KR101290127B1 - Ceramic block for tooth restoration and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, P2O5 50∼80중량%, CaCO3 8∼30중량%, Al2O3 3∼18중량%, Li2CO3 0.01∼5중량%, TiO2 0.01∼7중량%, ZrO2 0.01∼5중량%, SiO2 0.001∼2중량%, NiO 0.001∼2중량% 및 Fe2O3 0.0001∼1.5중량%를 포함하는 세라믹 치아 수복물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 열전도율이 자연치아와 유사하여 치아 시림 현상이 억제될 수 있고 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하여 자연치아와의 이질감이 작을 뿐만 아니라 스트렙토코쿠스 뮤탄스(streptococcus mutans)와 같은 세균의 번식도 억제되며, 강도 및 경도가 자연치아와 매우 유사하여 자연치아가 마모되는 것이 억제될 수 있다.The present invention, 50 to 80% by weight of P 2 O 5 , 8 to 30% by weight of CaCO 3 , 3 to 18% by weight of Al 2 O 3 , 0.01 to 5% by weight of Li 2 CO 3, 0.01 to 7% by weight of TiO 2 , A ceramic dental restoration comprising 0.01 to 5 wt% ZrO 2 , 0.001 to 2 wt% SiO 2, 0.001 to 2 wt% NiO and 0.0001 to 1.5 wt% Fe 2 O 3, and a method for producing the same. According to the present invention, the thermal conductivity is similar to that of natural teeth can be suppressed dental phenomena and expresses the light transmission and color similar to natural teeth is not only heterogeneous with natural teeth, but also such as Streptococcus mutans (streptococcus mutans) Bacterial propagation is also suppressed, and the strength and hardness are very similar to natural teeth so that wear of natural teeth can be suppressed.
Description
본 발명은 치아 수복물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전도율이 자연치아와 유사하여 치아 시림 현상이 억제될 수 있고 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하여 자연치아와의 이질감이 작을 뿐만 아니라 스트렙토코쿠스 뮤탄스(streptococcus mutans)와 같은 세균의 번식도 억제되며, 강도 및 경도가 자연치아와 매우 유사하여 자연치아가 마모되는 것이 억제될 수 있는 세라믹 치아 수복물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a dental restoration, more specifically, thermal conductivity is similar to natural teeth can be suppressed dental phenomena and expresses similar to natural teeth light transmittance and color, the heterogeneity with natural teeth as well as small streptococcus The present invention also relates to a ceramic dental restoration and a method of manufacturing the same, wherein the growth of bacteria such as mureps is suppressed, and the strength and hardness are very similar to that of natural teeth, and the wear of natural teeth can be suppressed.
치아 수복은 치아우식증이나 외상에 의해 심하게 손상된 치아를 수복하는 시술이다. 즉, 손상된 치아의 수복을 위해 표준형상이 적용된 치아 수복물을 제작하고 이를 치아에 적용하는 방식이다. 치아 수복물은 현재까지 금속 또는 레진으로 제작되어 사용되고 있으나, 강도와 심미성을 동시에 만족시키지 못하고, 색조안정성 및 강도 저하로 변색 및 파절이 발생하며, 심미적으로 중요한 부위인 상악전치부에서는 미적으로 좋지 않다는 단점을 갖고 있다.Tooth restoration is a procedure to repair a tooth that is badly damaged by dental caries or trauma. That is, a method of manufacturing a dental restoration with a standard shape for repairing a damaged tooth and applying it to the tooth. Tooth restorations are made of metal or resin until now, but do not satisfy strength and aesthetics at the same time, discoloration and fracture occurs due to color stability and strength reduction, and have a disadvantage of being aesthetically unfavorable in the maxillary anterior part, which is an aesthetically important site. have.
