[发明专利]一种具有梯度力学性能的氧化锆义齿及其制造方法

说明书

本发明公开了一种具有梯度力学性能的氧化锆义齿及其制造方法，该义齿包括一体化成型的基体以及位于基体上的咬合面，咬合面上开设有若干孔隙并深入至基体内；其中，咬合面与基体部分具有不同的孔隙率及孔隙大小，孔隙中填充有牙科修复用树脂或聚醚醚酮，使得咬合面部分具有自润滑性能，避免氧化锆义齿对对侧自然面(4)的过度磨损；该制造方法包括步骤：1)多孔件设计及打印文件的准备；2)制备浆料；3)成型素坯；4)脱脂烧结处理；以及5)注入聚醚醚酮或牙科修复用光敏树脂。本发明用于以改善氧化锆陶瓷材料的断裂韧性，降低硬度，使其与自然牙齿以及人体骨骼的硬度相匹配，可以满足口腔修复体、义齿、骨修复、骨填充等临床应用场合。

技术领域

本发明属于口腔修复体制造技术领域，具体涉及一种具有梯度力学性能的氧化锆义齿及其制造方法。

背景技术

氧化锆陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等良好的综合性能，而且生产原料来源充足，制造成本低廉，适合进行大规模的工业生产。它凭借其优异的力学性能和生物学性能广泛应用于生物医学领域，尤其是口腔修复体领域。然而，氧化锆陶瓷较低的断裂韧性和较高的硬度导致对侧自然牙齿严重磨损，成为其进一步发展的主要原因。

聚醚醚酮(PEEK)是一种半结晶型的热塑性高分子，具有十分优异的稳定性、力学性能、耐滑动磨损和微动磨损性能。PEEK的弹性模量与骨骼的弹性模量接近，具有优良的生物兼容性、稳定的化学特性和放射线投射性，已作为骨科植入物在临床上得到应用。医用级的PEEK聚合物被指定为“最佳长期骨骼移PEEK”，经美国食品及药品管理局的验证，PEEK具有典型医用性能，如高纯度、高断裂伸长率、良好的生物兼容性等。

发明内容

本发明的目的是，针对氧化锆陶瓷材料作为义齿材料，由于高硬度和低断裂韧性而导致对侧自然牙齿过度磨损而提出的一种具有梯度力学性能的氧化锆义齿及其制造方法，在多孔氧化锆中嵌入良好综合性能的聚醚醚酮材料或牙科修复用光敏树脂，形成一种新型的复合材料，以改善氧化锆陶瓷材料的断裂韧性，降低硬度，使其与自然牙齿以及人体骨骼的硬度相匹配，可以满足口腔修复体、义齿、骨修复、骨填充等临床应用场合。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种具有梯度力学性能的氧化锆义齿，该氧化锆义齿包括一体化成型的基体以及位于基体上的咬合面，咬合面上开设有若干孔隙并深入至基体内；其中，

咬合面与基体部分具有不同的孔隙率及孔隙大小，孔隙中填充有牙科修复用树脂或聚醚醚酮，使得咬合面部分具有自润滑性能，避免氧化锆义齿对对侧自然面的过度磨损；咬合面以下深度在0.2-1mm的孔隙率在10％-50％之间，孔隙大小在20-200微米之间；基体部分是除咬合面以下0.2-1mm部分以下的其余部分，其孔隙率低于10％，孔隙大小小于10微米。

本发明进一步的改进在于，该氧化锆义齿的咬合面与基体具有的不同孔隙率和孔隙大小是通过微结构设计和光固化工艺参数的动态调整实现的，其中，光固化工艺参数包括光强、扫描速度或曝光时间。

本发明进一步的改进在于，微结构设计的微管道直径在50-200微米，通过光固化工艺参数动态调整实现的微孔隙尺度在20-50微米之间；对于投影曝光成型光固化工艺，咬合面成形时的光强在1-20mW/cm²之间，曝光时间在2-4秒；基体部分成形光强在20-50mW/cm²之间，曝光时间在3-5秒；对于光斑扫描光固化工艺，咬合面成形时的高斯光斑大小在10-100微米之间，光强在1-40mW/cm²之间，扫描速度在8-15m/s之间，对于基体部分成形时高斯光斑大小在20-200微米之间，光强在15-40mW/cm²之间，扫描速度在3-10m/s之间。

一种具有梯度力学性能的氧化锆义齿的制造方法，包括以下步骤：

1)多孔件设计及打印文件的准备