DE3600463A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung keramischer inlays - Google Patents

Description

Die in der modernen Zahnmedizin in erheblichem Umfang eingesetzten Füllungen in eine vom Zahnarzt erzeugte und/oder präparierte Kavität aus Amalgam, Kunststoff, dentalkeramischer Masse oder Metall wie Gold dienen dazu, dem Zahn die durch die Kavität geschwächte mechanische Widerstandskraft möglichst weitgehend wiederzugeben. Wenn diese Füllungen inoral gefertigt werden, heißen sie Plomben, bei exoraler Anfertigung nennt man sie Inlays.

Eine wichtige Anforderung an ein solches Inlay ist eine möglichst gute Paßgenauigkeit in die Kavität.

Eine bis heute übliche Herstellungsweise besteht im wesentlichen darin, die durch das Inlay anszufüllende Kavität mit einer reversiblen Abformmasse wie Silicon, Hydrokolloid o. ä. abzuformen und das so gewonnene Positivmodell mit Gips oder einer anderen erhärtenden Masse zu umgießen und so ein Negativmodell der Kavität zu erzeugen. Dieses wird mit Wachs ausgegossen, das nach Erstarrung aus der Kavität entfernt wird, und das so freigelegte wächserne Positivmodell wird in eine sogenannte selbsthärtende, d. h. nach Zugabe bestimmter Flüssigkeiten härtende Einbettmasse mit bestimmten Expansionswerten eingebettet. Üblich sind Expansionswerte von 0,5 bis 2,5% linear. Nach Erhärtung der Einbettmasse wird das Wachs ausgeschmolzen und mit einem Metall, üblicherweise einer Goldlegierung, ausgegossen. Man erhält auf diese Weise ein gut passendes Goldinlay, das ohne besondere Nachbehandlung direkt verwendbar ist. Es hat aber den Nachteil, daß jedes Metall im Munde die Gefahr unerwünschter elektrochemischer Reaktionen mit anderen Metallen unter Vermittlung des Speichels mit sich bringt. Auch ist der meist sichtbare Metallanteil eine aus ästhetischen Gründen oft unerwünschte Begleiterscheinung.

Der Versuch, diese Nachteile durch Inlays aus zahnfarbenem Kunststoff zu vermeiden, bringt aber andere Nachteile mit sich, nicht nur weil die für diesen Zweck verwendeten Kunststoffe nicht immer biokompatibel, d. h. gewebeverträglich sind, sondern vor allem weil sie stets Wasser aus dem Speichel aufnehmen, was zu Aufquellungen und Verfärbungen führt. Unter solch einer Füllung, die dann nicht mehr richtig paßt, bildet sich leicht Sekundärkaries.

Die Nachteile metallischer Inlays und solcher aus Kunststoff vermeiden Inlays aus gebrannnter keramischer Masse. Das bekannte Verfahren zu ihrer Herstellung ist in den ersten Verfahrensstufen identisch mit dem der Herstellung metallischer Inlays, d. h. Abformung der Kavität des Zahnes mit einer reversiblen Abformmasse, Umgießen des Positivmodells mit Gips, Ausgießen der Kavität des Gipsnegativs mit Wachs, Ausbetten des Wachspositivs, Einbetten des Wachspositivs in eine selbsthärtende Einbettmasse und Ausschmelzen des Wachspositivs nach Erhärtung der Einbettmasse.

Während jedoch die so freigelegte Kavität des aus selbsthärtender Einbettmasse bestehenden Negativmodells direkt als Schmelzform für die Herstellung von metallischen Inlays verwendet werden kann, muß sie vor ihrer Verwendung als Brennform für keramische Inlays mit einer dünnen Platinfolie ausgekleidet werden, um ein Anbacken der dentalkeramischen Masse zu verhindern. Nach erfolgter Auskleidung mit der Platinfolie wird das mit Wasser oder einem Wasser-Glycerin-Gemisch angeteigte dentalkeramische Pulver eingefüllt und im Vakuum bei 900 bis 1040°C, in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Keramikmasse, gebrannt. Um eine genaue Farbwiedergabe des natürlichen Zahnes zu erhalten, wird mit verschiedenfarbigen Massen gearbeitet, die in mehreren Schichten aufgetragen werden. In der Regel sind dies Grundmasse, Zahnhalsfarbe, Dentin und Schmelzmasse, wobei für die verschiedenen Zonen des Inlays nur die Massen zu Anwendung kommen, die dort gerade zur Farbwiedergabe des Zahnes benötigt werden.

