DE10317425A1 - Hochgoldhaltige Dental-Edelmetall-Legierung Bio Sensation - Google Patents

Abstract

Es wird eine verbesserte Dentallegierung, insbesondere als Universallegierung für Spezialkeramik, angegeben, deren Hauptbestandteile Gold, Silber und Platin sind und die darüber hinaus Beimetalle enthält. Die Dentallegierung weist folgende Zusammensetzung auf: DOLLAR A Gold (Au) 73,0-76,0 Gew.-% DOLLAR A Silber (Ag) 10,0-13,0 Gew.-% DOLLAR A Platin (Pt) 8,0-10,0 Gew.-% DOLLAR A Zink (Zn) 2,0-5,0 Gew.-% DOLLAR A Niob (Nb) 0,1-1,0 Gew.-% DOLLAR A Iridium (Ir) 0,1-0,5 Gew.-% DOLLAR A Rhodium (Rh) 1,0-2,0 Gew.-% DOLLAR A Tantal (Ta) 0,1-1,0 Gew.-% DOLLAR A Indium (In) 0,1-1,0 Gew.-%.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dentallegierung als Universallegierung für Spezialkeramik, sowie für Vollgußtechnik, Inlays, Onlays, mechanisch beanspruchte Technik wie Implantsekundärkonstruktionen und Teleskop bzw. Konuskronentechnik, deren Hauptbestandteile Gold, Silber und Platin sind und die darüber hinaus Beimetalle enthält.
• Dentallegierungen sind im Bereich der Dentaltechnik in unterschiedlichen Zusammensetzungen und Eigenschaften bekannt. An eine Dentallegierung, insbesondere eine Universallegierung 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 Forschungsergebnisse 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 Stabilität und Haltbarkeit fertigen zu können. Dabei soll zugleich der Arbeitsaufwand für die Erzielung einer hohen Härte möglichst klein gehalten werden, um Zeit und Kosten zu sparen. Schließlich ist als dritte Anforderung noch zu erwähnen, daß bei Verwendung der Dentallegierung zusammen mit keramischen Werkstoffen deren Wärmeausdehnungskoeffizienten miteinander harmonieren müssen, also im gleichen, relativ engen Bereich liegen müssen, um Sprünge oder Spaltenbildung zwischen den Materialien im fertigen Dentalprodukt auszuschließen, wenn dieses unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt wird.
• Die bisher bekannten Dentallegierungen sind nicht in der Lage, alle drei Anforderungen gleichzeitig optimal zu erfüllen. In der Praxis sehr weit verbreitet ist eine Dentallegierung, die unter Bezeichnung „Degunorm" von der Degussa AG vertrieben wird und deren Zusammensetzung und Eigenschaften dem technischen Datenblatt „Dentalllegierungen" 5. Auflage 1997 der Degussa AG entnehmbar sind. Diese bekannte Legierung ist zwar frei von Palladium, 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, jedoch ist dafür ein zusätzlicher Arbeitsgang nach dem Keramikbrand und nach dem Glanzbrand erforderlich. Dazu muß das Material auf 450°C erwärmt und dann die Temperatur für 15 Minuten gehalten werden. Anschließend muß eine langsame Abkühlung auf Raumtemperatur erfolgen. Hierdurch wird dann eine Erhöhung der Vickershärte auf 220 erreicht. Dieser zusätzliche Arbeitsschritt ist erkennbar zeit und energieaufwendig und verursacht damit erhebliche zusätzliche Kosten. Ein positives Merkmal dieser bekannten Dentallegierung ist der günstige Wärmeausdehnungskoeffizient von 16,7 bis 16,8 der gut zum Wärmeausdehnungskoeffizienten niedrigschmelzender Spezialkeramik paßt.
• Von dem Anmelder selbst wird unter der Bezeichnung „Bio Sensation" eine Dentallegierung hergestellt und vertrieben, deren Zusammensetzung und Eigenschaften dem technischen Datenblatt „Legierungstabelle DENTAGOLD" 2001 der DENTAGOLD Edelmetalle GmbH entnehmbar sind. Diese Legierung ist sowohl frei von Palladium als auch frei von Kupfer. Auch die Vickershärte ist schon nach dem Keramikbrand mit 220 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 Wärmeausdehnungskoeffizienten von Dentalkeramik liegt, der zwischen 16,0 und 17,0 beträgt.
• zitierte Nichtpatentliteratur
• Aus der US 5 5423 680 A ist weiterhin eine Dentallegierung mit 40-80 Gew.-% Gold, 5 50 Gew.-% von Elementen 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, Rhenium, Rhodium und Cobalt entnehmbar. Aufgrund der angegebenen sehr weiten Gewichtsbereiche der Anteile der Dentallegierung offenbart diese Schrift nicht eine konkrete Legierung, sondern eine umfassende Legierungsgruppe, wobei verschiedene Legierungen aus dieser Legierungsgruppe sehr unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise wird für den Wärmeausdehnungskoeffizienten ein Bereich zwischen 15,5 und 17,5 genannt, ähnlich stark unterschiedlicher Werte sind daher auch für die Vickershärte der verschiedenen Legierungen aus dieser Legierungsgruppe zu erwarten, wobei diese Schrift dazu und zu den maximal erreichbaren Härten aber keine konkreten Angaben liefert.
• Aus Chemical Abstracts 128: 299 491 und aus Chemical Abstracts 127: 253 122 ist eine Legierung Nr. 195 528-24-6 bekannt. Diese Legierung ist wie folgt zusammengesetzt:

