SE528080C2 - Kemiskt bundet keramiskt material - Google Patents
Kemiskt bundet keramiskt materialInfo
- Publication number
- SE528080C2 SE528080C2 SE0402044A SE0402044A SE528080C2 SE 528080 C2 SE528080 C2 SE 528080C2 SE 0402044 A SE0402044 A SE 0402044A SE 0402044 A SE0402044 A SE 0402044A SE 528080 C2 SE528080 C2 SE 528080C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- range
- glass
- ratio
- strength
- ceramic material
- Prior art date
Links
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 title abstract description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 30
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 18
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 11
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 23
- 239000012620 biological material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 239000003178 glass ionomer cement Substances 0.000 description 3
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 2
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013175 Crataegus laevigata Nutrition 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- MSJMDZAOKORVFC-UAIGNFCESA-L disodium maleate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)\C=C/C([O-])=O MSJMDZAOKORVFC-UAIGNFCESA-L 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000010902 jet-milling Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/831—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising non-metallic elements or compounds thereof, e.g. carbon
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/40—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material
- A61L27/42—Composite materials, i.e. containing one material dispersed in a matrix of the same or different material having an inorganic matrix
-
- A61K6/027—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/15—Compositions characterised by their physical properties
- A61K6/17—Particle size
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/70—Preparations for dentistry comprising inorganic additives
- A61K6/71—Fillers
- A61K6/74—Fillers comprising phosphorus-containing compounds
- A61K6/75—Apatite
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/70—Preparations for dentistry comprising inorganic additives
- A61K6/71—Fillers
- A61K6/77—Glass
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/849—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising inorganic cements
- A61K6/853—Silicates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/849—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising inorganic cements
- A61K6/864—Phosphate cements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/849—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising inorganic cements
- A61K6/873—Carbonates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K6/00—Preparations for dentistry
- A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
- A61K6/849—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth comprising inorganic cements
- A61K6/876—Calcium oxide
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L27/00—Materials for grafts or prostheses or for coating grafts or prostheses
- A61L27/02—Inorganic materials
- A61L27/10—Ceramics or glasses
- A61L27/105—Ceramics or glasses containing Al2O3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
-
- C04B35/806—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
- C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
- C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
- C04B35/82—Asbestos; Glass; Fused silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00836—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for medical or dental applications
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plastic & Reconstructive Surgery (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Dental Preparations (AREA)
Description
528 080 Uppfinningen avser bindningssystem av typen hydratiserande cement, i synnerhet cementbaserade system som omfattar kemiskt bundna keramer i gruppen som består av aluminater, silikater, fosfater, karbonater, sulfater och kombinationer därav, med kalcium som huvudkatjon, och utöver nämnda system minst en andra fas som bidrar till förhöjd defekttolerans. Uppfinningen har särskilt utvecklats för biomaterial för dentala och Ortopediska tillämpningar men kan även användas som fyllnadsmaterial i industriella tillämpningar inom elektronik, mikromekanik etc., eller inom byggnadssektorndematerialiseras.
Uppfinningen avser särskilt problemen rörande kvarstående större defekter som härstammar från porer, bubblor, otillräcklig blandning, en något oaktsam hantering, större inhomogeniteter, som härstammar från råmaterialen, icke- dispergerade områden etc. Dessa defekter, och inte materialets generella mikrostruktur, bestämmer ofta materialets faktiska hållfasthet. För att säkerställa att materialet har någon form av tröskelvärde vad beträffar hållfasthet är det viktigt att hitta ett sätt att demaskera/ avlägsna inverkan av dessa defekter. Att undvika dessa defekter eller att avlägsna dem fullständigt genom en ännu mer noggrann hantering av råmaterialen, utveckla användarens skicklighet etc. är sannolikt ej görligt. Uppfinningen tillhandahåller ett verktyg som minskar den skadliga effekten av dessa emellanåt förekommande defekter genom att hindra eller reducera spänningskoncentrationen kring dessa effekter.
