-
Die Erfindung betrifft eine Masse zum Anformen von
-
Körperteilen, vorzugsweise für die Herstellung oder Unterfütterung
von Zahnprothesen, bestehend aus einem Silikon, das zunächst flüssig oder pastös
bzw. knetbar sich durch Zusetzen eines Härters nach einer bestimmten Zeit kautschukartig
verfestigt.
-
Derartige Massen werden in der Zahnmedizin für die Herstellung eines
Abdruckes herangezogen, wie er zum Anfertigen von Prothesen erforderlich ist, aber
auch für die Herstellung von Unterfütterungen für solche Prothesen, um sie dem sich
ändernden Kiefer anzupassen. Ein anderes Anwendungsgebiet ist die Orthopädie, wo
solche Massen gleichfalls sowohl für die Herstellung eines Abdruckes zur Anfertigung
einer Prothese als auch als Ausgleichsmasse für die Anpassung einer Prothese Verwendung
finden.
-
Die bisher verwendeten Massen bestehen aus einem Silikon, welches
zumindest flüssig oder pastös bzw. knetbar ist und welches sich durch Zusetzen eines
Härters nach einer bestimmten Zeit kautschukartlg verfestigt. Unter dem Begriff
"Silikon" werden synthetische polymere Verbindungen verstanden, in denen Siliciumatome
über Sauerstoffatome verknüpft und die restlichen Valenzen des Siliciums durch Kohlenwasserstoffrest
abgesättigt sind. Nähere Angaben über solche Silikone finden sich in Römpps Chemie-Lexikon,
7. Auflage/1975, Franckh'sche Verlangshandlung W.Keller &Co., Stuttgart, Band
5, Spalten 3223 ff.
-
Die heute üblichen knetbaren Silikonmassen, welche in der Zahnmedizin
zur Herstellung von Abdrücken verwendet werden, besitzen den Nachteil einer hohen
Dichte und eines schlechten Fließverhaltens. Die Verformung muß daher mit erheblichem
Druck erfolgen und es findet dennoch eine unvollkommene Feinabformung statt, da
diese Massen in kleine Hohlräume nicht einzudringen vermögen. Aus diesem Grunde
werden die knetbaren Silikonmassen auch nur zur Anfertigung eines Vorabdruckes verwendet,
der noch einer Korrektur bedarf. Hiezu wird eine dünnflüssige Silikonabformmasse
auf den Vorabdruck appliziert und dann der hergestellte Vorabdruck nochmals an die
abzuformende Stelle des Kiefers angepreßt.
Dies bedeutet eine zweimalige
Belästigung des Patienten, wobei dieser auch zweimal mit dem Härter in Beruhrung
kommt, welcher auf der Haut, insbesondere auf Schleimhäuten, Reizungen verursachen
kann.
-
Auch für den Mediziner sind die Arbeiten mit der bekannten Masse
schwierig, da einerseits diese Masse knetartig sein muß, damit sie leicht und schnell
in den Abdrucklöffel gespachtelt bzw. gedrückt werden kann und damit sie beim Abdrücken
nicht in den Rachen fließt, anderseits aber auch feinste Strukturen abgeformt werden
sollen.
-
Da die Masse nicht flüssig sein darf, benötigt das Einar-- beiten
des Härters viel Geschick und Kraft, wobei noch hinzukommt, daß hiefür wegen des
gewunschten raschen Aushärtens der Masse wenig Zeit zur Verfügung steht.
-
Es ist bekannt, das Gewicht von Silikonabformmassen mittels geschäumten
Kugeln aus Polystyrol oder mittels gemahlenem Polystyrolschaum zu reduzieren. Da
der Polystyrolschaum selbst nicht druckelastisch ist, ändert die Zugabe desselben
die Kautschukeigenschaften des Silikons in ungünstiger Weise.
-
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Eigenschaften von Silikonkautschuk
durch Zugabe von kleinen Kugeln aus Wasserglas, Phenolharz oder anderen starren
bzw. wenig flexiblen Kunststoffen zu verändern. Auch diese Masse eignet sich nicht
zum Abformen von Körperteilen, da die dazu erforderlichen Eigenschaften der Zug-
und Druckelastizltät nicht gegeben sind. Die zugegebenen kleinen Kugeln werden bereits
durch einen Druck, mit welchem das Volumen der Masse um 12 % verkleinert wird, vollständig
zerstört oder bleiben deformiert und stellen sich nach Druckentlastung nicht mehr
zurück.
