專利名稱：牙冠和/或牙橋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造可配備在已作好準備的至少一個牙根上的人工牙齒代用品的方法。該方法在一個模型的基礎(chǔ)上，考慮了材料的收縮，計算出一個由生物相容材料制造的全陶瓷骨架結(jié)構(gòu)；并從毛坯開始，通過材料去除、致密燒結(jié)及覆蓋包覆材料來制造出適合個體需要的牙齒代用品。本發(fā)明還涉及一個用來實施此制造方法的素?zé)沾傻拿鳌?br> 已經(jīng)存在許多公知的制造人工牙冠和／或牙橋的方法。大體上是在做好牙科準備以后制作一個或多個牙根、牙齒周圍及頜部的模型，通過手工操作得到口部情況的石膏陽模，并由專業(yè)人員用蠟或塑料按照這個模型制造出骨架結(jié)構(gòu)的模型。當(dāng)采用常規(guī)技術(shù)時，用諸如失蠟制造工藝、1∶1仿形銑削或磨削等公知的制造方法可以制造出一個金屬的骨架結(jié)構(gòu)模型，并焙燒上瓷。這類方法除了在燒瓷時有較高的排斥風(fēng)險外，特別是在頸狀邊緣處還需進行美學(xué)修飾，并且不能再用X光一類的診斷方法來監(jiān)測加上牙冠的牙齒。用在其它工藝方法中的所謂牙科陶瓷瓷料，由于其力學(xué)性能較差，雖可用作載荷較低的牙冠，但不適用于牙橋。
EP，B1 0389461公開了一種用來裝到已作好準備的齒穴上的人工高嵌牙冠的制造方法。此方法基于一個病人口部情況的模型或陰模。以一個陶瓷生坯或經(jīng)過預(yù)燒結(jié)的陶瓷毛坯，用仿形銑削方法制作出一個經(jīng)過放大的高嵌牙冠，并將其致密燒結(jié)。EP，B1 0389461的高嵌牙冠與作為不同牙科指征的牙冠和牙橋基本上是不同的產(chǎn)品。高嵌牙冠是裝在牙穴中的，其幾何形狀是凸面的。帶有牙橋的牙冠裝在牙根上且成為帽子形，因而形成了精細的很難加工的末梢邊緣。EP，B1 0389461的仿形銑削的一個重要特性為形狀的掃描以及將這個掃描運動向加工刀具的傳輸是同時進行的。這一特性實質(zhì)上和已經(jīng)長期用于線性放大制圖中的縮放繪圖器的工作方法相同。所以EP，B1 0389461的應(yīng)用領(lǐng)域僅限于凸形的牙齒代用品，例如鑲嵌式、高嵌式的牙冠及牙面。
EP，A2 580565敘述了一種人工牙齒。這種人工牙齒是用一個以粉末冶金方法制作的陶瓷的、厚實的高強度骨架結(jié)構(gòu)包覆以牙科瓷而復(fù)原得到。已作好準備的牙齒的形狀是通過在病人口內(nèi)或牙齒模型上用光學(xué)或機械方法記錄下來的。利用計算機控制銑削機床在另一種材料例如塑料上形成凹穴內(nèi)表面及凹穴相互間的相對位置，并加以放大。用粉末冶金方法以這一形狀來制作骨架結(jié)構(gòu)的凹穴，亦即將粉末壓在預(yù)制的經(jīng)過放大的牙根上。骨架結(jié)構(gòu)的外表面也是用壓制方法來構(gòu)成。這種制作骨架結(jié)構(gòu)的方法與在一個毛坯上去除材料的制造方法根本上不相同。
本發(fā)明面對的課題最初規(guī)定為提供一類制造方法，該方法能夠生產(chǎn)出具有經(jīng)過致密燒結(jié)的高強度陶瓷骨架結(jié)構(gòu)的全陶瓷牙冠和／或牙橋，這種牙冠和／或牙橋乃用來與天然的或人工的牙根相配并粘附和／或可持久地固定在天然或人工牙根上。該方法能生產(chǎn)出帶有凸面及凹面且其材料在進行燒結(jié)時會收縮的牙冠和／或牙橋。該材料甚至能夠和金絲似的形狀完全吻合，亦即不需進一步的加工。另外，本發(fā)明提供了一種氧化物陶瓷材料的毛坯，該毛坯允許簡單而精確地實施本發(fā)明的方法。
