DE3911460A1 - Niedrigschmelzende dentalkeramik hoher waermedehnung und korrosionsfestigkeit - Google Patents
Niedrigschmelzende dentalkeramik hoher waermedehnung und korrosionsfestigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen geeigneten
keramischen Werkstoff, mit deren Hilfe es möglich ist, an
metallkeramischem und vollkeramischem Zahnersatz, im Anschluß
an deren eigentliche Herstellung, formändernde Korrekturen
vorzunehmen, beschädigte Teile wieder zu reparieren oder
niedrigschmelzende Legierungen keramisch zu verblenden.
In der Zahnheilkunde werden seit etwa fünfundzwanzig Jahren nach
Art einer Emaillierung auf metallischen Gerüsten keramische Ver
blendungen vorgenommen, was als metallkeramischer Zahnersatz
bezeichnet wird. Auf gleiche Weise und mit gleichen keramischen
Werkstoffen können auf feuerfesten keramischen Modellwerkstoffen
vollkeramische Zahnersatzstücke wie Vollkronen, Teilkronen, Ein
lagefüllungen und Verblendschalen im Sinterverfahren hergestellt
werden.
In allen Fällen werden keramische Pulver als wässeriger Schlicker
auf das metallische Gerüst oder die feuerfeste Unterlage von Hand
aufgetragen und bei ca. 950°C gebrannt (gesintert).
Die Dentalkeramiken dieser Art benötigen wegen der metallischen
Gerüstwerkstoffe sehr hohe Wärmeausdehnungskoeffizienten von
α 20-600=13,5-14,0 µm/m K.
Im Bereich der Körpertemperatur liegt der Wärmeausdehnungs koeffizient mit α 20-55=12-12,5 µm/m K ziemlich genau im Bereich der Wärmedehnung von menschlicher Zahnhartsubstanz. Derart hohe Wärmeausdehnungskoeffizienten waren bisher nur mit Gehalten an Alkalioxiden zwischen 25 und 30% zu verwirklichen. Damit ist in saurer Umgebung, d. h. in der Mundhöhle unter Plaque, die Grenze der Korrosionsfestigkeit erreicht.
α 20-600=13,5-14,0 µm/m K.
Im Bereich der Körpertemperatur liegt der Wärmeausdehnungs koeffizient mit α 20-55=12-12,5 µm/m K ziemlich genau im Bereich der Wärmedehnung von menschlicher Zahnhartsubstanz. Derart hohe Wärmeausdehnungskoeffizienten waren bisher nur mit Gehalten an Alkalioxiden zwischen 25 und 30% zu verwirklichen. Damit ist in saurer Umgebung, d. h. in der Mundhöhle unter Plaque, die Grenze der Korrosionsfestigkeit erreicht.
Es galt bisher als nahezu unmöglich ohne Verlust an Wärmedehnung
und/oder Korrosionsfestigkeit die Verarbeitungstemperatur
wesentlich unter 950°C abzusenken.
Es wurde nun überraschender Weise eine Zusammensetzung gefunden,
bei der ohne Verlust an Wärmedehnung und Korrosionsfestigkeit
Verarbeitungstemperaturen von nur 720°C möglich sind.
Mit der erfindungsgemäßen Keramik werden erstmals Verarbeitungs
techniken möglich, die bisher nur als schwer vorstellbar galten.
Bei metallkeramischen Restaurationen strebt man zumindest im
Frontzahnbereich aus ästhetischen Gründen einen Kronenrand ohne
sichtbare metallische Teile an. Dieser Wunsch konnte bisher nur
notdürftig mit sogenannten Schultermassen verwirklicht werden.
Dies sind prinzipiell ebenfalls Verblendkeramiken, denen zur
Anhebung der Schmelztemperatur Aluminiumoxid zugesetzt wird.
Diese Schultermassen werden vor dem Herstellen der eigentlichen
Verblendung ringförmig in den Kronenrandbereich eingelegt.
Sie werden sodann mindestens 20°C oberhalb der normalen Keramik
brenntemperatur gesintert, so daß sich beim eigentlichen Keramik
brand der Kronenrand nicht aufgrund der Oberflächenspannung der
flüssigen Glasphase deformiert.
