DE2711014C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver­ steifungs- und Verstärkungselement und/oder Haftelement für versteifende und/oder ver­ stärkende dentale Zusammensetzungen und/oder für das Halten von Implantatmaterialien.

Es ist erwünscht, daß dentale Zusammensetzungen Eigen­ schaften besitzen sollten, welche der Zahnsubstanz in bezug auf Aussehen, Festigkeit, Steifigkeit und Verschleiß­ festigkeit so ähnlich wie möglich sind. Andere wichtige Eigenschaften solcher Materialien sind diejenigen Eigen­ schaften, welche von besonderer Bedeutung sind für die Bil­ dung von Mikroleckage (Lücken- bzw. Rißbildung zwischen dem Zahn und der Füllung), wie beispielsweise Wärmeaus­ dehnungszahl, Polmerisationskontraktion und eventuell auch die viskoseelastischen Eigenschaften der Materialien.

Im Hinblick auf diese Faktoren sollte ein herkömmlicher Verbundwerkstoff so beschaffen sein, daß der organische Polymeranteil so gering wie möglich ist, um dadurch eine Bedeutung als "schwaches Glied" herabzusetzen. Es sollte auch eine feste und stabile Bindung zwischen dem anorganischen Anteil (dem Füllstoff) und dem organischen Anteil (Matrix) vorhanden sein.

Das Nichtvorhandensein einer adäquaten Bindung kann bei­ spielsweise die Wirkung entstehen lassen, daß sich Parti­ kel des Füllstoffes von der Oberfläche her lösen oder daß Wasser entlang der Grenzfläche zwischen dem Füllmittel und der Matrix einzudringen vermag. Dies ist wahrscheinlich der Hauptgrund für die unzureichende Widerstandsfähigkeit gegenüber Okklusionsabnutzung bei den derzeit vorhandenen soge­ nannten dentalen, zusammengesetzten, restaurativen Harzen.

Um einen niedrigen Gehalt an Polymer zu erreichen, sind häufig Bestrebungen darauf gerichtet, daß die anorgani­ schen Füllstoffpartikel eine Größenverteilung so breit wie möglich aufweisen. Das Einbringen großer und sehr ab­ riebfester Partikel kann jedoch im Hinblick auf die Ober­ flächenrauhigkeit, welche als Folge der ungleichmäßigen Abnutzung der Oberflächen erhalten wird, unvorteilhaft sein.

In der DE-OS 22 24 614 wird ein Implantationsmaterial aus Kohlestoffasern/-partikeln und organischen Polymeren be­ schrieben. Dabei werden Poren innerhalb der Zusammensetzung erzeugt, indem beträchtliche Mengen porenbildender Zusatz­ stoffe, wie z. B. Natriumchlorid, eingelagert werden. Diese müssen in einem nachfolgenden, relativ aufwendigen Ver­ fahrensschritt wieder entfernt werden. Es liegt somit ein poröses Material vor, welches aufgrund seiner Struktur nicht verdichtbar ist, so daß die Konzentration des Polymers unverändert hoch bleibt, wodurch nur eine begrenzte Dauerhaftigkeit ermöglicht ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verstei­ fungs- und Verstärkungselement und/oder Haftelement für versteifende und/oder verstärkende dentale Zusammen­ setzungen und/oder für das Halten von Implantatmaterialien aus Glasfasern und Kunstharz vorzusehen, welches hohe An­ sprüche an Aussehen, Festigkeit, Steifigkeit und Ver­ schleißfestigkeit erfüllt oder hohe Ansprüche an die Be­ festigung lebenden Gewebes erfüllt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Versteifungs- und Verstärkungselement und/oder Haftelement aus einem porösen dreidimensionalen Netzwerk von Glasfasern mit einem Durchmesser von weniger als 100 µm besteht, die an ihrem Berührungspunkt miteinander verschmolzen sind, wobei das poröse dreidimensionale Netzwerk ganz oder teilweise mit Polymeren imprägniert ist und die Poren zwischen den Fasern ein kontinuierliches System bilden.

Eine partielle Vergrößerung des Elementes gemäß der Er­ findung ist in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung darge­ stellt.

Das poröse dreidimensionale Netzwerk von Glasfasern ist ganz oder teilweise polymerimprägniert, und die Poren zwischen den Fasern bilden ein kontinuierliches System, um es möglich zu machen, eine tiefe Imprägnierung durchzu­ führen. Die Imprägnierung bringt eine erhöhte Festigkeit und Steifheit sowie eine erhöhte Verschleißfestigkeit des Materials mit sich. Geeignete Imprägnierungsmittel sind härtbare (in Wärme aushärtende oder thermoplastische) Harze, wie beispielsweise Methylmethacrylat, Epoxyharz, oder eine Kombination von Methylmethacrylat und Epoxyharzen des Typs "Bowen-Harz".

Damit das Element eine günstige Oberflächenstruktur nach Abnutzung erhalten kann, sollte der Durchmesser der Fasern nach dem Sintern kleiner als 100 µm, vorzugsweise kleiner als 10 µm, sein.

Eine zufriedenstellende Befestigung zwischen einer Implan­ tation und dem lebenden Gewebe erfordert entweder gute Ad­ häsion oder eine mechanische Verrieglung, welche dadurch erreicht werden kann, daß man z. B. das Gewebe in die äußeren Poren hinein wachsen läßt. Ein Element gemäß der Erfindung kombiniert diese zwei Eigenschaften, indem es einerseits durch Gewebeeinwuchs befestigt werden kann und indem das Gewebe andererseits an Glas in besonders guter Weise haftet.

