DE102016106370A1

DE102016106370A1 - Verfahren zur Herstellung eines eingefärbten Rohlings sowie Rohling

Info

Publication number: DE102016106370A1
Application number: DE102016106370.3A
Authority: DE
Inventors: Lothar Völkl; Stefan Fecher; Martin Kutzner; Tanja Oefner
Original assignee: Degudent GmbH
Current assignee: Degudent GmbH
Priority date: 2016-03-23
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2017-09-28
Also published as: EP3542753A1; JP2019510767A; EP3432824B1; JP6812454B2; EP3432824A2; EP3542752A1; AU2017237361B2; CA3010784A1; KR20180126034A; AU2017237361A1; RU2719944C1; WO2017162571A2; US20170273764A1; ES2781100T3; CN109414309A; US10441391B2; CN109414309B; WO2017162571A3; BR112018015293A2; CA3010784C

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Zirkoniumdioxid enthaltenen eingefärbten Rohlings bestimmt zur Herstellung einer dentalen Restauration, wobei pulverförmige Ausgangsrohstoffe, von denen zumindest einige jeweils ein färbendes Element enthalten, mit Zirkoniumdioxid als Hauptbestandteil gemischt werden, die entstandene Mischung gepresst und sodann zumindest einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Um eine gewünschte Fluoreszenz zu erzeugen, ist vorgesehen, dass für die pulverförmigen Ausgangsrohstoffe als färbende Elemente zumindest Terbium, Erbium, Cobalt sowie ein in der dentalen Restauration einen Fluoreszenzeffekt erzeugendes Element verwendet werden, jedoch Eisen, abgesehen von natürlicher Verunreinigung nicht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Zirkoniumdioxid enthaltenden eingefärbten Rohlings bestimmt zur Herstellung einer dentalen Restauration, wobei pulverförmige Ausgangsrohstoffe, von denen zumindest einige färbende Elemente enthalten, gemischt werden, die entstandene Mischung gepresst und sodann einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
Zirkoniumdioxid wird im dentalen Bereich aufgrund dessen Festigkeit zum Beispiel als Gerüstmaterial für Kronen und Brücken eingesetzt.
Der WO 99/47065 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines auf einen vorpräparierten Zahnstumpf aufpassbaren Zahnersatz zu entnehmen, dem ein Rohling aus Zirkoniumdioxid zugrunde liegt. Der Rohling besteht aus einer vorgesinterten Zirkoniumdioxidscheibe, aus der eine dem Zahnersatz entsprechende Form herausgearbeitet wird, und zwar unter Berücksichtigung des Schrumpfverhaltens während des Durch- oder Endsinterns. Das Ausgangspulver kann färbende Elemente aufweisen, die in Oxidform vorliegen.
Aus der WO 2005/070322 A1 ist ein anorganisch-anorganischer Kompositwerkstoff und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Zur Herstellung des Kompositwerkstoffes wird aus einem Oxidkeramikpulver aus ZrO₂ (Zirkoniumdioxid) nach formgebender Verarbeitung und Vorsintern ein offenporiges, kristallines Oxid-Keramik-Formteil hergestellt, auf dieses ein Infiltrationsstoff unter Vakuum bei Raumtemperatur aufgebracht und bei Luftatmosphäre und Umgebungsdruck die Oxidkeramik zu dem anorganisch-anorganischen Kompositwerkstoff verdichtend gesintert. Durch diese Maßnahmen soll sich eine verbesserte ästhetische Wirkung ergeben.
Um Restaurationen gewünschter Färbung zur Verfügung zu stellen, werden pulverförmige Ausgangsrohstoffe verwendet, die unterschiedliche färbende Elemente in Oxidform enthalten, um sodann eine Mischung mit einem pulverförmigen Ausgangsrohstoff herzustellen, der aus unpigmentiertem Zirkoniumdioxid, also weißem Zirkoniumdioxid besteht. Grundsätzlich handelt es sich dabei bei dem Zirkonoxid um ein yttriumoxidstabilisiertes Zirkonoxidpulver.
Da die aus dem pulverförmigen Ausgangsrohstoff hergestellte Mischung gleichmäßig verteilt die färbenden Elemente enthält, ergibt sich der Vorteil, dass eine homogene Einfärbung der zu verpressenden Mischung zur Verfügung steht, so dass infolgedessen bei dem nachfolgenden Bearbeiten eines vorgesinterten oder gegebenenfalls auch durchgesinterten Rohlings sichergestellt ist, dass die hergestellte Zahnrestauration vollumfänglich und auch durchgehend die gleiche Färbung aufweist. Von diesem Verfahren unterscheidet sich grundsätzlich eine alternative Vorgehensweise zum Einfärben einer Zahnrestauration. Dabei wird diese im fertigen Zustand in eine färbende Lösung eingetaucht. Da das Eindringen der färbenden Ionen von der Oberfläche ausgehend abnimmt, also ein Gradient hinsichtlich der Färbung auftritt, ergibt sich der Nachteil, dass dann, wenn eine entsprechende Restauration nachbearbeitet werden muss, Bereiche voneinander abweichende Farbeigenschaften aufweisen. Dies trifft gleichermaßen für Fluoreszenzeigenschaften einer entsprechenden Restauration zu, die als Fluoreszenzelement Bismutionen enthält, wie dies der WO 2014/164199 A1 zu entnehmen ist.
Der WO 2015/199018 A1 ist ein gefärbter transluzenter Zirkoniumdioxidkörper zu entnehmen, der aus yttriumoxidstabilisiertem Zirkoniumdioxid, Erbiumoxid, Eisenoxid, Cobaltoxid und Aluminiumoxid besteht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die hergestellte Restauration neben einer gewünschten Färbung auch Fluoreszenzeigenschaften aufweist, die dem eines natürlichen Zahns zumindest nahekommt.
Zur Lösung der Aufgabe wird im Wesentlichen vorgeschlagen, dass für die pulverförmigen Ausgangsrohstoffe als färbende Elemente zumindest Terbium, Erbium, Cobalt, jedoch kein Eisen, abgesehen von natürlicher Verunreinigung, verwendet wird, und dass zumindest eine der pulverförmigen Ausgangsrohstoffe ein in der Restauration einen Fluoreszenzeffekt erzeugendes Element enthält. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass – unter Außerachtlassen von natürlichen Verunreinigungen – eine der pulverförmigen Ausgangsrohstoffe ausschließlich Bismut als das den Fluoreszenzeffekt erzeugende Element enthält, wobei ein weiterer Ausgangsrohstoff entweder ausschließlich Terbium oder Terbium und gegebenenfalls Praseodym, ein weiterer pulverförmiger Ausgangsrohstoff Erbium, ein weiterer pulverförmiger Ausgangsrohstoff ausschließlich Cobalt oder Cobalt und Mangan und/oder Cer enthält.
Die färbenden Elemente bzw. das den Fluoreszenzeffekt erzeugende Element liegen dabei bevorzugt in Oxidform vor.
Entsprechende pulverförmige Ausgangsrohstoffe werden grundsätzlich mit einem weiteren pulverförmigen Ausgangsrohstoff zur Herstellung der Mischung vermischt, der – abgesehen von natürlichen Verunreinigungen – frei von färbenden Elementen und dem den Fluoreszenzeffekt erzeugenden Element ist und aus einem Pulver aus Zirkonoxidmischkristall Zr_1-xMe_xO_2–(⁴ⁿ/₂)_x besteht, wobei Me ein Metall ist, dass in Oxidform als zwei-, drei- oder vierwertiges Kation vorliegt und die tetragonale und/oder die kubische Phase des Zirkonoxids stabilisiert. Bei der Formel für Zirkonmischoxidkristall ist n = 2, 3 oder 4, weiter gilt 0 ≤ x ≤ 1.
Ein entsprechendes Zirkonoxidmischkristallpulver ist auch neben dem jeweiligen färbenden Element bzw. Fluoreszenzeigenschaften aufweisenden Element Hauptbestandteil der weiteren pulverförmigen Ausgangsrohstoffe, wobei grundsätzlich diese ausschließlich aus dem Zirkonoxidmischkristallpulver und dem jeweiligen färbenden Element bzw. Elementen bzw. dem den Fluoreszenzeffekt erzeugenden Element bestehen.
Grundsätzlich ausschließlich Zirkonoxidmischkristallpulver bedeutet, dass auch – wie üblich – HfO₂, Al₂O₃ und technisch bedingte, unvermeidbare Beimengungen enthalten sein können.

Insbesondere weist der Ausgangsrohstoff, der frei von einem färbenden Element bzw. dem den Fluoreszenzeffekt erzeugenden Element ist, nachstehende Zusammensetzung in Gew.-% auf:

HfO₂	< 3.0
Al₂O₃	< 0,3
Technisch bedingte, unvermeidbare Beimengungen	≤ 0,2 (wie SiO₂, Fe₂O₃, Na₂O)
Y₂O₃	4,5 bis 9,5
ZrO₂ = 100% – (Y₂O₃ + Al₂O₃ + HfO₂ + unvermeidbare Beimengungen)

Diese Zusammensetzung wird nachstehend als Zirkonoxid-Basis bezeichnet.

Soll mit einem entsprechenden mit Yttriumoxid stabilisierten Zirkoniumdioxid ein Zahnersatzteil mit hoher Festigkeit und geringerer Transluzenz hergestellt werden, so sollte der Anteil von Yttriumoxid zwischen 4,5 Gew.-% bis 7,0 Gew.-% liegen, also das verwendete ungefärbte Zirkonoxidpulver folgende Zusammensetzung in Gew.-% aufweisen.

HfO₂	< 3.0
Al₂O₃	< 0,3
Technisch bedingte, unvermeidbare Beimengungen	≤ 0,2 (wie SiO₂, Fe₂O₃, Na₂O)
Y₂O₃	4,5 bis 7,0
ZrO₂ = 100% – (Y₂O₃ + Al₂O₃ + HfO₂ + unvermeidbare Beimengungen)

Diese Zusammensetzung wird nachstehend als Zirkonoxid-Variante I bezeichnet.

