DE10042316C1

DE10042316C1 - Dental alloy used for repairing dental prostheses contains gold, silver, platinum, zinc, niobium, iridium, rhodium and tantalum

Info

Publication number: DE10042316C1
Application number: DE10042316A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Binder
Original assignee: BINDER DENTAL GmbH
Current assignee: BINDER DENTAL GmbH
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2020-08-30

Abstract

A dental alloy contains (wt.%): 71.0-78.0 gold; 7.0-13.0 silver; 7.0-12.0 platinum; 0.5-5.0 zinc; 0.1-5.0 niobium; 0.1-2.0 iridium; 0.1-2.0 rhodium; and 0.1-2.0 tantalum.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dentallegierung, insbesondere Universallegierung für Spezialkeramik, de ren Hauptbestandteile Gold, Silber und Platin sind und die darüber hinaus Beimetalle enthält.The present invention relates to a dental alloy, especially universal alloy for special ceramics, de Its main components are gold, silver and platinum and which also contains by-metals.

Dentallegierungen sind im Bereich der Dentaltechnik in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften bekannt. An eine Dentallegierung, insbesondere eine Uni versallegierung für Spezialkeramik, werden verschiedene Anforderungen gestellt. Eine erste Anforderung besteht darin, daß die Legierung medizinisch und gesundheitlich unbedenklich sein soll. Dies bedeutet, daß sie keine schädlichen oder bedenklichen Bestandteile, wie z. B. Nickel, Cadmium und Beryllium, enthalten soll. Auch auf Kupfer und Palladium sollte aufgrund neuerer Forschungs ergebnisse in Dentallegierungen möglichst verzichtet werden. Eine zweite Anforderung besteht darin, daß die soll, um auch größere Dentalprodukte, wie Brücken mit mehr als drei Brückengliedern, mit ausreichender Stabi lität und Haltbarkeit fertigen zu können. Dabei soll zu gleich der Arbeitsaufwand für die Erzielung einer hohen Härte möglichst klein gehalten werden, um Zeit und Ko sten zu sparen. Schließlich ist als dritte Anforderung noch zu erwähnen, daß bei Verwendung der Dentallegierung zusammen mit keramischen Werkstoffen deren Wärmeausdeh nungskoeffizienten miteinander harmonieren müssen, also im gleichen, relativ engen Bereich liegen müssen, um Sprünge oder Spaltenbildung zwischen den Materialien im fertigen Dentalprodukt auszuschließen, wenn dieses unter schiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird.Dental alloys are in in the field of dental technology different compositions and properties known. A dental alloy, especially a university All-purpose alloy for special ceramics, are different Requirements. There is a first requirement in that the alloy is medicinal and sanitary should be harmless. This means that they do not have any harmful or questionable components, such as B. Nickel, cadmium and beryllium. On too Copper and palladium should be based on recent research results in dental alloys are avoided if possible will. A second requirement is that the intended to also use larger dental products, such as bridges more than three pontics, with sufficient stability quality and durability. This is supposed to equal to the amount of work required to achieve a high Hardness should be kept as small as possible, in order to avoid time and knockout most to save. Finally, as a third requirement also to mention that when using the dental alloy together with ceramic materials their thermal expansion voltage coefficients must harmonize with each other, so must be in the same, relatively narrow range in order to Cracks or crevices between the materials in the exclude finished dental product if this is under is exposed to different temperatures.

