Состав для изготовления металлокерамических зубных протезов

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии. Состав состоит из двух слоев, каждый из которых содержит диоксиды кремния и титана, оксид алюминия, борный ангидрид, оксиды калия и натрия, при этом первый слой дополнительно содержит оксид кальция, а второй слой дополнительно содержит оксиды кальция, магния и железа, компоненты берут в определенном количественном соотношении. Состав обладает высокой прочностью за счет снижения температуры спекания керамической массы, а также обеспечивает удешевление и доступность материала при сохранении высоких технологических свойств.

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии.

Известны различные составы керамических масс для нанесения на каркасы зубных протезов из хромокобальтовых сплавов. Так масса, разработанная для сплава КХС, в состав которого входят 64% кобальта, 28% хрома, 3% никеля, состоит из трех слоев, каждый из которых содержит диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид натрия и калия, диоксид титана, борный ангидрид (Патент N 2076692, МКИ A 61 K 6/02). Содержание отдельных компонентов в первом (грунтовом слое), во втором и третьем (дентинном и резцовом) слоях соответственно следующее, мас.%: Диоксид кремния 48,0 - 52,0; 57,0 - 61,0 Диоксид титана 6,0 - 7,0; 0,5 Диоксид олова 4,5 - 6,0; 0 Оксид алюминия 13,0 - 16,0; 13,0 - 15,0 Оксид железа 0,2; 0,25 Борный ангидрид 4,0 - 5,0; 4,0 - 5,0 Оксид бария 2,0 - 3,0; 3,5 - 3,9 Оксид кальция 1,0 - 1,7; 1,5 Оксид магния 0,3 - 0,6; 0,5 - 0,6
Оксид калия 7,5 - 8,0; 9,0 - 11,0
Оксид натрия 8,0 - 8,5; 6,0 - 8,0
Материал прошел токсикологические испытания и рекомендован для изготовления конструкций зубных протезов. Термический коэффициент линейного расширения (ТКЛР) состава грунтового слоя 14,0 · 10^{-6 o}C^-1 дентинного и резцового слоев 13,0 · 10^-6oC^-1.

В настоящее время, однако, более перспективным для изготовления конструкций зубных протезов является титан и его сплавы. Составы керамических масс, разработанных для нанесения на хромокобальтовые сплавы, не подходят для нанесения на титан, так как ТКЛР титана существенно ниже и составляет 8,5 · 10^-6oC^-1. Керамические массы для нанесения на титан исследованы недостаточно.

Известна масса для получения биологически совместимого стоматологического фарфора, ТКЛР которой близок к ТКЛР титана и его сплавов (Пат. N 5176747 США, МКИ C 09 K 3/00, C 03 C 3/076). Масса (прототип) имеет следующий состав, мас.%:
Диоксид кремния - 50 - 70
Оксид алюминия - 0 - 4
Борный ангидрид - 7 - 33
Оксид титана - 2 - 4
Оксид натрия - 0 - 20
Оксид калия - 0 - 20
Оксид цинка - 8 - 12
Оксид церия (3) - 0 - 3
Оксид циркония - 0 - 1
Оксид иттрия (3) - 0 - 1
Температура варки фритты такого состава свыше 1500^oC, термообработка нанесенного на титан покрытия проводится при 800^oC.

Недостатками известной массы являются высокая температура спекания керамики, что приводит к дополнительному окислению титана, повышению хрупкости керамической облицовки за счет реакции с кислородом, снижению адгезии керамики к каркасу из сплавов титана; наличие таких компонентов как оксид иттрия, церия, циркония, существенно повышает стоимость фритты, снижает биологическую инертность материала, так как оксид церия достаточно токсичное соединение.

Изобретение направлено на решение задач: повышение прочности материала за счет снижения температуры спекания керамической массы, удешевление и доступность материала при сохранении высоких технологических свойств.

