DE4419408C1 - Dental-Goldlegierung für Zahnersatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gold-Legierung zur Herstellung von fest­ sitzendem Zahnersatz, die gleichermaßen zum Aufbrennen von Dental­ porzellanen als auch als unverblendeter oder mit Kunststoff verblendeter Zahnersatz verwendet werden kann.

Dentallegierungen auf der Basis von Gold für oben angeführte Ver­ wendungsbereiche sind seit langem bekannt und in der Literatur beschrieben. Zur Abstimmung der technischen Daten und zur Erhaltung der notwendigen Korrosionsresistenz werden Goldlegierungen regel­ mäßig auch Edelmetalle der Platingruppe zulegiert. Legierungen auf der Basis von Gold und Platin, die kein Ag und Cu enthalten, sind in der US-Patentschrift 4,062,676 beschrieben. Weitere Legierungen auf der Basis von Gold mit Ag und Cu und einem Platinanteil bis zu 9 bzw. 15% und etwa gleichen Pd-Anteilen sind in der DE-PS 40 31 169 und der US-PS 3,413,723 beschrieben.

Die erwähnten Systeme extraharter Dentallegierungen enthalten eine Vielzahl von Edelmetall- und Nichtedelmetall-Legierungsbestand­ teilen, deren wechselnde Zusammensetzung die Farbe, Festigkeit und Härte, sowie die zahntechnischen Verarbeitungseigenschaften bestimmen. Palladium und Platinzusätze bewirken bei Goldbasis- Legierungen eine ausreichend hohe Solidustemperatur und eine hohe Festigkeit der Legierungen. Bei Goldbasislegierungen mit Platin und/oder Palladiumzusätzen ist eine weitere Festigkeits- und Härtesteigerung dann nur noch durch eine Anhebung der unedlen Legierungsbestandteile, für die üblicherweise Cu, Zn, Ga, In, Sn, Ge, Fe verwendet werden, zu erreichen. Aufgrund der Tendenz dieser Metalle, das Schmelzintervall abzusenken, ist eine weitere Festigkeitserhöhung einerseits mit einer Absenkung der Solidustemperatur andererseits verbunden; die Möglichkeit, keramische Massen mit Aufbrenntemperaturen um 960° aufzubrennen, ist somit stark eingeschränkt. Außerdem neigen Legierungen um so eher zum Verziehen des Metallgerüstes, je näher die Solidustemperatur der Legierung und die Brenntemperatur der Keramiken beieinander liegen.

Eine Härte- bzw. Festigkeitssteigerung schließt somit bei den bekannten Legierungen auf Goldbasis, sofern auf Platin oder Palladium verzichtet wird, eine ausreichend hohe Solidustemperatur aus. Einen genügend großen Abstand zwischen der Aufbrenntemperatur für keramische Massen und der Solidustemperatur entsprechender Legierungen stellt eine Temperaturdifferenz von ca. 100°C dar.

Die gattungsbildende DE 23 02 877 enthält neben Platin und Palladium einen Zusatz von Titan, der offenbar durch spezifische Reaktionen mit den Palladium- und Platinbestandteilen die physikalischen Legierungseigenschaften verbessern soll und einen kräftigeren, gelben Farbton erzeugen soll als die eingangs genannten Legierungen.

Dies mag darauf zurückzuführen sein, daß die entfärbende Wirkung der bisher als unverzichtbar erachteten Legierungsbestandteile wie z. B. Pt oder Pd durch Komplexbildung mit Titan reduziert wird.

Für die Herstellung von Schmuck, Münzen und Barren ist aus der DE-OS 35 02 914 die Verwendung von Gold mit geringen Titan-Zusätzen bekannt. Diese können im Dentalbereich allerdings nicht eingesetzt werden, da aufgrund des grobkörnigen und dendritischen Gefüges solcher Schmucklegierungen ein stark anisotropes Verhalten des Wärmeausdehnungskoeffizienten beobachtet wird. Dies würde beim Verblenden mit dentalkeramischen Massen zu einer starken Rißbildung in der Keramik führen.

Auch der Verzicht auf die oben erwähnten zusätzlichen Legierungs­ bestandteile wie z. B. Pt und Pd hat die Verwendung solcher Legierungen für Dentalzwecke bisher verhindert.

Eine zunehmende Anzahl von Patienten zeigt auf diese üblichen, für die angestrebten technischen Eigenschaften vermeintlich notwendigen Legierungsbestandteile allergische Reaktionen oder sonstige Beschwerden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine extraharte Goldlegierung zu schaffen, die frei von solchen kritischen Legierungsbestandteilen ist oder zumindest möglichst wenige davon enthält und die trotzdem mit keramischen Massen bebrannt werden kann, eine hohe Härte von ca. 200 HV 5/30 und eine Solidustemperatur von < 1060°C aufweist.

