[发明专利]牙科氧化锆基陶瓷表面处理和提高其粘接性能的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及牙科氧化锆基陶瓷的表面粗化处理技术领域，特别是涉及一种牙科氧化锆基陶瓷表面处理和提高其粘接性能的新方法。

背景技术

目前用于临床的牙科陶瓷品种繁多，主要有氧化铝基陶瓷、玻璃基陶瓷和氧化锆基陶瓷，由于每种陶瓷的主要成份不同，其理化性能也各有差异。其中，氧化锆因出色的机械性能，在众多牙科全瓷材料中脱颖而出，大幅拓宽了全瓷修复体的适应症。

然而，氧化锆陶瓷的透光性差，为了改善其美学性能，临床上通常将其作为基底冠，以再在其上制备长石质饰面瓷的方式来达到较好的美学效果。另外，与其他种类的全瓷材料类似，氧化锆陶瓷使用时也首选树脂类粘接剂作为粘固剂。但是，由于氧化锆陶瓷的化学惰性大、硬度高，一方面，其与饰面瓷构成的双层结构全瓷修复体的结合强度不高，双层瓷修复体的饰面瓷在2-5年内的崩瓷率高达15%；另一方面，其与树脂的粘接性能也是无效的。

牙科所用的氧化锆陶瓷以氧化钇稳定四方相氧化锆（Y-TZP）最为常用。Y-TZP与长石质饰面瓷或树脂粘接的作用机理可以概括为粗化的陶瓷表面与长石质饰面瓷或树脂之间形成的微机械嵌合力，以及Y-TZP经过表面处理后与长石质陶瓷中的成分间或是与树脂基质中的不饱和C=C键之间形成的化学键作用，而表面粗化能够增加陶瓷表面的润湿性和扩大粘接面积，是牙科氧化锆基全瓷材料与其它物质产生充分化学结合的前提，其所提供的微机械嵌合力也对粘接耐久性的提高有着重要意义。

目前对Y-TZP进行表面粗化处理的方法主要有氧化铝喷砂、激光蚀刻、烧结玻璃微珠、HF酸蚀和硅烷化等。与玻璃基陶瓷相比，Y-TZP硬度高，喷砂所形成的粗化形态并不十分理想，同时喷砂过程可能引起陶瓷内部微裂形成，产生的应力也将加剧Y-TZP的低温衰减效应，影响远期的机械强度；激光蚀刻和烧结玻璃微珠又会使陶瓷局部或整体经受高温，同样会加剧Y-TZP的低温衰减效应；HF酸可选择性地腐蚀牙科玻璃基陶瓷表面不规则排列的高能原子，生成可溶物脱离陶瓷表面，遗留存在大量孔隙的三维表面空间，提供与树脂形成微机械嵌合固位的条件，而氧化锆作为一种两性氧化物，常温下化学惰性很高，不溶于水、酸、碱或其它有机溶剂。

现有技术公开了采用先喷砂再用热酸混合溶液刻蚀的方法，提高了牙科Y-TZP的表面粗糙度，进而改善了氧化锆陶瓷与树脂水门汀的粘结强度。该法虽然提高氧化锆陶瓷与树脂水门汀的粘结强度，但酸刻蚀前的喷砂仍会引起陶瓷内部微裂的形成，对Y-TZP远期机械性能的负面影响不可避免。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种牙科氧化锆基陶瓷表面处理和提高其粘接性能的新方法，该方法不采用喷砂处理，直接对牙科氧化锆基陶瓷表面进行刻蚀，能够避免喷砂对Y-TZP远期机械性能的负面影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种牙科氧化锆基陶瓷表面处理的新方法，所述表面处理的新方法采用酸混合溶液作为刻蚀剂，将牙科氧化锆基陶瓷浸入加热保温的所述酸混合溶液20～30min，获得表面粗化。

在本发明一个较佳实施例中，所述酸混合溶液为HF/HNO₃混合溶液和H₂SO₄/(NH₄)₂SO₄混合溶液中的至少一种。

在本发明一个较佳实施例中，所述酸混合溶液的温度为100℃。

在本发明一个较佳实施例中，所述牙科氧化锆基陶瓷浸入酸混合溶液的时间为30min。

在本发明一个较佳实施例中，所述酸混合溶液刻蚀牙科氧化锆基陶瓷的化学反应方程式为：

ZrO₂+4HF= ZrF₄ + 2H₂O；

ZrO₂+4HNO₃= Zr (NO₃)₄+2H₂O；

ZrO₂+2H₂SO₄= Zr(SO₄)₂ +2H₂O。

在本发明一个较佳实施例中，所述表面粗化的牙科氧化锆基陶瓷表面形成了亚微米级三维粗化空间结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述表面粗化的牙科氧化锆基陶瓷的亚微米表面粗糙度为945.43～974.40nm。