焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷，其特征在于高的化學(xué)穩(wěn)定性，因此特別地可用作牙科中的修復(fù)材料。
【專利說(shuō)明】焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷
[0001] 本發(fā)明涉及焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷，其特別適合用于牙科，優(yōu)選地用于制備牙 科修復(fù)物，本發(fā)明還涉及用于制備牙科修復(fù)物的前體。
[0002] 具有焦硅酸鋰和磷灰石晶相的玻璃陶瓷是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。
[0003] 在 Cent. Eur. J. Chem, 7(2)，228_233(2〇〇 9)中，M. Palou 等人報(bào)道了純的焦硅酸鋰 玻璃與氟磷灰石玻璃的混合物的結(jié)晶。所制備的玻璃陶瓷具有高水平、14wt. %的P2O5并在 模擬體液中的體外測(cè)試期間顯示出生物活性。
[0004] 在 Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 78 (1)，73-82 (2004)中， S. C. Mojumdar等人描述了對(duì)含有不同水平的P2O5、來(lái)自Li2O-CaO-CaF 2-P2O5-SiO2體系的玻 璃結(jié)晶的研究。在含有15wt. 含量的P2O5的玻璃結(jié)晶后，借助X射線衍射，除檢測(cè)出焦 硅酸鋰晶相外還檢測(cè)出氟磷灰石。
[0005] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中已知的具有磷灰石晶相的硅酸鋰玻璃陶瓷是生物活性產(chǎn)品，而 不是適合于修復(fù)牙科學(xué)的耐化學(xué)性材料。在體液或模擬體液中，例如對(duì)于內(nèi)置假體植入物 的情況，生物活性產(chǎn)品在表面上形成磷灰石晶體，以便與骨骼產(chǎn)生緊密連接。
[0006] 因此，已知的玻璃陶瓷的嚴(yán)重不足在于它們不具有與口腔中的各種各樣流體形成 接觸的牙科材料所需要的耐化學(xué)性。
[0007] 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷，其具有非常好的耐 化學(xué)性并因此可用作修復(fù)性牙科材料。該玻璃陶瓷應(yīng)該也能夠容易地加工成牙科修復(fù)物， 由其制備的修復(fù)物應(yīng)該除了具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性外還具有非常好的機(jī)械和光學(xué)性能。
[0008] 該目的是通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1至12和16的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 本發(fā)明的主題還在于根據(jù)權(quán)利要求13、14或16的起始玻璃、根據(jù)權(quán)利要求15或16的偏硅 酸鋰玻璃陶瓷、根據(jù)權(quán)利要求17和18的方法以及根據(jù)權(quán)利要求19和20的用途。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷的特征在于，其包含焦硅酸鋰作為主晶相 和磷灰石作為另外的晶相，并包含3. 0至7. Owt. %，特別是3. 5至6. Owt. %的K20。
[0010] 術(shù)語(yǔ)"主晶相"是指與其它晶相相比，具有按體積計(jì)最高比例的晶相。
[0011] 令人驚訝地，根據(jù)本發(fā)明的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷的特征在于非常高的化學(xué) 穩(wěn)定性。為確定化學(xué)穩(wěn)定性，根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)6872 (2008)，通過(guò)確定在醋酸水溶液中儲(chǔ)存期 間的質(zhì)量損失來(lái)測(cè)試玻璃陶瓷。根據(jù)本發(fā)明的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷具體地顯示出少 于100 μ g/cm2,優(yōu)選地少于90 μ g/cm2,特別優(yōu)選地少于80 μ g/cm2且相當(dāng)特別優(yōu)選地少于 50 μ g/cm2的質(zhì)量損失。
[0012] 優(yōu)選地，該焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷包含60. 0至74. 0,特別是63. 0至71. Owt. % 的 SiO2。
[0013] 還優(yōu)選地，該焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷包含10.0至20.0,特別是11.0至 19. Owt. % 的 Li20。
[0014] SiO2與Li2O的摩爾比特別地為1. 75至3. 0。
[0015] 另外，含有3.0至7.0,特別地4.0至6. Owt. %的P2O5的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷 是優(yōu)選的。
[0016] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)本發(fā)明的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷包含0至 5. 0,特別地0至4. 5wt. %的CaO和0至4. 0,特別地0至3. 5wt. %的SrO,其中CaO和SrO 的組合量為I. 〇至6. 0,特別地1. 5至5. 5wt. %。
[0017] 含有0. 1至1. 0,特別地0. 2至0. 5wt. %的F的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷也是優(yōu) 選的。
[0018] 通過(guò)使用氟，氟磷灰石的形成是可能的。特別優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的玻璃陶瓷包 含氟磷灰石作為磷灰石。
[0019] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷還包含2. 0至7. 0,特別 地3. 0至6. Owt. %的三價(jià)元素氧化物和/或另外的四價(jià)元素氧化物。