Damit die Glasfasern fest aneinander gebunden werden können, um dadurch den dreidimensionalen Netzaufbau zu schaffen, müsen sie aneinander geschmolzen werden, und dies wird vorzugsweise dadurch bewerkstelligt, daß man die Fasern mittels einer geeigneten Wärmequelle erwärmt oder die Fasern in Vibration versetzt, um sie dadurch zu erhitzen und sie dazu zu bringen, an den Berührungspunkten miteinander zu verschmelzen.

Ein Beispiel von Materialien und Verfahren, welche für die Herstellung des Elementes gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt werden, wird nunmehr beschrieben.

Beispiel

Für die Herstellung wird ein Bündel bzw. eine Masse von Fasern des A-Glas-Typs (Gullfiber AB, Billesholm, Schweden), mit einem extrem kleinen Faserdurchmesser (<4 µm), verwen­ det. Eine kombinierte Wärme- und Druckbehandlung ergab Kom­ binationen, welche zur Folge hatten, daß die Fasern zu einem dichten Netzwerk verschmolzen werden. Letzteres wurde dann mit Bowen-Harz imprägniert, und zwar mit Hilfe eines Vakuumverfahrens ähnlich demjenigen, welches zuvor beschrieben wurde für die Herstellung einer Gips-Polymer-Zusammensetzung (Ehrnford, 1972, schwedische Auslegungsschrift 3 62 060).

Für die Abtastungselektronenmikroskopstudien wurden 250 µm dicke Blätter hergestellt, und zwar dadurch, daß Faser­ bündel unter einem Druck von 4000 Pa zwischen Platten aus Glimmer bei etwa 650°C zusammengepreßt wurden.

In Vakuum und während der Rotation wurden die Teststücke mit einer etwa 200 Å dicken Schicht einer bedampften Le­ gierung aus Palladium und Gold (40% Palladium und 60% Gold) überzogen.

Die Morphologie in den Schichten der Blätter nahe den Glimmerplatten wurde in einem Elektronenmikroskop untersucht, und eine photo­ graphische Aufzeichnung davon vorgenommen.

Dadurch, daß das Polymer in einem Fasernetzwerk, gemäß dem obigen Beispiel hergestellt, sich mit dem Matrixpolymer chemisch verbinden kann, wird eine mechanische Verriegelung des Verstärkungselementes erreicht.

Ein gemäß dem obigen Beispiel hergestelltes Netzwerk kann als Haftelement verwendet werden vor der Imprägnierung, beispielsweise in Form eines Oberflächenüberzugs auf einer Implantation.

Die Bilder lassen erkennen, daß die Fasern zu einem Glas­ skelett aneinander verschmolzen sind, welches von einem Mikroporensystem durchzogen ist. Dieses Glasskelett kann als ein Haftelement benutzt werden und bringt eine Struktur mit sich, welche vom Gesichtspunkt der Festigkeit, Steifig­ keit und Adhäsion vorteihaft ist. Die Oberflächen davon sind glatt und weisen keine ermittelbaren Mängel auf, welche Frakturen anzeigen können.

Somit lassen die Bilder deutlich erkennen, daß die Fasern zu einem dreidimensionalen Netzwerk vereinigt wurden. Die Zwischenräume bilden ein kontinuierliches System, welches das Material fähig macht, sich einer tiefen Imprägnierung zu unterziehen. Eine solche tiefe Imprägnierung kann ge­ eignet sein, bei größeren Einheiten des Materials durchge­ führt zu werden, wobei die genannten Einheiten z. B. in ein aus Partikeln bestehendes Füllstoffmaterial nach dem Aus­ härten des Imprägnierungsmittels umgewandelt werden. In diesem Zusammenhang braucht das Imprägnierungsmittel des Füllstoffes mit der Matrixsubstanz nicht identisch zu sein.

Aufgrund der Möglichkeit, auch der anorganischen Komponente eine unterschiedliche Zusammensetzung zu geben, ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, die Eigenschaften des Füllstoffes zu beeinflussen.

Außer als aus Partikeln bestehender Füllstoff bzw. aus Einzelteilen bestehender Füllstoff kann das poröse drei­ dimensinale Netzwerk von Glasfasern bei großen Profil­ elementen für das Füllen, Versteifen und Verstärken den­ taler Restaurations- und Konstruktionsmaterialien verwendet werden und kann ebenso als Implantatmaterial benutzt werden.

Claims (3)

1. Versteifungs-, Verstärkungs- und/oder Haftelement für versteifende und/oder verstärkende dentale Zusammen­ setzungen und/oder für das Halten von Implantat­ materialien aus Glasfasern und Kunstharz, gekennzeichnet durch ein poröses dreidimensionales Netzwerk von Glas­ fasern mit einem Durchmesser von weniger als 100 µm, die an ihrem Berührungspunkt miteinander verschmolzen sind, wobei das poröse dreidimensionale Netzwerk ganz oder teilweise mit Polymeren imprägniert ist und die Poren zwischen den Fasern ein kontinuierliches System bilden.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Glas einen Durchmesser von weniger als 10 µm aufweisen.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Imprägnierungsmittel eine Kombination aus Methylmethacrylat und Epoxykunstharz des Typs Bowen-Harz ist.