DE3904430A1 - Zahntechnisch-prothetischer geschiebeanker, insbesondere teleskop- oder konuskrone, und aufgussverfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zahntechnisch-prothetischen Geschiebeankers, ins­ besondere einer Teleskop- oder Konuskrone, aus einer goldfreien Legierung mittels der Aufgußtechnik. Die Erfindung betrifft weiterhin einen zahntechnisch­ prothetischen Geschiebeanker aus einer goldfreien Le­ gierung.

Die vorliegende Erfindung ist eine Weiterentwicklung der in der deutschen Patentanmeldung P 38 44 151.9 vom 28.12.1988 beschriebenen Erfindung desselben Anmelders und Erfinders.

Zur Verankerung herausnehmbaren partiellen Zahnersatzes im Munde werden neben Klammern, Druckknopfmechanismen, o. ä. besondere Attachments, die sogenannten Geschiebe­ anker eingesetzt. Ein solcher Geschiebeanker ist allge­ mein aus zwei reversibel ineinander greifenden Teilen aufgebaut, von denen das Primärteil in die Ersatzkrone des Ankerzahnes, das Sekundärteil in die herausnehmbare Zahnersatzkonstruktion integriert ist.

Um den nötigen Kraftschluß zu gewährleisten, der den Zahnersatz trägt, müssen Primär- und Sekundärteil mit großer Präzision reibend aufeinander laufen (friktives Prinzip bei parallelwandiger Konstruktion) bzw. aufein­ ander stationär halten (Haftprinzip bei konischer Wan­ dung). Dabei müssen konstruktiv bedingte Toträume aus hygienischen Gründen möglichst klein gehalten werden.

Geschiebe werden in verschiedenen Ausführungsformen ge­ fertigt:

• 1. als intracoronale Geschiebe, bei denen das Primär­ teil innerlich in die Kontur der Ankerkrone aufge­ nommen ist,
• 2. als extracoronale Geschiebe, bei denen das Primär­ teil der Ankerkrone äußerlich angehängt ist oder als Steggeschiebe in einen Verbindungssteg zwischen zwei Haltezähnen eingearbeitet ist,
• 3. als teleskopierende oder Doppelkrone, bei welcher eine Ankerkrone in toto das Primärteil bildet: der Ankerzahn wird zunächst mit einer nicht anatomisch geformten, zirkulär gefrästen Hülse (Primärteleskop) versehen, über welche hinweggreifend dann eine ana­ tomisch ausgeformte Außenkrone (Sekundärteleskop) gefertigt wird, welche ihrerseits fest mit dem herausnehmbaren Anteil der Prothese verbunden ist. Bei parallelwandiger Fräsung der Primärkrone ent­ steht eine friktionierende Teleskopkrone im engeren Wortsinn; bei kegelstumpfmäßiger Fräsung der Primär­ hülse mit einem sogenannten Konuswinkel resultiert die haftend sitzende Konuskrone.

Geschiebe werden traditionell nach der indirekten Gußme­ thode aus einer Edelmetall-, insbesondere Goldlegierung über einen Silikonabdruck der fertig gefrästen Primärs­ truktur hergestellt, welcher nach Umsetzung in eine feuerfeste Gußform die Sekundärstruktur durch Abguß herzustellen erlaubt. Diese indirekte Gußtechnik, die bei den relativ niedrig schmelzenden Goldlegierungen zu­ friedenstellende Ergebnisse liefert, wird bei steigender Arbeitstemperatur des Metalls, z. B. schon beim Einsatz der dentalen Palladiumlegierungen, zunehmend problema­ tisch und versagt bei Verwendung edelmetallfreier den­ taler Kobalt- und Nickelbasislegierungen (NEM) bis auf Zufallserfolge.

Auch bei ideal zum thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Legierung passend eingestellter Expansion der Guß­ formmasse wird ein Gußergebnis erhalten, das durch un­ vertretbare Toleranzen (übermäßige Spiel- oder Klemmpas­ sung) gekennzeichnet ist. Auch wenn es durch aufwendiges Nacharbeiten gelingt, den Geschiebesitz zu verbessern, wird letzten Endes doch nur eine an wenigen Punkten tragende Passung von Primär- und Sekundärteil erzielt. Nachteile hierbei sind insbesondere die hygienisch be­ denkliche Totraumbildung, die vorschnelle Abnutzung sowie undefinierbare Veränderungen der ursprünglich eingestellten Haltekräfte.

