NO841421L - Dentalporselen - Google Patents

Abstract

Opak porselenpasta omfattende et opakt porselenpulver blandet med en vandig kolloidal dispersjon av en uretanpolymer. Pastaen kan påføres som det første laget på et dentalt formelement, og behøver ikke å brennes forut for tilsetningen av hovedporselenlagene.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en opak dentalporselen-pastasammensetningg som kan påføres på en basis, og som ikke må brennes før hovedporselenlagene er påført på toppen av det opake porselenlaget. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte ved anvendelse av opak dental-porselenpasta.

I dag fremstilles de fleste tannkroner og -broer ved en fremgangsmåte som anvender metallegeringer og dental-eller tannporselener. Legeringsrammene, vanligvis betegnet "formelementer" ("copings") fremstilles ved voks-utsmeltningsmetoden. En rekke forskjellige tannporselener anbringes deretter på formelementet. Porselenet simulerer den naturlige tann både funksjonelt og estetisk og påføres vanligvis i to trinn. Først blir et opakt poselen-lag (som benyttes for å maskere formelementet) påført som en vandig oppslemming på overflaten av metall-formelementet, og dette opake lag blir deretter tørket og brent. I tillegg blir opakt porselen noen ganger påført, tørket og brent dersom den innledende påføring enten er ujevn og ikke fullstendig maskerer den underliggende legeringsstruktur. Når først det opake porselen er blitt tilfredsstillende påført, blir hovedporselenlagene, vanligvis et gingival-og et insisjon-porselen, påført som vandige oppslemminger og deretter tørket og brent. Et minimum av to brenningger er nødvendig; dette innbefatter et minimum av en brenning for det opake porselenlag og et minimum av en brenning for gingival- og insisjon-porselenlagene.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en opak dentalporselen-pastasammensetning som ikke må brennes forut for påføringen av etterfølgende porselenlag. Som et resultat av dette kan man spare både tid og energi ved å utføre foreliggende oppfinnelse fordi minst en brennings-behandling kan elimineres under fremgangsmåten for fremstilling av en tannkrone og -bro.

Foreliggende opake tannporselen-pastasammensetning omfatter et tannporselenpulver, opakgjørende pigment, og en vandig kolloidal uretanpolymer-dispersjon. Den opake porselenformulering har fortrinnsvis samme brennings-eller modningstemperatur som de eterfølgende hoved-porselenlag. Ifølge et viktig trekk ved oppfinnelsen er det tilveiebragt en pakning omfattende den ovenfor beskrevne dentalporselen-pastasammensetning i en egnet beholder.

Når den opake dentalporselen-pastasammensetningen ifølge oppfinnelsen er påført som en film eller et lag på et metallformelement, tørker den hurtig (dvs. i løpet av ca. 20 minutter eller mindre) til en vannbestandig film. Uretanbindemiddelet i sammensetningen brenner av når tannprotesen brennes uten å forårsake sjenerende hulrom, bobler, sprekker eller andre lignende defekter. Selve pastasammensetningen har en akseptabel lagringstid slik at den kan forblandes av fabrikanten. Dette er fordelaktig av flere grunner. For det første kan bestanddelene blandes i optimale mengdeforhold. For det annet kan den forblandede sammensetning forpakkes i en dispenser/beholder beregnet for utlevering av kun den mengde som er ønsket av tannteknikkeren. Vesentlige innsparinger i materiale kan derfor oppnås av brukeren, fordi brukeren lett kan utlevere kun den nødvendige mengde.

I US patenter nr. 4.046.732 og 4.264.640 beskrives tidligere forsøk vedrørende løsningen av problemet som foreliggende oppfinnelse dreier seg om. I nevnte US patenter beskrives dispergeringsmidler for inkorporering i både det opake porselenlaget og de etterfølgende hoved-porselenlag i tannproteser. Disse dispergeringsmidler er vandige oppløsninger av forskjellige akrylpolymerer. Det er tydeligvis et vesentlig trekk ved oppfinnelsen i US patentene at begge de opake porselenlag og hovedporselenlagene benytter dispergeringsmidlene. Dette kan være ufordelaktig fordi hovedporselenlaget (eller lagene) vanligvis påføres i mye tykkere lag enn det opake porselenlag, og derfor er mer tilbøyelig til bobledannelse eller dannelse av generende hulrom eller sprekker når de inneholder bestanddeler som må avbrennes.

