ES2957886T3

ES2957886T3 - Sistemas y métodos de materiales de fabricación tridimensional para producir productos dentales estratificados

Info

Publication number: ES2957886T3
Application number: ES17735286T
Authority: ES
Inventors: Benjamin J Sun; Dan Ammon
Original assignee: Dentsply Sirona Inc
Current assignee: Dentsply Sirona Inc
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2017-06-20
Publication date: 2024-01-29
Anticipated expiration: 2037-06-20
Also published as: US20190053883A1; CA3026166A1; JP7036810B2; EP3472218A1; US10299896B2; JP2019521188A; WO2017223084A1; US11013583B2; EP3472218B1; US20170360534A1

Abstract

Esta invención diseña y construye múltiples capas (dos capas o más) de diversos dispositivos dentales, específicamente base de dentadura postiza o dentadura postiza, donde se imprime una base de dentadura postiza de múltiples capas con cavidades dentales para recibir materiales dentales de dentadura postiza artificial para formar dispositivos dentales finales, tales como parciales y completos. dentadura postiza. También puede imprimir dientes de prótesis. Esta invención también diseña e imprime múltiples capas (dos capas o más) de base de dentadura postiza con dientes artificiales para formar dispositivos dentales finales, tales como dentaduras postizas parciales y completas. Se proporciona un método para fabricar una dentadura postiza en capas. La invención proporciona materiales de base para dentaduras postizas de múltiples capas para imprimir una base para dentaduras postizas. La invención también proporciona materiales dentales para prótesis dentales de múltiples capas para imprimir dientes postizos artificiales. Se pueden usar capas de polímero altamente ajustables o con memoria de forma en estas formas de base de dentadura postiza de múltiples capas. Diferentes capas de material tienen diferentes propiedades mecánicas y físicas para satisfacer diferentes necesidades, lo que brinda beneficios adicionales a los pacientes, al profesional dental y al laboratorio dental. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistemas y métodos de materiales de fabricación tridimensional para producir productos dentales estratificados

Campo técnico

La presente invención se refiere a la base de prótesis formada a partir de la creación rápida de prototipos. En la presente invención, se usan varios sistemas y métodos de materiales para fabricar el dispositivo dental. El uso de estos sistemas de materiales mediante varios métodos de impresión 3D puede preparar fácilmente dispositivos dentales de múltiples capas. Las diferentes capas de material tienen diferentes propiedades mecánicas y físicas para satisfacer diferentes necesidades, lo que proporciona beneficios adicionales para los pacientes, los profesionales dentales y los laboratorios dentales.

Antecedentes de la invención

Se describen sistemas de impresión 3D para fabricar dispositivos dentales de múltiples capas tales como, por ejemplo, dientes artificiales, prótesis, férulas, carillas, empastes, recubrimientos, aparatos de ortodoncia, alineadores, retenedores, coberturas, patrones de estructura, coronas y puentes, modelos, aparatos y similares. Más particularmente, se describen el uso de chorro de tinta, modelado de deposición fusionada (FDM), sinterización láser selectiva (SLS), estereolitografía (SLA), procesamiento de luz digital (DLP) o sus combinaciones para acumular los dispositivos dentales como objetos tridimensionales a partir de muchos sistemas de materiales y sistemas de resina novedosos. El sistema de impresión por chorro de tinta dispensa materiales a través del cabezal de impresión por chorro de tinta para formar el objeto 3D, que se endurece mediante enfriamiento, polimerización, e irradiación de luz. El FDM extruye materiales termoplásticos a lo largo de la boquilla para construir el objeto 3D. La SLS usa láser como fuente de energía para sinterizar materiales en polvo para formar objetos sólidos. La SLA mediante el uso de un haz láser traza la forma de cada capa y endurece la resina fotosensible en un tanque (depósito o baño). El sistema de DLP construye objetos tridimensionales mediante el uso del proyector de procesador de luz digital (DLP) para proyectar planos de vóxeles secuenciales en la resina líquida, lo que luego provoca que la resina líquida se cure.

En general, la creación rápida de prototipos se refiere a un proceso de fabricación convencional usado para fabricar partes, en donde la parte se construye de una forma capa por capa mediante el uso de capas de material endurecible. Para esta tecnología la parte a fabricar se considera una serie de regiones en sección transversal separadas que, cuando se combinan entre sí, conforman una estructura tridimensional. La acumulación de una parte capa por capa es muy diferente de las tecnologías de maquinado convencionales, donde las piezas metálicas o plásticas se cortan y se perforan a una forma deseada. En la tecnología de creación rápida de prototipos, las partes se producen directamente a partir del diseño asistido por computadora (CAD) u otras imágenes digitales. El software se usa para cortar la imagen digital en capas finas en sección transversal. Luego, la parte se construye mediante al colocar capas de plástico u otro material endurecible una encima de la otra. Existen muchas técnicas diferentes que pueden usarse para combinar las capas de material estructural. Puede requerirse una etapa de curado final para curar completamente las capas de material para algunas de las técnicas. La aplicación del sellador puede ser necesaria para formar unos objetos 3D densos para algunas de las técnicas, tales como la impresión por chorro de tinta de un lecho de polvo o FDM. Puede añadirse también la trituración adicional a algunas de las técnicas.

La tecnología de impresión por chorro de tinta es un método de creación rápida de prototipos que puede usarse para fabricar el objeto tridimensional. En un método de impresión por chorro de tinta bien conocido que se desarrolló en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, como se describió en Sachs y otros, patente de Estados Unidos 5,204,055, se usan cabezales de impresora para descargar un material aglutinante sobre una capa de partículas de polvo en un lecho de polvo. La capa en polvo corresponde a una sección digitalmente superpuesta del objeto que se producirá. El aglutinante provoca que las partículas de polvo se fusionen entre sí en las áreas seleccionadas. Esto da como resultado un segmento en sección transversal fusionado del objeto que se forma en la plataforma. Las etapas se repiten para cada capa nueva hasta que se logra el objeto deseado. En una etapa final, un haz láser escanea el objeto lo que provoca que las capas en polvo se sintericen y fusionen entre sí si es necesario. En otro proceso de impresión por chorro de tinta, como se describió en Sanders, patentes de Estados Unidos 5,506,607 y 5,740,051, un material termoplástico de bajo punto de fusión se dispensa a través de un cabezal de impresión por chorro de tinta para formar un objeto tridimensional. Un segundo cabezal de impresora por chorro de tinta dispensa material de cera u otro material de soporte para formar soportes para el objeto tridimensional. Después de que se ha producido el objeto, se retiran los soportes de cera, y el objeto se acaba según sea necesario. Las impresoras MultiJet, tales como, los procesos de impresión 3D de alta calidad PolyJet y MultiJet usan una luz UV para reticular un fotopolímero. Sin embargo, en lugar de escanear un láser para curar capas, un chorro de la impresora pulveriza pequeñas gotitas del fotopolímero (similar a la tinta en una impresora por chorro de tinta) en la forma de la primera capa. La lámpara UV unida al cabezal de la impresora reticula el polímero y bloquea la forma de la capa en su lugar. La plataforma de construcción luego desciende por un grosor de la capa, y más material se deposita directamente sobre la capa anterior. La tecnología de triple chorro (PolyJet) usada en Stratasys Objet 500 Connex3, es el método más avanzado de impresión 3D de PolyJet. Esta tecnología realiza la impresión precisa con tres materiales y por lo tanto hace posible la mezcla de tres colores.

La tecnología de modelado de deposición fusionada (FDM) se desarrolló e implemento por primera vez por Scott Crump, fundador de Stratasys Ltd., en la década de 1980. Lo bueno de esta tecnología es que todas las partes impresas con FDM pueden ir en termoplástico de alto rendimiento y grado de ingeniería. El FDM es la única tecnología de impresión 3D que construye partes con termoplásticos de grado de producción, de manera que las cosas impresas son de excelentes cualidades mecánicas, térmicas y químicas. Las máquinas de impresión 3D que usan tecnología de FDM construyen objetos capa por capa de abajo hacia arriba mediante el calentamiento y la extrusión de filamento termoplástico. Junto con el termoplástico una impresora también puede extruir materiales de soporte. Luego la impresora calienta el termoplástico hasta su punto de fusión y lo extrude a través de la boquilla a una plataforma de construcción. Para soportar la capa superior la impresora puede colocar debajo un material especial que puede disolverse después de que la impresión se completa. Cuando la capa fina de plástico se une a la capa debajo de ella, se enfría y se endurece. Una vez que se acaba la capa, la base se baja para empezar a construir la siguiente capa. Esta tecnología se considera simple de usar y respetuosa con el medio ambiente. Pueden usarse diferentes tipos de termoplásticos para imprimir objetos dentales.

La sinterización láser selectiva (SLS) es una técnica que usa el láser como fuente de energía para formar objetos 3D sólidos. Esta técnica se desarrolló por Carl Deckard, un estudiante de la Universidad de Texas, y su profesor Joe Beaman en la década de 1980. La principal diferencia entre la SLS y la SLA es que usa material en polvo en el tanque en lugar de resina líquida como hace la estereolitografía. A diferencia de algunos otros procesos de fabricación aditiva, tales como la estereolitografía (SLA) y el modelado de deposición fusionada (FDM), la SLS no necesita usar ninguna estructura de soporte ya que el objeto que se imprime se rodea constantemente de polvo sin sinterizar. Debido a la amplia variedad de materiales que pueden usarse con este tipo de impresora 3D la tecnología es muy popular para la impresión 3D de productos personalizados. La SLS requiere el uso de láseres de alta potencia, lo que hace que la impresora sea muy cara. Se requiere un acabado superficial extenso para los objetos dentales fabricados con este proceso.

El método de impresión 3D de SLA fue patentado por Charles Hull, cofundador de 3D Systems, Inc. en 1986, que convierte el plástico líquido en objetos 3D sólidos. Las impresoras 3D de SLA trabajan con exceso de resina líquida que se endurece y se forma en un objeto sólido mediante la irradiación. Generalmente las partes construidas tienen superficies lisas pero su calidad depende mucho de la calidad de la máquina de SLA usada. Después de que el plástico se endurece una plataforma de la impresora cae (impresora de arriba hacia abajo) o se mueve hacia arriba (impresora de abajo hacia arriba) en el tanque una fracción de un milímetro y el láser forma la siguiente capa hasta que se completa la impresión. Una vez que se imprimen todas las capas el objeto necesita enjuagarse con un solvente y luego colocarse en un horno post-curación para acabar el procesamiento.

El procesamiento de luz digital es otro proceso de impresión 3D muy similar a la estereolitografía. La tecnología de DLP se creó en 1987 por Larry Hornbeck de Texas Instruments y se volvió muy popular en la producción de proyectores. Usa microespejos digitales dispuestos en un chip semiconductor. El chorro de tinta 3D, el DLP y la SLA trabajan todos con fotopolímeros. La diferencia entre los procesos de SLA y DLP es una fuente de luz diferente. El método de DLP proyecta planos de vóxeles secuenciales en resina líquida, que luego provoca que la resina líquida se cure. El material a usar para la impresión es resina líquida que se coloca en el contenedor de resina transparente. La resina se endurece rápidamente cuando se afecta por la irradiación de luz. La velocidad de impresión es bastante impresionante, especialmente con la tecnología de CLIP de Carbon3D (Producción continua de interfaz líquida). La capa de material endurecido puede crearse con la impresora en unos pocos segundos. Cuando la capa se acaba, se mueve hacia arriba y se empieza a trabajar en la siguiente capa. La tecnología de CLIP equilibra la luz y el oxígeno para eliminar las etapas mecánicas y las capas que son la etapa del proceso de DLP estándar y permitir la producción de objetos de calidad comercial a alta velocidad.

Se describen dispositivos dentales digitales mediante el uso de métodos de impresión 3D asistidos por computadora como se mencionó anteriormente. En particular, se relaciona con el diseño y la fabricación de dispositivos dentales o prótesis dentales de dos o múltiples capas, tal como prótesis parciales, completas u otros dispositivos protésicos, específicamente, prótesis de impresión parciales, completas, guías quirúrgicas, protectores nocturnos, aletas, férulas, dispositivos de ortodoncia, alineadores, retenedores, coronas, puentes, bases de prótesis parciales o completas mediante el uso de métodos de diseño e impresión asistidos por computadora.