Detta åstadkoms genom införande av fibrer och (hårkristaller (whisker) eller små plattor (p1atelets)) med specificerade storlekar relaterade till defektstorleken hos möjliga defekter som nämnts ovan. Fiberstorleken väljs så, att förrnågatill defektavskärmning erhålls utan att samtidigt en ny defekt erhålls därigenom.
Lämpligt val av storlekar är kopplat till den grundläggande ekvationen för brottmekanik, som beskrivs mer i detalj nedan.
Detaljerad beskrivning av uppfinningen Till skillnad från översiktsartikeln om hållfasta och säkra spröda keramer, ”Strong and safe brittle ceramics - Materials aspects of design with structural ceramics” av L. Hermansson i ”Advanced Ceramics for Structural and Tribological Applications", utg. Hawthorne och Troczynski, 1995, avser 528 030 uppfinningen ej den allmänna mikrostrukturen hos ett material och relaterad hållfasthet utan den praktiska hållfastheten hos ett material med kvarstående oavsiktligt införda större inhomogeniteter. Ur den grundläggande ekvationen för brottmekanik KK; = Y o c1/2, där Kxc = brottseghet i MPam1/2 e = faktisk hållfasthet i MPa c = defektstorlek i meter Y = positions- och formfalštor, teoretiskt mellan 1,12 och 1,98, ofta runt 1,7 kan förhållandet mellan möjliga hållfasthetsnivåer och defektstorlekar förstås.
För kemiskt bundna keramer och biomaterial som används för dentala och Ortopediska tillämpningar ligger KIC-värdena i intervallet 0,25 - 1,5 MPam1/2. I utföringsexempel 1 anges i detalj storleken för defekter som reglerar hållfastheten vid olika brottsegheter. Defektstorleken relaterad till hantering och godtyckliga källor ligger ofta i intervallet 20-80 um. Detta indikerar att området som skall skårmas bör ligga inom samma intervall. Föreliggande uppñnning behandlar dessa frågor.
En annan aspekt kan förstås utifrån nivån på Krc-värdena. I material för användning som dentalfyllningsmaterial eller som utfyllnad av hålrum i ben erfordras hållfasthetsnivåer högre än 50 MPa med avseende på böjhållfasthet.
Detta indikerar också att skärmningsmaterialen behöver ha en längd av 20-80 um. Fibrer med en längd i över detta intervall kräver alltför höga brottseghetsvärden för att användas, eller kommer att utgöra hållfasthetsstyrande defekter.
Följaktligen avser uppfinningen att tillhandahålla ett system för material, företrädesvis biomaterial, som har en andra fas som avskärmning eller barriär med en längd på minst 25 pm men ej längre än 80 um. 528 080 4 Användningen av fibrer och liknande skärmningsmaterial i intervallet 25-80 pm utesluter ej användningen av fibrer eller whisker med andra storlekar, i synnerhet ej sådana med en längd <25 pm. Intervallet 25-80 pm är emellertid det avgörande intervallet för tröskelvärden baserade på brottrisk för biomateríal.
Dessa och andra ändamål uppfylls av systemet, det pulvermaterialet, hydratiseringsvätskan och det keramiska materialet enligt uppfinningen såsom de definieras i kraven.
CBC-materialen med nämnda bindande faser och de avskärmande tillsatsmedlen fungerar så, att högprestandaegenskaper avseende biomekaniska egenskaper erhålls.
De bindande partiklarna i uppfinningen år sammansatta av kemiskt bundna keramer, företrädesvis Ca-aluminater, företrädesvis CA = (CaO)(Al2O3), C12Av = (CaO)12(Al2O3)-,-) och C3A = (CaO)3(Al2O3), och dessutom inerta faser inkluderande glas, tex. ett fosforinnehållande glas. Det inerta fyllmedlet (stabila glaspartiklar eller oxider) är nödvändiga för den generella mikrostrukturen i slutprodukten.
Dess effekt avser en minskad expansion, ökad radioopacitet och gynnade mekaniska egenskaper, särskilt hårdhet och den allmänt mikrostrukturellt relaterade hållfastheten.