Wird eine mittlere Festigkeit und eine höhere Transluzenz im Vergleich zur Variante I gewünscht, so sollte das mit Yttriumoxid stabilisierte Zirkoniumdioxidpulver folgende Zusammensetzung in Gew.-% aufweisen:

HfO₂	< 3.0
Al₂O₃	< 0,3
Technisch bedingte, unvermeidbare Beimengungen	≤ 0,2 (wie SiO₂, Fe₂O₃, Na₂O)
Y₂O₃	7,0 bis 9,5
ZrO₂ = 100% – (Y₂O₃ + Al₂O₃ + HfO₂ + unvermeidbare Beimengungen)

Die diesbezügliche Zusammensetzung wird nachstehend als Variante II bezeichnet. Erfindungsgemäß wird aus pulverförmigen Ausgangsrohstoffen eine Mischung für einen Rohling hergestellt, der homogen voreingefärbt ist und nach dem Durchsintern Fluoreszenzeigenschaften aufweist, die dem eines natürlichen Zahns entsprechen, Vorteile, die sich bei Zahnrestaurationen, in denen Fluoreszenzeigenschaften dadurch erzielt werden, dass die durchgesinterte Restauration in eine entsprechende Ionen enthaltene Lösung getaucht wird, nicht ergeben können.
Insbesondere ergibt sich aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre der Vorteil, dass ein Rohling hergestellt werden kann, der Bereiche aufweist, die voneinander abweichende Fluoreszenzeigenschaften aufweisen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass in eine Matrize zunächst eine Schicht aus einer ersten aus pulverförmigen Ausgangsrohstoffen hergestellte Mischung eingebracht wird, das auf die Schicht zumindest eine zweite in der Zusammensetzung von der ersten Mischung abweichende zweite Mischung aufgebracht wird und dass sodann die Mischungen gemeinsam gepresst und wärmebehandelt werden. Dabei kann vor Einbringen der zweiten Mischung in der aus der ersten Mischung bestehenden Schicht zunächst eine erste offene Kavität ausgebildet werden, die sodann mit der zweiten Mischung ausgefüllt wird, wobei es nicht zwingend erforderlich ist, dass die zweite Mischung auch außerhalb der Kavität auf die erste Mischung aufgebracht wird.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass nach Einbringen der zweiten Mischung in diese eine zweite offene Kavität eingebracht wird, um sodann in die zweite offene Kavität eine dritte Mischung einzubringen, die eine Zusammensetzung aufweist, die von der ersten und/oder der zweiten Mischung unterschiedlich ist.
In Weiterbildung ist vorgesehen, dass in der Schicht aus der ersten Mischung mehrere erste offene Kavitäten ausgebildet werden und in diese eine Mischung aus pulverförmigen Ausgangsrohstoffen, insbesondere die zweite Mischung eingebracht wird.
Dabei besteht die Möglichkeit, dass zumindest einige oder mehrere offene erste Kavitäten voneinander abweichende Innengeometrien aufweisen.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die zu der Mischung verwendeten pulverförmigen Ausgangsrohstoffe neben unterschiedlichen färbenden Elementen bzw. Anteile dieser und/oder voneinander abweichenden Anteilen von dem die Fluoreszenzeigenschaften aufweisenden Element als Hauptbestandteil Zirkoniumdioxid enthalten, dessen Anteil mehr als 80 Gew.-% beträgt. Als weiterer Bestandteil kann Yttriumoxid oder Calciumoxid oder Ceroxid, insbesondere Yttriumoxid enthalten sein. Dabei kann der Anteil von Yttriumoxid in den Mischungen unterschiedlicher Zusammensetzungen voneinander abweichen, um die Festigkeit der aus dem Rohling herzustellenden Restaurationen zu beeinflussen.
Dabei kann die Mischung, aus dem ein Dentinbereich einer Restauration zum Beispiel eines künstlichen Zahnes ausgebildet werden soll, einen geringeren Anteil an Yttriumoxid als die Mischung aufweisen, die für den Schneidenbereich verwendet wird.
Die Schichten können auch gleichen Y₂O₃-Gehalt haben, aber andere Anteile von färbenden Elementen oder Bi.
Insbesondere sollte die für den Dentinbereich bestimmte Mischung einen Yttriumoxidanteil zwischen 4,5 Gew.-% und 7 Gew.-% bezogen auf die Summe Yttriumoxid und Zirkoniumoxid enthalten. Die Mischung hinsichtlich des Schneidenbereichs sollte derart gewählt werden, dass der Yttriumoxidanteil 7,0 Gew.-% bis 9,5 Gew.-% beträgt, gleichfalls bezogen auf die Summe von Yttriumoxid und Zirkoniumoxid. Erwähntermaßen sollte der Anteil von Yttriumoxid für den Dentinbereich stets geringer als der für den Schneidenbereich sein.
Durch die erfindungsgemäße Lehre ist aus einem Rohling eine Restauration herzustellen, die Bereiche aufweist, die unterschiedliche Färbungen und/oder Fluoreszenzeigenschaften und/oder unterschiedliche Festigkeiten und/oder Transluzenzen aufweisen, so dass Eigenschaften wie bei einem natürlichen Zahn erzielbar sind.
In Weiterbildung ergibt sich die Möglichkeit, dass Bereiche, in denen eine Reduzierung der Fluoreszenz gewünscht wird, mit einer Malfarbe abgedeckt werden, so dass sich ein Erscheinungsbild ergibt, das dem natürlichen Alter eines Zahns entspricht.
Die Erfindung zeichnet sich auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rohlings aus einem keramischen Werkstoff aus, wobei in eine Matrize schichtweise zumindest zwei Schichten aus keramischem Material, das aus zuvor beschriebenen Mischungen besteht, wobei die Schichten unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen können, eingebracht und sodann nach Einbringen der Schichten diese gepresst und anschließend gesintert werden, wobei nach Einbringen der ersten Schicht diese oberflächlich derart strukturiert wird, dass die erste Schicht entlang ihrer Oberfläche betrachtet in ihrer Höhe bereichsweise voneinander abweicht, also keine einheitliche Füllhöhe aufweist, und sodann eine von der ersten Schicht in ihrer Zusammensetzung abweichende zweite Schicht in die Form eingebracht wird.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass nach Einbringung der ersten Schicht auf diese eine Zwischenschicht aus einem keramischen Material einer erfindungsgemäßen Mischung in die Matrize eingefüllt wird, das von dem der ersten Schicht abweicht, dass das Material der ersten Schicht mit dem Material der Zwischenschicht vermischt wird, und dass sodann die zweite Schicht in die Matrize eingebracht wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Material der Zwischenschicht mit dem der ersten Schicht ausgehend von der freien Oberfläche der Zwischenschicht über eine Höhe gemischt wird, die doppelter oder etwa doppelter Höhe der Zwischenschicht entspricht. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass als das Material der Zwischenschicht ein solches verwendet wird, das mit dem der zweiten Schicht übereinstimmt.
Erfindungsgemäß wird nach der ersten Alternative zunächst eine erste Schicht aus schüttfähigem Material in eine Matrize eingebracht. Hierbei kann es sich z. B. um ein eingefärbtes zahnfarbenes Zirkoniumdioxidgranulat handeln, das z. B. eine Schüttdichte zwischen 1g/cm³ und 1,4 g/ cm³ aufweist, insbesondere im Bereich zwischen 1,15 g/cm³ und 1,35 g/cm³. Nach Einbringen des Granulats, das eine Korngröße D50 zwischen 40µm und 70µm aufweisen kann, wird die Oberfläche geglättet, um sodann eine Struktur derart auszubilden, dass sich Erhebungen und Täler ergeben, die insbesondere parallel zueinander, insbesondere jedoch konzentrisch oder parallel zueinander verlaufen. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass die Struktur durch ein sich relativ zu der ersten Schicht bewegendes, insbesondere drehendes Element gebildet wird, das insbesondere mit einem wellen-, kamm- oder sägezahnartig ausgebildeten Abschnitt die erste Schicht in ihrem Oberflächenbereich strukturiert. Es erfolgt quasi ein “Harken“ der Oberfläche, um die Struktur, also die sich abwechselnden Erhebungen und Täler auszubilden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Struktur derart eingebracht wird, dass Volumen der Erhebungen gleich oder in etwa gleich Volumen der Vertiefungen bzw. Täler ist.
