專利名稱：用于制備層狀牙科器械的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于制備牙科器械的系統(tǒng)和方法，特別地涉及用于制備層狀牙科器械的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
通過磨削經(jīng)壓實且熱處理的玻璃和/或玻璃陶瓷粒子的本體而制得一些現(xiàn)有的由玻璃和/或玻璃陶瓷材料形成的牙齒修復(fù)體(如牙冠)。這種本體可通過如下制得首先通常與有機粘結(jié)劑一起機械壓實(例如單軸壓制)無機粉末。所得經(jīng)壓實本體的形狀可受限于所用壓實工具的形狀。在一些情況中，可獲得圓柱形或立方體形本體。然后，這種經(jīng)壓實本體可經(jīng)受熱處理以增加所述經(jīng)壓實本體的機械強度。這種熱處理可在引起所述粉末的至少部分燒結(jié)的溫度下發(fā)生。在這種燒結(jié)步驟過程中，所述經(jīng)壓實粉末的本體的密度可增加。然后可將所得經(jīng)壓實和熱處理的本體粘結(jié)固定至框架中或附接至夾持器，以將它們準(zhǔn)備用于磨削至所需形狀(例如牙冠或牙面)。然后可從所述框架移除經(jīng)磨削的本體。由于所述經(jīng)壓實粉末的低機械強度，機械加工未經(jīng)熱處理的經(jīng)壓實本體可能是不可能的。另外，在一些現(xiàn)有牙科系統(tǒng)中，將芯銑削然后燒結(jié)(例如至全密度)。也可從研磨坯銑削鑲面，并例如使用在所述芯和鑲面之間形成中間層的漿料而將所述鑲面熔合至所述芯。然后可將所述鑲面燒結(jié)至所述芯。此外，在一些現(xiàn)有牙科系統(tǒng)中，可使用以鑲面漿料逐層覆蓋芯的手動過程(例如使用小刷子)制造牙齒修復(fù)體(如牙冠)。在施用每一層之后可包括燒制步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些方面提供了一種制備層狀牙科器械的方法。所述方法可包括提供牙芯，以及提供第一模具，所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的負(fù)像。所述方法還可包括將第一漿料設(shè)置于所述第一模具中，以及將所述牙芯壓入在所述第一模具中的所述第一漿料中以形成第一制品，所述第一制品包括所述牙芯和由所述第一漿料形成的第一層。所述方法還可包括從所述第一模具中移除所述第一制品。所述方法還可包括提供第二模具， 以及將第二漿料設(shè)置于所述第二模具中，所述第二模具包括層狀牙科器械的第二層的負(fù)像。所述方法還可包括將所述第一制品壓入在所述第二模具中的所述第二漿料中以形成第二制品，所述第二制品包括所述牙芯、所述第一層，和由所述第二漿料形成的第二層。本發(fā)明的一些方面提供了一種制備層狀牙科器械的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括第一模具和第二模具，所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的負(fù)像，且所述第二模具包括層狀牙科器械的第二層的負(fù)像。所述系統(tǒng)還可包括牙芯，所述牙芯的尺寸被設(shè)計為在所述第一模具和所述第二模具中被至少部分接納。所述系統(tǒng)還可包括第一漿料和第二漿料，所述第一漿料適于被設(shè)置于所述第一模具中以在牙芯上形成包括第一層的第一制品，其中所述第二模具的尺寸被設(shè)計為接納所述第一制品，所述第二漿料適于被設(shè)置于所述第二模具中以在所述第一制品上形成第二層。
本發(fā)明的一些方面提供了一種制備層狀牙科器械的方法。所述方法可包括提供牙芯，以及提供模具，所述模具包括層狀牙科器械的外部形狀的負(fù)像。所述方法還可包括將第一漿料設(shè)置于所述模具中，以及將所述牙芯壓入在所述模具中的所述第一漿料中以形成第一制品，所述第一制品包括所述牙芯和由所述第一漿料形成的第一層。所述方法還可包括從模具中移除所述第一制品，以及燒制所述第一制品以使所述第一制品的至少一部分收縮，并形成經(jīng)燒制的第一制品。所述方法還可包括將第二漿料設(shè)置于所述模具中，以及將所述經(jīng)燒制的第一制品壓入在所述模具中的所述第二漿料中以形成第二制品，所述第二制品包括所述牙芯、所述第一層，和由所述第二漿料形成的第二層。本發(fā)明的一些方面提供了一種制備層狀牙科器械的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可包括模具和牙芯，所述模具包括層狀牙科器械的外部形狀的負(fù)像，且所述牙芯的尺寸被設(shè)計為在所述模具中被至少部分接納。所述系統(tǒng)還可包括第一漿料和第二漿料，所述第一漿料適于被設(shè)置于所述模具中以在所述牙芯上形成第一層，所述第二漿料適于被設(shè)置于所述模具中以在所述牙芯上形成第二層。通過考慮詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的其它特征和方面將變得清楚。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法的示意性流程圖，并示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)。圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的方法的示意性流程圖，并示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的系統(tǒng)。
具體實施例方式在詳細(xì)說明本發(fā)明的任何實施例之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明在其應(yīng)用中并不受限于在下文描述中提及的或下列附圖中所示的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件布置。本發(fā)明可具有其他實施例， 并且能夠以多種方式實踐或?qū)嵤?。另外?yīng)該理解的是，本文中所用的用語和術(shù)語的目的是為了進(jìn)行說明，不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。本文中所用的“包括”、“包含”或“具有”以及它們的變化形式意在涵蓋其后所列舉的項目及其等同項目以及附加項目。除非另有規(guī)定或限制，否則術(shù)語“連接”及其變化形式被廣泛地使用并涵蓋直接和間接的連接。此外，術(shù)語“聯(lián)接”不限于物理或機械連接或聯(lián)接。應(yīng)當(dāng)理解，可利用其它實施例并且在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。本發(fā)明通常涉及用于制備層狀牙科器械，如牙齒修復(fù)體的系統(tǒng)和方法。在一些實施例中，可需要一種牙科器械(如牙齒修復(fù)體)，其不僅滿足性能或材料要求，還與相鄰的天然牙齒表面在視覺上不可區(qū)分。例如，如果朝向器械的外表面的一個或多個層比內(nèi)層更半透明，使得所述器械(例如修復(fù)體)更接近地模仿天然牙齒的外觀，則層狀牙科器械可具有相比于單層或單個材料器械改進(jìn)的美感。在一些實施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法不可以原位或在患者口中進(jìn)行。相反，在一些實施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可在實驗室環(huán)境中，如在牙科實驗室中使用。即，在一些實施例中，本發(fā)明的方法可稱為試驗臺工序、桌面工序或?qū)嶒炇夜ば颉１景l(fā)明的一些系統(tǒng)和方法可例如使用二氧化硅玻璃作為無機粘結(jié)劑，經(jīng)由凝膠澆鑄過程(例如溶膠-凝膠澆鑄過程)制備終形或近終形牙科器械(例如修復(fù)體)。多個澆鑄步驟可連續(xù)進(jìn)行以實現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一些系統(tǒng)和方法可包括提供第一模具和牙芯，所述第一模具包括第一層的負(fù)像，且所述牙芯形成所得牙科器械的最內(nèi)芯。在這種系統(tǒng)和方法中，可使用凝膠澆鑄過程形成層狀牙科器械。在一些實施例中，可使用相同的模具連續(xù)形成外層，例如，起始于在模具和牙芯之間形成的第一層、在第一層和模具之間形成的第二層，等等。在一些實施例中，可使用不同于所述第一模具的第二模具以用于在第一層上形成第二層。根據(jù)本發(fā)明的方法，牙科器械的最內(nèi)層可首先在牙芯上形成，之后為下一外層，之后為下一外層等，以形成如所需那樣多的層。作為結(jié)果，本發(fā)明的方法有時可稱為制備層狀牙科器械的“自內(nèi)向外”方法。用于制備層狀牙科器械的“自內(nèi)向外”方法和系統(tǒng)的其他例子描述于2009年9 月30日提交的共同待審的美國申請No. 61/M7，256中，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。術(shù)語“牙科制品，，應(yīng)被理解為能用于以及有待用于牙科實驗室在內(nèi)的牙科或口腔正畸領(lǐng)域中的制品。術(shù)語“牙科器械”通常指任何牙科或口腔正畸修復(fù)體、牙科研磨坯、假體裝置或它們的組合。所述器械可為準(zhǔn)備引入患者口腔中的成品器械、無精修(例如無著色)但具有其最終形狀的器械(即“終形”器械)，或所述器械可為在使用之前經(jīng)受進(jìn)一步加工的預(yù)成型或近終牙科器械(即“近終形”器械)，如牙科研磨坯。短語“牙科研磨坯”通常指材料的固體坯料(block)，可從所述材料的固體坯料機械加工所需產(chǎn)品(例如牙科修復(fù)體)。牙科研磨坯在兩個維度上可具有約IOmm至約30mm 的尺寸，例如，可具有在該范圍內(nèi)的直徑，并且在第三維度上可具有特定長度。用于制造單個牙冠的坯料可具有約15mm至約30mm的長度，而用于制造牙橋的坯料可具有約40mm至約 80mm的長度。在一些實施例中，用于制備單個牙冠的坯料可具有約24mm的直徑和約19mm 的長度。在一些實施例中，用于制備牙橋的坯料可具有約24mm的直徑和約58mm的長度。術(shù)語“機械加工”指通過機器成形材料，并可包括但不限于銑削、磨削、切削、雕刻中的一種或多種，或它們的組合。在一些情況中，銑削比磨削更快且更高性價比。短語“牙科工件”通常指已被進(jìn)一步加工(例如通過機械加工)以獲得預(yù)期成形產(chǎn)品的牙科器具。牙科工件可被進(jìn)一步加工(例如通過燒結(jié))或直接使用。短語“牙齒修復(fù)體”通常用于指可用于牙科領(lǐng)域中的任何修復(fù)體，包括但不限于牙冠、部分牙冠、鑲嵌物、填補物、支座、牙橋(例如，包括2部分、3部分、4部分、5部分或6部分牙橋)、植入物、其他合適的牙科制品，和它們的組合。牙齒修復(fù)體可包括三維內(nèi)外表面， 所述三維內(nèi)外表面包括凸型和凸型結(jié)構(gòu)。相比于其他陶瓷制品(如陶石或鋪路石)，牙齒修復(fù)體可相對較小，并可包括銀絲網(wǎng)。