DK144752B - Dentalpulver og anvendelse der af til fremstilling af tandfyldninger - Google Patents

Description

(19) DANMARK (®)

^ (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (in 11+4752 B

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. ^95/76 (51) IntCI.3 A 81 K 6/04 (22) Indleveringsdag ^9* 1976 (24) Løbedag 19 · fsb. 1976 (41) Aim. tilgængelig 21. aug. 1976 (44) Fremlagt 1* Jun· 1982 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag “ (62) Stamansøgning nr. “

(30) Prioritet 20. feb. 1975, 551572, US 15· Jun. 1975, 586822, US

(71) Ansøger WILLIAM VINCENT YOUDELIS, Windsor, CA.

(72) Opfinder Samme.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bureau.

(54) Dentalpulver og anvendelse der= af til fremstilling af tand= fyldninger.

Den foreliggende opfindelse angår et dentalpulver, som er egnet til at forenes med kviksølv til dannelse af dentalamalgam, samt anvendelse af pulveret til fremstilling af tandfyldninger.

De i handelen gående dentallegeringer foreligger sædvanligvis i pulverform eller i form af løst pressede tabletter af legeringspulvermateriale. Pulveret eller tabletten forenes med kviksølv (tritu-jø reringsmetode) til dannelse af amalgamen, der benyttes til fyldning N af tandhulheder. I almindelighed benyttes kviksølv kun i en mængde, der netop er tilstrækkelig til at frembringe den nødvendige plasti-rf citet, der tillader at indfylde amalgamen i hulheden. Amalgamens plasticitet afhænger af flere faktorer, derunder legeringens sammensætning, pulverets partikelstørrelse og tritureringsmåden (tid og * 3 2 144752 energitilførsel). For de fleste i handelen gående dentallegeringer falder de vægtforhold mellem kviksølv og legering, der anbefales for triturering,inden for området 1:1 til 1,6:1.

Det er nu fastslået, at de mekaniske egenskaber af dentalamalgam forringes, når restindholdet af kviksølv forøges. Mahler og Van Eysden har i Journal of Dental Research, 1969, bind 48, nr. 4, side 501, vist, at egenskaberne med hensyn til dynamisk krybning, statisk krybning,ADA flow,trykstyrken efter 1 dags forløb og efter 7 dages forløb såvel som trækstyrken efter 7 dages forløb alle bliver signifikant ringere, når amalgamens restindhold af kviksølv stiger fra 48% til 53%. Endvidere har Mateer og Reitz i Journal of Dental Research, 1970, bind 49, nr. 2, side 399, vist, at hovedmekanismen ved amalgamkorrosion er nedbrydningen af tin-kviksølv-fasen (gamma-2). Dannelsen af en sådan fase forøges i amalgamen ved tilstedeværelse af overskud af flydende kviksølv under triturering som vist af Gay-lor i Journal of the British Dental Association, 1936, bind 60, side 11. Alle disse undersøgelser viser klart, at der for opnåelse af optimal nytte og holdbarhed af amalgamreparationer bør anvendes den mindst mulige effektive mængde kviksølv for triturering til frembringelse af den ønskede plasticitet. På den anden side er det også nødvendigt, at der anvendes tilstrækkeligt kvik^lv til frembringelse af den ønskede plasticitet. En total udeladelse af kviksølv som foreslået af Baum, USA-patentskrift nr. 3.495.972 har vist sig at være uønsket på grund af den resulterende forlængelse af hærdningsti den.

Det er kendt at tilsætte mange forskellige metaller, derunder indium, til dentalamalgam, se f.eks. Gray, USA-patentskrift nr. 1.959.668, Gray, USA-patentskrift nr. 1.963.085, Beldham, USA-patentskrift nr. 3.554.738 og Muhler, USA-patentskrift nr. 3.676.112.

