WO2003013386A1 - Method for the production of prosthetic shaped parts for dentistry - Google Patents
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- WO2003013386A1 WO2003013386A1 PCT/EP2002/008178 EP0208178W WO03013386A1 WO 2003013386 A1 WO2003013386 A1 WO 2003013386A1 EP 0208178 W EP0208178 W EP 0208178W WO 03013386 A1 WO03013386 A1 WO 03013386A1
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- A61C13/00—Dental prostheses; Making same
- A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
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- A61C13/0006—Production methods
Definitions
- the invention relates to a method for producing prosthetic molded parts for the dental field, in which a model of a molded part is produced by an impression technique, the model is coated with at least one metal layer in at least one coating step in order to produce a molded part after the model has been removed is provided with a ceramic or plastic cover.
- Prosthetic molded parts for the dental field have been produced in casting technology since the last century.
- a wax model of the prosthetic molded part is first created after an impression, which is then cast around with a ceramic mass, which is then fired.
- the ceramic mass creates a solid shape with a cavity that corresponds to the wax model, while the wax is completely expelled during firing.
- the mold cavity can now be poured out with a suitable casting alloy in order to produce a casting which corresponds to the shape of the impression taken by the patient.
- a prosthetic molded part produced in this way is characterized by high durability and a natural appearance, the production is relatively expensive, in particular because of the relatively high gold content with a thickness of approximately 150-300 ⁇ m.
- the invention is therefore based on the object of specifying a method for producing prosthetic molded parts for the dental field with which high-quality molded parts can be produced in a relatively inexpensive manner.
- this object is achieved in a method according to the type mentioned at the outset by removing the at least one metal layer after the veneer has been produced.
- the object of the invention is completely achieved in this way. Because the at least one metal layer, which serves as a base layer for the production of the ceramic or plastic veneer during the production of the veneer, is removed again after the veneer has been produced, it is also possible to use non-precious metal layers that are less biocompatible than metal layers to use.
- the molding Since at least one further layer is deposited on the metal layer, it is possible in this way to form the molding as a sandwich, the top layer of which is specially adapted to the properties of the veneer.
- the layer thickness of the uppermost layer can thus be significantly reduced and a layer which is particularly well adapted to the veneer with regard to the properties can be used for this purpose, while the layer below it can serve, for example, as a supporting structure for the subsequent application of the veneer.
- the molding If subsequent veneering with a ceramic material takes place, the molding can be sufficiently temperature-resistant to ensure good mechanical stability during the firing process of the ceramic.
- Galvanic deposition has the particular advantage of high precision, since the galvanically deposited layer can be precisely adjusted in its layer thickness depending on the surface of the material to be coated, a uniform coating thickness can be guaranteed and an extraordinarily homogeneous structure of the metal molding produced in this way can be achieved. Larger layer thicknesses can also be produced galvanically in the desired range, which is not possible with CVD or PVD.
- a particularly advantageous embodiment results in particular when the noble metal layer has only a thin layer thickness, preferably in the range from about 1 to 50 ⁇ m, in particular in the range from approximately 5 to 15 ⁇ m, is used and remains in the prosthetic molded part.
- the noble metal layer does not serve as a base layer in the production of the ceramic veneer or the plastic veneer, however, the special aesthetic advantages of the noble metal layer are used, since a thin noble metal layer is also sufficient to prevent shimmering through a partially translucent ceramic or a partially transparent to ensure lucent plastic and thus to achieve a particularly natural appearance.
- the particularly good biocompatibility of the precious metal layer and the advantageous cementability when inserting the prosthetic molded part are used.
- the load-bearing capacity of the prosthetic molded part is not guaranteed by the noble metal layer during the manufacture of the veneer, but preferably by a further non-noble metal layer applied to the noble metal layer.
- the base metal layer can then be produced with a sufficient layer thickness from a suitable metal in order to ensure good mechanical stability, especially when the ceramic veneer is fired. Since the base metal layer is removed again after the veneer has been produced, for example by dissolving it chemically, no consideration needs to be given to the biocompatibility of the alloy used.
- a very corrosion-resistant non-precious metal layer for example made of a CrCo alloy or a CrMoCo alloy, can be used as the base layer, which will not be removed later and to which a cover layer made of gold, for example, is applied.
- a cover layer made of gold for example, is applied.
- the non-ferrous metals in particular from the series of non-ferrous metals are the alloys of the metals nickel, chromium, cobalt, molybdenum, which are used for deiital materials as NiCr alloys, Ni-based alloys, CrCoMo alloys, CrCo alloys, Co alloys are used.
- the use of iron alloys is also possible.
- FIG. Lb a modification of the embodiment of FIG la.
- FIG. 1c shows a further modification of the embodiment according to FIG.
- a thin ceramic layer can also be applied as the top layer, for example by CVD, e.g. a titanium nitride layer. Even in this way, favorable aesthetics can be achieved without the need for a layer of noble metal, provided that the rope is particularly inexpensive to work with.
- the type of metals used and the layer thickness is chosen so that the molding as a support structure for the application a facing 18 made of ceramic or plastic can serve.
- layer 12 can also be made of a particularly oxidation-resistant metal, e.g. a CrMoCo alloy is produced, which ensures the load-bearing capacity of the molded part and, for reasons of simplification, after coating with a thin gold layer of e.g. 10 ⁇ m and application of a ceramic veneer is not removed.
- a particularly oxidation-resistant metal e.g. a CrMoCo alloy is produced, which ensures the load-bearing capacity of the molded part and, for reasons of simplification, after coating with a thin gold layer of e.g. 10 ⁇ m and application of a ceramic veneer is not removed.
- FIG. 1b A variant of this embodiment is shown in FIG. 1b and is designated overall by the number 10b.
- a first metal layer 12 is first electroplated onto the duplicate stump 30, onto which a second metal layer 20 with a generally lower layer thickness is then electroplated.
- the ceramic molded part 10b After the later chemical dissolution of the first metal layer 12, the ceramic molded part 10b then remains, which is provided on its inner surface with the noble metal coating 20, as a result of which very appealing aesthetics can be achieved with only very little noble metal consumption, with at the same time optimal biocompatibility of the molded part 10b and utilization improved stability and good cementability. With this design, an approximation to the translucency of the natural tooth is largely guaranteed.
- the reflection properties can be adapted in a targeted manner depending on the thickness and nature of the precious metal layer 20. In this way, an improved UV curing can be achieved with veneers made of ceramic or plastic.
- a bonder is also applied to the underlying metal layer 12 or 20 before applying a ceramic veneer. This can be a thin, for example gold-containing layer.
- one or more ceramic cover layers are usually applied in order to achieve the desired stability, surface quality and color.
- FIG. 1c A further variant of a molded part according to the invention is shown in FIG. 1c and is designated overall by the number 10c.
- a metallic multilayer structure comprising a first layer 12, a second layer 22 and a third layer 20 is electrodeposited on the duplicate model 30.
- the first layer 12 could, for example, again be a nickel layer which provides the necessary strength when firing ceramic.
- the metal frame is sufficiently form stable and has little internal stress that could cause deformation.
- a second layer 22 is e.g. made of a corrosion-resistant CrCo alloy with a layer thickness of e.g. 50 ⁇ m deposited.
- a third layer 20 of fine gold with a thickness of 5 ⁇ m is deposited thereon.
- Lead 34 the production of the ceramic veneer 18 in one or more firing processes.
- the first layer 12 is then chemically dissolved.
- the additional, thin noble metal layer 20 simultaneously ensures improved adhesion of the ceramic layer 18 and enables the aesthetics to be adjusted to approximate the translucency of the natural tooth.
- Electroplating bath for the deposition of nickel, cobalt and binary and ternary alloys of these metals with iron I. Electroplating bath for the deposition of nickel, cobalt and binary and ternary alloys of these metals with iron.
- Vanadium ions 0.55 g / 1
- the uppermost metal layer can be mechanically pretreated by sandblasting before coating with ceramic, in order to produce an increase in the effective bond area, better wettability and better adhesion.
- the mechanical adhesion can additionally be improved by oxidation, dentrite formation, by electrochemical corrosion of the metal surface by molten glass when the ceramic is fired, by selective oxidation at the grain boundaries and by pretreatment of the surface using etching solutions.
- oxidizable alloys which include Cu, Co, Cr, Ni, Ag or their alloys.
- the adhesion of the ceramic is finally improved by the shrinking of the ceramic mass during the cooling process and the associated compression forces.
- a favorable setting of the expansion behavior of metal and ceramic is of great importance for the strength of the composite.
- the basic principle here is that the thermal expansion of the metal should be greater than that of the ceramic. Due to the higher compressive strength than the tensile strength of the ceramic and the compressive stress caused by the thermal expansion difference during the cooling process, this difference leads to a stabilization of the bond.
- a further improvement in adhesion can be achieved by adding ceramic dispersants in the top metal layer.