牙齒修復(fù)體的厚度可由極薄(例如在其邊緣(例如小于約0. Imm))變化至相當(dāng)厚(例如，在咀嚼或咬合區(qū)域(例如高達(dá)約7mm))。在一些實施例中，牙齒修復(fù)體的厚度為0. 3mm至0. 5mm。在一些實施例中，所述牙齒修復(fù)體可包括如下材料或基本上由如下材料組成玻璃；玻璃陶瓷；多晶陶瓷材料，所述多晶陶瓷材料例如包括氧化鋁(例如Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、部分或完全穩(wěn)定化的氧化鋯(例如釔穩(wěn)定的氧化鋯)、 二氧化鈦(TiO2)、第II、III和IV主族和第III和IV副族的元素的高強度氧化物，以及它們的混合物；金屬、金屬合金、貴金屬、貴金屬合金或它們的組合(例如鈷合金，如鈷-鉻、鈦合金、金/鉬/鈀合金等，和它們的組合)；以及它們的組合。在一些實施例中，所述牙齒修復(fù)體可包括至少兩層，例如，牙芯(或牙骨架)和牙鑲面。短語“牙芯”或“牙骨架”通常指一種固體結(jié)構(gòu)，其可被預(yù)制或至少部分預(yù)制，然后用作本發(fā)明的層狀牙科器械的最內(nèi)芯或中心層。例如，在一些實施例中，所述牙芯可適于聯(lián)接至或安裝至牙樁、植入物支座等的一種或多種，或它們的組合。短語“牙鑲面”通常指由一個或多個層形成的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)可被聯(lián)接(例如熔合)至或構(gòu)建在另一結(jié)構(gòu)(例如牙芯)上以獲得顏色、美觀、紋理、表面性質(zhì)等，且在一些實施例中，以模仿天然牙齒的外觀。牙芯(有時稱為“牙骨架”)和牙鑲面各自可包括三維內(nèi)外表面，所述三維內(nèi)外表面包括凸型和凹型結(jié)構(gòu)。所述牙芯的外表面可對應(yīng)于所述牙鑲面的內(nèi)表面。所述牙芯的內(nèi)表面可對應(yīng)于制得的牙樁的外表面，而所述牙鑲面的外表面可對應(yīng)于所需(例如最終)的牙齒修復(fù)體。牙芯或骨架可由如下材料中的至少一種制成或包含如下材料中的至少一種陶瓷、金屬、金屬合金、貴金屬、貴金屬合金和它們的組合。陶瓷的例子可包括但不限于氧化鋁 (例如Al2O3)；氧化鋯(ZrO2)；部分或完全穩(wěn)定化的氧化鋯(例如釔穩(wěn)定的氧化鋯)；二氧化鈦(TiO2)；第II、III和IV主族和第III和IV副族的元素的高強度氧化物和它們的組合； 以及它們的組合。金屬、金屬合金、貴金屬和貴金屬合金的例子包括但不限于鈷合金(例如鈷-鉻)、鈦合金、金/鉬/鈀合金，和它們的組合。相比于其他骨架(如陶石或鋪路石)，牙芯或骨架可為小的且鑲銀絲網(wǎng)的，并具有高強度。牙骨架的厚度可由極薄(例如在其邊緣(約0. Imm以下))變化至相當(dāng)厚(例如， 在咀嚼區(qū)域(高達(dá)約7mm))。在一些實施例中，在牙芯被設(shè)置于模具中以在所述牙芯上形成另外的層之前，所述牙芯可被預(yù)燒結(jié)或良好燒結(jié)。牙鑲面可包括一個或多個層，所述一個或多個層可被聯(lián)接(例如熔合)至或構(gòu)建于牙科器械的內(nèi)芯或中心上。牙鑲面也可為小的且鑲銀絲網(wǎng)的物體。然而，牙鑲面的強度比牙骨架更小。牙鑲面可由玻璃和/或玻璃陶瓷材料制成，或包含玻璃和/或玻璃陶瓷材料。 合適的玻璃材料的例子包括但不限于與如下材料的一種或多種組合的二氧化硅(SiO2)氧化鋁(Al2O3)、氧化鉀(K2O)、氧化鈉(Na2O)等，和它們的組合。合適的玻璃陶瓷材料的例子包括但不限于具有玻璃部分和結(jié)晶部分的材料，所述玻璃部分包含與如下的一種或多種組合的二氧化硅(SiO2)氧化鋁(Al2O3)、氧化鉀(K2O)、氧化鈉(Na2O)等，和它們的組合，所述結(jié)晶部分包含例如白榴石、二硅酸鋰等，和它們的組合。在一些實施例中，重要的是使牙芯的熱膨脹系數(shù)(CTE)與牙鑲面(或牙鑲面的一部分)的熱膨脹系數(shù)匹配。否則，在一些情況中，在燒制過程中所述鑲面和芯可能不會被正確熔合，這可能導(dǎo)致修復(fù)體的破壞。在一些實施例中，玻璃本身(例如包括如上所列配方的一些)可匹配氧化鋯的熱膨脹系數(shù)。在一些實施例中，例如，當(dāng)牙芯包含趨于具有較高CTE 的氧化鋁和/或金屬時，可能需要將結(jié)晶材料(例如白榴石)加入形成鑲面的玻璃中。將白榴石加入玻璃可升高玻璃的CTE，也可改進(jìn)玻璃的機械強度，但也可使用除了白榴石之外的晶體材料。待加入玻璃中的白榴石(或其他晶體相)的量可取決于構(gòu)成牙芯(牙鑲面將聯(lián)接(例如熔合)至所述牙芯)的材料，因為不同金屬和合金具有不同的CTE。表1列出了牙芯和牙鑲面材料的示例性配對。表1僅旨在為說明性的和非限制性的
表1 牙芯和牙鑲面材料的示例件配對
—牙芯材料牙鑲面材料
氧化鋯玻璃(例如具有A12Q3、K2Q、Na2 等的SiQ2)
~氧化鍋玻璃陶瓷玻璃部分(例如具有A1203、K20、Na20等的Si02)和結(jié)
__晶部分(例如白榴石)_
牙芯材料— 牙鑲面材料金屬玻璃陶瓷玻璃部分(例如具有A1203、K20、Na20等的Si02)和結(jié) __晶部分(例如白榴石)_術(shù)語“玻璃”通常指硬的、易碎的、透明的固體。玻璃的例子包括但不限于鈉鈣玻璃和硼硅酸鹽玻璃。玻璃可包括已冷卻至剛性狀態(tài)而無結(jié)晶的熔合的無機產(chǎn)物。一些玻璃含有作為其主要組分的二氧化硅和一定量的玻璃形成物。短語“玻璃陶瓷”通常指具有玻璃和更常規(guī)的結(jié)晶陶瓷的許多性質(zhì)的材料。將其 (玻璃陶瓷)成形為玻璃，并且隨后通過熱處理使其部分結(jié)晶。與燒結(jié)陶瓷不同，玻璃陶瓷沒有晶間孔隙。相反，晶體之間的空間由玻璃態(tài)基質(zhì)填充。玻璃陶瓷主要指堿金屬_、硅-和鋁-氧化物的混合物。術(shù)語“陶瓷”通常指可通過施加熱而制得的無機非金屬材料。陶瓷可為硬的、多孔且易碎的，與玻璃或玻璃陶瓷不同，陶瓷可顯示基本上純結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。牙科陶瓷器械可被分類為在本發(fā)明的含義內(nèi)的“預(yù)燒結(jié)”，如果所述牙科陶瓷器械已被熱處理(例如約900至約1100°C的溫度)約1至約3小時，達(dá)到了使所述牙科陶瓷器械的初抗裂強度(Weibull強度σ 0)在約15至約55MPa或約30至約50MPa的范圍內(nèi)的程度 (根據(jù)在1999年3月編輯的DIN EN ISO 6872中所述的“三球沖擊試驗(punch on three ball test) ”(雙軸彎曲強度)，并經(jīng)如下修改進(jìn)行測量鋼球直徑6mm ；支撐圈直徑14mm ； 平?jīng)_頭直徑3. 6mm ；樣品盤直徑25mm ；樣品盤厚度2mm ；無樣品的磨削和拋光)。預(yù)燒結(jié)牙科陶瓷器械可包括多孔結(jié)構(gòu)，且其密度(例如對于釔穩(wěn)定的^O2陶瓷可為3. Og/cm3)相比于完全燒結(jié)或最終燒結(jié)(或“良好燒結(jié)”，即使得無另外的燒結(jié)步驟存在) 的牙科陶瓷器械的密度(例如對于釔穩(wěn)定的&02陶瓷可為6. lg/cm3)可更小。在一些實施例中，孔徑可在約50nm至約150nm(對應(yīng)于約500至約I^GG人)的范圍內(nèi)。在一些實施例中，孔徑可為約120nm。在一些實施例中，玻璃和/或玻璃陶瓷材料的預(yù)燒結(jié)可在約500至約750°C的溫度范圍內(nèi)完成。術(shù)語“燒結(jié)”通常指通過加熱材料(例如，在其熔點以下-“固態(tài)燒結(jié)”)直至其粒子彼此粘附而從粉末制備物體。燒結(jié)可導(dǎo)致多孔材料被致密化至具有更高密度的較少孔的材料(或具有更少小孔的材料)。在-些情況中，燒結(jié)也可包括材料相組成的改變(例如， 無定形相向結(jié)晶相的部分轉(zhuǎn)化)。 術(shù)語“燒結(jié)”和“燒制”在本文可互換使用。預(yù)燒結(jié)的陶瓷骨架可在燒結(jié)步驟過程中(即，如果施加足夠的溫度)收縮。所施加的燒結(jié)溫度取決于選擇的陶瓷材料。例如，對于&02-基陶瓷，燒結(jié)溫度可為約1200°C至約1500°C。在一些實施例中，Al2O3-基陶瓷可在約1300°C至約1700°C的溫度下燒結(jié)。在一些實施例中，玻璃陶瓷材料可在約700至約 1100°C的溫度下燒結(jié)約1至約3小時。在一些實施例中，本發(fā)明的燒制步驟可包括在至少約 500°C的溫度下，在一些實施例中，至少約700°C的溫度下，在一些實施例中，至少約1000°C 的溫度下，且在一些實施例中，至少約1200°C的溫度下燒制。單位“小孔/mm2”涉及存在于待分析樣品的橫截面上的小孔數(shù)。合適的測定方法于DIN 13925中規(guī)定。術(shù)語“澆鑄”通常指一種制造方法，通過所述方法，將液體材料(例如溶液或分散體)傾注至包括具有所需形狀的中空腔體(即負(fù)像)的模具中，然后使所述液體材料固化?！叭苣z-凝膠反應(yīng)”為濕化學(xué)技術(shù)(有時也稱為“化學(xué)溶液沉積”)，所述濕化學(xué)技術(shù)用于起始于化學(xué)溶液或膠體粒子(例如納米級粒子)而制造材料以制備一體化網(wǎng)絡(luò)(凝膠)。在一些實施例中，溶膠-凝膠前體可包括金屬醇鹽和金屬氯化物，所述金屬醇鹽和金屬氯化物經(jīng)歷水解和縮聚反應(yīng)以形成膠體，所述膠體為由分散于溶劑中的固體粒子(例如，尺寸為Inm至Ιμπι)組成的系統(tǒng)。所述溶膠可朝著形成含有液相(凝膠)的無機連續(xù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。金屬氧化物的形成可包括使用氧橋(M-O-M)或羥基(M-OH-M)橋連接金屬中心， 因此在溶液中產(chǎn)生金屬-氧或金屬-羥基聚合物。干燥過程可用于從凝膠中移除液相，由此形成多孔材料。然后，可進(jìn)行熱處理(例如燒制)以有利于進(jìn)一步的縮聚并且提高機械性質(zhì)。在陶瓷技術(shù)領(lǐng)域中，短語“多孔材料”可通常指包括由空隙、孔穴或小孔形成的局部空間的材料?！耙后w”為任何溶劑或液體，其能夠在環(huán)境條件下(例如23°C，1013mbar)至少部分分散或溶解漿料或混合物組合物的無機粘結(jié)劑。在本發(fā)明的含義內(nèi)，組合物或溶液是“基本上或?qū)嵸|(zhì)上不含”某種組分的，如果所述組合物或溶液的基本特征是不包含所述組分。即，不故意地將所述組分本身加入至所述組合物或溶液中，或不故意地將所述組分與其他組分組合或作為其他組分的成分加入至所述組合物或溶液中。在一些實施例中，基本上不含某種組分的組合物通常含有小于約 Iwt. _%，在一些實施例中小于約0. Iwt. _%，在一些實施例中小于約0. Olwt. -%，且在一些實施例中小于約0. OOlwt. 的量的所述組分，以整個組合物計。在一些實施例中，“基本上或?qū)嵸|(zhì)上不含”通常指組合物或溶液完全不包含所述組分。然而，例如由于存在于所用原料中的雜質(zhì)，因此有時少量所述組分的存在可能是不可避免的。如上所述，本發(fā)明的一些系統(tǒng)和方法使用凝膠澆鑄過程相對較快地提供了具有復(fù)雜形狀的單獨成形的層狀牙科器械。在一些實施例中，使用溶膠-凝膠澆鑄過程，其中漿料或混合物通過組合如下材料而形成(i)玻璃和/或玻璃陶瓷粉末；(ii)液體(例如水)；(iii)粘結(jié)劑(例如無機粘結(jié)劑)；和(iv)活化劑(例如酸或堿)。在一些實施例中，所述漿料包含組分(i)、(ii)和(iii)，且直至澆鑄之前不加入活化劑(組分(iv)))。
