JP5096158B2 - パラジウムおよび銅を含まない金含有率の高い歯科用合金 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも白金および少なくとも１つの結晶粒微細化物質を含む、クラウン、ブリッジ、インレーまたはオンレーのような義歯を製造するための、パラジウムおよび銅を含まない金含有率の高い歯科用合金、特に焼付可能な歯科用合金に関する。

パラジウムおよび銅を含まない合金、いわゆるバイオ合金は、特に、敏感な患者に用いられる。かかる合金の欠点は、パラジウムおよび銅を含む金含有率の高い歯科用合金に比較して、特にセラミック焼成中の、より低い機械的安定性である。例えば、パラジウムおよび銅を含まない、かかる合金が、歪む傾向にあることが、確認されねばならない。かかる歪は、高温での合金のいわゆるクリープの原因である。クリープは、結晶粒界に局在化されている。

ＰｄおよびＣｕを含まない金含有率の高い歯科用合金の場合に、高温安定性の増大を達成するために、結晶粒界における析出が望ましい。析出相の主成分は、複数の高融点の元素を含み、金の、明確に測定可能な成分は、析出物中に含まれていない。白金は、相の不均一な分布および不特定の形態によって表わされる不特定の析出の傾向を有する。極端な場合、このことは、いわゆる「星」の形成をもたらす。このこととは別に、不特定の析出に基づいて、歪が生じる。実際また、合金の研磨性および切削性が損なわれる。肉眼でも、合金は、金色の色を失う。

ＥＰ−Ａ−１１９３３２０から、焼付可能な、金含有率の高い歯科用合金が公知である。この歯科用合金は、８０．０ないし８６．５％の金、７．１ないし１３％の白金、０．１ないし８％のパラジウム、０ないし１．２％の銀、０．７ないし３．５％の亜鉛、０．０ないし１．０％の鉄、イリジウム、ルテニウム、ロジウム、タンタル、マンガン、レニウム、ニオブ、０ないし３．５％のスズ、インジウム、ガリウムまたは０ないし０．５％の銅を含む。かかる合金の欠点は、パラジウムの含有率である。それ故に、バイオ合金としての使用は不可能である。

パラジウム、ガリウムおよび銅を含まない、熱膨張係数の高い歯科用合金は、ＵＳ−Ａ−５４２３６８０に記載されている。その合金は、５０ないし７５％のＡｕ、８ないし９％のＰｔ、１２．４ないし３８％のＡｇ、２％のＩｎ、１ないし２％のＭｎ、４％のＳｎ、１ないし１．９％のＺｎ、０．０５％のＩｒおよび０．０５％のＣａＢ_６を含むことができる。他の成分として、白金、ニオブおよびタンタルが挙げられる。

ＤＥ−Ａ−３１３２１４３に記載の歯科用貴金属合金は、７０〜８０％の金、１〜１０％の白金、５〜１５％のパラジウム、０．１〜５％のスズ、０〜５％のインジウム、０〜２％の亜鉛、０．１〜９％の銀または銅、０．０〜２％のイリジウム、レニウムまたはルテニウムならびに０．１〜３％のコバルトまたはクロムまたはガリウムまたはモリブデンまたはニオブまたはタンタルまたはバナジウムを含む。

ＤＥ−Ａ−１００３３４４５から、銅を含まないことが可能である金含有率の高い歯科用合金が読み取れる。ここでは、実施例１の合金は、７７．６重量％の金、１９．６重量％の白金、２．１重量％の亜鉛、０．６重量％のタンタルおよび０．１重量％のイリジウムからなる。

ＤＥ−Ａ−２７４６５２５に記載の金含有率の高い歯科用合金は、最大０．８重量％のタンタルおよび少なくとも０．５重量％のロジウムを含む。

ＤＥ−Ａ−２４２４５７５から、８０ないし９０重量％の金、５ないし１５重量％の白金、０．１ないし２重量％のＩｎ、０ないし２重量％のスズおよび０．０５ないし０．５％のＩｒの他に、更に０．５ないし３重量％のロジウムを含む焼付用金合金が読み取れる。ここでは、ロジウムの代わりにまたはロジウムの他に、０．１ないし２重量％のタンタルおよび／またはタングステンが追加されてもよい。

ＵＳ−Ａ−４０６２６７６に記載の焼付用金合金は、６０％〜９０％のＡｕ、５％〜３５％のＰｔ、０．１％〜３％のＩｎ、０％〜１０％のＰｄ、０％〜３％のＳｎ、０．５％〜３％のＲｈ、０．１％〜２％のＴａおよび／またはＷおよび０．３％〜２％のＺｎを含む。白金族の複数の金属の、亜鉛に対するおよびＴａおよび／またはＷに対する重量比は、１５〜３０：１：０．５〜１．３である。

本明細書の冒頭部分に記載のタイプの、パラジウムおよび銅を含まない金含有率が高い歯科用合金を、高い機械的安定性、特に再現可能な高温安定性が生じるように改善するという課題が、本発明の基礎になっている。