Bevorzugterweise sollte das sägezahnartige Element V-förmige Zähne aufweisen, die symmetrisch ausgebildet sind und deren Flanken einen Winkel zwischen 15° und 45° einschließen. Der Abstand aufeinanderfolgender Zähne, also Abstand Spitze-Spitze sollte zwischen 1 und 4mm, vorzugsweise zwischen 1mm und 3mm liegen.
Sodann wird in die Form das schüttfähige zweite keramische Material eingebracht, das von den durch die Täler gebildeten Senken der Struktur ausgehend mengenmäßig zunimmt, so dass in Folge dessen eine quasi kontinuierliche Zunahme des Anteils der zweiten Schicht über die Höhe der Erhebungen erfolgt. Nachdem die Oberfläche geglättet wurde, werden die Schichten verpresst, wobei sich eine Dichte im Bereich um 3 g/cm³ ergibt.
Anschließend erfolgt ein Vorsintern bei einer Temperatur zwischen 700 °C und 1100 °C, insbesondere in einem Bereich zwischen 800 °C und 1000 °C über eine Zeit von z. B. 100 min bis 150 min. Der so hergestellte Rohling wird sodann bearbeitet, um z. B. durch Fräsen und/oder Schleifen eine gewünschte dentale Restauration herzustellen, die anschließend gesintert wird, bis eine Enddichte erzielt wird, die z. B. beim Zirkoniumdioxid zwischen 6,0 und 6,1 g/cm³ liegt.
Das Durchsintern erfolgt z. B. über eine Zeit zwischen 10 min und 250 min in einem Temperaturbereich zwischen 1300 °C und 1600 °C. Auch bei einer etwas höheren Temperatur kann ein Durchsintern durchgeführt werden. Sintert man bei einer Temperatur, die z. B. 100 °C über der von dem Hersteller des Ausgangsmaterials angegebenen Durchsintertemperatur liegt, so spricht man von einem Übersintern, sofern die Sinterzeit derjenigen entspricht, die für das Durchsintern gilt.
Insbesondere erfolgt das Durchsintern im Bereich zwischen 1350°C und 1550°C, wobei Dichten zwischen 6,00 und 6,10 g/cm³, insbesondere zwischen 6,04 und 6,09 g/cm³ erzielbar sind.
Die zuvor erläuterten Temperaturen und Zeiten für das Vorsintern bzw. Durchsintern bzw. Übersintern gelten für unterschiedliche Schichtformen, Schichtfolgen und unterschiedliche Anzahl von Schichten, wobei selbstverständlich dies auch die Herstellung eines Rohlings einschließt, der aus einem einheitlichen Material besteht, also nicht aus Schichten oder Bereichen keramischen Materials besteht, die unterschiedliche Zusammensetzungen bezüglich der Ausgangsrohstoffe aufweisen.
Durch das Durchdringen der Schichten ergibt sich der Vorteil, dass über die Höhe des Rohlings unterschiedliche physikalische und optische Eigenschaften erzielbar sind. So kann dann, wenn die erste Schicht im erforderlichen Umfang eingefärbt ist, nach dem Durchsintern ein zahnfarbener Randbereich erzielt werden, der über den Übergangsbereich, der durch die sich durchdringenden ersten und zweiten Schichtmaterialien entsteht, in der die Intensität der Zahnfarbe kontinuierlich abnimmt und gleichzeitig die Transluzenz in gewünschter Weise zunimmt. Aus dem Rohling wird sodann die dentale Restauration insbesondere durch Fräsen unter Berücksichtigung des Schichtverlaufs hergestellt, wobei die dentale Restauration so in den Rohling „gelegt“ wird, dass im Bereich der zweiten Schicht die Zahnschneide verläuft.
Durch den Anteil des die Fluoreszenzeffekte erzeugenden Oxids wie Bismutoxid wird eine dentale Restauration geschaffen, die von der Optik von einem natürlichen Zahn bzw. einem auch mehrere Zähne umfassenden Kieferbereich dem Grunde nach nicht mehr unterscheidbar ist.
Unabhängig hiervon ist aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre ein kontinuierlicher Übergang zwischen den Schichten gegeben, so dass Farbe bzw. Transluzenz kontinuierlich abnimmt bzw. zunimmt und auch in Bezug auf die Biegefestigkeit ein Einstellen derart erfolgen kann, dass der Bereich der dentalen Restauration, der einer besonderen Belastung ausgesetzt ist, eine höhere Biegefestigkeit als die nicht so stark belasteten Bereiche aufweist. Dabei erfolgt kein abrupter Übergang, sondern erwähntermaßen ein kontinuierlicher, also quasi stetiger, und zwar über die Höhe der herzustellenden dentalen Restauration, eine Möglichkeit, die der Stand der Technik nicht kennt; denn entweder werden Schichten unterschiedlicher Zusammensetzungen übereinander angeordnet, so dass sich eine stufenförmige Änderung ergibt, oder ausschließlich von der Außenfläche ausgehend erfolgt eine Veränderung der Materialeigenschaften, also über die gesamte dentale Restauration und nicht über deren Höhe.
In bevorzugter Weise ist vorgesehen, dass die Möglichkeit des Vermischens der Schichtmaterialien dadurch eröffnet wird, dass ein Element insbesondere um eine entlang der Längsachse der Form verlaufende Achse gedreht wird, um die auch als wellenartige oder sägezahnartige zu bezeichnende Struktur durch Verdrängen von Material der Oberfläche der ersten Schicht zu erzielen. Es besteht auch die Möglichkeit, die Struktur durch ein in Richtung der Oberfläche auf die erste Schicht einwirkendes Druckelement auszubilden, das insbesondere in seiner Oberfläche verlaufende Erhebungen mit zwischen diesen verlaufenden Vertiefungen aufweist, so dass die Negativform von dem auch als Stempel zu bezeichnendes Element in die Oberfläche der ersten Schicht eingeprägt wird. Sodann wird – wie zuvor erläutert – das keramische Material der zweiten Schicht eingefüllt, dann geglättet, um ausschließlich die Schichten gemeinsam zu pressen und den Pressling sodann vorzusintern.
Auch zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die erste und die zweite Schicht in ihren aufeinander liegenden Bereichen über eine Höhe H durchdrungen werden, die ein 1/15 bis ein Viertel, insbesondere ein 1/10 bis 1/5 der Gesamthöhe der ersten und zweiten Schicht beträgt.
Die erste Schicht sollte im unstrukturierten Zustand eine Höhe aufweisen, die in etwa 1/2 bis 2/3 der Summe der ersten und zweiten Schicht entspricht.
Damit die erste Schicht sich durch eine hohe Festigkeit auszeichnet und die zweite Schicht im gewünschten Umfang transluzent ist, sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, dass der Anteil von Yttriumoxid in der ersten Schicht 4,7 Gew.-% bis 7,0 Gew.-% und/oder der Anteil in der zweiten Schicht 7,0 Gew.-% bis 9,5 Gew.-% beträgt, wobei der Anteil von Yttriumoxid in der ersten Schicht geringer als der in der zweiten Schicht ist.
Ferner sollte der Quotient von tetragonaler Phase zur kubischen Phase des Zirkoniumdioxids sowohl in der ersten Schicht als auch in der zweiten Schicht nach dem Vorsintern ≥ 1 sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Zirkoniumdioxid in der ersten Schicht zumindest 95% tetragonale Kristallform aufweist. In der zweiten Schicht sollte die tetragonale Kristallphase zwischen 51% und 80% liegen. Der Rest sollte insbesondere durch die kubische Kristallphase gebildet sein.
Die Erfindung zeichnet sich folglich unter anderem durch folgende Maßnahmen aus. Zunächst wird in eine Form ein erstes zahnfarbenes, eingefärbtes keramisches Material eingefüllt, das überwiegend aus Zirkoniumdioxid besteht. Die Einfüllhöhe entspricht dabei ca. der 1/2 bis 2/3 Rohlingshöhe vor dem Pressen.
