WO2011149290A2 - 치과 도재소부용 금속 합금 및 치과 보철물 - Google Patents

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    • A61C8/0012—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools characterised by the material or composition, e.g. ceramics, surface layer, metal alloy
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61K6/80—Preparations for artificial teeth, for filling teeth or for capping teeth
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/14—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of noble metals or alloys based thereon

Definitions

  • the present invention relates to metal alloys, and more particularly, to a metal alloy for ceramic parts used for prosthetics in dentistry and dental prostheses using the same.
  • the metal alloy for ceramic material parts is used in the oral cavity where various environmental changes such as temperature, acidity, and pressure occur in the human body, it requires not only excellent mechanical properties but also chemical stability and aesthetics. For example, because the metal alloy for ceramic parts is used in the oral cavity, there should be no corrosion or discoloration, and there should be no human hazard. In addition, the metal alloy for ceramic parts requires high mechanical properties because it must be able to withstand the pressure to chew food.
  • gold-based alloys with high gold content are widely used for ceramic material parts.
  • gold-based alloys are high in price, alternative alloys with similar properties and superior economics have been developed.
  • gold-palladium alloys, silver-palladium alloys, nickel-chromium alloys and the like have been studied.
  • nickel-chromium alloys are advantageous in terms of cost but have the problem of causing allergic reactions or the accumulation of heavy metals in the body.
  • Other alloys have problems such as causing discoloration, causing cytotoxicity, low cohesion with porcelain, or low castability. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems.
  • the foregoing problem has been presented by way of example, and the scope of the present invention is not limited by this problem.
  • the metal alloy for dental ceramic parts includes more than 0 and 35% by weight or less of gold (Au); 5 to 35 weight percent silver (Ag); 6-40% by weight of indium (In); 30 to 70 weight percent palladium (Pd); And a total of more than 0 and 5.0 wt% or less, and includes at least one element selected from the group consisting of boron (B), germanium (Ge), zirconium (Zr), silicon (Si), and iron (Fe).
  • Zn zinc
  • tin sulfur
  • Ga gallium
  • Se selenium
  • C carbon
  • Sb antimony
  • Cu copper
  • a total of more than 0 weight may be further included 10.0% or less.
  • chromium (Cr), niobium (Nb), magnesium (Mg), titanium (Ti), cobalt (Co), aluminum (Al), vanadium (V), tantalum (Ta), At least one element selected from the group consisting of molybdenum (Mo) and tungsten (W) may further include more than 0 and no more than 10.0 wt%.
  • a metal alloy for dental ceramic parts includes more than 0 and 35% by weight or less of gold (Au); 5 to 35 weight percent silver (Ag); 12.0 to 35.0 weight percent indium (In); At least one selected from the group consisting of zinc (Zn), tin (Sn), gallium (Ga), selenium (Se), carbon (C), antimony (Sb), and copper (Cu) Element of; At least one element selected from the group consisting of boron (B), germanium (Ge), zirconium (Zr), silicon (Si), and iron (Fe); It is more than 0 and 10.0 weight% in total, and it is chromium (Cr), niobium (Nb), magnesium (Mg), titanium (Ti), cobalt (Co), aluminum (Al), vanadium (V), tantalum (Ta), and molybdenum At least one element selected from the group consisting of (Mo) and tungsten (W); At least one selected from the group consisting of the group consisting
  • the content of indium (In) may be 12.0 to 26.0 wt%, and the melting temperature of the metal alloy may be 1030 to 1200 ° C.
  • the content of indium (In) may be 20.3 to 30.0 wt%, and the melting temperature of the metal alloy may be 920 to 1040 ° C.
  • a metal alloy for dental ceramic parts includes more than 0 and 85% by weight of gold (Au); More than 0 and 35% by weight of silver (Ag); 6-40% by weight of indium (In);
  • first element selected from the group consisting of boron (B), germanium (Ge), zirconium (Zr), silicon (Si), and iron (Fe); And more than 0 and not more than 10.0 wt%, and include chromium (Cr), niobium (Nb), magnesium (Mg), titanium (Ti), cobalt (Co), aluminum (Al), vanadium (V), tantalum (Ta), It
  • the at least one first element comprises more than 0 and less than 1.0 wt% silicon (Si) and / or the at least one second element ranges from 0 to 5.0 wt% It may include cobalt (Co) of.
  • the firing temperature of the metal alloy and ceramic ceramic material may have a range of 900 to 980 °C.
  • the sum is more than 0 and 10.0 wt% or less, and zinc (Zn), tin (Sn), gallium (Ga), selenium (Se), carbon (C), antimony (Sb), and copper ( At least one third element selected from the group consisting of Cu) may be further provided.
  • the at least one first element comprises more than 0 and less than 1.0 wt% silicon (Si), and the at least one second element is in the range of 0 to 5.0 wt% cobalt
  • the at least one third element, including (Co) may comprise greater than zero and up to 5.0 wt.% Copper (Cu).
  • the dental prosthesis of one embodiment of the present invention can be manufactured using at least one of the above-described metal alloys for dental ceramics parts.
  • a method for producing a dental prosthesis of one embodiment of the present invention is provided.
  • a metal alloy for dental ceramic baking is pretreated to remove metal oxides from the surface.
  • Ceramic ceramic material is bonded onto the metal alloy at a firing temperature range of 900 to 980 ° C.
  • the metal alloy for dental ceramic parts according to some embodiments of the present invention can increase the palladium and indium content to increase the economic efficiency, and can also secure excellent mechanical properties, chemical stability and high body compatibility through other additional elements.
  • the metal alloy for dental ceramic parts can prevent deformation of the alloy during high temperature firing with ceramic ceramics by appropriately adjusting the alloy component in the palladium-indium-gold-silver based alloy.
  • Figure 2 is a photograph showing a dental prosthesis prepared by firing after the pretreatment according to the experimental example.
  • the weight percent (wt%) is expressed as a percentage of the weight of the component in the weight of the total alloy. It can be understood that the range for the weight percent does not include the boundary value when it is above or below, but includes the boundary value when it is simply designated as a range or above or below.
  • unavoidable impurities may refer to conventional impurities that may be introduced unintentionally in the manufacture of a metal alloy or prosthesis.
  • the metal alloy part for dental ceramic material may be formed by mixing gold (Au), silver (Ag), and a first additive element with palladium (Pd).
  • Palladium can be provided as a major element to replace a substantial portion of gold and platinum and is known to be harmless to the human body.
  • the content of palladium may vary depending on the content of gold, silver and additional elements, and may be selected with them to achieve an appropriate alloy performance for dental ceramics. For example, for cost reduction, palladium can make up the balance of the alloy and can be contained in the range of 30 to 70% by weight. As another example, when the content of gold is increased, palladium may be appropriately selected in the range of 5% or more.
  • the metal alloy for the ceramic material part may include unavoidable impurities that are inadvertently contained at the alloying stage or due to impurities of each element itself.
  • Gold can be added to improve corrosion resistance, discoloration resistance and ductility, and the content can be changed in consideration of the content of other elements such as palladium, and is not particularly limited.
  • the content of gold may be limited to 40% by weight, in particular 35% by weight or less, and especially when the content of alternative elements is high, it may be limited to 25% by weight or less.
  • a portion of the gold may be replaced by platinum (Pt).
  • Pt platinum
  • the total content of gold and platinum may be 35% by weight or less.
  • platinum is expensive and the melting temperature is high and may be limited to 20% by weight or less in the casting alloy.
  • the palladium content may be lowered and the gold content may be increased to about 85%.
  • Silver (Ag) may be added together with palladium to solve problems such as discoloration generation, fracture, hydrogen embrittlement, lowering castability and the like (greater than 0% range). Furthermore, silver may be added at least 5% by weight in order to suppress discoloration and improve elongation, and may be limited to 35% by weight or less in consideration of yellowing. Under more stringent conditions, the content of silver may be limited in the range of 13 to 31% by weight in order to maintain the color of the alloy.
  • Indium (In) may be added to improve the bonding strength with the porcelain and maintain the aesthetics.
  • the minimum content of indium may be 3% by weight in order to ensure the minimum bonding force with the ceramic material.
  • the content of indium is at least 6% by weight or more, the color of the alloy becomes yellow, and yellow becomes clear as the content of indium increases.
  • the content of indium is increased, the melting temperature of the alloy is lowered and its coefficient of thermal expansion is increased, the indium content is limited to within 40% and can be appropriately selected according to the firing temperature of the alloy.
  • the content of indium may be further limited to within 35% by weight.
  • the range of firing temperature may be selected differently depending on the ceramic powder, but the approximate range of low temperature firing refers to the firing temperature of about 800 ° C. or less, and the range of high temperature firing It may refer to a firing temperature of about 900 to 980 °C.
