DE3424948C2

DE3424948C2 - Legierung für Dentalamalgame

Info

Publication number: DE3424948C2
Application number: DE3424948A
Authority: DE
Inventors: Graham John Parker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2004-07-07
Also published as: DE3424948A1; GB8416906D0; GB2142934A; US4686082A; US4859240A; GB2142934B; NZ208752A; CA1228250A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Legierung für Dentalamalgame aus kugelförmigen Partikeln mit im wesentlichen gleichmäßig über und durch jeden Partikel verteilten Legierungsbestandteilen.

Dentallegierungen sind im allgemeinen auf Silber basierende Legierungen, denen Quecksilber in Partikelform beigemengt werden kann, um ein Amalgam bereitzustellen, das anfänglich weich und biegsam bzw. geschmeidig ist, aber nach einer bestimmten Zeit zu einer harten Masse erstarrt. Wenn frisches Amalgam in einen Zahnhohlraum eingebracht wird, kann somit der Zahnarzt den Hohlraum vollständig füllen sind erhält eine äußere Konfiguration, die mit dem Rest des Zahnes übereinstimmt.

Im allgemeinen beinhalten auf Silber basierende Dentallegierungen einen Hauptanteil von Silber, wie z. B. 60% oder mehr Silber an Gewichtsprozenten. Der Rest besteht aus einer Anzahl von Elementen, aber hauptsächlich aus Zinn und Kupfer. Da jedoch der Silberpreis in der letzten Zeit gestiegen ist, ist es daher wünschenswert, den Silberanteil in Dentalamalgamlegierungen zu verringern, um die Kosten zu senken. Andererseits müssen Dentalamalgamlegierungen zufriedenstellende Eigenschaften sowohl in klinischer als auch in metallurgischer Hinsicht aufweisen.

Es wurde nunmehr herausgefunden, daß die Eigenschaften einer wenige Silberanteile aufweisenden Legierung, die Silber, Kupfer und Zinn enthält, durch ein Vermischen mit Metallen der Gruppe VIII der Periodentabelle verbessert werden können, wie z. B. Platin, Rhodium, Iridium und Ruthenium, besonders Platin.

Das europäische Patent Nr. 33 628 und die übereinstimmende australische Patentanmeldung Nr. 66 702/81 von Macrodent S. A. beziehen sich auf Dentalamalgamlegierungen, die Platin enthalten können. Die oberflächliche Abdeckung der Partikel mit Platin gibt jedoch den einzigen Aufschluß über die Beimengung von Platin. Dem Gebrauch von Platin wird kein besonderer Vorteil zugeschrieben, und kein Platin enthaltendes Beispiel ist offenbart. Dieses Patent legt lediglich dar, daß die Legierung bis zu 3% von einem oder dem anderen oder jeder Mischung aus Gold, Platin oder Palladium enthalten kann. Sie gibt jedoch keinen Aufschluß über die Verwendung von Platin als Legierungsbestandteil. Die US-PS 4 374 085 bezieht sich auf eine Dentalamalgamlegierung, die bis zu 2% Ruthenium enthalten kann. Der Hauptzweck dieser Erfindung ist jedoch die Einschließung von 0,05 bis 0,95% Palladium in die Legierung. Ein Beispiel legt den Gebrauch von 0,5% Ruthenium dar. Dem Gebrauch von Ruthenium wird kein besonderer Vorteil zugeschrieben.

Diese bekannten Legierungen sind sehr kostenaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine medizinisch verträgliche und gut verarbeitbare Legierung für Dentalamalgame zu entwickeln, die kostengünstiger ist und darüber hinaus eine hohe Druck-, Zug-, Biege- und Korrosionsfestigkeit aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Legierung für Dentalamalgame geschaffen wird, die aus 40 bis 50% Silber, 20 bis 30% Zinn, 15 bis 30% Kupfer, 0 bis 1% Zink, 0,03 bis 1% Platin und 0,5 bis 3% Indium in Gewichtsprozenten besteht.

Die Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ebenso übliche Verunreinigungen in geringen Mengen aufweisen.

Der Silbergehalt in der Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt mindestens 40 Gewichtsprozente, um Korrosionsprobleme zu vermindern. Andererseits erhöht die Verwendung höherer Silberanteile die Kosten der Legierung. Es wurde herausgefunden, daß besonders zufriedenstellende Ergebnisse mit einer Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wurden, die 40 bis 50 Gewichtsprozente Silber enthält.