本發(fā)明是通過下述途徑來解決該制造方法中的相關(guān)課題的。對用于牙冠和／或牙橋的骨架結(jié)構(gòu)的陽模上的三維內(nèi)外表面進行掃描并數(shù)字化，對所得數(shù)據(jù)在各個方向上以放大系數(shù)f進行放大以精確地補償燒結(jié)收縮，并將其傳輸?shù)街辽僖粋€對素?zé)沾芍谱鞯拿鬟M行機械加工的加工機械的控制電子設(shè)備上，并由該數(shù)據(jù)推導(dǎo)出適宜的刀具路徑，通過刀具的控制命令將毛坯上與數(shù)字化資料暫時失去耦連的材料去除掉，直至得到最后的經(jīng)過放大的陽模的形狀，然后將其進行致密燒結(jié)成為具有精確的最終尺寸的骨架結(jié)構(gòu)，然后以陶瓷或塑料的包覆材料覆蓋在骨架表面上，以適應(yīng)個體需要。符合本發(fā)明制造方法的特殊的進一步的實施例在從屬的權(quán)利要求中陳述。
從牙根的牙科準備開始，要制作一個給出病人口腔情況的陰模，特別是要給出一個或多個牙根表面情況以及鄰近齒和對咬齒表面的大致情況的模具。并以這個模具用石膏制造出一個口腔情況的陽模。在這個陽模的表面上要涂上一層油漆以考慮將存在于根據(jù)此陽模制作的骨架結(jié)構(gòu)表面和牙根之間的空隙。然后可以用蠟或塑料根據(jù)所述的病人口腔情況陽模為骨架結(jié)構(gòu)制作一個模型。此工藝方法是公知的并已用于牙科技術(shù)實踐以生產(chǎn)牙冠和／或牙橋所用的金屬骨架結(jié)構(gòu)。
符合本發(fā)明的制造方法按以上所述公知的方法進行準備工作并對骨架結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)外表面或陽模表面全面地進行數(shù)字化。并用計算機技術(shù)來對不全面地反映病人口腔情況的陽模的三維外和／或內(nèi)表面進行補充，特別是在牙橋的橋元件區(qū)域這一點是很重要的。數(shù)字化及任何計算機技術(shù)補充的結(jié)果是對骨架結(jié)構(gòu)全表面的數(shù)字式描述。數(shù)字化過程可以是機械的或是光學(xué)的。對一個病人口腔中已作好準備的牙根或?qū)σ粋€模型進行數(shù)字化的方法是公知的，例如US，A 418312(機械的)及EP，B1 0054785(光學(xué)的)。公知的機械式數(shù)字化方法的主要缺點為機械式掃描器件向病人身上的安裝、掃描器件在狹窄口腔內(nèi)的可靠操作都是有問題的。使用光學(xué)數(shù)字化器件則由于牙根的半透明性質(zhì)而必須在上面包覆上粉末，以免部分光線無控地透入待測量的牙根而使結(jié)果不準確。然而，包覆粉末的做法同時也增加了結(jié)果的不準確性，因為牙根上的粉末的厚度大多是不均勻的。
在符合本發(fā)明的方法中，骨架結(jié)構(gòu)模型是用夾持銷裝卡在儀器上的。所裝卡的骨架結(jié)構(gòu)模型分段地適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動一個約180°的角度使得可以對骨架結(jié)構(gòu)的凸出的及凹入的可接近表面進行全面的數(shù)字化。最優(yōu)選的工作位置是預(yù)先確定的并可通過轉(zhuǎn)動主軸來進行調(diào)整。
骨架結(jié)構(gòu)模型表面的尺寸在各個方向上要線性地加以放大以補償燒結(jié)收縮。放大系數(shù)f按式(1)由預(yù)制毛坯的相對密度ρR及燒結(jié)后可達到的相對密度ρS算出。
