DE19726816A1 - Verbundmaterial aus Silikon und Acrylat oder Metall für die Kieferorthopädie und Defektprothetik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbund aus einem Silikonkautschuk und einem Acrylat oder Metall, der insbesondere für Prothesen und Epithesen geeignet ist. Ein solcher Verbund ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Zahnersatz einsetzbar.

Bei der Herstellung von Zahnprothesen werden vielfach Polyacrylatwerkstoffe eingesetzt, vor allem wegen ihrer guten Verträglichkeit, leichten Verarbeitbarkeit, Beständigkeit gegenüber den im Mundraum herrschenden Bedingungen sowie ihrer Dauerhaftigkeit. Als relativ hartes und zähes Material sind Polyacrylatwerkstoffe - PMMA, PMA und deren Copolymere - allerdings nur bedingt zur direkten Auflage der Prothesenbasis auf der Mundschleimhaut geeignet. In der Regel ist es erforderlich, zur Verbesserung der Haftung und zur Verminderung des Drucks - der Kaudruck des Menschen kann mit 80kg/cm² veranschlagt werden - zusätzliche Maßnahmen zu treffen.

Bislang ist es jedoch nicht möglich, dämpfende Schichten und Einlagen dauerhaft und sicher mit dem eigentlichen Prothesenkörper zu verbinden. Eine solche dämpfende Prothesenbasis, beispielsweise aus einem geeigneten Elastomer, wäre geeignet, sowohl die Haftung der Prothese am Kiefer zu erhöhen als auch den Kaudruck zu verteilen und zu vermindern. Voraussetzung für eine funktionsfähige Dämpfungsschicht wäre allerdings die feste Verbindung mit dem Prothesenkörper und eine hinreichende Beständigkeit und Dauerhaftigkeit unter den im Mundraum herrschenden Bedingungen.

Ein geeignetes Material für eine derartige Dämpfungsschicht wäre ein Silikonkautschuk, der über die notwendigen mechanischen Eigenschaften verfügt und die geforderte Beständigkeit aufweist. Bislang ist es jedoch nicht möglich, Silikonkautschuk dauerhaft, d. h. reaktiv mit einem Prothesenkörper aus Acrylat zu verbinden.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verbund zu schaffen, mit dem eine dauerhafte Verbindung aus einem Silikonkautschuk und einem Acrylatwerkstoff geschaffen werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Verbund der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der Silikonkautschuk über einen Haftvermittler auf Basis eines reaktiven Silikons mit entweder

• a) einem Polyacrylatwerkstoff, der eine SiO₂-haltige Beimischung in einer Menge von 2,5 bis 50 Vol.-% aufweist, oder
• b) einer Metalleinlage verbunden ist.

Der erfindungsgemäße Verbund eignet sich hervorragend für die Herstellung von Zahnprothesen, kann aber auch in der sonstigen Prothetik und Epithetik und zur Herstellung von Kunststoff-Obturaturen und Defektprothesen eingesetzt werden. Es ergibt sich ein ausgezeichneter chemischer Verbund von additionsvernetzten Silikonen an zahntechnische Kunststoffe, wobei der Haftvermittler und ggfs. eine Metalleinlage diese Verbindung vermittelt.

Bei den zum Einsatz kommenden Silikonen handelt es sich um additionsvernetzte Silikone, die bei Raumtemperatur auf die Unterlage aufvulkanisieren. Bei dem Haftvermittler handelt es sich um einen bei Raumtemperatur vernetzenden Silikonkautschuk, wie er beispielsweise unter der Marke Silopren® oder Silabond® erhältlich ist. Für zahnärztlicher Zwecke einsetzbarer Silikonkautschuk ist unter der Bezeichnung Syns® erhältlich.

Damit der Verbund mit dem Acrylat des Prothesenkörpers hergestellt werden kann, ist es erforderlich, entweder diesen so vorzubehandeln, das er mit dem Haftvermittler einen Verbund eingeht oder einen mit dem Acrylat mechanisch verbindbaren Zwischenträger einzuschalten, etwa ein Metallwerkstück. Geeignet sind hierfür Metallplatten oder Metalleinlagen, die mechanisch mit dem Acrylat verbunden und eine gute Haftungsgrundlage für den Haftvermittler auf Silikonbasis darstellen.

Es hat sich gezeigt, daß ein derartiger Verbund als Kunststoffbasismaterial für jede Art des abnehmbaren Zahnersatzes eingesetzt werden kann. Ferner kann der erfindungsgemäße Verbund für extraorale Epithesen, Kunststoff- Obturatoren und Defektprothesen verwandt werden. Schließlich eignet sich ein solcher Verbund auch für kieferorthopädische Behandlungsgeräte, wie sie beispielsweise zum Richten und Fixieren von Zähnen insbesondere bei Kindern und Jugendlichen zum Einsatz kommen.