Beträffande kalciumaluminatfaser år det fördelaktigt att använda CA, CmAv och 03A som ger god initial hållfasthet. Tillsåttningen av en accelerator är beroende på valet av Ca-aluminatfas. Låga koncentrationer av litiumjoner ökar reaktionshastigheten för CA. För CmA-y och C3A är effekten av en accelerator mer komplex.
Det är föredraget att systemet omfattar inert dentalglas, som ett tillsatsmedel i pulvermaterialet, företrädesvis i en halt på 5-45 vikt-%, ännu hellre 15-35 vikt- %. Partikelstorleken är avgörande vid åstadkommande av hög homogenitet.
Företrädesvis är medelpartikelstorleken 0,1-5 pm, ännu hellre 0,2-2 pm och allra helst O,3-0,7 pm. Glaset kan innehålla små mängder av mindre stabilt glas 528 080 eller reaktivt glas, företrädesvis mindre än 5% av glasinnehållet. Dessa glas kan företrädesvis innehålla fluor och fosfor som ger fluorid- och fosfatjoner, vilka bidrar till F-apatitbildning.
Enligt en aspekt är de inerta fyllmedelspartiklania sammansatta av förhydratiserade, kemiskt bundna keramer av samma sammansättning eller liknande den för huvudbindefasen. Detta förbättrar homogeniteten hos mikrostrukturen och gynnar bindning mellan reagerande kemiskt bundna keramer och fyllmedelsmaterialet.
Enligt en annan aspekt av uppfinningen är ett ytterligare system inkluderat för att förbättra porförslutningen initialt, nämligen genom att införa ett system som fungerar genom ren vattenupptagning, t.ex. semihydratet av CaSO4, gips. Och ytterligare ett system för att göra det totala systemet fast initialt, kombination fosforsyra och zinkoxidbildande Zn-fosfat. Dessa faser bidrager ej till de långtidsegenskaperna men gynnar den initiala porförslutningen och initiala hållfastheten.
Systemet och materialet enligt uppfinningen har fördelarna framför system /material såsom glasjonomercement och rena Ca-aluminatbaserade system eller monomerbaserade fyllnadsmaterial, att det bibehåller sin bioaktivitet, att det har förbättrad initial hållfasthet och att det har långtidsstabilitet både med avseende på dimensionsaspekter, hållfasthet och minimerad förändring och förbättrad brottseghet och förmåga att avskärma sparsamt förekommande stora defekter, vilket gör materialen enligt uppfinningen robusta och defekttoleranta. Införandet av glasfiber enligt uppfinningen reducerar den geometriska förändringen under härdning och mognad till ett minimum; Materialets viskositet kan regleras inom vida gränser, vid initial blandning av pulvermateñalet och hydratiseringsvätskan, från fuktiga granuler till en injicerbar slamma. Det är emellertid föredraget att minska förhållandet vatten till cement (w / c) så mycket som möjligt, så att en lämplig viskositet för en given tillämpning erhålls. Förhållandet w/c bör vara <0,50, 528 080 6 ännu hellre inom intervallet 0,30-0,40. Detta åstadkoms enligt uppfinningen med användning av dispergeringsmedel, företrädesvis salter och polyakrylsyror.
EXEMPEL l I tabellen nedan illustreras hur den hållfasthetsstyrande defektstorleken är kopplad till den faktiska hållfastheten för givna brottseghetsnivåer i intervallet 0,50-1,25 MPam1/2. Y är 1,98.
Kxc- Tolererbar Tolererbar de- Tolererbar de- Tolererbar MPaml/fl defektstorlek i fektstorlek i fektstorlek i defektstorlek i pm vid 25 MPa pm vid 50 MPa pm vid 75 MPa pm vid 100 MPa 0,5 100 25 1 1 6 0,75 225 55 25 14 1,0 400 100 44 25 1,25 625 156 104 39 Såsom tydligt framgår bör defekter större än 25 pm avlägsnas eller avskårmas för att undvika brott vid givna spänningsnivåer för typiska brottseghetsnivåer för kemiskt bundna keramer. För ett Y-vårde på 1,7 år gränsen ungefär 30 pm.
