DE69023255T2 - Zahnärztlicher Artikel mit lichthärtbarer Paste. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein kieferorthopädisches Bracket, auf dem eine Schicht aus einer als Klebstoff wirksamen, härtbaren Paste vorgesehen ist.
• Als Zahnersatzwerkstoffe und als Klebstoffe für kleferorthopädische Brackets,verwendbare, härtbare sind Pasten bekannt. Bei der Verwendung derartiger Pasten ist es jedoch häufig notwendig, daß der Zahnbehandler die Komponenten gewissenhaft mißt und mischt. Ferner muß der Zahnbehandler die Menge, In der die Paste zum stoffschlüssigen Verbinden benötigt wird, sorgfältig so bestimmen, daß am Umfang des Brackets kein überschüssiger Klebstoff erhalten ist, der durch zeitraubende weitere Maßnahmen entfernt werden müßte, damit er keine unerwünschten Ansatzstellen für Plaque bildet. Ferner haben zahlreiche bekannte Pasten den Nachteil, daß sie außerhalb des Mundes aktiviert werden müssen, bevor sie aufgetragen werden, und daß daher für die Verarbeitung Im Mund weniger Zeit zur Verfügung steht; nach dem Aktivieren der Paste stand dem Zahnbehandler für das Verarbeiten der Paste, z.B. zu einem geeigneten Zahnersatzelement, nur kurze Zeit zur Verfügung. In der US-PS 4 204 325 Ist ein kieferorthopädisches Bracket angegeben, auf dem eine härtbare Pasteschicht vorgesehen ist, die mit einer abziehbaren Feinfolie bedeckt ist. Nach dem Entfernen der Feinfohe wird vor dem Anbringen des Brackets an dem Zahn die Pasteschicht aktiviert, indem auf ihre Oberfläche ein Härtemittel aufgetragen wird. Da das Aktivieren außerhalb des Mundes erfolgt, steht dem Zahnbehandler für das Ansetzen des Brackets genau an der gewünschten Stelle der Zahnoberfläche nur wenig Zeit zur Verfügung.
• Daher schafft die Erfindung einen Dentalartikel mit einem kieferorthopädischen Bracket, das einen an einer Zahnoberfläche anklebbaren Basisteil und eine nichttoxische Paste besitzt, die einen Photoinitiator enthält und zwischen dem Basisteil und einem lösbar haftenden Substrat angeordnet ist.
• Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht das klebstoffüberzogene kieferorthopädische Bracket gemäß der Erfindung.
• Im Rahmen der Erfindung verwendbare lichthärtbare nichttoxische Pasten enthalten einen Photoinitiator und einen Füllstoff, die in einem Harz dispergiert sind. Als Harze können härtbare organische Verbindungen verwendet werden, die eine genügende Festigkeit und Hydrolysebeständigkeit haben und für die Verwendung im Mund genügend nichttoxisch sind. Zu diesen Harzen gehören z.B. Acrylat-, Methacrylat-, Urethan- und Epoxidharze, wie sie in den US-Psen 3 066 112, 3 539 533, 3 629 187, 3 709 866,3 751 399, 3 766 132, 3 860 556, 4 002 669, 4 115 346, 4 259 117, 4 292 029, 4 306 190, 4 327 014, 4 379 695, 4 387 240 und 4 404 150 angegeben sind. Man kann auch Gemische und Derivate derartiger Harze verwenden. Vorzugsweise t das Harz ein Gemisch aus Dlglycidylmethacrylat von Bisphenol A ("Bis-GMA") und Triethylenglykoldimethacrylat ("TEGDMA"). Als Photoinitiatoren sind nichttoxische Verbindungen geeignet, z.B. Keton- oder Alpha-Diketonverbindungen, und zwar allein oder in Kombination mit geeigneten Ammen, Peroxiden, Schwefelverbindungen, Phosphorverbindungen oder anderen Verbindungen, die zum Polymensieren des Harzes mit den Keton- oder Alpha-Diketonverbindungen umsetzbar durch sie sensibilisierbar sind. Zu den bevorzugten Photolnitiatoren gehören ein Gemisch von Dicampherchinon und Dimethylaminophenethanol ("DMAPE") und Photoinitiatorsysteme, wie sie in der europäischen Patentanmeldung 0290133 angegeben sind.