Um das Acrylat der Prothese oder Epithese gegenüber dem Haftvermittler auf Silikonkautschukbasis reaktiv zu machen, daß eine chemische Anbindung des Haftvermittlers erfolgen kann, enthält das Acrylat eine SiO₂-haltige Beimischung in einer Menge von 2,5 bis 50 Vol.-%. Bei diesem SiO₂-haltigen Beimischungen handelt es sich insbesondere um SiO₂, feingemahlenes Glas oder Hohlglaskugeln. Diese Materialien, die allein oder in Kombination eingesetzt werden können, sind zweckmäßigerweise silanisiert, um die Zahl der reaktiven Stellen gegenüber dem Haftvermittler zu erhöhen. Durch diese aktiven Stellen kommt es zur Ausbildung von Si-O-Si-Bindungen zwischen dem Haftvermittler und dem im Acrylat gebundenen SiO₂-haltigen Material. Die Beimischung dieser anorganischen Materialien zum Acrylat macht also die bisher nicht mögliche Verbindung zwischen den in der Prothetik meist zum Einsatz kommenden PMMA-Kunststoffen und additionsvernetzten Silikonen erstmals möglich. Ein Verbund mit anderen Kunststoffen, die diesen Zuschlag enthalten, ist aber ebenfalls möglich.

Besonders gut für die Herstellung des Verbundes geeignete SiO₂-haltige Beimengungen sind beispielsweise Hohlglaskugeln eines mittleren Durchmessers von 25 bis 150 µm, die in einer Menge von 5 bis 30 Vol. -% zugesetzt werden. Solche Zusätze sind beispielsweise unter der Bezeichnung Scotchlite® D32/4500 von der Firma 3M auf dem Markt. Es handelt sich dabei um silanisierte Natronkalk-Borsilikatkugeln mit < 3% amorphem SiO₂ und einem mittleren Durchmesser von 74 µm.

Ferner geeignet ist feinteiliges SiO₂ in einer Menge von 20 bis 50 Vol.-% und einem mittleren Korn von 0,1 bis 10 µm, insbesondere etwa 1 µm.

Besonders gute Erfahrungen wurden mit einer Kombination von Hohlglaskugeln und SiO₂ gemacht, bei der 20 Vol.-% Hohlglaskugeln des oben bezeichneten Typs mit 30 Vol.-% SiO₂ einer Körnung von 1 ihm eingesetzt wurden.

Alle Vol.-%-Angaben beziehen sich auf das Gesamtvolumen des Werkstoffs oder Werkstücks.

Der Polyacrylatwerkstoff mit der SiO₂-haltigen Beimischung kann sowohl für den gesamten Prothesenkörper verwandt werden als auch für eine Übergangsschicht, die reaktiv mit dem Prothesenkörper verbunden ist. Im Falle der Ausbildung einer - vorzugsweise tiefgezogenen - Schicht aus dem Polyacrylatwerkstoff ist diese Schicht zweckmäßigerweise 0,5 bis 4 mm dick, vorzugsweise 1 bis 2 mm. Die Verwendung einer solchen Silacryl®- Zwischenschicht aus Polyacrylatwerkstoff mit SiO₂-haltiger Beimischung erlaubt die Verwendung bzw. Aufarbeitung und Neuanpassung bereits getragener Prothesen.

Der als Übergang verwandte Haftvermittler auf Basis eines reaktiven Silikonkautschuks hat in der Regel eine Stärke von deutlich unter 1 mm, beispielsweise im Bereich von etwa 0,1 nun, was ausreicht, eine gute Haftung zwischen den verschiedenen Werkstoffen herbeizuführen.

Wird eine Metalleinlage verwandt, handelt es sich dabei vorzugsweise um eine Metallplatte mit einer Dicke von etwa 0,5 mm, die durch Metallguß in Edelmetall oder Nicht-Edelmetall oder sonstige Bearbeitung die gewünschte Form erhalten hat. Auf diese Metallplatte wird einseitig über den Haftvermittler die Silikonkautschukschicht aufgebracht und auf die andere Seite der Prothesenkörper über eine rein mechanische Verbindung.

Der erfindungsgemaße Verbund aus Silikon und Acrylat erlaubt es, Prothesen mit einer Silikonkautschukschicht zu versehen, ohne daß auf ansonsten in der Prothetik übliche Verfahren und Materialien verzichtet werden müßte. Die Prothesenkörper werden nach wie vor auf übliche Weise aus üblichen Materialien hergestellt. Altprothesen können nach Abtragung ihrer Basis mit einer neuen Basis im erfindungsgemäßen Verbund wiederhergestellt werden.

