PL185495B1

PL185495B1 - Zastosowanie szkła, filar szklany, sposób wytwarzania filara szklanego i zastosowanie filara szklanego

Info

Publication number: PL185495B1
Application number: PL96331322A
Authority: PL
Inventors: Laszló Nemeth
Original assignee: Nemeth Laszlo
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2003-05-30
Also published as: IL127929A0; DE69619873D1; NZ333749A; ES2172668T3; EP0912155B1; NO990214D0; PL331322A1; HK1019855A1; SK6099A3; CN1089577C; BG103097A; CZ289350B6; CN1229352A; NO313313B1; AU6367296A; RO120526B1; SK283669B6; PT912155E; WO1998003146A1; HUP9903417A3

Abstract

1. Zastosowanie szkla o nastepujacym skladzie: krzemionka SiO2 70-75% tritlenek boru B2 O3 12-18% tlenek sodu Na2O 4-8% tlenek potasu K2 O 0,5-2,0% tlenek glinu Al2 O3 0,8-2% do celów protetyki dentystycznej. 2. Zastosowanie szkla zdefiniowanego w zastrz. 1 do wytwarzania filarów nosnych dla zakrytych lub nie zakrytych mostków dentystycznych, wykonanych z metalu lub inne- go materialu. 3. Filar szklany odpowiedni do dostarczania biozgodnego nosnego filara zebowego, znamienny tym, ze jest wykonany ze szkla zdefiniowanego w zastrz. 1. 4. Sposób wytwarzania filara szklanego, znamienny tym, ze szklo zdefiniowane w zastrz. 1 ogrzewa sie do temperatury 900 - 1200°C, sprasowuje w formie prasowniczej dla nadania ksztaltu, a nastepnie w sposób ciagly chlodzi sie w jednym, etapie do tempe- ratury pokojowej. 5. Zastosowanie filara szklanego zdefiniowanego w zastrz. 3 do wytwarzania filarów nosnych dla zakrytych lub nie zakrytych mostków dentystycznych, wykonanych z metalu lub innego materialu. PL

Description

Przedmiotem wynalazku są; zastosowanie szkła, filar szklany, sposób wytwarzania filara szklanego i zastosowanie filara szklanego.

Ubytki zębów zakłócają idealne umocowanie uzębienia i upośledzają żucie. Zaniedbania z tym związane mogą silnie wpływać na równowagę somatyczną i psychiczną. Ubytki zębów trzonowych, występujące najczęściej, można początkowo uzupełnić przez wstawienie mostka. Jednakże mocowanie mostka może sprawiać trudności przy utracie tylnego zęba podtrzymującego koniec mostka. Problem ten można rozwiązać jedynie poprzez zastosowanie wyjmowalnych protez. Niedostateczne przeżucie z uwagi na niewstawienie zęba może niekorzystnie wpłynąć na działanie żołądka i jelit. Zmienia się również estetyka wyglądu twarzy, co może doprowadzić do zaburzeń psychicznych.

Znanych jest szereg sposobów zastępowania utraconych zębów, w tym między innymi stosowanie specjalnych mostków z umocowanym lub nie umocowanym końcem, których użycie może spowodować powstanie dobrze znanych problemów.

Węgierski opis patentowy nr 210237 dotyczy zastępowania utraconego tylnego zęba metalowym mostkiem ze szklanym sztyftem, oraz sposobu wytwarzania takiego metalowego mostka. Mostek według wspomnianego opisu zawiera zwykły korpus mostkowy oraz jeden lub większą liczbę szklanych sztyftów, przymocowanych do metalowego korpusu mostka zwężonymi końcami. Istotę wynalazku stanowi to, że sztyft szklany podtrzymujący mostek wykonany jest z topionego szkła i dopasowany jest kształtem do siodła zęba, oraz to, że szklany sztyft lub, w przypadku większej liczby szklanych sztyftów, co najmniej jeden z nich zamocowany jest do tylnego końcowego elementu mostka metalowego. Przy wytwarzaniu mostka metalowego pręt ze stopionego szkła wprasowuje się w odpowiednie miejsce modelu wykonanego w zwykły sposób, po czym powoli chłodzi się szklaną formę o kształcie odpowiadającym sztyftowi, po ochłodzeniu brzegi naprzeciw dziąseł szlifuje się i przycina, a sztyft szklany przejściowo mocuje się na modelu i mocuje w uprzednio wykonanym metalowym mostku. Sztyft szklany wykonany z porcelany przez niemieckiego dentystę już w 1936 roku

185 495 był podobny do opisanego elementu, z tym, że wykonywany był jedynie przez szlifowanie, a nie przez stapianie.