I disse patentskrifter foreslås enten legering af indium med sølv-tin-legeringen eller kombination af indium med kviksølv før amalgameringen af sølv-tin-legeringen. Der foreslås ikke i noget af patentskrifterne kombination af ulegeret indiumnulver med sølv-tin-legeringen før dennes amalgamering. Heller ikke i USA-patentskrift nr. 3.305.356, der beskriver legering af indium med sølv og andre metaller til dannelse af dentallegeringer, er foreslået tilsætning af ulegeret indiumpulver til sølv-tin-legeringen.

Det har nu vist sig, at tilsætning af diskrete partikler af ulegeret indium til sølv-tin-legering før amalgameringen reducerer den skadelige gamma-2 fase væsentligt og tillader triturering med en 144752 3 mindre kviksølvmængde end tidligere kendt, resulterende i en mekanisk stærkere dentalamalgam.

Opfindelsens formål er således at tilvejebringe et dentallegeringspulver, der i væsentlig grad formindsker den mængde kviksølv, der kræves til amalgamering, og følgelig formindsker indholdet af restkviksølv i amalgamen, hvorved den dannede tandamalgams egenskaber vil forbedres.

Det har ifølge opfindelsen vist sig, at når ulegeret indiumpulver indblandes i dentallegeringspulvere til fremstilling af et dentalpulver, og amalgamen dannes, kan vægtforholdet mellem kviksølv og dentalpulveret nedsættes til omtrent halvdelen af den mængde, der kræves for de fleste i handelen gående dentallegeringer. Vægtforhold mellem kviksølv og dentalpulver fra 0,5:1 til 0,75:1 er tilstrækkelige for triturering og tilvejebringer den nødvendige begyndelsesplasticitet for amalgamen. Der kan anvendes højere vægtforhold mellem kviksølv og dentalpulver, men amalgamegenskaberne vil i almindelighed forringes, hvis den optimale mængde kviksølv overskrides, især hvis fortætningen er ringe. De foretrukne vægtforhold mellem kviksølv og pulver: i den omhandlede amalgam er derfor fra ca. 0,5:1 til ca. 1:1, idet de mest foretrukne vægtforhold er fra ca. 0,5:1 til ca. 0,75:1.

Foruden at der opnås en reduktion af den mængde kviksølv, der kræves for triturering, har det vist sig, at den skadelige gamma-2 fase formindskes væsentligt eller i realiteten fjernes, afhængigt af de anvendte mængder af indium og kviksølv. Nedsættelsen af kviksølvmængden med resulterende reduktion af eller fjernelse af gamma-2-fa-sen giver sig udtryk i, at der kan opnås væsentligt højere trykstyrker hos de dannede amalgamer.

De ovenfor nævnte forbedrede amalgamegenskaber opnås, når indium i ulegeret pulverform inkorporeres i dentallegeringspulvere af de i handelen gående typer, og det dannede dentalpulver amalgameres med kviksølv på sædvanlig måde.

Indium'et kan indeholde yderligere grundstoffer eller urenheder, forudsat at disse ikke mærkbart nedsætter den høje affinitet med hensyn til amalgamering, som er karakteristisk for indium, og som er et væsentligt krav ifølge opfindelsen.

Ifølge foreliggende opfindelse tilvejebringes således et dentalpulver indeholdende indium og 70 til 99,5 vægt% af 1) en amalgamerbar legering i pulverform indeholdende ca. 75 vægt% sølv og ca.

4 146752 25 vægt% tin, hvilken legering kan havde indtil ca. 8 vægt% af sølv-tin-legeringen erstattet af indtil 6 vægt% kobber og indtil 2 vægt% zink, eller 2) en blanding af nævnte amalgamerbare legering og indtil samme vægtmængde af diskrete partikler af en i det væsentlige ikke-amalgamerbar legering indeholdende mindst 50 vægt% sølv, hvilken i det væsentlige ikke-amalgamerbare legering har en kemisk sammensætning, der er væsentligt forskellig fra sammensætningen af nævnte amalgamerbare legering, og skal danne en dispersionsfase i en senere dannet amalgammatrix, og det ejendommelige ifølge opfindelsen er, at nævnte indium er til stede i en mængde fra 0,5 til mindre end 30 vægt%, fortrinsvis 8 til 12 vægt%, i ulegeret pulverform. Det amalgamerbare legeringspulver, der indeholder sølv og tin og eventuelt kobber og/eller zink, kan også indeholde yderligere grundstoffer eller urenheder med ikke-væsent-lige egenskaber.