I US patent nr. 4.107.348 beskrives en harpiksholdig bindemiddeloppløsning i vann eller vann-alkohol for bruk med det opake porselenlag ved fremstilling av en tannprotese.

De opake porselenpulvere som benyttes i foreliggende oppfinnelse, utgjør generelt en kjent klasse sammensetninger. De består typisk av silisiumdioksyd, aluminiumoksyd, alkalimetalloksyder, jordalkalimetall-oksyder, boroksyd, opakgjørende midler (som i noen tilfeller også kan tjene som hvite pigmenter) slik som tinn (stanni) oksyd, titandioksyd, sirkoniumsilikat og kalsium-silikat, og gule, lyserøde og brune pigmenter slik som oksydene og altene av vanadium, krom, mangan og andre keramiske pigmenter og fargemidler hvis beskaffenhet og bruksmåte er kjent innen teknikken. Beskaffenheten, de spesifikke sammensetninger og metodene for fremstilling av slike opake dentalporselener er kjent, og behøver ikke gjentas her.

I et foretrukket trekk ifølge oppfinnelsen velges det opake porselen til å ha en brennings- eller modningstemperatur på 982,2 - 5,6°C, for tilpasning til brenningstemperaturene for hovedporsellenlagene (gingival og insis jon) som skal påføres på toppen av det opake porselenlag. Nedenstående eksempler gir en spesiell illustrasjon av en opak porselenformulering som tilfreds-stiller dette krav.

Hovednyheten ved foreliggende oppfinnelse ligger i bruken av en vandig uretanpolymerdispersjon i sammenheng med det opake porselenpulver. Den resulterende blanding, som er passta, ofte beteggneet en "oppslemming" innen tannteknikken, er ifølge en foretrukken utførelse relativt stabil og kan derfor forblandes av produsenten i de korrekte mengdeforhold og kan forpakkes i hensiktsmessige beholder/påføringsinnretninger som er klare for bruk slik som fleksible tuber og sprøyter.

Vandige kolloidale dispersjoner av uretanpolymerer er kommersielt tilgjengelige materialer. Derfor er deres natur og fremstilling kjent innen teknikken. De er f.eks. beskrevet i følgende US patenter: Nr. 3.412.054, 3.870.684, 3.983.058, 4.066.591, 4.172.191 og 4.329.470.

(Disse patenter er kun eksempler på mange som beskiver fremstilling av vandige kolloidale uretandispersjoner).

Uretanpolymerene som benyttes for fremstilling av vandige kolloidale dispersjoner, er vesentlig lineære polymerer som omfatter reaksjonsproduktene av polyeter og/eller polyesterdioler med organisk diisocyanater. Nyttige polyeterdioler innbefatter polypropylenglykoler, blandede polyetylen-polypropylenglykoler, polytetraetylen-eter-glykoler, og lignende kjente materialer. Nyttige polyestere innbefatter hydroksyl-terminert poly(etylen-adipat), poly(epsilon-kaprolakton) o.l. Nyttige organiske diisocyanater innbefatter aromatiske diisoyanater slik som tolylendiisocyanat, difenylmetandiisocyanat ("MDI"), o.l. og alifatiske diisocyanater slik som isoforon, diisocyanat, bis(4-isocyanatocykloheksyl)metan o.l.

Uretanpolymerene fremstilles ved omsetning av diolen med diisocyanatet i passende mengdeforhold, om ønsket, kan polyeteren og/eller polyesterdiolen omsettes med et støkiometrisk overskudd av organisk diisocyanat for dannelse av en isocyanato-terminert prepolymer som deretter omsettes med et difuksjonelt kjedeforlengeles-middel. Difunksjonelle kjedeforlengelsesmidler innbefatter dioler slik som etylenglykol, dietylenglykol, 1,4-butandiol , o.l. og diaminer slik som etylendiamin.

