專利名稱：強(qiáng)化型陶瓷修復(fù)物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種美觀的陶瓷牙體修復(fù)物，并特別涉及一種牙冠、部分牙冠(part-crown)或齒橋(bridge)。此外，本發(fā)明涉及一種制造此產(chǎn)品的方法。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)美觀的正常咬合熱壓修復(fù)物(heat-pressed restoration in occlusion)的方法，所述熱壓修復(fù)物通過(guò)一種氧化鋯表殼結(jié)構(gòu)(suprastructure)得到強(qiáng)化，本發(fā)明還涉及可由這種方法而獲得的產(chǎn)品。
大部分牙體修復(fù)物為金屬陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括用于承重的金屬架構(gòu)和用于美觀的陶瓷或瓷質(zhì)涂層。更具體來(lái)說(shuō)，現(xiàn)今大約80％的固定修復(fù)物是金屬陶瓷修復(fù)物；這些金屬陶瓷修復(fù)物在使用7.5年以后的臨床繼續(xù)使用率(clinical survival rate)仍至少達(dá)到95％。
在絕大多數(shù)的制造工藝中，通過(guò)采用逐層反復(fù)形成的方式來(lái)涂覆陶瓷材料。具體而言，先涂覆一層陶瓷或瓷質(zhì)，隨后進(jìn)行焙燒(firing)或燒結(jié)(sintering)，重復(fù)進(jìn)行這些步驟直至得到合適的牙體修復(fù)物。在這種常規(guī)的工藝中，每一連續(xù)的瓷質(zhì)層在燒結(jié)過(guò)程中均會(huì)發(fā)生收縮。這種收縮導(dǎo)致很難獲得對(duì)合牙齒之間的合適的咬合面接觸(occlusal contact)。
目前十分需要找到一種與常規(guī)的瓷質(zhì)分層工藝相比能夠節(jié)省成本和時(shí)間的工藝。
常規(guī)的分層技術(shù)(layering technique)的另一個(gè)缺點(diǎn)在于常常形成瑕疵例如氣泡或裂痕，這會(huì)對(duì)瓷質(zhì)與半透明層或核芯或支持材料之間的粘合產(chǎn)生不良影響。
在現(xiàn)有技術(shù)中，一直在試圖解決或減少這些問(wèn)題。在這方面，可參考發(fā)表于DZW(Woche)23/02的標(biāo)題為“Gieβen，pressen，modellieren”的文章。該文章描述了一種用于制備正常咬合牙體修復(fù)物的方法，其中首先將兩層不透明的襯層覆蓋在一種鑄模金屬架構(gòu)上，隨后進(jìn)行上蠟(waxing-up)直至獲得與相對(duì)應(yīng)的牙齒的咬合面接觸以及與相鄰牙齒的近中遠(yuǎn)側(cè)接觸。將澆口部(Sprues)附于蠟型部分，以耐火材料(refractorymaterial)包埋修復(fù)物，并在金屬預(yù)先架構(gòu)上壓制一種具有牙齒色澤的玻璃陶瓷。由于金屬是不透明的，因此金屬的微光會(huì)透過(guò)透明的外側(cè)的玻璃陶瓷，這使得修復(fù)物的看起來(lái)不是很美觀。
除了這些已知的金屬陶瓷結(jié)合物在美觀方面具有局限性之外，近些年來(lái)，由于了解到金屬具有的生物學(xué)不相容性的問(wèn)題，因此對(duì)在口腔中使用金屬一直存有爭(zhēng)議。因此需要那些生物學(xué)惰性的、不含金屬的牙體修復(fù)物。
在現(xiàn)有技術(shù)中認(rèn)為可通過(guò)制造全陶瓷牙體修復(fù)物或義齒來(lái)滿足這種需求。此類全陶瓷牙體修復(fù)物可由含長(zhǎng)石的瓷質(zhì)、白榴石強(qiáng)化的瓷質(zhì)、氧化鋁、玻璃滲透型多孔氧化鋁(glass-infiltrated porous alumina)和玻璃陶瓷制得。不過(guò)，這些陶瓷材料的彎曲強(qiáng)度和韌性均較低，這將導(dǎo)致其在設(shè)計(jì)上具有局限性，且可靠性低，并且對(duì)于例如齒橋來(lái)說(shuō)需要復(fù)雜的多步驟制造工藝。
