DE3203997A1

DE3203997A1 - Verwendung von fluorwasserstoff-pufferloesungen zum aetzen von dentalen porzellan-hilfsmitteln

Info

Publication number: DE3203997A1
Application number: DE19823203997
Authority: DE
Inventors: Peter Pak-Lun 19428 Gulph Mills Pa. Cheung
Original assignee: Pennwalt Corp
Current assignee: Pennwalt Corp
Priority date: 1981-02-19
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1982-09-02
Also published as: US4376673A; JPS57153642A; CA1212302A

Description

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ΙΟ Beschreibung

Dentales Porzellan bzw. Porzellan für zahnmedizinische Zwecke ist ein relativ starkes keramisches Material, das in oralen Flüssigkeiten unlöslich ist und ausgezeichnete ästhetische Qualitäten aufweist. Es wird aus einem feinen keramischen Pulver gebildet, das pigmentiert wurde, um die Farbe und das Durchscheinen der menschlichen Zähne zu erzeugen und das zu einer Paste geformt und geschmolzen wurde, unter Bildung des Keramikkörpers. Da Porzellan eine ausgezeichnete ' Gewebeverträglichkeit und eine relativ lange Lebensdauer aufweist, wurden Porzellan und Porzellan-Verarbeitungstechniken für künstliche Zähne, Einlagen bzw. • Inlays, Kronen, Brücken und vollständige Gebisse verwendet.

Porzellan wurde in seiner Wirksamkeit für Ersatzzwecke

in erster Linie durch die ungünstige Eigenschaft des Materials, nämlich seine Brüchigkeit, eingeschränkt. Wegen der brüchigen Natur des Porzellans leiden Patienten mit einer dauerhaftigen Befestigung von dentalen Porzellan-Hilfsmitteln im Mund häufig unter zer-

brochenem Porzellan. Zwar führt der Bruch häufig nicht

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:·,π direkten Gehrnerzen, jedoch criordc t or. sehr viel 'Zeit, Gold und zahnärztliche Anstrengung, zerbrochene Porzellan-Hilfsmittel wieder instand zu setzen. Bricht beispielsweise eine l'orzollan-Jacketkrone, so muß gewohnlich das gesamte Hilfsmittel entfernt werden und ein neues Hilfsmittel hergestellt werden, das dann erneut mit einem Zement befestigt wird.

In der letzten Zeit wurden verschiedene Versuche ünternommen, polymere zusammengesetzte Materialien bzw. polymere Verbundmaterialien zu verwenden, um die beschädigten Teile eines gebrochenen Porzellan-Hilfs-W

mittels wieder herzustellen, ohne das Hilfsmittel aus

dem Mund des Patienten zu entfernen. Diese neu versuchte Technik besteht in der Anwendung eines mechanischen Abriebs, um die Oberfläche des Porzellans aufzurauhen, worauf ein Silan-Adhäsionspromotor aufgetragen wird und schliesslich ein polymeres zusammengesetztes Reparaturmaterial mit einem Klebstoff aufgetragen wird. Diese Methode verringert zwar im wesentlichen die Arbeitszeit und die Kosten, jedoch wird das Verbundmaterial häufig nicht adäquat an das Porzellan gebunden und fällt durch Spannung oder unzureichendes Kleben ab. Ein mechanisches Aufrauhen verbessert die Adhäsion, ist W 25 jedoch unwirksam zur Einführung der Mikrorisse, die für einen guten mechanischen Verschluß durch die Verbundmaterialien benötigt werden. Darüberhinaus besteht ständig die Gefahr eines weiteren Splitterns des Porzellans während des Aufrauhungsverfahrens, das gewöhnlieh mittels eines Zahnbohrers durchgeführt wird.

Es wurde nunmehr ein verbessertes Verfahren zum Ätzen von dentalen Porzellan-Hilfsmitteln, zur Bereitstellung der Mikrorisse gefunden, die erforderlieh sind, um ein gutes mechanisches Umfassen

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durch Verbundmaterialien, die daran gebunden .sind, zu ermöglichen. Das Verfahren ist geeignet zur Anwendung an dentalen Hilfseinrichtungen, die bereits im Mund des Patienten befestigt wurden, und besteht darin, das Porzellan mit einer gepufferten Lösung in ' Kontakt zu bringen, die Spuren-Mengen von Fluorwasserstoff enthält, und die Lösung nach einer ausreichenden Zeitjum die Ätzung des Porzellans zu ermöglichen, zu entfernen. Vorzugsweise ist die Lösung bei einem pH-Wert von etwa 2 bis etwa 6 und besonders bevorzugt von etwa 3,5 bis etwa 4,5 gepuffert. Die Lösung kann mit dem Porzellan ausreichend lange in Kontakt gehalten werden, um ein Ätzen des Porzellans zu bewirken, so dass eine wirksame Klebebindung hergestellt werden kann. Diese Zeit kann von so wenig wie 2 bis 3 min bis zu einem bevorzugten Minimum von 5 min liegen. Besonders bevorzugt sind etwa 5 min bis etwa 30 min für die Kontaktzeit der Lösung mit dem Porzellan.

