DD245360B1

DD245360B1 - Dentalmaterial fuer kuenstlichen zahnersatz und verfahren zur seiner herstellung

Info

Publication number: DD245360B1
Application number: DD28581385A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Gehre; Dietrich Goetz; Renate Lorenz; Rainer Korf
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1985-12-31
Filing date: 1985-12-31
Publication date: 1988-03-02
Also published as: DD245360A1

Description

aufweist, wobei das a-Aluminiumoxid einen Kristallitdurchmesservon3-^60^m mit einem mittleren Durchmesser von 20μ, besitzt und dessen Anteil am Versatz 44 bis 46,4Gew.-% beträgt.

2. Verfahren zur Herstellung des Dentalmaterials nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Feldspat/Quarzschmelze bei Temperaturen von 1 200 bis 1 230⁰C für 15 bis 18 Stunden einem oxydierenden Brand unterworfen, nach Mahlen und Klassieren mit Lithiumcarbonat versetzt, bei Temperaturen von 1 200 bis 1230⁰C für 20 bis 30 min gesintert sowie anschließend gemahlen und klassiert wird und die im Ergebnis dessen erhaltene pulverisierte Grundschmelze mit dem kristallinen wasserfreien a-Aluminiumoxid gemischt wird

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Dentalgemisch für den Aufbau ganzkeramischer Zahnersatzkronen und -brücken, bestehend aus einer silikatischen Grundschmelze mit verstärkendem Aluminiumoxid, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Dentalmaterials.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Verwendung von keramischen Werkstoffen auf der Basis von Aluminiumoxid, Siliziumnitriden und -karbiden sowie Boriden ist erheblich verstärkt worden. Ursache dafür sind ihre guten Korrosions-, Verschleiß- und Hochtemperatureigenschaften sowie ihre Biokompatibilität. Vor allem letzteres Merkmal ist ein wesentlicher Ausgangspunkt, daß die bionierte Oxidkeramik Eingang in die Zahnheilkunde und dabei vorzugsweise in die Prothetik gefunden hat.

Der Anwendung der hochreinen Aluminiumoxidkeramik sind durch die für den Brand erforderlichen hohen Temperaturen von ca. 1 800⁰C im herkömmlichen zahntechnischen Labor Grenzen gesetzt.

Nach der DE-AS 1 296301 ist ein Verfahren zum Herstellen von Dentalprodukten und-Dentalersatz bekannt, bestehend aus einer feuerfesten Oxidmasse, die wenigstens 60Gew.-% Aluminiumoxid, Titanoxid oder Zirkondioxid oder ein Gemisch derselben enthält, und der Rest hauptsächlich Siliziumoxid ist. Die Masse wird in die gewünschte Form gebracht und bei einerTemperatur zwischen 1300⁰C und 175O⁰C unter Sinterung und Rekristallisieren des Oxids gebrannt und anschließend wird eine Schicht Zahnporzellan oder Tonerdeporzellan auf den Oxidkörper aufgebrannt.

Das in der DE-OS 1 491 042 vorgeschlagene Dentalmaterial besteht aus einem feuerfesten Oxid und einem glasbildenden Material. Das erfindungsgemäße Gemisch enthält 20 bis 75Gew.-% die schwerschmelzbaren Oxide Aluminiumoxid und/oder Titanoxid und/oder Zirkonoxid in einer Teilchengröße von 10/um bis 200,um sowie ein matrixbildendes Material aus Feldspat, Borsilikatglas oder Dentalporzellan. Das Oxid kann ausschließlich, rekristallisiertes oder vorgeschmolzenes Aluminiumoxid

Das calcinierte Aluminiumoxid wird im Lichtbogenofen geschmolzen, zu Körnern gemahlen, mit dem pulverförmigen Dentalporzellan gemischt und anschließend in Formen gebracht und gebrannt.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Dentalmaterial mit höherer mechanischer Bruchfestigkeit, guter Modellierfähigkeit, einem spannungsarmen Verhalten und guten Opakereigenschaften zu entwickeln, um den Nachteil der Bruchgefährdung von Dentalkeramik für festsitzenden Zahnersatz unter Mundhöhleneinflüssen zu reduzieren und diesem ein hohes optischästhetisches Aussehen zu verleihen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dentalmaterial mit verstärkenden Aluminiumoxid-Kristalliten herzustellen, das einen solchen thermisch linearen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, daß eine stabilere Verbindung zwischen dem Dentalmaterial und einer weiteren aufzubrennenden mittelschmelzenden keramischen Dentinmasse und mit Armierungsprofilkörpern aus

