CN105130431A - 一种个性化彩色氧化锆齿科托槽及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种个性化彩色氧化锆齿科托槽及其制备方法，属于口腔正畸技术领域。本发明以添加氧化钇稳定的氧化锆陶瓷为托槽材料，成型、预烧后根据使用者牙齿的颜色对白色的氧化锆托槽坯体进行染色与烧结，最终氧化锆托槽的颜色与使用者牙齿颜色近似或相同，从而实现托槽使用外观的美学要求与个性化定制。本发明制备齿科托槽的方法成本低、工艺简单，得到的齿科托槽不仅有更好的美学外观，而且具有更好的材料强度和生物稳定性。
Description
技术领域
本发明属于口腔正畸技术领域，涉及齿科托槽，具体涉及一种个性化彩色氧化锆齿科托槽及其制备方法。
背景技术
目前使用的托槽材质主要为不锈钢和陶瓷。与不锈钢相比，陶瓷托槽不仅具有更好的生物相容性，稳定的机械强度，适宜的硬度与耐磨性，同时使用的美观性更是远胜于不锈钢托槽。目前临床所使用的陶瓷托槽的材质主要是氧化铝。为了满足使用的美学要求，一般将陶瓷托槽制备成透明或半透明。但是，氧化铝陶瓷受到其晶体结构的各向异性和制备条件的限制，所制备的陶瓷托槽的透明度较低，难以达到与使用者牙齿色泽的完全匹配，并且透明氧化铝的制备工艺与成本较高。中国专利CN103263302报道了口腔正畸用的高透明陶瓷托槽及其制备方法，该方法采用透明度更佳的镁铝尖晶石作为托槽材料，虽然能够提高陶瓷托槽的透明度，但是镁铝尖晶原料的成本高，而且需要在真空或者氮气气氛和1700～1900℃的高温条件下对陶瓷坯体进行烧结，大大提高了产品的制备成本与工艺复杂性。此外，氧化铝韧性较差，在使用过程中容易导致托槽的断裂；且氧化铝材质较硬，容易对患者的牙齿表面产生损伤。
使用的美学性是患者在托槽选择时的一个重要考量。除了将托槽制备成透明让患者牙齿的本质色能够透过托槽显现出来，还可将托槽制备成与牙齿相近的颜色。如中国专利CN03234387.6公开了一种“口腔正畸用的生物陶瓷托槽”，该托槽是在高纯氧化铝或氧化锆中加入色料制备而成。但是牙齿的颜色随患者而异，加入色料的方法不仅制备工艺复杂、成本较高，而且氧化铝中色料元素的加入会对材料的烧结行为与最终产品的力学性能造成较大的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够满足个性化要求的彩色氧化锆齿科托槽及其低成本制备方法。
本发明可以通过下述技术方案实现：
一种个性化彩色氧化锆齿科托槽的制备方法，包括如下步骤：
（1）将氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体进行托槽形状成型；
（2）将成型的托槽坯体进行预烧结；
（3）用染色液对预烧结的氧化锆托槽坯体进行染色；
（4）对经过染色处理的氧化锆托槽坯体进行干燥；
（5）对干燥后的氧化锆托槽坯体进行烧结得到个性化彩色氧化锆齿科托槽。
步骤（1）中所述的氧化钇的添加量优选为氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体摩尔量的1.5～8%。
步骤（2）中所述的预烧结的条件优选为：800～1000℃保温1～2h。
步骤（3）中所述的染色液中包含铒离子、镨离子、铈离子、钕离子、铁离子、钴离子等阳离子中的一种或多种。
步骤（3）中进行染色的方法包括将预烧结的氧化锆坯体在染色液中浸泡，通过喷涂、涂刷或海绵施加将染色液施加到氧化锆坯体上。
步骤（4）中所述的干燥的方法为常温干燥、红外干燥、冷冻干燥或微波干燥等。
步骤（5）中所述的烧结的条件优选为1250～1600℃0.5～3h；更优选的，为1350～1550℃1～2h。
一种个性化彩色氧化锆齿科托槽，通过上述方法制备得到。
本发明以添加氧化钇稳定的氧化锆陶瓷为托槽材料，成型、预烧后根据使用者牙齿的颜色对白色的氧化锆托槽坯体进行染色与烧结，最终氧化锆托槽的颜色与使用者牙齿颜色近似或相同，从而实现托槽使用外观的美学要求与个性化定制。本发明制备齿科托槽的方法成本低、工艺简单，得到的齿科托槽不仅有更好的美学外观，而且具有更好的材料强度和生物稳定性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
称取1.5g的添加3mol%氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体（3Y-TZP）在压力下注射进入模具中进行托槽形状成型。将成型后的托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1000℃，保温1小时，冷却，获得预烧结的白色氧化锆陶瓷托槽坯体。将预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体浸入100mL含有7.358g硝酸钕水合物（0.168mol/L）、15.771g硝酸铒水合物（0.356mol/L）、1.131g硝酸镨水合物（0.026mol/L）、6.249g硝酸铈水合物（0.144mol/L）的水溶液中，浸泡30秒取出常温干燥24小时。干燥后氧化锆陶瓷托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1470℃，烧结1小时，随炉冷却得到彩色氧化锆齿科托槽。经比对，所制得的彩色氧化锆齿科托槽的颜色为VITAClassical比色板A2色。
实施例2
称取1.5g的添加2mol%氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体（2Y-TZP）在压力下注射进入模具中进行托槽形状成型。将成型后的托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1000℃，保温1小时随炉冷却，获得预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体。将预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体浸入100mL含有3.723g硝酸钕水合物（0.085mol/L）、9.657g硝酸铒水合物（0.218mol/L）、0.653g硝酸镨水合物（0.015mol/L）、3.212g硝酸铈水合物（0.074mol/L）的水溶液中，浸泡30秒取出微波干燥2小时。干燥后氧化锆陶瓷托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1530℃，烧结1小时，随炉冷却得到彩色氧化锆齿科托槽。采用标准比色板VITAClassical进行对比显示所制得的彩色氧化锆齿科托槽为B1色。
