SK283669B6 - Použitie sklenených kompozícií na prípravu zubných sklenených implantátov a podporných implantátov a spôsob výroby sklenených implantátov - Google Patents

Abstract

Sklenený materiál obsahuje vysoké percento oxidu boritého, čo umožňuje znížiť obsah alkalického oxidu. Takto získané zubné sklenené implantáty sú biokompatibilné a môžu sa použiť na prípravu zubných mostíkov, najvýhodnejšie vtedy, keď chýba vedľajší zub ako podpora na mostík. ŕ

Description

Oblasť techniky

Tento vynález sa týka použitia nových sklenených kompozícií pri príprave zubných sklenených implantátov a podporných implantátov a spôsobu výroby sklenených implantátov.

Doterajší stav techniky

Chýbajúci zub pôsobí rušivo na celkový vzhľad a rovnomerné prežúvanie. To, že sa tieto skutočnosti neberú do úvahy veľmi ovplyvňuje somatickú a mentálnu rovnováhu. Najčastejšia je strata molámeho zuba, ktorý môže byť prvotne nahradený vložením mostíka. Ale zabudovanie pevného mostíka môže byť nevýhodné v tom, že dochádza k strate vedľajšieho zubu. Tento problém možno vyriešiť len odstrániteľnou protézou. Nedostatočné prežúvanie v dôsledku chýbania zubnej náhrady môže následne ovplyvňovať funkcie žalúdka a čriev. Mení sa tiež estetický vzhľad, čo môže spôsobiť psychické poruchy.

Je známych niekoľko spôsobov na náhradu zuba, medzi ktoré patria spôsoby špeciálneho zubného mostíka s pevným alebo nepevným zakončením, použitie ktorých môže spôsobovať problémy veľmi dobre známe pre odborníkov.

Maďarský patent 210.237 vydaný 1. novembra 1994 sa týka náhrady chýbajúceho vedľajšieho zuba kovovým mostíkom so skleneným implantátom a spôsobu výroby uvedeného kovového mostíka. Zubný mostík podľa uvedeného patentu obsahuje bežný kovový mostík a jeden alebo viac sklenených implantátov pripojených k telu kovového mostíka s jeho zužujúcim sa zakončením (ich zužujúcimi sa zakončeniami). Podstata vynálezu je v tom, že sklenený implantát podporujúci mostík je tvarovaný z roztaveného skla a má rovnaký tvar ako zubné sedlo, a sklenený implantát, alebo v prípade niekoľkých sklenených implantátov, je aspoň jeden z nich pripevnený k poslednému zadnému prvku kovového mostíka. Pri výrobe kovového mostíka, roztavená sklenená tyčinka je vtlačená na príslušné miesto modelu vyrobeného bežným spôsobom, potom nasleduje pomalé ochladenie sklenenej matrice, ktorá má tvar sedla, po ochladení sú strany oproti ďasnu odrezané, sklenený implantát je dočasne pripevnený na model a pripevnený do vopred pripraveného kovového mostíka. Sklenený implantát vyrobený zo sklenených črepín nemeckým zubárom už v roku 1936 bol rovnaký ako opísané spôsoby, ale namiesto tavenia bol tvarovaný len brúsením.

Podľa uvedeného maďarského patentu sklenená tyčinka bola vhodne roztavená pri teplote 524 až 526 °C. Vhodné zloženia sklenenej kompozície v uvedenom patente bolo: 73,0 % SiO₂, 7,0 % B₂O₃/AS₂O₃/A1₂O₃, 2,5 - 5 % MgO a zvyšok tvoril ZnO/BaO/PbO/Fe₂O₃/Na₂O/K₂O.

Životnosť špeciálnych zubných mostíkov s nezakotveným ukončením môže byť podstatne zvýšená použitím podporného implantátu (možné sú aj podporné implantáty) v tvare ďasien. Pri upevnení prvku je potrebné dodržať veľa požiadaviek čo sa týka kruhového alebo elipsového tvaru prierezu. Najdôležitejšími požiadavkami sú:

a) vhodná pevnosť na udržanie tlakov pri žuvaní, dlhotrvajúca odolnosť proti chemickým reakciám prebiehajúcich v ústach,

b) dlhotrvajúca tkanivová znášanlivosť a intertnosť pri použití v ľudskom organizme,

c) vhodné vlastnosti mäknutia na použitie v podmienkach zubného laboratória a taká tvarovateľnosť, že štruktúra a pevnosť zostávajú nepoškodené pri žuvaní.