Außerdem verbessert die Zugabe kleiner Anteile eines bestimmten Gruppe-VIII-Metalles gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Eigenschaften der Legierung, wie z. B. Druckfestigkeit, statisches Kriechen und/oder Zugfestigkeit bzw. Biegefestigkeit. Weiterhin ergibt die Beimengung dieses Gruppe-VIII-Metalles eine Legierung, die in dem sich ergebenden Amalgam zu einem niederen Gamma 2-Gehalt führt. Gamma 2 wird wünschenswerterweise niedrig gehalten, da dieser Amalgambestandteil der schwächste und der korrodierbarste bzw. ätzbarste ist.

Es wurde nunmehr herausgefunden, daß bei Verwendung von Platin als ein Metall der Gruppe VIII erfindungsgemäß die optimalste Verbesserung durch die Zugabe von Mengen, die im unteren Ende des angegebenen Bereiches liegen, erreicht wird.

Gruppe-VIII-Metalle sind sehr teuer, so daß jede Verbesserung durch die Zugabe von größeren Anteilen eines Gruppe-VIII-Metalles im Hinblick auf die Erhöhung der Gesamtkosten der Legierung ausgeglichen werden muß.

Erfindungsgemäß wird das Gruppe VIII-Metall Platin in die Legierung in einem Gewichtsanteil von 0,03 bis 1% beigemengt.

Weiterhin wurde herausgefunden, daß die Zugabe eines kleinen Anteiles von Indium zusätzlich zu dem Gruppe-VIII-Metall in die Legierung die Eigenschaften der Legierung noch mehr verbessert. Indium wird erfindungsgemäß in einem Gewichtsanteil von 0,5 bis 3% der Legierung verwendet.

Die Legierung wird bekanntermaßen in Form von kleinen kugelförmigen Partikeln verwendet. Um kugelförmige Partikel zu erhalten, wird die Legierung in einer Schmelze gebildet. Die Schmelze wird dann in herkömmlicher Weise atomisiert, um kleine flüssige Tröpfchen zu bilden, die erstarren und dann feste kugelförmige Partikel bilden.

In den Partikeln gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Legierungsbestandteile im wesentlichen gleichmäßig über und durch jeden Partikel verteilt, obwohl kleinere Unterschiede zwischen den Kernen der Partikel und ihren Außenseiten bestehen können. Diese veränderliche Zusammensetzung ist bekannt als Gradientmischungen.

Die kugelförmigen Partikel können eine Partikelgröße von 1 bis 100µm aufweisen.

Weiterhin wurde herausgefunden, daß durch den Gebrauch von Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung der für eine zufriedenstellende Amalgamierung benötigte Anteil von Quecksilber niedriger ist als der bei einer vergleichbaren Silber-Zinn-Kupfer-Legierung. Insbesondere werden zufriedenstellende Amalgame erzielt durch die Verwendung von Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Gewichtsverhältnis der Legierung zu dem Quecksilber von 10 : 8,5 oder weniger. Zufriedenstellende Amalgame werden insbesondere durch Verhältnisse der Legierung zum Quecksilber von 10 : 8 und auch so niedrig wie 10 : 7,3 erzielt. Die Verwendung von geringeren Quecksilberanteilen ist vorteilhaft, weil dadurch weniger Grundmasse (Matrix) zwischen den Legierungspartikeln vorhanden ist und auf diese Weise die Möglichkeit von Gamma 2-Phasenbildung geringer ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.

Die beiden folgenden vergleichbaren Beispiele zeigen Ergebnisse auf, die durch Legierungen erzielt wurden, die Silber, Zinn und Kupfer, aber kein Platin enthalten.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Legierungsmischung besteht aus (in Gewichtsprozenten) 46% Silber, 28% Zinn, 24% Kupfer und 2% Indium und wurde in einer Schmelze gebildet. Die Schmelze wurde in herkömmlicher Weise atomisiert, um feste kugelförmige Partikel zu bilden.

Die erhaltenen kugelförmigen Legierungspartikel wurden in 5%iger Chlorwasserstoffsäure säurebehandelt und geglüht bei 180°, und zwar eine Stunde lang. Ein Amalgam wurde mit Quecksilber hergestellt (Gewichtsverhältnis Legierung : Quecksilber 10 : 9) und Proben davon wurden gemäß der "American Dental Association Specification" für Dentallegierungen getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 12,86 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 21,16 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 38,56 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 44,55 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 2,37 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,15%
Längenänderung: +0,1%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Vergleichsbeispiel 2

Eine Legierungszusammensetzung besteht in Gewichtsprozenten aus 47% Silber, 28% Zinn und 25% Kupfer und wurde gemäß der bei dem Vergleichsbeispiel 1 angewandten Technik hergestellt. Ein Amalgam wurde mit Quecksilber hergestellt (Gewichtsverhältnis Legierung : Quecksilber 10 : 9), Proben davon wurden wie in dem Vergleichsbeispiel 1 getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 11,38 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 20,41 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 38,27 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 46,34 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 2,26 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,15%
Längenänderung: +0,1%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Die folgenden Beispiele zeigen die Ergebnisse, die mit verschiedenen Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wurden, die Silber, Zinn, Kupfer, Platin und Indium enthalten.

