UN MATERIAL PARA FORMAR UN CQRONAM8ENTO DENTAL EN LA PREPARACIÓN DE UNA RESTAURACIÓN DENTAL
CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona con una composición de material dental para usarse en formar una estructura de metal poroso y coronamiento dental en la preparación o reparación de una restauración dental.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la prostodontia de corona y puente, los coronamientos de metal se usan convenientemente para formar la subestructura de una restauración dental tal como una corona y/o un puente. El coronamiento de metal debe proporcionar la resistencia estructural y requerida la rigidez necesaria para que la restauración resista las fuerzas de masticación cuando se está masticando comida. En una restauración dental de cerámica a metal el coronamiento de metal está cubierto con un revestimiento vitrificado de porcelana o acrílico para propósitos primariamente de estética. De forma deseable, el coronamiento de metal también debe proporcionar una relación biocompatible con el tejido gingival en el margen de la restauración dental. Tradicionalmente el coronamiento dental estaba formado de metal vaciado usando una operación de vaciado convencional. Durante los últimos veinte años un procedimiento
substituto que usa una composición de base de partículas metálicas para formar el coronamiento de metal ha sido introducido a la profesión dental y ha llegado a ser aceptado ampliamente como un reemplazo para el coronamiento vaciado tradicional. En este procedimiento substituto la composición de base de partículas metálicas se forma y/o se moldea sobre una matriz en una configuración deseada y luego se trata con calor a una estructura porosa que forma el coronamiento dental con la incorporación de un material rellenador según una operación de tratamiento térmico subsecuente. La adición de material rellenador se requiere para solidificar la estructura porosa en una masa sólida representativa del coronamiento dental acabado antes de la colocación del coronamiento dental en la boca del paciente. El material dental de elección para formar un coronamiento dental de esta manera es "Captek", una marca comercial registrada de Precious Chemicals Inc., que es una composición que comprende partículas de metal noble como se enseña y describe en las patentes de los EE.UU. Nos. 4,742,861; 4,814,008; 4,990,394; 5,234,343 y 5,336,091, las descripciones de las cuales están incorporadas en la presente como referencia. Como se describe en las patentes mencionadas anteriormente un coronamiento dental se forma de una composición de material de base que comprende una combinación de partículas metálicas de temperatura de fusión alta y partículas metálicas de temperatura de fusión baja combinadas en una matriz
que preferentemente debe incluir un aglutinante volátil. Otros constituyentes menores pueden ser incluidos, tales como partículas de carbón activado. Las partículas metálicas de temperatura de fusión alta y baja se seleccionan para proporcionar una característica de fusión que se encuentra respectivamente arriba y abajo de la temperatura del tratamiento térmico a la cual se va a sujetar el material compuesto de metal para formar el coronamiento dental. Por consiguiente, las partículas metálicas de temperatura de fusión baja deben tener una temperatura de fusión para provocar que las partículas metálicas de temperatura de fusión baja se fundan en o por debajo de la temperatura de tratamiento térmico seleccionada mientras que las partículas metálicas de temperatura de fusión alta deben tener una temperatura de fusión por arriba de la temperatura de tratamiento térmico seleccionada, de modo que esencialmente no se fundirán durante el tratamiento térmico. El aglutinante volátil puede estar compuesto de un material tal como cera dental, que debe vaporizarse durante el tratamiento térmico. El proceso de tratamiento térmico puede involucrar más de una etapa de tratamiento térmico usando diferentes temperaturas de tratamiento térmico, o puede involucrar el uso de una temperatura graduada. En este caso las partículas metálicas de temperatura de fusión alta y baja todavía se distinguen unas de las otras por el hecho de que las partículas metálicas de temperatura de fusión baja deben fundirse todas durante el tratamiento térmico, mientras que las partículas
