NO841310L - Enkelt-fritte, glasskjeramisk materiale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et enkelt-fritte, glasskeramisk materiale som er nyttig som et porselenbelegg for tannrekonstrruksjonsmaterialer på metallbasis.

Tannkroner og -broer fremstilles ofte med en metallbasis som har en kappe eller et belegg av tannporselen slik at rekonstruksjonen vil få stor likhet med den naturlige tannen. Slike rekonstruksjoner eller innsetninger har vært benyttet i mange år.

Den type porselén som oftest blir benyttet i dag i slike rekonstruksjoner, er den som er beskrevet i US patenter 3.052.982 og 3.052.983. Disse patenter angår problemet med fremstilling av et porselen hvis varmeutvidelseskoeffisient vil være avpasset etter den til metallbasismaterialet slik at for stor spenningsdannelse ikke vil oppstå under fremstillingen av rekonstruksjonen.

Den løsning som foreslås i nevnte US patent, er å fremstille et tannporselen bestående av to forskjellige fritte-materialer, et som har en høy utvidelseskoeffisient og det andre med en meget lavere utvidelseskoeffisient, for å resultere i et porselen som har en utvidelseskoeffisient som ligger mellom de to materialene og som vil være avstemt etter den tannlegeringen som benyttes som basis.

Dersom man forsøker å fremstille et enkelt-fritte-keramisk materiale hvis sammensetning er gjennomsnittet av de to komponentene som benyttes i to-fritte-blandingen av den type som omhandles i ovennevnte US patenter, vil det resulterende porselen ha for lav utvidelseskoeffisient og kan derfor ikke benyttes sammen med tannrekonstruksjoner av metall.

Foreliggende oppfinnelse er basert på oppdagelsen av et enkelt-fritte, glasskeramisk materiale som har en utvidelseskoeffisient som passer til den for størstedelen av metall-legeringer som benyttes ved fremstilling av tannrekonstruksjoner. Bruken av et enkelt-fritte, glasskeramisk materiale reduserer det kritiske forhold ved blanding av komponentene for derved å oppnå den ønskede varmeutvidelseskoeffisient og smeltetemperatur. Som et resultat kan man oppnå bedre kontroll over de ønskede egenskapene og/eller sammensetning.

Oppfinnelsen tilveiebringer et glasskeramisk materiale bestående av en enkelt-fritte hvis sammensetning er følgende:

De ovenfor to angitte US patenter antas å være den mest relevante tidligere teknikk. En oversikt med diskusjon av tannporselen forefinnes i kapittel 31 i "Science of Dental Materials" av Skinner og Phillips, 7. utgave, W.B. Saunders and Company (19/3), sidene 526-555.

Den generelle teknikk for konstruksjon av en poselenbelagt tannrekonstruksjon, (dvs. krone eller bro) er følgende: Først tas et avtrykk av tannområdet som har blitt preparert for å motta rekonstruksjonen. En matrise fremstilles fra avtrykket og en metallbasis (betegnet "overpart") støpes for å passe til denne matrise. Metall-basisen har en indre form slik at den nøyaktig er avpasset etter den fremstilte tannprotese. Et porselenpulver blandes deretter med vann for dannelse av en oppslemming som deretter påføres på metallbasismaterialet ved hjelp av standard metoder. Oppslemmingen gis form av den ferdige kronen eller flerenhetsbro. Porselenet blir deretter tørket og brent i en elektrisk ovn til den ønskede brenningstemperatur. Kronen eller broen kan brennes flere ganger før den sluttlige form er oppnådd, og porselenet kan påføres i flere lag.

Som det fremgår fra det ovenstående, er det en betydelig temperaturforskjell fra brenningstemperaturen til rom-temperatur når rekonstruksjonen vekselvis avkjøles og brennes. Derfor kan- betydelige spenninger induseres i rekonstruksjonen dersom porselenbeleggets termiske utvidelseskoeffisient ikke er nær tilpasset til den for metallbasismaterialet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer et enkelt-fritte, keramisk materiale som har en utvidelseskoeffisient som nær tilsvarer den til en stor del av metallbasis-materialene som benyttes ved fremstilling av tann-rekonstruks joner.

Det keramiske materiale ifølge oppfinnelsen har følgende sammensetning:

(Som nevnt ovenfor, flussmiddel = Na20 og/eller Li20, og eventuelt B^^,.bg M= Ca eller Mg eller blanding derav. J

Dette porselenmaterialet kan fremstilles ved å tillage en blanding av de pulveriserte metalloksydene, i de ovenfor nevnte mengdeforhold, eller et mineral slik som feltspat eller nefelinsyenitt kan blandes med de passende metalloksydene for fremstilling av den ovenfor angitte sammensetning. (Alkalimetalloksydene og jordalkalimetall-oksydene er mest hensiktsmessige for anvendelse i form av deres karbonater). I en foretrukken utførelse består flussmiddelet av Na20 i mengder på 2 2/3 — 1/3 vekt-% og Li20 i mengder på 1 1/4 — 1/4 vekt-%. Som også kjent har boroksyd tilbøyelighet til å senke den termiske ekspansjonskoeffisient. Dette bør det tas hensyn til dersom dette materialet anvendes, og det kan være at tilsvarende med natriumoksyd må benyttes i flussmiddelet (natriumoksyd har tendens til å heve den termiske utvidelseskoeffisient mer enn tilfellet er for litiumoksyd).