Beispiel 1

Eine Legierung, die in Gewichtsprozenten aus 46% Silber, 23% Kupfer, 28% Zinn, 2% Indium und 1% Platin besteht, wurde in einer Schmelze hergestellt. Die Schmelze wurde in herkömmlicher Weise atomisiert, um feste kugelförmige Legierungspartikel zu bilden.

Die erhaltenen kugelförmigen Legierungspartikel wurden säurebehandelt in 5%iger Chlorwasserstoffsäure und eine Stunde bei 180° geglüht. Ein Amalgam wurde mit Quecksilber hergestellt (Legierungs-Quecksilber-Gewichtsverhältnis 10 : 8), und Proben davon wurden gemäß der "American Dental Association Specification" für Dentallegierungen getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 14,24 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 24,55 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 47,51 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 51,93 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 2,81 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,08%
Längenänderung: +0,1%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Beispiel 2

Eine Legierung, die in Gewichtsprozenten aus 46% Silber, 23,9% Kupfer, 28% Zinn, 2% Indium und 0,1% Platin besteht, wurde gemäß der in Beispiel 1 angewandten Technik hergestellt. Die erhaltene Legierung wurde in Amalgam geformt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 15,52 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 32,07 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 46,89 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 53,79 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 2,98 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,05%
Längenänderung: +0,1%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Beispiel 3

Eine Legierung, die in Gewichtsprozenten aus 46% Silber, 23,95% Kupfer, 28% Zinn, 2% Indium und 0,05% Platin besteht, wurde gemäß der in Beispiel 1 angewandten Technik hergestellt. Die erhaltene Legierung wurde in Amalgam geformt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 20,69 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 33,45 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 49,65 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 54,82 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 3,69 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,04%
Längenänderung: +0,1%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Beispiel 4

Eine Legierung, die in Gewichtsprozenten aus 47% Silber, 24% Kupfer, 27,95% Zinn, 1% Indium und 0,05% Platin besteht, wurde gemäß der in Beispiel 1 angewandten Technik hergestellt. Die erhaltene Legierung wurde in Amalgam geformt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 23,45 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 33,10 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 49,65 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 54,48 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 3,52 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,04%
Längenänderung: +0,03%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Beispiel 5

Eine Legierung, die in Gewichtsprozenten aus 46% Silber, 24% Kupfer, 28,95% Zinn, 1,0% Indium und 0,05% Platin besteht, wurde gemäß der in Beispiel 1 angewandten Technik hergestellt. Die erhaltene Legierung wurde in Amalgam geformt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 24,83 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 34,20 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 49,65 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 54,48 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 3,59 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,04%
Längenänderung: +0,03%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Beispiel 6

Eine Legierung, die in Gewichtsprozenten aus 46% Silber, 24,3% Kupfer, 28,65% Zinn, 1% Indium und 0,05% Platin besteht, wurde gemäß der in Beispiel 1 angewandten Technik hergestellt. Die erhaltene Legierung wurde in Amalgam geformt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, getestet.

Die Ergebnisse waren wie folgt:

30 Minuten Druckfestigkeit: 26,55 N/cm²
60 Minuten Druckfestigkeit: 34,55 N/cm²
24 Stunden Druckfestigkeit: 50,34 N/cm²
7 Tage Druckfestigkeit: 54,82 N/cm²
1 Stunde diametrale Zug- bzw. Biegefestigkeit: 3,69 N/cm²
7 Tage statisches Kriechen: 0,03%
Längenänderung: +0,02%
Gamma 2 Vorkommen: nicht festgestellt

Auch aus den Beispielen 1 bis 6 ist ersichtlich, daß die besten Ergebnisse bei Verwendung von kleinen Anteilen von Platin, und zwar zwischen 0,05 bis 0,1%, erzielt werden.

Ebenso ist ersichtlich, daß die Verbindung von Platin mit kleinen Anteilen Indium die Verbesserung der Eigenschaften steigert, verglichen mit dem Steigerungsgrad, der durch die Zugabe von Platin ohne Indium erreicht wird.

Änderungen, die für den Durchschnittsfachmann naheliegen, liegen innerhalb dem Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims

Legierung für Dentalamalgame, bestehend aus kugelförmigen Partikeln mit im wesentlichen gleichmäßig über und durch jeden Partikel verteilten Legierungsbestandteilen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 40 bis 50% Silber,
20 bis 30% Zinn,
15 bis 30% Kupfer,
0 bis 1% Zink,
0,03 bis 1% Platin und
0,5 bis 3% Indiumin Gewichtsprozenten besteht.