Według wyżej wymienionego węgierskiego opisu patentowego pręt szklany stapia się dogodnie w temperaturze 524-526°. Skład ujawnionego w opisie odpowiedniego szkła jest następujący: 73,0% SiO₂, 7,0% B₂O₃/As₂O₃/Al₂O₃, 2,5-5% MgO oraz jako reszta ZnO/B aO/PbO/F e₂O₃/Na2O/K₂O.

Zgodnie ze sposobem ujawnionym w tym węgierskim opisie patentowym szklany sztyft formuje się przez wciskanie szklanego pręta w model. Szklany pręt musi być stopiony na stosunkowo długim odcinku, a przy wciskaniu w model stopiony sztyft wykazuje skłonność do odkształcania się względem osi wzdłużnej szklanego pręta. Zatem sposób ten jest skomplikowany i bez odpowiedniego wyszkolenia istnieje ryzyko powstania dużej ilości odrzutów.

Trwałość specjalnych mostków dentystycznych z nieumocowanym końcem można znacząco zwiększyć przez zastosowanie filara nośnego lub filarów nośnych, dopasowanych kształtem do dziąseł. Taki element mocujący o przekroju kołowym lub eliptycznym musi spełniać wiele różnych wymagań. Do najważniejszych wymagań należą:

a) odpowiednia sztywność, aby wytrzymać odkształcenia występujące przy przeżuwaniu, oraz długotrwała odporność na reakcje chemiczne przebiegające w jamie ustnej;

b) długotrwała tolerancja tkanek wobec mostka i nieaktywność po zastosowaniu w organizmie człowieka,

c) odpowiednia charakterystyka mięknienia w warunkach laboratorium stomatologicznego, a następnie plastyczność, aby struktura pozostała nieaktywna, a sztywność została utrzymana również przy obciążeniach podczas przeżuwania.

Doświadczenia wykazały, że szczególnie szkła nieorganiczne spełniają te wymogi. Jednakże z uwagi na ich skład większość szkieł nie nadaje się do zastosowań dentystycznych, gdyż nie spełniają one powyższych wymagań. Pewne inne szkła można stosować tylko na zasadzie kompromisu. Z tego względu istnieje zapotrzebowanie na szkło o specjalnym składzie, spełniające najdogodniej podane warunki stosowania. Celem wynalazku było dostarczenie takiego szkła o specjalnym składzie.

Tak zwany filar nośny, stanowiący podporę wolnego końca mostka dentystycznego, musi wykazywać znaczną odporność mechaniczną, aby wytrzymać dobrze znane duże siły ściskające i ścinające występujące przy przeżuwaniu, nawet jeśli uwzględni się zmieniony rozkład naprężeń w porównaniu ze zwykłymi, umocowanymi mostkami dentystycznymi. Wydaje się, że nadaje się do tego odprężone szkło krzemianowe, którego moduł sprężystości wynosi zazwyczaj 500-800 MPa, a którego wytrzymałość na ściskanie jest wysoka w porównaniu ze zwykłymi materiałami plastycznymi.

Twardość Mohsa tego szkła, wynosząca 5-7, jest wystarczająco wysoka, aby wytworzyć z niego filary nośne, które nie będą zarysowywane przez jedzenie. Powierzchniowe mikrorysy odgrywają mianowicie istotną rolę w pękaniu. Powierzchniowe mikrorysy będą powodować również pogorszenie właściwości mechanicznych. Takie szkło wykazuje ponadto wysoką odporność na ścieranie, choć w zastosowaniu według wynalazku nie będzie ono oczywiście narażone na tak intensywną erozję, jak ząb.

