NO791044L - Tannkonstruksjon og -legering. - Google Patents

Description

Tannkonstruksjon og -legering.

Foreliggende oppfinnelse vedrører tannkonstruksjoner såsom broer, kroner og lignende som består av en metallkjerne og porselen eller andre tannsimulerende materialer som som er bundet til denne, og til tannlegeringer som har god fysisk styrke, korrosjonsmotstand, bearbeidbarhet og evne til å binde seg til porselen. Tannlegeringene har en basiskost-nad som er vesentlig lavere enn gull, men er tilsvarende eller bedre enn gull for mange dentale anvendelser. Legeringene er også nyttige i dentale anvendelser som ikke krever sammenbinding med porselen eller plastmaterialer, såsom i fremstilling av dentale innlegg eller belegg.

Metallkjernen i tannkonstruksjonene er legeringer som hovedsakelig består av nikkel og krom og som på vektpro-sentbasis inneholder fra ca. 65 til 80 % nikkel, ca. 12 til 20 % krom og i tillegg, ca. 3,5 til 5,0 % silisium, ca. 3,0 til 6,0 % molybden og ca. 0,2 til 0,6 % bor. Legeringene har utmerkede fysiske egenskaper for dentale anvendelser med en smeltetemperatur i området fra ca. 1278 til 136l°C, en ekspansjonskoeffisient på fra ca. 13,6 x 10 — 6 mm/mm/ oC til ca.

14,5 x 10 ^ mm/mm/°C, god korrosjonsmotstand sammenlignet med tilsvarende støpt gull eller andre kommersielle, ikke edle tannlegeringer og god oksydasjonsmotstand. Som støpt gods, har de likeledes en strekkfasthet på minst 5600 kg/cm , en forlengelse på ca. 2,0 til 5,0 %, en Rockwelll-hardhet i området fra 90 til 100 og god binding til porselen.

Foreliggende nye legeringer erkarakterisert vedat de kan poleres bedre sammenlignet med tidligere, ikke edle, metallegeringer som inneholder de samme elementer i forskjellige mengder. Det betyr at de foreliggende nye legeringer kan poleres nesten så lett som gullegeringer, men allikevel beholdes kjente fordeler ved ikke edle, metallegeringer.

Tannarbeide såsom broer, kroner, protese, partiell protese, plomberinger, belegg og lignende har an-vendt gullegeringer i mange år. På grunn av de høye omkost-ninger, er det gjort mange forsøk på å fremstille og anvende ikke edle metallegeringer i stedet for gull. Slike ikke edle metallegeringer er illustrert f.eks. i US patent nr. 1.7.36.053,2.089.587, 2.156.757, 2.134.423, 2.162.252, 2.631.095, 3.121.629, 3-464.817 og 3.544.315. Gullegeringer har imid-"lertid mange fordeler som tannlegeringer og mange av de tidligere fremstilte ikke edle metallegeringer har vist seg å være utilfredsstillende av forskjellige grunner sammenlignet med vanlige gullegeringer.

En tannlegering er beskrevet i US patent nr. 4.038.752 som ligner på de foreliggende nye legeringer.

Det er en forskjell i at patentinnehaveren krever bruk av kopper, jern og mangan som alle kan bidra til misfarging av porselen. Videre vil man ved de øvre grenser for silisium som er nevnt få en legering som er for sprø og som ikke har den forbedrede evne til å bli polert som de foreliggende nye legeringer. I virkeligheten er det ingen beskrivelse i dette patentet som vil føre de som kjenner de foreliggende teknikker til å kunne fremstille en legering som kan poleres på tilsvarende måte som gull.

En av de problemer man møter i forsøk på å anvende ikke-edle metallegeringer for tannarbeide i stedet for gull, er at mange av disse legeringer har vært vanskelig å støpe på grunn av et for høyt smelteområde. De foreliggende legeringer har til forskjell fra tidligere anvendte legeringer, et smelteområde som passer for bruk i dentallaboratorier.

F.eks. vil legeringene smelte i området fra 1278 til 136l°C. Det smelteområdet er ønskelig siden mange' dentallaboratorier anvender brennere som benytter gass og oksygen og somiikke vil nå an temperatur som er meget over 1389°C, slik at dersom høyere-smeltende legeringer skal benyttes, kreves spesielt oppvarmingsutstyr såsom oksygen-acetylen-brennere for å bearbeide metallet. Selv om man har gjort for-søk på å benytte disse legeringer ved å modifisere støpetek-nikkene, såsom ved å forandre form, dimensjoner, og antall tilknytningspunkter ved å bruke spesielt investeringsmaterialer, eller ved å anvende spesielle etterstøpningsbehandlinger, har ikke fordelene ved hittil tilgjengelige, ikke-edle metalllegeringer vært tilstrekkelige til å føre til en generelle akseptering av disse legeringer som et foretrukket substitutt for gullegeringer i tannkonstruksjoner.