基于這些發(fā)現(xiàn)，本領(lǐng)域人員已經(jīng)在關(guān)注用氧化鋯基質(zhì)材料替代金屬基質(zhì)，因?yàn)檠趸喸谀途眯院褪褂脡勖矫婢哂袃?yōu)越的特性。這方面可參考Filser等的文章，題目為“All-Ceramic Dental Bridges by DirectCeramic Machining(DCM)”，發(fā)表于Materials in Medicine，Materials Day，Department of Materials，Eds.M.O.Speldel；P.J.Uggowitzer；vdfHochschulverlag AG，ETH Zurich；Zurich(1998)165-189?？赏ㄟ^(guò)坯料澆鑄(slib casting)或磨制來(lái)生產(chǎn)氧化鋯架構(gòu)。由于氧化鋯是不透明的，可使用具有牙齒色澤的牙科玻璃以使氧化鋯基質(zhì)具有合適的天然的美觀性。
所用的氧化鋯大部分是部分穩(wěn)定化的氧化鋯，且更具體地是以氧化釔穩(wěn)定化的四方晶(tetragonal)氧化鋯，其具有很高的強(qiáng)度和韌性。
用于這些陶瓷修復(fù)物的起始粉末對(duì)顆粒的大小和形態(tài)具有特殊的要求，F(xiàn)ilser等的文章中對(duì)此有詳細(xì)描述。這些要求對(duì)于以高于2000巴的壓力進(jìn)行均衡壓制(isostatic pressing)的固結(jié)過(guò)程欲獲得均一的結(jié)果來(lái)說(shuō)是必要的。隨后在900℃將塊狀物部分燒結(jié)直至通過(guò)頸部生長(zhǎng)(neckgrowth)使得粉末的顆粒相粘接，以便使得陶瓷主體具有足夠高的強(qiáng)度以便能夠?qū)ζ溥M(jìn)行磨制。磨制的完成要考慮到放大倍數(shù)，該放大倍數(shù)相應(yīng)于在最后的燒結(jié)步驟中預(yù)期產(chǎn)生的燒結(jié)收縮。然后以鑲蓋瓷質(zhì)涂覆氧化鋯架構(gòu)以便達(dá)到患者在顏色和透明度方面的需要。
在EP-A-0 631 995中，通過(guò)對(duì)模具中的一種含50-99wt.％的陶瓷和1.50wt.％的玻璃的組合進(jìn)行壓制并加熱而制備全陶瓷修復(fù)物。盡管在EP-A-0 631 995的發(fā)明中優(yōu)選地使用氧化鋁粉末和/或氧化鋯粉末作為陶瓷，但也提及了釔穩(wěn)定化的氧化鋯。此外，其指出可通過(guò)對(duì)陶瓷/玻璃復(fù)合物進(jìn)行鑲蓋而改善義齒美觀的特征。但該鑲蓋組合物并非通過(guò)壓制而涂覆，也未對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)的描述。
盡管可采用常規(guī)的分層技術(shù)，但更為高效和經(jīng)濟(jì)的方式是將牙科玻璃熱壓進(jìn)一種脫蠟?zāi)Ｐ汀?br> 在TTMMagazine voor Tandartsen en Tandtechnici 10(2001)以及在Quintessenz Zahntech.28(2)(2002)，150-158中，Cornelissen描述了Cordent牙冠。這種牙冠是通過(guò)如下步驟制備的，直接將包括牙冠肩臺(tái)(crownshoulder)的全牙形狀在AGC Galvano黃色罩(yellow cap)中成型，包埋在耐火壓制陶瓷中，并debedding，隨后剝離焙燒物并上釉。黃色金屬罩被認(rèn)為可在咬合面以及邊緣附近提供合意的深桔黃色光澤。Cornelissen指出，在Cordent牙冠中，全陶瓷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與金屬陶瓷系統(tǒng)的誘導(dǎo)被結(jié)合在一起。
通過(guò)將蠟型包埋于耐火材料中然后在模具變硬后將蠟加熱去除的方法也有記載。將致密小球形式的玻璃材料通過(guò)壓制連接通路引入，并以耐火圓筒在熱增塑作用條件下將小球壓制于模具中。
這些材料缺乏在例如齒橋等壓力更大的用途方面所需的足夠的強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明，制備了滿足以上所有需求并同時(shí)具有現(xiàn)有技術(shù)中所述優(yōu)點(diǎn)的全陶瓷牙體修復(fù)物。通過(guò)閱讀以下的描述可清楚了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)。