通過提供包含液體、粘結(jié)劑(例如無機粘結(jié)劑)以及玻璃和/或玻璃陶瓷粉末或粒子的混合物，可引發(fā)溶膠-凝膠過程，從而產(chǎn)生玻璃和/或玻璃陶瓷粉末或粒子在無機網(wǎng)絡(luò)中的均勻分布。與此相比，通過單軸向壓制制備的坯料有時為不均勻的(就密度而言)。 這可能由壓制基質(zhì)中的不均勻壓力分布導(dǎo)致。相比于通過壓制過程制得，并除非進(jìn)行預(yù)燒結(jié)否則不具有足夠強度的牙科器械， 可根據(jù)本發(fā)明的凝膠澆鑄過程獲得的牙科器械具有足夠的強度，并可在不預(yù)先預(yù)燒結(jié)所述牙科器械的情況下進(jìn)行機械加工。此外，加工并不僅限于磨削，也可通過銑削來實現(xiàn)。如上所述，所述牙科器械的強度足夠高，使得所述牙科器械可在無燒結(jié)步驟的情況下進(jìn)行機械加工，但所述牙科器械的強度又足夠低，使得所述牙科器械可通過應(yīng)用更有效的(例如更快和更便宜的)銑削過程而進(jìn)行成形。此外，通過使用無機粘結(jié)劑代替有機粘結(jié)劑來產(chǎn)生無機網(wǎng)絡(luò)，在稍后的加熱或燒結(jié)步驟期間可揮發(fā)出較少的廢氣。有機粘結(jié)劑通常產(chǎn)生諸如碳和/或氮氧化物的氣體。就算有，根據(jù)本發(fā)明的無機粘結(jié)劑的例子也僅產(chǎn)生諸如醇(例如甲醇和乙醇)的低沸點溶劑， 所述低沸點溶劑通常在干燥步驟過程中蒸發(fā)。除了可受限于特定形狀(例如立方體和圓柱體)的壓制技術(shù)之外，或與所述壓制技術(shù)相反，本發(fā)明的澆鑄過程有利于復(fù)雜形狀的制造。所得牙科器械的形狀僅受限于所用模具的形狀。因此，可制造具有凸結(jié)構(gòu)和/或凹結(jié)構(gòu)的物體。相比于預(yù)燒結(jié)的牙科器械，通過本發(fā)明的方法獲得的牙科器械可具有更低的密度。更低的密度可有利于所述牙科器械的機械加工(例如機械加工工具的延長的使用壽命)，也可降低在成形過程中產(chǎn)生的廢料量。本發(fā)明的一些方法有利于提供著色的牙科器械?？稍谶^程的極早期(例如當(dāng)提供待澆鑄的混合物時)和/或在過程的稍后(例如在干燥步驟之后)加入著色添加劑。如果在干燥步驟之后進(jìn)行著色，則可通過使用含有著色添加劑(例如金屬鹽)的著色溶液進(jìn)行著色。在所述過程的早期階段(例如當(dāng)提供待澆鑄的混合物時)加入著色添加劑可使得所述著色添加劑在整個所得牙科器械中，或在所得層狀牙科器械的整個層中均勻分布。所用無機粘結(jié)劑前體的量可允許調(diào)節(jié)或影響凝膠時間和坯料韌性。所用的粉末和水的量也可允許調(diào)節(jié)干燥坯料的密度。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法10的示意性流程圖，以及根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)50。示出的方法10包括步驟10A-10H，且系統(tǒng)50包括模具52，且還可包括牙芯M，所述牙芯M的尺寸被設(shè)計為在所述模具52中被至少部分接納，并用于形成所需層狀牙科器械的最內(nèi)中心或芯。所述系統(tǒng)50還可包括一種或多種漿料，如下文更詳細(xì)描述。在一些實施例中，所述系統(tǒng)50可包括模具組件，所述模具組件包括圖1中所示的底模(或“陰”模)52和另一模具部分，所述另一模具部分用于在牙芯M上形成層的過程中保持所述牙芯M。即，在一些實施例中，圖1中所示的模具52可為模具的一部分或一半，且另外的部分可用于保持所述牙芯M。為了簡單起見，僅有這種模具的底部部分(例如“負(fù)像”部分)在圖1中顯示并在下文描述，但應(yīng)了解可使用用于將牙芯M(以及包括所述牙芯54的隨后的制品)保持和插入至圖1中所示的模具52中的多種裝置，如實例1中所述的兩部件模具。然而，也應(yīng)了解在一些實施例中，僅使用底模52，并使用用于保持和插入所述牙芯M的另一裝置。在一些實施例中，系統(tǒng)50本身可被描述為模具系統(tǒng)或組件，所述模具系統(tǒng)或組件包括第一部分52和第二部分，所述第一部分52包括所需牙科器械(例如第一層)的外部形狀的負(fù)像，所述第二部分包括牙芯M。在圖1示出的示例性方法10中，步驟10A-10H產(chǎn)生兩層牙科器械(如果將牙芯考慮為層，則為三層牙科器械)。步驟10A-10D用于形成第一制品63，所述第一制品63包括設(shè)置于牙芯M上的第一層65，且步驟10E-10H用于形成第二制品73，所述第二制品73包括設(shè)置于所述第一制品63上的第二層75。在示例性方法10中，步驟10E-10H基本上類似于步驟10A-10D，且步驟10A-10D表示在方法10中形成層的一個反復(fù)，而步驟10D-10H表示在方法10中形成層的另一反復(fù)。即，在圖1示出的方法10中，使用第一反復(fù)(即步驟 10A-10D)在所述牙芯M上形成第一最內(nèi)層，并使用第二反復(fù)(即步驟10E-10H)形成第二層75，所述第二層75相對于所述第一層65向外設(shè)置。作為圖1中所示的方法10的反復(fù)性質(zhì)的結(jié)果，應(yīng)了解相對于步驟10A-10D描述的元件、特征和步驟(以及這種元件、特征和步驟的替代物)的任何描述也通常適用于步驟10E-10H，反之亦然。也應(yīng)了解所述可重復(fù)所述反復(fù)步驟以獲得具有所需那樣多的層的層狀牙科器械。在方法10的第一步驟IOA中，提供模具52。模具52可適于接納一種或多種漿料， 且尺寸被設(shè)計為接納所述牙芯討的至少一部分，并可包括所需牙科器械的外部形狀(或外層)的負(fù)形或表面(或腔體)58。在一些實施例中，模具52 (或包括多部件模具的一個或多個部件的模具組件)可特征在于如下特征中的至少一個-模具體積可為小于約Icm3或可為約20cm3以上；可用的范圍包括0.2cm3至約 50cm3，或約 0. 5cm3 至約 30cm3 ；-模具尺寸任意，只要不存在過小而不能由反應(yīng)混合物填充的腔體；-模具形狀任意，只要不存在過小而不能由反應(yīng)混合物填充的腔體；和/或-模具材料的例子有機硅、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲醛、其他合適的聚合物、金屬(例如鋼)等，或它們的組合。在一些實施例中，模具52可具有規(guī)則形狀(例如立方體、圓柱體等)或不規(guī)則形狀(例如牙齒、鑲面、鑲嵌物、填補物、牙冠、牙橋、正畸托槽的形狀，其他合適的牙科器械形狀等，或它們的組合)。例如，“簡單齒狀”形狀可用于近終形應(yīng)用。在一些實施例中，具有特別設(shè)計的齒形的模具可用于終形應(yīng)用。舉例而言，在一些實施例中，特別設(shè)計的齒形(例如齒形的正像和/或齒形的負(fù)像)可通過數(shù)字化工作流程制得，且負(fù)像可用作模具，或正像可用于形成模具。這種數(shù)字化工作流程可包括掃描患者口腔以產(chǎn)生用于所需牙科器械的模型。這種掃描可使用聯(lián)接至電腦輔助設(shè)計(CAD)系統(tǒng)的光掃描器進(jìn)行，所述電腦輔助設(shè)計系統(tǒng)與計算機集成制造(CIM)系統(tǒng)結(jié)合運行。這種CIM系統(tǒng)可例如以商品名LAVA 得自3M ESPE AG(Seefeld，Germany)ο在一些實施例中，模具52的至少一部分可相對于所需的所得牙科器械擴大，例如以適應(yīng)可能發(fā)生的任何收縮(例如當(dāng)所述牙科器械被燒制時)。例如，在一些實施例中，模具52的至少一部分可為所得器械的尺寸的至少110%，在一些實施例中，為至少150%，且在一些實施例中，為至少200%。在一些實施例中，可經(jīng)由電腦輔助設(shè)計和制造(CAD/CAM)，例如通過銑削或印刷石蠟?zāi)Ｐ停瑢⑺鍪災(zāi)Ｐ颓度肽＞卟牧现?，并在澆鑄之后燃燒所述石蠟而實現(xiàn)模具52的擴大?；蛘?，在一些實施例中，模具可被銑削、蠟染或3D-印刷、通過快速原型法形成、通過立體光刻形成，或它們的組合。另外，在一些實施例中，可經(jīng)由仿形銑削或其他手動放大，例如通過用一定厚度的層(其對應(yīng)于所需百分比的擴大)涂布手工制造的蠟型而實現(xiàn)擴大。在一些實施例中，模具52可包括夾持器(例如，適于保持所述牙芯M和/或嵌入所述模具52中)。即，在一些實施例中，在將所述牙科器械從模具52中移除之后，所述牙科器械可包括夾持器，或可被固定至夾持器。這可有利于在進(jìn)一步加工或機械加工步驟中處理牙科器械。在一些實施例中，所述夾持器可由金屬形成。如圖1所示，在方法10的第一步驟IOA中，可將第一漿料62設(shè)置(例如澆鑄)于模具52中。另外，所述牙芯M可開始向所述模具52的內(nèi)部移動，或移動至所述模具52的內(nèi)部中。所述牙芯M可包括外表面60。僅舉例而言，所述牙芯M在圖1中顯示為同中心 /軸向并對稱地固定于所述模具52中；然而，應(yīng)了解所述牙芯M可相反被相對于所述模具 52 “偏心”設(shè)置，并可以多種方式與所述模具52嚙合或配合。在一些實施例中，本發(fā)明的任何澆鑄步驟可特征在于如下特征中的至少一個-持續(xù)時間對于IOg反應(yīng)混合物為約2至約5秒；和/或-溫度約10至約40°C或約15至約30°C或在環(huán)境條件下(即環(huán)境溫度和壓力， 例如 23°C，1013mbar)。在一些實施例中，可例如通過施加減壓而避免在澆鑄步驟過程中氣泡形成的減少。在一些實施例中，所述澆鑄步驟可比其他模制工序(如注射成型)更穩(wěn)定和有用， 所述其他模制工序可在整個模制過程中在各個階段需要精確控制加工溫度，和/或被模制的材料的粘度。相反，本發(fā)明的無機澆鑄工序(例如，溶膠-凝膠澆鑄)可有利于填充狹窄腔體以獲得所需形狀，并可包括經(jīng)由化學(xué)控制過程，而不是可能需要昂貴的技術(shù)設(shè)備的潛在嚴(yán)苛的溫度控制過程形成所需形狀和材料。另外，其他模制工序(如注射成型)采用更高的壓力(例如高于環(huán)境壓力)，且也可能需要對各種壓力的精確控制和維持。如上所述，所述第一漿料62可包括(i)玻璃和/或玻璃陶瓷粉末；(ii)液體(例如水)；(iii)粘結(jié)劑(例如無機粘結(jié)劑)；和(iv)活化劑(例如酸或堿)。本發(fā)明的漿料的配方和形成本發(fā)明的漿料的示例性方法在下文更詳細(xì)地描述。本發(fā)明的漿料有時可稱為 “玻璃和/或玻璃陶瓷”漿料。在方法10的第二步驟IOB中，可將所述牙芯M壓入所述第一漿料62中，從而形成第一制品63，所述第一制品63包括所述牙芯M和所述第一層65。術(shù)語“制品”僅以舉例的方式用于指如上定義的任何制品，但應(yīng)了解多種其他術(shù)語，如“器械”、“構(gòu)造”、“中間體”等也可用于描述通過在所述牙芯M上形成所述第一層65而產(chǎn)生的成型體。然后可干燥所述第一制品63以允許所述第一層65在所述牙芯M上干燥。