• Für die orale Verwendung geeignete Füllstoffe sind bekannt und Z.B. in den US-Psen 4 659 251 und 4 435 160 angegeben. Zu den bevorzugten Füllstoffen gehören Quarz, strahlungsundurchlässiges Glas und nlchtglasige Mikroteilchen, wie sie in der US-PS 4 503 169 angegeben sind. Die Mlkroteilchen werden mit besonderem Vorteil in Pasten verwendet, die für eine konservierende Behandlung auf der Vorderseite verwendet werden sollen, weil mit ihnen eine gehärtete Verbundpaste erhalten wird, die nur eine geringe optische Opazität hat. Zu den bevorzugten Füllstoffen gehören auch Mineralien geringer Härte, wie Kaolinit, Glimmer, Pyrophyllit und Talkum.
• Vorzugsweise wird die Paste unter Ausschluß von Licht erzeugt, indem zunächst das Harz und der Photoinitiator vereinigt werden und dann der Füllstoff zugesetzt wird. Ein Ausschluß von Luft von der Paste ist erwünscht. Daher wird die Paste vorzugsweise unter einem Vakuum gemischt. Die Paste enthält einen Füllstoff und gegebenenfalls auch Pigment, so daß nach Wunsch verschiedene Grade der Opazität erzielt werden können. Gegebenenfalls wird die Paste mit Fasern oder lockeren Fasergeweben verstärkt. Zu den geeigneten Faserarten gehören Glasfasern, z.B. Glasfasern für elektrotechnische Zwecke, und Keramikfasern. In den geeigneten lockeren Geweben können verschiedenartige Garne verwendet werden, die durch die Fadenzahl pro Garn, und die Anzahl von Garnen pro 2,54 cm in der Kettrichtung (Maschinenrichtung) und in der Schußrichtung (Querrichtung) und durch die Bindung Identifiziert werden können.
• Die Paste kann geeignete Hilfsstoffe enthalten, z.B. Beschleuniger, Inhibitoren, Stabilisatoren, Pigmente, Farbstoffe, Viskositätsmodifikatoren, streckende oder verstärkende Füllstoffe, Oberflächenspannungsminderer und Netzmittel oder Antioxidantien. Besonders zweckmäßige, gegebenenfalls verwendbare Inhaltsstoffe sind Verdickungsmlttel auf der Basis von kolloidalem Sillciumdioxid, die zu einer optimalen Viskosität der Paste beitragen und für bestimmte Zwecke die Verwendung eines höheren Füllstoffanteils gestatten können.
• Die Bestandteile der Paste können in verschiedenen Mengen verwendet werden, die von der Art der Bestandteile und von dem beabsichtigten Verwendungszweck abhängig sind. Im allgemeinen wird das Verhältnis von Harz zu Füllstoff so eingestellt, daß die Paste eine solche Konsistenz hat, daß sie leicht manipulierbar ist und nicht absackt. Durch Härten von mehr Füllstoff enthaltenden Pasten erhaltene Produkte haben Im allgemeinen eine höhere optische Opazität. Der Photomitiator wird vorzugsweise in einer solchen Menge verwendet, daß das Harz nach kurzer Bestrahlung mit Härtelicht erhärtet. Für allgemeine Zwecke enthält die Paste vorzugsweise 10 bis 40% Harz, 60 bis 90% Füllstoff und 0,1 bis 5,0%, vorzugsweise 011 bis 1,0% Photoinitiator. Die Dicke der Pastenschicht kann von dem erfahrenen Verarbeiter je nach dem Verwendungszweck gewählt werden und liegt vorzugsweise zwischen 0,2 und 1,3 mm.
• Lösbar anhaftende Deckfollen sind vorzugsweise "handharte" (d.h. elastische) Feinfolien aus Polyester, fluorierten Polymeren, wie Polytetrafluorethylen, oder Olefinpolymeren, wie Polypropylen oder Polyethylen. Das lösbar anhaftende Deckblatt ist zum leichteren Ablösen auf der die Paste berührenden Fläche vorzugsweise mit einer nur schwach klebenden rückseltigen Appretur versehen. Zu diesen nur schwach klebenden rückseitigen Appreturen gehören dem Fachmann bekannte Uberzüge aus Silicon oder Polytetrafluorethylen. Das lösbar haftende Deckblatt hat vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,00635 und 0,0127 mm.