本発明では、この課題は、歯科用合金が、７５ないし９５重量％のＡｕ、５ないし２０重量％のＰｔ、０．５ないし３．５重量％のＺｎおよび／またはＳｎおよび／またはＩｎ、０．１ないし０．８重量％のＩ族の元素ならびにＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質からなること、Ｉ族の元素の重量割合が、ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質の重量割合よりも２ないし６倍大きいこと、およびＮｂまたはＴａまたはＴｉまたはＶはＩ族の元素であり、ＩｒまたはＲｈはＩＩ族の結晶粒微細化物質であり、Ｎｂの存在の下では結晶粒微細化物質はＩｒであり、Ｔａの存在下では結晶粒微細化物質はＲｈであり、ＴｉまたはＶの存在下では結晶粒微細化物質はＩｒまたはＲｈであることにより、本質的に解決される。

特に、歯科用合金は、８０ないし９１重量％のＡｕ、７．５ないし１８重量％のＰｔ、１ないし２．５重量％のＺｎおよび／またはＳｎおよび／またはＩｎならびに０．２ないし０．６重量％のＩ族の元素からなり、Ｉ族の元素の重量割合が、同様に、ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質の重量割合よりも２ないし６倍大きい。

本発明に係わる歯科用合金が、８０ないし８４重量％のＡｕ、１４ないし１７重量％のＰｔ、１．５ないし２．２重量％のＩｎおよび／またはＳｎおよび／またはＺｎ、０．３ないし０．５重量％のＩ族の元素ならびにＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質からなり、Ｉ族の元素の重量割合が、ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質の重量割合よりも２ないし６倍大きいことは、特に好ましい。

合金の元素は、合計１００％となる。

ニオブがＩ族の元素であり、イリジウムがただ１種の結晶粒微細化物質であることは好ましい。特に、イリジウムの重量割合は０．０５ないし０．１５重量％である。特に、パラジウムおよび銅を含まない金含有率が高い歯科用合金は、歯科用合金が、正確にまたはほぼ８１．６５重量％のＡｕ、正確にまたはほぼ１６重量％のＰｔ、正確にまたはほぼ１．４重量％のＺｎ、正確にまたはほぼ０．５重量％のＩｎ、正確にまたはほぼ０．４重量％のＮｂおよび正確にまたはほぼ０．１重量％のＩｒからなることを特徴とする。

相の不均一の分布ならびに析出物の不特定の形態は、方向付けされない、制御されない析出動力学の結果である。周期系で直接に互いに隣り合って、互いに上下にまたは互いに対角線上にある複数の元素は、物理的および化学的な類似性を有する。このような化学的または物理的な親和性は、核生成後に、原子の迅速な付着もたらし、その結果、構造内の優先成長方向をもたらす。この優先成長方向は、極端な場合には、「星」の形成または樹枝状の析出で現われる。

析出物形成のこの種の動力学は、驚くべきことに、析出相に係わっているが、化学的および／または物理的に類似していない複数の高融点の元素を用いることによって、阻止され得る。驚くことには、元素ニオブおよび結晶粒微細化物質の比を考慮して、ニオブと、イリジウムの形態のただ１種の結晶粒微細化物質との存在下で、本発明に係わる金含有率が高い歯科用合金が結晶粒界における均一な所定の析出を示すので、所望の機械的安定性および高温安定性が達成されるということが見いだされている。

従って、パラジウムおよび銅を含まない金含有率の高い歯科用合金の場合、イリジウム（原子番号７７；立体配置４ｆ１４，５ｄ７，６ｓ２）およびニオブ（原子番号４１；立体配置４ｄ４，５ｓ１）は、方向付けされていない、制御されていない析出動力学を阻止するための必要条件を満たす。

しかしながら、パラジウムおよび銅を含まない金含有率の高い歯科用合金における結晶粒界における均一な所定の析出は、ニオブの代わりに、ニオブの重量割合に対応する重量割合を有するタンタル、バナジウムまたはチタンを使用したときにも生じる。タンタルの場合、ただ１種の結晶粒微細化物質として、ロジウムが用いられる。ニオブがバナジウムまたはチタンによって代替されるとき、ただ１種の結晶粒微細化物質として、イリジウムまたはロジウムが用いられ得る。これとは別に、ロジウムに対するタンタルの、あるいはイリジウムまたはロジウムに対するバナジウムの、あるいはイリジウムまたはロジウムに対するチタンの量比は、ニオブとイリジウムの間の量比に対応する。

本発明に係わる合金の顕微鏡写真は、金成分および白金成分の幅広い範囲に亘っての、結晶粒界における非常に細かい析出を示す。特に、金の重量割合は８０ないし８８％に、白金の重量割合は１０ないし１８％にある。