Indiumpulveret skal have en partikelstørrelse, der let reagerer med og let opløses i kviksølvet under tritureringen, før der sker en betragtelig amalgamering af de andre bestanddele af pulversammensætningen. Den nedsatte amalgameringsaffinitet og -hastighed af de andre bestanddele i pulversammensætningen resulterer i, at amalgamen får en højere begyndelsesplasticitet ved lavere kviksølvindhold. Den optimale partikelstørrelse for indiumpulveret afhænger af energitilførslen under triturering,og en partikelstørrelse på under ca. -200 mesh har vist sig at være passende i de fleste tilfælde.

Det er et væsentligt træk ved opfindelsen, at dentalpul veret dannes før tilsætningen af kviksølv til amalgamering, idet de forbedrede egenskaber hos og gunstige virkninger af de dannede amalgamer kun kan opnås, hvis indium tilsættes som en pulver- bestanddel til dentalpulveret. Det har vist sig, at amalgamen kun får svage eller ingen gunstige virkninger, hvis indium indføres som legeringskomponent i et af legeringspulverne eller i kviksølvet før triturering. Man forstår ikke ganske grunden til dette, men det er sandsynligt, at der i det førstnævnte tilfælde frigøres utilstrækkeligt indium under tritureringen til at give amalgamen den nødvendige plasticitet med de anbefalede lave kviksølvtilsætninger, medens der i sidstnævnte tilfælde indtræder utilstrækkelig amalgamering (selv om tritureringen forlænges) som følge af indium-kviksølv-amal-gamens lave reaktivitet.

5 144752

Det har vist sig, at der findes en optimal mængde indium, der kan inkorporeres i dentalpulveret, over og under hvilken mængde de gunstige virkninger hos de dannede amalgamer formindskes. Den optimale indiummængde kan variere fra ca. 5 vægt-% til ca.

15 vægt-%, alt efter legeringssammensætningen, partikelstørrelsen og partikelfordelingen samt energitilførslen under tritureringen, og den er fortrinsvis af størrelsesordenen ca. 10 vægt-%. Amalgamernes hærdningshastighed, som angivet ved trykstyrken efter 1 times forløb, aftager i almindelighed med stigende indiumindhold. Denne virkning kan imidlertid i nogen grad ophæves ved anvendelse af en finere partikelstørrelse for pulversammensætningen, hvorved amalgameringshastigheden forøges. Denne formindskelse af hærdningshastigheden med stigende indiumindhold er også et tegn på nødvendigheden af at inkorporere kviksølv i den omhandlede amalgam. Hvis der ikke benyttes kviksølv, vil hærdningstiden forøges til flere dage eller mere.

Opfindelsen angår også anvendelse af dentalpulveret sammen med kviksølv i mængder på 0,5-1 vægtdele pr. vægtdel dentalpulver til fremstilling af tandfyldninger.