Los dispositivos dentales, específicamente, por ejemplo, la base de prótesis y el diente de prótesis deben exhibir ciertas características físicas convenientes para ser adecuados para su uso y ofrecer beneficios convenientes a los pacientes. Deben ser dimensionalmente estables para el funcionamiento efectivo, tener la resistencia suficiente para soportar las tensiones de la masticación y ser resistentes a la abrasión y al astillamiento durante su uso. Además, deben ser duraderos y estables a solventes, alimentos, agua, frío y calor y mantener la estética sin decoloración. En adición, deben ser estéticos para imitar la dentición y la encía naturales con un color estéticamente aceptable, es decir, cercano al de la dentición y la encía naturales. La base de prótesis y el diente de prótesis no deben desgastarse o deformarse fuera de la oclusión, y la base de prótesis debe ser capaz de unirse firmemente a los dientes artificiales. Deben ser ajustables además a los medios ordinarios de modelado, rectificado, y pulido físicos. Los materiales de la base de prótesis y el diente de prótesis deben ser estables sin decoloración y proporcionar propiedades de manejo consistentes durante su vida útil. La prótesis fabricada a partir de materiales de la base de prótesis y el diente de prótesis deben proporcionar una mejor funcionalidad, comodidad y ajuste para los pacientes.

Es conveniente que los materiales de la base de prótesis sean compatibles con tejidos de la mucosa dura y suave. De esta manera es conveniente que la base de prótesis contenga al menos dos materiales diferentes con propiedades físicas y mecánicas diferentes. Es preferible que la prótesis pueda ser fácilmente ajustable para proporcionar una mejor retención, un mejor contacto oclusal y un mejor ajuste para proporcionar una mejor funcionalidad, comodidad y rendimiento para el paciente. Es preferible además que la prótesis pueda ser localmente ajustable mientras que otras partes permanecen sin cambios.

Típicamente, las bases de prótesis son acrílicos a base de metacrilato, a base de termoplástico o a base de resina curable por luz. Los materiales del diente de prótesis más comunes son además acrílicos a base de metacrilato. En general, las bases y los dientes de prótesis acrílicos a base de metacrilato se fabrican de una pasta a partir de la mezcla de polvos de polímero de PMMA o PMMA modificados con líquidos de MMA o MMA modificados. Los dientes de prótesis se fabrican comúnmente en un fabricante de dientes. El laboratorio dental usa típicamente el material del diente de prótesis y la base de prótesis a partir de un fabricante para fabricar la prótesis para el paciente. La(s) etapa(s) inicial(es) usada(s) comúnmente en la fabricación de una prótesis al fabricar una impresión final de la boca de un paciente. Un molde (o base de registro) se fabrica de la impresión final de la boca de un paciente. Típicamente el molde se fabrica de yeso. Luego la cera se conforma en la forma de una base de prótesis en el molde de la boca del paciente y los dientes artificiales se colocan en la cera conformada de la base de prótesis. La cera conformada de la base de prótesis con los dientes de prótesis artificiales luego se coloca en un articulador. Luego se articulan los dientes artificiales en la cera conformada de la base de prótesis. Luego se coloca en un matraz la cera conformada de la base de prótesis articulada con los dientes artificiales. El volumen del matraz se rellena con material de recubrimiento endurecible, tal como yeso. Después de que el material de recubrimiento se endurece la cera se elimina, por ejemplo, al calentar el matraz en agua hirviendo, lo que deja los dientes artificiales soportados por el material de recubrimiento y una cavidad de molde conformada de la base de prótesis dentro del material de recubrimiento. Después de una limpieza exhaustiva de la cavidad de molde, se introduce un material de la base de prótesis en la cavidad de molde. Luego el material de la base de prótesis se endurece para formar una prótesis. El proceso para fabricar una prótesis es largo, requiere mucho tiempo y es trabajoso.

La preparación de prótesis completas y parciales requiere típicamente varias visitas a la consulta dental por cada paciente. Las visitas incluyen procesos trabajosos tal como la construcción de la placa base y los bordes de oclusión, la prueba de cera, el recubrimiento de la cera, la extracción de la cera y el empaque de compresión o el vertido del acrílico de la base de prótesis como se describió anteriormente. Este método tradicional dio como resultado típicamente una base de prótesis que contenía material de la base de prótesis homogéneo, que soportaba los dientes de prótesis artificiales. Un método para usar material similar a la cera polimerizable por luz (sistema Eclipse vendido por Dentsply International) reduce las visitas a la consulta dental y el laboratorio y el trabajo implicado en la fabricación de la prótesis, lo que proporciona un proceso para fabricar una prótesis, que comprende: articular los dientes artificiales mientras se soportan por el material polimerizable, de manera que se proporciona una prótesis que comprende dichos dientes artificiales sin formar un molde para fabricar un volumen de configuración dental de una base de prótesis. El proceso se completa sin formar la cera y sin aplicar el yeso inorgánico a los dientes artificiales. Son posibles materiales de la base de prótesis de múltiples capas y se incluyen en la base de prótesis mediante este método.

Más recientemente, los sistemas de impresión 3D se han usado para fabricar la base de prótesis y la prótesis. Varios materiales de impresión 3D se usan para la impresión 3D para fabricar la base de prótesis y la prótesis. Mediante el uso de datos digitales adquiridos, una impresora 3D imprime materiales para formar la prótesis final con la base de prótesis y los dientes de prótesis fabricados a partir de diferentes materiales. Una impresora 3D puede imprimir además material para formar la base de prótesis deseada, donde los dientes de prótesis artificiales comercialmente disponibles se colocan subsecuentemente en cavidades impresas y se unen a esta base de prótesis. De manera separada, algunos dientes de prótesis se imprimen además mediante una impresora 3D y se usan para colocarlos en cavidades impresas y unirlos a la base de prótesis impresa. El sistema de la base de prótesis 3D de Dentca escanea la impresión y construye la base de prótesis capa por capa mediante el uso de una impresora láser estereolitográfica y luego une los dientes plásticos y los cura finalmente en una cámara de luz. El método de impresión 3D de FDM imprime una prótesis mediante el uso de la impresora de FDM con datos escaneados o de CAD, que extruye y deposita el termoplástico fundido en capas para construir la prótesis de abajo hacia arriba. Cada capa de material termoplástico fundido se deposita en la parte superior de la anterior y se aplana ligeramente por el cabezal de extrusión. Las capas se fusionan entre sí para formar la base de prótesis final.

Aunque los métodos de impresión 3D actuales son muy prometedores, todavía no existen métodos y materiales de impresión 3D confiables de manera consistente para reemplazar los métodos y materiales actuales probados y establecidos para las fabricaciones de prótesis por los técnicos del laboratorio dental. El proceso de fabricación de prótesis convencional incorpora varias etapas para garantizar la precisión y funcionalidad de cada prótesis. Sin embargo, algunos de los métodos de impresión 3D requerían un proceso complicado para obtener los datos digitales. Es posible que la prótesis fabricada no se ajuste en la boca del paciente y que los dientes no se ocluyan correctamente, sea necesario un ajuste o revestimiento adicional que puede ser un proceso trabajoso y doloroso. Las mordeduras inestables de la prótesis darán como resultado un ajuste deficiente. Puede ser necesario fabricar de nuevo la prótesis que cuesta tiempo, dinero y retrasa la atención del paciente. Puede ser necesario el rectificado excesivo de los dientes y la base de prótesis para lograr la oclusión deseada, lo que dará como resultado la pérdida de estética tanto de la base de prótesis como los dientes de prótesis artificiales fabricados y requerirá un acabado y pulido adicionales. Se enfrenta además al potencial de rectificar las capas de esmalte más resistentes al desgaste que existen comúnmente en algunos de los dientes de prótesis artificiales y exponen la capa de dentina menos resistente al desgaste. Para evitar los problemas anteriores, los fabricantes y laboratorios a menudo fabrican una prótesis de prueba para el paciente. Después se prueba, se ajusta y se confirma, y luego se duplica la prótesis de prueba mediante la impresión u otros métodos de fabricación, lo que añade etapas hacia atrás adicionales y requiere visitas a la consulta adicionales.

Es conveniente que la prótesis fabricada pueda ajustarse durante la prueba de prótesis final para obtener la oclusión conveniente sin la necesidad excesiva de refabricar, rectificar, acabar y pulir. Una prótesis fabricada donde los dientes de prótesis artificiales pueden ajustarse es altamente conveniente, lo que puede evitar la necesidad de la etapa de prueba adicional. Es conveniente además que la prótesis fabricada pueda ajustarse con comodidad perfectamente en la cavidad oral con un área rígida para soportar los dientes de prótesis artificiales y una superficie de contacto suave o relativamente flexible con el área de la mucosa para una mejor comodidad y ajuste. Típicamente, las bases de prótesis son acrílicos a base de PMMA. Sin embargo, las bases de prótesis a base de PMMA y MMA tienen la desventaja de someterse a la fractura frágil debido a la naturaleza del PMMA. Se usaron acrílicos de PMMA modificados contra impacto de goma para mejorar su resistencia a la fractura y su resistencia al impacto. La prótesis completa se forma típicamente a partir de un material rígido ya que es necesario para soportar la función de masticación de los dientes artificiales sin ningún movimiento durante la acción. Las prótesis parciales flexibles, fabricadas típicamente de termoplásticos flexibles, tales como Nylon 12, resina de acetal, se usan comúnmente para los pacientes, lo que proporciona comodidad debido a su conformidad y flexibilidad. El uso de cierres permite estabilizar los dientes de prótesis artificiales en su lugar. La resiliencia y flexibilidad de estas bases de prótesis se limitan debido a la necesidad de soportar los dientes de prótesis artificiales. Es conveniente mejorar significativamente la resiliencia de la superficie de contacto del tejido sin comprometer la estabilidad de los dientes de prótesis artificiales durante la masticación. Es conveniente tener una prótesis que proporciona una cresta rígida para soportar los dientes de prótesis artificiales en su posición y una capa/área de contacto elástico y flexible con el área de la mucosa blanda del paciente para una mejor comodidad y ajuste, que es más compatible con la cavidad oral del paciente que contiene el área de la cresta rígida y el área de la mucosa blanda. Es conveniente además tener una prótesis parcial que proporciona una cresta rígida para soportar los dientes de prótesis artificiales en su posición, cierres de resistencia para estabilizar la prótesis parcial en su lugar, y una capa/área de contacto elástico y flexible con el área de la mucosa blanda del paciente para una mejor comodidad y ajuste, que es más compatible con la cavidad oral del paciente que contiene los dientes restantes, el área de cresta rígida y el área de la mucosa blanda. La práctica habitual para mejorar la comodidad y el ajuste del paciente es revestir una prótesis con un material de revestimiento suave, que requiere una etapa trabajosa adicional. Es conveniente proporcionar una prótesis integrada que incorpora una capa suave sobre la base de prótesis rígida o que tiene dos o más áreas que ofrecen diferentes rendimientos que incluyen un área ajustable del diente. En adición, es conveniente que la superficie de contacto de la prótesis con el área de la mucosa pueda ajustarse fácilmente para obtener un mejor ajuste. Es conveniente además que la superficie de contacto de la prótesis con el área de la mucosa pueda ajustarse y reajustarse según sea necesario, tal como la necesidad debido a la resorción de la cresta con el tiempo. Es especialmente conveniente para usarse aquí una capa de polímero ajustable o un polímero de memoria de forma. Cuando se usa el escaneo intraoral digital para la fabricación de la prótesis o la base de prótesis, un lado del tejido de la prótesis diseñado digitalmente puede no ajustarse perfectamente a la cavidad oral del paciente debido a que el escaneo intraoral implica tejidos blandos y una capa de polímero ajustable o una capa de polímero de memoria de forma en el lado del tejido permite que la prótesis se ajuste fácilmente para ajustarse a la cavidad oral del paciente para obtener el mejor ajuste y comodidad. Es conveniente además tener una prótesis, donde puede lograrse fácilmente el ajuste limitado del diente. Se prefiere que el material de la base de prótesis alrededor de los dientes de prótesis pueda ajustarse fácilmente a temperatura elevada u otras condiciones.

Los métodos y materiales de impresión no se limitan a la impresión de prótesis, dientes de prótesis o base de prótesis, pueden usarse para imprimir varios dispositivos dentales. Sus tonalidades pueden formarse a partir de una tonalidad transparente a una altamente pigmentada. Por ejemplo, puede imprimirse un protector nocturno de múltiples capas, donde la capa superficial superior dura y resistente al desgaste puede soportar de manera efectiva el desgaste y el rectificado mientras que el lado flexible o elástico o la parte de contacto no oclusal en el protector nocturno puede proporcionar comodidad, retención e inserción fácil y extracción fácil para el paciente. Los materiales de la base de prótesis o el diente de prótesis mencionados pueden denominarse fácilmente materiales dentales, tal como materiales restauradores, materiales de protección nocturna, materiales retenedores, o materiales alineadores.

Leyden y otros, patentes de Estados Unidos 6,660,209 y 6,270,335 describen un método de impresión por chorro de tinta mediante el uso de cabezales de impresión comerciales que tienen múltiples orificios (chorros) para disparar de manera selectiva gotitas de material termofundido, curable por radiación sobre un sustrato. Cada orificio puede equiparse con un elemento piezoeléctrico que provoca que una onda de presión se propague a través del material cuando se aplica corriente eléctrica. El cabezal de impresión se mueve a lo largo de una trayectoria de escaneo que deposita de manera selectiva el material fluido sobre el sustrato. En una etapa subsecuente, se usa radiación de luz para curar el material.

