包括預(yù)燒結(jié)多孔氧化鋯材料的牙科坯料、其制備方法和由所述牙科坯料形成的牙科制品的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用氧化鋯陶瓷牙科銑削坯制備牙科制品的方法和可通過這個方法獲 得的牙科制品（例如，以牙冠或牙橋或其子結(jié)構(gòu)的形狀）。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于氧化鋯制造高美觀度的牙科修復(fù)物的標(biāo)準(zhǔn)工序是銑削具有準(zhǔn)確限定的收 縮的預(yù)燒結(jié)氧化鋯銑削坯并且將工件煅燒成最終密度和想要的尺寸。被銑削結(jié)構(gòu)的質(zhì) 量通常取決于所使用的銑削坯的抗彎強(qiáng)度?？衫绺鶕?jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)6872使用三球一鉆 (punch-on-3-ball)測試來確定銑削還的抗彎強(qiáng)度。
[0003] 對于例如用帶金剛石磨頭進(jìn)行磨削，銑削塊的抗彎強(qiáng)度通常從60MPa最高至氧化 鋯的最終強(qiáng)度，優(yōu)選上限在大約IlOMPa左右?？衫缬妙愃艭EREC? InLab(西諾德公司 (Sirona Corp.))和E4D(D4D公司（D4D Corp.))的磨削機(jī)械執(zhí)行磨削。
[0004] 如果銑削塊的抗彎強(qiáng)度在15MPa至50MPa的范圍內(nèi)，則通?？蓤?zhí)行銑削。可例如 使用3M ESPE的Lava?系統(tǒng)進(jìn)行銑削。
[0005] 在EP 1 206 223 Al (3M ESPE)中，概述了銑削牙科銑削坯的原始抗斷強(qiáng)度通常在 15MPa至30Mpa的范圍內(nèi)。如果在這些范圍之外執(zhí)行銑削，則獲得的結(jié)構(gòu)經(jīng)常沒有被充分銑 削并且可示出破碎。
[0006] 在US 2004/0119180Al(3M ESPE)中，描述了一種制備義齒的方法，該方法包括以 下步驟：提供原始抗斷強(qiáng)度為31MPa至50Mpa的銑削坯，銑削銑削坯并且燒結(jié)銑削坯。
[0007] US 5, 702, 650 (Hintersehr)描述了一種制備陶瓷牙科假體的方法，該方法是通過 以下步驟描述的：將由Zr02、Y203、Hf02制成的多孔未拋光件成形，致密燒結(jié)或浸潤未拋光 件并且通過旋轉(zhuǎn)工具將未拋光件再加工。
[0008] 在美國申請61/545, 243(3M IPC)氣凝膠中，描述了煅燒和結(jié)晶的制品及其制造方 法。本申請的內(nèi)容以引用方式并入此。
[0009] US 2011/0269618 (Knapp等人）涉及納米結(jié)晶牙科陶瓷，其中，通過蒸發(fā)形成納米 晶體。
[0010] 然而，特別是在待滿足的與現(xiàn)代牙科材料有關(guān)的要求方面，仍然有改善的空間。
【具體實施方式】
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)的氧化鋯銑削塊的典型問題是在干銑削過程期間產(chǎn)生的灰塵的粘性，這 會導(dǎo)致灰塵粘附在機(jī)器部件上以及銑削制品上。灰塵附著到銑削毛刺可變成嚴(yán)重的并且可 導(dǎo)致磨頭的完全堵塞。這會導(dǎo)致銑削修復(fù)受損。為了減少灰塵并且使相關(guān)問題最輕，通常 在銑削機(jī)器中實現(xiàn)加壓空氣的清潔。
[0012] 因此，期望牙科銑削坯可用于更有利的機(jī)械加工行為（例如，在機(jī)械加工過程期 間產(chǎn)生更少的銑削灰塵和/或能夠被銑削和磨削和/或能夠被更有效地機(jī)械加工）。
[0013] 另選地或另外地，期望根據(jù)需要或期望的，可用容易且可靠的方式手動地調(diào)節(jié)被 機(jī)械加工牙科制品的形狀和/或表面。
[0014] 可通過包含用以下特征表征的多孔氧化鋯材料的牙科銑削坯來實現(xiàn)這個目的：