f=(ρS／ρR)1／3(1)用加工機械將毛坯加工成完全的、經(jīng)過放大的骨架結(jié)構(gòu)，而加工控制命令則根據(jù)所述放大表面的數(shù)據(jù)生成。與骨架結(jié)構(gòu)模型的放大表面相比，不必再留機械加工余量，由隨后的燒結(jié)收縮便可直接得到精確的最后尺寸，從而不必再對致密燒結(jié)后的骨架結(jié)構(gòu)進行修飾。
這里，與數(shù)字化數(shù)據(jù)暫時失去耦連的素?zé)沾擅魇怯萌コ牧系姆椒ǘ纬蔀榻?jīng)放大的骨架結(jié)構(gòu)的。為此，可將毛坯裝卡在例如加工機械的兩軸之間。根據(jù)一個合適推導(dǎo)得出的刀具路徑，加工機械對可轉(zhuǎn)動地裝卡著的毛坯進行機械加工。加工過程可以是機械的，例如用一個或多個刀具進行銑削或磨削，和／或用一條或多條例如激光束進行光學(xué)加工。機械加工可以分成一個或多個加工階段，例如首先是粗加工，然后再用刀具對可接近表面進行精加工。為了從凸面加工轉(zhuǎn)變?yōu)榘济婕庸?，可能需要將部分加工完的毛坯轉(zhuǎn)變一下位置。裝卡著毛坯的軸可以由程序控制步進地和／或連續(xù)地轉(zhuǎn)動半轉(zhuǎn)、一整轉(zhuǎn)或幾轉(zhuǎn)，包括反轉(zhuǎn)。
最好是用銑削刀具以幾何求證切削來去除毛坯上的材料，切削轉(zhuǎn)速的范圍優(yōu)選為從每分鐘10，000到50，000轉(zhuǎn)，切入深度優(yōu)選為大于0．5毫米，特別是1到15毫米，而送進速度優(yōu)選為大于3厘米／秒，特別是3．5到10厘米／秒。
從毛坯材料上切削加工出較陽模有所放大的骨架結(jié)構(gòu)的最后一步是將骨架結(jié)構(gòu)與毛坯的剩余部分從正中或一端分離開。在分離處可能需要稍稍進行手工拋光。
機械加工完了的放大了的骨架結(jié)構(gòu)要進行致密燒結(jié)。燒結(jié)溫度取決于所使用的材料種類及粉末形態(tài)不同，一般在11，000到16，000℃范圍內(nèi)。因此可達到的密度為理論可能密度的90％到100％，優(yōu)選的密度為理論可能密度的96％到100％，特別優(yōu)選的為理論可達密度的99％以上。在燒結(jié)的時候骨架結(jié)構(gòu)線性地收縮而沒有更多的變形或畸變。這使得燒結(jié)物可以在不帶有同樣收縮的燒結(jié)牙根的情況下進行焙燒。收縮率S根據(jù)毛坯燒結(jié)前的相對密度ρR及燒結(jié)后可達到的相對密度ρS按式(2)算得S=(ρR／ρS)1／3-1 (2)燒結(jié)之后，在已經(jīng)收縮了的陶瓷骨架結(jié)構(gòu)上在700到1100℃溫度下以常規(guī)的工藝焙燒上陶瓷或塑料?？梢约由弦粚踊蚨鄬犹沾苫蛩芰?。這樣牙冠或牙橋便具有適合個體需要的外表。隨后，便可將牙冠和牙橋用常規(guī)的粘接材料和制備工藝附著到已準備好的牙根上。
符合本發(fā)明的方法其優(yōu)點可歸納如下-可以以低成本的簡單而安全的工藝方法生產(chǎn)出高質(zhì)量的尺寸精確的經(jīng)致密燒結(jié)的全陶瓷的牙冠和／或牙橋。均質(zhì)的毛坯對簡單而安全的生產(chǎn)工藝是很重要的。
-符合個體需要的牙冠和／或牙橋裝到作好準備的牙根上后可以經(jīng)受住側(cè)面牙齒區(qū)域的高負荷并還可以滿足病人對正面牙齒區(qū)域的美學(xué)需要。特別是對于牙橋而言，其目標(biāo)是高質(zhì)量的分離、亦即橋元件之間要具有精細的形狀。而本發(fā)明方法能夠得到至少可與金屬陶瓷牙橋相媲美的結(jié)構(gòu)，這正是牙科醫(yī)生出于美學(xué)、衛(wèi)生學(xué)及語音學(xué)的理由而要求的。
