NL9001516A - Werkwijze voor het vervaardigen van een substruktuur voor een tandheelkundige restauratie, zoals een kroon of een brug, en werkwijze voor het vervaardigen van zo'n tandheelkundige restauratie. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor het vervaardigen van een substruktuur voor een tandheelkundige restauratie, zoals een kroon of een brug, en werkwijze voor het vervaardigen van zo'n tandheelkundige restauratie

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een substruktuur voor een tandheelkundige restauratie, zoals een kroon of een brug, welke tandheelkundige restauratie een substruktuur van een in essentie dentaal metaal en een opgebakken bekleding van een in essentie dentaal keramiek omvat, waarbij een materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, in de vorm van de te vervaardigen tandheelkundige restauratie op een vuurvast model wordt aangebracht en het verkregen samenstel wordt verhit op een voldoend hoge temperatuur om het dentaal metaal poeder te sinteren tot een massieve metaalmassa.

De tot op heden meest gangbare produktiemethode voor tandheelkundige restauraties uit metaal met een opgebakken bekleding uit porselein bestaat uit het gieten van de legering volgens de zogenaamde "verloren was methode". Hierbij wordt een gesmolten legering in een vuurvaste gietmal gegoten die de vorm van het uitgebrande wasmodel bezit. Het proces bestaat uit de volgende stappen: 1. Eerst wordt door de tandarts een afdruk genomen van de preparatie in de mond met een afdrukmassa, die meestal bestaat uit siliconenmateriaal.

2. Dan wordt van het model een positief afgietsel van de afdruk gemaakt in gips.

3. Vervolgens wordt door de tandtechnicus een wasmodel gemodelleerd op het gipsmodel.

4. Het wasmodel wordt voorzien van toevoerkanalen van was en ingebed in een vuurvaste massa.

5. De mal van vuurvast materiaal wordt verwarmd tot een temperatuur van 600 tot 1000°C.

6. Dan wordt het vloeibare metaal in de ontstane holte gegoten. Bij het afkoelen ondergaat het gietstuk een thermische krimp die door de vuurvaste massa moet worden gecompenseerd door een bij de verwarming van de mal optredende expansie.

7. De gegoten werkstukken worden nu afgewerkt met keramisch gebonden steentjes of hardmetalen frezen, en daarna al dan niet met porselein (of meer in algemene zin met een keramisch materiaal, dat voor tandheelkundige toepassingen geschikt is en hier verder zal worden aangeduid met dentaal keramiek) bekleed.

Volgens verschillende recente publikaties zouden de processtappen 2 tot en met 6 kunnen worden vervangen door drie stappen, te weten: - de afdruk wordt uitgegoten in een vuurvast materiaal in plaats van in gips en het model wordt uitgebrand bij een temperatuur van 1000 tot 1200°C; het vuurvaste materiaal kan bestaan uit een mengsel van kwartszand met een bepaalde korrelverdeling en magnesiumoxide en biammoniumfosfaat als bindmiddelen; het poeder wordt met colloïdaal silica aangemengd tot een slurry; de slurry wordt in de afdruk gegoten en bindt dan binnen 5 tot 10 minuten af tot een harde massa; - op het vuurvaste model wordt nu het metaal in poedervorm aangebracht op de plaatsen waar dit voor sterkteoverwegingen nodig wordt geacht; - het aangebrachte poeder wordt gesinterd tot een massieve metaalmassa bij een temperatuur van 1000 tot 1300°C.

Om oxidatie te voorkomen geschiedt dit laatste meestal onder vacuum, hetgeen slechts in een zeer speciaal daarvoor ontwikkelde oven kan worden uitgevoerd, zoals omschreven in U.S. Patent nr. 4.702.696. Dit laatste is niet voor ieder laboratorium economisch haalbaar. Door de hoge kosten is het proces voor implementatie in het laboratorium onaantrekkelijk.

U.S. Patent 3.502.466 beschrijft de vervaardiging van voorwerpen, in het bijzonder tandheelkundige kronen, onder toepassing van metaalpoeders, in het bijzonder edelmetaal-poeders. Het metaalpoeder wordt eerst gemengd met een binder voor het vormen van een pasta of putty. De te gebruiken binder bestaat uit een kleefmiddel (b.v. ethylcellulose) en een solvent (b.v. propyleenglycol). Met deze vloeibare binder is het modelleren moeizaam en de kans op resterende porositeit in het eindprodukt is groot.

