DE2722846A1

DE2722846A1 - Amalgamierbare dentallegierung

Info

Publication number: DE2722846A1
Application number: DE19772722846
Authority: DE
Inventors: Frederic Schweder; Pei Sung
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1976-05-27
Filing date: 1977-05-20
Publication date: 1977-12-08
Also published as: JPS52144321A; US4080199A; NO771852L; SE7706178L; AU2445477A; IT1079669B; BR7703423A; FR2352540A1; BE855104A; ZA773187B

Description

DIPL.-ING. HANS W. GROEiVIISiG PATE NTANWALT

j/j 10 - 117 2722346

JOHNSON & JOHNSON

Amalgamierbare Dentallegierung

SIEBERTSTR. 4 · 8000 MCNCHEN 8β · POB βίΟli<f · tSlTK ΠΗΠΧΤΑΤΕΧΤ · TEL. (089) 4710 78 · TELEX S-S263»

Die vorliegende Erfindung betrifft eine durch spanabhebende Behandlung bzw. durch Zerschneiden auf einer Drehbank gebildete pulverförmige_/ araalgamierbare Dentallegierung.

Amalgamierbare Dentallegierungen werden seit vielen Jahren verwendet. Diese Dentallegierungen enthalten üblicherweise etwa 65 bis 75 Gew.-% Silber, 20 bis 30 Gew.-% Zinn und bis zu 6 Gew.-% Kupfer und 2 Gew.-% Zink. Die üblichen Legierungen ergeben, wenn sie mit Quecksilber amalgamiert werden, eine erhebliche Menge der y_?-Phase (gamma two phase), die korrosiv und den Endeigenschaften der Füllungen und Prothesen abträglich ist. In den letzten Jahren sind neue Legierungszusammensetzungen entwickelt worden, bei denen insbesondere der Kupfergehalt erhöht ist, wodurch der Anteil der k^-Phase vermindert und die Korrosionsbeständigkeit des Amalgams verbessert werden.

Viele herkömmliche Legierungen enthalten uneinheitliche Teilchen, die man durch Abfeilen, Abschleifen, Vermählen oder sonstiges Zerkleinern des Legierungsbarrens erhält- In jüngster Zeit sind Legierungen mit sphärischen Teilchen entwickelt worden. Im Grunde erhält man diese Legierungen mit Hilfe eines Zerstäubungsverfahrens, bei dem annähernd sphärische Teilchen gebildet werden. Es bestehen Hinweise dafür, daß man mit sphärischen Teilchen Amalgame erhalten kann, die ebenso fest oder fester sind, als die Amalgame, die aus Feilspänen bereitet wurden. Die meisten Dentallegierungen weisen einen relativ hohen Prozentsatz von Silber auf, das heißt 65 Gew.-X Silber oder mehr, und sind daher ziemlich kostspielig. Wenn die Menge oder der Prozentsatz des Silbers vermindert wird, werden die Teilchen derart behandelt, daß sie auf der äußeren Oberfläche einen höheren Silbergehalt als im Inneren des Teilchens aufweisen, um zu erreichen, daß die Legierung gut amalgamiert werden kann. Dieser zusätzliche Schritt bei der Herstellung des Legierungspulvers fijhrt zu erhöhten Herstellungskosten.

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Wenn man versucht, die ijl-T?hase zu vermindern und dadiTrclf are ^ ** Korrosionsbeständigkeit der mit den Legierungspulvern bereiteten Amalgame zu verbessern, tritt häufig der Fall ein, daß die letztlich erhaltene Legierung auf einer Drehbank nicht zerschnitten oder spanabhebend behandelt und nicht durch eine Schleif- oder Mahltechnik zu einem Pulver verarbeitet werden kann, sondern sie muß zur Bildung von sphärischen Teilchen zerstäubt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine amalgamierbare Dentallegierung zu schaffen, die leicht gehandhabt werden kann, gute Festigkeitswerte ergibt und ohne weiteres spanabhebend auf einer Drehbank zerschnitten und zerkleinert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße amalgamierbare Dentallegierung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch spanabhebende Behandlung oder durch Zerkleinern auf einer Drehbank bereitete homogene Teilchen umfaßt, die aus bis 50 Gew.-% Silber, 20 bis 30 Gew.-% Kupfer und 25 bis 35 Gew-% Zinn bestehen. Vorzugsweise umfaßt die erfindungsge-

. mäße Legierung ein Pulver aus durch spanabhebende Behandlung bereiteten, homogenen Teilchen aus 41 bis 46 Gew.-% Silber, 22 bis 25 Gew.-% Kupfer und 26 bis 29 Gew.-% Zinn.

