DE3435348C2

DE3435348C2 - Künstliche Zahnkrone und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE3435348C2
Application number: DE3435348A
Authority: DE
Inventors: Masaya Youkaichi Shiga Hirabayashi; Iwao Shiga Noda
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1983-09-26
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1986-03-20
Also published as: JPH0352979B2; DE3435348A1; US4877402A; JPS6069007A; GB8424266D0; GB2148872B; GB2148872A

Abstract

Mit der Erfindung wird eine künstliche Zahnkrone zur Verfügung gestellt, die aus Glaskeramik zusammengesetzt ist, welche kristallisiertes Calciumphosphat umfaßt, das im wesentlichen Apatit bildet, welches eine anorganische Hauptkomponente von natürlichen Knochen oder Zähnen ist. Mit der Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum Herstellen der künstlichen Zahnkrone zur Verfügung gestellt. Die künstliche Zahnkrone hat überragende dimensionelle Genauigkeit, da sie durch Präzisionsgießen hergestellt wird. Die Zahnkrone kann durch einen Dentalzement, wie beispielsweise Glasionomer, festhaftend angebracht werden. Weiterhin sind die physikalischen bzw. physischen Eigenschaften der Zahnkrone sehr ähnlich denjenigen der natürlichen Zähne, und die durch die Beißbewegung zwischen der Zahnkrone und dem mit ihr in Eingriff tretenden Zahn verursachte Abnutzung, unterscheidet sich nicht von derjenigen, die durch die Beißbewegung zwischen natürlichen Zähnen verursacht wird. Außerdem unterscheidet sich das Verfahren, abgesehen von seinen speziellen erfindungsgemäßen Merkmalen, nicht vom konventionellen Präzisionsgießverfahren.

Description

Nach dem Stande der Technik werden die konventionellen künstlichen Zahnkronen (die nachstehend teilweise lediglich als »Krone« bzw. »Kronen« bezeichnet sind) in vier Arten klassifiziert. Die erste Art ist aus

50- Metall hergestellt, die zweite Art ist aus Porzellan hergestellt (Jacketkrone), die dritte Art ist aus einer Kombination von Metall und Porzellan hergestellt (Metallbindung) und die vierte Art ist aus einer Kombination von Metall und Harz hergestellt. Die Kronen der ersten Art, die aus Edelmetall, Halbedelmetall oder Nichtedelmetall hergestellt sind, können eine hochgenaue Form durch Präzisionsgießen erhalten. Jedoch sind die Kronen, die aus Edelmetall oder Halbedelmetall hergestellt sind, teuer, und der Glanz, der einem solchen Metall inhärent ist, paßt nicht gut mit dem lebenden Körper zusammen und ist unbeliebt. In den Fällen von Kronen, die aus Nichtedelmetall hergestellt sind, konnte zwar der Schaden bzw. Nachteil, den bzw. das Nichtedelmetall am lebenden Körper verursacht, beträchtlich durch die Verbesserung der Metallqualitäten vermindert werden, dieser Schaden bzw. Nachteil konnte jedoch noch nicht vollständig ausgeschaltet werden. Die zweite Art von Kronen wird durch wiederholtes Formen und Brcn-

nen von Porzellan hergestellt Daher können sich die Dimensionen der erzeugten Kronen durch wiederholte Hitzeanwendung auf diese Weise verändern, so daß die Kronen nicht genau zu den natürlichen Zähnen bzw. auf die natürlichen Zähne passen. Demgemäß ist die Fertigungsrate bzw. -menge dieser Art von Kronen extrem niedrig, weil diese Kronen eine hochentwickelte Technologie der Porzellanformung und des Porzellanbrennens erfordern und eine dimensionelle Genauigkeit haben müssen, was hohe Herstellungskosten zur Folge hat.