EXEMPEL 2 Tester utfördes för att undersöka inverkan av avskårmande tillsatsmedel på den erhållna böjhållfastheten hos materialet. Brottsegheten mättes även.
Beskrivning av råmaterial Kalciumaluminat ((CaO)s(Al2O3), (CaO)(A12O3), (CaO)12(A12O3)7), dentalglasfyllmedel (Schott), polysyra (Na-PAMA = poly(akry1-sam- maleinsyramatríumsalt MW=5OOOO och glasfibrer G1, G2 i olika halter.
Glassfiber G1 hade ett genomsnittligt förhållande längdzdianieter på 20, med en genomsnittlig diameter på 3 pm. Glassfiber G2 hade ett genomsnittligt förhållande längdzdiarneter på 40, med en genomsnittlig diameter på 1,5 pm.
Fibrerna är baserade på Ca-silikatglas.
Som referensmaterial användes ett kommersiellt glasjonomercement (Dentsply). 528 080 Beskrivning av material Kalciumaluminat blandades med dentalglas och po1y(akryl-sam- maleinsyramatriumsalt och glasfibrer. Kalciumaluminatfaserna syntetiserades via en sintringsprocess, där först CaO och AlzOa blandades till önskad sammansättning och sintrades därefter vid förhöjd temperatur i 6 timmar. De bildade kalciumaluminatklumparna krossades och jetstrålemaldes till en medelkomstorlek på 1,5 pm och en maximal kornstorlek på 9 pm. Dentalglaset, kalciumaluminatet och polysyrorna blandades med aceton och Si3N4-kulor i 14 timmar för erhållande av önskad homogenitet. Formuleringar framställdes enligt (i vikt-w; Formulering Kalciumaluminatfas Inert Na-PAMA Glasfiber G1 Glasfiber G2 glas MW 5000 1 (CaO)(A12O3) 60 38 2 O 0 2 (CaONAhOQQO 30 2 8 0 3 (CaO)(A1zO3) 60 30 2 0 8 4 (CaO)(Al2O3) 60 20 2 18 0 5 (CaO)(A12OgÄ) 20 2 0 18 6 (CaO)(Al2Oa)/ 23 2 15 0 (CaOMAAIzOsh mineralblandníng av 80/20 och 60 totalt 7 (caonmzofl/ 23 2 o 15 (CaO)1-2(Al2O3)1 mineralblandning av 50/ 50 och 60 totalt Rei- Glasjonomercement material Blandningarna placerades i 5 ml-burkar och vâttes med vätska och blandades i en ”rotmix” (SM ESPE) i 15 sekunder följt av centrifugering i 3 sekunder.
Dessutom tillsattes 18 mM LiCl för att ytterligare öka hydratiseringshastigheten.
Beskrivning av tester Böjhållfastheten mättes enligt ASTM F-394, Klc enligt ”single edge notch”- tekniken och hårdhet enligt Vickers indentation vid 100 g för de åtta formuleringarna. Samtliga prover lagrades vid 37°C i fosfatbuffertsystem 0,02 M (pH 7,4) i en vecka före testning. 528 080 Resultat Resultaten av testningen anges i tabellen nedan.
Formulering Böjhållfasthet KIC Hårdhet MPa MPam 1 / 2 Vicker indentatjon 100 g 1 65 0,61 105 2 72 0,78 1 10 3 85 0,88 1 18 4 85 0,98 1 1 5 5 88 1 ,03 1 1 5 6 90 1 ,O5 1 l 4 7 86 1,00 1 16 Referensmaterial 60 0,50 70 Glasfibertillsättningen ökar KIC väsentligt över värdet för glasjonomercementet.
Glasfibrerna med större kontaktyta (G2) har en något högre brottseghet än den för Gl-formuleríngen. Hållfastheten för det glasfiberförstärkta materialet ligger över 80 MPa.
Resultaten visar att det ñberförstärkta materialet har potential att uppfylla de allmänna mekaniska krav som ställs på biomaterial för injicerbara dentala och ortopediska tillämpningar.
Systemet är ej begränsat till biomaterialtilläznpning utan kan med fördel användas för industriella tillämpningar inom elektronik, mikromekanik etc. eller inom byggnadssektorn.