更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于制備全陶瓷牙體修復(fù)物的方法，所述修復(fù)物應(yīng)該與相對(duì)應(yīng)的牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸，該方法包含將具有牙齒色澤的壓制玻璃熱壓在摻入氧化釔的四方晶氧化鋯(YTZP)的完整或部分支持架構(gòu)上，所述支持架構(gòu)由通過(guò)截線法測(cè)得的粒徑小于0.6μm的摻入氧化釔的四方晶氧化鋯陶瓷組成，其中所述壓制玻璃的熱膨脹系數(shù)(TEC)在9.0和11.0μm/m.K之間(在25至500℃的范圍內(nèi)測(cè)得)，且其中所述壓制玻璃的壓制溫度在750和1000℃之間。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種全陶瓷牙體修復(fù)物，其包含一種摻入氧化釔的四方晶氧化鋯(YTZP)的完整或部分支持架構(gòu)和一種熱壓的具有牙齒色澤的壓制玻璃，所述修復(fù)物被成型為與相對(duì)應(yīng)的牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸。優(yōu)選地，這種全陶瓷牙體修復(fù)物可通過(guò)本發(fā)明的方法獲得。
本發(fā)明令人驚異地發(fā)現(xiàn)，如果將具有一定半透明性的具有牙齒色澤的玻璃陶瓷熱壓于一種堅(jiān)固的氧化鋯架構(gòu)上時(shí)，可獲得一種具有非常自然的外觀的修復(fù)物，甚至在不使用襯層時(shí)也是如此。所用的氧化鋯在Filser等的上述文章中已經(jīng)提及，并由Luthy在W.H.Mrmann(ed.)，CAD/CIM in Aestetic Dentistry，Quintessenz，Chicago，(1996)，229ff.進(jìn)行了更加詳細(xì)的描述，所用的氧化鋯具有高強(qiáng)度，可用于單件的修復(fù)物的支持架構(gòu)以及在更大的結(jié)構(gòu)如3-4單位齒橋中的支持架構(gòu)。
與常規(guī)方法中常用的將瓷質(zhì)粉末進(jìn)行分層并隨后將該粉末燒結(jié)相比，能夠?qū)⒕哂醒例X色澤的玻璃陶瓷熱壓于這種架構(gòu)上將節(jié)省大量的時(shí)間。其在成本和時(shí)間上的節(jié)省可與常規(guī)瓷質(zhì)分層工藝相比。在后一種方工藝中，每一層連續(xù)的瓷質(zhì)層在燒結(jié)過(guò)程中會(huì)發(fā)生收縮，這使得很難獲得與對(duì)合牙齒合適的咬合面接觸。
由于壓制小球已經(jīng)具有了牙齒的色澤，修復(fù)物的色澤將不會(huì)偏離給定的顏色，而這種偏離可出現(xiàn)在如使用多種顏色進(jìn)行分層處理的情況下。對(duì)本發(fā)明所用的瓷質(zhì)進(jìn)行上色時(shí)本領(lǐng)域人員已知的。DE-OS-199 04 522詳細(xì)描述了一種合適的方法，其作為參考文獻(xiàn)并入本說(shuō)明書用于描述上色的方法。
例如，可在氧化鋯上涂覆純的氧化物顏料(oxidic pigments)，隨后將氧化鋯和氧化物顏料一同進(jìn)行燒結(jié)。
在一個(gè)特定的實(shí)施方案中，以包扎工具將顏料壓成塊狀或圓柱狀，以便用作給氧化鋯表面提供顏料的鉛筆(pensil)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，在部分燒結(jié)的氧化鋯架構(gòu)中注入金屬鹽酸鹽、硝酸鹽、乙酸鹽或金屬的醇鹽(alcoholates)，然后干燥并燒結(jié)，以便在燒結(jié)后得到具有牙齒色澤的氧化鋯架構(gòu)。當(dāng)使用選自鐵、praesodimium、鎳、鈰、鉺、鈷和銅的金屬時(shí)，獲得了十分滿意的結(jié)果。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述支持架構(gòu)是致密燒結(jié)的；優(yōu)先通過(guò)CAD/CAM技術(shù)生產(chǎn)所述陶瓷。更具體地，在本發(fā)明的方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述陶瓷在未燒結(jié)狀態(tài)(green state)或部分燒結(jié)狀態(tài)下通過(guò)CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行磨制，然后燒結(jié)至完全致密。
在本發(fā)明的方法中，使用通過(guò)自漿料中電泳沉積氧化鋯然后燒結(jié)至完全致密而形成所述支持架構(gòu)得到了很好的結(jié)果。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述支持架構(gòu)由hot isostatically hoppedzirconia磨制而得。