Et annet problem ved mange av de hittil kjente ikke-edle metall-tannlegeringer, er knyttet til misfargning av porselenet. I brenningsprosessen som benyttes for å smelte porselenet til metallet, diffunderer visse fargede ioner inn i porselenet, noe som frembringer uønskede farger i porselenet. Således vil f.eks. nærværet av kopper eller jern i metalllegeringer i vesentlige mengder, ha en tendens til å misfarge porselenet som er knyttet til dette. Det er også antatt, at kobolt som er tilstede i tannlegeringer, vil misfarge porselenet.

Siden ikke-edle metall-tannlegeringsmaterialer

som hittil er fremstilt for anvendelse som strukturelle materialer ofte er meget hardere enn gull, er det en annen ulempe ved at det kreves større tid og innsats for å slipe metallkjernen for nøyaktig tilpasning etter støpingen.

I tillegg til problemer som vedrører egenskapene

i tidligere, ikke-edle metallegeringer som generelle tannlegeringer, er det visse tilleggskrav i forbindelse med anvendelsen av tannlegeringer som et materiale som skal belegges med et materiale som simulerer tannemalje såsom porselen. Således må ekspansjonskoeffisienten være forenelig med porselen. Hvor denne forenelighet ikke finner sted, kan det oppstå sprekker i porselenet under brenningen og den etterfølgende avkjøling. Foretrukne forhold mellom porselen og metall er slik at ved værelsestemperatur er det en sammenpressing i porselenet eller glasslaget og en spenning i metallet. Foreliggende nye legeringer har vist seg, når de benyttes som kjerner for tannprotese, å ha høyere termiske ekspansjonskoeffisienter og de vil derfor gi høyere sammenpressing i porselenet enn tannlegeringer som er meget like både når det gjelder elementer og i sammensetningen av legeringene. "Videre må smeltetemperaturen av legeringen, selv. om den ikke bør'

være så høy at det blir vanskelig å støpe, være tilstrekkelig over brennetemperaturen for porselen slik at det ikke finner sted noen deformering av metallkjernen under brenningen.

Videre må metallegeringene knytte aeg til porselenet slik at når konstruksjonen underkastes mekaniske belastninger, ikke finner sted noe skille i grenseflaten. Et formål med den foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe en legering som kan poleres på tilsvarende måte som gull og vesentlig bedre enn tidligere, ikke-edle metallegeringer.

Det er også et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe tannkonstruksjoner såsom broer, kroner og lignende som har en metallkjerne av en ikke-edel-metallegering og et ytre belegg som simulerer tannemalje knyttet til metallegeringen hvor den nevnte, ikke-edle metalllegering er fri for de innvendinger som er nevnt ovenfor og hvor videre forholdet mellom de fysiske egenskaper i metall - kjernen og det ytre belegg er slik at de forannevnte problemer møtes. Fremstillingen av ikke-edle, metall, tannlegeringer som passer spesielt for tannkonstruksjoner, men som kan anvendes i andre dentale anvendelser er et annet formål med foppfinnelsen. Ennå et annet formål er å tilveiebringe en tannkonstruksjon som anvender en ikke-edel metalllegering som ikke bare er mindre kostbar enn gull, men som har fordeler i forhold til gull som strukturelt materiale i tannkonstruksjoner. Ennå et annet formål med oppfinnelsen er å tilvéie-bringe en tannlegering som kan anvendes uten vesentlige forandringer i de foreliggende teknikker eller utstyr.

Det er påvist at en tannkonstruksjon som består av en passende formet metallkjerne av en ikke-edel metalllegering med et porselenbelegg bundet til kjernen, kan fremstilles på en slik måte at man oppnår de mål som er nevnt foran, ved å anvende som metallkjerne, en metallegering som har en smeltetemperatur i området 1278 til 136l°C, med en ekspansjonskoeffisient på 13,6 x 10 ^ mm/mm/°C til ca.

14,5 x 10 — 6 mm/mm/ oC og en Rockwell B hardhet i området fra 90 til 100.

Uttrykket "tannkonstruksjon" som benyttes her

er ment å skulle bety en metallkjerne av en ikke-edel metalllegering som har fått en ønsket form og som har minst ett lag porselen påbelagt. "Porselen" som benyttes her, bejyr tannporselen som er kjent i de foreliggende teknikker og som i det etterfølgende vil bli nærmere beskrevet og illustrert.

Ved tannreparasjoner påføres vanligvis porselen i flere belegg eller brenninger. I alle beleggene som kommer etter det første belegg, er porselen knyttet til porselen. I det første be-legget, er kporselen knyttet til metall og problemet som skal løses vedrører spesielt forholdet mellom porselen og metall.