Im Falle der dritten Art von Kronen, die aus einer Kombination von Metall und Porzellan hergestellt sind, wird Porzellan auf die Kronenoberfläche aufgebracht bzw. aufgeformt und aufgebrannt, um den Glanz der Metallkrone abzuschirmen bzw. zu verhüllen. In diesem Falle treten auch die Schwierigkeiten auf, welche die erste Art von Kronen betreffen, die Herstellung der Kronen der dritten Art ist kompliziert und erfordert einen hohen Kostenaufwand. Außerdem ist eine Metallkrone nicht härter als der gegenüberliegende natürliche Zahn, und infolgedessen wird sie durch die Edßbewegung über eine ausgedehnte Zeitdauer hinweg lokal korrodiert oder deformiert. Im Gegensatz hierzu ist die Krone, die aus Porzellan hergestellt oder mit Porzellan beschichtet ist, härter als die natürlichen Zähne und bewirkt eine Abnutzung des gegenüberliegenden natürlichen Zahns. Weiterhin fällt die dimensionelle Genauigkeit aufgrund der wiederholten Hitzebehandiung, wie oben beschrieben, ab. Die vierte Art von Kronen, die aus einer Kombination von Metall und Harz hergestellt sind, neigt dazu, sich zu entfärben und leicht zu ermüden. Das bedeutet, daß die vierte Art von Kronen aufgrund von Zersetzung nach Gebrauch während einer ausgedehnten Zeitdauer nicht dauerhaft ist

Kurz zusammengefaßt sollen daher mit der vorliegenden Erfindung die obenerwähnten Probleme gelöst werden, und zwar wird es durch die Erfindung insbesondere ermöglicht, eine künstliche Krone unter Verwendung von Glaskeramik herzustellen, die kristallisierte Calciumphosphatmineralien enthält, welche im wesentliehen Apatit bilden,das eine anorganische Hauptkomponente von natürlichen Knochen und Zähnen ist. Obwohl die Krone, da sie durch Präzisionsgießen hergestellt wird, aus Keramik besteht, hat sie eine extrem hohe dimensionelle Genauigkeit und kann präzise auf einem natürlichen Zahn montiert werden. Die Krone kann fest haftend an dem natürlichen Zahn angebracht werden, wenn ein Zement (zum Beispiel Glasionomer oder Carboxylat bzw. Glascarboxylat; diese sind körnmerziell erhältlich) verwendet wird, der eine gute chemische Bindefestigkeit gegenüber Calciumphosphat hat. Außerdem ist, da die physikalischen bzw. physischen Eigenschaften der Glaskeramik extrem gleichartig bzw. ähnlichen wie diejenigen des natürlichen Zahns sind, in der Abnutzung der Krone aufgrund der Bißbewegung mit dem gegenüberliegenden natürlichen Zahn kein großer Unterschied gegenüber der Abnuizung, die aufgrund der Beißbeanspruchung zwischen den natürlichen Zähnen auftritt Die mechanische Festigkeit der Krone liegt im gleichen Bereich wie diejenige der natürlichen Zähne. Weiterhin kann die Krone leichter und in kürzerer Zeit hergestellt werden als Porzellankronen. Daher ist die Krone nach der Erfindung bei weitem kostengünsiiger herstellbar.

Ein wichtiger Punkt der Verwendung der Keramik ist nicht das Verfestigen der Bindung mit den lebenden Knochen, sondern besteht vielmehr darin, eine harmonische Bißabrasion bzw. -abnutzung zu erzielen, so daß die Beißoberflächen der Krone und ihres gegenüberliegenden natürlichen Zahns nach der gegenseitigen Beißbewegung nicht übermäßig beschädigt bzw. abgenutzt werden, d. h. eine Krone zur Verfügung zu stellen, welche physikalische bzw. physische Eigenschaften hat, die gleichartig bzw. ähnlich denjenigen der natürlichen Zähne sind. Mit der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Verfahren zum effektiven Herstellen einer

ίο Glaskeramikkrone mit hoher dimensioneller Genauigkeit durch Formen der Krone unter Verwendung einer üblichen Dentalpräzisionsgießeinrichtung (für Zentrifugal- oder Druckgießen) ohne bemerkenswerte bzw. ohne wesentliche Abwandlungen (die Kristallisation der Calciumphosphatmineralien wird jedoch in dem Gießvorgang ausgeführt) zur Verfügung gestellt. Anders als bei Implantatteilen, die in lebende Knochen eingebettet sind, welche verschiedenen äußeren Kräften ausgesetzt werden, wie beispielsweise Kompression, Biegen, Stoß, Spannung und Scherung, ist die Kror-r unabhängig davon, ob es eine Krone bzw. Einzelkrons oder eine Brükke ist, hauptsächlich Kompression und Biegebeanspruchungen ausgesetzt Die überragenden physikalischen bzw. physischen Eigenschaften, die der Keramik inhärent sind, sind der Kompressionsbeanspruchung gewachsen. Die Keramik mit einer Biegefestigkeit von ungefähr 1000 kg/cm² kann die Biegebeanspruchung, die während des täglichen Gebrauchs verursacht wird, genügend bewältigen. Es hat sich gezeigt, -faß die Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung diese Biegefestigkeit selbst dann hat, wenn Wollastonit nicht kristallisiert worden ist Daher ist es nicht notwendig, daß Wollastonit enthalten ist Eine ungleichmäßige Kristallisation von Wollastonit erzeugt Risse, Spalten und Sprünge in dem gegossenen Produkt und kann das Produkt beschädigen.

