DE102008058039A1

DE102008058039A1 - Kunststoff-Gießmasse für die Dentaltechnik und zugehörige Verwendungen

Info

Publication number: DE102008058039A1
Application number: DE102008058039A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Gansen; Ingeborg Dr. Steinfatt-Hoffmann; Christian Schulte
Original assignee: Otto Bock PUR LifeScience GmbH
Current assignee: Otto Bock PUR LifeScience GmbH
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2010-05-20

Abstract

Um ein möglichst bruchfestes, leicht flexibles, jedoch schleifbares und genügend hartes Material für die Dentaltechnik und insbesondere zur Herstellung von Zahnprothesen, Kunstzähnen, Veneers und anderen dentaltechnischen Teilen zu erhalten, besteht die Kunststoff-Gießmasse, die mehrere in wenigstens zwei Komponenten zusammengefasste Ausgangsstoffe zur Bildung eines Polyurethans umfasst, aus a) wenigstens einem aliphatischen Isocyanat mit einer Funktionalität von größer als 2,2 und b) wenigstens einem Polyetherpolyol als isocyanatreaktivem Bestandteil, wobei das Polyetherpolyol zu mindestens 50 Gew.-% aus einem mit einem wenigstens trifunktionellen Amin gestarteten Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht (MGW) kleiner 1000 besteht. Die Ausgangsstoffe der Gießmasse sind so ausgewählt, dass die ausgehärtete Gießmasse eine Shore-D-Härte von größergleich 50 besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststoff-Gießmasse für die Dentaltechnik, deren Verwendung und aus ihr herstellbare Teile sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnprothese. Allgemeiner betrifft die Erfindung ein Material zur Herstellung von zahnmedizinischen Prothesen und Hilfsmittel aus Polyurethan als Ersatz für die im Stand der Technik entsprechenden Polymethacrylat- oder Polymethylmethacrylat(PMMA)-Systeme.
Gebissprothesen werden nach derzeitigem Stand der Technik unter anderem aus Acrylat-basierten Materialien hergestellt. Diese sind zwar ausgehärtet gut (nach)bearbeitbar, d. h. schleifbar, sind leicht, bieten eine glatte, optisch ansprechende und hygienische Oberfläche, auf der sich Keime nicht leicht ansiedeln, sind kostengünstig herstellbar und gut einzufärben, die daraus hergestellten Prothesen sind jedoch relativ steif und spröde und damit bruchempfindlich, was die Gebrauchsqualität schmälert. So können aus MMA bzw. PMMA bestehende Prothesen beim Herunterfallen aus Tischhöhe auf einen harten Untergrund leicht brechen. Beim einseitigen Kauen von Speisen treten außerdem Verschränkungen an einer Prothese auf, die zu einem lateralen Druck auf den Gaumen (Spreizung) führen können, wenn die Prothese zu steif ist. Dies ist bei Prothesen aus Acrylaten leicht der Fall.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten acrylatbasierten Prothesen besteht darin, dass es bei der Verarbeitung und dem Gebrauch dieses Materials in Folge der unvollständigen Polymerisationsreaktion zur Freisetzung von wenigstens 0,1 bis 5% der Restmonomeren der verwendeten Methylmethacrylate kommt (Schmalz, G./Arenholt-Bindslev, D.: „Biokompatibilität zahnärztlicher Werkstoffe", 1. Aufl., Elsevier, München 2005, S. 256). Die Monomeren stehen jedoch im Verdacht Kontaktallergien (z. B. Prothesenstomatitis) und andere gesundheitliche Beeinträchtigungen zu verursachen.
Die Freisetzung von Restmonomeren hängt dabei von der Verarbeitungstemperatur des Kunststoffs ab. Grundsätzlich werden für Acrylate kalt- und heiß polymerisierende Systeme angeboten. Bei den heiß polymerisierenden Systemen werden beheizte Küvetten eingesetzt, um die Polymerisation des Acrylates durch Temperaturerhöhung zu begünstigen und vollständiger ablaufen zu lassen. Durch die Heißpolymerisation kann der Restmonomergehalt unter 1% der eingesetzten Menge Monomer gesenkt, aber nicht gänzlich vermieden werden.