I foreliggende praksis, er det porselen som er knyttet til metallet det som i teknikken benevnes opakt porselen, som illustrert i det etterfølgende, men den foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til dette. Uttrykket "kjerne" som'anvendes her, er det metallskjelettet eller basis som i hvert fall delvis skal belegges med porselen. Det kan ha en hvilken som helst form, avhengig av det tannarbeidet som skal utføres, det er bare nødvendig at en del av dette skal ha porselen påbelagt. "Ekspansjonskoeffisienten" for metallegering er den lineære termiske ekspansjonskoeffisient som bestemmes på vanlig måte, hvor man får verdier ved oppvarming fra værelsestemperatur til 600°C med en hastighet på 7,5°/minutt.

Metallegeringer i slik kjerne og som i seg selv utgjør en del av oppfinnelsen, fremstilles fra nikkel, krom, silisium, molybden og bor og inneholder på en vektprosent-basis ca. 65 til 80 % nikkel, ca. 12,0 til 20,0 % krom, ca.

3,5 til 5,0 % silisium, ca. 3,0 til 6,0 % molybden og ca.

0,2 til 0,6 % bor. Fortrinnsvis inneholder legeringene ifølge oppfinnelsen 71 til 74,3 % nikkel, ca. 17,5 til 19,5 % krom, ca. 3,9 til 4,5 % silisium, ca. 3,9 til 4,5 % molybden og ca. 0,3 til 0,5 % bor. Egenskapene i legeringene, i tillegg til smeltetemperaturen, ekspansjonskoeffisienten som er nevnt ovenfor, er god korrosjonsmotstand, god oksydasjonsmotstand, en strekkfasthet på minst 5600 kg/cm og prosentvis forleng-ing på ca. 2,0 til 5,0. Legeringene bindes godt til porselen og strekkfastheten på grenseflaten som benevnes bindingsstyrken for porselen kan være større enn 350 kg/cm 2. Endelig er legeringene ifølge den foreliggende oppfinnelse lettere å polere enn tidligere kjente ikke-edle legeringer. I virkeligheten får man en glans som tilsvarer gull med bare noe mer innsats énn det som kreves for å polere gull. De foreliggende, nye legeringer kan poleres med vesentlig mindre innsats enn det som kreves for å polere tidligere kjente ikke-edle metalllegeringer såsom de som er beskrevet i US serienummer 771.507.

Disse egenskaper er spesielt viktige for fremstilling av tannkonstruksjoner og videre for å gi ønskede egenskaper til tannkonstruksjoner som anvender disse legeringer og som i det etterfølgende vil bli nærmere beskrevet. Den forbedrede evne til å bli polert er spesielt viktig for tannteknikkere, siden den tid som kreves for å gjøre ferdig tannproteser er direkte proporsjonal med hvor vanskelig det er å polere. Tannteknikkerne foretrekker noe som kan poleres med så liten innsats som mulig. Tannteknikkerne vil også

like å ha en poleringsevne som tilsvarer gull, siden dette er det metall han er vant til å benytte.

Tannkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen består av

en passende formet kjerne av en ny, ikke-edel metallegering med et porselensbelegg på denne kjernen. De nye metallegeringer som er en side ved den foreliggende oppfinnelse har en smeltetemperatur i området fra 1278 til 136l°C og en ekspansjonskoeffisient i området fra ca. 13,6 x 10 ^ mm/mm/°C til ca.

14,5 x 10 - 6 mm/mm/ oC og består hovedsakelig av nikkel, krom og silisium, molybden og bor.

Sammensetningen av de nye legeringer er fortrinnsvis på fra ca. 71 til 74,3 % nikkel, ca. 17,5 til 19,5 % krom, ca. 3,9 til 4,5 % silisium, ca. 3,9 til 4,5 % molybden og ca. 0,3 til 0,5 % bor. I de etterfølgende spesifikasjoner og krav er prosentandelene på vektbasis.

Disse legeringer har egenskaper som passer for

bruk som strukturelt metall i tannkonstruksjoner, hvor de skal belegges med materialer som simulerer tannemalje og en tann-konstruks jon av en foreliggende legering belagt med et materiale som simulerer tannemalje og spesielt når et slikt materiale er porselen, utgjør en del av den foreliggende oppfinnelse. Det kan også belegges med et plastmateriale såsom akryl og det er videre nyttig som tannmetall uten belegg.

De foreliggende nye legeringer er spesielt nyttige for plom-bering, belegg og partielle proteser. I tillegg til de ovenfor nevnte smeltetemperatur og ekspansjonskoeffisienter, omfatter andre egenskaper ved legeringen god korrosjonsmotstand, god oksydasjonsmotstand og en endelig strekkfasthet i området 5600 til 8400 kg/cm , en prosentvis forlengelse på fra ca.

2,0 til 5,0, en Rockwell B-hardhet i området 90 til 100.