Yamane y otros, patente de Estados Unidos 5,059,266 describe un método de chorro de tinta, de manera que una resina fotosensible o termofraguada se inyecta a lo largo de un paso de vuelo del material a una plataforma para laminar de esta manera el material en la plataforma, cambiar al menos una de una dirección del chorro del material a lo largo del paso de vuelo y una cantidad del chorro del material, lo que controla de esta manera una operación del chorro del material, y expone el material laminado a la luz para curar el material, lo que forma de esta manera el artículo.

Bredt y otros, patente de Estados Unidos 5,902,441 describe otro método de impresión por chorro de tinta, que implica aplicar una capa de partículas de polvo que contiene un adhesivo activable sobre una superficie plana que puede regularse hacia abajo. La impresora de chorro de tinta introduce un fluido activante sobre la capa de partículas en un patrón predeterminado. El fluido activa el adhesivo en la mezcla, lo que provoca que las partículas se adhieran entre sí en una capa esencialmente sólida. Después de que se forma la primera porción de sección transversal del artículo, la superficie móvil puede regularse hacia abajo. Capas sucesivas de la mezcla de partículas se aplican de la misma manera para formar el artículo deseado.

Oriakhi y otros, describe en la publicación de solicitud de patente de Estados Unidos Núm. US 2005/0082710 un método de impresión por chorro de tinta, en donde una mezcla de partículas de partículas de ionómero de vidrio reactivo, partículas de poliácido reticulable que incluyen ácido de polivinilpirrolidona-co-poliacrílico, y nanocompuestos se esparce en un contenedor de fabricación. Una impresora de chorro de tinta aplica un aglutinante de fase acuosa sobre un área predeterminada de la mezcla de partículas para formar un cemento hidratado. Una reacción química con ionómero de vidrio provoca que el cemento hidratado se endurezca.

Kapserchik y otros describe en la publicación de solicitud de patente de Estados Unidos Núm. US 2004/0094058 un sistema de impresión por chorro de tinta mediante el uso de cementos de ácido-base. Las capas de partículas de polvo se depositan sobre una superficie plana. Los polvos incluyen una base tal como un óxido metálico o un vidrio de aluminosilicato, un ácido polimérico u otro ácido. La impresora de chorro de tinta dispensa un aglutinante acuoso. El polvo básico interactúa con el ácido en presencia de agua, lo que provoca la formación de una sal de hidrogel reticulado iónicamente. La formación del hidrogel reticulado provoca el fraguado de la mezcla.

Más particularmente, se han desarrollado métodos de impresión por chorro de tinta para fabricar productos dentales tridimensionales y se describen en la literatura de patentes. Por ejemplo, Moszner y otros, patente de Estados Unidos 6,939,489 describe un proceso para fabricar piezas de formas dentales tridimensionales para la restauración dental y partes de reemplazo mediante el uso de tecnología de graficación tridimensional. El objeto se produce de una manera estratificada mediante el corte de microgotas o microcables descargados a partir de boquillas en el graficador tridimensional. El material descargado puede endurecerse mediante una variedad de mecanismos en dependencia del tipo de material usado. Esto incluye el enfriamiento de material fundido, policondensación, poliadición, o curado térmico, y radiación de luz. En la patente '489, la tecnología de graficación tridimensional se describe como que es diferente de la creación rápida de prototipos convencional (sinterización láser selectiva, impresión 3D, y estereolitografía).

Rheinberger y otros, patente de Estados Unidos 7,189,344 describe un proceso para producir partes de restauración dental tridimensionales, tales como prótesis dentales completas o parciales, mediante el uso de impresoras de chorro de tinta que se usan en los métodos de impresión por chorro de tinta desarrollados por MIT como se describió anteriormente. El proceso implica pulverizar un material polimerizable sobre un soporte de base de una manera capa por capa. Cada capa de material se polimeriza mediante una fuente de luz antes de la aplicación de la siguiente capa. El material polimerizable se describe como que es similar a la cera que tiene hasta 70 % en peso de al menos uno de un monómero y oligómero polimerizable; de 0,01 a 10 % en peso de un iniciador de polimerización; y al menos 20 % en peso de una mezcla que tiene uno seleccionado de un monómero similar a la cera y fluido y un pigmento de color.

Feenstra, patentes de Estados Unidos 6, 921,500 y 6,955,776 describen un proceso de impresión por chorro de tinta para fabricar elementos dentales tales como coronas mediante el uso de un aglutinante líquido y lecho de polvo. El elemento se produce al aplicar capas sucesivas de polvo y descargar el aglutinante líquido sobre las capas mediante el uso de una impresora de chorro de tinta. El aglutinante incluye preferentemente partículas sólidas nanoméricas, inorgánicas que tienen grupos orgánicos polimerizables y/o policondensables en su superficie. Después de que se ha aplicado el aglutinante a la última capa de polvo, se retira cualquier exceso de polvo, no unido. Luego, las capas en polvo se sinterizan al calentarlas a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 400 a 800 °C. La etapa de sinterización se realiza de manera que sólo se forman cuellos entre las partículas de polvo. El elemento dental sinterizado resultante se infiltra mediante un material de segunda fase, tal como cerámica de vidrio o polímero, que se funden a una temperatura inferior que el material del elemento dental. Esto reduce la porosidad del elemento dental.

Bordkin y otros, patente de Estados Unidos 6,322,728 describe un proceso de impresión por chorro de tinta para fabricar restauraciones dentales mediante la impresión de un aglutinante en las capas de polvo. El proceso implica depositar una capa de material de polvo de cerámica o compuesto sobre un lecho de polvo. El diseño de la restauración se basa en una representación por CAD. Un material aglutinante se aplica sobre la capa de cerámica o compuesto. Esta aplicación de material de polvo/aglutinante se repite varias veces para producir la forma deseada de la restauración. Después de que se completa el proceso de estratificación, la estructura se cura para promover además la unión de las partículas.

Se describen sistemas de resina líquida/compuesto de alta resistencia/dureza, elásticos o de alta dureza para fabricar dispositivos dentales tridimensionales mediante el uso de los proyectores de chorro de tinta, procesador de luz digital (DLP) o estereolitografía. Esta invención puede usar además muchos materiales comercialmente disponibles, tales como resinas polimerizables, materiales termoplásticos, polímeros de memoria de forma, etc., sus combinaciones y sus combinaciones con sistemas de resina líquida/compuesto de esta invención y varias primeras invenciones del(de los) presente(s) inventor(es) para fabricar dispositivos dentales tridimensionales mediante el uso del chorro de tinta, FDM, DLP, SLS, SLA o sus combinaciones. Aunque el método de chorro de tinta, DLP o SLA y los materiales de alta resistencia/dureza, elásticos o de alta dureza se describen principalmente en la presente descripción como que se usan para fabricar una prótesis dental estratificada, tal como férulas, alineadores, prótesis completa y parcial, base de prótesis y dientes artificiales, debe entenderse que esto es sólo con propósitos de ilustración. El método de chorro de tinta, DLP o SLA mediante el uso de materiales de alta resistencia/dureza, elásticos o de alta dureza puede usarse para fabricar cualquier dispositivo dental tal como, por ejemplo, dientes artificiales, prótesis, aparatos de ortodoncia, férulas, carillas, empastes, recubrimientos, coberturas, patrones de estructura, retenedores, alineadores, aletas, protectores nocturnos, protectores deportivos, coronas y puentes. Hemos proporcionado una descripción general de estos métodos mediante el uso de sistemas de materiales de alta resistencia/dureza, elásticos o de alta dureza como sigue. (Una descripción más detallada de los métodos y materiales de alta resistencia/dureza, elásticos, o de alta dureza usados para fabricar los dispositivos dentales se establece más abajo.)

En este método, un material de resina líquida polimerizable o material de resina calentada como un líquido se carga en un baño de resina de una impresora 3D basado en un método de DLP, método de SLA o una combinación de DLP y SLA. En el caso de usar el método de DLP, se construyen objetos 3D al proyectar planos de vóxeles secuenciales en la resina líquida (o resina líquida calentada), que luego se polimeriza a sólida. Las capas sucesivas de material polimerizado se añaden de esta manera hasta que el dispositivo se fabrica completamente. Con estos métodos pueden usarse múltiples fuentes de luz (o láser). Una vez que se construyó el primer objeto con capas sucesivas del primer material polimerizado, pueden añadirse capas sucesivas subsecuentes del segundo material polimerizado al primer objeto polimerizado mediante estos métodos, que requieren típicamente la proyección de planos de vóxeles secuenciales en la resina líquida (o resina líquida calentada) desde un ángulo de arriba hacia abajo o inclinado. De manera similar, pueden construirse materiales polimerizados adicionales sobre los objetos anteriores que tienen dos o más materiales polimerizados para formar un dispositivo de dos o más capas. Luego el dispositivo, por ejemplo, una prótesis, se lava, se realiza el acabado y el curado final completamente según sea necesario. La prótesis completamente curada y pulida está ahora lista para usarse por el paciente. En el caso del alineador o la férula de dos capas, podrían usarse dos tanques transparentes de materiales de resina líquida polimerizable y acumular los dispositivos capa por capa. Además, dos o más partes pueden imprimirse de manera separada con diferentes materiales y luego unirse entre sí para formar los objetos finales (o dispositivos dentales). Las diferentes capas (partes) de material impresas pueden curarse finalmente además entre sí para formar objetos estratificados (o dispositivos dentales). El documento WO2014/078537 describe sistemas de materiales polimerizables imprimibles para fabricar productos dentales tal como dientes artificiales, prótesis, férulas, carillas, empastes, recubrimientos, coberturas, patrones de estructura, coronas y puentes. Una impresora de DLP o estereolitografía se usa para curar material polimerizable de una manera capa por capa para acumular el objeto. Resumen de la invención

La presente invención proporciona una base de prótesis formada a partir de la creación rápida de prototipos como se define además por la reivindicación 1.

Es un objeto de la invención proporcionar una base de prótesis de múltiples capas que tiene diferentes tonalidades y matices en diferentes capas y diferentes puntos.

Es un objeto de la invención proporcionar una base de prótesis que tiene diferentes materiales de capas con diferentes propiedades mecánicas y físicas.

Es un objeto de la invención proporcionar una base de prótesis que contiene diferentes materiales de capas que varían desde materiales elásticos con Tg baja, a materiales flexibles y materiales rígidos con Tg alta.

Es un objeto de la invención fabricar una base de prótesis de múltiples capas, donde las diferentes capas de materiales tienen diferentes propiedades mecánicas y físicas.

Es un objeto de la invención proporcionar una base de prótesis de múltiples capas, donde los materiales de la base de prótesis alrededor del área de los dientes de prótesis de la prótesis impresa de este bloque pueden ajustarse mientras que el resto de la prótesis y el lado del tejido permanecen estables en su forma a una temperatura elevada de hasta 100 °C.

Es un objeto de la invención proporcionar una base de prótesis de múltiples capas, donde los materiales de la base de prótesis alrededor del área de los dientes de prótesis de la prótesis impresa son estables en su forma mientras que el resto de la prótesis y el lado del tejido son ajustables a una temperatura elevada de hasta 100 °C

Es un objeto de la invención proporcionar una base de prótesis de múltiples capas, donde los materiales de la base de prótesis alrededor del área de los dientes de prótesis y el área lateral de tejido de la prótesis impresa pueden ser ajustables mientras que el resto de la prótesis es estable en su forma a una temperatura elevada de hasta 100 °C.

Breve descripción de los dibujos

La FIGURA 1A se ve en una vista en sección transversal esquemática de una base de prótesis con materiales de la base de prótesis de dos capas.

La FIGURA 1B es una vista en sección transversal lateral esquemática de una base de prótesis que comprende dos capas.

La FIGURA 1C es una vista en sección transversal esquemática de una base de prótesis que comprende tres capas. La FIGURA 1D es otra vista en sección transversal lateral esquemática de una base de prótesis que comprende tres capas.

La FIGURA 2A se ve en una vista en sección transversal esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene dos capas sombreadas de la base de prótesis y el diente de prótesis con al menos una capa sombreada del(de los) material(es).

La FIGURA 2B se ve en una vista en sección transversal lateral esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene dos capas sombreadas de la base de prótesis y el diente de prótesis con al menos una capa sombreada del(de los) material(es).

La FIGURA 2C es una vista en sección transversal esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene dos capas sombreadas de la base de prótesis y dos capas sombreadas de materiales del diente de prótesis.

La FIGURA 2D es otra vista en sección transversal lateral esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene dos capas sombreadas de la base de prótesis y dos capas sombreadas de materiales del diente de prótesis.

La FIGURA 2E se ve en una vista en sección transversal esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene tres capas sombreadas de la base de prótesis y el diente de prótesis con al menos una capa sombreada del(de los) material(es).

