige Klebestellen im Zahn- gut besonders haltbar verankert sein.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die durch Anlösung des Glasmaterials erzeugten Kavitäten die innere Haltbarkeit der Füllung insgesamt nicht oder nur in ver- nachlässigbarem Umfang beeinträchtigen. Auch die durch Anätzen mit Säuren erhöhte Haftfestigkeit der Bondings wird durch die stark alkalischen Biogläser überraschen- derweise nicht vermindert.

Eine deutliche Anlösung der bioaktiven Glaspartikel fin- det nur an der Oberfläche der Füllung statt. Es wurde nun auch gefunden, dass diese so gering ist, dass sie nicht oder nur unwesentlich, d. h. vernachlässigbar größer ist als die gleichzeitig ablaufende natürliche Abrasion des Zahnes und des Füllungsmaterials, die ca. 10 ym pro Jahr beträgt. Der zeitliche Verlauf dieser Löslichkeit ist ge- steuert von der Diffusion der Ca-, Na-und Phosphat-Ionen aus dem Glas heraus.

Im Inneren der Füllung kommt als geschwindigkeitsbestim- mender Schritt die Diffusion von Feuchtigkeit durch die Matrix und die Diffusion der Ca-und Na-Ionen durch die Matrix hinzu.

Bei den bislang verwendeten Dentalgläsern geringer Lös- lichkeit werden mit der Zeit einzelne, an der Oberfläche 'liegende Glaspartikel als Ganzes herausgelöst wodurch in der Oberfläche der Füllung offene Poren entstehen, in die sich Mikroorganismen einnisten können und die auch sonst eine weitere Angriffsfläche für mechanische abrasiven Ab- bau bieten.

Bei bioaktivem Glas wird nun gefunden, dass der obige Me- chanismus nicht auftritt, sondern dass aufgrund der ge- ringen Härte, ein anderer Mechanismus abläuft. Wird näm- lich ein solcher Glaspartikel an der Oberfläche der Fül- lung freigelegt, wird er vom Speichel angelöst und setzt Na-, Ca-, P-Ionen frei, mit denen die Zähne und insbeson- dere das die Füllung übergebende Zahnmaterial wieder re- mineralisiert werden. Das bioaktive Glas dient dabei so- wohl als dauerhaftes Antikariesmittel sowie als dauerhaf- tes Desensibilisierungsmittel bei schmerzempfindlichen Zähnen gegenüber Hitze, Kälte, Säure und Süßem. Durch das permanente Freisetzen von remineralisierenden und damit zahnschützenden Ionen entsteht an der Oberfläche des Glaspartikels eine vergleichsweise weiche Silikagel- schicht sowie eine Hydroxylapatitschicht, die durch Kau- bewegungen langsam abgetragen wird. Dabei wird das Glas in etwa im gleichen Maße abgetragen, wie die Harzmatrix der Füllung. Die von den üblichen Dentalgläsern bekann- ten, offenen Poren an der Oberfläche der Füllung entste- hen dabei also nicht.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, bioaktives Glas enthaltendes Material auch als permanente Zahnfüllung zu verwenden.

Hierdurch lassen sich die günstigen Eigenschaften des bioaktiven Glasmaterials auch für permanente Zahnfüllun- gen nutzen, insbesondere dessen Fähigkeit zur Apatitbil- dung und Desensibilisierung von Zahnirritationen, sowie dessen dauerhaft bakteriostatischen, insbesondere kario- statischen Wirkungen.

Zum Tragen kommt die bakteriostatische Wirkung und die Remineralisierung an der Kaufläche und in der ersten Zeit nach dem Legen der Füllung in den eventuell durch Polyme- risationsschrumpf (bei ungenügendem Bonding) entstehenden Randspalten, aber auch direkt an der Oberfläche der Kavi- tät.

Die erfindungsgemäß enthaltenen bioaktiven Gläser sind vorzugsweise ein herkömmliches bioaktives Glas, welches dem Fachmann bestens bekannt ist. Solche Gläser enthalten üblicherweise maximal 60 Gew. % Si02, einen hohen Anteil an Na20 und CaO sowie Phosphor und zwar in einem hohen Molverhältnis von Calcium zu Phosphor, welches sich meist, jedoch nicht notwendigerweise um etwa 5 bewegt.

