FI65817C - Dentalloedmaterial - Google Patents

Description

1555^1 ΓΒΐ Iin KUULUTUSJULKAISU ,rfi1n ήΒΓα lbj (1) UTLÄCCNINCSSICIUFT 00 Ο! / c (45) Patentti uyöanetty 10 GV 193-1 Patent neddolat (51) Kv.N^/lm.0.3 C 22 C 19/05 // A 61 K 6/00 SUOMI—FINLAND (M) p·*·"**··»·»*»»—ΡΜ«Ν·ΜβΜη| 760250 (22) Htktmhpllvl — Aiweknlncrf·· 02.02.76 (M) Alkupihfi—Glttlgh*t*da( 02.02.76 (41) Tullut lulkiMiul — Bllvlt offtMNg 04.08.76

Patent- och regitterttyrelaen ( AiwekMuttafTxftutUkrtfUnpubUnirad 30.03.84 (32)(33)(31) IVrrfMtr MuoHMua-BecM prtorkM 03.02.75 USA(US) 546222 (71) Johnson & Johnson, 501 George Street, New Brunswick, New Jersey, USA(US) (72) Pei Sung, Lawrenceville, New Jersey, James Lee You, Granbury,

New Jersey, USA(US) (74) Oy Kolster Ab (54) Hammasjuotosmateriaali - Dentallödmaterial

Keksinnön kohteena on hampaiden korjaus ja erityisesti hammas juotosmetalli , jota käytetään metallirakenteisten hammaskonstruk-tioiden eri yksiköiden yhteenliittämiseen, minkä jälkeen nämä konstruktiot voidaan mahdollisesti päällystää hammaspintaa jäljittelevällä päällysteellä.

Kultalejeerinkiä on käytetty monia vuosia hammasproteeseissa. Jalometallien kalleudesta johtuen on lukuisia epäjalometallilejee-rinkejä käytetty hampaiden, siltojen, kruunujen ja niiden kaltaisten rakentamiseen. Metallirakenteet hammaskonstruktioissa ovat usein monimutkaisia rakenteeltaan vaatien valamista erillisinä osina ja osien yhteenkokoamista tai ne voivat olla joukkona yksiköitä, jotka liitetään yhteen. Liittäminen suoritetaan tavallisesti juottamalla palaset tai osat yhteen. Jos rakenne on tehty kultalejeeringistä tai epäjalon metallin lejeeringistä, käytetään useimmiten kulta-lejeerinkiä metallirakenteen osien tai yksiköiden yhteenliittämi-seen. Kultalejeerinki-juotosmetallin käyttö epäjalometallirakenteen kanssa on kuitenkin ei-toivottava, koska sisäpinnalla pyrkii tapah- 2 65817 tumaan syöpymistä seurauksena galvaanisista olosuhteista kahden eri metallin kosketuskohdassa. Tavanomaiset epäjalot juotosmetal-lit eivät tavallisesti ole sopivia hammasjuotometalleiksi, koska niissä usein on myrkyllisiä aineita tai niissä voi olla aineosia, jotka pyrkivät syövyttämään posliinia, kuten kuparia, kobolttia ja rautaa. Koska juotosmetallin päätehtävänä on liittää toisiinsa rakenneyksiköt, joita käytetään kruunuina, siltoina jne. ja sen-vuoksi tullaan päällystämään posliinilla tai muovilla, on syöpymistä aiheuttavien aineosien läsnäolo erittäin ei-toivottavaa hammasjuotosmetallissa. Niinpä on olemassa tarve löytää epäjaloista metalleista koostuva hairniasjuotoslejeerinki, jossa ei ole myrky-lisiä tai syöpymistä aiheuttavia aineosia samalla kun niillä on sopivat yhteensulamisominaisuudet ja riittävä lujuus ja kestävyys murtumista ja muodonmuutoksia vastaan juotosliitoksessa.

Tämän keksinnön mukaisesti on löydetty epäjalo metallinen juotoslejeerinkiyhdistelmä, joka on parempi kuin olemassaolevat kultalejeerinkijuotosmetallit ja epäjaloista metalleista koostuvat juotoslejeeringit. Tämän keksinnön mukainen juotosmetalli ei sisällä käytännöllisesti katsoen lainkaan myrkyllisiä ja syöpymistä aiheuttavia aineita, sen sulamisalue sopii ihanteellisesti käytettäväksi tavallisesti käytetyn kohtuullisesti sulavan valulejeerin-gin kanssa, se soveltuu käytettäväksi hammaslaboratorioiden nykyisessä laitteistossa, sillä on erinomaiset fysikaaliset ominaisuudet ja lisäksi se antaa juotossauman, jolla on erinomainen veto- o murtolujuus (4900 kg/cm ). Tämän keksinnön mukaista juotosmetallia voidaan käyttää liitettäessä toisiinsa hammasrakenneyksiköitä, jotka on tehty joko epäjaloista tai jalometallilejeeringeistä, mutta kun sitä käytetään muodostamaan liitoksia hammasrakenteissa, jotka on tehty epäjalojen metallien lejeeringeistä, sillä on erityisesti etuna, että se on kestävä syöpymistä vastaan.