Diese Nachteile der indirekten Gußmethode werden nach dem Stand der Technik durch die Aufgußtechnik, eine direkte Methode zur Herstellung des Sekundärteils ver­ mieden.

Bei der Aufgußtechnik wird die Primärstruktur des Ge­ schiebes selbst in die Gußform für das Sekundärteil eingebettet, so daß der Guß des Sekundärteils direkt auf die Oberfläche des Primärteils erfolgt. Damit Primär­ und Sekundärteil trennbar bleiben, muß die Primärstruk­ tur gegen das flüssige Metall des Sekundärgußes ausrei­ chend isoliert werden. Folgende Wege werden beschritten, um bei der Aufgußtechnik Primär- und Sekundärteil trenn­ bar zu erhalten:

• - es wird eine Primärlegierung gewählt, deren Arbeits­ temperatur wesentlich höher liegt als die Arbeits­ temperatur der Sekundärlegierung. Z. B. wird für das Primärteil eine Kobaltbasislegierung und für das Sekundärteil Gold gewählt. Diese Methode bringt je­ doch die Problematik der Korrosion, insbesondere eine Verstärkung der Spaltkorrosion durch Sauer­ stoffgradienten mit sich und sollte daher aus bio­ logischen Gründen nicht angewendet werden.
• - es werden oxidische Trennschichten auf der Oberflä­ che des Primärteils gebildet.

Dies kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen:

• 1. Nach längerem Glühen des Primärteils wird eine autogene Oxidschicht erzeugt (vgl. I. Lenz, Die Quintessenz der Zahntechnik, Heft 11/1987, S. 1219-1230). Jedoch verschlechtert das notwendige länger dauernde Glühen in der Nähe der Rekri­ stallisationstemperatur der Primärlegierung die Oberflächengüte. Die auftretenden Rauhigkeiten können Mikroverkeilungen von Primär- und Sekun­ därteil bewirken. Vor allem wird aber die auto­ gene Oxidhaut häufig von Sekundärmetall durch­ schlagen, was eine Verklebung der Teile zur Folge hat. Diese Erscheinung tritt besonders bei großen Geschiebeflächen auf, so daß zirkulär umfassende Konstruktionen, z. B. Teleskop- und Konuskrone in der praktischen Routine undurch­ führbar sind.
• 2. Die oxidische Trennschicht erfolgt durch Auf­ bringen einer oxidischen Isoliermasse auf das Primärteil vor der Modellation des Sekundär­ teils. Jedoch ist die aufgetrocknete Isolier­ masse berührungsempfindlich und neigt zum Ab­ platzen. Weiterhin werden durch Auftragen mit­ tels Pinsel oder Sprühen störende Strukturen hinterlassen. Insbesondere an den Kanten ist ein solcher Auftrag unterschiedlich dick. Weiterhin kann das flüssige Sekundärmetall an rheologisch ungünstigen Stellen die Isoliermasse ablösen und in den Guß verschleppen. Oft resultieren hieraus Verklebungen, insbesondere bei zirkulär umfas­ senden Geschiebeflächen wie an Konus- und Tele­ skopkronen. Da nach Trennung der Gußteile die Isolierschicht entfernt werden muß, ist der Guß um etwas mehr als den Betrag der Schicht­ dicke unpräzise. Vor allem Zylinderpassungen sind in ihrer Friktion unzureichend bzw. ver­ lieren diese zugunsten einer unzulässig weiten Spielpassung völlig.
• 3. Das Primärteil wird aus einer Legierung gefer­ tigt, die aufgrund ihrer Bestandteile, z. B. Titan oder Aluminium, besonders stark oxidiert und beim Guß eine Selbstisolierung besorgt (vgl. J. Lindigkeit, Phillip Journal 9-1985, S. 283-289). Wegen der großen Oxidationsneigung muß jedoch in einer aufwendigen Vakuumgießanlage gearbeitet werden, über die zahntechnische La­ bors im allgemeinen nicht verfügen. Bei Konus­ und Teleskopkronen ist die Isolierwirkung der relativ niedrigen Gehalte an Titan und Aluminium oft unzureichend. Hohe Titangehalte verursachen eine nicht zu beherrschende Reaktionsbereit­ schaft der Legierung gegenüber der Gußmasse und machen spätere metallische Verbindungen (Löten, Schweißen) problematisch.

