Dentallegierungen sind Legierungen definierter Zusammensetzungen, die in der Zahnmedizin verwendet werden. mini|Goldzähne aus Dentalgold (Usbekistan) Dentalnormen Für Dentallegierungen gelten folgende Normen:
DIN EN ISO 22674:2016-09 Zahnheilkunde – Metallische Werkstoffe für festsitzenden und herausnehmbaren Zahnersatz und Applikationen. Diese Norm fasst einige ältere Normen (s. u.) zusammen. DIN EN ISO 1562 Zahnheilkunde – Goldgusslegierungen für Legierungen mit einem Edelmetallanteil von mehr als 75 %.Aktuell ersetzt durch die Version DIN EN ISO 22674:2016-09: Zahnheilkunde – Metallische Werkstoffe für festsitzenden und herausnehmbaren Zahnersatz und Applikationen; abgerufen am 5. Dezember 2016. DIN EN ISO 8891 für Legierungen mit einem Edelmetallanteil zwischen 25 % und 75 %. DIN EN ISO 969327 für Legierungen zur Herstellung Metallkeramik (VMK) (Aufbrennlegierung). DIN EN ISO 6871-1 Edelmetallfreie Dental-Gußlegierungen – Teil 1: Kobalt-Basis-Legierungen DIN EN ISO 22674 CoCrMo-Modellgußlegierungen DIN EN ISO 15841 Zahnheilkunde – Drähte für die KieferorthopädieDIN EN ISO 15841:2014-12; abgerufen am 5. Dezember 2016. DIN EN ISO 10271 Zahnheilkunde – Korrosionsprüfverfahren für metallische WerkstoffeDIN EN ISO 10271:2011-10; abgerufen am 5. Dezember 2016. DIN EN 29333 Zahnheilkunde – Hartlote und DIN EN ISO 9333 Zahnheilkunde – DentalloteAktuell ersetzt durch die Version DIN EN ISO 9333:2006-10; abgerufen am 5. Dezember 2016.
Einteilung Einteilung von Edelmetall-Gusslegierungen gemäß den Normen DIN EN ISO 1562 und DIN EN ISO 8891: Typ 1: niedrige Festigkeit – für Gussobjekte, die nur sehr wenig belastet werden (z. B. Inlays). Typ 2: mittlere Festigkeit – für Gussobjekte, die einer moderaten Belastung ausgesetzt werden (z. B. Dreiviertelkronen, Onlays, Brückenanker, Pontics, Vollgusskronen und Sättel). Typ 3: hohe Festigkeit – für Gussobjekte, die stark belastet werden (z. B. Inlays, dünne Dreiviertelkronen, dünne Facettenrücken, gegossene Platten, Pontics, Vollgusskronen und Sättel). Typ 4: extra hohe Festigkeit – für Gussobjekte, die sehr hohen Belastungen ausgesetzt werden und dünne Querschnitte aufweisen (z. B. Sättel, Stege, Klammern, Teleskopkronen, Kappen. Einstückgüsse und Modellgussgerüste).
Geschichte Frühe Funde mini|Nachbildung eines phönizischen Zahnersatzes aus Sidon, etwa 700 v. Chr., World Museum Liverpool, Sammlung Mayer
Im Jahr 2700 v. Chr. sollen Zähne mit dünnem Blattgold dekorativ bedeckt worden sein, wie sich aus Funden einer Grabanlage aus der Zeit um 2700 v. Chr. (Hili Tomb) in der Sammlung Hili Archaeological Park im Al Ain National Museum in Abu Dhabi ergibt. Es ist eines der letzten Überbleibsel der mysteriösen Umm al-Nar-Kultur, die zwischen 3000 und 2000 v. Chr. erstmals in der Region eine größere Zivilisationsepoche begründete. Schon 1000 v. Chr. benutzten die Chinesen Zahnfüllungen aus feinstem Blattgold, das in die Karieslöcher gestampft wurde.Walter Kamann: Werkstoffkundliche und klinische Untersuchungen der Füllungstherapie der Zähne mit plastischem Gold. Habilitationsschrift, 2000, Universität Witten/Herdecke. Die ersten prothetischen Arbeiten wurden im Jahr 500 v. Chr. von den Phöniziern angefertigt. In Osteuropa, beispielsweise in Tadschikistan und im Orient galten Goldzähne in der Front als Zeichen von Reichtum.