Uretanpolymerens evne til å danne stabile vandige kolloidale dispersjoner fremmes ved inkorporering av hydrofile grupper i polymerkjedene. Eksempler omfatter karboksylgrupper som, når de er nøytraliserte med alkali, ammoniakk eller et amin, danner slike hydrofile grupper og derved forbedrer polymerens affinitet for vann. Slik karboksylgruppe-funksjonalitet kan inkorpores i polymer-kjeden f.eks. ved bruk som diolforlengelsesmiddelet av en dihydroksysubsistuert karboksylsyre slik som 2,2-bis(hydroksymetyl)propionsyre.

Det er funnet at både (a) tilsetningeen til den vandige fasen av små mengder anioner som danner salter med kalsium eller barium som har lav oppløselighet i vann (f.eks. under 0,5 vekt-%) og (b) opprettholdelsen av en svakt alkalisk pH-verdi, f.eks. 8-9, forbedrer pastaens stabilitet. Slike anioner illustreres av oksalat, osfat, silikat, borat og tartrat. Den alkaliske pH-verdien hjelper til å sikre at uretanpolymeren vil bibeholde sin affinitet for vann og vil derfor ikke ha tilbøyelighet for å koagulere. Grunnen for at nevnte anion bidrar til stabilitet, er mindre sikker; et er mulig at disse anionene tjener til å holde den vandige fasen vesentlig fri for kalsium- og/eller bariumkationer (og muligens andre flerverdige metallkationer) ved umidddelbar utfel-ling av slike kationer idet de utlutes fra porselenpulvere. (Alkalisk pH-verdi hjelper også her fordi tilbøyeligheten for kalsum og barium til å utlute fra porselenet er mindre under alkaliske betingelser enn under sure betingelser). Kalsium- og/eller bariumkationer kunne selv i meget små mengder fortrenge det oppløseliggjørende kation som er forbundet med de tilknyttede karboksyl gruppene i uretanpolymeren og derved ha tilbøyelighet til å koagulere uretanpolymeren.

Andre bestanddeler som kan anvendes i pastaen,innbefatter dispergeringsmidler, supenderingsmidler, polare organiske oppløsningsmidler, antiskummingsmidler, og biosider. Dispergeringsmidler som benyttes for å hindre partikkel-agglomerering, illustreres av alkalimetallpolykarboksylat, natriumsilikat, natriumpolyfosfat, lecitin o.l. Supenderingsmidler anvendes for å hindre at partikler i pastaen sedimenteres. Eksempler på disse innbefatter sterkt vannoppløselige polymerer slik som alkalimetall-polykarboksylater, kolloidale uorganiske pulvere slik som silisiumdioksyd, leire, magnesiumaluminumsilikat, og magnesiumsilikat o.l. (Noen materialer kan virke som både dispegeringsmidler og suspenderingsmidler. De omtrentlige mengdeforhold hvori alle disse materialer benyttes, er illustrert i eksemplene.

Eksempel 1

Fremstilling av opakt porselen

Ved fremsillingen av den opake porselen benyttes et pottaske-feltspat og to silikatglass. Disse materialer har følgende sammensetninger (i vekt-%):

Det opake porselen er sammensatt av en blanding av fire komponenter som følger:

Komponent A fremsttilles fra en blanding av 94 vekt-% pottaskefeltspat og b vekt-% litiumkarbonat, og komponent B fremstilles fra en 50/50 (vekt)-blanding av pottaskefeltspatmateriale og silikatglass A. Komponentene A og B fremstilles som følger: Råmaterialene knuses til et fint pulver, sammenblandes, kulemales i to timer (slik at det passerer gjennom en 200 mesh sikt), og overføres deretter til en tett aluminiumoksyd-digel. Satsene brennes til 1232,2°C i 4 timer, bråkjøles i vann, knuses og kulemales deretter for dannelse av et pulver som er fint nok til å passere gjennom en 165 mesh nylonsikt.