S卩，可干燥整個構(gòu)造(例如在環(huán)境條件下和/或在高溫下的干燥烘箱中)以硬化所述第一漿料62并形成所述第一層65 (和所述第一制品63)，所述整個構(gòu)造包括所述模具52、所述牙芯M和在所述模具52和所述牙芯M之間壓制的所述第一漿料62。本發(fā)明的任何干燥步驟可特征在于如下特征中的至少一個-持續(xù)時間至多約24h或至多約或至多約Ih，-溫度約10至約120°C或約20至約100°C，和/或-壓力環(huán)境壓力。在干燥步驟過程中，可完成粘結(jié)劑的網(wǎng)絡(luò)形成，且可在網(wǎng)絡(luò)形成過程中產(chǎn)生的低沸點組分(如果存在的話)可從澆鑄混合物蒸發(fā)。可在環(huán)境條件下通過簡單地使含有混合物的模具靜置足夠的時間來進(jìn)行干燥。如果需要更快速的干燥，則可在干燥烘箱中進(jìn)行干燥。如在方法10的第三步驟IOC中所示，可將所述第一制品63從所述模具52中移除。 然后可燒制所述第一制品63以形成經(jīng)燒制的第一制品63’，所述經(jīng)燒制的第一制品63’包括經(jīng)燒制的第一層65’和所述牙芯M，如步驟IOD中所示。在一些實施例中，在燒制步驟中， 可能發(fā)生所述牙芯M的另外的燒結(jié)和/或所述第一層65的收縮。如圖1所示，相比于步驟IOB和IOC中所示的未燒制的第一層65，所述經(jīng)燒制的第一層65’占據(jù)更少的體積(并且更薄)。這樣，所述經(jīng)燒制的第一制品63’的尺寸被設(shè)計為被接納于所述模具52中。本發(fā)明的燒制或燒結(jié)步驟可特征在于如下特征中的至少一個-持續(xù)時間約10至約60min或約20至約25min，-溫度約600至約900°C或約750至約850°C，-壓力約10至約50mbar或約15至約35mbar，和/或-氣氛空氣。燒結(jié)可在市售的燒結(jié)爐(如得自德國Dekema Comp.的Austromat3001)中進(jìn)行。就算有，燒結(jié)也可在所得牙科器械進(jìn)行機械加工之前或之后進(jìn)行。在一些實施例中，當(dāng)采用燒結(jié)時，經(jīng)燒結(jié)的材料可具有約2g/cm3至約2. 7g/cm3范圍內(nèi)的密度。經(jīng)燒結(jié)的材料可包括一定水平的半透明度。半透明度可通過材料相對于日光的不透明度來確定。在一些實施例中，經(jīng)燒結(jié)的材料的不透明度為約50%至約60% (例如對應(yīng)于天然牙釉質(zhì))，在一些實施例中為約60 %至約80 % (例如對應(yīng)于天然牙質(zhì))，且在一些實施例中為約80%至約90% (例如對應(yīng)于天然不透明牙質(zhì))。在一些實施例中，所需牙科器械可僅包括在所述牙芯M上形成的一層。在這種實施例中，所述方法10可僅包括步驟10A-10D，且所述層狀牙科器械可包括所述經(jīng)燒制的第一制品63’ (或所述第一制品63)。所述經(jīng)燒制的第一制品63’ (或所述第一制品63)可任選地被進(jìn)一步燒制(例如在真空下)和/或機械加工。本發(fā)明的機械加工步驟可特征在于如下特征中的至少一個-機械加工可在干燥或濕潤條件下來完成，-銑削參數(shù)旋轉(zhuǎn)約18，000至約32，OOOrpm,和/或-銑削參數(shù)運動約1，500至約2，500mm/分鐘。如果需要，可使用如在機械加工的如上定義中提及的那些的其他機械加工設(shè)備。如圖1所示，在方法10的第三步驟IOC中，可將所述第一制品63從所述模具52 中移除，留下開放的模具52(例如所述模具52的內(nèi)(負(fù)像)表面58)。在一些實施例中，同一模具52可再用于另外的層的隨后澆鑄。例如，在一些實施例中，可清潔并再使用所述模具52。在一些實施例中，可使用與初始模具52具有相同尺寸的另一模具52以用于接下來的隨后澆鑄步驟。在一些實施例中，同一模具52可用于兩個或更多個澆鑄步驟，且在一些實施例中，不同的模具52(但具有相同的內(nèi)部尺寸和相同的內(nèi)(負(fù)像)表面58)可用于每個澆鑄步驟。在所述方法的第五步驟IOE中，將第二漿料72設(shè)置(例如澆鑄)于所述模具52 中。另外，所述經(jīng)燒制的第一制品63'可開始向所述模具52中的腔體58的內(nèi)部移動，或可移動至所述模具52中的腔體58的內(nèi)部。所述經(jīng)燒制的第一制品63’可包括外表面70。類似于所述第一漿料62，所述第二漿料72可包括(i)玻璃和/或玻璃陶瓷粉末； ( )液體(例如水)；(iii)粘結(jié)劑(例如無機粘結(jié)劑)；和(iv)活化劑(例如酸或堿)。 所述第二漿料72可與所述第一漿料62為相同配方或不同配方。在圖1示出的方法10的第六步驟IOF中，可將經(jīng)燒制的第一制品63’壓入所述第二漿料72中，從而形成第二制品73，所述第二制品73包括經(jīng)燒制的第一制品63’和所述牙科器械的第二層75。換句話講，所述第二制品73可包括牙芯M、第一層65和第二層75。 此外，術(shù)語“制品”僅以舉例的方式用于指如上定義的任何制品，但應(yīng)了解多種其他術(shù)語，如 “器械”、“構(gòu)造”、“中間體”等也可用于描述通過在所述第一制品63上(即在經(jīng)燒制的第一制品63'上)形成所述第二層75而產(chǎn)生的成型體。然后可干燥所述第二制品73以允許所述第二層75硬化。S卩，可干燥整個構(gòu)造(例如在環(huán)境條件下和/或在高溫下的干燥烘箱中) 以硬化所述第二漿料72并形成所述第二層75 (和所述第二制品73)，所述整個構(gòu)造包括所述模具52、所述經(jīng)燒制的第一制品63'和在所述模具52和所述經(jīng)燒制的第一制品63'之間壓制的所述第二漿料72。在一些實施例中，第一層65可具有最大厚度。例如，在一些實施例中，相比于初始牙芯M，所述經(jīng)燒制的第一制品63’可占據(jù)更大的體積。在這種實施例中，相比于可用于形成第一層65的體積或空間，可能存在更小的可用于形成所述牙科器械的第二層75的體積或空間。具有更小的可用于形成第二層75的空間可導(dǎo)致第二層75比第一層65更薄。艮口， 在一些實施例中，所得層狀牙科器械的層可從最內(nèi)層至最外層減小(或可朝所述牙芯M增大)?；蛘撸谝恍嵤├?，所述層的厚度從最內(nèi)層至最外層增大(或可朝所述牙芯討減小)。例如，這種實施例可通過使用在燒制過程中收縮不同的不同漿料而實現(xiàn)。如圖1所示，在所述方法10的第七步驟IOG中，可將所述第二制品73從所述模具 52中移除。然后可燒制所述第二制品73以形成經(jīng)燒制的第二制品73’，所述經(jīng)燒制的第二制品73’包括所述牙芯54、經(jīng)燒制的第一層65’，和經(jīng)燒制的第二層75’，如步驟IOH中所示。在一些實施例中，在燒制步驟中，可能發(fā)生所述牙芯M的另外的燒結(jié)和/或所述第一層65的收縮。另外，可能發(fā)生第二層75的收縮。如圖1所示，相比于步驟IOF和IOG中所示的未燒制的第二層75，所述經(jīng)燒制的第二層75’占據(jù)更少的體積(并且更薄)。同樣地， 在一些實施例中，所述經(jīng)燒制的第二制品73’的尺寸可被設(shè)計為在模具52中被接納以在必要時用于另外的層。在圖1所示的方法10和系統(tǒng)50的實施例中，所述經(jīng)燒制的第二制品73’形成所得層狀牙科器械。所述經(jīng)燒制的第二制品73’(或所述第二制品7 可任選地被進(jìn)一步燒制(例如在真空下)和/或機械加工。然而，應(yīng)了解所述方法10可反復(fù)繼續(xù)形成另外的層，以獲得具有所需數(shù)目的聯(lián)接(例如融合)至所述牙芯M的層的層狀牙科器械。即，在一些實施例中，所得層狀牙科器械可包括通過上述系統(tǒng)和方法而形成的牙鑲面，所述牙鑲面包括任何所需數(shù)目的層(例如第一層65 (或經(jīng)燒制的第一層65’)和/或聯(lián)接(例如融合)至所述牙芯M的第二層75 (或經(jīng)燒制的第二層75’))。在一些實施例中，所得牙科器械(例如經(jīng)燒制的第二制品73')或所述牙科器械的一個或多個層可基本上不含小孔、空隙或孔穴，或可包括至多約20小孔/mm2。在一些實施例中，所述牙科器械或所述牙科器械的一個或多個層可包括約4至約10小孔/mm2。在一些實施例中，所述小孔可具有小于約150 μ m的直徑，在一些實施例中小于約100 μ m的直徑， 且在一些實施例中小于約50 μ m的直徑。在一些實施例中，在所述牙科器械(或所述牙科器械的一個或多個層)中的小孔的體積相對于所述牙科器械的總體積(或相對于所述牙科器械的一個或多個層的總體積) 可為約20%至約40%，且在一些實施例中可為約30%至約38%。在一些實施例中，這些百分?jǐn)?shù)指預(yù)燒結(jié)態(tài)，而不是完全燒結(jié)的玻璃或玻璃陶瓷。如可通過圖1的方法10和系統(tǒng)50以及方法10和系統(tǒng)50的替代形式的如上描述所了解，本發(fā)明提供了一種具有兩個或更多個層的多層牙科器械，其中最內(nèi)層可包括牙芯。 此外，所述方法10僅以舉例的方式顯示為包括兩個澆鑄步驟。然而，應(yīng)了解可使用如所需那樣多的澆鑄步驟以形成具有所需層數(shù)的層狀牙科器械。另外，在如上描述中，最終牙科器械和用于制備所述牙科器械的方法10被描述為在所述牙芯M上包括和形成第一層65和第二層75。然而，在一些實施例中，所述最終牙科器械可包括許多層，且用于制備所述牙科器械的方法10可包括步驟10E-10H的許多次重復(fù)。在這種實施例中，所述方法可為反復(fù)的，且最內(nèi)層可稱為“層n-(n-l)”，下一連續(xù)(外) 層可稱為“層η-(n-2)”，下一連續(xù)(外)層可稱為“層η-(η-3)”，等等。換言之，由1至η(從最內(nèi)層至最外層)的每一層χ可稱為“層η-(η-Χ) ”，或每一層可稱為“層n-x”，其中χ為0 至η-1 (從最外層至最內(nèi)層)。換句話講，最內(nèi)層可稱為“層1”，下一連續(xù)(外)層可稱為 “層2”，下一連續(xù)(外)層可稱為“層3”，等等，且最終最外層可稱為“層η”，其中所得層狀牙科器械包括η層。另外，僅舉例而言并為了說明的簡化，所述牙芯M被顯示為分別壓入第一和第二漿料62和72中，直至所述牙芯M與所述模具52的頂表面齊平。然而，圖1中所示的部件的示意性形狀以及這種部件之間的配合僅以舉例的方式并為了說明的目的示于圖1，而不旨在限制。另外，在一些實施例中，可不將所述牙芯M壓入所述模具52中那么深。在一些實施例中，當(dāng)所述牙芯M移動至所述模具52中時，過量的一個或多個漿料62和/或72可從模具52中壓出。在下游加工(例如機械加工)過程中需要移除這些過量。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的另一方法100和根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的系統(tǒng)150，其中類似的數(shù)字表示類似的元件。方法100和系統(tǒng)150具有參照圖1的示出實施例如上描述的許多相同的元件和特征。因此，對應(yīng)于圖1的示出實施例中的元件和特征的元件和特征在100系列中具有相同的附圖標(biāo)記。