Verfahren zur Herstellung von Zahnersatzteilen aus Kunststoff
Bekannterweise ist die Herstellung von Formkörpetn in der Dentaltechnik, z. B. Kronen, Inlays, Kunst stoffverkleidung usw., die nur als ein einziges Stück gebraucht werden, bis jetzt nur durch sehr umständliche und zeitraubende Verfahren, wie Herstellung eines Wachsmodelles, Einbetten desselben, Ausbrühen der Form, Einglegen des Kunststoffteiges, polymerisierren, Ausbetten und Fertigung des Formkörpers möglich.
Es ist deshalb ein neuartiges Verfahren von grossem Interesse, nach welchem halbflüssige polymerisier- bare Massen unter Zuführung von wärme oder Strah- lung bei schichtenweisem Auftragen und jeweiliger Teilpolymerisiertung der einzelnen aufgebrachten Schichten bis zut Fertigstellung eines in Form und Grösse dem herzustellenden Körper entsprechenden Rohlings aufgebaut werden, der schliesslich ausgehärtet wird unter zuführung von Wärme oder Strahlung, wobei gleichzeitig volle Homogenität der Formkörper erreicht wird.
Von den in Absatz 1 genannten sieben Operatio- nen werden durch das vorliegende Verfahren vier überflüssig und der ganze Vorgang auf Auftragen der Masse, Polymerisieren und Fertigen reduziert, wodurch sich ein wesentlicher technischer Fortschritt ergibt.
Als Bestandteile für die Massen vorliegender Erfindung kann man Monomere der verschiedensten Arten verwenden. Die Massen müssen zähflüssig oder plastisch verfortnbar sein, so dass man sie auf eine Unterlage, z. B. aus Gips, Metall oder Kunststoff auffor- men, z. B. mit einem Pinsel auftragen kann.
Wenn die polymerisierbaren Stoffe in den Auftragsmassen flüssig sind, vermischt man sie mit trockenen pulverförmigen Polymeren zu halbflüssigen oder plastisch verformbaren Massen.
Man kann aber auch die weiter unten aufgeführten flüssigen polymerisierbaren Stoffe oder analoge flüssige polymerisierbare Stoffe zu halbflüssigen oder plastisch verformbaren Massen vorpolymerisieren und sie dann für den schichtenweisen Aufbau der Formkörper verwenden. Uni die Teilpolymerisafionen beim Aufbau zu beschleunigen, kann ausser der Zuführung von Wärme und/oder Bestrahlung auch von Katalysatoren, insbe- sondere von radikalbildenden KIatalysatoren wei Peroxyden, Gebrauch gemacht werden.
Geeignete fliissige Monomere für den schichtenwei- sen'Aufbau nach der Erfindung sind z. B.
Diallyflumarat
Cyclohexylmethacrylat
Tetrahydrofurfurlmethacrylat
Tri-, Tetra-, Poly-äthylen hylkoldimethacrylat
Trimethylolpropantrimethacrylat
1, 3 Butylenglykoldimethacrylat
Diallylphthalat
Cyanursäuretriallylezster.
Diese Stoffe müssen. damit der schichtenweise Auftrag storungsffei und ohne Schwierigkeiten verläuft, eines siedepunkt von über 200 C und einen Flanim punkt von nicht unter 100 C besitzen. Sie sollen durch Zuführung von wärme und/oder Strahlung und/oder Beifügung von Katalysatoren, z. B. Peroxy- den, leicht polymerisiefbar sein und als fertiges Polymerisat die notwendige mechanische Festigkeit und chemische Inertheit, wie sie für Zahnersatz notwendig sind, aufweisen. Sic müssen auch Polymerisate ergeben, die völlig homogen sind und nicht etwa biem Gebrauch Verfärbungen oder Abblätterungen zeigen.
Selbstverständlich kann man diese Massen, und das wird häufig der Fall sein, mit Füllstoffen, Farbstoffen und ähnlichen Hilfsstoffen ausrüsten. Man kann auch z. B. die Färbung, ja auch die Härte von Schicht zu Schicht variieren, um dadurch zu einem künstlichen Zahnersatz zu gelangen, der in seine Aussehen Und in seinem Verhalten dem natürlichen Zahn ausserordentlich nahe kommt.
Wegen der häufig erwünschten optischen Eigenschaften wird in vielen Fällen ein Kunststoff auf Acrylatbasis den Vorzug verdienen, welcher den oben ange führten Forderungen genügt, wie etwa die Ester mehr- wertiger Alkohole oder Polyalkohole der Acrylsäure oder Methacrylsäure, oder Kombinationen solcher Ester mit Polymerisaten verschiedenster Art oder mit Füllstoffen, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, den vielfältigen Ansprüchen zu genügen. Auch kann, gerade um, die Eigenschaften des fertigen Polymerisats den jeweiligen Anforderungen an den Zahnersatz anzupassen, die Dosierung der Peroxyde oder sonstigen Katalysatoren in den einzelnen Schichten eine verschiedene sein.