[0015] ?示出根據(jù)IUPAC分類的等溫型IV的N2吸附和/或解吸
[0016] ?具有從約25至約150或約25至約140的維氏硬度，牙科銑削坯包括用于將其可 逆地附接到機(jī)械加工設(shè)備的裝置。
[0017] 在另一個實施例中，本發(fā)明的特征在于制備氧化鋯牙科制品的方法包括以下步 驟：
[0018] ?提供包括在本文本中描述的多孔氧化鋯材料的牙科銑削坯，
[0019] ?將所述牙科銑削坯放置在機(jī)械加工設(shè)備中，
[0020] ?機(jī)械加工多孔氧化硅材料，
[0021] 其中，在本文本中描述牙科銑削坯和氧化鋯陶瓷材料。
[0022] 本發(fā)明的另一個實施例涉及可通過本文本中描述的方法獲得的牙科制品。
[0023]
[0024] 術(shù)語"牙科制品"是指可用于或待用于牙齒或口腔正畸領(lǐng)域，尤其用于制備或用作 牙科修復(fù)物、牙齒模型和其部件的任何制品。
[0025] 牙科制品的例子包括牙冠（包括單牙冠）、牙橋、嵌體、高嵌體、鑲面、牙套、牙內(nèi) 冠、牙冠和牙橋框架、植入物、基牙、矯正器具（例如牙托、頰面管、牙箍和牙扣）以及它們的 部分。
[0026] 牙齒表面不認(rèn)為是牙科制品。
[0027] 牙科制品不應(yīng)該包含對患者健康有害的組件并因此不含能夠從牙科制品中迀出 的危害性和毒性的組件。
[0028] "整體牙科修復(fù)"應(yīng)該指其表面上沒有附著面料或鑲面的牙科陶瓷制品。也就是 說，整體牙科修復(fù)基本上只包括一種材料組分。然而，如果需要，可應(yīng)用薄釉層。
[0029] "牙科銑削坯"意指固體塊（3-dim制品）的材料，可用任何減成法（例如，除了銑 肖Ij外，還通過磨削、鉆孔等）用所述材料機(jī)械加工牙科制品、牙科工件、牙科支撐結(jié)構(gòu)或牙 科修復(fù)。牙科銑削坯可在二個維度上具有約20mm至約30mm的大小，例如，可具有該范圍內(nèi) 的直徑，并且可在第三維度上具有一定長度。用于制造單個牙冠的坯料可具有約15mm至約 30mm的長度，用于制造牙橋的還料可具有約40mm至約80mm的長度。當(dāng)被用于制造單個牙 冠時，坯料的典型尺寸為具有約24_的直徑和約19_的長度。另外，當(dāng)被用于制造牙橋時， 坯料的典型尺寸為具有約24mm的直徑和約58mm的長度。除了上述維度以外，牙科銑削坯 還可具有立方體、圓柱體或長方體形狀。如果由一個坯料應(yīng)該制造多于一個的牙冠或牙橋， 則較大的銑削坯料可能是有利的。對于這些情況，圓柱體或立方體形狀的銑削坯料的直徑 或長度可在約100至約200mm范圍內(nèi)，厚度在約10至約30mm范圍內(nèi)。
[0030] "氧化鋯陶瓷制品"應(yīng)該意指三維制品，其中，X、y、Z維度中的至少一個是至少約 5_，所述制品包括至少約80重量％的氧化錯。
[0031] "玻璃"意指在熱力學(xué)上是過冷和凍熔的無機(jī)非金屬無定形材料。玻璃指的是堅 硬、易碎、透明的固體。典型的例子包括堿石灰玻璃和硼硅酸鹽玻璃。玻璃為已冷卻至剛性 狀態(tài)而無結(jié)晶的熔合物的無機(jī)產(chǎn)物。大部分玻璃含有作為其主成分的二氧化硅和一定量的 玻璃形成物。
[0032] 本文本中描述的多孔陶瓷牙科材料不包含玻璃。
[0033] "玻璃陶瓷"意指無機(jī)非金屬材料，其中，一個或多個結(jié)晶相被玻璃相環(huán)繞，使得材 料包括組合或混合的玻璃材料和陶瓷材料。將其成形為玻璃，隨后通過熱處理使其部分結(jié) 晶。玻璃陶瓷可指鋰、硅-和鋁-氧化物的混合物。
[0034] 本文本中描述的多孔牙科材料不包含玻璃陶瓷。
[0035] "溶膠"是指包含尺寸在Inm至IOOnm范圍內(nèi)的離散顆粒的連續(xù)液相。
[0036] "粉末"意指由大量的精細(xì)顆粒構(gòu)成的干燥、堆積，所述顆粒當(dāng)被振動或傾斜時可 自由流動。
[0037] "顆粒"意指為具有幾何上可確定的形狀的固體的物質(zhì)。其形狀可為規(guī)則的或不規(guī) 則的。通?？梢栽诶缌６群土６确植挤矫鎸︻w粒進(jìn)行分析。