Kommen solche bioaktiven Gläser mit Wasser oder einer Körperflüssigkeit in Kontakt, dann zeichnen sie sich durch spezielle Reaktionen aus, und zwar werden dabei Na- trium-und Calciumionen des Glases durch H+-Ionen aus der Lösung in Form einer Kationen-Austauschreaktion ersetzt, wodurch eine Silanol-Gruppen aufweisende Oberfläche ent- steht, an welche sich Natrium-und Calciumhydroxid anla- gern. Die Erhöhung der Hydroxy-Ionenkonzentration führt an der Glasoberfläche nun zu einer weiteren Reaktion mit dem Siliziumnetzwerk, wodurch weitere Silanolgruppen ent- stehen, die auch tiefer im Glas liegen können.

Aufgrund des. hohen alkalischen pH im Glaszwischenraum entsteht eir~e gemischte Hydroxylapatit-Phase aus CåO und P205, welche auf der SiO2-Oberfläche auskristallisiert und in biologischen Materialien mit Mucopolysacchariden, Kol- lagenen und Glycoproteinen bindet.

Das Molverhältnis von Calcium zu Phosphor ist vorzugswei- se > 2 und insbesondere > 3 und ist vorzugsweise < 30, insbesondere < 20, wobei Verhältnisse von < 10 besonders bevorzugt sind.

Besonders bevorzugt sind Zahnfüllmaterialien, die bioak- tive Glaspartikel enthalten, welche SiO2, CaO, Na2O, P205, CaF2, B203, K2O, und/oder MgO aufweisen. Enthält das Zahn- füllmaterial bioaktive Glaspartikel aus Schmelzglas, dann weisen diese vorzugsweise bezogen auf das Gesamtgewicht an Glas von 35-60, vorzugsweise 35-55 Gew. % Si02, 10- 35, vorzugsweise 15-35 Gew. % CaO, 10-35, vorzugsweise 15-35 Gew. % Na20, 1-12, vorzugsweise 2-8 Gew. % P205, 0-25 Gew. % CaF2,0-10 Gew. % B203, 0-8 Gew. % K20, und oder 0-5 Gew. % MgO auf. Ist das bioaktive Glas ein Schmelzglas, dann liegt die Obergrenze an enthaltendem Siliziumdioxid bei 60 vorzugsweise bei 55 Gew. %, wobei eine Obergrenze von 50 Gew. % besonders bevorzugt ist. Der Gehalt an Natriumoxid beträgt vorzugsweise mehr als 15 Gew. %, insbesondere mehr als 18 Gew. %. Ein Natriumoxid- Gehalt von > 20 Gew. % ist besonders bevorzugt.

Ist das im erfindungsgemäßen Zahnfüllmaterial enthaltene bioaktive Glas ein mittels Sol-Gel-Verfahren hergestell- tes bioaktives Glas, dann kann sein Anteil an Silizium- dioxid bedeutend höher liegen als bei Schmelzgläsern und sein Anteil an Natriumoxid gleich 0 sein. Mit einem Sol- Gel-Verfahren hergestellte bioaktive Gläser enthalten vorzugsweise'40 bis 90 Gew. % Si02, 4 bis 45 Gew. % CaO, 0 bis 10 Gew. % Na2O, 2 bis 16 Gew. % P205, 0 bis 25 Gew. % CaF2, 0 bis 4 Gew. % B203, 0 bis 8 Gew. % K20 und/oder 0 bis 5 Gew. % MgO.

Der Gehalt an Phosphoroxid beträgt bei beiden der zuvor beschriebenen Arten von bioaktiven Gläsern vorzugsweise mindestens 2 Gew. %, insbesondere mindestens 4 Gew. %.