Na základe skúsenosti, predovšetkým anorganické sklá spĺňajú tieto požiadavky. Ale z dôvodu ich zloženia väčšina skiel nie je vhodná na dentálne použitie, pretože nespĺňajú uvedené potreby. Kompromisne možno použiť niektoré iné sklá. Existuje preto potreba takého skla, ktoré má špeciálne zloženie, a ktoré by najvhodnejšie spĺňalo opísané potreby a vlastnosti. Cieľom tohto vynálezu bolo pripraviť špeciálnu sklenenú kompozíciu.

Tzv. podporný implantát ako opora na voľné zakončenie zubného mostíka musí mať značnú mechanickú odolnosť proti všeobecne známym tlakom a sile pri žuvaní, dokonca aj vtedy, keď uvažujeme o zmenenom rozložení záťaže pri porovnaní s konvenčné upevnenými zubnými mostíkmi. Zdá sa, že nenapnuté kremíkové sklo je vhodné na tieto účely, jeho elasticita je zvyčajne v rozsahu 500 až 800 mPa, a jeho sila stlačenia je vysoká pri porovnaní s bežnými plastickými materiálmi.

Hodnota Mohsovej tvrdosti od 5 do 7 pre toto sklo je dostatočne vysoká na vyrobenie podporných implantátov, ktoré nebudú poškrabané jedlom. Predovšetkým povrchové mikroškrabance majú významnú úlohu pri zlomení. Povrchové mikroškrabance rovnako znehodnotia mechanické vlastnosti. Takéto sklo má rovnako vysokú odolnosť proti obrúseniu, hoci pri aplikácii podľa vynálezu samozrejme nie je vystavené intenzívnej erózii ako samotný zub.

Tepelná a elektrická vodivosť skla je malá. Nie je nebezpečenstvo, že by sklo vytvorilo galvanický článok v ústach a zvýšilo koróziu častí vyrobených z iných materiálov zabudovaných v ústach.

Výhodne stavebný materiál, ktorý· má byť vložený, by mal byť chemicky odolný. Kremíkové sklá zvyčajne spĺňajú túto požiadavku. Ale treba uvažovať o zložitej reakcii medzi sklami a roztokmi skiel, akými sú sliny. Takéto reakcie možno v zásade rozdeliť na dva procesy, ktoré navzájom reagujú medzi sebou. Výsledkom prvého procesu je, že ióny vodíka prechádzajúce na sklenenom povrchu z roztoku, penetrujú pomalou difúziou dovnútra skla. Súčasne alkalické ióny, predovšetkým ióny sodíka prechádzajú do roztoku v množstve rovnakom ako ióny vodíka. Tento čiastkový proces spôsobuje zásaditosť roztoku. Druhý proces vedie k pomalej degradácii polymémej štruktúry skla, počas ktorej všetky stavebné prvky skla prechádzajú do roztoku. Oba procesy sa uskutočňujú zvyčajne pomaly pri normálnej telesnej teplote, ale rýchlosť sa môže podstatne zmeniť podľa zloženia skla. V nevýhodnom prípade treba brať do úvahy podstatné miestne zvýšenie pH a/alebo rozpustenie toxických materiálov škodlivých pre organizmus.

Dôležitými faktormi sú tiež zloženie materiálu a jednoduchosť použitej technológie, napr. podporný implantát môže byť ľahko a v krátkom čase tvarovaný a upevnený do mostíka v bežnom zubnom technickom laboratóriu. Z tohto hľadiska sú vhodné zubné sklenené implantáty, Sklenený implantát podľa tohto vynálezu môže byť jednoducho zahriaty na správnu teplotu, potom vtlačený na vhodné miesto do plastického modelu, výhodne pri použití nástroja navrhnutého na tento účel, a ochladený tak, aby sa vyhlo neželanej záťaži. Spomenutý maďarský patent nespĺňa všetky uvedené požiadavky.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude ďalej vysvetlený odkazmi na sprevádzajúce obrázky, kde:

Obr. 1 zaznamenáva výrobný postup vopred tvarovaného podporného implantátu, ktorý sa používa na výrobu podporného implantátu.

