[发明专利]口腔正畸用的高透明陶瓷托槽及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及口腔正畸技术所使用的陶瓷托槽及其制备方法。

背景技术

托槽是口腔正畸技术中必须使用的一种器件，理想的托槽不仅应具有生物相容性，高的强度和耐磨性，而且应与人的牙齿色泽匹配。陶瓷托槽在颜色、色泽、耐磨性和生物相容性等方面具有其它材料托槽无法比拟的优势，自1986年陶瓷托槽被引入口腔正畸领域后，多种类型的陶瓷托槽广泛用于正畸临床。目前牙齿正畸陶瓷托槽主要用Al₂O₃陶瓷或ZrO₂陶瓷制备。由于Al₂O₃和ZrO₂材料结构的各向异性等因素，使得这类陶瓷托槽很难做到高透明，因此在牙齿正畸的临床过程中不得不考虑托槽和牙齿色泽的匹配问题。但由于每个人的牙齿都不尽相同，因而由这些材料制作的托槽难于达到和患者牙齿色泽完全匹配。

中国专利ZL03234387.6公开了一种“口腔用的正畸托槽”，所述托槽采用含量在95% 以上的高纯度Al₂O₃陶瓷或ZrO₂陶瓷加微量的色料制备而成，通过色料的调配达到与人牙色泽接近。中国专利ZL200510035081.X公开了一种“透明氧化铝托槽及其制备方法”，所述Al₂O₃陶瓷托槽的三点弯曲强度虽然较高，但直线透光率为10～70%，其透明度需进一步提高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种口腔正畸用的高透明陶瓷托槽及其制备方法，以在满足强度和耐磨性的基础上进一步提高陶瓷托槽的透明度。

本发明所述口腔正畸用的高透明陶瓷托槽，包括底板及底板上设置的槽翼、槽沟和结扎翼沟，所述陶瓷托槽为钇铝石榴石陶瓷托槽、镁铝尖晶石陶瓷托槽或尖晶石型氮氧化铝陶瓷托槽，其直线透过率大于70%。

上述口腔正畸用的高透明陶瓷托槽，所述钇铝石榴石陶瓷托槽的平均晶粒尺寸为2微米～4微米，所述镁铝尖晶石陶瓷托槽的平均晶粒尺寸为2微米～4微米，所述尖晶石型氮氧化铝陶瓷托槽的平均晶粒尺寸为80微米～90微米。

本发明所述口腔正畸用的高透明陶瓷托槽制备方法，工艺步骤依次如下：

（1）制备浆料

原料为纯度≥99.0%的透明陶瓷粉体、复合烧结助剂、聚丙烯酸和去离子水，复合烧结助剂为所述透明陶瓷粉体重量的0.1%～0.6%，聚丙烯酸为所述透明陶瓷粉体重量的1%～5%，透明陶瓷粉体、复合烧结助剂、聚丙烯酸的总重量与去离子水重量之比为1︰4～8，

采用球磨法制备浆料，球磨介质为Al₂O₃球，透明陶瓷粉体、复合烧结助剂、聚丙烯酸的总重量与Al₂O₃球重量之比为1︰2～4，球磨时间为24小时～48小时，

所述透明陶瓷粉体为钇铝石榴石陶瓷粉体、镁铝尖晶石陶瓷粉体或尖晶石型氮氧化铝陶瓷粉体；

（2）成型与素坯处理

将步骤（1）制备的浆料通过石膏托槽模具形成托槽素坯，然后将托槽素坯从所述模具中取出，经干燥、排除残留有机物后装入密封袋抽真空并密封后进行冷等静压，所述冷等静压的压力为30MPa～50MPa，保压时间为3分钟～10分钟；

（3）烧结

将冷等静压后的托槽素坯在真空条件或氮气氛围下于1700℃～1900℃保温3小时～5小时，然后降温至1400℃～1700℃保温2小时～6小时，继后将温度降至室温，即得到高透明陶瓷托槽。

上述口腔正畸用的高透明陶瓷托槽制备方法，当透明陶瓷粉体为钇铝石榴石陶瓷粉体时，所述复合烧结助剂由MgO和SiO₂组成，当透明陶瓷粉体为镁铝尖晶石陶瓷粉体时，所述复合烧结助剂由LiF和TiO₂组成，当透明陶瓷粉体为尖晶石型氮氧化铝陶瓷粉体时，所述复合烧结助剂由Y₂O₃和La₂O₃组成，组成上述复合烧结助剂的两种组分的比例为任意比例均可。

上述口腔正畸用的高透明陶瓷托槽制备方法，通过石膏托槽模具形成托槽素坯是将所述浆料倒入石膏模具中，待水分失重85%～95%后得到托槽素坯。