Tämän keksinnön mukaiselle hammasjuotosmateriaalille on tunnusomaista, että sen sulamisalue on noin 982-1066°C ja että se on valmistettu metalliseoksesta, joka koostuu olennaisesti noin 69-75 paino-%:sta nikkeliä, noin 14-19,9 paino-%:sta kromia, noin 4,0-5,5 paino-%:sta piitä, noin 2,5-6 paino-%:sta booria ja noin 0-6 paino-%:sta molybdeeniä. Molybdeeni parantaa materiaalin syö-pymisenkestävyyttä. Todellisten määrien ohella kromi/nikkeli-suhde 3 65817 on ratkaiseva vaaditun sulamislämpötilan sekä haluttujen valuvuus-ja juoksevuusominaisuuksien saamiseksi juotosprosessin aikana. On toivottavaa, että tämä suhde on väliltä 0,18-0,27.

Juotosyhdistelmät voivat sisältää pieniä määriä muita metalleja, joita normaalisti löytyy näissä halutuissa metalleissa, sekä myös pieniä määriä epämetalleja, kuten hiiltä. Kuitenkaan mitään muita alkuaineita kuin edellä esitettyjä ei ole pidetty oleellisina juotosyhdistelmissä.

Keksinnön mukaisella materiaalilla on hyvä kestävyys syöpymistä vastaan, hyvä kestävyys hapettumista vastaan, ainakin 2400 kg/cm :n vetomurtolujuus valettuna ja Rockwell C-kovuus väliltä 50-58. Juotosmetallina epäjalojen metallien lejeeringeille sen vetomurtolujuus juotoskohdassa on ainakin 4900 kg/cm .

Tämä juotoslejeerinki sopii käytettäväksi epäjalojen metallien valulejeerinkien kanssa, varsinkin nikkeli-kromi-lejeerinkien kanssa. Vaikakin epäjalometallisia hammasrakenteita on käytetty hammasproteesien valmistuksessa, epäjalometallisia hammasjuotos-aineita ei ole ollut helposti saatavissa ja usein on ollut välttämätöntä käyttää kultalejeerinkijuotosaineita hammasrakenteiden osien ja yksikköjen yhteenliittämiseen. Tällä keksinnöllä on nyt mahdollista juottaa epäjalometallisia hammasrakenteita epäjalo-metallisilla juotosaineilla. Tämä on edullista valmistettaessa hamraasrakenne, jolla on erinomainen kestävyys syöpymistä vastaan, joka aiheutuu eri metallilejeerinkien läsnäolosta johtuvista galvaanisista olosuhteista. Lisäksi juotettujen liitosten lujuus on paljon parempi kuin kullalla juotettujen, kuten seuraavasta käy ilmi.

Tämän keksinnön mukaisten juotosyhdistelmien ominaisuudet ovat erityisen sopivia käytettäviksi usein käytettyjen kohtuullisesti sulavien lejeerinkien kanssa. Sulamisalue, joka on väliltä n. 982-1066°C on sopivasti valulejeerinkien sulamisalueen alapuolella, jotka valulejeeringit ovat mitä sopivimpia hammasposliinilla päällystettäviä rakenneaineita,tehden juotosmetallin normaalisti käyttökelpoiseksi näiden valumetallien kanssa vaikuttamatta vahingollisesti lejeerinkiin. Näiden yhdistelmien mukaisilla juotosaineilla on hyvät virtausominaisuudet lähellä sulamisalueen ylärajaa 1066°C.

4 65817

Niinpä tämä juotosmetalli leviää helposti ja nopeasti puhtaille metallipinnoille, tunkeutuu pieniin aukkoihin ja seuraa kos-ketuspisteitä kapillaarivaikutuksen ansiosta. Se tarttuu hyvin, kuten on määritetty muodostamalla pysyvä yhtäjaksoinen kalvo. Lisäksi juottaminen voidaan suorittaa käyttäen kaasu/happi- tai kaasu/ilma-hammaslaboratoriopoltinta tarvitsematta käyttää ylikorkeita lämpötiloja ja pitkää aikaa. Ylikorkeat lämpötilat voivat saada juotettavat hammasrakenteen osat sulamaan, samalla kun ylikorkea lämpötila ja pitkä aika voivat aiheuttaa kaasun absorptiota, joka on vahingollista juotosliitoksen lujuudelle.

