DE69801010T2

DE69801010T2 - Prothetische Restaurationsteil sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69801010T2
Application number: DE69801010T
Authority: DE
Inventors: Michio Ito; Masaaki Sakata; Kenichi Shimodaira
Original assignee: MATSUMOTO DENTAL COLLEGE SHIOJ; Injex Corp
Current assignee: MATSUMOTO DENTAL COLLEGE SHIOJIRI NAGANO JP; Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2018-01-21
Also published as: DE69801010D1; EP0853938A1; US5984683A; EP0853938B1; JPH10201771A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft prothetische Restaurationen, welche für einen Verankerungszahn verwendet werden, und betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der prothetischen Restaurationen.

Beschreibung des Standes der Technik

Es sind prothetische Restaurationen bekannt, welche verwendet werden durch Befestigen an einen Verankerungszahn, welcher durch Abschleifen eines lebenden Zahns ausgebildet wurde. Diese prothetischen Restaurationen werden verwendet, indem sie an den Verankerungszahn mit Zahnzement gebunden und fixiert werden.
Sowohl (1) Metalle, wie Gold, Silber und rostfreier Stahl, und (2) keramische Stoffe, wie Zirkon, Tonerde und Saphir, wurden als Strukturmaterialien für solche prothetischen Restaurationen verwendet.
Jedoch besitzen aus keramischen Materialien hergestellte prothetische Restaurationen den Nachteil, dass sie eine niedrigere Festigkeit besitzen und daher leicht beschädigt werden können.
Weiterhin sind aus Edelmetallen, wie Gold und Silber, hergestellte prothetische Restaurationen sehr teuer. Darüber hinaus besitzen aus rostfreiem Stahl hergestellte prothetische Restaurationen eine schwache Bioverträglichkeit, so dass sie einen nachteiligen Effekt auf den Körper, wie Metallallergien, ausüben können, oder das Risiko karzinogener Wirkungen aufgrund der Freisetzung von Nickel und Chrom insbesondere besitzen.
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme wurden in den letzten Jahren prothetische Restaurationen aus Ti (Titan) entwickelt. Ti ist leicht und sehr fest und besitzt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gibt keinen Anlass für nachteilige Effekte aufgrund von oben beschriebenen freigesetzten Materialien.
Ti besitzt selbst jedoch keine so gute Bioverträglichkeit und seine Klebeeigenschaft bezüglich des Verankerungszahns ist schwach, daher besteht ein Problem insofern als eine aus Ti hergestellte prothetische Restauration leicht aufgrund der Abnahme der Fixierfestigkeit abgelöst werden kann. Darüber hinaus zeigen aus Ti hergestellte prothetische Restaurationen auch eine schwache Klebeeigenschaft für eine Beschichtungsschicht, wenn solch eine Beschichtungsschicht auf der äußeren Oberfläche der prothetischen Restauration ausgebildet ist, so dass ein weiteres Problem des Abschälens oder der Beschädigung der Beschichtungsschicht leicht auftreten kann.
Aus FR-A-2 036 946 ist eine Zahnrestauration bekannt, welche aus einer Metallbasis besteht, hergestellt aus Ti oder einer Ti-Legierung, und welche eine gute Bioverträglichkeit besitzt.
Das in D1 beschriebene Verfahren besteht im Mischen der feinverteilten Teilchen mit einem Bindemittel zur Ausbildung einer Paste, Aufbauen der Paste auf eine keramische Matrix, um eine gewünschte Form zu erhalten, und Sintern der aufgebauten Verbindung. Die fein verteilten Teilchen bestehen aus zwei oder mehreren Metallmaterialien, wie Ti, Si, Sn, In und Al. Insbesondere können 3 Gew.-% In und 3 Gew.-% Sn zu einem Fe-Cr- Pulver zugegeben werden. Abschließend kann eine Porzellanbeschichtungsschicht auf das resultierende Metallmaterial angewandt werden.
In Patent Abstracts of Japan, Vol. 016, Nr. 349 (C-0967), 28. Juli 1992, ist ein Verfahren zur Herstellung einer biologischen Titanlegierung beschrieben, welche Si in einem Verhältnis von 0,5 bis 10 Gew.-% einverleibt enthält. Nachdem sie in die notwendige Form verarbeitet wurde, wird die Legierung einer Hitzebehandlung unterzogen.
Aus EP-A-0 820 737 ist ein dentales Implantat bekannt, hergestellt aus einem Metallmaterial, enthaltend Ti als Hauptkomponente und 0,01 bis 3 Gew.-% Ca, P und Si.
US-A-5 314 334 betrifft eine Porzellenzusammensetzung, welche geeignet ist für Schichten auf Metallbasis für Zahnrestaurationen mit Schmelztemperatur von etwa 800ºC und niedriger. Die Zusammensetzungen können als Beschichtungen auf Titan und Titanlegierungsbasis verwendet werden, da die Zusammensetzungen thermische Expansionswerte bei denjenigen von Titan und dessen Legierungen besitzen. Eine Bindungsschicht ist auch bereitgestellt, um die Bindung zwischen den Porzellenschichten und der Restaurationsbasis zu verbessern. Es wird auch ein Verfahren zur Bildung von Zahnrestaurationen bereitgestellt, mit relativ billigen und bioverträglichen Metallbasen und niedrigschmelzenden Zahnporzellanen.