특히, 비니어(veneer), 인레이(inlay), 온레이(onlay), 스텀프(stump), 치관(crown) 등의 치아 수복물은 금(Au) 합금과 같은 귀금속 합금이 많이 사용되어 왔다. 그러나, 금(Au) 합금과 같은 귀금속 합금은 귀금속 값이 비싸고, 최근에는 세계적인 추세에 따라 금(Au) 값이 가파르게 상승하였으며, 그에 따라 귀금속 합금 수복물의 제작 비용도 매우 가파르게 증가하고 있는 추세에 있다. 또한, 귀금속 합금은 자연 치아와 색상이 다르기 때문에 미학적인 이유에서 그 사용을 꺼려하는 사용자가 많은 단점이 있다. In particular, dental restorations such as veneers, inlays, onlays, stumps, crowns, and the like have been frequently used with precious metal alloys such as Au alloys. However, precious metal alloys, such as gold (Au) alloys, are expensive, and in recent years gold (Au) has risen steeply in line with global trends, and thus the cost of manufacturing precious metal alloy restorations has also increased rapidly. . In addition, because the precious metal alloy is different from the natural teeth, there are many disadvantages for users who are reluctant to use it for aesthetic reasons.
치아 수복물로서 귀금속 합금 대신에 비용이 저렴한 금속 합금을 사용하려는 시도가 있으나, 금속 합금은 인체 유해성 논란이 있다. Attempts have been made to use inexpensive metal alloys instead of precious metal alloys as dental restorations, but metal alloys are controversial.
경제력이 향상됨에 따라 심미성 향상에 대한 관심이 증가하고 있는데, 치아 수복을 위해 일반적인 금속 및 레진 타입(type)보다 강도가 높고, 심미성이 좋으며, 생체적합성이 큰 세라믹 치아 수복물이 개발될 필요가 있으나, 현재까지는 만족할 만한 수준의 세라믹 치아 수복물이 제품화되어 있지 않다.As economic power improves, interest in improving aesthetics is increasing. Ceramic teeth restorations with higher strength, better aesthetics, and greater biocompatibility than general metal and resin types need to be developed for tooth restoration. To date, satisfactory levels of ceramic dental restorations have not been commercialized.
최근에는 미학적인 이유로 가능한 한 자연 치아에 상응하는 외관을 제작할 수 있는 세라믹으로 치아 수복물을 제작하려는 연구가 있어 왔다. In recent years, there has been a study to produce dental restorations with ceramics that can produce appearances that correspond to natural teeth as much as possible for aesthetic reasons.
이러한 치아 수복물로는 유리-세라믹이 주로 사용된다. 예를 들면, 미국 등록특허공보 제4,798,536호에 장석계 유리-세라믹으로 이루어진 세라믹 치아 수복물로서 결정상으로 백류석을 45중량% 이상 함유하는 수복물이 기재되어 있다.Glass-ceramics are mainly used as such dental restorations. For example, U.S. Patent No. 4,798,536 describes restorations containing at least 45% by weight of calcite in crystalline phase as a ceramic dental restoration made of feldspar-based glass-ceramic.
유리-세라믹으로 이루어진 치아 수복물은 하나 이상의 결정 상이 유리 상에 분포되는 방식으로 존재하는 유리-세라믹으로서 표시되며, 유리-세라믹은 무정형 1차 유리를 조절된 부분 결정화 가공처리함으로써 수득될 수 있다.Dental restorations consisting of glass-ceramic are represented as glass-ceramics in which one or more crystalline phases are present in a distributed manner on the glass, which can be obtained by controlled partial crystallization processing of the amorphous primary glass.
그러나, 종래의 일반적인 유리-세라믹 치아 수복물은 비니어(veneer), 인레이(inlay), 온레이(onlay) 등에는 사용할 수 있으나, 강도가 약하여 구치부(어금니)의 치관(crown)용으로는 사용할 수 없다는 단점이 있다. However, conventional general glass-ceramic dental restorations can be used for veneers, inlays, onlays, etc., but they cannot be used for crowns of posterior teeth because of their low strength. There are disadvantages.
또한, 국내에서 판매되고 있는 유리-세라믹 치아 수복물은 비싸기 때문에 사용자에게 과중한 비용적인 부담이 되고 있다. In addition, glass-ceramic dental restorations that are sold in Korea are expensive and have a heavy cost burden on the user.