[0038] "陶瓷"是指通過應(yīng)用熱制備的無機(jī)非金屬材料。陶瓷通常堅硬、多孔并易碎，而且 與玻璃或玻璃陶瓷不同，它顯示基本上完全結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。
[0039] "結(jié)晶"意指由在三個維度上周期性圖案排列的原子組成的固體（即，由X射線衍 射確定，具有長范圍晶體結(jié)構(gòu)）。晶體結(jié)構(gòu)包括四角形、單斜層、立方氧化鋯及其混合物。
[0040] "密度"意指物體的質(zhì)量與體積之比。密度的單位通常為g/cm3。物體的密度可以 例如通過測定其體積（例如，通過計算或應(yīng)用阿基米德原理或方法）并測量其質(zhì)量來計算。
[0041] 可基于樣本的所有外部尺寸確定樣本的體積?？衫么_定的樣本體積和樣本質(zhì)量 計算出樣本的密度?？捎脴颖镜馁|(zhì)量和所用材料的密度計算出玻璃陶瓷材料的總體積。樣 本中小孔的總體積設(shè)想為樣本體積的剩余部分（100%減去材料的總體積）。
[0042] 在陶瓷技術(shù)領(lǐng)域中，"多孔材料"是指包括由孔隙、小孔或孔形成的部分空間的材 料。相應(yīng)地，材料的"開放式蜂窩"結(jié)構(gòu)有時稱為"開放式多孔"結(jié)構(gòu)，"封閉式蜂窩"材料結(jié) 構(gòu)有時稱為"封閉式多孔"結(jié)構(gòu)。另外應(yīng)已發(fā)現(xiàn)，在本技術(shù)領(lǐng)域中有時使用"蜂窩單元"來 代替"小孔"。對于在不同材料樣本處根據(jù)DIN 66133所測量的不同孔隙率（例如，使用得 自美國Quantachrome Inc.的采"Poremaster 60-GT"），可以確定材料結(jié)構(gòu)分類"開孔"和 "閉孔"。具有開孔或開放式多孔結(jié)構(gòu)的材料可以被例如氣體穿過。
[0043] "開放式多孔"材料的典型值在約15%和約75%之間或約18%和約75%之間，或 約30%和約70%之間，或約34%和約67%之間，或約40%和約68%之間，或約42%和約 67 %之間。
[0044] 術(shù)語"封閉式多孔"涉及"封閉孔隙度"。封閉孔為從外面不可觸及并且在環(huán)境條 件下不被氣體進(jìn)入的那些小孔。
[0045] "平均連接孔徑"意指材料的開放式多孔的孔的平均大小?？捎嬎闫骄B接孔徑， 如實例部分中描述的。
[0046] 術(shù)語"煅燒"是指加熱固體材料以驅(qū)除至少90重量％的揮發(fā)性化學(xué)結(jié)合組分（例 如，有機(jī)組分）（其相對于例如干燥，其中物理結(jié)合的水通過加熱驅(qū)除）的過程。煅燒是在 比進(jìn)行預(yù)燒結(jié)步驟所需溫度低的溫度下進(jìn)行的。
[0047] 術(shù)語"燒結(jié)"或"焙燒"可互換使用。預(yù)燒結(jié)的陶瓷制品在燒結(jié)步驟期間（即，如 果采用足夠的溫度）收縮。所施加的燒結(jié)溫度取決于選擇的陶瓷材料。對于基于21〇 2的 陶瓷而言，典型的燒結(jié)溫度范圍為約ll〇〇°C至約1550°C。燒結(jié)通常包括多孔材料致密化為 具有較高密度的少孔材料（或具有較少蜂窩單元的材料），在一些情況下，燒結(jié)還可能包括 材料相組成的改變（例如，非結(jié)晶相到結(jié)晶相的部分轉(zhuǎn)變）。
[0048] "滲濾"是使用超濾膜以從包含有機(jī)分子的溶液中完全移除、替換或降低鹽或溶劑 濃度的工藝。所述方法選擇性地利用可滲透（多孔）的膜過濾器，以將溶液和懸浮液中的 組分基于它們的分子尺寸而分開。
[0049] 術(shù)語"氣凝膠"應(yīng)當(dāng)指三維低密度（即，小于20%理論密度）的固體。氣凝膠是源 自凝膠的多孔材料，其中，用氣體取代凝膠的液體組分。溶劑的去除經(jīng)常是在超臨界狀況下 進(jìn)行的。在此過程期間，所述網(wǎng)絡(luò)基本上不收縮并且可獲得高度多孔、低密度的材料。
