SE501333C2 - Metod för framställning av keramiska tandrestaurationer - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 501 333 2 ytterytan, registreras de preparerade ytorna och deras inbördes förhållande med en tredimensionell optisk eller mekanisk avläsningsmetod, antingen direkt i munnen eller på en modell i något modellmaterial t. ex gips eller på ett avtryck med något avtrycksmaterial t.ex A-silikon, eller ett vaxavtryck, av de preparerade ytorna. De registrerade ytorna reproduceras i ett forstorat format t.ex. med hjälp av en datorstyrd fräs, som bearbetar det mot bäraren kompakterade pulvret varvid fórstorin gen beräknas med utgångspunkt från det keramiska materialets krympning under sintringen till full densitet. I detta fall görs ett avdrag för önskad spalt för cement.

Figl visar tvärsnitt på naturliga tänder, såsom en med en artificiell tandkrona (Fig. la), en med ett inlägg och en tand preparerad för ett inlägg (Fig.lb), och en med en fasad (Fig.1c). Awåbränd porslin, B=käma, Y= kärnans ytteryta, I= kämans inneryta, som skall passa mot preparerad tandyta C=cement, P= tandens preparerade yta, S=preparationsgräns, E= emalj, D= dentin och F=pulpa.

Fig.2 visar ett tvärsnitt av en bro som är cementerad på två stödtänder. Dessa stödtänder kan ha en vital pelare (U1) eller en artificiell pelare (U 2) tillverkad i någon dental le ger-ing, keramiskt material eller någon förstärkt polymer. Bron består i denna figur av två artificiella tandkronor i enlighet med Fig.l a och med ett hängande led (V) emellan, som ersättning för en förlorad tand Bron består av en kärna (B) med påbränt dentalt porslin A. En bro kan innehålla fler stödtänder och även fler mellanliggande hängande led. Stödtändema kan även vara preparerade för inlägg eller fasader. Fasader kan göras både buckalt eller lingualt. Stödtändema kan även bestå av implantat med artiñciella pelare.

Fig. 3 visar ett tvärsnitt av en cylindrisk kuts K1 tillverkad i t.ex gips. K1 har díametrarna (P1 och (P2, ett spår Q1 för återpositionering i en chuck till en fräs och en avfasning Z1.

Koc är en modell av en preparerad tand for en krona. P är den preparerade tandytan och S är preparationsgränsen.

Kg är ett tvärsnitt av en reproduktion i förstorat format av Koc framtaget i en datorstyrd fräs ur en kuts K1. Förstoringen är beräknad med hänsyn tagen till sinuingskrympningen for det keramiska materialet. L2 är reproduktionen den preparerad tandytan (P) och definieras som ytan ovanför preparationsgränsen S 2.

K3 består av K1 med ett skal på 1-1,5 mm utanpå hela förstoringen av den preparerade ytan (L2). L3 är detta skals ytteryta. L3 avslutas med gränsen S3.

Fig. 4 visar ett exempel på ett tvärsnitt av ett verktyg för pressning av individuella kärnor till tandrestaurationer. F är ett cylindtiskt rör. G är en cylindrisk platta med diametrama (P3 och (P4. H är en cylinder med diametem (P3. H, F och G kan vara tillverkade i t.ex. härdat stål. E är tillverkat i ett gummielastiskt material liksom J och X. X är ett avtryck av K3 utom delen med diameter (P1. X har en cylindrisk ytterforrn med diarnetem (P3. I Fig. 10 15 20 25 30 35 40 501 333 4 har Kg placerats i X, M är ett hålrum, med plats för keramiskt pulver och Pk är presskraften varmed H pressas mot G.

Fig. 5 visar Koi, som är ett tvärsnitt av ett avtryck av en preparation till ett inlägg. Ytan Pi är avtryck av inläggets preparerade yta (P) (Fig. lb) och S är preparationsgränsen. Fig. 5 visar även tvärsnitt av K4 och K5, som används för framställning av kärnor till inlägg.

K4 är en med hänsyn till sintringskrympningen förstorad modell av Koi. K4 kan tillverkas genom fräsning i en datorstyrd fräs från en kuts K1 i gips. I denna figur har hjälpytan L'4 (streckad) lagts in. L'4 är inläggets förstorade yta, som precis passar mot tandens för ett inlägg preparerade yta (P). S4 markerar preparationsgränsen. L4 är K4's frästa yta. Avståndet mellan L4 och L'4 är lika med kämans tjocklek i osintrat tillstånd.