- ceramic dispersants for example, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC with a particle size in the range from about 0.01 to 5 ⁇ m come into consideration, which are deposited, for example, with 20 to 30% by volume in the uppermost metal layer. The deposition is carried out as usual. Only the last galvanization phase has changed. A particle suspension is added in the bath by a metering pump, which is directly galvanized into the surface by the deposited electroplating layer. The particle mixture is metered in finely distributed in the last 20 minutes of the separation process. If the metal layer with ceramic deposits produced in this way is subjected to a subsequent fire in the ceramic furnace, the surface layer is restructured.
- the particle-rich layer with a globular structure forms a tube-like structure with cavities. implemented layer, which is an integral part of the metal layer. The ceramic engages in this layer during the subsequent firing of a ceramic veneer and is securely anchored.
- Coating the metal framework with ceramics does not require any special ceramic materials or special coating techniques. A special temperature control is also not necessary.
- the ceramic IPS Classic V from Ivoclar AG can be used, e.g. is fired in an oven-Programat P90 (Ivoclar).
- the firing temperatures depend on the manufacturer's instructions.
- Silver, cobalt, iron / cobalt and the like can be dissolved using nitric acid.
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von prothetischen Formteilen für den Process for the production of prosthetic molded parts for the
Dentalbereichdental field
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von prothetischen Formteilen für den Dentalbereich, bei dem ein Modell eines Formteils durch eine Abformtechnik hergestellt wird, das Modell in mindestens einem Beschichtungsschritt mit mindestens einer Metallschicht überzogen wird, um nach Herauslösen des Modells einen Formling zu erzeugen, der mit einer Verblendung aus Keramik oder Kunststoff versehen wird.The invention relates to a method for producing prosthetic molded parts for the dental field, in which a model of a molded part is produced by an impression technique, the model is coated with at least one metal layer in at least one coating step in order to produce a molded part after the model has been removed is provided with a ceramic or plastic cover.
Prothetische Formteile für den Dentalbereich werden seit dem letzten Jahrhundert üblicherweise in der Gußtechnik hergestellt. Hierbei wird nach einem Abdruck zunächst ein Wachsmodell des prothetischen Formteils erstellt, das dann mit einer Keramikmasse umgössen wird, die anschließend gebrannt wird. Beim Brennen entsteht aus der Keramikmasse eine feste Form mit einem Hohlraum, der dem Wachsmodell entspricht, während das Wachs beim Brennen vollständig ausgetrieben wird. Der so er- stellte Formhohlraum kann nunmehr mit einer geeigneten Gußlegierung ausgegossen werden, um so ein Gußformteil herzustellen, das der Form des vom Patienten genommenen Abdruckes entspricht.Prosthetic molded parts for the dental field have been produced in casting technology since the last century. Here, a wax model of the prosthetic molded part is first created after an impression, which is then cast around with a ceramic mass, which is then fired. When firing, the ceramic mass creates a solid shape with a cavity that corresponds to the wax model, while the wax is completely expelled during firing. The so The mold cavity can now be poured out with a suitable casting alloy in order to produce a casting which corresponds to the shape of the impression taken by the patient.
Soweit ein derartiges prothetisches Formteil im Sichtbereich eingesetzt werden soll, muß dieses zusätzlich noch mit einem Keramik- oder KunststoffÜberzug verblendet werden, um ein natürliches Aussehen des so hergestellten Zahnersatzes zu erreichen .If such a prosthetic molded part is to be used in the visible area, it must also be covered with a ceramic or plastic coating in order to achieve a natural appearance of the dentures produced in this way.
Obwohl die Gußtechnik aus historischen Gründen nach wie vor das am weitesten verbreitete Formgebungsverfahren ist, ist die Gußtechnik mit erheblichen Nachteilen verbunden. So entstehen immer wieder in Gußteilen Poren und Lunker sowie andere Fehler, die sich nachteilig auf die Qualität der hergestellten prothetischen Formteile auswirken. Auch die Paßgenauigkeit der gußtechnisch hergestellten Formteile l ßt vielfach zu wünschen übrig. Schließlich ist die Bioverträglichkeit von Gußlegierungen nicht gut, da eine Reihe von zusätzlichen Legierungsanteilen, wie etwa Ag, Pd, Cu, Co usw., teilweise zu Allergien führen können oder auf andere Weise zur schlechten Bioverträglichkeit beitragen. Auch sind Gußlegierungen häufig zu weich.Although the casting technique is still the most widely used molding process for historical reasons, the casting technique has considerable disadvantages. In this way, pores and cavities as well as other defects occur repeatedly in castings, which have an adverse effect on the quality of the prosthetic molded parts produced. The accuracy of fit of the molded parts produced leaves much to be desired. Finally, the biocompatibility of cast alloys is not good because a number of additional alloy components, such as Ag, Pd, Cu, Co, etc., can sometimes lead to allergies or otherwise contribute to poor biocompatibility. Cast alloys are also often too soft.
Aus diesem Grunde wurde in neuerer Zeit das sog. Galvanoforming entwickelt, mit dem ein Edelmetall-Traggerüst, das aus Gold oder einer Goldlegierung besteht, galvanisch hergestellt wird. Dieses Traggerüst wird dann mit Keramik oder Kunststoff verblendet, wodurch ästhetisch besonders ansprechender Zahnersatz entsteht, der dem Aussehen eines natürlichen Zahns täuschend ähnlich ist, da der Grundkörper aus Gold durch die teilweise transluzente Keramik durchschimmert. Beispielsweise aus der EP 0990423 AI ist ein derartiges Galva- noforming-Verfahren bekannt, mit dem sich mit Keramik verblendbare, brennstabile Dentalprothetikteile herstellen lassen. Hiernach wird zunächst vom sog. Meistermodell ein Duplikat des betreffenden Zahnstumpfes hergestellt, bspw. unter Verwendung von Gips. Anschließend wird der bei der Abscheidung als Kathode geschaltete Zahnduplikatstumpf mit einer Zuleitung in Form eines Kupferdrahtes versehen und mittels Leitsilberlack leitfähig gemacht. In einem Galvanisierbad wird nun auf dem Elektrodenstumpf Gold abgeschieden, wodurch ein Metallformling aus Gold entsteht, der nach Entfernung des Zahnduplikatstumpfes mit keramischem Material verblendet werden kann.For this reason, so-called electroforming has recently been developed, with which a precious metal supporting structure, which consists of gold or a gold alloy, is galvanically produced. This supporting structure is then veneered with ceramic or plastic, which creates aesthetically particularly appealing dentures that are deceptively similar to the appearance of a natural tooth, since the base body made of gold shimmers through the partially translucent ceramic. Such a galvanoforming method is known from EP 0990423 A1, for example, with which fireproof dental prosthetic parts that can be veneered with ceramic can be produced. After that, a so-called master model is first used to make a duplicate of the tooth stump in question, for example using plaster. The duplicate tooth stump which is connected as the cathode during the deposition is then provided with a feed in the form of a copper wire and made conductive by means of conductive silver lacquer. Gold is then deposited on the electrode stump in a galvanizing bath, resulting in a metal molding made of gold which can be veneered with ceramic material after removal of the tooth duplicate stump.
Obgleich sich ein derartig hergestelltes prothetisches Formteil durch eine hohe Beständigkeit und durch ein natürliches Aussehen auszeichnet, ist doch die Herstellung relativ teuer, insbesondere wegen des relativ hohen Goldanteils bei einer Stärke von ca. 150-300 μm.Although a prosthetic molded part produced in this way is characterized by high durability and a natural appearance, the production is relatively expensive, in particular because of the relatively high gold content with a thickness of approximately 150-300 μm.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von prothetischen Formteilen für den Dentalbereich anzugeben, mit dem sich auf relativ kostengünstige Weise qualitativ hochwertige Formteile erzeugen lassen.The invention is therefore based on the object of specifying a method for producing prosthetic molded parts for the dental field with which high-quality molded parts can be produced in a relatively inexpensive manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die mindestens eine Metallschicht nach der Herstellung der Verblendung entfernt wird.According to the invention, this object is achieved in a method according to the type mentioned at the outset by removing the at least one metal layer after the veneer has been produced.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst . Dadurch, daß die mindestens eine Metallschicht, die bei der Herstellung der Verblendung als Tragschicht zur Erzeugung der Keramik- oder KunststoffVerblendung dient, nach der Herstellung der Verblendung wieder entfernt wird, ist es möglich, auch nicht edelmetallhaltige Schichten, die weniger bioverträglich sind, als Metallschicht zu verwenden.The object of the invention is completely achieved in this way. Because the at least one metal layer, which serves as a base layer for the production of the ceramic or plastic veneer during the production of the veneer, is removed again after the veneer has been produced, it is also possible to use non-precious metal layers that are less biocompatible than metal layers to use.
In alternativer Weise wird die Aufgabe der Erfindung bei einem Verfahren gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mindestens eine weitere Schicht durch ein elektrochemisches Abscheideverfahren oder ein physikalisches Abscheideverfahren unter Vakuum oder Schutzgas auf der Metallschicht oder dem Modell abgeschieden wird.Alternatively, the object of the invention is achieved in a method according to the type mentioned at the outset in that at least one further layer is deposited on the metal layer or the model by an electrochemical deposition method or a physical deposition method under vacuum or protective gas.
Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Erfindung gelöst.The object of the invention is also achieved in this way.
Da mindestens eine weitere Schicht auf der Metallschicht abgeschieden wird, ist es möglich, den Formling auf diese Weise als Sandwich auszubilden, dessen oberste Schicht speziell an die Eigenschaften der Verblendung angepaßt ist. Somit kann die Schichtdicke der obersten Schicht deutlich reduziert werden und hierzu eine an die Verblendung bezüglich der Eigenschaften besonders gut angepaßte Schicht verwendet werden, während die darunter liegende Schicht beispielsweise als Traggerüst für die spätere Aufbringung der Verblendung dienen kann. Es ist somit beispielsweise möglich, eine stabile Nicht-Edelmetallschicht als Unterschicht mit einer dünnen Edelmetallschicht, insbesondere mit einer dünnen Goldschicht oder goldhaltigen Schicht zu kombinieren, um so bei geringen Kosten eine besonders gute Ästhetik und Bioverträglichkeit zu erzielen. Sofern eine anschließende Verblendung mit einem Keramikmaterial erfolgt, kann der Formling ausreichend temperaturbeständig sein, um eine gute mechanische Stabilität beim Brennvorgang der Keramik zu gewährleisten.Since at least one further layer is deposited on the metal layer, it is possible in this way to form the molding as a sandwich, the top layer of which is specially adapted to the properties of the veneer. The layer thickness of the uppermost layer can thus be significantly reduced and a layer which is particularly well adapted to the veneer with regard to the properties can be used for this purpose, while the layer below it can serve, for example, as a supporting structure for the subsequent application of the veneer. It is thus possible, for example, to combine a stable non-noble metal layer as an underlayer with a thin noble metal layer, in particular with a thin gold layer or gold-containing layer, in order to achieve particularly good aesthetics and biocompatibility at low cost. If subsequent veneering with a ceramic material takes place, the molding can be sufficiently temperature-resistant to ensure good mechanical stability during the firing process of the ceramic.
Grundsätzlich ist es auch möglich, eine edelmetallhaltige Schicht (im folgenden als Edelmetallschicht bezeichnet) aufzutragen, die als Tragschicht oder Bondschicht bei der späteren Herstellung der Verblendung aus Keramik oder Kunststoff dient. Die Edelmetallschicht kann anschließend wieder chemisch aufgelöst werden, z.B. könnte eine Goldschicht mit Hilfe von Königswasser aufgelöst werden und das zurückerhaltene Gold wieder verwendet werden.In principle, it is also possible to apply a layer containing noble metal (hereinafter referred to as a noble metal layer), which serves as a base layer or bond layer in the later production of the veneer from ceramic or plastic. The precious metal layer can then be chemically dissolved again, e.g. a layer of gold could be dissolved with the help of aqua regia and the gold recovered could be used again.
Das Auftragen mindestens einer Metallschicht erfolgt vorzugsweise durch galvanische Abscheidung, wozu das Modell zunächst mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen und mit einer elektrischen Zuleitung kontaktiert wird.At least one metal layer is preferably applied by electrodeposition, for which purpose the model is first provided with an electrically conductive coating and contacted with an electrical lead.
Grundsätzlich sind jedoch auch andere physikalische oder chemische Methoden denkbar, um die Schichten auf dem Modell abzuscheiden. Hierzu gehören beispielsweise Abscheiden durch PVD oder CVD. So könnte die oberste Schicht beispielsweise aus einer dünnen Titannitrid-Schicht bestehen, die auf einer darunter liegenden Tragschicht abgeschieden wird.In principle, however, other physical or chemical methods are also conceivable in order to deposit the layers on the model. This includes, for example, deposition by PVD or CVD. For example, the top layer could consist of a thin titanium nitride layer that is deposited on an underlying base layer.
Auf diese Weise läßt sich eine goldfarbige Keramikschicht erzeugen, die eine gute Bindung zu einer aufgetragenen Keramikbe- schichtung ermöglicht. Die galvanische Abscheidung hat den besonderen Vorteil der hohen Präzision, da die galvanisch abgeschiedene Schicht in Abhängigkeit von der Oberfläche des zu beschichtenden Materials in ihrer Schichtdicke genau abgestimmt werden kann, eine gleichmäßige Beschichtungsstärke gewährleistet werden kann und ein außerordentlich homogener Aufbau des so hergestellten Me- tallformlings erzielt werden kann. Auch lassen sich galvanisch ohne weiteres größere Schichtdicken im gewünschten Bereich herstellen, was durch CVD oder PVD nicht möglich ist.In this way, a gold-colored ceramic layer can be produced, which enables a good bond to an applied ceramic coating. Galvanic deposition has the particular advantage of high precision, since the galvanically deposited layer can be precisely adjusted in its layer thickness depending on the surface of the material to be coated, a uniform coating thickness can be guaranteed and an extraordinarily homogeneous structure of the metal molding produced in this way can be achieved. Larger layer thicknesses can also be produced galvanically in the desired range, which is not possible with CVD or PVD.
Die Verblendung wird vorzugsweise aus Keramik hergestellt, wodurch sich langzeitstabile prothetische Formteile erzeugen lassen, die eine hohe Stabilität aufweisen. In diesem Fall wird der Formling als brennstabiler Tragkörper für die Herstellung der Keramikverblendung ausgebildet.The veneer is preferably made of ceramic, as a result of which long-term stable prosthetic molded parts can be produced which have high stability. In this case, the molding is designed as a fireproof support body for the production of the ceramic veneer.
Grundsätzlich kann die Verblendung natürlich jedoch auch aus Kunststoff erzeugt werden, wobei dann auch weniger temperaturstabile Metalle für die Herstellung der Metallschicht in Frage kommen, wie z.B. Silber, Kupfer und Zinn bzw. deren Legierungen.In principle, however, the veneer can of course also be produced from plastic, in which case less temperature-stable metals can also be used for the production of the metal layer, such as Silver, copper and tin or their alloys.
Wie bereits erwähnt, kann mindestens eine Edelmetallschicht und/oder mindestens eine Metallschicht aus einem unedlen Metall (Nichtedelmetallschicht) aufgebracht werden.As already mentioned, at least one noble metal layer and / or at least one metal layer made of a base metal (base metal layer) can be applied.
Während es grundsätzlich möglich ist, etwa die Edelmetallschicht nach der Herstellung der Verblendung wieder zu entfernen, so ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung insbesondere dann, wenn die Edelmetallschicht nur mit einer dünnen Schichtstärke, vorzugsweise im Bereich von etwa 1 bis 50 μm, insbesondere im Bereich von etwa 5 bis 15 μm verwendet wird und in dem prothetischen Formteil verbleibt.While it is fundamentally possible, for example, to remove the noble metal layer again after the veneer has been produced, a particularly advantageous embodiment results in particular when the noble metal layer has only a thin layer thickness, preferably in the range from about 1 to 50 μm, in particular in the range from approximately 5 to 15 μm, is used and remains in the prosthetic molded part.
In diesem Fall dient die Edelmetallschicht nicht als Tragschicht bei der Herstellung der keramischen Verblendung oder der KunststoffVerblendung, jedoch werden die besonderen ästhetischen Vorteile der Edelmetallschicht genutzt, da auch eine dünne Edelmetallschicht ausreicht, um ein Durchschimmern durch eine teilweise transluzente Keramik bzw. einen teilweise trans- luzenten Kunststoff zu gewährleisten und somit ein besonders natürliches Aussehen zu erzielen. Gleichermaßen wird die besonders gute Bioverträglichkeit der Edelmetallschicht und die vorteilhafte Zementierbarkeit beim Einsetzen des prothetischen Formteils genutzt. In diesem Fall wird die Tragfähigkeit des prothetischen Formteils bei der Herstellung der Verblendung nicht durch die Edelmetallschicht gewährleistet, sondern vorzugsweise durch eine weitere, auf die Edelmetallschicht aufgetragene Nichtedelmetallschicht. Die Nichtedelmetallschicht kann dann mit einer ausreichenden Schichtstärke aus einem geeigneten Metall hergestellt werden, um insbesondere beim Brennen der keramischen Verblendung eine gute mechanische Stabilität zu gewährleisten. Da die Nichtedelmetallschicht nach der Herstellung der Verblendung wieder entfernt wird, indem sie etwa chemisch aufgelöst wird, muß hierbei auf die Bioverträglichkeit der verwendeten Legierung keine Rücksicht genommen werden.In this case, the noble metal layer does not serve as a base layer in the production of the ceramic veneer or the plastic veneer, however, the special aesthetic advantages of the noble metal layer are used, since a thin noble metal layer is also sufficient to prevent shimmering through a partially translucent ceramic or a partially transparent to ensure lucent plastic and thus to achieve a particularly natural appearance. Equally, the particularly good biocompatibility of the precious metal layer and the advantageous cementability when inserting the prosthetic molded part are used. In this case, the load-bearing capacity of the prosthetic molded part is not guaranteed by the noble metal layer during the manufacture of the veneer, but preferably by a further non-noble metal layer applied to the noble metal layer. The base metal layer can then be produced with a sufficient layer thickness from a suitable metal in order to ensure good mechanical stability, especially when the ceramic veneer is fired. Since the base metal layer is removed again after the veneer has been produced, for example by dissolving it chemically, no consideration needs to be given to the biocompatibility of the alloy used.