為了更完整地描述圖2示出的方法100和系統(tǒng)150的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)，參考了如上結(jié)合圖1的描述。示出的方法100包括步驟100A-100G，且系統(tǒng)150包括第一模具152、第二模具 182，且還可包括牙芯154，所述牙芯IM的尺寸被設(shè)計為在所述第一模具152和所述第二模具182中被至少部分接納，并用于形成所需層狀牙科器械的最內(nèi)中心或芯。所述系統(tǒng)150還可包括一種或多種漿料，如下文更詳細(xì)描述。應(yīng)了解圖1的模具52的特征和元件(以及這些特征和元件的替代形式)的任何如上描述同樣適用于圖2示出的實施例的第一模具152 和第二模具182。在圖2示出的示例性方法100中，步驟100A-100G產(chǎn)生兩層牙科器械(如果將牙芯考慮為層，則為三層牙科器械)。步驟100A-100C用于形成第一制品163，所述第一制品 163包括設(shè)置于牙芯巧4上的第一層165，且步驟100D-100F用于形成第二制品173，所述第二制品173包括設(shè)置于所述第一制品163上的第二層175。在示例性方法100中，步驟 100D-100F基本上類似于步驟100A-100C，且步驟100A-100C表示在方法100中形成層的一個反復(fù)，而步驟100D-100F表示在方法100中形成層的另一反復(fù)。即，在圖2所示的方法100 中，所述第一反復(fù)(即步驟100A-100C)用于在所述牙芯巧4上形成第一最內(nèi)層165，且第二反復(fù)(即步驟100D-100F)用于形成第二層175，所述第二層175相對于所述第一層165向外設(shè)置。作為圖2所示的方法100的反復(fù)性質(zhì)的結(jié)果，應(yīng)了解相對于步驟100A-100C描述的元件、特征和步驟(以及這種元件、特征和步驟的替代物)的任何描述也通常適用于步驟 100D-100F，反之亦然。也應(yīng)了解可重復(fù)所述反復(fù)步驟以獲得具有所需那樣多的層的層狀牙科器械。在方法100的第一步驟100A中，提供第一模具152。所述第一模具152可適于接納一種或多種漿料，且尺寸被設(shè)計為接納所述牙芯154的至少一部分，并可包括所需牙科器械的第一層165的負(fù)形或表面(或腔體)158。在一些實施例中，所述第一模具152的至少一部分可相對于所需所得牙科器械 (或第一制品16 擴大，例如，以適應(yīng)可能發(fā)生的任何收縮(例如當(dāng)所述牙科器械(或其任何中間體，如所述第一制品16 被燒制時)。例如，在一些實施例中，所述第一模具152的至少一部分可為所得器械的尺寸的至少110%，在一些實施例中，至少150%，且在一些實施例中，至少200%。如圖2所示，在方法100的第一步驟100A中，可將第一漿料162設(shè)置(例如澆鑄) 于所述第一模具152中。另外，所述牙芯巧4可開始向所述第一模具152的內(nèi)部移動，或移動至所述第一模具152的內(nèi)部中。所述牙芯巧4可包括外表面160。如上所述，所述第一漿料162可包括(i)玻璃和/或玻璃陶瓷粉末；(ii)液體(例如水)；(iii)粘結(jié)劑(例如無機粘結(jié)劑)；和(iv)活化劑(例如酸或堿)。本發(fā)明的漿料的配方和形成本發(fā)明的漿料的示例性方法在下文更詳細(xì)地描述。本發(fā)明的漿料有時可稱為 “玻璃和/或玻璃陶瓷”漿料。在方法100的第二步驟100B中，可將所述牙芯巧4壓入所述第一漿料162中，從而形成第一制品163，所述第一制品163包括所述牙芯巧4和所述第一層165。術(shù)語“制品” 僅以舉例的方式用于指如上定義的任何制品，但應(yīng)了解多種其他術(shù)語，如“器械”、“構(gòu)造”、 “中間體”等也可用于描述通過在所述牙芯巧4上形成第一層165而產(chǎn)生的成型體。然后可干燥所述第一制品163和/或可允許所述第一層165在所述牙芯巧4上硬化。S卩，可干燥整個構(gòu)造(例如在環(huán)境條件下和/或在高溫下的干燥烘箱中)以硬化所述第一漿料162并形成所述第一層165(和所述第一制品163)，所述整個構(gòu)造包括所述第一模具152、所述牙芯巧4和在所述第一模具152和所述牙芯巧4之間壓制的所述第一漿料162。
如在方法100的第三步驟100C中所示，可將所述第一制品163從所述第一模具 152中移除。在一些實施例中，所需牙科器械可僅包括在所述牙芯巧4上形成的一層。在這種實施例中，所述方法100可僅包括步驟100A-100C，且所述層狀牙科器械可包括第一制品 163，或所述第一制品163可被任選地?zé)坪?或機械加工。如圖2所示，在方法100的第四步驟100D中，提供了第二模具182。所述第二模具182可適于接納一種或多種漿料，且尺寸被設(shè)計為接納所述牙芯巧4的至少一部分，并可包括所需牙科器械的第二層175的負(fù)形或表面(或腔體)188。僅舉例而言，所述第二模具 182示為具有與所述第一模具152的腔體158不同的內(nèi)部形狀或腔體188，使得所述第二層 175和所述第一層165可具有不同的形狀或構(gòu)造，例如，對于美學(xué)、功能等而言。例如，在一些實施例中，第一成層步驟(100A-100C)和所述第一模具152可特別設(shè)計用以模制表現(xiàn)牙質(zhì)結(jié)構(gòu)(或模擬牙質(zhì)的結(jié)構(gòu))的第一層165。另外舉例而言，第二成層步驟(100D-100F)和第二模具182可特別設(shè)計用以模制表現(xiàn)牙釉質(zhì)結(jié)構(gòu)(或模擬牙釉質(zhì)的結(jié)構(gòu))的第二層175。 在這種實施例中，特定的牙質(zhì)模具可用于產(chǎn)生各個層的真實解剖成形(例如對于前牙)。另外，在這種實施例中，所述第二模具182，或至少所述第二模具182的腔體188可大于所述第一模具152或所述第一模具152的腔體158，以容納所述牙芯巧4和所述第一層165。在一些實施例中，所述第二模具182的至少一部分可相對于所需所得牙科器械 (或第二制品17 擴大，例如，以適應(yīng)可能發(fā)生的任何收縮(例如當(dāng)所述牙科器械(或其任何中間體，如所述第二制品17 被燒制時)。例如，在一些實施例中，所述第二模具182的至少一部分可為所得器械的尺寸的至少110%，在一些實施例中，至少150%，且在一些實施例中，至少200%。如圖2的方法100的步驟100D中進(jìn)一步顯示，可將第二漿料172設(shè)置(例如澆鑄)于所述第二模具182中。另外，所述第一制品163可開始向所述第二模具182中的腔體188的內(nèi)部移動，或可移動至所述第二模具182中的腔體188的內(nèi)部。所述第一制品163 可包括外表面170。類似于所述第一漿料162，所述第二漿料172可包括(i)玻璃和/或玻璃陶瓷粉末；(ii)液體(例如水)；(iii)粘結(jié)劑(例如無機粘結(jié)劑)；和(iv)活化劑(例如酸或堿)。所述第二漿料172可與所述第一漿料162為相同配方或不同配方。在圖2示出的方法100的第五步驟100E中，可將所述第一制品163壓入所述第二漿料172中，從而形成第二制品173，所述第二制品173包括所述第一制品163和所述牙科器械的第二層175。換句話講，所述第二制品173可包括牙芯154、第一層165和第二層175。 此外，術(shù)語“制品”僅以舉例的方式用于指如上定義的任何制品，但應(yīng)了解多種其他術(shù)語，如 “器械”、“構(gòu)造”、“中間體”等也可用于描述通過在所述第一制品163上形成所述第二層175 而產(chǎn)生的成型體。然后可干燥所述第二制品173以允許所述第二層175硬化。S卩，可干燥整個構(gòu)造(例如在環(huán)境條件下和/或在高溫下的干燥烘箱中)以硬化所述第二漿料172并形成所述第二層175(和所述第二制品173)，所述整個構(gòu)造包括所述第二模具182、所述第一制品163和在所述第二模具182和所述第一制品163之間壓制的所述第二漿料172。在一些實施例中，所述第一層165可具有最大厚度。例如，在一些實施例中，相比于初始牙芯巧4在所述第一模具152中占據(jù)的體積，所述第一制品163可在所述第二模具 182中占據(jù)更大的體積。在這種實施例中，相比于用于形成第一層165的體積或空間，可能存在更小的可用于形成所述牙科器械的第二層175的體積或空間。具有更小的可用于形成第二層175的空間可導(dǎo)致所述第二層175比所述第一層165更薄。即，在一些實施例中，所得層狀牙科器械的層可從最內(nèi)層至最外層減小(或可朝所述牙芯1 增大)?；蛘?，在一些實施例中，所述模具152和182可構(gòu)造為層厚度從最內(nèi)層至最外層增大(或可向所述牙芯 154減小)。如圖2所示，在所述方法100的第六步驟100F中，可將所述第二制品173從所述第二模具182中移除。然后可燒制所述第二制品173以形成經(jīng)燒制的第二制品173’，所述經(jīng)燒制的第二制品173’包括所述牙芯154、經(jīng)燒制的第一層165’，和經(jīng)燒制的第二層175’， 如步驟100G中所示。在一些實施例中，在燒制步驟中，可能發(fā)生所述牙芯154的另外的燒結(jié)和/或收縮。另外，可能發(fā)生所述第一層165和/或所述第二層175的收縮。如圖2所示，分別相比于未燒制的第一層165和未燒制的第二層175，所述經(jīng)燒制的第一層165’和所述經(jīng)燒制的第二層175’各自占據(jù)更小的體積(且更薄)。同樣，在一些實施例中，所述經(jīng)燒制的第二制品173’的尺寸可被設(shè)計為在第三模具(未顯示)中被接納以在必要時用于沉積另外的層(例如由第三漿料形成的第三層)，等等。或者，在一些實施例中，可重復(fù)步驟 100D-100F，使得所述第二制品173(即在任何燒制之前)的尺寸可被設(shè)計為在第三模具中被接納，并可持續(xù)該反復(fù)過程直至所需，且可燒制最終制品以獲得所需層狀牙科器械，所述最終制品在所述牙芯巧4上包括經(jīng)干燥/硬化的鑲面層。在圖2所示的方法100和系統(tǒng)150的實施例中，所述經(jīng)燒制的第二制品173’形成所得層狀牙科器械。所述經(jīng)燒制的第二制品173’(或所述第二制品17 可任選地被進(jìn)一步燒制(例如在真空下)和/或機械加工。然而，應(yīng)了解所述方法100可反復(fù)繼續(xù)形成另外的層，以獲得具有所需數(shù)目的聯(lián)接(例如融合)至所述牙芯154的層的層狀牙科器械。即，在一些實施例中，所得層狀牙科器械可包括通過上述系統(tǒng)和方法而形成的牙鑲面，所述牙鑲面包括任何所需數(shù)目的層(例如第一層165 (或經(jīng)燒制的第一層165’ )和/或聯(lián)接(例如融合)至所述牙芯154的第二層175(或經(jīng)燒制的第二層175’))。如可通過圖2的方法100和系統(tǒng)150以及方法100和系統(tǒng)150的替代形式的如上描述所了解，本發(fā)明提供了一種具有兩個或更多個層的多層牙科器械，其中最內(nèi)層可包括牙芯。此外，所述方法100僅以舉例的方式顯示為包括兩個澆鑄步驟，所述兩個澆鑄步驟在兩個不同的模具152和182中進(jìn)行。然而，應(yīng)了解可使用如所需那樣多的澆鑄步驟和如所需那樣多的模具以形成具有所需層數(shù)的層狀牙科器械。