除了上面提及的，德國(guó)專利196 30 412和相應(yīng)的US-A-5,833,464揭示了一種用于制造氧化鋯根釘(root pin)上的全陶瓷牙科內(nèi)置物的方法，其中將氧化鋯玻璃熱壓于TEC等于氧化鋯玻璃的TEC或高于氧化鋯玻璃的TEC達(dá)3.0m/m.K的根釘上。這些現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)還描述了具有氧化鋯玻璃的內(nèi)置物的牙齒替代物，但沒有提及如何使用氧化鋯。沒有參考文獻(xiàn)提及咬合面修復(fù)物，而這正是本發(fā)明的主題。此外，上述德國(guó)和美國(guó)專利所述的氧化鋯玻璃具有低透明性且不能用于美觀的牙齒樣修復(fù)物，而本發(fā)明則可以。
本發(fā)明的方法為，在以常規(guī)方式在蠟中制成與對(duì)合牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸的模型后，直接將咬合面接觸壓制于美觀的工作材料中。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)于常規(guī)分層技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為具有高密度低瑕疵的架構(gòu)，其可通過(guò)壓制一種致密燒結(jié)的玻璃而獲得，而不是涂覆一種粉末物質(zhì)的瓷質(zhì)而后進(jìn)行燒結(jié)。后者極少得到無(wú)氣泡的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)于常規(guī)分層技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為半透明材料與氧化鋯核芯之間的粘合力。在分層技術(shù)中，附面層通常有氣泡和裂痕等瑕疵，而熱壓的玻璃則具有良好的無(wú)瑕疵附面層，可以產(chǎn)生更好的粘合力和更高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
對(duì)于特定實(shí)施方案，如果給支持氧化鋯架構(gòu)涂覆一種常規(guī)的襯層是有利的，所述襯層具有較低的熔點(diǎn)，該熔點(diǎn)比壓制玻璃的壓制溫度低50℃。
本方法具有的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠直接壓制一個(gè)具有完全合適的邊緣的肩臺(tái)，這樣在支持材料的邊緣不會(huì)露出下層結(jié)構(gòu)。為此，將支持核芯的邊緣自邊緣縮短了0.5至2mm。
本發(fā)明的方法具有的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)采用熱壓陶瓷作為肩臺(tái)材料時(shí)，能夠產(chǎn)生一種“變色龍效果”(圖3；右側(cè))。由于在按照石膏模具制作氧化鋯架構(gòu)之后已經(jīng)涂覆了蠟，因此肩臺(tái)的蠟型在邊緣可與模具完全一致，而隨后經(jīng)熱壓的由玻璃陶瓷再生的肩臺(tái)將同樣適合。在含有形成瓷質(zhì)層的多個(gè)步驟的常規(guī)方式中，由于在燒結(jié)過(guò)程中瓷質(zhì)粉末會(huì)收縮，因此必須以瓷質(zhì)添加物進(jìn)行若干次修整才能產(chǎn)生合適的邊緣。
因此，在本發(fā)明的方法的一個(gè)特定的方面，架構(gòu)比要制備的最終修復(fù)物的邊緣縮短了0.5至2.0mm，其后進(jìn)行壓制玻璃的壓制時(shí)使得其形成合乎美觀要求的肩臺(tái)，在邊緣不會(huì)露出核芯。
優(yōu)選地，壓力僅僅被傳遞給核芯，而制備好的牙齒的肩臺(tái)不會(huì)受力。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，玻璃與氧化鋯之間的粘結(jié)力的穩(wěn)定性精確地依賴于氧化鋯材料對(duì)低溫降解(LTD)的敏感性。盡管已知YTZP氧化鋯陶瓷具有高強(qiáng)度和韌性，但也知道當(dāng)其暴露于溫度在大約100-500℃范圍內(nèi)的蒸氣時(shí)，其易于發(fā)生強(qiáng)度降低。發(fā)生這種LTD現(xiàn)象的原因在于一種涉及水和陶瓷的Zr-O-Zr鍵的反應(yīng)。這種反應(yīng)引起氧化鋯顆粒自所需的四方晶態(tài)轉(zhuǎn)化為單斜晶態(tài)。這種轉(zhuǎn)化伴隨轉(zhuǎn)化的顆粒的體積發(fā)生大約4vol.％的膨脹，這導(dǎo)致在成分中出現(xiàn)微裂紋并伴隨強(qiáng)度下降。