  • the first additional element may include at least one element selected from the group consisting of boron (B), germanium (Ge), zirconium (Zr), silicon (Si), and iron (Fe).
  • the first addition element may offset the lowering of the melting temperature of the alloy and the increase in the coefficient of thermal expansion due to the increase in indium.
  • the content of the first additive element is limited to a total of 0.1% by weight or more and up to 10.0% by weight in consideration of excessive increase in melting temperature of the alloy and reduction in coefficient of thermal expansion, and under stricter conditions, oxide formation such as borax and discoloration of the alloy are thereby prevented. In order to suppress it may be limited to up to 6.0% by weight.
  • the metal alloy for dental ceramic parts may be formed by mixing gold (Au), silver (Ag), a first additive element, and a second additive element with palladium (Pd).
  • the metal alloy for ceramic material part may include unavoidable impurities which are inadvertently contained at the alloying stage or due to impurities of each element itself.
  • the description of palladium (Pd), gold (Au), silver (Ag) and the first additive element may refer to the above-described embodiment.
  • the second additive element is chromium (Cr), niobium (Nb), magnesium (Mg), titanium (Ti), cobalt (Co), aluminum (Al), vanadium (V), tantalum (Ta), molybdenum (Mo) and It may contain at least one element selected from the group consisting of tungsten (W).
  • the second addition element can counteract the lowering of the melting temperature of the alloy and the increase in the coefficient of thermal expansion due to the increase in indium similarly to the first addition element. As a result, the second additive element may help to increase the content of indium in the alloy, thereby making the color of the alloy more yellow.
  • the second additive element may suppress an increase in the strain of the alloy due to an increase in indium during the ceramic ceramic material and the firing on the metal alloy.
  • Indium in the metal alloy may flow down together with the ceramic ceramic upon high temperature firing with the ceramic ceramic. For this reason, when the indium content in the metal alloy is high, such metal alloy is difficult to be used for high temperature firing.
  • the second additive element is combined with the indium to suppress the deformation of the indium during the high temperature firing, thereby helping to increase the content of indium in the metal alloy for high temperature firing.
  • the second additive element may be contained in an amount of 0.1 wt% or more in order to suppress deformation of indium.
  • the content of the second additional element may be limited to within 10.0% by weight in total in consideration of the color change and castability of the alloy, and further 5.0 in consideration of the excessive increase in the melting temperature of the alloy and reduction of the coefficient of thermal expansion. It may also be limited to within weight percent.
  • the metal alloy for dental ceramics part may be formed by mixing gold (Au), silver (Ag), a first additional element, and a third additional element with palladium (Pd).
  • the metal alloy for ceramic material part may include unavoidable impurities which are inadvertently contained at the alloying stage or due to impurities of each element itself.
  • the description of palladium (Pd), gold (Au), silver (Ag) and the first additive element may refer to the above-described embodiment.
  • the third additional element includes at least one element selected from the group consisting of zinc (Zn), tin (Sn), gallium (Ga), selenium (Se), carbon (C), antimony (Sb), and copper (Cu) can do.
  • the third addition element may be added to preserve the influence by the element which interferes with the yellow appearance of the alloy by indium, such as the second addition element. Furthermore, the third addition element can prevent the discoloration caused by the first addition element.
  • the increase of the third additive element may reduce the castability of the alloy and further increase the cytotoxicity, lower the melting temperature, corrosion resistance, etc., and is limited to 10.0% by weight or less, and in the case of copper to 5.0% by weight or less May be limited.
  • the metal alloy for dental ceramic parts may be formed by mixing gold (Au), silver (Ag), a first additive element, and a fourth additive element with palladium (Pd).
  • the metal alloy for ceramic material part may include unavoidable impurities which are inadvertently contained at the alloying stage or due to impurities of each element itself.
  • the description of palladium (Pd), gold (Au), silver (Ag) and the first additive element may refer to the above-described embodiment.
  • the fourth additional element is at least one element selected from the group consisting of iridium (Ir), rhenium (Re), rhodium (Rh), ruthenium (Ru), lanthanum (La), osmium (Os) and bismuth (Bi). It may contain more than 2% by weight.
  • the fourth additive element can improve castability or refine the crystal grains of the alloy to improve its strength, and in this respect the content can be controlled. For example, when the content of the fourth additional element exceeds 2% by weight, the grain refining effect is weakened, so the content can be limited to within 2% by weight.
  • the metal alloy for dental ceramic parts according to another embodiment of the present invention, gold (Au), silver (Ag), and a first additional element are added to palladium (Pd), and additionally, second to fourth additional elements. It can be formed by mixing two or more of them.
  • the metal alloy for ceramic material part may include unavoidable impurities which are inadvertently contained at the alloying stage or due to impurities of each element itself.
  • the function of each element may refer to the description of the above-described embodiments.
  • the metal alloy for ceramic parts according to the above-described embodiments of the present invention lowers the expensive gold and platinum content and instead increases the palladium and indium content, thereby increasing the economic efficiency, and through other additional elements, excellent mechanical properties, chemical stability, and high body weight. Conformance can be ensured.
  • Dental prosthesis according to an embodiment of the present invention can be manufactured using the above-described metal alloy for ceramic parts.
  • the dental prosthesis may be formed by bonding a ceramic porcelain on the metal alloy described above.
  • Such a dental prosthesis can have high commerciality by fusing the excellent mechanical / chemical properties of the metal alloy with the aesthetics of the ceramic ceramic.
  • Table 1 shows the composition and physical properties of the palladium-indium alloy according to Experimental Example I.
  • the specimen of Table 1 is made by melting the alloy components and injecting it into the graphite mold to form a cast, and then using a rolling mill to increase the cast and then stamp and cut it.
  • the melting temperature of the metal alloy for pottery parts should be at least 920 ° C., so the indium content can be limited to less than 40% by weight.
  • the content of indium may be at least 6% by weight or more, especially in order to deepen the yellow can be maintained at 12% by weight or more. From these results, the content of indium in the following experimental examples was added in the range of 12 to 40% by weight.
  • Table 2 shows the alloy composition (wt%) and physical properties according to Experimental Example II of the present invention.
  • Experimental Examples II-1 to II-4 it can be seen that as the silicon (Si) is added, the thermal expansion coefficient of the metal alloy is greatly reduced. As silicon increased, the silver decreased relatively.
  • Experimental Example II-1 may be used for low temperature firing, and Experimental Example II-2 may be used for high temperature firing.
  • Experimental Examples II-3 and II-4 may not be suitable as ceramics for ceramic parts because the coefficient of thermal expansion is too low in the absence of additional alloying elements. Based on this, the content of silicon can be limited primarily to less than 1% by weight. However, the content of silicon may be further increased by adding other alloying elements.
  • Experimental Examples II-5 to II-8 it can be seen that the coefficient of thermal expansion of the metal alloy decreases as germanium (Ge) is added. However, it can be seen that the degree of reduction of the thermal expansion coefficient is relatively lower in the case where germanium is added as compared to silicon. Experimental Examples II-5 and II-6 may be used for low temperature firing, and Experimental Example II-7 may be used for high temperature firing. Experimental Example II-8 may not be suitable as an alloy for ceramic parts because the coefficient of thermal expansion is too low in the absence of additional alloying elements. On this basis, the content of germanium may be limited primarily to less than 2% by weight, such as 1% by weight or less. However, the germanium content can be further increased by adding another alloying element.
  • Experimental Examples II-9 to II-12 it can be seen that the thermal expansion coefficient of the metal alloy decreases as zirconium (Zr) is added. However, it can be seen that the decrease in the thermal expansion coefficient is slightly lower when zirconium is added as compared to germanium.
  • Experimental Examples II-9 to II-11 may be used for low temperature firing, and Experimental Example II-12 may be used for high temperature firing. Based on this, it can be seen that the content of zirconium can be tolerated to a range of approximately 2% by weight or slightly above. Furthermore, the zirconium content may be added in excess of 1% by weight for high temperature firing. However, this content may be changed by adding other alloying elements.
  • Table 3 shows the composition (% by weight) of the metal alloy according to Experimental Example III according to the present invention.
  • the specimens of Table 3 are made by melting the alloy components and injecting them into the graphite mold to form a cast, and then using a rolling mill to increase the cast and then stamp and cut it. Dissolution of the alloying components can be carried out using a suitable reactor, such as an induction furnace, and can be carried out while injecting a vacuum atmosphere, an inert gas, for oxidation prevention. For example, the pressure in the reactor is pumped at 10 ⁇ 4 to 10 ⁇ 3 torr, in which gas such as argon or nitrogen may be injected.
  • the metal alloy for ceramic parts according to Experimental Examples III-1 to III-17 may be composed of some or all of the first to eighth group elements.
  • platinum may be further added as the first group element in addition to the gold shown above.
  • tin (Sn), selenium (Se), carbon (C), antimony (Sb), or copper (Cu) may be added in a similar function, in addition to the elements listed above as the fifth group element.
