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PATENTANSPRÜCHE
1. Porzellanüberzogene Metallkrone, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer mit einem Bindemittel und einer Schicht aus keramischem Material bedampften Metallkrone und einer Porzellanschicht als Überzug auf dem Schichtaufbau besteht.
2. Porzellanüberzogene Metallkrone nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material aus Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid oder einem Gemisch von Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid besteht.
3. Porzellanüberzogene Metallkrone nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schichtaufbau aus auf die Metallkrone aufgedampften Schichten eines Bindemittels, eines ein Bindemittel und ein keramisches Material enthaltenden Gemisches, eines keramischen Materials und gegebenenfalls eines Gemisches von einem keramischen Material und einem Porzellan, und einer Porzellanschicht als Überzug auf dem Schichtaufbau aufweist.
4. Porzellanüberzogene Metallkrone nach Patentansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Bindemittel und ein keramisches Material enthaltende Gemisch Zirkoniumdioxid enthält und dass die aufgedampfte Schicht von keramischem Material aus 10 bis 100 Gew. % Zirkoniumdioxid und 90 bis 0 Gew. Wo Aluminiumoxid besteht.
5. Porzellanüberzogene Metallkrone nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schichtaufbau mit einer Schicht eines Bindemittels, einer Schicht eines ein Bindemittel und ein keramisches Material enthaltenden Gemisches oder einer Schicht eines keramischen Materials und einer Schicht eines ein keramisches Material und ein Porzellan enthaltenden Gemisches, und einer Porzellanschicht als Überzug auf dem Schichtaufbau aufweist.
6. Porzellanüberzogene Metallkrone nach Patentansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material aus Zirkoniumdioxid besteht und dass das das keramische Material und ein Porzellan enthaltende Gemisch aus einem Gemisch von Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid und Porzellan besteht.
7. Verfahren zur Herstellung einer porzellanüberzogenen Metallkrone nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einer Dental-Gusslegierung eine Metallkrone giesst, darauf Schichten eines Bindemittels und eines keramischen Materials aufdampft und darauf eine Schicht von Porzellan aufbringt.
8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einer Dental-Gusslegierung eine Metallkrone giesst, darauf Schichten eines Bindemittels, eines ein Bindemittel und ein keramisches Material enthaltenden Gemisches, eines keramischen Materials und gegebenenfalls eines ein keramisches Material und ein Porzellan enthaltenden Gemisches aufdampft und danach eine Schicht aus Porzellan aufbringt.
9. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einer Dental-Gusslegierung eine Metallkrone giesst, darauf eine Schicht eines Bindemittels, eine Schicht eines ein Bindemittel und ein keramisches Material enthaltenden Gemisches oder eine Schicht eines keramischen Materials und eine Schicht eines ein keramisches Material und ein Porzellan enthaltenden Gemisches aufdampft und darauf eine Schicht eines Porzellans aufbringt.
Wenn die Zahnkrone infolge verschiedener Erkrankungen, wie Karies oder Paradentose, oder wegen eines Unfalls teilweise oder gänzlich verlorengeht, wird der zerstörte Teil mit Hilfe von Zahnersatz wiederhergestellt. Massgebend dafür sind ästhetische Gründe sowie die Wiedergewinnung der Kau- und Sprechfähigkeit. Kleine Löcher in der Zahnkrone werden mit der Inlay-Technik repariert, während grössere Schäden durch Zahnprothetik, beispielsweise durch künstliche Kronen, Brükken oder Prothesen, behoben werden.
Der natürliche Zahnschmelz hat eine Knoopsche Härte von 300 bis 350. Unter den in der Zahnheilkunde verwendeten Materialien hat nur Porzellan eine mit der der natürlichen Zähne vergleichbare hervorragende Härte. Ausserdem besitzt Porzellan überlegene chemische Stabilität und niedere Wärmeleitfähigkeit. Auch vom ästhetischen Standpunkt, beispielsweise in bezug auf Farbe und Transparenz, ist es im Vergleich zu metallischem Zahnersatz vorzuziehen.
Porzellan hat zwar eine hervorragende Druckfestigkeit, jedoch eine geringere Zug- und Scherfestigkeit. Aus diesem Grund wurden mit Porzellan überzogene Metallkronen entwickelt, die die hervorragende Festigkeit des Metalls mit den ästhetischen Eigenschaften und der ausgezeichneten Verschleissbeständigkeit des Porzellans vereinigen. Die bekannten porzellanüberzogenen Metallkronen haben jedoch noch einige Nachteile. Beispielsweise müssen die verwendeten Metallegierungen einen Schmelzpunkt haben, der höher liegt als die Brenntemperatur des Porzellans. Es werden Metallkronen aus Edelmetallegierungen, beispielsweise aus Platingoldlegierung, verwendet, da diese eine gute Verträglichkeit mit dem Porzellan aufweisen.
Diese Metallkronen müssen jedoch vor dem Überziehen mit dem Porzellan einer umständlichen Vorbehandlung unterzogen werden, beispielsweise müssen sie mit Flusssäure behandelt und entgast werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Kronen ist das Auftreten von Sprüngen in der Porzellanschicht. Diese entstehen infolge von Verformung in der Krone wegen des unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Metallkrone und des Porzellans und der dadurch hervorgerufenen mechanischen Spannungen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, porzellanüberzogene Metallkronen als Zahnersatz zu schaffen, die die vorstehend beschiebenen Nachteile der bekannten porzellan überzogenen Edelmetallkronen vermeiden und insbesondere eine längere Lebensdauer als diese aufweisen. Diese Aufgabe wird durch den überraschenden Befund gelöst, dass durch die Herstellung eines Schichtaufbaus aus einer Metallkrone, einem Bindemittel, einer Keramikschicht und einer Porzellanschicht ein Zahnersatz mit hervorragenden Eigenschaften erhalten wird.
Die Erfindung betrifft also porzellanüberzogene Metallkronen als Zahnersatz, bestehend aus einer mit einem Bindemittel und einer Schicht aus keramischem Material bedampften Metallkrone und einer Porzellanschicht als Überzug auf dem Schichtaufbau. Dabei können zur Herstellung der Metallkronen sogar Kobalt-Chrom- und Nickel-Chrom-Legierungen verwendet werden, bei denen bisher das Aufbrennen von Porzellan Schwierigkeiten bereitete. Der erfindungsgemässe Zahnersatz besitzt eine hervorragende Haftung zwischen der, Porzellanschicht und der Metallkrone, auch wenn Edelmetalllegierungen wie in den bekannten porzellanüberzogenen Metallkronen verwendet werden und auch wenn diese nicht entgast und mit Flusssäure behandelt werden.