Daher wird die Kristallisationstemperatur nach dem Gießen zwischen 800⁰C und 900⁰C gehalten, un> eine übermäßige Kristallisation von Wollastonit zu verhindem und im wesentlichen Apatit zu kristallisieren. Zusätz-ich zu Apatit können auch Tricalciumphosphat und andere Calciumphosphatmineralien als Mineralien verwendet werden. Diese Mineralien sind Sekundärprodukte, die während der Temperaturzustände für die Kristallisation von Apatit erzeugt werden. Das bedeutet, daß verschiedene Glaskeramikmaterialien, die Mikrokristalle von Calciumphosphatmineralien enthalten, welche hauptsächlich aus Apatit zusammengesetzt sind bzw. bestehen, als Keramiken verwendet werden können, solange sie gießbar sind. Die Apatitmikrokristalle sollten 30 Vol.-% oder mehr der gesamten Keramik betragen, vorzugsweise 50 Vol.-% oder mehr. Wenn dieser Prozentsatz geringer als 30 VoI.-% ist, wird die Verbesserung der physikalischen bzw. physischen Eigenschaften, die durch die Kristallisation der Mikrokristalle erzielt wird, vermindert.

Die Erfindung hat im Hinblick auf ihr Herstellungsverfahren insbesondere die nachfolgenden Vorteile: Da konventionelle Deiitalpräzisionsgießeinrichtungen ohne bemerkenswerte Abwandlungen verwendet werden können, lassen sich genaue Dimensionen leicht und ohne spezielle Produktionstechnologie sowie -apparate erzielen. Darüber hinaus kann die Krone leicht gefärbt werden.

Die vorstehenden Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend anhand einiger in den Figuren der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen. näher erläutert.

Es wird zunächst eine künstliche Zahnkrone durch Beschreibung eines Verfahrens zu ihrer Herstellung beschrieben:

(a) Herstellung von Rohmaterial einer Glaskeramik- s zusammensetzung

Es wird eine Charge hergestellt, die äquivalent einer auf SiO₃-P₂O₅-CaO-MgO-CaF₂ basierenden Glaszusammensetzung ist, und zwar unter Verwendung von Oxiden, Hydraten oder Fluoriden. Die erzeugte Zusammensetzung wird unter Verwendung eines Tiegels, der aus nichtaktivem Material, wie beispielsweise Platin, hergestellt ist, in einem Ofen (elektrischer Ofen) erhitzt, geschmolzen und verglast. Die Glasschmelze wird dann sehr schnell auf Normaltemperatur abgekühlt, während der Glaszustand aufrechterhalten wird. Wenn sie allmählich abgekühlt wird, beginnen sich einige Mikrokristalle der obenerwähnten Mineralien auszuscheiden, und die Schmelztemperatur kann nur ungenau erhöht werden, wenn die Schmelze später wiedererhitzt wird.

(b) Gießen

Die Glasschmelze wird erneut in dem Ofen bei !2OO bis !300"C unter einem verminderten Druck geschmolzen. Der Druck sollte um ungefähr 100 mm Hg vermindert sein, um zu verhindern, daß Blasen in die Glasschmelze eintreten. Das Umhüllungsmaterial für die Gußform sollte aus einem Material hergestellt sein bzw. ein Material sein, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der gleich oder ähnlich demjenigen des obenerwähnten Glasmaterials ist. Das ist notwendig, um eine thermische Beanspruchung bzw. Spannung zwischen der Form und dem gegossenen Material zu verhindern, wenn das Material in dem nachfolgenden Pro-

