DE3707306A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung keramischer inlays - Google Patents

Description

Die in der modernen Zahnmedizin in erheblichem Umfang eingesetz­ ten Füllungen in eine vom Zahnarzt erzeugte und/oder präparierte Kavität aus Amalgam, Kunststoff, dentalkeramischer Masse oder Metall wie Gold dienen dazu, dem Zahn die durch die Kavität ge­ schwächte mechanische Widerstandskraft möglichst weitgehend wie­ derzugeben. Wenn diese Füllungen inoral gefertigt werden, heißen sie Plomben, bei exoraler Anfertigung nennt man sie Inlays.

Eine wichtige Anforderung an ein solches Inlay ist eine mög­ lichst gute Paßgenauigkeit in die Kavität.

Eine bis heute übliche Herstellungsweise besteht im wesentlichen darin, die durch das Inlay anzufüllende Kavität mit einer re­ versiblen Abformmasse wie Silicon, Hydrokolloid o. ä. abzuformen und das so gewonnene Positivmodell mit Gips oder einer anderen erhärtenden Masse zu umgießen und so ein Negativmodell der Kavi­ tät zu erzeugen. Dieses wird mit Wachs ausgegossen, das nach Er­ starrung aus der Kavität entfernt wird, und das so freigelegte wächserne Positivmodell wird in eine sogenannte selbsthärtende, d. h. nach Zugabe bestimmter Flüssigkeiten härtende Einbettmasse mit bestimmten Expansionswerten eingebettet. Üblich sind Expan­ sionswerte von 0,5 bis 2,5% linear. Nach Erhärtung der Einbett­ masse wird das Wachs ausgeschmolzen und mit einem Metall, übli­ cherweise einer Goldlegierung, ausgegossen. Man erhält auf diese Weise ein gut passendes Goldinlay, das ohne besondere Nachbe­ handlung direkt verwendbar ist. Es hat aber den Nachteil, daß jedes Metall im Munde die Gefahr unerwünschter elektrochemischer Reaktionen mit anderen Metallen unter Vermittlung des Speichels mit sich bringt. Auch ist der meist sichtbare Metallanteil eine aus ästhetischen Gründen oft unerwünschte Begleiterscheinung.

Der Versuch, diese Nachteile durch Inlays aus zahnfarbenem Kunststoff zu vermeiden, bringt aber andere Nachteile mit sich, nicht nur weil die für diesen Zweck verwendeten Kunststoffe nicht immer biokompatibel, d. h. gewebeverträglich sind, sondern vor allem weil sie stets Wasser aus dem Speichel aufnehmen, was zu Aufquellungen und Verfärbungen führt. Unter solch einer Fül­ lung, die dann nicht mehr richtig paßt, bildet sich leicht Se­ kundärkaries.

Die Nachteile metallischer Inlays und solcher aus Kunststoff vermeiden Inlays aus gebrannter keramischer Masse. Das bekannte Verfahren zur ihrer Herstellung ist in den ersten Verfahrensstu­ fen identisch mit dem der Herstellung metallischer Inlays, d. h. Abformung der Kavität des Zahnes mit einer reversiblen Abform­ masse, Umgießen des Positivmodells mit Gips, Ausgießen der Kavi­ tät des Gipsnegativs mit Wachs, Ausbetten des Wachspositivs, Einbetten des Wachspositivs in eine selbsthärtende Einbettmasse und Ausschmelzen des Wachspositivs nach Erhärtung der Einbett­ masse.

Während jedoch die so freigelegte Kavität des aus selbsthärten­ der Einbettmasse bestehenden Negativmodells direkt als Schmelz­ form für die Herstellung von metallischen Inlays verwendet wer­ den kann, muß sie vor ihrer Verwendung als Brennform für kerami­ sche Inlays mit einer dünnen Platinfolie ausgekleidet werden, um ein Anbacken der dentalkeramischen Masse zu verhindern. Nach er­ folgter Auskleidung mit der Platinfolie wird das mit Wasser oder einem Wasser-Glycerin-Gemisch angeteigte dentalkeramische Pulver eingefüllt und im Vakuum bei 900 bis 1040°C, in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Keramikmasse, gebrannt. Um eine ge­ naue Farbwiedergabe des natürlichen Zahnes zu erhalten, wird mit verschiedenfarbigen Massen gearbeitet, die in mehreren Schichten aufgetragen werden. In der Regel sind dies Grundmasse, Zahnhals­ farbe, Dentin und Schmelzmasse, wobei für die verschiedenen Zo­ nen des Inlays nur die Massen zur Anwendung kommen, die dort ge­ rade zur Farbwiedergabe des Zahnes benötigt werden.

