DE19606492A1 - Metal dentures, crowns or bridges coated with plastic - Google Patents

Metal dentures, crowns or bridges coated with plastic

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Abstract

Plastic-coated dental protheses made from noble and non-noble metals contain a silane-treated adhesion-promoting layer comprising silica and other metal oxides between the metal and plastic layer. The adhesion promoter layer used is a 60-200 micron thick silica-based ceramic layer containing 7-20 wt.% aluminium oxide, 5-28 wt.% alkali metal oxide and 2-20 wt.% pigment, applied onto the prostheses. The ceramic layer comprises 48-58 wt.% silica, 8-19 wt.% alumina, 7-14 wt.% potassium oxide, 2-10 wt.% sodium oxide, 0-3 wt.% calcium oxide, 0-1 wt.% barium oxide, 0-2 wt.% lithium oxide, 0-1 wt.% cerium dioxide, 0-1 wt.% fluoride, 0-0.5 wt.% antimony trioxide, 0-10 wt.% boron trioxide and 0-30 wt.% tin dioxide, titania and/or zirconia as opacity agent, along with 3-15 wt.% pigment. The ceramic layer is fired onto the metal surface at 730-1000 deg C and then treated with silane before applying the layer of plastic.

Description

Die Erfindung betrifft mit Kunststoffen überzogene Dentalprothesenteile aus Edelmetallen und Unedelmetallen, bei denen zwischen dem Metall und der Kunststoffschicht eine silanisierte Haftvermittlerschicht aus Siliziumoxid und anderen Metalloxiden angeordnet ist.The invention relates to plastic coated Dental prosthesis parts made of precious and base metals, where between the metal and the plastic layer a silanized adhesion promoter layer made of silicon oxide and other metal oxides is arranged.

Kunststoffverblendete Dentalprothesenteile, wie Kronen oder Brücken, sind schon viele Jahre bekannt. Bedingt durch das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten von Metallgerüst und Kunststoff bei Temperaturschwankungen im Mund kommt es zu einer Spaltbildung zwischen den beiden Werkstoffen, in dem sich Mikroorganismen ansiedeln können und in dem es zu Verfärbungen kommen kann.Plastic veneered dental prosthesis parts, such as crowns or Bridges have been known for many years. Due to that different expansion behavior of metal framework and Plastic when there are temperature fluctuations in the mouth a gap between the two materials in which microorganisms can settle and in which it is too Discoloration can come.

Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, diese Spaltbildung zu verhindern und die Bindung zwischen Metall und Kunststoff zu verbessern. So ist es bekannt, auf der Oberfläche der Prothesenteile kleinste Partikel als Haftvermittler zwischen Metall und Kunststoff aufzubringen. Diese Partikel sind teils mechanisch, teils chemisch an der Oberfläche des Metallgerüstes verankert und weisen meist reaktive Silanolgruppen auf, die durch anschließendes Silanisieren eine chemische Verbundbrücke zu dem Kunststoff aufbauen.There has been no shortage of attempts at this gap formation to prevent and the bond between metal and Improve plastic. So it is known on the Surface of the prosthesis parts as small particles Apply adhesion promoter between metal and plastic. These particles are partly mechanical, partly chemical The surface of the metal frame is anchored and usually have reactive silanol groups, which are followed by Silanize a chemical composite bridge to the plastic build up.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE-PS 34 03 894 geoffenbart, wobei auf die metallischen Dentalprothesenteile bei hoher Temperatur siliziumoxidhaltige Teilchen aufgesprüht werden. Dabei werden oxidierbare organische Siliziumverbindungen mittels Flammenhydrolyse in die haftungsvermittelnde Siliziumoxidteilchen umgewandelt. Such a method is for example in the DE-PS 34 03 894 disclosed, being on the metallic Dental prosthesis parts at high temperature particles containing silicon oxide are sprayed on. Here are oxidizable organic silicon compounds Flame hydrolysis in the adhesion-promoting Silicon oxide particles converted.  