Przewodnictwo cieplne i elektryczne szkła jest niskie. Nie ma niebezpieczeństwa, że szkło utworzy ogniwo galwaniczne w jamie ustnej, co mogłoby przyspieszyć korozję części wykonanych z innych metali, wprowadzonych do jamy ustnej.

Korzystnie wstawiany materiał strukturalny powinien odznaczać się odpornością chemiczną. Szkła krzemianowe zwykłe spełniają ten warunek. Jednakże należy uwzględnić złożoną reakcję pomiędzy szkłami i roztworami stykającymi się ze szkłami, takimi jak ślina. Reakcje takie można zasadniczo rozdzielić na dwa procesy, oddziaływujące ze sobą. W wyniku pierwszego procesu jony wodorowe przechodzą na powierzchnię szkła z roztworu i przenikają na drodze powolnej dyfuzji do wnętrza szkła. Równocześnie jony metali alkalicznych, zwłaszcza jony sodowe, przechodzą do roztworu w ilości równoważnej jonom wodorowym. Ten cząstkowy proces nadaje roztworowi zasadowość. Drugi proces powoduje powolną degradację polimerycznej struktury szkła, podczas której wszystkie pierwiastki wchodzące w skład szkła przechodzą do roztworu. Obydwa procesy przebiegają zazwyczaj powoli

185 495 w normalnej temperaturze ciała, jednak ich szybkość może się znacznie zwiększyć w zależności od składu szkła. W niekorzystnym przypadku trzeba wziąć pod uwagę znaczący miejscowy wzrost pH i/lub rozpuszczanie się toksycznych materiałów, szkodliwych dla organizmu.

Wynalazek dotyczy zastosowania szkła o następującym składzie:

krzemionka	SiO₂	70-75%
tritlenek boru	B₂°3	12-18%
tlenek sodu	Na₂O	4-8%
tlenek potasu	K₂O	0,5-2,0%
tlenek glinu	A1₂O₂	0,8-2%

do celów protetyki dentystycznej.

Wynalazek dotyczy w szczególności zastosowania szkła zdefiniowanego powyżej do wytwarzania filarów nośnych dla zakrytych lub nie zakrytych mostków dentystycznych, wykonanych z metalu lub innego materiału.

Wynalazek dotyczy również filara szklanego odpowiedniego do dostarczania biozgodnego filara zębowego, który to filar szklany jest wykonany ze szkła zdefiniowanego powyżej.

Zgodny z wynalazkiem sposób wytwarzania filara szklanego, polega na tym, że szkło zdefiniowane powyżej ogrzewa się do temperatury 900 - 1200°C, sprasowuje w formie prasowniczej dla nadania kształtu, a następnie w sposób ciągły chłodzi się w jednym etapie do temperatury pokojowej.

Ponadto wynalazek dotyczy zastosowania filara szklanego zdefiniowanego powyżej do wytwarzania filarów nośnych dla zakrytych lub nie zakrytych mostków dentystycznych, wykonanych z metalu lub innego materiału.

Właściwości fizyczne materiału są następujące:

Materiał szkła topi się w piecu w 1560 - 1600°C

Temperatura robocza: 1400°C

Współczynnik rozszerzalności liniowej: 4 - 4,2 · W⁶ K'¹

Wytrzymałość na ściskanie: 120 - 150 MPa

Odporność na kwasy: klasa hydrolityczna I

Odporność na zasady: klasa hydrolityczna II

Po zbadaniu kompozycji stwierdzono, że oprócz głównych składników może ona zawierać mało znaczące ilości cynku i magnezu (0,01% Zn i 0,006% MgO) jako towarzyszące zanieczyszczenia, które pozostają jednak nieaktywne i nie powoduje podrażnień i pogorszenia stanu zdrowia. Kompozycja nie zawiera ołowiu lub baru, które są szkodliwe dla zdrowia.