Claims (12)
1. Kemiskt bundet keramiskt system för dentala och Ortopediska tillämpningar med en brottseghet som överstiger 0,5 MPam1/2, kännetecknat av att systemet innehåller ett defektavskärmande medel, omfattande fibrer och / eller Whisker och/ eller små plattor i en mängd överstigande 5 volym-%, ännu hellre 7-15 volym-% och med en medellångd av mer än 20 um, företrädesvis 25 eller mer, och ännu hellre inom intervallet 30-80 pm.
2. System enligt patentkrav 1, kännetecknat av att förhållandet fiberlängd till diameter är <180, ännu hellre <6O och allra helst inom intervallet 10-40.
3. System enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att fiberdiametern är 5 pm, ännu hellre <3 pm och allra helst inom intervallet 0,5- 1,5 pm.
4. System enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att förhållandet längd till diameter för whiskern eller plattan är <100, ännu hellre <50.
5. System enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att den kemiskt bundna bindande fasen är sammansatt av ett aluminatbaserat och / eller silikatbaserat och/ eller fosfatbaserat cement, företrädesvis med Ca som katj on.
6. System enligt patentkrav 5, kännetecknat av att materialet även innehåller ett andra organiskt kemiskt baserat material, företrädesvis ett polyakrylsyrabaserat material.
7. System enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att förhållandet vatten till cement
8. System enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att flbern är sammansatt av ett oorganiskt glas. 528 080 10
9. System enligt patentkrav 8, känneteclmat av att glasfibern är baserad på ett Ca- silikat.
10. System enligt något av de föregående patentkraven, kännetecknat av att whiskern och/ eller plattorna är sammansatta av oorganiska mineralfaser, företrädesvis ett Ca-silikatbaserat mineral.
11. System enligt patentkrav 1, kännetecknat av att materialet har ett Kic- värde efter härdning >7 dygn i intervallet O,8-1,2 MPaml/fi.
12. System enligt patentkrav 1, kännetecknat av att materialet har en dimensiønsföråndring <0,2 linjär-%, och / eller ett expansionstryck under härdning på <3 MPa.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0402044A SE528080C2 (sv) | 2004-08-18 | 2004-08-18 | Kemiskt bundet keramiskt material |
| EP05774832.9A EP1778163B1 (en) | 2004-08-18 | 2005-08-17 | Chemically bonded ceramic material |
| PCT/SE2005/001215 WO2006019355A1 (en) | 2004-08-18 | 2005-08-17 | Chemically bonded ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE0402044A SE528080C2 (sv) | 2004-08-18 | 2004-08-18 | Kemiskt bundet keramiskt material |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE0402044D0 SE0402044D0 (sv) | 2004-08-18 |
| SE0402044L SE0402044L (sv) | 2006-02-19 |
| SE528080C2 true SE528080C2 (sv) | 2006-08-29 |
Family
ID=32960415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE0402044A SE528080C2 (sv) | 2004-08-18 | 2004-08-18 | Kemiskt bundet keramiskt material |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1778163B1 (sv) |
| SE (1) | SE528080C2 (sv) |
| WO (1) | WO2006019355A1 (sv) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120219635A1 (en) * | 2010-05-06 | 2012-08-30 | Bio2 Technologies, Inc. | Devices and Methods for Tissue Engineering |
| CA3099358A1 (en) | 2018-05-24 | 2019-11-28 | Novartis Ag | Automatic drug delivery device |
| CN110763066B (zh) * | 2019-10-18 | 2020-09-29 | 浙江大学 | 余热锅炉换热管 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6212671A (ja) * | 1985-07-10 | 1987-01-21 | 株式会社日立製作所 | 繊維強化セラミツクス |
| US4804643A (en) * | 1986-06-19 | 1989-02-14 | Corning Glass Works | Zirconia ceramic article toughened with SiC whiskers |
| CA1271784A (en) * | 1986-06-19 | 1990-07-17 | Kishor P. Gadkaree | Zirconia ceramic article toughened with sic whiskers |