  • vanadium (V) or tungsten (W) may be added in a similar function in addition to the above-mentioned elements.
  • rhenium (Re), rhodium (Rh), lanthanum (La), osmium (Os) or bismuth (Bi) may be added for similar functions.
  • the first additional element is selected from the sixth group element
  • the second additional element is selected from the seventh group element
  • the third additional element is selected from the fifth group element
  • the fourth additional element May be selected from the eighth group element.
  • Table 4 shows the mechanical / physical properties for the experimental examples of Table 3. These results were obtained by dissolving the alloy prepared according to the experimental examples of Table 3 using an electric furnace or an oxygen-propane gas torch used in the laboratory, and then testing it according to the ISO9693 standard.
  • the colors of the alloy in Experimental Examples III-1 to III-17 were all yellow.
  • the melting temperature of the alloy is in the range of 945 to 1047 ° C and its coefficient of thermal expansion is in the range of 12.1 to 17.2 10 -6 K -1 , these alloys showed a range suitable for low temperature or high temperature firing.
  • the content of palladium (Pd) was exemplarily added 39 to 45% by weight. However, the content of palladium may be increased when the content of gold (Au) and silver (Ag) is reduced.
  • the content of gold (Au) is in the range of about 2 to 20% by weight, and the content of silver (Ag) may be about 13 to 31% by weight.
  • the physical and mechanical properties of the alloy were suitable for dental dental burs.
  • the content of gold and silver can be further extended, as described above.
  • the melting temperature and the coefficient of thermal expansion of the alloy depend primarily on the content of indium (In). This primary effect of indium can be weakened or enhanced by other alloying elements. In the case of an alloy for low temperature sintering ceramic parts, the melting temperature is required to be relatively low even if the coefficient of thermal expansion is relatively large. On the other hand, in the case of an alloy for high temperature firing ceramic parts, it is required that the coefficient of thermal expansion be relatively low even if the melting temperature is relatively high.
  • the low-temperature baking alloy may have a melting temperature in the range of 920 to 1040 ° C., and a thermal expansion coefficient of 15.5 ⁇ 10 ⁇ 6 to 17.5 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 .
  • the alloys according to Experimental Examples III-1 to III-9 can be used for low temperature firing.
  • the content of indium may be about 20.3 to 30.0% by weight, specifically 20.5 to 29.5% by weight.
  • the content of indium may be about 23.0 to 30.0 wt%, as in Experimental Examples III-6 to III-9. Further, when the melting temperature is limited to 1000 ° C. or lower and the thermal expansion coefficient is strictly limited in the range of 16.0 ⁇ 10 ⁇ 6 to 17.2 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 , Experimental Examples III-6, III-7 and III-9 As such, the content of indium may be about 24 to 30% by weight.
  • Experimental Examples III-8 and III-9 further contain Group 7 elements (second addition elements) as compared to Experimental Examples III-1 to III-7, and thus Experimental Example III-1 even though the indium content is relatively low. It can be seen that the melting temperature is relatively low compared to ⁇ III-7. In this regard, it can be seen that the seventh group element contributes to lowering the melting temperature of the alloy while widening the content range of indium in the low-temperature baking alloy.
  • the alloy for high temperature firing has a melting temperature in the range of 1030 to 1200 ° C and a narrow range of 1030 to 1050 ° C, and a thermal expansion coefficient of 12.0 x 10 -6 to 16.0 x 10 -6 K -1 and narrowly. It may range from 13.0 x 10 -6 to 15.5 x 10 -6 K -1 , even more narrowly from 13.9 x 10 -6 to 15.5 x 10 -6 K -1 .
  • the alloys according to Experimental Examples III-10 to III-17 can be used for high temperature firing in wide view, in which case the content of indium may be about 12.0 to 26% by weight.
  • the content of indium can be enlarged by increasing other additive elements such as gold, platinum or the seventh group element (second additive element).
  • Gold, silver or platinum can contribute to raising the melting temperature of the alloy.
  • the seventh group element can contribute to reducing the alloy deformation with decreasing melting temperature of the alloy and increasing indium.
  • the third addition element (the fifth group element) was added in an amount of 10% by weight or less, specifically 7% by weight or less, in consideration of the strength of the alloy, the corrosion protection properties, and the like.
  • the fourth additional element (group 8 element) was added in an amount of 2% by weight or less, in particular 0.5% by weight or less, in consideration of the degree of grain refinement of the alloy.
  • LD 50 was found to be 8 g / kg high biosafety.
  • Rat fibroblast L-929 cells were inoculated in Eagle MEM medium (10% FBS) at a concentration of 510 5 per mL and incubated at 37 ° C. for 24 hours. After incubation, the liquid component of the culture dish was aspirated to remove 1.0% w / v of agar into the Eagle culture medium, and layered about 12 mL each in a culture dish. 3 mL of 0.02% w / v neutral red phosphate buffered saline injection was added to the agar plate, and then incubated at 37 ° C. for 2 to 3 hours using a 5% carbon dioxide gas apparatus. After incubation, excess dye solution was removed and incubated at 37 ° C.
  • Eagle MEM medium 10% FBS
  • Table 5 shows the composition (wt%) and physical properties of the metal alloy according to Experimental Example IV according to the present invention.
  • the first additional element may be selected from the sixth group element
  • the second additional element may be selected from the seventh group element
  • the third additional element may be selected from the fifth group element
  • Experimental Example IV-1 having an indium content of about 21% and a fifth group element added thereto may be used for low temperature firing.
  • Experimental Example IV-1 has a weaker yellow expression compared to Experimental Example IV-2, which is understood because of its relatively low indium content.
  • Experimental Example IV-2 if only the indium content is increased, the thermal expansion rate rapidly increases, and low-temperature firing becomes impossible.
  • Experimental Examples IV-5 to IV-19 having an indium content of less than 30 wt% and a silicon content of at least 0.5 wt% in the sixth group element (first addition element) may be used for high temperature firing.
  • the metal alloys of these experimental examples used for high temperature firing may be suitable for ceramic parts.
  • Dental metal alloys according to the experimental examples described above may be used as a dental prosthesis in combination with ceramic ceramic materials.
  • the above-mentioned dental metal alloy can increase the bonding strength with the ceramic ceramic through proper pretreatment when bonding with the ceramic ceramic.
  • an excessive oxide film may be interposed to prevent the ceramic ceramic material from bonding the metal alloy.
  • indium in the metal alloy may be oxidized at high temperature firing.
  • the metal alloy prior to high temperature firing, may be pretreated to remove metal oxides from the surface of the metal alloy, thereby preventing excessive oxide formation between the ceramic ceramic material and the metal alloy, thereby improving chemical bonding between the two.
  • pretreatment may include a wet etch to remove metal oxides.
  • wet etching can be performed using aqueous solutions of hydrofluoric acid and nitric acid. The etching time may be appropriately selected in the range of several tens of minutes depending on the content of the metal oxide in the metal alloy.
  • FIG. 1 is a photograph showing a dental prosthesis produced by firing without pretreatment according to a comparative example.
  • Figure 2 is a photograph showing a dental prosthesis prepared by firing after the pretreatment according to the experimental example.
  • the metal alloy was cast in the shape of a tooth, and the ceramic material and the firing temperature may range from about 900 to 980 ° C.

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Abstract

치과 도재소부용 금속 합금 및 치과 보철물이 제공된다. 치과 도재소부용 금속 합금은, 0 초과 35 중량% 이하의 금(Au); 5 내지 35 중량%의 은(Ag); 6 내지 40 중량%의 인듐(In); 30 내지 70 중량%의 팔라듐(Pd); 및 합계 0 초과 5.0 중량% 이하이고, 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함한다.

Description

치과 도재소부용 금속 합금 및 치과 보철물
본 발명은 금속 합금에 관한 것으로서, 특히 치과에서 보철용으로 사용되는 도재소부용 금속 합금 및 이를 이용한 치과 보철물에 관한 것이다.
도재소부용 금속 합금은 인체 내에서 온도, 산도, 압력 등의 다양한 환경 변화가 일어나는 구강 내에서 사용되기 때문에, 우수한 기계적 성질 뿐만 아니라 화학적 안정성과 심미성을 요한다. 예를 들어, 도재소부용 금속 합금은 구강 내에서 사용되기 때문에 부식이나 변색 등이 없어야 하며, 인체 유해성이 없어야 한다. 또한, 도재소부용 금속 합금은 음식을 씹는 압력에 견딜 수 있어야 하므로 높은 기계적 성질을 요한다.
이러한 점에서, 금 함량이 높은 금계 합금이 도재소부용으로 널리 사용되고 있다. 하지만, 금계 합금은 가격이 높기 때문에, 금계 합금과 제반 성질이 유사하면서도 경제성이 우수한 대체 합금이 개발되고 있다. 예를 들어, 금-팔라듐 합금, 은-팔라듐 합금, 니켈-크롬 합금 등이 연구되고 있다.