metálicas de temperatura de fusión alta esencialmente no se funden durante el tratamiento térmico. Puesto que el tratamiento térmico ocurre durante un intervalo de tiempo dado que es variable, poca o ninguna fusión de las partículas metálicas de temperatura de fusión alta debe ocurrir a pesar del intervalo de tiempo seleccionado de tratamiento térmico, o la estructura porosa formada durante el tratamiento térmico se contraerá y resultará en un defecto. Aunque este material y procedimiento dental relativamente nuevos para formar un coronamiento dental han recibido una amplia aceptación en la profesión dental, una considerable cantidad de conocimiento técnico se requiere actualmente del técnico de laboratorio dental o del dentista al usar el material para formar apropiadamente el material sobre la matriz, particularmente en el margen y para tratar térmicamente el material. La necesidad de adquirir tal conocimiento térmico ha inhibido a muchos laboratorios y profesionales individuales de usar este material y procedimiento sobre una base consistente. Obviamente, un material dental que requiriera menos conocimiento técnico para formar el coronamiento dental incrementaría la conveniencia para usar tal material en la preparación de una restauración dental y/o apara reparar las restauraciones existentes. La composición dental de la presente invención es una modificación en la formulación de la matriz de partículas metálicas enseñada en las patentes mencionadas anteriormente y representa
una mejora substancial porque la composición de material de la presente invención permite que el material sea formado y tratado térmicamente con mucho menor conocimiento técnico y poca o ninguna supervisión de seguimiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El material dental de la presente invención es una composición que comprende un material compuesto de partículas de metal en una matriz de partículas de metal que incluye partículas metálicas de temperatura de fusión baja y al menos entre 35% a 85%, preferentemente 65%, de partículas metálicas de temperatura de fusión media por volumen y las partículas metálicas de temperatura de fusión media poseen una característica de fusión durante el tratamiento térmico para provocar que las partículas metálicas de temperatura de fusión media se fundan parcialmente durante un tiempo de tratamiento térmico de entre 1 a 10 minutos, preferentemente de 3 a 6 minutos, a entre 1,000° C y 1,200° C, tal que todas las partículas metálicas de temperatura de fusión baja se han fundido y al final de tratamiento térmico al menos substancialmente todas las partículas metálicas de temperatura de fusión media se han fundido parcialmente en un grado limitado, en donde aproximadamente 4% a 50% por volumen de la masa de partícula de cada una de tales partículas metálicas de temperatura de fusión media de ha fundido y las partículas metálicas de temperatura de fusión baja representan lo restante de
la composición de partículas metálicas o incluyen un porcentaje relativamente menor de partículas metálicas de temperatura de fusión alta. Las partículas de temperatura de fusión media y las partículas metálicas de temperatura de fusión alta, si se incluyen, deben ser delgadas y de geometría no esférica y preferentemente en forma de escamas delgadas que tienen uno o más bordes rugosos. Limitando el grado al cual todas o substancialmente todas las partículas de temperatura de fusión media se funden durante el tratamiento térmico de modo que no más del 50% por volumen de cada partícula se funde y preferentemente entre 10 a 25% por volumen de cada partícula se funde, se formará una estructura de esqueleto poroso, que no se contraerá como resultado del tratamiento térmico 'y requerirá poco o ningún entrenamiento para usarla. Sin embargo es esencial para la presente invención que todas o substancialmente todas las partículas de temperatura de fusión media se fundan al menos parcialmente durante el tratamiento térmico al grado de que arriba de aproximadamente 4% por volumen de cada partícula se ha fundido pero menos de 50% de su volumen y preferentemente entre 10 a 25% y de 10 a 15% es óptimo. La fusión parcial controlada de las partículas de temperatura de fusión media permite que el material sea formado o moldeado a la matriz, aun en los márgenes sin contracción. La porción fundida de cada una de las partículas de temperatura de fusión media se combinan y se
funden con las partículas de temperatura de fusión baja fundidas para mejorar las propiedades, particularmente la estabilidad a la temperatura de la estructura porosa formada a partir de la porción no fundida de las partículas de temperatura de fusión media. La composición puede comprender partículas de temperatura de fusión media solas o en combinación con partículas de temperatura de fusión alta. Por otro lado, se puede usar más de una composición de partículas de temperatura de fusión media para proporcionar mayor control sobre la característica de fusión parcial del contenido total de partículas de temperatura de fusión media en la composición de material dental.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención describe un material dental moldeable que, en general, se enseña en las Patentes de los EE.UU. Nos. 4,742,861; 4,814,008; 4,990,394; 5,234,343 y 5,336,091, las descripciones de las cuales están incorporadas en la presente como referencia para formar, reparar o restaurar restauraciones dentales usando cualquier matriz de trabajo no refractaria o refractaria de piedra, metal o polímero convencional. Más específicamente, el material dental de la presente invención es una composición moldeable que comprende partículas de metal de temperatura de fusión media solas o en combinación con partículas de metal de temperatura de fusión alta, partículas de metal de temperatura de fusión baja y un aglutinante volátil. Con el