Die schmelzende Keramikmasse schrumpft beim Brand um den der verdampfenden Anteigungsflüssigkeit und der zwischen den Partikeln der Keramikmasse eingeschlossenen Luft entsprechenden Betrag. Der dadurch zwischen Formling und der ausgekleideten Brennform entstehende Zwischenraum muß daher noch mehrere Male (meist 5 bis 6mal) aufgefüllt und gebrannt werden. Deshalb darf die Brennform nicht vor Fertigstellung des letzten Brandes zwecks Ausbettung des Formlings zerstört, sondern muß bis zu diesem Zeitpunkt durch Auskleidung mit Platinfolie vor dem Anbacken der keramischen Masse geschützt werden.

Durch das mehrmalige Brennen leidet sowohl die Festigkeit der keramischen Masse wie auch der ihr durch zugesetzte Metalloxide verliehene Farbton infolge teilweiser Verbrennung derselben. Auch ist das Nachtragen der keramischen Masse in den Zwischenraum zwischen der ausgekleideten Brennform und dem Formling, das natürlich nur so lange möglich ist, wie dieser Zwischenraum nicht enger ist als die Korngröße des verwendeten Keramikpulvers, äußerst schwierig und praktisch nur unter Zuhilfenahme von verdichtenden Geräten wie Ultraschallgeneratoren durchführbar.

Eine wirklich genaue Paßform, die den Zahn optimal mechanisch stützt und sekundären bakteriellen Angriff auf die Kavität mit Sicherheit ausschließt, ist mit dem bekannten Verfahren nicht erzielbar, weil selbst im günstigsten Fall an den äußeren Dimensionen des erzeugten Inlays sowohl die Dicke der unentbehrlichen Platinfolie wie auch die Schrumpfungsdicke der zuletzt aufgetragenen Schicht fehlen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung von genauer in die Zahnkavität passenden Inlays zu schaffen, das mit weniger Arbeitsstufen und entsprechend geringem Zeit- und Arbeitsaufwand auskommt und außerdem die Verwendung von Platin- oder anderer Auskleidungsfolie überflüssig macht.

Die ersten Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens bis zur Gewinnung des Wachspositivs der Kavität sind mit denen des bekannten Verfahrens identisch. Jedoch wird mit dem Wachspositiv keine einteilige, sondern eine zweiteilige Gußform aus selbsthärtender Einbettmasse hergestellt. Die Herstellung dieser zweiteiligen Gußform ist nachstehend an Hand der Figuren beispielsweise und schematisch erläutert.

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf den Unterteil 1 der für die Herstellung der Gußform verwendeten ebenfalls zweiteiligen Vorrichtung, während

die Fig. 2 und 3 senkrechte Schnitte längs der Linien II-II und III-III der Fig. 1, jedoch mit nicht ganz aufgesetztem, d. h. darüber schwebendem Oberteil 2 darstellen.

Für die Herstellung der Brennform wird zunächst in den Hohlraum 8 des Unterteils 1 selbsthärtende Einbettmasse 3 eingefüllt und in diese das Wachspositiv 4 der Kavität eingesetzt. Nach Aushärtung der Einbettmasse wird diese mit einer dünnen Schicht einer wasserabweisenden Substanz, vorzugsweise Alginat-Isolierlösung bestrichen. Hierauf wird der Oberteil 2 aufgesetzt, dessen Hohlraum 9 ebenfalls mit selbsthärtender Einbettmasse 3 gefüllt ist. Ausnehmungen 5 des Unterteiles 1, die in die korrespondierende Vorsprünge 6 des Oberteiles 2 eingreifen, verhindern eine unerwünschte Verschiebung von Ober- und Unterteil relativ zueinander während der Aushärtung und sind so angeordnet, daß das Oberteil nur in einer ganz bestimmten Stellung relativ zum Unterteil auf dieses aufgesetzt werden kann. Nach erfolgter Aushärtung können Ober- und Unterteil leicht von einander getrennt werden. Die Form wird dann ausgebrannt, um das Wachs zu entfernen, die Einbettmasse zu trocknen und ihr die nötige Formstabilität zu verleihen.