하지만, 이러한 대체 합금으로 도재소부용으로 적합한 물리적 성질, 화학적 성질 및 심미성을 얻기는 쉽지 않다. 예를 들어, 니켈-크롬 합금은 가격적인 면에서 유리하나 알레르기 반응을 유발하거나 체내 중금속 축적을 유발한다는 문제점을 갖는다. 다른 합금은 변색물을 발생시키거나, 세포 독성을 유발하거나, 도재와 결합력이 낮거나, 또는 주조성이 낮은 문제가 있다. 이에, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이다. 전술한 과제는 예시적으로 제시되었고, 본 발명의 범위가 이러한 과제에 의해서 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 형태에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은, 0 초과 35 중량% 이하의 금(Au); 5 내지 35 중량%의 은(Ag); 6 내지 40 중량%의 인듐(In); 30 내지 70 중량%의 팔라듐(Pd); 및 합계 0 초과 5.0 중량% 이하이고, 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함한다.
상기 금속 합금의 일 측면에 따르면, 아연(Zn), 주석(Sn), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소가 합계 0 초과 중량 10.0% 이하 더 포함될 수 있다.
상기 금속 합금의 다른 측면에 따르면, 이리듐(Ir), 레늄(Re), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 란탄(La), 오스뮴(Os) 및 비스무스(Bi)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소가 합계 0 초과 2 중량% 이하 더 포함될 수 있다.
상기 금속 합금의 또 다른 측면에 따르면, 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소가 합계 0 초과 10.0 중량% 이하 더 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은, 0 초과 35 중량% 이하의 금(Au); 5 내지 35 중량%의 은(Ag); 12.0 내지 35.0 중량%의 인듐(In); 합계 0 초과 중량 10.0% 이하이고, 아연(Zn), 주석(Sn), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소; 합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소; 합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소; 합계 0 초과 2 중량% 이하이고, 이리듐(Ir), 레늄(Re), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 란탄(La), 오스뮴(Os) 및 비스무스(Bi)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소; 및 잔부의 팔라듐(Pd) 및 불가피 분순물로 이루어진다.
상기 도재소부용 금속 합금의 일 측면에 따르면, 상기 인듐(In)의 함량은 12.0 내지 26.0 중량%이고, 상기 금속 합금의 용융 온도는 1030 내지 1200℃일 수 있다.
상기 도재소부용 금속 합금의 다른 측면에 따르면, 상기 인듐(In)의 함량은 20.3 내지 30.0 중량%이고, 상기 금속 합금의 용융 온도는 920 내지 1040℃일 수 있다.
본 발명의 또 다른 형태에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 0 초과 85 중량% 이하의 금(Au); 0 초과 35 중량% 이하의 은(Ag); 6 내지 40 중량%의 인듐(In);
5 내지 70 중량%의 팔라듐(Pd); 및 합계 0 초과 5.0 중량% 이하이고, 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 제 1 원소; 및 합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 제 2 원소를 포함할 수 있다.
상기 금속 합금의 일 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 제 1 원소는 0 초과 내지 1.0 중량% 미만의 실리콘(Si)을 포함하고, 그리고/또는 상기 적어도 하나의 제 2 원소는 0 내지 5.0 중량% 범위의 코발트(Co)를 포함할 수 있다. 나아가, 상기 금속 합금과 세라믹 도재의 소성 온도는 900 내지 980℃ 범위를 가질 수 있다.
상기 금속 합금의 다른 측면에 따르면, 합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 아연(Zn), 주석(Sn), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 제 3 원소가 더 제공될 수 있다.
상기 금속 합금의 또 다른 측면에 따르면, 상기 적어도 하나의 제 1 원소는 0 초과 내지 1.0 중량% 미만의 실리콘(Si)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 2 원소는 0 내지 5.0 중량% 범위의 코발트(Co)를 포함하는, 상기 적어도 하나의 제 3 원소는 0 초과 내지 5.0 중량% 이하의 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 치과 보철물은 전술한 치과 도재소부용 금속 합금들 중 적어도 하나를 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 형태에 따른 치과 보철물의 제조 방법이 제공된다. 전술한 치과 도재 소부용 금속 합금을 제공한다. 상기 금속 합금을 전처리하여 표면의 금속 산화물을 제거한다. 상기 금속 합금 상에 세라믹 도재를 900 내지 980℃ 범위의 소성 온도 범위에서 접합한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 팔라듐 및 인듐 함량을 높여서 경제성을 높이고, 아울러 다른 추가 원소를 통해서 우수한 기계적 성질, 화학적 안정성 및 높은 체내 적합성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 팔라듐-인듐-금-은계 합금에 있어서 합금 성분을 적절하게 조절함으로써 세라믹 도재와의 고온 소성 시 합금의 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 비교예에 따라 전처리를 거치지 않고 소성하여 제조한 치과 보철물을 보여주는 사진이; 그리고
도 2는 실험예에 따라 전처리를 거친 후 소성하여 제조한 치과 보철물을 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 실시예들에서, 중량%(wt%)는 전체 합금의 중량에서 해당 성분이 차지하는 중량을 백분율로 표시한 것이다. 중량%에 대한 범위는 초과 또는 미만인 경우에는 그 경계값을 포함하지 않고, 단순히 범위로 지정되거나 이상 또는 이하로 지정된 경우에는 그 경계값을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서, 불가피 불순물은 금속 합금 또는 보철물의 제조 시에 의도하지 않게 유입될 수 있는 통상적인 불순물을 지칭할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 팔라듐(Pd)에, 금(Au), 은(Ag), 및 제 1 첨가 원소를 혼합하여 형성할 수 있다. 팔라듐은 주 원소로서 금 및 백금의 상당 부분을 대체하여 제공될 수 있고, 인체에 해가 없는 것으로 알려져 있다. 팔라듐의 함량은 금, 은 및 첨가 원소의 함량에 따라서 달라질 수 있고, 이들과 함께 적절한 치아 도재소부용 합금 성능을 발휘하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 비용 절감을 위해서 팔라듐은 합금의 잔부를 이룰 수 있고, 30 내지 70 중량% 범위에서 함유될 수 있다. 다른 예로, 금의 함량이 높아진 경우 팔라듐은 5% 이상의 범위에서 적절하게 선택될 수도 있다. 이러한 도재소부용 금속 합금에는 각 원소 자체의 불순물로부터 기인하여 또는 합금 단계에서 의도하지 않게 함유되는 불가피 불순물이 포함될 수 있다.
금은 부식 저항, 변색 저항 및 연성 향상을 위해서 첨가될 수 있고, 그 함량은 다른 원소, 예컨대 팔라듐의 함량을 고려하여 변할 수 있고 특별히 제한되지는 않는다. 다만, 가격 경쟁력이 필요한 경우, 금의 함량은 40중량%, 특히 35중량% 이하로 제한될 수 있고, 특히 대체 원소의 함량이 높은 경우 25 중량% 이하로 제한될 수 있다. 아울러, 금의 일부분이 백금(Pt)으로 대체될 수도 있다. 이 경우, 금과 백금의 전체 함량은 35 중량% 이하일 수 있다. 나아가, 백금은 값이 비싸고 용융 온도가 높아서 주조용 합금에서 20 중량% 이하로 제한 될 수 있다. 하지만, 가격 경쟁력이 중요하지 않은 경우, 팔라듐의 함량을 낮추고 금의 함량이 약 85% 내외까지 증대될 수도 있다.
은(Ag)은 팔라듐과 함께, 변색물의 발생, 파절, 수소 취성, 주조성 저하 등의 문제를 해결하기 위해서 첨가될 수 있다 (0% 초과 범위). 나아가, 은은 변색물 발생을 억제하고 연신율 향상을 위해서 최소 5 중량%는 첨가될 수 있고, 황변 현상을 고려하여 35 중량% 이하로 제한될 수 있다. 보다 엄격한 조건 하에서, 합금의 색상 유지를 위해서 은의 함량은 13 내지 31 중량% 범위로 제한될 수 있다.
인듐(In)은 도재와의 결합력을 향상시키고 심미성을 유지하기 위해서 첨가될 수 있다. 예를 들어, 도재와의 최소 결합력을 확보하기 위해서 인듐의 최소 함량은 3 중량%일 수 있다. 다만, 인듐의 함량이 최소 6 중량%이상인 경우, 합금의 색상이 황색을 띄게 되고 인듐의 함량이 높아질수록 황색이 뚜렷해진다. 한편, 인듐의 함량이 높아지면 합금의 용융온도가 낮아지고 그 열팽창계수가 증가되므로, 인듐 함량은 40% 이내로 제한되고 아울러 합금의 소성 온도에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 나아가, 경도의 과도한 상승 및 도재 결합 시 변형을 억제하기 위해서, 인듐의 함량은 35 중량% 이내로 더 제한될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시예들에서, 소성 온도의 범위는 세라믹 파우더에 따라서 다르게 선택될 수 있으나, 대략적으로 저온 소성의 범위는 약 800℃ 이하의 소성 온도를 지칭하고, 고온 소성의 범위는 약 900 내지 980℃의 소성 온도를 지칭할 수 있다.
