CN107653395A - 液态金属合金补牙材料及其制备方法和注压成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医用材料及设备技术领域，尤其涉及一种液态金属合金补牙材料及其制备方法和注压成型机。本发明提供的液态金属合金补牙材料，具体地，该补牙材料包括按照质量分数计的如下成分：Bi 32～60份、Al 4～20份、Zn 28～48份、Sn 7～48份、Nb 1～12份。采用包括上述成分的铋基共晶合金作为补牙材料，健康无毒，固化定型时间快，利于减小牙体修复工作时间；充填后体积不变、与窝洞密合效果好，有效提高了牙科修复效果；同时，该液态金属合金补牙材料外观泽呈亮白美观，抗腐蚀性强，不易被唾液腐蚀或溶解；另外，因设有铋元素，使得该补牙材料更具耐磨、抗压强度的优点，使用寿命长。

Description

液态金属合金补牙材料及其制备方法和注压成型机

技术领域

本发明涉及医用材料及设备技术领域，尤其涉及一种液态金属合金补牙材料及其制备方法和注压成型机。

背景技术

牙齿是人体重要器官中惟一的一个无法自主进行修复的器官，在牙齿的危害中，最常见的就是龋齿、楔状缺损等，对牙齿的修补只能依靠调配填充材料填入牙齿的窝洞中来进行修复。

当前最常用的填充材料有汞齐(银汞)合金和复合树脂，但是上述两种填充材料均存在一些缺陷。汞齐(银汞)合金已是被广泛使用超过一个多世纪的补牙材料，成果虽有令人满意的效果，但由于银汞合金中含有汞，人体吸入和吸收银汞合金的汞蒸汽对健康的潜在危害并且汞齐合金长期在口腔中是否会引起汞的释放一直是牙科医生和病人关注的焦点；同时，汞齐合金硬化时会产生尺寸变化，对大颗粒汞齐合金而言，一般发生膨胀现象；而对高铜汞齐合金，情况则较为复杂，通常是先膨胀，然后有轻微的收缩。另外，汞齐合金的制备及使用对操作医生及环境具有极大的危害。复合树脂的强度不如银汞合金，且耐用程度也不及汞合金，易耗损，亦不适用于填补太大的牙洞。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的第一目的是：提供一种健康无毒、固化定型时间快、机械性能优异且能延长使用寿命的液态金属合金补牙材料，以解决现有的银汞合金存在健康隐患、机械性能差及复合树脂易耗损、耐用程度差的问题。

本发明的第二目的是：提供一种健康无毒、固化定型时间快、机械性能优异且能延长使用寿命的液态金属合金补牙材料的制备方法，以解决现有的银汞合金的制备方式对操作者及环境具有极大的危害的问题。

本发明的第三目的是：提供一种采用健康无毒、固化定型时间快、机械性能优异且能延长使用寿命的液态金属合金补牙材料进行牙体修复的注压成型机，以解决现有的银汞合金的使用对操作医生及环境具有极大的危害的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液态金属合金补牙材料，包括按照质量分数计的如下成分：Bi 32～60份、Al 4～20份、Zn 28～48份、Sn 7～48份、Nb 1～12份。

其中，补牙材料包括按照质量分数计的如下成分：Bi 40～50份、Al 10～15份、Zn20～30份、Sn 20～30份、Nb 2～5份。

其中，所述液态金属合金补牙材料为熔点为80～160℃的铋基共晶合金。

本发明还提供了一种所述的液态金属合金补牙材料的制备方法，包括如下操作步骤：

将所述质量份的Al、Zn、Nb放于真空熔炼炉内，然后在300～400℃下熔融，得到第一合金；

将所述质量份的Bi、Sn加入所述第一合金，然后在150～300℃下与所述第一合金融合，得到第二合金；

将所述第二合金搅拌精炼30分钟，并自然冷却至室温，即得所述液态金属合金补牙材料。

本发明还提供了一种采用所述的液态金属合金补牙材料进行牙体修复的注压成型机，包括注压本体，所述注压本体内设有加热装置、加热电源、电源开关及用于放置所述液态金属合金补牙材料的容置腔；所述加热电源分别与所述加热装置及所述电源开关连接，所述加热装置设于所述容置腔的外围，用于加热所述容置腔内的液态金属合金补牙材料；所述容置腔的一端连接有伸出所述注压本体的导管组件，所述容置腔的另一端连接有推送装置，所述推送装置用于将所述液态金属合金补牙材料通过所述导管组件注入牙齿的窝洞中。