K5 består av K4 med ett skal på 1.5-3mm utanpå den heldmgna ytan L4, L5 är detta skals ytteryta.

Fig. 6 visar Koh, som är ett tvärsnitt av en modell av två för lcronor preparerade stödtänder c1 och c2 med mellanliggande gingiva.

Fig. 7 visar Kö, som är en förstorad modell av Kob. K6's förstorade stödtänder är C1 och Cg. Modellen kan delas vid linjema 11 och 12.

Fig.8 visar den förstorade modellen från ñg. 7 med ett skal med ytterkontur Lg, som omger preparationerna C1 och C2 och mellanliggande gingiva.

Som framgår av Fig. 1 och Fig. 2 utformas artificiella tandkronor, inlägg, fasader eller broar som en kärna i tätsintrad keramik (B) med påbránt skikt av dentalt porslin (A).

Tandrestaurationerna fästes mot de preparerade ytoma (P) genom t.ex. cementering, liksom bron mot pelarna U1 och U2. Det tunna cementskiktet (C) binder samman den preparerade tandytan (P) med kämans inre yta (I) som passar med önskad precision mot den preparerade ytan (P). På kämans (B) ytteryta (Y) kan dentalt porslin brärmas.

Cementskiktet kan ha en tjocklek < 100 pm företrädesvis 25-50 um. Det förekommer att cementskiktet punktvis kan vara >100pm beroende på Lex ojämnheter i preparationen.

För cementering av konstruktionema kan t.ex fosfatcement, glasjonomercement eller resincement användas. Om resincement användes kan det vara en fördel att silanbehandla kärnans inneryta (I) som skall förenas med de preparerade ytoma (P). Det kan även vara en fördel att före cementering av fasaden etsa de delar av den preparerade ytan (P) som består av emalj (E). Etsmedel kan vara Lex fosforsyra. Delar av den preparerade ytan som består av dentin (D) kan före cementeringen behandlas med något dentinadhesiv.

Det keramiska pulvret kan tillverkas på ett flertal för faclcmannen välkända metoder.

Traditionell pulverrnetallurgisk teknik kan användas där de olika komponenterna blandas och males i tom eller vått tillstånd med vatten eller ett organiskt lösningsmedel (t.ex. alkoholer) som malvätska. Till den keramiska pulvermassan tillsättes vid behov under 10 15 20 25 30 35 40 501 333 4 lämpligt skede i processen pressmedel eller andra organiska bindemedel.

Det keramiska grundmaterialet i käman består lämpligen av en eller flera biokompatibla oxider, alternativt med tillsatser av karbider och nitrider med eller utan bindemetall.

Exempel på biokompatibla oxider, som kan bilda grundmatris för den keramiska formkroppen, är Al2O3, TiOz, MgO, 2102, och 2102 med tillsats av mindre mängd upp till 10 mol% Y2O3 eller MgO (paniellt eller helt stabiliserad zirkoniumoxid). Ingående komponenter kan föreligga som partiklar med en storlek av < 25 pm företrädesvis < 10 um och/eller som whiskers (hårformi ga enkristaller) med en längd av > 10 um företrädesvis > 25 tim och ett längd till diameter förhållande >5, företrädesvis >10 och/eller fibrer (polykristallina) med en diameter > 10 um och/eller som enkristallskivor med en ungefärlig diameter 5-50 um och en tjocklek av 1-10 um. Andelen whiskers, fibrer och/eller skivor bör ej överstiga 60 vol-%. I en föredragen utföringsfonn innehåller det keramiska materialet > 50% AI2O3 med tillsatser av konventionella sintringshjälpmedel. För att öka hållfastheten lmn QS vikts% företrädesvis 3-12 vikts% ZrOz, och/eller 5-40 vikts% företrädesvis 10-30 vikts% SiC-, TiN- eller ZrN-whiskers lillsättas. Det är viktigt att det keramiska materialet sintras till sluten porositet, vilket för en oxidmatris innebär minst 98% av teoretisk densitet, men för att säkerställa god mekanisk hållfasthet bör materialet företrädesvis ha en densitet över 99%, medan densiteter över 99.5% ger den bästa styrkan.

