DE2855739A1

DE2855739A1 - Dentallegierung aus edelmetall mit verbesserter goldfarbe

Info

Publication number: DE2855739A1
Application number: DE19782855739
Authority: DE
Inventors: Min Van Tsai
Original assignee: Unitek Corp
Current assignee: 3M Unitek Corp
Priority date: 1977-12-27
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1979-06-28
Also published as: GB2011469B; JPS60214718A; CH636905A5; SE7813323L; JPS54100923A; IT1107581B; FR2413471B1; FR2413471A1; GB2011469A; CA1098342A; IT7852443A0

Description

J. REITSTÖTTER W. KINZEBACH

PROP. DR. DR. DIPL. ING. J> DR. PIHU DIPIj. CHEM.

W. BUNTE (19Ξ8-1Θ7Θ) K. P. HÖLLER

DR. INO. DR. RISR. NAT. DIPL. CHBM.

TELEFONt (08O) 37 OB TELEX: S21S208 ISAR D

BAUERSTRASSB 22, SOOO MONCHBN

München, 22. Dezember 1978 M/19 355

UNITEK. CORPORATION 2724 S. Peck Road

Monrovia, California 91016 USA

Dental legierung aus Edelmetall mit verbesserter Goldfarbe

POSTANSCHRIFTl POSTFACH 780. D-8000 MÜNCHEN 43

909826/0955

Die Erfindung betrifft eine gießfähige Dentallegierung, die zur Verbindung mit Dentalporzel1anen geeignet ist und eine stabile, goldgelbe Farbe aufweist.

In der Zahnheilkunde sind Edelmetallegierungen bekannt» die zur Verbindung mit Keramik geeignet sind (d.h. das Aufbringen eines Porzellankörpers oder einer Porzellanumhüllung). Diese Legierungen werden zur Herstellung von Kronen, Brücken, sowie andere Arten von Zahnersatz und Zahnerhaltung eingesetzt, um geschädigte oder fehlende Zähne zu ersetzen. Die sogenannten "keramischen Legierungen" enthalten üblicherweise ungefähr 80 bis 90 % Gold und relativ große Mengen Platin (5 bis 15 %) und Palladium (1 bis 10 %). Legierungen dieser Art und die Anwendung der Legierungen auf dem Gebiet der Zahnheilkunde sind ausführlich in der US-PS 3 413 723 erläutert» auf deren Offenbarung im vorliegenden Falle ausdrücklich Bezug genommen wird.

Ein Nachteil der bekannten Legierungen ist darin zu sehen, daß ihr Aussehen silbrig oder weißgoldartig ist, wogegen eine ideale keramische Legierung eine echte goldgelbe Farbe aufweisen sollte, die nach dem Gießen und nach den wiederholten Aufbrennzyklen, die während des Aufbringens von opaken Materialien und Porzellanmaterialien erforderlich sind, stabil bleibt. Die goldgelbe Farbe ist besonders wünschenswert, weil sie mit der Farbe angrenzender Goldkronen übereinstimmen soll und weil die meisten Patienten diese Farbe als ästhetische^ ansehen und in kosmetischer Hinsicht als angenehm beurteilen.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß man durch Einschluß von ungefähr 1,5 % bis ungefähr 3,0 % Rhodium in der Legierung eine überraschend echte und beständige goldgelbe Farbe erzielt. Bisher wurden kleine Mengen Rhodium (weniger als 0,5 %) zur Kornverfeinerung der Legierungen eingesetzt, jedoch sind diese

909828/0955

M/19 355

Mengen des Elements nicht ausreichend, um eine beständige Goldfarbe zu erzielen. Ein weiterer wichtiger Faktor besteht darin, daß der Kupfergehalt der Legierung auf weniger als 1,0 % begrenzt wird. Es wurde festgestellt, daß ein Mehrgehalt an Kupfer beim Gießen der Legierung zu einer erheblichen Oxidation führt, wodurch das Haftvermögen und die Farbe des Porzellans nachteilig beeinflußt werden.

Die erfindungsgemäße Legierung enthält 83 bis 87 % Gold, 7 bis 12 % Platin, 1,5 bis 3,0 % Rhodium, bis zu 1,0 % Kupfer (wobei das Verhältnis von Rhodium zu Kupfer vorzugsweise im Bereich von 3 bis 15 liegt), sowie andere Elemente zur Kornverfeinerung und zur Bildung von Haftoxiden. Eine derzeit bevorzugte Formulierung der Legierung umfaßt im wesentlichen 85,5 % Gold, 9,5 % Platin, 2,0 % Rhodium, 0,5 % Kupfer, 1,3 % Silber, 0,5 % Indium, 0,5 % Zinn und 0,2 % Iridium. Die Erfindung erlaubt die Herstellung von Zahnersatz durch Aufbrennen eines Porzellankörpers oder Porzellanmantels auf einen Teil des gegossenen Legierungskörpers, der die zuvor genannten Merkmale aufweist.

