CN117479902A - 用于牙科假体的多色氧化锆坯料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于牙科假体的坯料，其具有基于氧化锆陶瓷的第一层和基于氧化锆陶瓷的第二层，所述第一层和所述第二层在颜色方面不同并限定边界面，其中所述边界面在牙弓的走向中以具有交替的波谷和波峰的起伏形状形成，并且从边界面的平面视图观察，波峰的顶点线在中远方向上径向延伸。

Description

用于牙科假体的多色氧化锆坯料
本发明涉及一种用于牙科目的的坯料，特别是用于制造牙科修复体诸如牙科假体的坯料，利用该坯料可以很好地模拟天然牙齿材料和天然口腔粘膜的光学性质，并且由于其性质，所述坯料特别适合简单制造具有非常好的机械性质的美观复杂的牙科假体诸如上颌全口义齿和/或下颌全口义齿。
在牙科领域，如今越来越多地制造多单元和某种程度上大跨度的植入物支撑的修复体，用于治疗下颌和上颌患者。除了牙齿的美观之外，过渡到口腔粘膜(齿龈)的颜色匹配以及对实际口腔粘膜的最佳颜色模拟对于整体美观效果也起着重要的作用。然而，需要大量的人工努力才能以逼真的方式恢复齿龈区域。
过去，全口义齿通常通过以下制造：取患者的无齿颌的硅酮印模；在此基础上制造石膏模型；借助蜡板在石膏模型上设置一排人造齿；对患者进行试戴，如有必要，进行后期矫正；将人造齿、蜡模型和部分石膏模型嵌入石膏中；熔融蜡；用PMMA基义齿材料填充所得腔；除去石膏包埋；并进行最终的清洁和表面抛光。此过程通常产生非常好的结果，但非常耗时且费力。
模拟从牙本质到牙釉质的颜色和半透明度的梯度的多色块及其在牙科技术中的用途从现有技术是已知的。基于氧化锆陶瓷的坯料以及它们借助于计算机控制的铣床用CAD/CAM方法制造牙科假体的用途从现有技术中也已经是已知的。然而，即使使用这种坯料时，也需要高程度的人工努力才能以逼真的方式恢复齿龈区域。这主要是由于以下事实：根据第一供选择的方案，不得不随后施加齿龈区域，例如通过借助于齿龈色压锭将齿龈部分层置或压制到ZrO2修复体上，并借助于全陶瓷技术逼真地将其再生。也可以在修复完成后用复合材料层铺齿龈区域。然而，存在颜色不稳定以及形成斑块或气味的风险。
根据第二供选择的方案，使用具有预成型齿龈区域的氧化锆坯料，然而，其仍需要后处理以便实现齿龈的最佳颜色模拟。当使用具有预成型齿龈区域的齿色、预成型氧化锆盘时，将齿色区域在几个步骤中用玻璃陶瓷分层、贴面、着色和特征材料覆盖。当使用具有预成型齿龈部分的无色或轻微着色的氧化锆盘时，目前通过在齿龈区域渗透基于水溶性Er3+盐诸如ErCl3、ErCl3·6H2O或Er(NO3)3·5H2O的高度浓缩的溶液来解决该问题。
基于Er3+的高度浓缩的渗透溶液具有强酸性pH值，经常在1-3的范围。因此，出于安全原因，如果在未使用合适的通风柜或足够的房间通风的情况下打开容器时使用不当，则存在用户被烧伤或吸入有害气体/蒸气诸如HCl或HNO3蒸气的非常高的风险。此外，这种溶液通常长期不稳定，因此其性质随时间改变。溶剂的不受控制的蒸发也可导致浓度随时间的变化。也可能发生不受控制的复合物形成，因为这些溶液通常还含有某些有机化合物。在最差的情况下，这导致某些化合物的沉淀。
用着色溶液渗透还可导致着色溶液不均匀地分布在多孔氧化锆中。这可能取决于用户以及修复体的表面质量诸如无尘程度和水分含量。不均匀性可对最终结果具有重大影响。
齿龈区域的渗透还导致最终烧结后氧化锆的稳定程度和相组成的变化。在最终烧结过程中，除了已经结合到氧化锆中的Y3+离子之外，Er3+离子也可结合到晶体骨架中。然后这导致渗透的区域中的过稳定化和相组成的相关变化。这导致机械性质的劣化，尤其是断裂韧性和双轴强度的劣化。尤其是在齿龈区域，植入物支撑的修复体吸收非常大的咀嚼负荷，因此必须避免该区域的削弱。
此外，以较高浓度掺杂Er2O3改变氧化锆的烧结行为。Er2O3起烧结活化剂的作用并改变稳定化氧化锆的理论密度。渗透的区域的总收缩增加，使得在铣削锭时考虑的放大因子不再正确，并且致密烧结的修复体的配合精度受到负面影响。如果Er2O3仅局部用于着色齿龈区域，则在烧结过程中局部收缩较早发生，即当齿龈区域已经在收缩时，牙齿区域的修复滞后于该收缩。这导致烧结过程期间的应力残留在整体结构中并永久削弱结构。突然的断裂经常发生在工作场所或发生在放置修复体时。
WO 2010/057584A1提出一种具有粉色组件和齿色组件的铣削块，以简化义齿的制造，其中粉色组件和齿色组件两者都基本上由PMMA或(甲基)丙烯酸酯基塑料制成。此外，描述了使用这种铣削块借助于数控铣削单元用CAD/CAM方法制造上颌全口义齿或下颌全口义齿。