Smeltetemperaturområdet på 1278 til 136l°C hos legeringene er innenfor det området hvor dentallaboratorier vanligvis arbeider slik at legeringen kan støpes for fremstilling av metallkjerner og andre strukturelle materialer uten forandring i utstyr og teknikk. Smeltetemperaturen er imidlertid tilstrekkelig høy til at når metallkjernen skal belegges med porselen, kan den motstå deformering under brenne-trinnet i porselenbelegningen. Således er smeltetemperaturen i legeringene ideelle for tannkonstruksj_oner som skal belegges med tannsimulerende porselen.

Ekspansjonskoeffisienten i området 13,6 x 10—<6>mm/mm/°C. til ca. 14,5 x 10 ^ mm/mm/°C passer for anvendelse sammen med mange tannporselener. Når passende porselener som i det etterfølgende vil bli nærmere beskrevet, påføres overflaten av den nye legering, er de motstandsdyktige overfor sprekking og andre feil som har en tendens til å oppstå under oppvarmingen til brennetemperaturen fulgt av langsom avkjøling til værelsestemperatur. Videre får man spesielt gode resultater når legeringene benyttes med porselen med ekspansjons-

og sammentrekningsegenskaper som er slik at etter avkjøling vil porselenet være under sammenpressing ved værelsestemperatur. Siden ekspansjonskoeffisienten er noe høyere enn den nær beslektede, tidligere legering fra US serie nr. 771-507, antar man at porselenet vil være noe mer komprimert ved værelsestemperatur. Dette er ønskelig i en tannprotese. Videre dannes det gen god binding mellom porselenoog metall. Strekkfastheten i grenseflaten som benevnes porselensbindingsstyrken som kan tilveiebringes er større enn 350 kg/cm 2.

I tillegg til de forannevnte, er en annen egenskap viktig i anvendelsen som metallkjerne, og dett er at den kan belegges med porselen uten metaller som danner fargede metallioner. Mange metallegeringer som kan være ønskelige fra styrke og andre egenskaper, inneholder ofte kopper eller jern og passer derfor ikke for metallstrukturer som skal belegges med porselen. Kobolt er et annet metall som man må anta forårsaker misfarging når det anvendes som tannlegering.

De foreliggende legeringer har ønskelige egenskaper uten at

de omfatter slike metaller og metallkjernen i foreliggende legeringer kan belegges med porselen eller plast uten misfarging.

I tillegg til det forannevnte, gjør også andre egenskaper ved legeringene dem overlegne som tannmaterialer enten de skal belegges med porselen eller ikke. Legeringene har god styrke og hardhet og korrosjonsmotstand samtidig som de er lettere, sterkere og hard&re enn gull. Det er anerkjent at tuttrykket god er relativt, men som benyttet her betyr det god for de formål i tannpleien som materialet skal benyttes til. Således vil god styrke og hardhet bety strekkfasthet og hardhet som er større enn i de tilgjengelige gullegeringer."God korrosjonsmotstand betyr motstand overfor etsing med syre-kloridoppløsninger i forhold til det man finner i vanlige benyttede tannlegeringer.

Den endelige strekkfasthet på fra c. 5600 til 8400 kg/cm er god sammenlignet med tilsvarende verdier på

fra ca. 4500 til 63OO kg/cm<2>for gull. Hardheten på 90 til 100 er gunstig i forhold til hardheten på 86 Rockwell B for gull. Således har legeringene styrke og hardhet som er bedre enn hos gull samtidig som de har en polerbarhet som kan til-svare dette.

Den gode korrosjonsbestandigheten i de foreliggende nye legeringer, er blitt demonstrert ved å plassere en prøve av en slik legering og en prøve av den legering som er beskrevet i US serie nr. 771.507 i en jernkloridoppløsning ved værelsestemperatur i tre dager. Det ble funnet at korro-sjonsmotstanden i de to legeringene var lik.

I tillegg til det forannevnte, kan legeringene smeltes på ny og støpes uten at de taper sine utmerkede fysiske egenskaper, kan benyttes med de flytemidler som for tiden anvendes når man arbeider med gull og med ikke-edle metalllegeringer og belegges med plastmaterialer såsom akryl.

I legeringssammensetningene ifølge foreliggende oppfinnelse, er ikke bare den afaktiske mengde metallkomponent viktig, men også forholdet mellom de forskjellige komponenter til hverandre. Et viktig forhold er forholdet mellom krom og nikkel. Når krominnholdet i forhold til nikkelinnholdet blir for høyt, blir den termiske ekspansjon i legeringen for lav til å få god tilknytning med porselen. Når krominnholdet blir for lavt, viser det seg vanligvis at legeringen har vesentlig dårligere oksydasjons- og korrosjonsbestandighet

enn ønskelig. Forholdet mellom krom og nikkel på fra 0,15

til 0,27 har vist seg å gi ønskede egenskaper i legeringen.

Et foretrukket fområde for dette forhold er på 0,24 til 0,27. Disse forhold må betraktes sammen med det totale nikkelinn-hold i legeringene.

