RU2801216C1 - Fluorine-containing strontium aluminosilicate glass for dental glass ionomer cements - Google Patents
Fluorine-containing strontium aluminosilicate glass for dental glass ionomer cements Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801216C1 RU2801216C1 RU2022113708A RU2022113708A RU2801216C1 RU 2801216 C1 RU2801216 C1 RU 2801216C1 RU 2022113708 A RU2022113708 A RU 2022113708A RU 2022113708 A RU2022113708 A RU 2022113708A RU 2801216 C1 RU2801216 C1 RU 2801216C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- fluorine
- cao
- dental
- sro
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковым стеклам, используемым в стоматологии, в частности, к фторсодержащему стронцийалюмосиликатному стеклу для стоматологических стеклоиономерных цементов. Изобретение может быть использовано для получения стоматологического материала - стеклоиономерного цемента с повышенным содержанием фтора, увеличенной рентгеноконтрастностью и улучшенными эстетическими свойствами за счет использования наполнителя - прозрачного фторсодержащего стронцийалюмосиликатного стекла с коэффициентом преломления 1,51-1,54.The invention relates to powder glasses used in dentistry, in particular, to fluorine-containing strontium aluminosilicate glass for dental glass ionomer cements. The invention can be used to obtain a dental material - glass ionomer cement with a high fluorine content, increased radiopacity and improved aesthetic properties due to the use of a filler - transparent fluorine-containing strontium aluminosilicate glass with a refractive index of 1.51-1.54.
Стеклоиономерные цементы (СИЦ) представляют собой материалы, которые содержат полимерную матрицу и химически активное стекло в качестве наполнителя, которое способно вступать в реакцию с полимерной матрицей. Показатель преломления стекла должен быть сопоставим с показателем преломления полимерной матрицы, что и обеспечивает получение соответствующих эстетических свойств стоматологического материала. Также важно, чтобы коэффициент теплового расширения стеклоиономерного цемента на основе стекла соответствовал коэффициенту теплового расширения твердых тканей зуба, во избежание разрушения стоматологического материала.Glass ionomer cements (GIC) are materials that contain a polymer matrix and a reactive glass as a filler that is capable of reacting with the polymer matrix. The refractive index of the glass must be comparable to the refractive index of the polymer matrix, which ensures that the corresponding aesthetic properties of the dental material are obtained. It is also important that the coefficient of thermal expansion of the glass-ionomer cement based on glass correspond to the coefficient of thermal expansion of the hard tissues of the tooth, in order to avoid destruction of the dental material.
На рентгеновском снимке стоматологический материал должен значительно отличаться от твердых тканей зуба, чтобы проводить динамическое наблюдение и оценивать состояние зуба под реставрацией. Это означает, что стекло должно обладать рентгеноконтрастностью. Согласно ISO 9917-1:2007 (Е) рентгеноконтрастность стоматологического материала рентгеноконтрастность должна быть эквивалентна той же толщине алюминия. Известно, что в качестве стеклонаполнителя используются фторалюмосиликатные стекла, поскольку стеклоиономерные цементы на его основе обладают необходимыми прочностными свойствами и при этом эффективно предотвращают кариес за счет выделения фтора.On an x-ray, the dental material must be significantly different from the hard tissues of the tooth in order to conduct dynamic observation and assess the condition of the tooth under restoration. This means that the glass must have radiopacity. According to ISO 9917-1:2007 (E), the radiopacity of dental material should be equivalent to the same thickness of aluminium. It is known that fluoroaluminosilicate glass is used as a glass filler, since glass ionomer cements based on it have the necessary strength properties and at the same time effectively prevent caries due to the release of fluorine.
