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Die Erfindung betrifft ein dentales Mattierungsmittel für Dentalaufnahmen, wobei ein solches Mattierungsmittel ein Haftmittel und ein Pigment enthält. Bei dem Pigment kann es sich z. B. um Titandioxid (TiO2) handeln. Dentales Mattierungsmittel meint insbesondere ein Mattierungsmittel für die intraorale Beschichtung der Mundhöhle für Dentalaufnahmen bzw. Scans, z. B. die Beschichtung eines oder mehrerer Zähne aber auch Restaurationen (Kronen, Brücken) etc. aus verschiedenen Materialien (Keramiken, Legierungen, Kunststoffen etc.) sowie Zahnweichgewebe (Zahnfleisch). Die Erfindung umfasst außerdem Mattierungsmittel für die extraorale Beschichtung, z. B. die Beschichtung von Dental-Modellen im Labor. Das Haftmittel bildet ein Trägermaterial für das Pigment.
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In der Dentaltechnik und insbesondere bei der Herstellung von Zahnersatz oder dergleichen ist in der Regel die Herstellung von geeigneten Modellen erforderlich. Dazu wird in der Praxis bislang sehr häufig zunächst eine Abformung des Zahns bzw. Gebisses angefertigt und anschließend mit Hilfe des so gewonnen Negativ-Abdruckes, der im nächsten Arbeitsschritt vom Zahntechniker mit einem geeigneten Material, z. B. Gips ausgegossen wird, das Modell hergestellt. Die Anfertigung eines solchen Abdruckes ist in der Regel zeit- und materialaufwendig, sie lässt sich nicht standardisieren und weist daher eine hohe Fehlerhäufigkeit auf. Außerdem wird sie von Patienten sehr häufig als unangenehm empfunden. Auch ist der konventionelle Abdruck häufig nicht ausreichend genau.
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Aus diesem Grunde ist man in der Praxis alternativ dazu übergegangen, mit geeigneten Systemen sogenannte "digitale Abformungen" anzufertigen. Hierbei werden mit CAD-Systemen bzw. 3D-Kameras Aufnahmen bzw. Scans der Mundhöhle, insbesondere der Zähne, angefertigt und anschließend wird auf der Basis der aufgenommenen Daten der Zahnersatz, eine Reproduktion bzw. ein Modell des Zahns oder des Gebisses angefertigt, z. B. durch Fräsen oder Sintern. Dabei erfolgt zunächst eine dreidimensionale Vermessung des Zahns oder Gebisses. Die dentalen CAD/CAM-Systeme verwenden z. B. einen Laser oder eine optische Streifenlichtquelle, um an den am Sensor empfangenen Daten ein dreidimensionales Bild der Situation im Mund darzustellen.
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Solche modernen Verfahren sind eine gute Alternative zur konventionellen Abformung. Problematisch ist jedoch die Tatsache, dass der Zahn das eingestrahlte Licht nicht immer einheitlich reflektiert, z. B. aufgrund der Transluzenz des Zahnmaterials. Außerdem führen Speichel, Kronen oder auch zahnärztliche Geräte während der Behandlung zu unerwünschten Reflexen, so dass das Messergebnis bzw. die daraus berechneten Daten verfälscht werden können. Aus diesem Grund ist es in der Praxis bei den meisten CAD-Systemen üblich, die zu vermessenden Flächen vor der Aufnahme mit einem Mattierungsmittel zu versehen, um eine gleichmäßig diffuse Reflektion zu erreichen. Solche Mattierungsmittel sind in der Regel mit einem Pigment, vorzugsweise Titandioxid, versehen. Es handelt sich z. B. um Suspensionen aus einem solchen Weißpigment in Alkohol, die mit einem Pinsel oder ähnlichem Applikator aufgetragen werden. Alternativ werden auch sogenannte Scanning Sprays eingesetzt, die sich in der Praxis gut bewährt haben.
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In der
US 2003/0175658 A1 wird im Übrigen ein Mattierungsmittel beschrieben, welches eine Mischung aus einem Pigment und einem Bindemittel ist, wobei als Bindemittel ein herkömmlicher Dentalkleber eingesetzt werden kann, der in Alkohol gelöst oder suspendiert ist.