Aus der DE-OS 40 28 278 ist es bekannt, als Kupplungsmittel zwischen Metall und Kunststoff auf das Metallgerüst ein Silan aufzubringen und dieses durch Erhitzen an Luft in Siliziumoxid umzuwandeln. Neben Silanen können auch entsprechende Titan- und Zirkoniumverbindungen eingesetzt werden. Dabei kann auf die Oxidschicht eine weitere Silanschicht vor dem Beschichten mit dem Kunststoff aufgebracht werden.From DE-OS 40 28 278 it is known as a coupling agent between metal and plastic onto the metal frame Apply silane and this by heating in air To convert silicon oxide. In addition to silanes, too appropriate titanium and zirconium compounds are used will. Another can be on the oxide layer Silane layer before coating with the plastic be applied.

Auch in der DE-PS 42 25 106 wird ein Verfahren beschrieben, um die Haftfestigkeit von Kunststoffschichten auf Dentalprothesenteilen zu verbessern. Dabei wird eine SiO₂-Schicht auf den Metallteilen aufgebracht, indem Silane oder andere metallorganische Verbindungen mittels einer Funkenentladung in die entsprechenden Metalloxide übergeführt werden.A process is also described in DE-PS 42 25 106, about the adhesive strength of plastic layers To improve dental prosthesis parts. Doing so SiO₂ layer applied to the metal parts by silanes or other organometallic compounds using a Spark discharge into the corresponding metal oxides be transferred.

Diese bekannte Verfahren haben den Nachteil, daß sie keine optimale Haftung zwischen Metall und Kunststoff erbringen, wahrscheinlich auch deswegen, weil auf diese Weise nur Oxidschichten von wenigen µm Stärke erzeugt werden können. Außerdem haben diese Schichten den Nachteil, daß sie die ursprüngliche Metallfarbe nicht abdecken und daher einen zahnfarbenen Kunststoff als Verblendung benötigen.These known methods have the disadvantage that they are not provide optimal adhesion between metal and plastic, probably because this is the only way Oxide layers of a few µm thickness can be generated. In addition, these layers have the disadvantage that they do not cover the original metal color and therefore one need tooth-colored plastic as veneer.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit Kunststoff überzogene Dentalprothesenteile aus Edelmetallen und Unedelmetallen zu entwickeln, bei denen zwischen dem Metall und der Kunststoffschicht eine silanisierte Haftvermittlerschicht aus Siliziumoxid und anderen Metalloxiden angeordnet ist, bei denen eine optimale Haftung zwischen Metall und Kunststoff erreicht wird und bei denen die abdeckende Haftvermittlerschicht bereits ein zahnfarbenes Aussehen besitzt. Außerdem sollte ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung der Haftvermittlerschicht gefunden werden. It was therefore an object of the present invention to Plastic-coated dental prosthesis parts made of precious metals and to develop base metals, in which between the Metal and the plastic layer a silanized Adhesion layer made of silicon oxide and others Metal oxides is arranged in which an optimal Adhesion between metal and plastic is achieved and where the covering adhesive layer is already a has tooth-colored appearance. In addition, a corresponding process for the preparation of the Adhesion promoter layer can be found.  

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Haftvermittlerschicht eine Keramikschicht aus Siliziumoxid mit 10 bis 20 Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis 28 Gew.% Alkalioxid und 2 bis 20 Gew.% Farbpigmente mit einer Dicke von 60 bis 200 µm auf den Prothesenteilen aufgebracht ist.This object is achieved in that as Adhesion promoter layer is a ceramic layer made of silicon oxide with 10 to 20% by weight of aluminum oxide, 5 to 28% by weight Alkaline oxide and 2 to 20% by weight color pigments with a thickness 60 to 200 µm is applied to the prosthesis parts.