[0020] 優(yōu)選地，所述三價(jià)元素氧化物選自A1203、Y20 3、La2O3及其混合物。特別優(yōu)選地，三 價(jià)元素氧化物為Al 2O3。甚至更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷含有3. 0至 6. Owt. % 的 Α1203。
[0021] 術(shù)語(yǔ)"另外的四價(jià)元素氧化物"是指除SiO2以外的四價(jià)元素氧化物。適合的另外 的四價(jià)元素氧化物的實(shí)例為Zr0 2、TiO2和GeO2及其混合物。
[0022] 另外，優(yōu)選的是這樣的焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷，其含有以下組分中的至少一種， 特別是全部：
【權(quán)利要求】
1. 焦硅酸鋰磷灰石玻璃陶瓷，其包含焦硅酸鋰作為主晶相和磷灰石作為另外的晶相， 并且其包含3. O至7. Owt. %，特別地3. 5至6. Owt. %的K2O。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃陶瓷，其包含60. 0至74. Owt. %，特別地63. 0至 71. Owt. % 的 Si02。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃陶瓷，其包含10. 0至20. Owt. %，特別地11. 0至 19. Owt. % 的 Li20。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其包含3. 0至7. Owt. %，特別地4. 0 至 6. Owt. % 的 P2O5。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其包含0至5. Owt. %，特別地0至 4. 5wt. %的CaO以及0至4. Owt. %，特別地0至3. 5wt. %的SrO,其中CaO和SrO的組合量 為 L 0 至 6. Owt. %，特別地 L 5 至 5. 5wt. %。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其包含0. 1至I. Owt. %，特別地0. 2 至 0· 5wt. % 的 F。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其包含2. 0至7. Owt. %，特別地3. 0 至6. Owt. %的三價(jià)元素氧化物和/或另外的四價(jià)元素氧化物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃陶瓷，其中所述三價(jià)元素氧化物選自Al203、Y20 3、La203及 其混合物并且特別是Al2O 3。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的玻璃陶瓷，其中所述另外的四價(jià)元素氧化物選自Zr02、 Ti02、GeO2及其混合物。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其包含以下組分中的至少一種和優(yōu) 選地全部： 組分 wt.% SiO2 60,0 至 74.0 Li2O 10.0 20.0 P2O5 3.0 至 7.0 K2O 3.0 至 7.0 CaO 0 至 5.(_s SrO 0 至 4.0 F 0.1 至 1.0 三價(jià)元素氧化物 和/或另外的四價(jià)元素氧化物 2,0至7,0 其中 CaO + SrO 為 1.0 至 6.0。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其包含氟磷灰石作為磷灰石。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷，其包含大于20vol. %，優(yōu)選地大 于25vol. %，特別優(yōu)選地大于30vol. %的焦娃酸鋰晶體。
13. 起始玻璃，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷的組分。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的起始玻璃，其包含用于結(jié)晶偏硅酸鋰、焦硅酸鋰和/或磷灰 石的核。
15. 偏硅酸鋰玻璃陶瓷，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷的組分。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷、根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的起 始玻璃或者根據(jù)權(quán)利要求15所述的偏硅酸鋰玻璃陶瓷，其中所述玻璃陶瓷、起始玻璃和偏 硅酸鋰玻璃陶瓷是以粉末、顆粒、坯料或牙科修復(fù)物的形式存在的。
17. 用于制備根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷的方法，其中所述根據(jù)權(quán) 利要求13或14所述的起始玻璃或者根據(jù)權(quán)利要求15所述的偏硅酸鋰玻璃陶瓷經(jīng)受至少 一次430°至1000°C的熱處理。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中 (a) 所述起始玻璃經(jīng)受430至550°C的溫度下的熱處理，以便形成含有核的起始玻璃， 和 (b) 所述含有核的起始玻璃經(jīng)受750至950°C的溫度下的熱處理，以便形成所述焦硅酸 鋰磷灰石玻璃陶瓷。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1至12或16中任一項(xiàng)所述的玻璃陶瓷、根據(jù)權(quán)利要求13、14或16 所述的起始玻璃或者根據(jù)權(quán)利要求15或16的偏硅酸鋰玻璃陶瓷作為牙科材料的應(yīng)用，特 別地用于涂覆牙科修復(fù)物的應(yīng)用，優(yōu)選地用于制備牙科修復(fù)物的應(yīng)用。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于制備牙科修復(fù)物的應(yīng)用，其中將所述玻璃陶瓷、起始 玻璃或偏硅酸鋰玻璃陶瓷通過(guò)壓制或機(jī)械加工來(lái)賦予所希望的牙科修復(fù)物的形狀，所希望 的牙科修復(fù)物特別是齒橋、鑲嵌物、高嵌體、飾面、基臺(tái)、部分牙冠、牙冠或殼體。
【文檔編號(hào)】A61K6/06GK104379113SQ201380022706
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月4日
【發(fā)明者】C·里茨伯格, W·侯蘭德, M·施魏格爾, V·萊因伯格爾 申請(qǐng)人:義獲嘉偉瓦登特公司