Die Qualität einer Geschiebekonstruktion hängt von der Präzision der Passung der haftenden oder friktionieren­ den Flächen ab. Bei den bekannten Methoden zur Herstel­ lung von Schiebeankern mit hoher Trennbarkeitsquote kann eine ausreichend temperaturfeste Isolation zwischen Primärgeschiebe und Sekundärgeschiebe nur durch Aufbau einer relativ dicken Trennschicht erreicht werden. Da diese Trennschicht nach dem Guß wieder entfernt werden muß, wird die so erzeugte Passung zwin­ gend unpräzise und damit ungeeignet für Einsatzgebiete, bei denen es auf eine präzise Passung ankommt, wie z. B. beim Parallelgeschiebe des Zylinderteleskops.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen zahntechnisch prothetischen Geschiebeanker beliebiger Form aus einer goldfreien Legierung mit präziser Passung von Primärgeschiebe und Sekundärgeschiebe unter Verwen­ dung laborüblicher Geräte und Materialien zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge­ nannten Gattung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 16 gelöst.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden insbe­ sondere in den Patentansprüchen 2 bis 15 genannt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter gold­ freien Legierungen mundbewährte Metallegierungen ver­ standen, die kein Gold, jedoch andere Edelmetalle, wie z. B. Palladium und/oder Ruthenium enthalten können. Be­ vorzugt werden bekannte NEM-Werkstoffe verwendet, ins­ besondere übliche edelmetallfreie Legierungen, wie z. B. Kobalt- Chrom-Legierungen oder Nickel-Chrom-Legierun­ gen.

Die beiden Teile eines Geschiebeankers werden als Pri­ märteil und Sekundärteil bezeichnet. Dabei ist das Pri­ märteil das zuerst angefertigte Teil, was bei Teleskop­ und Konuskronen in der Regel die Patrize darstellt. Das Sekundärteil ist das Teil, das als zweites Teil direkt auf dem Primärteil gegossen wird. Bei Teleskop- und Konuskronen ist das Sekundärteil die Außenkrone, die Matrize. Es gibt jedoch Fälle, insbesondere bei kleine­ ren Geschieben, wo man zuerst mit der Ankerkrone die Matrize gießt. In diesem Fall stellt die Matrize das Primärteil dar. Anschließend wird die Patrize direkt in die Matrize gegossen. In der Beschreibung und den Pa­ tentansprüchen der vorliegenden Patentanmeldung wird mit Primärteil (Primärgeschiebe usw.) grundsätzlich das zuerst gegossene Teil bezeichnet, unabhängig davon, ob es als Patrize oder Matrize dient. Mit Sekundärteil (Sekundärgeschiebe usw.) wird das direkt auf das Prim­ ärteil gegossene Teil bezeichnet, unabhängig davon, ob es als Matrize oder als Patrize dient.

Mit Flußmittel werden, wie üblich, chemische Substanzen bezeichnet, die beim Metallguß die Abscheidung von Ne­ benprodukten bzw. Abfallstoffen fördern.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird also eine isolie­ rende Schicht innerhalb der Oberfläche des Primärteils selbst aufgebaut. Das hat den Vorteil, daß keine Isolierung mit relevanter Schichtdicke aufgetragen wird. Theoretisch läßt sich der vorteilhafte Effekt, der gemäß der Erfindung zu erzielen ist, wie folgt erklären:
die definitiv bearbeitete Oberfläche der Primärstruktur wird mit einem bereits als Legierungsbestandteil vor­ liegenden Metall oder einem weiteren Metall, nämlich Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram und/oder Rhe­ nium oder einem Halbmetall als isolierendem Medium do­ tiert, welches sich in die Oberfläche integriert. Diese nachträglich eingebrachten Metallteilchen verhalten sich bei der Folgebehandlung wesentlich reaktiver als die in der Legierung ursprünglich vorhandenen Metalle. Es bil­ den sich in der entstandenen Metalloberfläche verschie­ dene Oxide bzw. Oxidationsprodukte des eingebrach­ ten Metalls, die eine wirksame Sperrschicht (Diffu­ sionssperre) gegen das Verkleben von Primär- und Sekun­ därguß bilden.