Die erhaltenen Rohlinge können durch Schleifen oder Polieren entweder vor oder nach dem Fertigpolymerisieren in die endgültige Gestalt übergeführt werden. Das erfindungsgemässe Verfahren kann folgender- massen durchgeführt werden :
Auf eine aus Gips, Kunststoff, Metall usw. beste- hende Unterlage von zweckmässiger Gestaltung wird, wenn erforderlich, eine geeignete Trennschicht aus einem inerten Material mit Pinsel aufgetragen, z. B. ein Silicontrennmittel. Auf diese Trennschichb wird das polymerisierbare Gemisch in dünnen Schichten aufge- legt und dann bei einer bestimmten, je nach Art des Monomers festzulegenden Temperatur durch Wärme, Strahlung oder Hochfrequenz, z.
B. durch kurzes Einbringen unter eine Infrarotlampe oder in eine Flamme oder in Heissluft, durch Teilpolymerisation zum Erstarren gebracht. Sofort wird mittels Pinsel oder Spatel die nächste Schicht aufgetragen und teilpolymerisiert und so fortgefahren, bis der Rohling im Laufe von meist wenigen Minuten aufgebaut ist. Dabei ist es durchaus möglich, durch Verwendung verschiedener Zusammensetzungen Schichten verschiedener Eigenschaften, etwa Farben, Transparenz usw. zu erhalten, die besondere Effekte ermöglichen. Jetzt erst wird der Gegenstand fertig polymerisiert und hierbei homogenisiert, was meist in den oben angeführten einfachen Apparaturen geschehen kann, geschliffen und eventuell poliert. Dieses Verfahren ist in der Dentalbranche nicht bekannt.
Beispiel
In vorgewärmten Schälchen werden für den schichtenweisen Aufbau einer Jacketkrone gefärbte pulverförmige Polymerisatmischungen aus Methacrylsäureestern jeweils mit Triäthylenglykoldimethacrylat im Verhältnis 1 : 1 angeteigt. Die Polymerisatmischungen bestehen aus 80 Teilen Polymethacrylsäuremethylester und 20 Teilen eines Copolymerisates, hergestellt aus 90 Teilen Methacrylsäuremethylester und 10 Teilen Methacrylsäureallylester. Die Schälchen mit den verschieden gefärbten Teigmassen werden bei einem Druck von 15 mm Hg 5 Minuten entlüftet.
Dann wird der halbflüssige Teig mit einem spitzen Pinsel auf ein vorbereitetes Stumpfmodell für eine Jacketkrone, welches mit einer Silicontrennschicht versehen wurde, in dünner Schicht aufgetragen. Diese Schicht wird in einem Heissluftstrom zum Erhärten gebracht, was in wenigen Sekunden geschehen ist. Anschliessend wird dieser Vorgang (Auftragen und iml Heissluftstrom Erhärten) so lange mit weiterer Masse mit der jeweils gewünschten Färbung wiederholt, bis die für eine Jakketkrone erforderlichen drei Schichten, nämlich Hals, Dentin und Schneide aufgebaut sind. Anschliessend werden Modell und Aufbau in einer Heizkammer bei 135 C während 8 Minuten ausgehärtet (auspolymerisiert).
Hierauf wird die Krone vom Modell abgezogen und in üblicher Weise geschliffen und poliert. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie die Farbgenauigkeit der auf diesem Wege hergestellten Krone stehen einer nach dem üblichen Press-Kochverfahren in Küvette hergestellten Krone in keiner Weise nach.
Nach demselben Verfahren können auch Schalenkronen unter Verwendung eines nachträglich zu einer Frontschale ausgeschliffenen fabrikmässig hergestellten Kunststoffzahnes hergestellt werden. Die Verbindung der aufgetragenen Schichten mit der Schale ist so innig, dass beide Teile nicht voneinander getrennt werden können.
Auch hier sind erforderliche Korrekturen in Form und Farbe jederzeit durch Auftragen neuer Schichten und Behandlung wie oben möglich.
Process for the production of dental prosthesis parts from plastic
As is known, the production of Formkörpetn in dental technology, for. B. crowns, inlays, plastic cladding, etc., which are only needed as a single piece, until now only through very cumbersome and time-consuming processes, such as making a wax model, embedding it, scalding the form, embedding the plastic dough, polymerizing, divesting and Production of the molded body possible.
A novel process is therefore of great interest, according to which semi-liquid polymerizable masses are built up with the addition of heat or radiation with layer-by-layer application and the respective partial polymerization of the individual layers applied until a blank corresponding to the shape and size of the body to be produced is completed , which is finally cured with the addition of heat or radiation, with full homogeneity of the molded body being achieved at the same time.