Die Glasteilchen sind in den erfindungsgemäßen Zahnfül- lungen in einer durchschnittlichen Korngröße dso < 50 ; u. m, insbesondere von < 20 Am bzw. < 10 Am enthalten, wobei Partikelgrößen von < 5 Am besonders bevorzugt sind. Prin- zipiell bewirkt ein höheres Verhältnis von Oberfläche zu Gewicht bzw. Volumen eine höhere sterilisierende biozide Wirkung als bei größeren Partikeln. Eine besonders hohe biozide Wirkung des bioaktiven Glases wird beispielsweise mit Teilchen in durchschnittlichen Größen von d5o < 2, insbesondere < 1 ym erreicht. Dabei geben die Körnungsan- gaben d50 bzw. dgg den Äquivalentdurchmesser an, bei dem die Verteilungssumme der Teilchen den Wert 50% bzw. 99% annimmt. Die Körner für die verwendeten Glasteilchen, d. h. sowohl für die herkömmlichen Dentalgläser als auch die Biogläser sind vorzugsweise gleich bzw. liegen im gleichen Bereich. Dabei ist die Korngrößenverteilung derart, daß der Wert dgg das maximal zehnfache, vorzugsweise maximal achtfache, insbesondere das siebenfache des d5o-Wertes beträgt. Bevorzugt sind Kornverteilungen mit einem dgg-Wert, der maximal ca. das fünffache des d5o-Wertes beträgt. Damit betragen die für die erfindungsgemäße Verwendung üblichen dgg-Werte maximal 100 ym, vorzugsweise maximal 50 ym, insbesondere maximal 30 ym. In speziellen Fällen betragen die Korn- größen für den dgg-Wert niaximal 20 Um. Ganz besonders bevorzugt sind Körner mit geringem Mahlabrieb.

Übliche Refraktionsindices nd für Dentalgläser betragen erfindungsgemäß 1,45 bis 1,9 und vorzugsweise 1,49 bis 1,8. Die Obergrenzen der erfindungsgemäß eingesetzten Dentalgläser betragen üblicherweise 1,9, vorzugsweise 1,8 und insbesondere maximal 1,65 wobei die unteren Grenzen bei 1,45, insbesondere 1,48 und üblicherweise bei 1,49 liegen. Der klassische Bereich für derartige Gläser liegt bei 1,50 bis 1,60 insbesondere bei 1,56. Herkömmliche Dentalgläser sind generell bekannt und sind beispielsweise von Schott Glas, Landshut, Deutschland, kommerziell erhältlich.

Beträgt der Anteil an Bioglas weniger als 20 Gew.-%, ins- besonders weniger als 10 Gew.-% bezogen auf den Gesamtge- halt an Glaskörpern, dann hat es sich gezeigt, daß es möglich ist, dessen Brechungsindex zu vernachlässigen und ein Dentalglas zu verwenden, dessen Brechungsindex gleich oder annähernd gleich desjenigen der Matrix ist, d. h. der visuell nicht unterscheidbar ist bzw. vernachlässig- bar ist.

Durch eine Silanisierung ist es möglich, die erfindungs- gemäß verwendeten Glasteilchen insbesondere in eine Kunststoffmatrix besser einzubinden, was zu einer Erhö- hung der mechanischen Belastungswerte wie Biege-und Druckfestigkeit sowie der Vickershärte führt. Übliche Si- lanisierungsmittel sind dem Fachmann bekannt, wobei 3- Methacryloyl-oxipropyltrimethoxisilan nur beispielhaft erwähnt werden soll.

Der Gesamtanteil der Gläser am Zahnfüllmaterial beträgt üblicherweise maximal 87% bzw. 85%, wobei maximal 80%, insbesondere maximal 70% bevorzugt ist. In einigen Fällen haben sich Maximalwerte von 70%, insbesondere 65%, als ausreichend erwiesen. Erfindungsgemäß beträgt der Anteil an bioaktivem Glas am Gesamtglas maximal 50%, wobei maximal 40%, insbesondere maximal 20 Gew.-% bevorzugt ist.

Das erfindungsgemäß eingesetzte Dentalglas kann sowohl ein inertes als auch ein reaktives Dentalglas sein.

Inerte Dentalgläser sind dabei solche, die keine oder nur unwesentlich Ionen freisetzen. Das heißt, sie sind selbst nicht reaktiv. Derartige inerte Dentalgläser sind meist alkalifreie Gläser. Nicht inerte, d. h. reaktive Dental- gläser, sind solche, welche ionenlässig sind und die mit der Matrix, insbesondere dem Kunststoffmonomer reagieren bzw. selbst zu dessen Aushärten beitragen. Hierzu gehören die üblichen Kompomergläser bzw. Glasionomerzementgläser.

Generell sind Kompomergläser und Glasionomerzemente gleich bzw. vergleichbar. Kompomergläser sind jedoch in eine Matrix eingebunden, in der sie weniger reaktiv sind und damit eine wesentlich höhere Aushärtzeit zeigen. Sie werden daher üblicherweise zusammen mit lichtaushärtenden Monomeren bzw. einem lichtaktivierten Starter verwendet.

Sie sind jedoch erfindungsgemäß gegenüber reaktiven Matrices bevorzugt. Ganz besonders bevorzugt sind inerte Dentalgläser. Das erfindungsgemäß hergestellte Zahnfüllmaterial ist vorzugsweise frei von Zeolithen.