Bei manchen Legierungen kann man eine isolierende Schicht dadurch aufbauen, daß man im Oberflächenbereich einen geeigneten Bestandteil der Legierung selbst an­ reichert. Hierfür eignen sich besonders die Metalle Molybdän und Chrom sowie Niob, Wolfram und Tantal.

Als Halbmetalle eignen sich insbesondere Bor und Sili­ zium bzw. ihre Verbindungen als Hartstoff, insbesondere Siliziumkarbid SiC.

Die Sperrschicht, die man nach Erhitzen des mit einer Hafnium, Vanadium, Tantal, Wolfram und/oder Rhenium- Isolierung versehenen Primärteils in Graphitpulver er hält und vermutlich diverse karbidische bzw. karboni­ tridische Metallverbindungen enthält, hat sich als be­ sonders wirkungsvoll erwiesen. Ähnlich wirkungsvoll ist eine Sperrschicht aus einem Nitrid, Borid oder Silizid der genannten Metalle zuzüglich Titan und Zirkon.

Die erfindungsgemäß aufgebrachte Sperrschicht bzw. Sperrzone in dem Oberflächenbereich des Primärgeschiebes kann vorzugsweise nach einem der folgenden drei Verfah­ ren hergestellt werden:
1. die endgültig bearbeitete Primärgeschiebeoberfläche wird angerauht und damit aktiviert. Dies kann z. B. mit feinstem Mikrokorundpulver von nicht mehr als 25 µm Korngröße bei geringem Druck (z. B. bis zu 2 bar) aus einer Entfernung von ca. 5 bis 7 cm so erfolgen, daß es mit bloßem Auge gerade wahrnehmbar ist. Die Rauhtiefe darf unter keinen Umständen so groß sein, wie dies vom Auftrag oxidischer Isolierschichten her geläufig ist.

Alternativ zum mechanischen Aufrauhen kann man die Ak­ tivierung der Oberfläche durch Oxidation erreichen. Man kann z. B. durch Glühen mit Sauerstoff bzw. Luft bis zum Tiefblau erster Ordnung oxidieren, was einer Oxidschicht von 150 bis 200 nm (Nanometer) entspricht. Die durch Oxidation aktivierte Oberfläche ist manchmal noch reaktiver bei dem folgenden Einbau eines Metalls als die mechanisch aufgerauhte Oberfläche.

Hierauf erfolgt nach Entfetten mit gespanntem Heißdampf, mechanischer Reinigung im Ultraschallbad (5 Minuten, Aqua dest. von 70°C) und erneutem Abdampfen ein Anstrich mit wäßrigem Metallhydridbrei. Der Auftrag wird nach Trocknen im technischen Vakuum eines laborüblichen Keramikofens bei ca. 900 bis 1100°C während einiger Minuten zersetzt. Der Ofen ist so zu schalten, daß der Unterdruck vor dem Temperaturanstieg aufgebaut ist. Da Sauerstoff und Stickstoff stören, sind diese Restgase zu entfernen. Sauerstoff und Stickstoff können bequem da­ durch gebunden werden, daß man in einen laborüblichen Keramikofen Titan-Schnitzel oder ähnliches, z. B. eine dünne Titandrahtspirale oder ein Titandrahtgeflecht als Getter, der vor jeder Verwendung abzustrahlen ist, mit dem zu bearbeitenden Werkstück eingibt. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Atmosphäre wasserstoffhaltig ist, was leicht dadurch erreicht wird, daß man eine Spatel­ spitze Metallhydridpulver in einem Porzellanschälchen mit in den Keramikofen gibt. Der im Metallhydrid gebundene Wasserstoff wird gerade im Bedarfsmoment freigesetzt, wo auch der Anstrich aus Metallhydridbrei der Primärteile in seine Elemente zerfällt. Das freiwerdende atomare und damit hochaktive Metall lagert sich unter diesen Bedin­ gungen auch unterhalb seiner Schmelztemperatur zu einem kleinen, aber ausreichenden Teil in die vorbereitete Oberfläche geeigneter Legierungen, die ebenfalls durch den freigewordenen Wasserstoff aktiviert worden ist, ein.

