CN102755199A

CN102755199A - 一种通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法

Info

Publication number: CN102755199A
Application number: CN2012102761633A
Authority: CN
Inventors: 马培龙
Original assignee: SHANGHAI MAGETDENTAL TECHNOLOGY Ltd Co
Current assignee: SHANGHAI MAGETDENTAL TECHNOLOGY Ltd Co
Priority date: 2012-08-06
Filing date: 2012-08-06
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明公开了一种通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，该方法包含以下步骤：步骤1，通过计算机采集口腔的三维数据，生成所需义齿的三维CAD虚拟模型；步骤2，根据步骤1的三维CAD虚拟模型，制备所需义齿的阳模；步骤3，通过包裹步骤2的阳模制备所需义齿的阴模；步骤4，通过凝胶注模工艺，将氧化锆胶态浆料注入步骤3的阴模之中，然后加热诱发聚合反应，使氧化锆胶态浆料固化；步骤5，将固化的氧化锆进行脱模干燥，得到所需义齿的生胚；步骤6，将生胚进行烧结，得到氧化锆义齿。本发明提供的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，具有材料利用率高，制造效率高，成品密度高、强度好的优点。

Description

一种通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法

技术领域

本发明涉及一种制备氧化锆义齿的方法，具体地，涉及一种通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法。

背景技术

现在应用在临床上的义齿，通常采用铸压型全瓷内冠（即铸瓷）制作的义齿，该铸瓷材料比较透明，对于颜色较深的牙齿，不适合作铸瓷修复；因为铸瓷材料的强度不够，后牙不适合做铸瓷修复，且采用铸瓷材料制作的义齿固定桥结构最大只能为3个单位，即包含单个内冠的义齿固定桥结构（包括内冠及两侧的支撑体）。目前还出现有应用氧化铝材料制作内冠的义齿，但因为氧化铝材料强度不够高，只适合做单个义齿，不适合用于制作大跨度固定桥结构的义齿。

氧化锆（ZrO₂）是自然界中以斜锆石存在的一种矿物。医用氧化锆经过清洁加工，在锆中保留的少量α射线的残余，其穿透深度很小，仅60微米。氧化锆烤瓷牙密度和强度很高。独一无二的抗破裂性及破裂后强韧的固化性能。可制作6个单位以上的烤瓷桥，解决了所有全瓷系统不能做长桥的问题。氧化锆烤瓷牙色泽自然，牙齿颜色的自然感觉和不明显的牙冠边缘也是采用氧化锆全瓷修复所带来的好处；如果口腔中镶嵌的假牙是含金属的烤瓷冠，在您需要做头颅X线、CT、核磁共振检查时，将会受到影响甚至拆除。非金属的氧化锆对X线却无任何阻挡，只要镶入氧化锆烤瓷牙，日后需头颅X线、CT、核磁共振检查时都不需要拆掉假牙，省去很多麻烦。生物相容性好，对牙龈无刺激、无过敏反应，很适合应用于口腔；氧化锆烤瓷牙材料与其它全瓷修复材料相比其强度上的优势使医生不用过多的磨除患者的真牙，就能达到极高的强度。

目前，氧化锆烤瓷牙的成型方法主要采用“干压—预烧结”氧化锆瓷块的工艺，通过瓷块成型、预烧结、切削加工以及烧结的过程得到所需的义齿。但这种成型方法也有材料浪费大、加工成本高、制造效率低等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备氧化锆义齿的方法，通过凝胶注模成型（gel-casting）工艺，提高材料利用率和制造效率，制备密度高、强度好的氧化锆义齿。

为了达到上述目的，本发明提供了一种通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，该方法包含以下步骤：