Die erfindungsgemässe porzellanüberzogene Metallkrone besitzt also einen Schichtaufbau aus einer Schicht eines Bindemittels und einer Schicht aus keramischem Material, gegebenenfalls einer Schicht aus einem Gemisch des Bindemittels und des keramischen Materials, die auf die Metallkrone aufgedampft sind, und einer Schicht aus Porzellan als Überzug auf den vorstehenden Schichten,
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Zahnersatzes, wobei A einen vertikalen Schnitt und B einen horizontalen Schnitt durch die Krone darstellt. In Fig. 1 bedeutet 1 die Metallkrone, 2 die aufgedampfte Schicht des Bin
demittels, 3 die aufgedampfte Keramikschicht und 4 den Überzug aus der gebrannten Porzellanschicht.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Zahnersatzes, wobei A einen vertikalen Schnitt und B einen horizontalen Schnitt der Zahnkrone darstellt. In Fig. 2 bedeutet 1 eine Metallkrone, 2 eine aufgedampfte Schicht des Bindemittels, 3 eine aufgedampfte Schicht eines Gemisches von einem Zirkoniumdioxid enthaltenden keramischen Material und einem Bindemittel, 4 eine aufgedampfte poröse Schicht eines Gemisches aus keramischen Materialien, die vorwiegend aus Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid bestehen, und 5 den Überzug aus gebranntem Porzellan.
Durch die Einlagerung von Zirkoniumdioxid in die aufgedampften Schichten 3 und 4 in Fig. 2 kann ein Zahnersatz mit einer den natürlichen Zähnen ähnlichen Farbe in einem vergleichsweise einfachen Verfahren, wie dem Überziehen mit einem Dentinporzellan, erhalten werden. Das Überziehen mit einem undurchsichtigen Porzellan und dessen Brennen, das wesentlich zum Überdecken der Farbe des Metalls in den bekannten Produkten ist und eine relativ lange Herstellungszeit erfordert, kann ebenso entfallen wie die Verwendung weiterer teurer Materialien.
Durch eine Änderung des Mischverhältnisses von Zirkoniumdioxid und Aluminiumoxid in der aufgedampften Schicht 4 in Fig. 2 kann die Farbe des erhaltenen Zahnersatzes in einfacher Weise kontrolliert und von weiss bis schwach gelblich und undurchsichtig verändert werden.
Wenn die aufgedampfte Schicht aus einem Gemisch von keramischem Material und Porzellan besteht, kann der erfindungsgemässe Zahnersatz mit hervorragenden Eigenschaften in vergleichsweise kurzer Zeit erhalten werden, indem er nur mit einem Emailporzellan überzogen und gebrannt wird, ohne dass die Überzüge aus getrübtem und Dentinporzellan hergestellt werden müssen.
Die eingesetzten Metallkronen bestehen aus Dentalgusslegierungen mit einem Schmelzpunkt von mindestens 1 100O C, beispielsweise unedlen Metallegierungen aus 0 bis 80 Gewichtsprozent Kobalt, 5 bis 70 Gewichtsprozent Chrom und 0 bis 90 Gewichtsprozent Nickel. Gegebenenfalls können diese Legierungen noch Eisen, Molybdän, Silicium, Kohlenstoff, Wolfram, Mangan, Aluminium, Beryllium, Magnesium oder Kupfer enthalten. Es können auch Legierungen edler Metalle mit einem Gehalt von 25 bis 95 Gewichtsprozent Gold verwendet werden, die gegebenenfalls auch Silber, Platin, Palladium, Kupfer, Ruthenium, Zink, Eisen, Indium oder Zinn enthalten können. Spezielle Beispiele für verwendbare Legierungen sind Kobalt-Chrom, Kobalt-Chrom-Nickel-, Nickel Chrom-, Eisen-Kobalt-Chrom-Nickel- und Goldlegierungen.
In Tabelle I sind geeignete Legierungen und ihre Zusammensetzung aufgeführt.
Tabelle I Nr. Zusammensetzung der Legierungen (Gew. %)
Co Cr Ni Fe Mo Si C Au Pt Pd Andere Metalle
1 61,1 31,6 0,29 0,58 4,41 0,63 0,40 Mn=0,71, Al=0,01
2 64,7 27,9 0,6 5,7 1 0,3
3 60 29 W=l
4 62,1 31,4 0,1 0,6 5,8 0,16 0,15 Min=0,68
5 64,6 28,05 0,48 0,35 5,4 0,68 0,43 Al=0,06, Mg=0,10
6 60 30 1 5
7 62,5 26,2 2,1 1,7 5,1
8 60,7 26,7 2,7 2,6 5,8
9 15,4 24,6 54,3 0,71 4,31 0,45 0,013 Al=0,02, Cu=0,03 10 46 30 11 6 W=8 11 51,6 26,7 15,5 3,6 12 10 85 5 13 8,0 28,5 6,0 46,0 14 6,0 24,0 4,0 63,3 15 16 72 3 Al = 5, Mn = 4 16 12 81 2 Al=3, Be=2 17 87,0 4,0 8,0 Ag = 1,0
Als Grundierung für die vorwiegend aus keramischem Material bestehende aufgedampfte Schicht wird erfindungsgemäss ein Bindemittel verwendet.
Als Bindemittel können selbsthaftende Materialien verwendet werden, die auch auf glatten, nicht porösen Substraten bei niedriger Substrattemperatur haften, beispielsweise Molybdän, Tantal, Niob, ein pulverförmiges Gemisch von Nickel, Chrom und Aluminium oder ein pulverförmiges Gemisch von Nickel und Aluminium. Vorzugsweise wird ein pulverförmiges Gemisch von Nickel und Aluminium verwendet. Die Dicke der Bindemittelschicht kann in Abhängigkeit von der Art des Bindemittels und der erwünschten Haftfestigkeit variieren. Im allgemeinen beträgt die Dicke der Bindemittelschicht weniger als 500,um, vorzugsweise liegt sie im Bereich von 50 bis 150,um.
Die eingesetzten keramischen Materialien sind weiss oder schwach gelb und haben einen Schmelzpunkt von mindestens 1500O C. Spezielle Beispiele sind Metalloxide, wie Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid oder Titandioxid. Die Oxide können einzeln oder im Gemisch verwendet werden. Vorzugsweise wird Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid oder ein Gemisch der beiden verwendet, beispielsweise ein Gemisch von 10 bis 100 Gewichtsprozent Zirkoniumdioxid und 90 bis 0 Gewichtsprozent Aluminiumoxid. Das keramische Material kann ausserdem geringe Mengen Eisenoxid Fe2O3, Chromdioxid odere andere farbgebende Mittel enthalten.