Vorzugsweise verwendet man eine Keramikschicht bestehend aus 48 bis 58 Gew.% SiO₂, 8 bis 19 Gew.% Al₃O₃, 7 bis 14 Gew.% K₂O, 2 bis 10 Gew.% Na₂O, 0 bis 3 Gew.% CaO, 0 bis 1 Gew.% BaO, 0 bis 2 Gew.% Li₂O, 0 bis 1 Gew.% CeO₂, 0 bis 1 Gew.% Fluorid, 0 bis 0,5 Gew.% Sb₂O₃, 0 bis 10 Gew.% B₂O₃, 0 bis 30 Gew.% SnO₂, TiO₂ und/oder ZrO₂ als Trübungsstoffe und 3 bis 15 Gew.% Farbpigmente.A ceramic layer is preferably used from 48 to 58 wt.% SiO₂, 8 to 19 wt.% Al₃O₃, 7 to 14 % By weight K₂O, 2 to 10% by weight Na₂O, 0 to 3% by weight CaO, 0 to 1 % By weight BaO, 0 to 2% by weight Li₂O, 0 to 1% by weight CeO₂, 0 to 1 % By weight fluoride, 0 to 0.5% by weight Sb₂O₃, 0 to 10% by weight B₂O₃, 0 to 30 wt.% SnO₂, TiO₂ and / or ZrO₂ as opacifiers and 3 to 15% by weight of color pigments.

Die Keramikschicht bewirkt einen spaltfreien, chemisch festen Verbund zwischen dem metallischen Prothesenteil und der Kunststoffverblendung. Außerdem läßt sich die Keramik zahnfarben einfärben und deckt dadurch die Farbe des Metallgerüsts komplett ab.The ceramic layer causes a gap-free, chemical firm bond between the metallic prosthesis part and the plastic veneer. In addition, the ceramic can Color tooth color and thereby covers the color of the Metal scaffolding completely.

Die Herstellung des Metall-Keramik-Kunststoff-Verbunds erfolgt vorteilhafterweise durch Aufbrennen einer 60 bis 200 µm starken Keramikschicht, bestehend aus Siliziumoxid mit 10 bis 20 Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis 25 Gew.% Alkalioxide und 2 bis 20 Gew.% Farbpigmente, bei 730 bis 1000°C auf das Metall, Silanisieren der Keramikschicht und Aufbringen der Kunststoffschicht nach bekannten Verfahren.The production of the metal-ceramic-plastic composite is advantageously carried out by burning a 60 to 200 µm thick ceramic layer consisting of silicon oxide with 10 to 20% by weight of aluminum oxide, 5 to 25% by weight Alkali oxides and 2 to 20% by weight of color pigments, at 730 to 1000 ° C on the metal, silanizing the ceramic layer and Application of the plastic layer by known methods.

Folgende Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern:The following examples are intended to illustrate the invention:

