牙科修復物、其生產方法及坯料的製作方法
2023-11-05 01:42:47 1
牙科修復物、其生產方法及坯料的製作方法
【專利摘要】本發明涉及生產牙科修復物的方法以及牙科修復物自身，所述牙科修復物包含矽酸鋰玻璃或玻璃陶瓷。本發明還涉及具有相同組成並具有規定強度的坯料。
【專利說明】牙科修復物、其生產方法及坯料
【技術領域】
[0001]本發明涉及生產牙科修復物(dental restoration)的方法以及牙科修復物自身，所述牙科修復物包含矽酸鋰玻璃或玻璃陶瓷。本發明還涉及具有相同組成並具有規定強度的坯料。
【背景技術】
[0002]在氧化鋰-二氧化矽體系中，根據文獻和一些專利所熟知的二矽酸鋰(Li2O *2Si02(Li2Si2O5))-玻璃陶瓷均基於這一玻璃陶瓷體系。在EP0536479B1中描述了用於生產餐具的自上釉(self-glazed) 二矽酸鋰玻璃陶瓷體，在EP0536572B1中描述了通過在其表面上散布微粒狀彩色玻璃而用作建築包覆元件的二矽酸鋰玻璃陶瓷。
[0003]關於二矽酸鋰玻璃陶瓷的出版物主要集中在牙科應用。由於在此種情況下通過偏矽酸鋰相引起結晶，在此種情況下的二矽酸鋰體系非常適合於生產可經CAD/CAM加工的玻璃陶瓷(參見，S.D.Stookey:「Chemical Machining of Photosensitive Glass」，Ind.Eng.Chem., 45, 115-118 (1993)和 S.D.Stookey:「Photosensitively Opacifiable Glass，，，US-A-2684911(1954))。
[0004]這些偏矽酸鋰玻璃陶瓷在這一中間步驟中具有低的強度，使得所述玻璃陶瓷可容易地通過 CAD/CAM 進行加工(M.-P.Borom, A.M.Turkalo, R.H.Doremus:^Strengthand Microstructure in Lithium Disilicate Glass Ceramics，，，J.Am.Ceram.Soc., 58,N0.9-10,385-391(1975)和 DE2451121A1)。
[0005]按如下順序以兩步結晶法使用這一原理:首先生產可進行良好機械加工的玻璃陶瓷，例如通過CAD/CAM方法；隨後，在第二結晶步驟中對所述玻璃陶瓷進行加工以形成牙科玻璃陶瓷。這一方法適合於能夠根據所謂的椅旁方法進行牙科修復。在這一方法中，在牙醫手術中藉助於CAD/CAM於第一結晶步驟後由玻璃陶瓷塊狀物打磨出個體適用的牙冠/高嵌體/內嵌體(crown/onlay/inlay),然後在專門的烘箱中進行第二結晶步驟,並直接用於患者牙科初診(也是唯——次診療)中(DE102005028637)。
[0006]在第一步驟中，生產可用CAM進行加工的玻璃陶瓷。在對該玻璃陶瓷進行加工後，最終結晶形成高強度的材料。由於下述三個原因，對於可用CAM進行加工的玻璃陶瓷來說預結晶是必要的。
[0007]首先，在均勻的非晶體系中，由於裂隙變寬，可能出現剝落(flaking)和碎裂，因此初始玻璃並不能直接用CAM進行加工。第二，最終結晶必須在非常短的時間內實現，這只能通過預結晶來保證。第三，使用玻璃無法在最終結晶期間實現必要的輪廓精度。
【發明內容】
[0008]由此開始，本發明的目的在於提供玻璃陶瓷，所述玻璃陶瓷具有改善的強度值以及改善的半透明度和化學耐受性。
[0009]通過具有權利要求1所述特徵的生產牙科修復物的方法、具有權利要求12所述特徵的坯料和權利要求14的牙科修復物實現了這一目的。進一步的從屬權利要求揭示了優選的實施方式。
[0010]在本發明的範圍內，以SiO2-Li2O-ZrO2基本體系開發出了玻璃組合物，所述玻璃組合物具有偏娃酸鋰作為唯一晶相(crystal phase)或主晶相(> 50%)。
[0011]出乎預料地發現，使用特定的偏矽酸鋰組合物使得能夠直接用常見的CAD/CAM體系進行加工，而不會有任何剝落和碎裂。此外，這些玻璃可在極短時間內轉化為具有非常高強度的玻璃陶瓷。另外的優點是，本發明的玻璃陶瓷具有非常良好的輪廓精度。
