Монодисперсний порошок оксиду алюмінію в якості інгредієнта стоматологічних матеріалів і спосіб його одержання

1. Монодисперсний порошок оксиду алюмінію як інгредієнт стоматологічних матеріалів, відрізняється тим, що частинки порошку мають розмір 2-4 мкм, подовженої форми, з вмістом оксиду 34362 матеріалів, відрізняється тим, що для забезпечення твердості, механічної міцності, стабільності фізичних і хімічних властивостей, а також біологічної індиферентності частинки порошку мають розмір 2-4 мкм, подовженої форми, вміст основного компоненту 99,999 мас %, являють собою монодисперсний сапфір. Поставлене завдання досягається таким чином, що спосіб одержання монодисперсного порошку алюмінію, який включає хімічну обробку вихідної сировини - відходів від промислової механічної обробки об'ємних кристалів сапфіру (a-Аl2О3) обробляють послідовно сірчаною та азотною кислотами, відрізняється тим, що кінцеву обробку одержаного продукту здійснюють концентрованою плавиковою кислотою протягом 20 хвилин при нормальних умовах з наступним багаторазовим промиванням дистильованою водою до повної відсутності в промивних водах аніонів F- і висушують до постійної ваги. Таким чином, запропонований монодисперсний порошок оксиду алюмінію (сапфіру) має ряд істотних переваг над відомим інгредієнтом (оксидом алюмінію) в складах сумішей стоматологічних матеріалів. Частинки порошку, одержані запропонованим способом, не вступають в реакцію з органічними і неорганічними кислотами, лугами. За інертністю вони переважають конструкційні метали та сплави, не поступаючись благородним металам. За фізичними властивостями, на відміну від золота та платини, частинки монодисперсного порошку оксиду алюмінію - діелектрики, тому у вологому середовищі між ними не виникає електрохімічного потенціалу, вони не утворюють з іншими матеріалами та виробами, для прикладу, металічними коронками, мостоподібними протезами, гальванічних пар і мають великі переваги над конкуруючими матеріалами. Клінічними дослідженнями встановлено, що сапфірові імплантанти не мають конкурентів по найкращій біосумісності та адаптації в організмі людини [6]. Запропонований монодисперсний порошок оксиду алюмінію (сапфіру) має високу механічну міцність і зберігає її до 1800°С. За результатами гістологічних випробувань [7] доказано необмежену тривалість використання сапфірових імплантантів, відсутність алергічних і токсичних дій на слизову оболонку та організм в цілому. Результатами клінічних випробувань порошку різного ступеня дисперсності встановлено поліпшення імуноад'ювантних властивостей із збільшенням ступеня дисперсності випробуваних порошків [8]. Запропонований спосіб одержання монодисперсного порошку оксиду алюмінію є простим у виконанні, значно дешевшим за інші відомі способи, а одержаний таким способом продукт має високу чистоту, стабільні фізичні і хімічні властивості, надтвердість, механічну міцність і є біологічно індиферентним. Приклади конкретного виконання способу. Приклад 1. В окрему ємність з поліетилену вміщують порошок оксиду алюмінію, одержаний послідовною температурі 1200°С [4], який використовують як інгредієнт вищенаведених матеріалів є, згідно результатів рентгено- і гранулометричного аналізів, те, що це - полікристалічний продукт з розмірами зерен до 20 мкм, і він поступається механічною міцністю монодисперсному сапфіру одержаному в процесі обробки об'ємних кристалів a-Аl2О3. Другим, більш істотним, недоліком цього продукту є великий вміст у ньому домішок (Ga, Ca, Mg, Mn, Cu, Fe, Ті, Cr, Pb, Sn, Na, Li), більша частина з яких є шкідливими для організму людини. Підтвердженням цьому служать спеціально проведені мас-спектрометричні дослідження продукту, який осідав на внутрішній стінці камери ростової установки "Омега" при високотемпературному відпалі (1800°С) у вакуумі не гірше 10-4 мм. рт. ст. різних партій порошків a-Аl2О3, що випускає промисловість країн СНД та Європи. У процесі вирощування кристалів сапфіру видозміненим методом Кіропулоса із відпаленого при 1800°С продукту має місце подальший процес глибокого очищення вихідного a-Аl2О3, завдяки інтенсивному випаровуванню домішок з розплаву (tпл = 2050°С). Спеціально проведені дослідження люмінесценції одержаних кристалів із розплаву засвідчують, що в кристалах залишаються тільки тугоплавкі домішки Cr, Fe, Ті, які ізоморфно входять у вигляді оксидів в структуру основної решітки a-Аl2О3. Внаслідок вищенаведеного, полікристалічний оксид алюмінію поступається комплексом фізикохімічних та біологічних властивостей заявляємому порошку a-Аl2О3, який за своєю природою є монодисперсним сапфіром, одно- або багаторазово перекристалізованим розплавними методами оксидом алюмінію, з розмірами частинок 2-4 мкм, вмістом основного компоненту 