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Auch wenn sich mit Hilfe von Mattierungsmitteln die dreidimensionale Vermessung von Zähnen stark verbessern lässt, so sind die bekannten Mattierungsmittel doch verbesserungsfähig, und zwar insbesondere hinsichtlich Handhabung, Entfernbarkeit und Verträglichkeit. Der Einsatz ist bislang in der Regel auf die Vermessung einzelner Zähne bzw. kleiner Flächen beschränkt. – Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dentales (flüssiges) Mattierungsmittel, insbesondere für die intraorale Beschichtung zu schaffen, welches sich durch hohe Verträglichkeit, einfache Entfernbarkeit und gute Handhabbarkeit auszeichnet. Außerdem soll das Mattierungsmittel einfach und kostengünstig herstellbar sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen dentalen Mattierungsmittel, das als Haftmittel ein (anorganisches) silikatisches Haftmittel verwendet wird, welches mit dem Pigment (z. B. Titandioxid) vermischt ist. Bevorzugt ist das Haftmittel als Dispersion oder Lösung zumindest eines Silikates ausgebildet. Bei einem Silikat handelt es sich um ein Salz der Orthokieselsäure [Si(OH)4] oder dessen Kondensationsprodukt. Besonders bevorzugt wird als Haftmittel eine wässrige Dispersion eines Silikates verwendet. Bei dem Silikat kann es sich besonders bevorzugt um ein Schichtsilikat handeln. In einem solchen Schichtsilikat sind die SiO4-Tedraeder jeweils in einer Ebene miteinander verkettet. Sie bilden ein Schichtengitter. Schichtsilikate sind Polymere des Anions [Si4O10]4–, wobei Metallkationen als Gegenionen vorhanden sind.
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Das Silikat kann im Übrigen Natrium-Ionen, Magnesium-Ionen und/oder Lithium-Ionen enthalten, die als Kationen die Gegenionen bilden.
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Solche Silikate und insbesondere Schichtsilikate sind als synthetische Produkte industrielle herstellbar und verfügbar. Sie werden in der Regel als rieselfähiges Pulver geliefert, welches in Wasser dispergiert und so ein Haftmittel für das Pigment und damit für die Mattierung bildet. So kann im Rahmen der Erfindung z. B. das unter der Produktbezeichnung "Laponite" vertriebene, pulverförmige Schichtsilikat der Firma BYK verwendet werden, dass in Wasser dispergiert ein Gel bildet. Bevorzugt wird das Produkt mit der Bezeichnung "Laponite XLG" verwendet.
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Es kann folglich ein Schichtsilikat (z. B. "Laponite") verwendet werden, bei dem in die einzelnen Schichten Hydroxid-Anionen eingelagert sind. Das entsprechende Kation (zwischen den Schichten) kann Magnesium, Natrium und/oder Lithium sein. Durch den Ersatz einiger Magnesium-Kationen durch einwertige Kationen, z. B. Lithium oder Natrium-Kationen bleiben aufgrund der unterschiedlichen Wertigkeit in der Gitterstruktur einige für Magnesium vorgesehene Stellen unbesetzt. Dieses führte zu einer negativen Gesamt-Ladung, welche durch austauschbare Ionen, z. B. Natrium-Ionen, kompensiert werden kann. Die einzelnen Schichten werden durch die Natrium-Ionen, die sich bevorzugt zwischen den Schichten, also außerhalb der regelmäßigen Gitterstruktur befinden elektrostatisch verbunden. Beim dispergieren eines solchen Schichtsilikates (z. B. "Laponite") werden die austauschbaren Kationen herausgelöst, so dass sich dann die verbleibenden negativ geladenen Schichten abstoßen und die einzelnen Schichten gegeneinander verschiebbar sind und daher eine geringe Viskosität aufweisen. Das Silikat bildet dabei eine Plättchenstruktur. Die über Flächen und Kanten verbundenen Plättchen bilden die Form eines Kartenhauses und damit eine (hochviskose) Gelstruktur. Diese Gelstruktur (bzw. das "Kartenhaus") bricht jedoch unter Scherbeanspruchungen unter Herabsetzung der Viskosität leicht zusammen und baut sich dann "bei Ruhe" wieder schnell auf, so dass die thixotrope Eigenschaft entsteht. Da die Bindung zwischen den Schichten ionisch ist und folglich auf elektrostatischer Wechselwirkung beruht, ist die Viskosität des Haftmittels bzw. des dispergierten Schichtsilikates nicht von der Temperatur abhängig.