INHALT DER ERFINDUNG

Das Ziel der Erfindung ist die Schaffung von prothetischen Restaurationen mit ausgezeichneter Bioverträglichkeit, welche leicht sind und eine ausreichende Härte und mechanische Festigkeit besitzen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von prothetischen Restaurationen, welche eine gute Klebeeigenschaft in Bezug auf den Verankerungszahn besitzen und welche auch eine gute Klebeeigenschaft in Bezug auf eine Beschichtungsschicht besitzen, selbst falls solch eine Beschichtungsschicht auf der prothetischen Restauration ausgebildet wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer prothetischen Restauration, wodurch eine prothetische Restauration hergestellt werden kann mit komplizierter und feiner Form auf einfache Weise mit guter Produktionsausbeute und wodurch eine Zusammensetzung des Metallmaterials bestimmt werden kann, aus welchem die prothetische Restauration gebildet wird, und die Bedingungen für die Porosität und den Porendurchmesser im Metallmaterial auf einfache und genaue Weise.
Im diese Ziele zu erreichen, ist die Erfindung auf eine prothetische Restauration gerichtet, welche aus einem Metallmaterial hergestellt ist und eine Oberfläche besitzt, worin die Zusammensetzung des Metallmaterials wenigstens nahe an der Oberfläche Ti als Hauptkomponente enthält, und ebenso 0,01 bis 3 Gew.-% M (worin M wenigstens ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Zr, Ca, P und In) und 0,01 bis 4 Gew.-% Q (worin Q wenigstens ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Al, Sn, V und Cu) enthält.
In der Erfindung ist es bevorzugt, dass die Porosität des Metallmaterials 0,1 bis 5 Vol.-% beträgt. Auf diesem Weg kann die Festigkeit und Härte des Metallmaterials höher erhalten bleiben. Weiterhin kann, falls eine Beschichtungsschicht ausgebildet wird, die Klebeeigenschaft der prothetischen Restauration in Bezug auf die Beschichtungsschicht verbessert werden.
Es ist weiterhin auch bevorzugt, dass der durchschnittliche Porendurchmesser (Porengröße) des Metallmaterials 2 bis 100 um beträgt. Auf diesem Weg ist es möglich, die Festigkeit und Härte des Metallmaterials höher aufrechtzuerhalten, und es ist auch möglich, Nahrungsteilchen vom Eintritt in die Poren abzuhalten, wodurch die Vermehrung von Bakterien unterdrückt wird.
Es ist weiterhin auch bevorzugt, dass das Metallmaterial mittels eines Pulvermetallurgieverfahrens hergestellt wird. Gemäß diesem Merkmal kann die Herstellung leicht erreicht werden und in guter Ausbeute, selbst bei komplizierten und schwierigen Formen. Weiterhin können die Bedingungen, wie Zusammensetzung und Porosität, des Metallmaterials, aus welchen die prothetische Restauration hergestellt wird, und die Porengröße leicht mit hoher Genauigkeit festgesetzt werden.
Darüber hinaus ist es auch bevorzugt, dass die prothetische Restauration weiterhin eine Beschichtungsschicht umfasst, welche auf der Oberfläche des Metallmaterials ausgebildet ist.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Beschichtungsschicht aus einem keramischen Material gebildet ist. Auf diesem Weg ist es möglich, einen zusätzlichen Wert, wie die Verbesserung der ästhetischen Form durch Ausbildung einer gefärbten Beschichtungsschicht zu schaffen. Da die so ausgebildete Beschichtungsschicht eine gute Klebeeigenschaft zeigt, wird ein Abschälen und eine Beschädigung nicht leicht auftreten.
Alternativ hierzu ist es auch bevorzugt, dass das Metallmaterial durch Sintern gemäß einem Pulvermetallurgieverfahren ausgebildet wird, und eine Beschichtungsschicht auf der Oberfläche des metallischen Materials ausgebildet wird, wobei die Dicke der Beschichtungsschicht der Schrumpfungsdicke nach dem Sintern entspricht. Auf diesem Weg ist es möglich, die Schrumpfung des Metallmaterials während dem Sinterprozess durch Bilden der Überzugsschicht zu kompensieren, so daß eine prothetische Restauration auf einfache Weise mit einer gewünschten Form erhalten wird.
Die Erfindung ist weiterhin auf ein Verfahren zur Herstellung einer prothetischen Restauration gerichtet, umfassend die Schritte: Herstellen eines Modells für einen Verankerungszahn; Herstellen einer Verbindung, welche hergestellt wird durch Mischen oder Kompoundieren von Metallpulver aus Ti oder Ti- Legierung, Metallpulver aus M oder einer Verbindung, enthaltend M (worin M wenigstens ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Zr, Ca, P und In), metallischem Pulver aus Q oder einer Verbindung, enthaltend Q (worin Q ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Al, Sn, V und Cu, und einem Bindemittel (Binder; Aufbau der Mischung auf das Modell des Verankerungszahns mit der Form einer gewünschten prothetischen Restauration und Sintern der aufgebauten Verbindung, um einen metallischen gesinterten Körper zu erhalten.
Bei diesen Verfahren ist es bevorzugt, dass die aufgebaute Verbindung so ausgebildet ist, dass sie größer ist als die Größe der gewünschten prothetischen Restauration, unter Berücksichtigung der Schrumpfung der aufgebauten Verbindung. Auf diesem Weg ist es möglich, eine prothetische Restauration auf einfache Weise mit einer gewünschten Form zu erhalten.
Es ist weiterhin auch bevorzugt, dass das Verfahren einen Schritt zur Ausbildung einer Überzugsschicht auf der äußeren Oberfläche des metallischen gesinterten Körpers umfasst. Demgemäß ist es möglich, einen zusätzlichen Wert, wie eine Verbesserung der ästhetischen Form durch Ausbildung einer gefärbten Überzugsschicht zu schaffen. Da weiterhin die so ausgebildete Überzugsschicht eine gute Klebeeigenschaft zeigt, wird ein Abschälen und eine Beschädigung nicht leicht auftreten.
Andere Ziele, Strukturen und Wirkungen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen prothetischen Restauration wiedergibt.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen prothetischen Restauration wiedergibt.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen prothetischen Restauration wiedergibt.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Erfindungsgemäße prothetische Restaurationen werden unten unter Bezugnahme auf die in den beigefügten Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsformen im Detail beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen prothetischen Restauration. Die prothetische Restauration (Prothese) 1 der Erfindung wird verwendet, indem sie an einem Verankerungszahn in der Mundhöhle befestigt wird. Die prothetische Restauration ist auf einem Modell des Verankerungszahns 5 ausgebildet, welcher eine Form entsprechend dem Verankerungszahn in der Mundhöhle besitzt.
Diese prothetische Restauration 1 ist aus einem unten beschriebenen Metallmaterial hergestellt.
Die Zusammensetzung des Metallmaterials, aus welchem die prothetische Restauration 1 gebildet ist (im folgenden wird sie einfach als "Metallmaterial" bezeichnet), enthält Ti als Hauptkomponente und auch eine vorbeschriebene Menge von M (worin M wenigstens ein Element ist, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Zr, Ca, P und In).
Ti ist leicht und besitzt eine hohe Festigkeit und Härte, und daher wird Ti nicht leicht verformt oder beschädigt, so dass Ti eine ausgezeichnete Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit besitzt. Weiterhin besitzt Ti auch einen Vorteil zur Hemmung der Metallallergie und ähnlichem, da nur sehr wenig Freisetzung der Metallkomponente bei Verwendung von Ti auftritt.
Im Metallmaterial ist M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Zr, Ca, P und In, in einer Form vorhanden, bei welcher Ti und M beispielsweise eine Feststofflösung eingehen. Die Affinität der prothetischen Restauration 1 zum Verankerungszahn und dem Zahnfleischgewebe, d. h. die Bioverträglichkeit (Bioaffinität) wird verbessert durch Einschluß von M im Metallmaterial. Solch ein Effekt wird besonders verstärkt, wenn Ca, P und Si eingeschlossen sind.