Temperatura mięknienia jest na tyle niska, aby możliwe było formowanie materiału przy zastosowaniu źródeł ciepła dostępnych w protetycznym laboratorium dentystycznym. Tę korzystną właściwość uzyskuje się również dzięki dużej zawartości boranu, co umożliwia zmniejszenie koniecznej w innych przypadkach dużej zawartości składników alkalicznych. Zmniejszenie zawartości tlenku sodu bardzo korzystnie wpływa na odporność chemiczną szkła. Niska zawartość składników alkalicznych jest również korzystna z tego względu, że ilość materiałów przedostających się ze szkła do organizmu w wyniku korozji jest mała, a nawet te pomijalne ilości składników, które rozpuszcza się, są nietoksyczne. Korzystne jest także to, że dzięki małemu stężeniu sodu korozja zasadniczo nie powoduje wzrostu pH w sąsiedztwie dziąseł.

Skład szkła, a więc i jego właściwości fizyczne i chemiczne, są stałe, co zapewnia łatwość manipulowania.

Szkło o wyżej podanym składzie znajduje zastosowanie do wytwarzania filara szklanego, który korzystnie wywarza się w postaci gotowej do zastosowania w protetyce. Filar szklany stanowi całkowicie biozgodny materiał, który można wytwarzać w skali przemysłowej tak, aby charakterystyki fizyczne i chemiczne wszystkich części produktu stale spełniały wyżej podane wymogi.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sposób wytwarzania prefabrykowanego szklanego filara stosowanego do wytwarzania filara nośnego, fig. 2 - prefabrykowany produkt oraz specjalne narzędzie (narzędzie montujące)

185 495 używane podczas montowania szklanego filara, w przekroju poprzecznym, a fig. 3 - filar nośny umieszczony na dziąśle i dopasowany do niego kształtem.

Poniżej wyjaśniono korzystny sposób -wytwarzania i stosowania szkła.

Szkło topi się z materiału wyjściowego, o powyżej zdefiniowanym składzie, w 1580 1600°C, dogodnie w piecu wykonanym i stosowanym w tym celu (w przypadku pieca stosowanego w innych celach części pozostające na ściankach tygla do topienia mogą spowodować niepożądane zanieczyszczenia, toteż korzystnie należy je usunąć), po czym wyciąga się pręt szklany o grubości 4 mm. Szklane pręty chłodzi się w kontrolowany sposób, aby uniknąć powstania niepożądanych naprężeń, gdyż ogrzane szkła, w zależności od składu materiału, reagują na temperaturę zewnętrzną w różny sposób. W szkle niepożądane naprężenia mogą powstać przy szybkim chłodzeniu, toteż należy stosować regulację temperatury chłodzenia materiału wyjściowego, aż do ochłodzenia do poniżej 450°C.

Uzyskane w ten sposób pręty stanowią materiał wyjściowy do wytwarzania filarów. Do wytwarzania filarów stosuje się następujące przyrządy: palnik na gazowy tlen/propan, formę prasowniczą o kształcie pokazanym na fig. 1, szczypce i komorę do obróbki, cieplnej lub termoizolacyjną matę stosowaną do chłodzenia gotowego wyrobu, zależnie od technologii.

Korzystny sposób wytwarzania filara jest następujący: wytworzone uprzednio pręty szklane ogrzewa się w palniku do temperatury 900 - 1200°C i wciska się w formę prasowniczą ugrzaną do temperatury 600 - 700°C i utrzymywaną w temperaturze 600 - 700°C za pomocą odrębnego palnika. Formę prasowniczą utrzymuje się korzystnie w takiej temperaturze, gdyż w wyższej temperaturze materiał może przyklejać się do narzędzia, a w niższej temperaturze produkt będzie stygł zbyt szybko, a wówczas powstają szkodliwe naprężenia. Gdy szkło przyjmie kształt formy prasowniczej (po około 1s), można je oddzielić od pręta za pomocą płomienia, po czym filar wyjmuje się z formy prasowniczej z użyciem wypychacza i umieszcza się w komorze do obróbki cieplnej, w której chłodzi się go stopniowo do temperatury pokojowej.

Następnie wypukłą powierzchnię powstałą w miejscu oddzielania od pręta szlifuje się prostopadle do osi wzdłużnej za pomocą tarczy diamentowej, aby ułatwić dalszą pracę technikowi dentystycznemu.