Die Verarbeitungstemperatur dieser Schultermassen ist für einige
Edelmetallwerkstoffe schon recht hoch. Die Oberfläche der Schulter
massen ist wegen des hohen Gehaltes kristallinen Aluminiumoxids
rauh und porös. Letzteres führt zu verstärkter Plaqueanlagerung und
zu Zahnfleischreizungen. Der Randanschluß gegenüber dem Zahnstumpf
ist ebenfalls wegen des hohen Anteils kristalliner Bestand
teile rauh und unregelmäßig.
Dank der erfindungsgemäßen niedrigschmelzenden Keramik kann der
Zahntechniker nun auf die unbefriedigende Schultermasse voll
ständig verzichten. Er stellt statt dessen bei der Herstellung des
metallkeramischen Zahnersatzes zunächst die Kronenrandgestaltung
zurück und führt diese nach weitgehendem Abschluß der Bearbeitung
durch Unterfütterung auf dem Meistermodell herbei.
Dieses ergibt höchste und gleichmäßige Paßgenauigkeiten, weil
sämtliche, während der Verarbeitung, bis dahin aufgetretenen
Verformungen wieder ausgeglichen werden. Es sind gleichmäßige
Randspalten von nur 20 µm erzielbar, was sonst mit metallischem
oder metallkeramischem Kronenrand nicht erzielbar ist.
Die Oberfläche der niedrigschmelzenden Keramik ist vollständig
verglast und genügt damit höchsten ästhetischen und hygienischen
Ansprüchen.
Vollkeramischer Zahnersatz wird auf feuerfesten Modellwerkstoffen
als tragender Unterlage hergestellt. Zur Entnahme des Werkstückes
muß diese Unterlage zerstört werden. Stellt sich jetzt beim Auf
setzen auf das nicht feuerfeste Meistermodell oder bei der Anprobe
durch den Zahnarzt die Notwendigkeit einer nachträglichen Form
korrektur heraus, so konnten diese Korrekturen bisher nur dann
erfolgen, wenn erneut oder vorsorglich ein zweites feuerfestes
Modellsegment hergestellt wurde.
Mit der niedrigschmelzenden Keramik dagegen kann statt dessen
auf handelsüblichen Brenngutunterlagen ohne individuelle und
vollständige Abstützung des Objektes gearbeitet werden, denn das
vollkeramische Objekt erweicht noch nicht bei der Verarbeitungs
temperatur der Korrekturkeramik.
Es kommt recht häufig vor, daß metallkeramischer Zahnersatz,
insbesondere aber vollkeramischer Zahnersatz bei der Anprobe oder
dem Eingliedern durch den Zahnarzt, beschädigt wird oder ganz und
gar zerbricht. Zumindest bei vollkeramischem Zahnersatz bestanden
bisher keine Reparaturmöglichkeiten. Nunmehr kann, z. B. bei einer
gebrochenen keramischen Einlagefüllung (Inlay), durch Beschleifen
der Bruchfläche ein Spalt erzeugt werden, in den ein Schlicker der
niedrigschmelzenden Keramik eingerüttelt wird, der dann durch
Brennen bei 720°C die Bruchstücke miteinander verbindet.
Gelbe Goldgußlegierungen konnten in der Zahnheilkunde bisher nur
mit Kunststoffen, nicht jedoch mit Keramiken verblendet werden,
weil die Schmelztemperaturen derartiger Legierungen keinen Sicher
heitsabstand mehr zur Verarbeitungstemperatur der Keramik ein
halten bzw. sogar darunter liegen.
Nunmehr können alle handelsüblichen goldgelben Dentalgußwerkstoffe
keramisch verblendet werden, z. B. der viel benutzte Goldbasis
werkstoff mit 70% Au, 13,5% Ag, 8,8% Cu, 4,4% Pt, 1,5% Pd,
1,5% Zn.
