DE69619873T2

DE69619873T2 - Verwendung von neuen glaszusammensetzungen zur herstellung von glasstützen für die zahnheilkunde und verfahren zu deren produktion

Info

Publication number: DE69619873T2
Application number: DE69619873T
Authority: DE
Inventors: 9400 Sopron Dentavantgart Division Kft
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2002-09-05
Anticipated expiration: 2016-07-20
Also published as: IL127929A0; DE69619873D1; NZ333749A; ES2172668T3; EP0912155B1; NO990214D0; PL331322A1; HK1019855A1; SK6099A3; CN1089577C; BG103097A; CZ289350B6; CN1229352A; NO313313B1; AU6367296A; RO120526B1; SK283669B6; PT912155E; WO1998003146A1; HUP9903417A3

Description

Verwendung von neuen Glaszusammensetzungen zur Herstellung bzw. Präparierung von Glasstützen bzw. -pfeilern und Tragstützen bzw. -pfeilern und Verfahren zur Herstellung der Glasstützen bzw. -pfeiler.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von neuen Glaszusammensetzungen bei der Herstellung bzw. Präparierung von dentalen Glasstützen bzw. -pfeilern und Tragstützen bzw. -pfeilern und ein Verfahren zur Herstellung der Glasstützen bzw. -pfeiler.
Fehlende Zähne stören das perfekte Aussehen von Zahnreihen bzw. des Gebisses und die Harmonie des Kauens. Wenn dies bzw. die fehlenden Zähne vernachlässigt werden, beeinflusst dies stark die somatische und mentale Harmonie. Der Verlust von Backenzähnen bzw. Molaren tritt sehr häufig auf, was anfänglich durch Einsetzen von Brücken bzw. Zahnbrücken ersetzt bzw. substituiert werden kann. Der feste Einbau von Brücken kann jedoch durch den Verlust des bzw. eines hinteren Zahnes, welcher das Ende der Reihe bzw. Brücke trägt, behindert werden. Dieses Problem kann nur durch herausnehmbare bzw. entfernbare Prothesen gelöst werden. Unzureichendes Kauen in Folge fehlender Ersatzzähne kann die Magen- und Darmfunktionen nachteilig beeinflussen. Das ästhetische Aussehen des Gesichts wird ebenso verändert, was psychische Störungen bzw. Erkrankungen verursachen kann.
Verschiedene Verfahren zum Ersetzen von Zähnen sind bekannt, welche unter anderem Verfahren aufweisen, nach denen eine spezielle dentale Brücke mit befestigtem oder nicht befestigtem Ende vorgesehen wird, wobei die Verwendung derselben die im Stand der Technik gut bekannten Probleme hervorrufen kann.
Das am 1. November 1994 erteilte ungarische Patent 210237 bezieht sich auf den Ersatz fehlender hinterer Zähne durch Metallbrücken, die mit Glasstumpf bzw. -stummel versehen sind und ein Verfahren zur Herstellung der besagten Brücken. Die dentale Brücke gemäß dem obigen Patent weist einen herkömmlichen Metallbrückenkörper und einen Glasstumpf bzw. -stummel oder mehrere Glasstümpfe bzw. -stummel auf, welche an dem Metallbrückenkörper mit seinem sich verjüngende Ende bzw. mit ihren sich verjüngenden Enden angebracht bzw. befestigt sind. Das wesentliche des Patents ist, dass der die Metallbrücke tragende Glasstumpf bzw. -stummel aus geschmolzenem Glas geformt bzw. gebildet ist und an die Form des Zahnsattels bzw. der Zahnoberfläche angepasst ist und dass der Glasstumpf bzw. -stummel oder im Falle mehrerer Glasstümpfe bzw. -stummel wenigstens einer von ihnen an dem rückwärtigen Anschlusselement der Metallbrücke befestigt ist. Wenn die Metallbrücke hergestellt wird, wird ein geschmolzener Glasstab bzw. eine geschmolzene Glasstange auf die entsprechende