無(wú)意于受任何理論的限制，據(jù)稱口腔內(nèi)的環(huán)境條件會(huì)使得LTD出現(xiàn)于氧化鋯牙齒成分中，且這種現(xiàn)象可能對(duì)YTZP-牙科玻璃的粘結(jié)強(qiáng)度產(chǎn)生負(fù)面影響。特別是口腔內(nèi)的溫度通常模擬大約5和55℃之間的熱循環(huán)過(guò)程。雖然這些溫度與通常伴隨LTD現(xiàn)象的溫度相比低一些，但Chevalier等(見Bioceramics 10 Ed.L.Sedel and C.Rey(Proc.of the 10thIht.Symp.on Ceramics in Medicine，Paris，F(xiàn)rance，October 1997)ElsevierScience Ltd.)已經(jīng)提出在如大約37℃的低溫條件下LTD也可出現(xiàn)于一些YTZP氧化鋯。因此，認(rèn)為L(zhǎng)TD可在牙齒系統(tǒng)中對(duì)YTZP起作用。對(duì)于YTZP-玻璃的粘結(jié)，認(rèn)為YTZP的LTD可在發(fā)生轉(zhuǎn)化的顆粒附近、特別是YTZP材料的無(wú)裂紋表面引起廣泛的微裂紋，而且這種微裂紋降低了玻璃-氧化鋯系統(tǒng)的粘結(jié)強(qiáng)度，并且使得水能夠進(jìn)一步進(jìn)入氧化鋯材料，由此加速LTD的蔓延。
本發(fā)明的方法所作的選擇預(yù)防或至少是抑制或減少了LTD。
在所述的Chevalier等的文章中提及了用于本發(fā)明的合適的以氧化釔進(jìn)行穩(wěn)定化的氧化鋯。
由一種方法得到了非常好的結(jié)果，該方法中連接著壓制小球容器與樣品的連接器由厚度為1.5-2.5mm的連續(xù)流動(dòng)式板(continuous flowplate)形成。這一實(shí)施方案將在圖8以及相關(guān)的文字部分進(jìn)行詳細(xì)的描述。
以下參照附圖更加具體地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中

圖1所示為具有蠟型的氧化鋯架構(gòu)的總體示意圖；圖2所示為經(jīng)過(guò)壓制后的圖1氧化鋯架構(gòu)；圖3所示為具有襯層和氧化鋯肩臺(tái)的最終修復(fù)物(現(xiàn)有技術(shù))和本發(fā)明的具有襯層和熱壓陶瓷肩臺(tái)的最終修復(fù)物；圖4所示為生產(chǎn)用于本發(fā)明的氧化鋯架構(gòu)的流程圖；圖5所示為壓制步驟的生產(chǎn)流程圖，其中將壓制玻璃加至本發(fā)明的氧化鋯架構(gòu)上；圖6所示為壓制在缺乏襯層的YTZP氧化鋯上的牙科玻璃的顯微照片；圖7所示為壓制在覆蓋了襯層的YTZP氧化鋯上的牙科玻璃的顯微照片；和圖8所示為壓制玻璃結(jié)構(gòu)的一種專用的流動(dòng)式板。
本發(fā)明具有所有以上提及的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明包含用于生產(chǎn)美觀的熱壓修復(fù)物的方法，所述修復(fù)物與相對(duì)應(yīng)的牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸，并由細(xì)顆?；膿饺胙趸惖乃姆骄а趸?YTZP)支持架構(gòu)所強(qiáng)化。
所生產(chǎn)的新的玻璃組合物的壓制溫度為大約750至1000℃，且優(yōu)選地為大約900至950℃，且熱膨脹系數(shù)為大約9.0至11.0，且優(yōu)選地為大約9.0至10.0×10-6/℃(25℃至500℃)。
更具體地，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種低膨脹玻璃，或優(yōu)選地已經(jīng)開發(fā)出了一種適合表面壓制在一種氧化鋯表殼結(jié)構(gòu)例如牙冠、部分牙冠(part-crown)或齒橋的玻璃-陶瓷材料。