Die bisher bekannten Dentallegierungen sind nicht in der Lage, alle drei Anforderungen gleichzeitig optimal zu er füllen. In der Praxis sehr weit verbreitet ist eine Den tallegierung, die unter der Bezeichnung "Degunorm" von der Degussa AG vertrieben wird und deren Zusammensetzung und Eigenschaften dem technischen Datenblatt "Dental legierungen" 5. Auflage 1997 der Degussa AG entnehmbar sind. Diese bekannte Legierung ist zwar frei von Palladi um, jedoch besitzt sie einen Kupferanteil zwischen 4 und 5 Gew.-%. Außerdem hat diese bekannte Legierung nach dem Keramikbrand eine Vickershärte von höchstens 200, was für größere Brücken mit mehr als drei Brückengliedern zu weich ist. Die Vickershärte kann zwar erhöht werden, je doch ist dafür ein zusätzlicher Arbeitsgang nach dem Ke ramikbrand und nach dem Glanzbrand erforderlich. Dazu muß das Material auf 450°C erwärmt und dann die Tempera tur für 15 Minuten gehalten werden. Anschließend muß ei ne langsame Abkühlung auf Raumtemperatur erfolgen. Hier durch wird dann eine Erhöhung der Vickershärte auf 230 erreicht. Dieser zusätzliche Arbeitsschritt ist erkenn bar zeit- und energieaufwendig und verursacht damit er hebliche zusätzliche Kosten. Ein positives Merkmal die ser bekannten Dentallegierung ist der günstige Wärmeaus dehnungskoeffizient von 16,7 bis 16,8, der gut zum Wärme ausdehnungskoeffizienten niedrig schmelzender Spezial keramik paßt.The previously known dental alloys are not in the Able to optimally meet all three requirements at the same time to fill. A den is very widespread in practice tal alloy, which is known under the name "Degunorm" by by Degussa AG and its composition and properties in the technical data sheet "Dental alloys "5th edition 1997 from Degussa AG are. This well-known alloy is free from Palladi um, but it has a copper content between 4 and 5% by weight. In addition, this known alloy has after Ceramic firing has a Vickers hardness of at most 200, what for larger bridges with more than three pontics is soft. The Vickers hardness can be increased, depending but there is an additional work step after the Ke Ceramic firing and after the glaze firing required. In addition the material must be heated to 450 ° C and then the tempera ture for 15 minutes. Then ei ne slow cooling to room temperature. Here This then increases the Vickers hardness to 230 achieved. This additional work step is recognizable bar is time-consuming and energy-consuming and thus causes it substantial additional costs. A positive trait the This well-known dental alloy is the cheap heat from Expansion coefficient from 16.7 to 16.8, which is good for warmth expansion coefficient low melting special ceramic fits.

Von dem Anmelder selbst wird unter der Bezeichnung "Bio- Trend-Alpha" eine Dentallegierung hergestellt und vertrieben, deren Zusammensetzung und Eigenschaften dem technischen Datenblatt "Legierungstabelle TRENDGOLD" 1999 der Binder Dental GmbH entnehmbar sind. Diese Legie rung ist sowohl frei von Palladium als auch frei von Kup fer. Auch die Vickershärte ist schon nach dem Keramik brand mit 230 ausreichend groß. Nachteilig bei dieser weiteren bekannten Dentallegierung ist allerdings, daß ihr Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen 15,8 und 16,1 beträgt, also an und unter der unteren Grenze des Wärme ausdehnungskoeffizienten von Dentalkeramik liegt, der zwischen 16,0 und 17,0 beträgt.From the applicant himself under the name "Bio- Trend-Alpha "a dental alloy manufactured and sold, their composition and properties dem technical data sheet "Alloy table TRENDGOLD" 1999 from Binder Dental GmbH. This legacy tion is free of both palladium and copper fer. The Vickers hardness is also after the ceramic brand with 230 big enough. Disadvantageous with this one Another known dental alloy is that their coefficient of thermal expansion between 15.8 and 16.1 is at and below the lower limit of heat expansion coefficient of dental ceramics, the is between 16.0 and 17.0.

Aus der US 5 423 680 A ist weiterhin eine Dentallegie rung mit 40-80 Gew.-% Gold, 5-50 Gew.-% von Elemen ten der Gruppe Platin, Silber, Niob und Tantal, 2-10 Gew.-% von Elementen der Gruppe Indium, Zinn, Mangan, Zink, Chrom, Titan, Eisen und Germanium und bis zu 1,5 Gew.-% von Elementen der Gruppe Iridium, Ruthenium, Rhe nium, Rhodium und Cobalt entnehmbar. Aufgrund der angege benen sehr weiten Gewichtsbereiche der Anteile der Den tallegierung offenbart diese Schrift nicht eine konkrete Legierung, sondern eine umfassende Legierungsgruppe, wo bei verschiedene Legierungen aus dieser Legierungsgruppe sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Beispiels weise wird für den Wärmeausdehnungskoeffizienten ein Be reich zwischen 15,5 und 17,5 genannt; ähnlich stark un terschiedliche Werte sind daher auch für die Vickershär te der verschiedenen Legierungen aus dieser Legierungs gruppe zu erwarten, wobei diese Schrift dazu und zu den maximal erreichbaren Härten aber keine konkreten Angaben liefert.US Pat. No. 5,423,680 A also discloses a dental alloy tion with 40-80 wt% gold, 5-50 wt% of elements from the group of platinum, silver, niobium and tantalum, 2-10% by weight of elements of the group indium, tin, manganese, Zinc, chromium, titanium, iron and germanium and up to 1.5% by weight of elements of the group iridium, ruthenium, rhe nium, rhodium and cobalt can be removed. Due to the denen very wide weight ranges for the proportions of den tal alloy, this script does not disclose a specific one Alloy, but a comprehensive alloy group where with different alloys from this alloy group have very different properties. Example wise, a Be is used for the coefficient of thermal expansion called rich between 15.5 and 17.5; similarly strong un Different values are therefore also for the Vickershär te of the various alloys made from this alloy group to be expected, with this writing to and to the maximum achievable hardnesses but no specific information supplies.