Som tidligere antydet, foreligger silisium fortrinnsvis i området fra 3,9 til 4,5 vekt-$. Når silisiuminnholdet økes for meget over 4,5 % s har legeringen en tendens til å bli for sprø og miste noe av _s_in mekaniske styrke. Når silisiuminnholdet reduseres vesentlig under 3,9 %, blir smeltepunktet og den termiske ekspansjonskoeffisient for høy.

Tilsatsen av molybden til nikkel, krom og silisium stabiliserer den termiske ekspansjonsegenskap i legeringen overfor forandringer som har en tendens til å finne sted under gjentatt brenning, som er nødvendig for de fremgangsmåter som benyttes når porselen smeltes til det strukturelle metall under fremstillingen av jackets, kroner, broer og lignende. Videre har molybden den egenskap at den forbedrer korrosj onsbestandigheten.

Videre er molybden nødvendig for å forbedre smidigheten i de foreliggende legeringer. Denne egenskapen er viktig siden' polerbarheten er knyttet til smidigheten, og viktigere at tannlegen må være i stand til å bøye og ellers gjøre små justeringer når han plasserer broen i pasientens munn.

Tilsatsen av bor forbedrer bindingsstyrken mellom legering og porselen. De foretrukne legeringssammensetninger benytter derfor bor. Det er imidlertid kritisk og vesentlig at bor ikke anvendes i overskudd av ca. 0,5 vekt-$, siden bor har en tendens til å øke hardheten, og derved redusere polerbarheten i de .foreliggende nye legeringer.

Sammensetningen i tannlegeringen som skal benyttes som strukturelt metall, kan inneholdermindre mengder av andre materialer som kan være tilstede som urenheter i metallene som benyttes for å fremstille legeringen. Ingen av disse er vesentlige i sammensetningen av tannlegeringen ifølge oppfinnelsen. Følgelig består sammensetningen av legeringen i den foreliggende oppfinnelse hovedsakelig av nikkel, krom og silisium med molybden og bor.

kommersielt og kan ha tilført små mengder opakgjørende middel og skjæreporselenet har ikke noe opaktgjørende middel.

Den eksakte sammensetning i porselenene er ikke kritisk selv om generelt sett, porselenene skal velges fra de som anvender ortoklas feltspatt som råmateriale. Det er imidlertid viktig, at visse egenskaper er tilstede når man velger et passende porselen. Porselenene bør ha en smeltetemperatur på maksimalt 1028°C og en termisk ekspansjonskoeffisient i området 10 x 10 ^ mm/mm/°C__til ca. 21 x 10 —■ mm/mm/°C. Det er anerkjent at en meningsfull enkel ekspan-sj onskoef f isient ikke er tilgjengelig for porselen slik som for metall, over det brede temperaturområdet fra værelsestemperatur til 600°C, og at verdier for ekspansjonskoeffisi-entene bare er gyldige for et smalt område av temperaturer. Porselener som kan anvendes med metallegeringer ifølge oppfinnelsen, vil de som har flere ekspansjonskoeffisienter i de ovennevnte områder bestemmes ved flere temperaturer opptil 575 - 600°C.

Typiske porselenssammensetninger finner man i standard referanser såsom Skinner og Phillips, "The Science of Dental Materials", s. 518, W.B. Saunders Company, Phila-delphia and London 1967; sammensetningene av flere kommersielle porselener er gjengitt på side 60 i Jean-Marc Meyer, "Contributions a 1'Etude de la Liaison Ceramo-metallique des . Porcelaines cuites sur Alliages en Prosthese Dentaire", Thesis, University of Geneva, 1971. Passende porselener omfatter de som har sammensetninger beskrevet i US patent nr. 3.052.982 med følgende oksydinnhold: 61-67,8$ Si02, 11,7-17,158 A1203, 0,1-2,6/» CaO, 0,1-1,8? MgO, 2,37-9,6/»

Na20 og 6,7-19,3$ K^ O. Forannevnte sammensetninger kan modifiseres til å omfatte litiumoksyd i mengder opptil 5%

og andre oksyder redusert eller modifisert. I tillegg kan porselen modifiseres ved tilsats på fra ca. 0,05 til ca.

25? av opakgjørende middel sog andre oksyder reduseres eller modifiseres, som ønsket begrenset av behovet til å holde temperaturen og ekspansjonsegenskapene innenfor de ønskede grenser. Passende opake porselener kan ha oksydene i føl-gende sammensetning: Si0247-63$, A120^10-14$, CaO 0,6-1,3$, K20 8,5-11$, Na20 1,5-5$, MgO 0,4-0,8? og Sn029-25$. Fore-

liggende oppfinnelse vedrører ikke den kjemiske sammensetning av porselen, således kan enhver tilgjengelig tannporselen eller porselenpreparater fremstilt av de som kjenner de foreliggende teknikker, benyttes i tannkonstruksjonene forutsatt at de forannevnte egenskaper møtes.