Известен порошок фторалюмосиликатного стекла (Патент US 4775592 Fluoroaluminosilicate glass powder for dental glass ionomer cement) для использования в стоматологии. Отличительной особенностью заявленного изобретения является не только состав стеклопорошка, содержащего (масс. %): 40 кварцевого песка (SiO2), 26 глинозема (Al2O3), 20 флюорита (CaF2), 5 фторида алюминия (AlF3), 2 фторида натрия (NaF) и 7 фосфата кальция Са3(PO4)2, но и проведение дополнительной обработка поверхности порошка фтором в количестве от 0,01 до 5 массовых частей в расчете на 100 массовых частей стеклянного порошка. Согласно патенту, данная операция повышает текучесть цементной пасты сразу после затворения и улучшаются манипуляции по замешиванию. У порошка фторалюмосиликатного стекла по этому изобретению улучшены физические свойства, а именно увеличен предел прочности на сжатие.Known powder fluoroaluminosilicate glass (Patent US 4775592 Fluoroaluminosilicate glass powder for dental glass ionomer cement) for use in dentistry. A distinctive feature of the claimed invention is not only the composition of the glass powder containing (wt.%): 40 quartz sand (SiO 2 ), 26 alumina (Al 2 O 3 ), 20 fluorite (CaF 2 ), 5 aluminum fluoride (AlF 3 ), 2 sodium fluoride (NaF) and 7 calcium phosphate Ca 3 (PO 4 ) 2 , but also carrying out additional surface treatment of the powder with fluorine in an amount of from 0.01 to 5 mass parts per 100 mass parts of glass powder. According to the patent, this operation improves the fluidity of the cement paste immediately after mixing and improves the kneading handling. The fluoroaluminosilicate glass powder of this invention has improved physical properties, namely increased compressive strength.
Однако недостатком базовых составов стекла для этих наполнителей имеют слишком высокую кристаллизационную способность, а оптические характеристики (коэффициент преломления, пропускание) не учитываются и не рассматриваются как приоритетные. Для выбранных составов стекол не берется во внимание величина рентгеноконтрастности, что является критически важной характеристикой для пломбировочных материалов. Очевидно, что значение рентгеноконтрастности для заявляемых составов стекол низкая, из-за относительно малого количества ионов кальция, который обеспечивает этот показатель, причем в значительно меньшей мере в сравнении с ионами стронция, бария или иных компонентов с большим значением Z - атомного номера элемента. Заявленные составы стекла имеют очень высокое содержание фтора (от 10 до 40 масс. %) и должны содержать до 40 масс. % Al2O3 для достижения достаточной прочности. Функциональные возможности заявленного материала ограничены его низкими эстетическими свойствами и малым значением рентгеноконтрастности. Поэтому он может быть использован только в качестве стоматологического цемента для фиксации коронок и мостов.However, due to the disadvantage of the basic compositions, glasses for these fillers have a too high crystallization ability, and optical characteristics (refractive index, transmission) are not taken into account and are not considered as priority ones. For selected glass compositions, the value of radiopacity is not taken into account, which is a critical characteristic for filling materials. It is obvious that the value of radiopacity for the claimed compositions of glasses is low, due to the relatively small amount of calcium ions that this indicator provides, and to a much lesser extent in comparison with ions of strontium, barium or other components with a large value of Z - the atomic number of the element. The claimed glass compositions have a very high fluorine content (from 10 to 40 wt.%) and must contain up to 40 wt. % Al 2 O 3 to achieve sufficient strength. The functionality of the claimed material is limited by its low aesthetic properties and low radiopacity value. Therefore, it can only be used as a dental cement for crowns and bridges.
Известен ряд стекол для стоматологии, заявленных в патенте (US 20070122356). В нем представлены стекла с антимикробным и/или дезинфицирующим действием, которые могут применяться в очень широком спектре стоматологических материалов для восстановления зубов: для композитных материалов; иономерных цементов; компомеров.There are a number of glasses for dentistry claimed in the patent (US 20070122356). It presents glasses with antimicrobial and/or disinfectant action, which can be used in a very wide range of dental restoration materials: for composite materials; ionomer cements; compomers.
Указанные в патенте области составов объединены в группы в зависимости от стеклообразующих систем:The areas of compositions indicated in the patent are combined into groups depending on the glass-forming systems:
Натрийборосиликатные стекла с рядом модифицирующих добавок Al2O3, Р2О5, Li2O, BaO, CaO, ZnO, Ag2O, CuO, SO3 TeO2, ZrO2 Cr2O3, La2O3.Sodium borosilicate glasses with a number of modifying additives Al 2 O 3 , P 2 O 5 , Li 2 O, BaO, CaO, ZnO, Ag 2 O, CuO, SO 3 TeO 2 , ZrO 2 Cr 2 O 3 , La 2 O 3 .
Алюмоцинкфосфатные стекла со щелочными оксидами, модифицирующими и стеклообразующими добавками В2О3, SiO2, Na2O, CaO, MgO, BaO, Ag2O, CuO, La2O3, ZrO2.Aluminozinc phosphate glasses with alkaline oxides, modifying and glass-forming additives B 2 O 3 , SiO 2 , Na 2 O, CaO, MgO, BaO, Ag 2 O, CuO, La 2 O 3 , ZrO 2 .