Der überwiegende Teil des Metallhydrids verbrennt beim Öffnen der Brennkammer zu Metalloxid bzw. bildet mit autogenen Oxiden diverse Metallverbindungen in Form einer mehr oder weniger fest haftenden rauhen Schicht. Diese zunächst dem Primärguß anhaftende Oxidschicht wird - anders als bei herkömmlichen Methoden - bei dem er­ findungsgemäßen Verfahren nach Abkühlen wieder entfernt. Man kann sie z. B. mit einem Feinstrahlmittel aus Glas­ perlen vor dem Aufguß restlos abtragen oder die locker haftenden Oxide abreiben, ohne die eigentliche Metall­ oberfläche zu verletzen.

In dieser Metalloberfläche haben sich während der Ab­ kühlungsphase bei Luftzutritt diverse Oxidationsprodukte des eingebrachten Metalls gebildet. Die nach Versäubern olivgolden bis schwarz seidenglänzende Oberfläche weist ein beträchtliches und in vielen Fällen ausreichendes Isolationsvermögen gegenüber dem Sekundärguß auf. Dieses kann insbesondere im Hinblick auf die mechanische Be­ lastbarkeit (Härte) noch wesentlich verbessert werden, wenn die Primärteile in Graphitpulver im Graphittiegel eingebettet noch für ca. 10 Minuten (z. B. induktiv bei einer Hochfrequenz-Gußanlage) auf ca. 1000°C erhitzt werden. Die dabei in der Oberfläche gebildeten Karbide bzw. karbidischen Nitride des Metalls und anderer Le­ gierungspartner härten die Oberfläche so, daß nach Ab­ kühlen die Graphitpulverrückstände vor der Weiterbe­ handlung der Primärteile abgerieben bzw. vorsichtig ab­ gebürstet werden können.

Diese Härtung des oberflächlich eingebrachten weiteren Metalls bzw. des Legierungsbestandteils kann statt durch Bildung des Metallkarbids oder -karbonitrids auch da­ durch erfolgen, daß man oberflächlich das eingebrachte Metall zu Metallsilizid, -nitrid, bzw. -borid umsetzt, sofern eine Oxidbildung des weiteren Metalls allein nicht ausreicht.

Die Metallsilizid- bzw. Metallborid-Bildung kann z. B. dadurch erfolgen, daß man das Primärteil nach Einbringen des Metalls mit Siliziumpulver oder bei geeigneten Dotierungsmetallen mit Aluminiumboridpulver (Typ: AlB₁₂) bzw. Borpulver z. B. auf 1000 bis 1100°C in Abhängigkeit von der Metallart, vorzugsweise unter vermindertem Druck in H₂-Atmosphäre erhitzt.

Man kann statt dessen aber auch beispielsweise auf das Primärteil vor dem Einbringen des Metalls einen wäßrigen Metallhydridbrei, wie oben beschrieben, aufbringen, der mit z. B. 25 Gew.-% pyrogenem Siliziumdioxid oder feinstem Quarzmehl bzw. 10 Gew.-% feinem Siliziumpulver vermischt wurde.

Weitere Verfahren zur Bildung eines Metallsilicids oder Metallborids in der Oberflächenzone des Primärteils kann der Fachmann aufgrund seiner allgemeinen Kenntnisse ohne weiteres auswählen bzw. der Fachliteratur entnehmen.

Anschließend wird auch bei diesem alternativen Här­ tungs-Verfahren z. B. auf 1000 bis 1100°C, in Abhängig­ keit von der Metallart, erhitzt, vorzugsweise in stick­ stoff- und halogenfreier reduzierender Atmosphäre bei vermindertem Druck.

Die Nitridierung erfolgt zweckmäßig in Ammoniakatmos­ phäre bzw. in Stickstoffatmosphäre unter Glimmentladung. Am einfachsten kann das ausgeführt werden, wenn man das Werkstück (Primärteil) im Glasgefäß in der HF-Spule z. B. des Gußgerätes erhitzt. Bekanntlich zeigt sich beim Heizen durch Mikrowelle in Niederdruckatmosphäre am Metallkörper eine Glimmentladung.

Nach Modellation, Guß und Trennen der Primär- von den Sekundärteilen können Hartstoffschichten mit feinstem Korundpulver aus der Oberfläche schonend entfernt wer­ den, woran sich eine Politur mit Diamantpaste auf Filz­ rad anschließen kann. Eine Politur ohne vorhergehende Behandlung mit Korund ist auch möglich, jedoch zeitauf­ wendiger. Der Substanzabtrag ist so gering wie möglich zu halten; die Politur ist auf Seidenglanz zu beschrän­ ken, Hochglanz ist in vielen Fällen unnötig und abträg­ lich. Daher sollten Gummipolierer auf den Friktions- und Haftflächen nicht angewandt werden.