Uzyskany w ten sposób filar szklany jest gotowy do sprzedaży lub do bezpośredniego użycia.

Dobór materiału strukturalnego i prostota technologii, która ma być zastosowana, stanowią również ważne czynniki, aby filar nośny można było wykonać i umocować w mostku w zwykłym protetycznym laboratorium dentystycznym, łatwo i w krótkim okresie czasu. Z tego punktu widzenia szklany filar dentystyczny jest szczególnie odpowiedni. Szklany filar wytworzony sposobem według wynalazku można po prostu ogrzać do odpowiedniej temperatury, a potem wcisnąć go w odpowiednie miejsce w modelu gipsowym, korzystnie z użyciem skonstruowanego w tym celu narzędzia, i równomiernie ochłodzić dla uniknięcia niepożądanych naprężeń.

Technik dentystyczny wykonuje filar nośny w następujący sposób.

Filar szklany umieszcza się w uchwycie pokazanym na fig. 2 i rozgrzewa się w płomieniu propanowo/tlenowym do białości, w temperaturze około 900 - 1200°C, aż materiał zmięknie i będzie się dawał formować.

Zmiękczony materiał wciska się zdecydowanym ruchem w kierunku prostopadłym do siatki w zaznaczonym miejscu przygotowanego modelu gipsowego, po czym jego powierzchnię ogrzewa się ponownie trzymając ją nad płomieniem przez krótki okres czasu, a następnie upuszcza się go na matę i przykrywa matą ceramiczną, gdzie tak wytworzony filar nośny stygnie równomiernie w całej masie w jednym etapie do osiągnięcia temperatur poniżej 450°C, aby uniknąć szkodliwych naprężeń na ukształtowanej powierzchni.

Koniec filara nośnego przeciwległy ukształtowanej powierzchni obrabia się za pomocą przecinaka diamentowego ścieraka diamentowego, stosowanych obecnie w przemyśle szklarskim, aby umożliwić jego wstawienie w mostek. Wykonany w ten sposób filar nośny poddaje się obróbce, aby pasował on do zębów filarowych w modelu i mocuje się w gotowym mostku za pomocą kleju cementowego.

185 495

Filary nośne wytworzone ze szkła zgodnie z wynalazkiem zastosowano u około 150 pacjentów i okresowo dokonywano oględzin, wykonywano kontrolne badania rentgenowskie oraz, gdy było to możliwe, badano umocowany, a następnie zdjęty mostek. Nie stwierdzono zmian patologicznych ani w obszarze pod filarem nośnym, ani w jego sąsiedztwie. Przy porównaniu panoramicznych zdjęć rentgenowskich wykonanych przed montażem mostka stwierdzono, że zarysy kości pod filarem nośnym i ostatnim zębem filarowym były takie same.

185 495

mostek filar nośny dziąsło kość

FIG. 3

185 495 ogrzewanie ponowne tooienie

FIG.1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zastosowanie szkła o następującym składzie:

krzemionka SiO₂ 70-75% tritlenek boru B₂O₃ 12-18% tlenek sodu Na₂O 4-8% tlenek potasu K₂O 0,5-2,0% tlenek glinu Al₂O₃ 0,8-2%

do celów protetyki dentystycznej.
2. Zastosowanie szkła zdefiniowanego w zastrz. 1 do wytwarzania filarów nośnych dla zakrytych lub nie zakrytych mostków dentystycznych, wykonanych z metalu lub innego materiału.
3. Filar szklany odpowiedni do dostarczania biozgodnego nośnego filara zębowego, znamienny tym, że jest wykonany ze szkła zdefiniowanego w zastrz. 1.
4. Sposób wytwarzania filara szklanego, znamienny tym, że szkło zdefiniowane w zastrz. 1 ogrzewa się do temperatury 900 - 1200°C, sprasowuje w formie prasowniczej dla nadania kształtu, a następnie w sposób ciągły chłodzi się w jednym, etapie do temperatury pokojowej.
5. Zastosowanie filara szklanego zdefiniowanego w zastrz. 3 do wytwarzania filarów nośnych dla zakrytych lub nie zakrytych mostków dentystycznych, wykonanych z metalu lub innego materiału.