Ober- und Unterteil werden dann befeuchtet, vorzugsweise mit der gleichen Flüssigkeit, mit der die keramische Masse angeteigt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird für beide Zwecke eine Flüssigkeit verwendet, die leichter flüchtig ist als Wasser und Glycerin, insbesondere hochprozentiger, z. B. 96%iger Alkohol.

In die befeuchtete Hohlform wird dann angeteigte keramische Masse eingefüllt u. zw. mehr als zur Ausfüllung der Hohlform nötig wäre. Zweckmäßig werden dabei die unterschiedlichen Farben schon so geschichtet, wie zur Bildung der gewünschten Zahnfarbe erforderlich ist. Hierauf wird das in gleicher Weise befeuchtete Oberteil unter leichtem Druck aufgesetzt und die so nicht ganz geschlossene, aber geführte, aus Ober- und Unterteil bestehende mit keramischer Masse gefüllte Muffel im keramischen Ofen gebrannt. Vorzugsweise wird für den Brand eine etwas höhere als die maximal beim bekannten Verfahren angewendete Temperatur, nämlich 1050°C angewendet. Sowohl während des Brandes wie auch während der anschließenden Abkühlung werden Ober- und Unterteil zusammengepreßt, am einfachsten dadurch, daß der Unterteil auf einer festen Unterlage aufsitzt und auf den darauf aufgesetzten Oberteil ein nach unten gerichteter Druck, z. B. durch eine Schraubenpresse oder ein aufgelegtes Gewicht ausgeübt wird. In den Fig. 2 und 3 ist die druckerzeugende Vorrichtung schematisch durch eine Gewichtsplatte 12 dargestellt. Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Öffnungen 13 und 14 des Unter- und Oberteiles sind zwar für das Einfüllen vorallem der Keramikmasse praktisch, aber nicht unentbehrlich. Dieser Druck muß groß genug sein, um aus dem Überschuß der keramischen Masse stets soviel nachzuführen, wie durch die Schrumpfung zur Ausfüllung der Hohlform benötigt wird. Dabei verbindet sich die nachgeführte Masse gut auch mit den bereits erstarrten Partikeln der keramischen Masse. Der zum Zusammenpressen von Ober- und Unterteil erforderliche und ausreichende mechanische Druck hängt von der Größe und der Form des herzustellenden Inlays ab und liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 1 bis 2 atü, kann aber in Sonderfällen auch etwas darüber oder darunter liegen.

Da erfindungsgemäß grundsätzlich nicht mehrere aufeinander folgende Brennvorgänge notwendig sind, ist es auch nicht notwendig, 8ie Brennform vor dem Anbacken der keramischen Masse durch Auskleidung mit einer Metall- z. B. Platinfolie zu schützen, da das Ausbetten des hergestellten Formlings durch Zerstörung der Brennform - die wie üblich durch Aufweichen derselben mit Wasser bewerkstelligt werden kann - erst nach dem letzten Brand notwendig wird. Erfindungsgemäß kann also in einem einzigen Arbeitsgang ein keramisches Inlay hergestellt werden, das allen bisher bekannten keramischen Inlays an Paßgenauigkeit deutlich überlegen ist und sich diesen gegenüber auch durch bessere mechanische Festigkeit auszeichnet.

Obwohl die einstufige Arbeitsweise der Erfindung besondere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik bietet, kann es vorkommen, daß zur Ergänzung von z. B. durch ungenaue Arbeitsweise entstandenen kleineren Fehlstellen oder zur Farbkorrektur noch ein oder zwei Nachbrände nützlich sind. Deren Zahl ist aber auf jeden Fall deutlich kleiner als bei bekannten Vorgängen.