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Das auf der Basis eines solchen Silikats hergestellte Haftmittel bildet folglichgemischt mit dem Pigment (z. B. Titandioxid) – ein flüssiges bzw. gelförmiges Mattierungsmittel, das besonders bevorzugt thixotrope Eigenschaften aufweist. Bei einem solchen thixotropen Fluid nimmt die Viskosität (Zähflüssigkeit) in Folge andauernder mechanischer Beanspruchung ab und erst nach beendigter Beanspruchung nimmt sie wieder zu. Daraus ergeben sich Vorteile für die Lagerung und Handhabung des Mattierungsmittels, denn auch nach Lagerung über einen langen Zeitraum lässt sich das Mattierungsmittel durch "schütteln" wieder in den gewünschten flüssigen oder gelförmigen Zustand überführen. Im Zuge der Anwendung hat die thixotrope Eigenschaft den Vorteil, dass sich das Mattierungsmittel zunächst mit nahezu beliebigen Maßnahmen auf die entsprechende Fläche aufbringen lässt und dass dann anschließend z. B. durch einen starken Luftstrom eine Kraft aufgebracht wird, welche aufgrund der thixotropen Eigenschaften dazu führt, dass das Material dünnflüssig wird, sich entsprechend gut verteilt und anschließend wieder verfestigt, so dass sich ein einwandfreier Film auf der entsprechenden Fläche bildet. Während man bislang folglich bei herkömmlichen Mattierungsmitteln versucht hat, das Mittel entweder nicht oder nur lediglich sanft mit geeigneter Luft zu verteilen, kann bei dem erfindungsgemäßen Mattierungsmittel Luft mit hohem Druck eingeblasen werden, so dass sich das Mattierungsmittel in einer sehr dünnen Schicht sehr gut verteilt.
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Das Haftmittel, welches mit dem Pigment vermischt ist, besteht im Wesentlichen aus einer wässrigen Dispersion des Silikates. Diesem Haftmittel wird das Pigment unter Bildung des Mattierungsmittels zugegeben. Dennoch liegt es im Rahmen der Erfindung, das Mattierungsmittel bzw. Haftmittel zusätzlich mit Alkohol zu versetzen, z. B. mit Ethanol. Dadurch lässt sich die ohnehin sehr gute Haltbarkeit des anorganischen, synthetischen Materials weiter optimieren. Im Übrigen kann durch den Zusatz von Alkohol die Haftung aufgrund der leichten Verdunstung optimiert werden.
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Außerdem kann es zweckmäßig sein, dem Haftmittel zumindest einen Aromastoff oder Duftstoff beizugeben, um die Anwendung im Dentalbereich insbesondere für intraorale Aufnahmen zu optimieren. Dabei können z. B. Aromaöle, wie z. B. Minzöl, zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt wird Krauseminzöl verwendet. Alternativ können aber auch andere Aromaöle oder andere Aromastoffe bzw. Duftstoffe zum Einsatz kommen. Insbesondere dann, wenn Aromaöle beigegeben werden, empfiehlt die Erfindung zusätzlich zumindest einen Emulgator als Hilfsstoff beizugeben, um die Vermischung des Öls in Wasser bzw. in der Dispersion zu verbessern. Dabei kann auf bekannte Emulgatoren aus der Pharmazie oder Lebensmitteltechnologie zurückgegriffen werden. So kann z. B. ein Emulgator mit der Handelsbezeichnung Cremophor verwendet werden, z. B. Cremophor RH40 oder auch Cremophor CO40.
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In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird dem Haftmittel während der Herstellung, insbesondere nach Anfertigung der wässrigen Dispersion des Silikats eine Säure zugegeben, um die Dispersion anzusäuern und damit den pH-Wert zu senken. Bei der Säure kann es sich z. B. um Milchsäure oder Zitronensäure handeln. Alternativ kann auch Phosphorsäure zum Einsatz kommen. Dabei hat sich herausgestellt, dass durch Ansäuern der wässrigen Dispersion des Silikates die gegebenenfalls zunächst geringe Gelbildung verstärkt werden kann und eventuelle negative Auswirkungen der Zugabe weiterer Substanzen (wie z. B. Alkohol und/oder Aromastoffe) auf das Haftmittel und insbesondere dessen Viskosität vermieden werden können.