För att få lämplig färg på käman (B) kan färgade komponenter väljas. Tillsats av t.ex. 0.1-1 vikts% TiN och/eller ZrN ger Al2O3-baserade tandlcronor en svagt gul färgton, Fe2O3 ger en gulbrun färgton och MnOz ger en rosa färgton Givetvis skall inte sådana tillsatser användas, som ger oestetiska effekter.

Enligt uppfinningen föreligger nu alltså artificiella keramiska tandkronor, inlägg, fasader eller broar kännetecknade av att de tillverkas av ett keramiskt pulver med tillsats av pressmedel och/eller andra organiska bindemedel. Vid tillverkning av käman till en individuell tandkrona pressas det keramiska pulvret mot kroppen K2 till en kärna, som efter sintring till full densitet passar mot den preparerade tandytan och med en väggtjocklek så nära önskad tjocklek som möjligt. Vid tillverkningen av den förstorade modellen (Kg) måste hänsyn tas till sintringskxympningen varför ytan (L2) måste förstöras för att presskroppen under den efterföljande sintringsprocessen till full densitet, med stor noggrannhet får önskad slutlig inre geometrisk form (I) som passar mot den preparerade ytan (P). Hänsyn skall också tas till önskat utseende på spalt mellan tandkrona och preparerad tand för cementering av laonan mot den preparerade tanden.

Denna spalt kan beräknas så att den blir så liten som möjligt vid preparationsgränsen företrädesvis nära noll.

Vid tillverkningen av en individuell kärna till en tandkrona kan man förfara på följande sätt: En kropp Kg tillverkas från en kuts K1 i gips genom att en preparerad tandyta eller 10 15 20 25 30 35 40 5 501 353 artiñciell pelare registreras med en tredimensionell optisk eller mekanisk avläsningsmetod. Den registrerade ytan överförs till en datorstyrd fräs, som ger formen på Kg baserat på data från registreringen och data om sintringslcrympning och önskad forrn på spalt för cement. En lcropp K3 tillverkas från den ovan registrerade ytan, med pålagt skal på l.5-3 mm enligt Fig 3. Verktyget X tillverkas genom att K3 placeras i en form i vilken ett gummielastiskt material hälls Lex. en A-silikon, som får härda.

Pressfärdigt keramiskt pulver placeras i X's kavitet (M), därefter placeras laoppen Kg på plats i X. Kg orienteras med hjälp av avfasningen Z1. J placeras på Kg och X med innehåll placeras i röret F. E sätts på plats liksom cylindem H, varefter röret F med innehåll placeras på G. Hela verktyget enligt Fig. 3 placeras i en enaxlig press t.ex en hydraulpress. Vid kompakteringen av pulvret pressas cylindem H med presskraften Pk in i röret F mot cylindem G i kontakt med I. Under pressningen kompakteras pulvret mot kroppen Kg. Efter kompakteringen avlägsnas H, J och Kg med kompakterat pulver, som är fäst mot Kg. Efter pressningen återpositioneras Kg i den datorstyrda fräsen. Spåret Q1 och mot detta spår svarande stopp i fräsens chuck möjliggör återpositionering i rotationsled och övergången mellan diametrarna P1 och Fg i axiell led. Ytterytan på hättan bearbetas efter återpositíoneringen i fiäsen. Ytterytan kan beräknas i datom, som styr fräsen. Ytterytan kan även tillverkas från data av en inläst hätta, som modelerats i t. ex. vax och som före avläsningen fästs på den preparerade tanden. Bearbetningen kan styras av datom så att hättan får önskad ytterform och anpassas till preparationsgränsen.

Kärnans skaltjocklek kan vara tex 0,3 -1 mm, dock kan på vissa ställen skaltjocklekar > 1 mm behövas för förstärkning eller beroende på andra önskemål. Det är även möjligt att från data om kontaktfórhållanden med gtanntänder i samma och motstående käke bearbeta fram en helt färdig tand eller från avlästa data av en krona, som modelerats i t. ex. vax och som före avläsningen fästs på den preparerade tanden. Vid all bearbetning i fräsen tas hänsyn till sintringskrympningen.

