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CH633956A5 - Support en metal non-precieux pour prothese dentaire. - Google Patents

Support en metal non-precieux pour prothese dentaire. Download PDF

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CH633956A5
CH633956A5 CH1035979A CH1035979A CH633956A5 CH 633956 A5 CH633956 A5 CH 633956A5 CH 1035979 A CH1035979 A CH 1035979A CH 1035979 A CH1035979 A CH 1035979A CH 633956 A5 CH633956 A5 CH 633956A5
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CH
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nickel
precious
precious metal
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CH1035979A
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Min H Tsai
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Unitek Corp
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
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    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K6/00—Preparations for dentistry
    • A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
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Description

633956
2
REVENDICATIONS
1. Support en métal non précieux pour une prothèse dentaire, caractérisé en ce qu'il comprend un corps formé d'un alliage de métal inoxydable et profilé pour une installation intra-orale, l'alliage contenant:
— 58 à 68% de nickel,
— 18 à 23 % de chrome,
— 6 à 10% de molybdène,
— 1 à 4% de colombium plus tantale, et
— 0,01 à 5% d'au moins un élément de terres rares qui est choisi dans le groupe comprenant le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le samarium, le gadolinium, et le dysprosium.
2. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alliage contient additionnellement:
— 0,02 à 2% de fer,
— 0,01 à 0,5 % de silicium,
— 0,01 à 0,4% de manganèse,
— 0,01 à 0,2% de titane,
— 0,01 à 1,0% d'aluminium, et
— 0,01 à 0,1% de carbone.
3. Utilisation du support selon la revendication 2 pour la fabrication de prothèses dentaires, caractérisé en ce qu'on effectue la cuisson d'une coiffe en porcelaine sur ledit support.
Des prothèses dentaires, telles que des couronnes et des dents artificielles, sont traditionnellement réalisées en faisant cuire de la porcelaine sur un corps moulé en métal précieux, tel qu'un alliage d'or. Les propriétés physiques de ces alliages précieux sont bien appréciées dans le domaine de la dentisterie, et les alliages se lient correctement avec la porcelaine et sont compatibles pour une utilisation dans la bouche. Des alliages d'or sont faciles à fondre et à mouler, ils sont suffisamment ductiles pour permettre un polissage des bords de coulée lors de la finition des prothèses dentaires et ils peuvent subir un haut degré de polissage pour s'opposer à la formation de tartre. Cependant, des alliages de métaux précieux sont relativement lourds et ils augmentent le coût à un degré tel qu'on a cherché, ces dernières années, à les remplacer par d'autres matières.
On s'est rendu compte maintenant que certains alliages inoxydables de métaux non précieux peuvent être utilisés en dentisterie, des exemples d'alliage de nickel spécifiques et de techniques de mise en œuvre étant décrits dans les brevets des Etat-Unis d'Amérique Nos 3716418, 3727299,3749570 et 3761728. Ces alliages de nickel ont un module d'élasticité supérieur à celui de métaux précieux, ce qui contribue à améliorer la résistance à la flexion de la structure céramique/métal après des cuissons répétées dans un four.
La plus grande résistance mécanique des alliages de nickel permet d'utiliser des moulages plus minces et de réduire au minimum la diminution de la structure de dent naturelle en préparation à la mise en place de la prothèse. Des prothèses en alliage de nickel sont également d'un poids léger et d'une faible conductibilité thermique, ces caractéristiques améliorant le confort pour un patient dont une dent est sensible ou traitée en profondeur. Ces alliages se lient correctement avec la porcelaine et, en outre, ils procurent l'avantage économique important d'être bien moins chers que des alliages d'or ou d'autres métaux précieux.