Insbesondere in der Zahnmedizin erlaubt der erfindungsgemaße Verbund die Herstellung von Zahnprothesen mit einer weichen, patientenfreundlichen Auflage der Prothesenbasis auf der Mundschleimhaut, besonders im Unterkiefer, sowohl bei Voll- wie auch bei Teilprothesen, bei Neuanfertigungen wie bei aufgearbeiteten Altprothesen.

Durch die Verwendung des Silikonkautschuks für die Prothesenbasis in einer Dicke von 0,5 bis 5 mm, vorzugsweise 1 bis 3 mm ergibt sich eine verbesserte Saug- und Haftwirkung über die gummiartige, voll elastische Auflage, insbesondere bei Vollprothesen. Das Material ist hervorragend geeignet, den Kaudruck aufzufangen und zu verteilen. In der Regel werden übliche Silikonkautschuke verwandt, die die Aufvulkanisation bei Raumtemperatur oder hoher Temperatur auf den Haftvermittler erlauben.

Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Herstellung einer Prothese, insbesondere Zahnprothese, wie vorstehend beschrieben, das die folgenden Schritte beinhaltet:

• - Erstellen eines Werkstücks aus entweder einem Polyacrylatwerkstoff, der eine SiO₂-haltige Beimischung in einer Menge von 2,5 bis 50 Vol.-% aufweist, oder aus Metall;
• - Beschichten des Werkstücks mit einem Haftvermittler auf Silikonbasis; sowie
• - Aufbringen einer Silikonkautschukschicht auf den Haftvermittler und Aushärtenlassen desselben unter Erhalt einer Prothesenbasis.

Bei dem Werkstück kann es sich zum einen um eine Neuprothese handeln, die auf einem Platzhalter erstellt wurde, der vor der Beschichtung mit dem Haftvermittler entfernt wird. Der Platzhalter hat dabei die Dicke, die anschließend vom Haftvermittler und der Silikonbasis eingenommen wird, beispielsweise etwa 2 mm. In diesem Fall besteht der gesamt Prothesenkörper aus dem Acrylatwerkstoff mit der SiO₂-haltigen Beimischung.

In dem Fall, in dem eine Altprothese aufgearbeitet werden soll, wird diese um die Dicke des Verbundes aus Werkstück, Haftvermittler und Silikonschicht abgetragen, also um beispielsweise 4 nun. Angepaßt an den Körper der Altprothese wird ein Werkstück in Form einer tiefgezogenen Platte aus dem Polyacrylatwerkstoff mit der SiO₂-haltigen Beimischung erstellt und mit den Haftvermittler versehen. Anschließend wird die Silikonkautschukschicht aufgetragen. Die vorzugsweise tiefgezogene Werkstück-Platte hat beispielsweise eine Dicke von 2 mm und die Silikonschicht ebenfalls von 2 mm.

Die Silacryl®-Zwischenschicht aus SiO₂-haltigem Polyacrylatwerkstoff wird dabei direkt auf die abgetragene Altprothese aufgetragen und aushärten gelassen, wobei sich ein reaktiver Verbund zwischen Altprothese und Zwischenschicht ergibt.

Bei Verwendung einer Metalleinlage handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Metallplatte einer Stärke von 0,5 mm. Diese wird mit einer Schicht aus dem Silabond®-Haftvermittler versehen, worauf der Silikonkautschuk in der gewünschten Stärke aufgebracht wird. Der Silikonkautschuk geht mit dem Haftvermittler eine reaktive Bindung ein. Die Metalleinlage wird in üblicher Weise mechanisch mit der Prothese verbunden.

Das erfindungsgemaße Verfahren erlaubt es somit, sowohl einen bestehenden oder neu erstellten Prothesenkörper mit einer vorbereiteten Basis zu versehen, oder aber eine Prothesenbasis zu erstellen, auf die der Prothesenkörper mit üblichen Arbeitsschritten des Zahnarztes (Bißnahme, Pfeilwinkelregistrierung u. ä.) und des Zahntechnikers (Aufstellen der Zähne in Wachs und Fertigung der Prothese mit einem üblichen Acrylbasismaterial) vorzunehmen. Das Verfahren ist damit in alle üblichen Herstellungsverfahren für Zahnprothetik integrierbar, wobei der Neugestaltung von Altprothesen besonderes Interesse zukommt. In diesem Fall geht der Neuaufbau der Prothesenbasis vom Prothesenkörper aus, der an seiner Basis zunächst abgetragen wird, mit der Zwischenschicht aus dem Silacrylmaterial versehen wird, worauf zunächst der Haftvermittler aufgetragen und danach der Synsil-Silikonkautschuk anvulkanisiert wird, beispielsweise im Küvettenverfahren durch Einbettung oder im Direktverfahren. Bevorzugt ist bei Raumtemperatur - Hochtemperatur - vulkanisierendes Silikon.