Presslcroppen försintras på den i en datorstyrd fräs tillverkade gipsmodellen Kg. För aluminiumoxid sker fórsintrin gen i luft vid 800°C - IOOOOC på gipsmodellen. Under fórsintringen avger modellmaterialet (gips) vatten, vilket resulterar i en krympníng på ca 15 %. Det keramiska materialet krymper bara någon % under försintringen, varför den försintrade kärnan kommer att vara för stor på gipsmodellen och kan lyftas av för eventuell justering och därefter sintras till full densitet. Istället för gips kan inbäddningsmassor användas förutsatt att de kan fungera som sintringsunderlag under försintringen och har tillräcklig styrka för att klara pulverkompakteringen utan att deformeras.

På samma sätt som en tandkrona enligt ovan kan en fasad tillverkas.

En käma (B) till ett inlägg kan fillverkas genom att med en tredimensionell mekanisk eller optisk metod registrera den för ett inlägg preparerade tanden (Fi g. lb) eller ett avtryck Koi av den preparerade kaviteten. Data från den registrerade preparerade ytan styr en 10 15 20 25 30 35 40 501 353 6 datorstyrd fräs för tillverkning av kroppen K4 ur en kuts K] i gips. När det avlästa avtrycket av inlägget fórstoras med hänsyn till sintringskrympningen och hänsyn har tagits till spalt för cement, erhålles L'4. Från denna yta beräknas L4_ som är inläggets kämas ytteryta, dvs den yta mot vilken porslin kan brännas fór färdigställande av inlägget K5 tillverkas i t.ex gips eller någon lättbearbetat formbeständigt material. På samma sätt, som vid tillverkning av en kärna till en tandkrona kan ett avtryck X för ett inläggi något gummielastiskt material (Fig.4) tillverkas. Detta avtryck (X) placeras sedan i pressen på samma sätt, som är beskrivet i Fig.4 efter det att pulver placerats i kaviteten (M) mellan den förstorade modellen (K4) och avtrycket X. Under pressningen kompakteras pulvret mot kroppen K4. Efter pressningen återpositioneras K4 i den datorstyrda fräsen. Inläggets ytteryta (L'4) bearbetas fiam efter återpositioneringen i fräsen.

Presskroppen försintras på den förstorade gipsmodellen K4. Formen på L4 ger ytterfonnen på inläggets käma. Mot denna ytteryta yta kan porslin brännas. För att öka estetiken för inlägget kan kärnans skaltjocklek göras tunnast mot preparationsgränsen för att käman efter porslinsbränningen skall kunna döljas om det är önskvärt. Vid uppläggningen av porslinsmassa mot kärnan placeras denna i inläggspreparationen i ursprungsmodellen av den preparerade tanden. Denna brukar vara placerad i en stiftad och sågad modell av hela käken. Inlägget byggs upp på konventionellt sätt med porslinsmassor. Vid bränningen tas inlägget bort från modellen och bränns i porslinsugn.

Det kan behövas flera poslinsbrännin gar med efterfólj ande justeringar innan inlägget är klart fór slutjustering. Mot käman kan även dentala polymerer fästas. Dessa polymerer ger då inlägget dess slutliga form. Det är en fördel om kärnans ytteryta silaniseras innan polymerer samanfogas med denna. Slutligen är det möjligt att ge L4 en sådan form att inlägget består av enbart tätsintrad keramik. Det är då viktigt att inläggets ytteryta, som har kontakt med andra tänder poleras så att ytan inte har en ytråhet, som kan ge nötningsskador på tänder i motstående käke.

En bro kan tillverkas genom att man först med en tredimensionell mekanisk eller optisk metod registrerar de preparerade stödtändemas yta och mellanliggande del från en modell i gips (Fig.6) eller direkt i munnen. Preparerade stödtänder och mellanliggande del av käken reproduceras i ett med hänsyn till sintringskrympningen fórstorat format med hjälp av t.ex. en datorstyrd fräs (Fig.7). Samtidigt beräknas också en spalt för cement på samma sätt som för singelkronor. Innan den förstorade modellen avläses, kan en understruktur för hängande ledet byggas upp med t.ex. vax på fixturen mellan C1 och C2. Denna understruktur kan även beräknas i datom. Hur en sådan understruktur kan se ut framgår av Fig. 7. Materialet i de förstorade modellema kan vara t.ex. gips.

Kompakteringen av det keramiska pulvret sker på ett liknande sätt som för hättor till kronor och inlägg. För tillverkning av en bro måste ett avtryck X tillverkas, som ger utrymme för pulver till både en balk, som förenar hättoma och de båda hättorna.