Die erfindungsgemäßen Legierungen können ohne weiteres amalgamiert werden, sind leicht zu handhaben und besitzen gute Anfangs- und Dauer-Druckfestigkeiten. Die erfindungsgemäßen Dentallegierungen weisen einen geringeren prozentualen Silbergehalt als die meisten Legierungen auf und sind daher wirtschaftlich. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Dentallegierungen überraschenderweise mit Hilfe üblicher Drehbankzerspanungstechniken zerkleinert und vermählen werden. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Legierungen werden homogene Teilchen gebildet, so daß keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind, um den Prozentsatz des Silbers auf der äußeren Oberfläche der

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Teilchen zu erhöhen. Die mit Hilfe der erfindungsgemaßen Dentallegierungen bereiteten Amalgame enthalten keine v*₂-Phase und besitzen daher ausgezeichnete Korrosionseigenschaften. Weiterhin zeigen die mit den erfindungsgemäßen Legierungen gebildeten Amalgame nur eine geringe Neigung zum Anlaufen, zur Bildung von Beschlagen und zum Mattwerden.

Die erfindungsgemäßen Dentallegierungen liegen in Form eines Pulvers vor, dessen Teilchen homogen zusammengesetzt sind, wobei jedes Teilchen im wesentlichen die gleiche Zusammen-Setzung besitzt. Die Legierungen weisen ein Silber/Zinn-Verhältnis von etwa 1 : 1 bis 2 : 1 und ein Zinn/Kupfer-Verhältnis von etwa 5/6 : 1 bis 1 3/4 : 1 auf. Gewünschtenfalls können die erfindungsgemäßen Legierungen zu Pellets verformt werden, indem man sie in einer Tablettenpresse verpreßt, oder man kann sie in Form eines losen Pulvers herstellen und einsetzen. Die erfindungsgemäße Legierung kann auch bis zu 2 Gew.-* Zink enthalten, obwohl man den Zinkgehalt vorzugsweise im Spurenbereich hält.

Die erfindungsgemäßen Legierungen können mit etwa 46 bis 58 Gew.-X, vorzugsweise mit etwa 48 bis 52 Gew.-X Quecksilber amalgamiert werden, wobei man Quecksilber/Pulver-Kombinationen anwendet, die für die meisten Legierungen üblich sind.

Es ist wesentlich, daß die erfindungsgemäßen Dentallegierungen einen Silbergehalt von 35 bis 50 Gew.-X und vorzugsweise von 41 bis 46 Gew.-X aufweisen. Wenn das Silber in ,größeren Mengen vorhanden ist, kann die Legierung nicht ausreichend genug auf einer Drehbank zerspant oder zerschnitten werden. Weiterhin steigen ersichtlich die Kosten der Legierung mit dem prozentualen Silbergehalt. Wenn man die Silbermenge auf weniger als 35 Gew.-X vermindert, kann das letztendlich erhaltene Legierungspulver nicht ohne weiteres amalgamiert und gehandhabt werden. Die Menge des Zinns in den erfindungsgemäßen Legierungen liegt zwischen 25 und 35 Gew.-X. Wenn mehr als 35 Gew.-X Zinn in den Legierungen vorhanden sind, enthält das letztendlich gebildete

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Amalgam eine gewisse Menge der fl-VYiase und besitzt daher ein schlechtes Korrosionsverhalten. Wenn in den erfindungsgemäßen Legierungen weniger als 25 Gew.-% Zinn verwendet werden, lassen sich die Legierungen nicht spanabhebend zerschneiden oder zerkleinern. Wenn die Legierungen mehr als 30 Gew.-% Kupfer enthalten, so sind sie schlecht zu amalgamieren, während bei einem Kupfergehalt von weniger als 20 Gew.-% Zinn im Überschuß vorhanden ist, was die unerwünschte ^-Phase zur Folge hat.

