可切削着色氧化锆陶瓷及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种氧化锆陶瓷，具体地说关于一种可切削着色氧化锆陶瓷及其用途。一种可切削着色氧化锆陶瓷、按重量百分比该组合物有以下组分组成：ＣｅＯ↓［２］：０．５％－５．０％，Ｅｒ↓［２］Ｏ↓［３］：０．２％－２．０％，Ｐｒ↓［６］Ｏ↓［１１］：０．０２％－１．０％，ＭｎＯ↓［２］：０．０４％－０．２％，Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］：０．１％０．５％，氧化锆余量，其中所述氧化锆选自３ｍｏｌ％氧化钇稳定的四方多晶氧化锆。本发明专利技术优点表现在：５种氧化物着色剂分别使３Ｙ－ＴＺＰ陶瓷呈红、黄、褐色和黑色。其色度范围能够覆盖牙科修复体所需的色度值。添加着色剂对３Ｙ－ＴＺＰ陶瓷力学性能的影响与着色剂的种类和剂量相关。微量着色剂对３Ｙ－ＴＺＰ烧结体的晶相结构无明显影响，主晶相为四方相氧化锆。添加５种着色剂的３Ｙ－ＴＺＰ陶瓷无细胞毒性，具备临床应用的生物安全基础。开辟了着色氧化锆陶瓷的新用途。

Machinable colored zirconia ceramic and use thereof

The invention relates to an zirconia ceramic, in particular to a machinable colored zirconia ceramic and its use. A machinable colored zirconia ceramics, according to the weight percentage of the composition has the following components: CeO: 2: 0.5%5.0%, Er: 2 O: 3: 0.2%2.0%, Pr: 6 O: 11: 0.02%1.0%, MnO: 2: 0.04%0.2%, down Fe 2 O: 3: 0.1%0.5%, zirconia margin, including the tetragonal zirconia from 3mol% yttria stabilized polycrystalline zirconia. The advantages of the invention are as follows: 5 kinds of oxide colorant respectively make 3Y TZP ceramics red, yellow, brown and black. Its chromaticity range can cover the chroma required for dental restorations. Add colorant effect on ceramic mechanical properties of 3Y-TZP and colorant type and dose. The micro colorant has no obvious influence on the crystalline structure of 3Y TZP sinter, and the main crystalline phase is tetragonal zirconia. Add 5 colorants 3Y-TZP ceramics have no cytotoxicity and biological safety of clinical application basis. New use of colored zirconia ceramics is opened up.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氧化锆陶瓷，具体地说关于一种可切削着色氧化锆陶瓷及其用途。
技术介绍
目前，国内外最广泛使用的固定修复技术仍是烤瓷熔附金属技术，它将金属的强度与陶瓷的美学效果有效地结合起来，但在临床使用中发现有如下的问题第一，在口腔的特殊环境中，金属的腐蚀与金属离子的释放造成牙龈的变色和炎症。第二，由于金属基底的透光性差，使烤瓷修复体的颜色缺乏深度和活力，美观效果欠佳。第三，口腔内金属固定修复体的存在影响核磁共振和CT检查，而这些检查也可能造成金属修复体的松动。上述这些因素都促进了无金属的全瓷修复技术的研究和应用。近年来，越来越多的患者和医师选择全瓷材料作为口腔的永久修复体。全瓷材料有着金属难以比拟的优势，它不会使牙龈着色，不会有金属基底暴露的问题，不存在口腔内的腐蚀，还具有极佳的美学效果。但现在临床常用全瓷材料，如IPS EmpressII铸造陶瓷和In-Ceram氧化铝渗透陶瓷，由于脆性较大，强度不高，仅能用于单冠、贴面和前牙三单位桥体的修复，而在后牙区的应用则是一个瓶颈。如何拓展全瓷材料的使用范围，为患者提供美观、坚固、耐用的修复体，正是现今口腔修复材料和技术需要解决的问题。氧化锆自20世纪90年代中期开始应用于牙科材料，由于加工困难早期主要用于制作成品桩及用于玻璃陶瓷、氧化铝陶瓷的增韧。进入本世纪以来，随着计算机技术的飞速发展，CAD/CAM技术日趋成熟，可切削的氧化锆陶瓷正成为牙科陶瓷材料的研究热点。氧化锆的机械性能接近于金属，在添加适当的稳定剂，以适当的方式烧结后，它的强度可到1200MPa，因而较薄的厚度就能达到很高的强度，可以替代金属制作后牙冠桥。将越来越多地取代金属烤瓷修复体，成为一种常规的修复方式。国外已有齿科材料公司推出了牙科可切削的氧化锆陶瓷系统，如cercon(DeguDent)、Lava(3M ESPE)、KaVo(KaVo Everest)等。但在国内，相关产品全部信赖进口，造成修复费用昂贵，普通百姓难以承受，限制了其在国内的广泛开展。另外，由于推出的时间短，技术上尚有不够完善之处。在临床应用中发现，氧化锆陶瓷修复体的色泽较铸造玻璃陶瓷及渗透陶瓷差，原因是氧化锆底层冠的颜色单一，只有一种白垩色，与其他全瓷材料的基底颜色体系相比，显得单一。