Сульфофосфатные стекла с добавками оксидов Na2O, CaO, ZnO и модифицирующими добавками Ag2O, CuO, Cr2O3.Sulfophosphate glasses with additives of Na 2 O, CaO, ZnO oxides and modifying additives Ag 2 O, CuO, Cr 2 O 3 .
Натрийкальцийкремниевые стекла с добавками P2O5, MgO, Ag2O, ZnO.Sodium-calcium-silicon glasses with P 2 O 5 , MgO, Ag 2 O, ZnO additives.
Алюмосиликатные стекла с добавками В2О3, ZnO, CaO, BaO, Р2О5, La2O3, SrO, Li2O, MgO, K2O, Na2O, Ta2O5, Ag2O, F.Aluminosilicate glasses with additions of B 2 O 3 , ZnO, CaO, BaO, P 2 O 5 , La 2 O 3 , SrO, Li 2 O, MgO, K 2 O, Na 2 O, Ta 2 O 5 , Ag 2 O, F.
По своим характеристикам стекла алюмосиликатной системы перспективны в качестве наполнителей, они характеризуются значением показателя преломления (nd) в интервале 1,47-1.58, значением ТКЛР в диапазоне температур (-30/+70°С) в интервале α(⋅10-6)=0,6-10,0, рентгеноконтрастность лежит в пределах 50%-250%. Достижение результата обеспечивается следующим содержанием компонентов (масс. %): SiO2 30-99,5%, Al2O3 0-30%, B2O3 0-10%, ВаО 0-35%, СаО 0-10%, P2O5 0-9,5%, La2O3 0-10%, ZrO2 0-5%, Li2O 0-5%, MgO 0-5%, K2O 0-1%, Na2O 0-2%, Ta2O5 0-1%, Ag2O 0,1-2%, SrO 0-20%, F 0-18%.According to their characteristics, glasses of the aluminosilicate system are promising as fillers, they are characterized by a refractive index value (n d ) in the range of 1.47-1.58, a TCLE value in the temperature range (-30/+70°С) in the range α(⋅10 -6 )=0.6-10.0, radiopacity is in the range of 50%-250%. The achievement of the result is ensured by the following content of components (wt.%): SiO 2 30-99.5%, Al 2 O 3 0-30%, B 2 O 3 0-10%, BaO 0-35%, CaO 0-10% , P 2 O 5 0-9.5%, La 2 O 3 0-10%, ZrO 2 0-5%, Li 2 O 0-5%, MgO 0-5%, K 2 O 0-1%, Na 2 O 0-2%, Ta 2 O 5 0-1%, Ag 2 O 0.1-2%, SrO 0-20%, F 0-18%.
Недостатком представленных составов являются высокие термические характеристики (высокие значения температуры стеклования Tg) стекла, слабая рентгеноконтрастность и низкая степень высвобождения фтора. Известно, что высокое поглощение рентгеновских лучей может быть достигнуто за счет соответствующего содержания ВаО. Однако, поскольку этот компонент более токсичен чем SrO, а сырьевые барий-содержащие материалы крайне агрессивны по отношению к стекловаренным сосудам в процессе варки, целесообразно избегать ВаО в качестве компонента стекол, используемых для наполнителей в стоматологических цементах.The disadvantage of the presented compositions are the high thermal characteristics (high values of the glass transition temperature Tg) of the glass, poor radiopacity and low degree of fluorine release. It is known that high X-ray absorption can be achieved by an appropriate BaO content. However, since this component is more toxic than SrO, and barium-containing raw materials are extremely aggressive towards glass vessels during the melting process, it is advisable to avoid BaO as a component of glasses used for fillers in dental cements.
Заявленные области составов стекол в патенте US 20070122356 включают очень широкие диапазоны по всем компонентам (сумма SiO2+P2O5+SO3+B2O3+Al2O3 составляет от 20 до 99,5 масс. %, а сумма ZnO+Ag2O+CuO+GeO2+TeO2+Cr2O3>0,01), что приводит к минимизации возможностей практического применения заявляемых материалов.Claimed ranges of glass compositions in US 20070122356 include very wide ranges for all components (the sum of SiO 2 +P 2 O 5 +SO 3 +B 2 O 3 +Al 2 O 3 is from 20 to 99.5 wt.%, and the sum ZnO+Ag 2 O+CuO+GeO 2 +TeO 2 +Cr 2 O 3 >0.01), which leads to minimization of the practical application of the claimed materials.