In Ü.S. Patent 4.661.071 wordt eveneens een procedure beschreven, waarbij gebruik wordt gemaakt van poeders of mengsels van poeders die volgens het bovenbeschreven procédé worden toegepast voor het produceren van dentaalrestauraties. Ook bij de beschreven methode kan echter het gebruik van een kostbare hoogvacuumoven nodig zijn, hetgeen niet voor elk laboratorium economisch haalbaar is. Verder wordt voor het aanmengen van het poeder gebruik gemaakt van propyleenglycol, waarmee een pasta-achtige substantie wordt verkregen. Het opbouwen met deze vloeistof is niet eenvoudig omdat een te veel zich niet door afdeppen met vloeipapier laat verwijderen. Een gekontroleerd dichte pakking van het metaalpoeder laat zich hierdoor moeilijk realiseren en de kans op residuele porositeit is groot.

In DE 3532331 Al en DE 3841902 Cl wordt in grote lijnen hetzelfde procédé beschreven zij het dat men zowel uitgaat van mengsels van niet oxiderende poeders, als ook van oxideerbare poeders die in een commerciële porseleinoven worden gesinterd onder een grafietstolp. Een belangrijk nadeel van het gebruik van een ondoorzichtige grafietstolp is dat de restauratie tijdens het verwerken aan het oog onttrokken is. Hierdoor kan men niet zien of de restauratie misschien kontakt maakt met de grafietstolp of bodem. Legeringen met een palladiumgehalte van 35% of meer nemen bij kontakt met grafiet koolstof op bij temperaturen zoals die worden gebruikt tijdens de opwarmcycli bij het oxideren van de restauratie en het opbakken van porselein. Een tweede nadeel wordt gevormd door het opbranden van de buitenwand van de grafietstolp, wat gepaard gaat met afkruimelen van fijn grafietstof. Dit kan het tandheelkundige porselein en de omgeving van de oven vervuilen. Grafietstof op de restauratie kan leiden tot de vorming van gasbelletjes in het porselein door de vorming van koolmonoxidegas tijdens het opbakken van het porselein.

Een ander nadeel van het laatst aangehaalde patent is dat de metaalpoeders met een binder worden aangemengd die in hoofdzaak bestaat uit water. Bij gebruik van water wordt het metaalpoeder net zo moeilijk op het model aan te brengen, zo niet nog moeilijker in verband met over elkaar heen rollende metaalkorrels, als tandheelkundig porselein. De techniek van vibreren en afdeppen geeft weliswaar een zekere mate van verdichting, maar men moet wel bijzonder getraind zijn om het metaalpoeder in zodanig sterke mate te verdichten dat een voorspelbaar porositeitsvrij produkt ontstaat.

Een belangrijk gevolg van resterende porositeit is een bros produkt met een lage ductiliteit. Voor het laatste wordt de breekrek van een legering toonaangevend geacht.

ü.S. Patent nr. 4.742.861 beschrijft een methode voor de vorming van een tandheelkundige restauratie bestaande uit een combinatie van een hoogsmeltende metaalcomponent, bij voorkeur een combinatie van goud, platina en palladium, in een overmaat en een laagsmeltende component, bij voorkeur goud. Een binder wordt gebruikt om een soort putty te vormen. Hiervoor kan iedere organische of synthetische hars worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld ethyleen of polyethyleenglycol. Een nadeel van deze procedure is dat de vloeibare binder een mengsel geeft dat moeilijk te modelleren en te polijsten is en een grote kans geeft op resterende porositeit.

In U.S. Patent nr. 4.814.008 wordt gebruik gemaakt van een aggregaat van twee edelmetaalpoeders. Een component die 1-15 vol.% van het mengsel uitmaakt, bestaat uit een poeder van platina of palladium, met een korrelgrootte liefst 5-10 maal groter dan een tweede fijner poeder, dat bij voorkeur bestaat uit goud. Het mengsel wordt bij het sinteren tot een massief metaal omgevormd. Een binder wordt gebruikt die het materiaal een pasta-achtige consistentie geeft. Hiervoor kan iedere organische of synthetische hars worden gebruikt, zoals bijvoorbeeld ethyleen of polyethyleenglycol. Een nadeel van deze procedure is dat de vloeibare binder een mengsel geeft dat moeilijk te modelleren en te polijsten is en een grote kans geeft op resterende porositeit.

In DE 3811628 Al wordt een proces beschreven waarmee metalen tandvervanging wordt gerealiseerd met pastavormige metaalpoeders uit palladium-, goud- en zilverpoeder met een gemiddelde korrelgrootte van 0,5-1,5 μπι en bindmiddelen. Ten gevolge van de extreme fijnheid van het poeder is dit slechts in zeer dunne lagen aan te brengen. Hierdoor vervalt de mogelijkheid occlusievlakken, brugdelen of andere massieve delen in één keer te modelleren.

