DE4025594A1 - Zinkoxid-eugenol-zemente mit verbesserter druckfestigkeit kontrollierbarer abbindezeit und verminderter wasserloeslichkeit - Google Patents

Description

ZOE-Zemente finden in der Zahnheilkunde unterschiedliche Anwendungen, so z. B. als Werkstoffe für Unterfüllungen, provisorische Befestigungszemente, Wurzelkanalfüllungen und Pulpenüberkappungen.

Sie werden durch Mischen von Eugenol und Zinkoxidpulver hergestellt. Bei der Reaktion bildet sich ein Chelatkomplex der Zinkeugenolat genannt wird.

Die Flüssigkeit besteht aus Eugenol oder aus Nelkenöl, einer ca. 85%igen wäßrigen Lösung von Eugenol. Als Pulver dient Zinkoxid, dem Zinkacetat, Magnesiumoxid, Bariumsulfat oder andere Salze zugegeben sein können. Die Zusätze sollen die Abbindezeit verkürzen und, nach Möglichkeit, die Druckfestigkeit erhöhen. Wichtige Eigenschaften dieser Zemente sind die guten Isolationseigenschaften gegen thermische und elektrische Reize und die gute Abdichtung von Kavitäten. Besonders geschätzt werden ZOE-Zemente, da sie von allen Zahnzementen, durch die therapeutischen Eigenschaften des Eugenols, den günstigsten Einfluß auf das Gewebe des Zahns besitzen.

Ein bekannter Nachteil der Zemente ist eine geringe Druckfestigkeit von maximal 15 N/mm². Außerdem ist von der praktischen Anwendung her bekannt, daß lange Abbindezeiten (bis zu mehreren Stunden) auftreten können und daß eine erhebliche Wasserlöslichkeit beobachtet wird. Insbesondere aufgrund der geringen Druckfestigkeit ist es deshalb im Laufe der Zeit zu Weiterentwicklungen der Zemente gekommen. Verschiedene Zemente enthalten nämlich zur Verstärkung Kunststoffe wie Polymethylmetaacrylat (PMMA) oder Polystyrol. Polystyrol kann zu diesem Zweck auch im Eugenol gelöst sein.

Durch diese Maßnahmen konnten Druckfestigkeiten von ca. 40 N/mm² erreicht werden. Die übrigen Eigenschaften, wie Abbindezeit und Wasserlöslichkeit, sind gegenüber den normalen ZOE-Zementen im wesentlichen unverändert. Die Kaukräfte sind zwar aufgrund einer physiologischen Regulierbarkeit auf Werte von ca. 100 N begrenzt, dennoch kann die Druckfestigkeit von 40 N/mm² überschritten werden, wenn diese Kraft punktuell angreift. Aus diesem Grund werden größere Druckfestigkeiten verlangt.

Aufgrund der geringen Festigkeit, der langen Abbindezeit und der hohen Wasserlöslichkeit wurde deshalb der Gebrauch der ZOE-Zemente in den zahnärztlichen Praxen in jüngster Zeit immer mehr zurückgestellt.

Andere Versuche, durch Zumischen von weiteren Oxiden wie z. B. SiO₂ die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, hatten nur geringen Erfolg.

Ziel der Erfindung war es deshalb, einen ZOE-Zement zu entwickeln, der, den, nach dem Stand der Technik im Handel befindlichen Zementen, in den wesentlichen Eigenschaften Druckfestigkeit, Abbindezeit und Wasserlöslichkeit, überlegen ist.

Eine solche Verbesserung sollte durch Zulegieren anderer Oxide wie z. B. TiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, SiO₂ oder B₂O₃ erreicht werden.

Im Gegensatz zu dem bereits erwähnten, wenig erfolgreichen mechanischen Zusetzen, sollte erfindungsgemäß eine Verbindungsbildung der zugegebenen Oxide mit den in den ZOE-Zementen vorhandenen Oxiden zur Bildung harter druckfester Phasen und so zu hohen Druckfestigkeiten führen.

Dieses Ziel wurde auf 2 verschiedenen Wegen erreicht:

• 1. Die oxidischen Gemische wurden durch Oxidation eines Pulvers einer metallischen Legierung, der der jeweils gewünschte Gehalt des entsprechenden Elements (z. B. Ti) zulegiert wurde, hergestellt.
  Solche Legierungen können in verschiedenen Schmelzanlagen, wie z. B. Lichtbogenöfen oder Induktionsöfen, hergestellt werden.
  Bei einer anschließenden Oxidation des Legierungspulvers an Luft kommt es während des Oxidationsprozessors, bei Ofentemperatur oder bei der durch die freiwerdende Reaktionswärme höheren Temperatur, zu der gewünschten Verbindungsbildung.
• 2. Gemische der verschiedenen Oxide, die den gewünschten Anteil an Fremdoxid enthielten, wurden durch Sintern bei höheren Temperaturen zur Reaktion gebracht, wobei die angestrebte Verbindungsbildung erfolgen kann.

In einem bevorzugten Beispiel wurden 2,5 bis 10% Ti der Legierung, entsprechend 3 bis 15% TiO₂ dem ZOE-Pulver zugegeben. Mit Hilfe des Rasterelektronenmikroskops konnte die Bildung einer Verbindung zwischen MgO und TiO₂ bzw. zwischen ZnO und TiO₂, im mit Eugenol abgebundenen Zement, nachgewiesen werden.

Tatsächlich wurden Druckfestigkeitssteigerungen von 300% gegenüber unverstärkten und von 75% gegenüber verstärkten käuflichen Zementen gemessen. Diese Druckfestigkeitserhöhung trat sprunghaft auf, sobald der Ti- bzw. TiO₂-Gehalt ausreichend war, um die Bildung von Teilchen der Verbindung, in ausreichender Größe und Menge, zu ermöglichen.

Die Wasserlöslichkeit der Zemente liegt bei ca. 50% der Löslichkeit von handelsüblichen Zementen. Überraschend zeigte sich weiterhin, daß die Abbindezeit über das Verhältnis von MgO zu TiO₂ praktisch beliebig gesteuert werden kann. Ein hohes Verhältnis MgO/TiO₂ verkürzt die Abbindezeit, ein niedriges verlängert sie.

Claims (6)

1. ZOE-Zemente mit verbesserter Druckfestigkeit, kontrollierbarer, Abbindezeit und verminderter Wasserlöslichkeit, dadurch gekennzeichnet, daß neben Zinkoxid und Magnesiumoxid weitere Oxide zugegeben wurden, die sich mit ZnO und/oder MgO verbinden.

2. ZOE-Zemente wie unter 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung eine metallische Legierung dient, die in pulverisiertem Zustand oxidiert wird.

3. ZOE-Zemente wie unter 1. und 2., dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 20% Ti (Rest Zn und Mg) zugegeben werden.

4. ZOE-Zemente wie unter 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Mg zu Ti 0,5 bis 15 beträgt (Rest Zn).

5. ZOE-Zemente wie unter 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung durch Mischen und anschließendes Sintern der Oxide erfolgt.

6. ZOE-Zemente wie unter 1. und 4., dadurch gekennzeichnet, daß 3 bis 40% TiO₂ (Rest ZnO und MgO) zugegeben werden.