其中，所述推送装置包括真空气压腔体及压力活塞，所述真空气压腔体通过所述压力活塞与所述容置腔连接，所述真空气压腔体通过真空气压管与外置的气源连接，通过所述真空气压管向所述真空气压腔体内注入气体，以提供一定的压力使得所述压力活塞推动所述液态金属合金补牙材料进行浇注工作。

其中，所述导管组件包括浇注导管及枪嘴，所述浇注导管的一端与所述容置腔连接，另一端与所述枪嘴连接；所述枪嘴上设有摄像组件，所述摄像组件包括摄像头及探照灯。

其中，所述注压本体还包括与所述摄像头连接的摄像显示屏。

其中，所述浇注导管与所述容置腔的连接处设有隔挡件，所述注压本体还包括与所述隔挡件连接的扳机。

其中，所述加热装置包括多个电热器件，所述多个电热器件均匀分布在所述容置腔的外壁表面上。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供了一种液态金属合金补牙材料，具体地，该补牙材料包括按照质量分数计的如下成分：Bi 32～60份、Al 4～20份、Zn 28～48份、Sn 7～48份、Nb 1～12份。采用包括上述成分的铋基共晶合金作为补牙材料，健康无毒，固化定型时间快，利于减小牙体修复工作时间；充填后体积不变、与窝洞密合效果好，有效提高了牙科修复效果；同时，该液态金属合金补牙材料外观泽呈亮白美观，抗腐蚀性强，不易被唾液腐蚀或溶解；另外，因设有铋元素，使得该补牙材料更具耐磨、抗压强度的优点，使用寿命长。

附图说明

图1是牙齿修补的示意图；

图2是本发明实施例一提供的注压成型机的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的注压成型机的剖面结构示意图。

图中：111：填充材料；222：柔性衬垫；333：患牙；1：主体腔室；2：液态金属“弹夹”；3：“弹夹”开关；4：手柄；5：扳机；6：摄像显示屏；7：浇注导管；8：枪嘴；9：探照灯；10：摄像头；11：真空气压管；12：真空气压腔体；13：压力活塞；14：电热器件；15：液态金属合金补牙材料；16：容置腔；17：电源开关；18：加热电源。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需说明的是，作为补牙材料要求健康无毒，且需要有良好的固位形(能维持充填体在窝洞中不脱落、不松动的形状)和抗力形(能承受咀嚼力不致使充填体或牙体折断的形状)。

一般的，在补牙前需要对龋齿进行窝洞的制备。如图1所示，患牙333制备窝洞时需除净病变组织并建立良好的固位形和抗力形，以免充填体折断、脱落和不密合而造成继发龋，以保护牙髓和健康牙齿组织。特别的，在本实施例中，采用铋基共晶合金作为补牙材料，根据患牙333窝洞的深度加入衬垫材料222，衬垫材料222用于隔断填充材料111(铋基共晶合金)传导的冷热刺激而导致牙齿的刺激痛。

实施例一

一方面，本发明实施例提供了一种液态金属合金补牙材料，包括按照质量分数计的如下成分：Bi 32～60份、Al 4～20份、Zn 28～48份、Sn 7～48份、Nb 1～12份。其中，Bi为铋，Al为铝，Zn为锌，Sn为锡，Nb为铌，具体地，可根据实际实施条件选择上述五种组分的比例范围。通过采用上述五种物质制得的铋基共晶合金作为补牙材料，因设有铋元素，使得该补牙材料更具耐磨、抗压强度的优点，使用寿命长；同时，该液态金属合金补牙材料，健康无毒，固化定型时间快，利于减小牙体修复工作时间；充填后体积不变、与窝洞密合效果好，有效提高了牙科修复效果；另外，该液态金属合金补牙材料的外观光泽且亮白，美观性好，抗腐蚀性强，不易被唾液腐蚀或溶解。