bzw. geeignete Stelle des durch ein konventionelles bzw. herkömmliches Verfahren hergestellten Modells gepresst, nachfolgend wird die der Form des Sattels bzw. der Oberfläche entsprechende Glasform langsam abgekühlt, und wobei nach dem Kühlen die dem Zahnfleisch gegenüberliegenden Seiten geschliffen und geschnitten werden, der Glasstumpf bzw. -stummel vorrübergehend an dem Modell befestigt wird und in der vorher hergestellten bzw. präparierten Metallbrücke befestigt wird. Ein Glasstumpf bzw. -stummel, der aus einer Glasscherbe durch einen deutschen Dentisten bzw. Zahnarzt bereits 1936 hergestellt wurde, war ähnlich der beschriebenen Einrichtung, aber anstelle des Schmelzens wurde er lediglich durch Schleifen geformt bzw. gebildet.
Gemäß dem oben angeführten ungarischem Patent wurde der Glasstab bzw. die Glasstange geeigneter Weise bei einer Temperatur von 524 bis 526ºC geschmolzen. Die geeignete Glaszusammensetzung, die in der Beschreibung offenbart worden ist, war die folgende: 73,0% SiO&sub2;, 7,0% B&sub2;O&sub3;/As&sub2;O&sub3;/Al&sub2;O&sub3;, 2,5 bis 5% MgO, wobei der Rest ZnO/BaO/PbO/Fe&sub2;O&sub3;/Na&sub2;O/K&sub2;O war.
Die Festigkeit bzw. Dauerhaftigkeit von speziellen dentalen Brücken mit nicht befestigtem Ende kann wesentlich durch Verwendung einer Tragstütze bzw. eines Tragpfeilers (möglicherweise von Tragstützen bzw. -pfeilern) entsprechend bzw. übereinstimmend mit der Form des Zahnfleisches verbessert bzw. erhöht werden. Eine große Anzahl von Erfordernissen kann eingestellt bzw. erreicht bzw. aufgestellt werden bezüglich der Eigenschaften des Befestigungselements von kreisförmiger oder elliptischer Querschnittsform. Die wichtigsten Erfordernisse sind die folgenden:
a) geeignete Steifigkeit bzw. Festigkeit, um Belastungen auszuhalten, die vom Kauen herrühren, langfristiger Widerstand gegen chemische Reaktionen, welche im Mund stattfinden,
b) langfristige Gewebeverträglichkeit und Inaktivität bei Verwendung im menschlichen Organismus,
c) geeignete Erweichungseigenschaften für die Verwendung unter Bedingungen von Dentallaboren und demzufolge bzw. nachfolgend Plastizität, so dass seine Struktur inaktiv bleibt und seine Steifigkeit bzw. Festigkeit auch unter der Kaulast aufrecht erhalten wird.
Gemäß Erfahrungen erfüllen insbesondere anorganische Gläser diese Erfordernisse. Infolge deren Zusammensetzung sind jedoch die meisten Gläser für dentale Zwecke nicht geeignet, weil sie nicht die obigen Erfordernisse erfüllen. Einige andere Gläser können nur unter Inkaufnahme von Kompromissen verwendet werden. Deshalb besteht der Bedarf, ein Glas von spezieller Zusammensetzung zu schaffen, welches in der bestgeeignetsten Weise die beschriebenen Bedingungen der Verwendung erfüllt. Es war deshalb das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Glas spezieller Zusammensetzung zu schaffen bzw. auszubilden.
Die sogenannte Tragstütze bzw. der sogenannte Tragpfeiler, welche bzw. welcher als Trageinrichtung des freien Endes der dentalen Brücke vorgesehen ist, muss eine erheblich mechanische Widerstandsfähigkeit besitzen, um die allgemein bekannten hohen Druck- und Scherkräfte auszuhalten bzw. ihnen zu widerstehen, welche während des Kauens auftreten, selbst wenn die veränderte Verteilung der Beanspruchung bzw. Spannung verglichen mit herkömmlich befestigten dentalen Brücken berücksichtigt wird. Spannungsloses Silikatglas erscheint für diesen Zweck geeignet zu sein, sein Elastizitätsmodul liegt gewöhnlich in dem Bereich von 500 bis 800 MPa, und seine Druckfestigkeit ist im Vergleich mit herkömmlichen Plastik- bzw. Kunststoffmaterialien hoch.