De gunstige virkninger og forbedrede amalgamegenskaber, der er et resultat af tilsætningen af indiumpulver, er mest slående i forbindelse med amalgamfyldmaterialer af dispersionstypen, dvs. ved anvendelse af dentalpulver svarende til pkt. 2) i krav 1. Amalgamer af dispersionstype er beskrevet i uSA-patent-skrift nr. 3.305.356. Det har vist sig, at der opnås en usædvanlig høj trykstyrke af amalgamen i forbindelse med en moderat til høj hærdningshastighed, når indium og dispersionsfasen ligger inden for visse snævre koncentrationsgrænser i dentalpulveret, idet man anvender det anbefalede lave forhold mellem kviksølv og dentalpulver til triturering. Et særligt fordelagtigt dentalpulver af dispersionstype, der for triturering kræver et forhold mellem kviksølv og dentalpulver på mindre end 1:1 og fortrinsvis fra ca. 0,5:1 til ca. 0,75:1, og som resulterer i et amalgamfyldmateriale, der viser en betydeligt forbedret trykstyrke, omfatter (a) 45-50 vægt% og fortrinsvis ca. 48 vægt% af den i krav 1 under pkt. 1) angivne amalgamerbare legering, (b) 40-45 vægt% og fortrinsvis ca. 42 vægt% af den i krav 1 under pkt. 2) angivne ikke-amalgamerbare legering og (c) 8-12 vægt% og for trinsvis 10 vægt% indium. Den amalgamerbare legering, dispersionsfase-legeringen og indium tilsættes som pulvere med partikelstørrelser på mindst -325 mesh, og de blandes omhyggeligt til dannelse af 6 144752 dentalpulveret. Dispersionsfase-legeringen, son kan benyttes i dentalpulveret ifølge opfindelsen, kan vare en vilkårlig ikke-amalgamerbar legering på sølvbasis indeholdende 5o vægt% eller mere sølv, men er fortrinsvis en søiv-kobber-legering som angivet i krav 2 og mest hensigtsmæssigt en eutektisk sølv-kobber-legering i det væsentlige bestående af ca. 72 vægt% sølv og ca. 28 vægt% kobber som angivet i krav 3.

Opfindelsen belyses nærmere i det følgende ved hjælp af en række eksempler. Pulveret blev fremstillet ved at blande i det væsentlige rent indiumpulver med en partikelstørrelse på ca. -325 mesh med legeringspulvere af den i handelen gående art, og blandingen blev derefter amalgameret med kviksølv på sædvanlig måde.

Eksempel 1

Dette eksempel blev udført for at bestemme variationen af mængden af gamma-2 fase i den dannede amalgam, når indium- og kviksølvindholdene varieres. Der blev ved fremstillingen af prøverne af dentalpulveret benyttet et legeringspulver på sølv-tin-basis af sædvanlig type. Dette legeringspulver blev benyttet alene til prøver uden indiumindhold og blev blandet med indiumpulver før triturering til prøver indeholdende indium. Amalgamerne blev fremstillet ved triturering af pulverprøveme i 20 sekunder under anvendelse af en amalgamator med lav energitilførsel, 2 fortætning af amalgamen ved 69 N/mm og ældning i 5 dage ved stuetemperatur .

Analysen af amalgamprøverne blev udført under anvendelse af røntgenstrålediffraktionsteknik (kobber Ka-stråling, nikkelfilter) . De relative mængder af gamma-2 fase blev bestemt ud fra de karakteristiske reflektioner svarende til (10.1) og (00.1) planerne i den tæt pakkede hexagonale gamma-2 krystalstruktur. Den amalgam, der ikke indeholdt indium og var tritureret med et vægtforhold på 1,6:1 mellem kviksølv og dentalpulver, viste den største mængde gamma-2 fase. Intensiteten af gamm.a-2 ref lektionen for denne amalgam blev vilkårligt sat til en værdi på 100 som standard, med hvilken de andre amalgamprøver blev sammenlignet.

144752 7

Prøve Vægt% Vægtforhold Relativ mængde nr._ Indium_kviksølv/ dentalpulver_gamma-2_ 1 O 1,6,-1 100 2 0 1:1 . 50 3 5 0,75:1 30 4 10 1:1 70 5 10 0,75:1 30 6 10 0,5:1 15

Ovenstående data viser, at mængden af gamma-2 fase er stærkt afhængig af den mængde kviksølv, der er benyttet til amalgameringen, og at denne fase kan nedsættes væsentligt eller praktisk talt fjernes ved passende tilsætninger af indium, hvilket tillader en tilsvarende nedsættelse af den mængde kviksølv, der kræves til en tilfredsstillende amalgamering.