Известен патент (US 10646408 В2), в котором описано стекло, применяемое в качестве наполнителя стеклоиономерных цементов, с улучшенным эффектом ингибирования деминерализации. Составы стекла включает следующие компоненты: оксид цинка (ZnO), оксид алюминия (Al2O3), фторид алюминия (AlF3), безводной кремниевой кислоты (SiO2), фторид кальция (CaF2), фосфата кальция (Са3(PO4)2), фторид стронция (SrF2), оксид фосфора (Р2О5), оксид лантана (La2O3), фторид натрия (NaF) и гидрокарбонат калия (KHCO3) в разных соотношениях. Эффект деминерализации обеспечивается введением оксида цинка в количестве более 10 масс. %, а при увеличении его содержания до 60 масс. % получают стекла с высоким уровнем пропускания, что обеспечивает эстетические характеристики пломбировочного материала. В указанном патенте не приводятся данные об оптических характеристиках (пропускание, коэффициент преломления) и значениях рентгеноконтрастности заявляемых материалов.Known patent (US 10646408 B2), which describes the glass used as a filler of glass ionomer cements, with improved demineralization inhibition effect. Glass compositions include the following components: zinc oxide (ZnO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum fluoride (AlF 3 ), anhydrous silicic acid (SiO 2 ), calcium fluoride (CaF 2 ), calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ), phosphorus oxide (P 2 O 5 ), lanthanum oxide (La 2 O 3 ), sodium fluoride (NaF) and potassium bicarbonate (KHCO 3 ) in various proportions. The effect of demineralization is provided by the introduction of zinc oxide in an amount of more than 10 wt. %, and with an increase in its content to 60 wt. % receive glasses with a high level of transmission, which ensures the aesthetic characteristics of the filling material. This patent does not provide data on the optical characteristics (transmission, refractive index) and radiopacity values of the claimed materials.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав стекла по этому патенту (US 10646408 В2), выбранный в качестве прототипа, включающий (масс. %): F - 13,5; Al2O3 - 25,9; SiO2 - 23,8; Р2О5 - 1,3; SrO - 35,5. Состав стекла-прототипа не содержит оксид цинка в своем составе, однако приведен в ряду составов стекол с повышенным эффектом деминерализации.The closest technical solution to the proposed invention in terms of technical essence and the achieved result is the glass composition according to this patent (US 10646408 B2), selected as a prototype, including (wt.%): F - 13.5; Al 2 O 3 - 25.9; SiO 2 - 23.8; P 2 O 5 - 1.3; SrO - 35.5. The composition of the prototype glass does not contain zinc oxide in its composition, however, is given in a number of glass compositions with an increased demineralization effect.
Главными недостатками прототипа является тугоплавкость (высокие значения температуры стеклования Tg), что требует температуры варки стекла выше 1600°С, что негативно сказывается (из-за резкого, по экспоненциальному закону, усиления улета фтора с увеличением температуры варки) на конечном содержании фтора в стеклопорошке и, следовательно, к снижению биоактивности стекла. Сведения о эстетических свойствах в патенте отсутствуют, и вероятно, они недостаточно высокие из-за невысокого уровня пропускания. Данные о сбалансированности значения ТКЛР и показателя преломления стеклопорошка с полимерной матрицей стеклоиономерного цемента - отсутствуют.The main disadvantages of the prototype is refractoriness (high values of the glass transition temperature Tg), which requires a melting temperature of glass above 1600 ° C, which negatively affects (due to a sharp, exponential law, increased fluorine escape with increasing melting temperature) on the final fluorine content in the glass powder and, consequently, to a decrease in the bioactivity of the glass. There is no information about the aesthetic properties in the patent, and they are probably not high enough due to the low level of transmission. There are no data on the balance of the TCLE value and the refractive index of glass powder with a polymer matrix of glass ionomer cement.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка стекла для стоматологического материала - стеклоиономерного цемента, характеризующегося высокой прозрачностью Т≥80%, показателем преломления, близким к показателю преломления полимерной матрицы (ndCT=1,51-1,54), и значением ТКЛР α=52-64⋅10-7°С-1 при сохранении высокой технологичности процесса получения стекла и снижении температуры варки до температур ниже 1500°С.The task to be solved by the claimed invention is the development of glass for dental material - glass ionomer cement, characterized by high transparency T≥80%, refractive index close to the refractive index of the polymer matrix (n dCT = 1.51-1.54), and TCLE value α=52-64⋅10 -7 °С -1 while maintaining high manufacturability of the glass production process and reducing the melting temperature to temperatures below 1500°С.
