專利名稱：用凝膠注模法制備用于齒科修復(fù)的氧化鋁預(yù)制塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備用于齒科修復(fù)的玻璃滲透陶瓷的陶瓷基體的方法。
背景技術(shù)：
和金瓷材料相比，全瓷材料由于具備更好的生物相容性和美觀效果，在齒科修復(fù)領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的運(yùn)用。在目前出現(xiàn)的全瓷材料中，如DicorMGC，Vita Mark II，IPS Empress、Optec Pressable Ceramc(OPC)，Optec HSP、Duceram LFC，Vita In-Ceram，由于力學(xué)性能的限制，只有采用In-ceram技術(shù)制備的玻璃滲透陶瓷復(fù)合材料，如Vita In-Ceram，其抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性可以滿足制作橋和后牙冠的要求。
1990年，levy最早采用In-Ceram技術(shù)制作了全瓷冠修復(fù)體，其方法是將高純度的氧化鋁粉體制成體積含量較高的漿料，涂覆在專用的In-Ceram石膏模上，利用石膏模的毛細(xì)管作用將水分吸收，制成修復(fù)體的毛坯。隨后將毛坯進(jìn)行部分燒結(jié)，變成具有一定強(qiáng)度的多孔氧化鋁骨架。最后在該骨架上高溫滲透進(jìn)特殊成份的玻璃，形成修復(fù)體的玻璃陶瓷核心，再在表面進(jìn)行飾瓷，就可以獲得較好的修復(fù)體。
近年來，Bindl和Rinke等將CAD/CAM技術(shù)引入到In-Cearm技術(shù)中來。先利用等靜壓成型制備氧化鋁坯體，再部分燒結(jié)出具有一定強(qiáng)度的多孔氧化鋁壞塊，然后利用CAD/CAM技術(shù)直接將其加工成所需的形狀。這樣取消了制作模型的工序，顯著提高了生產(chǎn)效率。在國內(nèi)對此項(xiàng)技術(shù)也有相似報導(dǎo)。
在氧化鋁坯體的制備中，采用等靜壓成型存在著兩個不足。首先，等靜壓成型是干法成型，氧化鋁顆粒之間存在有團(tuán)聚現(xiàn)象，部分燒結(jié)后會出現(xiàn)大的裂紋狀孔洞，從而降低最終復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度；其次，等靜壓成型對設(shè)備需要專門的等靜壓成型機(jī)，對設(shè)備的依賴程度較大。
采用凝膠注模法制備氧化鋁坯體，由于是液態(tài)成型，顆粒分布更加均勻，不會出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。所以在本專利中，我們對凝膠注模成型法制備氧化鋁陶瓷預(yù)制塊進(jìn)行了報導(dǎo)，同時報導(dǎo)了在微米氧化鋁粉體中引入亞微米氧化鋁粉體后，對力學(xué)性能的改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于齒科修復(fù)的玻璃滲透陶瓷的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊。制備好的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊在CAD/CAM系統(tǒng)上，如Sirona Cerec II，切削成齒冠或橋，然后再進(jìn)行玻璃滲透，獲得最終的玻璃滲透陶瓷修復(fù)體。
制備氧化鋁陶瓷預(yù)制塊的基本步驟是
1.將平均粒徑為1～10微米的微米氧化鋁粉、平均粒徑為0.1～0.6微米的亞微米氧化鋁粉、去離子水、分散劑D9300和凝膠單體甲基丙稀酰胺/N-N‘-二甲基丙稀酰胺混合球磨4～24小時，其中亞微米氧化鋁粉占所有粉體的重量比為0～40％，加入0.05～0.6％(占去離子水的重量百分比)的凝膠引發(fā)劑(過硫酸銨)和0.05～0.4％(占去離子水的重量百分比)的催化劑(四甲基乙二胺)，真空排氣后注模成型，最終坯體的固相含量為40～80％；2.將成型后的坯體干燥脫模，然后于60～100℃烘干2～12小時；烘干后的坯體放在燒結(jié)爐中于200～600℃進(jìn)行脫脂，升溫速率為0.5～5℃/min；3.脫脂的坯體置于燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1300～1600℃，升溫速率為1～20℃/min，并保溫1～10小時，待冷卻后即可獲得所需的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊。