Fra porselen av den type som er beskrevet ovenfor, kan spesielle porselener velges for tilknytning til legeringene ifølge oppfinnelsen for å få gode bindingsegenskaper ved empiriske prøver. En slik prøve anvendejrstenger av legering og porselen med samme dimensjoner, fortrinnsvis tynne stenger med en lengde på 5 cm. Stengene oppvarmes fra værelsestemperatur til ca. 600°C og lengden måles ved 575°C. De porselens-stenger hvor lengdene er innenfor ca. 6% av lengden av lege-ringsstengene passes å være godt forenelige for det formål å tilveiebringe et belegg på legeringen med gode bindingsegenskaper.

Ved utføring av tannkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen for de nye legeringene ifølge oppfinnelsen, formes metallkjernen ved støping i støpeformer som tidligere fremstilt ved kjente fremgangsmåter. Kuler eller stykker av metallegeringene ifølge oppfinnelsen plasseres i en digel, oppvarmes på kjent måte inntil legeringen smelter, legerings-smelten støpes under anvendelse av kjente fremgangsmåter og apparater såsom en sentrifugalstøpemaskin for å få et støpt legeme som stort sett tilsvarer den formen man ønsker på kjernen. Det støpte legeme tas frem under anvendelse av kjente fremgangsmåter og slipes deretter til den ønskede form og tørkes.

Etter slipetrinnet, sandblåses de områder av metallkjernen som skal motta porselen med kvartsslipemiddel og skulderne som ikke skal motta porselen poleres. Kjernene skylles i destillert vann og tørkes. Kjerneenhetene er deretter ferdige for å motta porselen.

Porselen, fortrinnsvis opakt porselen av den sammensetning som er beskrevet foran, påføres til de sand-blåste områder på metallkjernen. Den påmalte kjerne eller kjerneenheter a) lufttørkes, (b) plasseres i en ovn som er forvarmet til ca. 650°C og (c) brennes først under vakuum (650-725 mm kvikksølv) ved å høyne temperaturene opptil ca.

925°C med en hastighet på ca. 32-38°C/minutt og deretter i luft ved å bryte vakuum og fortsette oppvarmingen til ca. 1000°C for å få en tannkonstruksjon som består av en passende formet metallkjerne med porselen knyttet til denne som deretter fjernes fra ovnen og avkjøles ved værelsestemperatur.

Selv om man får god binding mellom metallegeringen ifølge oppfinnelsen og porselen med en ekspansjonskoeffisient som beskrevet foran, kan man få en overlegen kjemisk binding som gir tannkonstruksjonen en ennå størr_e_ motstand mot fra-' skilling under stress, ved å anvende et bindmiddel. Den eksakte art av bindemiddel er ikke kritisk. Ethvert passende bindemiddel kan anvendes. En av de foretrukne bindemidler er et aluminium-bor bindemiddel i et organisk bærestoff.

Et preparat er en 30 prosents sammensetning av aluminium og bor i forholdet 2:1 i petrolatum som nærmere beskrevet og krevet i tilhørende patentansøkning serie nr. 757.8l8, av 10. januar 1977-

Nåe det benyttes et bindemiddel, modifiseres prosedyrene etter slipingen av det støpte legeme, og kan utføres som beskrevet i det etterfølgendei,.og nærmere bestemt i den ovenfor angitte ansøkning. Den slipte kjerne renses med ultralyd med destillert vann og tørkes. Bindemidlet påføres deretter til den del av metallet som skal belegges med porselen. Bindemidlet får tørke og brennes på kjernen ved at man plasserer den behandlede metallkjerne i en ovn som er forvarmet til 650°C, hvoretter temperaturen i ovnen heves til ca. 1000°C. Kjernen fjernes deretter fra ovnen og får avkjøles til værelsestemperatur. Etter avkjøling, fjernes overskudd av bindemiddel mekanisk, og kjernen renses deretter og tørkes. Andre passende fremgangsmåter kan også benyttes for å påføre bindemidlet.

Generelt brennes ytterligere lag av porselen

på den forannevnte tannkonstruksjon for å få en tannkonstruksjon som er estetisk tiltalende for kunstige tenner eller for tannreparasjon. De ytterligere lag porselen tilveiebringes av en porselen som utgjør hovedmassen av den kunstige tann og en skjæreporselen som gir gjennomskinnelig-het til den ytre tuppen. Når man fremstiller en tannkonstruksjon som er estetisk tilfredsstillende, påføres flere

lag tannkjøttsporselen og deretter lag skjæreporselen på tannkonstruksjonen som er belagt med en opak porselen og man brenner ved oppvarming fra 650°C til 925°C under vakuum (650 - 725 mm Hg) og videre til 1000°C i luft, hvoretter det hele avkjøles til værelsestemperatur, i' adskilte etter-følgende operasjoner. Mere enn en brenning kan være nødven-dig. Tannkonstruksjonen man får er nyttige i tannproteser.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen, men begrenser den ikke.

