KR20070063599A

KR20070063599A - 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량을 갖는 치과용 합금

Info

Publication number: KR20070063599A
Application number: KR1020077011020A
Authority: KR
Inventors: 요헨 바우어; 로타르 푈클; 도리스 하써웨이; 앙엘라 클라우스; 마르틴 슈스터; 루디 슈타인케
Original assignee: 데구덴트 게엠베하
Priority date: 2004-10-16
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2007-06-19
Also published as: ATE452215T1; JP2008517149A; WO2006040145A1; NO20072504L; JP5096158B2; US20080152535A1; EP1799873A1; EP1799873B1; DE102004050594A1; KR101299416B1; US8524150B2; CA2584198A1; CA2584198C; DE502005008717D1; AU2005293744A1

Abstract

본 발명은 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량을 갖는 치과용 합금에 관한 것이다. 높은 기계적 안정성을 성취하기 위해, 치과용 합금은 75 내지 95 중량% Au, 5 내지 20 중량% Pt, 0.5 내지 3.5 중량% Zn 및/또는 Sn 및/또는 In, 0.1 내지 0.8 중량% 1족 원소 및 2족의 단일 입자 정련제로 이루어진다. 1족 원소의 중량비는 2족의 단일 입자 정련제의 중량비보다 2 내지 6배 크고, 1족 원소는 Nb 또는 Ta 또는 Ti 또는 V로 대표되고, 2족의 입자 정련제는 Ir 또는 Rh로 대표된다.

Description

팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량을 갖는 치과용 합금{Dental alloy with a high gold content that is devoid of palladium and copper}

본 발명은 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 치과용 합금, 특히 적어도 팔라듐 및 적어도 하나의 입자 정련제를 포함하는 치과용 크라운, 브리지, 인레이(inlay) 또는 온레이(onlay)와 같은 치과용 보철물의 제조를 위한 특히 점화(fire-on) 치과용 합금에 관한 것이다.

팔라듐 및 구리가 없는 합금, 소위 바이오 합금은 특히 민감한 환자에게 사용된다. 이들 합금의 단점은 특히 팔라듐 및 구리를 포함하는 높은 금 함량 치과용 합금에 비교하여 세라믹 점화 중에 낮은 기계적 안정성이다. 이들 특정 팔라듐 및 구리가 없는 합금은 왜곡되는 경향이 있다는 것을 주목해야 한다. 이들은 고온에서 합금의 소위 크리핑(creeping)에 의해 유발되고, 크리핑은 입자 경계에서 국부화된다.

Pd-Cu가 없는 높은 금 함량 치과용 합금의 증가된 고온 안정성을 성취하기 위해, 입자 경계에서의 석출을 요구한다. 석출 위상의 기본 성분은 석출물의 측정 가능한 금 함량 없이 높은 용융 원소를 포함한다. 플래티늄은 미규정된 석출의 경향이 있고, 이는 위상의 불균일한 분포 및 미규정된 조직으로 이들을 명시한다. 극단적인 경우에, 이는 소위 "별(star)"의 형성을 초래한다. 이에 무관하게, 왜곡은 미규정된 석출에 기인하여 발생한다. 합금의 연마성 및 밀링성이 또한 영향을 받는다. 시각적 외관은 합금의 금색이 바래짐에 따라 영향을 받는다.

EP-A-1 193 320호는 80.0 내지 86.5% 금, 7.1 내지 13% 플래티늄, 0.1 내지 8% 팔라듐, 0 내지 1.2% 은, 0.7 내지 3.5% 아연, 0.0 내지 1.0% 철, 이리듐, 루테늄, 로듐, 탄탈, 망간, 레늄, 니오브, 0 내지 3.5% 주석, 인듐, 갈륨 또는 0 내지 0.5% 구리를 포함하는 점화 높은 금 함량 치과용 합금을 개시하고 있다. 이 특정 합금의 결점은 바이오 합금의 사용을 배제하는 그의 팔라듐 함량이다.

US-A-5,423,680호는 팔라듐, 갈륨 및 구리가 없고 높은 열팽창 계수를 갖는 치과용 합금을 설명하고 있다. 이 합금은 50 내지 75% Au, 8 내지 9% Pt, 12.4 내지 38% Ag, 2% In, 1 내지 2% Mn, 4% Sn, 1 내지 1.9% Zn, 0.05% Ir 및 0.05% CaB₆를 포함할 수 있다. 플래티늄, 니오브 및 탄탈이 부가의 성분으로서 언급된다.

