[发明专利]多层色半透明氧化锆全瓷牙科修复材料的制备

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料及其制备技术领域，特别涉及一种具有多层色半透明氧化锆全瓷牙科修复材料及其制备方法。

背景技术

氧化锆全瓷材料由于拥有较高的力学性能（抗折强度高达1100MPa，断裂韧性5MP·m^1/2以上）以及良好的生物相容性，在近几年被广泛用于口腔修复用冠桥材料的制备。目前通常所使用的氧化锆材料是经过氧化钇或氧化铯部分稳定的四方相氧化锆，其烧结体呈现不透明的白色，在口腔环境中不美观，所以通常要在其表面增加一层遮色瓷以掩盖其白垩色，但效果不理想。另一种方法是将氧化锆坯体浸泡在着色液中进行着色然后烧结，使得材料表面呈现类牙的颜色，但是这增加了一道工序及着色剂成本，而且着色剂是靠渗透进入陶瓷坯体内部，着色剂仅能体现在陶瓷表面，着色不均匀。另外，目前所使用的氧化锆材料光学透明性差是其最大的缺陷，不能满足口腔美学需求。

本发明人经过艰苦研究，开发了一种新型氧化镁部分稳定的四方相氧化锆粉体和具有渐变色半透明氧化锆全瓷牙科修复材料，克服现有材料的缺陷，使氧化锆材料在满足口腔使用性能条件同时具有与人牙相匹配的颜色和半透明性，有效提高材料的美学效果；与此同时提高产品质量、降低生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种含着色剂，新型部分稳定的四方氧化锆纳米粉体，并将这种粉体制成牙科用氧化锆修复体材料。以这种氧化锆修复体材料制成的牙坯体和假牙，克服了现有技术的缺陷，解决了氧化锆粉体颜色问题，同时还能提高其半透明性，使得牙齿颜色更加美观。本发明还提供了制造上述牙坯体的方法，通过使用上述氧化锆材料，能够有效控制生产成本和产品质量。

根据上述目的， 本发明的技术方案为：

本发明采用力学性能和生物相容性优良的氧化镁部分稳定四方相氧化锆陶瓷、着色剂作为牙科修复材料的化学组成成分，同时提供制备多层色半透明氧化锆全瓷牙科修复材料的方法包括如下步骤：粉体制备、混和造粒、二步法成型、排塑、烧结。

具体而言，首先，本发明由以下几部分组成：

(1) 提供了一种通过水热法制备的部分稳定的四方相氧化锆粉体；采用锆和镁的可溶性盐类的水溶液作为前驱物，在水热反应釜中发生反应，升温速度（2～8）℃/min，反应温度（150~250）℃，压力（0.7~1.3）MPa，反应时间（2~4）h；其含有(2~10)mol% MgO和(10~98) mol %ZrO₂。所述的四方氧化锆粉体的颗粒直径为（15~30）nm。该粒级颗粒能够用于与氧化锌、着色剂混合制成牙科用氧化锆修复体材料，并进行加工成多层颜色的牙坯体。

(2) 提供了一种半透明的牙科用氧化锆修复体材料，其含有本发明第一方面的部分稳定四方氧化锆粉体、ZnO（或者TiO₂）和着色剂，氧化锆粉体与ZnO（或者TiO₂）的摩尔比为1：（0.01~0.1）。上述氧化锌或者氧化钛为纳米级别，其粒级为（15~30）nm。本发明中添加ZnO或者TiO₂的目的是提高氧化锆烧结体的半透明性。本发明的氧化锆修复体材料还含有着色剂，所述着色剂含有Fe、Ce、Er、Mn中的一种或多种。着色剂的实例有Fe₂O₃、CeO、Er₂O₃和MnO或它们的硝酸化合物，可以根据着色要求，选择它们的一种或几种，以及不同的量（0.1~1）wt%加入到上述氧化锆修复体材料。

(3) 提供一种具有多层色效果的半透明的牙科用氧化锆修复体坯体的制备方法。其特征在于包括以下步骤：

a. 向本发明(2)中着色后牙科用氧化锆修复体材料中加入（3~4）wt%粘合剂，球磨后进行喷雾干燥造粒；

b. 将一定量步骤a得到的含不同比例的着色剂的粉体依次加入模具中摇匀，采用二步法成型，先干压成型然后再冷等静压成型。

c. 在（800~1000）℃条件下排塑，升温速度是（45～75）℃/h，在（400~500）℃保温（1～3）小时，在（800~1000）℃条件下保温（1～3）小时。

d. 在（1450~1600）℃条件下烧结, 升温速度是（100~300）℃/h, 保温（1～3）小时，以（100~250）℃/h的速度降温至室温。