另外，在如上描述中，最終牙科器械和用于制備所述牙科器械的方法100被描述為，在所述牙芯巧4上包括和形成第一層165和第二層175。然而，在一些實施例中，所述最終牙科器械可包括許多層，且用于制備所述牙科器械的方法100可包括步驟100D-100F的許多次重復(fù)。在這種實施例中，所述方法可為反復(fù)的，且最內(nèi)層可稱為“層n-(n-l)”，下一連續(xù)(外)層可稱為“層η-(n-2)”，下一連續(xù)(外)層可稱為“層n-(n-3)”，等等。即，每一層χ (為1至η)可稱為“層η- (η-χ) ”。另外，僅舉例而言并為了說明的簡化，所述牙芯1 被顯示為分別壓入第一和第二漿料162和172中，直至所述牙芯巧4與所述第一和第二模具152和182的頂表面齊平。 然而，圖2中所示的部件的示意性形狀以及這種部件之間的配合僅以舉例的方式并為了說明的目的示于圖2，而不旨在限制。另外，在一些實施例中，可不將所述牙芯1 壓入所述模具152和182中那么深。在一些實施例中，當(dāng)所述牙芯巧4移動至所述模具152中時，過量的一個或多個漿料162和/或172可從模具152和182中的一個或多個中壓出。在下游加工(例如機械加工)過程中需要移除這些過量。圖1和2各自示出了本發(fā)明的示例性方法10、100和系統(tǒng)50、150。然而，應(yīng)了解也可使用在方法10和100中所用的步驟的各種組合和/或系統(tǒng)50和150的各種組合。例如，在一些實施例中，圖1中所示的方法10和系統(tǒng)50可用于形成經(jīng)燒制的第二制品73’，可隨后根據(jù)圖2的方法100的步驟100D-100G和圖2的系統(tǒng)150，使用所述經(jīng)燒制的第二制品73'用不同的第三模具形成第三層。另外舉例而言，在一些實施例中，類似于圖1中所示的方法10的燒制步驟10D，可在將圖2的第一制品163壓入在第二模具182中的第二漿料 172中之前，燒制所述第一制品163。本發(fā)明的漿料配方以及形成一種或多種漿料的示例性方法的如下描述，可通常適用于圖1和2中所示的第一漿料62、152和第二漿料72、172中的每一個，以及適用于可能在本發(fā)明的方法或系統(tǒng)的另一實施例中所需的另外的漿料。關(guān)于混合物或漿料以及牙科器械的無機凝膠澆鑄的其他細(xì)節(jié)和方面可見于2008年10月1日提交的名稱為“Dental Appliance,Process for producing a dental appliance and Use thereof，，(牙禾斗器械、 制作牙科器械的方法及其它們的用途)的歐洲專利申請NO.EP08165607.6中，其公開內(nèi)容以全文引用方式并入本文。液體除非不能實現(xiàn)預(yù)期目的，不特別限制待用于本發(fā)明的漿料中的液體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，液體可特征在于如下特征中的至少一個-沸點約60 至約 120 0C，-凝固點約-120至約0°C，和/或-密度約0. 7 至約 1. 2g/cm3。液體的具體例子包括但不限于水、醇(包括甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇)、酮(包括丙酮)，和它們的組合。在一些實施例中，液體存在的量可為約15wt. 至約60wt. _%，在一些實施例中為約20wt. 至約40wt. - %，且在一些實施例中為約25wt. 至約35wt. - %，分別以整個組合物或混合物計。在一些實施例中，液體存在的量可為至少約15wt.-%，在一些實施例中為至少約 20wt.-%,且在一些實施例中為至少約25wt.-%,分別以整個組合物或混合物計。在一些實施例中，液體存在的量可不大于約35wt.-%，在一些實施例中不大于約 40wt.-%,且在一些實施例中不大于約60wt.-%,分別以整個組合物或混合物計。無機粘結(jié)劑除非預(yù)期目的不能實現(xiàn)，不特別限制待用于漿料中的無機粘結(jié)劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。所述無機粘結(jié)劑可在引發(fā)固化或硬化反應(yīng)時形成無機網(wǎng)絡(luò)。所述固化或硬化反應(yīng)可例如通過調(diào)節(jié)PH值(通過加入酸性或堿性試劑，包括下文更詳細(xì)描述的那些)引發(fā)。由無機粘結(jié)劑形成的網(wǎng)絡(luò)可具有與所用的玻璃/玻璃陶瓷粉末/粒子的化學(xué)性質(zhì)或組成類似或基本上相同的化學(xué)性質(zhì)或組成。在一些實施例中，所述無機粘結(jié)劑可在環(huán)境條件(例如23°C ； 1013mbar)下為液體，或作為水溶液應(yīng)用，或可特征在于如下特征中的至少一個-密度約0. 7 至約 1. 5g/cm3 或約 0. 9 至約 1. 4g/cm3，-分子量約100至約500g/mol或約150至約250g/mol(對于分子前體)，-含有Si和0，和/或-在硬化過程中產(chǎn)生低沸點副產(chǎn)物或縮合產(chǎn)物(如果有的話)(例如沸點在約 120°C 以下)。無機粘結(jié)劑前體的具體例子包括但不限于四烷基(例如Cl至C4)原硅酸酯(包括四甲基原硅酸酯(TMOS)、四乙基原硅酸酯(TEOS))、水玻璃和二氧化硅溶膠。在一些實施例中，無機粘結(jié)劑(例如二氧化硅)存在的量可為約0. Iwt.至約40wt.-%，在一些實施例中為約l.Owt.至約20wt.-%，且在一些實施例中為約 2. 5wt. 至約IOwt. _%，分別以混合物的固體含量計。在一些實施例中，無機粘結(jié)劑存在的量可為至少約0. Iwt. _%，在一些實施例中為至少約1. Owt. _%，且在一些實施例中為至少約2. 5wt. _%，分別以混合物的固體含量計。在一些實施例中，無機粘結(jié)劑存在的量可不大于約IOwt. _%，在一些實施例中不大于約20wt. -%，且在一些實施例中不大于約40wt. -%，分別以混合物的固體含量計。玻璃和/或玻璃陶瓷粉末除非預(yù)期目的不能實現(xiàn)，不特別限制待用于漿料中的玻璃和/或玻璃陶瓷粉末的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。玻璃和/或玻璃陶瓷粉末可基本上由玻璃和/或玻璃陶瓷材料組成，或僅由玻璃和/或玻璃陶瓷材料組成。選擇玻璃和/或玻璃陶瓷材料以與人體中的用途相容。此外， 可選擇玻璃和/或玻璃陶瓷材料以提供用于牙科器械的良好美學(xué)外觀。在一些實施例中，玻璃和/或玻璃陶瓷粉末可特征在于如下特征中的至少一個-平均粒度約5μ m至約60 μ m,或約10至約40 μ m(使用激光衍射測得)；-熔融溫度大約或小于1000°C和/或-密度約2.0至約2. 6或約2. 2至約2. 5g/cm3 (根據(jù)制造商提供的技術(shù)數(shù)據(jù)表)。在一些實施例中，可使用的玻璃組合物可包含- 二氧化硅約 60 至約 70wt. - %，-氧化鋁約9至約13wt._%，-氧化鉀約5至約IOwt._%，-氧化鈉約9至約13wt.-%,-氧化鋰約0至約lwt.-%，-氧化鈣約2至約5wt.-%,-氧化鋇約0至約2wt.-%(任選的)，-氧化鋯約0至約lwt.-%(任選的)，和-氧化鈰或氟化鈰約0至約lwt.-%(任選的)。可使用的玻璃和/或玻璃陶瓷材料的例子包括可以如下商品名獲得的那些來自 Vita Zahnfabrik, Bad Sackingen, Germany 的"VM 9”，來自 Noritake Inc.，Japan 的“Cerabien Zr”，來自 Shofu, Japan 的"Vintage，，，來自 Wieland GmbH&Co. KG, Pforzheim, Germany 的"ZIROX” 以及來自 Chemichl，Liechtenstein 的 LM_Zr02。在一些實施例中，玻璃和/或玻璃陶瓷粉末存在的量可為至少約40wt.-%，在一些實施例中為至少約60wt. _%，且在一些實施例中為至少約65wt. _%，分別以整個組合物或混合物計。在一些實施例中，玻璃和/或玻璃陶瓷粉末存在的量可不大于約75wt.-%，在一些實施例中不大于約80wt. _%，且在一些實施例中不大于約85wt. _%，分別以整個組合物或混合物計。在一些實施例中，玻璃和/或玻璃陶瓷粉末存在的量可為約40wt.-%至約 85wt. _%，在一些實施例中為約60wt. 至約80wt. _%，且在一些實施例中為約65wt. -% 至約75wt. -%，分別以整個組合物或混合物計。粒度的分布可為(例如)· 10%粒子小于約5μπι或小于約2μπι ；· 50%粒子小于約25 μ m或小于約10 μ m ；禾口· 90%粒子小于約70 μ m或小于約40 μ m。添加劑本發(fā)明的混合物或漿料也可包含另外的組分或添加劑，如著色劑和/或顏料(例如可在燒制過程中燃盡的痕量的例如用于更易于識別坯料(“標(biāo)記”)的熒光、有機顏料；和 /或留在用于經(jīng)燒結(jié)材料的著色的器械中的無機顏料)。這些添加劑或組分也可存在或包含于玻璃和/或玻璃陶瓷粉末或粒子中。合適的著色劑可包含如下元素中的一種或多種或者它們的離子Fe、Mn、V、Cr、Zn、Sn和Co?？杉尤氲牧硗獾奶砑觿┛砂ň従蹌?如1，2-二苯基乙烯)、增塑劑(包括聚乙二醇衍生物、聚丙二醇、低分子量聚酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二壬酯和鄰苯二甲酸二苯酯、二(己二酸異壬酯)、磷酸三甲苯酯、石蠟油、三醋酸甘油酯、 雙酚A二醋酸酯、乙氧基化的雙酚A二醋酸酯、硅油，或它們的組合)、氟化物釋放材料，或它們的組合。一些實施例不包括添加劑，然而，如果存在添加劑，則它們存在的量可為至少約 0. Olwt. _%，在一些實施例中為至少約0. Iwt. _%，且在一些實施例中為至少約Iwt.-%, 分別以整個組合物或混合物計。在一些實施例中，添加劑存在的量可不大于約20Wt.-%，在一些實施例中不大于約IOwt. _%，且在一些實施例中不大于約5wt. -%，分別以整個組合物或混合物計。在一些實施例中，包含的添加劑的量可為約0. 01至約20wt. _%，在一些實施例中為約0. 1至約IOwt. _%，且在一些實施例中為約1至約5wt. -%。只要添加劑不影響溶膠-凝膠反應(yīng)，則其可以以任何所需量(以整個組合物或混合物計)使用。在一些實施例中，待用于本發(fā)明的澆鑄過程的漿料或混合物可包含如下量的各個組分-液體約15wt. 至約 60wt. _%，或約 20wt. 至約 40wt. _%，或約 25wt. -% 至約35wt. -%，以混合物的總重量計；