-
Weiters ist es bekannt, die Dichte einer Silikonmasse mittels einer
niedrigsiedenden flüssigkeit wie beispielsweise fluorierter Kohlenwasserstoffe,
zu schäumen. Im unvernetzten Zustand ist diese Silikonmasse jedoch nicht druckelastisch
und es fällt beim Abformen unter Druck der Schaum zusammen. Im vernetzten Zustand
weist die Masse gleichfalls nur schlechte druckelastische Eigenschaften auf,
weil
das Treibmittel nach kurzer Zeit aus den Poren entweicht.
-
Ein Nachteil aller anorganische Füllstoffe aufweisenden Abformmassen
besteht darin, daß sie sich bei raschen Bewegungen mehr dilatant als thixotrop verhalten.
Durch die Dilatanz erstarren die Massen während der Bewegung, wodurch ein rasches
Transportieren beispielsweise durch einen dünnen Querschnitt erschwert wird und
eine kurze, ruckartige Anpassung an einen Körperteil erschwert wird.
-
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Masse
zum Abformen von Körperteilen, vorzugsweise für die Herstellung von Zahnprothesen,
zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Massen dieser Art vermeidet und
die gewünschten Eigenschaften besitzt. Die Erfindung geht hiebei aus von einer Masse
der eingangs beschriebenen Art und besteht im wesentlichen darin, daß dem Silikon
druckelastische Mikrohohlkugeln beigemengt sind, deren dünne Hülle aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat
besteht und deren Inneres ein Gas enthält. Durch die Beimengung dieser bestimmten
Mikrohohlkugeln wird aus der niedrigviskosen Silikonmasse eine hochviskose, pastöse
bzw. knetartige Masse mit geringer Dichte, deren Fließeigenschaften unter Druck
wesentlich besser sind als bei den bisher verwendeten Massen. Dies wird wahrscheinlich
dadurch bewirkt, daß die Mikrohohlkugeln eine außergewöhnlich glatte Oberfläche
besitzen und dadurch die innere Reibung der Masse reduziert wird. Die erfindungsgemäße
Masse verhält sich bei raschen Bewegungen somit mehr thixotrop als dilatant, so
daß sie leicht auch in kleine Kavitäten einzudringen und daher feinste Strukturen
abzuformen vermag. Diese Tatsache wird auch dadurch erklärt, daß beim Anpressen
der Masse an abzuformende Körperteile die flüssigen Bestandteile der Masse an die
Oberfläche gelangen, also diese Oberfläche durch niedrigviskose Silikonmasse angereichert
wird. Es ist daher beispielsweise bei Verwendung der erfindungsgemäßen Masse als
Abdruckmasse für die Herstellung von Zahnprothesen nicht mehr erforderlich, nach
Anfertigung eines Vorabdruckes noch eine Feinabformung vorzunehmen. Die erfindungsgemäße
Masse
weist weiteres die gewünschte Druck- und Zugelastizität auf, wobei sie nach ihrer
Kondensations- oder Additionsvernetzung, ohne daß sie seitlich ausweichen kann,
unter gleichen Bedingungen ihr Volumen unter Druck ähnlich verringern kann wie im
flüssigen oder knetbaren Zustand und bei Druckentlastung sich spontan praktisch
vollständig zurückstellt.
-
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Masse ist es, daß für
eine bestimmte Aushärtezeit weniger Härter benötigt wird, da ja bei gleichem Volumen
der Masse weniger Silikonanteil enthalten ist, und daß sich der Härter auch im knetbaren
Zustand des Silikons leichter und schneller verteilen läßt,da, wie bereits erwähnt,
durch die Mikrohohlkugeln die innere Reibung der Masse herabgesetzt wird.
-
Der Durchmesser der Mikrohohlkugeln beträgt zweckmäßig zwischen 0,01
und 0,1 mm, wobei vorzugsweise Mikrohohlkugeln verschiedenen Durchmessers dem Silikon
beigemengt werden. In diesem Fall wird der Vorteil erzielt, daß unter Druck die
größeren Mikrohohlkugeln von der Oberfläche zurückweichen und die kleineren Mikrohohlkugeln
auch in enge und schmale Hohlräume einzudringen vermögen.