또한, 유리-세라믹 치아 수복물은 제조 공정이 복잡하여 대량 생산에 어려움이 있으며, 재현성이 떨어지는 문제점이 있어 왔다.
In addition, glass-ceramic dental restorations have difficulty in mass production due to complex manufacturing processes, and have been inferior in reproducibility.
본 발명이 해결하려는 과제는 열전도율이 자연치아와 유사하여 치아 시림 현상이 억제될 수 있고 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하여 자연치아와의 이질감이 작을 뿐만 아니라 스트렙토코쿠스 뮤탄스(streptococcus mutans)와 같은 세균의 번식도 억제되며, 강도 및 경도가 자연치아와 매우 유사하여 자연치아가 마모되는 것이 억제될 수 있는 세라믹 치아 수복물을 제공함에 있다. The problem to be solved by the present invention is that the thermal conductivity is similar to natural teeth can be suppressed dental phenomena and expresses the light transmission and color similar to natural teeth is not only a small heterogeneity with natural teeth but also Streptococcus mutans (streptococcus mutans) The growth of bacteria such as is also suppressed, the strength and hardness is very similar to natural teeth to provide a ceramic dental restoration that can be suppressed to wear natural teeth.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 천연 원료를 사용하므로 인체 유해성이 적고, 저가의 천연 원료를 사용하므로 제조 비용이 적게 들며, 제조 공정이 간단하여 대량 생산이 가능하고, 재현성이 있어 신뢰성 있는 치아 수복물의 제조가 가능하며, 일반적인 치아 수복물에 비하여 고강도를 가지므로 비니어(veneer), 인레이(inlay), 온레이(onlay) 뿐만 아니라 구치부(어금니)의 치관(crown)용으로도 사용할 수 있는 세라믹 치아 수복물의 제조방법을 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to use a natural raw material is less harmful to humans, using a low-cost natural raw material is low manufacturing costs, the manufacturing process is simple, mass production is possible, reproducible reliable dental restorations Ceramic tooth restorations that can be manufactured and used for veneers, inlays, onlays, as well as crowns of molar teeth, due to their high strength compared to conventional dental restorations. To provide a manufacturing method.
본 발명은, 치아를 수복하기 위한 치아 수복물에 있어서, P2O5 50∼80중량%, CaCO3 8∼30중량%, Al2O3 3∼18중량%, Li2CO3 0.01∼5중량%, TiO2 0.01∼7중량%, ZrO2 0.01∼5중량%, SiO2 0.001∼2중량%, NiO 0.001∼2중량% 및 Fe2O3 0.0001∼1.5중량%를 포함하는 세라믹 치아 수복물을 제공한다. The present invention, in the dental restoration for restoring the teeth, 50 to 80% by weight of P 2 O 5 , 8 to 30% by weight of CaCO 3 , 3 to 18% by weight of Al 2 O 3 , 0.01 to 5 weight of Li 2 CO 3 A ceramic dental restoration comprising:%, 0.01-7 wt% TiO 2 , 0.01-5 wt% ZrO 2 , 0.001-2 wt% SiO 2 , 0.001--2 wt% NiO and 0.0001-1.5 wt% Fe 2 O 3. do.