Поставленная задача достигается фторсодержащим стронцийалюмосиликатным стеклом для стоматологических стеклоиономерных цементов, включающее SiO2, A12O3, Р2О5, SrO, AlF3, SrF2, при этом в состав исходного стекла дополнительно вводят Ga2O3, LaF3, а также соли щелочных компонентов K2O, Na2O, MgO, СаО, при следующих соотношениях компонентов в масс. %: SiO2 21,0-28,0; Al2O3 23,0-25,0; Ga2O3 0-6,0; P2O5 6,0-13,0; SrO 14,0-20,0; AlF3 11,0-12,0; SrF2 5,0-7,5; LaF3 0,2-5,0, до 1 масс. % K2O, Na2O, MgO, СаО.The task is achieved by fluorine-containing strontium aluminosilicate glass for dental glass ionomer cements, including SiO 2 , A1 2 O 3 , P 2 O 5 , SrO, AlF 3 , SrF 2 , while Ga 2 O 3 , LaF 3 are additionally introduced into the composition of the original glass, and also salts of alkaline components K 2 O, Na 2 O, MgO, CaO, at the following ratios of components in mass. %: SiO 2 21.0-28.0; Al 2 O 3 23.0-25.0; Ga 2 O 3 0-6.0; P 2 O 5 6.0-13.0; SrO 14.0-20.0; AlF 3 11.0-12.0; SrF 2 5.0-7.5; LaF 3 0.2-5.0, up to 1 wt. % K 2 O, Na 2 O, MgO, CaO.
Заявляемые составы должны сохранять соотношение компонентов стекла, что позволяет получать прозрачные стекла с пропусканием Т≥80% при температурах варки, не превышающих 1500°С.The inventive compositions must maintain the ratio of glass components, which makes it possible to obtain transparent glasses with a transmission of T≥80% at melting temperatures not exceeding 1500°C.
При сохранении заявляемых соотношений компонентов получают стекла без признаков объемной кристаллизации при сохранении высокой концентрации фтора, который в свою очередь обладает высокой склонностью к глушению и/или опалесценции стекол.While maintaining the claimed ratios of the components, glasses are obtained without signs of bulk crystallization while maintaining a high concentration of fluorine, which in turn has a high tendency to muffle and/or opalescent glasses.
Дополнительное введение в заявляемый состав стекла LaF3 в диапазоне 0,2-5 масс. % позволяет варьировать значение коэффициента преломления (ndCT=1,51-1,54) при сохранении высокого значения ретгеноконтрастности (до 330%). При увеличении содержания LaF3 значение коэффициента преломления возрастает. Введение в состав стекла фторида лантана не только повышает устойчивость к кислотам отвержденного вещества стоматологического цемента, но увеличивает его рентгеноконтрастность. Таким образом, достигаются максимальные эстетические, технологические и эксплуатационные характеристики стоматологического материала.Additional introduction to the claimed composition of glass LaF 3 in the range of 0.2-5 wt. % allows you to vary the value of the refractive index (n dCT = 1.51-1.54) while maintaining a high value of x-ray contrast (up to 330%). As the content of LaF 3 increases, the value of the refractive index increases. The introduction of lanthanum fluoride into the composition of glass not only increases the resistance to acids of the hardened substance of dental cement, but also increases its radiopacity. Thus, the maximum aesthetic, technological and operational characteristics of the dental material are achieved.
Компоненты SiO2 и Р2О5 используются в качестве стеклообразователей. При увеличении содержания оксида кремния относительно заявляемых значений температура стеклования повышается, что требует температуры варки стекла выше 1500°С, а при более низком содержании меняется химическая устойчивость стекла. Содержание 21-28 масс. %, является предпочтительным, поскольку в этом диапазоне возможна реализация приемлемых технологических условий синтеза стекла.The components SiO 2 and P 2 O 5 are used as glass formers. With an increase in the content of silicon oxide relative to the claimed values, the glass transition temperature rises, which requires a glass melting temperature above 1500°C, and at a lower content, the chemical stability of the glass changes. Content 21-28 wt. %, is preferable, since within this range it is possible to implement acceptable technological conditions for glass synthesis.
Компонент Р2О5 добавляется для того, чтобы понизить температуру варки, а также для получения необходимых химических свойств стеклонаполнителя.The P 2 O 5 component is added in order to lower the melting temperature, as well as to obtain the necessary chemical properties of the glass filler.