WO 2013/068124也描述一种用于制备牙科假体的具有两个区域的铣削块。第一区域具有义齿基托，其可根据颌的形状进行机械加工，并通过铣削适应于患者的个体粘膜。第二区域具有非个性化的预制人造齿，这些人造齿按照预定的排列安装，并且不需要任何进一步的精加工。在其他材料中，氧化锆陶瓷被提及作为用于第一区域和第二区域的材料。然而，使用这种铣削块不可能适应于相对的颌中的个体患者情况。
US2021/0128283A1描述一种用于借助于CAD/CAM制造假体的双色坯料，该坯料具有用于模拟齿龈的下部粉色层和用于模拟牙齿的上部齿色层。其中，氧化锆陶瓷被提及作为用于上层和下层的材料。两个层之间的边界面具有多个凸部和凹部，使得齿龈层的上表面具有起伏的形状。据描述，以这种方式，可以特别容易地模拟到齿龈的自然过渡，并且可以减少阴影校正步骤的数量。
EP 3064170A1和EP 3597143A1各自公开一种由肉色树脂材料和齿色树脂材料组成的义齿坯料，其中从牙弓方向观察，材料之间的边界面是起伏状的。
因此，提供满足用于牙科技术领域，尤其是用于牙科假体制备的不同要求的坯料是一个巨大的挑战。这种坯料不仅应该易于制造，而且它们还应该易于成型为期望的几何形状，并且仍然制造高强度的修复体。最后，坯料应产生接近于天然牙齿材料和天然口腔粘膜的外观的外观，使得可省略牙科假体的期望光学性质的昂贵后续创建。
根据本发明，将避免上述问题。因此，本发明特别是基于提供一种易于制造的坯料的问题，该坯料可以通过以简单的方式机械加工而被赋予期望的牙科修复体的形状，并且在成型之后可以将其转变成精确并且高强度的牙科假体，该坯料能够很好地模拟天然牙齿材料和天然口腔粘膜的光学外观。
该问题通过根据权利要求1至18所述的坯料来解决。本发明的目的还在于提供根据权利要求19至21所述的用于制备坯料的方法、根据权利要求22所述的坯料的用途以及根据权利要求23至25所述的用于制备牙科假体的方法。
本发明涉及一种牙科假体坯料，即一种牙科假体坯料。根据本发明的坯料的特征在于，其具有基于氧化锆陶瓷的第一层和基于氧化锆陶瓷的第二层，所述第一层和第二层颜色不同并形成边界面，其中所述边界面在牙弓的走向中以具有交替的波谷和波峰的起伏形状形成，并且从边界面的平面视图观察，所述波峰的顶点线在中远方向上径向延伸。
术语“基于”是指坯料的第一层和第二层基于该层的所有组分的质量之和主要包含氧化锆，即ZrO2。除了ZrO2和少量的杂质HfO2之外，第一层和/或第二层还可以包含例如用于调整颜色的组分诸如Fe、Tb、Ce、Pr、Mn、Cr、Ni、Co、Nd、Dy、Eu、Er、V和/或Ti和/或用于调整烧结动力学的组分诸如Mg、Al、Y、Ce、La、Yb、Gd、Ga和/或In。此外，第一层和/或第二层可以包含复合物形式的氧化锆与其它陶瓷或尖晶石的混合物和/或氧化锆与颜料的混合物。
颜色差异是指更狭义上色调的差异和/或半透明度、乳光或荧光的差异。术语“半透明度”描述了光透射率。颜色可以特别通过其Lab值或通过牙科行业常用的色标来表征。此外，坯料中的第一层和第二层的颜色差异不一定是人眼可见的。而是，色调和/或半透明度的差异可能仅在烧结步骤或热处理之后变得可见。类似地，术语“颜色梯度”除了色相梯度之外还包括半透明度梯度、乳光梯度或荧光梯度。
第一层和第二层之间的边界面在待制造的牙科假体的牙弓的走向中以起伏形状形成。这意味着，在穿过坯料的弧形、特别是抛物线或半圆形切割表面的侧视图中，第一层和第二层之间的边界面是波形的。例如，如果坯料具有盘的形状，则切割表面从盘的上基面延伸到下基面，并且基本上平行于盘的侧表面。波形具有交替的波谷和波峰。波谷也可称为凹槽或凹陷，并且波峰也可称为脊或隆起。波峰的峰以及波谷的朝下的峰各自形成顶点线。换句话说，波峰或波谷的顶点各自形成线，尤其是直线。当从坯料的边界面或基面上方观察时，波峰的顶点线以及优选地还有波谷的顶点线从内侧延伸至外侧，即从中间延伸至远端。术语“起伏”在本文中并非用于描述仅纯正弦波形，而是一般地包括具有交替的凸起和凹陷区域的所有波形。
此外，坯料的第一层和第二层之间的边界面的几何形状被设计为使得边界面在中远方向上呈径向形状。也就是说，在坯料的边界面的俯视图中，波峰的顶点线从坯料的中心区域沿径向方向延伸，即向外以射线形状，优选以直线的形式延伸。三维起伏和径向几何形状优选地基于来自大量真实患者病例的数据。
因此，根据本发明的坯料的特征特别是在于以下事实：用两个不同着色的层以及层的集成的起伏和径向几何形状产生期望的颜色梯度，使得可以在成品牙科假体中特别好地模拟牙齿和齿龈的颜色以及从牙齿材料到齿龈的过渡过程。第一层的起伏形状可以特别好地再现齿龈边缘。由于径向延伸的波形结构，无论所需牙弓的大小如何，总是可以准自动地创建齿龈边缘。这代表相对于从US2021/0128283A1已知的凸部和凹部区域的棋盘状分布的特殊优势。