DE-A 31 32 143호에 따른 귀금속 치과용 합금은 70 내지 80% 금, 1 내지 10% 플래티늄, 5 내지 15% 팔라듐, 0.1 내지 5% 주석, 0 내지 5% 인듐, 0 내지 2% 아연, 0.1 내지 9% 은 또는 구리, 0.0 내지 2% 이리듐, 레늄 또는 루테늄, 뿐만 아니라 0.1 내지 3% 코발트, 크롬, 갈륨, 몰리브덴, 니오브, 탄탈 또는 바나듐을 포함한다.

DE-A-100 33 445호는 구리가 없을 수 있는 높은 금 함량 치과용 합금을 설명한다. 예 1에 따르면, 합금은 77.6 중량% 금, 19.6 중량% 플래티늄, 2.1 중량% 아연, 0.6 중량% 탄탈 및 0.1 중량% 이리듐으로 구성된다.

DE-A-27 46 525호에 따른 높은 금 함량 합금은 최대 0.8 중량% 탄탈 및 최소 0.5 중량% 로듐을 포함한다.

DE-A-24 24 575호는 80 내지 90 중량% 금, 5 내지 15 중량% 플래티늄, 0.1 내지 2 중량% In, 0 내지 2 중량% 주석 및 0.05 내지 0.5 중량%의 Ir에 부가하여, 0.5 내지 3 중량% 로듐을 또한 포함하는 점화 금 합금을 설명하고 있다. 로듐 대신에 또는 그에 부가하여, 0.1 내지 2 중량% 탄탈 및/또는 볼프람이 존재할 수 있다.

US-A-4 062 676호에 따른 점화 금 합금은 60% 내지 90% Au, 5% 내지 35% Pt, 0.1% 내지 3% In, 0% 내지 10% Pd, 0% 내지 3% Sn, 0.5% 내지 3% Rh, 0.1% 내지 2% Ta 및/또는 W 및 0.3% 내지 2% Zn을 포함하고, 아연에 대한 및 Ta 및/또는 W에 대한 플래티늄 그룹의 금속의 중량비는 15 내지 30:1:0.5 내지 1.3이다.

도 1 내지 도 5는 불균질 석출을 나타내는 합금의 마이크로그래프.

도 6 내지 도 8 및 도 12는 균질한 석출을 나타내는 합금의 마이크로그래프.

도 9, 도 10 및 도 11은 균질 석출의 재현성을 나타내는 합금의 마이크로그래프.

본 발명은 높은 기계적 안정성, 특히 재현 가능한 고온 안정성을 발생시키는 방식으로 상술한 유형의 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 치과용 합금을 더 개발하는 문제점에 기초한다.

본 발명에 따르면, 이 문제점은 본질적으로 치과용 합금이 75 내지 95 중량% Au, 5 내지 20 중량% Pt, 0.5 내지 3.5 중량% Zn 및/또는 Sn 및/또는 In, 0.1 내지 0.8 중량%의 하나의 1족 원소 뿐만 아니라 2족의 단일 입자 정련제를 포함하고, 1족 원소의 중량비는 2족의 단일 입자 정련제의 중량비보다 2 내지 6배 크고, Nb 또는 Ta 또는 Ti 또는 V는 1족 원소이고, Ir 또는 Rh는 2족의 입자 정련제이고, Nb가 존재할 때 입자 정련제는 Ir이고, Ta가 존재할 때 입자 정련제는 Rh이고, Ti 또는 V가 존재할 때 입자 정련제는 Ir 또는 Rh인 점에서 해결된다.

특히, 치과용 합금은 80 내지 91 중량% Au, 7.5 내지 18 중량% Pt, 1 내지 2.5 중량% Zn 및/또는 Sn 및/또는 In, 뿐만 아니라 0.2 내지 0.6 중량% 1족 원소로 구성되고, 1족 원소의 중량비는 또한 2족의 단일 입자 정련제의 중량비보다 2 내지 6배 크다.

본 발명에 따른 특히 바람직한 치과용 합금은 80 내지 84 중량% Au, 14 내지 17 중량% Pt, 1.5 내지 2.2 중량% In 및/또는 Sn 및/또는 Zn, 0.3 내지 0.5 중량% 1족 원소 뿐만 아니라 2족의 단일 입자 정련제로 이루어지고, 1족 원소의 중량비는 2족의 단일 입자 정련제의 중량비보다 2 내지 6배 크다.

합금의 원소의 비율은 100% 총합으로 합산된다.