La FIGURA 2F se ve en una vista en sección transversal lateral esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene tres capas sombreadas de la base de prótesis y el diente de prótesis con al menos una capa sombreada del(de los) material(es).

La FIGURA 2G se ve en una vista en sección transversal esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene múltiples capas sombreadas de la base de prótesis y múltiples capas sombreadas del diente de prótesis. La FIGURA 2H se ve en una vista en sección transversal lateral esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene múltiples capas sombreadas de la base de prótesis y múltiples capas sombreadas del diente de prótesis.

Descripción detallada de la invención

Esta invención diseña e imprime múltiples capas (dos capas o más) de objetos 3D, específicamente una base de prótesis. Se proporciona un método para fabricar un dispositivo dental estratificado, tal como la prótesis. La invención imprime objetos 3D de múltiples capas específicos. La invención imprime un dispositivo dental de múltiples capas específico. La invención imprime una base de prótesis de múltiples capas. Puede(n) usarse la(s) capa(s) de polímero(s) altamente ajustable(s) en su forma, elástico(s) o de memoria de forma en estos dispositivos dentales de múltiples capas. Las diferentes capas de material tienen diferentes propiedades mecánicas y físicas para satisfacer diferentes necesidades, lo que proporciona beneficios adicionales para los pacientes, los profesionales dentales y los laboratorios dentales.

La invención se describe ahora con referencia más particular a las FIGURAS 1A a la 2H. Con referencia particular a la FIGURA 1A se ve una vista en sección transversal esquemática de una base de prótesis de dos capas. Puede que las dos capas de materiales de la base de prótesis no tengan un grosor uniforme. La FIGURA 1B es otra vista en sección transversal lateral esquemática de una base de prótesis que comprende dos capas. La FIGURA 1C es una vista en sección transversal esquemática de una base de prótesis que comprende tres capas. La FIGURA 1D es otra vista lateral en sección transversal esquemática de una base de prótesis que comprende tres capas como se muestra en la FIGURA 1C. Cada capa puede formarse en una ubicación diferente de acuerdo con la necesidad del paciente. La FIGURA 2A se ve en una vista en sección transversal esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene materiales de la base de prótesis de dos capas y al menos una(s) capa(s) de material del diente de prótesis. La FIGURA 2B se ve en una vista en sección transversal lateral esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene dos capas de material de la base de prótesis y al menos una(s) capa(s) de material del diente de prótesis. Puede que las dos capas de materiales de la base de prótesis no tengan un grosor uniforme. Los dientes de prótesis pueden asentarse en la superficie de la base de prótesis, sumergirse sustancialmente en la base de prótesis, entre o conectados integralmente por debajo y/o por encima de la base de prótesis. La FIGURA 2C es una vista en sección transversal esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene dos capas de la base de prótesis y dos capas del diente de prótesis curadas. La FIGURA 2D es otra vista en sección transversal lateral esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene dos capas de la base de prótesis y dos capas del diente de prótesis. La FIGURA 2E se ve en una vista en sección transversal esquemática de una prótesis de múltiples capas que contiene tres capas de la base de prótesis y al menos una capa del diente de prótesis. La FIGURA 2F es una vista en sección transversal lateral esquemática de una prótesis que contiene tres capas de la base de prótesis y al menos una capa del diente de prótesis. La FIGURA 2G y 2H son las vistas en sección transversal esquemática y en sección transversal lateral de una prótesis que contiene múltiples capas de la base de prótesis y múltiples capas del diente de prótesis. Estas capas en las prótesis o bases de prótesis pueden formarse mediante varios métodos de impresión 3D. Las capas finas impresas se forman capa fina por capa fina a través de la solidificación tras el enfriamiento, polimerización por irradiación de luz, autocuración o curado por calor después de mezclar materiales de dos partes para formar unos dispositivos dentales de múltiples capas a partir de los mismos y/o diferentes materiales. Aquí las capas finas son diferentes de las capas en los objetos estratificados (o dispositivos dentales). La capa fina se forma a partir del proceso de impresión mediante el uso del mismo material, mientras que las capas en los dispositivos dentales estratificados pueden tener una apariencia física o características físicas diferentes (propiedades y rendimientos). Esta invención se relaciona principalmente con la impresión 3D para fabricar prótesis dentales de múltiples capas, tal como prótesis parciales y completas, bases de prótesis, férulas, retenedores, alineadores, etc. Las prótesis dentales pueden curarse completamente, no curarse o curarse parcialmente. Una parte de la prótesis dental puede curarse completa o parcialmente y una parte de la prótesis dental puede curarse parcialmente o no curarse. La prótesis dental parcialmente curada puede curarse completamente por luz, calor, la combinación de luz y calor para formar dispositivos dentales finales, tal como prótesis, prótesis parciales, protectores nocturnos, retenedores. La parte parcial y completamente curada o no curada puede ajustarse fácilmente después de intentarlo. La parte parcialmente curada o no curada puede ofrecer un ajuste más fácil. El dispositivo dental estratificado se imprime individualmente y luego se une entre sí o la combinación de los mismos. Puede imprimirse además con diferentes métodos, de manera separada y luego unirse entre sí o la combinación de los mismos.

Una de las características de la prótesis dental de múltiples capas de esta invención es que contiene al menos dos capas de materiales diferentes en la base de prótesis. Los materiales diferentes pueden formarse en varias áreas específicas o formas de arco como se muestra en las Figuras y más allá para adaptarse a las diferentes necesidades de los pacientes, laboratorios y profesionales dentales. Las capas pueden ser sustancialmente paralelas a la superficie del dispositivo dental, pueden estar en ángulo a la superficie del dispositivo dental, pueden ser sustancial o localmente verticales a la superficie del dispositivo dental, pueden incrustarse localmente entre capas con varias formas o pueden ser sustancialmente en forma de arco, en forma elíptica completa o media, en forma de campana media, en forma de círculo completa o media, o en forma de copa completa o media, etc. a la superficie del dispositivo dental. La característica adicional incluye que al menos dos capas de materiales diferentes o iguales en este dispositivo dental pueden tener al menos una tonalidad.

Otra de las características de la prótesis dental de múltiples capas de esta invención es que contiene al menos dos capas de materiales diferentes en este dispositivo o prótesis dental, por ejemplo, prótesis fabricada a partir de al menos dos métodos de impresión 3D diferentes, tales como FDM y DLP, DLP y SLA, DLP y SLS, FDM y SLS, chorro de tinta y DLP, y muchas combinaciones.

Para el método de impresión de DLP o SLA, varios materiales polimerizables imprimibles con diferentes tonalidades y colores pueden prepararse y colocarse en tanques separados (baños).

Para el método de impresión por chorro de tinta, puede usarse un proceso o impresora comercialmente disponible para construir un dispositivo dental de múltiples capas, tal como la prótesis o base de prótesis, mediante el uso de varios materiales diferentes para diferentes rendimientos.

La invención proporciona la base de prótesis integral de múltiples capas con diferentes rendimientos para diferentes capas, dientes artificiales integrales de múltiples capas con diferentes rendimientos para diferentes capas, así como también la base de prótesis y los dientes artificiales integrales de múltiples capas con diferentes rendimientos para diferentes capas. En una modalidad de la invención preferida, las capas de la base de prótesis y los dientes artificiales se conforman preferentemente mediante un método de impresión 3D en etapas parcialmente curadas, completamente curadas o no curadas. Los dispositivos o prótesis dentales se forman a partir de materiales dentales polimerizables, materiales dentales poliméricos, materiales de compuestos dentales, o las combinaciones de materiales dentales poliméricos, materiales de compuestos dentales, y materiales dentales polimerizables. Los materiales de compuestos dentales pueden incluirse en materiales dentales polimerizables o materiales dentales poliméricos. Las prótesis dentales o partes de prótesis dentales se forman a partir de materiales dentales polimerizables, que pueden incluir uno o más sistemas iniciadores para provocar que se endurezcan rápidamente. Estos materiales pueden solidificarse una vez que se dispensan y enfrían en ubicaciones deseadas, tal como esos materiales poliméricos. Estos materiales pueden solidificarse mediante cristalización una vez que se dispensan y enfrían en ubicaciones deseadas, tal como los reivindicados en las patentes de Estados Unidos 6,592,369 y 7,175,433,. Los materiales polimerizables pueden curarse por luz o calor una vez que se aplican en las ubicaciones deseadas. Los materiales polimerizables pueden tener además dos partes, que se mezclanin situal dispensarse y polimerizarse por reacciones químicas para formar las formas deseadas.

Después de la impresión y polimerización de los materiales de múltiples capas, existen la base de prótesis de múltiples capas conectada integralmente y los dientes artificiales conectados integralmente que se unen bien a la base de prótesis. Los dientes artificiales conectados integralmente proporcionan una retención del diente superior en comparación con el proceso de fabricación de prótesis convencional. En el dispositivo dental, los dientes artificiales se conectan integralmente y se unen a la base de prótesis. Opcionalmente, una porción del material del diente fluye a través de la interfaz hacia la capa adyacente de la base de prótesis y se integra conectada por debajo y/o por encima de la base de prótesis. La base de prótesis adyacente incluye varios materiales de la base de prótesis. Aquí puede usarse una amplia gama de materiales de la base y los dientes artificiales de prótesis para ofrecer varios rendimientos. Al menos una capa de memoria de forma es especialmente interesante.

Los polímeros de memoria de forma (SMP) incluidos en esta invención son especialmente interesantes para su uso en las capas de material de la base de prótesis alrededor de los dientes de prótesis y en el lado del tejido de la prótesis. Los SMP puede imprimirse y formarse o curarse en cualquier forma "memorizada", específicamente la formación de la capa lateral de tejido de la base de prótesis. Los sistemas de polímeros de memoria de forma permiten que la capa lateral de tejido de la base de prótesis se ajuste o invierta y se reajuste repetidamente para adaptarse a los cambios de la cavidad oral. Es especialmente beneficioso para los enfoques de prótesis digitales, donde el ajuste y la precisión de la capa lateral de tejido de la base de prótesis y la oclusión de los dientes de prótesis dependen de la información digital obtenida. El principal inconveniente de la tecnología de escaneo intraoral actual es capturar la impresión lateral de tejido precisa ya que implica tejidos orales blandos. Este enfoque permite que la tecnología de escaneo intraoral actual se use en la consulta ya que el uso del polímero de memoria de forma en el lado del tejido permite que el material en el lado del tejido sea ajustable sin la necesidad de la impresión digital precisa. Por ejemplo, los polímeros de memoria de forma termosensible pueden calentarse por encima de la temperatura de transición para lograr la forma deseada y enfriarse para formar la forma deseada para adaptarse a la cavidad oral. Si se desea, los materiales pueden revertirse de nuevo a las formas originales. Este proceso puede repetirse para lograr el resultado óptimo. Los sistemas de polímeros termoplásticos y termoestables ajustables de forma son de interés además para esta invención para su uso en capas de material de la base de prótesis alrededor de los dientes de prótesis y en el lado del tejido de la prótesis. Por ejemplo, estos polímeros pueden ajustarse a temperatura elevada y enfriarse para formar las formas deseadas sin revertirse de nuevo a la forma original. Aunque esta invención describe el uso de materiales poliméricos y polimerizables para fabricar prótesis o bases de prótesis, los materiales polimerizables similares a la cera y sus variaciones (por ejemplo, los reivindicados en las patentes de Estados Unidos 6,592,369 y 7,175,433, ), pueden usarse para fabricar la prótesis/base de prótesis no curada o parte de la prótesis/base de prótesis no curada. Los materiales poliméricos incluyen muchos materiales termoestables y termoplásticos que pueden usarse para fabricar varias prótesis dentales de múltiples capas para diferentes aplicaciones dentales, tales como epoxis, acrílicos, copolímeros a base de poliestireno y poliestireno, PEEK, PEKK, Nylons, ABS, SAN, policarbonatos, acetato de vinilo (EVA) y copolímeros, poliuretanos, polimetilpenteno, polímeros a base de acetato de celulosa, poliolefinas y copolímeros, elastómeros sintéticos, siliconas, PET, PBT, PPO, y muchos otros polímeros y copolímeros termoplásticos y reticulados.

Materiales poliméricos imprimibles

Se usa un material polimérico imprimible para fabricar los productos dentales de acuerdo con los métodos de esta invención. Por el término “imprimible” como se usa en la presente descripción, se entiende un material que puede imprimirse en 3D mediante una impresora 3D, tal como una impresora 3D basada en FDM, basada en SLS, basada en chorro de tinta, etc. Muchos materiales poliméricos imprimibles están comercialmente disponibles, tal como acrílicos, copolímeros a base de poliestireno y poliestireno, PEEK, PEKK, Nylons, ABS, SAN, policarbonatos, acetato de vinilo (EVA) y copolímeros, poliuretanos, polimetilpenteno, polímeros a base de acetato de celulosa, poliolefinas y copolímeros, elastómeros sintéticos, siliconas, PET, PBT, PPO, sus copolímeros, y muchos otros polímeros y copolímeros.