Die Moh'sche Härte von 5 bis 7 dieses Glases ist ausreichend hoch, um Tragstützen bzw. - pfeiler zu machen, welche nicht durch Nahrungsmittel verkratzt werden. Mikrokratzer in der Oberfläche spielen nämlich eine wichtige Rolle beim Brechen. Mikrokratzer in der Oberfläche würden auch mechanische Eigenschaften verschlechtern. Solches Glas zeigt auch eine hohe Beständigkeit gegen Abrieb, obgleich in dieser Anwendung gemäß der Erfindung es offensichtlich keiner ebenso intensiven Erosion wie die Zähne ausgesetzt ist.
Die thermische und elektrische Leitfähigkeit von Glas ist gering. Es besteht keine Gefahr, dass Glas eine galvanische Zelle in dem Mund bildet und die Korrosion von Teilen beschleunigt, die aus anderen Metallen hergestellt sind und in den Mund eingebaut sind. Vorzugsweise sollte das konstruktive Material, welches eingesetzt werden soll, chemische Beständigkeit aufweisen. Silikatgläser erfüllen gewöhnlich dieses Erfordernis. Die insgesamte bzw. Kompositreaktion zwischen Gläsern und Lösungen, welche die Gläser kontaktieren, wie etwa Speichel bzw. Speichelflüssigkeit, sollten berücksichtigt werden. Solche Reaktionen können dem Grunde nach in zwei Prozesse unterteilt werden, die miteinander in Interaktion stehen. Als ein Ergebnis des ersten Prozesses wandern Wasserstoffionen aus der Lösung auf die Glasoberfläche und dringen durch langsame Diffusion in das Innere des Glases ein. Gleichzeitig treten in der Lösung Alkaliionen insbesondere Natriumionen in einer Menge auf, die äquivalent mit den Wasserstoffionen ist. Dieser Partialprozess macht die Lösung alkalisch. Der zweite Prozess resultiert in einer langsamen Degradation bzw. einem langsamen Abbau oder Zersetzung der Polymerstruktur des Glases, während welcher alle das Glas bildenden Elemente in Lösung gehen. Beide Prozesse laufen gewöhnlich langsam bei normalen Körpertemperaturen ab, ihre Geschwindigkeit kann sich jedoch stark entsprechend der Glaszusammensetzung ändern. In einem ungünstigen Falle muss eine wesentliche lokale Zunahme des pH-Wertes und/oder eine Auflösung von toxischen Materialien, die nachteilig für die Organisation bzw. den Organismus sind, in Betracht gezogen werden.
Die Auswahl des Strukturmaterials und die Einfachheit der zu verwendenden Technologie sind ebenfalls bedeutende Faktoren, d. h. die Tragstütze bzw. der Tragpfeiler könnte in gewöhnlichen Dental-Werkstattlaboren leicht und in kurzer Zeit ausgebildet und in der Brücke befestigt werden. Von diesem Standpunkt her ist die dentale Glasstütze bzw. der dentale Glaspfeiler besonders vorteilhaft. Die dentale Glasstütze bzw. der dentale Glaspfeiler gemäß der Erfindung kann einfach bis zu der geeigneten Temperatur erwärmt werden und dann auf den geeigneten Ort des Gipsmodells gepresst werden, wobei vorzugsweise ein für diesen Zweck ausgebildetes Werkzeug verwendet wird, und wird gleichmäßig gekühlt, um unvorteilhafte bzw. ungünstige Spannungen zu vermeiden. Das oben erwähnte ungarische Patent erfüllt nicht alle der obigen Erfordernisse.
Die Erfindung wird ferner weiter unten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
