DE10039168A1

DE10039168A1 - Yellow dental alloy for blending with dental ceramic compositions or plastics

Info

Publication number: DE10039168A1
Application number: DE10039168A
Authority: DE
Inventors: Udo Kai Rabe
Original assignee: Degussa Huels CEE GmbH
Current assignee: Evonik Peroxid GmbH
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2001-03-22
Also published as: ATA156199A; AT407830B

Abstract

Yellow dental alloy contains at least 98.0 wt.% gold , and also a further component of rhodium, iridium, ruthenium, platinum, palladium, silver and/or rhenium.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hochgoldhaltige, gelbe Dentallegierung, die insbesondere mit handelsüblichen Dental keramikmassen oder Kunststoffen verblendet werden kann.The present invention relates to a high gold, yellow Dental alloy, especially with commercial dental ceramic masses or plastics can be veneered.

Infolge guter mechanischer Eigenschaften und hoher Korrosions beständigkeit nehmen hochgoldhaltige Legierungen bei der Her stellung von festsitzendem Zahnersatz eine besonders wichtige Stellung ein. Die für die Verarbeitung und den Einsatz der Le gierung erforderlichen Eigenschaften, insbesondere die Festig keitseigenschaften (Härte, Zugfestigkeit, Dehngrenze, Bruch dehnung), werden über die spezifische Zusammensetzung der Le gierungen, etwa über das Zulegieren anderer Edelmetallbestand teile, wie beispielsweise Palladium, Platin, Silber, oder un edler Bestandteile, wie beispielsweise Kupfer, Zink, Zinn, In dium, Mangan, eingestellt. Des weiteren haben hauptsächlich unedle Bestandteile die Aufgabe, das Schmelzintervall der Le gierungen zu senken und/oder als Haftoxidbildner für eine aus reichende Metall-Keramik-Verbundfestigkeit zu sorgen.As a result of good mechanical properties and high corrosion Alloys containing high gold take resistance the provision of fixed dentures is a particularly important one Position. The for the processing and use of the Le properties required, especially the strength properties (hardness, tensile strength, yield strength, fracture elongation), the specific composition of Le alloys, for example by alloying other precious metals parts such as palladium, platinum, silver, or un noble components, such as copper, zinc, tin, in dium, manganese, discontinued. Furthermore, mainly base components the task, the melting interval of Le to lower alloys and / or as an adhesive oxide former for one sufficient metal-ceramic bond strength.

Durch das Zulegieren anderer, insbesondere unedler Bestand teile wird aber auch die Korrosionsfestigkeit der Legierungen und damit die individuelle Verträglichkeit negativ beeinflußt. Zur Begrenzung eventueller Schädigungen durch die Korrosions produkte wird in der ISO 8891 (1993) "Dental-Gußlegierungen mit einem Edelmetallanteil von 25% bis unter 75%" ein maximal zulässiger Korrosionsabtrag von 100 µm/cm²/Woche festgelegt. Das in dieser Norm beschriebene Testverfahren wird auch als Standard-Korrosionsprüfung von hochgoldhaltigen und keramisch verblendbaren Legierungen durchgeführt.By alloying other, in particular base components, the corrosion resistance of the alloys and thus the individual compatibility is negatively affected. To limit any damage caused by the corrosion products, ISO 8891 (1993) "Dental casting alloys with a precious metal content of 25% to below 75%" specifies a maximum permissible corrosion removal of 100 µm / cm ² / week. The test procedure described in this standard is also carried out as a standard corrosion test for high gold and ceramic veneer alloys.