Bevorzugt beträgt der Anteil des bioaktiven Glases in der Materialmatrix höchstens 40, zweckmäßigerweise bis zu 20 Vol. %, vorzugsweise bis zu 15 Vol. % und insbesondere höchstens 10 Vol. %, wobei 2 bis 10 Vol. % und insbesondere 4 bis 6 bzw. 5 Vol. % besonders bevorzugt ist.

In dem erfindungsgemäßen Zahnfüllmaterial ist das bioak- tive Glas üblicherweise in eine Kunstharzmatrix eingebun- den, die zusätzlich nicht bioaktive, herkömmliche Dental- glaspartikel enthält. Bevorzugt wird das bioaktive Glas und/oder die nicht bioaktiven Dentalglasanteile silani- siert, um das Glas besser in die Kunstharzmatrix einbin- den zu können. Derartige Silanisierungen sowie Kunstharz- matrices sind dem Fachmann (z. B. Introduction to Dental Materials, Richard von Noort, Mosley Verlag,, UK) bekannt und beispielsweise in entsprechenden Lehrbüchern der Zahnmedizin oder in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th electronic edition, Dental Materials, be- schrieben. Man erhält dann einen bioaktives Glas enthal- tenden Glas-Ionomer-Zement. An dieser Stelle soll kurz darauf hingewiesen werden, dass im folgenden-wie allge- mein üblich-die Zusammensetzung des einzelnen Glases in Gew. % angegeben wird. Die Zusammensetzung von Kompositma- terialien bzw. der Zahnfüllungsmatrix wird jedoch-wie im Dentalbereich üblich-in Vol. % angeführt.

Als Bindemittel der Zahnfüllungsmatrix wird bevorzugt PMMA (Polymethylmethacrylat) und bis-GMA, ein Polymer aus Bisphenol A-, di (2,3 epoxy propyl) ether (sog. Bombenmono- mere) und Acrylsäure verwendet.

In einer ganz speziellen Ausführungsform enthält die Ma- trix, insbesondere aber das darin enthaltene bioaktive Glas, Barium und/oder Strontium, um so die Füllung rönt- genopak zu machen, gegebenenfalls enthält es auch Zink.

Hierzu wird das Ca im bioaktiven Glas ganz oder teilweise durch Zink, Barium und/oder Strontium ersetzt was bereits bei der Herstellung der Glasgrundmasse oder beispiels- weise durch Ionenaustausch möglich ist. Generell kann ein Röntgen-opakes Mittel auch separat dem fertigen Glaspul- ver und/oder anderen Bestandteilen des Zahnfüllmaterials zugesetzt werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines bioaktives Glas enthaltenden Zahnfüllmaterials wird ein Glas-Kunst- stoff-Composit unter Verwendung von bioaktivem Glas und gegebenenfalls einem üblichen Dentalglas vorgeschlagen.

Zweckmäßige Dentalkunststoffe umfassen überwiegend W- härtbares Harz auf Acrylat-, Methacrylat-, 2,2-Bis- [4- (3- Methacryloxy-2-hydroxypropoxy)-phenyl]-propan- (bis-GMA-), Urethan-Methacrylat-, Alcandiol-dimethacrylat-oder Cy- anacrylatbasis.

Wird das erfindungsgemäß bioaktives Glas enthaltende Ma- terial in Glas-Ionomer-Zement verwendet, kann es zusätz- lich übliche bei Dentalmaterialien verwendete organische Säuren wie z. B. Acrylsäure, Itakonsäure, Maleinsäure, Weinsäure sowie gegebenenfalls ein übliches Glas-Ionomer- Glas enthalten.

Vorzugsweise ist der optische Brechungsindex des bioakti- ven Glases angenähert gleich dem Brechungsindex des das Glas umgebenden Matrixmaterials. Hierdurch wird das Füllmaterial insgesamt klar transparent und ist dann vom natürlichen Zahnschmelz praktisch nicht mehr zu unter- scheiden, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn die Zähne aus kosmetischen Gründen weiß gebleicht sind. Vor- zugsweise beträgt der Brechungsindex der Füllung 3, 45 bis 1,65 und insbesondere 1,5 bis 1,6.