關(guān)于素?zé)沾擅?，本發(fā)明所解決的課題為在毛坯本身、毛坯的包裝、一張所附的標(biāo)簽或裝箱單上提供一個可被機械或人的感覺器官讀解的識別編碼，該識別編碼包含有該毛坯個體為補償放大系數(shù)f的單獨輸入數(shù)據(jù)。
用于制造牙冠和／或牙橋的骨架結(jié)構(gòu)的陶瓷素?zé)鞯牟牧峡梢园ㄔS多種金屬成分，特別是包括Al2O3、TiO2、MgO、Y2O3群組中的至少一種金屬氧化物粉末和氧化鋯的混合晶體Zr1-xMexO2- 其中Me為氧化物中以2價、3價或4價正離子形式存在(n=2，3，4而0≤X≤1)并使四面體和／或立方體相的氧化鋯得以穩(wěn)定的金屬。從屬方法權(quán)利要求中的11到13條陳述了關(guān)于毛坯材料成分的更詳細的內(nèi)容。在從屬方法權(quán)利要求中的6到12條說明了毛坯還可以進行預(yù)先熱處理。
對毛坯制造的每個工藝階段中如預(yù)先熱處理的溫度曲線及溫度波動等都規(guī)定了容差。
由于一定的原因，由毛坯加工制造骨架結(jié)構(gòu)所用的放大系數(shù)f(式1)一般不是一個常數(shù)。即使毛坯是用同一種材料并且是在相同的生產(chǎn)設(shè)備上以相同的工藝方法制造，放大系數(shù)f也不是常數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，每個毛坯的放大系數(shù)f是單獨測定的并與各個毛坯一起交付，所以可以得到材料的適應(yīng)性并達到所要求的生產(chǎn)公差。最好是做到將放大系數(shù)f以光學(xué)、電磁學(xué)或機械感觸可檢測的形式施加在毛坯本身、毛坯的包裝、一張所附的標(biāo)簽或裝箱單上。
最簡單的做法是，制造牙冠和／或牙橋所需的數(shù)據(jù)是肉眼可讀的并可直接地或用一個輔助程序進行分析而用來生產(chǎn)一個具有比陽模有所放大的設(shè)計形狀的骨架結(jié)構(gòu)。
然而最好的是使用一種實際上是公知的識別系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以讀取放大系數(shù)f的數(shù)據(jù)并自動地轉(zhuǎn)換成對刀具的控制命令。
實施例描述一個適于牙科制備用的牙橋的骨架結(jié)構(gòu)，其材料為穩(wěn)定化的四面體ZrO2粉末，其中含有5．1％(重量)的Y2O3及少量的Al2O3、SiO2、Fe2O3及Na2O雜質(zhì)，雜質(zhì)的總量不超過0．05％(重量)。其主要粒子尺寸是亞微米的，約為0．3微米。毛坯經(jīng)過約300兆帕壓強的等靜壓處理并在未燒結(jié)狀態(tài)下車削去除不大于2毫米厚度的外層材料。經(jīng)過預(yù)加工后，其直徑為22毫米、高度為47毫米。所測定的密度為3．185克／厘米3。機械加工后的毛坯要在約850℃的溫度下放置約120分鐘。粘接劑燃盡后的實測相對密度為3．089克／厘米3。
用硅樹脂團塊制作一個病人口腔情況的模具，具體地說就是已作好準備的牙根的陰模，該模型包括了所準備的牙根邊緣及鄰近牙齒表面的大致情況。用一個石膏團塊模壓出一個陽形的形狀。為了形成一個粘接劑間隙，在這兩個作好準備的牙根表面上均勻地涂上油漆便構(gòu)成了型面。根據(jù)這個病人口腔情況的陽形的形狀仿造出骨架結(jié)構(gòu)的陽形蠟制模型。
將骨架結(jié)構(gòu)的蠟制模型裝卡在兩個軸之間，然后以蛇形的軌跡首先對可接近的凸面機械地進行數(shù)字化，然后再將蠟制模型轉(zhuǎn)過180°對可接近的凹面進行數(shù)字化。所得結(jié)果為骨架結(jié)構(gòu)整個表面的數(shù)字化描述。