Sodann wird die Oberfläche durch ein speziell strukturiertes Element oder einen Stempel strukturiert, wobei die Struktur auf einen kontinuierlichen Übergang der Eigenschaften von dem ersten Material zu dem zweiten Material ausgelegt werden kann. Auch kann die Oberflächengeometrie, der ersten Schicht an den Diffusionskoeffizienten der Schichtmaterialien ausgerichtet werden.
Vorzugsweise wird ein sich drehendes Element benutzt, das in die Form, d. h. in die Matrize, in der sich die erste Schicht befindet, abgesenkt wird und sodann im erforderlichen Umfang in die erste Schicht eintaucht. Durch Rotieren des schichtseitig struktierten wie wellen- oder kammartig ausgebildeten Elementes wird die Oberfläche gezielt strukturiert. Alternativ kann die Oberfläche durch einen Pressstempel mit geeigneter Geometrie strukturiert werden.
Anschließend wird die Matrize mit dem zweiten insbesondere geringer eingefärbten keramischen Material gefüllt, welches eine höhere Transluzenz und auch einen höheren Yttriumoxid-Anteil aufweisen sollte. Sodann erfolgt ein übliches Verpressen der keramischen Materialien und das Vorsintern.
Entsprechend der gewünschten Fluoreszenz enthalten die Ausgangsrohstoffe, die zur Herstellung der Schichten gemischt werden, Fluoreszenzeigenschaften erzeugende Elemente wie Bi.
Die Erfindung wird auch dann nicht verlassen, wenn nach Einbringen der ersten Schicht, die vorzugsweise einer Zahnfarbe entsprechend eingefärbt ist und überwiegend aus Zirkoniumdioxid besteht, sodann ein Material zur Bildung einer Zwischenschicht in die Matrize eingefüllt wird. Dieses Material sollte geringer eingefärbt sein als das erste Material und gleichfalls im Wesentlichen aus Zirkoniumdioxid bestehen, dessen Yttriumoxidanteil höher als der der ersten Schicht ist. Die Zwischenschicht kann z. B. eine Höhe von einem 1/10 bis 1/5 der Gesamthöhe der in die Matrize einzubringenden Schichten aufweisen. Sodann wird das Zwischenschichtmaterial mit der ersten Schicht vermischt. Dabei erfolgt das Durchmischen mit einem Element, das zumindest in die erste Schicht über eine Tiefe eindringt, die der Höhe der Zwischenschicht entspricht. Anschließend wird eine Schicht entsprechend zuvor erläuterter zweiten Schicht in die Matrize eingefüllt, welche zu einer höheren Transluzenz führt und einen höheren Yttriumoxidanteil als die erste Schicht aufweisen sollte. Wie zuvor erläutert, erfolgt anschließend das Verpressen der keramischen Materialien zu einem Rohling und das Vorsintern, um anschließend aus dem so hergestellten Rohling insbesondere eine dentale Restauration durch Fräsen herauszuarbeiten. Als weiterer Bearbeitungsschritt kommt sodann das Durchsintern. Das Material der Zwischenschicht sollte das der zweiten Schicht sein.
Unabhängig von den zuvor beschriebenen Verfahren erhält man nach dem Durchsintern eine monolithische dentale Restauration, die nicht verblendet werden muss, gleichwenn dann, wenn dies erfolgt, die Erfindung nicht verlassen wird.
Ein vor- oder durchgesinterter Rohling zur Verwendung zur Herstellung einer dentalen Restauration, wie dentales Gerüst, Krone, Teilkrone, Brücke, Kappe, Verblendung, Abutment, Stiftaufbau, bestehend aus einem keramischen Werkstoff, der insbesondere Zirkoniumdioxid enthält, und über seine Höhe Schichten unterschiedlicher Zusammensetzungen aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass der Rohling drei Schichten aufweist, von denen eine über zumindest 1/10 bis 1/5 der Höhe des Rohlings sich erstreckende mittlere Schicht aus einem Material der ersten Schicht und einem Material der zweiten Schicht oder eines Zwischenschichtmaterials besteht. Dabei zeichnet sich die Erfindung insbesondere dadurch aus, dass in der mittleren Schicht der Anteil des Materials der ersten Schicht und ausgehend von dieser in Richtung der zweiten Schicht kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich abnimmt.
Erfindungsgemäß erfolgt ein stetiger Übergang zwischen der ersten und zweiten Schicht, so dass in Folge dessen auch bei gefärbten Schichtmaterialien eine kontinuierliche Änderung der Färbung und Transluzenz möglich ist. Gewünschte Fluoreszenzeigenschaften können erreicht werden. Auch besteht durch diesbezügliche Maßnahmen die Möglichkeit, Festigkeitswerte im gewünschten Umfang zu verändern, wobei insbesondere diejenigen Bereiche, die einer hohen Belastung ausgesetzt sind, wie Unterseiten von Verbindern von Brücken aus dem Bereich des Rohlings herausgearbeitet werden, in dem die erste Schicht verläuft, die die höchste Festigkeit aufweist.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der keramische Werkstoff zumindest 85 Gew.-% Zirkoniumdioxid enthält, das mit Yttriumoxid dotiert ist, wobei der Anteil an Yttriumoxid in der ersten Schicht bis 7,0 Gew.-% beträgt und der Anteil an Yttriumoxid in der ersten Schicht geringer als in der zweiten Schicht ist.
Des Weiteren ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die erste Schicht abweichend von der zweiten Schicht gefärbt und/oder mit Yttriumoxid dotiert ist derart, dass die durchgesinterte Restauration in Zahnachsenrichtung betrachtet wurzelseitig eine höhere Festigkeit als schneideseitig und/oder schneideseitig eine höhere Transluzenz als wurzelseitig aufweist.
Eine dentale Restauration, insbesondere Krone, Teilkrone oder Brücke, hergestellt aus einem Rohling zuvor beschriebener Art, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Restauration in Zahnachsenrichtung betrachtet aus zumindest einer wurzelseitig verlaufenden ersten Schicht, schneideseitig verlaufenden zweiten Schicht und zwischen diesen verlaufenden mittleren Schicht besteht, die in ihrer Festigkeit von der ersten Schicht ausgehend in Richtung der zweiten Schicht kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich abnimmt und/oder in ihrer Transluzenz zunimmt. Eine geforderte Fluoreszenz ist erzielbar.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre kann eine Dentalrestauration kostengünstig und reproduzierbar hergestellt werden, ohne dass auf die Schneide zwingend manuell eine Verblendkeramik aufgetragen werden muss. Dabei besteht die Möglichkeit, die Festigkeit durch Zusammensetzung der keramischen Werkstoffe derart einzustellen, dass im Bereich hoher Belastung die höchste Biegefestigkeit erzielbar ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, die diesen zu entnehmenden Merkmalen für sich und/oder in Kombination, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Rohlings,
2a)–c) eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung mittels dieser durchführbarer Verfahrensschritte,
3 die 2b) in vergrößerter Darstellung,
4 ein Rohling mit Bereichen unterschiedlicher Materialeigenschaften,
5 ein weiterer Rohling mit Bereichen unterschiedlicher Materialeigenschaften,
6 eine Prinzipdarstellung eines Rohlings mit aus diesem herauszuarbeitendem Zahn und
7 ein Rohling in Draufsicht mit mehreren Bereichen unterschiedlicher Materialeigenschaften.
8 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung und mittels dieser durchführbare Verfahrensschritte,
9 die 8b) in vergrößerter Darstellung,
10a)–d) Prinzipdarstellungen zur Erläuterung von Rohlingseigenschaften,
11 eine Prinzipdarstellung einer aus einem Rohling gem. 8 herzustellenden Brücke, und
12 eine Prinzipdarstellung eines alternativen Verfahrens.