[0012]根據本發明，在牙科修復物的生產中可省略整個耗時且耗成本的加工步驟，而不會對材料的進一步性能有任何不希望的影響。
[0013]本發明的方法不需要烘箱，從而可降低購買成本和維護成本。此外，加工時間可縮短多達2小時。
[0014]本發明的另一優點涉及如下事實:牙科修復物不僅可通過CAM進行生產，還可通過將生坯(green bodies)壓入或鑄入模具中進行生產。本發明的方法允許不經現有技術中使用的預熱處理而直接對玻璃進行壓制。此外，無需改變組成即可用於生產牙科修復物的不同方法。
[0015]高半透明度通過玻璃陶瓷中的低晶粒尺寸得以保證。
[0016]此外，良好的化學穩定性通過玻璃相中的氧化鋯的高比例得以保證。
[0017]根據本發明，提供了生產包含矽酸鋰玻璃或玻璃陶瓷的牙科修復物的方法，所述方法具有如下步驟:`[0018]a)提供具有如下組成的非晶玻璃作為坯料:
[0019]SiO250wt%-70wt% ；
[0020]Li2O10wt%-25wt% ；
[0021 ] 穩定劑8wt%_20wt%,所述穩定劑選自於由Zr的氧化物、Hf的氧化
物、Ge的氧化物、La的氧化物、Y的氧化物、Ce的氧化物、Ti的氧化物、Zn的氧化物或上述物質的混合物所組成的組；
[0022]Al2O30wt%-10wt% ；
[0023]K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-10wt% ;以及
[0024]添加劑0wt%_20wt% ；
[0025]以及
[0026]b)通過至少一種轉化方法將坯料轉化為牙科修復物，其中，在所述至少一種轉化方法中，由於溫度升高，至少發生部分結晶。
[0027]升高後的溫度高出玻璃轉化溫度至少50°C、優選至少300°C，即通常為至少800。。。
[0028]在優選的實施方式中，非晶玻璃具有如下組成:
[0029]SiO250wt%-70wt% ；
[0030]Li2O10wt%-25wt% ；
[0031 ] 穩定劑8wt%_20wt%，所述穩定劑來自於選自ZrO2、HfO2
或它們的混合物的組；
[0032]Al2O30wt%-10wt% ；[0033]K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-10wt% ；以及
[0034]添加劑0wt%_20wt%。
[0035]在進一步優選的實施方式中，非晶玻璃具有如下組成:
[0036]SiO255wt%-64wt% ；
[0037]Li2O15wt%-22wt% ；
[0038]穩定劑8wt%_20wt%，所述穩定劑來自於選自Zr02、Hf02
或它們的混合物的組；
[0039]Al2O30.lwt%-8wt% ；
[0040]K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-8wt% ；以及
[0041]添加劑0wt%_10wt%。
[0042]更優選非晶玻璃具有如下組成:
[0043]SiO255wt%-64wt% ；
[0044]Li2O17wt%-20wt% ；
[0045]穩定劑8wt%_20wt%，該穩定劑來自於選自Zr02、Hf02
或它們的混合物的組；
[0046]Al2O30.lwt%-5wt% ；
[0047]K2O 和 / 或 Na2O 0.lwt%-5wt% ；
[0048]P2O52wt%_8wt%;以及
[0049]添加劑0wt%_10wt%。
[0050]優選在轉化方法中，將熱能轉移至坯料，優選通過將坯料加熱至850°C -1100°C的溫度下進行。該熱處理優選進行10-120分鐘的時間。
[0051]優選在該轉化方法後的另外的步驟c)中，在850°C -1100°C的溫度下，使牙科修復物經受第二熱處理。