具体地，液态金属合金补牙材料为熔点为80～160℃的铋基共晶合金。在本实施例中，本申请提供的液态金属合金补牙材料的熔点范围为80～160℃，即上述铋基共晶合金在温度为80～160℃时处于液态状态，加热方便且易实现；其中，熔点可根据上述五种组分不同比例的组合来进行适应性的调节或改变。

另一方面，本发明还提供了上述液态金属合金补牙材料的制备方法，包括如下操作步骤：

步骤一、将所述质量份的Al、Zn、Nb放于真空熔炼炉内，然后在300～400℃下熔融，得到第一合金；

具体地，将上述质量份的Al、Zn、Nb放入真空熔炼炉内，加热至300～400℃，使得Al、Zn、Nb熔融在一起，得到第一合金。其中，第一合金包括Al、Zn、Nb。

步骤二、将所述质量份的Bi、Sn加入第一合金，然后在150～300℃下与第一合金融合，得到第二合金；

具体地，将上述质量份的Bi、Sn加至步骤一中的第一合金内，并加热至150～300℃，使得Bi、Sn与第一合金完全融合，得到第二合金。其中，第二合金包括Al、Zn、Nb、Bi、Sn。

步骤三、将第二合金搅拌精炼30分钟，并自然冷却至室温，即得液态金属合金补牙材料。

具体地，将处于熔融状态下的第二合金搅拌均匀并进行精炼作业，持续时间为30分钟，待冷却至室温，即得最终的液态金属合金补牙材料15。此时精炼后的液态金属合金补牙材料外观光泽且颜色亮白，外观性好，也不易被唾液腐蚀或溶解。

制备过程简便，且在整个制备过程中，健康无毒，利于保护实际操作人员的人身健康及安全。

另一方面，如图2至图3所示，本发明还提供了一种采用的液态金属合金补牙材料进行牙体修复的注压成型机，具体包括注压本体，注压本体内设有加热装置、电源开关17、加热电源18及用于放置液态金属合金补牙材料15的容置腔16；加热电源18分别与加热装置及电源开关17连接，电源开关17用于控制加热电源18的开启和关闭，加热电源18用于为加热装置提供电源；加热装置设于容置腔16的外围，用于加热容置腔16内的液态金属合金补牙材料15；容置腔16的一端连接有伸出注压本体的导管组件，容置腔16的另一端连接有推送装置，推送装置用于将液态金属合金补牙材料15通过导管组件注入牙齿的窝洞中，以完成牙体修复。本申请提供的注压成型机，结构简单，操作简便，且填充效果好。

在本实施例中，本申请中的注压本体为一个由主腔室、手柄4及底座构成的壳体，手柄4需起到方便抓取注压成型机的作用；其中，主腔室的形状为前窄后宽的锥体，推送装置及容置腔16均设于主腔室内，加热装置设于容置腔16的外壁表面上，用于加热放置在容置腔16内的液态金属合金补牙材料15；容置腔16的前端设有导管组件，后端设有推送装置。具体进行牙体修复时，先通过加热装置加热容置腔16内的液态金属合金补牙材料15，待该合金处于熔融状态时，通过推送装置推动处于熔融状态的液态金属合金补牙材料15，以使得液态金属合金补牙材料15通过导管组件注入牙齿的窝洞中，进而完成牙体修复作业。

具体地，推送装置包括真空气压腔体12及压力活塞13，真空气压腔体12通过压力活塞13与容置腔16连接，真空气压腔体12通过真空气压管11与外置的气源连接，通过真空气压管11向真空气压腔体12内注入气体，以提供一定的压力使得压力活塞13推动液态金属合金补牙材料15进行浇注工作。在本实施例中，当需推送液态金属合金补牙材料15时，通过真空气压管11向真空气压腔体12内注入气体，以提供一定的压力使得压力活塞13推动液态金属合金补牙材料15进行浇注修复工作。其中，气体可以为纯氮气或其它气体，具体可根据实际实施条件进行合理的选择。

优选地，真空气压腔体12与容置腔16可以一体成型，通过在真空气压腔体12与容置腔16之间设有一与腔体尺寸相匹配的压力活塞13，以将一个腔体分隔成真空气压腔体12与容置腔16。