此外，根据本发明的坯料的特征在于以下事实，通过使用基于氧化锆陶瓷的层，可以制备完全满足例如长跨度牙科修复体诸如假体的机械性质要求的高强度牙科修复体。另外，使用ZrO2作为材料导致进一步的优点。例如，在氧化锆陶瓷的情况下，与基于塑料材料的坯料相比，该坯料可以整体被制造得更平坦，使得可降低坯料的整体高度，并且可以简化在通常的CAM铣削单元中对坯料进行的机械加工，例如由于设计中的底切更少。
利用根据本发明的坯料，不仅可以很好地模拟天然牙齿材料和天然口腔粘膜的光学外观。此外，根据本发明的坯料可以以特别简单的方式被赋予期望的牙科假体的形状。令人惊讶地，这是通过第一层和第二层之间的边界面的特殊设计以及使用氧化锆作为第一层和第二层的材料的组合来实现的。根据本发明的坯料使得在数字化固定和有条件地可移动假体领域中有效的整体制造成为可能，使得可以以一次铣削过程和很少的手动步骤制造部分或全部假体。而且，使用根据本发明的坯料，在例如通过CAM铣削成型之后，随后的用着色溶液渗透齿龈区域是不必要的，这在过去已导致频繁的体内修复体失败的情况。这保证无应力的整体制造，并因此保证长期稳定的修复体。
在根据本发明的坯料的优选实施方案中，坯料的第一层和第二层之间的边界面的几何形状被设计为使得从边界面的俯视图观察，边界面在待制造的假体的前牙区域中沿中远方向是扇形的。也就是说，在坯料的边界面的俯视图中，波峰的顶点线从待创建的牙弓的部分截面的中心点沿径向方向延伸，即向外以扇形延伸。这意味着，在待创建的前牙的区域中，当沿口-前庭方向观察时，波峰并且优选地还有波谷以扇形延伸，即从射线中心开始径向地延伸。
此外，优选的是，在待创建的臼齿的区域中的第一层和第二层之间的边界面—在边界面的俯视图中观察—具有沿口-颊方向的波谷的辐射顶点线，并且特别是波谷的顶点线，并且优选地还有波峰的顶点线，它们基本上彼此平行。表述“基本上平行”是指波谷的顶点线以及优选地还有波峰的顶点线平行延伸或偏离平行最多10度，特别是最多5度。在待创建的臼齿区域中波谷的平行顶点线的设计特别是在后部区域提供更好的美观性的优点。
总体上，前部区域中波峰的顶点线的扇形设计以及后部区域中波谷的顶点线的平行设计的上述两个实施方案允许改善最终的牙科假体的功能性和美观两者。特别是，为小牙弓和大牙弓两者提供合适的牙齿组是可能的。对于大牙弓，将牙弓稍微进一步径向向外铣削，即在前庭方向上移位，而对于小牙弓，将其进一步向内铣削，即在口腔方向上移位。由于根据本发明的臼齿区域的边界面的波峰和波谷的平行化，根据本发明的小牙弓也可获得相对大的咬合表面。
因此，在优选的实施方案中，根据本发明的坯料可具有扇形波谷和波峰，其真实射线中心位于待创建的中央切牙的区域中。然而，对于待创建的犬齿，这不再正确地被波峰的顶点线击中。相反，该顶点线不太呈扇形，并与侧切牙的相邻顶点线更加平行。这也适用于第一前臼齿顶点线，它再次具有甚至更接近平行的走向。接下来的顶点线，即第二前臼齿、第一臼齿和第二臼齿的顶点线彼此完全平行。
此外，顶点线优选地从远端向上持续到中间。因此，边界面优选地倾斜地布置在锭中。这使得可以特别好地模拟天然牙齿，尤其是前牙的颜色和半透明度。
在另一优选实施方案中，根据本发明的坯料的第二层具有连续的，即线性的，或不连续的，即非线性的颜色梯度。这也使得天然牙齿，特别是前牙的颜色和半透明度梯度能够被特别好地模拟。
特别优选地，第二层的氧化锆陶瓷含有钇，并且颜色梯度、特别是半透明度梯度优选通过钇的量的梯度，即通过逐渐变化的钇的量形成。因此，坯料优选呈现出连续的，即线性的，或不连续的，即非线性的钇的量的梯度。具体地，钇的含量从第一层和第二层之间的边界面向与边界面相对的第二层的外表面增加。钇含量的这种增加可以是连续的或递增的。
在一个实施方案中，根据本发明的坯料的第二层具有至少两个其钇含量不同的离散层。
优选地，第二层包括内层和外层，内层邻近第一层和第二层之间的边界面，并且外层邻近与边界面相对的第二层的外表面。内层特别用作所谓的牙本质层，即用于模拟天然牙齿的牙本质区域。外层特别用作切端层，即模拟天然牙齿的牙釉质层。
在该实施方案中，特别优选的是
(a)内层具有2.0至6.0摩尔％，特别是3.0至5.0摩尔％的钇含量，并且
(c)外层具有3.5至8.0摩尔％，特别是4.0至7.5摩尔％的钇含量，其中，钇含量定义为Y2O3的物质的量相对于Y2O3、ZrO2和HfO2的物质的量之和的比例。
任选地，在内层和外层之间存在所谓的中间层。在存在中间层的情况下，特别优选的是
(a)内层具有2.0至6.0摩尔％，特别是3.0至5.0摩尔％的钇含量，
(b)中间层具有3.0至7.0摩尔％，特别是3.5至4.5摩尔％的钇含量，并且