-無機粘結(jié)劑約0.Iwt. 至約40wt. _%，或約Iwt. 至約20wt. -%，或約 2. 5wt. 至約IOwt. _%，以混合物的固體含量計；-玻璃和/或玻璃陶瓷粉末約40wt.- %至約85wt. - %，或約60wt. - %至約 80wt. - %，或約65wt. 至約75wt. - %，以混合物的總重量計；以及-添加劑(包括著色劑)約0.01至約20wt. - %，或約0. 1至約IOwt. 或約1 至約5wt. -%，以混合物的總重量計。在一些實施例中，液體與無機粘結(jié)劑的比例(以重量計)可為約10 1至約 1 1，或約7 1至約3 1。如果比例在所述范圍之外，則所得牙科器械可能不包括所需性質(zhì)。在一些實施例中，無機粘結(jié)劑與玻璃和/或玻璃陶瓷粉末的比例(以重量計)可在約1 100至約1 5的范圍內(nèi)，或約1 40至約1 10。如果比例在所述范圍之外， 則所得牙科器械可能不包括所需性質(zhì)。形成漿料在一些實施例中，可通過如下示例性過程獲得漿料或混合物i)提供液體，ii)取決于所用的粘結(jié)劑前體，將所述液體調(diào)節(jié)至適于啟動縮合反應(yīng)的pH值(例如對于TMOS為10至約12，對于水玻璃為約2至約4)，iii)加入玻璃和/或玻璃陶瓷粉末，和iv)加入無機粘結(jié)劑，其中步驟iii)和iv)也能夠以相反的順序進(jìn)行。可通過使用常規(guī)堿性試劑(如包含NaOH、KOH或NH3的溶液)或者酸性試劑(如包含HCl或HNO3的溶液)來調(diào)節(jié)pH值，其中pH值可在調(diào)節(jié)步驟過程中確定。pH值可通過例如PH敏感試紙或電子設(shè)備(例如pH電極)而確定。如果使用強酸或強堿，也可從所用的酸量進(jìn)行計算來獲得PH值。無機粘結(jié)劑可在攪拌溶液的同時快速加入。無機粘結(jié)劑的加入可標(biāo)志由無機粘結(jié)劑分子的反應(yīng)所引起的溶膠-凝膠反應(yīng)的起點。在一些實施例中，可使用兩-漿料系統(tǒng)。如果使用兩-漿料系統(tǒng)(“I”和“II”)，則這兩種漿料的混合標(biāo)志著溶膠凝膠反應(yīng)的啟動點。在溶膠-凝膠反應(yīng)過程中，可形成無機網(wǎng)絡(luò)。在一些實施例中，提供漿料或混合物可特征在于如下特征中的至少一個-膠凝所需時間(即從加入無機粘結(jié)劑直至混合物凝固至其不能變形或不能通過傾斜模具而從模具中移除的點的時間)；30秒至5分鐘；和/或-沉降所需時間(即從停止攪拌混合物直至混合物由于玻璃和/或玻璃陶瓷粒子的沉降而變得不均勻的時間)7分鐘至超過1周(所述值在不存在無機粘結(jié)劑或存在粘結(jié)齊U，但在抑制膠凝的PH值下獲得)。待用于本發(fā)明的過程中的混合物或漿料通常不含可聚合有機粘結(jié)劑組分，如含 (甲基)丙烯酸酯或環(huán)氧基團的組分。即，在一些實施例中，所述混合物基本上不含可聚合有機粘結(jié)劑組分。本發(fā)明的有機粘結(jié)劑為由有機化合物組成的粘結(jié)劑，所述有機化合物被添加以強化器具或工件并且在低于200°C的溫度下不能從工件中通過加熱來去除。有機粘結(jié)劑可在加熱至燃燒溫度以上時產(chǎn)生氣體，如碳氧化物或氮氧化物。這些廢氣可能不得不通過昂貴的空氣處理或煙囪來除去。在一些實施例中，用于啟動無機粘結(jié)劑的硬化過程的引發(fā)劑(例如光引發(fā)劑或氧化還原引發(fā)劑)的加入或存在是通常不需要的。可通過調(diào)節(jié)PH值或只是通過使用稀釋的酸/堿溶液來引發(fā)硬化過程。本發(fā)明的制備過程通常也不包括壓制步驟(例如等壓或單軸)或預(yù)燒結(jié)步驟。如下實施例旨在示出本發(fā)明而非進(jìn)行限制。實施例實施例1為一種制備層狀牙科器械的方法，所述方法包括提供牙芯；提供第一模具，所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的負(fù)像；將第一漿料設(shè)置于所述第一模具中； 將所述牙芯壓入在所述第一模具中的所述第一漿料中以形成第一制品，所述第一制品包括所述牙芯和由所述第一漿料形成的第一層；從所述第一模具中移除所述第一制品；提供第二模具，所述第二模具包括層狀牙科器械的第二層的負(fù)像；將第二漿料設(shè)置于所述第二模具中；以及將所述第一制品壓入在所述第二模具中的第二漿料中以形成第二制品，所述第二制品包括所述牙芯、所述第一層，和由所述第二漿料形成的第二層。實施例2為實施例1所述的方法，其還包括在將所述第一制品壓入在所述第二模具中的所述第二漿料中之前，燒制所述第一制品，其中燒制所述第一制品導(dǎo)致所述第一制品的至少一部分收縮。實施例3為實施例1或2所述的方法，其還包括燒制所述第二制品。實施例4為實施例1-3中任一個所述的方法，其還包括從所述第二模具中移除所述第二制品；以及燒制所述第二制品。實施例5為實施例2-4中任一個所述的方法，其中燒制所述第一制品包括在至少 500 0C的溫度下燒制所述第一制品。實施例6為實施例1或2所述的方法，其還包括從所述第二模具中移除所述第二制品；提供第三模具，所述第三模具包括牙科器械的第三層的負(fù)像；將第三漿料設(shè)置于所述第三模具中；以及將所述第二制品壓入在所述第三模具中的所述第三漿料中以形成第三制品，所述第三制品包括所述牙芯、所述第一層、所述第二層，和由所述第三漿料形成的第三層。實施例7為實施例6所述的方法，其中所述第三層形成所述層狀牙科器械的最外層。實施例8為實施例6或7所述的方法，其中所述第三漿料由與所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一種相同的材料形成。實施例9為任一前述實施例所述的方法，其還包括在分別將所述第一漿料和所述第二漿料設(shè)置于所述第一模具和所述第二模具中之前，活化所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個。實施例10為任一前述實施例所述的方法，其還包括在分別將所述第一漿料和所述第二漿料設(shè)置于所述第一模具和所述第二模具中之前，在所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個中引發(fā)溶膠-凝膠反應(yīng)。
實施例11為任一前述實施例所述的方法，其還包括干燥所述第一制品和所述第二制品中的至少一個。實施例12為任一前述實施例所述的方法，其還包括機械加工所述第一層和所述第二層中的至少一個。實施例13為任一前述實施例所述的方法，其中提供模具包括基于數(shù)字化工作流程制備模具。實施例14為一種用于制備層狀牙科器械的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括第一模具，所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的負(fù)像；第二模具，所述第二模具包括層狀牙科器械的第二層的負(fù)像；牙芯，所述牙芯的尺寸被設(shè)計為在所述第一模具和所述第二模具中被至少部分接納；第一漿料，所述第一漿料適于被設(shè)置于所述第一模具中以形成第一制品，所述第一制品包括在所述牙芯上的第一層，其中所述第二模具的尺寸被設(shè)計為接納所述第一制品；以及第二漿料，所述第二漿料適于被設(shè)置于所述第二模具中以在所述第一制品上形成弟■~ 層。實施例15為實施例14的系統(tǒng)，其還包括第三模具，所述第三模具包括層狀牙科器械的第三層的負(fù)像；和第三漿料，所述第三漿料適于被設(shè)置于所述第三模具中以在所述牙芯上形成第三層。實施例16為實施例1-13中任一個所述的方法或權(quán)利要求14或15所述的系統(tǒng)， 其中所述第二模具不同于所述第一模具。實施例17為實施例1-13和16中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_16中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第一模具包括第一層的第一負(fù)像，且所述第二模具包括第二層的第二負(fù)像，且其中所述第一負(fù)像和所述第二負(fù)像不同。實施例18為實施例1-13和16-17中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_17中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的擴大的負(fù)像。實施例19為實施例1-13和16_18中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_18中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第二模具包括層狀牙科器械的第二層的擴大的負(fù)像。實施例20為實施例1-13和16_19中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_19中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第一層設(shè)置于所述牙芯和所述第二層之間。實施例21為實施例1-13和16_20中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_20任一個所述的系統(tǒng)，其中所述牙芯包括陶瓷、金屬、金屬合金、貴金屬、貴金屬合金，和它們的組合中的至少一種。實施例22為實施例1-5、9_13和16-21中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4和16_21 中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第二層形成所述層狀牙科器械的最外層。實施例23為實施例1-13和16_22中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_22中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第一模具和第二模具中的至少一個的至少一部分由如下材料中的至少一種形成有機硅、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲醛、金屬，和它們的組合。實施例M為實施例1-13和16-23中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_23中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個包含玻璃粉末、玻璃陶瓷粉末和它們的組合中的至少一種。