考慮到以上給出的指導(dǎo)，用于本發(fā)明的方法中的玻璃優(yōu)選地具有以下化學(xué)組成7-15wt.％Al2O3，13-23wt.％的(K2O+Na2O)，1-3wt.％的(BaO+CaO)，1-3wt.％的(Sb2O3+Li2O)，和0.2-1.2wt.％氟石，余量為SiO2，以及上色組合物。在一個(gè)更加優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述玻璃具有以下化學(xué)組成7-15wt.％Al2O3，6-14wt.％K2O，5-11wt.％Na2O，0.2-2.5wt.％BaO，0.1-1.5wt.％CaO，1.2-2.5wt.％Sb2O3，0.05-0.5wt.％Li2O，和0.5-1.0wt.％氟石，余量為SiO2，以及上色組合物。
用于本發(fā)明的低膨脹玻璃可通過(guò)摻入適當(dāng)比例的粉末狀金屬氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽而制得。摻入的粉末發(fā)生融合以形成一種熔化玻璃，隨后可通過(guò)本領(lǐng)域已知的手段進(jìn)行冷卻、干燥、球形磨制以及篩分(seeving)。
由這些玻璃形成的粉末具有的粒徑優(yōu)選地低于106μm；它們被著上顏料以獲得牙齒樣的外觀。然后將粉末以粘合劑形成顆粒狀，并在室溫條件下延單一軸向進(jìn)行干燥壓制，然后在800至1000℃，優(yōu)選地在900至960℃進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為1分鐘至1小時(shí)，優(yōu)選地為1分鐘至30分鐘。
然后，可將以這種方式得到的玻璃-陶瓷小球表面壓制在包埋于模具中的氧化鋯表殼結(jié)構(gòu)上，以獲得一種與相對(duì)應(yīng)的牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸的修復(fù)物。合適的包埋材料是基于二氧化硅的耐火材料，例如CarrarasPress Speed(ex Elephant Dental B.V.，Netherlands)。
氧化鋯支持架構(gòu)由摻入氧化釔的四方晶氧化鋯進(jìn)行制備。這種穩(wěn)定化的氧化鋯應(yīng)該具有小于0.6μm的粒徑，如通過(guò)截線法測(cè)得。當(dāng)使用一種部分穩(wěn)定化的氧化鋯時(shí)得到了非常好的結(jié)果，其中所述部分穩(wěn)定化的氧化鋯的密度為理論密度的99.0wt.％以上，且優(yōu)選地99.5％以上，例如99.8％，其具有低于0.4％且優(yōu)選地低于0.2％的多孔性。彈性系數(shù)不高于220Gpa，且斷裂韌性為至少5MPa.m1/2。
部分穩(wěn)定化的氧化鋯(PSZ)如以氧化鎂穩(wěn)定化的氧化鋯(Mg-PSZ)或以氧化鈣穩(wěn)定化的氧化鋯(Ca-PSZ)時(shí)不合適的。這些氧化鋯的特征為具有粗糙的顆粒結(jié)構(gòu)(大約為50μm級(jí))，含有明顯殘留的顆粒內(nèi)多孔性。此外，由于燒結(jié)PSZ需要高燒結(jié)溫度，雜質(zhì)在顆粒邊緣的彌散經(jīng)常產(chǎn)生顯著的玻璃樣狀態(tài)，由此影響其機(jī)械特性。粗糙的PSZ顆粒的弱顆粒間粘結(jié)在粘合力測(cè)試過(guò)程中更容易被破壞，因此降低了總體的粘結(jié)強(qiáng)度。相反，非常精細(xì)的生物醫(yī)學(xué)級(jí)的YTZP材料則產(chǎn)生很強(qiáng)的顆粒內(nèi)粘結(jié)。因此，YTZP似乎是一種可為粘結(jié)至熱壓玻璃提供合適的表面的一種材料。優(yōu)選地，YTZP陶瓷的粒徑小于0.5μm。
如果需要，可用離子或含有那些含有稀土元素或鄰近族的元素的溶液的復(fù)合物對(duì)氧化鋯架構(gòu)進(jìn)行上色。例如，可將部分燒結(jié)的氧化鋯架構(gòu)浸入這樣的溶液中，然后干燥并燒結(jié)至其最終密度。
圖4所示為生產(chǎn)用于本發(fā)明的氧化鋯架構(gòu)的流程圖。具體而言，對(duì)氧化鋯粉末進(jìn)行均衡壓制，優(yōu)選地采用CAD/CAM技術(shù)。將壓制的形式進(jìn)行部分燒結(jié)并隨后進(jìn)行磨制，不過(guò)其也可在未燒結(jié)狀態(tài)進(jìn)行磨制，優(yōu)選地采用CAD/CAM系統(tǒng)。在加大磨制后，燒結(jié)所形成的架構(gòu)直至完全致密，得到氧化鋯下層結(jié)構(gòu)。
將該下層結(jié)構(gòu)按照?qǐng)D5的示意圖進(jìn)一步進(jìn)行處理。將下層結(jié)構(gòu)和蠟型咬合面(見圖1)包裹于耐火材料至。將蠟融化，將模具預(yù)熱。將玻璃小球壓制于模具中，隨后去除包裹物(見圖2)。所形成的產(chǎn)品可進(jìn)行處理以給其表面上釉。