• Für die Verwendung als Klebstoff auf einem kieferorthopädischen Bracket gemäß der Erfindung enthält die Paste auf ihr Gewicht bezogen vorzugsweise 10 bis 70% Harz und 30 bis 90% Füllstoff. Die genauen Mengen kann der erfahrene Verarbeiter in Abhängigkeit von den jeweils verwendeten Bestandteilen und der Zusammensetzung des Brackets wählen. Die Mohshärte des Füllstoffs liegt vorzugsweise unter 4, Insbesondere unter 3. Mit diesen bevorzugten Mohshärten ist der Füllstoff zuverlässig weicher als natürlicher Zahnschmelz oder die zum Entfernen von Klebstoff gewöhnlich verwendeten Schleifmittel, so daß der Klebstoff bei minimaler Beschädigung des Schmelzes leichter entfernt werden kann, nachdem das Bracket am Ende der Behandlung abgenommen worden ist. Bei Verwendung als Bracketklebstoff wird die Konsistenz der Paste vorzugsweise so eingestellt, daß die Paste auf dem Bracket mechanisch genügend festgehalten wird und ein gutes Eindringen in die Maschenöffnungen und ein Fließen um die Maschendrähte von aus Maschengittern mit 60 bis 100 Maschen pro 2,54 cm bestehenden Basisteilen von kieferorthopädischen Brackets zu ermöglichen.
• Gemäß der Erfindung ist ein kieferorthopädisches Bracket zwischen seinem Basisteil und einem lösbar haftenden Substrat mit einer Schicht aus einem lichthärtbaren Klebstoff versehen. Vorzugsweise ist das Substrat ein flexibles Deckblatt, z.B. eines der vorstehend beschriebenen, lösbar haftenden Deckblätter.
• Gemäß der Figur 1 ist zwischen dem Basistell 5 des Brackets 6 und dem Deckblatt 8 eine Pastenschicht 4 vorgesehen. Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform kann beispielsweise erhalten werden, Indem nach dem Entfernen eines (in Figur 1 nicht gezeigten) lösbar haftenden Deckblattes der mit dem Deckblatt abgedeckte Klebstoff zwischen Preßplatten oder Preßwalzen mit einem solchen Druck gegen den Basisteil gepreßt wird, daß die Paste in die Maschen oder in gegebenenfalls vorhandene Löcher eindringen kann. Vorzugs weise wird zunächst ein Band entsprechend der Größe des Basisteils des Brackets zugeschnitten und geformt. Man kann aber auch die Paste auf den Basistell des Brackets auftragen und danach mit einem lösbar haftenden Deckblatt abdecken.
• Zum stoffschlüssigen Verbinden eines Brackets 6 mit einem Zahn wird dann das Deckblatt 8 von der Paste entfernt und der mit der Paste bedeckte Basisteil des Brackets an den Zahn angelegt. Dann wird der Bereich des Umfangs des Baslsteils des Brackets von einer Lichtquelle während einer zum Härten der Paste genügenden Zeit mit Licht bestrahlt, das durch das Bracket selbst tritt, wenn es für das Härtelicht transparent ist, oder das durch die linguale Seite des Zahns tritt.
• Die Erfindung erspart es dem Zahnbehandler, einen Klebstoff zu entnehmen und auf ein kieferorthopädisches Bracket aufzutragen. Ferner kann dem Zahnbehandler gewährleistet werden, daß unter Herstellungsbedingungen der Klebstoff in genügendem Maße in das Maschengitter oder die Löcher des Brackets eintritt. Außerdem wird ein Klebstoffüberschuß wenigstens weitestgehend vermieden, so daß normalerweise weniger Zelt als sonst zum Nachreinigen erforderlich ist.
• Brauchbare kieferorthopädische Brackets sind in der Technik bekannt und können aus Werkstoffen wie nichtrostendem Stahl, keramischen Werkstoffen (z.B. polykristallinem Aluminiumoxid und Saphir) und durchsichtigen Kunststoffen hergestellt werden. Das Bracket ist gewöhnlich mit Pfosten versehen, an denen Bogendrähte befestigbar sind, die an einem Basisteil angebracht sind, der der bukkalen oder labialen Fläche des Zahns angepaßt werden kann. Der Basisteil des Brackets kann eine unregelmäßige Oberfläche besitzen, die die Paste derart aufnehmen kann, daß sie nach ihrem Härten das Bracket auf der Zahnoberfläche verankert. Beispiele von modifizierten Brackets sind bekannt. Zu ihnen gehören Brackets mit an dem Basisteil befestigten Drahtmaschengittern und perforierte und hinterschnittene Basisteile. Besonders bevorzugt werden Brackets mit Basisteilen aus Metall, die mit einem Drahtmaschengitter mit z.B. 60 oder 100 Maschen pro 2,54 cm versehen sind. Zum festen Verankern eines Brackets aus Metall an dem Zahn durchdringt die Paste vorzugsweise das Maschengitter, wobei sie um die einzelnen Maschendrähte herumfließt. Die auf dem erfindungsgemäßen Bracket vorgesehene Pasteschicht hat vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,254 und 0,508 mm.