Это достигается за счет того, что предлагаемый состав керамики для изготовления металлокерамических зубных протезов состоит из двух слоев, каждый из которых содержит диоксид кремния, диоксид титана, оксид алюминия, борный ангидрид, оксид калия и оксид натрия. Новым в составе является то, что первый слой дополнительно содержит оксид кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Диоксид кремния - 50 - 60
Оксид алюминия - 5 - 8
Борный ангидрид - 16 - 20
Диоксид титана - 12 - 16
Оксид натрия - 4 - 6
Оксид калия - 4 - 6
Оксид кальция - 0,5 - 0,8
Второй слой содержит дополнительно оксид кальция, оксид магния и оксид железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Диоксид кремния - 55 - 57
Оксид алюминия - 7 - 8
Борный ангидрид - 18 - 19
Диоксид титана - 6 - 10
Оксид кальция - -0,5 - 0,8
Оксид магния - 1,0 - 0,2
Оксид железа - 0,1
Оксид натрия - 4 - 6
Оксид калия - 4 - 6
Существенные признаки заявляемого состава: ограничительные: масса состоит из двух слоев, каждый из которых содержит диоксид кремния, диоксид титана, оксид алюминия, борный ангидрид, оксид калия и оксид натрия; отличительные: первый слой дополнительно содержит оксид кальция, второй слой дополнительно содержит оксид кальция, оксид магния и оксид железа при новом массовом соотношении компонентов.

Состав приготовляют следующим образом:
Исходную шихту каждого слоя получают, используя природные сырьевые материалы из месторождений Уральского региона (полевой шпат, кварц). Варку стекла проводят в корундовых тиглях в электропечах при 1300 - 1310^oC. Стекло выдерживают при максимальной температуре в течение 1 ч, затем резко охлаждают, выливая стекло в холодную воду. Фритту измельчают до кусков размером не более 1 - 4 мм в фарфоровой ступке, а затем размалывают в планетарной мельнице в течение 1,5 ч.

Предлагаемый состав наносится на зубные протезы по известной технологии. Обжиг металлокерамических конструкций проводят при 700 - 720^oC.

Примеры конкретного выполнения приведены в конце описания.

Положительный эффект: довольно низкая (700 - 720^oC) температура спекания керамической массы приводит к снижению хрупкости керамической облицовки в сравнении с прототипом и, следовательно, к повышению адгезии керамики к каркасу из сплава титана, что подтверждено результатами математического моделирования напряженно-деформированного состояния керамического слоя на каркасах сложной конфигурации (зубных коронках). Кроме того, использование в качестве сырьевых компонентов природных сырьевых материалов из месторождений Уральского региона и отсутствие в шихте таких дорогостоящих компонентов, как оксид иттрия, церия, циркония, существенно снижают стоимость фри

Формула изобретения

Состав для изготовления металлокерамических зубных протезов, состоящих из двух слоев, каждый из которых содержит диоксиды кремния и титана, оксид алюминия, борный ангидрид, оксиды калия и натрия, отличающийся тем, что первый слой дополнительно содержит оксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Диоксид кремния - 50,0 - 60,0
Оксид алюминия - 5,0 - 8,0
Борный ангидрид - 16,0 - 20,0
Диоксид титана - 12,0 - 16,0
Оксид натрия - 4,0 - 6,0
Оксид калия - 4,0 - 6,0
Оксид кальция - 0,5 - 0,8
второй слой содержит дополнительно оксиды кальция, магния и железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Диоксид кремния - 55,0 - 57,0
Оксид алюминия - 7,0 - 8,0
Борный ангидрид - 18,0 - 19,0
Диоксид титана - 6,0 - 10,0
Оксид кальция - 0,5 - 0,8
Оксид магния - 0,1 - 0,2
Оксид железа - 0,1
Оксид натрия - 4,0 - 6,0
Оксид калия - 4,0 - 6,0

РИСУНКИ

Рисунок 1