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Das erfindungsgemäße Mattierungsmittel wird folglich auf der Basis eines Silikates hergestellt, wobei der Anteil des Silikats in dem Mattierungsmittel vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%, z. B. 1 bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 2 Gew.-% beträgt. Dabei hat sich herausgestellt, dass ein Mattierungsmittel mit besonders guter Konsistenz bzw. Viskosität hergestellt werden kann, wenn mit einem verhältnismäßig geringen Silikat-Anteil von lediglich 1,5 % bis 1,9 % (z. B. Laponite XLG) gearbeitet wird. Diese Angabe bezieht sich auf den Anteil des Silikates im Mattierungsmittel. Bezogen auf lediglich die Dispersion des Silikates im Wasser beträgt der Anteil in dieser Dispersion vorzugsweise 2 Gew.-% bis 4 Gew.-%, z. B. 2,5 Gew.-% bis 2,9 Gew.-%.
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Der Anteil des zusätzlich gegebenenfalls vorgesehenen Alkohols, z. B. Ethanol, kann 10 % bis 30 %, z. B. 15 % bis 25 % betragen.
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Der Anteil eines Aromastoffs, z. B. Minzöls, kann z. B. 0,1 % bis 1 %, vorzugsweise 0,1 % bis 0,5 %, z. B. 0,2 % bis 0,3 % betragen. Sofern ein Aromaöl eingesetzt wird, ist – wie beschrieben – die Zugabe eines Emulgators (z. B. Cremophor) zweckmäßig, wobei der Anteil des Emulgators im Mattierungsmittel 0,1 % bis 2 %, z. B 0,5 % bis 1,5 % betragen kann.
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Die Säure kann in einem solchen Umfang zugegeben werden, dass sich ein pH-Wert des Mattierungsmittels von pH 6–8, z. B. ca. pH 7 ergibt. Der Anteil der Säure zum Ansäuern der Dispersion kann z. B. 0,01 % bis 0,1 %, vorzugsweise 0,02 % bis 0,07 % betragen.
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Der Anteil des Pigments, z. B. Titandioxid, beträgt z. B. 10 % bis 30 %, vorzugsweise 15 % bis 25 %.
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Dementsprechend kann der Anteil des Wassers, in welchem das Silikat dispergiert wird, 40 % bis 80 %, vorzugsweise 50 % bis 70 %, z. B. 55 % bis 65 % betragen.
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Diese Angaben beziehen sich jeweils auf den Anteil in Gew.-%, und zwar bezogen auf das gesamte Mattierungsmittel (einschließlich Pigment).
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Die Erfindung geht insgesamt von der Erkenntnis aus, dass sich auf der Basis der grundsätzlich bekannten und handelsüblichen Silikate, z. B. Schichtsilikate wie Laponite, ein hervorragendes Haftmittel herstellen lässt, welches gemeinsam mit einem geeigneten Pigment ein dentales Mattierungsmittel bildet, das sich sowohl für die intraorale als auch für die extraorale Beschichtung für Dentalaufnahmen eignet. Das Material ist sehr gut verträglich und es lässt sich sehr einfach auftragen und auch wieder entfernen. Aufgrund der bevorzugten thixotropen Eigenschaften funktioniert das Haftmittel als Filmbildner, so dass das Haftmittel letztlich ein Trägermaterial für das Pigment bildet. Das Haftmittel lässt sich hervorragend auf die gewünschten Flächen in der Mundhöhle, z. B. einen oder mehrere Zähne aufbringen und insbesondere nach der Aufnahme besonders einfach entfernen. Dabei wird eine einwandfreie Haftung des mit dem Haftmittel vermischten Pigments erreicht, und zwar in sehr dünnen Schichten, so dass die Messergebnisse deutlich verbessert werden. Es werden sehr gleichmäßige, dünnen Schichtdicken erreicht und der Einsatz ist nicht auf einzelne Zähne beschränkt. Das erfindungsgemäße Mattierungsmittel eignet sich für die Beschichtung sämtlicher Bereiche innerhalb der Mundhöhle, d. h. Zähne oder Restaurationen (Kronen, Brücken etc.) aus verschiedenen Materialien (Keramiken, Legierungen, Kunststoffen etc.) sowie Zahnweichgewebe (Zahnfleisch). Das Mattierungsmittel kann auch für extraorale dentale Anwendungen eingesetzt werden, z. B. für das Scannen von dentalen Modellen im Labor.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mattierungsmittels. Dazu wird bevorzugt ein Silikat in Pulverform mit Wasser zu einer wässrigen Dispersion unter Bildung eines Haftmittels vermischt. Diesem Haftmittel wird das Pigment zugegeben.