Praxis werden Magnesiumphosphat, Magnesiumoxid oder Zirkonoxid verwendet. Wenn die Glas- ίο schmelze in eine kühle Gußform gegossen wird, dann wird das gegossene Glas einer unerwünschten Beanspruchung ausgesetzt. Um diese Beanspruchung zu verhindern, sollte die Form auf eine angemessene Temperatur (zum Beispiel 700"C) erhitzt werden. Weiterhin sollte der Druck vermindert werden, um zu verhindern, daß Blasen in die Form eintreten, wenn die Glasschmelze gegossen wird. Es kann normales Zentrifugalgießen oder Gießen unter Druck angewandt werden.

(c) Kristallisation

Nachdem die Glasschmelze, die im Verfahrensschritt (b) erhalten worden ist. in die Form gegossen und einer erforderlichen Zentrifugalkraft oder einem erforderlichen Druck ausgesetzt worden ist, wird die Form einschließlich der Glasschmelze für eine oder zwei Stunden auf die Kristallisationstemperatur des Apatitminerals (800 bis 900⁰C) erhitzt Wenn es notwendig ist, einen großen Betragsanteil von Woliastonit zu kristallisieren, sollte die Form auf 1000° C oder mehr erhitzt werden. Es solhe jedoch die Kristallisation von Woliastonit vermieden werden, da kristallisiertes Woliastonit das gegossene Produkt beschädigen kann. Mit anderen Worten heißt das, daß die Form bis auf 800 bis 900⁰C erhitzt werden sollte, was der Temperaturbereich ist worin Apatit hauptsächlich kristallisiert wird Durch diese Erhitzung werden Mikrokristalle, die aus Apatit und ähnlichen Materialien, wie beispielsweise Tricalciumphosphat, bestehen, in Glas dispergiert. Gewöhnlich werden die Mikrokrisialle gleichmäßig auf der Oberfläche des gegossenen Produkts verteilt. Als Ergebnis hiervon kann eine künstliche Krone mit physikalischen bzw. physischen Eigenschaften auf der Oberfläche erhalten werden, die denjenigen der natürlichen Zähne sehr stark angenähert sind bzw. eng bei denjenigen der natürlichen Zähne liegen. Das Material dehnt sich ein wenig aus, wenn die Mikrokristalle erzeugt werden. Im Falle der vorliegenden Erfindung wird die Ausdehnung durch die Gießformoberfläche verhindert, da das Umhüllungsmaterial, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der eng benachbart demjenigen des Glasmaterials ist, verwendet wird, und da die Form, welche das gegossene Material enthält, zur Kristallisation erhitzt wird, ohne daß das gegossene Produkt aus der Form entfernt wird. Demgemäß wird eine Vorkompressionsbeanspruchung auf das gegossene Produkt angewandt. Infolgedessen wird die mechanische Festigkeit der hergestellten künstlichen Krone verbes-Sirt, und diese künstliche Krone hat eine hohe dimensionelle Genauigkeit.

Die auf diese Weise hergestellte künstliche Krone hat eine semitransparente Basisfarbe von Glaskeramik. Sie hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 9 bis 11 χ 10-VC (800°C), eine Biegefestigkeit von 1200 bis 1400 kg/cm² und eine Kompressionsfestigkeit von 9000 bis 10 000 kg/cm². Diese Eigenschaften der Krone sind gleichartig bzw. ähnlich denjenigen von Hydroxyapatit. Die Krone ist außerdem stabil gegen Wirkungen von Speichel, Säure und Alkali im Inneren des Mundes. Da die Krone semitransparent ist, kann man einen Farbton, welcher der Farbe der natürlichen Zähne gleichartig oder ähnlich und bezüglich dieser Farbe der natürlichen Zähne harmonisiert ist, erhalten, indem man nur die Innenseite der Krone unter Verwendung eines gewünschten Färbungsmittels färbt. Die Zahnkrone kann jedoch auch durch Pulverkompressionsformung und -Sinterung erzeugt werden. Das heißt, daß Pulver (in diesem Falle ist feines Pulver wünschenswert) des Rohmaterials der Glaskeramik, das im Verfahrensschritt (a) hergestellt worden ist, zu der gewünschten Kronengestalt gepreßt und geformt, bei einer Sintertemperatur gesintert und nötigenfalls zur Kristallisation erhitzt wird. Obwohl dieses Trockenverfahren eine porigere Produktivität hat und höhere Kosten erfordert, ist es technisch ähnlich dem Gießverfahren.

