DE69008970T2

DE69008970T2 - Zahnrestaurationen.

Info

Publication number: DE69008970T2
Application number: DE69008970T
Authority: DE
Inventors: Philip Anthony Evans; Paul Harrison
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2010-08-08
Also published as: DE69008970D1; EP0412778B1; JP3100390B2; JPH03218746A; EP0412778A2; CA2022698A1; ATE105700T1; DK0412778T3; NO903411D0; CA2022698C; GB8918178D0; US5104319A; FI903935A0; NO903411L; EP0412778A3

Description

Die Erfindung betrifft ein verfahren zur Herstellung von vollständigen Zahnrekonstruktionen oder Teilen davon, einschließlich Überzüge, Kronen, Einlagen, Auflagen und Brücken - hiernach Zahnrekonstruktionen genannt gemäß der Definition im Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches verfahren ist in der FR-A-2291736 offenbart.
Die Erfindung macht von der Flammsprühtechnik Gebrauch, um eine relativ dichte Grundschicht aus einem auf technischer Keramik basierenden Material herzustellen, die erstens als Dauerform dient, auf die Porzellan aufgetragen werden kann, um die bestmögliche ästhetische Wirkung der Rekonstruktion zu erzielen und die zweitens die Rekonstruktion Verstärkt und ein Mittel schafft, um die Rekonstruktion mit einem vorbereiteten Zahn zu verbinden, wobei der von dem mechanischen Verbindungsmechanismus geleistete Beitrag erhöht wird.
Die Erfindung überwindet die normalerweise bei der Verwendung von auf technischer Keramik basierenden Materialien auftretenden Probleme des Schrumpfens und des anschließenden schlechten Sitzes und schafft für einen speziellen Fall angefertigte Zahnrekonstruktionen.
Keramikmaterialien in Form von Porzellanen werden seit der Jahrhundertwende verwendet und weiterentwickelt. Zum Beispielberichtete Ernsmere im Jahre 1900, daß Charles Land ein Verfahren zur Herstellung von Jacketkronen auf einer Grundmasse aus Platinfolie unter Verwendung von porzellan als Rekonstruktionsmaterial entwickelt habe, und obgleich diese ursprünglichen ganz aus Porzellan bestehenden Jacketkronen als ästhetisch annehmbar angesehen wurden, erwiesen sie sich bei Zugspannung und Biegung als schwach und neigten infolgedessen dazu, bei klinischer Verwendung zu zerbrechen. Bei dem Versuch, dieses Problem zu überwinden, konzentrierte sich ein großer Teil der Entwicklungsarbeit an Zahnkeramik auf die Notwendigkeit, die Festigkeit von Zahnrekonstruktionen zu erhöhen, um zu gewährleisten, daß sie eine angemessene klinische Leistung aufweisen.
Fortschritte bei der Harzverbundtechnologie zur verbindung von Dentin und Emaille haben zu der Möglichkeit geführt, Zahnrekonstruktionen dünneren Querschnitts zu verwenden, woraus sich die Notwendikeit ergab, Rekonstruktionen mit größerer Eigenfestigkeit zu schaffen.
Um die Festigkeit von Zahnrekonstruktionen zu erhöhen, ist es bisher üblich gewesen, das Keramik-Metall-Verfahren anzuwenden. Die US-Patente 3 052 982 und 3 052 983 von Weinstein et al offenbaren besondere Zusammensetzungs- und Herstellungsbedingungen für Porzellan zu dessen verbindung mit Metall, und die US-Patente 3 819 366 und 3 961 420 von Katz bzw. Tuccillo offenbaren beide Einzelheiten über Keramik-Metall-Zahnrekonstruktionen mit Gold, Palladium, und Silber bzw. verbesserten Weißgoldlegierungen. Das Keramik-Metall-Verfahren wurde üblicherweise bei Kronen und brückenartigen Rekonstruktionen verwendet, und obgleich derartige Rekonstruktionen zufriedenstellende Festigkeitseigenschaften aufweisen, schützen und erhalten sie nicht das Zahngewebe. Außerdem machen sie die verwendung von undurchsichtigem Prozellan erforderlich, um das darunter sich befindende Metall zu verbergen.
