AT407829B - Hochgoldhaltige, aushärtbare edelmetalllegierung - Google Patents

Description

AT 407 829 B

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hochgoldhaltige, thermisch aushärtbare Dentalgußlegierung, die mit handelsüblichen Dentalkeramikmassen oder Kunststoffen verblendet werden kann.

Festsitzender und herausnehmbarer Zahnersatz wird in der Regel aus dentalen Gußlegierungen im sogenannten Wachsausschmelzverfahren hergestellt. Die gegossenen Objekte werden häufig ganz oder teilweise mit Dentalkeramikmassen oder Dentalkunststoffen verblendet, um ein dem natürlichen Zahn entsprechendes Aussehen zu erzielen.

Infolge guter mechanischer Eigenschaften und hoher Korrosionsbeständigkeit nehmen hochgoldhaltige Legierungen bei der Herstellung von festsitzenden Zahnersatz eine besonders wichtige Stellung ein. Die für die Verarbeitung und den Einsatz der Legierung erforderlichen Eigenschaften, insbesondere die Festigkeitseigenschaften (Härte, Zugfestigkeit, Dehngrenze, Bruchdehnung), werden über die spezifische Zusammensetzung der Legierungen, etwa über das Zulegieren anderer Edelmetallbestandteile, wie bspw. Palladium, Platin, Silber oder unedler Bestandteile, wie bspw. Kupfer, Zink, Zinn, Indium, Mangan, eingestellt. Des weiteren haben hauptsächlich unedle Bestandteile die Aufgabe, das Schmelzintervall der Legierungen zu senken und/oder als Haftoxidbildner für eine ausreichende Metall-Keramik-Verbundfestigkeit zu sorgen.

Durch das Zulegieren anderer, insbesondere unedler Bestandteile wird aber auch die Korrosionsfestigkeit der Legierungen und damit die individuelle Verträglichkeit negativ beeinflußt. Zur Begrenzung eventueller Schädigungen durch die Korrosionsprodukte wird in der ISO 8891 (1993) „Dental-Gußlegierungen mit einem Edelmetallanteil von 25 % bis unter 75 %“ ein maximal zulässiger Korrosionsabtrag von 100 pg/cm2/Woche festgelegt. Das in dieser Norm beschriebene Testverfahren wird auch als Standard-Korrosionsprüfung von hochgoldhaltigen und keramisch verblendbaren Legierungen durchgeführt. In jüngster Zeit sind einige übliche, in hochgoldhaltigen Dentallegierungen enthaltene Bestandteile in Verdacht geraten, unter gewissen Umständen (bspw. bei erhöhter Korrosion infolge Verarbeitungsfehler) zu gesundheitlichen Schädigungen der Patienten zu führen oder beizutragen.

Dentallegierungen bestehen im allgemeinen aus etwa 5 bis 10 Legierungsmetallen mit unterschiedlichen physiologischen Bewertungen. Da in den vergangenen Jahren die Häufigkeit von allergischen Reaktionen in der Bevölkerung zugenommen hat, hatte die vorliegende Erfindung u.a. das Ziel, die Anzahl insbesondere der unedlen Legierungsbestandteile auf ein Minimum zu reduzieren, um somit eine deutlich bessere als normativ geforderte Korrosionsfestigkeit zu erzielen.

Eine Erhöhung der mechanischen Festigkeit kann bei einigen Legierungssystemen durch eine gezielte Wärmebehandlung erfolgen. Hierbei kommt es in Systemen begrenzter Löslichkeit (bspw. System Ag-Cu oder Au-Pt) durch die Ausscheidung einer oder mehrere Phasen innerhalb einer Mischungslücke zum Anstieg von Härte, Zugfestigkeit und 0,2%-Dehngrenze. In der Praxis werden solche Legierungen durch langsames Abkühlen in der Gußform bzw. durch die Brennzyklen während der keramischen Verblendung oder einer anschließenden Wärmebehandlung vergütet.

Im Unterschied zur Prioritätsanmeldung A 1561/99 sind die erfindungsgemäßen Legierungen zum einen thermisch aushärtbar und zum anderen auch hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit für einen Indikationsbereich bis zu 14-gliedrige Brücken geeignet. Die Beurteilung der Indikationseignung erfolgte anhand der in der EN ISO 9693 (1994) „Metall-Keramik-Systeme für zahnärztliche Restaurationen“ sowie in der ISO 1562 (1993) „Dental-Goldgußlegierungen“ festgelegten 0,2 %-Dehngrenze im ausgehärteten Zustand.

Die Zuverlässigkeit des metallkeramischen Verbundes hängt im hohen Maße von der Kompatibilität der Legierung und der Verblendkeramik ab. Herkömmliche Dentalkeramiken weisen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) im Bereich von 13,5-15,0 pm/mK auf. Die seit einigen Jahren verfügbaren niedrigschmelzenden Keramiken besitzen Wärmeausdehnungskoeffizienten um 16,0 pm/mK. Zur Minimierung thermischer Spannungen ist es erforderlich, daß die Legierung einen ähnlichen bzw. einen sogar geringfügig höheren WAK als die Keramik besitzt. Dadurch gerät die Keramik beim Abkühlen nach dem Brand unter Druckspannung. Leichte Druckspannungen auf die Keramik wirken sich erfahrungsgemäß hinsichtlich der Metall-Keramik-Verbundfestigkeit im Unterschied zu Zugspannungen vorteilhaft aus.