Die "kosmetische" Fertigstellung durch Aufbringen von Schmelz- und gegebenenfalls auch Halsmasse an den dafür in Betracht kommenden, vorher abgeschliffenen Zonen kann analog durchgeführt werden. Auch für diesen Arbeitsgang ist es gemäß der erfindungsgemäßen Arbeitsweise, d. h. Verwendung einer mit einem Überschuß an Keramikmasse gefüllten zweiteiligen Brennform, deren beide Teile während des Brennens und mindestens während der ersten Phase der Abkühlung durch einen Druck von vorzugsweise etwa 1 bis 2 atü gegeneinander gepreßt werden, grundsätzlich nicht notwendig, mehrere Schichten aus Schmelz- oder Halsmasse aufzutragen. Jedoch kann ein solches Auftragen mehrerer Schichten nacheinander dann zweckmäßig oder notwendig sein, wenn es sich darum handelt, sich an einen bestimmten gewünschten Farbton durch Versuch und Irrtum vorsichtig heranzutasten.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Zahninlays aus Keramikmasse durch Abformen der auszufüllenden Zahnkavität mit einer reversiblen Abformmasse, Herstellung eines Gipsabgusses des erhaltenen Positivmodells, Ausgießen des Gipsmodells mit Wachs o. dgl., Einbetten des Wachspositivs in eine selbsthärtende Einbettmasse, Ausschmelzen des Wachses und Verwendung der entstandenen Hohlform als Brennform, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Wachspositiv gewonnene aus selbsthärtender Einbettmasse bestehende Brennform in zwei aufeinander passenden, von einander durch mindestens eine wasserabweisende, vorzugsweise aus Alginat-Isolierlösung bestehende Schicht isolierten Teilen hergestellt, in die Brennform ein Überschuß an angeteigtem Keramikmaterial eingefüllt wird und während des Brandes sowie während wenigstens des ersten Teiles der darauf folgenden Abkühlungsphase die beiden Teile der Brennform durch einen mechanischen Druck gegeneinander gepreßt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten beider Teile der Brennform nach dem Ausbrennen des Wachses und vor dem Einfüllen der angeteigten Keramikmasse befeuchtet werden, vorzugsweise mit der gleichen Flüssigkeit, die zum Anteigen des Keramikpulvers verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anteigen des Keramikpulvers eine Flüssigkeit verwendet wird, die flüchtiger ist als Wasser und/oder Glycerin.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anteigen des Keramikmaterials hochprozentiger Alkohol, vorzugsweise 96%iger Äthylalkohol verwendet wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Teile der Brennform aneinanderpressende Druck etwa 1 bis 2 atü beträgt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die beiden Teile der Brennform aneinanderpressende Druck mindestens solange aufrecht erhalten bleibt, bis der Forminhalt auf eine Temperatur von höchstens 500°C abgekühlt ist.

7. Weiterverarbeitung eines nach den Ansprüchen 1 bis 6 hergestellten Inlays aus Dentinkeramik durch Abschleifen seines Oberteils, Ergänzung des abgeschliffenen Teiles durch Wachs in einer mit dem aus reversibler Abformmasse bestehenden Positivmodell über den Gipsabguß hergestellten Brennform aus selbsthärtender Einbettmasse, Ausbrennen des Wachses und Aufbrennen von Schmelzmasse sowie gegebenenfalls Halsmasse im Vakuum, dadurch gekennzeichnet daß die Brennform aus selbsthärtender Einbettmasse in zwei aufeinander passenden und voneinander durch eine Trennschicht aus wasserabweisendem Material getrennten Teilen hergestellt ist und diese während des Brennens und mindestens während des ersten Teiles der anschließenden Abkühlungsphase durch einen mechanischen Druck gegeneinander gepreßt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein auf ein einen Hohlraum (8) enthaltendes Unterteil (1) passendes, ebenfalls einen Hohlraum (9) enthaltendes Oberteil (2) und ein Mittel (12) zur Ausübung eines die beiden Teile (1) und (2) zusammenpressenden mechanischen Druckes.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Teile (1, 2) Vorsprünge (6) aufweist, die in korrespondierende Ausnehmungen (5) des anderen Teiles passen und so angeordnet sind, daß sie eine Relativverschiebung der beiden Teile zueinander verhindern, solange die Vorsprünge (6) in die Ausnehmungen (5) eingreifen.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichet daß die Vorsprünge (6) und die zugehörigen Ausnehmungen (5) von Ober- und Unterteil so angeordnet sind, daß Ober- und Unterteil nur in einer ganz bestimmten Stellung zueinander aufgesetzt werden können.