Die Schicht aus keramischem Material wird auf die Bindemittelschicht in einer Dicke von höchstens 1000,um, vorzugsweise von 50 bis 500,um aufgedampft. Wenn eine Schicht aus einem Gemisch von Bindemittel und keramischen Material oder ein Gemisch von keramischem Material und Porzellan auf die Bindemittelschicht oder auf die Schicht aus keramischem Material aufgebracht wird, dann beträgt die Dicke der Schicht aus dem Gemisch von Bindemittel und keramischem Material im allgemeinen weniger als 1000 m, vorzugsweise 50 bis 500,um, und die Dicke der Schicht aus dem Gemisch von keramischem Material und Porzellan im allgemeinen weniger als 2000,am, vorzugsweise 50 bis 1000,um.
Als Porzellan können Materialien mit einer Brenntemperatur unter 11000 C eingesetzt werden, die fähig sind, einen Überzug zu bilden, beispielsweise Gemische, die vorwiegend Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Kaliumoxid, Natriumoxid, Zirkoniumdioxid, Titandioxid, Bariumoxid, Bortrioxid oder Zinndioxid enthalten. Spezielle Beispiele für verwendbare Porzellanarten sind bekannte Dentalporzellane, wie getrübte, Dentin-, Email- oder durchsichtige Porzellane zum Aufbrennen auf Dentalmetallkronen. Bei bestimmten Arten der aufgedampften ersten Schicht braucht getrübtes Porzellan oder getrübtes Dentinporzellan nicht verwendet werden. Getrübtes Porzellan bedeutet ein Material mit einem höheren Gehalt an Aluminiumoxid und einem geringeren Gehalt an Siliciumdioxid als das Dentin- oder Emailporzellan. Ein solches Porzellan bildet einen getrübten Überzug, der die Farbe des Metalls überdeckt.
Das Dentinporzellan wird normalerweise auf die getrübte Schicht aufgebracht und dient zur Form- und Farbgebung des Zahnes.
Die Arte der Herstellung der erfindungsgemässen Metallkronen ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt, doch wird normalerweise das bekannte Wachsgussverfahren angewendet. Beispielsweise wird eine zum Giessen von Metallkronen geeignete Legierung durch Erhitzen im Hochfrequenzfeld geschmolzen, danach schleudergegossen und schliesslich mechanisch in geeigneter Weise zu einer Metallkrone verarbeitet. Die erhaltene Metallkrone wird mit dem Sandstrahlgebläse behandelt.
Auf die vorbehandelte Oberfläche der Metallkrone werden folgende Schichten aufgebracht: a) 1) ein Bindemittel und 2) ein keramische Material oder ein Gemisch aus einem keramischen Material und einem Porzellan oder b) 1) ein Bindemittel, 2) ein Gemisch aus einem Bindemittel und einem keramischen Material und 3) ein keramisches Material und gegebenenfalls 4) ein Gemisch von einem keramischen Material und einem Porzellan oder c) 1) ein Bindemittel, 2) ein Gemisch aus einem Bindemittel und einem keramischen Material oder ein keramisches Material und 3) ein Gemisch aus einem keramischen Material und Porzellan.
Das Aufbringen vorstehender Schichten erfolgt nach einer Aufdampfmethode, d. h. durch Abscheiden des die Schicht bildenden Materials in geschmolzenem oder nahezu geschmolzenem Zustand, nachdem es durch Hitze oder elektrische Energie verdampft wurde. Vorzugsweise wird es durch ein Plasma aufgedampft, d h., das die Schicht bildende Material wird als Plasmastrahl durch Schmelzen im Lichtbogen erzeugt.
Bei der Verwendung eines Gemisches von einem Bindemittel und einem keramischen Material oder eines Gemisches von einem keramischen Material und einem Porzellan wird das Bindemittel im allgemeinen in einem Anteil von weniger als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches aus dem Bindemittel und dem keramischen Material, eingesetzt. Anderseits ist bei der Verwendung eines Gemisches von einem keramischen Material und einem Porzellan das Mischungsverhältnis nicht genau festgelegt und kann je nach der Art des gewünschten Verwendungszweck geändert werden.
Der Teil der Metallkrone, der nicht beschichtet werden soll, beispielsweise die Innenseite der Metallkrone, wird bereits vor der Behandlung mit dem Sandstrahlgebläse durch Abdecken beispielsweise mit Signierfarbe oder mit einem Aluminiumklebeband geschützt. Die abgedeckte Metallkrone wird mit verschiedenen Porzellanüberzügen versehen und in einem Vakuumofen gebrannt. Danach wird die Form des erhaltenen Produkts so ausgerichtet, dass sie mit den benachbarten Zähnen übereinstimmt. Schliesslich wird an der Luft der Glasurbrand durchgeführt. Das geeignete Porzellan wird je nach der Verwendung des Zahnersatzes aus den bekannten getrübten, Dentin- oder Emailporzellanen ausgewählt. Die Brenntemperatur des Porzellans hängt von der Art des verwendeten Materials ab, normalerweise liegt sie zwischen 800 und 1100 C.
Das Brennen des Porzellans wird vorzugsweise durch rasches Erhitzen auf die Brenntemperatur, beispielsweise 10000 C, und danach rasches Abkühlen durchgeführt, um eine Verformung des Produkts infolge Zerfliessen des Porzellans so klein wie möglich zu halten.
Die in den erfindungsgemässen porzellanüberzogenen Metallkronen infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Metallkrone und Porzellanüberzug entstandenen Spannungen können durch die in den aufgedampften Schichten enthaltenen Poren vermindert werden.
Ausserdem kann sogar in der kurzen Brennzeit eine genügende Haftung der Schichten erreicht werden, da das Bindemittel und das keramische Material als sehr dünne Schichten vorliegen.
Die Festigkeit des erfindungsgemäss erhaltenen Zahnersatzes wird mit dem Spallingtest gemessen. Es ist dies ein Abschrecktest, bei dem der Zahnersatz zunächst bei konstanter Temperatur 10 Minuten in einen elektrischen Ofen gestellt und danach in Eiswasser getaucht wird. Hierauf wird festgestellt, ob Sprünge aufgetreten sind.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Aus der Kobalt-Chromlegierung Nr. 6 in Tabelle I wird eine Metallkrone hergestellt.