Materiales polimerizables imprimibles

Se usa un material polimerizable imprimible para fabricar los productos dentales de acuerdo con los métodos de esta invención. Por el término, “imprimible” como se usa en la presente descripción, se entiende un material que puede imprimirse en 3D mediante una impresora 3D, la impresora 3D basada en SLA, basada en DLP, basada en chorro de tinta, que es fluido (fluido) a una temperatura por debajo de la temperatura ambiente, a temperatura ambiente y por encima de la temperatura ambiente. El material fluido tiene una temperatura fluida en el intervalo de -30 °C a 140 °C. Los siguientes componentes pueden usarse para preparar el material polimerizable imprimible de acuerdo con esta invención.

Compuestos polimerizables

Los compuestos acrílicos polimerizables que pueden usarse en las composiciones de esta invención incluyen, pero no se limitan a, mono, di o poliacrilatos y metacrilatos tales como acrilato de metil, metacrilato de metil, ácido metacrílico, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, metacrilato de isopropilo, metacrilato de tercbutilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de 4-terc-butilcliclohexilo, metacrilato de tetrahidrofurfurilo, acrilato de n-hexilo, metacrilato de octadecilo, metacrilato de isobornilo, metacrilato de ciclohexilo de isobornilo, metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de trimetilciclohexilo, metacrilato de 2-butil, acrilato 2-hidroxi-3-fenoxipropil, metacrilato de 2-fenoxietilo, acrilato de estearilo, acrilato de alilo, metacrilato de isobornilo, metacrilato de estearilo, metacrilato de fenoxi bencilo, metacrilato de o-fenilfenol etilo, diacrilato de isocianurato de tris (2-hidroxietilo), el producto de reacción de isocianato de octadecilo y metacrilato de 2-hidroxietilo, el producto de reacción de isocianato de octadecilo y caprolactona 2-(metacriloxi)etilo éster, el producto de reacción de isocianato de octadecilo y acrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de isocianato de octadecilo y metacrilato de hidroxipropilo; el producto de reacción del isocianato de octadecilo y ftalato de 2-hidroxipropil 2-(metacriloiloxi)-etilo; el producto de reacción de isocianato de octadecilo y acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo; el producto de reacción de isocianato de octadecilo y dimetacrilato de glicerol; el producto de reacción de isocianato de octadecilo y triacrilato de pentaeritritol; el producto de reacción de isocianato de ciclohexilo y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de isocianato de bencilo y metacrilato de 2-hidroxietilo; 1,14-tetradecanodimetacrilato, diacrilato de dimetilol triciclodecano, diacrilato de glicerol, triacrilato de glicerol, diacrilato de etilenglicol, diacrilato de dietilenglicol, dimetacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de tetraetilenglicol, diacrilato de 1,3-propanodiol, dimetacrilato de 1,3-propanodiol, trimetacrilato de trimetilolpropano, trimetacrilato de 1,2,4-butanotriol, diacrilato de 1,4-ciclohexanodiol, dimetacrilato de 1,4-ciclohexanodiol, dimetacrilato de 1,6-hexanodiol, triacrilato de pentaeritritol, tetraacrilato de pentaeritritol, tetrametacrilato de pentaeritritol, hexacrilato de sorbitol, 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-acryloiloxipropoxi)fenil]propano; 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-metacriloiloxipropoxi)fenil]propano (Bis-GMA); metacrilato de tertbutilcicloxilo; dimetracrilato de ciloexano dimetanol; el producto de reacción de Bis-GMA e isocianato de octadecilo; el producto de reacción de Bis-GMA e isocianato de ciclohexilo; 2,2-bis[4-(acriloiloxi-etoxi)fenil]propano; 2,2-bis[4-(metacriloiloxi-etoxi)fenil]propano (o dimetacrilato de bisfenol A etoxilado) (EBPADMA); dimetacrilato de uretano (UDMA), dimetacrilato de diuretano (DUDMA), diacrilato de 4,13-dioxo-3,14 dioxa-5,12-diazahexadecano-1,16-diol; dimetacrilato de 4,13-dioxo-3,14 dioxa-5,12-diazahexadecano-1,16-diol; diacrilato de 4,19-dioxo-3,20 dioxa-5,18-diazahexadecano-1,22-diol; dimetacrilato de 4,19-dioxo-3,20 dioxa-5,18-diazahexadecano-1,22-diol; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano de trimetil y propoxilato de bisfenol A y metacrilato de 2-hidroxietilo (TBDMA); el producto de reacción de 1,6 diisocianatohexano y metacrilato de 2-hidroxietilo modificado con agua (HDIDMA); el producto de reacción de 1,6 diisocianatohexano y acrilato de 2-hidroxietilo modificado con agua (HDIDA); el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 1,2-decanodiol, 1,10-decanodiol y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 3-hidroxi 2,2-dimetilpropil 3-hidroxi-2,2-dimetil propionato, 1,10-decanodiol y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 1,10-decanodiol y metacrilaro de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 1,2-decanodiol, 1,10-decanodiol, 3-hidroxi 2,2-dimetilpropil 3-hidroxi-2,2-dimetil propionato y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 1,6-diisocianatohexano de trimetil, 1,10-decanodiol y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 1,6-diisocianatohexano de trimetil, 3-hidroxi 2,2-dimetilpropil 3-hidroxi-2,2-dimetil propionato, 1,10-decanediol y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 2,5-dimetil-2,5-hexanediol y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 4,4'-isopropilidendiciclohexanol y metacrilato de 2-hidroxietilo; el producto de reacción de 1,6-diisocianatohexano, 1,2-decanediol, 1,10-decanediol, 3-hidroxi 2,2-dimetilpropil 3-hidroxi-2,2-dimetilpropionato y metacrilato de 2-hidroxietilo; los productos de reacción de metacrilato de 2-isocianatoetilo y dioles; dimetacrilato de poliuretano (PUDMA); tetraacrilato de pentacriritol alcoxilado; muchos metacrilatos de uretano; derivados de dimetacrilato de uretano de (isocianatoalquil)ciclohexano (por ejemplo, 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano); derivados de dimetacrilato de uretano de (isocianatoalquil)benceno (por ejemplo, 1,3-bis(isocianato-2-propil)benzeno); dimetacrilato de policarbonato (PCDMA); los bis-acrilatos y bis-metacrilatos de los polietilenglicoles; metacrilato de siliconas modificadas; epóxidos curables por luz; metacrilato epoxi (o acrilato), compuestos metacrilatos (o acrilatos) o sus combinaciones.

Los compuestos, que son útiles en este material dental polimerizable de una modalidad de la invención preferida, incluyen además compuestos de metacrilato epoxi (o acrilato), o la combinación variada de resinas epoxi, resinas de metacrilato o compuestos de metacrilato epoxi (o acrilato). Los compuestos de metacrilato (o acrilato) pueden polimerizarse por luz rápidamente en una impresora 3 D, después del curado en un horno o unidad de luz con combinación de calor, luz o luz y calor mejorarán la conversión de polimerización y mejorarán las propiedades mecánicas y el rendimiento de los dispositivos dentales curados. Los compuestos de metacrilato (o acrilato) generan una tensión de polimerización que se reduce debido a un sistema de resina epoxi de polimerizado más lento y apertura de anillo. Los compuestos epoxi se polimerizan mediante la polimerización de apertura de anillo que se contrae menos y genera menos tensión de polimerización debido al aumento en el volumen libre excluido asociado con el proceso de apertura de anillo. Varios epóxidos o metacrilatos epoxi en combinación con varios dioles, tales como 1,3-bis(3-glixiloxipropil)tetrametildisiloxano, proxilato de bisfenol A diglicidilo éter, bis(3,4-epoxi-6-metilciclohexilmetil)adipato, 1,10 decanediol, 1,6-hexanodiol, diol ramificado, diol aromático, bisfenol A, bisfenol A de proxilato, etc. Los compuestos epoxi polimerizados mediante polimerización de apertura de anillo se contraen menos debido al aumento en el volumen libre excluido asociado con el proceso de apertura de anillo; y las mezclas copolimerizables de monómeros acrilados y oligómeros acrilados.

Sistema de polimerización

Las composiciones de materiales dentales polimerizables imprimibles de la invención pueden incluir varios rellenos inorgánicos y orgánicos, rellenos de vidrio, pigmentos, iniciadores, catalizadores, estabilizadores, varios modificadores, surfactantes, agentes antimicrobianos, agentes antibiopelícula, aditivos absorbentes de UV, estabilizadores de color térmico, agentes tixotrópicos, plastificantes, modificadores de impacto de goma, agentes antifúngicos, fibras o sus combinaciones. Los estabilizadores preferidos son el hidroxitolueno butilado (BHT) y el éter metílico de hidroquinona (MEHQ). Pueden incluir además compuestos/rellenos para introducir radiopacos en el material. Muchas fibras rojas pueden usarse para ofrecer los beneficios de la apariencia estética, tal como el uso de fibras de acetato rojas cortas.

Por ejemplo, los materiales de la base de prótesis y los dientes artificiales usados aquí incluyen materiales de compuestos dentales, que pueden incluir opcionalmente uno o más aditivos que pueden incluir, sin limitación, al menos un relleno (por ejemplo, fibras, polímeros, partículas de vidrio o de cualquier otra manera), iniciadores, pigmentos, un inhibidor, o sus combinaciones u otros.

Sistema iniciador de polimerización

Los materiales y las composiciones dentales polimerizables imprimibles de esta invención pueden incluir uno o más sistemas iniciadores para provocar que se endurezcan rápidamente. Las composiciones o compuestos dentales polimerizables por luz incluyen preferentemente un sensibilizador de luz, por ejemplo, óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, canforquinona, o metilbenzαna lo que provoca que la polimerización se inicie tras la exposición a longitudes de onda activantes de luz; y/o un compuesto reductor, por ejemplo, amina terciaria. Los fotoiniciadores seleccionados de la clase de óxidos de acilfosfina que incluyen, por ejemplo, derivados de óxido de monoacilfosfina, derivados de óxido de bisacilfosfina, y derivados de óxido de triacilfosfina. Por ejemplo, puede usarse óxido de 2,4,6-trimetilbenzoil-difenil-fosfina (TPO) como el iniciador de la fotopolimerización. Pueden usarse, además, iniciadores de polimerización catiónica, sales de diariliodonio y triarilsulfonio, tales como hexafluoroantimonato de 4-octiloxi-fenil-feniliodonio (OPPI), que inicia la polimerización de apertura de anillo, así como también la expansión de volumen a partir del cambio de fase para reducir la contracción de la polimerización. Pueden añadirse además fotosensibilizadores por transferencia de electrones, tales como compuestos aromáticos polinucleares, sus análogos sustituidos, carbazoles, fenotiazinas, curcumina, y un iniciador de radicales libres de complejo de titanio. Los fotoiniciadores que pueden usarse no se limitan a los ejemplos anteriores. Los materiales dentales polimerizables de la invención pueden incluir dos o más sistemas iniciadores para provocar que se endurezcan rápidamente a diferentes velocidades. Los materiales o compuestos dentales polimerizables curables por luz incluyen preferentemente al menos dos sensibilizadores de luz, por ejemplo, hexafluoroantimonato de canforquinona/4-octiloxi-fenil-feniliodonio (OPPI) y óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, que provoca que se inicie la polimerización tras la exposición longitudes de onda activantes de luz a través de la polimerización de radical libre y la polimerización catiónica de apertura de anillo a diferentes velocidades. La tensión de polimerización generada en la primera polimerización se absorbe efectivamente por el segundo sistema de resina polimerizada lenta. Preferentemente, la polimerización de radical libre genera una tensión de polimerización que se reduce significativamente debido al flujo libre (o movilidad libre) de la resina de polimerización catiónica de apertura del segundo anillo, que polimeriza y genera una tensión de polimerización significativamente menor. La polimerización adicional por calor, luz o su combinación ofrece propiedades físicas o rendimientos mucho mejores. Los ejemplos adicionales pueden incluir al menos un iniciador curable por luz y al menos un iniciador curable por calor, al menos un iniciador autocurable y al menos un iniciador curable por calor, o al menos un iniciador autocurable y al menos un iniciador curable por luz.