Aus Chemical Abstracts 128: 299 491 und aus Chemical Ab stracts 127: 253 122 ist eine Legierung Nr. 195 528-24-6 bekannt. Diese Legierung ist wie folgt zusammengesetzt: From Chemical Abstracts 128: 299 491 and from Chemical Ab stracts 127: 253 122 is alloy number 195 528-24-6 known. This alloy is composed as follows:

Gold (Au)Gold (Au) 75 Gew.-%75% by weight Silber (Ag)Silver (Ag) 13 Gew.-%13% by weight Platin (Pt)Platinum (Pt) 9 Gew.-%9% by weight Zinn (Zn)Tin (Zn) 2 Gew.-%2% by weight Rhodium (Rh)Rhodium (Rh) 1 Gew.-%1% by weight Tantal (Ta)Tantalum (Ta) 0,4 Gew.-%0.4 wt% Iridium (Ir)Iridium (Ir) 0,1 Gew.-%.0.1 wt%.

Diese Legierung ist als Dentallegierung für die Repara tur von Dentalprothesen gedacht, wobei hinsichtlich der Wärmeausdehnungskoeffizienten und der Vickershärte aber keine Angaben gemacht werden.This alloy is used as a dental alloy for repairs ture of dental prostheses, with regard to the Thermal expansion coefficient and Vickers hardness but no details are given.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine Dentallegierung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die dargelegten Nachteile vermeidet und die gleichzeitig alle vorstehend genannten Anforderun gen, insbesondere für eine Verwendung als Universallegie rung für Spezialkeramik, erfüllt.For the present invention, therefore, arises Task, a dental alloy of the type mentioned to create that avoids the disadvantages outlined and which simultaneously meet all of the above-mentioned requirements genes, especially for use as a universal alloy tion for special ceramics.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Dentallegierung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie folgende Zusammen setzung aufweist:
This object is achieved according to the invention with a dental alloy of the type mentioned at the beginning, which is characterized in that it has the following composition:

Gold (Au)Gold (Au) 71,0-78,0 Gew.-%71.0-78.0 wt% Silber (Ag)Silver (Ag) 7,0-13,0 Gew.-%7.0-13.0% by weight Platin (Pt)Platinum (Pt) 7,0-12,0 Gew.-%7.0-12.0% by weight Zink (Zn)Zinc (Zn) 0,5- 5,0 Gew.-%0.5-5.0% by weight Niob (Nb)Niobium (Nb) 0,1- 5,0 Gew.-%0.1-5.0% by weight Iridium (Ir)Iridium (Ir) 0,1- 2,0 Gew.-%0.1-2.0% by weight Rhodium (Rh)Rhodium (Rh) 0,1- 2,0 Gew.-%0.1-2.0% by weight Tantal (Ta)Tantalum (Ta) 0,1- 2,0 Gew.-%.0.1-2.0% by weight.

Die erfindungsgemäße Dentallegierung ist medizinisch und gesundheitlich unbedenklich, weil sie weder Nickel, Cad mium oder Beryllium noch Kupfer oder Palladium enthält. The dental alloy of the invention is medical and harmless to health because they do not contain nickel, cad mium or beryllium still contains copper or palladium.

Sowohl unter den Hauptbestandteilen als auch unter den Beimetallen finden sich nur solche Elemente, die nachge wiesen gesundheitlich und medizinisch unbedenklich sind. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Dentallegierung eine hohe Vickershärte von 230 schon nach dem Keramikbrand. Diese Vickershärte von 230 ist auch für größere Dental produkte, wie mehrgliedrige Brücken, Fräsarbeiten, Tele skope und Konuskronen, ausreichend. Ein zusätzlicher Ar beitsgang, wie oben einleitend beschrieben, ist bei der erfindungsgemäßen Dentallegierung zur Erzielung dieser hohen Vickershärte nicht erforderlich. Zugleich ist die se Dentallegierung bei der Verarbeitung problemlos hand habbar und unterscheidet sich hier nicht von gängigen Dentallegierungen. Schließlich ist die erfindungsgemäße Dentallegierung auch im Hinblick auf ihren Wärmeausdeh nungskoeffizienten optimal kombinierbar mit keramischen Werkstoffen der Dentaltechnik, da der Wärmeausdehnungs koeffizient der erfindungsgemäßen Legierung im Bereich zwischen 16,3 und 16,5 liegt. Damit ist sichergestellt, daß sich bei thermischer Wechselbelastung keine Sprünge, Risse oder Spalten innerhalb eines aus der Legierung und aus keramischen Werkstoffen, insbesondere niedrig schmel zender Spezialkeramik, hergestellten Dentalprodukts, wie eine Brücke, bilden können.Both among the main ingredients and among the In the case of metals, only those elements are found that meadows are harmless to health and medically. Furthermore, the dental alloy according to the invention has a high Vickers hardness of 230 after ceramic firing. This Vickers hardness of 230 is also suitable for larger dental products such as multi-unit bridges, milling work, tele scopes and conical crowns, sufficient. An additional ar process, as described above, is at the Dental alloy according to the invention to achieve this high Vickers hardness is not required. At the same time is the This dental alloy is easy to handle during processing useful and does not differ from common ones here Dental alloys. Finally, the inventive Dental alloy also with regard to its thermal expansion coefficient of expansion can be optimally combined with ceramic Materials used in dental technology, because of thermal expansion coefficient of the alloy according to the invention in the range is between 16.3 and 16.5. This ensures that there are no cracks under alternating thermal loads, Cracks or crevices within one made of the alloy and made of ceramic materials, especially low melting point zender special ceramics, manufactured dental product, such as a bridge.