Es besteht daher ein starkes Bedürfnis, ein Material für die Dentaltechnik zu finden, dass diese gesundheitlichen Risiken nicht mit sich bringt.
Alternativ zu Acrylaten werden in der Dentaltechnik auch andere Materialien verwendet, die sich jedoch – insbesondere für ganze Gebissprothesen oder – teilprothesen mit Kunstzähnen und sattelförmigen Zahnhalteteilen aus demselben Material – unter anderem aus Kostengründen bislang nicht durchgesetzt haben.
Bekannt sind auch Polyurethan-Materialien für die Dentaltechnik. In der Regel wurde dabei wegen einer leichter zu handhabenden Verarbeitbarkeit auf aromatische, zum Teil polyzyklische Isocyanate zurückgegriffen. Diese stehen, wie alle aromatischen Verbindungen, im Verdacht teratogen, mutagen und karzinogen zu wirken, bzw. durch physiologische Abbauprozesse die Entstehung entsprechend humanökologisch nachteiliger Stoffe zu bewirken, und sollten daher auch in der Dentaltechnik vermieden werden.
Die US 4,816,597 offenbart die Herstellung von blockierten aromatischen Isocyanaten zur Vorbehandlung von Zähnen für die spätere Füllung mit organischen Polymeren, auch die US 4,225,696 greift ausdrücklich und ausschließlich auf aromatische Isocyanate zurück.
EP 0 222 899 beschreibt die Verwendung von Polyurethan auf der Basis von hydroxylierten Aminen und aromatischen Diphenylmethandiisocyanaten (MDI) zur Reparatur oder Füllung von Kavitäten in Zähnen.
US 6,136,886 offenbart die Herstellung von Zähnen oder anderen Restaurationen von Körperteilen auf der Grundlage einer Mischung, die im Wesentlichen auf PMMA und Urethanmethacrylaten basiert und einige funktionelle Eigenschaften von Urethanverbindungen einbezieht.
US 3,629,187 und US 4,787,850 beschreiben die Herstellung von Dentalprothesen auf der Basis von Mischungen aus aromatischen und/oder aliphatischen Isocyanaten, Polyolen und Methacrylat-Monomeren, d. h. ebenfalls mit Hilfe von Materialien, die Restmonomere enthalten.
Die US 4,360,344 beschreibt die Verwendung eines weichen Polyurethans als Übergangsmaterial zwischen dem Zahnersatz und dem Zahnfleisch, um Druckstellen zu vermeiden. Da das weiche Polyurethan mit dem für die Zähne vorgesehenen PMMA nicht kompatibel ist, muss ein die Zähne haltendes weiteres Material vorgesehen werden, so dass sich für das Zahnbett ein Komposit ergibt. Dies kompliziert die Herstellung außerordentlich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die oben geschilderten Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden und ein möglichst bruchfestes, leicht flexibles, jedoch schleifbares und für künstliche Zähne genügend hartes Kunststoffmaterial für die Dentaltechnik zur Verfügung zu stellen, das mit Hilfe von Gießtechniken, wie in Dentallabors gebräuchlich, verarbeitet werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kunststoff-Gießmasse für die Dentaltechnik, die aus mehreren Ausgangsstoffen besteht, die zu wenigstens zwei bei Lagerung getrennten Komponenten zusammengefasst sind, welche unmittelbar vor dem Gießen zusammengeführt werden, wobei der Kunststoff ein Polyurethan ist, bei welchem die eine Komponente der Gießmasse wenigstens ein aliphatisches Isocyanat mit einer Funktionalität von größer als 2,2 enthält, und eine weitere Komponente der Gießmasse wenigstens ein Polyetherpolyol als isocyanatreaktiven Bestandteil ent hält, welches zu mindestens 50% aus einem mit einem mindestens trifunktionellem Amin gestarteten kurzkettigen Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht kleiner 1000 besteht; wobei die Ausgangsstoffe der Gießmasse so ausgewählt sind, dass die ausgehärtete Gießmasse eine Shore D-Härte von größer gleich 50 besitzt.
Bei der Erfindung sind vorzugsweise keinerlei aromatische Isocyanate vorhanden, so dass hiermit im Zusammenhang stehende Gesundheitsrisiken entfallen.