[0050] "機(jī)械加工"意指通過機(jī)械使材料銑削、磨削、鉆孔、切割、雕刻或減成成形。相比于 磨削，銑削通常較快并且成本較低。"可機(jī)械加工制品"是具有三維形狀并且具有足夠強(qiáng)度 以被機(jī)械加工的制品。
[0051] "各向同性燒結(jié)行為"意指在燒結(jié)過程期間出現(xiàn)的多孔主體燒結(jié)相對于方向X、y和 Z是基本上不變的。"基本上不變"意指相對于方向x、y和Z的燒結(jié)行為的差異在不超過約 +/-5 %或+/-2 %或+/-1 %的范圍內(nèi)。
[0052] 術(shù)語"管式反應(yīng)器"是指連續(xù)式水熱反應(yīng)器系統(tǒng)的受熱部分（即受熱區(qū)）。管式反 應(yīng)器可以是任何合適的形狀。管式反應(yīng)器的形狀通?；诠苁椒磻?yīng)器的所需長度和用于加 熱管式反應(yīng)器的方法來選擇。例如，管式反應(yīng)器可是直形的、U形的或盤管形的。管式反應(yīng) 器的內(nèi)部部分可以是空的，或可以包括擋板、球或其它已知的混合技術(shù)。
[0053] "澆鑄"意指一種制造方法，通過所述方法，將液體材料（例如，溶液或分散體）傾 注到包含具有所需形狀的中空腔體的模具中，然后使所述液體材料固化。
[0054] 組合物"基本上或大體不含"某種組分，如果該組合物不包含所述組分作為基本特 征的話。因此，不有意地向所述組合物中添加所述組分本身，或不有意地將所述組分與其 他組分一起，或?qū)⑺鼋M分與其他組分的成分一起添加到所述組合物或溶液中。相對于全 部組合物或材料而言，在基本上不含某種組分的組合物中，該組分的含量通常小于約2重 量％、或小于約1重量％、或小于約0. 1重量％、或小于約0. 01重量％。該組合物可根本不 包含所述組分。然而，有時存在少量的所述組分是不可避免的，例如由于雜質(zhì)的原因。
[0055] "環(huán)境條件"是指本發(fā)明的溶液在儲存和處理過程中慣常經(jīng)受的條件。環(huán)境條件可 以是例如約900毫巴至約1100毫巴的壓力、約10°C至約40°C的溫度和約10%至約100%的 相對濕度。在實驗室中，通常將環(huán)境條件調(diào)節(jié)至約20°C至約25°C和約1000毫巴至約1025 毫巴。
[0056] 用在本文中的"一種（個）"、"所述（該）"、"至少一種（個）"和"一種（個）或 多種（個）"可互換使用。術(shù)語"包括"或"包含"及其變型形式在說明書和權(quán)利要求書中 出現(xiàn)時并沒有限制意義。另外，本文通過端點表述的數(shù)值范圍包括范圍內(nèi)包含的所有數(shù)值 (如，1 到 5 包括 1、1· 5、2、2· 75、3、3· 80、4、5 等）。
[0057] 為術(shù)語添加復(fù)數(shù)形式意指該術(shù)語應(yīng)該包括單數(shù)和復(fù)數(shù)形式。例如，術(shù)語"一種或多 種添加劑"意指一種添加劑和更多種添加劑（例如，2、3、4等）。
【附圖說明】
[0058] 圖1示出本文本中描述的多孔牙科陶瓷材料和根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多孔牙科陶瓷材 料的硬度和雙軸彎曲強(qiáng)度相關(guān)性。
[0059] 圖2示出Lava?的銑削灰塵加上材料（紅色曲線）與本文本中描述的材料（綠色 曲線）的體積相關(guān)粒度分布。
[0060] 圖3示出在去礦物質(zhì)水中的超聲浴中淹沒和超聲粉碎的機(jī)械加工制品。
[0061] 圖4示意性示出其內(nèi)包含銑削牙科修復(fù)物（前牙、全輪廓冠）的框架。
[0062] 圖5示意性示出當(dāng)從框架中取下它時獲得的中間銑削牙科修復(fù)物（前牙、全輪廓 冠）。
[0063] 圖6示意性示出在門牙邊緣和頸區(qū)域具有各個修改的銑削牙科修復(fù)（前牙、全輪 廓冠）。
【具體實施方式】
[0064] 已發(fā)現(xiàn)，本文本中描述的多孔氧化鋯牙科銑削坯實現(xiàn)了職業(yè)醫(yī)生的需要，尤其是 針對通過機(jī)械加工