Alternativ kann auch eine sehr korrosionsbeständige NEM-Schicht etwa aus einer CrCo-Legierung oder einer CrMoCo-Legierung als Tragschicht verwendet werden, die später nicht entfernt wird und auf die eine Deckschicht z.B. aus Gold aufgetragen wird. Wenn im folgenden näher auf die möglichen verwendbaren Edelmetalle und Nichtedelmetalle eingegangen wird, so wird hierbei aus Gründen der Vereinfachung dann, wenn von einer "Legierung" die Rede ist, auch jeweils das reine Metall darunter verstanden, so soll z.B. der Begriff "Kobaltlegierung" auch das Metall Kobalt mit umfassen.Alternatively, a very corrosion-resistant non-precious metal layer, for example made of a CrCo alloy or a CrMoCo alloy, can be used as the base layer, which will not be removed later and to which a cover layer made of gold, for example, is applied. If the possible usable noble metals and non-noble metals are discussed in more detail below, then for the sake of simplification, when the term "alloy" is used, the pure metal is also to be understood by this, for example the term "cobalt alloy" should also be used include the metal cobalt.
Bei der Erzeugung der vorstehend erwähnten dünnen Edelmetallschichten ist insbesondere die Verwendung von Schichten aus Goldlegierungen wegen ihrer bekannten vorteilhaften ästhetischen Eigenschaften und wegen der besonders guten Bioverträglichkeit vorteilhaft.When producing the thin precious metal layers mentioned above, the use of layers of gold alloys is particularly advantageous because of their known advantageous aesthetic properties and because of their particularly good biocompatibility.
Darüber hinaus ist es gemäß einer weiteren Variante der Erfindung möglich, mehrere Nichtedelmetallschichten übereinander zu erzeugen und ggf. eine, oder mehrere davon nach der Herstellung der Verblendung wieder zu entfernen.In addition, according to a further variant of the invention, it is possible to produce a plurality of non-noble metal layers one above the other and, if appropriate, to remove one or more of them after the veneer has been produced.
Ein derartiger Sandwich-Aufbau ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn bspw. für eine besonders kostengünstige Variante kein Edelmetall zum Einsatz kommen soll, und z.B. eine Kobaltlegierung oder eine besonders korrosionsbeständige Chrom/ Kobalt-Legierung verwendet werden soll, jedoch zur Herstellung einer keramischen Verblendung ein besonders formstabiles Traggerüst, etwa aus einer Nickellegierung, verwendet werden soll.Such a sandwich structure is particularly advantageous if, for example, no precious metal is to be used for a particularly cost-effective variant, and e.g. a cobalt alloy or a particularly corrosion-resistant chrome / cobalt alloy is to be used, but a particularly dimensionally stable supporting structure, for example made of a nickel alloy, is to be used to produce a ceramic veneer.
Eine weniger bioverträgliche Schicht aus z.B. einer Nickellegierung, die jedoch eine besonders gute Formstabilität während des Brennvorgangs ermöglicht, wird vorzugsweise nach der Herstellung der keramischen Verblendung wieder herausgelöst. In der vorstehend beschriebenen Weise lassen sich die Eigenschaften der verschiedenen Metallschichten maßschneidem, um einerseits eine gute Formstabilität bei der Herstellung einer keramischen Verblendung oder einer Verblendung aus Kunststoff zu gewährleisten und andererseits eine ästhetisch besonders vorteilhaftes Formteil mit hoher Beständigkeit und guter Bioverträglichkeit zu erzielen.A less biocompatible layer of, for example, a nickel alloy, which, however, enables particularly good dimensional stability during the firing process, is preferably removed again after the ceramic veneer has been produced. The properties of the various metal layers can be tailored in the manner described above, on the one hand to ensure good dimensional stability in the production of a ceramic veneer or a veneer made of plastic and on the other hand to achieve an aesthetically particularly advantageous molded part with high durability and good biocompatibility.
Je nach dem, welche Eigenschaft für den jeweiligen Einsatzzweck besonders im Vordergrund steht, etwa optimierte Bioverträglichkeit und besonders vorteilhafte Ästhetik, wird z.B. die Verwendung einer dünnen Edelmetallschicht im Vordergrund stehen.Depending on which property is particularly important for the respective application, such as optimized biocompatibility and particularly advantageous aesthetics, e.g. the focus is on the use of a thin layer of precious metal.
Steht dagegen eine besonders kostengünstige Herstellung bei etwas reduzierten Anforderungen an Bioverträglichkeit bzw. Beständigkeit und Ästhetik im Vordergrund, so kann auch lediglich eine Metallschicht, z.B. aus einer Nickellegierung als Traggerüst für die Herstellung der Verblendung bevorzugt sein, die anschließend nach Erzeugung der Verblendung wieder herausgelöst wird, um so auf besonders kostengünstige Weise eine Vollkeramik zu erzeugen.If, on the other hand, the focus is on a particularly cost-effective production with somewhat reduced requirements for biocompatibility or durability and aesthetics, only a metal layer, e.g. be preferred from a nickel alloy as a supporting structure for the production of the veneer, which is then detached again after the veneer has been produced, so as to produce an all-ceramic in a particularly cost-effective manner.
Daneben sind, wie vorstehend erwähnt, weitere Varianten denkbar, etwa die Verwendung einer besonders korrosionsbeständigen Nichtedelmetallschicht, z.B. einer CrCo-Legierung und einer weiteren Metallschicht als Traggerüst, die ggf. nach der Herstellung der Verblendung wieder herausgelöst wird.In addition, as mentioned above, further variants are conceivable, for example the use of a particularly corrosion-resistant base metal layer, e.g. a CrCo alloy and another metal layer as a supporting structure, which can be removed again after the veneer has been made.
Als Edelmetallschichten kommen grundsätzlich alle bekannten Edelmetall-Legierungen in Frage, die für den Dentalbereich erprobt sind. Hierzu gehören insbesondere Legierungen auf Goldba- sis, mit Anteilen von Silber, Platin, Palladium und ggf. weiteren üblichen Legierungsbestandteilen, wie etwa Kupfer, Zinn, Zink, Indium, Galium, Iridium, Rhodium usw. Auch Silberlegierungen sind geeignet.In principle, all known precious metal alloys that have been tried and tested in the dental field can be considered as precious metal layers. This includes in particular alloys based on gold sis, with proportions of silver, platinum, palladium and possibly other conventional alloy components, such as copper, tin, zinc, indium, galium, iridium, rhodium, etc. Silver alloys are also suitable.
Als Nichtedelmetalle kommen insbesondere aus der Reihe der Nichteisenmetalle (NEM) die Legierungen der Metalle Nickel, Chrom, Kobalt, Molybdän in Betracht, die für Deiitalmaterialien etwa als NiCr-Legierungen, Ni-Basislegierungen, CrCoMo- Legierungen, CrCo-Legierungen, Co-Legierungen zum Einsatz kommen. Auch die Verwendung von Eisenlegierungen ist möglich.The non-ferrous metals in particular from the series of non-ferrous metals (NEM) are the alloys of the metals nickel, chromium, cobalt, molybdenum, which are used for deiital materials as NiCr alloys, Ni-based alloys, CrCoMo alloys, CrCo alloys, Co alloys are used. The use of iron alloys is also possible.
Als weitere Legierungs- bzw. Schichtanteile können Kupfer, Antimon, Selen oder dergl. zum Einsatz kommen, jedoch können auch keramische Dispergate mit Partikelgrößen zwischen 5 nm und 5 μm enthalten sein, wobei die Schichtdicke der einzelnen Metallschichten zwischen 0,01 μm und etwa 300 μm liegen kann.Copper, antimony, selenium or the like can be used as further alloy or layer components, but ceramic disper gates with particle sizes between 5 nm and 5 μm can also be present, the layer thickness of the individual metal layers between 0.01 μm and approximately 300 μm can be.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features of the invention mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele und Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen: Fig. la einen Querschnitt einer ersten Ausführung eines erfindungsgemäßen prothetischen Formteils am Beispiel einer Krone;Further features and advantages of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and reference to the drawing. Show it: Fig. La shows a cross section of a first embodiment of a prosthetic molded part according to the invention using the example of a crown;
Fig. lb eine Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. la;Fig. Lb a modification of the embodiment of FIG la.