In jüngster Zeit sind einige übliche, in hochgoldhaltigen Den tallegierungen enthaltene Bestandteile in Verdacht geraten, unter gewissen Umständen (bspw. bei erhöhter Korrosion infolge Verarbeitungsfehler) zu gesundheitlichen Schädigungen der Pa tienten zu führen oder beizutragen. Da des weiteren in den vergangenen Jahren die Häufigkeit von allergischen Reaktionen in der Bevölkerung zugenommen hat, hatte die vorliegende Er findung u. a. das Ziel, die Anzahl der Legierungsbestandteile auf ein Minimum zu reduzieren und hierbei nur unbedenkliche oder edle Bestandteile einzusetzen. Ebenso sollte damit eine deutlich bessere als die normativ geforderte Korrosionsfestig keit erzielt werden.Recently, some are common, in high gold den components contained in valley alloys are suspected, under certain circumstances (e.g. increased corrosion due to Processing errors) to health damage to pa to lead or contribute to clients. Since further in the past years the frequency of allergic reactions has increased in population, the present had finding u. a. the goal, the number of alloy components to a minimum and only harmless or use noble components. Likewise, one should significantly better than the normatively required corrosion resistance be achieved.

Diese Aufgaben werden mit der in den Ansprüchen gekennzeichne ten hochgoldhaltigen, gelben Dentallegierung gelöst.These tasks are marked with in the claims yellow gold alloy containing high gold content.

Die erfindungsgemäßen Legierungen zeichnen sich durch eine derart hohe Korrosionsstabilität aus, daß mit den dem Stand der Technik entsprechenden modernen Analysemethoden keinerlei Korrosionsprodukte nachweisbar sind. Damit kann eine Unverträglichkeitsreaktion auf einen in den vorliegenden Le gierungen enthaltenen Bestandteil ausgeschlossen werden.The alloys according to the invention are characterized by a such high corrosion stability that with the state modern analytical methods corresponding to technology do not exist Corrosion products are detectable. With that a Intolerance reaction to one in the present Le All contained components are excluded.

Die in der US-Patentschrift 5,922,276 beschriebenen hochgold haltigen Legierungen enthalten dagegen Zink und Indium. Es ist bekannt, daß diese Elemente bei den Korrosionsvorgängen bevor zugt in Lösung gehen.The high gold described in U.S. Patent 5,922,276 alloys, on the other hand, contain zinc and indium. It is known that these elements before the corrosion processes trains to go into solution.

Eine zusätzlich erwünschte Eigenschaft moderner goldhaltiger Dentallegierungen ist das Vorhandensein einer deutlich gelben Legierungsfarbe sowie eines hellen Haftoxides. Mit dieser Ei genschaft kann gewährleistet werden, daß der mit Keramik oder Kunststoff verblendete Zahnersatz ein natürliches, ästheti sches Aussehen aufweist, welches ihn von natürlichen Zähnen nicht mehr unterscheidbar macht. Da die erfindungsgemäßen Le gierungen nur einen geringen Anteil (<2,0%) an "weißen" Le gierungsbestandteilen aufweisen, die darüber hinaus infolge ihrer geringen Oxidationsneigung nur in geringem Ausmaß Ober flächenoxide bilden, werden diese ästhetischen Anforderungen erfüllt.An additional desirable property of modern gold-bearing Dental alloys is the presence of a distinctly yellow one Alloy color and a light adhesive oxide. With this egg property can be guaranteed that the ceramic or Plastic veneered dentures a natural, aesthetic has a beautiful appearance that resembles that of natural teeth no longer distinguishes. Since the Le alloys only a small proportion (<2.0%) of "white" Le have constituents of the government, which also result from their low tendency to oxidize only to a small extent Form surface oxides, these aesthetic requirements Fulfills.

