CN1089577C - 应用新的玻璃组合物制备牙科玻璃柱和支持柱，及生产玻璃柱的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应用新的玻璃组合物制备牙科玻璃柱和支持柱，及生产玻璃柱的方法。玻璃材料含高比例的三氧化硼，这使减少碱性氧化物成分成为可能。这样获得的牙玻璃柱为生物适宜的，并可用于制备齿桥，最优选用于当作为齿桥支持的其后牙缺失时。

Description

应用新的玻璃组合物制备牙科玻璃柱和支持柱，及生产玻璃柱的方法

技术领域

本发明涉及应用新的玻璃组合物制备牙科玻璃柱和支持柱，及生产玻璃柱的方法。

背景技术

牙齿缺失扰乱了牙列的完全咬合及咀嚼的协调。忽视这些强烈影响身体和精神的协调。臼齿缺失最常发生，这最初可通过插入齿桥取代。然而，搭建固定的齿桥可被支持桥端的其次牙齿的缺失所影响。这问题只能通过可移动的义齿来解决。由于缺乏替代牙而咀嚼不足可反过来影响胃肠功能。面部的美观也改变，这可能引起心理障碍。

已知替代牙齿的几种方法，其中包括，通过特殊的有固定或不固定末端的齿桥的方法，此种利用可引发本领域熟知的问题。

1994，11月1日签发的匈牙利专利210.237涉及用附带玻璃根的金属齿桥替代缺失的相邻牙及制备金属齿桥的方法。根据以上专利的齿桥包括常规的金属桥体和一个或多个用其锥形末端附着于金属桥体的玻璃根。该专利的要素是，支持金属齿桥的玻璃根通过熔铸玻璃制得，并和牙托的形状相适应，且玻璃根，或在有若干玻璃根时，至少其中之一固定于金属齿桥的末端背部组件。制作金属齿桥时，融化的玻璃条被压入用常规方法制得的模型的合适位置，接着缓慢冷却和牙托形状适应的玻璃模子，冷却后，正对牙龈的侧边被研磨并切除，玻璃根被临时固定于模型上并固定于事先制备的金属齿桥内。由德国牙医1936年从玻璃罐制得的玻璃根与描述的方法类似，它是仅通过研磨而非融化。

根据以上提到的匈牙利专利，玻璃条于合适的温度524℃到526℃融化。所描述的合适的玻璃组合物如下：73.0％SiO₂，7.0％B₂O₃/As₂O₃/Al₂O₃，2.5-5％MgO和其它为ZnO/BaO/PbO/Fe₂O₃/Na₂O/K₂O。

带有不固定末端的特殊齿桥的耐用性通过使用与牙龈形状相符的支持柱(可能多个)可显著提高。对圆形或椭圆形横截面形状的固定元件的性质可提出许多要求。最重要的要求如下：

a)耐受咀嚼引起的紧张力的适当刚性，对口中发生的化学反应的长期耐受性，

b)用于人体时长期的组织耐受性及惰性，

c)用于牙科实验室条件下的合适的软化特性及可塑性，从而使其结构保持惰性，及在咀嚼时得以保持其刚性。

根据经验，无机玻璃特别符合这些要求。然而，大多数玻璃由于不符合上述要求而不适合于牙科目的。有些其它的玻璃只能在折衷情况下使用。因此，提供一种符合最适合所述使用条件的特殊组成的玻璃是很有必要的。本发明的目的就是研制这样一种特殊组成的玻璃。

所谓的支持柱，即使考虑到与传统固定的齿桥相比压力的分散，作为齿桥游离末端的支持物必须有确定的力学抵抗力来耐受众所周知的咀嚼时的高压和剪切力。非应变的(unstrained)硅酸盐玻璃似乎很适于此目的，其弹性模数通常在500到800mPa，其压缩强度与传统的塑料材料相比很高。

该玻璃5-7的Mohs硬度对制造不会为食物刮伤的支持柱足够高。即表面的小刮伤在断裂中起重要作用。表面的小刮伤也使力学性质恶化。尽管根据本发明的应用很明显并不象牙齿一样暴露于很强的腐蚀，这种玻璃对磨损也有高抵抗性。

这种玻璃的导热和导电性很低。没有在口腔内形成自发电池及加速口腔中由其它金属制造部件发生腐蚀的危险。

插入的结构材料优选具有化学抵抗性。硅酸盐玻璃通常符合这一要求。然而，应考虑玻璃和接触玻璃的溶液如唾液间的合成反应。这种反应可分为相互作用的两个过程。作为第一过程的结果，氢离子由溶液中到达玻璃表面，通过缓慢扩散进入玻璃内部。同时，碱性离子尤其是钠离子以与氢离子相等的数量进入溶液。这部分过程使溶液成为碱性。第二过程导致玻璃的聚合物结构缓慢降解，其间所有组成玻璃的成分进入溶液。在正常人体温度下，这两个过程通常都很缓慢的进行，然而，根据玻璃的组成不同速度可以大大改变。必须考虑一种很不利的情况，即局部pH值的显著增高和/或对有机体有害的毒性材料的溶解。

结构材料的选择及所用技术的简单性也是重要的因素，即在通常的牙科力学实验室里，支持柱能很容易地、并在很短时间内形成，并固定在桥中。从这个角度来看，牙的玻璃支持柱有显著优越性。本发明的玻璃支持柱可简单地加热到合适的温度，然后压到石膏模的合适位置上，优选使用用于该目的工具，并且逐渐冷却以避免不希望的应力。上面提到的匈牙利专利不能完全符合上述要求。

附图简述

下面将参考图对本发明进行进一步解释，其中：

图1表明用于制作支持柱的预先形成的玻璃柱产品的制造过程，

图2是预先形成产品及在应用于玻璃支持柱所用的特殊工具(填装工具)的横截面，

图3显示了置于牙龈上的根据其形式赋形的支持柱的横截面。

发明详述

本发明的一个目的在于提供一种完全生物可容的材料，它也可以商业制备以便产品各部分的物理和化学特性都恒定地符合上述主要要求。

根据本发明，通过使用具有以下组成的玻璃组合物达到了此目的：

二氧化硅              SiO₂                     70-75％

三氧化硼              B₂O₃                    12-18％

氧化钠                Na₂O                     4-8％

氧化钾                K₂O                      0.5-2.O％

氧化铝                Al₂O₃                   0.8-2％

该材料的物理性质如下：

玻璃材料的炉中在1560-1600℃熔化.