Claims (8)
1. Dentalkeramischer Werkstoff zur Herstellung, Korrektur und
Reparatur von metallkeramischem und vollkeramischem Zahnersatz
dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine Silikatkeramik
mit
(0,5-2,5)% B₂O₃, (5-15)% Al₂O₃,
(0,5-2,5)% Sb₂O₃, (0,1-0,5)% CaO,
(0,5-2,5)% BaO, (0,1-0,5)% Li₂O,
(5-10)% Na₂O, (10-15)% K₂O,
(0,1-0,5)% F₂handelt, wobei insbesondere kennzeichnend ist, daß die Schmelz-, bzw. Verarbeitungstemperatur bei 730°C+50°C liegt und der Werkstoff gleichzeitig einen hohen Wärmeaus dehnungskoeffzienten von α 20-500=13,5 ± 1 µm/m K hat, seine Glastemperatur bei ϑ G=480°C ± 20°C liegt und der Werkstoff bei Körpertemperatur ϑ K=37°C ± 20°C in sauren Elektrolyten zwischen pH-2 und pH-8 dauerhaft korrosionsbeständig ist.
(0,5-2,5)% Sb₂O₃, (0,1-0,5)% CaO,
(0,5-2,5)% BaO, (0,1-0,5)% Li₂O,
(5-10)% Na₂O, (10-15)% K₂O,
(0,1-0,5)% F₂handelt, wobei insbesondere kennzeichnend ist, daß die Schmelz-, bzw. Verarbeitungstemperatur bei 730°C+50°C liegt und der Werkstoff gleichzeitig einen hohen Wärmeaus dehnungskoeffzienten von α 20-500=13,5 ± 1 µm/m K hat, seine Glastemperatur bei ϑ G=480°C ± 20°C liegt und der Werkstoff bei Körpertemperatur ϑ K=37°C ± 20°C in sauren Elektrolyten zwischen pH-2 und pH-8 dauerhaft korrosionsbeständig ist.
2. Verfahren und Werkstoff nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem Werkstoff nachträglich
bei tieferer Temperatur formändernde Korrekturen und
Ergänzungen an metallkeramischem Zahnersatz vorgenommen werden
können, der unter Verwendung normalschmelzender Feldspat
keramiken hergestellt wurde.
3. Verfahren und Werkstoff nach Anspruch 1 und 2
dadurch gekennzeichnet, daß mit der niedrigschmelzenden Keramik
metallfreie keramische Kronenränder höchster Paßgenauigkeit und
geringster Randspaltbreite an metallkeramischem Zahnersatz
gemäß Anspruch 2 erzeugt werden können.
4. Verfahren und Werkstoff nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß mit der niedrigschmelzenden Keramik
nachträglich bei tieferen Temperaturen formändernde Korrekturen
und Ergänzungen an vollkeramischem Zahnersatz vorgenommen
werden können, der aus normalschmelzender Feldspatkeramik oder
Jacketkronen-Keramiken hergestellt wurde.
5. Verfahren und Werkstoff nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß mit der niedrigschmelzenden Keramik
beschädigter oder zerbrochener Zahnersatz ohne Verlust an Paß
genauigkeit repariert werden kann.
6. Verfahren und Werkstoff nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß mit der niedrigschmelzenden Keramik
auch niedrigschmelzende Edelmetallwerkstoffe, insbesondere
gelbe Goldgußwerkstoffe mit Schmelztemperaturen unter 950°C
verblendet werden können.
7. Verfahren und Werkstoff nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß mit der niedrigschmelzenden Keramik
galvanisch hergestellter Zahnersatz geringer Warmfestigkeit aus
Feingold oder Gold-Silber-Legierungen keramisch verblendet
werden kann.
8. Werkstoff nach Anspruch 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, daß die Silikatkeramik als Haupt
bestandteil (60-65)% SiO2 enthält, und außerdem wie nach
stehend aufgeführt:
(1-1,5)% B₂O₃, (8-12)% Al₂O₃,
(1-2)% Sb₂O₃, (0,1-0,5)% CaO,
(1-2)% BaO, (0,2-0,5)% LiO₂,
(6-10)% Na₂O, (10-15)% K₂O,
(0,2-0,5)% F₂
(1-2)% Sb₂O₃, (0,1-0,5)% CaO,
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