Das japanische Patent 81 014295B von Sumitomo offenbart das Plasmasprühverfahren zur Herstellung von Zahnkronen, aber es ist festzustellen, daß das Patent von Sumitomo die Verwendung von metallischen, metallisch-keramischen Mischungen und auf technischer Keramik basierenden Materialien erforderlich macht, um die metallische Unterlage zu verbergen, ehe Dentin und Emailleporzellan aufgetragen werden. Bei diesem Verfahren wird die undurchsichtige Porzellanschicht durch die genannten Materialien ersetzt. Die gegenwärtige Erfindung schlägt die Verwendung des Flammsprühverfahrens zur Herstellung einer Grundschicht vor, die auschließlich aus einem auf technischer Keramik basierendem Material besteht und die letzte Endes als unabhängige Konstruktion und nicht als Überzug auf einer metallischen Grundlage existiert.
Das französiche Patent A2 291 736 von Ganzo offenbart das Plasmasprühverfahren mit einer Flammentemperatur von mehr als 20.000 ºC zur Herstellung einer Grundschicht aus Tonerde (95%). Der kritische Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß die so hergestellte Grundschicht von dem Modell oder Träger entfernt werden muß, ehe die verlängerte Hochtemperatur-Wärmebehandlung (> 1700 ºC, 4 Stunden bei einem Ofenzyklus von 24 - 30 Stunden) stattfindet. Die Wahl einer derart hohen Wärmebehandlungstemperatur zeigt, daß zur Verdichtung und Stärkung der Grundschicht aus Tonerdekeramik ein Festkörper-Sintermechanismus verwendet wird. Das damit verbundene Schrumpfen und der daraus sich ergebende Formverlust während des Sinterns der ungestützten Grundschicht bedeuten, daß im Anschluß an die Wärmebehandlung die Grundschicht mit Diamantwerkzeugen erneut geformt werden muß. Das genannte Verfahren weist infolgedessen wenig Vorteile im vergleich zu der Herstellung keramischer Vorformen mittels eines herkömmlichen Pulvermetallurgieverfahrens auf, so wie es in dem Europäischen Patent A 0 375 647 von Bergstigen beschrieben wird.
Das Weltpatent A90 06733, das laut Art. 54(3) (4) zum Stand der Technik gehört, offenbart ebenso die Verwendung von Plasmasprühen zur Herstellung einer "teilweise geschmolzenen" Grundschicht aus Zirkonerde. Im Anschluß an das Plasmasprühen findet keine Wärmebehandlung statt, um die Grundschicht aus Zirkonerde vor Aufbringen des herkömmlichen Porzellans zu verdichten und zu verfestigen. Um die Festigkeit der Rekonstruktion zu erhöhen, beschreibt eine Abwandlung der offenbarten Erfindung die Zugabe eines mit Keramikfaser verstärkten Silikatmaterials, das auf die Grundschicht aus Zirkonerde aufgetragen wird, um eine festere laminare Unterlage zu schaffen. Die Grundschicht aus Zirkonerde bestimmt infolgedessen nicht die Festigkeit der endgültigen Rekonstruktion. Beide verfahren verlangen es, daß mehrere undurchsichtige Zwischenlagen aus Prozellan vor Auftragung des ästhetischen Porzellans hinzugefügt werden, um das Problem nicht aufeinander abgestimmter Wärmeausdehungskoeffizienten zu vermeiden. Die Notwendigkeit zusätzlicher undurchsichtiger Porzellane kompromittiert jedoch die Ästhetik.
Im Jahre 1968 schlug das britische Patent 1 105 111 von McLean et al vor, daß die Festigkeit der Porzellane selbst durch die Einführung von tonerdehaltigen prozellanen verbessert werden könne. Dies stellte die Einführung der technischen Keramik Tonerde als verstärkende, aus Partikeln bestehende zweite Phase in eine Porzellangrundmasse dar. Solche Festigkeitsverbesserungen waren jedoch nicht ausreichend zur Herstellung von Zahnrekonstruktionen wie hinten gelegene Kronen und Brücken. McLean et al offenbarten anschließend in dem britischen Patent 1 483 362 ein Verfahren zur Verbesserung der Festigkeit von Zahnkronen, indem eine Platinfolie mit der inneren Paßfläche des Tonerdeporzellans verbunden wurde, aber dieses Verfahren ist wegen der Notwendigkeit zur verbergung des Metalls keineswegs zur Herstellung von ästhetisch annehmbaren dünnen Querschnitten geeignet.