Die Kobalt-Chromlegierung wird durch Erhitzen im Hochfrequenzfeld geschmolzen und danach schleudergegossen. Die erhaltene geschleuderte Legierung wird zu einer Metallkrone geschliffen. Ihr Gewicht beträgt etwa 0,7 g und ihre Dicke 0,35 bis 0,5 mm. Die untere Hälfte der äusseren Oberfläche der der Zunge zugewandten Seite und die gesamte Innenfläche der Metallkrone werden mit einem Aluminiumklebeband abgedeckt. Danach wird die derart geschützte Metallkrone mit dem Sandstrahlgebläse bei einem Druck von 2,1 kg/cm2 behandelt.
In einem Plasma-Aufdampfgerät wird ein Argon-Wasserstoff-Plasma erzeugt. Die Stromstärke des Lichtbogens beträgt 500 Ampere. Zunächst wird damit ein pulverförmiges Gemisch von Nickel und Aluminium auf die Metallkrone bis zu einer Schichtdicke von etwa 80,um aufgedampft. Dieses Pulvergemisch ist ein selbsthaftendes Bindemittel. Anschliessend wird als zweite Schicht mit einer Dicke von etwa 200 um ein Aluminiumoxidpulver aufgedampft.
Sodann werden verschiedene Porzellane, wie getrübtes, Dentin-, Email- und durchsichtiges Porzellan, nacheinander auf die vorstehend behandelte Metallkrone aufgebracht, um eine gute Abstimmung mit den benachbarten natürlichen Zähnen zu erreichen. Die derart behandelte Metallkrone wird durch rasches Erhitzen auf 1000" C im Vakuumofen gebrannt und danach rasch abgekühlt. Abschliessend wird durch rasches Erhitzen auf 1000" C an der Luft, gefolgt von raschem Abkühlen, der Glasurbrand hergestellt.
Die erhaltene Zahnkrone wird 6 Monate im Mund auf ihre Brauchbarkeit geprüft. Sie kann in befriedigender Weise ohne Bruch und Veränderung ihrer Farbe verwendet werden. Eine Beeinträchtigung des Zahnfleisches rund um den Zahn tritt nicht auf.
Die erhaltene Zahnkrone wird ausserdem nach dem Spalling-Test geprüft. Beim Erhitzen auf 400" C wird dabei keine Veränderung beobachtet. Mit einem Kompressionsprüfer wurde an der Zahnkrone eine Bruchfestigkeit von 120 kg gemessen.
Beispiel 2
Aus der Kobalt-Chromlegierung Nr. 6 in Tabelle I wird eine Metallkrone hergestellt und gemäss Beispiel 1 abgedeckt und mit dem Sandstrahlgebläse behandelt.
Mit einem Plasmaaufdampfgerät wird ein Argon-Wasserstoff-Plasma erzeugt. Die Stromstärke des Lichtbogens beträgt 500 Ampere. Damit wird zuerst ein pulverförmiges Gemisch von Nickel und Aluminium auf die Metallkrone in einer Dicke von etwa 80,um aufgedampft. Das Gemisch ist ein selbsthaftendes Bindemittel. Hierauf wird als zweite Schicht ein Gemisch von 10 Gewichtsprozent eines pulverförmigen Gemisches von Nickel und Aluminium und 90 Gewichtsprozent Zirkoniumdioxid in einer Dicke von etwa 100,um aufgedampft. Als dritte Schicht wird schliesslich in einer Dicke von etwa 100,um ein pulverförmiges Gemisch von 45 Gewichtsprozent Zirkoniumdioxid, 45 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 10 Gewichtsprozent Dentin-Porzellan aufgedampft.
Um die Farbe der Zahnkrone derjenigen der natürlichen Zähne anzupassen, wird eine weitere geringe Menge Dentin Porzellan aufgetragen. Die derart behandelte Metallkrone wird anschliessend durch rasches Erhitzen auf 1000" C im Vakuumofen gebrannt und danach rasch abgekühlt. Sodann wird noch eine Schicht von Emailporzellan aufgebracht. Die Krone wird dann an der Luft rasch auf 1000" C erhitzt und danach rasch abgekühlt.
Die erhaltene Zahnkrone wird 5 Monate im Mund auf ihre Brauchbarkeit geprüft. Sie kann in befriedigender Weise ohne Bruch und Veränderung ihrer Farbe verwendet werden. Eine Beeinträchtigung des Zahnfleisches rund um den Zahn tritt nicht auf.
Die Zahnkrone wird auch nach dem Spalling-Test geprüft.
Bei 430" C wird keine Veränderung beobachtet.
Eine weitere Zahnkrone wird wie vorstehend beschrieben hergestellt, jedoch mit der Änderung, dass als dritte Schicht ein Gemisch von 50 Gewichtsprozent Zirkoniumdioxid und 50 Gewichtsprozent Aluminiumoxid statt des Gemisches von 45 Gewichtsprozent Zirkoniumdioxid, 45 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 10 Gewichtsprozent Dentin-Porzellan aufgedampft wird. Die erhaltene Krone wird ebenfalls nach dem Spalling-Test untersucht. Auch hier wird bei 430" C keine Veränderung der Zahnkrone festgestellt.
Beispiel 3
Gemäss Beispiel 1 wird eine Zahnkrone hergestellt. Es wird jedoch anstelle der Kobalt-Chromlegierung die Nickel Chromlegierung Nr. 15 in Tabelle I zur Herstellung der Metallkrone verwendet.
Während der Herstellung der Zahnkrone wird kein Abheben oder Brechen der Porzellanschicht beobachtet. Auch bei der Untersuchung im Spalling-Test wird bei 400" C keine Ver änderung der Zahnkrone beobachtet.
Wenn dagegen die Metallkrone aus der gleichen Nickel Chromlegierung mit dem Sandstrahlgebläse behandelt und dann gemäss Beispiel 1 mit getrübtem, Dentin-, Email- und durchsichtigem Porzellan versehen wird, jedoch davor nicht mit dem Plasma bedampft wird, dann bricht die dabei erhaltene Zahnkrone im Spalling-Test bereits bei etwa 250 C.
Beispiel 4
Gemäss Beispiel 1 wird eine Metallkrone hergestellt. Es wird jedoch anstelle der Kobalt-Chromlegierung die Goldlegierung Nr. 17 in Tabelle I verwendet. Die Metallkrone wird gemäss Beispiel 1 abgedeckt und mit dem Sandstrahlgebläse behandelt.