Überraschend wurde gefunden, dass ein Polyurethan als Basismaterial für das gewünschte gießbare Kunststoff-Dentalmaterial eingesetzt werden kann, bei welchem ausschließlich als physiologisch unbedenklich geltende aliphatische Isocyanate in Verbindung mit Polyetherpolyolen, die im Allgemeinen hydrolysestabil sind, eingesetzt werden.
Die Verwendung von ausschließlich aliphatischen Isocyanaten vermeidet die Probleme mit physiologisch schädlichen Abbauprodukten der Aromaten. Die Polyether stellen gegenüber Polyestern hydrolysestabilere Verbindungen dar und tragen damit zur Dauerhaltbarkeit der Prothese bei. Die aufgrund des Reaktionsmechanismus' der Polyaddition und der hohen Isocyanatreaktivität vollständige Reaktion der Isocyanate mit den Polyolen verhindert eine Freisetzung von Restmonomeren und vermeidet die damit zusammenhängenden Komplikationen. Bevorzugt werden bei der Erfindung keine Amin- oder Zinnverbindungen als Katalysatoren eingesetzt, so dass von einer physiologischen Unbedenklichkeit des nach Aushärten erhaltenen Materials als Prothesenmaterial bzw. allgemein als Material in der Dentaltechnik ausgegangen werden kann.
Erfindungsgemäß besteht das Polyetherpolyol des isocyanatreaktiven Bestandteils zu mindestens 50 Gew.-%, weiter vorzugsweise zu mindestens 80 Gew.-% aus einem mit einem mindestens trifunktionellen Amin gestarteten kurzkettigen Polyetherpolyol, wobei die Eigenschaft „kurzkettig” hier durch ein Molekulargewicht (MG_w) kleiner 1000 und vorzugsweise kleiner 600 bzw. die OH-Zahl gekennzeichnet wird. Das kurzkettige amingestartete Polyol hat in einer besonders bevorzugten Ausführung eine OH-Zahl, die größer als 300 ist.
Als Polyetherpolyole (gelegentlich auch als Polyetheralkohole, Polyetherpolyalkohole oder Polyetherole bezeichnet) können die aus der Polyurethanchemie bekannten Polyetherpolyole eingesetzt werden. Hierzu zählen insbesondere die Propyl-, Ethyl- und gemischten Ethyl/Propyletherpolyole. Üblicherweise werden die Polyetheralkohole in einer dem Fachmann bekannten Weise durch Anlagerung von Alkylenoxiden an H-funktionelle Startersubstanzen hergestellt. Die Reaktion zu Polyetherpolyolen wird basisch oder mit DMC-Katalysatoren katalysiert.
Als Alkylenoxide werden hauptsächlich Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, grundsätzlich aber auch höhere Homologe, wie Butylenoxid, Pentylenoxid usw., einzeln oder in beliebigen Gemischen untereinander verwendet. Dabei kann die Verteilung der Ethylenoxid-Einheiten im Falle verschiedener Ausgangsoxide statistisch oder blockweise sein.
Wie im Stand der Technik bekannt, können als Starter für die Herstellung von Polyetherpolyolen im Allgemeinen verwendet werden: Trimethylolpropan, Glycerin, verschiedene Zucker, einzeln oder im Gemisch mit Polyolen, sowie Alkanolamine, einzeln oder im Gemisch mit den vorgenannten Substanzen, Ethylendiamin, vicinales TDA und andere Amine, wiederum einzeln oder im Gemisch mit anderen Startern. Die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polyetherpolyole sind ausschließlich solche, die mit tertiären Aminen – einschließlich der genannten Alkanolamine – gestartet wurden.
Bei der Erfindung ist das Polyetherpolyol vorzugsweise ein propoxyliertes Amin. Vorzugsweise wird Ethylendiamin als Starter verwendet.
In Weiterbildung der Erfindung enthält der isocyanatreaktive Bestandteil, der in einer der Komponenten der Gießmasse vorhanden ist, ausschließlich Polyetherpolyole und vorzugsweise keine Polyesterpolyole. Die Polyetherpolyole sind im Gegensatz zu Polyesterpolyolen weitgehend hydrolysestabil und übertragen diese Eigenschaft auch auf die Polyurethankondensationsprodukte. Da die ausgehärtete Dentalmasse bei Gebrauch, also im Mund eines Protheseträgers, einem feuchten Medium ausgesetzt ist, verbessert die Verwendung ausschließlich von Polyetherpolyolen die Langzeitstabilität der aus dem erfindungsgemäßen Material hergestellten Gegenstände.