• Zum Bestimmen der optischen Opazität der Paste liegen die Brechzahlen des Harzes und des Füllstoffs nahe beieinander. Je näher die Brechzahlen beieinanderliegen, desto durchscheinender ist die gehärtete Paste. Die Opazität ist natürlich auch von der Dicke der gehärteten Paste abhängig, d.h., daß eine gehärtete Paste bei einer gegebenen Dicke durchscheinend sein kann und bei zunehmender Dicke immer opaker wird. Ferner kann die optische Opazität herabgesetzt werden, indem okkludierte Luft aus der Paste entfernt wird, z.B. indem die Paste unter einem Teilvakuum gemischt wird.
• Vorzugsweise ist die Paste für Röntgenstrahlen undurchlässig oder durchscheinend. Die Undurchlässigkeit für Röntgenstrahlen kann unterschiedlich sein und kann nach bekannten Verfahren gemessen werden, z.B. nach dem Verfahren der vorgenannten US-PS 4 503 169.
• Die gemäß der Erfindung verwendete Paste kann gegebenenfalls Verstärkungsfasern, z.B. aus Glas oder keramischen Stoffen, enthalten. Vorzugsweise liegt die Brechzahl der Fasern in der Nähe der Brechzahl des gehärteten Harzes, damit die gewünschte Diaphanität erzielt wird. In dem kieferorthopädischen Bracket gemäß der Erfindung ist in der Klebstoffschicht vorzugsweise ein lockeres Fasergewebe eingebettet.
• Nachstehend wird die Erfindung anhand von nichteinschränkenden Beispielen näher erläutert, in denen alle Teile und Prozentsätze auf Gewichtsbasis angegeben sind, wenn nichts anderes gesagt wird.
BEISPIEL 1
• Eine Reihe von lichthärtbaren Pasten, die ein Harzsystem und ein Füllstoffsystem enthalten, werden in einem einen Ausschluß von Licht bewirkenden Mischer (Double Planetary Ross Mixer Model LDM, Charles Ross & Son, N.Y.) gemischt und dann zu Bändern aus Klebstoffen für kieferorthopädische Zwecke verformt. Das Harzsystem ist ein Gemisch (50/50) aus Bis-GMA und TEGUMA in Kombination mit, auf das Gewicht des Harzes bezogen, 0,25% Campherchinon und 0,5% Dimethylaminophenethanol. Die Füllstoffansätze und entsprechende Testwerte sind In der Tabelle 1 angegeben. Als kolloidales Siliciumdioxid wird ein durch Hitzezersetzung erzeugtes hydrophiles amorphes kolloidales Siliclumdioxid mit eine spezifische Oberfläche von 50 m²/g besitzenden Teilchen (unter der Handelsbezeichnung Aerosil OX-50 von Degussa Corp. erhältlich) verwendet. Der Füllstoff aus ZrO&sub2;/SiO&sub2; wird nach Beispiel 6 der vorgenannten US-PS 4 503 169 erzeugt. TABELLE I FULLSTOFFSYSTEM Kolloidaler Füllstoff (Gew.-%) ZrO&sub2;/SiO&sub2; Füllstoff (Gew.-%) Füllstoffgehalt der Paste (%) Druckfestigkeit (psi) Diametrale zugfestigkeit (psi) Konsistenz (mm)
• Zum Herstellen von Bändern aus den Klebstoffen werden die Pasten zwischen nur schwach klebfähigen Deckblättern gewalzt oder gepreßt. Man kann schwach klebfähige Deckblätter einer von zwei Arten verwenden: (1) Ein mit Polyethylen niedriger Dichte beschichtetes Papier mit einem Antihaftmittel auf Siliconbasis (Polyslick , General Electric), das auf den Polyethylenüberzug aufgetragen wird, und mit einem zum Verhindern eines Einrollens auf die Rückseite des Papiers aufgetragenen Überzug aus Polyethylen hoher Dichte; und (2) ein Ton als Füllstoff enthaltendes Kraftpapier, das mit einem Antihaftmittel auf Siliconbasis (Silicone Premium, General Electric) beschichtet ist. Die Bänder werden in schmale Bänder zerschnitten, deren Breite der Breite des Brackets entspricht. Als Bracket wird das von American Orthodontics erhältliche zentral anzuordnende Bracket No. 095-007 verwendet, das 100 Maschen pro 2,54 cm besitzt und aus hartgelötetem nichtrostendem Stahl besteht. Dann werden dem Maschengitter des Brackets angepaßte Segmente zugeschnitten und wird ein Deckblatt abgenommen und der Klebstoff auf das Maschengitter des Brackets aufgepreßt. Danach wird das andere Deckblatt abgenommen und das Bracket auf einen mit Säure geätzten Rindszahn aufgepreßte Zum Härten der Paste wird der Umfangsbereich des Brackets 20 Sekunden mit einer Dental-Härtelampe "Elipar" von ESPE bestrahlt. Bei einer Klebstoffdicke von 0,3675 mm wird eine gute Haftung erzielt und braucht nur wenig oder kein überschüssiger Klebstoff entfernt zu werden.