Gemäss Beispiel 1 wird in dem Plasma-Aufdampfgerät ein Argon-Wasserstoffplasma erzeugt. Die Stromstärke des Lichtbogens beträgt 500 Ampere. Damit wird zunächst ein pulverförmiges Gemisch von Nickel und Aluminium auf die Metallkrone in einer Dicke von etwa 80 m aufgedampft. Das Gemisch ist ein selbsthaftendes Bindemittel. Danach wird als zweite Schicht in einer Dicke von etwa 200,um ein Zirkoniumdioxidpulver aufgedampft.
Hierauf wird die Metallkrone gemäss Beispiel 2 weiterbehandelt.
Während der Herstellung der Zahnkrone wird kein Abheben oder Brechen der Porzellanschicht beobachtet. Die erhaltene Zahnkrone wird im Spalling-Test bei 400" C untersucht.
Dabei wird keine Veränderung festgestellt.
Obwohl kein getrübtes Porzellan verwendet wird, ist die Farbe des Goldes vollständig überdeckt und die Farbe der Zahnkrone ist gut mit der Farbe der benachbarten natürlichen Zähne abgestimmt.
Zum Vergleich wird eine bekannte porzellanüberzogene Metallkrone hergestellt. Dazu wird eine Metallkrone aus der vorstehend verwendeten Goldlegierung mit Flusssäure behandelt und danach entgast. Hierauf wird getrübtes-, Dentin- und Emailporzellan aufgebracht und die erhaltene Krone gebrannt.
Die erhaltene Zahnkrone bricht bei der Untersuchung im Spalling-Test bereits bei 2500 C.
Die Bruchfestigkeit der Zahnkronen dieses Beispiels wird in einem Kompressionsgerät gemessen. Die erfindungsgemässe Zahnkrone hat dabei eine Bruchfestigkeit von 45 kg, die nach dem bekannten Verfahren hergestellte jedoch nur eine von 30 kg.
Beispiel 5
Eine Metallkrone wird aus der Goldlegierung Nr. 17 in Tabelle I hergestellt und gemäss Beispiel 1 abgedeckt und mit dem Sandstrahlgebläse behandelt.
Gemäss Beispiel 1 wird mit dem Plasma-Aufdampfgerät zunächst ein pulverförmiges Gemisch von Nickel und Aluminium auf die Oberfläche der Metallkrone in einer Dicke von etwa 80,um aufgedampft. Darauf wird als zweite Schicht mit einer Dicke von etwa 250,um Zirkoniumdioxid aufgedampft. Als dritte Schicht mit einer Dicke von 200 bis 1500,um wird ein Gemisch von 25 Gewichtsprozent Zirkoniumdioxid, 25 Gewichtsprozent Aluminiumoxid und 50 Gewichtsprozent Dentin Porzellan aufgedampft. Hierauf wird die Form der Krone mit einem Diamantwerkzeug korrigiert. Als vierte Schicht wird danach ein Emailporzellan aufgetragen.
Anschliessend wird die erhaltene Zahnkrone wie in Beispiel 1 beschrieben gebrannt.
Die erhaltene Zahnkrone hat eine ansprechende Farbe, und ihre Form kann leicht mechanisch korrigiert werden. Bei der Herstellung der Zahnkrone wird kein Bruch der Porzellanschicht beobachtet. Bei der Prüfung im Spalling-Test wird bei 400" C keine Veränderung der Zahnkrone festgestellt.
Während das Aufbringen von Porzellan auf die Metallkrone bisher für sehr schwierig gehalten wurde, kann es erfindungsgemäss in einfacher Weise durchgeführt werden, indem auf die Metallkrone zunächst eine Schicht aus keramischem Material aufgedampft wird. Dabei können Zahnkronen von hervorragender Festigkeit erhalten werden, die auch hohen ästhetischen Anforderungen genügen.
Wenn die auf die Metallkrone aufgedampfte Schicht aus keramischem Material vorwiegend Zirkoniumdioxid enthält, dann kann eine Zahnkrone mit ausgezeichneter Härte und mit einer den natürlichen Zähnen ähnlichen Farbe in verhältnismässig kurzer Zeit erhalten werden, ohne dass ein getrübtes Porzellan verwendet werden muss. Wenn ein Gemisch aus keramischem Material und Porzellan auf die Metallkrone aufgedampft wird, dann ist es nicht mehr nötig, verschiedene Porzellansorten aufzutragen, sondern durch die Verwendung eines Emailporzellans allein werden bereits die erwünschten Zahnkronen erhalten. Die Gestalt der erhaltenen Zahnkrone kann leicht mechanisch korrigiert werden.
Da erfindungsgemäss dünne poröse Schichten zwischen der Metallkrone und der Porzellanschicht aufgedampft werden, wird die Verformung der porzellanüberzogenen Metallkrone infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Metallkrone und des Porzellans vermindert. Ausserdem wird eine gute Verträglichkeit von Metallkrone und Porzellan erreicht. Die erfindungsgemässen Zahnkronen haben im Vergleich zu bekannten Zahnkronen beispielsweise aus Gold-Palladium-Platinlegierungen eine überlegene Bruchfe Festigkeit
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PATENT CLAIMS
1. Porcelain-coated metal crown, characterized in that it consists of a metal crown vapor-deposited with a binding agent and a layer of ceramic material and a porcelain layer as a coating on the layer structure.
2. Porcelain-coated metal crown according to claim 1, characterized in that the ceramic material consists of aluminum oxide, zirconium dioxide or a mixture of zirconium dioxide and aluminum oxide.
3. Porcelain-coated metal crown according to claim 1, characterized in that it has a layer structure of layers of a binder vapor-deposited onto the metal crown, a mixture containing a binder and a ceramic material, a ceramic material and optionally a mixture of a ceramic material and a porcelain, and a porcelain layer as a coating on the layer structure.
4. Porcelain-coated metal crown according to claims 1 and 3, characterized in that the mixture containing a binder and a ceramic material contains zirconium dioxide and that the vapor-deposited layer of ceramic material consists of 10 to 100% by weight of zirconium dioxide and 90 to 0% by weight of aluminum oxide .
5. Porcelain-coated metal crown according to claim 1, characterized in that it has a layer structure with a layer of a binder, a layer of a mixture containing a binder and a ceramic material or a layer of a ceramic material and a layer of a mixture containing a ceramic material and a porcelain , and a porcelain layer as a coating on the layer structure.
6. Porcelain-coated metal crown according to claims 1 and 5, characterized in that the ceramic material consists of zirconium dioxide and that the mixture containing the ceramic material and a porcelain consists of a mixture of zirconium dioxide, aluminum oxide and porcelain.
7. A method for producing a porcelain-coated metal crown according to claim 1, characterized in that a metal crown is cast from a dental casting alloy, layers of a binding agent and a ceramic material are evaporated thereon and a layer of porcelain is applied thereon.