Im einzelnen beinhaltet diese Aufgabenstellung Dentallegierungen auf der Basis von Gold zur Herstellung von festsitzendem Zahnersatz zu finden, die

• 1. sowohl eine ausreichend hohe Härte bzw. Festigkeit aufweisen, um auch für weitspannige Brücken verwendet werden zu können,
• 2. mit ausreichend hohen Solidustemperaturen ausgestattet sind, um mit genügend Sicherheit gegen ein Verwinden beim Bebrennen mit keramischen Massen ausgerüstet zu sein,
• 3. ein für keramische Verblendungen geeignetes Wärmeausdehnungs­ verhalten aufweisen,
• 4. so wenig wie irgend möglich an Legierungsbestandteilen enthält, die für Beschwerden der unterschiedlichsten Art verantwortlich gemacht werden und
• 5. eine angenehme goldgelbe Farbe aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst, daß diese Legierungen lediglich aus 95-98% Au, 1-4% Ti sowie 0,05-1,5% eines oder einer Mischung der Elemente Re, Rh, Ru, Ir und Ta bestehen. Die Prozentangaben beziehen sich dabei auf Gewichtsprozente.

Reines unlegiertes Gold weist im vergossenen Zustand eine sehr geringe Härte von ca. 30 HV 5/30 auf. Die Titanzusätze bei der DE-PS 23 02 914 haben einen mäßigen Einfluß auf Festigkeit und Härte. Solche Zusätze sind praktisch auch schwer umsetzbar, da Titan aufgrund seiner hohen Reaktivität mit den weiteren Legierungsbe­ standteilen in seiner Wirkung durch die Bildung von Reaktionsphasen und Oxidation zu TiO₂ gemindert wurde.

Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß Legierungen auf der Basis von Gold mit erfindungsgemäßen Anteilen an Titan stark aushärten und vor allem ein feinkörniges Gefüge mit isotropen Wärmeausdehnungseigenschaften aufweisen, wenn erfindungsgemäße Anteile an kornfeinenden Zusätzen verwendet werden, und daß dann im Gegensatz zu den bisher herrschenden Auffassungen auf weitere unter Umständen gesundheitsgefährdende Legierungsbestandteile verzichtet werden kann.

Die erfindungsgemäßen kornfeinenden Zusätze zeichnen sich auch dadurch aus, daß sie mit dem Titan keine bzw. vernachlässigbare Reaktionen eingehen, so daß sich das Titan in diesem Fall fast völlig mit dem Gold legieren kann. Auf diese Weise können mit erfindungsgemäß geringen Anteilen eines Metalls, das sich in der Implantattechnik als besonders biokompatibel erwiesen hat, und somit nicht zu der Gruppe der Legierungselemente gehört, denen eine die Gesundheit negativ beeinflussende Wirkung unterstellt wird, vergleichsweise feste, harte und zudem intensiv gelbe Legierungen auf der Basis von Gold hergestellt werden. Legierungen, die nur aus diesen Legierungskomponenten bestehend sind somit hart und gelb, weisen aber kein dendritisches Gußgefüge auf. Die kornfeinenden Zusätze Re, Rh, Ru, Ir und Ta sind für eine isotrope Gefügestruktur mit feinem Korn (< 100 µm) verantwortlich und tragen so zu einer hohen Gußqualität, Festigkeit und einwandfreiem Verblendverhalten aufgrund eines optimalen isotropen Verhaltens des Wärmeausdehnungs­ koeffizienten der Legierungen bei.

Bei der Zusammenstellung der Legierung ist insbesondere auf die Einhaltung der Anteile dieser Legierungselemente zu achten, denn zu hohe Anteile o. g. Legierungselemente führen bei erfindungsgemäßen Legierungen zu einer zu starken Absenkung des Schmelzintervalles und aufgrund der Bildung von spröden intermetallischen Phasen sowie einer stark zunehmenden Oxidationsneigung der Legierungen, zu einer Versprödung, die sich dann wiederum in einer Neigung zur Gußbrüchig­ keit oder schlechten Dehn- und Fließeigenschaften negativ bemerkbar machen können. Eine ordentliche bestimmungsgemäße Verarbeitung als Dentallegierung im Dentallabor ist somit nicht mehr möglich.

Die technischen Eigenschaften einiger erfindungsgemäßer Legierungen sind in beiliegender Tabelle aufgeführt. Die Prozentangaben beziehen sich dabei auf Gewichtsprozente.

Claims (1)

1. Dental-Goldlegierung für Zahnersatz mit einem Gehalt an Titan, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 95 bis 98% Gold, 1 bis 4% Titan und 0,05 bis 1,5% kornfeinender Zusätze aus der Gruppe: Rhenium, Rhodium, Ruthenium, Iridium und/oder Tantal besteht.