  • 1. Ein Prothesenteil aus einer Gold-Palladiumlegierung wird mit einer Keramikmasse beschichtet, die aus 49,3% SiO₂₁ 18,5% Al₂O₃, 8,8% K₂O, 8,5% Na₂O, 0,1% CaO, 0,8% CeO₂, 0,5% F, 0,7% B₂O₃, 8,9% SnO₂ und 3,9% eines Farbkörpergemisches besteht. Diese Masse wird bei 780°C aufgebrannt, so daß eine 120 µm starke Keramikschicht entsteht. Nach dem Abkühlen wird das Teil in eine Silanlösung eingetaucht (1 Vol.% Methacrylsäure-3-trimethoxysilylpropylester, 0,2 Vol. Eisessig, Rest Wasser) und getrocknet. Auf das so vorbehandelte Prothesenteil wird dann ein handelsüblicher Verblendkunststoff aufgebracht und mit dem entsprechenden Härtesystem auspolymerisiert.1. A prosthesis part made of a gold-palladium alloy is coated with a ceramic mass consisting of 49.3% SiO₂₁ 18.5% Al₂O₃, 8.8% K₂O, 8.5% Na₂O, 0.1% CaO, 0.8% CeO₂, 0.5% F, 0.7% B₂O₃, 8.9% SnO₂ and 3.9% a color body mixture. This mass is at Burned 780 ° C, so that a 120 microns thick Ceramic layer is created. After cooling it will Part immersed in a silane solution (1 vol.% 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate, 0.2 vol. Glacial acetic acid, rest of water) and dried. To that pretreated prosthesis part is then a commercial veneering plastic applied and with polymerized the corresponding hardening system.
  • Die Haftung des Verblendkunststoffes auf dem Prothesenteil wird im Dreipunktbiegeversuch nach DIN 13927 bestimmt. Der Mittelwert von 6 Proben ergab eine Haftfestigkeit von 36 N/mm², im Vergleich zu einem Wert von etwa 23 N/mm² bei Verblendkunststoffen, die ohne die erfindungsgemäße Keramikzwischenschicht auf silanisierte metallische Prothesenteil aufgebracht waren.The liability of the facing plastic on the The prosthesis part is tested in a three-point bending test DIN 13927 determined. The mean of 6 samples resulted an adhesive strength of 36 N / mm² compared to one Value of about 23 N / mm² for veneering plastics that without the ceramic intermediate layer according to the invention silanized metallic prosthesis part applied were.
  • 2. Auf ein Prothesenteil aus einer Chrom-Nickel-Legierung (20 Cr, 5 W, 5 Mo, 5 Fe, Rest Ni) wird eine Keramikschicht von 90 µm Dicke aufgebracht, die folgende Zusammensetzung aufweist: 47,0% SiO₂, 14,6% Al₂O₃, 9,4% K₂O, 2,7% Na₂O, 0,1% CaO, 0,6% BaO, 0,8% Li₂O, 0,4% Sb₂O₃, 2,2% B₂O₃, 18,2% SnO₂ und 4,0% Farbkörpergemisch. Die Aufbrenntemperatur beträgt 930°C. Nach Eintauchen in die Silanlösung gemäß Beispiel 1 und Trocknen wird ein handelsüblicher Verblendkunststoff aufpolymerisiert. Die Haftfestigkeit, gemessen analog Beispiel 1, beträgt 38 N/mm². 2. On a prosthesis part made of a chrome-nickel alloy (20 Cr, 5 W, 5 Mo, 5 Fe, balance Ni) becomes one Ceramic layer of 90 microns thick applied has the following composition: 47.0% SiO₂, 14.6% Al₂O₃, 9.4% K₂O, 2.7% Na₂O, 0.1% CaO, 0.6% BaO, 0.8% Li₂O, 0.4% Sb₂O₃, 2.2% B₂O₃, 18.2% SnO₂ and 4.0% Color body mixture. The burning temperature is 930 ° C. After immersion in the silane solution according to Example 1 and drying becomes a commercial one Facing resin polymerized. The Adhesion strength, measured analogously to Example 1, is 38 N / mm².  
  • 3. Auf ein Titanprothesenteil wird eine Keramikschicht von 140 µm Dicke aufgebracht, die folgende Zusammensetzung aufweist: 51,1% SiO₂, 8,5% Al₂O₃, 9,1% K₂O, 6,3% Na₂O, 0,5% CaO, 0,6% Li₂O, 0,1% CeO₂, 0,2% F, 0,2% Sb₂O₃ 0,4% B₂O₃, 19,2% SnO₂ und 3,8% Farbkörpergemisch. Die Aufbrenntemperatur beträgt 730°C. Nach dem Silanisieren gemäß Beispiel 1 und Aufbringen eines handelsüblichen Verblendkunststoffs wird die Haftfestigkeit mit 38 N/mm² bestimmt.3. A ceramic layer is placed on a titanium prosthesis part 140 µm thick applied the following composition has: 51.1% SiO₂, 8.5% Al₂O₃, 9.1% K₂O, 6.3% Na₂O, 0.5% CaO, 0.6% Li₂O, 0.1% CeO₂, 0.2% F, 0.2% Sb₂O₃ 0.4% B₂O₃, 19.2% SnO₂ and 3.8% Color body mixture. The burning temperature is 730 ° C. After silanizing according to Example 1 and Apply a commercially available veneering plastic the adhesive strength is determined to be 38 N / mm².
  • Die Zusammensetzung der Keramik muß in den angegebenen Grenzen der einzelnen Bestandteile auf die Wärmeausdehnung und die maximale Aufbrenntemperatur der Metallegierung des Prothesenteils abgestimmt sein. Sie ist für alle handelsüblichen Aufbrennlegierungen anwendbar.The composition of the ceramic must be specified in the Limits of the individual components to the Thermal expansion and the maximum burning temperature of the Metal alloy of the prosthesis part to be matched. she is for all commercially available bonding alloys applicable.

