DE3628997C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für verblendbaren Zahnersatz mit einer metallischen Gefügematrix aus einem biokompatiblen Metall oder einer biokompatiblen Metallegierung.

Zur Herstellung von metallischem, verblendbarem Zahnersatz mit dem Wachsausschmelzverfahren werden hochedelmetallhaltige Legierungen verwendet, die gut verarbeitbar sind und eine hervorragende Biokompatibilität aufweisen. Diese Legierungen sind jedoch teuer, so daß in den letzten Jahren vermehrt preiswertere Legierungen mit verringerten Gold- und Platingehalten und zunehmenden Zusätzen an Palladium und Unedelmetallen entwickelt wurden. Diese Legierungen sind aber häufig schwer verarbeitbar, insbesondere bezüglich des Schmelz- und Gießverhaltens und der Lötbarkeit. Edelmetallfreie Legierungen werden ebenfalls für metallischen Zahnersatz verwendet, doch lassen sich solche Legierungen noch schwerer verarbeiten. Im Falle einer Keramikverblendung müssen die Legierungen in geeigneter Weise voroxidiert werden, um eine gute Haftung der Keramikverblendung auf der Legierung zu erzielen. Hierbei erhält man nicht immer eine für die Haftung optimale Oxidschicht, so daß sich oft Haftprobleme ergeben.

Werkstoffe aus Metallen und Keramikteilchen sind in der Dentaltechnik als bindemittelhaltige Pasten bekannt, um auf dem Metallkern von Kronen und Brücken eine Zwischenschicht aufzubringen, die die Haftung einer äußeren Porzellanverblendung ermöglicht oder verbessert (z. B. EP-PS 55 383, DE-OS 30 27 473, DE-OS 25 25 274). Als Werkstoff für Kronen und Brücken sind diese Pasten aber nicht verwendet worden.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Werkstoff für verblendbaren Zahnersatz mit einer metallischen Gefügematrix aus einem biokompatiblen Metall oder einer biokompatiblen Metallegierung zu entwickeln, der preiswerter als hochedelmetallhaltige Legierungen ist, der sich problemlos verarbeiten läßt und der sich im Bedarfsfall sicher und ohne großen Aufwand direkt mit Keramik oder Kunststoff verblenden läßt, ohne Aufbringung einer Zwischenschicht.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß er neben dem metallischen Bestandteil 0,5 bis 30 Vol.% biokompatibler Keramikteilchen mit einer maximalen Korngröße von 40 µm enthält.

Vorzugsweise enthält der Werkstoff oxidische Teilchen, insbesondere oxidische Teilchen mit Schmelz- und Sintertemperaturen, die oberhalb der Schmelz- bzw. Sintertemperaturen der metallischen Komponenten liegen. Bewährt haben sich vor allem Werkstoffe, die 1 bis 12 Vol.% Keramikteilchen mit Teilchengröße 5 µm enthalten, wobei als Matrixbestandteil vorzugsweise Edelmetalle bzw. Edelmetallgemische verwendet werden. Allerdings kann die Metallmatrix auch Unedelmetalle enthalten bzw. aus Unedelmetall bestehen, wie z. B. aus Titan-, Nickel-Chrom- oder Cobalt-Chrom-Legierungen.

Als Keramikteilchen werden temperaturstabile, hochschmelzende, wasser- bzw. speichelunlösliche Metall- und Nichtmetallverbindungen, wie Oxide, Carbide, Nitride, Boride und Silizide verstanden. Als Beispiele seien genannt TiO₂, Al₂O₃, MgO, CaO, ZrO₂, SiO₂, Si₃N₄, SiC, BN und ZrSiO₄. Solche Kombinationen Metall-Keramikteilchen werden auch als Cermets bezeichnet.

Die Herstellung dieser Werkstoffe erfolgt pulvermetallurgisch, indem Metallpulver mit einer maximalen Teilchengröße von 100 µm mit dem Keramikpulver innig gemischt, das Pulvergemisch verdichtet und anschließend gesintert wird. Preßdruck und Sintertemperatur richten sich nach den verwendeten Metallpulvern. Es ist auch möglich, die Pulvermischung als Schlicker aufzubereiten und die geformte und verdichtete Schlickermasse nach dem Trocknen zu sintern.

Der Einbau von Keramikpulver in die metallische Gefügematrix bewirkt, daß man beim Modellieren des Zahnersatzes eine maximale Rohdichte erzielen kann, was die Schrumpfung beim Sintern des Modells minimiert und so die Paßgenauigkeit verbessert, ohne daß die Festigkeit sich verschlechtert.

In der Tabelle 1 sind für eine Legierung der Zusammensetzung Au50 Pt35 Pd15 die Auswirkungen der Zugabe verschiedener Keramikpulver (je 10 Vol.%) auf die Dichte und die 0,3%-Dehngrenze nach und die lineare Schrumpfung beim Sintern zusammengestellt.Man erkennt, daß die Schrumpfung trotz zum Teil deutlich höherer Dichte nach dem Sintern kleiner ist als bei der keramikfreien Variante. Die 0,2%-Dehngrenze erhöht sich bis auf eine Ausnahme ebenfalls durch den Keramikzusatz.

In Tabelle 2 ist für verschiedene Pulvergrößen und für verschiedene Legierungszusammensetzungen der Einfluß von TiO₂ auf die lineare Schrumpfung beim und die Dichte nach dem Sintern dargestellt. Auch hier wird eine erhöhte Dichte und 0,2%-Dehngrenze des gesinterten Werkstoffs bei Anwesenheit von TiO₂ beobachtet, während die Schrumpfung meist kleiner als bei der entsprechenden keramikfreien Variante ist. Diese Beispiele zeigen, daß durch die Anwesenheit von Keramikpulvern in der metallischen Gefügematrix eine Erhöhung der Rohdichte erreicht werden kann.

Zur Herstellung von Zahnersatz wurde beispielsweise ein Werkstoff verwendet, bestehend aus 90 Vol.% eines Metallpulvergemisches aus 74,4 Gew.% Goldpulver 90 µm, 18,6 Gew.% Goldpulver 10 µm und 7 Gew.% Platin 15 µm mit 10 Vol.% Titandioxid, der bei 1200°C gesintert wurde. Verwendbar sind z. B. aber auch folgende Werkstoffe: 50% Gold, 35% Platin, 15% Palladium; 35%Platin, 10% Palladium, 5% Silber; oder 95% Gold, 3% Indium, 1% Zinn.

Tabelle 1

Tabelle 2

Claims (5)

1. Werkstoff für verblendbaren Zahnersatz mit einer metallischen Gefügematrix aus einem biokompatiblen Metall bzw. einer biokompatiblen Metallegierung, dadurch gekennzeichnet, daß er neben dem metallischen Bestandteil 0,5 bis 30 Vol.% biokompatibler Keramikteilchen mit einer maximalen Korngröße von 40 µm enthält.

2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er oxidische Keramikteilchen enthält.

3. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelz- und Sintertemperaturen der Keramikteilchen oberhalb der Schmelz- und Sintertemperaturen der metallischen Komponenten liegen.

4. Werkstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er 1 bis 12 Vol.% Keramikteilchen mit einer maximalen Teilchengröße von 5 µm enthält.

5. Werkstoff nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmatrix aus Edelmetall besteht.