DE19606492A1 - Mit Kunststoffen überzogene Dentalprothesenteile und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Mit Kunststoffen überzogene Dentalprothesenteile und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft mit Kunststoffen überzogene
Dentalprothesenteile aus Edelmetallen und Unedelmetallen,
bei denen zwischen dem Metall und der Kunststoffschicht
eine silanisierte Haftvermittlerschicht aus Siliziumoxid
und anderen Metalloxiden angeordnet ist.
Kunststoffverblendete Dentalprothesenteile, wie Kronen oder
Brücken, sind schon viele Jahre bekannt. Bedingt durch das
unterschiedliche Ausdehnungsverhalten von Metallgerüst und
Kunststoff bei Temperaturschwankungen im Mund kommt es zu
einer Spaltbildung zwischen den beiden Werkstoffen, in dem
sich Mikroorganismen ansiedeln können und in dem es zu
Verfärbungen kommen kann.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, diese Spaltbildung
zu verhindern und die Bindung zwischen Metall und
Kunststoff zu verbessern. So ist es bekannt, auf der
Oberfläche der Prothesenteile kleinste Partikel als
Haftvermittler zwischen Metall und Kunststoff aufzubringen.
Diese Partikel sind teils mechanisch, teils chemisch an der
Oberfläche des Metallgerüstes verankert und weisen meist
reaktive Silanolgruppen auf, die durch anschließendes
Silanisieren eine chemische Verbundbrücke zu dem Kunststoff
aufbauen.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der
DE-PS 34 03 894 geoffenbart, wobei auf die metallischen
Dentalprothesenteile bei hoher Temperatur
siliziumoxidhaltige Teilchen aufgesprüht werden. Dabei
werden oxidierbare organische Siliziumverbindungen mittels
Flammenhydrolyse in die haftungsvermittelnde
Siliziumoxidteilchen umgewandelt.
Aus der DE-OS 40 28 278 ist es bekannt, als Kupplungsmittel
zwischen Metall und Kunststoff auf das Metallgerüst ein
Silan aufzubringen und dieses durch Erhitzen an Luft in
Siliziumoxid umzuwandeln. Neben Silanen können auch
entsprechende Titan- und Zirkoniumverbindungen eingesetzt
werden. Dabei kann auf die Oxidschicht eine weitere
Silanschicht vor dem Beschichten mit dem Kunststoff
aufgebracht werden.
Auch in der DE-PS 42 25 106 wird ein Verfahren beschrieben,
um die Haftfestigkeit von Kunststoffschichten auf
Dentalprothesenteilen zu verbessern. Dabei wird eine
SiO₂-Schicht auf den Metallteilen aufgebracht, indem Silane
oder andere metallorganische Verbindungen mittels einer
Funkenentladung in die entsprechenden Metalloxide
übergeführt werden.
Diese bekannte Verfahren haben den Nachteil, daß sie keine
optimale Haftung zwischen Metall und Kunststoff erbringen,
wahrscheinlich auch deswegen, weil auf diese Weise nur
Oxidschichten von wenigen µm Stärke erzeugt werden können.
Außerdem haben diese Schichten den Nachteil, daß sie die
ursprüngliche Metallfarbe nicht abdecken und daher einen
zahnfarbenen Kunststoff als Verblendung benötigen.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit
Kunststoff überzogene Dentalprothesenteile aus Edelmetallen
und Unedelmetallen zu entwickeln, bei denen zwischen dem
Metall und der Kunststoffschicht eine silanisierte
Haftvermittlerschicht aus Siliziumoxid und anderen
Metalloxiden angeordnet ist, bei denen eine optimale
Haftung zwischen Metall und Kunststoff erreicht wird und
bei denen die abdeckende Haftvermittlerschicht bereits ein
zahnfarbenes Aussehen besitzt. Außerdem sollte ein
entsprechendes Verfahren zur Herstellung der
Haftvermittlerschicht gefunden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als
Haftvermittlerschicht eine Keramikschicht aus Siliziumoxid
mit 10 bis 20 Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis 28 Gew.%
Alkalioxid und 2 bis 20 Gew.% Farbpigmente mit einer Dicke
von 60 bis 200 µm auf den Prothesenteilen aufgebracht ist.
Vorzugsweise verwendet man eine Keramikschicht bestehend
aus 48 bis 58 Gew.% SiO₂, 8 bis 19 Gew.% Al₃O₃, 7 bis 14
Gew.% K₂O, 2 bis 10 Gew.% Na₂O, 0 bis 3 Gew.% CaO, 0 bis 1
Gew.% BaO, 0 bis 2 Gew.% Li₂O, 0 bis 1 Gew.% CeO₂, 0 bis 1
Gew.% Fluorid, 0 bis 0,5 Gew.% Sb₂O₃, 0 bis 10 Gew.% B₂O₃,
0 bis 30 Gew.% SnO₂, TiO₂ und/oder ZrO₂ als Trübungsstoffe
und 3 bis 15 Gew.% Farbpigmente.
Die Keramikschicht bewirkt einen spaltfreien, chemisch
festen Verbund zwischen dem metallischen Prothesenteil und
der Kunststoffverblendung. Außerdem läßt sich die Keramik
zahnfarben einfärben und deckt dadurch die Farbe des
Metallgerüsts komplett ab.
Die Herstellung des Metall-Keramik-Kunststoff-Verbunds
erfolgt vorteilhafterweise durch Aufbrennen einer 60 bis
200 µm starken Keramikschicht, bestehend aus Siliziumoxid
mit 10 bis 20 Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis 25 Gew.%
Alkalioxide und 2 bis 20 Gew.% Farbpigmente, bei 730 bis
1000°C auf das Metall, Silanisieren der Keramikschicht und
Aufbringen der Kunststoffschicht nach bekannten Verfahren.