Die erfindungsgemäße, goldfarbene keramische Legierung weist die folgenden elementaren Komponenten auf (ausgedrückt in Gewichts-%):

Element	Bevorzugte Formulierung	Annehmbarer Be reich (%)
Gold	85,5	83-87
Platin	9,5	7-12
Rhodium	2,0	1,5-3
Kupfer	0,5	weniger als 1,0
SiIber	1,3	weniger als 4,0
Indium	0,5	weniger als 2,0
Zinn	0,5	weniger als 1,5

909826/0955

M/19 355 - 6 -

Iridium 0,2 weniger als 1,0

Eisen weniger als 0,5

Ruthenium weniger als 1,0 '.

Rhenium weniger als 1,0 J

Diese Legierung weist einen Schmelzpunkt im Bereich von unge- , fähr HOO⁰C auf und besitzt Hafteigenschaften und einen thermi-' sehen Ausdehnungskoeffizienten (ungefähr 15 χ 10~ pro ⁰C),
die mit den Porzellankörpermaterialien der in der US-Patentschrift 3 413 723 genannten Art gut verträglich sind. Die

Legierung wurde bei Dentalporzel1 an, das von der Vita Zahn-

(R)
fabrik unter dem Warenzeichen VMK-68erhältlich ist, unter- !

sucht, wobei sie sich als äußerst zufriedenstellend erwiesen ;

ι hat. Andere verträgliche Porzel 1 anmaterial ien sind von '<

Dentsply International Inc. (unter dem Warenzeichen "Biobond "j) und von der Ceramco Division of Johnson & Johnson erhältlich, j

Ein gegossener Körper der bevorzugten Legierung weist die j

2 i folgenden Eigenschaften auf: Zerreißfestigkeit 3660 kg/cm j

(52000 psi), Streckgrenze bei 0,2 % Dehnung 2740 kg/cm² ; (39000 psi), Dehnung 12 %, Vickers-Härte 140 und Haftfestigkeit 844 kg/cm² (12000 psi). Die Zerreißfestigkeit und die
Dehnung wurden mit einem Instron Tensile Instrument gemessen,
die Vickers-Härte wurde mit einem Microhardness Tester mit
diamentbesetztem Eindrückelement bestimmt. Die Haftfestigkeit des Porzellans am gegossenen Legierun.gskörper wurde durch die Shell und Nielson-Technik festgestellt, die im Journal of
Dental Research Nr. 41, 1424-37 (1962) beschrieben ist.

Die bevorzugte Legierung weist nach dem Gießen eine lippige
goldgelbe Farbe auf. Diese Färbung ist stabil und bleibt nach wiederholten Porzellanaufbrennvorgängen auf dem gegossenen
Legierungskörper bestehen. Die Legierung weist darüber hinaus

909828/0955

M/19 355 - 7 - 285 w739

als sehr wünschenswerte Eigenschaft auf, daß die während der ; wiederholten Porzellanaufbrennstufen gebildeten Oxide nicht zu ! einer Verfärbung des Porzellanmantels oder -körpers führen. Der erhaltene Zahnersatz weist somit Porzellanoberflächen auf, deren Aussehen angrenzenden Zähnen angepaßt werden kann, sowie freie Legierungsoberflächen mit einer echten Goldfarbe, die mit' Goldkronen oder anderem Zahnersatz aus Gold im Mund des Patien-! ten zusammenpaßt.

In der Legierung wird Platin verwendet, um die Festigkeit zu { erhöhen und um den Schmelzpunkt einzustellen. Das Platin trägt i ebenfalls zur Farbe der Legierung bei, jedoch können überhöhte Mengen dieses Metalls zu einem übermäßig silbrigen Aussehen ] der Legierung führen. Auch das Kupfer trägt zur Festigkeit j und Farbeinstellung der Legierung bei, muß jedoch in seiner [ Menge beschränkt sein, um eine beträchtliche Oxidation zu ver- ί meiden. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Rhodium zu Kupfer, fm Bereich von ungefähr 3 bis 15. j

Ein wie zuvor genannter, relativ hoher Rhodiumgehalt dürfte ! den Hauptfaktor bei der Bildung der beständigen goldgelben j

Farbe darstellen, die während mehrerer Porzellanaufbrennvorgänge stabil bleibt. Die in den Legierungen des Standes der Technik verwendeten relativ großen Mengen (bis zu 5 %) Palladium werden bei der neuen Legierung vermieden, um beim ge-

j gossenen Zahnersatz eine Silberfarbe zu vermeiden.

[ Indium und Zinn werden in der Legierung eingeschlossen, um die Bildung von Haftoxiden sicherzustellen, die für eine ausreichende Haftung der Porzellanmaterialien erforderlich sind. Die Hauptfunktion von Iridium, Ruthenium und Rhenium ist in einer Kornverfeinerung zu sehen, und das Eisen (falls verwendet) trägt zur Härte und Festigkeit der Legierung bei. Der bevorzugte Prozentgehalt an Rhodium (2 %) führt zu einer guten

909826/0355

Farbe und einer guten Farbbeständigkeit, und normalerweise werden im Hinblick auf die relativ hohen Kosten dieses Elements höhere Prozentgehalte nicht benötigt.