Silikatglass B blir også kulemalt til å passere gjennom en 165 mesh nylonsikt.

De fire komponentene sammenblandes deretter for dannelse av et opakt porselen som har følgende totale beregnede sammensetning:

Den foregående hvite opake porselenformulering er kun illustrerende for de som kan benyttes i foreliggende oppfinnelse. Den formuleres til å ha en varmeutvidelseskoeffisient fra ca. 14 til 15 x 10~<6>cm/cm/°C (slik at når pigmenter tilsettes, i mengder fra ca. b til 15 vekt-%, vil varmeutvidelseskoeffisienten være fra ca.13 til

14 x 10~<6>cm/cm/°C for å passe til tannlegeringen), og en brennings- eller modningstemperatur på ca. 982,2°C (for å passe til brenningstemperaturene til de spesielle hoved-porselenlag som beenyttes). Dersom forskjellige varmeutvidelseskoeffisienter og/eller modningstemperaturer er ønsket, forstås det av en fagmann innen teknikken hvordan formuleringen skal modifiseres for derved å oppnå de ønske egenskapene. Det er også relevant å nevne at bruken av en forskjellig kvalitet av tinnoksyd enn "Harshaw 15" vil kunne nødvendiggjøre en endring i mengdeforholdene for formuleringens bestanddeler. F.eks. når "Transelco 304"-tinnoksyd benyttes, har følgende formulering den ønskede varmeutvidelseskoeffisient og modningstemperatur:

Fremstilling av pasta

En pasta fremstilles fra følgende bestanddeler:

(1) "Cab-O-Sil M-5". Det kollodale silisiumdioksyd kan erstattes eller suppleres med 1-2 deler Benton LT", en kolloidal leire. (2) "CPE-15"; en akrylpolymer inneholdende karboksyl-funks jonalitet.

(3) "Foamkill 639AA".

(4) "Neorez R940"; en vandig kolloidal dispersjon av en polyeter/tolylendiisocyanat-uretanpolymer med 31%

(vekt-%) faststoff, og inneholdende karboksyl-funks jonalitet som er nøytraliset med trietylamin. Dispersjonen inneholder en liten mengde metyletylketon, og N-metylpyrrolidin. Den har en pH-verdi på 8,3 og en viskositet på 70 eps.

Pastaen fremstilles ved følgende metode:

En bolle i en Hobart-blander tilføres halparten av vannet i formuleringen, diammoniumfosfat og kolloidalt silisiumdioksyd, og pH-verdien innstilles til 8,5 ved tilsetning av vandig ammoniakk. Denne blanding blandes i en halv time inntil det dannes en gel. Mens denne gel dannes, tilsettes det vannoppløselige forykningsmiddelet for å utbalansere vannet, og et biosid (1,2-dibrom-2,4-dicyanobutan) i en mengde på ca. 0,05 vekt-% av de væskeformige komponentene i formuleringen oppløses i isopropylalkohol. Etter at siliumdioksydet har dannet en gel, blir den vandige oppløsning av vannoppløselig fortykningsmiddel og biosidet i isopropylalkhol tilsatt til gelen i Hobart-blanderens bolle. Under omrøring blir porselenpulveret gradvis tilsatt til bollen fulgt av den vandige kolloidale dispersjon av uretanpolymer og antiskummingsmiddel. Blandingen blandes i en time i Hobart-blanderen, og viskositeten innstilles med vann til en viskositet på 16.000 centipoises, målt ved hjelp av et Brookfield- viskometer, modell RVT, under anvendelse av spindel nr. 6 ved en hastighet på 50 omdr./min.