In neuerer Zeit führten die US-Patente 3 732 087, 4 189 325 und 4 515 634 von Grossman, Barret et al bzw. Wu Systeme ein, bei denen Glaskeramik verwendet wurde, während das US-Patent 4 265 669 von Starling et al ein System einführte, das mit einer nichtschrumpfenden Keramik arbeitete, aber diese Systeme haben keine weitverbreitete Anwendung gefunden und wiesen im allgemeinen Probleme im Zusammenhang mit der Ästhetik auf, insbesondere in Fällen, wo in-situ-veränderungen vorgenommen werden müssen, bei denen Oberflächenverfärbungen oder glasierte Bereiche entfernt werden müssen.
Eine als DICO bekannte Glaskeramik auf Fluormicabasis wurde bei der Herstellung einer WILLI-Krone für die Fertigung einer Grundschicht verwendet, aber die Festigkeit solcher Glaskeramiken entspricht lediglich der Festigkeit der oben aufgeführten Tonerdeporzellane. Ein Festigkeitsabfall wurde in solchen Fällen festgestellt, wo die kristallisierte Oberflächenschicht entfernt oder beschädigt wurde. Aus diesen Gründen werden derartige Materialien nicht als geeignet für die Herstellung von akzeptablen dünnen Querschnitten angesehen.
Das US-Patent 4 473 353 von Greggs und das US-Patent 4 579 530 von MacLaughlin zum Beispiel offenbaren Verfahren zur Herstellung einer ganz aus Porzellan bestehenden, überzugartigen Rekonstruktion mit dünnem Querschnitt zur Bedeckung von vorderen Zähnen. Bei dem Patent von Greggs wird Porzellan auf eine Platinfolie aufgetragen, und bei dem Patent von McLaughlin wird Porzellan auf ein geeignetes feuerfestes Modell aufgetragen. Obgleich derartige ganz aus Porzellan bestehende, überzugartige Rekonstruktionen mit dünnem Querschnitt in zunehmendem Maße Anwendung finden, haben sie wegen ihrer niedrigen Festigkeitswerte bei der Anbringung die Tendenz zu brechen.
Das in dem US-Patent 3 986 261 von Faunce offenbarte verfahren zur Verwendung eines vorgeformten, voll polymerisierten Plastikmaterials als Überzug mit einheitlicher Farbe über den gesamten Querschnitt wurde in letzter Zeit etwas verbessert. Nach dieser neueren Offenbarung in dem US-Patent 4 433 959 von Faunce können für die Laminierung des Überzugs andere Harze, Glas und Keramik oder Glas-Keramik-Harz-verbundwerkstoffe oder Kombinationen dieser verwendet werden, um einen ästhetischen Effekt zu erzielen, der dem normalen menschlichen Zahngewebe näherkommt. Weiterhin erwähnt die Offenbarung, daß die Laminarkonstruktion eine äußere Schicht aufweist, die dicht und relativ hart ist, um die bei relativ porösen Polymeren auftretende verfärbung zu verhindern, während die innere Schicht weniger dicht, porös und zellular im Aufbau ist, um eine wirkungsvolle verbindung mit der lippenseitigen Zahnoberfläche zu verbessern. Diese Innenfläche oder -schicht in einer Form kann durch elektrostatisches Sprühen von mikrokristallinen Partikeln hergestellt werden, die anschließend mit einer oder mehreren Harzschichten besprüht werden, die um die Partikel herum fließt bzw.fließen, um eine glatte Oberfläche zu bilden.
Die gegenwärtige Erfindung auf der anderen Seite schafft ein Hochtemperatur-Flammsprühverfahren zur Herstellung einer dichten Grundschicht aus einem auf technischer Keramik basierenden Material, die laut Mikroskala eine rauhe Oberfläche aufweist. Diese Art Oberfläche erhöht bei der Verbindung einer solchen nach einem derartigen Verfahren hergestellten Zahnrekonstruktion mit einem vorbereiteten Zahn den von einem mechanischen Verbindungsmechanismus geleisteten Beitrag. Das Verfahren gemäß der gegenwärtigen verbindung eignet sich für die Herstellung von Grundschichten aus auf technischer Keramik basierenden Materialien für alle Arten von Zahnrekonstruktionen und ist nicht auf die lippenseitige Fläche begrenzt.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnrekonstruktion (2) geschaffen, einschließlich des Verfahrensschritts der Fertigung einer Grundschicht (6) vorbestimmter Dicke für die genannte Rekonstruktion, indem ein frei fließendes Pulver oder eine frei fließende Flüssigkeit, die jeweils ein auf technischer Keramik basierendes Material enthalten, auf eine ein Zielobject in Form eines feuerfesten Zahnpositivs bedeckende dünne Schicht durch Flammsprühen aufgetragen wird, und des Verfahrensschritts der anschließenden Wärmebehandlung der genannten Grundschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Wärmebehandlung ausgeführt wird, während die Grundschicht (6) sich auf dem genannten Zahnpositiv befindet und daß die Grundschicht (6) von der aus Platinfolie bestehenden dünnen Schicht entfernt wird, ehe die genannte Rekonstruktion auf einen natürlichen Zahn (4) aufgetragen wird.