Fig. 1 den Herstellungsprozess des vorgeformten Glasstützenprodukts bzw. Glaspfeilerprodukts zeigt, welches zur Herstellung der Tragstütze bzw. des Tragpfeilers verwendet wird;
Fig. 2 ein Querschnitt eines vorher geformten Produkts und des Spezialwerkzeugs (Haltewerkzeug) ist, welches während des Aufbringens der Glasstütze bzw. des Glaspfeilers verwendet wird;
Fig. 3 einen Querschnitt einer Tragstütze bzw. eines Tragpfeilers die auf dem Zahnfleisch angeordnet sind zeigt, welche Tragstütze bzw. welcher Tragpfeiler gemäß dessen Form ausgeformt ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein vollständig biokompatibles bzw. nicht gewebsschädigendes Material zu schaffen, welches auch kommerziell hergestellt werden kann, so dass die physikalischen und chemischen Eigenschaften aller Teile des Produkts ständig die oben genannten Haupterfordernisse erfüllen.
Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung erreicht durch eine Glaszusammensetzung mit der folgenden Zusammensetzung:
Die physikalischen Eigenschaften des Materials sind wie folgt:
Das Glasmaterial wird in einem Ofen bei 1. 560 bis 1.600ºC geschmolzen.
Die Arbeitstemperatur: 1.400ºC.
Linearer Ausdehnungskoeffizient: 4 bis 4,2 · 10&supmin;&sup6; K&supmin;¹
Druckfestigkeit: 120 bis 150 MPa.
Säurebeständigkeit: hydrolytische-Klasse I.
Basische Resistenz: hydrolytische Klasse II.
Bei Untersuchung der Zusammensetzung wurde festgestellt, dass sie neben den Hauptkomponenten bzw. Bestandteilen unerhebliche Mengen von Zink und Magnesium als begleitende Unreinheiten (Zn 0,01% und MgO 0,006%) aufweisen kann, welche jedoch inaktiv bleiben und nicht in der Lage sind, eine Irritation und einen Gesundheitsschaden zu bewirken. Die Zusammensetzung enthält kein Blei oder Barium, welche schädlich für die Gesundheit sind.
Die Erweichungstemperatur ist ausreichend niedrig, um zu ermöglichen, dass das Material durch Wärmequellen geformt werden kann, welche in mechanischen Dental-Werkstattlabors verfügbar sind. Diese vorteilhafte Eigenschaft beruht auf dem hohen Boratgehalt, welcher es möglich macht, den sonst unvermeidlich hohen Alkaligehalt zu reduzieren. Die Reduktion der Konzentration von Natriumoxid beeinflusst die chemische Widerstandsfähigkeit des Glases sehr vorteilhaft. Auf der einen Seite ist der niedrige Alkaligehalt vorteilhaft, da die Menge des Materials, welches von dem Glas durch Korrosion in den Organismus wandert, gering ist, und selbst die vernachlässigbare Menge von gelösten Bestandteilen ist nicht toxisch. Auf der anderen Seite ist es vorteilhaft, dass infolge der niedrigen Natriumkonzentration die Korrosion keine wesentliche Zunahme des pH-Wertes nahe dem Zahnfleisch mit sich bringt.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, dass die Glasstütze bzw. der Glaspfeiler, die bzw. der aus der obigen Glaszusammensetzung gemacht ist und vorzugsweise in einer fertigen Form auftritt, die geeignet für die Verwendung in dentalen Werkstätten ist.
Gemäß dem in dem vorher erwähnten ungarischen Patent offenbarten Prozess wird der Glasstumpen bzw. -stummel durch Pressen eines Glasstabes bzw. einer Glasstange auf das Modell geformt. Der Glasstab bzw. die Glasstange muss in relativ großer Länge geschmolzen werden, und während sie bzw. er auf das Modell gepresst wird, neigt der geschmolzene Stumpf bzw. Stummel dazu, sich in der Längsachse des Glasstabes bzw. der Glasstange zu deformieren. Demzufolge ist das Verfahren kompliziert und ohne ausreichende Geschicklichkeit bzw. Übung besteht das Risiko von hohen Ausschussraten.