Als Isocyanate sind für die Erfindung alle rein aliphatischen, d. h. aromatenfreien bzw. mehrfachbindungsfreien Isocyanate einsetzbar. Aliphatische Isocyanate sind solche der allgemeinen Summenformel: R-(NCO)_x, wobei x die Funktionalität des Isocyanats angibt und R ein aliphatischer oder ein cycloaliphatischer Rest ist, vorzugsweise mit C₄ bis C₂₄, und insbesondere aus einem langkettigen, unverzweigten Alkanyl bestehen kann.
In Weiterbildung der Erfindung kann das Isocyanat wie in der Polyurethanchemie üblich chemisch modifiziert sein, vorzugsweise in Form eines Isocyanurats, eines Biurets, eines Allophanats oder eines Prepolymers.
Das bei der Erfindung bevorzugte Isocyanat ist ein Hexamethylendiisocyanat-Isocyanurat (HDI-Trimer):
Vorzugsweise enthält die Kunststoff-Gießmasse in wenigstens einer ihrer Komponenten einen Polyurethan-Katalysator, und zwar weiter vorzugsweise eine Wismutverbindung. Die Wismutkatalysatoren besitzen den Vorteil, dass die Reaktion von Polyol und Isocyanat stärker katalysiert wird als die Wasser-Isocyanatreaktion. Es ist weiterhin bevorzugt, bei der Erfindung Zinnkatalysatoren und Aminkatalysatoren, außer gegebenenfalls einbaubare Aminkatalysatoren, zu vermeiden.
Bevorzugt befinden sich in einer der oder beiden Komponenten übliche Zusatz- und Hilfsstoffe und insbesondere anorganische und/oder organische Farbstoffe.
Die Zusatz- und Hilfsstoffe, die hier in Frage kommen, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und umfassen zum Beispiel Alterungsschutzmittel, UV-Schutzmittel, Füllstoffe und dergleichen. Grundsätzlich ist die Zugabe von Hilfs- und Zusatzstoffen bei der Erfindung vermeidbar, insbesondere kann auf Weichmacher völlig verzichtet werden. Bevorzugt ist, wenn als Zusatz- und Hilfsstoffe ausschließlich Farbstoffe und gegebenenfalls Füllstoffe zugegeben werden.
Zur Einfärbung der zahntechnischen Bauteile, die aus der erfindungsgemäßen Gießmasse hergestellt werden sollen, sind anorganische und/oder organische Farbstoffe erforderlich, die in der Zahntechnik bekannt sind und daher hier nicht beschrieben werden müssen. Für die rötliche Einfärbung des Zahnhalteteils bzw. Zahnaufnahmebetts werden passende Farben gemischt. Anstelle der Farbstoff- oder Pigmentpulver können auch eingefärbte Fasern oder eingefärbte Füllstoffe verwendet werden.
Die Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass sich mit Hilfe der angegebenen Polyurethan-Ausgangsstoffe ein gut handhabbares 2-Komponenten-Gießharz für die Dentaltechnik bereitstellen lässt, das so eingestellt werden kann, dass es zu einem Polyurethan-Material mit einer Shore-D-Härte von wenigstens 50, vorzugsweise wenigstens 60 oder besonders bevorzugt wenigstens 70, ausreagiert.
Hierfür wählt der Fachmann für die eine Komponente der Gießmasse wenigstens ein aliphatisches Isocyanat mit einer Funktionalität von größer als 2,2 aus und für die andere oder eine weitere Komponente der Gießmasse wenigstens ein Polyetherpolyol, welches zu mindestens 50% aus einem mit einem mindestens trifunktionellen Amin gestarteten Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht kleiner 1000 besteht, und stimmt die Ausgangsstoffe der Gießmasse im oben angegebenen Rahmen so aufeinander ab, dass die ausgehärtete Gießmasse eine Shore-D-Härte von größer gleich 50 besitzt.