8. The method according to claim 7, characterized in that a metal crown is poured from a dental casting alloy, layers of a binder, a mixture containing a binding agent and a ceramic material, a ceramic material and optionally a mixture containing a ceramic material and a porcelain vaporized and then applied a layer of porcelain.
9. The method according to claim 7, characterized in that a metal crown is cast from a dental casting alloy, a layer of a binder, a layer of a mixture containing a binder and a ceramic material or a layer of a ceramic material and a layer of a ceramic material Material and a mixture containing porcelain is vapor-deposited and a layer of porcelain is applied thereon.
If the tooth crown is partially or completely lost as a result of various diseases, such as tooth decay or paradentosis, or due to an accident, the destroyed part is restored with the help of dentures. Aesthetic reasons and the regaining of chewing and speaking skills are decisive for this. Small holes in the tooth crown are repaired with the inlay technique, while larger damage is repaired by dental prosthetics, for example by artificial crowns, bridges or prostheses.
Natural tooth enamel has a Knoop hardness of 300 to 350. Among the materials used in dentistry, only porcelain has an excellent hardness comparable to that of natural teeth. In addition, porcelain has superior chemical stability and low thermal conductivity. It is also preferable to metal dentures from an aesthetic point of view, for example with regard to color and transparency.
Porcelain has excellent compressive strength, but less tensile and shear strength. For this reason, porcelain-coated metal crowns have been developed which combine the excellent strength of the metal with the aesthetic properties and excellent wear resistance of porcelain. However, the known porcelain-coated metal crowns still have some disadvantages. For example, the metal alloys used must have a melting point that is higher than the firing temperature of the porcelain. Metal crowns made from noble metal alloys, for example from platinum alloy, are used, as these have good compatibility with the porcelain.
However, these metal crowns must be subjected to a complicated pretreatment before being coated with the porcelain, for example they must be treated with hydrofluoric acid and degassed. Another disadvantage of the known crowns is the appearance of cracks in the porcelain layer. These arise as a result of deformation in the crown due to the different thermal expansion coefficients of the metal crown and the porcelain and the resulting mechanical stresses.
The invention is therefore based on the object of creating porcelain-coated metal crowns as dental prostheses which avoid the disadvantages of the known porcelain-coated precious metal crowns described above and in particular have a longer service life than these. This object is achieved by the surprising finding that a dental prosthesis with excellent properties is obtained by producing a layer structure from a metal crown, a binding agent, a ceramic layer and a porcelain layer.
The invention thus relates to porcelain-coated metal crowns as dental prostheses, consisting of a metal crown vapor-deposited with a binding agent and a layer of ceramic material and a porcelain layer as a coating on the layer structure. In this case, cobalt-chromium and nickel-chromium alloys can even be used to manufacture the metal crowns, which were previously difficult to burn on porcelain. The dental prosthesis according to the invention has excellent adhesion between the porcelain layer and the metal crown, even if noble metal alloys are used as in the known porcelain-coated metal crowns and even if these are not degassed and treated with hydrofluoric acid.
The porcelain-coated metal crown according to the invention thus has a layer structure of a layer of a binding agent and a layer of ceramic material, optionally a layer of a mixture of the binding agent and the ceramic material, which are vapor-deposited on the metal crown, and a layer of porcelain as a coating on the above Layers,
Fig. 1 shows an embodiment of the tooth replacement according to the invention, with A representing a vertical section and B a horizontal section through the crown. In Fig. 1, 1 denotes the metal crown, 2 the vapor-deposited layer of the bin
demittels, 3 the vapor-deposited ceramic layer and 4 the coating of the fired porcelain layer.
2 shows another embodiment of the tooth replacement according to the invention, A representing a vertical section and B a horizontal section of the tooth crown. In Fig. 2, 1 denotes a metal crown, 2 an evaporated layer of the binder, 3 an evaporated layer of a mixture of a zirconium dioxide-containing ceramic material and a binder, 4 an evaporated porous layer of a mixture of ceramic materials consisting mainly of zirconium dioxide and aluminum oxide , and 5 the fired porcelain cover.
By incorporating zirconium dioxide into the vapor-deposited layers 3 and 4 in FIG. 2, a tooth replacement with a color similar to that of natural teeth can be obtained in a comparatively simple process, such as coating with dentine porcelain. The coating with an opaque porcelain and its firing, which is essential for masking the color of the metal in the known products and which requires a relatively long production time, can be dispensed with, as can the use of other expensive materials.
By changing the mixing ratio of zirconium dioxide and aluminum oxide in the vapor-deposited layer 4 in FIG. 2, the color of the tooth replacement obtained can be controlled in a simple manner and changed from white to slightly yellowish and opaque.
If the vapor-deposited layer consists of a mixture of ceramic material and porcelain, the dental prosthesis according to the invention with excellent properties can be obtained in a comparatively short time by only covering it with an enamel porcelain and firing it, without the need to produce the coatings from tarnished and dentine porcelain .
The metal crowns used consist of dental casting alloys with a melting point of at least 1100 ° C., for example base metal alloys composed of 0 to 80 percent by weight cobalt, 5 to 70 percent by weight chromium and 0 to 90 percent by weight nickel. If necessary, these alloys can also contain iron, molybdenum, silicon, carbon, tungsten, manganese, aluminum, beryllium, magnesium or copper. It is also possible to use alloys of noble metals with a gold content of 25 to 95 percent by weight, which may also contain silver, platinum, palladium, copper, ruthenium, zinc, iron, indium or tin. Specific examples of alloys that can be used are cobalt-chromium, cobalt-chromium-nickel, nickel-chromium, iron-cobalt-chromium-nickel and gold alloys.
Table I lists suitable alloys and their composition.
Table I No. Composition of the alloys (% by weight)
Co Cr Ni Fe Mo Si C Au Pt Pd Other metals
1 61.1 31.6 0.29 0.58 4.41 0.63 0.40 Mn = 0.71, Al = 0.01
2 64.7 27.9 0.6 5.7 1 0.3
3 60 29 W = l
4 62.1 31.4 0.1 0.6 5.8 0.16 0.15 min = 0.68
5 64.6 28.05 0.48 0.35 5.4 0.68 0.43 Al = 0.06, Mg = 0.10
6 60 30 1 5
7 62.5 26.2 2.1 1.7 5.1
8 60.7 26.7 2.7 2.6 5.8
9 15.4 24.6 54.3 0.71 4.31 0.45 0.013 Al = 0.02, Cu = 0.03 10 46 30 11 6 W = 8 11 51.6 26.7 15.5 3 , 6 12 10 85 5 13 8.0 28.5 6.0 46.0 14 6.0 24.0 4.0 63.3 15 16 72 3 Al = 5, Mn = 4 16 12 81 2 Al = 3 , Be = 2 17 87.0 4.0 8.0 Ag = 1.0
According to the invention, a binder is used as a primer for the vapor-deposited layer, which consists predominantly of ceramic material.