De uitvinding lost de nadelen van de hierboven besproken bekende werkwijzen op door een werkwijze voor het vervaardigen van een substruktuur voor een tandheelkundige restauratie, zoals een kroon of een brug, welke tandheelkundige restauratie een substruktuur van een in essentie dentaal metaal en een opgebakken bekleding van een in essentie dentaal keramiek omvat, waarbij een materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, in de vorm van de te vervaardigen tandheelkundige restauratie op een vuurvast model wordt aangebracht en het verkregen samenstel wordt verhit op een voldoend hoge temperatuur om het dentaal metaal poeder te sinteren tot een massieve metaalmassa, welke werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt wordt doordat men als materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, een mengsel van het dentaal metaal poeder en een thermoplastisch polymeer materiaal met een smeltpunt boven 50°C gebruikt, men dit poeder met behulp van een verwarmd instrument, zoals een verwarmd strijkmes, op een model van een poreus vuurvast materiaal aanbrengt en in de gewenste vorm brengt, men het aldus verkregen samenstel verwarmt tot op een temperatuur waarbij het thermoplastische polymere materiaal vloeibaar wordt en vanuit de bekleding in het model wordt gezogen, men vervolgens de temperatuur van het samenstel verhoogt tot op een temperatuur waarbij het thermoplastische polymere materiaal verdwijnt, en men daarna de temperatuur verder verhoogt tot op een sintertemperatuur.

Volgens de uitvinding heeft het de voorkeur, dat men als materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, een mengsel gebruikt dat voor 75-99 gew.% uit het dentaal metaal en voor 1-25 gew.% uit een thermoplastisch polymeer materiaal met een smeltpunt boven 50°C bestaat. Nog liever gebruikt men als het materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, een mengsel dat voor 85-97 gew.% uit het dentaal metaal en voor 3-15 gew.% uit een thermoplastisch polymeer materiaal met een smeltpunt boven 50°C bestaat.

Hoewel als het thermoplastische polymere materiaal elke thermoplast met een smeltpunt boven 50°C, bij voorkeur boven 60°C kan worden toegepast, heeft het volgens de uitvinding in het bijzonder de voorkeur, dat men als het thermoplastische polymere materiaal een was met een smeltpunt boven 60°C toepast, bijvoorbeeld een hoogsmeltende amide-was. Voorbeelden van andere bruikbare thermoplastische polymere materialen zijn agar-agar, paraffinen, polyetheen, polypropeen, polybuteen, polystyreen, etheen-vinylacetaat copolymeren, isotactisch polypropeen/was/stearaat copolymeren, isotactisch polypropeen/ atactisch polypropeen/stearaat copolymeren, methylcellulose, polybutylmethacrylaat, cellulose acetaat, hydroxyethylcellu-lose, acrylharsen, polyvinylalcohol, polyvinylpyrrolidon, e.d.

Wat het poeder van dentaal metaal betreft, heeft het volgens de uitvinding de voorkeur, dat men een dentaal metaal poeder toepast met een deeltjesgrootte van ten hoogste 100 pm, bij voorkeur ten hoogste 75 pm. Meer in het bijzonder wordt bij voorkeur een dentaal metaal poeder toegepast met een mediane deeltjesgrootte van 5-50 pm, bij voorkeur 10-35 pm.

Hoewel elk gebruikelijk dentaal metaal poeder kan worden gebruikt, heeft het volgens de uitvinding de voorkeur dat een dentaal metaal poeder wordt toegepast zoals gedefiniëerd is in de Nederlandse octrooiaanvrage 90.00189 van aanvraagster, van welke octrooiaanvrage de inhoud hier door verwijzing opgenomen moet worden geacht. Aldus heeft het volgens de uitvinding de voorkeur, dat men een dentaal metaal poeder toepast dat een in essentie uit een dentaal metaal bestaande kern omvat, welke kern bekleed is met een of meer in essentie uit metaal bestaande lagen, die het dentaal metaal van de kern tijdens sinteren beschermen tegen oxidatie en/of de temperatuur, waarbij sintering van het poeder optreedt, verlagen. Meer in het bijzonder heeft het de voorkeur, dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één laag omvat uit óf (a) een metaal met een lager smeltpunt dan het dentaal metaal van de kern, óf (b) een metaal dat met het dentaal metaal van de kern of met een metaal uit een aangrenzende bekledingslaag kan reageren onder vorming van een materiaal met een lager smeltpunt dan het dentaal metaal van de kern.

Het verdient aanbeveling dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één laag uit een edelmetaal of uit een niet-oxiderende edelmetaallegering omvat. De uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern omvat liefst ten minste één laag uit goud, palladium, platina, iridium, rhodium, of ruthenium. Nog liever omvat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één aan de binnenzijde gelegen laag uit koper, nikkel, indium, tin, gallium, of zink, alsmede ten minste één aan de buitenzijde gelegen laag uit goud, palladium, platina, iridium, rhodium, of ruthenium. Zo is heel concreet mogelijk dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één aan de binnenzijde gelegen laag uit palladium, alsmede ten minste één aan de buitenzijde gelegen laag uit goud omvat.