Die schmelzende Keramikmasse schrumpft beim Brand um den der verdampfenden Anteigungsflüssigkeit und der zwischen den Par­ tikeln der Keramikmasse eingeschlossenen Luft entsprechenden Be­ trag. Der dadurch zwischen Formling und der ausgekleideten Brennform entstehende Zwischenraum muß daher noch mehrere Male (meist 5- bis 6mal) aufgefüllt und gebrannt werden. Deshalb darf die Brennform nicht vor Fertigstellung des letzten Brandes zwecks Ausbettung des Formlings zerstört, sondern muß bis zu diesem Zeitpunkt durch Auskleidung mit Platinfolie vor dem An­ backen der keramischen Masse geschützt werden.

Durch das mehrmalige Brennen leidet sowohl die Festigkeit der keramischen Masse wie auch der ihr durch zugesetzte Metalloxide verliehene Farbton infolge teilweiser Verbrennung derselben. Auch ist das Nachtragen der keramischen Masse in den Zwischen­ raum zwischen der ausgekleideten Brennform und dem Formling, das natürlich nur solange möglich ist, wie dieser Zwischenraum nicht enger ist als die Korngröße des verwendeten Keramikpul­ vers, äußerst schwierig und praktisch nur unter Zuhilfenahme von verdichtenden Geräten wie Ultraschallgeneratoren durchführbar.

Eine wirklich genaue Paßform, die den Zahn optimal mechanisch stützt und sekundären bakteriellen Angriff auf die Kavität mit Sicherheit ausschließt, ist mit dem bekannten Verfahren nicht erzielbar, weil selbst im günstigsten Fall an den äußeren Dimen­ sionen des erzeugten Inlays sowohl die Dicke der unentbehrlichen Platinfolie wie auch die Schrumpfungsdicke der zuletzt aufgetra­ genen Schicht fehlen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des be­ kannten Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung von genauer in die Zahnkavität passenden Inlays zu schaffen, das mit weniger Arbeitsstufen und entsprechend gerin­ gerem Zeit- und Arbeitsaufwand auskommt und außerdem die Verwen­ dung von Platin- oder anderer Auskleidungsfolie überflüssig macht.

Die ersten Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens bis zur Ge­ winnung des Wachspositivs der Kavität sind mit denen des bekann­ ten Verfahrens identisch. Jedoch wird mit dem Wachspositiv keine einteilige, sondern eine zweiteilige Brennform aus selbsthärten­ der Einbettmasse hergestellt. Die Herstellung dieser zweiteili­ gen Brennform ist nachstehend an Hand der Figuren beispielsweise und schematisch erläutert.

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf den Unterteil 1 der für die Her­ stellung der Brennform verwendeten ebenfalls zweiteiligen Vor­ richtung, während die

Fig. 2 und 3 senkrechte Schnitte längs der Linien II-II und III-III der Fig. 1, jedoch mit nicht ganz aufgesetztem, d. h. darüber schwebendem Oberteil 2 darstellen.

Für die Herstellung der Brennform wird zunächst in den Hohlraum 8 des Unterteils 1 selbsthärtende Einbettmasse 3 eingefüllt und in diese das Wachspositiv 4 der Kavität eingesetzt. Nach Aushär­ tung der Einbettmasse wird diese mit einer dünnen Schicht einer wasserabweisenden Substanz, vorzugsweise Alginat-Isolierlösung bestrichen. Hierauf wird der Oberteil 2 aufgesetzt, dessen Hohl­ raum 9 ebenfalls mit selbsthärtender Einbettmasse 3 gefüllt ist. Ausnehmungen 5 des Unterteiles 1, in die korrespondierende Vor­ sprünge 6 des Oberteiles 2 eingreifen, verhindern eine uner­ wünschte Verschiebung von Ober- und Unterteil relativ zueinander während der Aushärtung und sind so angeordnet, daß das Oberteil nur in einer ganz bestimmten Stellung relativ zum Unterteil auf dieses aufgesetzt werden kann. Nach erfolgter Aushärtung können Ober- und Unterteil leicht voneinander getrennt werden. Die Form wird dann ausgebrannt, um das Wachs zu entfernen, die Ein­ bettmasse zu trocknen und ihr die nötige Formstabilität zu ver­ leihen.