Die bevorzugte Lösung" enthält Alkalimetallfluorid, gelöst in verdünnter schwacher Säure in ausreichender Menge, um eine Spurenmenge an Fluorwasserstoff zu ergeben. Vorzugsweise enthält die Lösung etwa 1 bis 3 Gew.-Teile Alkalimetall-fluorid, vorzugsweise Natriumfluorid, gelöst in etwa 50 bis etwa 150 Gew.-Teilen verdünnter schwacher Säure. Die schwache Säure wird auf eine Molarität im Bereich von etwa 0,05 molar bis etwa 0,5 molar verdünnt. Falls gewünscht, kann die verdünnte Säurelösung auf einen pH-Wert im Bereich von etwa 2,0 bis etwa 6,0 und vorzugsweise von etwa 3,5 bis etwa 4,5 gepuffert werden. Bevorzugte Säuren werden ausgewählt aus der Gruppe von Phosphorsäure, Milchsäure, Essigsäure, Zitronensäure und Gemischen davon. Schliesslich kann die Lösung durch Anwendung eines gelbildenden Mittels modifiziert werden, um

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Ι eJnori wj rkiJnmeren Kontakt zwischen der Lösung und dem l'orzellan während der Ätzstufe zu ermöglichen. Bevorzugte gelbildende Mittel werden ausgewählt aus der Gruppe von Xanthamgummi, Carboyamethy!cellulose und Hydroxypropylcellulose.

Aufgrund seiner hohen Toxizität ist Fluorwasserstoff als Material zum Ätzen von Porzellan völlig unbrauchbar. Gemäss dem Prinzip der vorliegenden Erfindung hat es sich jedoch gezeigt, dass gepufferte Lösungen, die Spurenmengen an Fluorwasserstoff aufweisen, besonders günstig zum Ätzen mit Porzellan geeignet sind. Derartige Lösungen werden normalerweise gebildet durch Zusatz eines Salzes, gewöhnlich eines Alkali metallfluoridsalzes, zu einer verdünnten schwachen Säure. Werden beispielsweise einige Gramm Natriumfluorid in 100 g einer schwachen Säure, wie 0,1-molare H-PO., gelöst, so liegt eine brauchbare Menge an Fluorwasserstoff beim pH-Wert von etwa 3,5 vor, aufgrund des durch die folgenden Gleichungen dargestellten Gleichgewichts:

F~ + H⁺ HF

HF~ HF + F~

HF" H⁺ + HF" + F~ =± HF + 2F~ + H⁺

H₀F₀ H + HF

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Die Verwendung einer derartigen Lösung hält eine konstante, jedoch sichere Zufuhr der Fluorwasserstoffmenge während des Ätzverfahrens aufrecht, da, wenn Fluorwasserstoff durch die Reaktion mit dem Siliciumdioxid, das in dem Porzellan enthalten ist, verbraucht wird, weiterer Fluorwasserstoff durch die Gleichgewichte, die in der gepufferten Lösung vorliegen, erzeugt wird.

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Um die Wirksamkeit der Erfindung darzulegen, wurden verschiedene Versuche durchgeführt. Bei allen Versuchen wurden derftale Standard-Porzellan-Hilfseinrichtungen und Porzellanzähne verwendet. Um zu bestimmen, ob ein geeignetes Ätzen stattgefunden hat oder nicht, wurden Versuche unternommen, Verbund-Reparaturmaterialien an das Porzellan zu binden.

Es können jegliche der üblichen Dental- bzw. Zahn-2Q zemente zur Bindung der verschiedenen Reparaturteile und dgl. an das geätzte Porzellan verwendet werden. Beispiele für Zahnzemente sind Zinkphosphatzemente, Silikate, Zinksilikatzemente, Harzzemente, die vorwiegend Methylmethacrylatpolymere mit zugesetzten Füllstoffen sind, Zinkoxid-Eugenol-Zemente, PoIycarboxylatzemente, die Gemische von Zinkoxid und wässrigen Lösungen von Polyacrylsäuren sind, Gipsprodukte, Glas-Ionomerzemente und dgl. Werden Verbundmaterialien verwendet, so wird ein Silanprimer oder -klebstoff verwendet, gefolgt von dem Auftrag des Polymerverbundstoff-Reparaturmaterials, wie beispielsweise "Cervidenf-Verbundmaterial, bei dem es sich um ein weltweit erhältliches Handelsprodukt handelt.