Les alliages de nickel connus présentent différents inconvénients. Par exemple, ces alliages sont difficiles à finir et à polir, de sorte qu'ils nécessitent plus de temps du laboratoire dentaire que des alliages de métaux précieux. La résistance des liaisons établies entre des alliages de nickel et des porcelaines dentaires est sensible aux cuissons répétées, qu'il est nécessaire d'effectuer un laboratoire et dans les travaux de préparation, et ce facteur peut affecter les performances cliniques du système constitué par la porcelaine et l'alliage de nickel. Il est souhaitable par conséquent, de disposer d'un alliage de nickel
établissant avec la porcelaine une liaison de haute résistance qui soit compatible avec les traitements de laboratoire intervenant dans la réalisation d'une prothèse. Un autre problème consiste en ce que le laitier des alliages de nickel connus à tendance à adhérer sur des 5 creusets en argile utilisés pour fondre l'alliage avant la coulée. Il faut beaucoup de temps et de travail pour meuler ou enlever autrement ces laitiers tenaces en vue d'éviter une contamination possible d'autres alliages pendant une opération ultérieure de coulée.
On estime que ces problèmes et d'autres résultent de l'utilisation, io dans les alliages connus, d'éléments tels que du béryllium, de rétain, du silicium, du gallium et du bore, qui sont ajoutés pour améliorer les performances de fusion et de coulée. A la différence des lingots en alliage précieux qui fondent sous la forme d'un bain comportant peu ou pas de laitier, des lingots d'alliage de nickel de type connu ont 15 tendance à former une masse fondue, qui est recouverte par une couche épaisse de laitier lorsque la fusion est réalisée à l'aide d'un chalumeau.
Ce problème est au moins partiellement contrôlé en utilisant les éléments mentionnés ci-dessus.
20 On rencontre cependant d'autres difficultés. Par exemple, le béryllium crée un certain risque pour la santé s'il n'est pas soigneusement manipulé pendant le traitement de l'alliages. Des alliages contenant des quantités assez élevées de silicium et de gallium ont tendance à être fragiles et il ont, dans la condition brute de coulée, un 25 allongement qui est seulement d'environ 2% du fait de la formation de composés intermétalliques. On doit traiter thermiquement des alliages de ce type à une température de 980° C pendant environ 30 min, ce traitement étant suivi par un refroidissement lent à l'air, pour obtenir une ductilité suffisante pour le polissage des bords, et 30 l'augmentation des frais opératoires résultants de ce traitement a tendance à annuler la réduction de prix d'un alliage non précieux. Certains autres alliages possèdent une ductilité satisfaisante (plus de 5% d'allongement dans la condition brute de coulée), mais des carbures microscopiques et des composés intermétalliques se trou-35 vant dans l'alliage rendent plus difficiles et plus longs le profilage et le polissage, par comparaison à des moulages en alliages précieux.
On a maintenant trouvé un alliage qui permet de remédier aux inconvénients des alliages de nickel connus, tout en conservant les avantages précités de ces matériaux.
40 L'objet de la présente invention est le support défini dans la revendication 1. L'utilisation d'alliages non précieux, caractérisé par une haute teneur en nickel et en chrome et par l'inclusion de molybdène, de columbium plus tantale, d'au moins un élément choisi dans la famille des terres rares et d'autres composants en faible 45 proportion, permet d'établir des caractéristiques de dilatation thermique qui correspondent étroitement à celles des porcelaines dentaires du commerce, d'excellentes caractéristiques de liaison avec ces porcelaines, une bonne ductilité et une facilité de profilage et de polissage.
50 L'alliage dentaire non précieux formant une exécution préférée du support selon l'invention contient les composants élémentaires suivants (les pourcentages étant exprimés en poids):
Gamme acceptable
55
Elément
Gamme acceptable
(%)
Nickel
58-68
Chrome
18-23
60
Molybdène
6-10
Columbium plus tantale
1-4
Un ou plusieurs éléments de terres rares
0,01-5
Fer
0,20-2
Silicium
0,02-0,5
65
Manganèse
0,01-0,4
Titane
0,01-0,2
Aluminium
0,01-1,0
Carbone
0,01-0,1
3
633 956
La teneur en chrome relativement grande de l'alliage et l'utilisation de molybdène lui confèrent une résistance à la corrosion qui est satisfaisante lorsque l'alliage est exposé à des fluides buccaux.