Weiterhin wird die Klebeeigenschaft der prothetischen Restauration in Bezug auf den Verankerungszahn verbessert durch Einschluss von wenigstens einem Element, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Zr, Ca, P und In, im Metallmaterial. Die prothetische Restauration 1 besitzt eine innere Oberfläche 1a (welche den Teil darstellt, der in Kontakt mit dem vorstehenden Teil des Modells des Verankerungszahns 5 steht) und eine niedere Endoberfläche 1b und die prothetische Restauration 1 ist an den Verankerungszahn 5 über diese Oberflächen unter Verwendung eines Klebemittels (Zahnzement beispielsweise) befestigt. In diesem Zusammenhang, falls das Metallmaterial M darin enthält, wird die Bindungsfestigkeit verbessert, wodurch ein Ausfallen der prothetischen Restauration vom Verankerungszahn 5 verhindert wird.
Für den Fall, bei welchem eine Überzugsschicht 4, wie unten beschrieben, auf der äußeren Oberfläche 1c der prothetischen Restauration 1 ausgebildet ist, wird die Klebeeigenschaft der Überzugsschicht 4 in Bezug auf die prothetische Restauration verbessert durch Einschließen wenigstens eines Elements, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Cr, Ca, P und In, wodurch ein Abschälen oder eine Beschädigung der Überzugsschicht 4 verhindert wird.
In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt zur Verbesserung der zuvor erwähnten Effekte, dass Si, Zr, Ca und In als M in Form derer Oxide zugegeben wird.
Die Menge an im Metallmaterial eingeschlossenem M beträgt etwa 0,01 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,03 bis 2,5 Gew.-%, insbesondere etwa 0,05 bis 1,5 Gew.-%.
Falls die im Metallmaterial enthaltene Menge an M weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, werden die oben beschriebenen Effekte nicht zufriedenstellend realisiert. Andererseits, falls die Menge 3 Gew.-% übersteigt, werden die Festigkeit und Härte des Metallmaterials vermindert.
Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Bioverträglichkeit ist es bevorzugt, dass Ca im Metallmaterial eingeschlossen ist, und es ist insbesondere bevorzugt, dass sowohl Ca und P (oder Si) im Metallmaterial eingeschlossen sind, und insbesondere ist es bevorzugt, dass Ca, P und Si im Metallmaterial eingeschlossen sind.
In diesem Zusammenhang wird bemerkt, dass ein Einschluss von Ca einen Effekt zeigt, wodurch merklich die Bioverträglichkeit des Metallmaterials verbessert wird, selbst falls nur eine Spurenmenge Ca eingeschlossen ist.
Wenn P oder 51 zusammen mit Ca eingeschlossen sind, wird die Bioverträglichkeit des Metallmaterials weiterhin verbessert. Falls P und 51 zusammen mit Ca eingeschlossen sind, wird die Bioverträglichkeit des Metallmaterials weiter verbessert. Wenn Ca und Si eingeschlossen sind, wird der metallische Glanz des Metallmaterials weiterhin vermindert, so dass dies zu einer Verbesserung eines ästhetischen Effekts beiträgt.
Die im Metallmaterial eingeschlossene Menge an Ca beträgt etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,02 bis 0,5 Gew.-%, und insbesondere etwa 0,03 bis 0,1 Gew.-%.
Weiterhin ist eine vorbeschriebene Menge an Q (worin Q wenigstens ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Al, Sn, V und Cu) im Metallmaterial eingeschlossen. Durch Einschluß von Q in das Metallmaterial wird die Klebeeigenschaft der prothetischen Restauration 1 in Bezug auf den Verankerungszahn 5 und die Klebeeigenschaft der Überzugsschicht 4, welche auf der äußeren Oberfläche 1c der prothetischen Restauration ausgebildet ist, weiter verbessert. In diesem Zusammenhang wird bemerkt, dass im Fall von Al es bevorzugt ist, dass dieses in Form eines Oxids zur Verbesserung der zuvor erwähnten Effekte zugegeben wird.
In der Erfindung besteht keine besondere Beschränkung für die im Metallmaterial enthaltene Menge, jedoch sind etwa 0,01 bis 4 Gew.-% bevorzugt, insbesondere 0,05 bis 3 Gew.-%.
Falls die Menge Q im Metallmaterial weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, wird die Verbesserung für die oben beschriebenen Effekte ungenügend. Andererseits, falls die Menge Q im Metallmaterial 4 Gew.-% übersteigt, wird die Festigkeit des Metallmaterials erniedrigt.
Weiterhin können andere Elemente, wie Fe, Cr, Pd, Co, Mo, Au, Ag und Pt, entweder unvermeidlich oder beabsichtigt im Metallmaterial enthalten sein. Die Zugabe dieser Elemente trägt zur Erhöhung der Festigkeit des Metallmaterials bei. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass diese Elemente in Form einer Legierung mit Ti, einer intermetallischen Verbindung oder einem Metalloxid vorliegen.
In der Erfindung ist es bevorzugt, dass solch ein Metallmaterial eine geeignete Porosität besitzt. Es ist bevorzugt, dass die Porosität des Metallmaterials etwa 0,1 bis 5 Vol.-% beträgt, bevorzugter beträgt die Porosität des Metallmaterials etwa 0,3 bis 4 Vol.-%. Falls die Porosität des Metallmaterials weniger als 0,1 Vol.-% beträgt, wird die Klebeeigenschaft der Überzugsschicht 4 in Bezug auf die prothetische Restauration 1 vermindert, wenn solch eine Überzugsschicht 4 auf der prothetischen Restauration 1 ausgebildet ist, besonders in dem Fall, bei welchem eine Überzugsschicht 4 aus einem keramischen Material gebildet ist. Andererseits, falls die Porosität des Metallmaterials 5 Vol.-% übersteigt, werden die Festigkeit und Härte des Metallmaterials vermindert. Da die Poren dazu tendieren, gröber zu werden, können zusätzlich beispielsweise Nahrungsteilchen in die Porten eintreten, so dass die Vermehrung von Bakterien leicht eintritt.
In der Erfindung besteht keine besondere Beschränkung für die durchschnittliche Größe (Durchmesser) der Poren in dem Metallmaterial, jedoch ist ein Porendurchmesser im Bereich von 2 bis 100 um bevorzugt, und ein Porendurchmesser im Bereich von 5 bis 50 um ist mehr bevorzugt. Mit solch einer Porengröße können die Festigkeit und Härte des Metallmaterials aufrechterhalten werden und das Eintreten vor Nahrungsmitteln in die Höhlungen und die Vermehrung von Bakterien werden unterdrückt.
Das Modell für den Verankerungszahn 5 ist aus ultrahartem Gipsmörtel beispielsweise ausgebildet. Das Modell für den Verankerungszahn 5 ist in Dimensionen ausgebildet, welche leicht größer sind als der Verankerungszahn 5 in der Mundhöhle, in dem die Ausdehnung nach dem Härten beim Formen und die thermische Ausdehnung nach dem Sintern in Betracht gezogen sind. In Bezug auf das Strukturmaterial für das Modell des Verankerungszahns 5 ist es bevorzugt, dass ein keramisches Oxid, wie Zirkonium, Yttria oder Calcia, enthalten ist. Auf diesem Weg werden die Formfreisetzungseigenschaften der prothetischen Restauration 1, welche Ti als Hauptkomponente enthält, aus dem Modell des Verankerungszahns 5 verbessert.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht, welche eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der prothetischen Restauration wiedergibt. Die prothetische Restauration 1 bei dieser Zeichnung besitzt eine Oberflächenschicht 2, und die Oberflächenschicht 2 ist aus einem oben beschriebenen Metallmaterial aufgebaut. Auf diesem Weg ist es möglich, die gleichen Effekte wie oben beschrieben zu erzielen. Es ist möglich, eine ausgezeichnete Bioverträglichkeit (Bioaffinität) und eine ausgezeichnete Klebeeigenschaft der prothetischen Restauration in Bezug auf den Verankerungszahn 5 zu erhalten, um eine ausgezeichnete Klebeeigenschaft der Überzugsschicht 4, welche auf der äußeren Oberfläche 1c der prothetischen Restauration 1 ausgebildet ist, zu erhalten.
Bezüglich der Zusammensetzung oder Porosität des inneren Teils 3 der in Fig. 2 gezeigten prothetischen Restauration 1 besteht keine bestimmte Beschränkung, jedoch im Lichte der Verbesserung der Klebeeigenschaft der Oberflächenschicht 2 ist es bevorzugt, dass der innere Teil 3 aus Ti oder einer Ti enthaltenden Legierung ausgebildet ist.