Стекло содержит Al2O3 в качестве как дополнительного стеклообразователя, так и модификатора, который обеспечивает основность стекла в присутствии оксидов щелочных и щелочноземельных элементов Σ (K2O, Na2O, MgO, СаО) и SrO. Этот компонент необходим для достижения необходимой химической активности при взаимодействии стеклонаполнителя с полимерной кислотой при установке пломбировочного материала. Однако содержание Al2O3 ограничено, так как увеличение содержания Al2O3 в стекле требует увеличения температуры варки и поэтому содержание Al2O3 не должно превышать 25 масс. %. Если содержание ниже 23,0 масс. % Al2O3, описанные преимущества с точки зрения образования хелатных связей с полимерной матрицей, долговечности и прочности стеклоиономерного цемента со стеклонаполнителем резко снижаются.The glass contains Al 2 O 3 as both an additional glass former and a modifier, which provides the basicity of the glass in the presence of oxides of alkali and alkaline earth elements Σ (K 2 O, Na 2 O, MgO, CaO) and SrO. This component is necessary to achieve the required chemical activity during the interaction of glass filler with polymeric acid during the installation of filling material. However, the content of Al 2 O 3 is limited, since the increase in the content of Al 2 O 3 in the glass requires an increase in the melting temperature and therefore the content of Al 2 O 3 should not exceed 25 wt. %. If the content is below 23.0 wt. % Al 2 O 3 , the described advantages in terms of formation of chelate bonds with the polymer matrix, durability and strength of glass ionomer cement with glass filler are sharply reduced.
Для достижения достаточного поглощения рентгеновских лучей в стекло добавляют 14-20 масс. % оксида стронция. Оксид стронция имеет сходное с оксидом бария поведение по поглощению рентгеновских лучей, но обладает меньшей токсичностью. По своим токсикологическим свойствам он больше похож на оксид кальция. Оксид кальция и оксид стронция взаимозаменяемы в стекле, но оксид кальция имеет значительно более низкую способность поглощения рентгеновских лучей, чем оксид стронция, так что требуемое поглощение рентгеновских лучей не может быть достигнуто, если используется только оксид кальция. Стронций дает эффект увеличения рентгеноконтрастности по сравнению с кальцием в этих стеклах без каких-либо побочных эффектов и не ухудшает внешний вид (эстетические характеристики) этих цементов. Поэтому для достижения требуемого уровня поглощения рентгеновских лучей необходимо, чтобы содержание SrO не опускалось ниже 14 масс. %.To achieve sufficient absorption of x-rays in the glass add 14-20 wt. % strontium oxide. Strontium oxide has similar X-ray absorption behavior to barium oxide, but is less toxic. According to its toxicological properties, it is more similar to calcium oxide. Calcium oxide and strontium oxide are interchangeable in glass, but calcium oxide has a significantly lower x-ray absorption capacity than strontium oxide, so that the required x-ray absorption cannot be achieved if only calcium oxide is used. Strontium has the effect of increasing the radiopacity compared to calcium in these glasses without any side effects and does not impair the appearance (aesthetic characteristics) of these cements. Therefore, in order to achieve the required level of X-ray absorption, it is necessary that the SrO content does not fall below 14 wt. %.
Стекло содержит AlF3 в количестве 11-12 масс. %. Для достижения необходимого уровня биоактивности стекла в составе должен содержаться более 10% фторида алюминия по массе. Ионы алюминия, вводимые в состав стекла через фторид алюминия, так же обеспечивают необходимую химическую активность при взаимодействии стеклонаполнителя с полимерной кислотой при установке пломбировочного материала. Выделение фтора в процессе использования пломбировочного материала прямо пропорционально количеству фторсодержащего материала. В состав стекла вводиться фторид стронция SrF2 в диапазоне 5-7,5 масс. %. Таким образом, удается достичь максимального содержания фторидов в стекле.Glass contains AlF 3 in the amount of 11-12 wt. %. To achieve the required level of glass bioactivity, the composition must contain more than 10% aluminum fluoride by weight. Aluminum ions, introduced into the glass composition through aluminum fluoride, also provide the necessary chemical activity during the interaction of the glass filler with polymeric acid during the installation of a filling material. The release of fluorine during the use of filling material is directly proportional to the amount of fluorine-containing material. Strontium fluoride SrF 2 is introduced into the glass composition in the range of 5-7.5 wt. %. Thus, it is possible to achieve the maximum content of fluorides in the glass.