Epäjalojen metallien valulejeerinkejä, joita voidaan juottaa tämän keksinnön mukaisilla juotosyhdistelmillä, ovat nikkeli-kromi-lejeeringit, nikkeli-koboltti-lejeeringit ja nikkeli-kromi-koboltti-lejeeringit. Tällaisten valulejeerinkien koostumus löytyy lukuisista standardijulkaisuista, kuten Skinner'in ja Phillips'in julkaisusta "The Science of Dental Materials", V.B.Saunders Company, Philadelphia ja Lontoo, 1967, ja "Dental Science Handbook"-käsikirjasta, jonka ovat yhdessä julkaisseet American Dental Association sekä National Institute of Dental Research. Tämä juotosmetalli on erityisen käyttökelpoinen juotettaessa rakenneosia, jotka on tehty uusista FI-patenttijulkaisun 59 021 mukaisista nikkeli-kromi-pii-valulejeeringeistä.

Epäjalometallien lejeeringeistä tehtyjen hammasrakenne-yksikköjen juotetuilla liitoksilla, jotka on juotettu tämän keksinnön mukaisilla juotosyhdistelmillä, on paljon paremmat vetomur-tolujuudet kuin sellaisilla liitoksilla, jotka on juotettu kulta-lejeerinkijuotosaineella. Voidaan saada aikaan juotettuja liitoksia, joiden vetomurtolujuus on yli kaksinkertainen verrattuna kultalejeerinkijuotosaineella juotettuihin liitoksiin. Niinpä voidaan saada juotettuja liitoksia, joiden vetomurtolujuus on suurem-pi kuin 4900 kg/cm . Samanlaisten kultalejeerinkijuotosaineella juotettujen liitosten vetomurtolujuus on yleensä suuruusluokkaa 2400 kg/cm^.

Juotoslejeerinki voidaan valmistaa panemalla aineosat sopivaan astiaan, kuten sintrattuun aliminiumoksidiupokkaaseen ja sulattamalla aineosat sopivasti sekoittaen. Metalliseos voidaan kaataa muotteihin harkkojen muodostamista varten sen ollessa vielä sulassa tilassa.

5 65 81 7

Hammaslaboratoriossa käytettäväksi sopiva juotosmetalli voidaan valmistaa hajottamalla harkot hienoksi jauheeksi suurpainei-sella argon- tai typpikaasulla ja kuumapuristamalla suulakkeen läpi n. 760-954°C:ssa hammasjuotosmetallin saamiseksi ohuen langan muodossa. Ohuet juotosmetallilangat voidaan muodostaa myös "hukkavaha"-valumenetelmällä (lost wax casting technique) käyttäen säännöllistä verhottua hammasvalua. Valulangat tehdään yleensä läpimitaltaan 0,8-1,6 mm:n paksuisiksi ja 10 cm pitkiksi ja niitä voidaan helposti käyttää hammaskorjausten juottamiseen.

Uutta juotosmetallia voidaan käyttää liittämään toisiinsa valumetallista tehtyjen hammasrakenteiden osia samalla tavalla, jota normaalisti käytetään hammaslaboratorioissa. Käytettäessä tämän keksinnön mukaista juotosmetallia ei kuitenkaan ole tarpeen käyttää sulatusjauheita. Juotettaessa hammasrakenteen osia toisiinsa liitettävien hammaskorjausrakenneyksiköiden, jotka on sitä ennen sopivasti sijoitettu verhoukseen tai langan ollessa kysy-muksessä muottiin tai käteen, metallipintoja kuumennetaan juotos-lämpötilaan halutussa liitoskohdassa kaasu/happi- tai kaasu/ilma-liekin pelkistysvyöhykkeessä. Juotosmetalli levitetään sitten, samalla kun liekkikuumennusta edelleen ylläpidetään. Sen jälkeen kun juotosmetalli on tullut juoksevaksi, liekki poistetaan heti, jolloin jäähtymisen jälkeen saadaan juotettu liitos. Tämän juotetun liitoksen vetomurtolujuus on paljon parempi kuin liitoksella, joka on juotettu kultajuotosaineella tai nykyään saatavilla epäjalo-metallisilla juotosaineilla.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä, mutta niitä ei tulkita keksintöä rajoittaviksi:

Esimerkki I

Valmistetaan juotosmetalli panemalla sintrattuun aluminium-oksidiupokkaaseen 4,4 paino-osaa boorijauhetta, 4,86 paino-osaa hienonnettua piitä, 18,8 paino-osaa kromia levymäisenä, 72,0 paino-osaa nikkelihauleja ja kuumentamalla upokasta argon-atmosfäärissä n. 1600°C:n lämpötilaan sulatteen saamiseksi, joka kaadetaan muotteihin harkkojen muodostamiseksi. Sulatteen annetaan sitten jäähtyä n. 500°C:seen, jolloin kiinteä lejeerinki poistetaan. Näin valmistetun metalliseoksen koostumukseksi on analyysissä saatu (paino-%:eina): Ni 72,05 %, Cr 18,60 %, Ci 4,69 %, B 3,72 % ja C 0,03 %. (Epäpuhtauksien, kuten hiilen, läsnäolo ja muutokset, 6 65817 kuten haihtumisesta sulamisen aikana aiheutuvat, heijastuvat ana-lyysiarvoihin.