以從式(1)計算得到的放大系數(shù)f=1．2512對所得的數(shù)字化描述作線性擴大。根據(jù)此擴大后的數(shù)字化描述并考慮骨架結(jié)構(gòu)粗加工和精加工所用的刀具因素而生成加工機械的控制命令，并將命令傳輸給加工機械。用于加工的帶球面的端面銑刀的直徑對粗加工而言為3毫米，對精加工而言為1．5毫米。裝卡在兩個軸之間的部分加工完的毛坯可以轉(zhuǎn)過180°而使骨架結(jié)構(gòu)的整個表面都可得到加工并放大。然后從剩余的毛坯上分割下骨架結(jié)構(gòu)，骨架結(jié)構(gòu)上的分割點處要打磨光滑，并小心地清除骨架結(jié)構(gòu)上的殘留粉末。
然后將由ZrO2及Y2O3組成的經(jīng)放大的骨架結(jié)構(gòu)在約1500℃溫度下進行燒結(jié)。燒結(jié)后的相對密度經(jīng)測定為6．050克／厘米3，這相當(dāng)于最大可達密度的100％。骨架結(jié)構(gòu)燒結(jié)收縮了20．07％并可與病人口腔情況的陽模相適應(yīng)而毋需進一步的修飾。
然后將骨架結(jié)構(gòu)在700℃到1100℃之間的溫度下焙燒上陶瓷以適應(yīng)個體需要，并用磷酸鹽水泥劑粘接安裝在病人口腔內(nèi)。
下面附圖所示的幾個實施例是從屬權(quán)利要求的陳述對象，結(jié)合這些附圖將使本發(fā)明得到更詳細地說明。這些附圖是-

圖1所示為一個帶有人工牙冠的天然牙根的縱剖面圖；-圖2所示為圖1中A區(qū)域的放大詳-圖3所示為包括三個部位的牙橋的兩個牙根的縱剖面圖；-圖4所示為一個牙橋的骨架結(jié)構(gòu)的凸面方向視圖；-圖5所示為一個牙橋的骨架結(jié)構(gòu)的凹面方向視圖；-圖6所示為一個骨架結(jié)構(gòu)模型進行數(shù)字化時的裝卡情況；-圖7所示為一個未加工的毛坯的裝卡情況；-圖8所示為毛坯加工完了但未分割之前的裝卡情況；以及-圖9所示為對一個牙冠的骨架結(jié)構(gòu)模型進行數(shù)字化時的裝卡情況。
圖1所示的牙根10具有用作神經(jīng)(未表示)的髓12。這個牙根是天然的而且是活的，在其它實施例中牙根10可以是天然的、非活的或是一個人工的嵌入物。牙根10沒有底切。
在牙根10的上面用水泥粘接有一個經(jīng)致密燒結(jié)過的陶瓷材料的骨架結(jié)構(gòu)14。在釉質(zhì)18的方向上，骨架結(jié)構(gòu)14具有一個精細的末梢邊緣16，此邊緣比公知的僅有凸起表面的高嵌牙冠明顯地更難加工和細飾。骨架結(jié)構(gòu)14的外表面20是凸起的，因而可以用與現(xiàn)有的凸面機械加工十分符合的方法來加工。骨架結(jié)構(gòu)14的內(nèi)凹面22的機械加工、特別是末梢邊緣16的機械加工是十分困難的。而本發(fā)明由于使用了全陶瓷材料，這個問題可以得到解決。
為了形成一個人工牙冠，在骨架結(jié)構(gòu)14上要涂敷以包覆材料24直至復(fù)原出原始的天然牙齒的形狀。在骨架結(jié)構(gòu)14上還包覆以材料20來使其適合個體需要，亦即覆蓋以陶瓷或塑料。
從圖2的放大區(qū)域A中可以清楚地看到在致密燒結(jié)過的陶瓷骨架結(jié)構(gòu)14的兩側(cè)還有更多的層。在牙質(zhì)11方向有一個用來將骨架結(jié)構(gòu)14粘接固定到牙根10上的水泥劑層。圖中所表示的包覆材料24相對較薄，此層可以是明顯較厚并構(gòu)成為外表面42，從而形成牙冠28。