Составы стекол содержат небольшое количество щелочей, таких как K2O, Na2O, MgO, СаО до 1 масс. %, которые улучшают технологичность стекла и его основность. Благодаря таким малым добавкам удается получать стекла при температурах, не превышающих 1500°С. В случае фторсодержащих составов стекол это является критически важным показателем из-за высокого уровня улета фторсодержащих компонентов стекла при возрастании температуры варки.Glass compositions contain a small amount of alkalis, such as K 2 O, Na 2 O, MgO, CaO up to 1 wt. %, which improve the processability of glass and its basicity. Thanks to such small additives, it is possible to obtain glasses at temperatures not exceeding 1500°C. In the case of fluorine-containing glass compositions, this is a critical indicator due to the high level of escape of fluorine-containing glass components with increasing melting temperature.
Согласно изобретению, технический способ получения стекла достигается следующим образом. Шихта заявляемого состава, содержащая следующие компоненты: SiO2, Al2O3, Ga2O3 Р2О5, SrO, AlF3, SrF2, LaF3 и небольшое количество K2O, Na2O, MgO, СаО до 1 масс. % после взвешивания сырьевых компонентов, перемешивают в смесителе в течение 60 минут при 35 об/мин. Шихту загружают в корундовый тигель объемом до 2 л и перемещают в электрическую печь, где проходит варка стекла при температуре 1450-1500°С, с дальнейшей выработкой стекломассы в воду с получением стеклогранулята.According to the invention, the technical method for producing glass is achieved as follows. The charge of the claimed composition, containing the following components: SiO 2 , Al 2 O 3 , Ga 2 O 3 P 2 O 5 , SrO, AlF 3 , SrF 2 , LaF 3 and a small amount of K 2 O, Na 2 O, MgO, CaO up to 1 wt. % after weighing the raw components, mixed in the mixer for 60 minutes at 35 rpm. The mixture is loaded into a corundum crucible with a volume of up to 2 l and transferred to an electric furnace, where glass is melted at a temperature of 1450-1500°C, with further production of glass mass into water to obtain glass granulate.
Примеры составов стекол и их характеристические свойства приведены в таблице 1.Examples of glass compositions and their characteristic properties are shown in Table 1.
Пример 1Example 1
Стекло состава 1 (табл. 1) получено из сырьевых материалов категории не ниже чистых (Ч), которые смешивают в смесителе в течение 60 мин. Приготовленную шихту загружают в корундовый тигель и при температуре 850°С помещают в электрическую печь шахтного типа с SiC-нагревателями. После загрузки шихты, температуру в печи за 3 ч поднимают до 1500°С и выдерживают в течении 1 ч до полной гомогенизации расплава. После осветления стекломассы температуру снижают инерционно до 1480°С и вырабатывают в воду.Glass of composition 1 (Table 1) was obtained from raw materials of a category not lower than pure (Ch), which are mixed in a mixer for 60 minutes. The prepared mixture is loaded into a corundum crucible and at a temperature of 850°C is placed in an electric shaft-type furnace with SiC heaters. After loading the mixture, the temperature in the furnace was raised to 1500°C for 3 hours and maintained for 1 hour until the melt was completely homogenized. After clarification of the glass mass, the temperature is inertially reduced to 1480°C and produced into water.
Стекло обладает следующими свойствами: показатель преломления nd=1,51; плотность ρ=2,79 г/см3; ТКЛР α(-30-+70°С)=64⋅10-7 град-1; прозрачность 90%; температура стеклования Tg=605°С, рентгеноконтрастность 300%.Glass has the following properties: refractive index n d =1.51; density ρ=2.79 g/cm 3 ; TCLE α (-30-+70°С) =64⋅10 -7 deg -1 ; transparency 90%; glass transition temperature T g =605°C, radiopacity 300%.
Пример 2Example 2
Стекло состава 2 (табл. 1) полученное по аналогии с примером 1, обладает свойствами: показатель преломления nd=1,52; плотность ρ=2,83 г/см3; ТКЛР α(-30-+70°С)=60⋅10-7 град-1; прозрачность 90%; температура стеклования Tg=620°С, Рентгеноконтрастность 320%.Glass composition 2 (table. 1) obtained by analogy with example 1, has the following properties: refractive index n d =1,52; density ρ=2.83 g/cm 3 ; TCLE α (-30-+70°С) =60⋅10 -7 deg -1 ; transparency 90%; glass transition temperature T g =620°C, Radiopacity 320%.
Пример 3Example 3
Стекло состава 3 (табл. 1), полученное по аналогии с примером 1, обладает свойствами: показатель преломления nd=1,54; плотность ρ=3,01 г/см3; ТКЛР α(-30-+70°С)=52⋅10-7 град-1; прозрачность 90%; температура стеклования Tg=638°С, рентгеноконтрастность 330%.Glass composition 3 (table. 1), obtained by analogy with example 1, has the following properties: refractive index n d =1,54; density ρ=3.01 g/cm 3 ; TCLE α (-30-+70°С) =52⋅10 -7 deg -1 ; transparency 90%; glass transition temperature T g =638°C, radiopacity 330%.