19. Jahrhundert mini|150px|Ober- und Unterkiefer-Teilprothesen auf Aluminiumbasis, 1858–1880, Frontzähne sind Waterloo-Zähne, Backenzähne aus Porzellan Im Mai 1869 beschrieb William N. Morrison die nach ihm benannte Ring-Deckel-Krone (Morrison crown) im Missouri Dental Journal.James Harrison Prothero, Prosthetic dentistry online. Abgerufen am 10. November 2016. Diese Metallbandkronen, auch Bandhülsenkronen genannt, fanden breite Anwendung vor der Etablierung der Gusstechnologie.K. W. Alt, Historische Entwicklung des Kronen- und Brückenersatzes. In: J. R. Strub, J. C. Türp, S. Witkowski, M. B. Hürzeler, Kern M: Curriculum Prothetik. Band 2. 2. Auflage. Quintessenz, Berlin / Chicago / London (usw.) 1999, ISBN 3-86867-027-0, S. 661–663. Hierzu wurde ein Band aus Gold dem zugeschliffenen Zahn ringförmig angepasst und verlötet. Die Kaufläche („Deckel“) wurde separat gegossen und anschließend mit dem Band verlötet. 1876 entwickelte Cassius M. Richmond aus San Francisco die nach ihm benannte Ringstiftkrone (Richmond crown), die auch eine Porzellanschale als Verblendung aufweisen konnte.Christian Bruhn, F. Gutowski, A. Gysi, 1907 erfand William H. Taggert eine Gussmaschine und eine Einbettmasse, die ein direkt modelliertes Gussobjekt in Metall mittels Wachsausschmelzverfahren (Lost-wax casting) und Gussverfahren mit verlorener Form überführen konnte. Die Gussobjekte besaßen eine bis dahin nicht gekannte Passgenauigkeit.Wolfgang Strübig, Geschichte der Zahnheilkunde. Eine Einführung für Studenten und Zahnärzte. Deutscher Ärzte Verlag, Köln, 1989, ISBN 3-7691-1099-4, S. 96–114. Die so hergestellten Gusskronen fanden jedoch erst in den 1950er Jahren breite Anwendung.
20. Jahrhundert mini|Oberkiefer-Teilprothese aus Gold. Sichtbare Zahnfleischanteile aus rosafarbenem Kautschuk, Zähne aus Porzellan (1. Hälfte des 20. Jahrhunderts) Während des Zweiten Weltkrieges wurde die Produktionsmenge und der Wert des in den Vereinigten Staaten hergestellten und zum Teil exportierten Dentalgolds des Jahres 1917 auf Anfrage des Federal Reserve Board vom Bureau of the Census ermittelt und aufgelistet.
Nach zahlreichen Versuchen meldeten M. Weinstein, S. Katz und A. B. Weinstein 1952 in den USA als erste ein Patent für eine Aufbrennkeramik an, in der die Stabilität durch ein Metallgerüst (meist aus einer Gold-Platin-Legierung) unter der Keramik erzeugt wird, jedoch platzte diese noch oft ab. Der Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) von Metall und Keramik differierte stark beim Erkalten von der Brenntemperatur von 880 °C, was zu Spannungen führte. 1962 gelang es, den WAK zwischen Metall und Keramik anzugleichen und dadurch die Bruchgefahr erheblich zu reduzieren. Zeitgleich entwickelte die Firma Whip-Mix Corporation die phosphatgebundene Einbettmasse, mit der die ersten hochschmelzenden Gold-Platin-Legierungen von J. F. Jelenko Company und J. Aderer Company gegossen werden konnten, die als Gerüst für keramikverblendete Kronen (VMK-Kronen) dienen. Damit waren die seitdem weltweit eingesetzten VMK-Kronen und -Brücken geboren (Verbund-Metall-Keramik).K. Krumbholz, Stand und Entwicklung von Dentalkeramiken. ZWR 3, 1996, S. 193–199.
Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte der US-Amerikaner Elwood Haynes eine Cobalt-Basis-Legierung (Ausgangspunkt für die Gruppe der Stellite), die er 1907 zum Patent anmeldete. Sie bildet die Grundlage der bis heute in der Zahnheilkunde verwendeten Chrom-Cobalt-Molybdän-Legierungen für Modellgussprothesen und für die Kronen- und Brückentechnik.Lee M. Pike: (PDF) 8th International Symposium on Superalloy 718 and Derivatives, 2014; abgerufen am 14. November 2016. In der Regel unterscheiden sich die aufbrennfähigen Cobalt-Chrom-Legierungen von den Modellguss-Legierungen durch das Zulegieren von Wolfram. Eine der ersten Cobalt-Chrom-Legierungen, die mit den niedrigschmelzenden und hochexpandierenden Keramiken verblendet werden kann, entwickelte die Bremer Goldschlägerei BEGO im Jahre 1999.Thorsten Hoopmann, Einfluss der Washbrand-Temperatur auf das Temperatur-Wechsellastverhalten aufbrennfähiger Cobalt-Chrom-Legierungen (PDF) Dissertation, 2012; abgerufen am 14. November 2016.
