Procédé pour la fabrication d'une dent en porcelaine
et dent en porcelaine obtenue par ce procédé
L'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une dent en porcelaine qui comporte les opérations suivantes :
la cuisson d'une substance céramique pour former un corps dont le dos comporte une concavité,
l'application sur la surface, soit sur le fond et/ou les parois latérales de cette concavité d'un mélange d'une poudre vitreuse présentant un point de fusion plus bas que celui dudit corps et ce en au moins une couche.
l'application subséquente sur cette surface d'une pluralité de billes présentant un point de fusion plus élevé que celui de cette poudre,
la fusion de cette poudre et le refroidissement de celle-ci pour fixer ledit groupe de billes uniformément sur le dos de ce corps,
et
l'exécution d'au moins un trou courbe au travers de ce corps entre le dos de celui-ci en dehors de cette cavité et à l'intérieur de cette cavité.
L'invention a également pour objet la dent en porcelaine obtenue par ce procédé.
Parmi les procédés existants pour la fixation de dents en porcelaine sur une cape ou couronne désirée les procédés faisant usage de pivot en or ou en alliage doivent tre mentionnés en premier. Toutefois dans ces procédés existants certains inconvénients sont posés par la différence de caractéristiques entre les deux matériaux céramique et métal, tels que les différences d'expansion, mauvais mouillage ou mauvaise adhésion l'un à l'autre etc., ce qui résulte fréquemment dans la rupture au point de contact.
En outre des dents en porcelaine montées sur des capes en or sont connues actuellement mais du fait que ces dents en porcelaine sont fixées sur les capes à l'aide de pivots métalliques ou de, plaques, il en résulte des efforts inégaux de sorte que de telles constructions sont généralement faibles en tant que tout.
Un autre procédé consiste à fixer la dent en porcelaine sur une cape en plastique, c'est-à-dire en pratiquant des trous dans la partie centrale de la dent en porcelaine et en remplissant ceux-ci avec une matière plas- tique. Ce procédé de maintien n'est pas suffisant, est faible, et donne lieu à des cassures ou éclatements au point de fixation.
En outre l'un des graves défauts des dents de porcelaine fixées à l'aide des procédés actuels consiste en ce qu'il est nécessaire de prévoir lorsque la dent en porcelaine est fixée à l'aide d'un pivot métallique, d'une plaque en métal ou d'un poteau, un corps plus épais de la dent en porcelaine. Particulièrement lorsqu'une telle dent est fixée sur une base artificielle ou sur une couronne, la forte épaisseur du corps de celle-ci entraîne certains problèmes indésirables nécessitant le décapage du corps ou le découpage d'une partie de pivot ce qui entraîne des difficultés de fabrication.
Dans les dents en porcelaine présentant la nouvelle structure de fixation décrite dans la présente invention les billes de verre ou de métal sont fixées uniformément sur la surface par un procédé de chauffage ou de fusion.
En conséquence l'épaisseur du corps de la dent en porcelaine peut tre faite de 1 mm ou plus mince. En outre étant donné que la totalité de la surface arrière peut tre utilisée comme surface de fixation il devient possible de fixer la matière plastique sur cette surface ou mme de cimenter grâce à cette structure de fixation. Grâce au procédé décrit ci-dessous des forces de fixation particuliè- rement élevées peuvent tre obtenues qui n'ont jamais été réalisées par les méthodes existantes.
Selon cette invention la fixation du corps peut tre effectuée très simplement et facilement contrairement à ce qui est le cas dans les procédés existants. En conséquence en utilisant des dents en porcelaine selon la présente invention, une adhésion idéale peut tre obtenue entre la céramique de la porcelaine et la matière plastique de la cape ou entre la céramique et la cape métallique ce qui n'a jamais été obtenu dans les procédés de fixation connus utilisant des pivots en or, etc.
Dans la description qui va suivre on se référera aux dessins dans lesquels :
La fig. la illustre l'arrière d'une dent en porcelaine avant que la structure de fixation y soit apposée.
La fig. lb illustre une coupe suivant la ligne A-A de la fig. la.
La fig. 2a illustre la face arrière d'une dent en porcelaine une fois qu'elle a été munie de la structure de fixation.
La fig. 2b illustre une coupe suivant la ligne B-B de la fig. 2a.
La fig. 3 illustre une coupe suivant la ligne C-C de la fig. 2a.