Die Glaskeramikzusammensetzungen, die in der japanischen Patentveröffentlichung 51-8970 und in der japanischen vorläufigen Patentveröffentlichung (Kokai) 57-191 252 beschrieben sind, können auf die Rohmaterialien der Glaskeramilczusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung angewandt werden. Beide sind aus Glaskeramikzusammensetzungen hergestellt die auf MgO-CaO-SiO₂-P₂O₅ basieren und gleichartige bzw. ähnliche Zusammensetzungsbereiche haben. Beide Materialien umfassen Mikrokristalle von Apatit (zum Beispiel Oxyapatit [CaIo(PO^O] oder Fluorapatit [CatoiPO^Fi]), die gleichartig bzw. ähnlich Hydroxyapatit [Cai0(PO₄MOHhI dem Basismaterial der natürlichen Zähne, sind. Wenn sie für künst-

liehe Knochen und Dentalwurzeln verwendet werden, dann haben sie eine stärkere Bindung zu lebenden Knochen als andere konventionelle Materialien. Das letztere kristallisiert als Wollastonit (CaO-SiO₂)-Präzipitat gleichzeitig mit Apatit zur höheren Festigkeit.

Es s'j' als nächstes der aktuelle Aufbau einer Krone nach der Vorliegenden Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 4 beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vertikalschnittansicht einer F.inzelkrone gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 (A) und 2 (B) Vertikalschnittansichten von Einzelkronen gemäß anderen Ausführungsformen der Erfindung,

F i g. 3 (A) und 3 (B) Vertikalschnittansichten von zwei Ausführungsformen einer Brücke gemäß der vorliegenden Erfindung und

F i g. 4 ein Füeßdiagramm einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens.

