DE202010014676U1

DE202010014676U1 - Dubliermasse

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Publication number: DE202010014676U1
Application number: DE202010014676U
Authority: DE
Original assignee: Dentaurum GmbH and Co KG
Current assignee: Dentaurum GmbH and Co KG
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2010-12-23
Anticipated expiration: 2020-10-22

Abstract

Dubliermasse zur Herstellung von Negativabdrücken, insbesondere für die Otoplastik, umfassend 1 bis 4 Gew.% Gellan, 30 bis 60 Gew.% mindestens eines mehrwertigen Alkohols und 30 bis 70 Gew.% Wasser.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dubliermasse zur Herstellung von Negativabdrücken, insbesondere für die Otoplastik.
Gegenstand der Otoplastik ist die Herstellung von Formteilen aus Kunststoff, die in den äußeren Gehörgang des Menschen eingeführt werden, insbesondere als Teil von Hörgeräten oder auch als Gehörschutz. Um ein Formteil passgenau für den individuellen Gehörgang eines Menschen herstellen zu können, wird zunächst mit einer Abformmasse, die in der Regel ein additionsvernetzendes Silikonmaterial umfasst, der Gehörgang abgeformt. Der dabei entstehende Positivabdruck entspricht der Gestalt des herzustellenden Formteils.
Der Positivabdruck wird mit einer flüssigen Dubliermasse umgossen, die nach dem Aushärten bzw. Erstarren einen Negativabdruck bildet, der dann wiederum mit dem Ausgangsmaterial für das herzustellende Kunststoffformteil ausgegossen werden kann. Die verwendete Dubliermasse muss nach dem Aushärten elastische Eigenschaften aufweisen, um die Entfernung des Positivabdrucks zu ermöglichen. Außerdem sollte sie eine möglichst hohe UV-Durchlässigkeit aufweisen, da als Kunststoffmaterial für die Formteile häufig UV-härtende Polymere (insbesondere Acrylate) eingesetzt werden.
Bisher werden in der Otoplastik meist Dubliermassen auf der Basis von Agar als Geliermittel eingesetzt. Wässrige Lösungen von Agar sind bei erhöhten Temperaturen flüssig und bilden beim Abkühlen ein elastisches Gel. Die UV-Durchlässigkeit dieses Materials ist jedoch mit weniger als 40% (bezogen auf UV-A-Strahlung) relativ gering. Zudem ist Agar, welches aus verschiedenen Algenarten gewonnen wird, ein Naturprodukt mit schwankender Zusammensetzung (die Hauptkomponente ist Agarose, ein Polysaccharid aus Galaktoseeinheiten), dessen Eigenschaften somit nicht exakt reproduzierbar sind. Der Schmelz- und Erstarrungsvorgang ist zwar grundsätzlich reversibel, durch eine zunehmende Degradation der Agarose bei höheren Temperaturen kann eine solche Dubliermasse in der Praxis aber meist nicht häufiger als fünfmal wiederverwendet werden.
Als Alternative werden auch Dubliermassen auf der Basis von additionsvernetzenden Silikonen verwendet. Diese weisen zwar eine nahezu 100%ige UV-Durchlässigkeit auf, führen aber im Vergleich zu Agar zu wesentlichen höheren Kosten, da die Silikonmaterialien an sich teurer sind und die Möglichkeit einer Wiederverwendung ausscheidet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Dubliermasse zur Herstellung von Negativabdrücken vorzuschlagen, die eine hohe UV-Durchlässigkeit aufweist und wiederverwendbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dubliermasse, die 1 bis 4 Gew.% Gellan, 30 bis 60 Gew.% mindestens eines mehrwertigen Alkohols und 30 bis 70 Gew.% Wasser umfasst.
Es wurde festgestellt, dass eine derartige Dubliermasse äußerst vorteilhafte Eigenschaften aufweist, insbesondere im Vergleich zu Dubliermassen auf der Basis von Agar. Gellan, welches synonym als auch Gellangummi bezeichnet wird, ist ein extrazelluläres bakterielles Polysaccharid, welches durch Fermentation der Stämme Pseudomonas elodea oder Sphingomonas elodea gewonnen wird. Durch dieses biotechnologische Verfahren ist Gellan mit reproduzierbaren Zusammensetzungen und Eigenschaften erhältlich. Die Grundeinheit von Gellan ist ein sich wiederholendes Tetrasaccharid, welches aus einer Rhamnose-, einer Glucuronsäure- und zwei Glucoseeinheiten besteht.
Die UV-A-Durchlässigkeit von aus der erfindungsgemäßen Dubliermasse hergestellten Negativabdrücken liegt im Bereich von 60 bis 80%, d. h. sie ist etwa eineinhalbfach bis doppelt so hoch wie die UV-A-Durchlässigkeit von Negativabdrücken auf der Basis von Agar.
Die erfindungsgemäße Dubliermasse ist bei erhöhten Temperaturen flüssig, wobei das Gellan typischerweise bei einer Temperaturen von ca. 95°C aufgeschmolzen bzw. aufgelöst wird. Im Gegensatz zu Agar ist Gellan bis mindestens etwa 120°C temperaturbeständig, sodass die Recyclingrate ebenfalls deutlich höher ist, was zu entsprechenden Kosteneinsparungen führt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Dubliermasse bis zu fünfzehnmal wiederverwendet werden kann.
Beim Abkühlen bildet eine Gellan enthaltende Dubliermasse im Vergleich zu Agar deutlich schneller und bereits bei höheren Temperaturen ein festes Gel, wodurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden kann. Die Geliertemperatur, die von der Gellankonzentration und gegebenenfalls von weiteren Parametern abhängig ist, liegt in der Regel im Bereich von etwa 40 bis 50°C.