Comme illustré aux fig. la et lb un corps de dent 10 de préférence en porcelaine est cuit dans une forme dont la face arrière est de préférence concave. Dans ces figures, le chiffre 1 illustre le fond de la concavité la pratiquée dans l'arrière du corps de la dent 10, l'épaisseur de la dent à proximité de front de la concavité étant de préférence d'environ 1 mm, 2 et 3 représentent tous deux les parois latérales de la dent en porcelaine, 2'et 3' représentent les surfaces latérales de la concavité la et 4 indique la surface arrière de l'extrémité supérieure 4a de la dent en porcelaine.
L'épaisseur de ces parois laté- rales 2 et 3 du haut 4a et de préférence de 2 à 3 mm tandis que la largeur du fond de la concavité est en gé- néral comprise entre 2,5 et 3 mm dans la portion médiane antérieure de la dent.
Les fig. 2 et 3 illustrent de quelle façon les corps de fixation sont fixés sur la surface arrière de la dent en porcelaine. Ces figures montrent un groupe de billes 5 fixées à la concavité, ces billes étant de préférence distribuées uniformément sur le fond 1 comme indiqué ici ou également sur les parois latérales 2'et 3'de la concavité la et fixées à celui-ci à l'aide d'une ou plusieurs couches d'un matériau de jointement qui est de préfé- rence du verre fondu ou de la poudre de porcelaine.
Comme indiqué à la fig. 2a plusieurs trous, une paire dans 1'exemple illustré, sont percés à partir de la partie centrale de la surface arrière 4 de la partie supérieure en direction de la concavité la formant un angle aigu s'ouvrant vers l'intérieur et en arrière au travers de la partie supérieure 4a vers la paroi interne de la surface de la concavité la et donc en direction du repère 6', de manière à former des passages 6,6'. Ces trous traversant 6-6'peuvent tre rectilignes comme indiqué ici ou courbes sur une partie. Le diamètre de ces trous est de préférence d'environ 1 mm. De tels trous laissent en général une zone biseautée 7.
Les billes 5 forment à l'en- droit où elles sont fixées sur le corps des fentes qui avec les trous 6 reçoivent normalement, et sont interconnec- tées avec, un matériau adéquat utilisé pour fixer la dent la à une cape adéquate non illustrée.
Comme décrit plus haut les billes 5 peuvent tre fixées sur les parois latérales 2'et 3'de la concavité, mais à leur place plusieurs trous ou fentes peuvent tre perces soit droits soit en liaison sur les parois latérales 2', 3'de la concavité. Des gorges latérales peuvent tre fraisées le long des parois latérales 2'et 3'.
Les billes 5 sont en verre dans la forme d'exécution préférée de l'invention et sont de préférence en chaux sodée ordinaire ou dans une autre céramique comprenant les types spéciaux de verre qui possèdent un point de fusion approximativement compris entre 800 et 9000C.
La composition du verre est de préférence de 62 à 80 % de SiO2, 1-12 /o de CaO, 1-4 /o de MgO, 0, 8 10/o de B203, 12-14% de Na2O, 0-5 % de Aloi, 0-8 % de
BaO. Toutefois on peut également utiliser un verre dont la composition comporte 0,5-30 % de TiOo, 2-35 % de
SiO2, 1-35 % de A1203, 0-12 % de Bo s, 0, l-1, 1 % de Li2O, 0-19 % de Na2O, 0-5 % de BaO, 0-5 % de
CaO, 0-5 % de ZnO, et contenant également du MgO, K20, Ars203, PbO, FAg, SrO, etc.
En tant qu'exemple, on peut mentionner un verre consistant en 2,33 % de Silos, 28,86 % de TiO., 9 % de B203, 7,61 % de A1203, 45,55 % de BaO, 1-12 % de SrO, 4,12% de ZnO, 0,9% de Nua. 0, 0,24% de
CaO, 0,16 % de Ag.
La dimension adéquate des billes de verre est de 0, 8 à 1, 4 mm de diamètre. Des billes de verre plus petites présentant un diamètre inférieur à 0.8 mm ne peuvent pas tre utilisées comme fixation à cause du fait qu'elles laissent un trop petit espace en surplomb une fois qu'elles ont été soudées et donnent lieu très souvent à des solidités inférieures à 10 kilos.
(La solidité est mesurée suivant la méthode de test ordinaire pour les dents en porcelaine selon laquelle l'arrière d'une dent en porcelaine est soudée à une surface métallique de manière à former un angle de 45"entre la dent et la surface de métal qui présente un pivot de fixation, en utilisant un adhésif plastique, une force étant alors exercée sur la dent paral lèlement par rapport à la surface de métal, la force requise pour disloquer la dent de la surface étant désignée comme la tension de rupture. La mme méthode est utilisée partout dans cette description).