Self-adhesive materials that also adhere to smooth, non-porous substrates at low substrate temperatures can be used as binders, for example molybdenum, tantalum, niobium, a powdery mixture of nickel, chromium and aluminum or a powdery mixture of nickel and aluminum. A powdery mixture of nickel and aluminum is preferably used. The thickness of the make coat can vary depending on the type of binder and the desired bond strength. In general, the thickness of the binder layer is less than 500 μm, preferably it is in the range from 50 to 150 μm.
The ceramic materials used are white or pale yellow and have a melting point of at least 1500 ° C. Specific examples are metal oxides such as aluminum oxide, zirconium dioxide or titanium dioxide. The oxides can be used individually or as a mixture. Preferably, aluminum oxide, zirconium dioxide or a mixture of the two is used, for example a mixture of 10 to 100 percent by weight zirconium dioxide and 90 to 0 percent by weight aluminum oxide. The ceramic material can also contain small amounts of iron oxide Fe2O3, chromium dioxide or other coloring agents.
The layer of ceramic material is vapor-deposited onto the binder layer in a thickness of at most 1000 μm, preferably from 50 to 500 μm. If a layer of a mixture of binder and ceramic material or a mixture of ceramic material and porcelain is applied to the binder layer or to the layer of ceramic material, then the thickness of the layer of the mixture of binder and ceramic material is generally less than 1000 μm, preferably 50 to 500 μm, and the thickness of the layer composed of the mixture of ceramic material and porcelain is generally less than 2000 μm, preferably 50 to 1000 μm.
Materials with a firing temperature below 11000 C that are capable of forming a coating can be used as porcelain, for example mixtures that predominantly contain silicon dioxide, aluminum oxide, calcium oxide, potassium oxide, sodium oxide, zirconium dioxide, titanium dioxide, barium oxide, boron trioxide or tin dioxide. Specific examples of types of porcelain that can be used are known dental porcelains, such as clouded, dentin, enamel or transparent porcelains to be fired onto dental metal crowns. With certain types of vapor-deposited first layer, opaque porcelain or opaque dentine porcelain need not be used. Opaque porcelain means a material with a higher content of aluminum oxide and a lower content of silicon dioxide than the dentin or enamel porcelain. Such porcelain forms a cloudy coating that covers the color of the metal.
The dentin porcelain is usually applied to the clouded layer and is used to shape and color the tooth.
The way of manufacturing the metal crowns of the present invention is not limited to a specific method, but the known wax casting method is normally used. For example, an alloy suitable for casting metal crowns is melted by heating in a high-frequency field, then centrifugally cast and finally mechanically processed into a metal crown in a suitable manner. The metal crown obtained is treated with the sandblasting fan.
The following layers are applied to the pretreated surface of the metal crown: a) 1) a binder and 2) a ceramic material or a mixture of a ceramic material and a porcelain or b) 1) a binder, 2) a mixture of a binder and a ceramic material and 3) a ceramic material and optionally 4) a mixture of a ceramic material and a porcelain or c) 1) a binder, 2) a mixture of a binder and a ceramic material or a ceramic material and 3) a mixture of a ceramic material and porcelain.
The above layers are applied using a vapor deposition method; H. by depositing the material forming the layer in a molten or nearly molten state after it has been vaporized by heat or electrical energy. It is preferably vapor deposited by a plasma, i.e. the material forming the layer is generated as a plasma jet by melting in an electric arc.
When using a mixture of a binder and a ceramic material or a mixture of a ceramic material and a porcelain, the binder is generally in a proportion of less than 50 percent by weight, preferably from 5 to 20 percent by weight, based on the total weight of the mixture the binder and the ceramic material. On the other hand, when a mixture of a ceramic material and a porcelain is used, the mixing ratio is not precisely determined and can be changed depending on the kind of intended use.
The part of the metal crown that is not to be coated, for example the inside of the metal crown, is already protected before treatment with the sandblasting blower by covering, for example, with marking paint or with aluminum adhesive tape. The covered metal crown is provided with various porcelain coatings and fired in a vacuum furnace. After that, the shape of the product obtained is aligned to match the adjacent teeth. Finally, the glaze firing is carried out in the air. The suitable porcelain is selected from the well-known clouded, dentin or enamel porcelains depending on the use of the dental prosthesis. The firing temperature of the porcelain depends on the type of material used, usually between 800 and 1100 C.
The firing of the porcelain is preferably carried out by rapid heating to the firing temperature, for example 10,000 ° C., and then rapid cooling in order to keep deformation of the product as a result of the deliquescence of the porcelain as small as possible.
The stresses that arise in the porcelain-coated metal crowns according to the invention as a result of the different thermal expansion coefficients of the metal crown and the porcelain coating can be reduced by the pores contained in the vapor-deposited layers.
In addition, sufficient adhesion of the layers can be achieved even in the short firing time, since the binder and the ceramic material are present as very thin layers.
The strength of the tooth replacement obtained according to the invention is measured using the spalling test. This is a quenching test in which the denture is first placed in an electric oven at a constant temperature for 10 minutes and then immersed in ice water. It is then determined whether jumps have occurred.
The examples illustrate the invention.
example 1
A metal crown is made from cobalt-chromium alloy No. 6 in Table I.
The cobalt-chromium alloy is melted by heating in a high-frequency field and then centrifugally cast. The resulting spun alloy is ground into a metal crown. Their weight is about 0.7 g and their thickness is 0.35 to 0.5 mm. The lower half of the outer surface of the side facing the tongue and the entire inner surface of the metal crown are covered with aluminum tape. The metal crown thus protected is then treated with the sandblasting blower at a pressure of 2.1 kg / cm2.
An argon-hydrogen plasma is generated in a plasma vapor deposition device. The current of the arc is 500 amps. First, a powdery mixture of nickel and aluminum is vapor-deposited onto the metal crown up to a layer thickness of about 80 μm. This powder mixture is a self-adhesive binder. Then an aluminum oxide powder is vapor-deposited as a second layer with a thickness of about 200 μm.