Aluminiumoxid erreichbar ist Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Dentalmaterialsfur festsitzenden Zahnersatz mit einem verbesserten und dauerhaften Verbund anzugeben Erfindungsgemaß wird die Aufgabe dadurch gelost, daß das aus einem Zweikomponentengemisch in Form einer flußmittelenthaltenden silikatischen Grundschmelze mit verstärkendem Aluminiumoxid und aus wasserfreiem a-Alummiumoxid bestehende Dentalmatenal im ungebrannten Zustand folgende Zusammensetzung aufweist.

41,6-43,5 Gew-% SiO₂ 50,0-52,2 Gew -% AI₂O₃

0,10-0,11 Gew-% CaO

1,0-1,1 Gew-% Na₂O

3,8-4,0Gew-%K₂O

0,1-0,13Gew %MgO

1,1 Gew-% Li₂O

Das «-Aluminiumoxid weist einen Kristallitdurchmesser von 3 bis 60^m mit einem mittleren Durchmesser von 20μπι auf Sein Anteil am Versatz betragt 44 bis 46,5Gew -%

Das Verfahren zur Herstellung des Dentalmaterials ist gekennzeichnet dadurch, daß eine Feldspat/Quarzschmelze bei oxydierendem Brand mit Temperaturen T = 1200⁰C bis 1 230⁰C und einer Zeitdauert = 15 bis 18 Stunden hergestellt wird, die gemahlen und klassiert wird Anschließend erfolgt der Versatz mit dem Flußmittel Lithiumcarbonat, ein Sinterprozeß bei Temperaturen T = 1 200⁰C bis 1 23O⁰C und einer Zeitdauert = 20 bis 30 min sowie ein weiteres Mahlen und Klassieren Die pulverisierte Grundschmelze wird mit dem kristallinen «-Aluminiumoxid gemischt

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausfuhrungsbeispiels naher erläutert werden Das fur den Kronen- und Bruckenaufbau insbesondere von drei- bis viergliedrigen Frontzahnbrucken in Verbindung mit einem AI₂O₃-PrOfM zu verwendende Dentalmaterial ist ein Zweikomponentengemisch, bestehend aus einer silikatischen Grundschmelze und einem wasserfreien «-Aluminiumoxid Der technologische Prozeß verlauft zunächst über die Herstellung einer Feldspat/Quarzschmelze, die in einem oxydierenden Brand bei Temperaturen T = 1200°C-1230⁰C und einer Zeitdauer t = 15 bis 18 Stunden gef rittet wird Nachdem Mahlen und Klassieren der Schmelze zu einer Korngroße £0,06 mm sch ließt sich ein Versatz mit einem Flußmittel, Lithiumcarbonat, an Diesem folgt ein Sinterprozeß in einem Elektroschmelzofen bei Temperaturen T = 1200°C-1230⁰C und einer Zeitdauert = 20-30 mm Diese Masse wird wiederum gemahlen und klassiert zu einer Korngroße s 0,06mm Sie zeichnet sich durch gute Fließeigenschaften und wesentlich reduzierte Brenntemperaturen gegenüber der Ausgangsschmelze aus Die silikatische Grundschmelze besteht aus 77,7 Gew -%SiO₂,10,8 Gew-% AI₂O₃, 0,2Gew -% CaO, 1,9Gew -% Na₂0,7,2Gew -% K₂0,0,2Gew -% MgO sowie 2,0Gew -% Li₂O Diese wird mit einem kristallinen wasserfreien a-Aluminiumoxid gemischt Der Kristallitdurchmesser des a-Aluminiumoxids liegt zwischen 3 und 60μηι bei einem mittleren Durchmesser von 20μητι Sem Anteil am Versatz betragt 44 bis 46,5Gew -% Dieses pulverformige Dentalmatenal wird in einem Dentallabor zum Aufbau von Kronen und Brücken angewandt Gemäß der die Funktionsfahigkeit des Dentalmaterials nicht beeinträchtigenden Versatzbreite des a-Aluminiumoxids und der angeführten silikatischen Grundschmelze ergibt sich folgende in der Tabelle 1 angeführte chemische Zusammensetzung