In-ceram的氧化铝基底瓷有4种基本颜色，IPS-Empress热压铸造陶瓷的底层冠也有5种基本色。基底冠色泽的单一，使得遮色瓷的使用变得必不可少，而为了获得层次感和更好的美观效果，其饰面瓷的厚度会增加，这使得牙备量增加，对牙体组织的保护不利。Lava氧化锆全瓷材料采用外着色工艺来改善基底瓷的色泽，即在初烧结的瓷块完成切削过程后，在特别配制的染色液中浸泡几分钟，然后再放入烧结炉中进行终烧结，共有7种基层冠的颜色。但这种方法会受到人为因素的影响，工艺的稳定性较差。浸泡时间的长短对最终修复体色度的影响较大，着色剂的浓度也会随使用时间的延长而改变。另外，外染色剂对氧化锆陶瓷强度的影响，及对饰面瓷结合的影响均未见报道。在国内，有关牙科氧化锆陶瓷的研究多局限于粉体的研制和以少量氧化锆对其他的陶瓷进行增韧。如在2003年出版的《中华口腔医学杂志》中柴枫等发表《氧化锆增韧纳米复合陶瓷粉体粒度与基体强度的关系》文章使用纳米氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷；在2005年出版的《上海口腔医学》中何帅、李国华等发表《不同表面处理方法对氧化锆支架材料与Vitadur alpha瓷结合性能的影响》文章对纳米氧化锆粉体的制备方法及基底瓷与饰面瓷之间的匹配性进行了研究。由于氧化锆在完全烧结后的强度非常之高，难以切削，所以有必要改进其加工技术。在2003年出版的《第四军医大学博士学位论文》中李石保等人发表《氧化锆牙科全瓷支架修复技术的基础研究》文章对这一技术进行了初步的探索，将甲基丙烯酸树脂材料加入到氧化锆粉体中，以改善氧化锆陶瓷的可加工性能。在2005年出版的《中华口腔医学杂志》中孙蕾等人发表《聚甲基丙烯酸甲酯-氧化锆复合材料经CAD-CAM制作牙科修复体的研究》文章摸索了预烧结-CAD/CAM加工-终烧结的方法来制备氧化锆可切削陶瓷，但仍限于粉体制备和材料基本的烧结和机械性能研究。关于氧化锆基底瓷的色度研究更是没有报道，因而有必要进行更加深入的研究并最终实现产业化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于(1)提供一种可切削着色氧化锆陶瓷；(2)提供一种可切削着色氧化锆陶瓷用途。本专利技术的目的是通过以下技术方法来实现的本专利技术对齿科可切削着色氧化锆陶瓷的成型压力、热处理方式、两次热处理的温度制度进行了筛选，找出了一种具备较好可加工性能和机械性能的工艺方式。同时对氧化锆陶瓷的着色剂进行了筛选，选择了5种着色剂及其不同的添加比例，所制备瓷块的色度范围在牙科修复体所需的范围内，且机械性能和生物安全性满足临床要求。一种可切削着色氧化锆陶瓷、按重量百分比该组合物有以下组分组成CeO2 0.5％5.0％Er2O3 0.2％-2.0％Pr6O11 0.02％-1.0％MnO2 0.04％-0.2％Fe2O3 0.1％0.5％氧化锆 余量。其中所述氧化锆选自3mol％氧化钇稳定的四方多晶氧化锆，所述CeO2含量为2.5％，所述Er2O3含量为1.0％，所述Pr6O11含量为0.5％，所述MnO2含量为0.1％，所述Fe2O3含量为0.25％。可切削着色氧化锆陶瓷组合物作为口腔修复材料在冠、固定桥、贴面、嵌体修复领域中应用。本专利技术所公开可切削着色氧化锆陶瓷及其用途，其优点表现在5种氧化物着色剂分别使3Y-TZP3Y-TZP粉体(等级TZ-3Y-E，批号Z301058P，Tosoh，日本)，陶瓷呈红、黄、褐色和黑色。其色度范围能够覆盖牙科修复体所需的色度值。添加着色剂对3Y-TZP陶瓷力学性能的影响与着色剂的种类和剂量相关。微量着色剂对3Y-TZP烧结体的晶相结构无明显影响，主晶相为四方相氧化锆。添加5种着色剂的3Y-TZP陶瓷无细胞毒性，具备临床应用的生物安全基础。开辟了着色氧化锆陶瓷新用途。附图说明图13Y-TZP陶瓷二次烧结与一次烧结的机械性能比较。图23Y-TZP陶瓷在900℃初烧结温度下的断裂面SEM。图33Y-TZP陶瓷在900℃/1450℃烧结温度下的断裂面SEM。图4300MPa成型压力、不同烧结温度下3Y-TZP陶瓷切削面的光镜照片(×20)。图5不同成型压力下试件在不同烧结温度的线性收缩率。图6不同成型压力、不同烧结温度下3Y-TZP陶瓷的相对密度。图7 不同成型压力、900℃预烧结温度下3Y-TZP陶瓷切削面的光镜照片(×20)。图8添加五种着色剂的3Y-TZP陶瓷的梯度浓度着色样品。图9着色氧化锆陶瓷的机械性能。图10不同着色氧化锆试样的X射线衍射图。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例1可切削着色氧化锆陶瓷(一)按下述配比称取原料(克)纳米级的3Y-TZP粉体98.58，CeO20.5、Er2O30.2、Pr6O110.02、MnO20.2、Fe2O30.5。将上述3Y-TZP粉体和着色剂混合后加无水乙醇球磨→烘箱中烘干→研磨过筛→干压成形→冷等静压→第一次热处理→第二次热处理得到本专利技术着色氧化锆陶瓷。实施例2可切削着色氧化锆陶瓷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可切削着色氧化锆陶瓷，按重量百分比该组合物有以下组分组成：　　　　ＣｅＯ↓［２］：　　０．５％－５．０％　　　　Ｅｒ↓［２］Ｏ↓［３］：　　０．２％－２．０％　　　　Ｐｒ↓［６］Ｏ↓［１１］：　　０．０２％－１．０％　　　　ＭｎＯ↓［２］：　　０．０４％－０．２％　　　　Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］：　　０．１％－０．５％　　　　氧化锆　　余量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张富强，黄慧，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]