Weiterhin muss die Grenze zwischen dem inneren Teil 3 und der Oberflächenschicht 2 nicht unterschiedlich sein, wie in der Zeichnung gezeigt, und die Zusammensetzung und Porosität kann kontinuierlich in der Nachbarschaft dieser Grenze variieren.
Weiterhin kann bei der in Fig. 2 gezeigten prothetischen Restauration 1 die Oberflächenschicht 2 entweder auf der inneren Oberfläche (der Teil, welcher in Berührung mit dem vorstehenden Teil des Modells des Verankerungszahns 5 steht) 1a der prothetischen Restauration 1 oder der äußeren Oberfläche 1c ausgebildet sein.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen prothetischen Restauration. Die in der Zeichnung gezeigte prothetische Restauration 1 ist aus einem oben beschriebenen Metallmaterial hergestellt, und die Überzugsschicht 4 wurde auf der äußeren Oberfläche 1c ausgebildet.
Es besteht keine Beschränkung für den Ausbildungszweck der Überzugsschicht 4, beispielsweise kann sie als führende Schicht ausgebildet sein. Auf diesem Weg ist es möglich, eine prothetische Restauration mit einer naturnahen Farbe des Zahns herzustellen. Als bevorzugtes Beispiel für ein Strukturmaterial für die Überzugsschicht, welche zu diesem Zweck ausgebildet ist, kann Porzellan genannt werden.
Durch Steuern der Dicke der Überzugsschicht 4 ist es möglich, die externe Schrumpfung des Metallmaterials während dem Sinterprozess zu kompensieren (siehe folgenden Prozess 4) und das Produkt auf eine gewünschte Form einzustellen.
Bezüglich der Dicke der Überzugsschicht 4 besteht keine besondere Beschränkung, besonders für die Dicke der Porzellanüberzugsschicht 4, jedoch ist es im allgemeinen bevorzugt, dass die Dicke im Bereich von 0,1 bis 2 mm, insbesondere, dass die Dicke im Bereich von 0,1 bis 1 mm, liegt.
Da die erfindungsgemäße prothetische Restauration 1 aus dem oben beschriebenen Material hergestellt ist, ist die Klebeeigenschaft der Überzugsschicht 4 in Bezug auf die prothetische Restauration gut, so dass ein Abschälen und eine Beschädigung der Überzugsschicht 4 verhindert wird.
In diesem Zusammenhang wird bemerkt, dass der Zweck der Bildung der Überzugsschicht 4 nicht auf den oben beschriebenen Zweck beschränkt ist, und sie kann für jeglichen Zweck ausgebildet sein, z. B. zur Ausbildung einer Schutzschicht, einer Wasserausschließungsschicht, einer. Pufferschicht oder einer Gleitschicht.
Weiterhin kann das Strukturmaterial der Überzugsschicht 4 geeignet im Einklang mit dem Zweck, für welchen die Überzugsschicht ausgebildet ist, bestimmt werden. Beispielsweise kann sie aus verschiedenen synthetischen Harzen, anders als aus Porzellan, ausgebildet werden. Beispiele solcher synthetischer Harze schließen härtbare Harze, wie wärmehärtbare Harze, lichthärtbare Harze und solche ein, welche durch Reaktion gehärtet werden, insbesondere feste Harze, ein.
Weiterhin kann solch eine Überzugsschicht 4 auf der inneren Oberfläche 1a ausgebildet sein.
Solch eine Überzugsschicht 4 kann auf einer äußeren Oberfläche und/oder einer inneren Oberfläche 1a der prothetischen REstauration ausgebildet werden, welche eine wie in Fig. 2 gezeigte Struktur besitzt.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung einer prothetischen Restauration gemäß der Erfindung beschrieben. Eine prothetische Restauration 1 gemäß der Erfindung wird vorzugsweise hergestellt unter Verwendung der Verfahren der Pulvermetallurgie im Hinblick auf die Einfachheit der Herstellung, der Form und der Dimensionsstabilität und der Einfachheit, mit welcher die mechanische Festigkeit, die Härte und die Porosität des Metallmaterials gesteuert werden können. Ein Beispiel wird unten beschrieben.
< 1> Ein Modell des Verankerungszahns entsprechend dem Verankeungszahn, welcher in der Mundhöhle besteht, wird gemäß dem üblichen Weg hergestellt.
Um die Freisetzbarkeit der prothetischen Restauration aus dem Modell des Verankerungszahns 5 zu Verbessern, kann eine Überzugsschicht (in der Zeichnung nicht gezeigt), welche ein Keramikoxid enthält, wie Zirkonia, Yttria oder Calcia, auf der Oberfläche des Modells des Verankerungszahns 5 ausgebildet sein. <
2> Andererseits werden ein Metallpulver, umfassend II (oder Ti-Legierung), ein Pulver, umfassend M oder eine M-Verbindung (insbesondere dessen Oxid), ein Pulver, umfassend Q oder eine Q-Verbindung (besonders dessen Oxid), wie erforderlich, und ein Bindemittel (organisches Bindemittel) hergestellt, und diese werden anschließend gemischt oder verknetet, um ein Kompound herzustellen.
Es besteht keine besondere Beschränkung bezüglich der durchschnittlichen Teilchengröße des Metallpulvers, jedoch ist es im allgemeinen bevorzugt, dass dessen durchschnittliche Teilchengröße innerhalb des Bereichs von 1 bis 100 um liegt, insbesondere, dass dessen durchschnittliche Teilchengröße innerhalb des Bereichs von 5 bis 45 um, liegt.
Es besteht auch keine besondere Beschränkung bezüglich der durchschnittlichen Teilchengröße des Pulvers aus M oder M- Verbindung und des Pulvers aus Q oder Q-Verbindung, jedoch ist es im allgemeinen bevorzugt, dass deren durchschnittliche Teilchengrößen innerhalb des Bereichs von 1 bis 40 um liegen, und es ist insbesondere bevorzugt, dass deren durchschnittliche Teilchengrößen innerhalb des Bereichs von 5 bis 25 um liegen.
Das Vermengungsverhältnis von M oder M-Verbindung oder Q oder Q-Verbindung bezüglich dem Metallpulver werden so bestimmt, dass die Menge an M und Q des Metallmaterials in der abschließenden Zusammensetzung innerhalb der vorher beschriebenen Bereiche liegen.
Beispiele für das Bindemittel schließen verschiedene thermoplastische Harze, beispielsweise Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen und Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer, Acrylharze, wie Polymethyl(meth)acrylat und Polybutyl(meth)acrylat, Styrolharze, wie Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyester, Polyether oder Copolymere, enthaltend wenigstens eines solcher Materialien, verschiedene Wachse, Paraffine, höhere Fettsäuren (z. B. Stearinsäure), höhere Alkohole, höhere Fettsäureester, höhere Fettsäureamide und wasserlösliche Polymere, Materialien, wie Polyvinylalkohol Methylcellulose und ähnliche, ein, welche allein oder Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden können.
Die Menge solch eines zugegebenen Bindemittels beträgt vorzugsweise weniger als 18 Gew.-%, insbesondere 4 bis 10 Gew.-%. Falls zu viele Bindemittel enthalten ist, würde eine Schrumpfung nach dem Sintern der Verbindung, welche auf dem Modell des Verankerungszahns aufgebaut wurde, erhöht werden, wodurch die Dimensionsgenauigkeit am niedrigsten wird und die Porosität zur Erhöhung tendiert.
Weiterhin können verschiedene Additive, wie Weichmacher, Schmiermittel, Antioxidantien, Verstärker zum Entbinden und oberflächenaktive Mittel, zu dem Kompound zugegeben werden, wie erforderlich. Beispiele für Weichmacher, wie Phthalatester (beispielsweise DOP, DEP, DBP), Adipinsäureester, Tremillitsäureester und Sebacinsäureester, können genannt werden.
< 3> Als nächstes wird die im Prozess < 2> erhaltene Verbindung (Kompound) manuell auf das Modell des Verankerungszahns 5 mit einer gewünschten Form aufgebaut. Es ist bevorzugt, dass die aufgebaute Verbindung, d. h. ein grüner Körper, vorzugsweise so geformt wird, dass er in Form und Größe größer ist als die beabsichtigte Form und Größe, in dem die Schrumpfung nach dem Sintern in Betracht gezogen wird. Dies ist jedoch nicht notwendig in dem Fall, bei welchem die Überzugsschicht 4 später auf die prothetische Sitation aufgebracht wird. In solch einem Fall kann die Schrumpfung nach dem Sintern kompensiert werden (offset by) für die Dicke der Überzugsschicht 4. In diesem Fall ist es notwendig, die Menge der aufzubauenden Verbindungen genau zuvor einzustellen, da es möglich sein wird, eine gewünschte Form und Größe leicht durch Einstellen der Dicke einer Überzugsschicht 4 zu erhalten, wenn solch eine überzugsschicht 4 ausgebildet werden soll.
