[发明专利]可光固化的树脂组合物及其在3D打印中用于制造假牙和义齿基托的使用方法

说明书

发明领域

本发明涉及三维(3D)打印所使用的液体类型的可光固化的树脂组合物和使用该组合物通过3D打印生产一个或多个假牙和义齿基托的方法。特别地，本发明涉及在进料温度和合适的固化速率下具有低粘度，低收缩率，有利的生物相容性和优越的机械性能的牙科组合物。这种组合物用于3D打印以制造具有独特义齿基托和一组假牙的义齿。

相关领域的说明

近年来，3D打印技术在短时间段内用于生产数量庞大的物品。存在数种方式使用可光固化的材料来制造三维物品。用于3D打印的最有效的技术之一是数字光处理(DLP)方法或光固化快速成型法(SLA)。在使用DLP或SLA方法的3D打印机中，液体形式的可光固化材料层铺在大桶(vat)内或者在片材上铺开，并将可光固化材料的预定面积或表面曝露于紫外-可见(UV/Vis)光下，并通过数字微镜装置或旋转镜来控制。在DLP方法中，反复或连续地层铺额外的层，且固化每一层，直到形成所需的3D制品。SLA方法不同于DLP方法在于液体材料通过辐射束硬化。甚至对于使用多个喷头方法的3D的打印机来说，在喷射时刻，该材料也是液体形式。因此，用于3D打印方法的大多数可光固化的树脂为具有低粘度，和适合于3D打印机的固化速率的液体形式。

可使用喷墨打印系统，立刻负载并打印数种材料。喷墨打印系统的分辨率通过喷嘴的尺寸来控制，和该材料的粘度应当足够低，使得通过喷嘴并在新的层铺设于已固化层上之前允许快速固化。相反，数字光处理方法的分辨率一般地取决于可光固化材料的粘度，且可通过所形成的层厚度来控制。另外，数字光处理方法要求支杆而不是喷墨打印方法中所要求的支持材料，使得负载材料的数量限制为仅仅一种材料。例如，美国专利Nos.7,183,335和7,300,619公开了在喷墨类型的三维打印中使用的组合物。根据在这些专利文献中公开的打印方法，可一起负载数种材料，且可在最小的操作时间内实现高的分辨率。然而，在这些专利文献中公开的用于喷墨类型打印的大多数组合物由不适合于在义齿中使用的丙烯树脂类型的组分组成。。

常规的牙科组合物或混合物缓慢地反应且具有高的粘度。例如，(甲基)丙烯酸酯材料，例如甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸乙酯，和高分子量的聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)已经用作制造假牙和义齿基托树脂的材料，这是因为它们便宜且具有良好的透明度，优良的可模塑性，和良好的物理性能。一般地，MMA单体的反应性低于丙烯酸酯单体，且具有特征性臭味，同时当混合高分子量PMMA或PMMA的共聚物与MMA时，该混合物为油灰(putty)状态且花费长的时间固化。因此，常规的牙科组合物不可能应用到3D打印方法上，因为它们具有低的反应性和油灰状态。

因此，需要简单和容易地可光固化的液体树脂组合物，它们被配制为适合于使用3D打印方法来构造义齿基托和假牙。优选地，在3D打印中所使用的可光固化的液体树脂组合物具有低的粘度，合适的固化速率，最小的收缩率，和优良的机械性能。

发明概述

提供一种可光固化的液体组合物和3D打印技术。该可光固化的液体组合物可用于制造假牙和义齿基托。本发明的组合物具有用于3D打印的合适的粘度和固化速率，从而提供义齿基托和假牙所需的合适的机械性能。本发明的组合物还允许用于制造义齿的有效的操作时间。

根据本发明的一个例举的实施方案，组合物包括含下述的可光固化的粘稠混合物：0-50wt％聚(甲基丙烯酸甲酯)/甲基丙烯酸甲酯；5-20wt％至少一种多官能脂族(甲基)丙烯酸酯；5-40wt％至少一种脂族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；25-65wt％至少一种双官能双酚-A二甲基丙烯酸酯；0.1-5wt％至少一种光引发剂；0.05-2wt％至少一种光稳定剂；和0.1-3wt％彩色颜料，基于该组合物的总重量。

根据本发明的另一例举的实施方案，组合物包括含下述的可光固化的粘稠混合物：0-25wt％聚(甲基丙烯酸甲酯)/甲基丙烯酸甲酯；5-15wt％至少一种多官能脂族(甲基)丙烯酸酯；5-35wt％至少一种脂族聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物；30-60wt％至少一种双官能双酚-A二甲基丙烯酸酯；0.1-3.5wt％至少一种光引发剂；0.05-1wt％至少一种光稳定剂；和0.1-2wt％彩色颜料，基于该组合物的总重量。