D'un autre côté lorsque le diamètre des billes de verre est supérieur à 1,4 mm elles sont trop grosses pour tre introduites dans la concavité de l'arrière de la dent en porcelaine et sont donc inadaptées aussi bien dans leur apparence que dans leur utilité.
Dans la plage précitée différents essais ont été réalisés en utilisant l'incisive centrale pour des comparaisons de tension et un essai dans lequel 15-20 billes de 1 mm
0, 1 mm ont été fixées uniformément sur une surface de 5,5 fois 10 mm a donné la tension la plus élevée de 20 à 30 kg. Le rapport de la surface utilisée par les billes à la surface utile pour la fixation était de 60-70 % par unité de surface. Lorsque le nombre de billes diminue, la densité diminue en conséquence, ce qui a pour effet de donner des tensions plus faibles que 20 kg dans certains cas. Et lorsque la densité excède cette limite d'adhésion entre les billes de verre et le plastique ou ciment décroît ce qui donne des résultats insatisfaisants et instables compris entre 12 et 15 kg dans plusieurs cas.
En utilisant un montage en éclisse à la place de l'uti- lisation sur une cape d'une dent artificielle des billes de 0,8-1 mm en diamètre sont préférées. Comme le diamètre du pivot en métal coulé devant tre planté dans la racine de la dent est généralement environ 1 mm et qu'il doit tre inséré à partir de la couronne dans la racine de la dent afin d'tre ensuite fixé en position, le pivot est facilement introduit dans la position correcte lorsque l'on utilise des billes d'un diamètre de 0,8-1 mm, ce qui permet également d'obtenir une tension satisfaisante de l'ordre de 20 à 30 kg.
En conséquence dans cette utilisation particulière de l'invention les dimensions adéqua- tes des billes devant tre utilisées sont de 0,8-1 mm en diamètre et le rapport adéquat entre la surface occupée par les billes et la surface est environ de 60 % par unité de surface. D'une façon générale du fait que les dents inférieures sont plus petites en dimension, les billes d'envirion 0,8 mm en diamètre sont spécialement bien adaptées à l'exécution de cette invention lui donnant une facilité d'exécution et également une haute solidité.
La poudre vitreuse fine ou la poudre substantiellement vitreuse devant tre utilisée pour jointoyer les billes de verre ou de métal sur le corps en porcelaine de la dent doivent présenter un point de fusion adéquat et un pouvoir adhésif suffisant. Le point de fusion des billes de verre est de préférence entre environ 8500 C (800 950 C), et celui des billes de métal est de préférence de l'ordre de 1100 C. En conséquence des matériaux de jointement présentant un point de fusion inférieur à ceuxci et également inférieur à celui du corps de la dent en porcelaine doivent tre utilisés lors de la fixation.
Comme poudre vitreuse pouvant tre utilisée pour le jointement des billes de verre sur le corps de la dent en porcelaine on peut utiliser celle présentant la composition suivante 29-70 % de SiO2, 2-10 % de CaO, 2-15 % de Na., O (ou K2O), 5-30% de BSO3, 1-8 % de MgO, 0-15 % de AI, 03.
A titre d'exemple la composition suivante peut tre utilisée 50,8% de Si02, 2,52% de Au203, 11,6% de Na. O. 7,87% de CaO, 20,6% de B., 4, 61 % de
MgO.
Une autre composition utilisable serait la suivante : 49,8"/o de Six-,, 8,7 O/o de AI, O,, 2,328/o de Na2O, 6, 11 o/o de CaO,"25, 2 /o de B203, 7,78 /o de MgO.
Des poudres vitreuses présentant des compositions telles que mentionnées ci-dessus ont des points de fusion de l'ordre de 700-8000 C et adhèrent puissamment au corps de la dent en porcelaine ainsi qu'aux billes de verre. Dans la mise en pratique de la présente invention l'utilisation de produits en porcelaine, d'une matière de jointoiement présentant une poudre fine vitreuse et des billes de verre dont la composition et 1'expansion thermique sont semblables est préférée de manière à maintenir de façon satisfaisante et à éliminer tous les problè- mes dus aux déformations.
Selon cette invention des billes de porcelaine peuvent tre utilisées à la place des billes de verre. De telles billes de porcelaine présentent de préférence la composition suivante 10-75 % de SiO2, 10-89 % de Aloi, 0,5-13 % de Na O (ou K20 ou CaO), 0-9 % de MgO.