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 Energiezuführ ung unterschieden: Flammengußvorrichtungen, widerstandsbe heizte Schmelzvorrichtungen und Hochfrequenzanlagen. Bei Hoch frequenzanlagen wird über elektromagnetische Ankopplung der zu schmelzenden Legierung die notwendige Gießtemperatur einge stellt. Die im Patent EP 0 691 123 B1 beschriebenen hochgold haltigen Legierungen mit Titan- und/oder Tantalgehalt können aufgrund der starken Oxidations-/Verschlackungsneigung der Zu sätze nur in Hochfrequenzanlagen oder Vakuum-Druckgußanlagen, welche beispielsweise über eine Argon-Schutzgaseinrichtung verfügen, vergossen werden. Die erfindungsgemäßen Legierungen lassen sich dagegen infolge ihrer spezifischen Zusammensetzung in allen gängigen Gießvorrichtungen verarbeiten.For melting or casting dental alloys different melting technologies are available. The various melting units are u. a. by type and Way of the energy supply required for the melting process distinguished: flame casting devices, resistance heated melters and high frequency systems. At high frequency systems is via electromagnetic coupling to melting alloy turned on the necessary casting temperature poses. The high gold described in patent EP 0 691 123 B1 containing alloys with titanium and / or tantalum content due to the strong tendency towards oxidation / slagging sets only in high frequency systems or vacuum pressure casting systems, which, for example, via an argon protective gas device have to be shed. The alloys according to the invention can, however, due to their specific composition Process in all common casting devices.

Des weiteren zeichnen sich die erfindungsgemäßen Legierungen durch die Eigenschaft aus, mehrfach unter Beibehaltung ihrer Legierungszusammensetzung und der spezifischen Eigenschaften vergossen zu werden. Durch die nicht vollkommen zu unter drückende Verschlackung des Titan- oder Tantalgehaltes der im Patent EP 0 691 123 B1 beschriebenen Legierungen und der damit einhergehenden Veränderung der mechanischen Eigenschaften sind diese nur begrenzt wiedervergießbar.The alloys according to the invention are also distinguished by the property, multiple times while maintaining their Alloy composition and specific properties to be shed. By not being completely under pressing slagging of the titanium or tantalum content of the Patent EP 0 691 123 B1 and the alloys described accompanying change in mechanical properties this can only be re-cast to a limited extent.

Bei der in den letzten Jahren auch auf dem Dentalsektor ver wendeten Galvanoforming-Technologie werden mit Dentalkeramik massen verblendbare Einzelkronen gefertigt. Bei diesem Verfahren wird eine dünne Feingoldschicht (ca. 0,2 mm-0,4 mm) auf ein elektrisch leitendes Objekt abgeschieden. Die zu den erfindungsgemäßen Legierungen führende Entwicklung hatte u. a. das Ziel, neben einer vergleichbaren Biokompatibilität (siehe die obigen Ausführungen zur Korrosionsfestigkeit) zusätzlich eine Erhöhung der Festigkeit, insbesondere der die mechanische Verformungsfestigkeit widerspiegelnden 0,2%-Dehn grenze, zu erreichen. So ist es gelungen, durch die beschrie benen Edelmetallzusätze eine Kornfeinung bis 200 Körner/mm² einzustellen. Infolgedessen erreichen die beschriebenen Legie rungen 0,2%-Dehngrenzen-Werte bis 60 N/mm² (vgl. Feingold: 30 N/mm²) und Bruchdehnungswerte bis 73% (vgl. Feingold: 28%). Mit der Verbesserung dieser Eigenschaften ist eine tendenziell höhere mechanische Verzugsfestigkeit des Zahnersatzes gegeben. With the electro-forming technology that has also been used in the dental sector in recent years, individual crowns that can be veneered with dental ceramics are manufactured. In this process, a thin layer of fine gold (approx. 0.2 mm-0.4 mm) is deposited on an electrically conductive object. The development leading to the alloys according to the invention had the aim, in addition to a comparable biocompatibility (see the above explanations on corrosion resistance), in addition to increasing the strength, in particular the 0.2% yield strength reflecting the mechanical deformation resistance. It has been possible to achieve grain refinement of up to 200 grains / mm ² using the described precious metal additives. As a result, the alloys described reach 0.2% proof stress values up to 60 N / mm ² (see fine gold: 30 N / mm ² ) and elongation at break values up to 73% (see fine gold: 28%). With the improvement of these properties, the dentures tend to have a higher mechanical distortion resistance.

