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Chemistry of Dental Organic Materials
歯科有機材料の化学  改訂版
基礎知識と応用

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著者
山田 文一郎
(やまだ ぶんいちろう)
大阪市立大学名誉教授 工学博士
YAMAKIN株式会社 顧問
YAMAKIN株式会社 ヤマキン博士会 相談役
発行協力者
ヤマキン博士会(50音順)
安楽 照男 博士(工学)
糸魚川博之 博士(理学)
加藤 喬大 博士(工学)
坂本  猛 博士(薬学)
佐藤 雄司 博士(学術)
田中 秀和 博士(工学)
松浦理太郎 博士(農学)
山添 正稔 博士(歯学)
山本 裕久 博士(学術)
hr
書籍情報
価 格:本体5,000円+税
単行本:200ページ
発 行:YAMAKIN株式会社
GS1-128コード:0104560231197239
発売日:2016/7 第1版発行
    2018/9 改訂版発行
商品の寸法:A4判(29.7 x 21.0 x 0.5 cm)
hr
まえがき

 歯科治療で使われる代表的な有機材料は,コンポジットレジンと接着材であろう.コンポジットレジンは,フィラーとモノマーの複合体であり,重合で固め接着材で窩洞に固定される.このような筋書きにおいて,原材料や条件の選択を,基礎知識なしに行うことはもちろん十分理解することもなかなかの難題である.レジンに使われるモノマー,フィラーとフィラーの表面処理,硬化の方法や条件などの組み合わせは無数にあるから,それらを整理するためにはレジンの生成と性能をつなぐ概念の把握は不可欠であろう.接着材についても似た状況であり,組み合わせは無数にあるからモノマー,溶媒,開始剤などの選択によって,接着機構と関連した性能発現が追求されている.

 本書では,歯科材料に関連する化学反応をとりあげて扱う.1 - 4 章は重合の基礎と歯科用レジンの硬化を述べ,5 章は歯科用レジンに特有の開始方法を取り上げ,6 章ではラジカル重合でも一般的な酸素の影響をレジン生成における問題として取り上げる.複合材料である歯科用レジンで重要な,フィラーの反応であるシランカップリングとその効果については7 章で述べる.8 章は,硬化の結果生じる体積収縮について,主としてモノマーの重合との関連で取り上げた.最後の9 章では,歯科修復に不可欠な接着材について述べる.したがって,1 - 6章は歯科材料モノマーのラジカル重合について述べ,後半の7 - 9 章では修復材の生成と使用を化学的視点から述べたつもりである.

 最近の10 - 20 年に発表された歯科材料関連のオリジナル論文では,機器の性能の飛躍的向上により化学的視点での解明と提案が著しく増加しているように思われる.高度化と細分化が進むためか歯科材料の研究・開発を横断的に理解することは簡単ではないが,化学(高分子)出身の筆者にとって,最近の歯科材料研究の進歩は非常に新鮮であり興味深く感じられ今回の出版に至った.そのため,できるだけオリジナル論文を引用し研究過程を伝えることに配慮したが,そのため引用文献の数に多少が生じた.ご容赦頂きたい.なお,本書はヤマキンが配布してきた「高分子技術レポート」の既刊である1 - 8 章を改訂し9 章を加えてまとめたものである.歯科補綴,歯科保存,歯科接着,歯科理工などの分野の読者に関心をもって頂ければ幸いである.

2016 年6 月
山田 文一郎

改訂に際し
本書を刊行して約2 年になるが,読み返すと改訂すべき点が少なくない.このような作業は,執筆意図を維持できている間に行うべきであると考え訂正,改訂,加筆ならびに削除を行った.このため,化学的視点で歯科材料を考える姿勢は変えていない.新たに取り上げた項目は,7 章の「ジルコニアのシランカップリング」であり,多目的プライマー開発の原点と考えられる.新たな章としては,「ナノゲルの歯科レジンならびに接着材への応用」を10 章として加えた.ナノゲルの歯科材料としての有用性は,定まってはいないと思われるが,レジンあるいは接着材における課題(重合収縮や親水性制御)の本質的対処の可能性として取り上げた.削除した部分もあるが,全体を通じて読みやすさを少しでも改善できることも目指した.新たな項目ならびに章を加えた改訂版が,歯科材料に関連した有用な知見を提供できれば幸いである.

