[发明专利]基于二氧化锆的假体

说明书

技术领域

本发明涉及基于二氧化锆(氧化锆)的假体，且特别地涉及一种获得在二氧化锆表面上的可粘合表面的方法。

发明背景

全瓷修复尤其是关于基于部分稳定或完全稳定的四方二氧化锆的重建的全瓷修复已成为牙医的选择。因为纯的二氧化锆具有不利的力学性能，所以可以通过使其与稳定氧化物掺杂来控制材料，从而得到优于其他牙科用陶瓷的有利的韧性。用于牙科应用的两种当前可得的基于氧化锆的陶瓷是部分稳定的氧化锆(PSZ)和氧化钇稳定的四方氧化锆多晶体(Y-TZP)。可通过未加工阶段(green-stage)或预烧结坯料的软加工随后在1350℃-1550℃之间变化的温度下烧结，或通过硬加工完全烧结的坯料，来加工稳定的氧化锆。除作者已知的一个例外，当前市场上所有的氧化锆品牌都是基于Y-TZP。可使用氧化钇、氧化镁、氧化钙或氧化铯来进行二氧化锆的稳定化。在添加氧化钇的情况下，将以按重量计7.5％至9.5％、优选8％的量添加氧化钇。

Y-TZP将依赖于温度而显示不同的晶体结构。在环境温度和高达1170℃下，晶体具有单斜结构。在1170℃和2370℃之间，发生相变，且晶体转变成四方结构。高于2370℃，材料将转变成立方结构。当从四方结构转变至单斜结构时，材料体积增加约4.5％，这会导致在材料内形成不期望的裂缝。通过添加稳定氧化物，例如上文提及的CaO、MgO、Y₂O₃或CeO₂，四方相在环境温度下被控制，四方相是在环境温度下否则将不存在的相。Y-TZP积极抑制裂缝。当裂缝开始扩展时，局部应力促使从四方相相变至单斜相，这导致1％至3％的晶体结构的体积增加，并且将得到使扩展裂缝停止的定向压应力。

近年来公布的许多临床研究是基于粘固的Y-TZP重建，其中粘固技术主要依赖于宏观机械固位。在这些情况下，支撑牙齿的几何体产生固位，而不是所包含的不同结构(陶瓷材料、粘固剂、牙质和釉质)之间的直接结合。需要几何体能够进行这样的固位，然而，条件是以牙体制备通常伴有牙齿材料、釉质和牙质的大量组织损伤为代价。通过利用粘合技术，将可以降低对大量的牙体制备的需求，从而保存牙齿物质。

当使用Y-TZP时仍依赖于传统的固位技术而不是粘合技术的主要原因是多晶陶瓷的组成和物理性能基本上不同于基于二氧化硅的陶瓷的组成和物理性能。虽然基于二氧化硅的陶瓷允许微机械加工和化学结合，但Y-TZP不包含玻璃相。表面是化学惰性的且在大多数情况下显示为微观结构，在不利用一些种类的表面改性时，该微观结构不允许微机械固位。

当用于改性牙科用瓷料和牙科用玻璃陶瓷上的就位表面时，氢氟酸蚀刻产生具有凹陷(pit)和小空隙(micro-lacuna)的粗糙的、基本上晶状的表面。该所产生的表面形貌通过相互联结封接剂(luting agent)增强固位，产生微机械结合。表面玻璃几乎被完全去除，而晶体相未被酸显著影响，且因此在蚀刻之后基本上保持不变。表面中的一小部分玻璃残余物有助于增强封接剂和陶瓷之间的化学结合。

另一方面，在蚀刻之后，多晶陶瓷(例如，Y-TZP)的表面完全保持不变，因为酸不与化学上稳定的晶体反应，正如先前提及的。

当查阅文献，对找到一种在多晶陶瓷和粘合体系之间获得强的且可靠的结合的方法的兴趣似乎是明显的。当前研究突出强调的是一些表面改性方法，例如硅烷化、喷砂、结合硅烷化的喷砂、二氧化硅涂层法、摩擦化学二氧化硅涂层法、MDP-硅烷偶联剂表面处理、选择性的渗透蚀刻和方法的不同组合。此外，一些研究已对不同的粘合系统和底漆与封接剂的组合进行了调查和比较。也已考虑了Novell粘合理论，例如实际上可对Y-TZP实现化学结合。然而，文献将显示出在Y-TZP和牙齿结构之间建立强的且可靠的结合或在Y-TZP和粘合组分之间每次界定是困难的且不可预测的。

氧化钇稳定四方多晶氧化锆(Y-TZP)是具有不同于其他氧化物陶瓷材料的力学性能的氧化物陶瓷材料。Y-TZP的弯曲强度在900MPa至1200MPa之间，且断裂韧性在6MPa*m^0.5至8MPa*m^0.5之间，这使得该材料适合于作为所有陶瓷替代物的芯材料。在芯材料的外面添加一层或多层瓷料。虽然瓷料具有相当低的结构强度70MPa至120MPa，但通常需要瓷料来获得美学上可接受的外观。