Het dentaal metaal van de kern bestaat bij voorkeur uit een platina-goud dentaal legering, een palladium-goud dentaal legering, een hoog-palladium dentaal legering, een zilver-palladium dentaal legering, of uit titaan metaal. Aldus is een geschikte mogelijkheid dat de kern bestaat uit een platina- goud dentaal legering, een palladium-goud dentaal legering, een hoog-palladium dentaal legering, of een zilver-palladium dentaal legering, welke kern achtereenvolgens bekleed is met een laag uit palladium ‘en een laag uit goud. Een andere reële mogelijkheid is echter, dat de kern bestaat uit titaan metaal en de kern achtereenvolgens bekleed is met een laag uit koper of nikkel, een laag uit palladium en eventueel een laag uit goud.

Het heeft de voorkeur, dat de uit een of meer lagen bestaande bekleding van de kern 1-50 vol.%, bij voorkeur 5-25 vol.% van het poeder uitmaakt, alsmede dat de uit een of meer lagen bestaande bekleding van de kern een dikte heeft van 1-75 μπι, bij voorkeur 5-65 μπι.

Voorts heeft het volgens de uitvinding de voorkeur, dat men een dentaal poeder toepast dat een mengsel is van een poedervormige dentaallegering met een gemiddelde deeltjesgrootte van 5-50 μπι en 1-15 gew.% chemisch geprecipiteerd, kogelvormig goudpoeder met een korrelgrootte van 0,5-15 μπι. Door een dergelijk mengsel te gebruiken kan scheurvorming in het gesinterde produkt worden voorkomen. Door de vermenging met een thermoplastisch polymeer wordt verhinderd, dat het relatief fijne, chemisch geprecipiteerde goudpoeder en het grovere, bijvoorbeeld door verstuiving van de smelt met behulp van een gasstraal gevormde, legeringspoeder ontmengen.

Een zeer bijzondere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat men het dentaal metaal poeder op het model aanbrengt nadat eerst een dunne hechtlaag op het model is aangebracht, welke hechtlaag een mengsel van een dentaal metaal en een glasachtig of keramisch materiaal omvat.

Daarbij heeft het volgens de uitvinding de voorkeur, dat men als hechtlaag een mengsel gebruikt dat voor 10-90 gew.%, bij voorkeur 20-80 gew.% bestaat uit een dentaal metaal poeder en voor 10-90 gew.%, bij voorkeur 20-80 gew.% bestaat uit een poeder van glasachtig of keramisch materiaal.

Bij het glasachtige of keramische materiaal zal het bij voorkeur gaan om een hoogsmeltend porselein. Alle in de tandtechniek bekende porseleinsoorten zijn hiervoor geschikt.

Het poeder van glasachtig of keramisch materiaal en het dentaal metaal poeder hebben bij voorkeur een deeltjesgrootte van ten hoogste 10 pm, bij voorkeur ten hoogste 5 μιη.

Het mengsel wordt bij voorkeur in een vloeibare toestand, verkregen door een mengsel van het dentaal metaal poeder en het poeder van glasachtig of keramisch materiaal te mengen met een vloeibare drager, zoals polyethyleenglycol, op het model aangebracht.

De hechtlaag zal liefst een dikte van ten hoogste 50 μπι, bij voorkeur ten hoogste 30 pm bezitten.

Nadat de hechtlaag is aangebracht, wordt de temperatuur van het model met de daarop aangebrachte hechtlaag verhoogd tot op een temperatuur waarbij de vloeibare drager verdwijnt en vervolgens verder verhoogd tot op een sintertemperatuur, bijvoorbeeld een temperatuur van 900-1300 °C.

Na het aanbrengen van het poedermengsel van dentaal metaal en thermoplastisch polymeer materiaal op het gesinterde samenstel van het model en de daarop aangebrachte dunne hechtlaag, wordt de temperatuur eerst verhoogd tot ongeveer 50-100 °C teneinde het thermoplastische polymere materiaal door capillairwerking in de poriën van het model te zuigen, wordt vervolgens de temperatuur verhoogd tot ongeveer 150-500 °C om het thermoplastische polymere materiaal door verbranding te doen verdwijnen, en wordt daarna de temperatuur verder verhoogd tot op een sintertemperatuur van bijvoorbeeld 900-1300 °C.

Een bijzondere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is, dat een sinterbewerking wordt uitgevoerd in een oven, waarin het te sinteren voorwerp geplaatst is op een bodem van grafiet terwijl het van de omringende atmosfeer is afgesloten door een stolp van kwartsglas. Hierdoor kan oxidatie van het metaalpoeder worden vermeden, terwijl de restauratie tijdens de verwerking toch zoveel mogelijk zichtbaar blijft. Tevens wordt aldus de omgeving van de oven minder door grafietstof vervuild.