제 1 첨가 원소는 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. 제 1 첨가 원소는 인듐 증가로 인한 합금의 용융 온도 저하 및 열팽창계수 상승을 상쇄시킬 수 있다. 제 1 첨가 원소의 함량은 과도한 합금의 용융 온도의 상승 및 열팽창계수 감소를 고려하여 합계 0.1 중량% 이상 최대 10.0 중량% 이내로 제한되고, 보다 엄격한 조건 하에서는 붕사와 같은 산화물 생성 및 이에 따른 합금의 변색을 억제하기 위해서 최대 6.0 중량% 이하로 제한될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 팔라듐(Pd)에, 금(Au), 은(Ag), 제 1 첨가 원소 및 제 2 첨가 원소를 혼합하여 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 도재소부용 금속 합금에는 각 원소 자체의 불순물로부터 기인하여 또는 합금 단계에서 의도하지 않게 함유되는 불가피 불순물이 포함될 수 있다. 이 실시예에서, 팔라듐(Pd), 금(Au), 은(Ag) 및 제 1 첨가 원소에 대한 설명은 전술한 실시예를 참조할 수 있다.
제 2 첨가 원소는 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 함유할 수 있다. 제 2 첨가 원소는 제 1 첨가 원소와 유사하게 인듐 증가로 인한 합금의 용융 온도 저하 및 열팽창계수 상승을 상쇄시킬 수 있다. 이로 인해서 제 2 첨가 원소는 합금 내 인듐의 함량을 높일 수 있도록 해줌으로써 합금의 색상을 더욱 황색으로 만들 수 있도록 도와줄 수 있다.
나아가, 제 2 첨가 원소는 금속 합금 상에 세라믹 도재와 소성 시 인듐 증가로 인한 합금의 변형률 증가를 억제할 수 있다. 금속 합금 내 인듐은 세라믹 도재와의 고온 소성 시 세라믹 도재와 같이 흘러내릴 수 있다. 이러한 이유로 금속 합금 내 인듐 함량이 높은 경우, 이러한 금속 합금은 고온 소성용으로 이용되기 어렵다. 하지만, 제 2 첨가 원소는 인듐과 결합하여 고온 소성 시 인듐의 변형을 억제함으로써, 고온 소성용 금속 합금 내에 인듐의 함량을 증가시킬 수 있도록 도와준다.
예를 들어, 제 2 첨가 원소는 인듐의 변형을 억제하기 위해서 0.l 중량% 이상 함유될 수 있다. 제 2 첨가 원소는 소성 온도가 높을수록 필요성이 더 증대될 수 있다. 다만, 제 2 첨가 원소의 함량은 합금의 색상 변화 및 주조성 감소 등을 고려하여 합계로 10.0 중량% 이내로 제한될 수 있고, 나아가 과도한 합금의 용융 온도의 상승 및 열팽창계수 감소 등을 더 고려하여 5.0 중량% 이내로 제한될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 팔라듐(Pd)에, 금(Au), 은(Ag), 제 1 첨가 원소 및 제 3 첨가 원소를 혼합하여 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 도재소부용 금속 합금에는 각 원소 자체의 불순물로부터 기인하여 또는 합금 단계에서 의도하지 않게 함유되는 불가피 불순물이 포함될 수 있다. 이 실시예에서, 팔라듐(Pd), 금(Au), 은(Ag) 및 제 1 첨가 원소에 대한 설명은 전술한 실시예를 참조할 수 있다.
제 3 첨가 원소는 아연(Zn), 주석(Sn), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. 제 3 첨가 원소는 인듐에 의한 합금의 황색 발현을 방해하는 원소, 예컨대 제 2 첨가 원소에 의한 영향을 보전하기 위해 첨가될 수 있다. 나아가, 제 3 첨가 원소는 제 1 첨가 원소에 의한 변색 발생을 방지할 수 있다. 다만, 제 3 첨가 원소의 증가는 합금의 주조성을 감소키실 수 있고 나아가 세포 독성 증가, 용융 온도 저하, 부식 저항성 등을 감소시킬 수 있어서 10.0 중량% 이하로 제한되고, 구리의 경우 5.0 중량% 이하로 제한될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 팔라듐(Pd)에, 금(Au), 은(Ag), 제 1 첨가 원소 및 제 4 첨가 원소를 혼합하여 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 도재소부용 금속 합금에는 각 원소 자체의 불순물로부터 기인하여 또는 합금 단계에서 의도하지 않게 함유되는 불가피 불순물이 포함될 수 있다. 이 실시예에서, 팔라듐(Pd), 금(Au), 은(Ag) 및 제 1 첨가 원소에 대한 설명은 전술한 실시예를 참조할 수 있다.
제 4 첨가 원소는 이리듐(Ir), 레늄(Re), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 란탄(La), 오스뮴(Os) 및 비스무스(Bi)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 0 초과 2 중량% 이하 함유할 수 있다. 제 4 첨가 원소는 주조성을 향상시키거나 또는 합금의 결정립을 미세화하여 그 강도를 향상시킬 수 있고, 이러한 점에서 그 함량이 제어될 수 있다. 예를 들어, 제 4 첨가 원소는 그 함량이 2 중량%를 넘게 되면 결정립 미세화 효과가 약해지므로, 그 함량을 2 중량% 이내로 제한할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 치과 도재소부용 금속 합금은 팔라듐(Pd)에, 금(Au), 은(Ag) 및 제 1 첨가 원소를 첨가하고, 부가적으로 제 2 내지 제 4 첨가 원소들 가운데 둘 이상을 혼합하여 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 도재소부용 금속 합금에는 각 원소 자체의 불순물로부터 기인하여 또는 합금 단계에서 의도하지 않게 함유되는 불가피 불순물이 포함될 수 있다. 각 원소들의 기능은 전술한 실시예들의 설명을 참조할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 도재소부용 금속 합금은 고가의 금 및 백금 함량을 낮추고 대신 팔라듐 및 인듐 함량을 높여서 경제성을 높이고, 아울러 다른 추가 원소를 통해서 우수한 기계적 성질, 화학적 안정성 및 높은 체내 적합성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 치과 보철물은 전술한 도재소부용 금속 합금을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 치과 보철물은 전술한 금속 합금 상에 세라믹 도재를 접합하여 형성될 수 있다. 이러한 치과 보철물은 금속 합금의 우수한 기계적/화학적 성질과 세라믹 도재의 심미성을 융합하여 높은 상품성을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 비교예 및 실험예들을 제공한다. 다만, 하기의 비교예들 및 실험예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 아래의 비교예들 및 실험예들에 의해서 한정되는 것은 아니다.
본 발명자들은 고가의 금 및 백금을 대체할 수 있는 후보로 팔라듐-인듐계 합금에 주목하였다. 이에, 우선 팔라듐-인듐계 합금의 조성비에 따른 물리적 성질을 조사하였다. 표 1은 실험예I에 따른 팔라듐-인듐계 합금의 조성 및 물리적 성질을 나타낸다. 표 1의 시편은 합금 성분들을 용해한 후 흑연 주형에 주입하여 주조체를 형성한 후, 압연기를 이용하여 주조체를 늘린 후 이를 각인 및 절단하여 만든 것이다.
표 1
실험예I 합금 원소(중량%) 물리적 특성
Pd Au Ag In 열팽창계수(10-6K-1) 용융 온도(℃) 색상
1 50 50 18.41 803 황색
2 55 45 17.75 867 황색
3 60 40 17.20 932 황색
4 62 38 16.82 958 황색
5 64 36 16.44 984 황색
6 66 34 16.06 1010 황색
7 68 32 15.68 1036 황색
8 70 30 15.36 1062 황색
9 35 3 35 27 18.02 918 황색
10 39 6 35 20 17.17 998 황색
11 41 9 35 15 16.58 1051 황색
12 41 12 35 12 16.26 1079 황색
13 41 15 35 9 15.93 1107 옅은 황색
14 39 20 35 6 15.65 1127 옅은 황색
표 1을 참조하면, 인듐의 함량이 높아질수록 합금의 용융 온도가 낮아지는 것을 알 수 있다. 이는 인듐의 용융 온도가 금 및 은에 비해서 훨씬 낮기 때문이다. 치과 보철물 제조 시 소성 온도를 고려하면, 도재소부용 금속 합금의 용융 온도는 920℃ 이상은 되어야 하고, 따라서 인듐의 함량은 40 중량% 이내로 제한될 수 있다. 한편, 도재소부용 합금의 색상을 황색으로 유지하기 위해서는, 인듐의 함량은 최소 6 중량% 이상 될 수 있고 특히 황색을 보다 짙게 하기 위해서는 12 중량% 이상으로 유지할 수 있다. 이러한 결과로부터, 이 후 실험예들에서 인듐의 함량은 12 내지 40 중량% 범위에서 첨가되었다.