Les gammes spécifiées pour les autres composants élémentaires sont importantes pour assurer une formation correcte de carbures dans l'alliage (tantale, columbium, titane et chrome) pour une précipitation de la phase y' (aluminium et titane) et pour un durcissement en solution solide (molybdène), tous ces facteurs contribuant à donner la résistance et la ductilité désirées à l'alliage moulé final. Le nickel, le chrome et le molybdène sont les constituants qui ont une influence déterminante sur les propriétés de dilatation thermique de l'alliage, bien que les autres composants aient une certaine influence sur cette caractéristique. Un ou plusieurs éléments de terres rares (définis comme les éléments ayant des numéros atomiques de 57 à 71 dans la classification périodique des éléments) et l'utilisation d'aluminium contribuent à faciliter le profilage et le polissage de l'alliage et à établir de bonnes caractéristiques de fusion et de coulée. On évite d'incorporer du béryllium et de l'étain à l'alliage.
On assure l'alliage des composants en effectuant leur fusion par chauffage par induction sous une atmosphère d'argon, les éléments de terres rares étants ajoutés en dernier au bain de fusion. L'alliage fondu est coulé sous forme de petites pastilles ou boulettes, de manière à être commodément refondu quand il est ultérieurement moulé sous la forme d'une prothèse dentaire.
On utilise des procédés classiques pour réaliser une prothèse dentaire avec l'alliage. On prépare un moule en céramique en utilisant les techniques classiques de moulage à la cire perdue ou de moulage plastique avec brûlage. L'alliage est ensuite fondu (on utilise un chalumeau alimenté en propane à une pression de 0,7 kg/cm2 et en oxygène à une pression de 1,4 kg/cm2, afin d'obtenir, pour l'alliage, une plage de températures de fusion comprise entre 1293 et 1343°C) et on le coule dans le moule qui est monté dans une machine de coulée centrifuge. Après refroidissement, on brise le moule, puis la pièce moulée est nettoyée, ébavurée, polie et finie, avant la mise en place de la porcelaine par les techniques de cuisson classique.
Le polissage de l'alliage est effectué avec un équipement classique, tel qu'une roue en caoutchouc Shofu Brownie & Greenie. On donne un haut degré de polissage à la pièce moulée à l'aide d'une brosse Abbott-Robinson (utilisée avec un composé de polissage), et des roues en feutre Black imprégné d'oxyde d'étain.
Ces alliages sont particulièrement bien adaptés aux propriétés thermiques des porcelaines dentaires du commerce, telles que celles distribuées par la société Vita Zahnfabrik sous la désignation commerciale de VMK-68, par la société Dentsply International Inc. sous la désignation commerciale de Biobond, et par la Division Ceramco de Johnson & Johnson. Les porcelaines dentaires précitées établissent généralement une liaison solide avec la pièce moulée en alliage métallique décrit.
Les alliages sont également utilisables dans des appareils dentaires amovibles, tels que des appareils de redressement de dents. La mollesse relative des alliages évite l'endommagement superficiel des dents naturelles sur lesquelles l'appareil est monté, et les alliages sont suffisamment ductiles pour permettre un profilage manuel en vue d'un alignement intermédiaire ou final de l'appareil. L'utilisation de l'alliage décrit n'est par conséquent pas limitée à des éléments sur lesquels de la porcelaine est cuite.
On contrôle la résistance, l'allongement et le module d'élasticité en utilisant un appareil de contrôle de tension Instron. La dureté Vickers est déterminée en contrôlant des échantillons de l'alliage à l'aide d'un appareil de contrôle de microdureté pourvu d'une pointe en diamant. On mesure les coefficients de dilatation thermique à l'aide d'un dilatomètre. Ces contrôles et instruments sont bien connus des spécialistes de ce domaine.