(c)外层具有3.5至8.0摩尔％，特别是4.0至7.5摩尔％的钇含量，
其中，钇含量定义为Y2O3的物质的量相对于Y2O3、ZrO2和HfO2的物质的量之和的比例。
此外，优选的是，除了Y2O3之外，内层、外层和任选的中间层还含有用于调整颜色的氧化物，特别是Fe、Cr、Mn、Tb、Pr、Ce、Ni、Co、Nd、Dy、Eu、Er、V和/或Ti的氧化物，以及用于调整烧结动力学的氧化物，特别是Mg、La、Al、Ce、Yb、Gd、Ga和/或In的氧化物。
优选地，除了Y2O3之外，内层、外层和任选的中间层还包含用于调整颜色的Fe、Cr、Mn、Tb和Pr的至少一种氧化物，并且特别优选所有这些元素的氧化物。优选地，除了Y2O3之外，内层、外层和任选的中间层还包含用于调整烧结动力学的Mg、La、Y和Al的至少一种氧化物，并且特别优选所有这些元素的氧化物。
第二层可优选以指定的量包含至少一种，特别是所有以下组分：
此外，内层可优选以指定的量包含至少一种，特别是所有以下组分：
此外，外层可优选以指定的量包含至少一种，特别是所有以下组分：
此外，中间层可优选以指定的量包含至少一种，特别是所有以下组分：
第一层的氧化锆陶瓷包含优选用铒和/或钇稳定化的氧化锆。优选地，第一层的氧化锆陶瓷具有0.0至4.5摩尔％，特别是0.5至4.25摩尔％，特别优选1.5至3.5摩尔％的铒含量，该铒含量被定义为Er2O3的物质的量相对于Er2O3、ZrO2和HfO2的物质的量之和的比例。此外，第一层的氧化锆陶瓷优选具有0.0至4.5摩尔％，特别是0.5至4.25摩尔％，特别优选0.75至2.0摩尔％的钇含量，该钇含量被定义为Y2O3的物质的量基于Y2O3、ZrO2和HfO2的物质的量之和的比例。此外，优选的是，铒和钇含量之和为1.5至6.0摩尔％，特别是2.0至4.5摩尔％，更优选2.5至4.0摩尔％。由于坯料的第一层用于形成待制造的牙科修复体的齿龈区域，因此在第一层中形成钇的颜色梯度或材料梯度不是有利的。因此，第一层内的钇含量优选基本上恒定。供选择地，第一层可具有梯度以代表固定的和移动的齿龈。
第一层的氧化锆陶瓷优选以指定的量包含至少一种，特别是所有以下组分：
其中第一着色氧化物选自Fe2O3、Tb2O3、Pr2O3和V2O5，并且特别能够实现氧化锆陶瓷的另外的黄色着色，并且其中第二着色氧化物选自Mn2O3、Cr2O3和CoO，并且特别能够实现氧化锆陶瓷的另外的灰色着色。
在一个实施方案中，优选的是，坯料的第一层包含氧化锆陶瓷或者氧化锆陶瓷与选自氧化铝增韧的氧化锆(ATZ)、氧化锆增韧的氧化铝(ZTA)、尖晶石、颜料或其混合物中的一种或多种材料的混合物。
氧化铝增强的氧化锆(ATZ)包含5至40重量％、尤其是约20重量％的Al2O3和60至95重量％、尤其是约80重量％的ZrO2。Al2O3部分可掺杂有MgO诸如50重量ppm至3重量％的MgO。ZrO2部分可掺杂有Y2O3诸如1摩尔％至3摩尔％的Y2O3。
氧化锆增强的氧化铝(ZTA)包含60至95重量％、特别是约80至90重量％的Al2O3和5至40重量％、特别是约10至20重量％的ZrO2。Al2O3部分可掺杂有MgO诸如50重量ppm至3重量％的MgO。ZrO2部分可掺杂有Y2O3诸如1摩尔％至3摩尔％的Y2O3。
在氧化锆陶瓷与ATZ和ZTA的混合物中，可以通过SEM在最终结构中检测到离散的Al2O3和ZrO2微晶。相比之下，在目前用于牙科应用的氧化锆陶瓷中，通过SEM通常不能在微观结构中检测到Al2O3微晶。这可能是由于较少量的Al2O2，通常为约0.05至0.1重量％，及其均匀分布。ATZ和ZTA复合材料可正面地影响坯料的机械性质，尤其是提高双轴强度和断裂韧性两者。特别是当ATZ或ZTA的ZrO2含量通过1.5至2.5摩尔％的Y2O3稳定化时，实现断裂韧性的增加。
选自MgAl2O4、SrAl2O4、La尖晶石、Y尖晶石及其混合物诸如LaMg尖晶石的尖晶石特别适合作为尖晶石。尖晶石可正面地影响坯料的机械性质，特别是提高双轴强度和断裂韧性两者。特别是当氧化锆陶瓷的ZrO2部分通过1.5至2.5摩尔％的Y2O3稳定化时，实现断裂韧性的增加。在氧化锆陶瓷与尖晶石的复合材料中，尖晶石通常以棒的形式生长，尤其是在高烧结温度下，这对复合材料的断裂韧性有正面影响。
尽管根据本发明的坯料的第二层优选地是齿色的并且甚至在坯料的热处理之后仍保留齿色色调，但是第一层可以是稍白的或带粉红色的，并且甚至在热处理之后也保留这种色调。在第一层具有稍白的色调的情况下，通常在成型和热处理后随后涂覆齿龈区域，以便尽可能接近地模拟成品牙科修复体中齿龈区域的美观。在第一层具有预着色的第一层的情况下可以省略这种步骤，使得在该实施方案中更简单地制备例如牙科假体是可能的。