Das auf diese Weise erhaltene Material hat eine für den Anwendungszweck gut geeignete Härte ohne spröde oder brüchig zu sein. Die Härte ist für die Funktion und Wiederstandsfähigkeit der Dentalmaterialien, insbesondere von Kunstzähnen, aber auch von Zahnhalteteilen, unbedingt erforderlich. Sie schützt das Material vor Zerkratzen und somit ästhetisch und funktionell nicht tolerierbaren Gebrauchsschäden. Sie macht das Material jedoch auch zahntechnisch bearbeitbar und stellt sicher, dass ein daraus hergestellter roher Guss- oder Presskörper gut bearbeitet und insbesondere geschliffen und poliert werden kann. Geschliffene und polierte Oberflächen werden aus hygienischen Gründen gefordert, da sich auf der glatten Oberfläche deutlich weniger Keime ansiedeln können. PMMA-Materialien, die die geforderte Härte gewährleisten, sind relativ zu unelastisch und zu brüchig, besitzen also als Dentalmaterial die oben bereits genannten Nachteile. Auf Grund seiner chemischen Eigenart ist das erfindungsgemäße Polyurethanmaterial sowohl genügend hart, also auch gleichzeitig von einer gewissen Elastizität und Bruchfestigkeit, wie im Folgenden mit Hilfe der physikalischen Eigenschaften von Ausführungsbeispielen noch gezeigt wird. Die Härte entspricht dabei der üblicher PMMA-Materialien, so dass die Austauschbarkeit zwischen üblichem, bisher verwendetem PMMA und dem neuen PUR-Material gewährleistet ist.
Wegen der ausgezeichneten Eignung im Dentalbereich umfasst die Erfindung Kunstzahn-Aufnahmebetten bzw. Zahnhalteteile aus der erfindungsgemäßen Gießmasse – die Masse kann dabei fleischfarben eingefärbt sein-, Kunstzähne aus der Gießmasse – vorzugsweise in der Farbe des Zahnschmelzes eingefärbt – sowie ganze Dentalprothesen aus Zähnen und sattelförmigen, auf dem Kiefernkamm des Benutzers aufsitzenden künstlichen Zahnbetten, d. h. Kunstzahn-Aufnahmebetten oder Kunstzahnhalterungen. Dabei kann es sich selbstverständlich um ganze Prothesen (Totalprothesen) oder Teilprothesen und um vorläufige, provisorische oder endgültige Prothesen handeln. Wie üblich formt die Gießmasse dabei die wesentlichen Teile der Prothese, zusätzliche Mittel aus anderen Materialien könnten dabei an der Prothese, den Kunstzähnen oder den Zahnaufnahmebetten angebracht sein. Im Falle einzelner Kunstzähne aus dem erfindungsgemäßen Material können beispielsweise bestimmte Verankerungsmittel (Verankerungsstifte) an dem Kunstzahn angebracht sein.
Allgemein ausgedrückt umfasst die Erfindung generell die Verwendung der erfindungsgemäßen Gießmasse für provisorische oder endgültige Zahnprothesen oder Teilprothesen oder Teile davon, Kunstzähne, Prothesen des Zahnhalteapparats, Unterfütterungen, Erweiterungen, Veneers, Verblendschalen, Schienen und Leisten für die Zahntechnik und Kiefernorthopädie sowie als Reparaturmaterial und Prothesenfinishmaterial.
Aus werkstoffkundlicher Sicht weist die Erfindung den Vorteil auf, dass das Material weniger spröde reagiert als die Materialien nach dem Stand der PMMA-Technik und daher im Alltagsgebrauch haltbarer sind.
Zahnmedizinische Prothesen und dentaltechnische Teile aus den erfindungsgemäßen Materialien sind vom Tragegefühl wenigstens gleichwertig zu bisherigen Prothesen und dentaltechnischen Teilen aus PMMA-Materialien, da das erfindungsgemäße Material weniger steif reagiert und sich damit den weichen Bedingungen im Gaumen und den Belastungen beim Kauen besser anpasst. Die erfindungsgemäßen Teile dünsten keine Monomeren aus und sind hypoallergen.