표 2는 본 발명의 실험예II에 따른 합금 조성(중량%) 및 물리적 성질을 나타낸다.
표 2
실험예II 합금 원소 물리적 특성
Au Pd Ag Zn In Si Ge Zr Co 열팽창계수(10-6K-1)
1 10 45 17.5 0.5 27 0 16.96
2 10 45 17 0.5 27 0.5 14.90
3 10 45 16.5 0.5 27 1 12.94
4 10 45 15.5 0.5 27 2 8.80
5 10 45 17.5 0.5 27 0 16.96
6 10 45 17 0.5 27 0.5 16.04
7 10 45 16.5 0.5 27 1 15.13
8 10 45 15.5 0.5 27 2 13.19
9 10 45 17.5 0.5 27 0 16.96
10 10 45 17 0.5 27 0.5 16.41
11 10 45 16.5 0.5 27 1 15.66
12 10 45 15.5 0.5 27 2 14.36
13 10 45 17.5 0.5 27 2.5 16.81
14 10 45 17 0.5 27 0.5 2.5 14.81
15 10 45 16.5 0.5 27 1 2.5 14.96
16 10 45 15.5 0.5 27 2 2.5 14.31
표 2를 참조하면, 실험예II-1 내지 II-4를 참조하면, 실리콘(Si)이 첨가됨에 따라서, 금속 합금의 열팽창 계수가 크게 감소하는 것을 알 수 있다. 실리콘이 증가됨에 따라서 상대적으로 은이 감소되었다. 예를 들어, 실험예II-1은 저온 소성용으로 이용될 수 있고, 실험예II-2는 고온 소성용으로 이용될 수 있다. 실험예II-3 및 II-4는 추가적인 합금 원소가 없는 경우 너무 열팽창 계수가 낮아서 도재소부용 합금으로 적합하지 않을 수 있다. 이를 바탕으로, 실리콘의 함량은 1차적으로 1 중량% 미만으로 제한할 수 있다. 다만, 다른 합금 원소를 첨가함으로써 실리콘의 함량을 더 높일 수도 있다.
실험예II-5 내지 II-8을 참조하면, 게르마늄(Ge)이 첨가됨에 따라서 금속 함금의 열팽창 계수가 감소되는 것을 알 수 있다. 다만, 실리콘에 비해서, 게르마늄이 첨가된 경우가 상대적으로 열팽팡 계수의 감소 정도가 낮은 것을 알 수 있다. 실험예II-5 및 II-6은 저온 소성용으로 이용되고, 실험예II-7은 고온 소성용으로 이용될 수 있다. 실험예II-8은 추가적인 합금 원소가 없는 경우 너무 열팽창 계수가 낮아서 도재소부용 합금으로 적합하지 않을 수 있다. 이를 바탕으로, 게르마늄의 함량은 1차적으로 2 중량% 미만, 예컨대 1 중량% 또는 그 이하로 제한할 수 있다. 다만, 다른 합금 원소를 첨가함으로써 게르마늄의 함량을 더 높일 수도 있다.
실험예II-9 내지 II-12를 참조하면, 지르코늄(Zr)이 첨가됨에 따라서 금속 함금의 열팽창 계수가 감소되는 것을 알 수 있다. 다만, 게르마늄에 비해서, 지르코늄이 첨가된 경우가 상대적으로 열팽팡 계수의 감소 정도가 살짝 낮은 것을 알 수 있다. 실험예II-9 내지 II-11은 저온 소성용으로 이용되고, 실험예II-12는 고온 소성용으로 이용될 수 있다. 이를 바탕으로, 지르코늄의 함량은 1차적으로 대략 2중량% 또는 약간 상회하는 범위까지 허용될 수 있다는 것을 알 수 있다. 나아가, 고온 소성을 위해서는 지르코늄의 함량은 1 중량% 초과로 첨가될 수 있다. 다만, 다른 합금 원소를 첨가함으로써 이러한 함량은 변화될 수도 있다.
실험예II-13 내지 II-16을 참조하면, 코발트(Co)가 첨가됨에 따라서 전술한 금속 합금들의 열팽창 계수가 거의 유지되거나 또는 미량 감소됨을 알 수 있다. 따라서, 실리콘, 게르마늄 및/또는 지르코늄을 첨가하고 부가적으로 코발트를 첨가함으로써, 금속 합금의 열팽창 계수를 낮추면서 동시에 인듐에 의한 고온 소성 변형을 억제할 수 있을 것으로 기대된다.
표 3은 본 발명에 따른 실험예III에 따른 금속 합금의 조성(중량%)을 나타낸다.
표 3
Figure PCTKR2011003875-appb-T000001
표 3의 시편들은 합금 성분들을 용해한 후 흑연 주형에 주입하여 주조체를 형성한 후, 압연기를 이용하여 주조체를 늘린 후 이를 각인 및 절단하여 만든 것이다. 합금 성분들의 용해는 적절한 반응로, 예컨대 유도로를 이용하여 수행될 수 있고, 산화 방지를 위해서 진공 분위기, 불활성 기체를 주입하면서 수행될 수 있다. 예를 들어, 반응로 내의 압력은 10-4 ~ 10-3 torr로 펌핑되고, 이 상태에서 아르곤, 질소 등의 기체가 주입될 수 있다.
실험예III-1 내지 실험예III-17에 따른 도재소부용 금속 합금은 제 1 내지 제 8 군 원소들의 일부 또는 전부로 구성될 수 있다. 위 실험예들에서, 제 1 군 원소로 위에 제시된 금 외에 백금이 더 첨가될 수도 있다. 위 실험예들에서 제 5 군 원소로 위에 제시된 원소들 외에, 주석(Sn), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 또는 구리(Cu)가 유사한 기능으로 부가될 수 있다. 제 7 군 원소로는 위에 제시된 원소들 외에 바나듐(V) 또는 텅스텐(W)이 유사한 기능으로 부가될 수도 있다. 제 8 군 원소로는 위에 제시된 원소들 외에 레늄(Re), 로듐(Rh), 란탄(La), 오스뮴(Os) 또는 비스무스(Bi)가 유사한 기능을 위해서 부가될 수 있다.
전술한 실시예들에서, 제 1 첨가 원소는 제 6 군 원소로부터 선택되고, 제 2 첨가 원소는 제 7 군 원소로부터 선택되고, 제 3 첨가 원소는 제 5 군 원소로부터 선택되고, 제 4 첨가 원소는 제 8 군 원소로부터 선택될 수 있다.
이하에서는 표 2의 실험예들에 따른 합금들의 물리적/기계적 성질, 생체적합성 및 접합력에 대한 결과를 설명한다.
물리적/기계적 성질 평가
표 4는 표 3의 실험예들에 대한 기계적/물리적 성질을 나타낸다. 이러한 결과는 표 3의 실험예들에 따라 제조된 합금을 기공소에서 사용하는 전기로 또는 산소-프로판가스 토치를 이용하여 용해한 후, ISO9693호 규격에 의거하여 시험을 행하여 얻어졌다.
표 4
실험예III 물리적 특성
열팽창계수(10-6K-1) 용융 온도(℃) 색상
1 17.2 1013 황색
2 16.3 1021 황색
3 16.5 1026 황색
4 16.2 1030 황색
5 15.9 1035 황색
6 16.4 950 황색
7 16.8 945 황색
8 15.6 965 황색
9 16.2 951 황색
10 15.8 1037 황색
11 14.7 1037 황색
12 14.1 1033 황색
13 15.2 1047 황색
14 13.5 1129 황색
15 14.2 1124 황색
16 12.1 1140 황색
17 13.1 1098 황색
표 3및 표 4를 같이 참조하면, 실험예III-1 내지 III-17에서 합금의 색상은 모두 황색이었다. 아울러, 합금의 용융 온도는 945 내지 1047℃ 범위이고 그 열팽창계수는 12.1 내지 17.2 10-6K-1 범위로, 이들 합금들은 저온 또는 고온 소성에 적합한 범위를 나타냈다. 실험예III-1 내지 III-17에서 팔라듐(Pd)의 함량은 예시적으로 39 ~ 45 중량% 첨가되었다. 하지만, 팔라듐의 함량은 금(Au) 및 은(Ag)의 함량을 줄이는 경우 증가될 수 있다.