Für den Fall, dass eine Überzugsschicht 2 ausgebildet wird, wie in Fig. 2 gezeigt, kann der Teil, entsprechend dem inneren Teil 3 aus einer Verbindung jeglicher Zusammensetzung ausgebildet werden, und der Teil entsprechend der Obrflächenschicht 2 sollte aus einer Verbindung der zuvor erwähnten Zusammenstzung, welche M und Q beispielsweise enthält, ausgebildet sein.
In diesem Zusammenhang wird bemerkt, dass in diesem Prozess das Aufbauen der Verbindung und Trocknen der aufgebauten Verbindung einschließlich Lösungsmittelentfernung oder Entbindungsbehandlung wiederholt werden kann, so dass die Masse der Verbindung graduell groß wird. Hier anschließend wird die aufgebaute Verbindung, welche vervollständigt wurde (grüner Körper) einer Entfernungsbehandlung für das Bindemittel Entbindungsbehandlung unterzogen.
Die Entbindungsbehandlung wird durch eine Wärmebehandlung in nicht-oxidierender Atmosphäre durchgeführt, d. h. im Vakuum (oder utner verindertem Druck) beispielsweise bei 1 · 10&supmin;¹ bis 1 · 10&supmin;&sup6; Torr, oder in einem Inertgas, wie einem Stickstoffgas oder Argongas, oder unter reduzierender Atmosphäre.
In diesem Fall wird die Wärmebehandlung vorzugsweise unter Bedingungen bei einer Temperatur von 50 bis 650ºC für eine Periode für 0,5 bis 30 Stunden, insbesondere bei einer Temperatur von 100 bis 550ºC für eine Periode von 1 bis 15 Stunden, durchgeführt.
Anstelle der oben beschriebenen Entbindungsbehandlung kann ein einfaches Trocknen, wie ein natürliches Trocknen oder Heißlufttrocknen, unter Bedingungen von normaler Temperatur und Feuchtigkeit beispielsweise durchgeführt werden.
< 5> Anschließend wird die aufgebaute Verbindung (grüner Körper) aus dem zuvor erwähnten Prozess (4) zusammen mit dem Modell des Verankerungszahns 5 gesintert, um eine prothetische Restauration 1, umfassend einen gesinterten Metallkörper, herzustellen. Das Sintern kann einmal durchgeführt werden, oder es kann zweimal oder mehrere Male durchgeführt werden.
Das Sintern wird vorzugsweise bei der Bedingung einer Temperatur von 400 bis 1.450ºC über eine Periode von 1 bis 24 Stunden durchgeführt, bevorzugter bei einer Temperatur von 500 bis 1.400ºC für eine Periode von 1,5 bis 10 Stunden, und insbesondere bei einer Temperatur von 850 bis 1.350ºC für eine Periode von 2 bis 7 Stunden, durchgeführt.
In diesem Fall wird das Sintern in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre durchgeführt, d. h. in einem Vakuum oder unter vermindertem Druck (beispielsweise bei 1 · 10&supmin;¹&sup0; bis 1 · 10&supmin;&sup6; Torr, oder in einem Inertgas, wie einem Stickstoffgas oder Argongas, oder unter einer reduzierende Atmosphäre.
< 6> Weiterhin wird eine Überzugsschicht 4 auf der äußeren Oberfläche 1c, wie erforderlich, der prothetischen Restauration 1 ausgebildet.
In dem Fall, bei welchem eine Überzugsschicht 4 aus Porzellan ausgebildet werden soll, wird eine Aufschlämmung (Verbindung), enthaltend das Material für die Überzugsschicht 4 zuerst als Schicht durch Aufstreichen oder Eintauchen ausgebildet und anschließend getrocknet und gesintert. Alternativ hierzu kann ein Material für die Überzugsschicht 4 als Schicht auf der äußeren Oberfläche der aufgebauten Verbindung (welche noch nicht gesintert wurde) der prothetischen Restauration 1 ausgebildet werden, und anschließend können beide zur gleichen Zeit gesintert werden.
Bei dem Fall, bei dem eine Überzugsschicht 4 aus einem synthetischen Harz gebildet wird, wird eine Lösung, welche das ungehärtete Harz enthält, als Schicht auf der äußeren Oberfläche 1c der prothetischen Restauration durch Aufstreichen oder Eintauchen oder Ähnlichem ausgebildet und anschließend wird das Harz gehärtet (beispielsweise wird mit Licht gehärtet, mit Hitze gehärtet oder durch Reaktion gehärtet).
Das Verfahren, welches zur Ausbildung der Überzugsschicht 4 verwendet wird, kann geeignet im Einklang mit ihrer Zusammensetzung oder ähnlichem ausgewählt werden und kann beispielsweise ausgebildet werden durch thermisches Sprühen, verschiedene Plattierungstypen, Ionenplattieren, Aufsputtern, Niedervakuumniederschlag oder CVD, zusätzlich zu den oben beschriebenen Verfahren.
Weiterhin können Überzugsschichten mit unterschiedlichen Zusammensetzungen an unterschiedlichen Orten auf der prothetischen Restauration 1 ausgebildet werden, oder Überzugsschichten, welche unterschiedliche Zusammensetzungen besitzen, können als Laminate aus zwei oder mehreren Schichten ausgebildet werden.
Die Ausbildung solcher Überzugsschichten 4 ist bevorzugt, da sie die Schrumpfung des Metallmaterials in dem zuvor erwähnten Prozess < 4> ausgleichen und es ermöglichen, die beabsichtigte Form zu realisieren.
Eine erfindungsgemäße prothetische Restauration 1 kann mit jedem der oben beschriebenen Prozesse erhalten werden.
Es wird bemerkt, dass das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen prothetischen Restauration nicht auf das oben beschriebene beschränkt ist, und die prothetische Restauration gemäß der Erfindung kann unter Verwendung anderer Pulver metallurgischer Verfahren hergestellt werden. Unter Verwendung einer ähnlichen Verbindung oder einer Aufschlämmung an der zuvor erwähnten Verbindung wird ein grüner Körper durch ein Gleitgießverfahren (Slip-Casting-Verfahren) oder durch ein Metalleinspritzformen (MIM) ausgebildet und anschließend wird der so erhaltene grüne Körper einer Entbindungsbehandlung und einem Sinterprozess auf gleiche Weise wie oben beschrieben unterzogen, wodurch eine prothetische Restauration erhalten wird.
Bei dem oben beschriebenen metallurgischen Pulververfahren bestehen keine Probleme mit Gießdefekten oder Schmelzläufen, welche bei einem herkömmlichen Gießverfahren zu beobachten sind, so dass die prothetischen Restaurationen leicht und mit guter Produktionsausbeute herstellbar sind.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, leicht und mit guter Dimensionsgenauigkeit herzustellen, selbst falls die Form jeder prothetischen Restauration kompliziert und verwickelt ist.
Weiterhin können die M- und Q-Gehalte gemäß dem pulvermetallurgischen Verfahren mit einem hohen Genauigkeitsgrad eingestellt werden, und die Zusammensetzung des Metallmaterials, aus welchem die prothetische Restauration 1 gebildet ist, kann wie gewünscht und mit Feinheit gesetzt werden.
Durch Einstellung des Bindemittel-Typs, der zuzugebenden Menge an Bindemittel, der Bedingungen für die Entbindungsbehandlung, und der Sinterbedingungen und ähnliche ist es möglich, die Bedingungen für die Porosität und die Porengröße des Metallmaterials, aus welchem die prothetische Restauration 1 gebildet ist, festzusetzen.
Auf Basis der oben dargelegten Fakten der verschiedenen Bedingungen, wie der physikalischen Eigenschaften des Metallmaterials, wie mechanische Festigkeit und Härte, dessen chemischer Eigenschaften, wie Bioverträglichkeit und Korrosionsbeständigkeit, kann dessen Erscheinungsbild leicht zu optimalen Bedingungen gesteuert werden. In diesem Zusammenhang tritt ein Fall auf, dass die optimalen Bedingungen bei den betreffenden Patienten oder betreffenden Symptomen, für welche prothetische Restaurationen eingesetzt werden, unterschiedlich sind. Da es mit der Erfindung möglich ist, die optimalen Bedingungen einfach festzusetzen, so dass sie für jeden Patienten geeignet sind, ist die Nützlichkeit der Erfindung besonders hoch.
Es versteht sich, dass die prothetische Restauration 1 der Erfindung mit jedem anderen Verfahren als dem Pulver- Metallurgie-Verfahren hergestellt werden kann.
Im folgenden werden aktuelle Beispiele für erfindungsgemäße prothetische Restaurationen im Detail beschrieben.