Unos materiales de la base de prótesis o los dientes artificiales polimerizables activantes a temperatura ambiente o por calor se incluyen además preferentemente en un sistema catalizador activante a temperatura ambiente (químico) o por calor. Ejemplos de iniciadores, incluyen, pero no se limitan a, peróxido de dibenzoilo (BPO), peróxido de dilauroil (LPO), t-butilhidroperóxido, hidroperóxido de cumeno, peróxido de di-t-butilo, peróxido de dicumilo, peróxido de acetilo, ácido de 1 -benzil-5-fenilbarbitúrico (PBS), ácido de 5-n-butilbarbitúrico (BBS), un peróxido orgánico y una amina, una amina y una sal de ácido sulfínico, un compuesto ácido y un borato de arilo, ácido barbitúrico y alquilborano, ácido barbitúrico y cloruro de alquilo amonio/cloruro de cobre, 2,2'-azobis-(isobutironitrilo) (AIBN), 2,2'-azobis-(2,4-dimetil valeronitrilo) (ADMV), tert-butil por-2-etifexanoato (t-BPEH), Otros componentes iniciadores pueden incluir, pero no se limitan a componentes catalizadores activantes a temperatura ambiente o por calor (por ejemplo, sistema) para curar materiales polimerizables (por ejemplo, materiales dentales) de la invención. Por ejemplo, un peróxido capaz de producir radicales libres cuando se activa por un agente reductor a temperatura ambiente o por calor. Los compuestos iniciadores de polimerización activados a temperatura ambiente pueden incluir preferentemente las combinaciones de peróxido y amina, ácido barbitúrico e iones de cobre y/o cloruro. Los compuestos iniciadores de polimerización activados por calor pueden incluirse para proporcionar un material polimerizable curable por calor. Los peróxidos generan radicales libres para iniciar la polimerización y el endurecimiento de la composición a temperatura elevada.

En una modalidad, se añade a la composición un agente fotoactivo tal como, por ejemplo, 2 por ciento en peso de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoil-difenil-fosfina (TPO) para hacerlo curable por luz.

Rellenos

Preferentemente, estos materiales dentales polimerizables pueden incluir de aproximadamente 0 a aproximadamente 95 por ciento de partículas de relleno en peso. Con mayor preferencia, estos materiales incluyen de aproximadamente 0 a aproximadamente 85 por ciento de relleno en peso. Los nanocompuestos y ceramers pueden usarse para fabricar estos compuestos/materiales dentales para esta invención. Los rellenos incluyen preferentemente rellenos de partículas orgánicas e inorgánicas para reducir además la contracción de la polimerización, mejorar la resistencia al desgaste y modificar las propiedades mecánicas y físicas. Pueden usarse además aquí resinas y compuestos curables por luz comercialmente disponibles, acrílicos, resinas o compuestos curables por frío o calor.

Puede añadirse al material y la composición dental polimerizable imprimible, materiales de relleno convencionales tales como rellenos inorgánicos, que pueden ser de origen natural o sintético. Los materiales incluyen, pero no se limitan a, sílice, dióxido de titanio, óxidos de hierro, nitruros de silicio, vidrios tales como vidrios a base de calcio, plomo, litio, cerio, estaño, zirconio, estroncio, bario, y aluminio, vidrios de borosilicato, borosilicato de estroncio, silicato de bario, silicato de litio, aluminosilicato de litio, caolín, cuarzo, y talco. Preferentemente, la sílice tiene forma de sílice ahumada silanizada. Los rellenos de vidrio preferidos son aluminosilicato de boro bario silanizado y flúor aluminosilicato de boro bario silanizado. Preferentemente, estos rellenos inorgánicos tratados superficialmente pueden suspenderse en una resina polimerizable imprimible. Con la máxima preferencia, forman una mezcla homogénea. Las partículas orgánicas tales como poli(metacrilato de metil) (PMMA), perlas de PMMA altamente reticuladas, poli(metacrilato de metil/etilo), poli(metacrilato de metil/butilo), PMMA modificados con goma, modificadores de impacto de goma, poliacrilatos reticulados, poliuretanos termoplásticos y reticulados, compuestos polimerizados triturados de esta invención, polietileno, polipropileno, policarbonatos y poliepóxidos, y similares pueden usarse además como rellenos. Estos rellenos orgánicos pueden añadirse en la resina polimerizable imprimible descrita anteriormente. Preferentemente, estos rellenos orgánicos pueden disolverse o suspenderse en una resina polimerizable imprimible. Con la máxima preferencia, forman coloides homogéneos o la solución o suspensión homogénea. Los rellenos de compuesto, tales como compuestos dentales pueden polimerizarse y triturarse o polimerizarse en partículas y usarse en las formulaciones de esta invención. Pueden usarse, además, nanopartículas, partículas de vidrio fino, u otros PMMA impregnados/modificados inorgánicos o perlas/partículas de polímero reticulado a partir de la superficie sintetizada o triturada, tratada o no. Estos rellenos de compuesto pueden seleccionarse en base a sistemas de resina de impresión específica para una mejor compatibilidad y mejor unión.

Las partículas de relleno inorgánicas pueden tratarse además superficialmente con un compuesto de silano, u otro compuesto orgánico o agente de acoplamiento para mejorar la unión entre las partículas y la matriz de resina. Los compuestos de silano adecuados incluyen, pero no se limitan a, gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano, gammamercaptopropiltrietoxisilano, gamma-aminopropiltrimetoxisilano, y sus combinaciones.

Pigmentos

Los materiales pigmentados polimerizables imprimibles de esta invención contienen uno o más pigmentos como agentes colorantes o de sombreado. Los pigmentos incluyen pigmentos inorgánicos y pigmentos orgánicos. Los pigmentos pueden modificarse para aumentar la dispensabilidad. Por ejemplo, se usan preferentemente pigmentos modificados que tienen un grupo silano, un grupo silano polimerizable, un grupo dialquilaminometil o un grupo ácido dialquilaminoetilsulfónico. En un ejemplo adicional, los pigmentos inorgánicos pueden tratarse superficialmente con un compuesto de silano, otro agente de acoplamiento, tensioactivo o polímero para mejorar la unión entre las partículas y la matriz de resina, así como también para mejorar la dispersión en materiales imprimibles. Los compuestos de silano adecuados incluyen, pero no se limitan a, gamma-metacriloxipropiltrimetoxisilano, gammamercaptopropiltrietoxisilano, gamma-aminopropiltrimetoxisilano, y sus combinaciones. Muchos métodos, que incluye varios métodos mecánicos, método de dispersión ultrasónica, pueden usarse para dispersar pigmentos en la matriz de resina de esta invención.

El término “pigmento” se refiere a los materiales visibles que no son solubles, pero que se suspenden o dispersan como partículas finas en los materiales del objeto de la patente. Ejemplos del pigmento inorgánico incluyen, pero no se limitan a, óxido de hierro negro, óxido de hierro amarillo, azul ultramarino, óxido de hierro marrón, óxido de titanio, flores de zinc, óxido de zinc, óxido de hierro, óxido de aluminio, dióxido de silicio, talco, sulfato de bario, sulfato de calcio, óxido rojo, verde de cromo cobalto, azul armenio, negro de carbón, mica, violeta de cobalto, rojo de molibdeno, verde de cobalto titanio, naranja de molibdato. Ejemplos de los pigmentos orgánicos incluyen Cromophtal Red-BRN 2-naftalenocarboxamida, pigmentos azo, pigmentos poliazo, pigmentos de azometina, pigmentos de isoindolina, pigmentos de antraquinona, pigmentos de ftalocianina, pigmentos de bencimidazolona.

Más importante, unos sistemas de pigmentos a base de PMMA u otro polímero pueden desarrollarse al encapsular varios pigmentos en perlas de polímero de PMMA finas y formar estructuras de cubierta de núcleo, donde las partículas de pigmento se revisten en perlas de polímero de PMMA, que son estables en la matriz de resina, especialmente el líquido polimerizable a base de MMA. Los sistemas de pigmento a base de resina pueden desarrollarse además al encapsular varios pigmentos en varias perlas de resina polimerizada finas. Estas perlas de polímero pueden prepararse por polimerizaciones en emulsión o suspensión. Alternativamente, las resinas concentradas altamente pigmentadas o resinas a base de MMA pueden polimerizarse y luego triturarse en polvos finos y usarse subsecuentemente en líquidos polimerizables para formar coloides o suspensiones convenientes.

Los materiales pigmentados son convenientes porque tienen una estabilidad de tonalidad superior y resisten la irradiación de luz UV. Esta invención superó la separación potencial de los pigmentos de las resinas dentales al dispersar mejor las partículas en la solución para evitar el asentamiento y al triturar las partículas a tamaños más pequeños. Los métodos mecánicos se aplicaron además a pigmentos finamente dispersados en la matriz seleccionada, y aditivos poliméricos para estabilizar y suspender efectivamente los pigmentos en líquido. Esta invención superó además la separación potencial de los pigmentos de las resinas dentales mediante el uso de pigmentos nanodispersados e inorgánicos y orgánicos finos. Se prefieren que se usen aquí los pigmentos orgánicos nanodispersados. En adición, puede incluirse un agente fluorescente o varios agentes fluorescentes, tal como el agente fluorescente Lumilux Blue LZ (éster de ácido dihidroxi tereftalato).

En adición a los agentes fotoactivos, rellenos, pigmentos, el material de esta invención puede incluir un inhibidor de polimerización, pero no se limita a, tal como, por ejemplo, hidroxitolueno butilado (BHT); hidroquinona; hidroquinona monometil éter; benzoquinona; cloranil; fenol; butil hidroxianalina (BHA); butil hidroquinona terciaria (TBHQ); tocoferol (vitamina E); y similares. Preferentemente, el hidroxitolueno butilado (BHT) y el éter metílico de hidroquinona (MEHQ) se usan como el inhibidor de polimerización. Los inhibidores de polimerización actúan como depuradores para atrapar radicales libres en la composición y para extender la vida útil del material. Pueden usarse además otros estabilizadores, tales como absorbedores UV.

Métodos

Muchos métodos de impresión 3D actualmente disponibles pueden usarse para construir dispositivos dentales 3D, tales como prótesis, base de prótesis o férulas que contienen materiales de dos o más capas. Estos métodos, por ejemplo, el modelado de deposición fusionada (FDM), la impresión de chorro de tinta mediante el uso de capas de polvo en partículas en lecho de polvo, la sinterización láser selectiva (SLS) o la extrusión reforzada con fibra de FDM pueden usarse para construir estos dispositivos dentales, parte de los dispositivos dentales, armazón de dispositivos dentales o una o más capas de dispositivos dentales. Más abajo se describirán con más detalle algunos métodos.

Impresión por chorro de tinta mediante el uso de sistema de soporte

En un método de impresión por chorro de tinta, el material dental polimerizable combinado con un material de soporte se usa como un armazón o base para acumular el objeto dental 3D. Se usa una impresora de chorro de tinta para inyectar el material dental polimerizable y el material de soporte sobre una plataforma de trabajo. El material dental polimerizable cambia de un material fluido de baja viscosidad a un material estable en su forma cuando se expone a irradiación de luz, transición de fase desde el enfriamiento u otro método de polimerización. El objeto y el material dental 3D de múltiples capas y/o múltiples tonalidades que soportan el objeto se acumulan capa fina por capa fina mediante el uso de este método. Se aplican capas finas sucesivas de los materiales polimerizables y el material de soporte para formar la prótesis estratificada u otro dispositivo dental. Una vez que el objeto dental 3D se ha fabricado completamente, se retira el material de soporte.

Los cabezales de impresión por chorro de tinta, tal como los cabezales de impresión por chorro de tinta piezoeléctricos pueden usarse en el dispositivo de impresión para producir un objeto dental 3D estratificado, tal como una base de prótesis estratificada, que proporciona una capa lateral de tejido de memoria de forma o una capa ajustable para un ajuste fácil para un ajuste óptimo así como también para una mejor adaptación y ajuste a la cavidad oral modificada o una capa ajustable alrededor de los dientes de prótesis artificiales, lo que permite un ajuste oclusal fácil. Los cabezales de impresión piezoeléctricos permiten el uso de materiales pigmentados y pueden variar el tamaño de las gotitas de manera que puede ajustarse la velocidad y la resolución de impresión. Es importante que las formulaciones tengan una viscosidad suficientemente baja de manera que pueden manejarse y descargarse fácilmente de los dispositivos de impresión por chorro de tinta. Al mismo tiempo, las formulaciones deben ser capaces de producir productos dentales que tienen suficiente resistencia e integridad mecánicas.

Impresión 3D mediante el uso del sistema de DLP, la estereolitografía o la irradiación de luz similar, así como también sus combinaciones

En general, estos dos enfoques generales (impresora de tipo DLP o impresora de tipo estereolitografía) pueden usarse para fabricar los dispositivos dentales 3D, tal como prótesis, base de prótesis o férulas, mediante el uso de varios materiales de resina dental polimerizables. Sin embargo, pueden usarse además métodos adicionales en base a otros métodos de irradiación de luz, así como también la combinación de DLP, estereolitografía u otros métodos de irradiación de luz. Se prefiere una impresora 3D para fabricar los dispositivos dentales 3D de múltiples capas mediante el uso de múltiples fuentes de luz de DLP en ángulos diferentes, haces láser o irradiaciones de luz similares desde diferentes ángulos o sus combinaciones de diferentes fuentes de luz desde diferentes ángulos. Los haces de luz (o láseres), con mayor preferencia son capaces de irradiar 360 grados alrededor de los objetos con haces de luz (o láseres) desde direcciones horizontales a verticales. Es preferible, además, que los haces de luz (o láseres) sean capaces de moverse 360 grados alrededor de los objetos con haces de luz (o láseres) irradiados desde 360 grados desde direcciones horizontales a verticales. Es preferible, además, que los haces de luz (o láseres) sean capaces de detectar o/y ajustar la posición vertical o la dirección del haz en base al nivel de resina líquida en el tanque con haces de luz (o láseres) irradiados desde 360 grados alrededor de los objetos desde direcciones horizontales a verticales.