Fig. lc eine weitere Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. la; undFIG. 1c shows a further modification of the embodiment according to FIG. and
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Zahnstumpfmo- dells, das mit einer elektrischen Zuleitung versehen ist, um in einem nachfolgenden Abscheideprozeß eine Metallschicht auf der Oberfläche des Zahnstumpfmodells galvanisch abzuscheiden.2 shows a perspective view of a tooth stump model which is provided with an electrical lead in order to galvanically deposit a metal layer on the surface of the tooth stump model in a subsequent deposition process.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl zur Herstellung von prothetischen Formteilen mit Metallunterstruktur und keramischer Verblendung oder Kunststoffverblendung, als auch zur Herstellung von Formteilen aus Vollkeramik oder Vollkunststoff, gänzlich ohne Metallanteil.The method according to the invention is suitable both for the production of prosthetic molded parts with a metal substructure and ceramic veneering or plastic veneer, as well as for the production of molded parts made of all-ceramic or all-plastic, without any metal content.
Der Herstellungsprozeß beinhaltet bei den verschiedenen Verfahrensvarianten, die je nach dem Einsatzzweck ausgewählt werden, in allen Fällen zunächst die Erzeugung von einer oder mehreren Metallschichten auf einem Modell, die anschließend mit einer Verblendung aus Keramik oder Kunststoff versehen wird. Nach der Herstellung der Verblendung kann, sofern gewünscht, sodann mindestens eine der Metallschichten wieder entfernt werden, was vorzugsweise durch chemische Auflösung erfolgt. Hierbei wird, ausgehend von einem sog. Meistermodell, zunächst durch eine Abdrucktechnik ein Duplikatmodell hergestellt, etwa unter Verwendung von Gips. Das Duplikatmodell, das in Fig. 2 schematisch dargestellt ist und insgesamt mit der Ziffer 30 bezeichnet ist, wird mit einer elektrischen Zuleitung 34 versehen. Hierzu wird zunächst ein Loch gebohrt, das schematisch mit der Ziffer 32 angedeutet ist, und die elektrische Zuleitung 34, etwa in Form eines Kupferdrahtes, eingeklebt. Das Duplikatmodell 30 wird dann an seiner zu beschichtenden Oberfläche mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 36 versehen, etwa indem Silberleitlack mit etwa 0,5 mm Schichtdicke aufgetragen wird, wobei eine Verbindung bis hin zur elektrischen Zuleitung 34 hergestellt wird.In the case of the different process variants, which are selected depending on the intended use, the manufacturing process in all cases initially involves the production of one or more metal layers on a model, which is then provided with a ceramic or plastic veneer. After the veneer has been produced, if desired, at least one of the metal layers can then be removed again, which is preferably done by chemical dissolution. Starting from a so-called master model, a duplicate model is first produced using an impression technique, for example using plaster. The duplicate model, which is shown schematically in FIG. 2 and is designated overall by the number 30, is provided with an electrical feed line 34. For this purpose, a hole is first drilled, which is indicated schematically by the number 32, and the electrical feed line 34 is glued in, for example in the form of a copper wire. The duplicate model 30 is then provided on its surface to be coated with an electrically conductive layer 36, for example by applying conductive silver lacquer with a layer thickness of approximately 0.5 mm, a connection being made up to the electrical supply line 34.
Die zu beschichtende Oberfläche des so hergestellten Galvanostumpfes wird abgeschätzt oder ausgemessen, um die Menge des zu beschichtenden Materials zu bestimmen, die in ein Galvanisierbad eingebracht werden muß, um eine bestimmte Schichtdicke bei der Abscheidung auf den Galvanostumpf zu erzeugen.The surface to be coated of the electroplated die thus produced is estimated or measured in order to determine the amount of material to be coated which has to be introduced into an electroplating bath in order to produce a certain layer thickness when deposited on the electroplated stump.
Der Galvanostumpf wird in einem geeigneten Galvanisierbad bspw. unter Verwendung des Galvanisiergerätes, das unter der Bezeichnung GAMMAT von der Anmelderin vertrieben wird, und in dem je nach Ausführungsform ein bis sechzehn Teile gleichzeitig beschichtet werden können, galvanisch beschichtet.The electroplating die is electroplated in a suitable electroplating bath, for example using the electroplating device which is sold by the applicant under the name GAMMAT and in which, depending on the embodiment, one to sixteen parts can be coated at the same time.
Das verwendete Galvanisierbad enthält das abzuscheidende Metall oder die abzuscheidenden Metalle in einer geeigneten Konzentration, um bei vollständiger Abscheidung die gewünschte Schichtdicke zu erzeugen. Das abzuscheidende Metall bzw. die abzuscheidenden Metalle liegen dabei im Galvanisierbad in Form von Komplexen vor. Des weiteren sind übliche Zusätze wie Hilfsmittel für die Abscheidung, Glanzbildner und dergl . im Galvanisierbad enthalten.The electroplating bath used contains the metal or metals to be deposited in a suitable concentration in order to produce the desired layer thickness upon complete deposition. The metal to be deposited or the metals to be deposited are in the electroplating bath in the form of Complexes. Furthermore, common additives such as auxiliary agents for deposition, brighteners and the like. included in the electroplating bath.
Soll etwa eine galvanische Beschichtung aus Feingold erzeugt werden, so kann ein wässriges Goldsulfit-Bad verwendet werden, das weitgehend ungiftig ist und einen basischen pH-Wert aufweist.If, for example, a galvanic coating is to be produced from fine gold, an aqueous gold sulfite bath can be used that is largely non-toxic and has a basic pH value.
In entsprechender Weise können mit anderen geeigneten Galvanikbädern Metallüberzüge aus anderen Edelmetall-Legierungen oder aus Nichtedelmetall-Legierungen hergestellt werden.Similarly, other suitable electroplating baths can be used to produce metal coatings from other noble metal alloys or from non-noble metal alloys.
Dabei ist es auch möglich, verschiedene Edelmetallüberzüge und Nichtedelmetallüberzüge nacheinander aufeinander abzuscheiden. Welche Metalle auf dem Duplikatmodell 30 abgeschieden werden, hängt vom gewünschten Einsatzzweck und den daran gestellten Anforderungen ab. Nach der galvanischen Abscheidung wird der Duplikatstumpf 30 aufgelöst und die leitfähige Beschichtung 36 entfernt. Es bleibt ein Metallüberzug im dargestellten Fall in der Form einer Kappe zurück, die aus einer oder mehreren Metallschichten besteht.It is also possible to deposit different noble metal coatings and non-noble metal coatings one after the other. Which metals are deposited on the duplicate model 30 depends on the intended use and the requirements placed on it. After the galvanic deposition, the duplicate stump 30 is dissolved and the conductive coating 36 is removed. In the case shown, a metal coating remains in the form of a cap, which consists of one or more metal layers.
Auch kann als oberste Schicht eine dünne Keramikschicht beispielsweise durch CVD aufgetragen werden, z.B. eine Titannitrid-Schicht. Auch so läßt sich eine günstige Ästhetik erzielen, ohne daß hierzu eine Edelmetallschicht notwendig ist, sofern besonders kostengünstig gearbeitet werden seil.A thin ceramic layer can also be applied as the top layer, for example by CVD, e.g. a titanium nitride layer. Even in this way, favorable aesthetics can be achieved without the need for a layer of noble metal, provided that the rope is particularly inexpensive to work with.
Die Art der verwendeten Metalle und die Schichtdicke wird so gewählt, daß der Formling als Traggerüst für die Aufbringung einer Verblendung 18 aus Keramik oder aus Kunststoff dienen kann.The type of metals used and the layer thickness is chosen so that the molding as a support structure for the application a facing 18 made of ceramic or plastic can serve.
Bei der Verblendung mittels Keramik erfolgt dies in bekannter Weise mit geeigneten Keramikmaterialien, etwa mittels Lithiumsilikatglaskeramiken, die bei Temperaturen im Bereich zwischen etwa 700 und 850 °C gebrannt werden. Auch eine Elektroabschei- dung ( "Electro Deposited Ceramics") ist möglich.In the case of veneering using ceramics, this takes place in a known manner using suitable ceramic materials, for example using lithium silicate glass ceramics, which are fired at temperatures in the range between approximately 700 and 850 ° C. Electrical deposition ("Electro Deposited Ceramics") is also possible.
Bei der Ausführung gemäß Fig. la wird nach der Herstellung der keramischen Verblendung 18 die galvanisch abgeschiedene Schicht 12 wieder chemisch aufgelöst, so daß am Ende des Vorgangs ein vollkeramisches prothetisches Formteil 10a verbleibt.In the embodiment according to FIG. 1 a, the galvanically deposited layer 12 is chemically dissolved again after the production of the ceramic veneer 18, so that an all-ceramic prosthetic molded part 10 a remains at the end of the process.
In einem solchen Fall dient die Metallschicht 12 lediglich als brennstabiles Traggerüst für die Auftragung der keramischen Verblendung 18. Dabei wird durch die Metallschicht 12 eine Erhöhung der Präparationsgenauigkeit und ggf. Reduzierung der Schichtstärke des Formteils 10a insbesondere im Seitenbereich ermöglicht.In such a case, the metal layer 12 merely serves as a fireproof support structure for the application of the ceramic veneer 18. The metal layer 12 enables an increase in the preparation accuracy and possibly a reduction in the layer thickness of the molded part 10a, in particular in the side area.