EKSEMPEL 1

Følgende legeringer fremstilles og benyttes for prøve på polerbarhet.

Disse smelter ble fremstilt ved luftinduksjons-smelting av 4,5 kg charge som består av nikkelkuler (99,8$ karbonylnikkel), kromflak (99,1$ Cr), molybdenkuler (99,7$ Mo), molybdenpulver (99,8$ Mo), silisiumklumper (98,0$ Si) og ordinære nikkel-bor-legeringsklumper (15-18$ B). Dette ble oppvarmet til 1500°C inntil det hele var smeltet. Temperaturen ble redusert til l450°C og staver på ca. 7,5 mm i diameter ble blåsestøpt med VYCOR-glass og smeltet silisium-oksyd-glassrør.

Oppkappede staver ble smeltet på ny med en gass-oksygenbrenner og støpt i former under benyttelse av vanlige tannteknikker. Det var lett å smelte og støpe.

Overflatene av de støpte legemer som ble fremstilt i ovennevnte trinn, ble slipt med vanlige dentallabora-toriestener og gummihjul. De ble polert med filthjul og diamantpoleringspasta. Rouge ble også benyttet for å polere disse prøvene.

Både legering A og B ble vurdert som LETT å polere av tannteknikkere.

Polerbarheten i disse legeringer kan sammenlignes med legeringer beskrevet og polert i eksempel 4 i US serie nr. 771.507 som ble vurdert som Moderat og Vanskelig å polere i den samme prøve.

De andre egenskaper i de ovennevnte legeringer

er gjengitt nedenunder sammenlignet med hvitt gull som legering for krone og bro.

Fra disse data kan man konkludere at disse legeringer vil virke tilfredsstillende ved tannreparasjoner.

Andre legeringer tilsvarende de som er vist ovenfor ble prøvet og det ble påvist at mindre enn 0,6 vekt-? bor var nødvendig for å få en polerbarhet som ble bedømt som Lett. Legeringer med 0,8? bor var Moderate. Undersøkelse av fysiske egenskaper antydet at minst 0,2 vekt-? bor var nødvendig for å få en høy endelig styrke, lav smeltetemperatur og termisk ekspansjonskoeffisient.

På tilsvarende måte ble det funnet at silisium må holdes over 3,9? for å opprettholde en flytestyrke over 4200 kg/cm . Legeringer med 6,0 vekt-? silisium er meget sprø. Legeringer med mer enn 4,5? silisium vil ha høyere hardhetsverdier og være vanskelig å polere.

Siden molybden har en sterk virkning på duktili-teten og man antar eat den gir korrosjonsmotstand, er det foretrukne området satt til 3,9 til 4,5 %. Lavere verdier har en tendens til å gi redusert forlengelse. Legeringer med et høyt molybdeninnhold har høyere smeltetemperatur.

EKSEMPEL 2 Komparativ polerbarhet i legering A, en legering beskrevet i US serie nr. 771.507 og en gullbasert tannlegering.

Eksperimentell fremgangsmåte:

A

Legering A og legeringen fra US serie nr. 771.507 ble støpt, slipt og ferdiggjort til 16 mm x 16 mm x 1,8 mm, 240 grit overflatefinish. Den gullbaserte dentallegering var BAK-ON* WHITE GOLD (tilgjengelig fra Ceramco, Inc. 31-16 Hunters Point Avenue, Long Island City,^New York) og benyttet i den følgende prøve som mottatt. Dimensjonene var 16 mm x. 16 mm x 1,0 mm. En 16 mm x 16 mm overflate ved hver legering ble ferdiggjort til 240 grit overflatefinish.

A. Denne legering besto hovedsakelig av 72$ Ni, 4$ Mo, 4$ Mo, 4$ Si, 19$ Cr og 1,3$ B.

Hardhet sprøve:

Hardheten i legering A og BAK-ON<*>WHITE GOLD ble målt med en Clark-Hardness Tester under anvendelse av en Rockwell B støtstang med en belastning på 100 kg. Hardheten i den andre legering ble målt ved den samme måler under anvendelse av en Rockwell C støtstang med en belastning på 150 kg. Rockwell B- og C-verdier ble omdannet til Brinell-hardhet under anvendelse av en konversjonstabell.

Polering:

Legeringsprøver ble plassert på en plate og polert med en Buehler Minimet Table Top Polisher. Poleringsskiven i Minimet-maskinen ble tilført diamantpoleringspasta og prøven ble plassert under poleringsarmen. Poleringsbelastningen var innstilt på maksimalt og poleringshastigheten ble satt til 5-Poleringsmaskinen ble startet og fikk anledning til å løpe den ønskede tid og ble deretter stoppet. Prøvene ble polert i totale tidsintervaller på 1, 2, 5, 10 og 15 minutter.