特别有利的是其中第一层的氧化锆陶瓷和第二层的氧化锆陶瓷被预烧结的根据本发明的坯料。这改善在牙科修复体制造的后续机械加工过程中的可加工性和精度。特别是，由于氧化锆在预烧结状态下的强度较低，因此使得坯料的简单、省时且铣削工具友好的成型成为可能。优选地，第一层的氧化锆陶瓷和第二层的氧化锆陶瓷的密度为1.8至4.4g/cm3，特别是2.5至4.0g/cm3。
在这种预烧结坯料的情况下，有必要使坯料经受用于制造牙科修复体的烧结步骤，即热处理，使得获得期望的机械性质，特别是高强度和硬度。在这种热处理期间，发生氧化锆陶瓷的烧结收缩。因此，必要的是，当使用预烧结的坯料时，与基于没有烧结收缩的材料例如塑料材料的坯料相比，根据本发明的坯料的起伏和径向几何形状扩大。优选地，在根据本发明的处于预烧结状态的坯料中，几何形状的尺寸以1.200至1.250的因子，特别是1.22至1.25的因子增加。在根据本发明的生坯状态坯料的情况下，几何形状的尺寸以1.250至1.350的因子，特别是约1.275的因子增加。
根据本发明的坯料优选具有10至150MPa、特别是20至120MPa、更优选25至80MPa的双轴断裂强度。双轴断裂强度根据ISO8672(2008)(活塞三球测试)测定。
此外，根据本发明的坯料优选具有50至1000MPa、特别是300至850MPa、更优选300至700MPa的维氏硬度Hv2.5。维氏硬度根据ISO 14705:2016在2.5kg的载荷下测量。
此外，优选的是，根据本发明的坯料的第一层和第二层通过整体制造而彼此连接。这使得高效的整体制造成为可能，即可以在一次铣削过程中从一块坯料制造患者特异性全部假体。
根据本发明的坯料的形状优选为至少部分圆弧形。具体地，坯料具有盘的形状，尤其优选具有圆盘的形状。
此外，优选的是，圆弧形坯料在外周上具有突出部，特别是向外突出的夹紧边缘。该夹紧边缘用作磨削和铣削装置诸如常见的CAD/CAM装置中的支架。突出部可由与坯料相同的材料制成。在这种情况下，坯料可首先设置有较大的周边，并且突出部通过机械加工例如在铣床上可获得。供选择地，突出部可由不同的材料形成并且可例如通过随后施加到坯料的塑料环形成。
进一步优选的是，根据本发明的坯料在外周上具有至少两个标记、凹槽和/或平坦部，它们彼此不对称地且不旋转对称地布置，即彼此不沿直径相对，并且用作旋转保护或防旋转保护。起伏几何形状相对于盘的位置必须是已知的并在所有空间方向上固定，使得在后续用于机械加工的步骤中可相对于波形放置修复体。
根据本发明的氧化锆陶瓷基坯料特别用于固定的假体。这意味着根据本发明的坯料特别适合于制造固定的牙科假体，所述固定的牙科假体通过旋紧螺钉或粘结附接到植入物或残余牙齿部分诸如牙桩。因此，在根据本发明的用于制造上颌假体的坯料的情况下，可以省略将假体粘附到患者的上颚所必需的折板和腭板。这又意味着可降低用于模拟齿龈区域的坯料第一层的高度。此外，通过消除对腭板的需要，没有必要将整个第一层粉色着色或以其他方式着色。相反，当从坯料的圆弧形基部上方观察时，内部区域可被省略或保持不着色。
因此，在根据本发明的坯料的情况下，其高度可被减小，使得其保持远低于30mm，30mm是在市售牙科铣床中用于机械加工坯料的临界极限。在一个优选的实施方案中，坯料的高度，即坯料的圆弧形顶部与相对的坯料的圆弧形底部之间的距离不大于30mm，优选为20至30mm，更优选25至29mm。此外，第一层的高度优选为5.0至9.0mm，特别是6.0至7.5mm，特别优选为约7.0mm，和/或第二层的高度优选为15.0至25.0mm，特别是18.0至22.0mm，特别优选为约20mm。第一层的高度被定义为在优选盘形坯料的外表面的侧视图中，与边界面相对的第一层的外表面与第一层的最深波谷之间的最小距离。第二层的高度被定义为在优选盘形坯料的外表面的侧视图中，与边界面相对的第二层的外表面与第二层的最高波峰之间的最小距离，如下图3中的距离31所示。
第一层的高度与第二层的高度的比率优选为1:1至1:5，特别是1:2.5至1:3.5。
通过将坯料的特殊波形几何形状与根据本发明待使用的氧化锆材料相结合，除了坯料的总高度的减小之外，还可实现进一步的优点。例如，令人惊讶地发现，与现有技术中已知的义齿坯料相比，可以减小(i)第一层和第二层之间的边界面与坯料的表面之间的角度和/或(ii)边界面的波峰的顶点线与坯料的表面之间的角度。
在特别适合于制备上颌中的假体的优选实施方案中，坯料的特征在于，连接待制造的第二臼齿的波谷的最低点与待制造的中切齿的波谷的最低点的虚拟直线与该虚拟直线在坯料的圆弧形基面上的投影之间的角度为2.0°至4.5°，优选为2.0°至4.0°，特别优选为2.5°至3.5°，最优选为约3.0°。通过使用这种小角度，尤其是在第二层中具有颜色梯度的坯料的情况下，可以更好地利用颜色梯度的优势，并且可以改善待制造的假体的前牙和后牙的颜色梯度和半透明度梯度。