In Fig. la ist mit der gestrichelten Linie 14 die ursprüngliche Innenkontur der Metallschicht 12 angedeutet, die nach der Fertigstellung der keramischen Verblendung 18 herausgelöst wird, wobei dann das vollkeramische Formteil 10a mit Innenkontur 16 verbleibt .In FIG. 1 a, the dashed line 14 indicates the original inner contour of the metal layer 12, which is removed after the ceramic veneer 18 has been completed, the all-ceramic molded part 10 a with the inner contour 16 then remaining.
Die Metallschicht 12, die nach der Fertigstellung der keramischen Verblendung 18 chemisch aufgelöst wird, kann, wie vorste- hend bereits erwähnt, aus einer Edelmetall-Legierung oder einer Nichtedelmetall-Legierung bestehen. Zwecks einer einfachen Handhabbarkeit und einer kostengünstigen Herstellung ist es jedoch bevorzugt, wenn eine Nichtedelmetall-Legierung zur Herstellung der Metallschicht 12 verwendet wird. Hierzu kommen alle möglichen NEM-Legierungen, aber auch Eisenlegierungen in Frage. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer Kobalt- oder Nickel-Legierung herausgestellt, da diese eine gute mechanische Stabilität beim Brennvorgang der Keramik gewährleistet, wobei schon geringe Schichtstärken der Metallschicht 12 in der Größenordnung von etwa 50 μm ausreichend sind.The metal layer 12, which is chemically dissolved after the completion of the ceramic veneer 18, can, as above already mentioned, consist of a noble metal alloy or a non-noble metal alloy. For ease of handling and inexpensive production, however, it is preferred if a non-noble metal alloy is used to produce the metal layer 12. All possible non-precious alloys, but also iron alloys come into question. The use of a cobalt or nickel alloy has proven to be particularly advantageous, since this ensures good mechanical stability during the firing process of the ceramic, even small layer thicknesses of the metal layer 12 of the order of approximately 50 μm being sufficient.
Grundsätzlich kann für eine besonders kostengünstige Variante die Schicht 12 auch aus einem besonders oxidationsbeständigen Metall, z.B. einer CrMoCo-Legierung hergestellt werden, die die Tragfähigkeit des Formlings gewährleistet und aus Vereinfachungsgründen nach der Beschichtung etwa mit einer dünnen Goldschicht von z.B. 10 μm und Aufbringung einer Keramikverblendung nicht herausgelöst wird.In principle, layer 12 can also be made of a particularly oxidation-resistant metal, e.g. a CrMoCo alloy is produced, which ensures the load-bearing capacity of the molded part and, for reasons of simplification, after coating with a thin gold layer of e.g. 10 μm and application of a ceramic veneer is not removed.
Eine Variante dieser Ausführung ist in Fig. lb dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10b bezeichnet. Hier wird zunächst eine erste Metallschicht 12 auf den Duplikatstumpf 30 galvanisch abgeschieden, auf die dann eine zweite Metallschicht 20 mit in der Regel geringerer Schichtstärke galvanisch abgeschieden wird.A variant of this embodiment is shown in FIG. 1b and is designated overall by the number 10b. Here, a first metal layer 12 is first electroplated onto the duplicate stump 30, onto which a second metal layer 20 with a generally lower layer thickness is then electroplated.
Der so hergestellte Metallformling wird dann wiederum vorzugsweise mit einer keramischen Verblendung 18 versehen, oder alternativ mit einer KunststoffVerblendung. In diesem Fall dient die erste Metallschicht 12 der Gewährleistung der mechanischen Stabilität während der Herstellung der keramischen Verblendung 18. Hierzu können bspw. wiederum eine Nickel-Legierung oder auch eine Kobalt-Legierung verwendet werden (bzw. reines Nickel oder Kobalt). Die Schichtstärke für die erste Metallschicht 12 liegt meist in einem Bereich von etwa 10 bis 200 μm, vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 30 und 80 μm. Dagegen wird für die zweite Metallschicht 20 vorzugsweise eine Edelmetall-Legierung verwendet, z.B. eine Goldbasislegierung, die nur mit einer erheblich dünneren Schichtstärke aufgetragen wird, z.B. mit etwa 5 bis 10 μm.The metal molding thus produced is then again preferably provided with a ceramic veneer 18, or alternatively with a plastic veneer. In this case, the first metal layer 12 serves to ensure the mechanical stability during the production of the ceramic veneer 18. For example, a nickel alloy or a cobalt alloy (or pure nickel or cobalt) can be used for this purpose. The layer thickness for the first metal layer 12 is usually in a range from approximately 10 to 200 μm, preferably in the range between approximately 30 and 80 μm. In contrast, a noble metal alloy is preferably used for the second metal layer 20, for example a gold-based alloy, which is only applied with a considerably thinner layer thickness, for example approximately 5 to 10 μm.
Nach dem späteren chemischen Auflösen der ersten Metallschicht 12 verbleibt dann das keramische Formteil 10b, das an seiner Innenoberfläche mit der Edelmetallbeschichtung 20 versehen ist, wodurch bei nur sehr geringem Edelmetallverbrauch eine sehr ansprechende Ästhetik erreicht werden kann, bei gleichzeitig optimaler Bioverträglichkeit des Formteils 10b und Ausnutzung der verbesserten Stabilität und der guten Zementierbarkeit . Mit dieser Ausführung ist eine Annäherung an die Transluzenz des natürlichen Zahns weitgehend gewährleistet. Die Reflektionsei- genschaften lassen sich je nach Dicke und Beschaffenheit der Edelmetallschicht 20 in gezielter Weise anpassen. Auf diese Weise kann auch eine verbesserte UV-Härtung bei Verblendungen aus Keramik oder aus Kunststoff erzielt werden.After the later chemical dissolution of the first metal layer 12, the ceramic molded part 10b then remains, which is provided on its inner surface with the noble metal coating 20, as a result of which very appealing aesthetics can be achieved with only very little noble metal consumption, with at the same time optimal biocompatibility of the molded part 10b and utilization improved stability and good cementability. With this design, an approximation to the translucency of the natural tooth is largely guaranteed. The reflection properties can be adapted in a targeted manner depending on the thickness and nature of the precious metal layer 20. In this way, an improved UV curing can be achieved with veneers made of ceramic or plastic.
Im Vergleich zu herkömmlichen Formteilen wird der Edelmetallverbrauch durch die deutlich verringerte Schichtstärke der Edelmetallschicht 20 erheblich gesenkt. Herkömmlicherweise wird vor dem Aufbringen einer Keramikverblendung 18 auf die darunter liegende Metallschicht 12 oder 20 noch ein Bonder zur Haftvermittlung aufgetragen. Hierbei kann es sich um eine dünne, bspw. goldhaltige Schicht handeln.Compared to conventional molded parts, the consumption of precious metals is significantly reduced by the significantly reduced layer thickness of the precious metal layer 20. Conventionally, a bonder is also applied to the underlying metal layer 12 or 20 before applying a ceramic veneer. This can be a thin, for example gold-containing layer.
Nach dem Aufbringen der keramischen Verblendung 18, die in einem ersten Brennvorgang die gewünschte Form ergibt, erfolgt in der Regel noch das Aufbringen von einer oder mehrerer Keramik- Deckschichten, um die gewünschte Stabilität, Oberflächenbeschaffenheit und -färbung zu erzielen.After the application of the ceramic veneer 18, which results in the desired shape in a first firing process, one or more ceramic cover layers are usually applied in order to achieve the desired stability, surface quality and color.
Auf die Aufbringung einer Bonderschicht kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch in der Regel verzichtet werden, wobei vorzugsweise als oberste Schicht vor dem Aufbringen der Keramikschichten eine dünne Edelmetallschicht verwendet wird, in die ggf. noch keramische Dispergate eingebettet werden, was nachfolgend noch näher erläutert wird. Auch eine keramische Deckschicht ist, wie bereits erwähnt, denkbar, um darauf die Verblendung aufzutragen.In the method according to the invention, however, it is generally possible to dispense with the application of a bonding layer, a thin noble metal layer preferably being used as the uppermost layer before the ceramic layers are applied, in which ceramic dispergate may also be embedded, as will be explained in more detail below. As already mentioned, a ceramic cover layer is also conceivable in order to apply the veneer thereon.
Eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Formteils ist in Fig. lc dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10c bezeichnet.A further variant of a molded part according to the invention is shown in FIG. 1c and is designated overall by the number 10c.
Hierbei wird eine metallische Mehrschichtstruktur aus einer ersten Schicht 12, einer zweiten Schicht 22 und einer dritten Schicht 20 galvanisch auf dem Duplikatmodell 30 abgeschieden.In this case, a metallic multilayer structure comprising a first layer 12, a second layer 22 and a third layer 20 is electrodeposited on the duplicate model 30.
