NO146523B - Pulverformig tannfyllingsmateriale inneholdende indium og legeringer av soelv - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår et pulverformig tannfyllingsmateriale egnet til å forenes med kvikksølv i et vektforhold mellom kvikksølv og tannfyllingsmateriale fra 0,5:1 til 1:1 under dannelse av et tannfyllingsamalgam, hvilket tannfyllingsmateriale bl.a. inneholder indium, sølv og tinn.

Kommersielle tannfyllingslegeringer leveres i alminnelighet i pulverform eller i løst komprimerte tabeletter av legeringspulver-materiale. Pulver- eller tabelettformen forenes med kvikksølv (tritureringsmetoden) under dannelse av det amalgam som skal anvendes ved plomberingen. I alminnelighet blir bare tilstrekkelig kvikksølv anvendt til å gi den ønskede plastisitet, slik at amalgamet kan pakkes eller presses inn i det hull som skal fylles. Amalgamets plastisitet avhenger av flere faktorer, herunder legeringens sammensetning, pulverets partikkelstørrelse og tritureringsmåten (anvendt tid og energi). For de fleste kommersielle legeringer for ovennevnte formål er vektforholdet mellom kvikksølv og legering som tritureres, hensiktsmessig innen området 1:1 til 1,6:1.

Som kjent vil amalgamets mekaniske egenskaper bli dårligere når restinnholdet av kvikksølv øker. Mahler og Van Eysden har i Journal of Dental Research, 1969, bind 48, nr. 4, s. 501, vist at egenskapene dynamisk siging, statisk siging, ADA-flyting, trykkstyrke etter henholdsvis 1 time og 7 døgn såvel som strekk-styrke etter 7 døgn for amalgamet alle er vesentlig dårligere når restinnholdet av kvikksølv i amalgamet øker fra 48% til 53%. Videre har Mateer og Reitz, jfr. Journal of Dental Research,

bind 49, nr. 2, s. 399, vist at hovedmekanismen ved amalgamkorro-sjon er en nedbrytning av tinn-kvikksølv-fasen (gamma-2), idet dannelsen av denne fase øker i amalgamet ved nærvær av et over-skudd av flytende kvikksølv under tritureringen, som vist av Gaylor i Journal of the British Dental Association, 1936, bind 60, side 11. Disse forskjellige undersøkelser viser klart at for å

oppnå best mulig resultat bør man bruke den minste effektive mengde av kvikksølv til triturering ved utvikling av den ønskede plastisitet. På den annen side er det også nødvendig at det anvendes tilstrekkelig kvikksølv til å gi den ønskede plastisitet; fullstendig utelatelse av kvikksølv, jfr. Baum, US-Patent nr. 3 495 972,sees å være uheldig, fordi dette resulterer i en forlenget herdetid.

Tilsetning av en rekke metaller, herunder indium, til amalgam for tannfylling er tidligere kjent, se f.eks. US-Patent nr. 1 959 668, nr. 1 963 085, nr. 3 554 738 og nr. 3 672 112.

Men alle disse patenter lærer enten legering av indiumet med sølv-tinn-legeringen eller forening av indium med kvikksølv før amalgameringen av sølv-tinn-legeringen. Ingen av patentene an-

gir forening av ulegert indiumpulver med sølv-tinn-legeringen

før amalgameringen. Selv ikke oppfinnerens eget US-Patent nr.

3 305 356, som angir at indium kan legeres med sølv og andre metaller for fremstilling av tannfyllingslegeringer, angir tilsetning av ulegert indiumpulver til sølv-tinn-legeringen.

Det ble nå oppdaget at tilsetning av partikler av ulegert indium til sølv-tinn-legering før amalgamering reduserer den skadelige gamma-2-fase i betydelig grad og muliggjør triturering med mindre kvikksølv enn kjent fra teknikkens stand, hvorved det oppnås et mekanisk sterkere tannfyllingsamalgam.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes et pulverformig tannfyllingsmateriale som i ve-3entlig grad reduserer den mengde kvikk-sølv som er påkrevet for amalgameringen og derfor reduserer restinnholdet av kvikksølv i amalgamet. Således ble det funnet at når ulegert indiumpulver innblandes i pulveret av tannfyllingslegering for fremstilling av et pulverformig tannfyllingsmateriale og amalgamet dannes, så kan vektforholdet mellom kvikksølv og tannfyllingsmateriale nedsettes til omkring halvparten av det som er nødvendig for de fleste kommersielle tannfyllingslegeringer.