-
Es wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, wenn dem Silikon Itikrohohlkugeln
in einer Menge zwischen 10 und 85 Vol.-%O, vorzugweise in einer Menge zwischen 20
und 50 Vol.-S', beigemengt sind. Dies entspricht einer Beimengung von etwa 1 bis
8, vorzugsweise 1 bis 4 Gew.-% Mikrohohlkugeln. Durch eine Beimengung von 1 bis
8 Gew,-54 Hohlkugeln wird die Dichte einer Silikonmasse um etwa 9 bis 77 O/o reduziert,
also beispielsweise von einem Wert von 1,25 auf einen Wert zwischen 1,14 und 0,29.
ZweckmEßig werden so viele Mikrohohlkugeln beigemengt, daß die Dichte der Masse
zwischen 0,4 und 0,8 beträgt. Eine solche Beimengung ermöglicht weiters ein Komprimieren
der Masse bis zu 50 % der volumsmäßig anteiligen Mikrohohlkugeln, ohne daß hiebei
das in diesen Mikrohohlkugeln eingeschlossene Gas entweicht, so daß sich bei Druckentlastung
auch bei der unvernetzten Masse das Volumen praktisch wieder zur Gänze auf das Ausgangsvolumen
zurückstellt. Eine Masse mit einem
Anteil der Mikrohohlkugeln von
20 Vol.-95 kann also auch im unvernetzten Zustand um ca. 10 Vol.-% druckelastisch
komprimiert werden.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Masse besteht darin, daß die Mikrohohlkugeln aus ein Treibmittel enthaltenden Kompaktteilchen
vorgeformt und zumindest einem Teil des Silikons beigemengt werden. Diese ein Treibmittel
enthaltenden Kompaktteilchen sind hiebei unter der Bezeichnung EXPANCEL im Handel
erhältlich und können beispielsweise von der Fa. Kema-Nord in Sundvall/Schweden
bezogen werden. Die daraus entstehenden - Mekrohohlkugeln sind in der DE-OS 1 495
485 und in der Zeitschrift "Modern Plastics", August 1969, Seite 55 beschrieben.
-
Zur Herstellung der Mikrohohlkugeln können hiebei ein Treibmittel
enthaltende Kompaktteilchen aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat in einem Wasser oder
Wasserdampf enthaltenden Gefäß etwa 10 sec. auf eine Temperatur über 800C erwärmt
und anschließend aus dem Gefäß entfernt und getrocknet werden. Es ist aber auch
möglich, zur Herstellung der Mikrohohlkugeln ein Treibmittel enthaltende Kor..paktteilchen
aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat bei Anwesenheit geringfügiger Mengen von Wasser
oder Wasserdampf oder einer anderen, sich in einem Hochfrequenzfeld erwärmenden
Substanz in einen dünnwandigen, vorzugsweise aus Polyäthylen bestehenden Beutel
eingeschlossen in ein hochfrequentes Feld einzubringen, wo sich infolge der Erwärmung
im Beutel die Mikrohohlkugeln bilden. Es kann hiezu beispielsweise ein handelsüblicher
Mikrowellenherd verwendet werden. Dadurch, daß die Kompaktteilchen in einem Beutel
in das hochfrequente Feld eingebracht werden, sind die entstehenden Mikrohohlkugeln
gleich verpackt und müssen nicht erst nachträglich in eine Verpackung eingefüllt
werden, was wegen der kleinen Abmessungen und des geringen Gewichtes mit großen
Schwierigkeiten verbunden ist.
-
Es kann aber auch bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Masse
so vorgegangen werden, daß ein Treibmittel enthaltende Kompaktteilchen aus Vinylidenchlorid-C'opolymerisat
in
das kalte Silikon eingerührt werden und daß anschließend das Silikon auf eine Temperatur
über 80 0C erwärmt wird, wobei sich die Mikrohohlkugeln im Silikon in situ bilden.
Es ist auch möglich, zur Herstellung der erfindungsgemäßen Masse zunächst zumindest
einen Teil des Silikons bzw. des flüssigen Bestandteiles der Masse auf eine Temperatur
über 80 0C zu erhitzen und anschliessend ein Treibmittel enthaltende Kompaktteilchen
aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat darin einzurühren, wobei sich die Mikrohohlkugeln
in situ bilden. Die Bildung der Mikrohohlkugeln erfolgt hiebei besonders schnell.