또한, 본 발명은, 치아를 수복하기 위한 치아 수복물 제조방법에 있어서, P2O5 50∼80중량%, CaCO3 8∼30중량%, Al2O3 3∼18중량%, Li2CO3 0.01∼5중량%, TiO2 0.01∼7중량%, ZrO2 0.01∼5중량%, SiO2 0.001∼2중량%, NiO 0.001∼2중량% 및 Fe2O3 0.0001∼1.5중량%가 함유되게 P2O5, CaCO3, Al2O3, Li2CO3, TiO2, ZrO2, SiO2, NiO 및 Fe2O3 원료를 칭량하는 단계와, 칭량된 상기 원료를 혼합하고 원료 입자들의 크기 균일성을 확보하고 미세화하기 위하여 분쇄 공정을 실시하는 단계와, 분쇄된 원료를 열처리하는 단계 및 열처리된 결과물을 급냉하여 세라믹 치아 수복물을 얻는 단계를 포함하는 세라믹 치아 수복물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a dental restoration method for repairing a tooth, P 2 O 5 50~80% by weight, CaCO 3 8~30 wt%, Al 2 O 3 3~18% by weight, Li 2 CO 3 0.01 to 5% by weight, 0.01 to 7% by weight of TiO 2 , 0.01 to 5% by weight of ZrO 2 , 0.001 to 2 % by weight of SiO 2, 0.001 to 2 % by weight of NiO and 0.0001 to 1.5% by weight of Fe 2 O 3 Weighing 2 O 5 , CaCO 3 , Al 2 O 3 , Li 2 CO 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , NiO and Fe 2 O 3 raw materials, mixing the weighed raw materials and mixing raw material particles It provides a method of producing a ceramic dental restoration comprising the step of performing a grinding process to secure uniformity and miniaturization, the step of heat-treating the ground raw material and quenching the heat-treated result to obtain a ceramic dental restoration.
상기 분쇄 공정은 습식 볼 밀링 공정을 이용하고, 상기 습식 볼 밀링은 테프론 볼을 사용하고 50∼500rpm 범위의 회전 속도로 1∼48 시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. The grinding process uses a wet ball milling process, and the wet ball milling is preferably performed for 1 to 48 hours using a Teflon ball and at a rotational speed in the range of 50 to 500 rpm.
상기 열처리는 1250∼1550℃ 범위의 온도에서 30분∼48시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. The heat treatment is preferably carried out for 30 minutes to 48 hours at a temperature in the range of 1250 ~ 1550 ℃.
상기 급냉은 세라믹 치아 수복물의 내부 강도를 강화시키기 위하여 열처리된 결과물을 증류수에 담그는 공정으로 이루어질 수 있다.
The quenching may be performed by dipping the heat-treated result in distilled water to enhance the internal strength of the ceramic dental restoration.
본 발명에 의한 세라믹 치아 수복물에 의하면, 일반적인 치아 수복물에 비하여 고강도를 가지므로 비니어(veneer), 인레이(inlay), 온레이(onlay) 뿐만 아니라 구치부(어금니)의 치관(crown)용으로도 사용할 수 있다.According to the ceramic dental restoration according to the present invention, since it has higher strength than general dental restorations, it can be used not only for veneers, inlays and onlays but also for crowns of posterior teeth. have.
본 발명에 의한 세라믹 치아 수복물은 기존의 금속 및 레진 유치관과는 달리 세라믹으로서 심미적으로 우수하고 생체친화성이 우수하며 높은 강도와 인성을 갖는다.The ceramic dental restoration according to the present invention, unlike conventional metal and resin attracting tubes, is aesthetically superior as a ceramic, has excellent biocompatibility, and has high strength and toughness.
또한, 본 발명에 의한 세라믹 치아 수복물은 열전도율이 자연치아와 유사하여 치아 시림 현상이 억제될 수 있고, 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하여 자연치아와의 이질감이 작을 뿐만 아니라 스트렙토코쿠스 뮤탄스(streptococcus mutans)와 같은 세균의 번식도 억제되며, 강도 및 경도가 자연치아와 매우 유사하여 자연치아가 마모되는 것이 억제된다.In addition, the ceramic tooth restoration according to the present invention has a thermal conductivity similar to that of natural teeth, thereby preventing tooth swelling, and expressing light transmittance and color similar to that of natural teeth, thereby reducing heterogeneity with natural teeth as well as streptococcus mutans. The growth of bacteria such as (streptococcus mutans) is also suppressed and the wear and tear of natural teeth is suppressed because the strength and hardness are very similar to natural teeth.
또한, 본 발명의 세라믹 치아 수복물의 제조방법에 의하면, 천연 원료를 사용하므로 인체 유해성이 적고, 저가의 천연 원료를 사용하므로 제조 비용이 적게 들며, 제조 공정이 간단하여 대량 생산이 가능하고, 재현성이 있어 신뢰성 있는 치아 수복물의 제조가 가능하다.