Die F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Einzelkrone. Zur Herstellung dieser Einzelkrone wird ein Abdruck der oberen Oberfläche eines natürlichen Zahns f genommen, es wird eine entsprechende Gußform durch ein Wachsausschmelzverfahren ausgebildet, und es wird eine Einzelkrone 10 gegossen. Die Haftung zwischen dem natürlichen Zahn / und der Krone 10 kann durch Verwendung eines Zements 4, wie beispielsweise eines Glasionomerzements oder eines Glascarboxylatzements bzw. eines Caboxylatzemeiits, die überragende Adhä· ionseigenschaften gegenüber Apatit haben, in hohem Maße verbessert werden. Die in den F i g. 2 (A) und 2 (B) gezeigten Kronen sind ähnlich wie die Krone nach F i g. 1. Jedoch ist ein erstes Verstärkungsteil 2, das umgekehrt napf-, schalen- oder becherförmig ist, in die Krone 10 eingebettet und integriert, und zwar vertikal zur Bißrichtung, um einen höheren Widerstand gegen äußere Beißkräfte zu erzielen. Das Teil 2, welches insbesondere ein Einzelteil- bzw. Bauteilstück ist, hat einen Ausdehnungskoeffizienten, der gleich bzw. ähnlich demjenigen der Monokrone 10 ist, und es ist aus Aluminiumoxid (AbCbJ-Keramik oder Zirkonoxid (ZrO2)-Keramik hergestellt, die chemisch inaktiv gegenüber der Monokrone 10 ist. Die erstere hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 8χ 10-VC (800⁰C; nachstehend weggelassen) und die letztere hat einen solchen von 11 xlO-VC. Diese sind gleichartig bzw. ähnlich demjenigen von Glaskeramiken, d. h. 1Ox 10-⁶/°C. Sie sind chemisch inaktiv. Anstelle dieser Keramikmaterialien können auch metallisches Pd (das einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 11 χ 10-V⁰C hat), Pd-Legierung oder metallisches Ti (mit einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von 9 χ 10-'/° C) oder Ti-Legierung verwendet werden. Das erste verstärkende Teil 2 der vorliegenden Ausführungsform kann gesondert in der gewünschten Form ausgebildet bzw. geformt und in die Krone 10, wenn die Keramik gegossen wird, eingebettet werden. Obwohl das erste verstärkende Teil 2, das in F i g. 2 (A) gezeigt ist, ein massiver Streifen ist, hat das in F i g. 2 (B) dargestellte verstärkende Teil 2 eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 22 in der Richtung der Dicke. Durch Hindurchgehenlassen von Glaskeramik 1 durch die Durchgangslöcher wird eine Verankerungswirkung erzielt Außerdem wird das Gewicht des Streifens vermindert. Die in den F i g. 3 (A) und 3 (B) gezeigte Krone 1 ist eine Brücke 11. Zusätzlich zu dem ersten verstärkenden Teil 2, welches das gleiche wie das in den F i g. 2 (A) und 2 (B) gezeigte ist, wird ein zweites verstärkendes Teil 3, das insbesondere ein Einzelteilbzw. Bauteilstück ist, in dieser Ausführungsform verwendet, um die Biegefestigkeit des Spannen- bzw. Spannweitenabschnitts der Brücke 11 zu erhöhen. Obwohl das Teil 3 aus dem gleichen Material wie das Teil 2 hergestellt ist, hat es die Form eines Stabs oder eines Streifens. Wenn die verstärkenden Teile 2 und 3 aus Keramik hergestellt sind, sind Vorsprünge 31, die, wie in F i g. 3 (A) gezeigt ist, an beiden Enden des Teils 3 vorgesehen sind, in Durchgangslöcher 21 eingefügt, die in den beiden Teilen 2 vorgesehen sind. Auf diese Weise sind die beiden Teile 2 mit dem Teil 3 verbunden. Diese verbundenen Teile werden in der Brücke 11 eingebettet und in die Brücke 11 integriert. Wenn die verstärkenden Teile 2 und 3 aus Metall hergestellt sind, dann können sie als ein einziges Stück gegossen oder in sonstiger Weise geformt sein, wie in F i g. 3 (B) dargestellt ist. Wie sich aus der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform ersehen läßt ist die Biegefestigkeit der Sⁿsnnweite erhöht und auf diese Weise hat die Brücke eine höhere Dauerhaftigkeit. Wie in der vorstehend erwähnten Ausführungsform ist es wünschenswert, Durchgangslöcher 22 und 32 in geeigneten Positionen der verstärkenden Teile vorzusehen, wie in F i g. 3 (B) gezeigt, so daß eine Verankerungswirkung mittels Glaskeramik erzielt und das Gewicht vermindert wird.

Da Glaskeramik semitransparent ist, ist es nicht immer notwendig, die gesamte Krone zu färben. Ein Farbton, welcher den natürlichen Zähnen gleichartig oder ähnlich ist, kann durch Einbrennen bzw. -sintern eines geeigneten Färbungsmittels nur auf der Innenseite (der Seite, die in Kontakt mit dem Dentalzement 4 kommt) der Krone 1 oder durch angemessenes Färben des Zements 4 erzielt werden. Wenn das erste und zweite verstärkende Teil 2 und 3 verwendet werden, dann sollten sie auf ihren gesamten Oberflächen unter Benutzung des vorstehend erwähnten Färbungsmittels während ihres Herstellungsvorgangs gefärbt werden. Durch dieses Färben kann man erzielen, daß die verstärkenden Teile einen Naturfarbton ergeben, wenn man sie von außen her sieht. Daher kann die Krone nach der vorliegenden Erfindung einen kleinen Färbungsbereich haben, und sie kann leicht gefärbt werden.

Nachstehend seien ein Herstellungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung sowie dessen Ergebnis und die erhaltene Prothese beschrieben.

Herstellungsbeispiel

(a) Herstellung des Rohmaterials aus einer Glaskeramikzusammensetzung

Es wurde unter Verwendung von Oxiden, Hydraten oder Fluoriden eine Charge hergestellt, welche die folgende Zusammensetzung hatte, wobei die angegebenen Prozentsätze Gewichtsprozente sind, was nachstehend weggelassen bzw. nicht extra erneut erwähnt ist: 27% SiO₂, 13% P₂O₃, 54% CaO, 3% MgO, 2% B₂O₃ und 1% CaF₂. Die Charge wurde in einen Platintiegel gegeben, und der Tiegel wurde während 2 Stunden bei 1450⁰C in einem elektrischen Ofen erhitzt, um die Zusammensetzung zu schmelzen. Dann wurde die Glasschmelze sehr schnell abgekühlt, um eine Glaskeramikzusammensetzung zu bilden.