Bei der ersten Schicht 12 könnte es sich bspw. wieder um eine Nickelschicht handeln, die beim Brennen von Keramik die notwendige Festigkeit liefert. Das Metallgerüst ist ausreichend form- stabil und besitzt wenig innere Spannungen, die eine Verformung erzeugen könnten.The first layer 12 could, for example, again be a nickel layer which provides the necessary strength when firing ceramic. The metal frame is sufficiently form stable and has little internal stress that could cause deformation.
Auf diese erste Schicht, die bspw. eine Stärke von etwa 50 μm haben kann, wird eine zweite Schicht 22 z.B. aus einer korrosionsbeständigen CrCo-Legierung wiederum mit einer Schichtstärke von z.B. 50 μm abgeschieden. Hierauf wird eine dritte Schicht 20 bspw. aus Feingold mit einer Stärke von 5 μm abgeschieden.On this first layer, which can have a thickness of about 50 μm, for example, a second layer 22 is e.g. made of a corrosion-resistant CrCo alloy with a layer thickness of e.g. 50 μm deposited. A third layer 20 of fine gold with a thickness of 5 μm is deposited thereon.
Wiederum erfolgt nach dem Herauslösen des Modells 30 und derAgain, after removing the model 30 and the
Zuleitung 34 die Herstellung der Keramikverblendung 18 in einem oder mehreren Brennvorgängen. Anschließend wird die erste Schicht 12 chemisch aufgelöst.Lead 34 the production of the ceramic veneer 18 in one or more firing processes. The first layer 12 is then chemically dissolved.
Auf diese Weise entsteht ein hochwertiges prothetisches Formteil 10c mit guter mechanischer Langzeitstabilität bei gleichzeitig guter Bioverträglichkeit. Durch die zusätzliche, dünne Edelmetallschicht 20 wird gleichzeitig eine verbesserte Haftung der Keramikschicht 18 gewährleistet und eine Einstellung der Ästhetik zur Annäherung an die Transluzenz des natürlichen Zahns ermöglicht.This creates a high-quality prosthetic molded part 10c with good long-term mechanical stability and good biocompatibility at the same time. The additional, thin noble metal layer 20 simultaneously ensures improved adhesion of the ceramic layer 18 and enables the aesthetics to be adjusted to approximate the translucency of the natural tooth.
Da nur eine sehr dünne Edelmetallschicht notwendig ist, werden dabei gleichzeitig die Kosten gegenüber herkömmlichen Herstellverfahren erheblich reduziert.Since only a very thin layer of precious metal is necessary, the costs are reduced considerably compared to conventional manufacturing processes.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Beispiele mit keramischer Verblendung auch mit Kunststoffverblendung ausgeführt werden können. Einige Beispiele für mögliche Legierungszusammensetzungen sind im folgenden angegeben:It goes without saying that the examples given above with ceramic veneer can also be carried out with plastic veneer. Some examples of possible alloy compositions are given below:
1. 20-100 Gew.-% Kobalt mit Zusätzen von Nickel und/oder Eisen1. 20-100% by weight of cobalt with additions of nickel and / or iron
2. 95-100 Gew.-% Nickel mit Zusätzen von Kobalt und/oder Eisen2. 95-100% by weight of nickel with additions of cobalt and / or iron
3. 10-30 Gew.-% Chrom mit 70-90 Gew.-% Kobalt und/oder Eisen3. 10-30% by weight chromium with 70-90% by weight cobalt and / or iron
4. 90-100 Gew.-% Silber mit Zusätzen von Kobalt und/oder Zinn4. 90-100% by weight of silver with additions of cobalt and / or tin
5. 98-100 Gew.-% Gold mit Zusätzen von Platin, Silber, Kupfer und/oder Kobalt5. 98-100% by weight of gold with additions of platinum, silver, copper and / or cobalt
6. 20-30 Gew.-% Molybdän und/oder Wolfram mit 70-80 Gew.-% Kobalt und/oder Eisen und bis zu 5 Gew.-% Chrom6. 20-30% by weight of molybdenum and / or tungsten with 70-80% by weight of cobalt and / or iron and up to 5% by weight of chromium
Im folgenden werden einige geeignete Galvanikbäderzusammensetzungen zur Abscheidung bestimmter Legierungen angegeben:Some suitable electroplating bath compositions for the deposition of certain alloys are given below:
I. Galvanikbad zur Abscheidung von Nickel, Kobalt sowie binären und ternären Legierungen dieser Metalle mit Eisen.I. Electroplating bath for the deposition of nickel, cobalt and binary and ternary alloys of these metals with iron.
Zusammensetzung :Composition:
Nickelsulfat, 6* Wasser 150 g/1Nickel sulfate, 6 * water 150 g / 1
Nickelchlorid, 6- Wasser 90 g/1Nickel chloride, 6-water 90 g / 1
Eisensulfat, 7* Wasser 40 g/1 Borsäure 49 g/1Iron sulfate, 7 * water 40 g / 1 Boric acid 49 g / 1
Sulfolen 0,4 g/1Sulfolen 0.4 g / 1
Iso-Ascorbinsäure 2,0 g/1 o-Sulfobenzimid (Natriumsalz) 3,6 g/1Iso-ascorbic acid 2.0 g / 1 o-sulfobenzimide (sodium salt) 3.6 g / 1
Natriumallylsulfonat 3,5 g/1Sodium allyl sulfonate 3.5 g / 1
1 , 4-Di-(Hydroxyäthoxy)-2-Butin 0,1 g/1 pH-Wert 3,21, 4-Di- (Hydroxyethoxy) -2-butyne 0.1 g / 1 pH 3.2
Badtemperatur 55 °CBath temperature 55 ° C
Zellenstrom 2 ACell current 2 A
Expositionszeit 10 minExposure time 10 min
Stromdichte bis 12 A/dm2 Current density up to 12 A / dm 2
Hiermit lassen sich gleichmäßig glänzende und eingeebnete Nickel-Eisen-Schichten abscheiden . It can be used to deposit evenly shiny and leveled nickel-iron layers.
II. Zusatzgemisch für galvanische Chrom( III ) -BäderII. Additional mixture for galvanic chrome (III) baths
Zusammensetzun :Composition:
Chrom( III ) -Ionen 26 g/1Chromium (III) ions 26 g / 1
Natriumfluoroborat 110 g/1Sodium fluoroborate 110 g / 1
Vanadiumionen 0,55 g/1Vanadium ions 0.55 g / 1
Ammoniumchlorid 90 g/1Ammonium chloride 90 g / 1
Borsäure 50 g/1Boric acid 50 g / 1
Ammoniumformiat 50 g/1Ammonium formate 50 g / 1
Gemisch aus dem Dihexylester der Na-Sulfosuccinsäure und dem Na-Sulfonat von 2-Thyl-l-Hexanol 0,1 g/1 pH-Wert 3,5 - 4,0Mixture of the dihexyl ester of Na sulfosuccinic acid and the Na sulfonate of 2-thyl-l-hexanol 0.1 g / 1 pH 3.5 - 4.0
Badtemperatur 27-32 °CBath temperature 27-32 ° C
Stromdichte 10,8 A/dm2 Current density 10.8 A / dm 2
Hiermit lassen sich glänzende, gut deckende Chromüberzüge auch bei niedrigen Stromdichten herstellen.It can be used to produce shiny, well covering chrome coatings even at low current densities.