De uitvinding strekt zich verder uiteraard ook uit tot een werkwijze voor het vervaardigen van een tandheelkundige restauratie, zoals een kroon of een brug, waarbij men een in essentie uit een dentaal metaal bestaande substruktuur, vervaardigd onder toepassing van de bovenstaand beschreven werkwijze volgens de uitvinding, op een op zichzelf bekende wijze voorziet van een opgebakken bekleding van dentaal keramiek.

De hier beschreven uitvinding houdt, kort samengevat, in dat voor het sinterprocédé een metaalpoeder wordt gebruikt, dat bestaat uit een gebruikelijke tandheelkundige legering met een aangepaste korrelverdeling, die wordt gemengd met een thermoplastische binder, zoals bijvoorbeeld hoogsmeltende was. Als ondergrond wordt een speciale fijnkorrelige en poreuze vuurvaste massa toegepast. Bij het verhitten van de restauratie wordt de was bij een temperatuur van bijvoorbeeld 80-100°C vloeibaar en dringt in de poreuze ondergrond door ten gevolge van de capillairwerking van de fijne poreuze vuurvaste massa. Door het verdwijnen van de was uit de restauratie in de vuurvaste ondergrond wordt het fijne metaalpoeder sterk verdicht en ontstaat er een vrijwel perfect dichte korrelpakking, die met andere methodes zoals riffelen en deppen slechts met moeite is te bereiken. Na het verder uitbranden van de was wordt de restauratie onder een stolp geplaatst die bestaat uit laagexpansie kwartsglas (1) met een grafietplaat (2) als bodem (zie figuur 1). De grafietbodem is ingelegd in een schaal van vuurvast materiaal (3) om grafietverontreiniging in de oven te voorkomen. Omdat het grafiet praktisch geen kontakt heeft met de buitenatmosfeer, brandt deze bodemplaat slechts langzaam weg. De glasstolp dient nauw aan te sluiten tegen de grafietplaat teneinde het binnendringen van luchtzuurstof te voorkomen. Oxidatie van de legering leidt tot een bros produkt met een lage sinterdichtheid.

Voor het metaalpoeder worden bij voorkeur poeders uit dentaallegeringen gebruikt, waarbij de buitenkant van de poederkorrels voorzien is van een of meerdere dichte metaal-lagen van een legering of een metaal met een lage oxidatie-neiging en met een lager smeltpunt dan de legering of het metaal van het poeder zelf zoals beschreven in de oudere Nederlandse octrooiaanvrage 90.00189 van aanvraagster, waarvan de inhoud hierin door verwijzing is opgenomen.

In het procédé kunnen alle tandheelkundige legeringen worden toegepast die in de loop van de laatste decennia voor de porselein-metaal techniek zijn ontwikkeld. Deze legeringen hebben zich in klinische omstandigheden bewezen en zijn qua compositie en biologische eigenschappen goed gedocumenteerd.

De middels galvanotechniek of kathode sputtertechniek aangebrachte lagen bestaan bij voorkeur uit goud of palladium, of uit een mengsel van beiden. Ook andere niet-oxiderende elementen zijn toepasbaar zolang hun smeltpunt ligt beneden dat van de te bedekken legering.

Door de aangebrachte dichte laag of lagen valt de noodzaak van sinteren onder hoogvacuum weg en kan met behulp van een normale porseleinoven worden gesinterd, hetgeen een belangrijk economisch voordeel geeft boven de toepassing van speciale apparatuur. Verder is het dankzij de in aanvraagsters Nederlandse octrooiaanvrage 90.00189 beschreven uitvinding mogelijk om legeringen of metalen te gebruiken die zich moeilijk of helemaal niet laten gieten. Het poeder moet een pakkingsdichtheid hebben van bij voorkeur ca. 75% teneinde tijdens het verdere verloop van het proces de mogelijkheid te geven voor voldoende capillaire vloei van een thermoplastische binder door het poeder. Een te lage korrelpakking leidt tot een minder dicht produkt, terwijl een hogere korrelpakking of een te fijne korrelgrootte een te geringe mobiliteit van de thermoplastische binder veroorzaakt.