2. Das weitere Metall bzw. der Legierungsbestandteil kann evtl. auch durch Reduktion mit einem Metall oder auf aluminothermischem Wege durch Umsetzen von Metall­ oxid mit der stöchiometrischen Menge von Aluminium bzw. einem anderen geeigneten Metall in Form feinsten Metallpulvers in situ freigesetzt werden. Die Mischung von Metalloxid und Aluminium bzw. Metall wird mit Wasser und vorzugsweise mit Flußmittel, z. B. unter Zusatz von ca. 5% LiF, angefeuchtet und wie unter 1. beschrieben, aufgetragen. Die Reaktion erfolgt auch hier in zumindest technischem Vakuum des Keramikofens, vorzugsweise unter Zugabe von Titandraht. Eine Wasserstoffatmosphäre ist nicht erforderlich. Nach Reaktionsende werden die Pri­ märteile, wie oben unter 1. beschrieben, weiterbehan­ delt. Die Reaktionsrückstände haften auf den Primär­ teilen hier etwas fester als bei der Metallhydrid­ methode.

Die Metalloxid-Aluminium-Mischung muß immer frisch zu­ bereitet werden, da sie weder trocken noch feucht auf­ bewahrt werden kann, und ist nach Gebrauch in einer größeren Wassermenge zu inaktivieren.

3. Eine weitere Alternative zur Erzeugung des weiteren Metalls bzw. des Legierungsbestandteils im Oberflächen­ bereich des Primärgeschiebes besteht in der thermischen Gasphasenzersetzung von Metallhaliden. Hierzu zersetzt man z. B. Niob(V)chlorid, Tantal(V)chlorid, Wolfram (VI)chlorid, Vanadium(II)chlorid und Hafnium(IV)chlorid z. B. in einer Niederdruck-Wasserstoffatmosphäre in der HF-Induktionsspule der Schmelzanlage. Die Zersetzungs­ temperaturen liegen bei Wolfram und Vanadiumhalogeniden bei ca. 700/800°C, bei den anderen bei rund 1000°C. Das sich bildende gasförmige weitere Metall lagert sich oberflächlich in die goldfreie Legierung des Primärge­ schiebes ein.

Zur Herstellung eines Metallborids, -silizids oder -karbids kann man auf einfache Weise den weiteren Reak­ tanden durch simultanes Zersetzen einer flüchtigen, Bor, Silizium und/oder Kohlenstoff enthaltenden Verbindung herstellen. Geeignete flüchtige Verbindungen sind z. B. Bortrichlorid (BCl₃), Siliziumtetrachlorid (SiCl₄), Tetrachlorkohlenstoff (CCl₄) oder Jodoform (CHJ₃).

Weitere Möglichkeiten einer geeigneten Bildung des wei­ teren Metalls aus seinen Verbindungen kann der Fachmann ohne weiteres der Literatur entnehmen.

Bei den vorstehend beschriebenen Verfahren 1 bis 3 wird beim anfänglichen Aktivieren der Oberfläche sowie beim abschließenden Versäubern Oberflächensubstanz abgetra­ gen. Dieser Substanzabtrag ist insbesondere bei oxida­ tiver Aktivierung jedoch wesentlich geringer als bei den bekannten Methoden nach den Stand der Technik und ist grundsätzlich notwendig, um z. B. Zylinderpassungen ein minimales Pflichtspiel zu ermöglichen. Ohne ein solches Spiel könnte die zerlegte Teleskopkrone unter Flüssig­ keit gar nicht zusammengeschoben werden, da einge­ schlossener Speichel nicht verdrängt werden könnte. Ferner muß einer gewissen Fehlerquote in Rundlauf und Parallelität der laborüblichen Instrumente Rechnung getragen werden. Übersteigen derartige Fehler allerdings die minimale Pflichttoleranz der Konstruktion, so ist die Aufgußkonstruktion mechanisch unlösbar verkeilt.

Werden Primär- und Sekundärteil, wie bisher üblich, aus derselben Legierung hergestellt, so sind beide Partner regelmäßig gewaltsam verkeilt und kaum ohne mechanische Deformation lösbar, wenn es sich um eine Konus- oder Zylinderteleskopkrone handelt. Intrakoronale Geschiebe, bei denen das Sekundärteil als Patrize eingegoßen wird, sind wesentlich einfacher trennbar.