tratamiento térmico, el aglutinante debe vaporizarse formando un esqueleto o estructura semejante a esponja porosa, tridimensional que tiene una red capilar de huecos múltiples distribuidos uniformemente a lo largo de la estructura, con un volumen de hueco preferentemente arriba de aproximadamente veinte por ciento (20%) y hasta un volumen de hueco de ochenta por ciento (80%). El aglutinante puede ser cualquier vehículo adecuado que se vaporizará con el tratamiento térmico, para facilitar la formación de una estructura porosa. El aglutinante preferido está compuesto substancialmente o enteramente de cera, y lo restante, si existe alguno, de un compuesto orgánico o de hidrocarburo para controlar la maleabilidad del material dental. El término "cera", para los propósitos de la presente invención, significa cualquiera cera natural, cera mineral, o cera orgánica, o combinaciones de las mismas. La concentración del aglutinante es preferentemente suficientemente alta para asegurar un volumen de huecos de al menos veinte por ciento (20%). Además de las partículas de metal y el aglutinante, el material dental debe preferentemente contener una pequeña cantidad de partículas carbonáceas preferentemente de carbón activado en una cantidad de entre cinco milésimas de uno por ciento (0.005%) del peso de la mezcla de metal, a aproximadamente dos por ciento (2%) del peso de la mezcla de metal y se prefiere de 0.05% por peso a 0.5% por peso. El componente de partículas de metal de temperatura
de fusión media es crítico para la composición de partículas de metal en el material dental de la presente invención. Las partículas de metal de temperatura de fusión media se selecciona primariamente o enteramente de metales nobles y poseerán una característica de fusión durante el tratamiento térmico dentro de un intervalo de temperatura del tratamiento térmico de entre 1,000° C y 1,200° C para provocar que todas o substancialmente todas las partículas de metal de temperatura de fusión media se fundan parcialmente durante un tiempo de tratamiento térmico de entre 1 a 10 minutos, preferentemente de 3 a 6 minutos, tal que al final del tratamiento térmico las partículas de metal de temperatura de fusión media se han fundido parcialmente pero solo a un grado limitado. Para satisfacer este requerimiento es esencial fundir entre aproximadamente 4% a 50% por volumen de la masa de partículas de cada partícula de metal de temperatura de fusión media durante el tratamiento térmico. El grado de fusión de las partículas de temperatura de fusión media puede ser determinado y verificado con exactitud relativa usando un microscopio de barrido de electrones que tiene al menos una resolución de 3 a 5 nanometros y preferentemente una resolución de entre 1 a 2 nanometros. Se formará una estructura de esqueleto poroso de alta densidad por la porción no fundida residual de las partículas de temperatura de fusión media. Si las partículas de temperatura de fusión media se funden en más del 50% por volumen, la estructura de esqueleto se contraerá durante el tratamiento térmico. En general, una
estructura que se contrae durante el tratamiento térmico se considera perjudicial y preferentemente no debe tener lugar en lo absoluto una contracción durante el tratamiento térmico. Esto se logra de acuerdo con la presente invención limitando la cantidad de fusión de las partículas de temperatura de fusión media a entre 10 y 25% por volumen de cada partícula de temperatura de fusión media. A la inversa, se ha encontrado que es esencial alguna fusión parcial de cada una de las partículas de temperatura de fusión media durante el tratamiento térmico para provocar que la porción fundida de las partículas de temperatura de fusión media se combinen con las partículas de temperatura de fusión baja que se funden y formen una mezcla fundida que estabiliza la formación de la estructura porosa aun en los márgenes. La fusión parcial requiere la fusión de las partículas de temperatura de fusión media al grado de al menos aproximadamente 4% por volumen, preferentemente entre 10 y 25% por volumen y de manera óptima entre 10 y 15%. Estabilizando la formación de la estructura porosa el material dental no requiere ningún grado de experiencia para aplicar y moldearlo a la matriz antes del tratamiento térmico. En la medida en que algunas de las partículas de temperatura de fusión media no se funden éstas, en esencia, son equivalentes a las partículas de metal de temperatura de fusión alta. Alternativamente, las partículas de metal de temperatura de fusión alta pueden ser incluidas en la mezcla de