Die Materialzusammensetzung und deshalb die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Glases gemäß der vorliegenden Erfindung sind konstant was eine leichte Handhabung ermöglicht. Der bevorzugte Weg für die Herstellung und Verwendung des Glases gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Einzelnen nachfolgend erläutert:
Glas wird aus dem Rohmaterial bzw. Vorratsmaterial, dessen Zusammensetzung der obigen Beschreibung entspricht, bei 1.580 bis 1.600ºC geschmolzen, und zwar zweckmäßig in einem Ofen, der für diesen Zweck gebaut und unterhalten wird (im Falle eines Ofens, der für andere Zwecke verwendet wird, können Teile bzw. Teilchen, welche an der Wand des Schmelztiegels verbleiben, unerwünschte Verunreinigungen verursachen, deshalb sollten sie vorzugsweise entfernt werden), dann werden 4 mm Dicke Glasstäbe bzw. Glasstangen gezogen. Die Glasstäbe bzw. Glasstangen werden durch gesteuertes bzw. geführtes Kühlen abgekühlt, um unvorteilhafte Spannungen zu vermeiden, da erhitzte Gläser, abhängig von der Materialzusammensetzung, auf Außentemperaturen auf verschiedene Weise reagieren. Bei dem Glas gemäß der Erfindung könnten ungünstige Spannungen während einer raschen Abkühlung auftreten, deshalb muss eine kontrollierte bzw. gesteuerte Abkühlungstemperatur bei dem Rohmaterial bzw. Vorratsmaterial verwendet werden, bis dieses unter 450ºC abgekühlt ist.
Die Stäbe bzw. Stangen, die so produziert worden sind, bilden das Rohmaterial bzw. Vorratsmaterial für die Herstellung der Stützen bzw. Pfeiler. Die für die Herstellung der Stützen bzw. Pfeiler verwendeten Werkzeuge sind die folgenden: Sauerstoff/Propangas- Heizbrenner, Press- bzw. Druckform welche die Form der Stütze bzw. des Pfeilers, wie in Fig. 1 gezeigt aufweisen, Kneif bzw. Klemmzangen und eine Wärmebehandlungskammer oder eine Wärmeisoliermatte zum Kühlen des fertiggestellten Produkts gemäß der Technologie.
Der bevorzugte Prozess der Herstellung der Stütze bzw. des Pfeilers ist der folgende: die vorher hergestellten Glasstäbe bzw. -stangen werden mittels des Heizbrenners auf 900 bis 1.200ºC aufgeheizt und in Form in der Press- bzw. Druckform gepresst, die auf 600 bis 700ºC vorgeheizt ist und ständig auf 600 bis 700ºC mittels eines separaten Brenners gehalten wird. Die Press- bzw. Druckform wird vorzugsweise auf dieser Temperatur gehalten, da bei höheren Temperaturen das Material an dem Werkzeug anhaften kann und bei niedrigeren Temperaturen das Produkt zu schnell gekühlt werden kann, was schädliche Spannungen verursacht. Nachdem das Glas die Form der Press- bzw. Druckform (etwa eine Sekunde) angenommen hat, wird es von dem Stab bzw. der Stange mittels einer Flamme getrennt und die Stütze bzw. der Pfeiler wird aus der Pressform bzw. Druckform mittels des Ausstoßdorns entfernt und in der Wärmebehandlungskammer angeordnet, in der sie bzw. er allmählich auf Raumtemperatur gekühlt wird.
Nachfolgend wird die konvexe Oberfläche, die an der Stelle der Trennung gebildet ist, senkrecht zu der Längsachse mittels einer Diamantscheibe poliert, wodurch die künftige Arbeit des Dentaltechnikers gefördert wird.
Die Stütze bzw. der Pfeiler, die bzw. der so erhalten wurde, ist nunmehr für die kommerzielle Vermarktung oder für die direkte Anwendung fertig.