99,999 мас. %, що характеризується біологічною та хімічною індиферентністю. Відомий спосіб одержання оксиду алюмінію, який включає хімічну обробку вихідної сировини відходів від промислової механічної обробки об'ємних кристалів сапфіру (a-Аl2О3), послідовно сірчаною та азотною кислотою, при кімнатній температурі з подальшим промиванням дистильованою водою до відсутності в промивних водах відповідно аніонів SO2-4 та NO-3 та висушуванням до постійної ваги [5]. Для використання в клінічній стоматології необхідним і достатнім є матеріал тонкої очистки, тому продукт, одержаний вищенаведеним способом може бути покращений при застосуванні кінцевої обробки одержаної речовини за допомогою концентрованої плавикової кислоти з послідуючим багаторазовим промиванням дистильованою водою та висушуванням одержаного продукту. Завданням винаходу є одержання монодисперсного порошку оксиду алюмінію із заданими властивостями, а саме: розміром, формою, твердістю, механічною міцністю, стабільністю фізичних, хімічних і біологічних властивостей, з високим ступенем чистоти, що дозволяють використовувати його в клінічній стоматології як інгредієнта стоматологічних матеріалів. Поставлене завдання досягається таким чином, що, згідно винаходу, монодисперсний порошок оксиду алюмінію як інгредієнт стоматологічних 2 34362 обробкою сировини, одержаної від механічної обробки монокристалів сапфіру, сірчаною, азотною кислотами, промивають дистильованою водою, заливають концентрованою плавиковою кислотою, перемішують паличкою, дають відстоятися протягом 15 хвилин і декантують в окрему поліетиленову ємність для зберігання плавикової кислоти. Одержаний продукт промивають дистильованою водою до повної відсутності в промивних водах аніонів F- і висушують до постійної ваги. Виділений порошок досліджують під мікроскопом для встановлення його фазового складу. За допомогою окуляр-мікрометра визначають розміри одержаних частинок, а також їх форму. За результатами мікроскопічного дослідження одержаного запропонованим способом продукту, останній представлено однією фазою білого кольору. Згідно з вимірюванням, зробленим за допомогою окуляр-мікрометра, одержана монофаза високодисперсний порошок оксиду алюмінію з частинками розміром 2-4 мкм, подовженої форми. Приклад 2. Проводять аналогічно прикладу 1, однак концентровану плавикову кислоту заливають на 20 хвилин з наступним промиванням одержаного продукту дистильованою водою до повної відсутності в промивних водах аніонів F- і висушують до постійної ваги. За результатами мікроскопічного дослідження одержаний продукт - монодисперсний порошок білого кольору, з частинками розміром 2-4 мкм, подовженої форми з вмістом основного компоненту (оксиду алюмінію) - 99,999 мас %. Приклад 3. Проводять аналогічно прикладу 1, але концентровану плавикову кислоту заливають на 25 хвилин з послідуючим промиванням одержаного продукту дистильованою водою до повної відсутності в промивних водах аніонів F- і висушують до постійної ваги. За підсумками мікроскопічних досліджень порошок оксиду алюмінію найкращої якості одержу ють при кінцевій його обробці концентрованою плавиковою кислотою протягом 20 хвилин. Монодисперсний порошок оксиду алюмінію, одержаний запропонованим способом, високої чистоти, міцності та твердості, частинки порошку розміром 2-4 мкм, подовженої форми з вмістом оксиду алюмінію не менше 99,999 мас %, стабільними фізичними і хімічними властивостями. Частинки монодисперсного порошку оксиду алюмінію біологічно індиферентні, що підтверджується необмеженою тривалістю використання сапфірових імплантантів, а також відсутністю алергічних і токсичних дій на слизову оболонку та на організм в цілому. Отже, запропонований монодисперсний порошок оксиду алюмінію може бути використаний як інгредієнт стоматологічних матеріалів. Винахід може бути використаний в клінічній стоматології, а саме: в стоматологічних кабінетах, ортопедичних відділеннях стоматології для виготовлення зубних протезів, для покриття металічних зубних протезів тощо. Джерела інформації: 1. Некрасов Б.В. Основы общей химии, т.2. Химия. - М., 1969. - 400 с. 2. А.с. СРСР № 1702862. Опубл. 21.12.1989, Бюл. № 48. 3. А.с. СРСР № 1607812, опубл. 23.11.1990, Бюл. № 43. 4. А.с. CPCP № 1343742. Опубл. 1985. ДСП. 5. Заявка України, реєстр. № 99010490, дата подання 29.01.1999 p. - прототип. 6. Литвинов Л.А., Нападов М.А, Бессонов В.И., Российский П.В., Боян А.М. Сапфировые стоматологические имплантанты. – Харьков, 1989. - 16 с. 7. Литвинов Л.А. Все о рубине. - X: Прапор, 1991. 150 с. 8. Зуев В.П., Новиков В.И., Панкратов Л.С. Исследование иммуноадьювантных свойств гидроксилапатита ультравысокой дисперсности // Стоматология. – 1996. - С. 11-12. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3