  Gold (Au)	75 Gew.-%
  Silber (Ag)	13 Gew.-%
  Platin (Pt)	9 Gew.-%
  Zinn (Zn)	2 Gew.-%
  Rhodium (Rh)	1 Gew.-%
  Tantal (Ta)	0,4 Gew.-%
  Iridium (Ir)	0,1 Gew.-%

• Diese Legierung ist als Dentallegierung für die Reparatur von Dentalprothesen gedacht, wobei hinsichtlich der Wärmeausdehnungskoeffizienten und der Vickershärte aber keine Angaben gemacht werden.
• 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 Anforderungen, insbesondere für eine Verwendung als Universallegierung und für Spezialkeramik erfüllt.
• Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einer Dentallegierung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie exakt folgende Zusammensetzung aufweist:

  Gold (Au)	74,2 Gew.-%
  Silber (Ag)	11,3 Gew.-%
  Platin (Pt)	9,0 Gew.-%
  Zink (Zn)	3,0 Gew.-%
  Niob (Nb)	0,5 Gew.-%
  Iridium (Ir)	0,1 Gew.-%
  Rhodium (Rh)	1,4 Gew.-%
  Tantal (Ta)	0,4 Gew.-%
  Indium (In)	0,1 Gew.-%

• Die erfindungsgemäße Dentallegierung ist medizinisch und gesundheitlich unbedenklich, weil sie weder Nickel, Cadmium oder Beryllium noch Kupfer oder Palladium enthält.
• Sowohl unter den Hauptbestandteilen als auch unter den Beimetallen finden sich nur solche Elemente, die nachgewiesen gesundheitlich und medizinisch unbedenklich sind. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Dentallegierung eine hohe Vickershärte von 220 schon nach dem Keramikbrand. Diese Vickershärte von 220 ist auch für größere Dentalprodukte, wie mehrgliedrige Brücken, Fräsarbeiten, Teleskope und Konuskronen ausreichend. Ein zusätzlicher Arbeitsgang, wie oben einleitend beschrieben, ist bei der erfindungsgemäßen Dentallegierung zur Erzielung dieser hohen Vickershärte nicht erforderlich. Zugleich ist diese Dentallegierung bei der Verarbeitung problemlos handhabbar und unterscheidet sich hier nicht von gängigen Dentallegierungen. Schließlich ist die erfindungsgemäße Dentallegierung auch im Hinblick auf ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten optimal kombinierbar mit keramischen Werkstoffen der Dentaltechnik, da der Wärmeausdehnungskoeffizient der erfindungsgemäßen Legierung im Bereich zwischen 16,2 und 16,4 liegt. Durch Einlegieren von Indium (In) als potentiellen Oxydbildner zur Verbesserung des Haftverbundes zwischen den beiden Werkstoffen Edelmetallegierung und niedrigschmelzenden Spezialkeramiken, ist erfindungsgemäß sichergestellt, daß sich bei thermischer Wechselbelastung keine Sprünge, Risse oder Spaltenbildung innerhalb der hergestellten Dentalprodukte, wie Brücken oder Kronen bilden können.
• In Versuchen mit einer dreigliedrigen Brücke, die aus der erfindungsgemäßen Dentallegierung und einer keramischen Verblendung hergestellt wurde, konnte die hervorragende thermische Beständigkeit nachgewiesen werden. Die Brücke wurde mehrfach bei 80°C und danach in Schritten um jeweils 10°C gesteigert, erwärmt und anschließend in kaltes Wasser getaucht. Erst bei einer Temperatur von 150°C mit darauffolgender Abkühlung durch kaltes Wasser traten erstmals Sprünge in der Brücke auf. Ein ernsthaftes Abplatzen des keramischen Werkstoffes konnte nur durch starkes mechanisches Einwirken erreicht werden, wobei sich die erfindungsgemäße Beigabe von Indium (In) als erfolreich aufweist. Dies ist selbst für den Fachmann ein sensationell guter Wert, der mit bisher bekannten Legierungen nicht erreicht werden konnte und der weit über den im Alltag auftretenden Beanspruchungen liegt.
• Mit der erfindungsgemäßen Dentallegierung ist es also erstmals gelungen, alle einleitend aufgeführten Anforderungen gleichzeitig optimal zu erfüllen. Damit ist die erfindungsgemäße Dentallegierung ein Produkt mit einer neuen bisher nicht erreichten Qualität, das die Herstellung von verschiedenen Dentalprodukten mit entsprechend hoher und ebenfalls noch nicht erreichter Qualität und Haltbarkeit erlaubt. Diese gleichzeitig optimale Erfüllung aller Anforderungen ist auch für den Fachmann überraschend, da die erzielten Eigenschaften nicht vorhersehbar waren. Insbesondere treten die Beimetalle der Legierung in komplizierte und komplexe Wechselwirkungen miteinander und mit den Hauptbestandteilen, so daß allein aufgrund der Zusammensetzung einer Legierung eine Vorhersage oder gar Vorausberechnung hinsichtlich der verschiedenen Eigenschaften der Legierung, insbesondere ihrer Vickershärte und ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten unmöglich ist.

Claims (1)

1. Dentallegierung, insbesondere Universallegierung für Spezialkeramik, deren Hauptbestandteile Gold, Silber und Platin sind und die darüber hinaus Beimetalle enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Zusammensetzung aufweist: Gold (Au) 73,0-76,0 Gew.-% Silber (Ag) 10,0-13,0 Gew.-% Platin (Pt) 8,0-10,0 Gew.-% Zink (Zn) 2,0-5,0 Gew.-% Niob (Nb) 0,1-1,0 Gew.-% Iridium (Ir) 0,1-0,5 Gew.-% Rhodium (Rh) 1,0-2,0 Gew.-% Tantal (Ta) 0,1-1,0 Gew.-% Indium (In) 0,1-1,0 Gew.-%