在进一步优选的实施方案中，所述坯料的特征在于，所述坯料的圆弧形基面与所述起伏形边界面的波峰的顶点线之间的角度为7°至13°，优选9°至11°，特别优选为约10°。
特别地，结合坯料的总高度的减小，边界面与坯料的表面的角度的减小和/或波峰的顶点线与坯料的表面的角度的减小，由于在这些实施方案中需要较少的底切，因此导致坯料在铣床中的更容易的可机械加工。
本发明还涉及一种用于制备根据本发明的坯料的方法。
根据本发明的用于制备坯料的方法的特征在于：
(i)提供第一生坯体和第二生坯体，其中提供第一生坯体用于形成坯料的第一层，并且提供第二生坯体用于形成坯料的第二层，并且其中所述第一生坯体的第一侧具有由波谷和波峰形成的第一层的波几何形状，并且第二生坯体的第一侧具有相应的反向波几何形状；
(ii)将第一生坯体和第二生坯体彼此叠置，使得第一生坯体的第一侧和第二生坯体的第一侧在其整个表面上彼此紧密接触；
(iii)将第一生坯体和第二生坯体压制在一起；和
(iv)进行至少一次热处理以将氧化锆转化为预烧结的氧化锆。
特别优选地，在步骤(i)中通过将用于第一层和第二层的氧化锆陶瓷起始材料各自单独地填充到模具中并随后各自单轴和/或等压地压制块来分别提供第一生坯体和第二生坯体。该压制期间的压力优选小于100MPa。
随后，可以优选通过铣削实现第一生坯体和第二生坯体的表面的期望成型。
此外，优选的是，在步骤(iii)中，将所述第一生坯体和第二生坯体在大于100MPa的压力下，优选在150至1000MPa的压力下，优选150至500MPa下等压地压制在一起。
进一步优选的是，在步骤(iv)中，热处理在700℃至1200℃的温度下进行，优选在800℃至1100℃的温度下进行。步骤(iv)中的热处理的持续时间可以优选为5至600分钟，特别是10至300分钟，温度范围为700至1200℃，优选800至1100℃。
由于根据本发明的坯料的所描述的特殊性质，它们特别适合于制造牙科修复体，特别是牙科假体。因此，本发明还涉及根据本发明的坯料用于制备牙科修复体，特别是牙科假体的用途，其中所述牙科假体优选选自上颌全口义齿、下颌全口义齿、上颌部分义齿和下颌部分义齿。特别地，所述牙科假体可以有利地是植入物修复体。在这种情况下，牙科假体与植入物的边界面可以直接制造，使得牙科假体可以例如通过螺钉连接直接连接到植入物。供选择地，牙科假体可以例如通过粘结连接至基部，例如由钛制成的基部，其然后通过旋紧螺钉连接至植入物。
另一方面，本发明还涉及一种用于制备牙科修复体的方法，其包括
(i-1)通过机械加工为根据本发明的坯料提供牙科修复体的形状，
(i-2)进行至少一次热处理以将第一层和第二层的氧化锆转化为致密烧结的氧化锆，和
(i-3)任选地精加工所获得的牙科修复体的表面。
可以容易地由根据本发明的坯料机械加工出期望地成型的牙科修复体，特别是牙科假体。
步骤(i-1)中的机械加工通常通过材料去除方法并且特别是通过铣削和/或磨削来进行。优选的是，用计算机控制的铣削和/或磨削装置进行机械加工。特别优选地，机械加工作为CAD/CAM方法的一部分来进行。
在步骤(i-2)中，使坯料经受热处理以实现致密烧结的氧化锆陶瓷的形成。热处理特别是在1050至1700℃、优选1100至1600℃的温度下进行。热处理特别进行0至240分钟、优选5至180分钟、特别优选30至120分钟的持续时间，术语“持续时间”是指最高温度的保持时间。
根据本发明制备的牙科修复体特别是牙科假体，并且特别优选选自上颌全口义齿、下颌全口义齿、上颌部分义齿和下颌部分义齿。
除了优异的光学性质之外，根据本发明制备的牙科假体的特征还在于特别高的强度。优选地，牙科假体在齿龈区域中，即在第一层中，具有根据ISO 6872(2208)(活塞三球测试)大于800MPa，特别是大于900MPa，尤其优选大于1000MPa的双轴断裂强度。
此外，在牙本质区域中，即在第二层的内层中，牙科假体优选具有根据ISO 6872(2208)(活塞三球测试)大于600MPa，特别是大于600MPa，尤其优选大于800MPa的双轴断裂强度。
另外，在切端区域中，即在第二层的外层中，牙科假体优选具有根据ISO 6872(2208)(活塞三球测试)大于300MPa，特别是大于400MPa，特别优选大于500MPa的双轴断裂强度。
在任选的步骤(i-3)中，仍然可以对牙科修复体的表面进行精加工。特别地，可以用稍白的齿龈区域覆盖牙科假体的齿龈区域，即当使用具有稍白的第一层的坯料时，利用分层、贴面、着色或特征材料以特别好地模拟天然口腔粘膜的色调。供选择地或另外地，可以在步骤(i-3)中进行牙科修复体的表面抛光。