天然牙根10的表面30是由牙科準備所形成的。骨架結(jié)構(gòu)14的精細的末梢邊緣16便位于表面30的邊緣32處。
圖3左邊的那個牙根10與圖1所示的牙根基本一致，而圖3右邊的為一個非活的牙根10。該牙根具有較低的殘存牙質(zhì)11。有一個人工牙根34通過一個位于無生命的髓12內(nèi)的銷36錨固在殘存牙質(zhì)11上。在兩個牙根10上以水泥劑層26(圖2)粘接固定了一個三部位牙橋38。牙橋38包括兩個牙冠28及一個橋元件40。橋元件40的作用為替代失去的牙齒。高強度的經(jīng)致密燒結(jié)的三部位骨架結(jié)構(gòu)14還覆蓋以陶瓷或塑料的包覆材料24以適合個體需要。這些包覆材料所具有的外表面42要盡可能地接近原始的天然牙齒10。
根據(jù)一個未表示的實施例，牙橋38可以具有多于兩個支撐牙根10和／或幾個橋元件40。如前面已闡述的那樣，該支撐牙根10也可以是人工牙根嵌入物。
在圖4所示的凸面方向視圖中，可以看到一個三部位骨架結(jié)構(gòu)14的外凸面20，而在圖5所示的凹面方向視圖中，可以看到牙橋的骨架結(jié)構(gòu)14的內(nèi)凹面22。
圖6所示為兩個同軸的同步驅(qū)動的軸44。每個軸的端頭變細而成為裝卡銷45。如圖3所示，牙橋38的一個三部位骨架結(jié)構(gòu)模型46裝卡在兩軸之間。帶有端頭裝卡銷45的軸44同軸而同步地轉(zhuǎn)動一個預(yù)置的角度。當(dāng)對骨架結(jié)構(gòu)模型46的凸面一側(cè)進行數(shù)字化之后，軸44轉(zhuǎn)過180°而對凹面一側(cè)進行數(shù)字化。
圖7所示為一個陶瓷粉末壓制成的毛坯48可轉(zhuǎn)動地裝卡在二軸44之間。一個帶有放大系數(shù)f數(shù)據(jù)的機械可讀的信息編碼C直接設(shè)置在毛坯48上，在此情況下該編碼C是一個電磁或光學(xué)可讀的條形碼。信息編碼C的用途為例如進行識別。
為了制造毛坯48，用公知的陶瓷成形方法將粉末或膠體壓成生坯。公知的制造陶瓷生坯的工藝方法在例如WO 94／02429及94／24064中敘述。由于制造技術(shù)方面的原因，毛坯優(yōu)選采用簡單的幾何形狀例如圓柱體或矩形體。
在進行初步加工之前，可以對毛坯48進行熱處理。該熱處理實施的優(yōu)選溫度為從50℃到200℃，特別優(yōu)選為從90℃到150℃的范圍內(nèi)，進行時間優(yōu)選為2到20小時，特別優(yōu)選的為2到6小時。熱處理后隨即對毛坯48進行下一步的加工，通過去除材料而得到經(jīng)過放大的骨架結(jié)構(gòu)14。
具體地說，如果毛坯48是用壓制、鑄造或噴射方法制造的，為了去除任何存在于外殼材料中的密度梯度，要將外層材料50去除。毛坯48的隨后的常規(guī)制造工藝過程為冷等靜壓制、單軸壓制、注漿成形、模鑄、注射模塑、擠壓、滾壓和DCC(直接凝固鑄造)。
在進一步加工成經(jīng)放大的骨架結(jié)構(gòu)14之前可對毛坯48進行預(yù)燒結(jié)。預(yù)燒結(jié)的實施優(yōu)選為在至少為450℃特別是從600℃到1200℃的溫度下進行0．5到6小時。
在實踐中，毛坯材料通常為Al2O3、TiO2、MgO、Y2O3群組中的金屬氧化物粉末和氧化鋯的混合晶體Zr1-xMexO2- 其中Me為氧化物中以2價、3價或4價正離子形式存在并使四面體和／或立方體相的氧化鋯得以穩(wěn)定的金屬。在氧化鋯混合晶體式中n=2、3或4，而0≤X≤1。