具体地，导管组件包括浇注导管7及枪嘴8，浇注导管7的一端与容置腔16连接，另一端与枪嘴8连接；枪嘴8上设有摄像组件，摄像组件包括摄像头10及探照灯9。在本实施例中，浇注导管7为一细长杆，浇注导管7的一端与容置腔16连接，另一端与枪嘴8连接，其中，枪嘴8的外形为弧形结构且弧形向下弯曲，方便操作者将熔融状态下的液态金属合金补牙材料15从枪嘴8注入至患者的牙体的窝洞中。进一步地，在枪嘴8的顶端分别设有摄像头10和探照灯9，其中，探照灯9用于为摄像头10提供光源，起到照明患牙环境亮度的效果；摄像头10可以拍照也可以录像，便于进行现场教学或远程教学，也可以录制作为上课课件，以增加教学资源。优选地，摄像头10选用针孔摄像头10，重量轻、体积小且拍摄画面清晰。

优选地，浇注导管7可采用一种石棉隔热极好的材料制成，以确保了液态金属合金补牙材料15在牙体浇注的过程中始终保持熔融态，流动性好。

优选地，枪嘴8的内径范围为0.02～2.00mm之间，具体可根据实际实施条件进行合理的选择。

进一步地，注压本体还包括与摄像头10连接的摄像显示屏6。具体地，通过设有摄像显示屏6，可以将摄像头10拍摄到的画面实时呈现在摄像显示屏6上，进行牙齿填补时，摄像头10将填充的画面传输到摄像显示屏6，以便于医生可以精确控制补牙时填充材料的添加量。在本实施例中，为便于医生查看，摄像显示屏6设于主腔室的侧面。

进一步地，浇注导管7与容置腔16的连接处设有隔挡件，注压本体还包括与隔挡件连接的扳机5。具体地，在本实施例中，隔挡件为一个夹子，操作人员通过手指扣动扳机5，使得夹子松开，浇注导管7与容置腔16连通，通入纯氮气，在纯氮气进入真空气压腔体12后，压力活塞13移动并推动熔融的液态金属合金补牙材料15通过浇注导管7流出，然后经过枪嘴8进入到待填补的患牙窝洞里。优选地，为便于操作，扳机5设于手柄4的外表面。

具体地，加热装置包括多个电热器件14，多个电热器件14均匀分布在容置腔16的外壁表面上。在本实施例中，电热器件14为加热丝，可选用铁铬铝合金或镍铬电热合金中的一种或多种，在接入加热电源18后，用于加热容置腔16内的补牙材料，使其处于熔融状态，以为注入作业做好准备工作。

特别的，需说明的是，在本实施例中，加热电源18设于手柄4内。其中，加热电源18既可以为蓄电池，也可以采用外加电源，具体可根据实际实施条件进行合理的选择。

优选地，为便于添加补牙材料以提高牙体注入修复效率，本发明提供的注压成型机还可设有液态金属“弹夹”2，将配好的铋基共晶合金补牙材料置于液态金属“弹夹”2内后，装入到主体腔室1中，其中，液态金属“弹夹”2的一端连接真空气压腔体12，液态金属“弹夹”2的另一端连接容置腔16。进一步地，在主体腔室1中还可设有”弹夹”开关3，以便于液态金属“弹夹”2的开取更换。

实施例二

本发明实施例提供了一种液态金属合金补牙材料，包括按照质量分数计的如下成分：Bi 40～50份、Al 10～15份、Zn 20～30份、Sn 20～30份、Nb 2～5份，具体可根据实际实施条件选择各组份的合理比例。采用包括上述成分的铋基共晶合金作为补牙材料，健康无毒，固化定型时间快；充填后体积不变、与窝洞密合效果好，有效提高了牙科修复效果；同时，该液态金属合金补牙材料外观泽呈亮白美观，抗腐蚀性强，不易被唾液腐蚀或溶解；另外，因设有铋元素，使得该补牙材料更具耐磨、抗压强度的优点，使用寿命长。