Eksempel 2

Dette eksempel blev udført til bestemmelse af variationen af amalgamens trykstyrke efter 24 timers forløb, når mængden af indium blev varieret i dentalpulveret, Et legeringspulver på sølv-tin-basis af sædvanlig type blev blandet med 0-20 % indiumpulver til fremstilling af dentalpulveret. Amalgamerne blev fremstillet ved triturering af pulver prøverne i 20 sekunder under anvendelse af en amalgamator med lav energitilførsel, idet amalgamerne blev fortættet ved 69 N/mm^ og ældet i 24 timer ved stuetemperatur.

Prøve Vægt% Vægtforhold 24 timers tryk- nr. indium kviksølv/ dentalpulver styrke N/rom^ 7 0 0,75:1 289 8 5 0,75:1 431 9 10 0,75:1 497 10 15 0,75:1 422 11 20 0,75:1 258

De anførte data viser, at trykstyrken af amalgamer af sædvanlig type blev forøget med indtil 30% ved tilsætningen af indium og en tilsvarende nedsættelse af kviksølvmængden. Maksimumstyrke indtræder ved et indiumniveau på ca. 10 vægt% i pulveret 144752 8 for den specielle legeringstype og den specielle fremstillings-måde, der er benyttet i eksemplet.

Eksempel 3

Dette eksempel blev udført for at bestemme og sammenligne virkningerne af indium på 24 timers trykstyrken af amalgamer, fremstillet ved at blande een af to forskellige i handelen gående legeringspulvere på sølv-tin-basis (betegnet A og B) med indiumpulver til fremstilling af dentalpulverne. Amalgamerne blev fremstillet ved triturering af pulversammensætningsprøverne i 20 sekunder under anvendelse af en lavenergiamalgamator og fortætning af 2 amalgamén ved 69 N/mm og ældning i 24 timer ved stuetemperatur.

Det anvendte vægtforhold mellem kviksølv og dentalpulver var for alle prøver 1:1,og alle prøver viste en betydelig mængde restkviksølv efter fortætning.

2

Prøve Vægt% 24 timers trykstyrke N/mm nr._indium _A_ B_ 12 5 414 417 13 10 433 459 14 15 424 467 15 20 395 472

De anførte data viser, at den optimale indiumkoncentration med henblik på trykstyrken.afhænger af det specielle sølv-tin-lege-ringspulver, der er benyttet i dentalpulveret. Ved anvendelse af legeringspulveret A er det optimale indiumindhold ca. 10 vægt%, medens trykstyrken for B stadig er stigende ved 20 vægt% indium. Forskellen.kan skyldes forskelle mellem de to i handelen gående legeringspulvere, hvad angår sammensætning og/eller partikelstørrelse og -fordeling.

Eksempel 4

Dette eksempel blev udført til bestemmelse af virkningen af indiumtilsætningen på 24 timers trykstyrken af amalgamfyldmate-rialer af dispersionstype, såsom det materiale, der er beskrevet i USA patentskrift nr. 3.305.356. Dentalpulveret blev fremstillet ved at tilsætte indiumpulver til et legeringspulver af dispersionstype, primært bestående af et legeringspulver på sølv-tin-basis blandet med et sølv-kobber-legering-dispersionspulver, 9 U4752 hvilken dispersionslegering indeholdt ca. 72 vægt% sølv og ca. 28 vaegt% kobber. Amalgamprøverne blev fremstillet ved triturering af pulversammensætningen i 10 sekunder i en højenergiamalgamator, for- 2 tætning af amalgamen ved 69 N/mm og ældning i 24 timer ved stuetemperatur .

Prøve Vægt% Vægtforhold 24 timers tjjyk- nr. indium_kviksølv/dentalpulver_styrke N/mm 16 0 1:1 361 17 5 0,75:1 420 18 10 0,75:1 434

De ovenfor anførte data viser, at trykstyrken af et amal-gamfyldmateriale af dispersionstype stiger med ca. 20% ved inkorporering af indium i amalgamen i de viste mængder, idet der kræves tilsvarende mindre mængder kviksølv til amalgamering.