Die erfindungsgemäße Gießmasse kann in einer Reihe von Verfahren, wie sie dem Zahntechniker heute bekannt sind, eingesetzt werden. Allgemein bestehen keine Beschränkungen in Bezug auf den Einsatz der neuen erfindungsgemäßen Polyurethan-Gießmasse, so dass sie überall da verwendet werden kann, wo bisher andere Kunststoff-Gießmassen zum Einsatz kamen. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Polyurethan-Gießmasse in Ersatz bisher gebräuchlicher acrylatbasierter Gießharze (MMA, PMMA) verwendet werden.
Im Rahmen der Erfindung ist allgemein ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnprothese mit insgesamt folgenden Schritten vorgesehen:

– Herstellen von Kunstzähnen;
– Herstellen eines ausschmelzbaren/verlierbaren Aufnahmebett-Modells in funktioneller Verbindung mit den Kunstzähnen;
– Herstellen einer Negativform zum Aufnahmebett;
– Entfernen des Aufnahmebett-Modells unter Hinterlassen eines in der Form entsprechenden Hohlraums;
– Einbringen der erfindungsgemäßen Gießmasse für das Aufnahmebett in den Hohlraum;
– Aushärten lassen und Entformen der Prothese.

Innerhalb des Verfahrens sind verschiedene Alternativen möglich, dies bezieht sich insbesondere auf die Reihenfolge der verschiedenen Abform- und Dublierschritte. Die Kunstzähne können aus dem erfindungsgemäßen Material hergestellt werden, das dann in bekannter Weise enamelfarben eingefärbt wird, oder es können aus anderen üblichen Materialien hergestellte Kunstzähne verwendet werden. Unter anderem sind Kunstzähne aus Keramik, Kunststoff oder doubliertem Metall verwendbar.
Das ausschmelzbare bzw. verlierbare Modell des Aufnahmebettes wird in der Regel aus Wachs hergestellt. Negativformteile, die nach dem Ausschmelzen erhalten bleiben sollen, werden in der Regel aus Gips hergestellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann demnach unter anderem als Küvettenverfahren, Stopf-Pressverfahren oder Vorwallverfahren durchgeführt werden, wobei die Arbeitsweisen bei diesen Verfahren dem Fachmann auf dem Gebiet grundsätzlich bekannt sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, die allein zur Illustration der Erfindung dienen und den oben erläuterten, für den Fachmann ebenfalls ausführbaren allgemeineren Rahmen der Erfindung nicht beschränken sollen.
Beispiel 1
100 Gewichtsteile Ethylendiamin gestarteten Polyetherpolyols aus Propylenoxid mit der OH-Zahl 620, 0,04 Gewichtsteile Wismuttrisneodecanoat (Coscat^® 83, Vertellus Corp.) als Wismutkatalysator und 0,12 Gewichtsteile eines einbaubaren Farbstoffes werden mit einem Laborrührwerk mit 2000 bis 2500 UpM für 30 Sekunden intensiv gemischt. Der zur Einfärbung der späteren Masse verwendete einbaubare Farbstoff ist eine Mischung aus Farbstoffen (gelb, rot, blau, nämlich: Reactint Yellow X 15/Red X64/ Blue X 17, von Miliken Chemical, Gent). Hinzu kommt eine Weißpaste (AU 1, ISL-Chemie, Kürten) u. a. zur Einstellung der Opazität.
Die vorstehend angegebene Mischung aus Polyol, Katalysator und Farbstoff wird dann mit 204,16 Gewichtsteilen eines aliphatischen Isocyanats (Desmodur^® 3600 N) mit einem NCO-Gehalt von 23 erneut intensiv verrührt.
Beispiel 2
In Abänderung von Beispiel 1 werden 80 Gewichtsteile Ethylendiamin gestartetes Polyetherpolyol mit der OH-Zahl 620, 20 Gewichtsteile eines Polyetherpolyols mit der OH-Zahl 447 und 1 Teil UV-Stabilisator (Tinuvin^®, Ciba, Basel) eingesetzt. Ansonsten wird wie in Beispiel 1 verfahren.