[0052]穩定劑優選為ZrO2和/或Hf02。優選地，穩定劑在實質上以非晶狀態存在。
[0053]作為添加劑，在玻璃或玻璃陶瓷中可包含選自於由如下物質所組成的組中的組分:成核劑、突光劑、染料(特別是玻璃著色氧化物(glass colouring oxides)、著色顏料(coloured pigments))以及上述物質的混合物。
[0054]成核劑優選選自於由磷氧化物、鈦氧化物、錫氧化物、上述物質的混合物以及貴金屬所組成的組，其量優選為lwt%-10wt%、更優選2wt%-8wt%、最優選4wt%-8wt%。
[0055]螢光劑優選選自於由如下氧化物及其混合物所組成的組:鍶氧化物、鉍氧化物、稀土元素(如釹、鐠、釤、鉺和銪)的氧化物，其量優選為0.lwt%-5wt%、更優選0.5wt%-4wt%、最優選 lwt%_3wt%。
[0056]玻璃著色氧化物優選選自於由如下物質的氧化物及其混合物所組成的組:鐵、鈦、鋪、銅、鉻、鈷、鎳、猛、硒、銀、銦、金、鑰;、稀土元素(如釹、鐠、衫、銪、鋪、鏑、欽、鉺、乾)；其量優選為 0.lwt%_6wt%、更優選 0.5wt%_5wt%、最優選 lwt%_4wt%。
[0057]著色顏料可為摻雜尖 晶石，優選以0.lwt%_6wt%、更優選以0.5wt%_5wt%、最優選以lwt%_4wt%的量被包含。
[0058]另外的添加劑優選選自於由如下物質所組成的組:硼氧化物、磷氧化物、氟、鈉氧化物、鋇氧化物、鍶氧化物、鎂氧化物、鋅氧化物、鈣氧化物、釔氧化物、鈦氧化物、鈮氧化物、鉭氧化物、鑭氧化物及上述物質的混合物；優選以0.lwt%-5wt%的量被包含。
[0059]轉化方法優選為失臘法(lost wax process),例如模塑法、鑄造法、壓製法或上述方法的組合。
[0060]在進一步優選的實施方式中，在牙科應用之前，使牙科修復物經受飾面工藝(finishing process)。此類飾面工藝可以是拋光、上釉、密封(sealing)、覆層以及用貼面陶瓷或釉進行貼面。
[0061]牙科修復物優選為內嵌體、高嵌體、牙橋(bridge)、基牙(abutment)、牙蓋面(facing)、牙貼面(veneer)、牙鑲面(facet)、牙冠、部分牙冠、牙架(framework)或牙頂蓋(coping)。
[0062]根據本發明，還提供了具有如下組成的坯料(B卩，壓丸(press pellet)):
[0063]SiO255wt%-70wt% ；
[0064]Li2O10wt%-25wt% ；
[0065]穩定劑8wt%_20wt%,所述穩定劑選自於由Zr的氧化物、Hf氧化物、Ge的氧化物、La的氧化物、Y的氧化物、Ce的氧化物、Ti的氧化物、Zn的氧化物或上述物質的混合物所組成的組；
[0066]Al2O30wt%-10wt% ；
[0067]K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-10wt% ;以及
[0068]添加劑0wt%_20wt%。
[0069]優選所述坯料具有如下組成:
[0070]SiO250wt%-70wt% ；
[0071]Li2O10wt%-25wt% ；
[0072]穩定劑8wt%_20wt%，所述穩定劑來自於選自Zr02、Hf02
或它們的混合物的組；
[0073]Al2O30wt%-10wt% ；
[0074]K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-10wt% ;以及
[0075]添加劑0wt%_20wt%。
[0076]更優選所述坯料具有如下組成:
[0077]SiO255wt%-64wt% ；
[0078]Li2O15wt%-22wt% ；
[0079]穩定劑8wt%_20wt%，所述穩定劑來自於選自Zr02、Hf02
或它們的混合物的組；
[0080]Al2O30.lwt%-8wt% ；
[0081]K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-8wt% ;以及