En amalgam af dispersionstype som beskrevet i ovennævnte USA patentskrift kan fremstilles ud fra en legeringspulversammensætning af (a) ca. 50 til ca. 95 vægt% af en amalgdimerbar legering i pulverform i det væsentlige bestående af 75 vægt% sølv og 25 vægt% tin, hvilken legering kan have 1-8 vægt% af sølv-tin-legeringen erstattet med indtil 6 vægt% kobber og indtil 2 vægt% zink, og (b) ca. 5 til ca. 50 vægt% diskrete partikler af en i det væsentlige ikke amalgamerbar legering indeholdende mindst 50 vægt% sølv; den i det væsentlige ikke-amalgamerbare legering har en kemisk sammensætning, der er væsentligt forskellig fra sammensætningen af den amalgamerbare legering,og er til stede som en dispersionsfase i amalgammatrLxen i form af diskrete partikler, der forbliver i det væsentlige intakte i den hærdede amalgam.

Eksempel 5

Dette eksempel blev udført for at vise variationen i trykstyrke hos amalgamen af dispersionstype, når mængden af dispersionsfase varieres ved et fastlagt indiumindhold. Dentalpulverprø-verne blev fremstillet ved at tilsætte 10 vægt% indiumpulver til et legeringspulver af dispersionstype bestående af et legeringspulver på sølv-tin-basis blandet med varierende mængder af et dispersionslegeringspulver, idet dispersionslegeringen indeholdt ca. 72 vægt% sølv og ca. 28 vægt% kobber og havde en partikelstørrelse på -400 mesh. Amalgamprøverne blev fremstillet ved triturering af 144752 ίο pulveret i 12,5 sekunder i en højenergiamalgamator, fortæt- 9 ning af amalgamerne ved 69 N/mm og ældning i 1 time og 24 timer ved stuetemperatur. Vægtforholdet mellem kvivksølv og dentalpulver anvendt ved tritureringen var i alle tilfælde 0,75:1.

Prøve Vægti Vægt% Tryk s tyrke, N/mm^ nr'. indium dispersions- 1 time 24 timer _. _legering _ 19 10 33 135 434 20 10 42 177 567 21 10 50 145 431

De ovenfor angivne data viser, at når dentalpulveret indeholder ca. 10 vægti indium,er den optimale mængde dispersions-faselegéringspulver ca. 42 vægti i dentalpulveret. Sammenlignet med dispersionstype-amalgamen, der ikke indeholder indium (prøve nr..16),viser prøve nr. 20 en forøgelse af trykstyrken på ca. 55%. Endvidere viser den høje styrke efter 1 times forløb en forholdsvis høj hærdningshastighed.

Eksempel 6

Dette eksempel blev udført for at bestemme virkningen af tilstedeværelsen af indium på den af amalgamens hærdning resulterende .dimensionsforandring. Der benyttedes to legeringer af i handelen tilgængelig type nemlig (A) en sædvanlig legering på sølv-tin-basis såsom den i eksemplerne 1, 2 og 3 benyttede, og (B) en dispersionstype-legering såsom den i eksempel 4 benyttede. Der blev indblandet . indiumpulver i hver legering til dannelse af pulverprøver 23 og 25. Amalgamprøverne blev fremstillet ved triturering af legeringspulverne og deres respektive sammensætninger indeholdende indium i 10 sekunder i en højenergiamalgamator og fortætning ved 69 N/mm . Dimensionsændringerne blev bestemt i overensstemmelse med ADA specifikation 4.3.4.

Prøve Dentalpulver Vægtforhold Dimensionsæn- nr. ‘ kviksølv/dentalpulver dring efter .

24 timer i % 22 A 1:1 -0,03 23 A + 10% indium 0,75:1 -0,02 24 B 1:1 0,00 25 B + 10% indium 0,75:1 +0,003