Ober- und Unterteil werden dann befeuchtet, vorzugsweise mit der gleichen Flüssigkeit, mit der die keramische Masse angeteigt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird für beide Zwecke eine Flüssigkeit verwendet, die leichter flüch­ tig ist als Wasser und Glycerin, insbesondere hochprozentiger, z. B. 96%iger Alkohol.

In die befeuchtete Hohlform wird dann angeteigte keramische Mas­ se eingefüllt u. zw. mehr als zur Ausfüllung der Hohlform nötig wäre. Zweckmäßig werden dabei die unterschiedlichen Farben schon so geschichtet, wie zur Bildung der gewünschten Zahnfarbe erfor­ derlich ist. Hierauf wird das in gleicher Weise befeuchtete Oberteil unter leichtem Druck aufgesetzt und die so nicht ganz geschlossene, aber geführte, aus Ober- und Unterteil bestehende mit keramischer Masse gefüllte Muffel im keramischen Ofen ge­ brannt. Vorzugsweise wird für den Brand eine etwas höhere als die maximal beim bekannten Verfahren angewendete Temperatur, nämlich 1050°C angewendet. Mindestens während der Anfangsphase der auf den Brand folgenden Abkühlungszeit, vorzugsweise aber auch während des Brandes selbst werden Ober- und Unterteil zu­ sammengepreßt, am einfachsten dadurch, daß der Unterteil auf einer festen Unterlage aufsitzt und auf den darauf aufgesetzten Oberteil ein nach unten gerichteter Druck, z. B. durch eine Schraubenpresse oder ein aufgelegtes Gewicht ausgeübt wird. In den Fig. 2 und 3 ist die druckerzeugende Vorrichtung schema­ tisch durch eine Gewichtsplatte 10 dargestellt. Dieser Druck muß groß genug sein, um aus dem Überschuß der keramischen Masse stets soviel nachzuführen, wie durch die Schrumpfung zur Ausfül­ lung der Hohlform benötigt wird. Dabei verbindet sich die nach­ geführte Masse gut auch mit den bereits erstarrten Partikeln der keramischen Masse. Der zum Zusammenpressen von Ober- und Unter­ teil erforderliche und ausreichende mechanische Druck hängt von der Größe und der Form des herzustellenden Inlays ab und liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 1 bis 2 atü, kann aber in Sonderfällen auch etwas darüber- oder darunterliegen.

Da erfindungsgemäß grundsätzlich nicht mehrere aufeinanderfol­ gende Brennvorgänge notwendig sind, ist es auch nicht notwendig, die Brennform vor dem Anbacken der keramischen Masse durch Aus­ kleidung mit einer Metall- z. B. Platinfolie zu schützen, da das Ausbetten des hergestellten Formlings durch Zerstörung der Brennform - die wie üblich durch Aufweichen derselben mit Wasser bewerkstelligt werden kann - erst nach dem letzten Brand notwen­ dig wird. Erfindungsgemäß kann also in einem einzigen Arbeits­ gang ein keramisches Inlay hergestellt werden, das allen bisher bekannten keramischen Inlays an Paßgenauigkeit deutlich überle­ gen ist und sich diesen gegenüber auch durch bessere mechanische Festigkeit auszeichnet.

Obwohl die einstufige Arbeitsweise der Erfindung besondere Vor­ teile gegenüber dem Stand der Technik bietet, kann es vorkommen, daß zur Ergänzung von z. B. durch ungenaue Arbeitsweise entstan­ denen kleineren Fehlstellen oder zur Farbkorrektur noch ein oder zwei Nachbrände nützlich sind. Deren Zahl ist aber auf jeden Fall deutlich kleiner als bei bekannten Verfahren. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können kleinere Fehl­ stellen dadurch mit einem einzigen Nachbrand korrigiert werden, daß die Fehlstellen des unvollkommenen Formlings in der Kavität des Negativmodells durch Wachs ergänzt werden und mit dem so er­ gänzten Formling in der oben geschilderten Weise eine neue zwei­ teilige Brennform hergestellt und nach dem Ausbrennen der Wachs­ anteile mit einem Überschuß an angeteigter keramischer Masse be­ laden und diese zusammen mit dem Formling unter Druck gebrannt und abgekühlt wird.