Die flüssigen Zubereitungen der Beispiele 1 und 2 werden in einem Exsikkator für 6 Minuten evakuiert. Nach dem Einfüllen in eine Küvette wird diese nochmals für bis zu 6 Minuten evakuiert. Die gefüllte Küvette wird zum Aushärten bei 60°C für 30 Minuten im Trockenschrank gelagert. Auf diese Weise sind zahnmedizinische Prothesen und dentaltechnische sowie kiefernorthopädische Teile herstellbar, die nach den in Dentallaboren bekannten und verbreiteten Verarbeitungsverfahren (z. B. Gießen in Küvetten, Injektionsverfahren, Pressverfahren) hergestellt und weiterverarbeitet werden können. Die Weiterverarbeitung besteht meist in Schleifen und Polieren, was mit den in jedem Dentallabor vorhandenen Geräten auch an dem neuen Material durchgeführt werden kann. Aus dem erfindungsgemäßen Material hergestellte Prothesen und Dentalkomponenten bieten zusätzlich die oben beschriebenen Vorteile hinsichtlich der hypoallergenen Wirkung und einer dem Alltagsgebrauch förderlichen Widerstandsfähigkeit.
Lässt man die erfindungsgemäßen und nach den oben angegebenen Beispielen hergestellten Prothesen aus einer Höhe von etwa 1,5 m auf einen Steinboden fallen, brechen diese Prothesen nicht.
Testversuche zu physikalischen Eigenschaften
Das Polyurethanmaterial nach der Rezeptur aus Beispiel 1 (aliphatisches Isocyanat = HDI-Isocyanurat, Desmodur^® 3600, Bayer) wurde hinsichtlich einiger physikalischer Eigenschaften mit handelsüblichem Polymethylmethacrylat (PMMA)(PremEco^®, Line Gießkunststoff, Merz Dental GmbH, Lütjenburg) verglichen. Dazu wurden an jeweils 3 Prüfkörpern Biegeversuche nach ISO 178: 1996 durchgeführt und die Härte nach dem Shore-D Verfahren der ISO 7619: 2004 gemessen.
Für die Herstellung der Prüfkörper aus PMMA wurden die beiden Komponenten (Pulver (aus PMMA, Dibenzoylperoxid und Farbstoffen) und Flüssigkeit (aus MMA und Dimethacrylat)) nach Angaben des Herstellers gemischt.
Für die vergleichenden Biegeversuche wurden Stäbe in einer offenen Hohlform mit den Abmessungen 112 mm × 15 mm × 5 mm gegossen. Die Prüfkörper wurden nach 30 Minuten bei 60°C im Trockenschrank entformt. Anschließend wurden die Prüfkörper für 24 Stunden im Normklima (23°C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit) konditioniert.

Nach dieser Konditionierung wurde an den Prüfkörpern die Härte nach dem Shore-D-Verfahren gemessen. Für die Durchführung der Biegeversuche wurde eine feste Stützweite von 80 mm und eine Prüfgeschwindigkeit von 2 mm/min verwendet. Für die Normdurchbiegung (s_c = 3,5%) für diese Prüfkörper-Geometrie beträgt die Auslenkung 7,5 mm. Ergebnisse (Prüfumfang: 3 Prüfkörper):

	Polyurethanprüfkörper gemäß Beispiel 1	Polymethylmethacrylat Prüfkörper
Biegeversuch:
F_max(N)	192 σ = 10,7	202 σ = 12,8
nach Wegstrecke (mm)	12,25 σ = 0,37	7,12 σ = 0,06
E-Modul (MPa)	1885 σ = 8,8	2396 σ = 150,0
Biegefestigkeit (MPa)	70 σ = 0,3	70 σ = 4,4
Bemerkung	kein Bruch	Bruch bei F_max vor Normdurchbiegung
Härte (Shore-D)	77	77

Das verwendete PMMA hat keine Streckgrenze und ist bei einer Kraft von 202 N vor erreichen der Normdurchbiegung gebrochen. Das PUR hatte bei einer Kraft von 192 N die Streckgrenze erreicht und ist bis zum Abbruch des Versuchs bei einer Wegstrecke von 15 mm nicht gebrochen Daher ist das PMMA im Vergleich zum PUR als spröder zu bezeichnen.
Für die Alltagstauglichkeit dentaltechnischer Erzeugnisse und insbesondere von Dentalprothesen bedeutet dies, dass eine Prothese aus dem erfindungsgemäßen PUR weniger leicht zerbricht als eine Prothese aus PMMA (z. B. Sturz vom Tisch auf harten Untergrund). Andererseits ist die Oberflächenhärte (Shore D) beider Materialien identisch. Dadurch ist das neue Material ebenso gut polierbar wie ein Acrylatmaterial, Keime setzen sich nicht leicht fest, die hygienischen Anforderungen an Prothesematerialien können vollständig erfüllt werden.