Es hat sich gezeigt, dass die hergestellten Negativabdrücke im Vergleich zu Agar auch eine höhere Oberflächenhärte aufweisen, was für die anschließende Herstellung der Kunststoffformteile ebenfalls vorteilhaft ist.
Erfindungsgemäß umfasst die Dubliermasse 1 bis 4 Gew.% Gellan. Innerhalb dieses Bereichs können Negativabdrücke hergestellt werden, die einerseits eine ausreichende Festigkeit aufweisen und andererseits eine genügend hohe Elastizität. Besonders günstig ist es, wenn die Dubliermasse 1,5 bis 2,5 Gew.% Gellan umfasst.
Günstig ist es, wenn das Gellan einen niedrigen Acylierungsgrad aufweist. Das unmittelbar von den Mikroorganismen produzierte Gellan ist an den Hydroxylgruppen der Saccharideinheiten zum Teil mit Essigsäure- und Glycerinsäureresten modifiziert. Diese Acylgruppen können in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt teilweise oder im Wesentlichen vollständig entfernt werden, um ein so genanntes Niederacylgellan zu erhalten, welches sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
Vorzugsweise umfasst die Dubliermasse ein oder mehrere Salze zweiwertiger Metalle, insbesondere Calcium- und/oder Magnesiumsalze. Die Glucuronsäurereste des Gellans liegen als gemischtes Calcium-, Magnesium-, Kalium- und Natriumsalz vor, und durch eine Änderung der Konzentration der zweiwertigen Ionen Ca²⁺ und Mg²⁺ können die Viskosität der Dubliermasse und die resultierende Gelstärke, insbesondere im Fall von Niederacylgellan, in einem gewissen Bereich eingestellt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gellan mehrere Fraktionen, die einen unterschiedlichen Acylierungsgrad aufweisen. Durch eine Mischung von Niederacylgellan mit acyliertem Gellan in unterschiedlichen Verhältnissen können ebenfalls die Eigenschaften der Dubliermasse, insbesondere die Elastizität der hergestellten Negativabdrücke, eingestellt und an die jeweiligen Erfordernisse angepasst werden.
Neben dem Gellan und Wasser umfasst die Dubliermasse erfindungsgemäß 30 bis 60 Gew.% mindestens eines mehrwertigen Alkohols. Dieser dient als Weichmacher und trägt ebenfalls zu den vorteilhaften elastischen Eigenschaften der hergestellten Negativabdrücke bei. Der mindestens eine mehrwertige Alkohol ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Glycerin, Zuckeralkohole (z. B. Sorbit oder Mannit), Propylenglykol, Polyethylenglykol und Mischungen hiervon, wobei die Verwendung von Glycerin besonders bevorzugt ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Dubliermasse 45 bis 55 Gew.% des mindestens einen mehrwertigen Alkohols, insbesondere Glycerin, umfasst.
Die erfindungsgemäße Dubliermasse kann neben dem Gellan noch ein oder mehrere weitere Polysaccharide umfassen. Durch solche Zusätze können die Eigenschaften der Dubliermasse ebenfalls modifiziert werden, z. B. ist eine Erhöhung der Elastizität der hergestellten Negativabdrücke möglich. Das oder die Polysaccharide sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe umfassend Agar, Xanthan, Pektine, Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl und modifizierte Cellulosen, insbesondere Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylcellulose.
Der Anteil des oder der weiteren Polysaccharide an der Dubliermasse beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3 Gew.%, wobei der Anteil jeweils unterhalb des Gellananteils liegen sollte.
Alternativ oder zusätzlich zu weiteren Polysacchariden kann die erfindungsgemäße Dubliermasse auch Polypeptide zur weiteren Modifikation ihrer Eigenschaften umfassen, insbesondere Gelatine.
Die erfindungsgemäße Dubliermasse weist bevorzugt eine Viskosität bei 50°C von 100 bis 400 mP·s auf. Eine Viskosität innerhalb dieses Bereichs ist für die Verarbeitung der Dubliermasse z. B. im Rahmen der Otoplastik besonders vorteilhaft. Dabei kann die Viskosität gegebenenfalls mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Parameter, wie z. B. dem Anteil und dem Acylierungsgrad des Gellans sowie der Konzentration von zweiwertigen Metallionen in der Dubliermasse, eingestellt werden.
Die Dubliermasse kann ferner einen Entschäumer umfassen, um die Schaumbildung nach dem Aufschmelzen des Gellans zu unterdrücken und das Entstehen von Luftblasen in dem hergestellten Negativabdruck zu vermeiden. Die Konzentration des Entschäumers liegt günstigerweise im Bereich von 0,01 bis 0,05 Gew.%.
Ferner kann die Dubliermasse ein Konservierungsmittel umfassen, um die Haltbarkeit zu erhöhen. Die Konzentration des Konservierungsmittels liegt dabei typischerweise im Bereich von 0,3 bis 0,8 Gew.%.
Die erfindungsgemäße Dubliermasse eignet sich aufgrund Ihrer vorteilhaften Eigenschaften insbesondere für die bereits eingangs beschriebene Verwendung im Rahmen der Otoplastik. Sie ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt, sondern kann z. B. auch zur Herstellung von Negativabdrücken im Dentalbereich oder in anderen Bereichen der Medizin eingesetzt werden.
Beispiel
Erfindungsgemäße Dubliermassen wurden unter Verwendung eines Gellans mit einem niedrigen Acylierungsgrad hergestellt, welches unter der Bezeichnung KELCOGEL^® von der Firma CP Kelco vertrieben wird. Hierbei handelt es sich um ein Produkt mit einem hohen Reinheitsgrad und reproduzierbarer Zusammensetzung.
Die hergestellten Dubliermassen wiesen folgende Zusammensetzung auf:

Gellan (KELCOGEL^®): 1,5 bis 2,5 Gew.%

Glycerin: 45 bis 55 Gew.%

Agar: 0,5 bis 1,5 Gew.%

Entschäumer: 0,03 Gew.%

Konservierungsmittel: 0,5 Gew.%

Wasser: 45 bis 55 Gew.%
Sämtliche Komponenten wurden unter Rühren auf 95°C erhitzt, wobei das Gellan und der Agar aufgeschmolzen wurden. Die resultierenden homogenen Dubliermassen wiesen eine Viskosität bei 50°C im Bereich von 100 bis 400 mPa·s auf.
Beim Abkühlen gelierten die Dubliermassen bei einer Temperatur von 40 bis 42°C. Die entstandenen Gele wiesen eine UV-A-Durchlässigkeit von bis zu 75%, eine Druckverformung von 20 bis 24%, eine bleibende Verformung von 2 bis 4% und eine Weiterreißfestigkeit von ca. 300 mN/mm auf.
Aufgrund der Eigenschaften dieser Dubliermassen bzw. der daraus resultierenden Gele können diese vorteilhaft zur Herstellung von Negativabdrücken, insbesondere für die Otoplastik, eingesetzt werden.

Claims

Dubliermasse zur Herstellung von Negativabdrücken, insbesondere für die Otoplastik, umfassend 1 bis 4 Gew.% Gellan, 30 bis 60 Gew.% mindestens eines mehrwertigen Alkohols und 30 bis 70 Gew.% Wasser.
Dubliermasse nach Anspruch 1, wobei die Dubliermasse 1,5 bis 2,5 Gew.% Gellan umfasst.
Dubliermasse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gellan einen niedrigen Acylierungsgrad aufweist.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein oder mehrere Salze zweiwertiger Metalle, insbesondere Calcium- und/oder Magnesiumsalze.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gellan mehrere Fraktionen umfasst, die einen unterschiedlichen Acylierungsgrad aufweisen.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine mehrwertige Alkohol ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Glycerin, Zuckeralkohole, Propylenglykol, Polyethylenglykol und Mischungen hiervon.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dubliermasse 45 bis 55 Gew.% des mindestens einen mehrwertigen Alkohols umfasst.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dubliermasse ein oder mehrere weitere Polysaccharide umfasst, insbesondere mit einem Anteil von 0,5 bis 3 Gew.%.
Dubliermasse nach Anspruch 8, wobei das oder die Polysaccharide ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Agar, Xanthan, Pektine, Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl und modifizierte Cellulosen, insbesondere Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylcellulose.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dubliermasse ein oder mehrere Polypeptide, insbesondere Gelatine, umfasst.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dubliermasse eine Viskosität bei 50°C von 100 bis 400 mPa·s aufweist.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dubliermasse einen Entschäumer umfasst, insbesondere in einer Konzentration von 0,01 bis 0,05 Gew.%.
Dubliermasse nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dubliermasse ein Konservierungsmittel umfasst, insbesondere in einer Konzentration von 0,3 bis 0,8 Gew.%.