El material dental polimerizable imprimible es fluido o se calienta para formar un líquido fluido antes de la polimerización. La impresora 3D construye capas sucesivas de los materiales polimerizables al proyectar o irradiar luz sobre el plano de construcción y las cura para formar la prótesis u otros dispositivos dentales. La base de prótesis de múltiples capas, la prótesis u otros dispositivos dentales pueden construirse a partir de múltiples materiales dentales polimerizables en múltiples tanques. Varios materiales dentales polimerizables imprimibles con diferentes tonalidades y colores pueden prepararse y colocarse en baños separados (tanques). En el caso de construir una base de prótesis de dos capas, la primera capa de la base de prótesis se construye a partir de un primer baño de sombreado de la base de prótesis capa fina por capa fina. Esta primera capa de la base de prótesis se lava y se transfiere a un segundo baño de sombreado de la base de prótesis para construir la segunda capa de la base de prótesis capa fina por capa fina, donde los haces de luz se irradiaron desde diferentes ángulos (podrían moverse hasta 360 grados y podrían irradiarse desde hasta 360 grados desde direcciones horizontales a verticales) para permitir la acumulación capa fina por capa fina sobre la superficie de la primera base de prótesis sombreada. Pueden usarse múltiples fuentes de luz (o haces) así como también diferentes fuentes de luz (o haces) en una única unidad de impresión. Si se desea, esta base de prótesis de dos capas puede lavarse y transferirse a otro baño de sombreado de la base de prótesis para construir una capa de la base de prótesis adicional sobre la superficie de las capas construidas anteriormente. Puede transferirse además a otra impresora 3D para construir una capa diferente. En adición, una primera capa impresa en lecho de polvo basada en SLS, FDM o chorro de tinta puede usarse en un tanque aquí para construir la segunda capa de la base de prótesis. Además, los dientes de prótesis artificiales con múltiples capas de dentina y esmalte pueden construirse de manera similar.

Para la fabricación de una prótesis, la base de prótesis puede construirse en un tanque del primer líquido de sombreado de la base de prótesis mediante el uso de un método de impresión 3D en base a la irradiación de luz capa fina por capa fina. Después de lavarse, esta primera capa de la base de prótesis puede insertarse en un segundo tanque que contiene el segundo líquido de sombreado de la base de prótesis. Después lavarse, esta base de prótesis de dos capas puede insertarse en un tercer tanque que contiene líquido de sombreado de dentina. Subsecuentemente la capa de dentina puede construirse en capas (capa fina por capa fina). Si se desea una dentina sombreada adicional, esta prótesis puede retirarse y lavarse, y luego puede insertarse en un cuarto tanque que contiene diferentes líquidos de sombreado de dentina y construir otra capa de dentina. Si se desean tonalidades adicionales, esta prótesis puede lavarse, y luego puede insertarse en un quinto tanque que contiene líquido de sombreado de esmalte y subsecuentemente puede construirse una capa de esmalte en capas. Pueden construirse tonalidades de dentina y esmalte adicionales de manera similar a como se describió anteriormente. Sin embargo, una prótesis puede construirse mediante etapas inversas, donde se construyen primero los dientes o el esmalte y luego la base de prótesis.

Como se describió en los ejemplos siguientes, varias formulaciones de los materiales polimerizables imprimibles pueden prepararse para su uso en un dispositivo de impresión 3D. Para la impresora 3D basada en DLP o SLA, es importante que las formulaciones tengan una viscosidad suficientemente baja de manera que pueden manejarse fácilmente y el dispositivo curado puede retirarse fácilmente del baño de resina líquida (depósito o tanque). Puede usarse un baño de resina líquida calentada (depósito o tanque) para lograr la baja viscosidad deseada. Al mismo tiempo, las formulaciones deben ser biocompatibles, capaces de producir productos dentales que tienen suficiente resistencia mecánica e integridad. En adición a un baño de resina líquida calentada (depósito o tanque) que puede usarse para lograr la baja viscosidad deseada, puede aplicarse alguna agitación mecánica o agitador. Varios materiales polimerizables fluidos, imprimibles que incluyen compuestos se prepararon con varias tonalidades para diferentes aplicaciones. Los materiales polimerizables fluidos, imprimibles se curaron de manera exitosa, localmente para formar varios objetos dentales 3D. Varios ejemplos seleccionados se muestran en la sección de Ejemplos. Los materiales se curaron de esta manera capa fina por capa fina y formaron objetos dentales 3D que pueden separarse del resto de resina líquida en el baño de la impresora 3D y subsecuentemente se construyó una capa adicional en otro baño de resina líquida para formar objetos dentales de dos capas y cada capa ofreció un rendimiento diferente. En adición, las diferentes capas de la base de prótesis pueden imprimirse de manera separada y luego unirse entre sí y curarse para formar la base de prótesis final. Adicionalmente, pueden usarse solventes de lavado (por ejemplo, acetato de etilo, alcoholes, acetona, THF, heptano, o sus combinaciones) para retirar la resina no curada de los objetos dentales 3D y finalmente curarlos según sea necesario. Puede usarse un tratamiento por calor o luz o sus combinaciones para mejorar sus propiedades mecánicas y físicas, así como también su rendimiento. El sellador, de recubrimiento de barrera de aire puede usarse antes del curado final. Puede usarse una atmósfera inerte en una cámara de construcción cerrada o manta de gas inerte para el curado final de los dispositivos dentales o la producción en masa de dispositivos dentales (por ejemplo, dientes de prótesis, bases de prótesis, coronas y puentes, férulas dentales, aparatos de ortodoncia, alineadores) en un ambiente de fabricación.

Ejemplos

Ejemplo 1 (Referencia)

Preparación del oligómero

Un reactor se cargó con 1176 gramos de trimetil-1,6-diisocianatohexano (5,59 mol) y 1064 gramos de propoxilato de bisfenol A (3,09 mol) bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 65 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 10 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. La temperatura de la mezcla de reacción se mantuvo entre 65 °C y 140 °C durante aproximadamente 70 minutos y se siguió de 10 gotas adicionales de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Se formó un producto intermedio con extremo encapsulado de isocianato similar a una pasta viscosa y se agitó durante 100 minutos. A este producto intermedio, se le añadieron 662 gramos (5,09 mol) de metacrilato de 2-hidroxietilo y 7,0 gramos de BHT como un inhibidor durante un período de 70 minutos mientras que la temperatura de reacción se mantuvo entre 68 °C y 90 °C. Después de aproximadamente cinco horas de agitación bajo 70 °C, el calor se apagó, y se recogió el oligómero del reactor como un sólido flexible semitranslúcido y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplo 2 (Referencia)

Preparación del monómero de uretano (UCDPMAA)

Se cargó un matraz de 500 mL con 38,8 gramos (0,200 mol) de 1,3-bis(isocianatometil)ciclohexano bajo flujo de nitrógeno seco y se calentó a aproximadamente 60 °C bajo presión positiva de nitrógeno. A esta mezcla de reacción, se le añadieron 3 gotas de catalizador de dilaurato de dibutilestaño. Una mezcla de 22,7 gramos de acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxi propilo, 26,6 gramos (0,204 mol) de metacrilato de 2-hidroxietilo, 11,5 gramos (0,099 mol) de acrilato de 2-hidroxietilo y 0,10 gramos de BHT como un inhibidor se añadió durante un período de 70 minutos mientras que la temperatura de reacción se mantuvo entre 56 °C y 78 °C. Después de aproximadamente cuatro horas de agitación, se apagó el calor, y se recogió el monómero del matraz como un líquido viscoso y se almacenó en una atmósfera seca.

Ejemplo 3 (Referencia)

Material de pigmento modificado orgánico

Un material dental polimerizable se preparó al agitar a 85 °C una mezcla líquida de 30 gramos de oligómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1; 66,5 gramos de metacrilato de metil; 3 gramos de partículas de pigmento fino; y 0,5 gramos de peróxido de dibenzoilo (BPO). Este material se curó por calor y se trituró subsecuentemente para formar polvo de partículas finas que contenía partículas que tenían un tamaño promedio de partículas en el intervalo de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 100 micrómetros. Las partículas de pigmento producidas pueden usarse en la impresora 3D y suspenderse bien sin separación. Alternativamente, estas perlas de polímero pueden fabricarse mediante polimerizaciones en suspensión o emulsión.

Ejemplo 4 (Referencia)

Material de pigmento modificado orgánico

Un material dental polimerizable se preparó al agitar a 85 °C una mezcla líquida de 20 gramos de metacrilato de 2-fenoxietilo (SR340 de Sartomer); 5,0 gramos de dimetacrilato de trietilenglicol; 72,5 gramos de metacrilato de metil; 2 gramos de partículas de pigmento fino; y 0,5 gramos de peróxido de dibenzoilo (BPO). Este material se curó por calor y se trituró subsecuentemente para formar polvo de partículas finas que contenía partículas que tenían un tamaño promedio de partículas en el intervalo de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 100 micrómetros. Las partículas de pigmento producidas pueden usarse en la impresora 3D y suspenderse bien sin separación. Alternativamente, estas perlas de polímero pueden fabricarse mediante polimerizaciones en suspensión o emulsión. Composiciones polimerizables imprimibles

Las composiciones polimerizables imprimibles se usan en un baño de resina de construcción 3D de una impresora 3D para fabricar los objetos dentales. Estas composiciones pueden contener monómeros u oligómeros de acrilato o metacrilato, polímeros, rellenos, catalizadores, varios modificadores, agentes antimicrobianos, agentes fluorescentes, aditivos absorbentes de UV, agentes tixotrópicos, plastificantes, agentes antifúngicos, fibras, modificadores de impacto, pigmentos, estabilizadores e iniciadores curables por luz, etc. Preferentemente, estas resinas formarán líquidos fluidos a temperaturas ambiente o elevada y se curarán rápidamente a esas temperaturas requeridas para que diferentes resinas formen objetos 3D mediante el uso de los métodos descritos en esta invención. Esto da como resultado que se forman inmediatamente objetos tridimensionales de forma estable.

Ejemplo 5

Materiales dentales

Se preparó un material dental polimerizable al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 30 gramos de oligómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1; 30 gramos de metacrilato de metil (MMA); 30 gramos de metacrilato de 2-fenoxietilo (SR340 de Sartomer); 8 gramos de modificador de impacto de goma M570 (de Kaneka); 1,9 gramos de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF); y 0,1 gramos de hidroxitolueno butilado (BHT). Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo DLP o SLA para producir una capa del dispositivo dental, tal como una capa rígida de una base de prótesis o una capa de la base de prótesis ajustable para dientes de prótesis artificiales en una prótesis.

Ejemplo 6

Materiales dentales

Se preparó un material dental polimerizable al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 40,5 gramos de oligómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1; 33 gramos de metacrilato de 2-fenoxietilo (SR340 de Sartomer); 20 gramos de dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (SR480 de Sartomer); 6 gramos de modificador de impacto de goma B637 (de Kaneka); 0,5 gramos de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF). Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo DLP o SLA para fabricar una capa del dispositivo dental, tal como una capa dura en un protector nocturno o un alineador/retenedor de ortodoncia o una capa de la base de prótesis ajustable para dientes de prótesis artificiales en una prótesis.

Ejemplo 7

Materiales dentales

Se preparó un material dental polimerizable al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 30 gramos de oligómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1; 39 gramos de metacrilato de metil (MMA); 30 gramos de metacrilato de 2-fenoxietilo (SR340 de Sartomer); 1 gramo de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF). Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo de chorro de tinta para fabricar una capa del dispositivo dental, tal como una capa rígida o una capa de la base de prótesis ajustable para dientes de prótesis artificiales en una prótesis.

Ejemplo 8 (Referencia)

Materiales dentales

Se preparó un material dental polimerizable al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 34 gramos de oligómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1; 16 gramos de metacrilato de 2-fenoxietilo (SR340 de Sartomer); 14 gramos de metacrilato de 3,3,5-trimetilciclohexilo (CD421A de Sartomer); 28 gramos de dimetacrilato de bisfenol A etoxilado (SR480 de Sartomer); 6 gramos de modificador de impacto de goma M731 (de Kaneka); 1,9 gramos de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF); y 0,1 gramos de hidroxitolueno butilado (BHT). Este material puede usarse en la impresora 3d de tipo DLP o SLA para fabricar una capa del dispositivo dental, tal como una capa dura en un protector nocturno o un alineador/retenedor de ortodoncia. Ejemplo 9

Materiales dentales

Un material dental polimerizable se preparó al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 10 gramos de oligómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1; 30 gramos de metacrilato de lauril; 50 gramos de metacrilato de 2-fenoxietilo (SR340 de Sartomer); 9 gramos de modificador de impacto de goma M570 (de Kaneka); 1 gramo de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF). Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo DLP o SLA para fabricar una capa del dispositivo dental, tal como una capa de memoria de forma, ajustable de una base de prótesis.