[0082]添加劑0wt%_10wt%。
[0083]在進一步優選的實施方式中，所述坯料具有以下組成:
[0084]SiO255wt%-64wt% ；
[0085]Li2O17wt%-20wt% ；
[0086]穩定劑8wt%_20wt% ，所述穩定劑來自於選自Zr02、Hf02
或它們的混合物的組；[0087]Al2O30.lwt%-5wt% ；
[0088]K2O 和 / 或 Na2O 0.lwt%-5wt% ；
[0089]P2O52wt%_8wt%;以及
[0090]添加劑0wt%_10wt%。
[0091 ] 此外，根據本發明，提供了可通過上述方法生產的牙科修復物。
[0092]優選牙科修復物具有至少5%、優選至少50%的結晶度。
[0093]進一步優選牙科修復物具有至少200MPa、優選250MPa的強度(根據DIN ISO 6872測定)。
[0094]牙科修復物可以具有飾面。此類飾面優選為拋光、上釉、密封、覆層以及用貼面陶瓷或釉進行貼面。此類飾面後的牙科修復物優選具有至少250MPa、優選300MPa的強度(根據 DIN ISO 6872 測定)。
[0095]本發明的進一步的方面為具有如下組成的牙科修復物:
【權利要求】
1.生產包含矽酸鋰玻璃或玻璃陶瓷的牙科修復物的方法，其中， a)提供具有如下組成的非晶玻璃作為坯料: SiO250wt%-70wt% ； Li2O10wt%-25wt% ； 穩定劑8wt%-20wt%，所述穩定劑選自於由Zr的氧化物、Hf的氧化物、Ge的氧化物、La的氧化物、Y的氧化物、Ce的氧化物、Ti的氧化物、Zn的氧化物或上述物質的混合物所組成的組； Al2O30wt%-10wt% ；
K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-10wt% ；以及
添加劑0wt%_20wt% ； b)通過至少一種轉化方法將所述坯料轉化為牙科修復物，其中，在所述至少一種轉化方法中，由於溫度升高，至少發生部分結晶。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述非晶玻璃具有如下組成: SiO255wt%-64wt% ； Li2O15wt%-22wt%、優選 17wt%_20wt% ； 穩定劑8wt%-20wt%、優選10wt%-15wt%，所述穩定劑來自於選自Zr02、Hf02或它們的混合物的組； Al2O30wt%_10wt%、優選 0.lwt%_8wt%、更優選 lwt%_5wt% ；
K2O 和 / 或 Na2O 0wt%_10wt%、優選 0.lwt%-5wt% ； P2O50wt%-8wt% ；以及 添加劑0wt%_20wt%、優選 0.lwt%-10wt%o
3.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述轉化方法中，將熱能轉移至所述坯料，優選溫度為至少800°C、更優選850°C -1lOO0C ;優選進行10_120min的時間。
4.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述轉化方法後的另外的步驟c)中，使所述牙科修復物經受溫度為850°C -1100°C的熱處理。
5.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述添加劑選自於由成核劑、螢光劑、染料以及上述物質的混合物所組成的組，所述染料優選玻璃著色氧化物和著色顏料。
6.如權利要求5所述的方法，其特徵在於，所述成核劑選自於由磷氧化物、鈦氧化物、錫氧化物、上述物質的混合物以及貴金屬所組成的組，所述成核劑的量優選為lwt%-10wt%、更優選 2wt%_8wt%、最優選 4wt%_8wt%。