Kleine Mengen von Materialien auf Silikatbasis können dem Füllmaterial zugegeben werden, um die Herstellung einer vollkommen dichten Schicht aus einem auf technischer Keramik basierenden Material zu erleichtern.
Das verfahren schließt den zusätzlichen Schritt der Auftragung einer Vielzahl von Porzellanschichten auf die genannte Grundschicht ein.
Um die Erfindung leichter verständlich zu machen, wird eine Ausführungsform nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei es sich bei der Zeichnungsfigur um einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Zahnrekonstruktion handelt.
Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Zahnrekonstruktion, die das Bezugszeichen 2 aufweist und relativ zu einem natürlichen Zahn 4 angeordnet ist.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, weist die Zahnrekonstruktion 2 eine Grundschicht 6 aus einem auf technischer Keramik basierendem Material bestehend aus Tonerde oder Zirkonerde oder Kombinationen dieser sowie anschließenden aus Zahnporzellanen bestehenden Lagen 8, 10, 12 auf, die auf die Grundschicht aufgetragen werden, um die ästhetische Wirkung der Rekonstruktion zu verbessern.
Die Grundschicht 6 wird mittels eines Flammsprühverfahrens hergestellt, und die Zahnrekonstruktion 2 wird auf den natürlichen Zahn 4 mittels einer aus einem Haftmittel bestehenden Schicht 16 aufgetragen. Bevor die Zahnrekonstruktion auf den natürlichen Zahn 4 aufgetragen wird, kann es je nach Art des Haftmittels notwendig sein, die Zahnoberfläche zu behandeln; bei einer derartigen Behandlung wird ein Ätzverfahren under verwendung von Phosphorsäure angewendet.
Bei dem erfindungsgemäßen Flammsprühverfahren kommt ein frei fließendes Pulver oder eine frei fließende Flüssigkeit, die jeweils ein auf technischer Keramik basierendes Material in Form von Tonerde oder Zirkonerde enthalten, oder Kombinationen dieser zur Anwendung. Das frei fließende Pulver oder die frei fließende Flüssigkeit wird in die Flamme eingeführt, woraufhin das Pulver oder die Flüssigkeit kinetische Energie und Wärmeenergie entwickelt und auf das Ziel, d.h. ein Zahnpositiv, gerichtet wird, das dadurch hergestellt wurde, daß ein feuerfestes Material in einen zuvor hergestellten Abdruck gegossen wurde, der den zu rekonstruierenden Zahn enthält.
Die Sprühgeschwindigkeit wird durch die Konstruktion der Düse in der Sprühpistole und den Druck des verwendeten Brenngases bestimmt. Es werden schnelle Sprühvorgänge durchgeführt, um das auf technischer Keramik basierende Material in einer Reihe von aufeinander folgenden Schichten auf das Zahnpositiv aufzutragen. Hiermit wird die Herstellung eines relativ dichten Mikrogefüges erleichtert.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die an das Flammsprühen sich anschließende Wärmebehandlung der Grundschicht 6 vor Auftragen der Porzellanschichten durchgeführt werden muß, um die Grundschicht vollkommen zu verdichten, um nie vorhandenen Legierungszusätze oder Phasen zu homogenisieren und die optischen Eigenschaften der Grundschicht 6 zu verbessern.
Aufgrund der Beschaffenheit des nach dem Flammsprühen sich ergebenden Mikrogefüges finden eventuell verbleibende, geringe Schrumpfungen in den tiefen Bereichen der Schicht statt und beeinträchtigen infolgedessen nicht den Sitz der fertigen Rekonstruktion.