Principiella utseendet av lcroppen K7, som används för tillverkning av ett avtryck X för 10 15 20 25 7 501 333 framställning av en kärna till en bro i tätsintrad keraik framgår av Fig.8. Avtrycket X tillverkas på samma sätt, som beskrivits för enstaka kärnor till tandlcronor. I det tomma utrymmet som omger C1, C2 och den mellanliggande gingivan placeras keramiskt pulver, varefter verktyget X placeras i ett pressverktyg på samma sätt som för en enstaka krona och ett presstryck Pk pålägges. Det keramiska pulvret kommer att kompakteras mot C1 och C2 och mot den del av den fórstorade modellen, som ligger mellan C1 och C2.

Efter återpositionerin g i fräsen bearbetas presskroppens ytteryta och käman fórsinuas på samma sätt, som för enstaka hättor. Före fórsintringen måste underlaget, det vill säga den förstorade modellen beskriven i Fig. 7, delas vid linjerna 11 och 12 för att den fórstorade gipsmodellens lcrympning inte skall spräcka käman under fórsintringen. Denna delning kan göras fore eller efter kompakteringen av pulvret. Det är viktigt att de tre delama fixeras under kompakteringen så att de preparerade tändemas inbördes läge bibehålls.

Efter försintringen justeras kärnan, speciellt på de ställen, som inte kunnat bearbetas före fórsintringen. Denna slutjustering kan göras med en fräs i ett handstycke varefter käman slutsintras.

En bro kan även tillverkas, som är baserad på stödtänder, som har en preparation på buckalytan till en fasad eller en preparation på lingualytan för en lingual platta.

Tillverkningen av en sådan bro går till på samma sätt som ovan beskrivits för en bro med stödtänder preparerade för kronor.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 40 501 333 8 PATENTKRAV

1. Metod för framställning av artificiell tandrestauration bestående av en keramisk tätsintrad höghållfast individuell kärna (B) med påbränt porslin (A) genom pulvermetallurgiska metoder k ä n n e t e c k n a d av att kämans (B) inre begränsningsyta (I) som skall passa mot en eller flera preparerade tandytor (P) eller artificiella pelare tillverkas genom formning av en keramisk pulverblandning mot en yta av en lcropp varvid nämnda yta är tillverkad genom att med en tredimensionell optisk eller mekanisk avläsningsmetod registrera de preparerade tändemas eller artificiella pelares yta och deras inbördes förhållande, antingen direkt i munnen eller på en modell i Lex gips varefter de registrerade ytorna reproduceras i ett fórstorat format Lex. med hjälp av en datorstyrd fräs varvid fórstoringen beräknas med utgångspunkt från det keramiska materialets krympning under sintringen till full densitet med justering av (I) med hänsyn till önskad spalt för cement.

2. Metod enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d av att kärnan tillverkas genom att keramiskt pulver verktygspressas, med hjälp av ett gumrniverktyg X i något gummielastiskt material, nära önskad form mot de förstorade preparationema Kg, K4 och Kg tillverkade genom fräsnin g av fórtillverkade gipskutsar .

3. Metod enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d av att gumrniverktyget X tillverkas genom att ta ett avtryck av kroppen K3, K5 eller K7.

4. Metod enligt krav 2 och 3 k ä n n e t e c k n a d av att efter kompakteringen av kerampulver mot Kg, K4 eller K7 återpositioneras Kg, K4 eller K5 i fräsen, varvid kämans ytterkontur fräses fram till önskad form,.varefter käman fórsintras på Kg, K4 eller K6_

5. Metod enligt ltiav 2, 3 och 4 kännetecknad av att den försinuade kärnan lyftes av Kg_ K4 eller K6 och sintras till full densitet.

6. Metod enligt lcrav 1, 2, 3 och 4 k ä n n e t e c k n a d av att kämmaterialet består av höghållfast tätsintrat keramiskt material med en relativ täthet >99%.

7. Metod enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a d av att det keramiska kärnmaterialet består av en eller fler av oxiderna A12O3, TiOg, MgO, ZrOg eller ZrOg med upp till 25 mol % Y2O3 eller MgO.

8.Metod enligt krav 5 och 6 k ä n n e t e c k n a d av att kärnmaterialet dessutom innehåller whiskers och/eller partiklar av SiC, TiN, 2102 och/eller ZrN.