参照附图，从对本发明的实施方案的以下描述中，进一步的特征和优点将是显而易见的。其中示出
图1是根据本发明的坯料的示意性透视图；
图2是图1所示坯料的第一层的俯视示意图；
图3是根据本发明的坯料的示意性侧视图；和
图4是根据本发明的坯料的另一示意性侧视图。
图1示出根据本发明的用于上颌的牙科假体的坯料1。坯料1的基本结构为盘形。它具有基于氧化锆陶瓷的第一层3和基于氧化锆陶瓷的第二层5。第一层3和第二层5颜色不同并形成边界面7。在根据图1的图示说明中，第一层3的上侧和第二层5的下侧表示坯料的边界面7。牙弓的示例性示意性走向，即待制造的义齿的齿的走向，在图1中示出为线9。在牙弓9的走向中，边界面7以起伏形状形成，其中波谷11和波峰13交替。在待制造的前牙的区域15中，波峰13在口-前庭方向上以扇形方式延伸。这意味着波峰13的顶点线从牙弓9的中心点17沿径向方向延伸，即以径向形向外、朝向前庭侧延伸。
图2示出图1所示的坯料1的第一层3的上侧的俯视图。在该俯视图中，从射线中心17开始的波峰13的扇形走向可见于前牙区域15。
图2还示出待制造的臼齿的区域19中的波谷11和波峰13的顶点线沿口-颊方向基本上平行。如上所述，臼齿区域中的波峰和波谷的这种平行化确保在成品牙科假体中可获得相对大的咬合表面，即使在小牙弓的情况下也是如此。
根据图2的坯料还在其外周，即侧表面21上具有三个平坦部23，这三个平坦部23彼此不旋转对称地布置。平坦部23用作标记，以便限定盘内的起伏和径向几何形状相对于盘本身的位置，使得盘可以在牙科假体的制造期间正确地放置。因此，平坦部23在随后的铣削过程期间用作旋转保护或防旋转保护。
第一层3的内部区域25代表待制造的假体的区域，该区域在插入假体之后将与患者的上颚接触，即所谓的腭板。在植入物或牙桩支撑的义齿的情况下，区域25可以被省略或者可以保持不着色。
图3示出图1所示的坯料1的侧视图。该坯料具有总高度27，在图中所示的坯料的具体实施方案中，其为26.80mm。第一层的高度29为6.80mm，第二层的高度31为20.00mm。与从EP 3064170A1和EP 3597143A1中已知的基于塑料材料的坯料相比，其中齿龈层和牙齿层的高度通常各为约19.00mm，坯料1的总高度已显著减小并低于30mm的临界极限，这使得用市售牙科铣床可以容易地机械加工。另外，牙齿层与齿龈层的比例可显著增加，这允许实现更好的颜色梯度和半透明度梯度。
此外，根据图3的坯料1的特征在于，连接待制造的第二臼齿的波谷11a的最深点与待制造的中心切牙的波谷11b的最深点的虚拟直线35与该虚拟直线35在坯料的基面，在这种情况下是坯料的上表面37，上的投影之间的角度33是3°，因此小于在由EP 3064170A1和EP 3597143A1已知的基于塑料材料的坯料的情况下通常为5°的相应角度。通过减小角度33，可以进一步改善待制造的假体的前牙和后牙的颜色和透明度。
图4示出图1所示的坯料1的另一侧视图。在所示的实施方案中，表面37和波峰13a的顶点线之间的角度39为10°，并且因此显著小于由EP 30 64170A1和EP 3597143A1已知的基于塑料材料的坯料中通常为15°的相应角度。与角度33的减小一样，角度39的减小导致在铣床中对坯料的更简单的机械加工，因为在这些实施方案中需要更少的底切。

Claims (25)

1.用于牙科假体的坯料，其具有基于氧化锆陶瓷的第一层和基于氧化锆陶瓷的第二层，所述第一层和所述第二层颜色不同并形成边界面，其中所述边界面在牙弓的走向中以具有交替的波谷和波峰的起伏形状形成，并且从边界面的平面视图观察，所述波峰的顶点线在中远方向上径向延伸。
2.根据权利要求1的坯料，其中所述第二层具有连续或不连续的颜色梯度。
3.根据权利要求2的坯料，其中所述第二层的氧化锆陶瓷包含钇并且所述颜色梯度通过钇含量的梯度形成。
4.根据权利要求3的坯料，其中所述第二层中的钇含量从所述边界面到与所述边界面相对的第二层的外表面增加。
5.根据权利要求2至4中任一项的坯料，其中所述第二层包括内层和外层，所述内层邻近所述第一层和第二层之间的边界面，并且所述外层邻近与所述边界面相对的第二层的外表面。
6.根据权利要求5的坯料，其中
(a)所述内层的钇含量为2.0至6.0摩尔％，优选3.0至5.0摩尔％，并且
(c)所述外层的钇含量为3.5至8.0摩尔％，优选4.0至7.5摩尔％，
其中，钇含量定义为Y2O3的物质的量相对于Y2O3、ZrO2和HfO2的物质的量之和的比例。
7.根据权利要求1至6中任一项的坯料，其中所述第一层由氧化锆陶瓷或者氧化锆陶瓷与选自氧化铝增强的氧化锆、氧化锆增强的氧化铝、尖晶石、颜料或其混合物的一种或多种材料的混合物制成。