工作温度：1400℃.

线性膨胀系数：4-4，2.10^-6K^-1.

压缩强度：120-150mPa.

抗酸性：水解类型I.

抗碱性：水解类型II.

检查组合物时表明除了主要成分外，可包括伴随杂质少量锌和镁(Zn，0.01％和MgO 0.006％)，而它们呈隋性不能导致刺激性及对身体的损害。组合物不含有对身体有害的铅或钡。

软化温度是足够低的，以便用牙科力学实验室现有的热源能使材料成形。这一优越的性质归因于高硼酸盐成分，这使在其它情况下必要的高碱性成分的降低成为可能。降低氧化钠的浓度能显著改善玻璃的化学抵抗性。一方面低碱含量是有利的，因为因腐蚀而从玻璃进入有机体的物质量很小，即使有可忽略量的溶解成分也是无毒的。另一方面由于低钠浓度，腐蚀也不会导致牙龈附近pH值的显著升高，是有利的。

本发明的另一目的是由上述玻璃组分制造的玻璃支持柱，优选以适用于牙科力学的形式提供。

根据前述匈牙利专利中描述的过程，通过将玻璃条压在模型上形成玻璃根。玻璃条必须在相当的长度下熔化，当将其压入模型时，熔化的根易于在玻璃条的纵向轴上变形。因此，方法很复杂，如果没有合适的技能有很高的失败的危险。

本发明的玻璃材料组合物及其相应的物理和化学特性是稳定的，易于操作。根据本发明优选的玻璃生产和使用方法详述如下：

在用于此目的的熔炉(若为用于其它目的的炉，在熔化锅壁上保留的部分可能会产生不期望的污染，因此优选将其除去)中，其组分符合上述内容的玻璃原材料于1580℃到1600℃熔化，然后形成4mm厚的玻璃条。玻璃条在控制下冷却以避免不期望的应力，因为加热的玻璃因材料组分不同在外界温度下会以不同的方式反应。本发明的玻璃迅速冷却可能导致不期望的应力，因此必须在熔化原料中使用控制的冷却温度直至冷却到450℃以下。

这样产生的条构成了制造支持柱的原材料。用于支持柱制造的工具如下：氧气/丙烷气加热炉，含有如图1所示支持柱形状的加压模，镊子，热处理室或热绝缘的垫子用于根据该技术冷却已完成的产品。

优选的支持柱制备过程如下：事先制备的玻璃条用加热炉加热至900-1200℃，在预热至600-700℃的加压模中压成型并通过另一炉维持在600-700℃。加压模优选维持在此温度，由于更高的温度时材料会粘附于工具，更低的温度时产品冷却得太快而带来有害的应力。玻璃制成压模的形状后(约1秒)，它将通过火焰与玻璃条分离，支持柱通过外推轴从加压模中取出，放入热处理室，在此逐渐冷却至室温。

然后在分离处形成的凸出表面通过一钻石盘垂直于纵向轴抛光，从而便于牙科技术人员将来的工作。

这样形成的支持柱可供商用或直接使用。

牙科技术人员制成支持柱的方法如下：

玻璃柱置于图2的夹子中并通过氧气/丙烷加热至白热，约900-1200℃，直至材料软化并变得可塑。

软化的材料通过垂直于网的移动压至预先制备的石膏模的预定部位，接着将其表面置于火焰上短暂地反复加热，然后压入，并由陶瓷垫覆盖，在此用上述方式制备的支持柱全部质量均匀地一步冷却至至少450℃以下以避免在受压表面的有害应力。

正对受压表面的支持柱末端利用目前用于玻璃工业的钻石刀和钻石磨床按照插入齿桥的要求制成。用此法制备的支持柱加以处理以使柱牙适合模型并通过粘合剂固定于完工的齿桥。

由根据本发明的玻璃生产的支持柱和/或本发明的支持柱已用于150例病人，通过进行定期的大体检查，X-射线对照，和可能时检查固定而后来移去的齿桥。不论在支持柱下部位，还是在相邻部位均未观察到病理改变。比较处理前后的X-射线全景照片，支持柱下的骨轮廓和最后的柱牙一样。

Claims (4)

1.用于牙科力学目的玻璃组合物，其组成为：

二氧化硅             SiO₂                        70-75％

三氧化硼             B₂O₃                       12-18％

氧化钠               Na₂O                        4-8％

氧化钾               K₂O                         0.5-2.0％

氧化铝               Al₂O₃                      0.8-2％。

2.适于提供生物适宜牙科支持柱的玻璃柱，其特征在于根据权利要求1的玻璃组合物制得。

3.根据权利要求2的玻璃柱的生产方法，其特征在于将玻璃组合物分加热至900-1200℃，在压模中压成型，然后当逐渐冷却直至450℃时，一步持续冷却至室温。

4.根据权利要求1的玻璃组合物或根据权利要求2的玻璃柱在由金属或其它材料制成的隐藏或暴露的齿桥支持柱的制备中的应用。

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