2018 年9 月
山田 文一郎

第1章 ラジカル重合の基礎(1)
1.1 はじめに
1.2 高分子の歴史
1.3 重合の様式
1.4 ラジカル重合
1.4.1 ラジカル重合の特徴
1.4.2 開始,成長,停止
1.4.3 連鎖移動
1.4.4 禁止と抑制
1.4.5 重合速度の測定
1.4.6 素反応速度定数の決定
参考文献

第2章 ラジカル重合の基礎(2)
2.1 はじめに
2.2 単独重合
2.3 高重合率での重合
2.4 共重合
2.5 ジビニルモノマーの重合
参考文献

第3章 歯科修復材モノマーの重合
3.1 はじめに
3.2 ジメタクリレート重合の特徴
3.2.1 反応率と重合速度
3.2.2 共重合反応性
3.2.3 架橋重合における一次環化
3.2.4 架橋重合における成長拡散停止
3.2.5 反応率と体積収縮
3.3 架橋重合の解析
3.3.1 重合速度の測定
3.3.2 速度論解析
3.3.3 ラジカルの検出と定量
3.3.4 停止速度定数の鎖長依存性
3. 4 残存ラジカルの影響
参考文献

第4章 急速重合モノマーの重合
4.1 はじめに
4.2 急速重合モノマーの構造
4.2.1 官能基置換アクリル酸エステル
4.2.2 官能基置換メタクリル酸エステル
4.3 二種類の官能基導入
4.4 官能基効果のまとめ
参考文献

第5章 開始剤と開始
5.1 はじめに
5.2 ラジカルの発生
5.2.1 熱重合
5.2.2 加熱によるラジカルの発生
5.2.3 酸化・還元によるラジカル発生
5.2.4 光化学反応によるラジカル発生
5.3 ホスフィンオキシド
5.4 カンファーキノン
5.5 三成分系光開始剤
5.6 光源と光開始剤
5.7 トリブチルボラン酸化物
参考文献

第6章 酸素の影響
6.1 はじめに
6.2 モノマー中の酸素定量
6.3 カンファーキノン(CQ) 開始への酸素の影響
6.3.1 CQ / アミン開始
6.3.2 CQ / 水素供与体開始
6.4 重合速度への酸素分子の影響
6.5 試料厚みによる反応率の違い
6.6 バリアー材の有効性
参考文献

 

第7章 シランカップリング
7.1 はじめに
7.2 トリアルコキシシランの反応
7.2.1 中性での反応
7.2.2 酸触媒反応
7.2.3 塩基触媒反応
7.2.4 エーテル交換反応
7.3 フィラーのシラン処理とレジン生成
7.3.1 カップリング剤とフィラーの反応
7.3.2 カップリングしたフィラーを用
いるレジンの生成
7.3.3 疎水性カップリング剤
7.4 トリアルコキシシランオリゴマー
7.5 非貴金属のシランカップリング
7.5.1 チタンなどの表面処理
7.5.2 シランカップリングしたチタンの
接着
7.5.3 サーマルサイクルの影響
7.5.4 合金のシランカップリング
参考文献

第8章 レジンの重合収縮
8.1 はじめに
8.2 重合収縮の概要
8.3 架橋重合における収縮
8.4 重合応力の発生
8.5 ソフト開始と段階開始
8 6 低収縮率モノマー
参考文献

第9章 歯科接着材
9.1 はじめに
9.2 接着材の成分と機能
9.2.1 接着材モノマー
9.2.2 接着- 脱灰概念(adhesive-
decalcification concept)と化学的
相互作用
9.2.3 リン酸モノマー
9.2.4 カルボキシ基をもつモノマー
9.2.5 その他のモノマー
9.2 6 溶媒
9.2.7 硬化の開始剤
9.2.8 接着方式の変換
9.3 接着材の特性
9.3.1 接着性モノマーの不純物と保存
安定性
9.3.2 親水性と水吸収・溶解
9.3.3 相分離とナノ漏洩
9.3.4 コンポジットレジンと窩洞形状の
影響
参考文献

第10章 ナノゲルの歯科レジンならびに
     接着材への応用

10.1 はじめに
10.2 ポリマー溶液
10.3 ナノゲル(NGel)あるいはミクロゲルの合成
10.4 NGel 生成における諸因子の影響
6.4.1 モノマー
6.4.2 溶媒の効果
6.4.3 連鎖移動と安定化
6.4.4 モノマー組成の効果
10.4 重合速度への酸素分子の影響
10.5 試料厚みによる反応率の違い
10.6 バリアー材の有効性
10.7 バリアー材の有効性
10.8 バリアー材の有効性
参考文献

あとがき

索引


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