步骤1，通过计算机采集口腔的三维数据，生成所需义齿的三维CAD虚拟模型；步骤2，根据步骤1所述的三维CAD虚拟模型，制备所需义齿的阳模；步骤3，通过包裹步骤2所述的阳模制备所需义齿的阴模；步骤4，通过凝胶注模工艺，将含有氧化锆的胶态浆料注入步骤3所述的阴模之中，然后加入引发剂并加热诱发聚合反应，使所述的含有氧化锆的胶态浆料固化；步骤5，将固化的氧化锆进行脱模干燥，得到所需义齿的生胚；步骤6，将所述的生胚进行排胶（即，去除有机物）和烧结，得到氧化锆义齿。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，步骤2所述的阳模包含通过三维打印快速成形机接收所述的计算机的数据，以石膏粉和粘结剂为原料，制备的所需义齿的石膏阳模；以及通过激光固化快速成型机接收所述的计算机的数据，使激光对液态光敏树脂产生作用而制备的所需义齿的树脂阳模。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，步骤3所述的阴模包含通过快速成型模具制备的所需义齿的硅橡胶阴模。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，步骤4所述的凝胶注模工艺，是指将无机粉末分散在有机单体溶液中，形成所述的胶态浆料，然后在引发剂和热作用下，发生原位聚合反应形成网状结构将无机粉末包裹其中，成为硬实的胚体。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，所述的无机粉末为生物级氧化锆纳米粉末。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，所述的有机单体溶液包含有机单体和交联剂，溶剂为水。有机单体的质量百分比为20%~40%，交联剂的含量为所述有机单体质量的5%~15%。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，所述的有机单体为N，N—二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，所述的交联剂为N，N—亚甲基双丙烯酰胺。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，所述的无机粉末分散在有机单体溶液中，需要加入分散剂；所述的分散剂为羧酸钠或聚丙烯酸铵，该分散剂的含量为所述无机粉末质量的0.5%~2%。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，所述的引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐或偶氮二异丁脒唑啉盐酸盐，其含量为有机单体质量的1~10%。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，步骤4所述的氧化锆胶态浆料在注模之前还包括一个真空脱泡的步骤。

上述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其中，步骤4所述的加热，其温度范围为60~80℃。

本发明提供的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法具有以下优点：

相对于“干压—预烧结”成型来说，本发明采用的凝胶注模成型具有材料利用率高，制造效率高，成品密度高、强度好的优点；而和注浆成型相比，凝胶注模成型周期短，成品的结构与密度均匀，性能稳定可靠；与注射成型相比，凝胶注模成型不需要昂贵的成型模具，一般以水作分散介质，只需少量的粘合剂，因此不需要严格的排胶工序，适合批量生产及特殊制件的一次成型。

总之，通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿，工艺过程时间短、所用设备价廉，制作成本低；制品的结构和密度均匀，对制品的形状与尺寸受限制小；有机单体含量低，产品尺寸精度高，坯体强度高（可达30MPa），适宜进行较复杂的成型加工。

附图说明

图1为本发明的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法的流程图。

图2为本发明采用的凝胶注模成型工艺的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图1所示，本发明提供的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，包含以下步骤：

步骤1，通过计算机采集口腔的三维数据，生成所需义齿的三维CAD虚拟模型1；步骤2，根据步骤1的三维CAD虚拟模型1，制备所需义齿的阳模；步骤3，通过包裹步骤2的阳模制备所需义齿的阴模41；步骤4，通过凝胶注模工艺进行模注5，即，将含有氧化锆的胶态浆料注入步骤3的阴模41之中，然后加入引发剂并加热诱发聚合反应6，使含有氧化锆的胶态浆料固化；步骤5，将固化的氧化锆进行脱模干燥7，得到所需义齿的生胚71；步骤6，将生胚71进行排胶和烧结8，得到氧化锆义齿9。

步骤2中的阳模为通过三维打印快速成形机2，接收计算机的数据，以粘结剂21和石膏粉22为原料制备的所需义齿的石膏阳模24。也可以是通过激光固化快速成型机3接收计算机的数据，使激光31对液态光敏树脂32产生作用而制备的所需义齿的树脂阳模34。

步骤3中的阴模41为通过快速成型模具4制备的所需义齿的硅橡胶阴模41。

步骤4中的加热诱发聚合反应6，其优选温度为75℃。

步骤4中的凝胶注模工艺，是指将无机粉末分散在有机单体溶液中，形成胶态浆料，然后在引发剂和热作用下，发生原位聚合反应形成网状结构将无机粉末包裹其中，成为硬实的胚体。

步骤4的含氧化锆的胶态浆料在注模之前还包括一个真空脱泡的步骤。

其中，无机粉末为生物级氧化锆纳米粉末。

有机单体溶液包含有机单体和交联剂，溶剂为水。有机单体的质量百分比为20%，交联剂的含量为有机单体质量的10%。有机单体为N，N—二甲基丙烯酰胺，交联剂为N，N—亚甲基双丙烯酰胺。

与无机粉末一起加入有机单体溶液中的还包含分散剂羧酸钠。分散剂的含量为无机粉末质量的1%。

引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐，其含量为有机单体质量的5%。

如图2所示，本发明采用的凝胶注模成型（gel-casting）工艺的基本原理是在含有有机单体和交联剂的溶液中添加无机粉末，混合成低粘度高固相含量的料浆，在引发剂的作用下，使料浆中的有机单体交联聚合成三维网状结构，从而使料浆原位固化成型。本发明采用的固化方法则为高聚物合成中的升温法，即将浓悬浮体浆料注模后，通过对模具加热，使体系温度升高至60～80℃，然后在此温度下保温一定时间，在引发剂作用下发生凝胶化反应，形成三维网络结构，从而实现原位固化成型。然后再进行脱模、干燥、排胶（即，去除有机物）、烧结，即可得到所需的氧化锆义齿。

目前Gel-casting工艺主要应用于微米级颗粒成型和较粗的耐火材料成型，纳米颗粒的应用相对较少，细、密、匀、纯是性能优良材料的必要条件，因此本发明采用的纳米级颗粒注凝研究有助于高、精、尖材料的发展。同时，该工艺主要采用非水溶性凝胶体系，具有毒性，既不利于操作人员的身体健康，又会给环境带来一定的危害，更不适用于加工医学器材。本发明采用的低毒性的材料，提供了一种健康低毒的高效凝胶体系，使Gel-casting在医疗器械加工领域的应用成为可能。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

步骤1，采集口腔的三维数据，生成所需义齿的三维CAD虚拟模型；

步骤2，根据步骤1所述的三维CAD虚拟模型，制备所需义齿的阳模；

步骤3，通过包裹步骤2所述的阳模制备所需义齿的阴模；

步骤4，通过凝胶注模工艺，将含有氧化锆的胶态浆料注入步骤3所述的阴模之中，然后加热诱发聚合反应，使所述的胶态浆料固化；

步骤5，将固化的氧化锆进行脱模，干燥，得到所需义齿的生胚；

步骤6，将所述的生胚进行烧结，得到氧化锆义齿。

2.如权利要求1所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，步骤2所述的阳模包含通过三维打印快速成形机对石膏粉和粘结剂作用而制备的所需义齿的石膏阳模，或通过激光固化快速成型机对液态光敏树脂作用而制备的所需义齿的树脂阳模。

3.如权利要求1所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，步骤3所述的阴模包含通过快速成型模具制备的所需义齿的硅橡胶阴模。

4.如权利要求1所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，步骤4所述的凝胶注模工艺，是指将无机粉末分散在有机单体溶液中，形成所述的胶态浆料，然后在引发剂和热作用下，发生原位聚合反应形成网状结构将无机粉末包裹其中，成为硬实的胚体。

5.如权利要求4所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，所述的无机粉末为生物级氧化锆纳米粉末。

6.如权利要求4所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，所述的有机单体溶液包含有机单体和交联剂，溶剂为水。

7.如权利要求6所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，所述的有机单体为N，N—二甲基丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺，所述的交联剂为N，N—亚甲基双丙烯酰胺。

8.如权利要求4所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，所述的无机粉末分散在有机单体溶液中，还需要加入分散剂；所述的分散剂为羧酸钠或聚丙烯酸铵。

9.如权利要求4所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，所述的引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐或偶氮二异丁脒唑啉盐酸盐。

10.如权利要求1所述的通过凝胶注模氧化锆快速成型制备义齿的方法，其特征在于，步骤4所述的加热，其温度范围为60~80℃。