Erfindungsgemäß wird eine Mischung von bioaktivem Glas mit normalem Dentalglas verwendet. Diese können in einem beliebigen Mischungsverhältnis eingesetzt werden. Der An- teil, d. h. der Füllgrad von Glas an derartigen Composit- materialien, beträgt maximal 90 Vol. % und vorzugsweise mindestens 10 Vol. %, insbesondere mindestens 15 Vol. % und besonders bevorzugt mindestens 30 Vol. %, wobei 65 bis 85 Vol. % und 70 bis 80 Vol. % ganz besonders bevorzugt sind.

Hiervon beträgt der Anteil an bioaktivem Glas, d. h. der Anteil am Gesamtglas, vorzugsweise bis zu 40, insbeson- dere bis zu 20 Vol. %, wobei 3 bis 10, vorzugsweise 4 bis 6 Vol. % besonders bevorzugt sind.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist dem Füll- material ein oder mehrere Opaker und/oder ein oder mehre- re Pigmente, wie z. B. Ti02, beigefügt. Damit ist es mög- lich, die Farbe der Füllung der jeweiligen Eigenfarbe des Zahns anzupassen.

Bevorzugt hat das partikelförmige bioaktive Glas eine durchschnittliche Korngröße dso von < 10 jim, zweckmäßi- gerweise < 5 ym, bevorzugt < 4ym, besonders bevorzugt 0,5 bis 2 ym. Hierdurch lässt sich die Oberfläche. der permanenten Zahnfüllung optimal polieren, ohne dass eine Rauigkeit auftritt. Ein Verfahren zum Vermahlen von Glas auf eine derartige Partikelgröße ist in der der US-A- 5,340,776 entsprechenden DE 41 00 604 Cl beschrieben.

Bevorzugt sind die Glaspartikel in pastösem Material, ei- ner Lösung oder einer Suspension enthalten. Derartige Pa- sten etc. sind beispielsweise durch Suspendieren der Glaspartikel in einem Lösungsmittel erhältlich. Bevorzug- te Lösungsmittel sind Wasser, Aceton, Äther, Esther sowie Mischungen und Emulsionen davon. Besonders bevorzugt um- fassen die Lösungsmittel zumindest teilweise leichtflüch- tige Lösungsmittel. Zweckmäßigerweise werden den Lösungs- mitteln weitere bioaktive Stoffe und Substanzen, wie Mi- neralsalze, organische Reaktionskomponenten, Konservie- rungsmittel bzw. biozide, insbesondere bakteriozide Agen- tien zugesetzt. Ein besonders bevorzugtes Lösungsmittel ist eine physioligische Salzlösung.

Das bioaktive Glasmaterial kann ggf. weitere Oxide oder Salze von einem oder mehreren der Elemente Na, K, Ca, Mg, B, Ti, P, F oder auch andere Elemente und Substanzen in unterschiedlichen Anteilen enthalten.

Das bioaktive Glasmaterial ist erfindungsgemäß auch di- rekt in Bindemittel (Bonding) zur Verbindung einer Zahn- füllung mit einem Zahn einsetzbar, etwa als zähflüssige Substanz. Die Erfindung betrifft somit auch ein Bonding das bioaktives Material enthält. Dieser Grenzbereich zwi- schen Füllung und Zahn ist anfällig für Sekundärkaries, insbesondere durch Spaltbildung nach Polymerisations- schrumpf der Füllung. Hier kommt die antibakterielle und antikariotische Wirkung von bioaktivem Glas zum Tra- gen. Dieser Aspekt hat selbständige Bedeutung.

Zur Kariesvorsorge kann das bioaktive Glas Fluor enthal- ten. Hierzu wird beispielsweise einer der Rohstoffe für die Schmelze anteilig als Fluorid zweckmäßigerweise in Form von Salzen zugegeben. Dabei ersetzt das Fluorid im Glas üblicherweise bis zu 20 Gew. %, zweckmäßigerweise bis zu 10 %, wobei 2-10 Gew. % besonders bevorzugt sind. In vielen Fällen hat sich ein Fluoridgehalt von bis zu 5 % bzw. 0,1-5 Gew. % und sogar bis 2 % bzw. 1-2 Gew. % (jeweils bezogen auf das Fluoridion) als ausreichend er- wiesen. Es ist jedoch auch möglich Fluorid dem Füllmate- rial zuzusetzen und zwar separat und/oder als Vorgemisch beispielsweise zum Harz bzw. Kunststoff. Die eingesetzten Gew. % sind dabei die gleichen wie beim Glas.