Oppfinnelsen angår et pulverformig tannfyllingsmateriale egnet til å forenes med kvikksølv i et vektforhold mellom kvikk-sølv og tannfyllingsmateriale fra 0,5:1 til 1:1, fortrinnsvis fra 0,5:1 til 0,75:1, under dannelse av et tannfyllingsamalgam, hvilket pulvermateriale inneholder indium og fra 70 til 99,5 vekt% av en legering, hvilken legering er en amalgamerbar pulverformig legering av ca. 75 vekt% sølv og ca. 25 vekt% tinn, hvor opp til 8 vekt% av

I

sølv-tinn-legeringen kan være erstattet med opptil 6 vekt% kobber og opptil 2 vekt% sink, og hvor fra 5 til 50 vekt% av den amalgamerbare legering eventuelt er erstattet med adskilte partikler av en hovedsakelig ikke-amalgamerbar legering som inneholder minst 50 vekt% sølv, og som er av vesentlig annen kjemisk sammensetning enn den amalgamerbare legering og foreligger som en dispersjonsfase i en etterpå dannet amalgam-matriks, karakterisert ved at tannfyllingsmaterialet inneholder indium i en mengde mellom 0,5 og 30 vekt% som ulegert indiumpulver .

Oppfinnelsen medfører flere fordeler. Foruten at den nødvendige mengde av kvikksølv for tritureringen reduseres,

ble det funnet at den skadelige gamma-2-fase i vesentlig grad reduseres eller praktisk talt elimineres, avhengig av de mengder indium og kvikksølv som anvendes. Reduksjonen i mengden av kvikksølv med den resulterende nedsettelse eller eliminering av gamma-2-fasen gjenspeiles i de vesentlig større trykkstyrker som kan oppnås for de dannede amalgamer.

De ovenfor nevnte forbedrede amalgamegenskaper oppnås når indium inkorporeres i amalgamet som en pulverformig tilsetning til tannfyllingslegerings-pulvere av kommersiell type, hvorved det dannes et pulvermateriale, som amalgameres med kvikk-sølv på i og for seg kjent måte. Indiumet kan inneholde ytter-ligere elementer eller forurensninger, forutsatt at disse ikke i vesentlig grad nedsetter den høye affinitet for amalgamering som er karakteristisk for indium, og som er en vesentlig forut-setning for oppfinnelsen.

Foretrukne utførelsesformer av det pulverformige tannfyllingsmateriale ifølge oppfinnelsen er angitt i krav 2 og 3.

Indiumpulveret bør ha en slik partikkelstørrelse at det reagerer lett og oppløses i kvikksølvet under tritureringen før vesentlig amalgamering av de andre bestanddelene i pulverblandingen finner sted. Den nedsatte amalgamerings-affinitet og -hastighet for de andre bestanddelene i pulverblandingen resulterer i at amalgamet utvikler en høyere begynnelsesplasti-sitet ved lavere kvikksølvinnhold. Den optimale partikkel-størrelse for indiurapulveret vil avhenge av energitilførselen under tritureringen, og en partikkelstørrelse under ca. -200

mesh er blitt funnet å være passende i de fleste tilfeller.

Det pulveriserte indium kan fremstilles ut fra barrer av metallet under anvendelse av hvilken som helst kjent atomiseringsmetode.

Det er et vesentlig trekk ved den foreliggende oppfinnelse at pulverblandingen dannes før tilsetningen av kvikksølvet for amalgamering, da de forbedrede egenskaper og gunstige virkninger av de deretter dannede amalgamer kan oppnåes bare hvis indium tilblandes som en pulverformig bestanddel i det pulverformige tannfyllingsmateriale. Det ble funnet at små eller ingen gunstige virkninger bibringes amalgamet hvis indiumet til-føres som en legeringskomponent i en av de anvendte pulverformige legeringer eller i kvikksølvet før tritureringen. Grunnen til dette er ikke.fullstendig klarlagt, men det er sannsynlig

at det i førstnevnte tilfelle frigis utilstrekkelig indium under tritureringen til at amalgamet får tilstrekkelig plastisitet når kvikksølvmengden er relativt liten, og i sistnevnte tilfelle oppnås utilstrekkelig amalgamering (selv når tritureringen pågår i lengre tid) p.g.a. den lave reaktivitet hos indium-kvikksølv-amalgamet.