바람직하게는, 니오브가 1족 원소이고 이리듐이 단일 입자 정련제이고, 이리듐의 중량비는 특히 0.05 내지 0.15 중량%이다. 특히, 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 치과용 합금은 치과용 합금이 정확하게 또는 대략 81.6 중량% Au, 정확하게 또는 대략 16 중량% Pt, 정확하게 또는 대략 1.4 중량% Zn, 정확하게 또는 대략 0.5 중량% In, 정확하게 또는 대략 0.4 중량% Nb 및 정확하게 또는 대략 0.1 중량% Ir로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

위상의 불균일한 분포 뿐만 아니라 석출의 미규정 조직은 비지향된 비제어된 석출 동역학의 결과이다. 서로 직접 옆에 위치하거나 서로의 상부에 위치되거나 대각선 관계를 갖는 주기율표의 원소들은 물리적 및 화학적 유사성을 갖는다. 관련 화학/물리적 친화도는 핵 생성 후에 원자의 급속한 부착을 초래하고 따라서 극단적인 경우에 "별" 형성 또는 수지상 석출물로 자체로 명시될 수 있는 구조의 바람직한 성장 방향을 초래한다.

이 속성의 석출물 형성의 동역학은 이들이 화학적 또는 물리적으로 상이한 석출 위상에서 취하더라도 높은 용융 원소를 이용함으로써 놀랍게 억제될 수 있다. 놀랍게도, 니오브 및 이리듐의 형태의 단일 입자 정련제의 존재에서 니오브 원소와 입자 정련제의 비율에 특히 주목하면, 본 발명에 따른 높은 금 함량 치과용 합금이 입자 경계에서 균질하게 규정된 석출을 나타내므로 소정의 기계적 안정성 및 고온 안정성이 획득 가능하다는 것이 발견되었다.

따라서, 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 치과용 합금에서, 이리듐(원자 번호 77, 구성 4f14, 5d7, 6s2) 및 니오브(원자 번호 41, 구조 4d4, 5s1)가 비지향된 및 비제어된 석출 동역학을 억제하기 위한 요구에 부합한다.

그러나, 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 치과용 합금의 입자 경계에서의 균질하게 규정된 석출은 또한 니오브 대신에 니오브의 중량비에 대응하는 중량비를 갖는 탄탈, 바나듐 또는 티타늄을 이용하면 발생한다. 탄탈의 경우에, 단일 입자 정련제로서 로듐을 이용한다. 바나듐 또는 티타늄이 니오브 대신에 사용될 때, 단일 입자 정련제로서 이리듐 또는 로듐을 이용할 수 있다. 그와 무관하게, 로듐에 대한 탄탈, 또는 이리듐 또는 로듐에 대한 바나듐, 또는 이리듐 또는 로듐에 대한 티타늄의 정량비는 니오브와 이리듐 사이의 것에 대응한다.

본 발명에 따른 합금의 마이크로그래프는 광범위한 금과 플래티늄 함량에 걸쳐 입자 경계에서 매우 미세한 석출을 나타내고, 금의 중량비는 80 내지 88%이고 플래티늄의 중량비는 10 내지 18%이다.

석출의 동역학 제어의 결과로서, 합금은 높은 왜곡 안정성에 부가하여, 금 연마성, 밀링성 및 색 안정성을 나타낸다.

본 발명에 따른 조성을 갖는 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 합금은 이하의 표 1의 번호 5 및 6번으로서 열거된다.

번호	Au	Pt	Zn	In	Ta	Nb	Ir	Rh
1	81.3	16	1.7	0.5	-	0.2	-	0.3
2	85.2	11.9	1.3	0.7	-	0.4	0.1	0.4
3	85.3	12.2	1.4	0.7	0.2	-	0.2	-
4	81.4	16	1.7	0.5	-	-	0.1	0.3
5	86	11.6	1.4	0.5	-	0.4	0.1	-
6	81.6	16	1.4	0.5	-	0.4	0.1	-
7	84.5	12.6	1	1	-	0.3	0.1	0.5
8	81.5	16.0	1.4	0.5	0.4	-	-	0.2

번호 1 내지 4 및 7번으로서 열거된 높은 금 함량 합금은 또한 팔라듐 및 구리가 없고 따라서 바이오 합금이다. 그러나, 이들 각각은 하나 이상의 입자 정련제를 포함하거나(합금 2번, 7번), 이들은 본 발명의 교시와는 상이한 중량비를 갖는 1족 원소 및 입자 정련제를 포함한다(합금 1번, 3번). 합금 4번은 1족 원소를 포함하지 않는다.