SK 283669 Β6

Obr. 2 je prierez už vyrobeného výrobku a špeciálne náradie používané pri aplikácii skleneného implantátu.

Obr. 3 predstavuje prierez podporného implantátu umiestneného na ďasno a tvarovaného podľa tvaru ďasna.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Jedným z cieľov tohto vynálezu je poskytnutie plne biokompatibilného materiálu, ktorý môže byť tiež pripravený komerčne tak, že fyzikálne a chemické vlastnosti všetkých častí výrobku konštantné šplhajú uvedené požiadavky. Podľa tohto vynálezu sa dosiahne cieľ pomocou sklenenej kompozície, ktorá má nasledovné zloženie:

oxid kremičitý SiO2	70 - 75 %;
oxid boritý B2O3	12-18%;
oxid sodný Na2O	4 - 8 %;
oxid draselný K2O	0,5 - 2,0 %;
oxid hlinitý A12O3	0,8 - 2 %.

Fyzikálne vlastnosti materiálu sú nasledovné:

Teplota topenia skleneného materiálu v peci pri teplote 1560- 1600 °C

Pracovná teplota: 1400 °C

Koeficient lineárnej expanzie: 4 - 1,2 x 10’⁶ K'¹ Sila stlačenia: 120- 150 mPa

Rezistencia proti kyselinám: hydrolytická trieda I. Rezistencia proti zásadám: hydrolytická trieda II.

Pri skúške kompozície sa zistilo, že okrem hlavných zložiek môže obsahovať nevýznamné množstvo zinku a horčíka ako sprievodných znečisteniu (Zn 0,01 % a MgO 0,006 %), ktoré zostávajú však neaktívne a neschopné dráždiť a poškodzovať zdravie. Kompozícia neobsahuje olovo alebo bárium, ktoré sú nebezpečné pre zdravie.

Teplota mäknutia je dostatočne nízka na tvarovanie materiálu teplom v zubnom technickom laboratóriu. Táto výhodná vlastnosť je v dôsledku vysokého obsahu boru, ktorý umožňuje zníženie potrebného vysokého obsahu zásady. Zníženie koncentrácie oxidu sodíka ovplyvňuje chemickú odolnosť skla veľmi výhodným spôsobom. Na druhej strane nízky obsah zásady je výhodný v tom, že množstvo materiálu, ktoré prechádza zo skla koróziou do organizmu je malé, a dokonca nebadateľné množstvo rozpustných zložiek je netoxických. Na druhej strane nízka koncentrácia sodíka je výhodná v tom, že korózia nevyvoláva zásadné zvýšenie pH v blízkosti ďasna.

Iným cieľom tohto vynálezu je sklenený implantát vyrobený z uvedenej kompozície, výhodne vo forme vhodnej na použitie v zubnom laboratóriu.

Podľa spôsobu uvedenom v predchádzajúcom maďarskom patente, sklenený implantát je tvarovaný vtlačením sklenenej tyčinky na model. Relatívne veľká dĺžka sklenenej tyčinky musí byť roztavená, takže počas vtláčania na model, roztavený implantát sa môže deformovať pozdĺž osi sklenenej tyčinky. Spôsob je komplikovaný, a bez príslušnej skúsenosti existuje riziko vysokého stupňa odvrhnutia.

Zloženie kompozície a teda fyzikálne a chemické vlastnosti skla podľa tohto vynálezu sú konštantné, čo zabezpečuje ľahké narábanie. Výhodný spôsob na výrobu a použitie skla podľa tohto vynálezu bude podrobne vysvetlený.

Sklo je roztavené zo zásobného materiálu, ktorého kompozícia zodpovedá uvedenému opisu, pri 1580 - 1600 °C, vhodne v peci vyrobenej a používanej na tento účel (v prípade pece používanej na iné účely, častice zostávajúce na stenách taviacej komory môžu spôsobovať neželateľnú kontamináciu, je preto výhodné, aby boli odstránené), potom sú vytiahnuté 4 mm hrubé sklenené tyčinky. Aby sa vyhlo neželanej záťaži sklenené tyčinky sú priamo ochladené. V závislosti od zloženia kompozície sklo reaguje na vonkajšiu teplotu rôznym spôsobom. V skle podľa tohto vynálezu môžu vzniknúť v priebehu rýchleho ochladenia neželané záťaže, preto musí byť použité kontrolované ochladzovanie do dosiahnutia teploty pod 450 °C.