Die "kosmetische" Fertigstellung durch Aufbringen von Schmelz- und gegebenenfalls auch Halsmasse an den dafür in Betracht kom­ menden, vorher abgeschliffenen Zonen kann analog durchgeführt werden. Auch für diesen Arbeitsgang ist es gemäß der erfindungs­ gemäßen Arbeitsweise, d. h. Verwendung einer mit einem Überschuß an Keramikmasse gefüllten zweiteiligen Brennform, deren beide Teile während des Brennens und mindestens während der ersten Phase der Abkühlung durch einen Druck von vorzugsweise etwa 1 bis 2 atü gegeneinander gepreßt werden, grundsätzlich nicht not­ wendig, mehrere Schichten aus Schmelz- oder Halsmasse aufzutra­ gen. Jedoch kann ein solches Auftragen mehrerer Schichten nach­ einander dann zweckmäßig oder notwendig sein, wenn es sich darum handelt, sich an einen bestimmten gewünschten Farbton durch Ver­ such und Irrtum vorsichtig heranzutasten.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Zahninlays aus Keramikmasse durch Abformen der auszufüllenden Zahnkavität mit einer re­ versiblen Abformmasse, Herstellung eines Gipsabgusses des erhaltenen Positivmodells, Ausgießen des Gipsmodells mit Wachs o. dgl., Einbetten des Wachspositivs in eine selbst­ härtende Einbettmasse, Ausschmelzen des Wachses und Verwen­ dung der entstandenen Hohlform als Brennform, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die aus dem Wachspositiv gewonnene aus selbsthärtender Einbettmasse bestehende Brennform in zwei aufeinander passenden, von einander durch mindestens eine wasserabweisende, vorzugsweise aus Alginat-Isolierlösung be­ stehende Schicht isolierten Teilen hergestellt, in die Brennform ein Überschuß an angeteigtem Keramikmaterial ein­ gefüllt wird und während wenigstens des ersten Teiles der dem Brand folgenden Abkühlungsphase sowie vorzugsweise auch während des Brandes selbst die beiden Teile der Brennform durch einen mechanischen Druck gegeneinander gepreßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten beider Teile der Brennform nach dem Ausbrennen des Wachses und vor dem Einfüllen der angeteigten Keramik­ masse befeuchtet werden, vorzugsweise mit der gleichen Flüs­ sigkeit, die zum Anteigen des Keramikpulvers verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Anteigen des Keramikpulvers eine Flüssigkeit verwendet wird, die flüchtiger ist als Wasser und/oder Gly­ cerin.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anteigen des Keramikmaterials hochprozentiger Alkohol, vor­ zugsweise 96%iger Äthylalkohol verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der die beiden Teile der Brennform aneinanderpres­ sende Druck etwa 1 bis 2 atü beträgt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der die beiden Teile der Brennform aneinanderpres­ sende Druck mindestens solange aufrecht erhalten bleibt, bis der Forminhalt auf eine Temperatur von höchstens 500°C ab­ gekühlt ist.

7. Weiterverarbeitung eines nach den Ansprüchen 1 bis 6 herge­ stellten Inlays aus Dentinkeramik durch Abschleifen seines Oberteils, Ergänzung des abgeschliffenen Teiles durch Wachs in einer mit dem aus reversibler Abformmasse bestehenden Po­ sitivmodell über den Gipsabguß hergestellten Brennform aus selbsthärtender Einbettmasse, Ausbrennen des Wachses und Aufbrennen von Schmelzmasse sowie gegebenenfalls Halsmasse im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennform aus selbsthärtender Einbettmasse in zwei aufeinander passenden und voneinander durch eine Trennschicht aus wasserabweisen­ dem Material getrennten Teilen hergestellt ist und diese während des Brennens und mindestens während des ersten Tei­ les der anschließenden Abkühlungsphase durch einen mechani­ schen Druck gegeneinander gepreßt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü­ chen 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein auf ein einen Hohl­ raum (8) enthaltendes Unterteil (1) passendes, ebenfalls einen Hohlraum (9) enthaltendes Oberteil (2) und ein Mittel (12) zur Ausübung eines die beiden Teile (1) und (2) zusam­ menpressenden mechanischen Druckes.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Teile (1, 2) Vorsprünge (6) aufweist, die in korrespondierende Ausnehmungen (5) des anderen Teiles passen und so angeordnet sind, daß sie eine Relativverschiebung der beiden Teile zueinander verhindern, solange die Vorsprünge (6) in die Ausnehmungen (5) eingreifen.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorsprünge (6) und die zugehörigen Ausneh­ mungen (5) von Ober- und Unterteil so angeordnet sind, daß Ober- und Unterteil nur in einer ganz bestimmten Stellung zueinander aufgesetzt werden können.