De vanlige pigmentene slik om kromater, vanadater og manganater kan tilsettes til porselenet i små mengder, samt opasitetsgivende midler slik som tinnoksyd dersom dette er ønskelig.

Komponentene sammenblandes, fortrinnsvis redusert til et meget fint pulver som ved kulemaling i 1-3 timer, og smeltes deretter for dannelse av et glass. Smeltingen kan utføres ved 1300°C — 100°C i ca. 1-4 timer. Etter smeltingen bråkjøles materialet i vann og gjenoppvarmes deretter til forhøyet temperatur (f.eks. 1000°C - 50°C) i fra ca. 1 til ca. 6 timer for å gi anledning for dannelse og vekst av den krystallinske fasen (dvs. leusitt). Etter at den ønskede mengde krystallinsk materiale er dannet, blir materialet bråkjølt, knust og redusert til et fint pulver slik som ved kulemaling i 1-3 timer. Pulveret er fortrinnsvis fint nok til å passere gjennom en 160-170 mesh sikt.

Etter at porselenpulveret er fremstilt, blir det deretter benyttet for fremstilling av en tann-rekonstruksjon på konvensjonell måte. Eksemplene nedenfor illustrerer visse aspekter ved oppfinnelsen.

Eksempler 1- 2 og kontrollprøver 1- 3

En rekke tannporselenmaterialer ble fremstilt fra utgangs-materialene angitt i tabell I (i gram; med de resulterende oksydinnhold angitt i tabell II.

Komponentene ble sammenblandet, malt i kulemølle i 2 timer, overført til en platinadigel og oppvarmet til 1300°C (ved en oppvarmingshastighet på 250°C pr. time) og holdt ved denne temperaturen i 3 timer. Materialet ble deretter bråkjølt i vann og gjenoppvarmet til 1000°C og holdt ved denne temperatur i 1 time hvoretter det ble bråkjølt i vann. Materialet ble gjenoppvarmet til 1000°C og holdt ved denne temperatur i 4 timer og deretter bråkjølt i vann. Materialene ble deretter knust og malt i kulemølle slik at de passerte gjennom en 165 mesh nylonsikt. Det ble fremstilt testprøvestykker for måling av termisk utvidelseskoeffisient ved hjelp av følgende metoder: Prøvestykkene for den termiske utvidelsestest ble fremstilt ved å pressse 5. g pulver til en stav med dimensjon 6,4 x 6,4 x 57,2 mm og deretter brenning til en temperatur på 982,2°C. Brenningshastigheten var fra 50 til 55,6°C pr. minutt.

For å bedømme stabiliteten til det keramiske materiale ble teststavene deretter utsatt for 10 oppvarmingssykler. Sykler 1, 4, 7 og 10 ble oppvarmet ved en oppvarmingshastighet på 5°C pr. minutt til 575°C, og de andre ble oppvarmet ved en oppvarmingshastighet på fra 50° til 55,6QC pr. minutt til en temperatur på 982,2°C. De termiske utvidelseskoeffisientene for prøvestykkene fremstilt fra eksempler 1 og 2 ble målt i et dilatometer. De varierte ikke i betydelig grad etter disse 10 sykler (kontrollprøvene varierte heller ikke).

I tabell II er kontrollprøve 1 et kommersielt materiale som består av en blanding av (A) og (E) i mengde-forhold på ca. 50:50 (beregnet på vekt). Forsøket identifisert som "kontrollprøve 2", er et enkelt-fritte-porselenmateriale hvis sammensetning er den samme som sammenblandingen av A pluss E. Som angitt er den termiske utvidelseskoeffisient bare 10,3 hvilket ikke er tilstrekkelig for bruk med de fleste metallbasismateriale som anvendes i tann-rekonstruks joner.

Claims (3)

1. Enkelt-fritte-porselenpulver egnet for bruk som et porselenlag på metallbasis-tannrekonstruksjoner, og i brent tilstand har en termisk utvidelseskoeffisient i området fra ca. 12 til ca. 14 x IO <-6> cm/cm °C, karakterisert ved at porselenet har følgende sammensetning:

hvor M representerer kalsium, magnesium eller en blanding derav, og flussmiddelet representerer natriumoksyd eller litiumoksyd eller en blanding derav, eventuelt med boroksyd.

2. Porselenpulver ifølge krav 1, karakterisert ved at porselenpulveret har følgende sammensetning:

hvor f lusssmidddel og M har den i krav 1 angitte betydning.

3. Porselenpulver ifølge krav 2, karakterisert ved at flussmiddelet inne-holder 2 2/3 — 1/3 vekt-% natriumoksyd og 1 1/4 <+> 1/4 vekt-% litiumoksyd, idet prosentandelene er basert på vekten av porselen.