Die Verwendung durch einen Dentaltechniker, um die Tragstützen bzw. Tragpfeiler auszubilden, ist wie folgt:
Die Glasstütze bzw. der Glaspfeiler wird in der Klemme bzw. Klemmhalterung gemäß Fig. 2 angeordnet und durch Sauerstoff/Propangas bis zur Weißglut beheizt, einer Temperatur von etwa 900 bis 1.200ºC, bis das Material erweicht und deformierbar wird.
Das erweichte Material wird durch eine feste Bewegung, die senkrecht zu dem Band gerichtet ist, auf dem Ort, der auf dem vorbereiteten Gipsmodell angegeben ist, gedrückt bzw. gepresst, nachfolgend wird seine Oberfläche wiederholt beheizt, indem es über eine Flamme für eine kurze Zeit gehalten wird, dann eingesetzt bzw. eingerastet und durch Keramikmatten bedeckt, wo die Tragstütze bzw. der Tragpfeiler in der beschriebenen Weise gleichmäßig in einem Schritt in seiner vollen Masse auf wenigstens unter 450ºC gekühlt wird, womit schädliche Spannungen auf der gepressten Oberfläche vermieden werden. Das Ende der Tragstütze bzw. des Tragpfeilers entgegengesetzt der gepressten Oberfläche wird entsprechend den Erfordernissen des Einsetzens in die Brücke mittels Diamantschneidern und Diamantschleifeinrichtungen, wie sie gegenwärtig in der Glasindustrie verwendet werden, geformt. Die Tragstütze bzw. der Tragpfeiler, welche bzw. welcher auf diese Weise präpariert bzw. geschaffen wurde, wird behandelt bzw. präpariert, um mit dem Stützen- bzw. Säulenzahn auf dem Modell übereinzustimmen und wird in der fertiggestellten Brücke mittels eines Zementklebers befestigt.
Die Tragstütze bzw. der Tragpfeiler, die aus Glas gemäß der Erfindung hergestellt sind und/oder die Tragstütze bzw. der Tragpfeiler gemäß der Erfindung wurde bei etwa 150 Patienten angewendet, wobei periodische Makrountersuchungen, Röntgenkontrollen, und falls dies möglich war, Untersuchung der befestigten und später entfernten Dentalbrücke ausgeführt wurden. Keine pathologischen Veränderungen konnten beobachtet werden und zwar weder in der Umgebung unterhalb der Tragstütze bzw. des Tragpfeilers noch in der benachbarten Umgebung. Wenn Röntgenpanoramaaufnahmen, die vorher und nach der Bearbeitung aufgenommen wurden, verglichen wurden, waren die Knochenkonturen unterhalb der Tragstützen bzw. Tragpfeiler und dem letzten Pfeilerzahn die gleichen.

Claims

1. Die Verwendung von Glas in der folgenden Zusammensetzung

zum Zwecke von Dentalmechanik bzw. -technik.

2. Glasstütze bzw. -pfeiler, die bzw. der geeignet ist, um eine biokompatible bzw. körperverträgliche Dentaltragstütze bzw. einen solchen Pfeiler zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, dass sie bzw. er aus der Glaszusammensetzung gemäß Anspruch 1 hergestellt ist.

3. Verfahren zur Herstellung der Glasstütze bzw. -pfeilers bzw. der Glassäule gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaszusammensetzung auf eine Temperatur von 900 bis 1.200ºC aufgeheizt wird, in einer Pressform in Form gepresst wird dann kontinuierlich in einem Schritt auf Raumtemperatur abgekühlt wird.

4. Die Verwendung der Glaszusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder der Glasstütze bzw. des Glaspfeilers gemäß Anspruch 2 bei der Präparierung von Glasstützen bzw. Glaspfeilern für versteckte oder nicht versteckte Dentalbrücken, die aus Metall oder anderem Material hergestellt sind.