Bezeichnung	%-Anteil	100	SiO₂	AI₂O₃	CaO	Na₂O	K₂O	MgO	Li₂O
Silikatische Grundschmelze Cf-AI₂O₃	56,0 44,0	43,5	6,0 44,0	0,11	1,1	4,0	0,13	1,1
Σ	100	43,5	50,0	0,11	1,1	4,0	0,13	1,1
Silikatische Grundschmelze U-AI₂O₃	53,5 46,5	41,6	5,7 46,5	0,11	1,0	3,8	0,13	1,1
Σ	100	41,6	52,2	0,11	1,0	3,8	0,13	1,1
Die vorzugsweise Zusammensetzung Silikatische 54,1 Grundschmelze a-AI₂O₃ 45,9	betragt 42,0	5,8 45,9	0,10	1,1	3,9	0,1	1,1
Σ	42,0	51,7	0,10	1,1	3,9	0,1	1,1

Bei der Verarbeitung des erfindungsgemaßen Dentalmaterials im zahntechnischen Labor zeichnet sich dieses wahrend der brandahnhchen Aufheizung im Vakuumbrennofen durch gute benetzende Eigenschaften aus, sowohl die Benetzung einer Platinfolie, die als zahntechnische Hilfsmittel zum Aufbau einer Krone dient, die Benetzung des Alumimumoxid-Verstarkungsprofils zum Aufbau einer Brücke als auch das kristalline ct-Aluminiumoxid wahrend des Sinterprozesses innerhalb der Zweikomponentenmischung betreffend Die brandahnhche Aufheizung im Vakuumbrennofen fuhrt zu keiner qualitativen oder quantitativen Veränderung der kristallinen Phase Die Phasenkonstanz des Dentalmaterials konnte auf erhitzungsrontgenografischem Wege nachgewiesen werden Die Eigenfestigkeit der Masse bleibt erhalten

Das erfmdungsgemaße Dentalmatenal zeichnet sich bei seiner Verarbeitung im Dentallabor durch gute Modellierfahigkeit, Standfestigkeit im Brand — das Brenngut weist gute Kantenscharfe und Achsenkonstanz auf —, niedrige Schrumpfung, ein

spannungsarmes Verhalten und gute Opakereigenschaften aus. Einzelkronen und insbesondere Brücken weisen eine hohe Verbund- und Bruchfestigkeit auf. Rißbildungen, die die Restauration unbrauchbar machen, werden weitgehend vermieden. In nachfolgender Tabelle 2 sind diese Vorteile im Vergleich zur Vitadur N®-Kernmasse, quantifizierbar dargestellt:

Parameter

Dentalmaterial

Biegebruchfestigkeit 6_bB Verbundfestigkeit A^Os-Profil/Kernmasse δ mittlere lineare Schwindung am Brenngut ΔΙ Transparenz für weißes Licht Halbwertsdicke

Bezugsschliffdicke: 100 [μΐη]

Verbundfestigkeit Kernmasse/Dentinmasse

HONmm"² 84Nmm"²

7,2 % 22

62Nmm"²

Vitadur N®-Kernmasse

118Nmm"² 73NmrrT²

12,1% 21

56NmnrT²

Die Bruchlast einer Einzelkrone beträgt 678N, die einer dreigliedrigen Vollkeramikbrücke 327 N. Die chemische Zusammensetzung des Dentalmaterials gewährleistet einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizient a70-600⁰C = 7,52- 10"⁶K"¹ bis 7,62 · 10"⁶K"¹.

Claims

Patentansprüche:

1. Dentalmaterial für künstlichen Zahnersatz, bestehend aus einem Zweikomponentengemisch in Form einerflußmittelenthaltenden silikatischen Grundschmelze mit verstärkendem Aluminiumoxid und aus wasserfreiem a-Aluminiumoxid, gekennzeichnet dadurch, daß dieses Gemisch im ungebrannten Zustand die Zusammensetzung:

41,6-43 Gew.-% SiO₂
50,0-52,2 Gew.-% AI₂O₃

0,10-0,15Gew.-%CaO

1,0-1,1 Gew.-% Na₂O

3,8-4,0 Gew.-% K₂O

0,1-0,13Gew.-% MgO

1,1 Gew.-% Li₂O