III. Galvanische Abscheidung von ternären Cr-Fe-Ni-LegierungenIII. Galvanic deposition of ternary Cr-Fe-Ni alloys
Zusammensetzun :Composition:
Ammonium- oder Kaliumchromalaun NH4- bzw.Ammonium or potassium chrome alum NH 4 - or
KCr(S04)2-12H20 400 g/1KCr (S0 4 ) 2 -12H 2 0 400 g / 1
Nickelsulfat NiS04-7 H20 55 g/1Nickel sulfate NiS0 4 -7 H 2 0 55 g / 1
Ammoniumeisen ( II )-Sulfat-(NH4)2Fe(S04)2 «6H20 40 g/1Ammonium iron (II) sulfate (NH 4 ) 2 Fe (S0 4 ) 2 « 6H 2 0 40 g / 1
Natriumcitrat-2-Hydrat Na3C6H507 • 2H20 70 g/1Sodium citrate 2 hydrate Na 3 C 6 H 5 0 7 • 2H 2 0 70 g / 1
Natriumfluorid NaF 8 g/1Sodium fluoride NaF 8 g / 1
Badtemperatur 40-60 °CBath temperature 40-60 ° C
Zellenstrom 1-4 A/dm2 IV. Galvanische Abscheidung von Kobalt-Wolfram-LegierungenCell current 1-4 A / dm 2 IV. Electroplating of cobalt-tungsten alloys
Zusammensetzung:Composition:
Kobaltsulfat CoS04-7H20 2-19 g/1Cobalt sulfate CoS0 4 -7H 2 0 2-19 g / 1
Natriumwolframat Na2Wo4-2H20 22-85 g/1Sodium tungstate Na 2 Wo 4 -2H 2 0 22-85 g / 1
Ammoniaklösung 25 % NH4OH 40-45 g/1Ammonia solution 25% NH 4 OH 40-45 g / 1
Ammoniumsulfat (NH4)2S04 132-300 g/1Ammonium sulfate (NH 4 ) 2 S0 4 132-300 g / 1
Natriumhydroxyd NaOH 0-10 g/1Sodium hydroxide NaOH 0-10 g / 1
Badtemperatur 30-40 °CBath temperature 30-40 ° C
Stromdichte 1-4 A/dm2 Current density 1-4 A / dm 2
Sofern bei der Herstellung des prothetischen Formteils keine Vollkeramikprodukte erzeugt werden sollen, sondern Metall- Keramik-Verbundprodukte, so ist eine gute Haftung zwischen der obersten Metallschicht und der aufgebrachten Keramikschicht notwendig. Hierzu kann beispielsweise vor der Beschichtung mit Keramik die oberste Metallschicht durch Sandstrahlen mechanisch vorbehandelt werden, um so eine Vergrößerung der effektiven Verbundfläche, eine bessere Benetzbarkeit und eine bessere Haftung zu erzeugen.If it is not intended to produce all-ceramic products during the production of the prosthetic molded part, but rather metal-ceramic composite products, good adhesion between the uppermost metal layer and the applied ceramic layer is necessary. For this purpose, for example, the uppermost metal layer can be mechanically pretreated by sandblasting before coating with ceramic, in order to produce an increase in the effective bond area, better wettability and better adhesion.
Bei Nichtedelmetallegierungen kann die mechanische Haftung zusätzlich durch Oxidation, Dentritenbildungen, durch elektrochemische Korrosion der Metalloberfläche durch geschmolzenes Glas beim Aufbrennen der Keramik, durch selektive Oxidation an den Korngrenzen und durch Vorbehandlung der Oberfläche mittels Ätzlösungen verbessert werden. Diese Möglichkeiten bestehen bei oxidierbaren Legierungen, wozu Cu, Co, Cr, Ni, Ag bzw. deren Legierungen gehören. Die Haftung der Keramik wird schließlich durch das Aufschrumpfen der keramischen Masse während des Abkühlvorgangs und die damit verbundenen Kompressionskräfte verbessert.In the case of non-noble metal alloys, the mechanical adhesion can additionally be improved by oxidation, dentrite formation, by electrochemical corrosion of the metal surface by molten glass when the ceramic is fired, by selective oxidation at the grain boundaries and by pretreatment of the surface using etching solutions. These possibilities exist with oxidizable alloys, which include Cu, Co, Cr, Ni, Ag or their alloys. The adhesion of the ceramic is finally improved by the shrinking of the ceramic mass during the cooling process and the associated compression forces.
Eine günstige Einstellung des Ausdehnungsverhaltens von Metall und Keramik ist für die Festigkeit des Verbundes von großer Bedeutung.A favorable setting of the expansion behavior of metal and ceramic is of great importance for the strength of the composite.
Hierbei gilt der Grundsatz, daß die Wärmeausdehnung des Metalls stärker als die der Keramik sein soll. Aufgrund der höheren Druck- als Zugfestigkeit der Keramik und der durch die Wärmedehnungsdifferenz während des Abkühlvorgangs entstehenden Druckspannung führt diese Differenz zu einer Stabilisierung des Verbundes .The basic principle here is that the thermal expansion of the metal should be greater than that of the ceramic. Due to the higher compressive strength than the tensile strength of the ceramic and the compressive stress caused by the thermal expansion difference during the cooling process, this difference leads to a stabilization of the bond.
Eine weitere Haftungsverbesserung kann durch den Zusatz von keramischen Dispergaten in der obersten Metallschicht erzielt werden. Hierbei kommen beispielsweise Al203, Si3N4, SiC mit einer Partikelgröße im Bereich vcn ca. 0,01 bis 5 μm in Betracht, die beispielsweise mit 20 bis 30 Vol.-% in der obersten Metallschicht abgeschieden werden. Dazu wird die Abscheidung wie gewohnt vorgenommen. Lediglich die letzte Galvanisationsphase ist verändert. Es wird im Bad durch eine Dosierpumpe eine Partikelsuspension zugegeben, die durch die abgeschiedene Galvanikschicht direkt in die Oberfläche eingalvanisiert wird. Das Partikelgemisch wird fein verteilt etwa in den letzten 20 min des Abscheideprozesses zudosiert. Wird die so hergestellte Metallschicht mit Keramikeinlagerungen einem nachfolgenden Brand im Keramikofen unterzogen, strukturiert sich die oberflächige Schicht um. Die partikelreiche Schicht mit einer globulären Struktur formt sich in eine röhrenartig mit Hohlräumen durch- setzte Schicht um, die integraler Bestandteil der Metallschicht ist. In diese Schicht greift die Keramik beim anschließenden Aufbrennen einer Keramikverblendung fingerartig ein und ist sicher verankert.A further improvement in adhesion can be achieved by adding ceramic dispersants in the top metal layer. Here, for example, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 , SiC with a particle size in the range from about 0.01 to 5 μm come into consideration, which are deposited, for example, with 20 to 30% by volume in the uppermost metal layer. The deposition is carried out as usual. Only the last galvanization phase has changed. A particle suspension is added in the bath by a metering pump, which is directly galvanized into the surface by the deposited electroplating layer. The particle mixture is metered in finely distributed in the last 20 minutes of the separation process. If the metal layer with ceramic deposits produced in this way is subjected to a subsequent fire in the ceramic furnace, the surface layer is restructured. The particle-rich layer with a globular structure forms a tube-like structure with cavities. implemented layer, which is an integral part of the metal layer. The ceramic engages in this layer during the subsequent firing of a ceramic veneer and is securely anchored.
Die Beschichtung des Metall-Traggerüstes mit Keramik erfordert weder spezielle Keramikmassen noch besondere Beschichttechniken. Auch eine spezielle Temperaturführung ist nicht notwendig.Coating the metal framework with ceramics does not require any special ceramic materials or special coating techniques. A special temperature control is also not necessary.
Alle herkömmlichen Keramik-Systeme sind auf den erfindungsgemäßen prothetischen Formteilen anwendbar.All conventional ceramic systems can be used on the prosthetic molded parts according to the invention.
Zum Beispiel kann die Keramik IPS Classic V der Ivoclar AG, Liechtenstein, verwendet werden, die z.B. in einem Ofen- Programat P90 (Ivoclar) aufgebrannt wird. Die Brenntemperaturen richten sich hierbei nach den Herstellerangaben.For example, the ceramic IPS Classic V from Ivoclar AG, Liechtenstein, can be used, e.g. is fired in an oven-Programat P90 (Ivoclar). The firing temperatures depend on the manufacturer's instructions.
Zur chemischen Auflösung einzelner Metallschichten etwa nach dem Aufbringen der Keramikverblendung stehen bekannte Chemikalien zur Verfügung.Known chemicals are available for the chemical dissolution of individual metal layers, for example after the ceramic veneer has been applied.
So können Silber, Kobalt, Eisen/Kobalt und dergleichen mittels Salpetersäure aufgelöst werden.Silver, cobalt, iron / cobalt and the like can be dissolved using nitric acid.
Für Eisen- und Chrom-Legierungen ist die Verwendung von 70-90 %-iger Schwefelsäure bei 40-80 °C geeignet.The use of 70-90% sulfuric acid at 40-80 ° C is suitable for iron and chrome alloys.
Lediglich für schwer oxidierbare Metallegierungen, wie Goldlegierungen, CrCo-Legierungen, CrMoCo-Legierungen und dergleichen, ist die Verwendung von Königswasser erforderlich, also einer Mischung aus einem Teil Salpetersäure mit drei Teilen Salzsäure. Only for metal alloys that are difficult to oxidize, such as gold alloys, CrCo alloys, CrMoCo alloys and the like, is it necessary to use aqua regia, ie a mixture of one part of nitric acid with three parts of hydrochloric acid.
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|---|---|---|---|---|
| US20240050206A1 (en) * | 2022-08-11 | 2024-02-15 | Ivoclar Vivadent Ag | Cobalt-platinum based dental alloy materials |
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| DE2518355A1 (en) * | 1974-04-29 | 1975-11-06 | Olbert William Rogers | METHOD OF MANUFACTURING ARTIFICIAL TEETH |
| DE3607915A1 (en) * | 1986-03-10 | 1987-10-08 | Hornig Wolfgang | METHOD FOR PRODUCING METALLIC DENTAL SPARE PARTS |
| EP0990423A1 (en) | 1998-10-02 | 2000-04-05 | Wieland Edelmetalle GmbH & Co. | Method of manufacturing prosthetic elements for the dental field and prosthetic element |
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-
2002
- 2002-07-23 WO PCT/EP2002/008178 patent/WO2003013386A1/en not_active Ceased
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