Tästä lejeeringisä valettiin testisauvoja ja niillä havaittiin olevan seuraavat mekaaniset ominaisuudet:

Diametraalinen puristusvetomurtolujuus 2913 kg/cm2

Puristuslujuus 15742 kg/cm2

Kolmipistekuormituksen murtomoduuli 7956 kg/cm2

Kovuus 50,5 R

c

Venymisprosentti 0,2

Sulamisalue 982-1066°C

Lejeerinkiä hienonnetaan jauheeksi suurpaineisella argon-kaasulla ja puristetaan kuumana sulakkeen läpi n. 760-954°C:ssa hammasjuotosmetallin saamiseksi ohuen langan muodossa.

Juotosmetallia käytetään FI-patenttijulkaisun 59021 mukaisesta metalliseoksesta valmistettujen osien yhteenjuottamiseen.

Kun sitä käytetään jonkun tällaisen metalliseoksen juottamiseen, jolla on seuraava koostumus (painoprosentteina): Ni 71,3 %, Cr 19,1 %,

Si 4,1 %, Mo 4,1 % ja B 1,4 %, juotetun liitoksen vetomurtolujuu- 2 deksi saadaan 5140 kg/cm .

Esimerkki II

Käyttäen esimerkin I prosessia valmistetaan metalliseos, joka sopii käytettäväksi juotosmetallina ja jolla analyysin perusteella on seuraava koostumus painoprosentteina: Ni 71,4 %, Cr 14,2 %, Si 4,4 %, B 5,2 %, Mo 4,8 % ja C 0,03 %.

Tätä lejeerinkiä käytetään hammasrakenteen juottamiseen, jolla on samanlainen koostumus kuin esimerkissä I on kuvattu. Esimerkki III

Esimerkissä I kuvatulla tavalla valmistetaan yhdistelmät A, B ja C ja määritetään niiden fysikaaliset ominaisuudet. Yhdistelmät ja fysikaaliset ominaisuudet on esitetty taulukossa I. Käytettyjen alkuaineiden määrät on taulukossa merkitty "alkuperäis-yhdistelmänä" ja lejeeringin koostumus (analyysin perusteella määritettynä) on merkitty "lopullisena lejeerinkiyhdistelmänä".

7 j)_ 6581 7

S M ‘S dP dP dP dP

•S Sd) -n· ***·<* n rHSj+J o n· o n o H φ U] ***** 3 H Hoover o u

a -n fg r- ή O

Q ID£ vo

H H ?i i—f VO 00 VO

c\ r-~ ·* o

,. m i m rH

C_> I . o) vo lo I

H :S 04

ICO 5 dP dP dP dP S

M CL) φ -P o m oo

Pi cn * * * * I

P -H lo lo X r- i—i S3 i>1

g -H :g dPdPdPdPdP

CcirH [-· 00 (Ti (Ti

•r-i -H CU O VO LO O O

rHJ-l-P ***** H Φ tn vrinnino

d Φ -H r- H

QjT-lTI O

Q OXl <N LO VO 00 0

μΗ rH LO O LO * VO

no vo CQ l _ n n oo to o

W IiJJ rH rH

•HE dP dP dP dP |

J5H <N

U (U vf (N CM CM 00 Φ -P * * * * I σν

Pj tn n d1 m

PH C" rH

< >1

M

S ^ Ijj OPdPdPdPdP

yi -H -H CU OI Ov VO 'd· Γ»

P H ^ 4J O O O rH O

r—j rH fl) U) *» ·*«*·». *.

r\ j3 Φ H lo ^ lo O

Z. Οι-ΓΊ'Ό Γ" rH

h §sl M O o

. LO Γ'- CN VO

<! CTl| rH LO VO

I _ <N Γ'· O

W :nj rH

•HE dP dP dP dP |

TO (H CN

u (u oo vo n cn oo

φ -P * * * * I CT

CU cn «sr to ^j· to

PH rH

il 111 ~ tr ou r% § Γe s Jäi. ä h. ϋ S a ^ Ϊ3 5 S* «u 3

Il S Ö e Ö u Sw 9 -¾ -h ~ fr •S3 S s ti n t 38 S·? S ΊΈ !

SS ^ QrHfiSSi^W