Tyčinky takto vyrobené predstavujú zásobný materiál na výrobu implantátu. Použité nástroje pri výrobe implantátu sú nasledujúce: plynový horák kyslik/propán, lisovacia matrica na implantát ako uvádza obr. 1, kliešte a zahrievacia komora alebo tepelnoizolovaný povrch, a komora alebo tepelnoizolovaná podložka na ochladenie výsledného výrobku podľa postupu.

Výhodný spôsob výroby implantátu je nasledovný: vopred vyrobené sklenené tyčinky sú zahriate pomocou kahana na 900 - 1200 °C a lisovacou matricou vopred zhriatou na 600 - 700 °C vytvarované a udržiavané konštantné pri 600 - 700 °C pomocou iného horáka. Lisovacia matrica je výhodne udržiavaná pri tejto teplote, pretože pri vyššej teplote materiál môže prilipnúť k nástroju a pri nižšej teplote výrobok môže byť ochladený veľmi rýchlo, čo vyvolá škodlivú záťaž. Potom, ako sa sklo nadobudne tvar lisovacej matrice (asi 1 sekunda), bude oddelené od tyčinky ohňom, implantát bude odstránený z lisovacej matrice pomocou vretena a umiestnený do temperovanej komory, kde je postupne ochladzovaný na izbovú teplotu.

Následne konvexný povrch vytvorený v mieste oddelenia je vertikálne vyleštený po pozdĺžnej osi pomocou diamantového kotúča, čo je práca pre zubného technika.

Takto získaný implantát je pripravený na obchodovanie alebo na priame použitie.

Tvarovanie implantátu je nasledovné:

Sklenený implantát je umiestnený do svorky podľa obrázku 2 a zahriaty kyslík/propánom do biela, teplota je približne 900 až 1200 °C, kým materiál nezmäkne a stane sa deformovateľným.

Zmäknutý materiál je vlisovaný pevným pohybom smerovaným pozdĺž siete na označené miesto do pripraveného plastického modelu, potom je jeho povrch opakovane zahriaty tak, že je na krátky čas vložený nad plameň, potom pokrytý keramickými podložkami, kde celý implantát pripravený opísaným spôsobom postupne chladne jedným krokom na teplotu najmenej pod 450 °C, čím sa vyhne poškodeniu na zlisovanom povrchu.

Zakončenie implantátu na opačnom zakončení lisovaného povrchu je tvarované podľa požiadaviek vkladania do mostíka pomocou diamantového noža a diamantovej brúsky, bežne používaných v sklárskom priemysle. Podporný implantát pripravený týmto spôsobom je modelovaný tak, aby sa prispôsobil zubnému implantátu na modeli a upevnený v hotovom mostíku pomocou cementu.

Podporné implantáty vyrobené zo skla podľa vynálezu a/alebo podporné sklenené implantáty podľa vynálezu boli použité asi pri 150 pacientoch, opakovaným makrovyšetrením, rôntgenovou kontrolou, a keď to bolo možné kontrolou pevného a neskôr odstráneného zubného mostíka. Žiadne patologické zmeny neboli pozorované ani v okolí, ani pod podporným implantátom. Pri porovnaní s rontgenovými panoramatickými snímkami pred zásahom a po zásahu, kontúry kosti pod podporným implantátom a posledným podporným zubom boli rovnaké.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Použitie sklenenej kompozície oxid kremičitý SiO₂ 70 - 75 %, oxid boritý B₂O₃ 12-18%, oxid sodný Na₂O 4 - 8 %, oxid draselný K₂O 0,5 - 2,0 %, oxid hlinitý A1₂O₃ 0,8-2% na účely dentálnej techniky.
2. 2. Sklenený implantát na bio-kompatibiný zubný implantát, vyznačujúci sa tým, že je vyrobený zo sklenenej kompozície podľa nároku 1.
3. 3. Spôsob výroby skleneného implantátu podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že sklenená kompozícia je zahriata na teplotu 900 - 1200 °C vytvarovaná tlakovou matricou, potom kontinuálne ochladená v jednom kroku na izbovú teplotu.
4. 4. Použitie sklenenej kompozície podľa nároku 1, alebo skleneného implantátu podľa nároku 2 vo výrobkoch podporných implantátov na skryté alebo neskryté mostíky z kovového alebo iného materiálu.