圖3中描述了本發(fā)明的兩種最終修復(fù)物。左側(cè)圖片顯示了覆蓋了一種襯層的氧化鋯肩臺(tái)架構(gòu)，襯層上壓制了本發(fā)明的低膨脹玻璃。合適的襯層例如為由54.8wt.％SiO2，12.9wt.％Al2O3，11.5wt.％K2O，8.7wt.％Na2O，10.4wt.％CeO2，1.0wt.％Li2O和0.4wt.％B2O組成的襯層；或是由58.5wt.％SiO2，12.6wt.％Al2O3，11.0wt.％K2O，7.1wt.％Na2O，10.4wt.％CeO2，0.4wt.％LiO2組成的襯層，將上述合適的襯層涂覆于致密燒結(jié)的氧化鋯支持架構(gòu)上形成20至40μm的單層涂層，并分別在800℃和915℃燒制上述兩種襯層。
按照前述給覆蓋了襯層的氧化鋯頂部進(jìn)行上蠟，并形成澆口(sprued)。隨后以玻璃材料對(duì)包含襯層的下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面壓制。
圖3的右側(cè)圖顯示了具有熱壓玻璃陶瓷肩臺(tái)的氧化鋯下層結(jié)構(gòu)。
此外還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用一種專用的流動(dòng)式板(圖8)來(lái)引導(dǎo)流動(dòng)的熱壓玻璃時(shí)，與常規(guī)技術(shù)通常采用的分開的注入口相比，這種方式以更少的材料獲得了更好的填充。該板厚度為1.5至2.5mm，其一端起始于壓制小球容器且其全長(zhǎng)與壓制的樣品相接觸。與常規(guī)技術(shù)中采用的厚得多的分離的注入口相比，該流動(dòng)式板更易于以合適的刀輪(cutting wheel)進(jìn)行分離。該板與壓制的樣品的接觸位置使得其不會(huì)干擾與對(duì)合牙齒的接觸面以及近中遠(yuǎn)側(cè)接觸面積。
將在以下的非限制性實(shí)施例中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加具體的描述。當(dāng)涉及百分比數(shù)值時(shí)，除非另有說(shuō)明，否則重量百分比均指的是占最終組合物的重量。
實(shí)施例1-4制備適合用于對(duì)氧化鋯表殼結(jié)構(gòu)例如牙冠、部分牙冠或牙橋進(jìn)行表面壓制的低膨脹玻璃或玻璃-陶瓷材料。通過(guò)摻入適當(dāng)比例的粉末狀金屬氧化物或碳酸鹽或硝酸鹽而制得四種混合物。摻入的粉末發(fā)生融合以形成一種熔化玻璃，隨后可通過(guò)本領(lǐng)域已知的手段進(jìn)行冷卻、干燥、球形磨制以及篩分(見表1對(duì)最終組合物的說(shuō)明)。
由下述四種玻璃中的任一種所形成的粉末均具有小于106μm的粒徑，給其上色以產(chǎn)生牙齒樣的外觀。然后將粉末以粘合劑形成顆粒狀，并在900℃延單一軸向進(jìn)行干燥壓制20分鐘。
按照?qǐng)D4所述的方法得到了一種密度為理論密度的99.8％、開放的多孔性低于0.2％的部分穩(wěn)定化的氧化鋯。彈性系數(shù)為大約200Gpa，且斷裂韌性為大約5MPa.m1/2。
將所述的玻璃-陶瓷小球表面壓制于包埋于模具中的氧化鋯表殼結(jié)構(gòu)上，以獲得一種與相對(duì)應(yīng)的牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸的修復(fù)物。
表1.熱壓玻璃陶瓷的比較
*TCE自25℃至400℃測(cè)得N.D.＝未確定一種襯層材料A，由54.8％SiO2，12.9％Al2O3，11.5％K2O，8.7％Na2O，10.4％CeO2，1.0％Li2O和0.4％B2O組成，將其以20至40μm的單層涂覆于致密燒結(jié)的氧化鋯支持架構(gòu)上，并在800℃燒制。
如前所述給該覆蓋了襯層的氧化鋯的頂部上蠟并形成澆口。
經(jīng)過(guò)以具有實(shí)施例4的氧化組合物的致密燒結(jié)小球?qū)Π裼诨诙趸璧哪突鸩牧夏＞?CarraragPress Speed，Elephant Dental B.V.，Netherlands)中的氧化鋯架構(gòu)進(jìn)行表面壓制，襯層熔化并滴至邊緣區(qū)域。