(b) Erneutes Schmelzen und Gießen

Die im Verfahrensschritt (a) erzeugte Zusammensetzung wurde bei 1300⁰C in dem elektrischen

Ofen geschmolzen. Eine aus Magnesiumphosphatumhüllungsmaterial hergestellte Zentrifugalgießform wurde auf 700⁰C erhitzt. Die Glasschmelze wurde unter einem verminderten Druck in die Gießform gegossen, und es wurde ein Zentrifugalgießen durchgeführt. Das gegossene Produkt war die in F i g. 1 gezeigte Einzelkrone.

Kristallisation

Das in der Gußform gegossene Produkt, welches im Verfahrensschritt (b) erhalten worden war, wurde weiter während 2 Stunden bei 800"C erhitzt, um einen großen Betragsanteil von Oxyapatit [Ca,0(PO₄J₆O] zu kristallisieren.

(d) Formabtrennung

Nachdem die Kristallisation vollendet worden war, wurde die Form von dem gegossenen Produkt abgetrennt.

Ein Fiießdiagramm dieses Herstellungsverfahrens, wie es vorstehend unter (a) bis (d) angegeben ist, ist in F i g. 4 dargestellt.

Ergebnis und Prothese

Die erhaltene Glaskeramik wies die folgenden mechanischen Eigenschaften auf: einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 1Ox 10-⁶/°C (800⁰C), eine Biegefestigkeit von 1400 kg/cm² und eine Kompressionsfestigkeit von 9000 kg/cm². Sie war semitransparent. Ein Elfenbeinfärbungsmittel (Farbstoff bzw. Beize), das die Farbe der natürlichen Zähne hatte, wurde auf der Innenseite der Krone eingebrannt. Dann wurde die Krone auf einem natürlichen Zahn unter Verwendung eines Glasionomerzements montiert und befestigt. Die auf diese Weise hergestellte, künstliche Zahnkrone hatte eine Farbe, die gleichartig derjenigen von natürlichen Zähnen war. Sie beschädigte selbst nach Gebrauch während einer ausgedehnten Zeitdauer (ungefähr 12 Monate) nicht den gegenüberliegenden natürlichen Zahn und hatte keine Abnormalitäten auf ihrer Beißoberfläche.

Da die künstliche Zahnkrone nach der vorliegenden Erfindung aus Glaskeramik hergestellt ist, welche Mikrokristalle von Calciumphosphatmineral bzw. -mineralien, gleichartig wie die natürlichen Zähne, enthält, sind die physikalischen bzw. physischen Eigenschaften dieser künstlichen Zahnkrone sehr nahe denjenigen der natürlichen Zähne. Die Bißoberfläche der Krone wird nicht stark abgenutzt, und die Bißoberfläche des gegenüberliegenden Zahns wird nicht beschädigt, so daß infolgedessen die Krone während einer ausgedehnten Zeitdauer verwendbar ist. Weiterhin kann die Krone unter Verwendung eines Zements, der eine gute Affinität gegenüber Apatit hat, wie beispielsweise Glasionomer, fest an dem natürlichen Zahn haftend angebracht werden. Außerdem hat die Krone, da die Glaskeramik semitransparent ist, eine Farbe, die den natürlichen Zähnen gleichartig ist, wenn man die gewünschte Farbe auf ihrer Innenseite aufbringt Daher wird eine harmonische Farbkoordination erzielt, und das Färben ist leicht.

Dieses Verfahren zum Herstellen einer Krone gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt gießbare Glaskeramik, so daß ein konventionelles Dentalgießverfahren ohne bemerkenswerte Modifikationen benutzt werden kann. Als Ergebnis hiervon können Produkte mit hoher dimensioneiier Genauigkeit leicht und leistungsfähig unter niedrigen Kosten hergestellt werden. Weiterhin wird Calciumphosphat mikrokristallisiert, während die

Zusammensetzung in der Gießform bleibt, um eine volumetrische Ausdehnung aufgrund der Kristallisation zu verhindern. Als Ergebnis hiervon sind die Dimensionen des Produkts genau, und es kann eine Vorkompressionsbeanspruchung auf das Produkt angewandt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Künstliche Zahnkrone, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Glaskeramik zusammengesetzt ist, welche Mikrokristalle von Calciumphosphatmineraiien, die im wesentlichen Apatit bilden, enthält

2. Zahnkrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes verstärkendes Teil (2), insbesondere ein Einzelteil- bzw. Bauteilstück, das aus Keramik oder Metall hergestellt ist, welche bzw. welches einen Ausdehnungskoeffizienten hat der gleichartig oder ähnlich demjenigen der Glaskeramik (1) ist nahezu oder im wesentlichen vertikal zur Bißrichtung eingebettet ist

3. Zahnkrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Glaskeramik (1) durch Gießen hergestellt ist

4. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaskeramik (1) eine auf SiO₂-P₂O₅-CaO-MgO und CaF₂ basierende Zusammensetzung ist die einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von 9 bis llxlO-⁶/°C und einen Kristallisationstemperaturbereich von 800 bis 900⁰C hat

5. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die künstliche Zahnkrone (10) eine Einzelkrone ist.

6. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dsdurch gekennzeichnet, daß die künstliche Zahnkrone (11) eine Brücke ist

7. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites verstärkendes Teil (3), insbesoi.Jere ein Einzelteilbzw. Bauteilstück, welches aus Keramik oder Metall hergestellt ist, die bzw. das einen Ausdehnungskoeffizienten hat, der gleich oder ähnlich der Keramik ist, in die Brückenspanne bzw. -Spannweite nahezu bzw. im wesentlichen vertikal zur Bißrichtung eingebettet ist.

8. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste verstärkende Teil (2) ein einziges oder mehrere Durchgangslöcher (22) in der Dickenrichtung hat, und daß Glaskeramik (1) durch dieses Durchgangsloch oder diese Durchgangslöcher (22) hindurchgeht.

9. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste verstärkende Teil (2) aus Aluminiumoxidkeramik oder Zirkonoxidkeramik hergestellt ist und aus einem dünnen Streifen oder einem umgekehrten Napf, einer umgekehrten Schale, einem umgekehrten Becher od. dgl. besteht oder einen dünnen Streifen, einen umgekehrten Napf, eine umgekehrte Schale, einen umgekehrten Becher od. dgl. umfaßt

10. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste verstärkende Teil (2) aus metallischem Pd, Pd-Legierung, metallischem Ti oder Ti-Legierung hergestellt ist

11. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite verstärkende Teil (2,3) ein einziges oder mehrere Durchgangslöcher (22, 32) in der Dickenrichtung hat und daß Glaskeramik (1) durch dieses Durchgangsloch oder diese Durchgangslöcher (22,

32) hindurchgeht

12. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Verstärkungsteil (2, 3) aus Aluminiumoxidkeramik, Zirkonoxidkeramik, metallischem Pd, Pd-Legierung, metallischem Ti oder Ti-Legierung hergestellt sind.

13. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dus erste und zweite verstärkende Teil (2, 3) durch Gießen unter Verwendung von metallischem Pd, Pd-Legierung, metallischem Ti oder Ti-Legierung integriert sind.

14. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Innenseite der Zahnkrone (10, 11) in gewünschter Weise gefärbt ist

15. Zahnkrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite verstärkende Teil (2, 3) in gewünschter Weise gefärbt ist bzw. sind,

16. Verfahren zum Herstellen einer künstlichen Zahnkrone nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt: Schmelzen von Rohmaterial einer auf SiO₂-P₂O₅-CaO-MgO-CaF₂ basierenden Glaskeramik-Zusammensetzung in den Glaszustand, Gießen der Glasschmelze in eine Gießform, die aus einem feuerfesten bzw. hochschmelzenden Umhüllungsmaterial zusammengesetzt ist, das einen Ausdehnungskoeffizienten hat, der gleich oder ähnlich der Glaskeramikzusammensetzung ist, Kristallisieren von Calciumphosphatmineralien durch Erhitzen der Glasschmelze innerhalb der Gießform auf die Kristallisationstemperatur von Calciumphosphatmineralien, so daß im wesentlichen Apatit gebildet wird, und Abtrennen des Produkts von der Gießform.

17. Verfahren nach Anspruch *6. dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallisationstemperatur im Bereich von 800 bis 900⁰C liegt.