8.根据权利要求1至7中任一项的坯料，其中所述第一层的氧化锆陶瓷包含铒和/或钇，所述第一层优选具有0.0至4.5摩尔％、特别是0.5至4.25摩尔％，特别优选1.5至3.5摩尔％的铒含量，其中铒含量定义为Er2O3的物质的量相对于Er2O3、ZrO2和HfO2的物质的量之和的比例，和/或0.0至4.5摩尔％，特别是0.5至4.25摩尔％，特别优选0.75至2.0摩尔％的钇含量，其中钇含量定义为Y2O3的物质的量相对于Y2O3、ZrO2和HfO2的物质的量之和的比例，铒含量和钇含量之和进一步特别优选为1.5至6.0摩尔％，特别是2.0至4.5摩尔％，特别优选2.5至4.0摩尔％。
9.根据权利要求1至8中任一项的坯料，其中所述第一层是稍白的或带粉红色的并且所述第二层是齿色的。
10.根据权利要求1至9中任一项的坯料，其中所述第一层的氧化锆陶瓷和所述第二层的氧化锆陶瓷被预烧结，其中所述第一层的氧化锆陶瓷和所述第二层的氧化锆陶瓷彼此独立地优选具有1.8至4.4g/cm3、特别是2.5至4.0g/cm3的密度。
11.根据权利要求1至10中任一项的坯料，其中所述第一层和所述第二层通过整体制造而彼此连接。
12.根据权利要求1至11中任一项的坯料，其至少部分地呈圆弧形并且优选地具有盘的形状，特别是圆盘的形状。
13.根据权利要求12的坯料，其中在所述坯料的外周上形成有突出部，优选为向外突出的夹紧边缘。
14.根据权利要求1至13中任一项的坯料，其中从所述边界面的平面视图观察，在待制备的前牙的区域中，所述边界面在口-前庭方向上具有扇形的波峰顶点线。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的坯料，其中，从所述边界面的平面视图观察，在待制备的臼齿的区域中，所述边界面在口-颊方向上具有辐射波谷顶点线或波谷顶点线，这些波谷顶点线基本相互平行。
16.根据权利要求12或13所述的坯料，其中连接用于待制备的第二臼齿的波谷的最低点与用于待制备的中切齿的波谷的最低点的虚拟直线与该虚拟直线在圆弧形坯料的基面上的投影之间的角度为2.0°至4.5°，优选为2.0°至4.0°，特别优选为2.5°至3.5°，最优选为约3.0°。
17.根据权利要求12至16中任一项的坯料，其中所述坯料的高度不大于30mm，优选20至30mm，更优选25至29mm，其中优选地(i)所述第一层的高度是5.0至9.0mm，特别是6.0至7.5mm，更优选约7.0mm，和/或(ii)所述第二层的高度是15.0至25.0mm，特别是18.0至22.0mm，更优选约20mm。
18.根据权利要求12至17中任一项的坯料，其中，所述圆弧形坯料的基面与所述起伏边界面的波峰的顶点线之间的角度为7°至13°，优选9°至11°，更优选约10°。
19.用于制备根据权利要求1至18中任一项的坯料的方法，其包括
(i)提供第一生坯体和第二生坯体，其中提供第一生坯体用于形成坯料的第一层，并且提供第二生坯体用于形成坯料的第二层，并且其中所述第一生坯体的第一侧具有由波谷和波峰形成的第一层的波几何形状，并且第二生坯体的第一侧具有相应的反向波几何形状；
(ii)将第一生坯体和第二生坯体彼此叠置，使得第一生坯体的第一侧和第二生坯体的第一侧在其整个表面上彼此紧密接触；
(iii)将第一生坯体和第二生坯体压制在一起；和
(iv)进行至少一次热处理以将氧化锆转化为预烧结的氧化锆。
20.根据权利要求19的方法，其中在步骤(iii)中，将所述第一生坯体和第二生坯体在大于100MPa的压力下，优选在150至1000MPa的压力下，优选150至500MPa下等压地压缩在一起。
21.根据权利要求19或20的方法，其中在步骤(iv)中，所述热处理在700至1200℃的温度下，并且优选在800至1100℃的温度下进行。
22.根据权利要求1至18中任一项的坯料用于制备牙科修复体，特别是牙科假体的用途，其中所述牙科假体优选选自上颌全口义齿、下颌全口义齿、上颌部分义齿和下颌部分义齿。
23.用于制备牙科修复体的方法，其中
(i-1)通过机械加工为根据权利要求1至18中任一项的坯料提供牙科修复体的形状，
(i-2)进行至少一次热处理以将第一层和第二层的氧化锆转化为致密烧结的氧化锆，和
(i-3)任选地精加工所获得的牙科修复体的表面。
24.根据权利要求23的方法，其中所述机械加工是用计算机控制的铣削和/或磨削装置进行的。
25.根据权利要求23或24的方法，其中所述牙科修复体选自上颌全口义齿、下颌全口义齿、上颌部分义齿和下颌部分义齿。
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