Det ble funnet at det foreligger en optimal mengde indium som kan inkorporeres i det pulverformige tannfyllingsmateriale, idet de gunstige virkninger som oppnås for det deretter dannede amalgam, avtar når indiummengden er under eller over denne optimale mengde. Den optimale indiummengde kan variere fra 5%

til 15% på vektbasis, avhengig av legeringens sammensetning, partikkelstørrelse og -fordeling og energitilførselen under tritureringen, og er fortrinnsvis av størrelsesorden ca. 10 vekt-%. Amalgamets herdehastighet, målt ved trykkstyrken etter 1 time, avtar i alminnelighet med økende indiuminnhold; dette kan imidler-tid i noen grad motvirkes ved anvendelse av finere partikkelstør-relser for pulverblandingen, hvorved amalgameringshastigheten øker. Denne nedsettelse i herdehastighet med økende indiuminnhold indikerer også nødvendigheten av å tilsette kvikksølv i amalgamet i følge oppfinnelsen. Hvis det ikke anvendes noe kvikksølv, vil herdetiden øke til flere døgn eller mer.

De gunstige virkninger og forbedrede amalgamegenskaper

som oppnås ved tilblanding av indiumpulver, er mest slående med amalgam-fyllmaterialer av dispersjonstypen, som eksempelvis

beskrevet i US-Patent nr. 3 30 5 3 56. Det ble funnet at når indiumet og dispersjonsfasen er innenfor visse snevre konsen-trasjonsgrenser i det pulverformige tannfyllingsmateriale, oppnås en eksepsjonelt høy trykkstyrke sammen med en moderat til høy herdehastighet for amalgamet under anvendelse av det foreslåtte lave forhold mellom kvikksølv og pulverblanding for triturering. I henhold til et foretrukket trekk ved oppfinnelsen tilveiebringes således et indiumholdig pulverformig tannfyllingsmateriale av dispersjonstypen, hvor det pulverformige tannfyllingsmateriale består av: (a) 45-50 vekt%, fortrinnsvis 48 vekt%, av en amalgamerbar legering inneholdende ca. 75 vekt% sølv og 2 5 vekt% tinn, hvor den amalgamerbare legering har opp til 8 vekt% av sølv-tinn-legeringen erstattet med opp til 6 vekt% kobber og opp til 2 vekt% sink,

(b) 40-45 vekt%, fortrinnsvis 42 vekt%, av dispergerte partikler av en ikke-amalgamerbar legering inneholdende minst 50 vekt% sølv, og (c) 8-12 vekt%, fortrinnsvis 10 vekt%, indium. Den amalgamerbare legering, dispersjonsfase-legeringen og indiumet tilsettes som pulvere, for hvilke partikkelstørrelsene er mindre enn 325 mesh, og blandes grundig under dannelse av et pulverformig tannfyllingsmateriale. Dispersjonsfase-legeringen, som har en vesentlig annen kjemisk sammensetning enn den amalgamerbare legering, er fortrinnsvis en sølv-kobber-legering hvor kobberet foreligger i en mengde på ca. 28

vekt%.

De følgende eksempler gis for å illustrere oppfinnelsen. Pulverblandingene ble fremstilt ved at hovedsakelig rent indiumpulver med en partikkelstørrelse på ca. -325 mesh ble blandet med kommersielle legeringspulvere, og blandingen ble deretter amalgamert med kvikksølv på i og for seg kjent måte.

EKSEMPEL I

Dette eksempel ble utført for å bestemme variasjonen i mengden av gamma-2-fase i det dannede amalgam når indium- og kvikksølvinnholdet varieres. En pulverformig sølv-tinn-basert legering av konvensjonell type ble anvendt ved fremstillingen av prøvene av pulverblandingen. Dette legeringspulver ble anvendt alene i prøver uten indium og ble blandet med indiumpulver før tritureringen for prøver inneholdende indium. Amalgamene ble fremstilt ved triturering av pulverblandings-prøvene i 20 sekunder under anvendelse av en lavenergi-amalgamator, idet amalgamet ble kondensert ved ca. 700 kg/cm 2 og eldnet i 5 døgn ved romtemperatur.

Analysene av amalgamprøvene ble utført ved hjelp av røntgen diffraksjons-teknikk (kobber-Ka-stråling, nikkelfilter).

De relative mengder av gamma-2-fase ble bestemt på basis av de karakteristiske refleksjoner tilsvarende (10.1)- og (00.1)-pla-nene i den tettpakkede heksagonale krystallstruktur for gamma-2. Det amalgam som ikke inneholdt indium og som var triturert under anvendelse av et vektforhold mellom kvikksølv og pulverblanding på 1,6:1, oppviste den største mengde av gamma-2-fase. Intensi-teten av gamma-2-refleksjonen for dette amalgam ble vilkårlig gitt en verdi på 100 og ble tatt som den standard ved undersøkelsen av de øvrige amalgamprøver.