Пример 4Example 4
Стекло состава 4 (табл. 1), полученное по аналогии с примером 1, обладает свойствами: показатель преломления nd=1,53; плотность ρ=2,95 г/см3; ТКЛР α(-30-+70°С)=56⋅10-7 град-1; прозрачность 90%; температура стеклования Tg=630°С, рентгеноконтрастность 310%.Glass composition 4 (table. 1), obtained by analogy with example 1, has the following properties: refractive index n d =1,53; density ρ=2.95 g/cm 3 ; TCLE α (-30-+70°С) =56⋅10 -7 deg -1 ; transparency 90%; glass transition temperature T g =630°C, radiopacity 310%.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2801216C1 true RU2801216C1 (en) | 2023-08-03 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2822148C1 (en) * | 2023-11-30 | 2024-07-02 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method of producing strontium aluminosilicate glass |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2114796C1 (en) * | 1992-01-07 | 1998-07-10 | Ден-Мэт Корпорейшн | Glass composition (variants) |
| DE19849388A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Schott Glas | Barium-free radiopaque dental glass and dental glass-plastic composite and their use |
| US10646408B2 (en) * | 2016-03-28 | 2020-05-12 | Gc Corporation | Dental glass powder |
| RU2773282C1 (en) * | 2018-05-30 | 2022-06-01 | ДжиСи КОРПОРЕЙШН | Dental powder of fluoroalumosilicate glass |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2114796C1 (en) * | 1992-01-07 | 1998-07-10 | Ден-Мэт Корпорейшн | Glass composition (variants) |
| DE19849388A1 (en) * | 1998-10-27 | 2000-05-04 | Schott Glas | Barium-free radiopaque dental glass and dental glass-plastic composite and their use |
| US10646408B2 (en) * | 2016-03-28 | 2020-05-12 | Gc Corporation | Dental glass powder |
| RU2773282C1 (en) * | 2018-05-30 | 2022-06-01 | ДжиСи КОРПОРЕЙШН | Dental powder of fluoroalumosilicate glass |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2822148C1 (en) * | 2023-11-30 | 2024-07-02 | Автономная некоммерческая организация высшего образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" | Method of producing strontium aluminosilicate glass |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3989978B2 (en) | Dental glass that does not contain barium and exhibits good X-ray absorption | |
| US4366253A (en) | Phosphate glass compositions, and glass-ceramic materials, and methods of making the same | |
| JP2703520B2 (en) | Phosphosilicate glass ceramic containing leucite | |
| JP2000143430A (en) | Barium-free x-ray-opaque dental glass and dental glass/ polymer composite material and use thereof | |
| RU2114796C1 (en) | Glass composition (variants) | |
| US4920082A (en) | Glasses exhibiting controlled fluoride release | |
| SE470154B (en) | Glass powder for dental glazomer cement | |
| JP5805045B2 (en) | Barium-free radiopaque glass and use thereof | |
| RU2801216C1 (en) | Fluorine-containing strontium aluminosilicate glass for dental glass ionomer cements | |
| JP2515672B2 (en) | Optical glass showing positive anomalous partial dispersion in the blue region | |
| US6107229A (en) | Aluminofluorosilicate glass | |
| JP6896005B2 (en) | X-ray opaque glass and its use | |
| JP4160158B2 (en) | Optical glass | |
| JPH01270537A (en) | Fluorophosphate optical glass | |
| US7175700B2 (en) | Ytterbium-barium silicate radiopaque glasses | |
| AU2020207845A1 (en) | Glass composition and glass powder, in particular for the use in the dental field | |
| JP2024158865A (en) | Glass composition and X-ray contrast composition | |
| JP2687251B2 (en) | Glass for blood collection tube | |
| KR20190093512A (en) | Radiopaque glass and use thereof | |
| WO2024225256A1 (en) | Glass composition and x-ray radiopaque composition | |
| JPS6350344A (en) | Glass ceramic composition | |
| AU2019200549B2 (en) | Radiopaque glass and use thereof | |
| JP2747871B2 (en) | Low level α-ray glass and method for producing the same | |
| US20110045440A1 (en) | Novel radio-opaque glass fibres and dental prosthetic member containing said fibres | |
| KR20240040636A (en) | Glass composition and dental composition |