Um eine dentale Restauration herzustellen, werden zunächst mehrere pulverförmige Ausgangsrohstoffmischungen hergestellt, die folgende Zusammensetzung aufweisen: Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Basis (unpigmentiertes Zirkoniumdioxidpulver) in Gew.-%:

Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante I (unpigmentiertes Zirkoniumdioxidpulver) in Gew.-%:

Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante II (unpigmentiertes Zirkoniumdioxidpulver) in Gew.-%:

Ausgangsrohstoff 2 Zirkonoxid-Variante II ohne Y₂O₃ mit 9,2 Gew.-% Erbiumoxid (Er₂O₃)
Ausgangsrohstoff 3 Zirkonoxid-Basis, -Variante I oder -Variante II mit 0,04 Gew.-% Cobaltoxid (Co₃O₄)
Ausgangsrohstoff 4 Zirkonoxid-Basis, -Variante I oder -Variante II mit 2,0 Gew.-% Terbiumoxid (Tb₂O₃)
Ausgangsrohstoff 5 Zirkonoxid-Basis, -Variante I oder -Variante II mit 0,3 Gew.-% Bismutoxid (Bi₂O₃)
Die zuvor wiedergegebene Anzahl der pulverförmigen Ausgangsrohstoffe ist nicht schutzeinschränkend zu verstehen.
Um einen künstlichen Zahn der Vita-Farbe A2 herzustellen, werden folgende Anteile der pulverförmigen Ausgangsrohstoffe zu einer Mischung vermischt.
91,40 Gew.-% Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante II
3,80 Gew.-% Ausgangsrohstoff 2
1,25 Gew.-% Ausgangsrohstoff 3 (mit Zirkonoxid-Variante II)
3,50 Gew.-% Ausgangsrohstoff 4 (mit Zirkonoxid-Variante II)
0,05 Gew.-% Ausgangsrohstoff 5 (mit Zirkonoxid-Variante II)
Ergänzend kann ein Bindemittel beigegeben sein, das jedoch in obigen Gew.% nicht berücksichtigt wird.
Die so hergestellte Mischung 1 wird sodann in eine Form 2 eingefüllt und verpresst.
Nach Entformen des Presslings erfolgt sodann ein Vorsintern des Presslings zwischen 800°C und 100°C über eine Zeitdauer zwischen 100 min. und 150 min. Dabei erfolgt zunächst ein Endbindern und sodann das Vorsintern. Die Dichte des so hergestellten Rohlings nach dem Vorsintern liegt bei etwa 3g/cm³. Die Bruchfestigkeit des vorgesinterten Rohlings liegt im Bereich zwischen 10 MPa und 60 MPa.
Der Rohling wird sodann mit einer Halterung versehen oder von einer entsprechenden aufgenommen, um sodann in einer Fräs- oder Schleifmaschine bearbeitet zu werden, um aus dem Rohling einen künstlichen Zahn als Beispiel für eine dentale Restauration herauszuarbeiten. Anschließend erfolgt ein Durchsintern bei einer Temperatur zwischen 1450°C und 1550°C, insbesondere bei 1500°C über einen Zeitraum von 1–5 Stunden, insbesondere über 2 Stunden. Der so hergestellte Zahn weist die Zahnfarbe Vita-Farbe A2 auf und besitzt eine Fluoreszenz, die dem eines natürlichen Zahns entspricht.
Zur Herstellung einer Vita-Farbe A4 werden folgende Ausgangsrohstoffe verwendet:
79,16 Gew.-% Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante II
5,54 Gew.-% Ausgangsrohstoff 2
7,50 Gew.-% Ausgangsrohstoff 3 (mit Zirkonoxid-Variante II)
7,50 Gew.-% Ausgangsrohstoff 4 (mit Zirkonoxid-Variante II)
0,30 Gew.-% Ausgangsrohstoff 5 (mit Zirkonoxid-Variante II)
Anschließend erfolgen Wärmebehandlungen und Wärmebehandlungs- und Bearbeitungsschritte, die zuvor erläutert worden sind. Der fertiggestellte natürliche Zahn wies die gewünschte Vita-Farbe A4 mit einer Fluoreszenz auf, die dem eines natürlichen Zahns entspricht.
In einem weiteren Versuch zur Herstellung eines Zahnersatzes in der Vita-Farbe A4 mit einer höheren Festigkeit als der des zuvor beschriebenen Zahnersatzes wurden folgende Ausgangsrohstoffe gemischt:
80,46 Gew.-%. Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante I
5,54 Gew.-% Ausgangsrohstoff 2
6,25 Gew.-% Ausgangsrohstoff 3 (mit Zirkonoxid-Variante I)
7,50 Gew.-% Ausgangsrohstoff 4 (mit Zirkonoxid-Variante I)
0,25 Gew.-% Ausgangsrohstoff 5 (mit Zirkonoxid-Variante I)
Auch nach der Wärmebehandlung und der Bearbeitung – wie zuvor beschrieben – konnte festgestellt werden, dass der Zahn die Vita-Farbe A4 mit einer Fluoreszenz aufwies.
Anhand der 2 bis 7, in denen grundsätzlich gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, soll ein die Erfindung prägender Aspekt verdeutlicht werden, aufgrund der eine dentale Restauration aus einem keramischen Werkstoff hergestellt wird, die einen monolithischen Aufbau aufweist.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Rohling hergestellt wird, der Bereiche keramischen Materials mit voneinander abweichenden Zusammensetzungen und damit Eigenschaften aufweist, durch die entsprechend der herzustellenden Restauration insbesondere gewünschte optische und mechanische Eigenschaften erzielbar sind, die erwähntermaßen die Möglichkeit bieten, den monolithisch hergestellten Zahnersatz nach dem Durchsintern unmittelbar zu verwenden, ohne dass z.B. eine Schneide händisch aufgebracht und gebrannt werden muss.
Auch sind gezielt gewünschte Festigkeitswerte in den Bereichen erzielbar, in denen hohe Belastungen auftreten. Gewünschte optische wie farbliche, transluzente und fluoreszente Eigenschaften sind erreichbar.
An Hand der 2 bis 4 wird die Herstellung eines Rohlings beschrieben, aus dem eine dentale Restauration herstellbar ist, im Ausführungsbeispiel ein Zahn.
Zunächst wird in eine Matrize 10 Pulver des ersten Ausgangsrohstoffs Variante II eingefüllt, da dieses als Schneidmaterial benutzt werden soll. Das entsprechende Pulver kann gegebenenfalls Bindemittel enthalten.
Durch den relativ hohen Anteil an Yttriumoxid wird sichergestellt, dass in dem hergestellten Formteil, also der dentalen Restauration der tetragonale Kristallphasenanteil nur 50 bis 60% beträgt und der Rest die kubische und monokline Kristallphase ist.
Sodann wird mittels eines Pressstempels 16 in dem Material 14 bzw. die von diesem gebildete Schicht eine offene Kavität 18 ausgebildet. Mittels des Pressstempels wird das Material 14 verdrängt bzw. leicht verdichtet. Nachdem die Kavität 18 ausgebildet ist (2b), wird der Pressstempel 16 entfernt und in die Kavität 18 ein zweites keramisches Material 20 eingefüllt, das eine nachstehende Zusammensetzung aufweisen kann, um einen Zahnersatz der Farbe Vita-Farbe A2 herzustellen:
91,66 Gew.-% Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante I
3,26 Gew.-% Ausgangsrohstoff 2
2,0 Gew.-% Ausgangsrohstoff 3 (mit Zirkonoxid-Variante I)
3,0 Gew.-% Ausgangsrohstoff 4 (mit Zirkonoxid-Variante I)
0,08 Gew.-% Ausgangsrohstoff 5 (mit Zirkonoxid-Variante I)
Ergänzend kann ein Bindemittel beigegeben sein, das jedoch in obigen Gew.% nicht berücksichtigt wird.
Der Anteil an färbenden Oxiden und Bismutoxid liegt dabei in einem Umfang vor, dass sich die gewünschte Zahnfarbe und Fluoreszenz ergeben, da aus dem zweiten keramischen Material 20 das Dentin des herzustellenden Zahns gebildet wird.
Der relativ geringe Anteil an Y₂O₃ stellt des Weiteren sicher, dass der durchgesinterte Zahnersatz einen hohen tetragonalen Phasenanteil von zumindest 85%, vorzugsweise von zumindest 90% aufweist, so dass sich eine hohe Festigkeit ergibt.
Nach Einfüllen des zweiten keramischen Materials 20 in die Kavität 18 (2c) werden sodann die Materialien 14, 20 bzw. die aus diesen gebildeten Schichten oder Bereiche in der Matrize 10 der Presse 12 gepresst - und zwar mittels eines Unter- oder Oberstempels 22, 24 –, durch die ein Verdichten erfolgt. Nach dem Pressen weist der Rohling 28 eine Dichte von in etwa 3g/cm³ auf. Das Pressen erfolgt vorzugsweise bei einem Druck zwischen 1000 bar und 2000 bar.
Zu den Materialien 14, 20 ist noch anzumerken, dass diese eine Schüttdichte zwischen 1g/cm³ und 1,4g/cm³ aufweisen sollten.
Nach dem Pressen beläuft sich die Dichte auf etwa 3g/cm³.
In der 3 ist noch einmal im Detail die Darstellung der 2b) wiedergegeben. Man erkennt, dass in dem ersten keramischen Material 14 bzw. in der aus dem Material bestehenden Schicht durch den Pressstempel 16 die Kavität 18 gebildet wird. Bodenseitig wird die Matrize 10 durch den Pressstempel 22 begrenzt.
Wie sich aus der 4 ergibt, kann in das zweite Material 20 nach dessen Verdichten mittels der Pressstempel 22, 24 oder gegebenenfalls nach dem Vorsintern eine zweite Kavität 26 z.B. durch Fräsen hergestellt werden.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, in das Material 20 gemäß 2c), das die bodenseitig offene Kavität 18 voll ausfüllt, mittels eines nicht dargestellten Pressstempels eine entsprechende zweite Kavität 26 auszubilden.
Unabhängig davon, ob die zweite Kavität 26 vorhanden ist oder nicht, erfolgt nach dem Pressen ein Vorsintern des Rohlings 28 bei einer Temperatur insbesondere im Bereich zwischen 800 °C und 1000 °C über eine Zeitdauer zwischen 100 min bis 150 min. Dabei erfolgt zunächst ein Entbindern und sodann das Vorsintern. Die Dichte des Rohlings 28 nach dem Vorsintern liegt bei etwa 3g/cm³. Die Bruchfestigkeit des vorgesinterten Rohlings 28 sollte zwischen 10MPa und 60MPa liegen.
Der Rohling 28 wird mit einer Halterung 30 versehen, um sodann den Rohling 28 in z.B. einer Fräs- oder Schleifmaschine zu bearbeiten, um aus dem Rohling 28 eine Dentalrestauration wie Zahn herauszuarbeiten, wie dies an Hand der 6 erläutert werden wird. Dabei wird der herzustellende Zahn zumindest virtuell so in den Rohling 28 gelegt, dass der Schneidenbereich in dem von dem ersten keramischen Material 14 gebildeten Bereich 32 und der Dentinbereich abschnittsweise in dem von dem zweiten keramischen Material 20 gebildeten zweiten Bereich 34 verläuft. Sodann erfolgt unter Berücksichtigung dieser Daten ein Bearbeiten des Rohlings 28.