Ovenstående data viser at mengden av gamma-2-fase i

høy grad er avhengig av mengden av kvikksølv som anvendes ved amalgameringen, og denne fase kan i vesentlig grad reduseres eller praktisk talt elimineres ved passende tilsetning av indium, som muliggjør tilsvarende nedsettelser i mengden av kvikksølv som er påkrevet for tilfredsstillende amalgamering.

EKSEMPEL II

Dette eksempel ble utført for å bestemme variasjonen i amalgamets trykkstyrke etter 24 timer når mengden av indium i pulverblandingen ble variert. En sølv-tinn-basert pulverformig legering av konvensjonell, type ble blandet med 0%- 20% indiumpulver for fremstilling av pulverblandingene. Amalgamene ble fremstilt ved triturering av pulverblandingsprøvene i 20 sekunder under anvendelse av en lavenergi-amalgamator, idet amalgamene ble kondensert ved ca. 700 kg/cm 2 og eldnet i 24 timer ved romtemperatur.

Ovenstående data viser at trykkstyrken til amalgamer

av konvensjonell type økes med opp til 30% ved tilsetningen av indium og den tilsvarende nedsettelse av kvikksølvmengden. Maksi-mal styrke oppnås ved et indiuminnhold på ca. 10 vekt-% i pulverblandingen for den spesielle legeringstype og fremstillingsmåte som anvendes i ovenstående eksempel.

EKSEMPEL III

Dette eksempel ble utført for å bestemme og sammenligne virkningen av indium på trykkstyrken etter 24 timer av amalgamer fremstilt ved blanding av et av to forskjellige kommersielle, sølv-tinn-baserte legeringspulvere (betegnet A og B) med indiumpulver ved fremstilling av pulverblandingene. Amalgamene ble fremstilt ved triturering av pulverblandingsprøvene i 20 sekunder under anvendelse av en lavenergi-amalgamator, idet amalgamet ble kondensert ved ca. 700 kg/cm 2 og eldnet i 24 timer ved romtemperatur. Vektforholdet mellom kvikksølv og pulverblanding var 1:1 for alle prøver i dette forsøk, og alle prøvene viste betydelig rest-kvikksølv etter kondensering.

Ovenstående data viser at den optimale indiumkonsentra-sjon for trykkstyrke avhenger av det spesifikke sølv-tinn-legeringspulver som anvendes i pulverblandingen. Ved bruk av det kommersielle legeringspulver A er det optimale indiuminnhold ca.

10 vekt-%, mens trykkstyrken for B fremdeles er stigende ved

20 vekt-% indium. Forskjellen kan skyldes forskjeller i sammen-setningen og/eller partikkelstørrelse og fordeling mellom de to kommersielle legeringspulvere.

EKSEMPEL IV

Dette eksempel ble utført for å bestemme virkningen av indiumtilsetningen på trykkstyrken etter 24 timer av amalgam-fyllmaterialer av dispersjonstypen, f.eks. det som er beskrevet i US-Patent nr. 3 305 356. Pulverblandingen ble fremstilt ved tilsetning av indiumpulver til legeringspulver av dispersjonstypen, hvilket hovedsakelig besto av et sølv-tinn-basert legeringspulver blandet med et sølv-kobber-legeringspulver av dispersjonstypen, hvilken dispersjonslegering inneholdt ca. 72 vekt-% sølv og ca. 28 vekt-% kobber. Amalgamprøvene ble fremstilt ved triturering av pulverblandingen i 10 sekunder i en høyenergi-amalgamator, idet amalgamet ble kondensert ved ca. 700 kg/cm 2 og eldnet i 24 timer ved romtemperatur.

Ovenstående data viser at trykkstyrken til et amalgam-fyllmateriale av dispersjonstypen økes med ca. 20% ved tilsetning av indium i amalgamet i de mengder som er vist, og tilsvarende avtagende mengder kvikksølv er påkrevet for amalgamering.

Det amalgam av dispersjonstypen som er påkrevet i oppfinnerens ovennevnte amerikanske patent, kan dannes av en lege-ringspulverblanding av (a) ca. 50-95 vekt-% av en amalgamerbar legering i pulverform bestående hovedsakelig av 75 vekt-% sølv og 25 vekt-% tinn, hvilken legering har opp til 8 vekt-% ..av sølv-tinn-legeringen erstattet med opp til 6 vekt-% kobber og opp til 2 vekt-% sink og (b) ca. 5-50 vekt-% særskilte partikler av hovedsakelig ikke-amalgamerbar legering inneholdende minst 50 vekt-% sølv; den hovedsakelig ikke-amalgamerbare legering har en ganske annen kjemisk sammensetning enn den amalgamerbare legering og foreligger som en dispersjonsfase i amalgam-grunn-massen i form av særskilte partikler som forblir hovedsakelig intakt i det herdede amalgam.