這樣制備的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊具有50％～80％的理論密度，孔隙率20～50％，平均孔徑為200～400nm。抗彎強(qiáng)度為50～200Mpa，斷裂韌性為0.5～2.0Mpa.m1/2，在后續(xù)的CAD/CAM切削過程中，不會出現(xiàn)崩裂和破損現(xiàn)象。
氧化鋁陶瓷預(yù)制塊根據(jù)修復(fù)體的位置不同，如前牙、磨牙、橋，而以不同的標(biāo)準(zhǔn)尺寸規(guī)格，如10×12×15mm、14×15×28mm等提供。
具體實(shí)施例方式
為了更好的描述本發(fā)明，以下將提供一個實(shí)例。
將75.24克平均粒徑為2～5微米的微米氧化鋁粉、3.96克平均粒徑為0.3～0.5微米的亞微米氧化鋁粉、26克去離子水、0.2克分散劑D9300、0.4克甲基丙稀酰胺、0.2克N-N‘-二甲基丙稀酰胺混合球磨24小時，加入0.2克過硫酸銨和0.4克四甲基乙二胺后，真空排氣后注模成型，獲得體積固相含量為75％的坯體；將坯體放于80℃烘干24小時，出現(xiàn)3～4％的體積收縮，然后在以2℃/min升溫至600℃，保溫2小時進(jìn)行脫脂；隨后以10℃/min升溫到1500℃，并保溫4小時。
燒結(jié)后的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊的密度為2.86g/cm3，平均孔徑為295nm，抗彎強(qiáng)度為180Mpa，斷裂韌性為1.6Mpa.m1/2。在Sirona Cerec II系統(tǒng)上成功加工出了左側(cè)第二磨牙的基體冠。
權(quán)利要求
1.一種用于齒科修復(fù)的玻璃滲透陶瓷的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊的制備方法，其特征在于由下列步驟進(jìn)行將氧化鋁粉體采用凝膠注模成型；將成型后的坯體進(jìn)行部分燒結(jié)，制成多孔氧化鋁陶瓷預(yù)制塊；
2.權(quán)利1中涉及到的氧化鋁粉體，其特征在于氧化鋁粉體含量≥98％，其中氧化鋁粉體中α相的含量≥99％；
3.權(quán)利2中涉及到的氧化鋁粉體，其特征在于氧化鋁粉體為兩種不同粒徑氧化鋁粉體的混合物，其中之一為微米氧化鋁，平均粒徑為1～10微米；另一種為亞微米氧化鋁，平均粒徑為0.1～0.6微米；
4.權(quán)利3中涉及到的微米氧化鋁粉體，其特征在于最佳平均粒徑為2～5微米；
5.權(quán)利3中涉及到的亞微米氧化鋁粉體，其特征在于最佳平均粒徑為0.3～0.5微米；
6.權(quán)利2中涉及到的氧化鋁粉體，其特征在于亞微米氧化鋁粉體的含量為0～40％；
7.權(quán)利6中涉及到的氧化鋁粉體，其特征在于亞微米氧化鋁粉體的最佳含量為15～30％；
8.權(quán)利1中涉及到的凝膠注模成型，其特征在于液體介質(zhì)為去離子水；凝膠系統(tǒng)包括但不局限于甲基丙稀酰胺/N-N’-二甲基丙稀酰胺和海藻酸鈉/氯化鈣；
9.權(quán)利8中涉及到的凝膠注模成型，其特征在于最終陶瓷粉體的體積固相含量為40～80％；
10.權(quán)利8中涉及到的凝膠注模成型，其特征在于最終陶瓷粉體的最佳體積固相含量為50～70％；
11.權(quán)利1中涉及到的坯體的部分燒結(jié)，其特征在于燒結(jié)溫度為1200～1600℃；
12.一種用于齒科修復(fù)的玻璃滲透陶瓷的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊的制備方法，其特征在于由下列步驟進(jìn)行將氧化鋁粉體采用凝膠注模法成型；將成型后的坯體進(jìn)行部分燒結(jié)，制成多孔氧化鋁陶瓷預(yù)制塊；燒結(jié)后的氧化鋁預(yù)制塊采用CAD/CAM系統(tǒng)切削成牙科冠、橋基體，然后經(jīng)玻璃滲透后形成最終的玻璃陶瓷修復(fù)體；
13.權(quán)利12中涉及到的氧化鋁陶瓷預(yù)制塊采用CAD/CAM系統(tǒng)切削后制成牙科冠、橋基體，但不局限于牙科冠、橋基體。
全文摘要
用凝膠注模法制備用于齒科修復(fù)的氧化鋁預(yù)制塊，用作玻璃滲透陶瓷的陶瓷基體。將兩種不同粒度的氧化鋁粉、去離子水和凝膠單體混合均勻后，加入引發(fā)劑和催化劑凝膠成型，然后部分燒結(jié)成具有一定強(qiáng)度、孔隙分布均勻的多孔預(yù)制塊。預(yù)制塊可以依據(jù)最終修復(fù)體在口腔中位置的不同而以不同的尺寸規(guī)格提供。
文檔編號A61K6/02GK1594196SQ0315685
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者曹小剛, 田杰謨 申請人:北京博方生物醫(yī)用材料有限公司