partículas de metal, pero deben estar limitadas a no más de aproximadamente veinte (20%) por volumen de la mezcla en la composición de material y preferentemente menos del 10% por volumen. Al menos 35% a 85% por volumen de la mezcla de partículas de metal en la composición de material debe consistir de partículas de metal de temperatura de fusión media y lo restante consiste de partículas de metal de temperatura de fusión baja o una combinación de partículas de metal de temperatura de fusión baja y una cantidad limitada de partículas de metal de temperatura de fusión alta. En general entre 30 a 60% de la mezcla de partículas consistirá de partículas de metal de temperatura de fusión baja pero preferentemente no más de aproximadamente 50% de partículas de metal de temperatura de fusión baja. Como se indicó arriba la composición de las partículas de metal de temperatura de fusión media se debe seleccionar de metales nobles y preferentemente platino y paladio en cualquier proporción deseada entre si desde cero a cien por ciento además, puede ser agregado primariamente oro, aunque otros constituyentes metálicos en un grado más pequeño pueden ser también agregados, tales como Ag, Cu, Mg, Al, Zn y Re. Por otro lado, pueden ser agregados otros metales del grupo del platino, de elementos del tercero y el cuarto grupo de elementos. Es la proporción del oro y los otros constituyentes lo que controla la característica de fusión de las partículas de metal de temperatura
de fusión media, tal que cada una de las partículas de temperatura de fusión media se fundirán parcialmente dentro de un grado controlado, como se explica hasta ahora. Alternativamente, puede ser usada más de una composición de partículas de temperatura de fusión media para proporcionar un mayor control sobre la característica de fusión parcial del contenido total de partículas de temperatura de fusión media en la composición de material dental de la presente invención. Por ejemplo, pueden ser usadas dos o más composiciones de partículas de temperatura de fusión media para formar el componente total de temperatura de fusión media de la mezcla de partículas de metal y una de las composiciones constituye una porción principal o primaria de entre 75 a 95% del componente total de temperatura de fusión media y los otros representan una porción menor o secundaria. La porción principal puede contener más oro que las otras porciones secundarias y/o las porciones secundarias pueden contener materiales más duros tales como titanio, rodio, estroncio y posiblemente acero inoxidable pueden ser agregados juiciosamente para proporcionar un porcentaje de fusión diferente para las porciones secundarias relativo a la porción primaria durante el periodo de tiempo dado dentro del periodo de tratamiento térmico. Las partículas de temperatura de fusión media deben tener una forma irregular, preferentemente en la forma de escamas tales como plaquetas y deben ser delgadas y planas. Sin embargo, se prefiere que las escamas delgadas también tengan bordes
rugosos. La existencia de bordes rugosos proporciona un mayor entrelazamiento o intercalado de las partículas durante el tratamiento térmico. Las partículas de temperatura de fusión baja están compuestas preferentemente de oro o una aleación de oro, con oro como el constituyente principal. La preferencia por el oro como el constituyente principal del componente de temperatura de fusión baja está basada en sus características conocidas de formabilidad, biocompatibilidad, propiedades de no oxidación, y color. Las partículas de metal de temperatura de fusión baja deben fundirse durante el tratamiento térmico para formar la estructura porosa. Debe entenderse que el tratamiento térmico puede ocurrir en etapas a temperaturas diferentes durante un intervalo de temperatura de entre 1,000° C y 1,200° C. Sin embargo, las partículas de temperatura de fusión media deben poseer una característica de fusión durante el tratamiento térmico durante un tiempo de tratamiento térmico de entre 1 a 10 minutos, preferentemente de 3 a 6 minutos, tal que al final de tal tratamiento térmico substancialmente todas las partículas de metal de temperatura de fusión media se han fundido parcialmente como se explicó arriba. Siguiendo a la formación de la estructura porosa un material rellenador se funde en los huecos de la estructura porosa para solidificar la estructura y formar el coronamiento dental terminado. El material rellenador puede ser cualquier composición de cerámica o metal adecuada, preferentemente una
composición de metal precioso. El material rellenador también puede estar formado de una matriz de partículas mezcladas con un aglutinante de cera o mezcladas con un vehículo líquido para ayudar a esparci rlas. El aglutinante del material rellenador puede tener una composición y concentración similar a la composición y la concentración del aglutinante usado en el material dental para formar la estructu ra porosa.