| SE463493B (sv) * | 1989-03-20 | 1990-12-03 | Doxa Certex Ab | Saett vid framstaellning av en kemiskt bunden keramisk produkt samt enligt saettet framstaelld produkt |
| SE516263C2 (sv) * | 2000-04-11 | 2001-12-10 | Doxa Certex Ab | Kemiskt bunden keramisk produkt, sätt vid dess framställning, verktyg att användas vid sättets utförande samt utbytbar del på verktyget |
| CA2460814C (en) * | 2001-09-26 | 2014-08-12 | Doxa Aktiebolag | Powdered material and ceramic material manufactured therefrom |
| US20060167148A1 (en) * | 2002-06-20 | 2006-07-27 | Hakan Engqvist | System for a chemically bonded ceramic material, a powdered material and a hydration liquid therefore, the ceramic material, a method for its production and a device |
-
2004
- 2004-08-18 SE SE0402044A patent/SE528080C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-08-17 WO PCT/SE2005/001215 patent/WO2006019355A1/en not_active Ceased
- 2005-08-17 EP EP05774832.9A patent/EP1778163B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1778163A1 (en) | 2007-05-02 |
| SE0402044L (sv) | 2006-02-19 |
| WO2006019355A1 (en) | 2006-02-23 |
| EP1778163A4 (en) | 2010-02-24 |
| EP1778163B1 (en) | 2014-11-12 |
| SE0402044D0 (sv) | 2004-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3464204B1 (en) | Lithium disilicate glass-ceramic compositions and methods thereof | |
| US20080058442A1 (en) | Two-Step System For Improved Initial And Final Characteristics Of A Biomaterial | |
| Chen et al. | Preparation of the fast setting and degrading Ca–Si–Mg cement with both odontogenesis and angiogenesis differentiation of human periodontal ligament cells | |
| CN104736498A (zh) | 基于氧化锆的复合材料 | |
| JP2006514042A (ja) | 注文通りの性質を有する化学的に結合した生体材料 | |
| Huang et al. | The synergistic effects of Chinese herb and injectable calcium silicate/β-tricalcium phosphate composite on an osteogenic accelerator in vitro | |
| Nagas et al. | Reinforcing effect of glass fiber–incorporated ProRoot MTA and biodentine as intraorifice barriers | |
| WO2013041709A1 (en) | Wear resistant dental composition | |
| US8075680B2 (en) | Dental cement | |
| Naiboğlu et al. | Shear bond strength of calcium silicate‐based cements to composite resin using a universal adhesive in different application modes: an in vitro study | |
| SE528080C2 (sv) | Kemiskt bundet keramiskt material | |
| US20060037514A1 (en) | Chemically bonded ceramic material | |
| Oldfield et al. | Fibrous reinforcement of glass-ionomer cements | |
| Ban et al. | Contamination of dental zirconia before final firing: Effects on mechanical properties | |
| Cahyanto et al. | Compressive strength evaluation and phase analysis of pulp capping materials based on carbonate apatite-SCPC using different concentration of SCPC and calcium hydroxide | |
| Mohamed | Solubility of three different pulp capping materials: a comparative study | |
| Ejaz et al. | Effect of sodium phosphate dibasic solution on the setting time of white mineral trioxide aggregate: an in vitro study | |
| RU2292868C1 (ru) | Материал для заполнения костных челюстно-лицевых и стоматологических дефектов | |
| JP7246444B2 (ja) | 医療用セメント組成物 | |
| Thanavibul et al. | Effects of blood contamination on apatite formation, pH and ion release of three calcium silicate-based materials | |
| EP2073855A1 (en) | Injectable resorbable ceramic compositions | |
| Mostafa et al. | Setting time of an experimental calcium silicate based cement versus angelus white MTA and sinai white portland cement | |
| A Jassim et al. | The effect of bioceramic-based root canal sealers on the differentiation of human osteoblast cell lines | |
| Markova et al. | Influence of blood contamination on surface changes of Mineral Trioxide Aggregate and Biodentine | |
| Gonçalves et al. | Chemo-mechanical properties of the new bioceramic cement PBS CIMMO® compared to MTA REPAIR HP Angelus® cement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |