[发明专利]一种牙科氧化锆全瓷材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种牙科氧化锆全瓷材料的制备方法，所述牙科氧化锆全瓷材料是通过以下制备方法来制备的：按照一定比例精确称取用于制备所述牙科氧化锆全瓷材料的原料：陶瓷粉料、造孔剂、粘结剂、稳定剂、助剂；将所述陶瓷粉料、稳定剂以及至少部分助剂在存在一定量溶剂或无溶剂条件下进行混合球磨或砂磨，得到物料粉体，将所述造孔剂、粘结剂以及其余部分助剂分别在加热或冷却的条件下加入所述物料粉体中，得到物料悬浮液并将其置于模具中冷却干燥，得到所述牙科氧化锆全瓷材料。

技术领域

本发明涉及牙科材料技术领域，尤其涉及一种牙科氧化锆全瓷材料及其制备方法。

背景技术

全瓷修复技术因具有良好的生物相容性和优越的美观效果，成为口腔材料的较为理想的选择，在全瓷材料系统中，氧化锆陶瓷的强度、韧性等机械性能明显优于其他材料,是目前口腔材料关注和研究的焦点,它在氧化物陶瓷中占有重要地位。氧化锆陶瓷材料能够解决常规全瓷材料强度和韧性不足等问题,并且它属于生物惰性陶瓷类材料,在生物医学领域得到了广泛应用。

氧化锆生物陶瓷由高纯二氧化锆构成的一种近于惰性的生物陶瓷，其是通过将含有少量稳定剂的高纯二氧化锆经过高温烧结而制得，高稳定剂例如为氧化钙、氧化镁或氧化钇。不仅具有良好的耐磨性、抗生理腐蚀性和生物相容性，而且其断裂韧性性和强度均优于氧化铝陶瓷。主要用于人体关节、牙种植体等硬组织的修复和替换。

氧化锆具有极高的化学稳定性和热稳定性，其T_m＝2953K，在生理环境中呈现惰性，具有很好的生物相容性。纯氧化锆具有三种同素异型体：单斜氧化锆(m相)、四方氧化锆(t相)以及立方氧化锆(c相)，三种同素异型体存在于不同的温度范围，并在一定条件下可以发生晶型转化(相变)。氧化锆通常室温下仅以单斜相形式存在，但加入适量有利于稳定四方相的SrO、MgO、Y₂O₃、CaO、Sc₂O₃、La₂O₃及Mn₂O₃等氧化物与氧化锆之间形成固溶体，可以使得氧化锆的四方以及立方晶型在室温下仍保持稳定或亚稳态。通过应力诱导相变增韧使氧化锆陶瓷具有很高的力学性能。在承受外力作用时，其四方氧化锆(t相)向单斜氧化锆(m相)转化的过程需吸收较高的能量，使裂纹尖端应力松弛，增加裂纹扩散阻力而增韧，因而具有非常高的断裂韧性。部分稳定的氧化锆和氧化铝一样，生物相容性良好，在人体内稳定性高，且比氧化铝断裂韧性、耐磨性更高，有利减少植入物尺寸和实现低摩擦、磨损，用以制造牙根、骨、股关节、复合陶瓷人工骨、瓣膜等。

虽然氧化锆陶瓷具有优秀的力学性能，但其作为生物惰性材料却不能与骨组织形成化学结合，影响植入体的可靠性和长期疗效。现有技术中往往通过加入生物活性成分或表面改性的方法，使得氧化锆陶瓷具有一定的生物活性，要求其能够达到赋予氧化锆陶瓷生物活性的同时不会对其力学性能产生明显的影响，并且生物活性表面层的接合强度以及长期稳定性要能够满足临床应用的要求。

牙科常用的氧化锆陶瓷包括：四方相氧化锆陶瓷、氧化锆增韧陶瓷、部分稳定氧化锆陶瓷及纳米氧化锆与氧化铝复合陶瓷，这四种氧化锆陶瓷都含有稳定的四方相，并通过其四方氧化锆(t相)向单斜氧化锆(m相)的马氏体相变增韧，但微观结构各不相同，决定了不同的性能和加工工艺。

中国专利(公开号为CN107827457A)公开了一种多孔氧化锆陶瓷的制备方法，先将氧化锆和氧化钇按重量配比混合均匀制备混合料；然后制备聚丙烯醇水溶液和氯化铵水溶液：将所得混合料和溶液一起放入球磨机中进行球磨；向球磨后的浆料中加入粘结剂、淀粉溶液、表面活性剂，继续球磨30min；之后加入10％的氯化铵水溶液，高速下球磨3min，迅速倒入模具中成型；将模具和模具中的浆料放入烘箱中进行发泡；然后放入冷冻箱中冷冻，形成凝胶；将凝胶样品进行脱模，经干燥后烧结，得到多孔氧化锆陶瓷。本发明用磷酸锌作为粘结剂，提高了粘结强度，降低了污染，得到的多孔氧化锆陶瓷孔隙率高，孔径均匀，提高了多孔氧化锆陶瓷的性能。