Verschiedene Porzellanzähne wurden unter Verwendung verschiedener erfindungsgemässer Lösungen geätzt und zur Bestimmung der Wirksamkeit der Ätzung,die Adhäsion von Materialien an dem Porzellan zu ermöglichen, untersucht. Eine besonders geeignete Lösung ist das FDA-anerkannte angesäuerte Fluorphosphatgel, das bei topischen Fluoridbehandlungen verwendet wird. Dieses Gel enthält etwa 2,3 % Natriumfluorid, gelöst in 0,1-molarer Phosphorsäure, und weist einen pH-Wert von etwa 3,5 auf.

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Auf einer Reihe von Porzellansähnen wurden eine erste Probe durch Alkoholtrocknung gereinigt, ein Silanprimer wurde zugesetzt, worauf das Verbundmaterial (Cervident) zugefügt wurde. Nach dem Trocknen zeigte es sich, dass im wesentlichen keine Adhäsion des Verbundmaterials an den Porzellanzähnen erfolgt war. Im Gegensatz hierzu wurde das vorstehend beschriebene Fluoridgel während etwa 7 min verwendet, worauf mit Wasser gereinigt, mit Luft getrocknet, mit Alkohol getrocknet wurde, ein Silanprimer und das Verbund- · material (Cervident) aufgetragen wurde. Man stellte eine sehr starke Adhäsion fest. Das resultierende an dem Porzellanzahn gebundene Verbundmaterial wurde anschliessend einem Adhäsionstest in einer Heiss-Kalt-Zyklus-Vorrichtung während 10 000 Zyklen unterzogen. Selbst nach 10 000 Zyklen zeigte die Bindung eine ausgezeichnete Adhäsion zwischen dem Verbundmaterial und dem Porzellan.

Eine zweite Lösung wurde hergestellt, unter Verwendung von 4 Gew.-% Natriumfluorid, gelöst in 0,1-molarem H-PO^. Die Phosphorsäure wurde hergestellt durch Auflösen von 11,2 g 85% konzentrierter Phosphorsäure, verdünnt auf 1000 ml. Ein weiteres Fluoridgel wurde W 25 hergestellt unter Verwendung von 2 Gew.-% Natriumfluorid in 0,2-molarer Phosphorsäure. Nach 8minütigem Ätzen durch beide Lösungen wurden die Lösungen entfernt. Die Adhäsionsuntersuchungen dieser beiden geätzten Porzellanstücke zeigten etwa die gleiche Wirksamkeit wie die vorstehend beschriebenen Ergeb- ^ nisse. Ohne Ätzstufe konnte keine Adhäsion festgestellt werden. In einem weiteren Beispiel wurden 0,1-molare Milchsäurelösung mit etwa 2 Gew.-% Natriumfluor id' verwendet. In gleicher Weise können Milchsäure anderer Konzentrationen und andere Säuren, wie

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Essigsäure, Zitronensäure und Gemische der verschiedenen Säuren verwendet werden, um die erfindungsgemässen Lösungen zu bereiten.

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Claims

DR.-ING.WALTER ABITZ '"MUnCen. 5. Februar 398? DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER „—„^ 28 Patentanwälte Telefon 98322a Telegramme: ChemlndUB München Telex: (O) 6 23ΘΘ2 Postanschrift / Postal Addrtms Fortfach BÖ01O9. 8OOO München B6 83 JSM 20 PENNWALT CORPORATION, Philadelphia, PA, V.St.A. Verwendung von Fluorwasserstoff-Pufferlösungen zum Ätzen von dentalen Porzellan-Hilfsmitteln Patentansprüche

1. Verwendung einer Pufferlösung, die Spuren-Mengen von Fluorwasserstoff enthält,zum Ätzen von dentalen Porzellan-Hilfsmitteln.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung bei einem pH-Wert von etwa 2,0 bis etwa 6,0 und vorzugsweise von etwa 3,5 bis 4,5 gepuffert ist.

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] Τ. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasr. die Lösung während mindestens ^r> min und vorzugsweise während etwa 5 bis etwa 30 min in Kontakt mit dem Porzellan.gehalten wird.

4.. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung eine Menge an Alkalimetallfluorid, gelöst in einer verdünnten schwachen Säure, enthält.

5. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung etwa 1 bis etwa 3 Teile Natriumfluorid, bezogen auf das Gewicht, gelöst in etwa 50 bis 51 Teilen verdünnter schwacher Säure, enthält.

6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die schwache Säure etwa 0,05-molar bis etwa 0,5-molar ist.

7. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure einen gepufferten pH-Wert von etwa 2,0 bis etwa 6,0 und vorzugsweise von etwa 3,5 bis etwa 4,5 aufweist.

8. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure ausgewählt ist aus der Gruppe von Phosphorsäure, Milchsäure, Essigsäure, Zitronensäure und Gemischen davon.

9. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung darüberhinaus ein gelbildendes Mittel enthält, das vorzugsweise ausgewählt wird aus der Gruppe von Xanthamgummi, Carboxymethylcellulose und Hydroxypropylcellulose.

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