析出の動力学的な制御の故に、合金は、高い歪安定性の他に、良好な研磨性、切削性および色安定性を示す。

本発明に係わる組成物を有する、パラジウムおよび銅を含まない金含有率の高い合金は、以下の表Ｉで、Ｎｏ．５、６および８として挙げられている。

Ｎｏ．１ないしＮｏ．４およびＮｏ．７として挙げられた金含有率の高い合金は、同様に、パラジウムおよび銅を含まず、すなわちバイオ合金である。しかしながら、これらの合金には、１よりも多い結晶粒微細化物質が含まれている（合金Ｎｏ．２、Ｎｏ．７）か、または本発明に係わる教示とは異なる重量割合を有するＩ族の元素と１つの結晶粒微細化物質が含まれている（合金Ｎｏ．１、Ｎｏ．３）。Ｎｏ．４の合金は、Ｉ族の元素を含まない。

合金Ｎｏ．1（図１）、合金Ｎｏ．２（図２）、合金Ｎｏ．３（図３）、合金Ｎｏ．４（図４）および合金Ｎｏ．７（図５）の顕微鏡写真によって明示されるように、本発明に係わる組成を有しない、パラジウムおよび銅を含まない金含有率が高い合金の場合、結晶粒界において不特定の析出が生じる。これらの析出は、樹枝状の構造（図１）、星構造（図２、図４）および／または不均一の分布（図３、図５）をもたらす。

これに対して、本発明に係わる組成をそれぞれ有する合金Ｎｏ．５（図６）、合金Ｎｏ．６（図７）および合金Ｎｏ．８（図１２）の顕微鏡写真は、特にセラミックの焼付の場合に重要である高温安定性と、高い歪安定性と、良好な研磨性および切削性とをもたらす均一の析出を示す。更に、本発明に係わる、かかる合金は、良好な色安定性を示す。

更に、図８には、合金Ｎｏ．５の顕微鏡写真が見て取れる。この合金は、生産バッチから由来する。同様のことが、合金Ｎｏ．７（図５）の顕微鏡写真にも当て嵌まる。合金Ｎｏ．５（図８）の顕微鏡写真では、均一の析出が認められる。これに対し、ニオブの他に２つの結晶粒微細化物質を含む合金Ｎｏ．７（図５）の顕微鏡写真は、不均一の析出を示す。

図９、図１０および図１１に示す顕微鏡写真を参照して、合金Ｎｏ．５の実施例で本発明により予め設定された、ニオブとイリジウムの比率（４：１）の故の均一の析出の再現性が、認められる。かくして、試験バッチからの組成物Ｎｏ．５（図９、図１０）の合金の場合のみならず、生産バッチからの組成物Ｎｏ．５に基づく合金の場合にも、結晶粒界における細かく分配された析出物が、観察される。これらの析出物は、本発明によるカドミウムおよび銅を含まない金含有率の高い合金の際立つ材料特性をもたらす。

Claims (5)

1. 少なくとも白金および少なくとも１つの結晶粒微細化物質を含む、クラウン、ブリッジ、インレーまたはオンレーのような義歯を製造するための、パラジウムおよび銅を含まない金含有率の高い歯科用合金であって、
   前記歯科用合金は、７５ないし９１質量％のＡｕ、５ないし２０質量％のＰｔ、０．５ないし３．５質量％のＺｎおよびＩｎから成る群より選ばれる少なくとも一つの元素、０．１ないし０．８質量％のＩ族の元素、ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質からなること、前記Ｉ族の元素の質量割合が、前記ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質の質量割合よりも２ないし６倍大きいこと、およびＮｂまたはＴａまたはＴｉまたはＶがＩ族の元素であり、ＩｒまたはＲｈがＩＩ族の結晶粒微細化物質であり、Ｎｂの存在の際には前記結晶粒微細化物質はＩｒであり、Ｔａの存在下では前記結晶粒微細化物質はＲｈであり、ＴｉまたはＶの存在下では前記結晶粒微細化物質はＩｒまたはＲｈであり、歯科用合金の元素の割合は合計して１００％になることを特徴とする歯科用合金。
2. 前記歯科用合金は、８０ないし９１質量％のＡｕ、７．５ないし１８質量％のＰｔ、１ないし２．５質量％のＺｎおよびＩｎから成る群より選ばれる少なくとも一つの元素および０．２ないし０．６質量％のＩ族の元素、ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質からなり、前記Ｉ族の元素の質量割合が、前記ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質の質量割合よりも２ないし６倍大きいことを特徴とする請求項１に記載の歯科用合金。
3. 前記歯科用合金は、８０ないし８４質量％のＡｕ、１４ないし１７質量％のＰｔ、１．５ないし２．２質量％のＺｎおよびＩｎから成る群より選ばれる少なくとも一つの元素、０．３ないし０．５質量％のＩ族の元素、ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質からなり、前記Ｉ族の元素の質量割合が、前記ＩＩ族のただ１種の結晶粒微細化物質の質量割合よりも２ないし６倍大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の歯科用合金。
4. イリジウムの質量割合が、０．０５ないし０．１５質量％であることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の歯科用合金。
5. 前記歯科用合金は、８１．６質量％のＡｕ、１６質量％のＰｔ、１．４質量％のＺｎ、０．５質量％のＩｎ、０．４質量％のＮｂおよび０．１質量％のＩｒからなることを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の歯科用合金。