• Zum Bestimmen der Druckfestigkeit und der in Durchmesserrichtung gemessenen Zugfestigkeit wird eine Probemenge der ungehärteten Paste in ein Glasröhrchen eingebracht, das einen Innendurchmesser von 4,06 mm besitzt und an beiden Enden mit je einem Stopfen aus Silicon verschlossen wird. Das Röhrchen wird in einer Testeinrichtung angeordnet und mit einem Luftdruck von 0,28 MPa beaufschlagt. Die Testeinrichtung enthält zwei Dental-Härtelampen "Elipar" von ESPE, die auf einander entgegengesetzte Seiten des Röhrchens gerichtet werden und auf einer Drehscheibe montiert sind, mit der die Lampen in einem Bogen von 180º um das Röhrchen herumbewegt werden können. Zwischen dem Lichtleiter jeder Härtelampe und der Wandung des Röhrchens ist ein Abstand von 3 mm vorhanden. Beide Härtelampen werden gleichzeitig betrieben und kontinuierlich um das Röhrchen herum hin- und herbewegt, während das Röhrchen viermal während je eines Zeitraums von je 20 s bestrahlt wird. Danach wird das Röhrchen aus der Testeinrichtung herausgenommen und auf zwei im Abstand voneinander angeordnete Walzen gelegt und in unter einer Dental-Lampe "Ritter" von 110 W in einem Abstand von 0,6 m von ihr angeordnet und eine Stunde lang gedreht. Die gehärtete Probe wird dem Röhrchen entnommen und mit einer Diamantsäge zu Zylindern zerschnitten. Zum Bestimmen der Druckfestigkeit wird ein 8,23 mm langer Zylinder verwendet, zum Bestimmen der Zugfestigkeit in der Durchmesserrichtung Zylinder mit einer Länge von 2,21 mm. Die Zylinder werden 24 h in destilliertem Wasser von 37ºC gelagert und danach entsprechend den Vorschriften der Specification Nr. 8 und Nr. 27 getestet.
• Zum Bestimmen der Konsistenz wird das Ausbreiten von 0,5 ml Paste zwischen zwei Glasplatten von 10,16 cm mal 10,16 cm unter einem Gewichtsstück von 907,2 g gemessen. Nach dem Aufgeben von 0,50 ml Paste auf die untere Platte werden die obere Platte und das Gewichtsstück von 907,2 g aufgelegt, das zusammen mit der oberen Platte 1027±10 g wiegt. Nach zwei Minuten wird der Durchmesser der ausgebreiteten Paste auf 0,794 mm genau gemessen. Es wird der Durchschnitt von 3 Ablesungen bestimmt.

Claims (4)

1. Zahnärztlicher Artikel mit einem kieferorthopädischen Bracket (6), das einen Basisteil (5) besitzt, sowie mit einer zwischen dem Basisteil und einem lösbar haftenden Substrat (8) liegenden Schicht aus einer nichttoxischen Paste (4), dadurch gekennzeichnet, daß die nichttoxische Paste (4) einen Photomitiator enthält.

2. Artikel nach Anspruch 1, in der das Substrat mittels eines nur schwach klebfähigen ruckseitigen Schlichteüberzuges an der Paste (4) haftet.

3. Artikel nach Anspruch 1 oder 2, in der das Bracket (6) für aktinische Strahlung transparent ist.

4. Artikel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, in dem das Substrat ein flexibles Deckblatt (8) ist.