Het metaalpoeder wordt aangemengd met 1-25 gew.% van een hoogsmeltende was, bijvoorbeeld met 4 a 5% was. Hiertoe wordt het poedermetaal in een bekerglas te zamen met de ingewogen hoeveelheid was verwarmd totdat de was smelt en het mengsel geroerd tot de was homogeen door het metaal is verdeeld. Dit mengsel laat zich op het poreuze, fijnkorrelige vuurvaste model aanbrengen, zoals dat nu geschiedt met het modelleren van een wasmodel op een gipsmodel door een tandtechnicus. Een bij voorkeur elektrisch verwarmd wasmes met een temperatuur van bijvoorbeeld circa 150°C wordt gebruikt om het metaal/was mengsel aan te brengen en glad te strijken. Na het modelleren kan het metaal/was model worden gepolijst tot de buitenkant glad is. Het is mogelijk om te allen tijde veranderingen aan te brengen indien dit bij een kontrole van het model achteraf noodzakelijk mocht blijken te zijn. Dan wordt het model bijvoorbeeld onder een aan de onderzijde geopende ovenkamer die is voorverwarmd op 450°C geplaatst. Bij het stijgen van de temperatuur van het model wordt de viscositeit van de was voldoende laag, waardoor capillaire vloei mogelijk is. Door de hoge porositeit en de fijne korrelgrootte van de onderliggende vuurvaste modelmassa vloeit de was uit het metaalpoeder in de vuurvaste massa door capillaire aantrekking. Hierdoor wordt een capillaire attractie tussen de metaalkorrrels bereikt door het in één richting (loodrecht op het vuurvaste oppervlak) wegtrekken van de binder. Figuur 2 laat zien hoe de was uit het metaalpoeder (1) in het vuurvaste model (4) trekt vanuit de was/metaal zone (2) tot in een impregnatie zone (3).

Voorbeeld

Een vuurvast model werd gefabriceerd volgens standaard laboratoriummethodes. Allereerst werd een duplikatievorm van additie uithardende silikonenmassa gemaakt. De duplikatievorm werd dan met een oppervlakte ontspannend middel behandeld en het te veel weggeblazen. De duplikaatstomp werd vervolgens uitgegoten in een met colloïdaal silica aangemengde modelmassa die bestond uit kwarts, gebonden met 15% magnesiumoxide en 15% biammoniumfosfaat. De korrelgrootteverdeling van de vuurvaste massa werd bepaald door de verhouding van de toegevoegde zeeffracties. Hierdoor kon een gewenste hoge porositeit van de vuurvaste massa worden bereikt.

Allereerst werd 20 gram vuurvaste modelmassa met 4 ml aanmengvloeistof (20% colloidaal silica) aangemengd gedurende 30 seconden onder vacuum. De aangemengde inbedmassa werd met vibratie in de duplikaatvorm gegoten. Na 30 minuten werd het model met behulp van geperste lucht uit de vorm verwijderd. Op het model werd overal, waar later metaal aangebracht moest worden, een dunne hechtlaag aangebracht van een bonding agent, bestaande uit een mengsel van hoogsmeltend porselein en een fijn metaalpoeder. Het hoogsmeltende porselein had de volgende formulering: 65% S1O2, 16% AI2O3, 12% K2O, 6% Na20 en 1% CaO.

Na samensmelten van de componenten bij 1600°C gedurende 4 uur in een platinakroes, werd het porselein uitgegoten in water. Vervolgens werd het in een attritor-maalapparaat gemalen tot een fijnheid van minder dan 1 μπι. Het metaalpoeder kon uit een fijnkorrelig legeringspoeder met een korrelgrootte kleiner dan 10 μπι of uit een edelmetaal poeder, bereid door chemische precipitatie uit een oplossing, met een korrelgrootte van bij voorkeur kleiner dan 5 μπι bestaan. Zeer geschikt was een 60:40 mengsel (op gewichtsbasis) van chemisch geprecipiteerd goud en palladium. Het porselein werd in een volumeverhouding van 1:1 met een dergelijk metaalpoeder gemengd. Het mengsel werd met polyethyleenglycol tot een crèmige substantie aangemengd en in een dunne laag op het model aangebracht. Vervolgens werd onder een geopende ovenkamer, die op 700°C was voorverwarmd, 10 min. voorgedroogd en daarna 2 min. bij 1100°C gebakken.

Er werd een legeringspoeder geselecteerd met een korrelgrootte van maximaal 45 μπι en een mediane korrelgrootte van 27 μπι. De samenstelling van de legering was 53,5% palladium, 37,5% zilver, 8,5% tin en 0,5% indium. Deze legering werd gemengd met een chemisch geprecipiteerd, kogelvormig goudpoeder met een gemiddelde korrelgrootte van 10 μπι. De pakkingsdichtheid was 75%.

Het poeder werd gemengd met 3,5% ACRAWAX B (een handels-produkt van Glyco Chemicals, Ine., USA, dat een reactieprodukt is van stearinezuur en monoethanolamine met een smeltpunt tussen 83 en 8 6°C en een vlampunt aan de lucht van 235°C; dit thermoplastische polymeer vormt een gel met kerosine). Het poeder werd met een warm wasmes geroerd tot de was homogeen over het metaalpoeder verdeeld was. Vervolgens werd het poeder met een electrisch wasinstrument (ingesteld op 150°C) op het vuurvaste model aangebracht. De kroon werd volledig gemodelleerd en de vorm in een artikulator gecontroleerd. De gereed zijnde gemodelleerde kroon bleef tijdens het gehele sinterproces op de stomp. Om de was te verdampen werd de restauratie op een grafietbodem onder een geopende ovenkamer geplaatst die voorverwarmd was op 450°C (er heerste dan op de tafel een temperatuur van 75°C) tot er een kleurverandering van het poeder optrad en de modellatie "glad" trok aan het oppervlak. Op dit moment trok de was in het vuurvaste model.