William J. Buehler und Frederick Wang untersuchten den ersten Nickel-Titan-Bogen 1963,W.J. Buehler, J.W. Gilfrich, R.C. Wiley: Effects of low-temperature phase changes on the mechanical properties of alloys near composition TiNi. In: Journal of Applied Physics, 1963, 34, S. 475; doi:10.1063/1.1729603F.E. Wang, W.J. Buehler, S.J. Pickart: Crystal structure and a unique martensitic transition of TiNi. In: Journal of Applied Physics, 1965, 36, S. 3232–3239. dieser bekam den Namen Nitinol, welcher ein Akronym für Nickel Titan Naval Ordonance Laboratory ist. Die Erstentdeckung der Formgedächtnislegierungen geht auf die 20er Jahre zurück, jedoch geriet diese Entdeckung zunächst wieder in Vergessenheit. Erst 1971 wurde dieser neue Werkstoff durch Andreasen und Hillemann in die Kieferorthopädie eingeführt.G. F. Andreasen, T. B. Hilleman: An evaluation of 55 cobalt substituted Nitinol wire for use in orthodontics. In: Journal of the American Dental Association (1939). Band 82, Nummer 6, Juni 1971, S. 1373–1375. PMID 5280052. Hierbei handelte es sich um eine kaltverfestigte Nickel-Titan-Legierung, welche bei Mundtemperatur als Martensit vorliegt und eine Umwandlungstemperatur von über 100 °C aufweist.R. J. Hazel, G. J. Rohan, V. C. West: Force relaxation in orthodontic arch wires. In: American journal of orthodontics. Band 86, Nummer 5, November 1984, S. 396–402. PMID 6594062.
Metalllegierungen Bei Dentallegierungen unterscheidet man Edelmetall-Legierungen (EM; Gold, Silber, Palladium oder Platin) und Nichtedelmetall-Legierungen (NEM; Cobalt, Eisen, Nickel, Kupfer, Chrom, Molybdän, Titan, Wolfram, Zinn, Zink, Rhenium, Indium, Gallium, Tantal, Bor, Iridium, Mangan, Ruthenium, Silicium, Yttrium oder Rhodium). Innerhalb dieser Gruppen wird nach dem jeweiligen Hauptbestandteil differenziert. Es sind über 1400 Dentallegierungen in Deutschland zugelassen (Stand: 2009).Dental Vademekum, Kap. 9.6 Legierungen, S. 715–892, Institut der Deutschen Zahnärzte, Deutscher Ärzteverlag 5. Auflage 1995, ISBN 3-7691-4058-3.
Edelmetalllegierungen Dentalgold 500px|mini|zentriert|Farbvarianten von verschiedenen Dentalgold-Legierungen in Plättchenform von jeweils einem Gramm Dentalgold, d. h. Dentalgoldlegierungen (auch in der Schreibweise „Dental-Goldlegierungen“), umgangssprachlich „Zahngold“,R 115/84 Bundesfinanzhof, Urteil vom 17. April 1986 (Aktenzeichen IV R 115/84): Überschußrechnung; Tauschvorgänge; Zahnarzt; Feingold; Betriebliche Veranlassung; abgerufen am 9. November 2016. oder Goldgusslegierungen, sind Legierungen, die hauptsächlich aus Gold und zusätzlich weiteren Metallen bestehen und in der Zahntechnik zur Ausführung von Inlays, Teilprothesen oder teilweise auch ganzen Zähnen verarbeitet werden. Kommerziell wird Dentalgold dafür in Plattenform („Kronenblech“, Dicke etwa 0,25 mm) oder als Plättchen (Dicke etwa 1 bis 2 mm bei einem Gewicht von etwa 1 g) angeboten.
In Deutschland gibt es etwa 30 Hersteller und Anbieter von Goldgusslegierungen.
Chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften Durch ihre definierte Zusammensetzung zeichnen sich unterschiedliche Dentalgoldlegierungen von durch verschiedene physikalische Eigenschaften wie beispielsweise Härte und Schmelzpunkt sowie durch unterschiedliche Farbe aus. Die folgenden beiden Tabellen mit den Daten von fünf verschiedenen Legierungen erlauben einen exemplarischen Vergleich von chemischer Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften.
+ Zusammensetzung von Dentalgoldlegierungen Legierung Gold (%) Silber (%) Platin (%) Palladium (%) Kupfer (%) Zink (%) Degulor A 87,5 11,5 - 1,0 - - Degulor B 75,7 15,0 1,4 3.3 4,1 0,4 Degulor S (PDF) Degudent. Abgerufen am 10. März 2019. 79,3 12,3 0,3 1,6 5,5 1,0 Degulor M 70,0 13,5 4,4 2,0 4,1 1,2 Degulor MOMarkenübersicht Dentsply Sirona Lab Dental-Legierungen (PDF; 4,6 MB), Abgerufen am 30. Mai 2024. 65,5 14,0 8,9 1,0 10,0 0,5
Physikalische Eigenschaften von Dentalgoldlegierungen Legierung Schmelzbereich°C Brinellhärtekg/mm² Reißfestigkeitkg/mm² Fließgrenzekg/mm² Dehnung% Spez.Gewicht Härte Degulor A 990–1080 58 30 12 36 17,4 extra weich Degulor B 960–1040 82 41 21 36 16,1 weich Degulor S 910–990 80 39 20 42 16,0 weich Degulor C 860–920 115 49 30 43 15,6 mittelhart Degulor M 900–970 145 59 38 34 15,7 hart
Dentalgold als Tauschwährung