Bei der Anwendung wird die Legierung in eine Körperform gegossen, die für die gewünschte Zahnersatzanwendung benötigt ' wird. Hierbei wendet man übliche Wachsausschmelz-Verfahren an._;

Dann werden Porzellanschichten (üblicherweise einschließlich einer oder mehrerer opaker Schichten) auf den gegossenen Legierungskörper aufgebrannt, wobei man die üblichen Porzellanaufbrennmethoden anwendet. Das vorragende Kennzeichen der Legierung ist darin zu sehen, daß während dieser Aufbrennzyklen die ansprechende und stabile goldgelbe Farbe erhalten bleibt, während gleichzeitig die wünschenswerten Struktur- und Hafteigenschaften der keramischen Legierungen des Standes der Technik beibehalten werden.

Typische Beispiele für die erfindungsgemäßen Legierungen sind nachstehend aufgeführt (die Komponenten sind in Gewichts-% angegeben):

	Bei spiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
Gold	85,5	85,0	82,0	82,0
Platin	9,7	8,8	12,0	12,0
Rhodium	1,5	2,2	3,0	1,0
Kupfer	0,3	1,5	1,0	3,0
Silber	1,3	1,3	1,3	1,3
Indium	1,0	0,5	0,3	0,3
Zinn	0,5	0,5	0,3	0,3
Iridium	0,2	0,2	0,1	0,1

909826/0955

Die Legierung des Beispiels 1 wurde mit Rhodium ungefähr am unteren Ende des annehmbaren Be^vre:H;h,s. f οrmul iert. Diese Legierung wies nach dem Gießen eine sehr ansprechende goldgelbe Farbe auf, war jedoch nach mehreren Porzellanaufbrennzyklen im Hinblick auf die Farbbeständigkeit nur als noch annehmbar zu bezeichnen. Während der Aufbrennzyklen gebildete Oxide aus der Legierung führten nicht zu einer Verfärbung des Porzellankörpers.

Die Legierung des Beispiels 2 wurde absichtlich mit einer zu großen Kupfermenge formuliert. Bei dieser Legierung wurde festgestellt, daß eine Verfärbung des Porzellankörpers auftritt. Die Legierung zeigte jedoch nach dem Gießen eine gute Anfangsfarbe, und die Farbe war während wiederholter Aufbrennzyl.len beständig.

Die Legierungen der Beispiele 3 und 4 erwiesen sich ebenfalls als unbefriedigend in der Hinsicht, daß die Oxide beider Formulierungen zu einer Verfärbung der Porzellankörper führten, Beispiel 3 hatte eine gute goldgelbe Anfangsfarbe nach dem Gießen, jedoch schwand die Farbe während der Porzellanaufbrennvorgänge. Beim Beispiel 4 erhielt man nach dem Gießen auf goldenem Hintergrund eine Silberschattierung, wobei die Farbe nach dem Aufbrennen der Porzellanschichten zu Weißgold verblaßte. Der Goldgehalt der Legierungen der Beispiele 3 und 4 ist äußerst niedrig und bei der Legierung des Beispiels 4 liegen ein niedriger Rhodiumgehalt und ein hoher Kupfergehalt vor.

909826/0955

Claims

Patentanspruch e

Gießfähige Dental 1egierung₉ geeignet zur Verbindung mit
Dentalporzellan, die eine stabile, goldgelbe Farbe
aufweist, welche nach dem Aufbrennen des Porzellans auf
der gegossenen Legierung beibehalten wird, enthaltend ungefähr 83 bis 87 % Gold, 7 bis 12 % Platin, 1,5 bis 3 %
Rhodium, weniger als ungefähr 1,0 % Kupfer, wobei das Verhältnis von Rhodium zu Kupfer in der Legierung im Bereich
von 3 bis 15 liegt, sowie weitere Elemente zur Kornverfeinerung und zur Bildung von Haftoxiden.

Dentallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ' daß sie wie folgt zusammengesetzt ist:

Gold 83 bis 87 %

Platin 7 bis 12 % ;

Rhodium 1,5 bis 3 % ■

Kupfer weniger als 1 % \

Silber weniger als 4 %

Indium weniger als 2 % j

Zinn weniger als 1,5 % \

Iridium weniger als 1 5ί ;

Eisen weniger als 0,5 ίί i

Ruthenium weniger als 1 % '_{

Rhenium weniger als 1 %. :

Legierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie wie folgt zusammengesetzt ist:

Gold 85,5 %
Platin 9,5 %

-■ ORIGINAL. INSPECTED-

909826/0955

M/19 355 - ^- ^y· 28^5/39

Rhodium 2,0 Kupfer 0,5 Silber 1,3 Indi um 0,5 Zinn 0,5 Iridium 0,2

Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in Form eines ! gegossenen Körpers zum Einsetzen in den Mund, dadurch ge- j kennzeichnet₉ daß auf dem Körper ein Porzellankörper oder -mantel aufgebrannt ist.

909826/0955