Die 5 verdeutlicht, dass nach Ausfüllen der ersten Kavität 18 in dem ersten keramischen Material 14 und Einfüllen des zweiten keramischen Materials 20 in die Kavität 18 eine zweite Kavität 36 gegebenenfalls entsprechend der Verfahrensweise gemäß 2b) eingebracht wird, um sodann in die so gebildete Kavität 36 ein drittes keramisches Material 38 einzubringen, das von dem zweiten keramischen Material in seiner Zusammensetzung abweicht derart, dass insbesondere eine höhere Festigkeit erzielbar ist. In dem dritten keramischen Material 38 kann gleichfalls – wie im Zusammenhang mit der 4 erläutert – eine Kavität 40 ausgebildet werden.
An Hand der 6 wird verdeutlicht, wie aus dem Rohling 28 eine dentale Restauration, im Ausführungsbeispiel ein Zahn 42, herausgearbeitet wird. Hierzu wird nach Kenntnis des Verlaufs des ersten Bereichs 32 aus dem ersten keramischen Material 14 und dem zweiten Bereich 34 aus dem zweiten keramischen Material 20 in dem Rohling 28 der herzustellende Zahn 42 in die Bereiche 32, 34 virtuell derart gelegt, dass die Schneide im ersten Bereich 32 und das Dentin 46 im zweiten Bereich 34 verläuft.
Nach Herausarbeiten des so virtuell positionierten Zahns 42 aus dem Rohling 28 steht ein Zahnersatz zur Verfügung, der dem Grunde nach unmittelbar einsetzbar ist, insbesondere einer Verblendung nicht bedarf. Ein monolithischer Zahn 42 wird auf Grund der erfindungsgemäßen Lehre hergestellt. Dabei wird das Herausarbeiten aus dem Rohling 28 dadurch erleichtert, dass der zweite Bereich 34 bereits eine offene Kavität 26 besitzt, wie im Zusammenhang mit der 4 erläutert und aus der 6 ersichtlich wird.
Auf Grund der erfindungsgemäßen Lehre besteht die Möglichkeit, einen Rohling 48 mit einer Vielzahl von Bereichen 52, 54, 56 auszubilden, die aus dem zweiten und gegebenenfalls dem dritten keramischen Material bestehen und unterschiedliche Geometrien aufweisen können (7), um entsprechend Zähne unterschiedlicher Geometrien herstellen zu können. Die aus dem zweiten keramischen Material 20 gebildeten sogenannten zweiten Bereiche 50, 52, 54 sind in dem ersten keramischen Material 48 eingebettet, also von diesem umgeben, wie insbesondere auch aus den Figuren ersichtlich wird. Bodenseitig sind die zweiten Bereiche 50, 52, 54 unbedeckt.
Wie insbesondere durch die 3–5 ersichtlich ist, weisen die zweiten Bereiche Außengeometrien auf, die sich vom Bodenbereich, also von einem Basisbereich 35 ausgehend verjüngen. Man kann von einer konusartigen Geometrie sprechen, wobei die Außenkontur eine Freiformfläche darstellt.
Der Basisbereich 35 bzw. die diesen unterseitig begrenzende Basisfläche geht bündig in die Unterseite oder Bodenfläche 33 des ersten Bereichs 32 über.
Um die auch als Nester bezeichneten Rohlingsabschnitte 52, 54, 56 herzustellen, bedarf es – wie im Zusammenhang mit der 2 erläutert – entsprechender offener Kavitäten in der aus dem ersten Material 14 hergestellten und als erster Bereich 50 bezeichneten Schicht, um in die Kavitäten sodann in zuvor beschriebener Weise das schüttfähige zweite keramische Material 20 einzubringen und sodann die Materialien 14, 20 gemeinsam zu pressen, also zu verdichten.
Zu den physikalischen Eigenschaften der Materialien 14, 20 ist anzumerken, dass diese neben einer unterschiedlichen Fluoreszenz, Transluzenz und Festigkeit auch voneinander abweichende Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen sollten. Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass das erste keramische Material 14 nach dem Durchsintern einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der um 0,2 µm/m·K bis 0,8 µm/m·K niedriger als der aus dem zweiten keramischen Material 20 gebildete zweite Bereich 38, 52, 54, 56 ist. Hierdurch wird eine Druckspannung in dem ersten Bereich 50, also in dem Schneidenmaterial erzeugt, die zu einer Erhöhung der Festigkeit führt.
Zu den Rohlingen 28, 48 ist anzumerken, dass diese eine Quaderform z.B. der Abmessungen 18 × 15 × 25 mm oder eine Scheibenform z.B. mit einem Durchmesser von 100 mm aufweisen können, ohne dass hierdurch die erfindungsgemäße Lehre eingeschränkt wird. Dabei ergibt sich insbesondere – wie im Zusammenhang mit der 7 erläutert – der Vorteil, dass z.B. in einem scheibenförmigen Rohling mehrere zweite Bereiche 52, 54. 56 – sogenannte Dentinkerne – eingebracht werden können, um Restaurationen unterschiedlicher Geometrien, jedoch mit einem günstigen Schichtverlauf bezüglich Transluzenz und Festigkeit herzustellen.
Da die Position einer oder mehrerer, gegebenenfalls voneinander abweichende Geometrien aufweisenden zweiten Bereiche 52, 56, also der Nester bekannt sind, können diese in einem Datensatz hinterlegt werden. Sodann werden die herzustellenden Restaurationen, die als CAD-Datensätze vorliegen, zu und in den Rohlingsabschnitten positioniert, um den Zahnersatz durch Fräsen und/oder Schleifen aus dem Rohling herauszuarbeiten.
Der herzustellende künstliche Zahn wird dabei aus dem Rohling 28, 48 derart herausgearbeitet, dass das beim Durchsintern erzeugte Fluoreszenzverhalten berücksichtigt wird, damit folglich nach dem Durchsintern ein unmittelbar einsetzbarer künstlicher Zahn zur Verfügung steht.
Selbstverständlich wird die erfindungsgemäße Lehre dann nicht verlassen, wenn ein Herausarbeiten des künstlichen Zahns erst nach dem Durchsintern des Rohlings erfolgt.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre ergibt sich aus den 8 bis 12, in denen wiederum grundsätzlich für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Auch anhand dieser Figuren wird verdeutlicht, dass dentale Restaurationen aus einem keramischen Werkstoff hergestellt werden können, die einen monolithischen Aufbau derart aufweisen, dass nach dem Durchsintern ein unmittelbar einsetzbar monolithischer Zahnersatz zur Verfügung steht. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Rohling hergestellt wird, der aus mehreren Schichten keramischen Materials mit voneinander abweichenden Zusammensetzungen besteht, durch die entsprechend der herzustellenden dentalen Restauration insbesondere gewünschte optische und mechanische Eigenschaften erzielbar sind, die zu einem unmittelbaren Einsatz des Zahnersatzes führen, ohne dass es z. B. erforderlich ist, dass nach dem Durchsintern eine Schneide händisch aufgebracht und gebrannt wird. Auch sind gezielt gewünschte Festigkeitswerte in den Bereichen erzielbar, in denen hohe Belastungen auftreten, wie in Verbinderunterseiten von Brücken.
Anhand der 8 und 9 wird die Herstellung eines Rohlings beschrieben, aus dem eine entsprechende dentale Restauration herstellbar ist. So wird gemäß 8a) in eine Matrize 110 einer Presse 112 zunächst ein erstes Material 114 eingefüllt, bei dem es sich um eine Mischung von pulverförmigen Ausgangsrohstoffen zuvor beschriebener Art in folgendem Mengenverhältnissen handelt:
97,19 Gew.-% Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante I
0,54 Gew.-% Ausgangsrohstoff 2
1,25 Gew.-% Ausgangsrohstoff 3 (mit Zirkonoxid-Variante I)
1,00 Gew.-% Ausgangsrohstoff 4 (mit Zirkonoxid-Variante I)
0,01 Gew.-% Ausgangsrohstoff 5 (mit Zirkonoxid-Variante I)
Sodann wird die geglättete Oberfläche der ersten Schicht 114 gemäß Schritt b) strukturiert. Hierzu wird z. B. ein scheiben- oder platten- oder stegförmiges Element 116 benutzt, das im Ausführungsbeispiel schichtseitig eine Zackengeometrie aufweist, so dass in der Oberfläche 118 der Schicht 114 eine entsprechende negative Struktur durch Verdrängen von Material ausgebildet wird. Diese Struktur stellt sich als konzentrisch verlaufende Erhebungen und von diesen umgebenen Tälern dar. Dabei sollte der Abstand zwischen Erhebung (Spitze) und Tal (Senke), also der lichte Abstand zwischen Vorsprung 120 und Talgrund 122 gemäß 9 in etwa 1/5 der Höhe sämtlicher Schichten sein.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Struktur derart eingebracht wird, dass Volumen der Erhebungen gleich oder in etwa gleich Volumen der Vertiefungen bzw. Täler ist.
Anschließend wird als zweite Schicht 124 in die Matrize 110 eingefüllt (8c)). Die zweite Schicht 124 besteht aus einer Mischung der pulverförmigen Ausgangsrohstoffe folgender Zusammensetzung:
80,46 Gew.-% Ausgangsrohstoff 1 Zirkonoxid-Variante II
5,54 Gew.-% Ausgangsrohstoff 2
6,25 Gew.-% Ausgangsrohstoff 3 (mit Zirkonoxid-Variante II)
7,50 Gew.-% Ausgangsrohstoff 4 (mit Zirkonoxid-Variante II)
0,25 Gew.-% Ausgangsrohstoff 5 (mit Zirkonoxid- Variante II)
Die Gesamthöhe der Schichten 114 und 124 ist gleich doppelte Höhe der Schicht 114 im unstrukturierten Zustand, ohne dass hierdurch eine Einschränkung der erfindungsgemäßen Lehre erfolgt.
Weist die erste Schicht 114 bevorzugterweise eine Höhe auf, die der Hälfte der Gesamtfläche H der ersten und zweiten Schicht 114, 124 entspricht, so kann die Höhe der ersten Schicht 114 auch 1/2 H bis 2/3 H und damit die der zweiten Schicht 124 1/3 H bis 1/2 H betragen.