Das PUR reagiert beim Tragen etwas weicher und flexibler und kann sich Verschränkungsbelastungen leichter anpassen. Es fühlt sich für den Patienten an, wie ein PMMA-Material, besitzt aber dabei die oben beschriebenen Vorteile.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 4816597 [0008]
- US 4225696 [0008]
- EP 0222899 [0009]
- US 6136886 [0010]
- US 3629187 [0011]
- US 4787850 [0011]
- US 4360344 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Schmalz, G./Arenholt-Bindslev, D.: „Biokompatibilität zahnärztlicher Werkstoffe”, 1. Aufl., Elsevier, München 2005, S. 256 [0003]
- ISO 178: 1996 [0049]
- ISO 7619: 2004 [0049]

Claims

Kunststoff-Gießmasse für die Dentaltechnik aus mehreren Ausgangsstoffen, die zu wenigstens zwei bei Lagerung getrennten Komponenten zusammengefasst sind, welche unmittelbar vor dem Gießen zusammengeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Polyurethan ist und dass hierfür die eine Komponente der Gießmasse wenigstens ein aliphatisches Isocyanat mit einer Funktionalität von größer als 2,2 enthält und eine weitere Komponente der Gießmasse wenigstens ein Polyetherpolyol als isocyanatreaktiven Bestandteil enthält, welches zu mindestens 50 Gew.-% aus einem mit einem mindestens trifunktionellen Amin gestarteten Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht kleiner 1000 besteht; wobei die Ausgangsstoffe der Gießmasse so ausgewählt sind, dass die ausgehärtete Gießmasse eine Shore-D-Härte von größer gleich 50 besitzt.
Gießmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse keinerlei aromatische Isocyanate enthält.
Gießmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kurzkettige amingestartete Polyol mit Ethylendiamin gestartet wurde.
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kurzkettige amingestartete Polyol eine OH-Zahl hat, die größer als 300 ist.
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyetherpolyol ein propoxyliertes Amin ist.
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das kurzkettige Polyetherpolyol einen Anteil von mindestens 80 Gew.-% an der Polyolphase hat.
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der isocyanatreaktive Bestandteil keine Polyesterpolyole und vorzugsweise ausschließlich Polyetherpolyole enthält.
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Isocyanat ein modifiziertes Isocyanat ist, insbesondere ein Biuret oder Allophanat.
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Isocyanat Hexamethylendiisocyanat-Isocyanurat ist
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einer der Komponenten ein Polyurethan-Katalysator enthalten ist, vorzugsweise eine Wismutverbindung.
Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der oder beiden Komponenten übliche Zusatz- und Hilfsstoffe enthalten sind und vorzugsweise anorganische und/oder organische Farbstoffe.
Dentalprothese aus einer Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Kunstzahn aus einer Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Kunstzahn-Aufnahmebett aus einer Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Verwendung der Gießmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 11 für provisorische oder endgültige Zahnprothesen oder Teilprothesen oder Teile davon, Kunstzähne, Prothesen des Zahnhalteapparats, Unterfütterungen, Erweiterungen, Veneers, Verblendschalen, Schienen und Leisten für die Zahntechnik und Kiefernorthopädie sowie als Reparaturmaterial und Prothesenfinishmaterial.
Verfahren zur Herstellung einer Zahnprothese mit insgesamt folgenden Schritten: – Herstellen von Kunstzähnen; – Herstellen eines ausschmelzbaren/verlierbaren Aufnahmebett-Modells in funktioneller Verbindung mit den Kunstzähnen; – Herstellen einer Negativform zum Aufnahmebett; – Entfernen des Aufnahmebett-Modells unter Hinterlassen eines in der Form entsprechenden Hohlraums; – Herstellen eines Kunstzahn-Aufnahmebetts durch Einbringen einer Gießmasse für das Aufnahmebett nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in den Hohlraum; – Aushärten lassen und Entformen der Prothese.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Küvettenverfahren, ein Stopf-Pressverfahren oder ein Vorwallverfahren ist.