On a trouvé les valeurs suivantes pour des propriétés typiques de l'alliage décrit dans la condition brute de coulée:
Charge de rupture
52,5 kg/mm2
Limite élastique (allongement 0,2%)
37,8 kg/mm2
Module d'élasticité
1,89 x 104 kg/mm2
Allongement
8%
Dureté Vickers
200
Coefficient de dilatation thermique
14x 10-6°C_1
Les exemples suivants illustrent l'invention et mettent en évidence certains essais qui ont été effectués pour son estimation, les valeurs données correspondant à des pourcentages en poids.
Exemple 1
Exemple 2
Exemple 3
Nickel
63,06
60,54
62,80
Chrome
21,60
20,74
21,76
Molybdène
8,40
8,06
8,45
Dysprosium
1,00
5,00
0
Néodyme
0
0
1,00
Columbium plus
tantale
3,80
3,64
3,85
Fer
1,25
1,20
1,25
Silicium
0,35
0,33
0,34
Manganèse
0,28
0,27
0,27
Aluminium
0,10
0,10
0,12
Titane
0,10
0,07
0,10
Carbone
0,06
0,05
0,06
Les alliages des exemples 1 à 3 fondent d'une façon semblable à des alliages précieux et ils ne forment que de très minces couches d'oxyde qui recouvrent le bain d'alliage fondu. Ces alliages sont faciles à profiler et à polir et ils présentent une bonne ductilité pour le polissage des bords des pièces moulées.
Exemple 4
Exemple 5
Exemple 6
Nickel
60,62
62,37
64,18
Chrome
21,12
20,87
21,22
Molybdène
8,12
8,26
8,34
Samarium
5,00
0
0
Praséodyme
0
3,00
0
Gadolinium
0
0
0,50
Columbium plus
tantale
3,11
3,42
3,71
Fer
1,23
1,24
1,20
Silicium
0,32
0,32
0,30
Manganèse
0,25
0,28
0,29
Aluminium
0,10
0,11
0,13
Titane
0,08
0,07
0,09
Carbone
0,05
0,06
0,04
Les alliages des exemples 4, 5 et 6 fondent aisément et sont ductiles. Ils ne sont cependant pas aussi faciles à profiler et à polir que ceux des exemples 1 à 3.
Exemple 7
Exemple 8
Exemple 9
Nickel
60,01
62,99
62,46
Chrome
21,00
21,60
21,63
Molybdène
8,20
8,40
8,40
Cérium
2,50
0,50
0,50
Lanthane
1,50
0,50
0,50
Néodyme
0,70
0
0
Praséodyme
0,30
0
0
Etain
0
0
0,60
Columbium plus
tantale
3,72
3,80
3,80
Fer
1,23
1,25
1,25
Silicium
0,32
0,35
0,35
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
633 956
4
Exemple 7
Exemple 8
Exemple 9
Manganèse
0,26
0,28
0,28
Aluminium
0,12
0,17
0,07
Titane
0,09
0,10
0,10
Carbone
0,05
0,06
0,06
Les alliages des exemples 7 à 9 sont ductiles. Les alliages des exemples 7 et 8 sont très faciles à profiler et à polir. L'alliage de l'exemple 9, qui contient de l'étain, est difficile à profiler et à polir. Les alliages des exemples 7 à 9, lorsqu'ils sont fondus, forment une 5 masse recouverte par une couche d'oxyde assez épaisse, par comparaison aux alliages des exemples 1 à 3.
CH1035979A 1978-11-20 1979-11-20 Support en metal non-precieux pour prothese dentaire. CH633956A5 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

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US05/962,118 US4210447A (en) 1974-05-01 1978-11-20 Dental restorations using castings of non-precious metals

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DE2946863A1 (de) 1980-05-29
JPS6249340B2 (fr) 1987-10-19
GB2038359A (en) 1980-07-23
IT1120627B (it) 1986-03-26
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