Dadurch, dass das Material der zweiten Schicht 124 bis in den Boden der Täler 126 in der Oberfläche 118 der Schicht 114 eindringt, ergibt sich ein kontinuierlicher Übergang zwischen den Eigenschaften der Schicht 114 und der Schicht 124, nach dem gemäß 8d) die Schichten 124, 114 gepresst worden sind. Die Übergangs- oder Zwischenschicht ist in 8d) mit dem Bezugszeichen 128 gekennzeichnet.
Die Schicht 124 besteht aus einem Material, das von dem der Schicht 114 abweicht. Die Abweichung besteht insbesondere in den Farbzusätzen und dem die Fluoreszenz erzeugenden Element und in dem Anteil von Yttriumoxid. Dabei ist dieser so gewählt, dass der Anteil der kubischen Kristallphase in der Schicht 124 nach dem Vorsintern erheblich größer als der in der Schicht 114 ist. In der Schicht 114 beträgt der tetragonale Kristallphasenanteil mehr als 90 %, wohingegen der kubische Kristallphasenanteil in der Schicht 124 zwischen 30 % und 49 % beträgt. Der Rest ist im Wesentlichen die tetragonale Kristallphase.
Diese unterschiedlichen Kristallphasenanteile ergeben sich dadurch, dass in der Schicht 114 der Yttriumoxidanteil zwischen 4,5 % und 7 % und in der Schicht 124 zwischen 7 Gew.-% und 9,5 Gew.-% liegt, wobei der Anteil in der ersten Schicht 114 geringer als in der zweiten Schicht 124 ist.
Ungeachtet der unterschiedlichen Anteile der Ausgangsrohstoffe in den Schichten 114, 124 ergibt sich zwischen den Schichten 114 und 124 ein kontinuierlicher Farbübergang. Durch den höheren Yttriumoxidanteil wird die Biegefestigkeit reduziert. Auch erhält man eine höheren Transluzenz in der Schicht 124 im Vergleich zu der Schicht 114 erhalten.
Durch den höheren Anteil an Bismutoxid in der Schicht 114 gegenüber der Schicht 124 ergeben sich gewünschte Fluoreszenzeigenschaften bei der fertigen dentalen Rekonstruktion.
Die größte Festigkeit findet sich in der Schicht 114, in der bei dem aus dem Rohling herauszuarbeitenden Zahnersatz die stark belasteten Bereiche, bei Brücken insbesondere die Verbinderunterseiten verlaufen, wie dies anhand der 11 verdeutlicht wird.
Die Schichten 114, 124 werden mittels eines Stempels 128 gepresst, wobei das Pressen bei einem Druck zwischen 1000 bar und 2000 bar erfolgt.
Das schüttfähige Material, also in dem Zustand, in dem dieses in die Matrize 110 eingebracht wird, weist eine Schüttdichte zwischen 1 g/cm³ und 1,4 g/cm³ auf. Nach dem Pressen liegt die Dichte bei etwa 3 g/cm³.
Durch die Strukturierung ergibt sich in dem Übergangsbereich zwischen den nicht vermischten Bereichen der ersten und zweiten Schicht 114, 124, bevor die Schichten 114 und 124 verdichtet sind, eine Dichte, die bis zu 2 g/cm³ beträgt. Der Übergangsbereich kann auch als mittlere Schicht 128 bezeichnet werden.
Der hergestellte Rohling 133 wird nach dem Pressen aus der Matrize 110 ausgestoßen und in gewohnter Weise vorgesintert, und zwar bei einer Temperatur zwischen 800 °C und 1.000 °C über eine Zeitdauer zwischen 100 Min. und 150 Min. Ein entsprechender Rohling ist auch der 11 zu entnehmen. Der Rohling 133 weist die verdichtete Schicht 114, die verdichtete Schicht 124 und die verdichtete mittleren Schicht 128, d.h. den Übergangsbereich auf.
Wird aus dem Rohling 133 ein Zahnersatz – im Ausführungsbeispiel eine Brücke 134 – gefräst, so wird das Fräsprogramm derart ausgelegt, dass der untere Bereich der Brücke 134 insbesondere im Bereich der Verbinderunterseiten 136, in der die höchste Biegefestigkeit aufweisenden Schicht 114 verläuft. Der Schneidenbereich 140 der Brücke verläuft demgegenüber in der Schicht 124.
Im Übergangsbereich, also in der mittleren Schicht 128, in dem der quasi stetige bzw. kontinuierliche Übergang zwischen den Schichten 114 und 124 erfolgt, verläuft der Übergang zwischen Dentin und Schneide. In dem Bereich 114 verläuft das Dentin.
Anhand der 10 sollen noch einmal wesentliche Merkmale der erfindungsgemäßen Lehre verdeutlicht werden. So ist in 10 noch einmal der Rohling 133 dargestellt mit den Schichten 114 und 124 sowie dem Übergangsbereich 128.
10b soll verdeutlichen, dass das Stabilisierungsmittel in Form von Yttriumoxid in der ersten Schicht 114 bei ca. 5 Gew.-% und in der zweiten Schicht 124 bei ca. 9 Gew.-% liegt und dass auf Grund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Zwischenschicht 128 der Anteil des Yttriumoxid kontinuierlich zunimmt. Die Zahlen 0,425H und 0,575H verdeutlichen dabei, dass das in den 8 und 9 dargestellte Element 116 derart in die erste Schicht 114 eintaucht, dass sich Täler ausbilden, die sich in Bezug auf die Gesamthöhe H der Schichten 114, 124 in einem Bereich von 0,075H unterhalb der Oberfläche 118 und die Erhebungen oder Berge einem Bereich 0,075H oberhalb der Oberfläche 118 erstrecken, wobei erwähntermaßen der Abstand zwischen den Spitzen 120 und Tälern 122 der sägezahnförmigen Struktur des Elements 116 ein Abstand 0,15H besitzt.
Messungen durchgesinterter Schichten 114 und 124 gemäß DIN-ISO 6872 haben ergeben, dass die Biegefestigkeit σ_B in der Schicht 114, in der mehr als 80% der tetragonale Kristallphase im Zirkoniumdioxid vorliegt, in etwa 1000 MPa beträgt. Demgegenüber beläuft sich die Biegefestigkeit in der Schicht 124, in der 30–49% kubische Kristallphase vorliegt, auf in etwa 660 MPa.
Aus der 10d ergibt sich die Änderung der Transluzenz über die Höhe der Schichten 114, 124.
Anhang der 12 soll ein alternatives Verfahren erläutert werden, das der erfindungsgemäßen Lehre folgt, um einen Rohling bzw. eine dentale Restauration herzstellen zu können, die einen weitgehend kontinuierlichen Übergang zwischen einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht bzw. im Falle einer Restauration zwischen Dentin- und Schneidenbereich hinsichtlich Transluzenz und Festigkeit bietet.
So wird gemäß 12a in eine Matrize 110 zunächst ein erstes keramischen Material eingebracht, das dem der Schicht 114 gemäß 8 entsprechen sollte. Die entsprechende Schicht in 12a ist mit 214 gekennzeichnet. Die Höhe dieser Schicht kann der halben Höhe der Gesamtschichten betragen, die in die Matrize 110 eingebracht wird. Auf die Schicht 214 wird sodann eine Schicht 227 mit einer Dicke aufgetragen, die im Ausführungsbeispiel 1/10 der Gesamthöhe der Schichten ist. Das Material der Schicht 227 kann dem der zweiten Schicht 124 gemäß 8 entsprechen. Sodann erfolgt ein Vermischen der Schicht 227 mit einem Oberflächenbereich der Schicht 214 über eine Tiefe, die der Dicke der Schicht 227 entspricht. Hierdurch wird eine Zwischenschicht 228 gebildet, die eine Dicke von 2/10 der Gesamthöhe der Schichten aufweist. Auf die Zwischenschicht 228 wird sodann eine weitere Schicht 224 aufgebracht, die der zweiten Schicht 124 gemäß 8 entspricht. Die Höhe der Schicht 224 beläuft sich im Ausführungsbeispiel somit auf 4/10 der Gesamthöhe H. Anschließend werden entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 8 die Schichten 224, 228, 214 insgesamt gepresst, um sodann die Verfahrensschritte Vorsintern, Bearbeiten und Durchsintern durchzuführen, wie dies erläutert worden ist. Selbstverständlich kann das Bearbeiten auch nach dem Durchsintern erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 99/47065 A1 [0003]
WO 2005/070322 A1 [0004]
WO 2014/164199 A1 [0006]
WO 2015/199018 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN-ISO 6872 [0138]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Zirkoniumdioxid enthaltenen eingefärbten Rohlings (28, 48, 133) bestimmt zur Herstellung einer dentalen Restauration (42, 134), wobei pulverförmige Ausgangsrohstoffe, von denen zumindest einige jeweils ein färbendes Element enthalten, mit Zirkoniumdioxid als Hauptbestandteil gemischt werden, die entstandene Mischung gepresst und sodann zumindest einer Wärmebehandlung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die pulverförmigen Ausgangsrohstoffe als färbende Elemente zumindest Terbium, Erbium, Cobalt sowie ein in der dentalen Restauration (42, 134) einen Fluoreszenzeffekt erzeugendes Element verwendet werden, jedoch Eisen, abgesehen von natürlicher Verunreinigung, nicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als den Fluoreszenzeffekt erzeugendes Element Bismut verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – unter Außerachtlassen von natürlichen Verunreinigungen – ein erster pulverförmiger Ausgangsrohstoff als den Fluoreszenzeffekt hervorrufendes Element Bismut und/oder ein zweiter pulverförmiger Ausgangsrohstoff ausschließlich Terbium oder Terbium und Praseodym und/oder ein dritter pulverförmiger Ausgangsrohstoff ausschließlich Erbium und/oder ein vierter pulverförmiger Ausgangsrohstoff ausschließlich Cobalt oder Cobalt und Mangan und/oder Cer enthält.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der pulverförmigen Ausgangsrohstoffe – abgesehen von natürlichen Verunreinigungen – frei von färbenden Elementen ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der pulverförmigen Ausgangsrohstoffe yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid der Zusammensetzung enthält: HfO₂ < 3.0 Al₂O₃ < 0,3 Technisch bedingte, unvermeidbare Beimengungen ≤ 0,2 (wie SiO₂, Fe₂O₃, Na₂O) Y₂O₃ 4,5 bis 9,5 ZrO₂ = 100% – (Y₂O₃ + Al₂O₃ + HfO₂ + unvermeidbare Beimengungen),