De temperatuur van de oven werd daarna verhoogd naar 1000°C (dit kwam overeen met een temperatuur op de tafel van 360°C) . Bij een oventemperatuur van 700°C werden rookwolkjes zichtbaar. Bij het oplopen van de temperatuur naar 1000°C werd de rookontwikkeling steeds heviger, totdat deze na circa 5 minuten vrijwel volledig ophield. Daarna werd nog 15 a 25 minuten gewacht en werd een kwartsglasstolp over de grafiet bodemplaat geplaatst. Het poeder werd gedurende 15 minuten bij 1130°C gesinterd onder vacuum. De oven werd na afloop van de sintertijd geopend en de restauratie onder de kwartsglasstolp afgekoeld.

Op deze wijze werden een vijftal teststaafjes gesinterd van 2 x 6 x 14 mm en onderworpen aan een driepuntsbuigproef (oplegafstand 10 mm). Hierbij werd een duidelijke plastische vervorming geconstateerd voordat de staafjes braken bij een buigsterkte van 700 MPa (Standaard Deviatie = 120 MPa).

Claims (28)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een substruktuur voor een tandheelkundige restauratie, zoals een kroon of een brug, welke tandheelkundige restauratie een substruktuur van een in essentie dentaal metaal en een opgebakken bekleding van een in essentie dentaal keramiek omvat, waarbij een materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, in de vorm van de te vervaardigen tandheelkundige restauratie op een vuurvast model wordt aangebracht en het verkregen samenstel wordt verhit op een voldoend hoge temperatuur om het dentaal metaal poeder te sinteren tot een massieve metaalmassa, met het kenmerk, dat men als materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, een mengsel van het dentaal metaal poeder en een thermoplastisch polymeer materiaal met een smeltpunt boven 50°C gebruikt, men dit poeder met behulp van een verwarmd instrument, zoals een verwarmd strijkmes, op een model van een poreus vuurvast materiaal aanbrengt en in de gewenste vorm brengt, men het aldus verkregen samenstel verwarmt tot op een temperatuur waarbij het thermoplastische polymere materiaal vloeibaar wordt en vanuit de bekleding in het model wordt gezogen, men vervolgens de temperatuur van het samenstel verhoogt tot op een temperatuur waarbij het thermoplastische polymere materiaal verdwijnt, en men daarna de temperatuur verder verhoogt tot op een sintertemperatuur.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men als materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, een mengsel gebruikt dat voor 75-99 gew.% uit het dentaal metaal en voor 1-25 gew.% uit een thermoplastisch polymeer materiaal met een smeltpunt boven 50°C bestaat.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men als materiaal, dat een dentaal metaal poeder omvat, een mengsel gebruikt dat voor 85-97 gew.% uit het dentaal metaal en voor 3-15 gew.% uit een thermoplastisch polymeer materiaal met een smeltpunt boven 50°C bestaat.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men als het thermoplastische polymere materiaal een was met een smeltpunt boven 60°C toepast.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men een dentaal metaal poeder toepast met een deeltjesgrootte van ten hoogste 100 μπι, bij voorkeur ten hoogste 75 μιη.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat men een dentaal metaal poeder toepast met een mediane deeltjesgrootte van 5-50 μπι, bij voorkeur 10-35 μπι.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men een dentaal metaal poeder toepast dat een in essentie uit een dentaal metaal bestaande kern omvat, welke kern bekleed is met een of meer in essentie uit metaal bestaande lagen, die het dentaal metaal van de kern tijdens sinteren beschermen tegen oxidatie en/of de temperatuur, waarbij sintering van het poeder optreedt, verlagen.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één laag omvat uit öf (a) een metaal met een lager smeltpunt dan het dentaal metaal van de kern, öf (b) een metaal dat met het dentaal metaal van de kern of met een metaal uit een aangrenzende bekledingslaag kan reageren onder vorming van een materiaal met een lager smeltpunt dan het dentaal metaal van de kern.

9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één laag uit een edelmetaal of uit een niet-oxiderende edelmetaallegering omvat.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één laag uit goud, palladium, platina, iridium, rhodium, of ruthenium omvat.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één aan de binnenzijde gelegen laag uit koper, nikkel, indium, tin, gallium, of zink, alsmede ten minste één aan de buitenzijde gelegen laag uit goud, palladium, platina, iridium, rhodium, of ruthenium omvat.

12. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de uit een of meerdere metaallagen bestaande bekleding van de uit dentaal metaal bestaande kern ten minste één aan de binnenzijde gelegen laag uit palladium, alsmede ten minste één aan de buitenzijde gelegen laag uit goud omvat.