Es wird angenommen, daß die unerwarteten Eigenschaften der erfindungsgemäßen, spanabhebend zerschneidbaren oder zerkleinerbaren Legierung aus homogenen Teilchen mit geringem Silbergehalt, die keine ^l-Phase aufweist, eine Folge der besonderen Zusammensetzung aus Silber, Kupfer und Zinn sind. Es wird angenommen, daß die wünschenswerten und vorteilhaften Eigenschaften, die mit den erfindungsgemäßen Legierungen überraschenderweise erreicht werden, eine Folge der Silber-Zinn-Verbindung des Typs Ag₃Sn und der Kupfer-Zinn-Verbindung des Typs Cu₃Sn sind.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Zur Bestimmung der verschiedenen Eigenschaften der mit Hilfe der in den folgenden Beispielen beschriebenen Dentallegierungen bereiteten Amalgame werden mit Hilfe der folgenden Untersuchungsmethoden ermittelt:

Bestimmung der jl-Phase

Zur Bestimmung der /ζ-Phase verwendet man ein Röntgengerät (Philips Electronic VRG-5000) mit Schritt-Diffraktometer. Für sämtliche Untersuchungen verwendet man Kupfer-Strahlung und polierte Amalgamproben. Die Oberflächen der Amalgamproben werden unter kaltem Wasser unter Verwendung immer feinkörnigerer Schleifpapiere poliert. Die polierten Proben werden mit

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einer Abtastgeschwindigkeit von 2° (2 0) pro Minute von 28° bis 56° (2 0) abgetastet. Besondere Aufmerksamkeit wird den Bereichen zugewandt, die den Bereichen der y. -Phasenhöhepunkte (Sn__gHg) entsprechen.

Aushärtzeit des Amalgams

Diese Untersuchung beruht auf dem Prinzip, daß ein Amalgam dann ausgehärtet ist, wenn es nicht mehr zu einer Kugel verformt werden kann. Man beschickt eine Kapsel mit 0,60 g Quecksilber und 0,60 g des Legierungspulvers und verreibt es während IO Sekunden in einer Amalgamiervorrichtung (Toothmaster, Modell 300 Amalgamator). Man setzt eine Stoppuhr in Gang und entfernt das mit der Kapsel verwendete Pistill· Man bringt die Kapsel wieder in die Amalgamiervorrichtung ein und setzt sie in Gang, um eine Kugel zu bilden. Man läßt eineinhalb Minuten verstreichen und setzt die Amalgamiervorrichtung dann während einer weiteren Sekunde in Gang. Dann setzt man die Vorrichtung nach jeweils 30 Sekunden wiederum während einer Sekunde in Betrieb, bis die Probe zum ersten Mal zerbricht. Dieses erste Zerbrechen erfolgt etwa nach Ablauf der Hälfte der Aushärtezeit. Man setzt die Vorrichtung erneut während drei Sekunden in Gang, um erneut eine Kugel zu bilden. Anschließend wird jeweils wieder nach 30 Sekunden die Vorrichtung in Gang gesetzt, bis die zweite Kugel zerbricht. Die Zeit, die zwischen dem Ende des Verreibens und dem zweiten Zerfallen der Kugel abläuft, wird als Aushärtezeit bezeichnet.

Bestimmung der Druckfestigkeit des Amalgams

Man beschickt eine Kapsel mit einem Pistill mit 0,63 g Quecksilber und 0,63 g des Legierungspulvers und verreibt die Bestandteile während 10 Sekunden unter Verwendung' einer Amalgamiervorrichtung (Toothmaster Amalgamator). Dann öffnet man die Kapsel, entnimmt das Pistill und gießt das Amalgam in die öff nung einer Form. Mit Hilfe eines Stempels übt man einen Druck

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von 140, 6 kg/cm (20OO psi,) auf das Amalgam aus. Man verringert und erhöht den Druck, um das Amalgam zu verdichten und zur verpressen. Das überschüssige Quecksilber wird entfernt und die Probe wird aus der Form entnommen. Die Probe besitzt einen Durchmesser von 4 mm und eine Länge von 8 mm. Die in dieser Weise bereiteten Proben werden während einer Stunde und während 24 Stunden in einem Ofen bei 37°C nachbehandelt. Die in dieser Weise erhaltene nachbehandelte zylindrische Probe wird mit ihrer vertikalen Achse in die Druckzelle einer Druckprüfvorrichtung eingebracht, in der die Druckfestigkeit bestimmt wird. Als Druckprüfvorrichtung wird ein Instrom Tester Modell TMA1115 eingesetzt.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Man schmilzt 91 g Silber, 57 g Zinn, 50 g Kupfer und 2 g Zink bei HOO⁰C in einem Induktionsofen zusammen. Die letztendlich erhaltene Schmelze enthält 46,8 Gew.-% Silber, 28,8 Gew.-X Zinn, 24,0 Gew.-% Kupfer und etwa 0,4 Gew.-X Zink. Das flüssige Metall gießt man in eine Graphitform mit einem Durchmesser von 2,54 cm (1 inch) und schreckt es in Wasser auf Raumtemperatur ab. Der gebildete Barren wird in eine mechanische Drehbank eingespannt und mit einer Drehzahl von 80 min" in Drehung versetzt. Dann wird ein Schneidwerkzeug mit einem Winkel von 30° zum Zerschneiden des Barrens verwendet, welches Werkzeug man mit einer Zuführungsgeschwindigkeit von 0,038 mm (0,0015 inch) pro Umdrehung bewegt. Die Drehspäne werden während zweieinhalb Stunden in einer Kugelmühle aus rostfreiem Stahl mit Kugeln aus rostfreiem Stahl vermählen. Das Pulver wird durch Siebe mit lichten Maschenweiten von 0,037 mm (400 mesh), 20 .um und lOyUm gesiebt. Die Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als 0,037 mm (-4OO mesh), 2o.um und 10 .um werden während zweieinhalb bis drei Stunden bei 35O°C wärmebehandelt. In der