insbesondere HfO₂ < 3.0 Al₂O₃ < 0,3 Technisch bedingte, unvermeidbare Beimengungen ≤ 0,2 (wie SiO₂, Fe₂O₃, Na₂O) Y₂O₃ 4,5 bis 7,0 ZrO₂ = 100% – (Y₂O₃ + Al₂O₃ + HfO₂ + unvermeidbare Beimengungen)

oder HfO₂ < 3.0 Al₂O₃ < 0,3 Technisch bedingte, unvermeidbare Beimengungen ≤ 0,2 (wie SiO₂, Fe₂O₃, Na₂O) Y₂O₃ 7,0 bis 9,5 ZrO₂ = 100% – (Y₂O₃ + Al₂O₃ + HfO₂ + unvermeidbare Beimengungen)
Verfahren zur Herstellung eines Rohlings (28, 48) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in eine Matrize (10) eine Schicht aus einem ersten keramischen Material (14) eingebracht wird, das aus einer ersten Mischung besteht, dass in der Schicht eine erste offene Kavität (18) ausgebildet wird, dass zumindest in die erste offene Kavität ein zweites keramisches Material (20) eingebracht wird, das aus einer zweiten Mischung besteht, deren Zusammensetzung von der der ersten Mischung abweicht, und dass die Materialien gemeinsam gepresst und sodann wärmebehandelt werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einbringen des zweiten keramischen Materials (18) in dieses eine zweite offene Kavität (26, 36) eingebracht wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die zweite offene Kavität (36) ein drittes keramisches Material (38) eingebracht wird, das eine Zusammensetzung aufweist, die von der des ersten und/oder zweiten keramischen Materials (20) unterschiedlich ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Schicht aus dem ersten keramischen Material (14) mehrere erste offene Kavitäten (18) ausgebildet und in diese keramisches Material (18), insbesondere das zweite keramische Material eingebracht wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der mehreren offenen ersten Kavitäten (18) voneinander abweichende Innengeometrien aufweisen.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das zweite keramische Material (20) ein solches verwendet wird, dass nach dem Durchsintern einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der 0,2 bis 0,8 µm/m·K größer als der des ersten keramischen Materials (14) ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Innengeometrie der ersten offenen Kavität (18) an den Verlauf eines mit einer Restauration zu versehenen dentalen Kieferbereichs, wie Zahnstumpfs, oder einem von einem Kieferbereich ausgehenden Abutments geometrisch ausgerichtet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Herausarbeiten der dentalen Restauration aus dem Rohling (28, 48) der Dentinbereich der dentalen Restauration zumindest bereichsweise aus dem zweiten keramischen Material (20) und Schneidenbereich aus dem ersten keramischen Material (14) gebildet wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als erstes und/oder zweites keramische Material (14, 20) ein solches verwendet wird, dass der Anteil von Yttriumoxid in dem ersten Material 7,0 Gew.-% bis 9,5 Gew.-% und/oder der Anteil in dem zweiten und/oder dritten Material 4,5 Gew.-% bis 7,0 Gew.-% beträgt, wobei der Anteil von Yttriumoxid in dem ersten keramischen Material höher als der in dem zweiten oder dritten Material ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als keramische Materialien solche verwendet werden, dass der Quotient von tetragonaler Kristallphase zur kubischen Kristallphase des Zirkoniumdioxids in den Materialen (14, 20) nach dem Vorsintern ≥ 1 ist.
Verfahren zur Herstellung eines Rohlings (133) aus einem keramischen Werkstoff, wobei in eine Matrize (110) schichtweise zumindest zwei Schichten (114, 124) aus keramischem Material, die aus Mischungen hergestellt nach zumindest Anspruch 1 bestehen und unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, eingebracht und sodann nach Einbringen der Schichten diese gepresst und anschließend gesintert werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einbringen einer ersten Schicht (114) bestehend aus einer ersten Mischung diese oberflächlich derart strukturiert wird, dass die erste Schicht über ihre Oberfläche (118) betrachtet in ihrer Höhe bereichsweise voneinander abweicht und sodann als zweite Schicht (124) bestehend aus einer zweiten Mischung mit eine von der ersten Mischung unterschiedlichen Zusammensetzung in die Form eingebracht wird, oder dass nach Einbringen der ersten Schicht (214) auf diese eine weitere Schicht (227) aus einer Mischung in die Matrize (110) eingefüllt wird, die von der der ersten Schicht abweicht, dass das Material der ersten Schicht mit dem Material der weiteren Schicht zur Bildung einer Zwischenschicht (228) durchmischt wird, und dass sodann die zweite Schicht (224) in die Matrize (110) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (118) der ersten Schicht (114) derart strukturiert wird, dass Erhebungen und von diesen begrenzte Vertiefungen entstehen.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Oberfläche (118) in Draufsicht eine Ringstruktur gebildet wird, die die Erhebungen und die von diesen begrenzten Vertiefungen aufweist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur durch ein sich relativ zu der ersten Schicht (114) bewegendes, insbesondere drehendes, Element (116) erzeugt wird, das insbesondere mit einem wellen-, kamm- oder sägezahnartig ausgebildeten Abschnitt die erste Schicht (114) in ihrem Oberflächenbereich strukturiert.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur durch ein in Richtung der Oberfläche (118) der ersten Schicht (114) einwirkendes Druckelement erzeugt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckelement ein solches verwendet wird, dass in die Oberfläche (118) der ersten Schicht (114) konzentrisch oder parallel verlaufende Erhebungen mit zwischen diesen verlaufenden Vertiefungen eingedrückt werden.
Verfahren nach zumindest Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur derart ausgebildet wird, dass das Volumen der Erhebungen gleich oder in etwa gleich Volumen der Vertiefungen ist.
Verfahren nach zumindest Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Mischung der weiteren Schicht (227) mit dem Material der Mischung der ersten Schicht (214) ausgehend von freier Oberfläche der weiteren Schicht über eine Höhe durchmischt wird, die doppelter oder in etwa doppelter Höhe der weiteren Schicht entspricht.
Verfahren nach zumindest Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Mischung der weiteren Schicht (227) eine solche verwendet wird, die der der zweiten Schicht (124, 224) gleich ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (114) mit der zweiten Schicht (124) in ihren aufeinanderliegenden Bereichen über eine Höhe durchmischt wird, die 1/5 H bis 1/4 H, insbesondere 1/10 H bis 1/5 H, der Gesamthöhe H der ersten und zweiten Schicht beträgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (114) im unstrukturierten Zustand eine Höhe aufweist, die der oder in etwa der Hälfte der Gesamthöhe H der ersten und zweiten Schicht (114, 124) entspricht.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Mischung für die erste Schicht (114) und die zweite Schicht (124) jeweils eine solche verwendet wird, dass der Quotient von tetragonaler Kristallphase zur kubischen Kristallphase des Zirkoniumdioxids sowohl in der ersten Schicht als auch in der zweiten Schicht nach dem Vorsintern ≥ 1 ist.
Vor- oder durchgesinterter Rohling (28, 48, 133) hergestellt nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
Vor- oder durchgesinterter Rohling (28, 48) zur Verwendung zur Herstellung einer dentalen Restauration (42), wie dentales Gerüst, Krone, Teilkrone, Brücke, Kappe, Verblendung, Abutment, Stiftaufbau, insbesondere Krone oder Teilkrone, bestehend aus einem keramischen Werkstoff, der insbesondere Zirkoniumdioxid enthält und Bereiche unterschiedlicher Zusammensetzungen aufweist, wobei ein erster Bereich (28) aus einem ersten keramischen Material (14) und zumindest ein zweiter Bereich (34) aus einem zweiten keramischen Material (20) unterschiedlicher Zusammensetzungen besteht und die Bereiche aneinander grenzen, wobei insbesondere das erste keramische Material und/oder das zweite keramische Material aus einer Mischung nach zumindest Anspruch 1 besteht, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Bereich (34, 52, 54, 56) innerhalb des ersten Bereichs (32) erstreckt und eine Außengeometrie aufweist, die sich von einem Basisbereich (35) oder Basisfläche ausgehend verjüngt.
Rohling nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisbereich (35) bzw. die Basisfläche des zweiten Bereichs (34) im Bereich einer Außenfläche (33) des ersten Bereichs (32) verläuft, vorzugsweise bündig in diese übergeht.
Rohling nach Anspruch 28 oder 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (34) ausgehend von seinem Basisbereich (35) bzw. seiner Basisfläche eine Kavität (26) aufweist.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (34) außenseitig eine konusartige Geometrie aufweist.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des zweiten Bereichs (34) ein dritter Bereich (38) verläuft, der aus einem dritten keramischen Material einer Zusammensetzung besteht, die von der des ersten und/oder zweiten keramischen Materials (14, 20) abweicht.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass von dem ersten Bereich (32, 50) mehrere zweite Bereiche (52, 54, 56) umgeben sind.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der mehreren zweiten Bereiche (52, 54, 56) in ihren Außengeometrien voneinander abweichen.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (28, 48) mit Yttriumoxid dotiertes Zirkoniumdioxid enthält.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Yttriumoxid in dem zweiten oder dritten keramischen Material (20) zwischen 4,5 Gew.-% und 7,0 Gew.-% und in dem ersten keramischen Material (14) zwischen 7,0 Gew.-% und 9,5 Gew.-% beträgt, wobei der Anteil an Yttriumoxid in dem ersten keramischen Material größer als in dem zweiten keramischen Material ist.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite keramische Material (20) abweichend von dem ersten keramischen Material (14) gefärbt ist.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des den Fluoreszenzeffekt erzeugenden Elements in dem ersten keramischen Material (14) von dem in dem zweiten keramischen Material (20) abweicht.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Durchsintern die aus dem Rohling (28) hergestellte Restauration (42) dentinseitig eine höhere Festigkeit als schneidenseitig und/der schneidenseitig eine höhere Transluzenz als dentinseitig und/oder im Dentinbereich einen größeren Anteil an dem Fluoreszenzeffekt erzeugenden Element als im Schneidebereich aufweist.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Bereichs (32, 50) 0,2 µm/m·K bis 0,8 µm/m·K niedriger als Wärmeausdehnungskoeffizient des zweiten und/oder dritten Bereichs (34, 38) ist.
Rohling (133) nach zumindest Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (133) zumindest drei Schichten aufweist, von denen eine eine sich über zumindest 1/10 H bis 1/5 H der Gesamthöhe H des Rohlings erstreckende mittlere Schicht (128) ist, die aus einem Material der ersten Schicht (114) und der zweiten Schicht (124) besteht.
Rohling nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass in der mittleren Schicht (128) der Anteil des Materials der ersten Schicht (114) ausgehend von dieser in Richtung der zweiten Schicht (124) kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich abnimmt.
Rohling nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil von Yttriumoxid in der mittleren Schicht (128) von der ersten Schicht (114) ausgehend in Richtung der zweiten Schicht (124) vorzugsweise kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich zunimmt.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (114) abweichend von der zweiten Schicht (124) gefärbt ist und/oder voneinander abweichende Menge an dem den Fluoreszenzeffekt erzeugenden Element enthält.
Rohling nach zumindest einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Durchsintern des Rohlings (133) die aus diesem hergestellte Restauration (134) in Zahnachsenrichtung betrachtet wurzelseitig eine höhere Festigkeit als schneideseitig und/oder schneideseitig eine höhere Transluenz als wurzelseitig aufweist.
Dentale Restauration (42), insbesondere Krone oder Teilkrone, hergestellt nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Restauration (42) monolithisch ausgebildet ist und aus zumindest einer schneidenseitig verlaufenden ersten Schicht (32) aus einem ersten keramischen Material (14) und einer dentinseitig verlaufenden zweiten Schicht (34) aus einem zweiten keramischen Material (20) besteht, wobei die erste Schicht eine höhere Transluzenz und/oder geringere Festigkeit und/oder geringere Fluoreszenzeigenschaften als die zweite Schicht aufweist.
Dentale Restauration nach zumindest Anspruch 47, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient der ersten Schicht (32) 0,2 µm/m·K bis 0,8 µm/m·K niedriger als der Wärmeausdehnungskoeffizient der zweiten Schicht (34) ist.
Dentale Restauration (134), insbesondere Krone, Teilkrone oder Brücke, hergestellt aus einem Rohling nach zumindest Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Restauration (134) in Zahnachsenrichtung betrachtet aus zumindest einer wurzelseitig verlaufenden ersten Schicht (140), schneideseitig verlaufenden zweiten Schicht (124) und zwischen diesen verlaufenden mittleren Schicht (128) oder Zwischenschicht (228) besteht, die in ihrer Festigkeit von der ersten Schicht ausgehend in Richtung der zweiten Schicht kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich abnimmt und/oder die in ihrer Transluzenz kontinuierlich oder im Wesentlichen kontinuierlich zunimmt und/oder in ihren Fluoreszenzeigenschaften abnimmt.