Claims (3)

1. Mit Kunststoff überzogene Dentalprothesenteile aus Edelmetallen und Unedelmetallen, bei denen zwischen dem Metall und der Kunststoffschicht eine silanisierte Haftvermittlerschicht aus Siliziumoxid und anderen Metalloxiden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftvermittlerschicht eine Keramikschicht aus Siliziumoxid mit 7 bis 20 Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis 28 Gew.% Alkalioxid und 2 bis 20 Gew.% Farbpigmente mit einer Dicke von 60 bis 200 µm auf den Prothesenteilen aufgebracht ist.1. Plastic-coated dental prosthesis parts made of precious metals and base metals, in which a silanized adhesion promoter layer made of silicon oxide and other metal oxides is arranged between the metal and the plastic layer, characterized in that a ceramic layer made of silicon oxide with 7 to 20% by weight aluminum oxide is used as the adhesion promoter layer. 5 up to 28% by weight of alkali oxide and 2 to 20% by weight of colored pigments with a thickness of 60 to 200 µm is applied to the prosthesis parts. 2. Dentalprothesenteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikschicht aus 48 bis 58 Gew.% SiO₂, 8 bis 19 Gew.% Al₂O₃, 7 bis 14 Gew.% K₂O, 2 bis 10 Gew.% Na₂O, 0 bis 3 Gew.% CaO, 0 bis 1 Gew.% BaO, 0 bis 2 Gew.% Li₂O, 0 bis 1 Gew.% CeO₂, 0 bis 1 Gew.% Fluorid, 0 bis 0,5 Gew.% Sb₂O₃, 0 bis 10 Gew.% B₂O₃, 0 bis 30 Gew.% SnO₂, TiO₂ und/oder ZrO₂ als Trübungsmittel und 3 bis 15 Gew.% Farbpigmenten besteht.2. Dental prosthesis parts according to claim 1, characterized, that the ceramic layer of 48 to 58 wt.% SiO₂, 8 to 19% by weight Al₂O₃, 7 to 14% by weight K₂O, 2 to 10% by weight Na₂O, 0 to 3 wt.% CaO, 0 to 1 wt.% BaO, 0 to 2 % By weight Li₂O, 0 to 1% by weight CeO₂, 0 to 1% by weight fluoride, 0 to 0.5 wt.% Sb₂O₃, 0 to 10 wt.% B₂O₃, 0 to 30 % By weight of SnO₂, TiO₂ and / or ZrO₂ as opacifiers and 3 up to 15% by weight of color pigments. 3. Verfahren zur Herstellung von Dentalprothesenteilen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metall eine 60 bis 200 µm starke Keramikschicht, bestehend aus Siliziumoxid mit 7 bis 20 Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis 28 Gew.% Alkalioxide und 2 bis 20 Gew.% Farbpigmente, bei 730 bis 1000°C aufgebrannt, diese Silanisiert und auf die silanisierte Keramikschicht die Kunststoffschicht aufgebracht wird.3. Process for the production of dental prosthesis parts according to claim 1 or 2, characterized, that on the metal a 60 to 200 microns thick Ceramic layer consisting of silicon oxide with 7 to 20 % By weight of aluminum oxide, 5 to 28% by weight of alkali oxides and 2 up to 20% by weight of color pigments, at 730 to 1000 ° C burned, this silanized and on the silanized Ceramic layer the plastic layer is applied.
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