Beispiele 1 bis 10 und Vergleichsbeispiele 1 und 2

Prothetische Restaurationen mit jeweils der in Fig. 1 angegebenen Form wurden unter Verwendung eines Pulver-Metallurgie- Verfahrens hergestellt.
Zunächst wurde ein Modell des Verankerungszahns auf üblichem Weg hergestellt. Die Zusammensetzung des Modells für den Verankerungszahn schließt beispielsweise 30 Gew.-% CaSO&sub4;·2H&sub2;O, 30 Gew.-% ZrO&sub2;, 20 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; und 20 Gew.-% CaO ein. Darüber hinaus wurde das Modell für den Verankerungszahn mit Dimensionen ausgebildet, welche leicht größer waren als der Verankerungszahn in der Mundhöhle, in dem die Ausdehnung nach Härten und die thermische Ausdehnung in Betracht gezogen wurden.
Andererseits wurden Verbindungen zur Herstellung des Metallmaterials für die prothetischen Restaurationen mit verschiedenen Zusammensetzungen hergestellt. Die für die Ausbildung der Verbindungen verwendeten Materialien sind unten angegeben. Darüber hinaus wurden die Verbindungen (compounds) 60 Minuten bei 90ºC unter Verwendung eines Druckkneters gemischt.
Ti-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 20 um) 82-95 Gew.-%
SiO&sub2;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 25 um) 0-2,0 Gew.-%
ZrO&sub2;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 10 um) 0-0,9 Gew.-%
CaO-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 12 um) 0,01-1,4 Gew.-%
P&sub2;O&sub5;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 10 um) 0-1,1 Gew.-%
In&sub2;O&sub3;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 5 um) 0-0,8 Gew.-%
Al&sub2;O&sub3;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 30 um) 0-1,8 Gew.-%
Sn-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 20 um) 0-1,0 Gew.-%
V&sub2;O&sub5;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 30 um) 0-1,7 Gew.-%
Cu-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 6 um) 0-1,0 Gew.-%
Bindemittel etc.
Polystyrol 1,5-5,4 Gew.-%
Paraffinwachs 3,0-10,8 Gew.-%
Dibutylphthalat 0,5-1,8 Gew.-%
Die zuvor erwähnten Verbindungen wurden anschließend zu der Form der vorbeschriebenen prothetischen Restauration auf dem Modell des Verankerungszahns aufgebaut.
Als nächstes wurden die vollständig aufgebauten Verbindungen (grüne Körper) einer Entbindungsbehandlung unterzogen. Die Entbindungsbehandlung wurde 3 Stunden bei 400 bis 500ºC unter einem vermindertem Druck von 1 · 10&supmin;² Torr durchgeführt.
Als nächstes wurden braune Körper, welche der Entbindungsbehandlung unterzogen waren, gesintert, wie sie am entsprechenden Modell des Verankerungszahns befestigt sind. Das Sintern wurde 3 Stunden bei 1200ºC unter Argonatmosphäre durchgeführt.
Das Modell des Verankerungszahns wurde anschließend entfernt und prothetische Restaurationen, welche aus gesinterten Metallkörpern gebildet waren, mit der in Fig. 1 gezeigten Form und Struktur, wurden erhalten.

Vergleichsbeispiel 3

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 1 bis 10 wurde hergestellt unter Verwendung von vollständig gehärtetem rostfreien Stahl (SUS 316L), welcher Schneide- und Mahl- und Polierprozessen unterzogen worden war.

Vergleichsbeispiel 4

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 1 bis 10 wurde hergestellt unter Verwendung der Lost-Wachs-Methode, bei welcher ein Rohmaterial aus rostfreiem Stahl (SUS 304) durch Hochfrequenzschmelzen geschmolzen wird und anschließend unter vermindertem Druck gegossen wird.

Vergleichsbeispiel 5

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 1 bis 10 wurde hergestellt unter Verwendung der Lost-Wachs-Methode, bei welcher ein Rohmaterial aus reinem Ti durch Hochfrequenzschmelzen geschmolzen wurde und anschließend unter vermindertem Druck gegossen wurde.

Vergleichsbeispiel 6

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 1 bis 10 wurde hergestellt durch Durchführen einer Entladungsarbeit auf einem Rechteck-Pfeiler aus reinem Ti unter Verwendung einer zahnförmigen Elektrode.
Die Zusammensetzungen und Porositäten der Metallmaterialien der prothetischen Restaurationen der Beispiele 1 bis 10 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 6 sind in der beigefügten Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.
Der Porendurchmesser wurde durch Photographieren eines Querschnitts des Metallmaterials unter Verwendung eines Elektronenmikroskops gemessen, um den durchschnittlichen Porendurchmesser auf dem Bild zu erhalten, und anschließend wurde die Porosität mit dem Dichteverhältnis berechnet. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass der durchschnittliche Porendurchmesser in jedem Metallmaterial der Beispiele 1 bis 10 und der Vergleichsbeispiele 1, 2, 4 und 5 innerhalb des Bereichs von 2 bis 100 um liegt, und der durchschnittliche Porendurchmesser in jedem Metallmaterial der Vergleichsbeispiele 3 und 6 gleich oder weniger als I um beträgt.
Als nächstes wurden (1) die mechanische Festigkeit, (2) die Härte, (3) die Bioverträglichkeit und (4) die Klebeeigenschaft für den Verankerungszahn unter Verwendung der unten angegebenen Verfahren untersucht sowie (5) die ästhetische Form und (6) die Einfachheit der Herstellung jeder der prothetischen Restaurationen in den Beispielen 1 bis 10 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 6 wurden ebenso bewertet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der beigefügten Tabelle 3 und Tabelle 4 gezeigt.

(1) Mechanische Festigkeit (Zugfestigkeit)

Die Zugfestigkeit und Dehnung wurden im Einklang mit JIS (japanischer Industriestandard) Z 2201 unter Verwendung von Zugtestproben gemessen, welche unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben hergestellt waren.

(2) Härte

Die Vicker-Härte Hv der Metallmaterialoberfläche wurde im Einklang mit JIS Z 2244 gemessen.

(3) Bioverträglichkeit

Testproben (jeweils mit einer Dicke von 1 mm und einer Länge von 2 mm und einer Breite von 2 mm) wurden unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben hergestellt. Andererseits wurden 2 · 10&sup4; Gingivalzellen auf eine Petrischale mit einem Durchmesser von 35 mm eingeimpft, und jede Testprobe wurde oben aufgebracht, 10 uMol B-Glycelophosphat wurden zugegeben, und anschließend wurden die Proben 21 Tage inkubiert. Nach der Inkubierung wurden die Zellen mit Alzarin-Rot gefärbt und die Ausmaße, zu welchen die Zellen sich vermehrt hatten, wurden unter Verwendung der Bildanalysiervorrichtung verglichen.
Die Zellen, welche rotgefärbt waren, waren Gingivalzellen und mehrere dieser Zellen zeigen, dass die Proben eine ausgezeichnete Bioverträglichkeit zeigten. Eine Bewertung wurde im Einklang mit den Kategorien A durchgeführt, worin die durch die Zellen besetzte Fläche mehr als 3/4 der Fläche der Probe betrug, mit B, wo sie mehr als 2/4, jedoch weniger als 3/4 betrug, mit C, wo sie mehr als 1/4, jedoch weniger als 2/4 betrug und mit D, wo sie weniger als 1/4 betrug.