EKSEMPEL V

Dette eksempel ble utført for å vise variasjonen i trykkstyrke for amalgamet av dispersjonstypen når mengden av dispersjonsfase varieres ved konstant indiuminnhold. Prøvene av pulvermateriale ble fremstilt ved tilsetning av 10 vekt-% indiumpulver til et legeringspulver av dispersjonstypen, hvilket besto av et sølv-tinn-basert legeringspulver blandet med varierende mengder av et dispersjonslegeringspulver, hvilken dispersjonslegering inneholdt ca. 72 vekt-% sølv og ca. 28 vekt-% kobber

og hadde en partikkelstørrelse på -400 mesh. Amalgamprøvene ble fremstilt ved triturering av pulverblandingen i 12,5 sekunder i en høyenergi-amalgamator, idet amalgamene ble kondensert ved ca. 700 kg/cm 2 og eldnet i 1 time og 24 timer ved romtemperatur. Vektforholdet mellom kvikksølv og blanding ved tritureringen var 0,75:1 i hvert tilfelle.

Ovenstående data viser at når pulverblandingen inneholder ca. 10 vekt-% indium, er den optimale mengde dispersjonsfase-legeringspulver i pulverblandingen ca. 42 vekt-%. Sammen-lignet med amalgamet av dispersjonstypen uten noe indiuminnhold (prøve nr. 16) viser prøve nr. 20 ca. 55% økning i trykkstyrke. Videre indikerer den høye styrke etter 1 time en relativt hurtig herdning.

EKSEMPEL VI

Dette eksempel ble utført for å bestemme virkningen av nærvær av indium på de dimensjonsendringer som amalgamets herdning medfører. Det ble anvendt to legeringer av kommersiell type, (A) en konvensjonell sølv-tinn-basert legering så som den man anvendte i ovenstående eksempler I, II og III, og (B) en legering av dispersjonstypen så som den man anvendte i eksempel IV. Indiumpulver*ble blandet med hver av disse, hvorved man fikk prøver 23 og 25. Amalgamprøvene ble fremstilt ved triturering av legeringspulverne og deres respektive blandinger inneholdende indium i 10 sekunder i en høyenergi-amalgamator og kondensering ved ca. 700 kg/cm 2. Dimensjonsforandringene ble bestemt i henhold til spesifikasjonene i ADA-4.3.4.

Ovenstående data viser at inkorporering av indium i et amalgam virker til å nedsette kontraksjonen eller i noen grad å fremme utvidelse under amalgamets herdning.

Claims (3)

1. Pulverformig tannfyllingsmateriale egnet til å forenes med kvikksølv i et vektforhold mellom kvikksølv og tannfyllingsmateriale fra 0,5:1 til 1:1, fortrinnsvis fra 0,5:1 til 0,75:1, under dannelse av et tannfyllingsamalgam, hvilket pulvermateriale inneholder indium og fra 70 til 99,5 vekt% av en legering, hvilken legering er en amalgamerbar pulverformig legering av ca. 75 vekt% sølv og ca. 25 vekt% tinn, hvor opp til 8 vekt% av sølv-tinn-legeringen kan være erstattet med opptil 6 vekt% kobber og opptil 2 vekt% sink, og hvor fra 5 til 50 vekt% av den amalgamerbare legering eventuelt er erstattet med adskilte partikler av en hovedsakelig ikke-amalgamerbar legering som inneholder minst 50 vekt% sølv, og som er av en vesentlig annen kjemisk sammensetning enn den amalgamerbare legering og foreligger som en dispersjonsfase i en etterpå dannet amalgam-matriks, karakterisert ved at tannfyllingsmaterialet inneholder indium i en mengde mellom 0,5 og 30 vekt% som ulegert indiumpulver.

2. Pulverformig tannfyllingsmateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at den amalgamerbare legering utgjør 85-95 vekt% av pulvermaterialet, og at det ulegerte indiumpulver utgjør 5-15 vekt% av pulvermaterialet.

3. Pulverformig tannfyllingsmateriale ifølge krav 1, karakterisert ved at det består av: a) 45-50 vekt%, fortrinnsvis 48 vekt%, av det amalgamerbare legeringspulver, b) 40-45 vekt%, fortrinnsvis 42 vekt%, av det hovedsakelig ikke-amalgamerbare legeringspulver, og c) 8-12 vekt%, fortrinnsvis 10 vekt%, av det ulegerte indiumpulver .