其他技术方案与实施例一中的技术方案相同，为防止重复，不再赘述。

实施例三

本发明实施例提供了一种液态金属合金补牙材料，包括按照质量分数计的如下成分：Bi 46份、Al 10.6份、Zn 8.8份、Sn 29.2份、Nb 5.4份。对该实施例制备得到的液态金属合金补牙材料进行检测，其性能参数值具体参见表1，其中，抗压强度为22Mpa，抗拉强度为20Mpa，该补牙材料更具耐磨、抗压强度的优点，且具有良好的物理性能，利于延长使用寿命。

表1补牙材料性能参数值

其他技术方案与实施例一中的技术方案相同，为防止重复，不再赘述。

综上所述，本发明提供了一种液态金属合金补牙材料，具体地，该补牙材料包括按照质量分数计的如下成分：Bi 32～60份、Al 4～20份、Zn 28～48份、Sn 7～48份、Nb 1～12份。采用包括上述成分的铋基共晶合金作为补牙材料，健康无毒，固化定型时间快，利于减小牙体修复工作时间；充填后体积不变、与窝洞密合效果好，有效提高了牙科修复效果；同时，该液态金属合金补牙材料外观泽呈亮白美观，抗腐蚀性强，不易被唾液腐蚀或溶解；另外，因设有铋元素，使得该补牙材料更具耐磨、抗压强度的优点，使用寿命长。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液态金属合金补牙材料，其特征在于，包括按照质量分数计的如下成分：Bi 32～60份、Al 4～20份、Zn 28～48份、Sn 7～48份、Nb 1～12份。

2.根据权利要求1所述的液态金属合金补牙材料，其特征在于，包括按照质量分数计的如下成分：Bi 40～50份、Al 10～15份、Zn 20～30份、Sn 20～30份、Nb 2～5份。

3.根据权利要求1或2所述的液态金属合金补牙材料，其特征在于：所述液态金属合金补牙材料为熔点为80～160℃的铋基共晶合金。

4.一种如权利要求1所述的液态金属合金补牙材料的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

将所述质量份的Al、Zn、Nb放于真空熔炼炉内，然后在300～400℃下熔融，得到第一合金；

将所述质量份的Bi、Sn加入所述第一合金，然后在150～300℃下与所述第一合金融合，得到第二合金；

将所述第二合金搅拌精炼30分钟，并自然冷却至室温，即得所述液态金属合金补牙材料。

5.一种采用如权利要求1所述的液态金属合金补牙材料进行牙体修复的注压成型机，其特征在于：包括注压本体，所述注压本体内设有加热装置、加热电源、电源开关及用于放置所述液态金属合金补牙材料的容置腔；所述加热电源分别与所述加热装置及所述电源开关连接，所述加热装置设于所述容置腔的外围，用于加热所述容置腔内的液态金属合金补牙材料；

所述容置腔的一端连接有伸出所述注压本体的导管组件，所述容置腔的另一端连接有推送装置，所述推送装置用于将所述液态金属合金补牙材料通过所述导管组件注入牙齿的窝洞中。

6.根据权利要求5所述的注压成型机，其特征在于：所述推送装置包括真空气压腔体及压力活塞，所述真空气压腔体通过所述压力活塞与所述容置腔连接，所述真空气压腔体通过真空气压管与外置的气源连接，通过所述真空气压管向所述真空气压腔体内注入气体，以提供一定的压力使得所述压力活塞推动所述液态金属合金补牙材料进行浇注工作。

7.根据权利要求5所述的注压成型机，其特征在于：所述导管组件包括浇注导管及枪嘴，所述浇注导管的一端与所述容置腔连接，另一端与所述枪嘴连接；所述枪嘴上设有摄像组件，所述摄像组件包括摄像头及探照灯。

8.根据权利要求7所述的注压成型机，其特征在于：所述注压本体还包括与所述摄像头连接的摄像显示屏。

9.根据权利要求7所述的注压成型机，其特征在于：所述浇注导管与所述容置腔的连接处设有隔挡件，所述注压本体还包括与所述隔挡件连接的扳机。

10.根据权利要求5-9任一项所述的注压成型机，其特征在于：所述加热装置包括多个电热器件，所述多个电热器件均匀分布在所述容置腔的外壁表面上。