Mit der folgenden theoretischen Erwägung könnte diese Erscheinung erklärt werden: der Sekundärteil heizt beim Aufguß den Primärteil zwar nahezu auf Eigentemperatur auf, er muß jedoch im Gegensatz zu diesem noch einen Phasensprung beim Erstarren mitmachen und schrumpft da­ durch trotz nahezu gleicher Arbeitstemperatur wesentlich stärker als der Primärteil. Haben beide Legierungen denselben thermischen Ausdehnungskoeffizienten, so ent­ steht eine mechanisch praktisch unlösbare Keilverbindung in den Fällen, wo der Aufguß den Primärteil, wie bei der Doppelkrone, äußerlich zirkulär umfaßt, bzw. anderer­ seits eine zu leicht gängige Spielanpassung, wenn die Geschiebepatrize eingegossen wird. Daher wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bei Doppelkronen die sekundäre Außenkrone aus einer Legierung mit einem ge­ ringfügig kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten ge­ gossen als die primäre Innenkrone. Besonders bewährt hat sich z. B. die Kombination eines Kobalt-Chrom-Stellits mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von 14,7 ppm (Wirobond der Fa. Bego) für die Primärkrone mit einer Niob-stabilisierten Nickelbasislegierung mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten von ca. 14,5 ppm (Ducera­ nium U der Fa. Ducera) für die Sekundärkrone. Wird der Sekundärteil eingegossen, so kann die gleiche Legierung wie primär verwendet werden, solange es sich um klein­ dimensionierte Teile handelt.

Die korrosionschemischen Aktivitäten der Kobalt- und Nickellegierungen des dentalen Bereichs sind so ähnlich, daß ihre Differenz vernachlässigt werden kann und Kor­ rosionseffekte hierdurch nicht bedingt werden.

Auch in der beschriebenen Weise aufgegossene Geschiebe aus zwei verschiedenen Legierungen mit unterschiedlichem Wärmeausdehnungskoeffizienten sind oft zunächst schwer trennbar. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdeh­ nungskoeffizienten zwischen dem Primärteil und dem Se­ kundärteil lassen diese sich leicht lösen, wenn das Ge­ schiebe nach Erhitzen abgeschreckt wird bzw. wenn man unter Kühlung der Innenkrone von innen die Außenkrone aufheizt. Die eingetretene Trennung ist daran zu erken­ nen, daß bei erneutem gemeinsamen Aufheizen die Tren­ nungslinien der Konstruktion durch unterschiedliche Glühfarben von Primär- und Sekundärteil klar hervortre­ ten. Zur Trennung ist ein pneumatischer Meißel besonders geeignet. Hierbei ist die Meißelspitze abwechselnd beidseitig auf den Gußkegel in Abzugrichtung des Ge­ schiebes aufzusetzen, weshalb die Gußteile erst nach der Trennung von ihrem Kegel abgesägt werden sollen.

Bei einem groben Mißverhältnis der Wandstärken bzw. Metallmassen beim Aufgießen von Teleskop- und Konuskro­ nen ist es zur Vermeidung eines Wärmestaues in den Pri­ märteilen vorteilhaft, wenn man den feuerfesten Ein­ bettmassestumpf, der dem Zahnstumpf entspricht und den Primärteilen anliegt, thermisch leitend macht. Dies wird im Sinne der Erfindung dadurch erreicht, daß bei Ein­ betten der isolierten Primärteile zum Aufgießen deren Innenräume mit Einbettmasse ausgegossen werden, die ca. 50% des Volumens an Chromgranulat bzw. Wolframgranulat enthält. Wolfram kann in Einzelfällen infolge seines außergewöhnlich guten Wärmeleitvermögens zu stark unter­ kühlend wirken, (Außenkrone fließt nicht aus), so daß mit Chrom zu arbeiten ist. Es ist darauf zu achten, daß Chrom bzw. Wolfram nicht in zu feinteiliger Pulverform eingesetzt wird, da letztere mit Sauerstoff unter den Verfahrensbedingungen zum Oxid reagiert. Die verwendeten Leitmetalle müssen in ihrem Wärmeausdehnungskoeffi­ zienten unterhalb desjenigen der Einbettmasse-Mischung liegen, der Schmelzpunkt muß über dem der Geschiebele­ gierungen liegen und die Oxidbildung des Granulats beim Vorwärmen darf nicht zur Deformation der Form führen.