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 7-12, met het kenmerk, dat het dentaal metaal van de kern bestaat uit een platina-goud dentaal legering, een palladium-goud dentaal legering, een hoog-palladium dentaal legering, een zilver-palladium dentaal legering, of uit titaan metaal.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de kern bestaat uit een platina-goud dentaal legering, een palladium-goud dentaal legering, een hoog-palladium dentaal legering, of een zilver-palladium dentaal legering, welke kern achtereenvolgens bekleed is met een laag uit palladium en een laag uit goud.

15. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de kern bestaat uit titaan metaal en de kern achtereenvolgens bekleed is met een laag uit koper of nikkel, een laag uit palladium en eventueel een laag uit goud.

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 7-15, met het kenmerk, dat de uit een of meer lagen bestaande bekleding van de kern 1-50 vol.%, bij voorkeur 5-25 vol.% van het poeder uitmaakt.

17. Werkwijze volgens een van de conclusies 7-15, met het kenmerk, dat de uit een of meer lagen bestaande bekleding van de kern een dikte heeft van 1-75 μπι, bij voorkeur 5-65 |im.

18. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men een dentaal poeder toepast dat een mengsel is van een poedervormige dentaallegering met een gemiddelde deeltjesgrootte van 5-50 μπι en 1-15 gew.% chemisch geprecipiteerd, kogelvormig goudpoeder met een korrelgrootte van 0,5-15 Mm.

19. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat men het dentaal metaal poeder op het model aanbrengt nadat eerst een dunne hechtlaag op het model is aangebracht, welke hechtlaag een mengsel van een dentaal metaal en een glasachtig of keramisch materiaal omvat.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat men als hechtlaag een mengsel gebruikt dat voor 10-90 gew.%, bij voorkeur 20-80 gew.% bestaat uit een dentaal metaal poeder en voor 10-90 gew.%, bij voorkeur 20-80 gew.% bestaat uit een poeder van glasachtig of keramisch materiaal.

21. Werkwijze volgens conclusie 19 of 20, met het kenmerk, dat het glasachtige of keramische materiaal bestaat uit een hoogsmeltend porselein.

22. Werkwijze volgens een van de conclusies 19-21, met het kenmerk, dat het poeder van glasachtig of keramisch materiaal en het dentaal metaal poeder een deeltjesgrootte hebben van ten hoogste 10 Mm, bij voorkeur ten hoogste 5 m111·

23. Werkwijze volgens een van de conclusies 19-22, met het kenmerk, dat het mengsel in een vloeibare toestand, verkregen door een mengsel van het dentaal metaal poeder en het poeder van glasachtig of keramisch materiaal te mengen met een vloeibare drager, zoals polyethyleenglycol, op het model wordt aangebracht.

24. Werkwijze volgens een van de conclusies 19-23, met het kenmerk, dat de hechtlaag een dikte heeft van ten hoogste 50 m111' bij voorkeur ten hoogste 30 M1^·

25. Werkwijze volgens een van de conclusies 19-24, met het kenmerk, dat de temperatuur van het model met de daarop aangebrachte hechtlaag wordt verhoogd tot op een temperatuur waarbij de vloeibare drager verdwijnt en vervolgens verder wordt verhoogd tot op een sintertemperatuur, bijvoorbeeld een temperatuur van 900-1300 °C.

26. Werkwijze volgens een van de conclusies 19-25, met het kenmerk, dat men na het aanbrengen van het poedermengsel van dentaal metaal en thermoplastisch polymeer materiaal op het gesinterde samenstel van het model en de daarop aangebrachte dunne hechtlaag, de temperatuur eerst verhoogt tot ongeveer 50-100 °C teneinde het thermoplastische polymere materiaal door capillairwerking in de poriën van het model te zuigen, vervolgens de temperatuur verhoogt tot ongeveer 150-500 °C om het thermoplastische polymere materiaal door verbranding te doen verdwijnen, en daarna de temperatuur verder verhoogt tot op een sintertemperatuur van bijvoorbeeld 900-1300 °C.

27. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een sinterbewerking wordt uitgevoerd in een oven, waarin het te sinteren voorwerp geplaatst is op een bodem van grafiet terwijl het van de omringende atmosfeer is afgesloten door een stolp van kwartsglas.

28. Werkwijze voor het vervaardigen van een tandheelkundige restauratie, zoals een kroon of een brug, welke tandheelkundige restauratie een substruktuur van een in essentie dentaal metaal en een opgebakken bekleding van een in essentie dentaal keramiek omvat, met het kenmerk, dat men een in essentie uit een dentaal metaal bestaande substruktuur, vervaardigd onder toepassing van de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, op een op zichzelf bekende wijze voorziet van een opgebakken bekleding van dentaal keramiek.