Of the seven operations mentioned in paragraph 1, the present method makes four superfluous and reduces the whole process of applying the mass, polymerizing and manufacturing, which results in a significant technical advance.
Various kinds of monomers can be used as ingredients for the compositions of the present invention. The masses must be viscous or plastically verfortnbar so that they can be placed on a base, e.g. B. from plaster of paris, metal or plastic, z. B. can apply with a brush.
If the polymerizable substances in the application masses are liquid, they are mixed with dry powdery polymers to form semi-liquid or plastically deformable masses.
However, it is also possible to prepolymerize the liquid polymerizable substances listed below or analogous liquid polymerizable substances to give semi-liquid or plastically deformable materials and then use them to build up the molded bodies in layers. In order to accelerate the partial polymerizations during the build-up, use can be made, in addition to the supply of heat and / or irradiation, also of catalysts, in particular of free radical-forming KIatalysts such as peroxides.
Suitable liquid monomers for the layered structure according to the invention are e.g. B.
Diallyflumarate
Cyclohexyl methacrylate
Tetrahydrofurfurl methacrylate
Tri-, tetra-, poly-ethylene glycol dimethacrylate
Trimethylolpropane trimethacrylate
1, 3 butylene glycol dimethacrylate
Diallyl phthalate
Triallyl cyanuric acid esters.
These substances must. So that the application in layers runs smoothly and without difficulties, have a boiling point of over 200 ° C and a flanim point of not below 100 ° C. You should by supplying heat and / or radiation and / or addition of catalysts, eg. B. peroxides, be easily polymerizable and, as a finished polymer, have the necessary mechanical strength and chemical inertness, as are necessary for dentures. They must also result in polymers that are completely homogeneous and do not show discoloration or peeling when in use.
Of course, you can, and this will often be the case, equip these masses with fillers, dyes and similar auxiliaries. You can also z. B. the color, even the hardness vary from layer to layer in order to arrive at an artificial denture, which in its appearance and behavior comes extremely close to the natural tooth.
Because of the often desired optical properties, preference is given in many cases to an acrylate-based plastic which meets the requirements set out above, such as the esters of polyhydric alcohols or polyalcohols of acrylic acid or methacrylic acid, or combinations of such esters with polymers of various types or with fillers, which makes it possible to meet the diverse requirements. Also, precisely in order to adapt the properties of the finished polymer to the respective requirements of the dental prosthesis, the dosage of the peroxides or other catalysts in the individual layers can be different.
The blanks obtained can be converted into the final shape by grinding or polishing either before or after the final polymerization. The method according to the invention can be carried out as follows:
If necessary, a suitable separating layer of an inert material is applied with a brush to a base of suitable design made of plaster of paris, plastic, metal, etc. B. a silicone release agent. The polymerizable mixture is applied in thin layers to this separating layer and then applied at a certain temperature, to be determined depending on the type of monomer, by heat, radiation or high frequency, e.g.
B. by briefly placing under an infrared lamp or in a flame or in hot air, caused by partial polymerization to solidify. The next layer is immediately applied with a brush or spatula and partially polymerized, and this is continued until the blank is built up in the course of usually a few minutes. It is quite possible, by using different compositions, to obtain layers with different properties, such as colors, transparency, etc., which enable special effects. Only now is the object completely polymerized and homogenized, which can usually be done in the simple apparatus mentioned above, ground and possibly polished. This procedure is not known in the dental industry.
example
In preheated bowls, colored powdery polymer mixtures of methacrylic acid esters are made into a paste in a ratio of 1: 1 with triethylene glycol dimethacrylate to build up a jacket crown in layers. The polymer mixtures consist of 80 parts of methyl polymethacrylate and 20 parts of a copolymer prepared from 90 parts of methyl methacrylate and 10 parts of allyl methacrylate. The bowls with the differently colored dough masses are deaerated for 5 minutes at a pressure of 15 mm Hg.
Then the semi-liquid dough is applied in a thin layer with a sharp brush to a prepared stump model for a jacket crown, which has been provided with a silicone release layer. This layer is hardened in a stream of hot air, which takes a few seconds. This process (application and hardening in a stream of hot air) is then repeated with further compound with the color required in each case until the three layers required for a jacquard crown, namely neck, dentin and incisal, are built up. The model and structure are then cured (polymerized) in a heating chamber at 135 C for 8 minutes.
The crown is then removed from the model and ground and polished in the usual way. The physical and chemical properties as well as the color accuracy of the crown manufactured in this way are in no way inferior to a crown manufactured in a flask using the conventional press-cooking process.
Shell crowns can also be manufactured by the same method using a factory-made plastic tooth that is subsequently ground to form a front shell. The bond between the applied layers and the shell is so intimate that the two parts cannot be separated from one another.
Here, too, necessary corrections in shape and color are possible at any time by applying new layers and treating them as above.