Elles sont cuites à une température relativement haute telle qu'en dessus de 1300 C.
Lorsque des billes en porcelaine et des billes en verre sont comparées les secondes ont une plus grande transparence et ne donnent pas d'effet coloré au corps de la dent en porcelaine. En outre les billes en verre sont supérieures en ce que elles sont plus belles et plus solides, élastiques, et faciles de fabrication. Les billes en porcelaine par contre présentent une transparence plus faible et sont relativement malaisées de fabrication. Toutefois une fois qu'elles sont réalisées elles sont tenaces à la cuisson, solides contre les déformations et en consé- quence présentent une tension plus élevée.
Des exemples préférés de telles billes en porcelaine sont les billes en porcelaine réfractaire présentant la constitution de 67,2 % de A1203, 1,67% de MgO, 31,2 % de SiO2, 2,3 % de NaSO, ou des billes réfractaires présentant la composition suivante 72 % de A1 03, 28 % de SiO, ou des billes avec la composition de 89 % de A1203, 0,1 % de MgO, 10 % de Six,, ou des billes de feldspath dont la composition est de 69, 99 % de Six.,, 17,27 % de Al203, 12,74 % de Na20, ou des billes en porcelaine dure d'une composition de 62,5 % de SiO2, 36,5 % de Aloi,
1 % de Na2O.
Lorsqu'elles sont utilisées convenablement, elles donnent des tensions de rupture de l'ordre de 20-30 kg.
Il est également fait mention de billes en métal. De manière à prévenir l'oxydation pendant le traitement thermique à 1000 C, on utilise un alliage consistant prin cipalement de Au-Pd-Pt. Les billes de métal sont soudées mais elles présentent une tendance à noircir, ce qui reflète une couleur sombre sur le corps de la dent en porcelaine. Si l'on considère le prix et la simplicité de fabrication les billes en verre sont plus avantageuses.
Comme substance de jointoiement de la fine poudre de verre telle que mentionnée ci-dessus peut tre utilisée pour jointoyer les billes de métal comme dans le cas des billes de verre. Des exemples de constitution adéquate pour la fixation de billes de métal sont par exemple les suivantes.
1.59-85 % de Au, 8-30 % de Pt, 1,5-12 % de Pd, 0,2-10 % de Ir, 0-2,5 % de Ag, 0-1 % de Sn. Cet alliage de métal est résistant à la chaleur et présente un point de fusion en dessous de 1100 C.
2.85 % de Au, 10 % de Pt, 2 % de Pd, 1 % de Sn, 2 % de Ag, avec une dureté Brinnel de 90.
3.70% deAu, 22% dePt, 6,0 % de Pd, 2 % de Ir, avec une dureté Brinnel de 120.
4.80 % de Au, 12 % de Pt, 5 % de Pd, 0,5 % de Ir, 2,5 % de Ag, avec une dureté Brinnel de 100.
Exemple 1
Sur la surface concave arrière (5,5 x 10mm) d'une dent en porcelaine qui a été cuite dans une forme concave et qui présente un corps d'une épaisseur de 1 mm, de la gomme Arabic est disposée, puis la fine poudre vitreuse passant au travers d'un tamis de 200 mailles et consistant dans un matériau vitreux de 25,5 % de SiO2, 5 % de feldspath, 47,5 % de borax, 11,5 % de CaCO3, et 10 % de MgCO3, mélangée avec de l'eau pour former une pâte fluide est appliquée avec une brosse.
Puis sur cette surface des billes de verre, environ 15-20 en nombre et d'un mm en diamètre qui sont constituées de 63 % de SiO2, 1,2 % de CaO, 1 % de MgO, 2 % de B Og, 14 % de Na2O, 0,5 % de A1203 et 7,5 % de BaO, sont disposées uniformément et cuites pour plusieurs minutes à une température de 8000 C laissant fondre la poudre vitreuse et souder les billes de verre sur le corps de la dent en porcelaine. Dans la composition des billes, environ 10 à 20 % de poudre vitreuse fine est additionnée au groupe de billes mélangée avec de l'eau et appliquée sur la surface. La dent en porcelaine ainsi obtenue a présenté une tension à la rupture de 30kg.