Den ovenfor beskrevne pasta belegges på metallprøve-stykker fremstilt av tannlegering og på tann-f ormelementer, i belegg av en tykkelse på ca. 0,20-0,25 mm. Beleggene pensles på formelementet eller på prøvestykket og blir deretter lufttørket i 20 minutter. Et lag av hovedporselen belegges deretter på toppen av laget av opakt porselen. For prøvestykkene har hovedporselenlaget en tykkelse på ca. 2 mm. På formelementet blir det tilformet for å representere en tannkrone slik at tykkelsen forandres avhengig av hvor det befinner seg på kronen.

Prøvestykkene og formelementene plasseres i en vakuumovn ved 648,9°C, og ovnen oppvarmes ved en oppvarmingshastighet på 50-55,6°C pr. min. til 926,7°C. Luft slippes deretter inn i ovnen, og den oppvarmes ved den samme oppvarmingshastighet til 982,2°C. Når ovnen når 982,2°C, blir prøvestykkene og formelementene fjernet og avkjølt i omgivelsesluft. I alle tilfeller viser prøvene utmerket adhesjon av porselen til metallet uten bobling eller sprekking eller noen andre synlige defekter. Fargen er utmerket, og porselenlagenes estetiske tilstand er også utmerket.

Eksempler 2- 4 og kontrolleksempel 1

Tre forskjellige pastaer ble fremstilt fra formuleringene som angitt i nedentående tabell V.

Disse pastaformuleringer ble vurdert med henblikk på vannbestandighet ved følgende metode. Formuleringen pensles på et metallpanel i en tykkelse på omkring 0,20-0,25 mm. Den får enten anledning til å lufttørke i 20 minutter i omgivelsesluft, eller å lufttørke i 20 minutter ved omgivelsesluft og med ytterligere 5 minutter ved 50°C. Etter dette vurderes beleggene med henblikk på vannbestandighet ved følgende metode: Vann helles på belegget og en myk pensel føres over belegget og tilbake igjen. Dette utgjør en dobbelt gnidning. Lett trykk anvendes under penslingen. Slutten av forsøket er nådd når metall vises gjennom belegget, skjønt forsøket stoppes ved 50 doble gnidninger. I nedenstående tabell 6 er resultatene fra forsøket vist for disse tre pasta-formuleringene sammenlignet med en kommersiell akrylformulering av den type som er beskrevet i de ovennevnte to US patenter.

^ 5^ Fem minutters bakingen ved 50°C ble benyttet fordi instruksjonene som ledsager den kommesielle akrylformulering foreslår en lavtemperaturbaking. Lavtemperatur-bakingen er ikke nødvendig med foreliggende sammensetninger .

Som disse resultater demonstrerer, har pastaformuleringen ifølge oppfinnelsen betydelig overlegen vannbestandighet etter tørking enn tilfellet er med den kommersielle akrylformulering.

Claims (7)

1. Pasta egnet for påføring på et dentalt form-eleraent som et opakt porselenlag, hvilket lag ikke behøver å brennes forut for tilsetniing av et hoved-porselenlag, karakterisert ved at pastaen innbefatter et opakt porselenpulver og en vandig kolloidal dispersjon av en uretanpolymer.

2. Pasta ifølge krav 1, karakterisert ved at uretanpolymeren inneholder karboksylgrupper, og at karboksylgruppene er nøytralisert med alkalimetall, ammoniakk eller amin.

3. Pasta ifølge krav 2, karakterisert ved at den vandige fasen inneholder et anion som danner et salt med kalsium eller barium som har lav oppløselighet i vann.

4. Pasta ifølge krav 3, karakterisert ved at anionet er fosfat, oksalat eller en blanding derav.

5. Pasta ifølge krav 1, karakterisert ved at pastaen inneholder en liten mengde av et suspensjonsmiddel og et dispergeringsmiddel.

6. Pakning, karakterisert ved at den omfatter pastaen ifølge krav 1 i en egnet applikator/beholder.

7. Fremgangsmåte for fremstilling av en tannprotese, karakterisert ved at man påfører et tynt lag av pastaen ifølge krav 1 på et metall-formelement, tørker nevnte lag, påfører deretter i det minste ett lag av en hovedporselenpasta på toppen av