Various porcelains, such as clouded, dentin, enamel and transparent porcelain, are then applied one after the other to the metal crown treated above in order to achieve a good match with the neighboring natural teeth. The metal crown treated in this way is fired by rapid heating to 1000 "C in a vacuum furnace and then rapidly cooled. Finally, the glaze firing is produced by rapid heating to 1000" C in air, followed by rapid cooling.
The dental crown obtained is examined for its usability in the mouth for 6 months. It can be used in a satisfactory manner without breaking and changing its color. There is no impairment of the gums around the tooth.
The tooth crown obtained is also checked according to the spalling test. No change is observed on heating to 400 ° C. A compression tester measured a breaking strength of 120 kg on the tooth crown.
Example 2
A metal crown is made from the cobalt-chromium alloy No. 6 in Table I and is covered according to Example 1 and treated with the sandblasting fan.
An argon-hydrogen plasma is generated with a plasma vapor deposition device. The current of the arc is 500 amps. A powdery mixture of nickel and aluminum is first vapor-deposited onto the metal crown to a thickness of about 80 μm. The mixture is a self-adhesive binder. A mixture of 10 percent by weight of a powdery mixture of nickel and aluminum and 90 percent by weight of zirconium dioxide is vapor-deposited onto this as a second layer to a thickness of about 100 μm. Finally, as a third layer, a powdery mixture of 45 percent by weight zirconium dioxide, 45 percent by weight aluminum oxide and 10 percent by weight dentin porcelain is vapor-deposited to a thickness of about 100.
In order to match the color of the tooth crown to that of the natural teeth, another small amount of dentin porcelain is applied. The metal crown treated in this way is then fired by rapid heating to 1000 "C in a vacuum furnace and then rapidly cooled. A layer of enamel porcelain is then applied. The crown is then quickly heated to 1000" C in the air and then rapidly cooled.
The tooth crown obtained is examined for its usefulness in the mouth for 5 months. It can be used in a satisfactory manner without breaking and changing its color. There is no impairment of the gums around the tooth.
The tooth crown is also checked after the spalling test.
At 430 "C no change is observed.
Another tooth crown is produced as described above, but with the change that a mixture of 50 percent by weight zirconium dioxide and 50 percent by weight aluminum oxide is vapor-deposited instead of the mixture of 45 percent by weight zirconium dioxide, 45 percent by weight aluminum oxide and 10 percent by weight dentin porcelain as the third layer. The crown obtained is also examined after the spalling test. Here, too, no change in the tooth crown is found at 430 ° C.
Example 3
According to example 1, a tooth crown is produced. However, instead of the cobalt-chromium alloy, the nickel-chromium alloy No. 15 in Table I is used to make the metal crown.
No lifting or breaking of the porcelain layer is observed during the manufacture of the tooth crown. Even when examining in the spalling test, no change in the tooth crown is observed at 400.degree.
If, on the other hand, the metal crown made of the same nickel-chromium alloy is treated with the sandblasting blower and then provided with tarnished, dentin, enamel and transparent porcelain according to Example 1, but not previously vaporized with the plasma, then the resulting tooth crown breaks in the spalling Test already at about 250 C.
Example 4
According to example 1, a metal crown is produced. However, gold alloy No. 17 in Table I is used instead of the cobalt-chromium alloy. The metal crown is covered according to Example 1 and treated with the sandblasting fan.
According to Example 1, an argon-hydrogen plasma is generated in the plasma vapor deposition device. The current of the arc is 500 amps. A powdery mixture of nickel and aluminum is first vaporized onto the metal crown to a thickness of about 80 m. The mixture is a self-adhesive binder. A zirconium dioxide powder is then vapor-deposited as a second layer to a thickness of about 200.
The metal crown is then treated further according to Example 2.
No lifting or breaking of the porcelain layer is observed during the manufacture of the tooth crown. The tooth crown obtained is examined in the spalling test at 400.degree.
No change is found.
Although no tarnished porcelain is used, the color of the gold is completely covered and the color of the tooth crown is well coordinated with the color of the neighboring natural teeth.
For comparison, a known porcelain-coated metal crown is made. For this purpose, a metal crown made of the gold alloy used above is treated with hydrofluoric acid and then degassed. Clouded, dentin and enamel porcelain is then applied and the crown obtained is fired.
The resulting tooth crown breaks when examined in the spalling test at 2500 C.
The breaking strength of the tooth crowns in this example is measured in a compression device. The tooth crown according to the invention has a breaking strength of 45 kg, but that produced by the known method only has a strength of 30 kg.
Example 5
A metal crown is made from gold alloy No. 17 in Table I and covered according to Example 1 and treated with the sandblasting fan.
According to Example 1, a powdery mixture of nickel and aluminum is first vapor-deposited onto the surface of the metal crown in a thickness of about 80 μm using the plasma vapor deposition device. Zirconium dioxide is vapor-deposited thereon as a second layer with a thickness of about 250 μm. A mixture of 25 percent by weight of zirconium dioxide, 25 percent by weight of aluminum oxide and 50 percent by weight of dentine porcelain is vapor-deposited as a third layer with a thickness of 200 to 1500 μm. The shape of the crown is then corrected with a diamond tool. An enamel porcelain is then applied as the fourth layer.
The tooth crown obtained is then fired as described in Example 1.
The resulting tooth crown has an attractive color and its shape can easily be corrected mechanically. No breakage of the porcelain layer was observed during the manufacture of the tooth crown. When testing in the spalling test, no change in the tooth crown is found at 400 ° C.
While the application of porcelain to the metal crown has hitherto been considered very difficult, according to the invention it can be carried out in a simple manner in that a layer of ceramic material is first vapor-deposited onto the metal crown. Dental crowns of excellent strength can be obtained, which also meet high aesthetic requirements.
If the layer of ceramic material vapor-deposited on the metal crown contains mainly zirconium dioxide, then a tooth crown with excellent hardness and with a color similar to natural teeth can be obtained in a relatively short time without having to use opaque porcelain. If a mixture of ceramic material and porcelain is vapor-deposited onto the metal crown, then it is no longer necessary to apply different types of porcelain, but the desired tooth crowns are obtained by using an enamel porcelain alone. The shape of the tooth crown obtained can easily be corrected mechanically.
Since, according to the invention, thin porous layers are vapor-deposited between the metal crown and the porcelain layer, the deformation of the porcelain-coated metal crown due to the different thermal expansion coefficients of the metal crown and the porcelain is reduced. In addition, a good compatibility of metal crown and porcelain is achieved. The tooth crowns according to the invention have a superior breaking strength compared to known tooth crowns made, for example, from gold-palladium-platinum alloys