In Versuchen mit einer dreigliedrigen Brücke, die aus der erfindungsgemäßen Dentallegierung und einer kerami schen Verblendung hergestellt wurde, konnte die hervor ragende thermische Beständigkeit nachgewiesen werden. Die Brücke wurde mehrfach auf eine hohe Temperatur, be ginnend bei 80°C und danach in Schritten um jeweils 10°C gesteigert, erwärmt und anschließend in kaltes Wasser ge taucht. Erst bei einer Temperatur von 150°C mit darauf folgender Abkühlung durch kaltes Wasser traten erstmals Sprünge in der Brücke auf. Dies ist selbst für den Fach mann ein sensationell guter Wert, der mit bisher bekann ten Legierungen nicht erreicht werden konnte und der weit über den im Alltag auftretenden Beanspruchungen liegt.In trials with a tripartite bridge that made the dental alloy according to the invention and a ceramic the veneer was made, it could emerge excellent thermal resistance can be demonstrated. The bridge was repeatedly heated to a high temperature, be starting at 80 ° C and then in steps of 10 ° C each time increased, warmed and then ge in cold water dives. Only at a temperature of 150 ° C with it subsequent cooling by cold water occurred for the first time Jump up in the bridge. This is even for the subject man a sensationally good value that I knew so far th alloys could not be achieved and the far above the stresses that occur in everyday life lies.

Mit der erfindungsgemäßen Dentallegierung ist es also erstmals gelungen, alle einleitend aufgeführten Anforde rungen gleichzeitig optimal zu erfüllen. Damit ist die erfindungsgemäße Dentallegierung ein Produkt mit einer neuen, bisher nicht erreichten Qualität, das die Herstel lung von verschiedensten Dentalprodukten mit entspre chend hoher und ebenfalls noch nicht erreichter Qualität und Haltbarkeit erlaubt. Diese gleichzeitige optimale Er füllung aller Anforderungen ist auch für den Fachmann überraschend, da die erzielten Eigenschaften nicht vor hersehbar waren. Insbesondere treten die Beimetalle der Legierung in komplizierte und komplexe Wechselwirkungen miteinander und mit den Hauptbestandteilen, so daß al lein aufgrund der Zusammensetzung einer Legierung eine Vorhersage oder gar Vorausberechnung hinsichtlich der verschiedenen Eigenschaften der Legierung, insbesondere ihrer Vickershärte und ihres Wärmeausdehnungskoeffizien ten, unmöglich ist.So it is with the dental alloy according to the invention Successful for the first time, all requirements listed in the introduction requirements to be optimally fulfilled at the same time. So that is Dental alloy according to the invention a product with a new, previously unattained quality that the manufacturer management of a wide variety of dental products with corresponding correspondingly high and also not yet achieved quality and durability allowed. This simultaneous optimal he Filling all requirements is also for the professional surprising, since the properties achieved are not available were foreseeable. In particular, the by-metals occur Alloy in intricate and complex interactions with each other and with the main components, so that al lone due to the composition of an alloy one Prediction or even forecast with regard to the various properties of the alloy, in particular their Vickers hardness and their coefficient of thermal expansion ten is impossible.

Claims

Dental alloy, in particular universal alloy for special ceramics, the main components of which are gold, silver and platinum and which also contains additional metals, characterized in that it has the following composition: Gold (Au) 71.0-78.0 wt% Silver (Ag) 7.0-13.0% by weight Platinum (Pt) 7.0-12.0% by weight Zinc (Zn) 0.5-5.0% by weight Niobium (Nb) 0.1-5.0% by weight Iridium (Ir) 0.1-2.0% by weight Rhodium (Rh) 0.1-2.0% by weight Tantalum (Ta) 0.1-2.0% by weight.