7.如權利要求5或6所述的方法，其特徵在於，所述螢光劑選自於由稀土元素、鉍、鍶的氧化物以及上述物質的混合物所組成的組，所述稀土元素例如釹、鐠、釤、銪、鋱、鏑、欽、鉺；所述突光劑的量優選為0.lwt%_5wt%、更優選0.5wt%_4wt%、最優選lwt%_3wt%。
8.如權利要求5-7中任一項所述的方法，其特徵在於，所述玻璃著色氧化物選自於由稀土元素、釩、金、銦、銀、硒、錳、鎳、鈷、鉻、銅、鈰、鈦、鐵的氧化物以及上述物質的混合物所組成的組，所述稀土元素例如釹、鐠、釤、銪、鋱、鏑、欽、鉺、釔；所述玻璃著色氧化物的量優選為0.lwt%_6wt%、更優選0.5wt%_5wt%、最優選lwt%_4wt% ;和/或所述著色顏料為摻雜尖晶石，所包含的 摻雜尖晶石的量優選為0.lwt%-6wt%、更優選0.5wt%-5wt%、最優選lwt%-4wt%。
9.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述添加劑選自於由硼氧化物、氟、鋇氧化物、鍶氧化物、鎂氧化物、鋅氧化物、鈣氧化物、釔氧化物、鈦氧化物、鈮氧化物、鉭氧化物、鑭氧化物以及上述物質的混合物所組成的組；優選地，所述添加劑的量為0.lwt%_5wt%。
10.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所述轉化方法為失蠟法，優選模塑法、鑄造法、壓製法或上述方法的組合。
11.如前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在牙科應用之前，使所述牙科修復物經受飾面工藝，所述飾面工藝優選為拋光、上釉、密封、覆層以及用貼面陶瓷或釉進行貼面。
12.具有如下組成的坯料: SiO255wt%-70wt% ； Li2O10wt%-25wt% ； 穩定劑8wt%-20wt%，所述穩定劑來自於選自ZiO2、HfO2或它們的混合物的組； Al2O30wt%-10wt% ；
K2O 和 / 或 Na2O 0wt%-10wt% ；以及
添加劑0wt%_ 20wt%。
13.如權利要求12所述的坯料，所述坯料具有如下組成: SiO255wt%-64wt% ； Li2O15wt%-22wt%、優選 17wt%_20wt% ； 穩定劑8wt%_20wt%d；ft選10wt%_15wt%，所述穩定劑來自於選自Zr02、HfO2或它們的混合物的組； Al2O30wt%_10wt%、優選 0.lwt%_8wt%、更優選 lwt%_5wt% ；
K2O 和 / 或 Na2O 0wt%_10wt%、優選 0.lwt%-5wt% ； P2O50wt%-8wt% ；以及 添加劑0wt%_20wt%、優選 0.lwt%-10wt%o
14.可通過權利要求1-11中任一項所述的方法生產的牙科修復物。
15.如權利要求14所述的牙科修復物，其特徵在於，所述牙科修復物具有至少5%、優選50%的結晶度，和/或所述牙科修復物具有根據DINIS06872測定的至少200MPa、優選至少250MPa的強度。
16.如權利要求14或15所述的牙科修復物，其特徵在於，所述牙科修復物具有飾面，所述飾面優選為拋光、上釉、密封、覆層或者用貼面陶瓷或釉進行的貼面；飾面後的牙科修復物具有根據DIN IS06872測定的至少250MPa、優選300MPa的強度。
17.如權利要求14-16中任一項所述的牙科修復物，其特徵在於，所述牙科修復物是內嵌體、高嵌體、牙橋、基牙、牙蓋面、牙貼面、牙鑲面、牙冠、部分牙冠、牙架或牙頂蓋。
【文檔編號】C03C10/00GK103813773SQ201280036410
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年6月21日 優先權日:2011年6月22日
【發明者】伯恩哈德·杜莎昂, 約恩·普羅布斯特, 諾貝特·蒂爾, 麥可·戈迪克爾, 馬庫斯·福爾曼, 尤多·許塞爾, 麥可·哈克內爾 申請人:維塔假牙製造廠H·勞特有限責任兩合公司, 德固薩有限責任公司