实施例3
称取1.5g的添加5.8mol%氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体（5.8%的氧化钇和94.2%的氧化锆）在压力下注射进入模具中进行托槽形状成型。将成型后的托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1000℃，保温1小时随炉冷却，获得预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体。将预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体浸入100mL含有12.045g硝酸钕水合物（0.275mol/L），21.087g硝酸铒水合物（0.476mol/L），1.523g硝酸镨水合物（0.035mol/L），8.940g硝酸铈水合物（0.206mol/L）的水溶液中，浸泡30秒取出冷冻干燥24小时。干燥后氧化锆陶瓷托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1470℃，烧结1小时，随炉冷却得到彩色氧化锆齿科托槽。采用标准比色板VITAClassical进行对比显示所制得的彩色氧化锆齿科托槽为C3色。
实施例4
称取1.5g的添加3mol%氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体（3Y-TZP）在压力下注射进入模具中进行托槽形状成型。将成型后的托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1000℃，保温1小时随炉冷却，获得预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体。将预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体浸入100mL含有15.771g硝酸铒水合物（0.356mol/L）、0.778g硝酸钕水合物（0.018mol/L）、0.283g硝酸铁水合物（0.007mol/L）、0.058g硝酸钴水合物（0.002mol/L）的水溶液中，浸泡30秒取出红外干燥2小时。干燥后氧化锆陶瓷托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1450℃，烧结1小时，随炉冷却得到彩色氧化锆齿科托槽。采用标准比色板VITAClassical进行对比显示所制得的彩色氧化锆齿科托槽为D4色。
实施例5
称取1.5g的添加3mol%氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体（3Y-TZP）在压力下注射进入模具中进行托槽形状成型。将成型后的托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1000℃，保温1小时随炉冷却，获得预烧结的氧化锆陶瓷托槽坯体。配置100mL含有2.102g硝酸钕水合物（0.048mol/L）、9.303g硝酸铒水合物（0.210mol/L）、0.696g硝酸镨水合物（0.016mol/L）、5.382g硝酸铈水合物（0.124mol/L）的水溶液，采用海绵将溶液涂覆在预烧结氧化锆陶瓷托槽坯体，保持5分钟后取出常温干燥24小时。干燥后氧化锆陶瓷托槽坯体置于马弗炉中以5℃/min速率升温至1450℃，烧结1小时，随炉冷却得到彩色氧化锆齿科托槽。采用标准比色板VITAClassical进行对比显示所制得的彩色氧化锆齿科托槽为A1色。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种个性化彩色氧化锆齿科托槽的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体进行托槽形状成型；
（2）将成型的托槽坯体进行预烧结；
（3）用染色液对预烧结的氧化锆托槽坯体进行染色；
（4）对经过染色处理的氧化锆托槽坯体进行干燥；
（5）对干燥后的氧化锆托槽坯体进行烧结得到个性化彩色氧化锆齿科托槽。
2.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于：步骤（1）中氧化钇的添加量为氧化钇作为稳定剂的氧化锆粉体摩尔量的1.5～8%。
3.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于：步骤（2）中预烧结的条件为：800～1000℃保温1～2h。
4.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的染色液中包含铒离子、镨离子、铈离子、钕离子、铁离子、钴离子中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于：步骤（3）中进行染色的方法包括将预烧结的氧化锆坯体在染色液中浸泡，通过喷涂、涂刷或海绵施加将染色液施加到氧化锆坯体上。
6.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于：步骤（4）中所述的干燥的方法为常温干燥、红外干燥、冷冻干燥或微波干燥。
7.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于：步骤（5）中烧结的条件为1250～1600℃0.5～3h。
8.根据权利要求7所述的的制备方法，其特征在于：步骤（5）中烧结的条件为1350～1550℃1～2h。
9.一种个性化彩色氧化锆齿科托槽，其特征在于：通过权利要求1～8任一项所述的方法制备得到。
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