합금 1번(도 1), 합금 2번(도 2), 합금 3번(도 3), 합금 4번(도 4) 및 합금 7번(도 5)의 마이크로그래프에 의해 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조성을 갖지 않는 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 합금은 입자 경계에서 미규정된 석출의 경향이 있고, 이는 수지상 구조체(도 1), 별 구조체(도 2, 도 4) 또는 불균질 분포(도 3, 도 5)를 유도한다.

한편, 이들 모두가 본 발명에 따른 조성을 갖는 합금 5번(도 6), 합금 6번(도 7) 및 합금 8번(도 12)의 마이크로그래프는 균질한 석출을 나타내고, 이는 세라믹의 점화에 특히 중요한 이는 고온 안정성, 높은 왜곡 안정성, 양호한 연마성 및 밀링성을 초래한다. 더욱이, 본 발명에 따른 이들 합금은 우수한 색 안정성을 나타낸다.

도 8은 또한 제조 배치로부터 기원하는 합금 5번의 마이크로그래프를 도시한다. 합금 7번(도 5의 마이크로그래프)에서도 동일한 것이 적용된다. 합금 5번의 마이크로그래프(도 8)는 균질 석출을 나타낸다. 대조적으로, 니오브에 부가하여 두 개의 입자 정련제를 포함하는 합금 7번의 마이크로그래프(도 5)는 불균질 석출을 나타낸다.

도 9, 도 10 및 도 11의 마이크로그래프는 합금 5번의 예에서 본 발명에 의해 규정된 니오브:이리듐 비(4:1)의 결과로서 균질 석출의 재현성을 도시한다. 테스트 배치로부터의 조성 5번을 갖는 합금(도 9, 도 10) 뿐만 아니라 제조 차지(production charge)로부터의 조성 5번을 갖는 합금에서, 미세하게 분포된 석출물이 입자 경계에서 관찰되고, 이는 본 발명에 따른 카드뮴 및 구리가 없는 높은 금 함량 합금의 현저한 재료 특성을 발생시킨다.

Claims

적어도 플래티늄 및 적어도 하나의 입자 정련제를 포함하는 크라운, 브리지, 인레이 또는 온레이와 같은 치과용 보철물의 제조를 위한 특히 점화 치과용 합금과 같은 팔라듐 및 구리가 없는 높은 금 함량 치과용 합금으로서,

상기 치과용 합금은 75 내지 95 중량% Au, 5 내지 20 중량% Pt, 0.5 내지 3.5 중량% Zn 및/또는 Sn 및/또는 In, 0.1 내지 0.8 중량%의 하나의 1족 원소 뿐만 아니라 2족의 단일 입자 정련제를 포함하고, 상기 1족 원소의 중량비는 2족의 단일 입자 정련제의 중량비보다 2 내지 6배 크고,

Nb 또는 Ta 또는 Ti 또는 V가 1족 원소이고, Ir 또는 Rh는 2족의 입자 정련제이고,

Nb가 존재할 때 입자 정련제는 Ir이고, Ta가 존재할 때 입자 정련제는 Rh이고, Ti 또는 V가 존재할 때 입자 정련제는 Ir 또는 Rh인 것을 특징으로 하는 치과용 합금.
제 1 항에 있어서, 상기 치과용 합금은 80 내지 91 중량% Au, 7.5 내지 18 중량% Pt, 1 내지 2.5 중량% Zn 및/또는 Sn 및/또는 In, 뿐만 아니라 0.2 내지 0.6 중량% 1족 원소 뿐만 아니라 2족의 단일 입자 정련제로 이루어지고, 상기 1족 원소의 중량비는 2족의 단일 입자 정련제의 중량비보다 2 내지 6배 큰 것을 특징으로 하는 치과용 합금.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 치과용 합금은 80 내지 84 중량% Au, 14 내지 17 중량% Pt, 1.5 내지 2.2 중량% In 및/또는 Sn 및/또는 Zn, 0.3 내지 0.5 중량% 1족 원소 뿐만 아니라 2족의 단일 입자 정련제로 이루어지고, 상기 1족 원소의 중량비는 2족의 단일 입자 정련제의 중량비보다 2 내지 6배 큰 것을 특징으로 하는 치과용 합금.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이리듐의 중량비는 0.05 내지 0.15 중량%인 것을 특징으로 하는 치과용 합금.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치과용 합금은 81.6 중량% Au, 16 중량% Pt, 1.4 중량% Zn, 0.5 중량% In, 0.4 중량% Nb 및 0.1 중량% Ir으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 치과용 합금.