Ejemplo 10 (Referencia)

Materiales dentales

Se preparó un material dental polimerizable al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 23,5 gramos de metacrilato de lauril; 30 gramos de metacrilato de 2-fenoxietilo (SR340 de Sartomer); 30 gramos de metacrilato de tetrahidrofurfurilo (SR203 de Sartomer); 10 gramos de acrilato de uretano (CN980 de Sartomer); 5 gramos de modificador de impacto de goma M731 (de Kaneka); 1 gramo de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF) y 0,5 gramos de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF); y 0,5 gramos de solución iniciadora por luz visible que contenía 13,3 % de canforquinona (CQ), 23,0 % de ácido metacrílico (MAA), 1,3 % de hidroxitolueno butilado (BHT), 46 % de acrilato de N, N-dimetilaminoetilneopentilo, y 16,3%de Y-metacriloxipropiltrimetoxisilano. Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo chorro de tinta para fabricar una capa del dispositivo dental, tal como una capa de memoria de forma, ajustable de una base de prótesis.

Ejemplo 11 (Referencia)

Materiales dentales

Un material dental polimerizable se preparó al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 25 gramos de monómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 2; 10 gramos de dimetacrilato de trietilenglicol; 14 gramos de dimetacrilato de bisfenol A etoxilado<2>(SR348 de Sartomer); 1 gramo de sílice ahumada (SO<2>) silanizada que tiene un tamaño promedio de partículas de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,04 micrómetros; 49 gramos de partículas de vidrio de alúminaflurosilicato de bario BAFG silanizado que tienen un tamaño promedio de partículas de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 micrómetros; 0,95 gramos de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF); y 0,05 gramos de hidroxitolueno butilado (BHT). Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo DLP o SLA para fabricar una capa o varias capas de un dispositivo dental, tal como dientes de prótesis artificiales de múltiples capas y múltiples tonalidades de una prótesis.

Ejemplo 12 (Referencia)

Materiales dentales

Un material dental polimerizable se preparó al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 20 gramos de monómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 2; 20 gramos de dimetacrilato de trietilenglicol; 5 gramos de dimetacrilato de bisfenol A etoxilado<2>(SR348 de Sartomer); 4 gramos de tris(2-hidroxietilo) isocianurato triacrilato (SR368 de Sartomer); 50 gramos de partículas de vidrio de aluminoflurosilicato de bario BAFG silanizado que tienen un tamaño promedio de partículas de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 micrómetros; 0,975 gramos de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF); y 0,025 gramos de hidroxitolueno butilado (BHT). Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo DLP o SLA para fabricar una capa o varias capas de un dispositivo dental, tal como dientes de prótesis artificiales de múltiples capas y múltiples tonalidades de una prótesis.

Ejemplo 13 (Referencia)

Materiales dentales

Un material dental polimerizable se preparó al agitar a temperatura ambiente una mezcla líquida de 25 gramos de monómero fabricado siguiendo el procedimiento del Ejemplo 2; 20 gramos de dimetacrilato de trietilenglicol; 4 gramos de tris(2-hidroxietilo) isocianurato triacrilato (SR368 de Sartomer); 48 gramos de partículas de vidrio de alúminaflurosilicato de bario BAFG silanizado que tienen un tamaño promedio de partículas de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 micrómetros; 2 gramos de materiales de pigmento modificados orgánicos fabricados siguiendo el procedimiento de los Ejemplos 3 y 4; 0,975 gramos de óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, (Lucirin TPO disponible en BASF); y 0,025 gramos de hidroxitolueno butilado (BHT). Este material puede usarse en la impresora 3D de tipo DLP o SLA para fabricar una capa o varias capas de un dispositivo dental, tal como dientes de prótesis artificiales de múltiples capas y múltiples tonalidades de una prótesis.

Ejemplo 14

Fabricación de una base de prótesis

Un contenedor transparente (tanque) cargado con resina líquida del Ejemplo 9 se cargó en un tanque de la impresora 3D (B9Creator) y los planos de vóxeles secuenciales se proyectan en esta primera resina líquida de manera estratificada como se controla por una computadora para formar una capa lateral de tejido de la base de prótesis. Otro contenedor transparente (tanque) cargado con resina líquida del Ejemplo 5 se cargó en el tanque de la impresora 3D (B9Creator) y los planos de vóxeles secuenciales se proyectan en esta segunda resina líquida de manera estratificada como se controla por una computadora para formar la capa lateral del diente de la base de prótesis. Después de que se lavaron ambas capas con alcohol isopropílico, se aplicó una capa fina de resina líquida del Ejemplo 5 en la interfaz de unión y se combinaron dos capas y se ajustaron entre sí. Después de la aplicación de la barrera inhibidora de aire, se curó en la unidad de luz Eclipse (vendida por Dentsply International) durante 6 minutos para formar la base de prótesis final. Los dientes de prótesis artificiales opcionales, pueden ajustarse y unirse a cavidades dentales en la base de prótesis impresa y curarse finalmente entre sí para formar la prótesis final. Ejemplo 15 (Referencia)

Fabricación de una prótesis

Un contenedor transparente (tanque) cargado con resina líquida del Ejemplo 9 se cargó en un tanque de la impresora 3D (B9Creator) y los planos de vóxeles secuenciales se proyectan en esta primera resina líquida de manera estratificada como se controla por una computadora para formar una capa lateral de tejido de la base de prótesis. Otro contenedor transparente (tanque) cargado con resina líquida del Ejemplo 8 se cargó en el tanque de la impresora 3D (B9Creator) y los planos de vóxeles secuenciales se proyectan en esta segunda resina líquida de manera estratificada como se controla por una computadora para formar la capa lateral del diente de la base de prótesis. La combinación de estas dos capas formó una base de prótesis. Sin embargo, otro contenedor transparente (tanque) cargado con resina líquida del Ejemplo 13 se cargó en el tanque de la impresora 3D (B9Creator) y los planos de vóxeles secuenciales se proyectan en esta segunda resina líquida de manera estratificada como se controla por una computadora para formar dientes de prótesis para la base de prótesis formada anteriormente. Después de lavar tanto las capas de la base de prótesis como los dientes de prótesis con alcohol isopropílico, se aplicó una capa fina de resina líquida del Ejemplo 8 en la interfaz de unión entre dos capas de la base de prótesis y entre la base de prótesis y los dientes de prótesis y se combinaron y se ajustaron entre sí. Después de la aplicación de la barrera inhibidora de aire, se curó en la unidad de luz Eclipse (vendida por Dentsply International) durante 10 minutos para formar la prótesis final.

Pruebas de propiedades de flexión

Para los materiales dentales, se midieron la resistencia a la flexión y el módulo de flexión de las composiciones acrílicas polimerizadas mediante el uso de la prueba de doblado de tres puntos en la unidad de doblado Instron de acuerdo con ISO20795-1:2013. Las muestras se curaron durante 10+10 minutos en la unidad de luz Eclipse EPU (vendida por Dentsply International). Las muestras de flexión (3,3 mm x 10 mm x 64 mm) se almacenaron en agua a 37 °C durante 50 horas, inmediatamente se dispusieron sobre los soportes del banco de pruebas de flexión sumergidas en el baño de agua a 37 °C y permitieron que la muestra se pusiera en equilibrio con la temperatura del baño de agua. Luego las propiedades de flexión se determinaron mediante el uso de la prueba de flexión de tres puntos con una longitud de 50 mm a una velocidad de cruceta de Instron de 5 mm/minuto y se cargaron para romperse de acuerdo con ISO20795-1:2013. La resistencia a la flexión y el módulo de flexión de las composiciones polimerizadas de los materiales de compuestos del diente de prótesis se midieron con una velocidad de cruceta de 1 mm/minuto mediante el uso de una prueba de doblado de tres puntos en la unidad de doblado Instron de acuerdo con ISO. Las muestras (2 mm x 2 mm x 25 mm) de los Ejemplos 11 a 13 se curaron durante 5+5 minutos en la unidad de luz Enterra (vendida por Dentsply International). La resistencia a la flexión y el módulo de flexión de los materiales de compuestos del diente y las composiciones acrílicas polimerizadas se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 R i n i l fl xi n m l fl xi n m ri l n l inv n i n r .

Pruebas de resistencia a la fractura

Se prepararon muestras de resistencia a la fractura para materiales de la base de prótesis, se cortaron a una profundidad de 3 mm y se almacenaron en agua a 37 °C durante 7 días y se probaron con una longitud de 32 mm a una velocidad de cruceta de 1 mm/minuto hasta que pasó la carga máxima y la grieta casi había alcanzado el lado opuesto de la muestra de acuerdo con ISO20795-1:2013. Las muestras se curaron durante 10+10 minutos en la unidad de luz Eclipse EPU (vendida por Dentsply International). Los datos de dureza se enumeran en la Tabla 2.

Tabla

Debe entenderse que, aunque la presente invención se ha descrito con respecto a ciertas modalidades específicas de la misma, no debe considerarse limitada a tales modalidades, sino que puede usarse de otras maneras sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. La presente invención describe principalmente la prótesis y la base de prótesis; debe entenderse que puede referirse a la férula, el protector nocturno, el retenedor, el alineador, la aleta, la parte flexible, y muchos otros dispositivos dentales.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una base de prótesis formada a partir de la creación rápida de prototipos que comprende al menos una primera capa que tiene una primera composición y al menos una segunda capa que tiene una segunda composición que es diferente de la primera composición, en donde las diferentes capas de la base de prótesis se imprimen de manera separada y luego se unen entre sí y se curan para formar la base de prótesis final;

en donde la primera composición incluye:

un oligómero formado a partir de la reacción de un producto intermedio con extremo encapsulado de isocianato y un metacrilato a base de hidroxilo;

al menos un compuesto acrílico polimerizable seleccionado del grupo que consiste en un metacrilato a base de fenoxi, un metacrilato a base de ciclohexilo, un dimetacrilato, y sus mezclas;

un modificador de impacto de goma; y

un fotoiniciador;

en donde la primera composición, cuando se cura, tiene una resistencia a la flexión que varía de 30 a 70 MPa medida mediante el uso de la prueba de doblado de tres puntos de acuerdo con ISO20795-1:2013; y en donde la segunda composición incluye:

un monómero de uretano;

un dimetacrilato de glicol;

un relleno que incluye partículas de vidrio que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 10 micrómetros; y

un fotoiniciador;

en donde la segunda composición, cuando se cura, tiene una resistencia a la flexión que varía de 120 MPa a 200 MPa medida mediante el uso de la prueba de doblado de tres puntos de acuerdo con ISO20795-1:2013.

2. La base de prótesis de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera composición, cuando se cura, tiene una resistencia a la fractura que varía de 2,4 a 2,6 MPa m1/2 medida de acuerdo con ISO20795-1:2013.

3. La base de prótesis de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la primera composición, la segunda composición o ambas incluyen además un estabilizador.

4. La base de prótesis de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el estabilizador se selecciona del grupo que consiste en hidroxitolueno butilado y éter metílico de hidroquinona.

5. La base de prótesis de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos un compuesto acrílico polimerizable incluye el metacrilato a base de fenoxi que se selecciona del grupo que consiste en acrilato de 2-hidroxi-3-fenoxipropilo, metacrilato de 2-fenoxietilo, y metacrilato de fenoxibenzilo.

6. La base de prótesis de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos un compuesto acrílico polimerizable incluye el metacrilato a base de ciclohexilo que se selecciona del grupo que consiste en metacrilato de ciclohexilo, metacrilato de 4-terc-butilciclohexilo, metacrilato de isobornilo ciclohexilo; metacrilato de ciclohexilo, y metacrilato de trimetilciclohexilo.

7. La base de prótesis de acuerdo con la reivindicación 1, en donde al menos un compuesto acrílico polimerizable incluye el dimetacrilato que se selecciona del grupo que consiste en dimetacrilato de bisfenol A etoxilado, dimetracrilato de uretano (UDMA), dimetacrilato de diuretano (DUDMA), dimetacrilato de 4,13-dioxo-3,14 dioxa-5,12-diazahexadecano-1,16-diol, y dimetacrilato de 4,19-dioxo-3,20 dioxa-5,18-diazahexadecano-1,22-diol.

8. La base de prótesis de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el relleno se selecciona del grupo que consiste en aluminosilicato de boro bario silanizado y flúor aluminosilicato de boro bario silanizado.