在一個特殊的實施例中，金屬氧化物粉末混有一種有機粘接劑。這種粘接劑優(yōu)選為包括聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、纖維素、聚乙二醇和／或熱塑性塑料中的至少一種。粘接劑的適用比率為0．1％到45％(體積比)，優(yōu)選為從0．1％到5％(體積比)的范圍內(nèi)。
圖8所示為經(jīng)放大的骨架結(jié)構(gòu)14加工完了但尚未從毛坯48的殘余部分52上分割之前的裝卡情況的凸面方向視圖。
圖9所示為一個牙冠的骨架結(jié)構(gòu)模型47進行數(shù)字化時的裝卡情況的凹面方向視圖。
權(quán)利要求
1．一種制造可以配備在至少一個作好準備的牙根(10)上的人工牙齒替代物(28、38)的方法，該方法以從毛坯上去除材料、對其進行致密燒結(jié)并覆蓋包覆材料(24)以適合個體需要的途徑來制造一個生物相容材料的全陶瓷骨架結(jié)構(gòu)，該方法是以一個模型為基礎(chǔ)并考慮了收縮率，該方法的特征為對牙冠(28)和／或牙橋(38)的骨架結(jié)構(gòu)(14)之陽模(46，47)的三維內(nèi)外表面(20、22)進行掃描并數(shù)字化，對所確定的數(shù)據(jù)以放大系數(shù)f在各個方向上線性地放大以精確地補償燒結(jié)收縮，該數(shù)據(jù)還傳輸?shù)街辽僖粋€對素?zé)沾芍谱鞯拿?48)進行加工的加工機械的控制電子設(shè)備上，并由該數(shù)據(jù)推導(dǎo)出適宜的刀具路徑，通過刀具的控制命令將毛坯(48)上與數(shù)字化資料暫時失去耦連的材料去除掉，直至得到最后的經(jīng)過放大的陽模(46、47)形狀，這個經(jīng)放大的骨架結(jié)構(gòu)經(jīng)致密燒結(jié)成為具有精確的最后尺寸的骨架結(jié)構(gòu)(14)，隨后，以陶瓷或塑料的包覆材料(24)對骨架結(jié)構(gòu)(14)進行覆蓋以適應(yīng)個體需要。
2．如權(quán)利要求1的方法，其特征為用計算機技術(shù)來對不全面地反映病人口腔情況的陽模(46、47)的三維外和／內(nèi)表面(20、22)進行補充，特別是在牙橋(38)的橋元件(40)區(qū)域。
3．如權(quán)利要求1或2的方法，其特征為骨架結(jié)構(gòu)(14)的陽模(46、47)的放大系數(shù)(f)是建立在材料的成分及粉末性質(zhì)基礎(chǔ)上的，優(yōu)選為符合公式f=(ρS／ρR)1／3其中ρR為預(yù)制毛坯的相對密度而ρS為燒結(jié)后達到的相對密度。
4．如權(quán)利要求1至3中任一項的方法，其特征為牙根(28)和／或牙橋(38)的形狀帶有精細的末梢邊緣(16)。
5．如權(quán)利要求1至4中任一項的方法，其特征為經(jīng)過機械加工的放大了的骨架結(jié)構(gòu)(14)燒結(jié)后的相對密度ρS為理論可能密度的90％到100％，ρS優(yōu)選為理論可能密度的96％到100％，ρS特別優(yōu)選為理論可能密度的99％以上。
6．如權(quán)利要求1至5中任一項的方法，其特征為使用了一種精細陶瓷粉末壓制成的未經(jīng)燒結(jié)的或經(jīng)預(yù)燒結(jié)的毛坯(48)，其中的預(yù)燒結(jié)優(yōu)選為僅在去除外層材料(50)后進行。
7．如權(quán)利要求1至6中任一項的方法，其特征為毛坯(48)用機械和／或光學(xué)方法進行加工，這里優(yōu)選為首先進行粗機械加工再進行精機械加工。
8．如權(quán)利要求1至7中任一項的方法，其特征為毛坯(48)在預(yù)處理之前經(jīng)受一個熱處理，該熱處理溫度為50℃到200℃，優(yōu)選為90℃到150℃；處理時間為2到20小時，優(yōu)選為2到6小時。