실험예III-1 내지 III-17에서, 금(Au)의 함량은 약 2 ~ 20 중량% 범위이고, 은(Ag)의 함량은 약 13 ~ 31 중량%일 수 있다. 이러한 금 및 은의 함량 범위 내에서, 합금의 물리적 및 기계적 성질은 치아용 도부소재용으로 적합하였다. 하지만, 금 및 은의 함량은 전술한 바와 같이, 더 확장될 수 있다.
합금의 용융 온도와 열팽창계수는 1차적으로 인듐(In)의 함량에 크게 의존한다. 이러한 인듐의 1차적인 영향은 다른 합금 원소들에 의해서 약화 또는 강화될 수 있다. 저온 소성용 도재소부용 합금의 경우, 열팽창계수가 비교적 크더라도 용융 온도가 비교적 낮을 것이 요구된다. 반면, 고온 소성용 도재소부용 합금의 경우, 용융 온도가 비교적 높더라도 열팽창계수가 비교적 낮을 것이 요구된다.
예를 들어, 저온 소성용 합금은 그 용융 온도가 920 내지 1040℃ 범위이고, 그 열팽창계수가 15.5 x 10-6 ~ 17.5 x 10-6 K-1 범위일 수 있다. 이러한 점에서, 실험예III-1 내지 III-9에 따른 합금이 저온 소성용으로 이용될 수 있다. 이 경우 인듐의 함량은 약 20.3 내지 30.0 중량%, 구체적으로 20.5 ~ 29.5 중량%일 수 있다.
나아가, 용융 온도를 1000℃ 이하로 제한한 경우, 실험예III-6 내지 III-9와 같이 인듐의 함량은 약 23.0 내지 30.0 중량%일 수 있다. 더 나아가, 용융 온도를 1000℃ 이하로 제한하고 열팽창계수를 16.0 x 10-6 ~ 17.2 x 10-6 K-1 범위로 엄격하게 제한하는 경우, 실험예III-6, III-7 및 III-9와 같이 인듐의 함량은 약 24 ~ 30 중량%일 수 있다.
실험예III-8 및 III-9는 실험예III-1 ~ III-7에 비해서 제 7 군 원소(제 2 첨가 원소)를 더 포함하고 있고, 이에 따라 인듐 함량이 비교적 낮음에도 실험예III-1 ~ III-7에 비해서 그 용융 온도가 비교적 낮다는 것을 알 수 있다. 이러한 점에서, 제 7 군 원소는 저온 소성용 합금에서 인듐의 함유 범위를 넓히면서, 합금의 용융 온도를 낮추는 데 기여함을 알 수 있다.
고온 소성용 합금은 그 용융 온도가 넓게는 1030 ~ 1200 ℃ 범위, 좁게는 1030 ~ 1050 ℃ 범위이고, 그 열팽창계수가 넓게는 12.0 x 10-6 ~ 16.0 x 10-6 K-1 범위, 좁게는 13.0 x 10-6 ~ 15.5 x 10-6 K-1 범위, 더욱 좁게는 13.9 x 10-6 ~ 15.5 x 10-6 K-1 범위일 수 있다. 이러한 점에서, 실험예III-10 내지 III-17에 따른 합금은 넓게 볼 때 고온 소성용으로 이용될 수 있고, 이 경우 인듐의 함량은 약 12.0 내지 26 중량%일 수 있다. 한편, 이런 고온 소성 합금에서, 인듐의 함량은 다른 첨가 원소들, 예컨대 금, 백금 또는 제 7 군 원소(제 2 첨가 원소)를 늘림으로써 확대될 수 있다. 금, 은 또는 백금은 합금의 용융 온도를 높이는 데 기여할 수 있다. 제 7 군 원소는 합금의 용융 온도 감소와 인듐 증가에 따른 합금 변형을 축소하는 데 기여할 수 있다.
제 3 첨가 원소(제 5 군 원소)는 전술한 바와 같이, 합금의 강도, 부식방지 특성 등을 고려하여 10중량% 이하, 구체적으로 7 중량% 이하로 첨가되었다.
제 4 첨가 원소(제 8 군 원소)는 전술한 바와 같이, 합금의 결정립 미세화 정도를 고려하여, 2 중량% 이하, 특히 0.5 중량% 이하로 첨가되었다.
생체적합성 평가
표 3의 실험예III-1 내지 III-17에 따라서 제조된 시편의 생체적합성 실험은 ISO/TR 7455-1984의 규격에 의거하여 수행되었다.
<1> 급성독성시험
시편을 분말화한 후, 수용성 메틸셀룰로오스에 다양한 농도로 현탁시킨 후, 흰쥐(Albino rat)의 경구에 투여한 후, 2주간 매일 독성효과를 기록하였다. 그 결과, LD50은 8 g/kg으로서 생체안전성이 높은 것으로 나타났다.
<2> 한천중층실험
흰쥐의 섬유아세포 L-929세포를 Eagle MEM 배양액(10% FBS)에 1 mL당 5105의 세포농도로 접종한 후 37℃에서 24시간 배양하였다. 배양 후 배양 접시의 액체 성분을 흡입 제거 후 Eagle 배양액에 한천을 1.0% w/v 넣은 것을 약 12 mL씩 배양접시에 중층 하였다. 상기 한천 평판 위에 0.02% w/v 뉴트럴레드·인산완충생리식염주사액 3 mL를 넣은 다음 5% 탄산가스장치를 사용하여 37℃에서 2~3 시간 배양하였다. 배양 후 과량의 염색액을 제거하고 다시 5% 탄산가스 배양장치를 사용하여 37℃에서 4시간 배양하였다. 배양 후 세포가 충분히 색소를 흡수한 평판을 6개씩 사용하여 평판 위에 실험예III-1 내지 III-5에서 제조한 시편 10100.1 mm의 박편으로 제조한 후, 한천 평판 위에 올려놓았다. 평판 하나는 음성대조군으로 사용하였다. 이후, 상기 평판을 5% 탄산가스 배양장치를 이용하여 37℃에서 24시간 배양하였다. 배양세포의 반응은 배양 접시를 백색의 배경에서 관찰할 때 적색으로 염색된 세포가 검체의 밑 부분 및 주변에서 염색성이 저하되어 있는가에 의하여 판정하였다. 판정 결과, 세포 사멸 정도가 음성대조군과 큰 차이가 없어, 매우 우수한 생체적합성을 가짐을 알 수 있었다.
도재와의 결합력 평가
표 3의 실험예III-1 내지 III-17에 따라서 제조된 시편과 도재와의 결합력에 대한 검사는 ISO 9693 규격에 의거하여 수행하였다. 검사 결과, 검체 모두가 중앙 1/3에 도재가 50% 넘게 유지되어 있어, 매우 우수한 결합력을 나타내었다.
표 5는 본 발명에 따른 실험예IV에 따른 금속 합금의 조성(중량%) 및 물리적 특성을 나타낸다.
표 5
Figure PCTKR2011003875-appb-T000002
전술한 실험예들에서, 제 1 첨가 원소는 제 6 군 원소로부터 선택되고, 제 2 첨가 원소는 제 7 군 원소로부터 선택되고, 제 3 첨가 원소는 제 5 군 원소로부터 선택될 수 있다.
표 5를 참조하면, 인듐 함량이 약 21% 내외이고, 제 5 군 원소가 첨가된 실험예IV-1은 저온 소성용으로 이용될 수 있음을 알 수 있다. 하지만, 실험예IV-1은 실험예IV-2에 비해서 황색 발현이 약하고, 이는 상대적으로 인듐 함량이 낮기 때문으로 이해된다. 하지만, 실험예IV-2와 같이 인듐 함량만을 높이면 열팽창율이 급격하게 높아져, 저온 소성이 불가능해진다.
이런 점에서, 실험예IV-3 내지 IV-19에서 보이는 바와 같이, 제 6 군 원소의 첨가는 인듐 추가에 따른 열팽창율 상승을 상쇄시키는 데 효과적임을 알 수 있다. 이런 점에서, 실험예IV-3 및 IV-4는 저온 소성용으로 이용되면서, 황색 색상을 중간 정도 발현할 수 있는 것으로 파악된다.
한편, 인듐 함량이 30 중량% 이내이고, 제 6 군 원소(제 1 첨가 원소) 중 실리콘의 함량이 0.5 중량% 이상인 실험예IV-5 내지 IV-19가 고온 소성용으로 이용될 수 있음을 알 수 있다. 상업적인 세라믹 도재의 약 80% 이상이 고온 소성에 적합하다는 점을 감안하면, 고온 소성용으로 이용되는 이 실험예들의 금속 합금은 도재소부용으로 적합할 수 있다.
다만, 제 7 군 원소(제 2 첨가 원소)인 코발트가 없는 실험예IV-5의 경우, 도재소부 시 인듐의 흘러내림으로 인해 소성변형이 발생함을 알 수 있다. 따라서, 고온 소성을 위해서서는 금속 합금 내에 적절한 함량의 제 6 군 원소의 첨가가 필요하고, 나아가 고온 소성 시 소성 변형을 억제하기 위해서 적절한 함량의 제 7 군 원소의 첨가가 필요함을 알 수 있다. 예를 들어, 코발트는 5 중량% 이하의 범위에서 제어될 수 있다.