Die genannten Anforderungen werden mit der in den Ansprüchen gekennzeichneten hochgoldhaltigen Edelmetallegierungen gelöst. Die zu den Platingruppenmetallen gehörenden Legierungselemente Iridium und Rhodium sind in den erfindungsgemäßen Legierungen mit Masseanteilen von 0,01 % bis 0,5 % als Kornfeiner bei der Ausbildung einer optimalen Gefügestruktur während 2

Claims (2)

1. AT 407 829 B des Gieß- und Brennprozesses beteiligt. Bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Legierungen wurde herausgefunden, daß im vorliegenden Legierungssystem die Begrenzung des Zinkanteiles auf maximal 1,1 Gew.-% eine im Vergleich zu den in der Offenlegungsschrift DE 44 29 728 A1 beschriebenen Legierungen signifikant höhere Korrosionsstabilität zur Folge hat (Vgl. Tabelle). Die erfindungsgemäßen Legierungen enthalten mindestens 87 Gew.-% Gold. Durch oben genannte qualitative und quantitative Einschränkung des Unedelmetallanteiles auf maximal 1,1 Gew.% Zink resultiert ein Edelmetallanteil von mindestens 98,9 Gew.-%, welcher Ausdruck des hochedlen Charakter der erfindungsgemäßen Legierungen ist. Die Korrosionsrate liegt demzufolge unter einem Prozent des normativ zulässigen Wertes, als Korrosionsprodukt konnte als einziges Element Zink festgestellt werden. Bei einigen Prüfkörpern lag die Zink-Korrosionsrate sogar unter der analytischen Nachweisgrenze (< 0,1 mg/Liter). Mit der Begrenzung der Anzahl der Legierungselemente einerseits und der hohen Korrosionsfestigkeit andererseits wird das Risiko von physiologischen Unverträglichkeitsreaktion stark herabgesetzt. Für das Aufschmelzen bzw. das Vergießen von Dentallegierungen stehen unterschiedliche Schmelztechnologien zur Verfügung. Die verschiedenen Schmelzaggregate werden u.a. nach der Art und Weise der für den Schmelzvorgang erforderlichen Energiezuführung unterschieden: Flammengußvorrichtungen, widerstandsbeheizte Schmelzvorrichtungen und Hochfrequenzanlagen. Bei Hochfrequenzanlagen wird über elektromagnetische Ankopplung der zu schmelzenden Legierung die notwendige Gießtemperatur eingestellt. Die im Patent EP 0691 123 B1 beschriebenen hochgoldhaltigen Legierungen mit Titan- und/oder Tantalgehalt können aufgrund der starken Oxida-tions-/Verschlackungsneigung der Zusätze nur in Hochfrequenzanlagen oder Vakuum-Druckgußanlagen, welche bspw. über eine Argon-Schutzgaseinrichtung verfügen, vergossen werden. Die erfindungsgemäßen Legierungen lassen sich dagegen infolge ihrer spezifischen Zusammensetzung in allen gängigen Gießvorrichtungen verarbeiten. Desweiteren zeichnen sich die vorliegenden Legierungen durch die Eigenschaft aus, mehrfach unter Beibehaltung ihrer Legierungszusammensetzung, der Gefügestruktur und damit der spezifischen Eigenschaften vergossen zu werden. Durch die nicht vollkommen zu unterdrückende Verschlackung des Titan- oder Tantalgehaltes der im Patent EP 0691 123 B1 beschriebenen Legierungen und der damit einhergehenden Veränderung der mechanischen Eigenschaften sind diese nur begrenzt wiedervergießbar. Die in der Patentschrift DE 4429728 A1 beschriebenen Legierungen enthalten neben Zink auch noch Mangan und/oder Eisen. Es ist bekannt, daß diese Metalle bei Korrosionsvorgängen bevorzugt in Lösung gehen. Erfreulicherweise konnte bei den erfindungsgemäßen, manganfreien Legierungen festgestellt werden, daß selbst nach 5 Gußwiederholungen eine unveränderte Gefügestruktur vorlag. Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert, die Legierungen Nr.3 und Nr. 4 sind nicht erfindungsgemäß: Nr. Zusammenzetzung Korrosionsrate (pg/cm1 2/Woche) 0,2 %-Dehnrgenze nach Aushärtung (MPa) 1 Au88,0/Pt10,99/Ir0,01/Zn1,0 0,0 bis 1,0 490 2 Au90,0/Pt8,99/Ir0,01/Zn1,0 0,0 bis 1,0 450 3 (Vgl) Au86,2/Pt11,5/Ru0,4/Zn1,5/ Mn0,1/Ta0,3 3,7 bis 6,5 490 4 (Vgl) Au87,0/Pt9,9/In3,0/Ir0,1 5,5 bis 10,5 385 PATENTANSPRÜCHE: 3 1 Hochgoldhaltige Dentallgußlegierung dadurch gekennzeichnet, daß sie aus • mindestens 87,0 Gew.-% Gold • 5 bis 12,5 Gew.-% Platin 2 • 0,1 bis 1,1 Gew.-% Zink und AT 407 829 B • 0,01 bis 0,5 Gew.-% Iridium oder Rhodium, oder eine Kombination beider Metalle besteht.
2. 2. Hochgoldhaltige Dentallgußegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus • 90,0 Gew.-% Gold • 8,99 Gew.-% Platin • 1,0 Gew.-% Zink und • 0,01% Ir besteht. KEINE ZEICHNUNG 4