9．如權(quán)利要求8的方法，其特征為毛坯(48)在熱處理之后被進一步加工去除材料成為放大了的骨架結(jié)構(gòu)(14)。
10．如權(quán)利要求1至9中任一項的方法，其特征為毛坯(48)在進一步加工去除材料成為放大了的骨架結(jié)構(gòu)(14)之前要經(jīng)受預(yù)燒結(jié)0．5到6小時，預(yù)燒結(jié)的溫度至少為450℃，優(yōu)選為600℃到1200℃。
11．如權(quán)利要求1至10中任一項的方法，其特征為所使用的毛坯(48)包括Al2O3、TiO2、MgO、Y2O3群組中的至少一種金屬氧化物粉末和氧化鋯的混合晶體Zr1-xMexO2- 其中Me為氧化物中以2價、3價或4價正離子形式存在(n=2，3，4而0≤X≤1)并使四面體和／或立方體相的氧化鋯得以穩(wěn)定的金屬。
12．如權(quán)利要求1至11中任一項的方法，其特征為使用了帶有一種有機粘接劑的金屬氧化物粉末，這種粘接劑優(yōu)選為包括聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)、纖維素、聚乙二醇和／或熱塑性塑料中的至少一種。
13．如權(quán)利要求12的方法，其特征為粘接劑的比率為體積比0．1％到45％，優(yōu)選為從體積比0．1％到5％的范圍內(nèi)。
14．用于實現(xiàn)權(quán)利要求1至13中任一項的方法的素?zé)沾擅?48)，其特征為在毛坯(48)本身、在其包裝上、一個所附標(biāo)簽上或一張裝箱單中施加有一個易被機械或人的感覺器官讀取的載有供單獨輸入的補償性放大系數(shù)(f)數(shù)據(jù)的信息編碼(C)。
15．如權(quán)利要求14的毛坯(48)，其特征為所施加的識別編碼(C)可以用光學(xué)、電磁學(xué)或機械感觸方法檢測。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造人工牙冠(28)和/或牙橋(38)的方法和毛坯,該牙冠(28)和/或牙橋(38)可配備在已作好準備的至少一個牙根上。對用于牙冠(28)和/或牙橋(38)之基架(14)的陽模(46)的三維內(nèi)外表面(20、22)進行掃描并數(shù)字化。所測定的數(shù)據(jù)被線性地擴大約f倍,該放大系數(shù)f精確地補償了所有空間方向上的燒結(jié)收縮。該數(shù)據(jù)還傳輸?shù)街辽僖粋€對由素?zé)沾芍谱鞯拿?48)進行加工的加工機械的控制電子設(shè)備上,并由該數(shù)據(jù)推導(dǎo)出適宜的刀具路徑。通過刀具的控制命令將毛坯(48)上與數(shù)字化信息暫時失去耦連的材料去除掉,直至得到最后的經(jīng)過放大的陽模(46、47)形狀。這個經(jīng)放大的基架經(jīng)致密燒結(jié)成為基架(14),基架(14)還經(jīng)過直接的最終測量。最后,以陶瓷或塑料制作的包覆材料對基架(14)上釉,以適應(yīng)個體需要。在陶瓷毛坯上、在其包裝上、一個標(biāo)簽上或一張說明書另頁中附有一個可被機械或人的感覺器官檢測到的載有放大系數(shù)(f)的信息編碼。
文檔編號A61C13/08GK1293552SQ99804070
公開日2001年5月2日 申請日期1999年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月17日
發(fā)明者F·菲澤爾, L·戈克勒, P·科克爾, H·呂蒂, P·謝雷爾 申請人:蘇黎士高等院校非金屬材料聯(lián)盟