Insbesondere die direkt unter dem Eingußkanal liegende Partie des Primärteils wird bei großvolumigen Sekundär­ teilen thermisch und mechanisch sehr stark beansprucht. Erweicht die Primärlegierung, so kann auch eine einige 100 Nanometer starke Hartstoffisolierung dem einströ­ menden Metall nicht standhalten. In einem solchen un­ günstigen Fall kann der Primärteil im Aufprallbereich des Sekundärmetallstroms unter der Eingußkanal-Mündung durch einen dünnen Auftrag einer Suspension von Zir­ koniumdioxid in wäßrigem Kieselsäuresol zusätzlich geschützt werden. Dazu muß der Eingußkanal unbedingt außerhalb der friktionierenden bzw. haftenden Funktionsflächen münden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Herstellung eines zahntechnisch pro­ thetischen Geschiebeankers, insbesondere einer Teleskop- oder Konuskrone aus einer goldfreien Legierung mittels Aufgußtechnik, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man den Oberflächenbereich des Pri­ märgeschiebes mit einem Metall oder einem Halbme­ tall versieht, das ggf. nach chemischer Umsetzung eine Sperrschicht bzw. Sperrzone aus einem hoch­ temperaturbeständigen Hartstoff bildet, die die Trennbarkeit des Primärgeschiebes von dem Sekundär­ geschiebe nach dessen Guß gewährleistet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Oberflächenbereich des Primärgeschiebes mit einem geeigneten Legierungsbestandteil anrei­ chert.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Oberflächenbereich des Primärgeschiebes mit einem weiteren Metall außer Titan und/oder Aluminium und/oder Zirkonium versieht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Oberflächenbereich mit einer Verbindung eines weiteren Metalls oder Halbmetalls versieht.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den hochtemperatur­ beständigen Hartstoff in den Oberflächenbereich des Primärgeschiebes einbringt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man den hochtemperaturbeständi­ gen Hartstoff auf der Oberfläche des Primärgeschie­ bes in situ herstellt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man den hochtemperaturbeständi­ gen Hartstoff durch Gasphasenzersetzung herstellt.

8. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man als weiteres Metall Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram, und/oder Rhenium einsetzt.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung eines weiteren Metalls oder Halbmetalls ein Oxid, Karbid, Nitrid, Karbonitrid, Silizid oder Borid von Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram, Rhenium, Bor und/ oder Silizium mit Ausnahme von Titankarbid vor­ sieht.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als geeigneten Legierungsbestandteil Molyb­ dän, Chrom, Niob, Wolfram oder Tantal aufbringt.

11. Verfahren nach mindestens einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pri­ märteil mit einer wäßrigen Suspension von Metall­ hydrid bestreicht und anschließend in einer stick­ stofffreien reduzierenden Atmosphäre auf 900 bis 1000°C erhitzt.

12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des Silizids das Primärteil mit einer wäßrigen Sus­ pension, die Silizium oder reduzierbares Silizium­ oxid neben Metallhydrid enthält, bestreicht und bei 1000 bis 1100°C in stickstoff- und halogenfreier reduzierender Atmosphäre erhitzt.

13. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung des Silizids das Primärteil nach dem Einbringen des weiteren Metalls einschließlich Titan, Aluminium und/oder Zirkon mit Siliziumpulver bei 1000 bis 1100°C im technischen Vakuum erhitzt.

14. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Nitridbildung das Primärteil, auf dessen Oberflächenbereich ein (weiteres) Metall aufgebracht wurde, in einer Stickstoff- und/oder Ammoniak enthaltenden Niederdruckatmosphäre erhitzt.

15. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das Primär­ geschiebe oder Sekundärgeschiebe als Patrize aus einer goldfreien Legierung mit einem größeren Aus­ dehnungskoeffizienten als dem Ausdehnungskoeffi­ zienten der goldfreien Legierung der Matrize her­ stellt.

16. Zahntechnisch-prothetischer Geschiebeanker aus einer goldfreien Legierung, gekennzeichnet durch den Ge­ halt von Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram und/oder Rhenium der goldfreien Legierung des Pri­ märgeschiebes nur im Oberflächenbereich.