實施例25為實施例1-13和16_24中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_24中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個包含玻璃漿料、玻璃陶瓷漿料和它們的組合中的至少一種。實施例沈為實施例1-13和16-25中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4_25中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個包含(i)玻璃粉末和玻璃陶瓷粉末中的至少一種；(ii)液體；和(iii)無機粘結(jié)劑。實施例27為實施例1-13和16-26中任一個所述的方法，或?qū)嵤├?4-26中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述第二漿料由與所述第一漿料不同的材料形成。實施例28為實施例1-13和16_27中任一項所述的方法，或?qū)嵤├?4_27中任一個所述的系統(tǒng)，其中所述牙芯包括完全燒結(jié)的陶瓷。如下工作實例旨為本發(fā)明的示例而非進(jìn)行限制。^M實例1 兩層器械的形成石膏和有機硅模具以如下方式形成將由聚甲醛(可以商品名DELRIN得自DuPont Corp.，Wilmington, DE)形成的切牙的模型部分嵌入熔融臘(在小盒子中支撐以包含液體蠟)的小立方體中，咬合面的一半在蠟中，且牙根的一半面朝上而不含蠟。通過在環(huán)境條件下冷卻所述蠟而使其硬化。然后將具有切牙的固體蠟立方體嵌入牙科石膏坯料中(在小盒子中支撐以包含濕石膏)，使得所述蠟立方體的頂面對齊石膏的頂面，留下切牙牙根被暴露。干燥所述石膏坯料，將四個配準(zhǔn)特征雕刻至石膏的頂面，從而形成徑向凹陷，所述徑向凹陷隨后與頂部石膏模具上的對應(yīng)的凸起相配合。將噴霧脫模劑施用至石膏和蠟的頂部， 并小心使暴露的牙根不接觸脫模劑。為了形成模具的頂半部，將濕石膏倒在完工的底部模具(在小盒子中支撐以包含濕石膏)的頂部，所述完工的底部模具具有暴露的切牙牙根。在干燥之后，由于所述配準(zhǔn)特征，因此所述模具的頂半部恰好與底半部配合，且所述牙根現(xiàn)在附接至所述模具的頂半部， 并恰好與所述蠟立方體對準(zhǔn)。分離所述頂半部和底半部，從底半部去除蠟，并從所述切牙的咬合面的一半清除蠟。用聚二甲基甲基苯基硅氧烷(Heraform,A+B 型，Heraeus Kulzer, Germany) ±真充在底半部中的現(xiàn)在為空的腔體，當(dāng)所述有機硅固化時將頂半部置于適當(dāng)?shù)奈恢?。這形成了具有腔體的有機硅模具，所述腔體包括模型切牙的形狀的負(fù)像，所述負(fù)像為所需層狀牙科器械(即牙科修復(fù)體)的外部形狀。再次分離兩個半部，將切牙研磨至較小尺寸以用作氧化鋯牙芯的“牙樁”支承體，所述氧化鋯牙芯已使用LAVA 數(shù)字系統(tǒng)(可得自3M ESPE AG, Seefeld,Germany)形成。使用一滴蠟使所述牙樁配合所述氧化鋯芯的內(nèi)部，所述蠟粘附至所述牙樁而不粘附至所述氧化鋯芯。通過混合0. 2mL 二氧化硅溶膠(Levasil 200/40%, Obermeier, Germany)、0· 7mL 去離子水和3. Og玻璃粉末(Dentin A4，棕色，來自Chemichl，Lichtenstein)而制得第一漿料。向所述混合物中加入0. 02mL 30%鹽酸(Fluka，Germany)，由此引發(fā)硬化反應(yīng)。30秒之后，將所述漿料倒入所述模具的底部負(fù)像部分，并通過將所述模具的頂半部置入相對于所述模具的底半部的位置而將氧化鋯牙芯壓入所述漿料中。在室溫下硬化70分鐘之后，將所述模具置于50°C下的干燥烘箱(Memmert，Germany)中120分鐘。在從所述烘箱移出并冷卻之后，分離所述模具的兩個半部，在所述氧化鋯芯上留下玻璃的凝固層，所述凝固層具有牙冠(即用于形成模具的切牙)的外部形狀。蠟附著允許從所述牙樁更易于分離氧化鋯芯和附接的玻璃層。在Austromat 3001爐(Dekema，Germany)中在790°C下在真空下燒制芯和玻璃層25分鐘。在燒制之后，模仿牙質(zhì)的玻璃層已收縮至小于初始模具腔體的更小尺寸。將包括氧化鋯牙芯和第一玻璃層的第一制品再次附接至所述模具的頂半部中的上蠟牙樁。第二漿料以與所述第一漿料相同的方式制得，不同的是所用的玻璃粉末為 Incisal 2 (Chemichl)，其模仿天然牙齒的半透明牙釉質(zhì)層。如上所述，將所述第二漿料置于同一底部模具腔體中，通過將所述模具的頂半部置入相對于所述模具的底半部的位置而將所述第一制品壓入所述第二漿料中。在按照用于干燥所述第一漿料的相同過程干燥所述第二漿料之后，從模具中移出包括氧化鋯牙芯和兩個涂布層的第二制品，并將其燒制，這次在780°C下燒制25分鐘。所得層狀器械為牙冠修復(fù)體，并具有氧化鋯牙芯、模仿牙質(zhì)的第一層和具有模仿天然牙釉質(zhì)的半透明度的第二最外層。如上所述并在附圖示出的實施例僅以舉例的方式呈現(xiàn)，且不旨在作為對本發(fā)明的概念和原則的限制。這樣，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對元件及其結(jié)構(gòu)和布置進(jìn)行各種改變。以下權(quán)利要求書描述了本發(fā)明的各種特征和方面。
權(quán)利要求
1.一種制備層狀牙科器械的方法，所述方法包括 提供牙芯；提供第一模具，所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的負(fù)像； 將第一漿料設(shè)置于所述第一模具中；將所述牙芯壓入在所述第一模具中的所述第一漿料中以形成第一制品，所述第一制品包括所述牙芯和由所述第一漿料形成的第一層； 從所述第一模具中移除所述第一制品；提供第二模具，所述第二模具包括層狀牙科器械的第二層的負(fù)像； 將第二漿料設(shè)置于所述第二模具中；以及將所述第一制品壓入在所述第二模具中的所述第二漿料中以形成第二制品，所述第二制品包括所述牙芯、所述第一層，和由所述第二漿料形成的第二層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在將所述第一制品壓入在所述第二模具中的所述第二漿料中之前燒制所述第一制品，其中燒制所述第一制品導(dǎo)致所述第一制品的至少一部分收縮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其還包括燒制所述第二制品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的方法，其還包括 從所述第二模具中移除所述第二制品；以及燒制所述第二制品。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的方法，其中燒制所述第一制品包括在至少500°C 的溫度下燒制所述第一制品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其還包括 從所述第二模具中移除所述第二制品；提供第三模具，所述第三模具包括牙科器械的第三層的負(fù)像； 將第三漿料設(shè)置于所述第三模具中；以及將所述第二制品壓入在所述第三模具中的所述第三漿料中以形成第三制品，所述第三制品包括所述牙芯、所述第一層，所述第二層，和由所述第三漿料形成的第三層。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其還包括在分別將所述第一漿料和所述第二漿料設(shè)置于所述第一模具和所述第二模具中之前，活化所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的方法，其還包括在分別將所述第一漿料和所述第二漿料設(shè)置于所述第一模具和所述第二模具中之前，在所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個中引發(fā)溶膠-凝膠反應(yīng)。
9.一種用于制備層狀牙科器械的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 第一模具，所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的負(fù)像； 第二模具，所述第二模具包括層狀牙科器械的第二層的負(fù)像；牙芯，所述牙芯的尺寸被設(shè)計為在所述第一模具和所述第二模具中被至少部分接納； 第一漿料，所述第一漿料適于被設(shè)置于所述第一模具中以形成第一制品，所述第一制品包括在所述牙芯上的第一層，其中所述第二模具的尺寸被設(shè)計為接納所述第一制品；以第二漿料，所述第二漿料適于被設(shè)置于所述第二模具中以在所述第一制品上形成第二層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其還包括第三模具，所述第三模具包括層狀牙科器械的第三層的負(fù)像；以及第三漿料，所述第三漿料適于被設(shè)置于所述第三模具中以在所述牙芯上形成第三層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的系統(tǒng)，其中所述第二模具不同于所述第一模具。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-8和11中任一項所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述第一模具包括第一層的第一負(fù)像，且所述第二模具包括第二層的第二負(fù)像，且其中所述第一負(fù)像和所述第二負(fù)像不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-8和11-12中任一項所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求9-12中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述第一模具和所述第二模具中的至少一個的至少一部分由如下材料中的至少一種形成有機硅、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚甲醛、金屬，和它們的組合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-8和11-13中任一項所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求9-13中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述第一漿料和所述第二漿料中的至少一個包含(i)玻璃粉末和玻璃陶瓷粉末中的至少一種； ( )液體；和 (iii)無機粘結(jié)劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-8和11-14中任一項所述的方法或根據(jù)權(quán)利要求9-14中任一項所述的體系，其中所述牙芯包括完全燒結(jié)的陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于制備層狀牙科器械的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)可包括第一模具，所述第一模具包括層狀牙科器械的第一層的負(fù)像、第二模具，所述第二模具包括第二層的負(fù)像，和牙芯，所述牙芯的尺寸被設(shè)計為在所述第一模具和所述第二模具中被至少部分接納。所述方法可包括將第一漿料設(shè)置于所述第一模具中，以及將所述牙芯壓入所述第一漿料中以形成第一制品，所述第一制品包括所述牙芯和由所述第一漿料形成的第一層。所述方法還可包括從所述第一模具中移除所述第一制品、將第二漿料設(shè)置于所述第二模具中，以及將所述第一制品壓入所述第二漿料中以形成第二制品，所述第二制品包括所述牙芯、所述第一層，和由所述第二漿料形成的第二層。
文檔編號A61C13/00GK102548498SQ201080044105
公開日2012年7月4日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者G·舍希納, H·豪普特曼, M·揚斯, M·格青格爾 申請人:3M創(chuàng)新有限公司