Durch Anwendung der beschriebenen optimalen Bedingungen kann eine Grundschicht 6 hergestellt werden, deren Dichte sich theoretischen Werten annähert. Die fertige Dicke der Grundschicht 6 hängt von der Art der herzustellenden Zahnrekonstruktion ab und kann von einer einzigen Schicht in der Größenordnung von 1 Mikrometer bis zu einer beträchtlichen Schicht in der Größenordnung von 3 Millimetern reichen.
Bei dem zur Herstellung der Grundschicht 6 verwendeten Flammsprühverfahren handelt es sich um ein indirektes Verfahren, bei dem eine dünne Platinfolienschicht auf ein feuerfestes Zahnpositiv feingewalzt und diese Folie dann durch Flammsprühen behandelt wird. Die Platinfolie erleichtert die Entfernung der Grundschicht 6 aus auf technischer Keramik basierendem Material von dem feuerfesten Zahnpositiv im Anschluß an die in einem Ofen stattfindenden Wärmebehandlungen im Zusammenhang mit der Auftragung der Schichten 8, 10, 12.
Im Anschluß an die oben beschriebene Herstellung der Grundschicht 6 kommen herkömmliche verfahren zum Auftragen der aus Zahnporzellanen bestehenden Schichten 8, 10, 12 zur Anwendung. Die erste Schicht 8 aus prozellan muß einen Wärmeausdehungskoeffizienten aufweisen, der dem der Grundschicht 6 aus einem auf technischer Keramik basierenden Material entspricht oder vorzugsweise niedriger ist. Ein Porzellan mit diesem etwas niedrigeren Wärmeausdehungskoeffizienten wird, wenn es abgekühlt ist, leicht under Druck gesetzt, wodurch sich eine Zahnrekonstruktion mit optimalen Festigkeitseigenschaften und optimaler Ästhetik ergibt.
Eine Zahnrekonstruktion mit einer erfindungsgemäßen Grundschicht 6 weist eine ausgezeichnete Formbeständigkeit auf, da der normalerweise hohe Schrumpfungsgrad (15 bis 20 Vol.%), der sich beim Sintern einer durch Gießen oder Gesenkpressen hergestellten technischen Keramik ergibt, wesentlich reduziert oder eliminiert wird. Die Festigkeit der erfindungsgemäßen Zahnrekonstruktion ist größer als die ähnlicher Zahnrekonstruktionen, die aus auf Porzellan basierenden Materialien gefertigt werden.
Weiterhin ist der für die Verbindung der Zahnrekonstruktion mit dem natürlichen Zahn zur Verfügung stehende Oberflächenbereich aufgrund der im wesentlichen kristallinen Beschaffenheit des auf technischer Keramik basierenden Materials vergrößert. Die Vorbehandlung der Fläche 18 der Grundschicht 6 kann mit einem die Haftungsfestigkeit erhöhenden Mittel ausgeführt werden. Zu einer solchen Behandlung gehört das Auftragen einer Silanhaftschicht.
Schließlich läßt sich eine zufriedenstellende Ästhetik durch Kombination von Materialien und Verfahrensvariationen erzielen, die Farbton, Wert, Farbenintensität, Durchsichtigkeit, Form, Umrisse, Kontouren und Porportionen mit dem Weichgewebe der Mundhöhle in Einklang bringen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Zahnrekonstruktion (2), einschließlich des Verfahrensschritts der Fertigung einer Grundschicht (6) vorbestimmter Dicke für die genannte Rekonstruktion, indem ein frei fließendes Pulver oder eine frei fließende Flüssigkeit, die jeweils ein auf technischer Keramik basierendes Material enthalten, auf eine ein Zielobjekt in Form eines feuerfesten Zahnpositivs bedeckende dünne Schicht durch Flammsprühen aufgetragen wird, und des Verfahrensschritts der anschließenden Wärmebehandlung der genannten Grundschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Wärmebehandlung ausführt wird, während die Grundschicht (6) sich auf dem genannten Zielobjekt befindet und daß die Grundschicht (6) von der aus Platinfolie bestehenden Schicht entfernt wird, ehe die genannte Rekonstruktion auf einen natürlichen Zahn (4) aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den Schritt der Auftragung kleiner Mengen von Materialien auf Silikatbasis einschließt, wobei die Materialien auf Silikatbasis dem Füllmaterial zugegeben werden,

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren den zusätzlichen Schritt der Auftragung einer Vielzahl von Schichten aus Zahnporzellan (8, 10, 12) auf die genannte Grundschicht (6) einschließt.