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In der Regel wird zunächst Wasser in entsprechender Menge vorgelegt und das Silikat unter Rühren eindispergiert. Beim dispergieren des Silikats in Wasser kommt es zur Gelbildung. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die wässrige Dispersion des Silikats unter Bildung des Gels über einen vorgegebenen Zeitraum von z. B. 5 min. bis 60 min., vorzugsweise 10 min. bis 30 min. quillt. Dabei kann die Dispersion ruhen oder auch weiter verrührt werden.
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Bevor gegebenenfalls Zusatzstoffe (insbesondere Alkohol und/oder Aromastoffe) zugesetzt werden, ist es zweckmäßig, die wässrige Dispersion des Silikates zunächst mit einer Säure anzusäuren, z. B. mit Milchsäure, Zitronensäure oder auch Phosphorsäure. Damit sinkt der pH-Wert der Dispersion auf z. B. ca. pH 6 bis 7, die Gelbildung wird verstärkt und die Dispersion bleibt ausreichend stabil gegenüber den weiteren Zusatzstoffen, z. B. Konservierungsmitteln bzw. Alkohol und Aromastoffen. Nach dem Ansäuern kann dann folglich die Zugabe der Zusatzstoffe, insbesondere Alkohol und/oder eines Aromastoffes erfolgen, wobei im Falle der Verwendung von Aromaölen bevorzugt zusätzlich zumindest ein Emulgator zugegeben wird. Außerdem wird selbstverständlich das Pigment, z. B. Titandioxid, eindispergiert.
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Das erfindungsgemäß hergestellte Mattierungsmittel kann in einem Ausführungsbeispiel folgende Zusammensetzung aufweisen:
| Silikat (z. B. Laponite XLG): | 1,63 % |
| Wasser: | 58,91 % |
| Alkohol (z. B. Ethanol): | 19,99 % |
| Aromaöl (z. B. Krauseminzöl): | 0,24 % |
| Emulgator (z. B. Cremophor RH40): | 0,82 % |
| Säure (z. B. Milchsäure): | 0,05 % |
| Pigment (z. B. Titandioxid): | 18,36 %. |
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Sämtliche Angaben beziehen sich auf das Gewicht.
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Besonders bevorzugt kann bei der Herstellung des Mattierungsmittels auf das Produkt "Laponite" der Firma BYK zurückgegriffen werden vgl. (BYK: Technical Information B-RI-21, Laponite, Performance Additives, 01/2014).
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Insgesamt steht im Rahmen der Erfindung, die Verwendung von grundsätzlich bekannten Silikaten zur Herstellung von Mattierungsmitteln und die Verwendung eines solchen Mattierungsmittels zum Auftragen auf ein oder mehrere Zähne für Dentalaufnahmen, insbesondere für intraorale Aufnahmen im Vordergrund. Das Mattierungsmittel kann dabei mit einem Auftragsgerät, z. B. einem Pinsel oder dergleichen auf den Zahn bzw. auf die Zähne oder andere Bereiche der Mundhöhle aufgetragen werden. Alternativ liegt dies jedoch auch im Rahmen der Erfindung, das Mattierungsmittel als Mundspüllösung zu applizieren. Außerdem umfasst die Erfindung auch die Verwendung des beschriebenen Mattierungsmittels zum extraoralen Auftragen auf dentale Modelle. Im Übrigen kann das Mattierungsmittel auch aufgesprüht werden, z. B. mit einem Pumpzerstäuber. Dieses gelingt erfindungsgemäß obwohl das Mattierungsmittel bevorzugt in Gelform vorliegt. Denn über den Pumpzerstäuber muss das Material lediglich grob in den gewünschten Bereichen verteilt werden. Anschließend kann in der bereits beschriebenen Weise mit einem starken Luftstrom die gewünschte Feinverteilung erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2003/0175658 A1 [0005]