Die Erfindung betrifft schließlich die Verwendung eines Haftvermittlers auf Silikonkautschukbasis zur Herstellung von Prothesen und Epithesen mit einem Verbund aus Silikon und Acrylat wie auch die Verwendung eines mit 2,5 bis 50 Vol.-% einer SiO₂-haltigen Beimischung gefüllten Polyacrylatwerkstoffs in der Prothetik.

Claims (20)

1. Verbund aus einem Silikonkautschuk und einem Acrylat oder Metall, insbesondere für Prothesen und Epithesen, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikonkautschuk über einen Haftvermittler auf Basis eines reaktiven Silikons mit entweder

• a) einem Polyacrylatwerkstoff, der eine SiO₂-haltige Beimischung in einer Menge von 2,5 bis 50 Vol.-% aufweist, oder
• b) einer Metalleinlage verbunden ist.

2. Verbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO₂-haltige Beimischung aus SiO₂, feingemahlenem Glas oder Hohlglaskugeln besteht.

3. Verbund nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO₂- haltige Beimischung aus silanisiertem Glas und/oder silanisierten Hohlglaskugeln besteht.

4. Verbund nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO₂-haltige Beimischung aus 5 bis 30 Vol.-% Hohlglaskugeln mit einem mittleren Durchmesser von 25 bis 150 µm besteht.

5. Verbund nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die SiO₂-haltige Beimischung aus 20 bis 50 Vol.-% SiO₂ mit einer mittleren Körnung von 0,1 bis 10 µm besteht.

6. Verbund nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beimischung von 20 Vol.-% Hohlglaskugeln einer mittleren Teilchengröße von 74 µm und 30 Vol.-% SiO₂ einer mittleren Körnung von 1 µm.

7. Verbund nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Silikonkautschukschicht 0,5 bis 5 mm hat.

8. Verbund nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Silikonkautschukschicht einer Stärke von 1 bis 2 mm.

9. Verbund nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyacrylatwerkstoff mit der SiO₂-haltigen Beimischung eine im Tiefziehverfahren gewonnene Schicht mit einer Stärke von 1 bis 4 mm ist.

10. Verbund nach einen der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen bei Raumtemperatur vernetzten Silikonkautschuk.

11. Zahnprothese aus einem Verbund nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

12. Zahnprothese nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine Basis aus einem Silikonkautschuk, eine Zwischenschicht aus einem Haftvermittler und einen Prothesenkörper aus einem Polyacylatwerkstoff mit einer SiO₂­ haltigen Beimischung.

13. Zahnprothese nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die Verwendung einer durch Abtragung an eine neue Basis angepaßte Altprothese.

14. Verfahren zur Herstellung einer Prothes nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es als Schritte aufweist:

• - Erstellen eines Werkstücks aus entweder einem Polyacrylatwerkstoff, der eine Beimischung von 2,5 bis 50 Vol.-%, bezogen auf den Werkstoff, eines SiO₂-haltigen Zusatzes enthält, oder aus Metall in der jeweils gewünschten Form;
• - Beschichten des Werkstücks mit einem Haftvermittler auf Silikonbasis; sowie
• - Aufbringen einer Silikonkautschukschicht auf den Haftvermittler und Aushärten lassen desselben unter Erhalt einer Prothesenbasis.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück eine Neuprothese ist, die auf einem Platzhalter erstellt wurde, der vor der Beschichtung mit dem Haftvermittler entfernt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück auf eine Altprothese aufgesetzt wird, deren Basis um die Stärke des Verbundes aus Werkstück, Haftvermittler und Silikonkautschuk abgetragen wurde.

17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück eine Metalleinlage ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalleinlage mechanisch mit der Prothese verbunden wird.

19. Verwendung eines Haftvermittlers auf Silikonbasis zur Herstellung von Prothesen und Epithesen.

20. Verwendung eines mit einer Beimischung von 2,5 bis 50 Vol.-%, bezogen auf den Werkstoff, eines SiO₂-haltigen Zusatzes versehenen Polyacrylatwerkstoffes zur Herstellung von Prothesen und Epithesen mit einer Silikonkautschukbasis.