另一種襯層材料B，由58.5％SiO2，12.6％Al2O3，，11.0％K2O，7.1％Na2O，10.4％CeO2，0.4％LiO2組成，將其以20至40μm的單層涂覆并在915℃燒制。按照測(cè)試襯層材料A的方法，使用同樣的小球進(jìn)行襯層的表面壓制之后，該襯層仍然保留在原位，且在氧化鋯頂部的整個(gè)表面上的襯層的厚度和美觀方面均得到了好的結(jié)果。
研究了所形成的接觸面的橫截面，結(jié)果以圖6和7的顯微照片示出。
權(quán)利要求
1.制備全陶瓷牙體修復(fù)物的方法，包含將具有牙齒色澤的壓制玻璃熱壓在摻入氧化釔的四方晶氧化鋯(YTZP)的完整或部分支持架構(gòu)上，所述支持架構(gòu)由通過(guò)截線法測(cè)得的粒徑小于0.6μm的摻入氧化釔的四方晶氧化鋯陶瓷組成，其中所述壓制玻璃的熱膨脹系數(shù)(TEC)在9.0和11.0μm/m.K之間(在25至500℃的范圍內(nèi)測(cè)得)，且其中所述壓制玻璃的壓制溫度在750和1000℃之間。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述支持架構(gòu)由通過(guò)CAD/CAM技術(shù)生產(chǎn)的致密燒結(jié)陶瓷組成。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述陶瓷在未燒結(jié)狀態(tài)或部分燒結(jié)狀態(tài)下通過(guò)CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行磨制，然后燒結(jié)至完全致密。
4.權(quán)利要求1或2的方法，其中所述支持架構(gòu)由hot isostaticallyhopped zirconia磨制而得。
5.權(quán)利要求1的方法，其中通過(guò)自漿料中電泳沉積氧化鋯然后燒結(jié)至完全致密而形成所述支持架構(gòu)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述架構(gòu)被縮短0.5至2.0mm，且所述壓制玻璃形成合乎美觀要求的肩臺(tái)而在邊緣不露出核芯。
7.權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的方法，其中在支持氧化鋯架構(gòu)上涂覆一種襯層，該襯層的熔點(diǎn)比所述壓制玻璃的壓制溫度低50℃。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中連接著壓制小球容器和樣品的連接器是厚度為1.5-2.5mm的連續(xù)流動(dòng)式板。
9.全陶瓷牙體修復(fù)物，其包含一種摻入氧化釔的四方晶氧化鋯(YTZP)的完整或部分支持架構(gòu)和-種熱壓的具有牙齒色澤的壓制玻璃，所述修復(fù)物被成型為與相對(duì)應(yīng)的牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸。
10.權(quán)利要求9的全陶瓷牙體修復(fù)物，其通過(guò)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法而獲得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備全陶瓷牙體修復(fù)物的方法，包含將具有牙齒色澤的壓制玻璃熱壓在摻入氧化釔的四方晶氧化鋯(YTZP)的完整或部分支持架構(gòu)上，所述支持架構(gòu)由通過(guò)截線法測(cè)得的粒徑小于0.6μm的摻入氧化釔的四方晶氧化鋯陶瓷組成，其中所述壓制玻璃的熱膨脹系數(shù)(TEC)在9.0和11.0μm/m·K之間(在25至500℃的范圍內(nèi)測(cè)得)，且其中所述壓制玻璃的壓制溫度在750和1000℃之間。在一個(gè)優(yōu)選的方面，本發(fā)明涉及一種全陶瓷牙體修復(fù)物，其包含一種摻入氧化釔的四方晶氧化鋯(YTZP)的完整或部分支持架構(gòu)和一種熱壓的具有牙齒色澤的壓制玻璃，所述修復(fù)物被成型為與相對(duì)應(yīng)的牙齒形成咬合面接觸以及與相鄰牙齒形成近中遠(yuǎn)側(cè)接觸。
文檔編號(hào)A61C13/09GK1678251SQ03821010
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月5日
發(fā)明者約瑟夫·馬里亞·范德澤爾, 揚(yáng)·斯洛, 特奧多魯斯·雅各布斯·格溫韋斯, 馬塞爾·安德烈·德克勒, 特薩多克·特薩多克亥, 彼得·克羅伊德爾 申請(qǐng)人:埃里芬特牙科股份有限公司