Folgende Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern:
- 1. Ein Prothesenteil aus einer Gold-Palladiumlegierung wird mit einer Keramikmasse beschichtet, die aus 49,3% SiO₂₁ 18,5% Al₂O₃, 8,8% K₂O, 8,5% Na₂O, 0,1% CaO, 0,8% CeO₂, 0,5% F, 0,7% B₂O₃, 8,9% SnO₂ und 3,9% eines Farbkörpergemisches besteht. Diese Masse wird bei 780°C aufgebrannt, so daß eine 120 µm starke Keramikschicht entsteht. Nach dem Abkühlen wird das Teil in eine Silanlösung eingetaucht (1 Vol.% Methacrylsäure-3-trimethoxysilylpropylester, 0,2 Vol. Eisessig, Rest Wasser) und getrocknet. Auf das so vorbehandelte Prothesenteil wird dann ein handelsüblicher Verblendkunststoff aufgebracht und mit dem entsprechenden Härtesystem auspolymerisiert.
- Die Haftung des Verblendkunststoffes auf dem Prothesenteil wird im Dreipunktbiegeversuch nach DIN 13927 bestimmt. Der Mittelwert von 6 Proben ergab eine Haftfestigkeit von 36 N/mm², im Vergleich zu einem Wert von etwa 23 N/mm² bei Verblendkunststoffen, die ohne die erfindungsgemäße Keramikzwischenschicht auf silanisierte metallische Prothesenteil aufgebracht waren.
- 2. Auf ein Prothesenteil aus einer Chrom-Nickel-Legierung (20 Cr, 5 W, 5 Mo, 5 Fe, Rest Ni) wird eine Keramikschicht von 90 µm Dicke aufgebracht, die folgende Zusammensetzung aufweist: 47,0% SiO₂, 14,6% Al₂O₃, 9,4% K₂O, 2,7% Na₂O, 0,1% CaO, 0,6% BaO, 0,8% Li₂O, 0,4% Sb₂O₃, 2,2% B₂O₃, 18,2% SnO₂ und 4,0% Farbkörpergemisch. Die Aufbrenntemperatur beträgt 930°C. Nach Eintauchen in die Silanlösung gemäß Beispiel 1 und Trocknen wird ein handelsüblicher Verblendkunststoff aufpolymerisiert. Die Haftfestigkeit, gemessen analog Beispiel 1, beträgt 38 N/mm².
- 3. Auf ein Titanprothesenteil wird eine Keramikschicht von 140 µm Dicke aufgebracht, die folgende Zusammensetzung aufweist: 51,1% SiO₂, 8,5% Al₂O₃, 9,1% K₂O, 6,3% Na₂O, 0,5% CaO, 0,6% Li₂O, 0,1% CeO₂, 0,2% F, 0,2% Sb₂O₃ 0,4% B₂O₃, 19,2% SnO₂ und 3,8% Farbkörpergemisch. Die Aufbrenntemperatur beträgt 730°C. Nach dem Silanisieren gemäß Beispiel 1 und Aufbringen eines handelsüblichen Verblendkunststoffs wird die Haftfestigkeit mit 38 N/mm² bestimmt.
- Die Zusammensetzung der Keramik muß in den angegebenen Grenzen der einzelnen Bestandteile auf die Wärmeausdehnung und die maximale Aufbrenntemperatur der Metallegierung des Prothesenteils abgestimmt sein. Sie ist für alle handelsüblichen Aufbrennlegierungen anwendbar.
Claims (3)
1. Mit Kunststoff überzogene Dentalprothesenteile aus
Edelmetallen und Unedelmetallen, bei denen zwischen dem
Metall und der Kunststoffschicht eine silanisierte
Haftvermittlerschicht aus Siliziumoxid und anderen
Metalloxiden angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Haftvermittlerschicht eine Keramikschicht aus
Siliziumoxid mit 7 bis 20 Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis
28 Gew.% Alkalioxid und 2 bis 20 Gew.% Farbpigmente mit
einer Dicke von 60 bis 200 µm auf den Prothesenteilen
aufgebracht ist.
2. Dentalprothesenteile nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Keramikschicht aus 48 bis 58 Gew.% SiO₂, 8 bis
19 Gew.% Al₂O₃, 7 bis 14 Gew.% K₂O, 2 bis 10 Gew.%
Na₂O, 0 bis 3 Gew.% CaO, 0 bis 1 Gew.% BaO, 0 bis 2
Gew.% Li₂O, 0 bis 1 Gew.% CeO₂, 0 bis 1 Gew.% Fluorid,
0 bis 0,5 Gew.% Sb₂O₃, 0 bis 10 Gew.% B₂O₃, 0 bis 30
Gew.% SnO₂, TiO₂ und/oder ZrO₂ als Trübungsmittel und 3
bis 15 Gew.% Farbpigmenten besteht.
3. Verfahren zur Herstellung von Dentalprothesenteilen
nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf das Metall eine 60 bis 200 µm starke
Keramikschicht, bestehend aus Siliziumoxid mit 7 bis 20
Gew.% Aluminiumoxid, 5 bis 28 Gew.% Alkalioxide und 2
bis 20 Gew.% Farbpigmente, bei 730 bis 1000°C
aufgebrannt, diese Silanisiert und auf die silanisierte
Keramikschicht die Kunststoffschicht aufgebracht wird.
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