(4) Klebeeigenschaft für den Verankerungszahn

Jede prothetische Restauration wurde mit Zahnzement an einen Verankerungszahn gebunden und fixiert, welcher ausgebildet war durch Abschleifen eines extrahierten Zahns. Dann wurden nach 48 Stunden eine Spannung in Axialrichtung auf die prothetische Restauration unter Verwendung einer Zugtestvorrichtung angewandt. Danach wurde die Spannung nach Abtrennung des Verankerungszahns (das ist die Festigkeit für die Klebefähigkeit) gemessen und eine Bewertung wurde durchgeführt in Reihenfolge von der größten Spannung aus in vier Stufen A, B, C und D.

(5) Ästhetisches Erscheinungsbild

Der Grad des Glanzes (metallischer Glanz) jeder prothetischen Restauration wurde visuell gesichert und eine Bewertung wurde durchgeführt, in der Reihenfolge, in welcher der Glanz weniger verstärkt (unauffällig) in den vier Stufen A, B, C und D war. Die Ausführungsform wurde ästhetisch überragend, wenn der Glanz weniger stark betont war.

(6) Einfachheit der Produktion

Die Anstrengung, die Zeit, die Möglichkeiten und der Betriebsraum, welcher für die Erzeugung jeder prothetischen Restauration erforderlich war, wurden insgesamt bewertet und die Ergebnisse wurden in Reihenfolge vom leichtesten Herstellungsverfahren ausgehend in vier Stufen A, B, C und D bewertet.

< Diskussion der Effekte >

Wie in Tabelle 3 und Tabelle 4 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass die prothetischen Restaurationen der Beispiele 1 bis 10 alle eine hohe mechanische Festigkeit und Härte, eine ausgezeichnete Bioverträglichkeit, eine ausgezeichnete Klebeeigenschaft mit dem Verankerungszahn und ausgezeichnete ästhetische Erscheinungsform besaßen und dass sie leicht herzustellen waren.
Andererseits wurde im Vergleichsbeispiel 1 bestätigt, dass der M-Gehalt hoch war, und daher war die mechanische Festigkeit des Metallmaterials niedrig. In Vergleichsbeispiel 2 war die Q-Gehalt hoch und daher war die Festigkeit (Elastizität) des Metallmaterials niedrig.
Weiterhin war in den Vergleichsbeispielen 3 bis 6 die Bioverträglichkeit niedrig und die Klebeeigenschaft mit dem Verankerungszahn war ebenso schwach.
In den Vergleichsbeispielen 3 und 4 war das ästhetische Erscheinungsbild schwach und in den Vergleichsbeispielen 3, 5 und 6 war die Einfachheit für die Herstellung ebenso schwach.

Beispiele 11 bis 20

Prothetisches Restaurationen wurden auf gleichem Weg wie in den Beispielen 1 bis 10, wie oben beschrieben, hergestellt, mit der Ausnahme, dass die unten angegebenen Materialien zur Herstellung der Verbindungen verwendet wurden.
Ti-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 20 um) 0-95 Gew.-%
Ti - 2 Gew.-% Al - 1 Gew.-% V-Legierungspulver (durchschnittliche Teilchengröße 30 um) 0-95 Gew.-
Ti - 1 Gew.-% Al - 0,5 Gew.-% Sn-Legierungspulver (durchschnittliche Teilchengröße 25 um) 0-95 Gew.-
CaSiO&sub3;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 8 um) 0-1,2 Gew.-%
Ca&sub3;(PO&sub4;)&sub2;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 10 um) 0-2,4 Gew.-%
ZrO&sub2;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 10 um) 0-0,4 Gew.-%
CaO-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 12 um) 0,01-1,4 Gew.-%
In&sub2;O&sub3;-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 5 um) 0-0,3 Gew.-%
Cu-Pulver (durchschnittliche Teilchengröße 6 um) 0-1,0 Gew.-%
Bindemittel etc.
Polystyrol 1,5-5,4 Gew.-%
Ethylenvinylacetat-Copolymer 1,5-5,4 Gew.-%
Paraffinwachs 3,0-10,8 Gew.-%
Dibutylphthalat 0,5-1,8 Gew.-%
Als nächstes wurde eine Überzugsschicht, umfassend Porzellan (weiß), oder eine Überzugsschicht, umfassend hartes synthetisches Harz auf der äußeren Oberfläche jeder prothetischen Restauration, ausgebildet und es wurden prothetische Restaurationen mit der in Fig. 3 gezeigten Form und Struktur erhalten.
Hier wurde die Bildung der Porzellan-Überzugsschicht erreicht durch Zugeben von 5 g Wasser zu 10 g im Handel erhältliches Dentalporzellan ("Triple A", hergestellt von Noritake Co.), um eine Mischung auszubilden und diese auf die Oberfläche aufzuschichten und zu trocknen, um einen Anstrichfilm auszubilden mit abschließendem Sintern. In diesem Fall wurde das Sintern durchgeführt durch Erhöhen der Temperatur von 500ºC bis 760ºC mit einer Rate von 40ºC/Minute unter vermindertem Druck von 720 Torr.
Weiterhin wurde die Bildung der synthetischen Harzüberzugsschichten erreicht durch Aufstreichen eines im Handel erhältlichen Zahnharzes ("Oriidex", hergestellt von Sho-fusha Co.) auf die Oberfläche und anschließendes Härten des Harzes durch Bestrahlen mit sichtbarem Licht für 10 Minuten.
Die Dicke der auf den obigen Wegen erhaltenen Überzugsschichten betrug etwa 0,3 bis 1 mm. Als Ergebnis wurde die Schrumpfung des Metallmaterials nach Sintern durch diese Überzugsschichten kompensiert und dadurch war es möglich, die prothetischen Restaurationen an die Formen der Objekte anzupassen.

Vergleichsbeispiel 7

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 11 bis 20 wurde hergestellt durch Ausbilden einer ähnlichen Überzugsschicht auf dem gleichen Weg wie oben beschrieben auf die äußere Oberfläche der prothetischen Restauration, welche auf dem gleichen Weg wie bei Vergleichsbeispiel 3 hergestellt wurde.

Vergleichsbeispiel 8

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 11 bis 20 wurde hergestellt durch Ausbilden einer ähnlichen Überzugsschicht auf dem gleichen Weg wie oben beschrieben auf die äußere Oberfläche der prothetischen Restauration, welche auf dem gleichen Weg wie bei Vergleichsbeispiel 4 hergestellt wurde.

Vergleichsbeispiel 9

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 11 bis 20 wurde hergestellt durch Ausbilden einer ähnlichen Überzugsschicht auf dem gleichen Weg wie oben beschrieben auf die äußere Oberfläche der prothetischen Restauration, welche auf dem gleichen Weg wie bei Vergleichsbeispiel 5 hergestellt wurde.

Vergleichsbeispiel 10

Eine prothetische Restauration mit roh der gleichen Form wie in den Beispielen 11 bis 20 wurde hergestellt durch Ausbilden einer ähnlichen Überzugsschicht auf dem gleichen Weg wie oben beschrieben auf die äußere Oberfläche der prothetischen Restauration, welche auf dem gleichen Weg wie bei Vergleichsbeispiel 6 hergestellt wurde.