Reflektivitetsmålinger:

En Photovolt Reflection Density Unit 53A ble an-vendt for å måle overflatereflektivitet. Den diffuse reflektivitet eller tetthet (D) ble målt og tetthetsdata ble omdannet til reflektivitet (R) ved hjelp av ligningen:

Tettheten på 240 grit overflaten ble målt ved

fem forskjellige plasseringer. Målingen ble slått sammen og registrert. Prøven ble polert i ett minutt og målt igjen. Denne fremgangsmåten ble gjentatt inntil man hadde fått

femten minutters total poleringstid.

Resultatene i form av reflektivitet mot poleringstid er gjengitt i tabell III. Tabell III viser at etter 5 minutters poleringstid, er reflektivitet i legering A og BAK-ON<*>WHITE GOLD 0,98 og at den økte hare lite med økende poleringstid. Tabell III viser også at legeringen i US

serie nr. 771-507 fikk en reflektivitet på bare 0,95 etter 5 minutters poleringstid og 0,98 etter 10 minutter. Brinell-hardhet i denne legeringen var 326 sammenlignet med 255 og 182 for henholdsvis BAK-ON<*>WHITE GOLD og legering A. Disse resultater antyder at det er en sterk korrelasjon mellom hardhet og polerbarhet.

Claims (7)

1. Tannkonstruksjon som består av en metallkjerne av en ikke-edel metallegering som er formet i den ønskéde form og som er påbelagt porselen, karakterisert ved at den nevnte metallkjerne er en legering med en smeltetemperatur som ligger i området 1278°C til 136l°C, med en ekspansjonskoeffisient i området fra ca. 13,6 x 10 ^ mm/mm/°C til ca. 14,5 x 10 ^ mm/mm/°C og hvor den nevnte legering hovedsakelig består av 65 til 80$ nikkel, ca. 12 til 20$ krom, ca. 3,5 til 5,0$ silisium, ca. 3,0 til 6,0$ molybden og ca. 0,2 til 0,6$ bor beregnet på vektbasis.

2. Tannkonstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte legering hovedsakelig består av 71 til 74,3$ nikkel, ca. 17,5 til 19,5$ krom, ca. 3,9 til 4,5$ silisium, ca. 3,9 til 4_,5$ molybden og ca. 0,3 til 0,5$ bor.

3. Tannkonstruksjon ifølge krav 2, karakterisert ved at porselenet har en ekspansjonskoeffisient i området på ca. 10,33 x 10 ^ mm/mm/°C til ca.

20,25 x IO <-6> mm/mm/°C.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av tannkonstruksjoner karakterisert ved at man (a) fremstiller en metallkjerne ved å støpe en ikke-edel metallegering med en smeltetemperatur i området 1278 til 136l°C, en ekspansjonskoeffisient i området fra ca. 13,6 x 10 ^ mm/mm/°C til ca. 14,5 x 10 ^ mm/mm/°C og som hovedsakelig består av ca. 65 til 80$ nikkel, ca.

12 til 20$ krom, ca. 3,5 til 5,0$ silisium, ca. 3,0 til 6,0$ molybden og ca. 0,2 til 0,6$ bor, beregnet på vektbasis, og (b) påføring av overflatene i den nevnte metall- ■ kjerne en porselen med en ekspansjonskoeffisient i området - 6 o — 6 på fra ca. 10 x 10 mm/mm/ C til ca. 21 x 10 og ved at man (c) brenner det nevnte porselen på den nevnte metallkj erne.

5. Tannkonstruksjon ifølge krav 4, karakterisert ved at legeringen hovedsakelig består av 71 til 74,3$ nikkel, ca. 17,5 til 19,5$ krom, ca. 3,9 til 4,5$ silisium, ca. 3,9 til 4,5$ molybden og ca. 0,3 til 0,5$ bor.

6. Legering for anvendelse i tannreparasjoner karakterisert ved at den på vektbasis hovedsakelig består av 65 til 80$ nikkel, ca. 12 til 20$ krom, ca. 3,5 til 5,0$ silisium, ca. 3,0 til 6,0$ molybden og ca. 0,2 til 0,6$ bor, hvor den nevnte legering har en smeltetemperatur i området 1278 til 136l°C, en strekkfasthet på minst 56OO kg/cm og en ekspansjonskoeffisient i området fra ca. 13,6 x 10~ <6> mm/mm/°C til 14,5 x 10~6 mm/mm/°C.

7. Tannkonstruksjon ifølge krav 6, karakterisert ved at legeringen hovedsakelig består av 71 til 74,3$ nikkel, ca. 17,5 til 19,5$ krom, ca. 3,9 til 4,5$ silisium, ca. 3,9 til 4,5$ molybden og ca. 0,3 til 0,5$ bor.