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folgenden Tabelle I sind die Ergebnisse der Untersuchungen hinsichtlich der L·" -Phase, der Aushärtungszeit und der Druck festigkeit der Legierungen dieses Beispiels mit unterschiedlicher Teilchengröße angegeben.

TABELLE I	Pulver/Quecksilber-Verhältnis	< 0,037 mm	reilchengröße	<10 um
	^-Phase Aushärtungszeit (min)	1 : 1	<20 Aim	1 : 1
Druckfestigkeit nach 1 Stunde (kg/cm² (psi))	keine	1 : 1	keine
Druckfestigkeit nach 24 Stunden (kg/cm (psi))	*v2 1/2	keine	/**2
Beispiel 2	1731,9 (24 636)	«v 2	2393,9 (34 053)
	3559,7 (50 636)	2180,8 (31 022)	4448,7 (63 281)
	3990,4 (56 762)

Man vermischt das Legierungspulver des Beispiels 1 mit einer Teilchengröße von weniger als 10 .um mit 25 Gew.-X einer pulverförmigen, eutektischen Silber-Kupfer-Mischung, die 72 Gew. -X Silber und 28 Gew.-« Kupfer enthält und eine durchschnittliche Teilchengröße von 28,Um aufweist. Die Probe verreibt man in der oben beschriebenen Weise mit Quecksilber und ermittelt die verschiedenen physikalischen Eigenschaften, die in der folgenden Tabelle II angegeben sind.

TABELLE II

	Legierung von Beispiel 1
	+ 25 Gew. -X einer eutekti
	schen Silber-Kupfer-Mischung
Teilchengröße des Legierungspulvers	( 10 um
Pulver/Quecksilber-Verhältnis	1 : 1
JA'.-Phase —»	keine
Qi- ... Aushärtungszeit (min)	Λ-»2
2 Druckfestigkeit nach 1 Stunde, kg/cm (psi)	1983,3 (28 212)
Druckfestigkeit nach 24 Stunden, kg/cm (psi)	4614,6 (65 641)
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Claims

Patentansprüche

1. Amalgamierbare Dentallegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus durch spanabhebende Behandlung bereiteten Teilchen aus einer homogenen Mischung aus 35 bis 50 Gewichtsprozent Silber, 20 bis 30 Gewichtsprozent Kupfer und 25 bis 35 Gewichtsprozent Zinn besteht.

2. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 41 bis 46 Gewichtsprozent Silber enthält.

3. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 22 bis 25 Gewichtsprozent Kupfer enthält.

4. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 26 bis 29 Gewichtsprozent Zinn enthält.

5. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen eine Teilchengröße von weniger als O,037 mm aufweisen.

6. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bis zu 2 Gewichtsprozent Zink enthält.

7. Amalgamierbare Dentallegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus durch spanabhebende Behandlung bereiteten Teilchen aus einer homogenen Mischung aus 41 bis 46 Gewichtsprozent Silber, 22 bis 25 Gewichtsprozent Kupfer und 26 bis 29 Gewichtsprozent Zinn besteht.

8. Dentallegierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen eine Teilchengröße von weniger als 0,037 mm aufweisen.

9. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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ORIGINAL INSPECTED

daß sie ein Silber/Zinn-Verhältnis von 1 : 1 bis 2 : 1 aufweist.

10. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zinn/Kupfer-Verhältnis von 5/6 : 1 bis 1 3/4 : 1 aufweist.

11. Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Silber/Zinn-Verhältnis von 1 : 1 bis 2 : 1 und ein Zinn/Kupfer-Verhältnis von 5/6 : 1 bis 1 3/4 : 1 aufweist.

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