Plusieurs tests ont été effectués de cette manière en utilisant différentes dimensions de billes et en changeant la densité de la distribution de ces billes (c'est-à-dire le nombre de ces billes) et les résultats obtenus ont montré que des tensions de rupture suffisantes pouvaient tre obtenues lorsque les billes de plus de 0,5 mm en diamètre sont utilisées lorsque le matériau plastique était utilisé comme un matériau de cimentation. Le pouvoir adhésif augmente lorsque le diamètre des billes augmente et en ce qui concerne le pouvoir de fixation des dents en porcelaine de bons résultats ont été obtenus lorsque les billes d'environ 1 mm en diamètre ont été utilisées. Le nombre adéquat de billes était 15 à 20 avec des billes de 1 mm en diamètre.
Exemple 2
L'essai a été effectué sur une dent en porcelaine présentant un corps mince qui était constitué de feldspath ou d'une substance céramique vitreuse dont l'arrière était formé par un plan ou par une concavité dont l'épaisseur était d'environ 1 mm et qui a été cuite dans cette forme.
En utilisant des alliages consistant en (1) 67 % à 68 % de
Au, 22% de Pt, 6-8 % de Pd et 2-4 % de Ir, ou (2) 85 % de Au, 10 % de Pt, 2 % de Pd, 1 % de Sn et 2 % de Ag respectivement, des billes de 0,5-1,2 mm ont été constituées.
En utilisant un ciment qui a été obtenu en additionnant plus de 1 % de K20 et 3 % de B203 au matériau céramique de la dent en pilant ou pulvérisant le mélange ou en utilisant la poudre vitreuse mentionnée dans 1'exemple 1 (passant au travers d'une grille à maille de 200) des billes de métal ont été fixées sur la partie arrière du corps à une température voisine de 1000 C dans le cas (1) et 800-1050 C pour le cas (2). Puis de la poudre vitreuse a été posée finement sur la surface du corps en porcelaine et un mélange de billes de métal et 10-20 % de poudre vitreuse a été déposé par-dessus puis à la température précitée le spécimen a été cuit pour quelques minutes.
Les dents en porcelaine ainsi obtenues peuvent adhérer non seulement sur une cape en plastique mais également sur des capes en métaux à l'aide de ciment ou par le moulage de métaux.
Les dents en porcelaine ainsi obtenues ont donné des tensions de rupture plus grandes que 20 kg lorsque des billes de 0,8 mm en diamètre ont été utilisées.
Des investigations sur la manière de casser des dents artificielles ont été conduites. Tandis que les dents en porcelaine existantes montées sur pivot cassent à proximité du pivot, les spécimens réalisés selon la présente invention restent monolithiques jusqu'à ce que des craquelures apparaissent sur toute leur surface ce qui montre l'adhésion ferme et uniforme sur tout le contact ou sur toute la surface portante. Il a été trouvé en inspectant la façon dont s'effectue l'enlèvement des morceaux de l'arrière après la cassure que les billes de verre restent telles qu'elles sont et qu'une certaine partie du corps de la dent en porcelaine a été arrachée.
Ceci tend à montrer de façon perceptible qu'il existe non seulement entre les billes de verre et la cape en matière plastique mais également entre les billes de verre et le corps en matière céramique de la dent, une adhésion mutuelle suffisante.
Pour obtenir des meilleurs résultats encore il est recommandé de ne pas utiliser une sélection au hasard de la poudre vitreuse fine comme matériau de cimentage mais d'essayer d'utiliser un ciment dont la constitution soit ausi proche que possible de celle du matériau céramique.
A ce stade il sera nécessaire de sélectionner le ciment dont le point de fusion est plus faible que celui de la porcelaine constituant la dent et des billes. Afin d'éliminer la formation de tensions internes des matériaux ayant des coefficients d'expansion similaires doivent tre sélectionnés.
Lors de l'utilisation de dents en porcelaine préparées selon cette invention l'ajustage de la surface utile des dents est mieux fixé, leur forme plus naturelle, et mieux arrangées comme tout.
En outre des dents en porcelaine préparées selon la présente invention peuvent également tre fixées sur une cape en métal en utilisant du ciment et des essais ont montré que sous un effort de plus de 13 kg des parcelles de ciment ont été arrachées avec les billes de verre qui étaient intactes. Ceci montre bien que les dents réalisées selon la présente invention peuvent tre appliquées avec satisfaction à n'importe quelle cape.
Dans le cas où l'on utilise des billes de métal comme dans le cas où l'on utilise des billes de verre elles adhèrent parfaitement jusqu'à ce que des craquelures apparaissent lors de la cassure totale, ce qui montre la supériorité de l'effet adhésif à tout ce qui s'est fait jusqu'à présent.