하지만, 제 7 군 원소, 예컨대 코발트의 첨가로 인해서, 실험예IV-6 내지 IV-8에서 보는 바와 같이, 금속 합금의 황색 발현 정도가 중하 또는 하급으로 떨어졌다. 이러한 문제를 고려하여, 실험예IV-9 내지 IV-16에서는 제 2 군 원소 및 제 5 군 원소, 특히 동(Cu)을 추가하거나 또는 그 함량을 늘림으로써 금속 합금의 황색 발현 정도를 중급으로 상향시킬 수 있음을 알 수 있다. 다만, 금의 함량이 상대적으로 낮은 실험예IV-17에서 금속 합금의 황색 발현 정도는 중하급으로 낮았다. 예를 들어, 동은 5 중량% 이하의 범위에서 제어될 수 있다.
특히, 실험예IV-9, IV-10, IV-18 및 IV-19와 같이 제 2 군 원소, 특히 금의 함량을 높이고, 제 5 군 원소로 구리를 첨가하고 상대적으로 팔라듐의 함량을 낮춘 경우, 금속 합금의 색상을 상급의 황색으로 만들 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 고온 소성용 금속 합금에서 금의 함량은 약 85% 내외까지 증대될 수 있음을 알 수 있다. 다만, 이 경우, 금의 함량이 증대되어 비용이 증가할 수 있어, 금의 함량은 비용을 고려하여 적절하게 조절할 필요가 있다.
전술한 실험예들에 따른 치과용 금속 합금은 세라믹 도재와 결합하여, 치과용 보철물로 이용될 수 있다. 선택적으로, 전술한 치과용 금속 합금은 세라믹 도재와 결합 시 적절한 전처리를 통해서 세라믹 도재와 결합력을 높일 수 있다. 통상적으로, 세라믹 도재와 금속 합금의 소성 시, 과도한 산화막이 개재되어 세라믹 도재와 금속 합금의 결합을 방해할 수 있다. 특히, 고온 소성 시 금속 합금 내 인듐이 산화될 수 있다.
이러한 점에서, 고온 소성 전에, 금속 합금을 전처리하여 금속 합금의 표면에서 금속 산화물을 제거함으로써 세라믹 도재와 금속 합금 사이에서 과도한 산화물 형성을 방지하여 둘 사이의 화학적 결합을 향상시킬 수 있다. 또한, 표면 에칭을 통해서 금속 합금의 표면에 기공을 만듬으로써 금속 합금과 세라믹 도재의 물리적 결합을 유도하여 결합력을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 이러한 전처리는 금속 산화물을 제거하기 위한 습식 에칭을 포함할 수 있다. 예컨대, 불산과 질산의 수용액을 이용하여 습식 에칭을 수행할 수 있다. 에칭 시간은 금속 합금 내 금속 산화물의 함유량에 따라서 수 내지 수십분의 범위에서 적절하게 선택될 수 있다.
도 1은 비교예에 따라 전처리를 거치지 않고 소성하여 제조한 치과 보철물을 보여주는 사진이다. 도 2는 실험예에 따라 전처리를 거친 후 소성하여 제조한 치과 보철물을 보여주는 사진이다. 실험예에서 금속 합금은 치아 모양으로 주조되었고, 세라믹 소재와 소성 온도는 약 900 내지 980℃범위일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전처리를 거치지 않은 경우, 세라믹 도재의 상당 부분이 치아 모양의 금속 합금으로부터 분리된 것을 알 수 있다. 하지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 적정 시간의 전처리를 거친 경우, 세라믹 도재가 치아 모양의 금속 합금으로부터 분리되거나 깨지지 않고 잘 붙어 있는 것을 알 수 있다.
발명의 특정 실시예들에 대한 이상의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 상기 실시예들을 조합하여 실시하는 등 여러 가지 많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다.

Claims (20)

  1. 0 초과 35 중량% 이하의 금(Au);
    5 내지 35 중량%의 은(Ag);
    6 내지 40 중량%의 인듐(In);
    30 내지 70 중량%의 팔라듐(Pd); 및
    합계 0 초과 5.0 중량% 이하이고, 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인듐(In)의 함량은 12.0 내지 35 중량%인, 치과 도재소부용 금속 합금.
  3. 제 1 항에 있어서, 합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 아연(Zn), 주석(Sn), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 더 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  4. 제 1 항에 있어서, 합계 0 초과 2 중량% 이하이고, 이리듐(Ir), 레늄(Re), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 란탄(La), 오스뮴(Os) 및 비스무스(Bi)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 더 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  5. 제 1 항에 있어서, 합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소를 더 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인듐(In)의 함량은 12.0 내지 26.0 중량%이고,
    그 열팽창계수가 13.0 X 10-6내지 16.0 X 10-6 K-1인, 치과 도재소부용 금속 합금.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 인듐(In)의 함량은 20.3 내지 30.0 중량%이고,
    그 열팽창계수가 15.5 X 10-6내지 17.5 X 10-6 K-1 치과 도재소부용 금속 합금.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 금(Au)의 함량은 2 내지 20 중량% 이하이고,
    상기 은(Ag)의 함량은 13 내지 31 중량%인, 치과 도재소부용 금속 합금.
  9. 0 초과 35 중량% 이하의 금(Au);
    5 내지 35 중량%의 은(Ag);
    12.0 내지 35.0 중량%의 인듐(In);
    합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 아연(Zn), 주석(Sn), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소;
    합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소;
    합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소;
    합계 0 초과 2 중량% 이하이고, 이리듐(Ir), 레늄(Re), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 란탄(La), 오스뮴(Os) 및 비스무스(Bi)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 원소; 및
    잔부의 팔라듐(Pd) 및 불가피 분순물로 이루어진, 치과 도재소부용 금속 합금.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 인듐(In)의 함량은 12.0 내지 26.0 중량%이고,
    그 용융 온도가 1030 내지 1200℃인, 치과 도재소부용 금속 합금.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 인듐(In)의 함량은 20.3 내지 30.0 중량%이고,
    그 용융 온도가 920 내지 1040℃인, 치과 도재소부용 금속 합금.
  12. 0 초과 85 중량% 이하의 금(Au);
    0 초과 35 중량% 이하의 은(Ag);
    6 내지 40 중량%의 인듐(In);
    5 내지 70 중량%의 팔라듐(Pd); 및
    합계 0 초과 5.0 중량% 이하이고, 붕소(B), 게르마늄(Ge), 지르코늄(Zr), 실리콘(Si) 및 철(Fe)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 제 1 원소; 및
    합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 크롬(Cr), 니오븀(Nb), 마그네슘(Mg), 티타늄(Ti), 코발트(Co), 알루미늄(Al), 바나듐(V), 탄탈륨(Ta), 몰리브덴(Mo) 및 텅스텐(W)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 제 2 원소를 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 원소는 0 초과 내지 1.0 중량% 미만의 실리콘(Si)을 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 2 원소는 0 내지 5.0 중량% 범위의 코발트(Co)를 포함하고, 상기 금속 합금과 세라믹 도재의 소성 온도는 900 내지 980℃ 범위를 갖는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 원소는 0 초과 내지 1.0 중량% 미만의 실리콘(Si)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 2 원소는 0 내지 5.0 중량% 범위의 코발트(Co)를 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  16. 제 13 항에 있어서, 합계 0 초과 10.0 중량% 이하이고, 아연(Zn), 주석(Sn), 갈륨(Ga), 셀레늄(Se), 탄소(C), 안티몬(Sb) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 제 3 원소를 더 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 원소는 0 초과 내지 1.0 중량% 미만의 실리콘(Si)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 2 원소는 0 내지 5.0 중량% 범위의 코발트(Co)를 포함하는, 상기 적어도 하나의 제 3 원소는 0 초과 내지 5.0 중량% 이하의 구리(Cu)를 포함하는, 치과 도재소부용 금속 합금.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항의 어느 한 항에 따른 치과 도재소부용 금속 합금을 이용하여 제조된 치과 보철물.
  19. 제 1 항 내지 제 17 항의 어느 한 항에 따른 치과 도재 소부용 금속 합금을 제공하는 단계;
    상기 금속 합금을 전처리하여 표면의 금속 산화물을 제거하는 단계; 및
    상기 금속 합금 상에 세라믹 도재를 900 내지 980℃ 범위의 소성 온도 범위에서 접합하는 단계를 포함하는 치과 보철물의 제조방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 금속 산화물을 제거하는 단계에서 전처리는 질산 및 불산의 수용액에서 습식 에칭법으로 진행하는, 치과 보철물의 제조방법.
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