-
~ ion beiden Fällen kann der Mischung aus Silikon und Treibmittel
enthaltenden Kompaktteilchen Wasser, Wasser dampf oder eine andere sich in einem
Hochfrequenzfeld erwärmende Substanz, vorzugsweise in etwa gleicher Gewichtsmenge
wie die Kompaktteilchen, hinzugefügt werden, wobei diese Mischung in ein hochfrequentes
Feld eingebracht wird, wo sich die Mikrohohlkugeln in situ bilden. Als andere sich
in einem Hochfrequenzfeld erwärmende Substanz kommt beispielsweise PVC-Pulver in
Frage. Nach Bildung der Mikrohohlkugeln wird das Wasser bzw. diese andere Substanz
z.B. mittels Vakuum entfernt.
-
Beispiel 1: Eine pastöse bis knetartige Ausgangsmasse aus Silikon
wurde mit 20 Vol.-% vorgeformten Mikrohohlkugeln vermengt, anschließend mit 1>6Yo
Härter vernetzt, in eine Form eingefüllt und nach ca. 10 min. entformt. Nach 24
Stunden betrug die Schrumpfung der entformten Masse ca. 0,7% linear. Die Härte betrug
ca. 25 Shore A.
-
Zum Vergleich wurde dieselbe pastöse bis knetartige Ausgangsmasse
aus Silikon ohne Hinzuiugung von Mikrohohlkugeln mit 2% Härter vernetzt, in eine
Form eingegeben und nach ca. 10 min. entformt. Nach 24 Stunden betrug die Schrumpfung
1,2°,4 linear. Die Shorehärte blieb im wesentlichen unverändert, desgleichen die
zugelstischen Eigenschaften der Masse, wogegen die druckelastischen Eigenschaften
im Vergleich mit der Mikrohohlkugeln enthaltenden Masse ganz erheblich verringert
waren.
-
Beispiel 2: 100 g Silikonmasse wurden mit 5 g handelsüblichen, ein
Treibmittel enthaltenden Kompaktteilchen und 5 g Wasser vermengt und in einen handelsüblichen
Mikrowellenherd mit einer Leistung von 720 W eingegeben. Nach etwa 4 min. wurde
die Masse dem Mikrowellenherd entnommen, wobei sich im Silikon Mikrohohlkugeln verschiedenen
Durchmessers in situ gebildet hatten, die gleichmäßig über die ganze Masse verteilt
waren. Der Durchmesser dieser Mikrohohlkugeln war etwas kleiner als der Durchmesser
der in Beispiel 1 verwendeten vorgeformten Mikrohohlkugeln. Die Masse wies vor dem
~ Einbringen in den Mikrowellenh
eine Dichte von 1,25 und eine Viskosität von ca. 40 000 gemessen im Broolmfield-Viskosimeter
(LV4, n=6U/min.) auf, die fertige Masse mit den in situ gebildeten Mikrohohlkugeln
besaß
e Dichte von 0,55 und eine Viskosität von ca. 100 000 Diese fertige Masse verhielt
sich im wesentlichen thixotrop und ließ sich durch Druck leicht transportieren.
-
Bevorzugte Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Masse sind in
der Zahnmedizin und in der Orthopädie, vor allem als Abdruckmasse für die Herstellung
von Prothesen und als Abstützungsmasse, beispielsweise zur Unterfütterung von Prothesen,
Wird die erfindungsgemäße Masse zur Unterfütterung bzw. Auskleidung von Prothesen,
beispielsweise von Zahnprothesen, verwendet, so wird auf die zu unterfütternde bzw.
auszukleidende Stelle der Prothese ein Silikonhaftvermittler aufgestrichen und darauf
die erfindungsgemäße, noch nicht ausgehirtete Masse appliziert. Diese Masse wird
dann an den betreffenden Körperteil angedrückt und aushärten gelassen, so daß dadurch
die Prothese genau an diesen Körperteil angepaßt ist. Besonders vorteilhaft ist
diese Vorgangsweise bei Zahnprothesen, da hier durch Veränderung des Kiefer, Zahnfleischschwund
und dgl. sehr häufig eine Anpassung einer bereits vorhandenen Zahnprothese vorgenommen
werden muß.