Vergleichsbeispiel 11

Eine prothetische Restauration wurde auf dem gleichen Weg wie in Vergleichsbeispiel 3 (ohne Ausbildung einer Überzugsschicht) hergestellt.
Die Zusammensetzungen und Porositäten der Metallmaterialien in den prothetischen Restaurationen gemäß Beispielen 11 bis 20 und Vergleichsbeispielen 7 bis 11 sind in beigefügter Tabelle 5 und in Tabelle 6 gezeigt. Die Porosität wurde auf gleichem Weg wie zuvor gemessen. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass der durchschnittliche Porendurchmesser des Metallmaterials bei jedem der Beispiele 11 bis 20 und der Vergleichsbeispiele 8 und 9 innerhalb des Bereichs von 2 bis 100 um liegt, und der durchschnittliche Porendurchmesser des Metallmaterials jedes der Vergleichsbeispiele 7, 10 und 11 gleich oder weniger als 1 um beträgt.
Als nächstes wurden die oben erwähnten Eigenschaften (1) bis (6) ebenso wie (7) die Klebeeigenschaft in Bezug auf die Überzugsschicht gemessen und anschließend bewertet für jedes der Beispiele 11 bis 20 und der Vergleichsbeispiele 7 bis 11. Die erhaltenen Ergebnisse sind in beigefügter Tabelle 7 und Tabelle 8 gezeigt.

(7) Adhäsiveigenschaft der Überzugsschicht

Biegetestproben wurden unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben hergestellt, und jede Probe wurde um 30º gebogen, und das Ausmaß des Abschälens der Überzugsschicht wurde visuell beobachtet. Eine Bewertung wurde in der Reihenfolge durchgeführt, wo am wenigstens Abschälen der Überzugsschicht stattfand in vier Stufen A, B, C und D.
Wie in der beigefügten Tabelle 7 und Tabelle 8 gezeigt ist, wurde bestätigt, dass die prothetischen Restaurationen der Beispiele 11 bis 20 alle eine hohe mechanische Festigkeit und Härte, eine ausgezeichnete Bioverträglichkeit, eine ausgezeichnete Klebeeigenschaft mit dem Verankerungszahn und ein ausgezeichnetes ästhetisches Erscheinungsbild besaßen und dass sie sehr leicht herzustellen waren.
Andererseits besaßen sämtliche Vergleichsbeispiele 7 bis 10 die gleichen Nachteile wie die zuvor erwähnten Vergleichsbeispiele 3 bis 6 und die Klebeeigenschaft der Überzugsschicht war schwach und es bestand bei Gebrauch das Risiko des Abschälens.
Weiterhin wurde keine Überzugsschicht in Vergleichsbeispiel 11 ausgebildet, und das ästhetische Erscheinungsbild war besonders schwach.

Beispiele 21 bis 30

Prothetische Restaurationen mit Überzugsschichten wurden auf gleichem Weg wie in den Beispielen 11 bis 20 hergestellt, mit der Ausnahme, dass diese prothetischen Restaurationen die in Fig. 2 gezeigte Struktur besaßen, welche unter Verwendung einer internen Verbindung (umfassend reines Ti-Pulver und Bindemittel und einer Verbindung für die Oberflächenschicht beim Aufbau der Verbindung hergestellt wurde).
Der durchschnittliche Porendurchmesser und die Porositäten der Oberflächenschichten wurden für jede dieser prothetischen Restaurationen gemessen und die zuvor erwähnten Eigenschaften (1) bis (7) wurden gemessen und bewertet. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass Effekte, welche im wesentlichen gleich waren wie diejenigen bei den entsprechenden Beispielen 11 bis 20, erhalten werden konnten.

Wirkung der Erfindung

Wie oben beschrieben schafft eine erfindungsgemäße prothetische Restauration eine ausgezeichnete Bioverträglichkeit und Bioaffinität, ist leicht bezüglich des Gewichtes und besitzt eine adäquate mechanische Festigkeit und Härte.
Weiterhin besitzt eine erfindungsgemäße prothetische Restauration eine ausgezeichnete Klebeeigenschaft für den Verankerungszahn, so dass eine Abtrennung der prothetischen Restauration verhindert ist. Weiterhin, falls sie eine Überzugsschicht aufweist, ist die Adhäsiveigenschaft in Bezug auf die Überzugsschicht ebenso ausgezeichnet. Der Effekt wird besonders betont, wenn eine Überzugsschicht aus Porzellan ausgebildet wird.
Gemäß der Erfindung kann bei Herstellung der prothetischen Restauration unter Verwendung des Pulver-Metallurgie- Verfahrens die Herstellung leicht erreicht werden und mit guter Ausbeute, selbst bei komplizierten und verwickelten Formen. Die Bedingungen, wie die Zusammensetzung und Porosität des Metallmaterials, aus welchem die prothetische Restauration hergestellt ist, und die Porengröße, können leicht mit einem hohen Genauigkeitsgrad festgesetzt werden.
Abschließend soll verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und der Umfang der Erfindung nur durch folgende Ansprüche bestimmt wird. Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3 Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7 Tabelle 8

Claims

1. Prothetische Restauration mit einer Oberfläche, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird und aus Metallmaterial hergestellt ist, worin die Zusammensetzung des Metallmaterials wenigstens nahe an der Oberfläche Ti als Hauptkomponente enthält und ebenso 0,01 bis 3 Gew.-% M (worin M wenigstens ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Zr, Ca, P und In) und 0,01 bis 4 Gew.-% Q (worin Q wenigstens ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Al, Sn, V und Cu) enthält.

2. Prothetische Restauration, welche für einen Verankerungzahn verwendet wird, nach Anspruch 1, worin die Porosität des Metallmaterials 0,1 bis 5 Vol.-% beträgt.

3. Prothetische Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 2, worin der durchschnittliche Durchmesser der Poren (Porengröße) des Metallmaterials 2 bis 100 um beträgt.

4. Prothetische Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 1, worin das Metallmaterial mittels eines Pulver-Metallurgieverfahrens hergestellt ist.

5. Prothetische Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Überzugsschicht umfasst, welche auf der Oberfläche des Metallmaterials ausgebildet ist.

6. Prothetische Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 5, worin die Überzugsschicht aus einem keramischen Material gebildet ist.

7. Prothetische Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 1, worin das Metallmaterial gebildet wird durch Sintern gemäß einem Pulver- Metallurgieverfahren, und wobei eine Überzugsschicht auf der Oberfläche des metallischen Materials ausgebildet ist, worin die Dicke der Überzugsschicht der Schrumpfungsdicke nach dem Sintern entspricht.

3. Verfahren zur Herstellung einer prothetischen Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, umfassend die Schritte:

- Herstellung einer Mischung, welche durch Mischen oder Kompoundieren von Metallpulver aus Ti oder Ti- Legierung, Metallpulver aus M oder einer Verbindung enthaltend M (worin M wenigstens ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Si, Zr, Ca, P und In) und Metallpulver aus Q oder einer Verbindung enthaltend Q (worin Q ein Element bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Al, Sn, V und Cu), und einem Bindemittel (Binder) hergestellt ist;

- Aufbau der Mischung auf das Modell des Verankerungszahns mit der Form einer gewünschten prothetischen Restauration; und

- Sintern der zusammengesetzten Mischung um einen metallischen gesinterten Körper zu erhalten.

9. Verfahren zur Herstellung der prothetischen Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 8, worin die aufgebaute Mischung so geformt wird, dass sie größer ist als die Größe der gewünschten prothetischen Restauration, wobei die Schrumpfung der aufgebauten (zusammengesetzten) Mischung berücksichtigt wird.

10. Verfahren zur Herstellung der prothetischen Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 8, welches weiterhin die Ausbildung einer Überzugsschicht auf der äußeren Oberfläche des metallischen gesinterten Körpers umfasst.

11. Verfahren zur Herstellung der prothetischen Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 8, worin die Porosität des Metallmaterials 0,1 bis 5 Vol.-% beträgt.

12. Verfahren zur Herstellung der prothetischen Restauration, welche für einen Verankerungszahn verwendet wird, nach Anspruch 8, worin die Menge an M 0,01 bis 3 Gew.-% und Menge an Q 0,01 bis 4 Gew.-% beträgt.