Die Zuverlässigkeit des metallkeramischen Verbundes hängt in hohem Maße von der Kompatibilität der Legierung mit der Ver blendkeramik ab. Herkömmliche Dentalkeramiken weisen einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) im Bereich von 13,5-15,0 µm/mK auf. Die seit einigen Jahren verfügbaren niedrigschmel zenden Keramiken besitzen Wärmeausdehnungskoeffizienten um 16 µm/mK. Zur Minimierung thermischer Spannungen ist es erforder lich, daß die Legierung einen ähnlichen bzw. einen sogar ge ringfügig höheren WAK als die Keramik besitzt. Dadurch gerät die Keramik beim Abkühlen nach dem Brand unter Druckspannung. Leichte Druckspannungen auf die Keramik wirken sich erfah rungsgemäß hinsichtlich der Metall-Keramik-Verbundfestigkeit im Unterschied zu Zugspannungen vorteilhaft aus. Die erfin dungsgemäßen Legierungen haben Wärmeausdehnungskoeffizienten im für die zahntechnische Verblendung relevanten Temperaturbe reich bis 600°C zwischen 14,7 und 15,2 µm/mK. Überraschender weise hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Legierungen mit traditionellen (hochschmelzenden) und niedrigschmelzenden Keramikmassen gleichermaßen gut verblendbar sind. Erklärbar ist dieses vorteilhafte Verhalten einerseits mit der hohen Duktilität (vgl. Bruchdehnungswerte) der Legierungen, wodurch Spannungen zusätzlich abgebaut werden können. Andererseits ist aufgrund der geringen Masse der zu verblendenden Objekte eine schnelle Abkühlung möglich, wodurch infolge der Unterdrückung des Leucitkristallwachstums eine tendenzielle Reduzierung des WAK-Unterschiedes zwischen Legierung und Keramik erreicht wird. The reliability of the metal-ceramic bond depends on high degree of compatibility of the alloy with the ver glare ceramic. Conventional dental ceramics have one Coefficient of thermal expansion (CTE) in the range of 13.5-15.0 µm / mK on. The low melting points that have been available for some years zenden ceramics have thermal expansion coefficients around 16 µm / mK. It is required to minimize thermal stresses Lich that the alloy is similar or even ge slightly higher CTE than the ceramic. Because of this, the ceramic cools down after firing under pressure. Slight compressive stresses on the ceramic appear to be felt according to the metal-ceramic bond strength in contrast to tensile stresses. The invent Alloys according to the invention have coefficients of thermal expansion in the temperature range relevant for the dental veneer range up to 600 ° C between 14.7 and 15.2 µm / mK. More surprising it has been shown that the alloys according to the invention with traditional (high melting) and low melting Ceramic materials are equally easy to blend. Explainable is this advantageous behavior on the one hand with the high Ductility (cf. elongation at break values) of the alloys, whereby Tensions can also be reduced. On the other hand due to the low mass of the objects to be veneered rapid cooling possible, resulting in suppression of leucite crystal growth a tendency to reduce the CTE difference between alloy and ceramic reached becomes.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher er läutert.
The invention is explained in more detail by the following examples.

Claims

1. High gold-containing, yellow dental alloy, characterized in that it consists of at least 98.0% by weight of gold and at least one further constituent, namely rhodium, iridium, ruthenium, platinum, palladium, silver and / or rhenium or a combination of at least two of these components.

2. High gold-containing dental alloy according to claim 1, characterized characterized that they are rhodium as a further component contains.

3. High gold-containing dental alloy according to claim 2, characterized characterized in that they consist of 99.0% by weight of gold and 1.0 % By weight of rhodium exists.

4. Use of the dental alloy according to one of claims 1 to 3 as a cast alloy.

5. Use of the dental alloy according to one of claims 1 to 3 for veneering with dental ceramic materials or art fabrics.