In addition, according to the manufacturing method of the ceramic tooth restoration of the present invention, since the use of natural raw materials, there is little harm to the human body, and because the use of low-cost natural raw materials, the manufacturing cost is low, the manufacturing process is simple, mass production is possible, and the reproducibility This allows for the manufacture of reliable dental restorations.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹 치아 수복물을 형성하기 위한 열처리 공정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 1 is a view illustrating a heat treatment process for forming a ceramic dental restoration in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be understood that the following embodiments are provided so that those skilled in the art will be able to fully understand the present invention, and that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It is not.
세라믹 치아 수복물은 P2O5 50∼80중량%, CaCO3 8∼30중량%, Al2O3 3∼18중량%, Li2CO3 0.01∼5중량%, TiO2 0.01∼7중량%, ZrO2 0.01∼5중량%, SiO2 0.001∼2중량%, NiO 0.001∼2중량% 및 Fe2O3 0.0001∼1.5중량%를 포함한다. Ceramic tooth restorations include 50 to 80% by weight of P 2 O 5 , 8 to 30% by weight of CaCO 3 , 3 to 18% by weight of Al 2 O 3 , 0.01 to 5% by weight of Li 2 CO 3, 0.01 to 7% by weight of TiO 2 , 0.01 to 5 wt% ZrO 2 , 0.001 to 2 wt% SiO 2, 0.001 to 2 wt% NiO and 0.0001 to 1.5 wt% Fe 2 O 3 .
이러한 세라믹 치아 수복물을 사용하여 비니어(veneer), 인레이(inlay), 온레이(onlay), 치관(crown), 스텀프(stump), 교합소면(facet), 인공치, 가공의치, 치근 구조물 등의 치아용 대상체를 선택적으로 제조할 수 있다. These ceramic dental restorations are used for dental applications such as veneers, inlays, onlays, crowns, stumps, occlusal facets, artificial teeth, dentures, and root structures. The subject may be selectively prepared.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹 치아 수복물의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a ceramic dental restoration in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
세라믹 치아 수복물을 제조하기 위하여 P2O5 50∼80중량%, CaCO3 8∼30중량%, Al2O3 3∼18중량%, Li2CO3 0.01∼5중량%, TiO2 0.01∼7중량%, ZrO2 0.01∼5중량%, SiO2 0.001∼2중량%, NiO 0.001∼2중량% 및 Fe2O3 0.0001∼1.5중량%가 함유되게 각 원료들을 칭량한다. 상기 원료들로는 P2O5, CaCO3, Al2O3, Li2CO3, TiO2, ZrO2, SiO2, NiO 및 Fe2O3를 사용할 수 있다. Ceramic dental restoration in order to produce P 2 O 5 50~80% by weight, CaCO 3 8~30 wt%, Al 2 O 3 3~18% by weight, Li 2 CO 3 0.01~5% by weight, TiO 2 0.01~7 Each raw material is weighed to contain 0.01% to 5% by weight ZrO 2 , 0.001 to 2 % SiO 2, 0.001 to 2% NiO and 0.0001 to 1.5% Fe 2 O 3 . As the raw materials, P 2 O 5 , CaCO 3 , Al 2 O 3 , Li 2 CO 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , NiO, and Fe 2 O 3 may be used.
P2O5는 유리상의 기지(glass matrix)을 형성하는 물질로서 자연치아에 많이 함유되어 있는 인(P) 성분을 함유하며 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하여 자연치아와의 이질감을 적게 하는 역할을 할 뿐만 아니라 스트렙토코쿠스 뮤탄스(streptococcus mutans)와 같은 세균의 번식을 억제하는 역할도 한다. P2O5는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 50∼80중량% 함유되게 하는 것이 바람직한데, P2O5의 함량이 50중량% 미만일 경우에는 세균 번식을 억제하는 효과와 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하는 효과가 미약하고, P2O5의 함량이 80중량%를 초과하는 경우에는 세라믹 치아 수복물의 강도가 작아질 수 있다. P 2 O 5 is a substance that forms a glass matrix and contains phosphorus (P), which is contained in natural teeth, and expresses light transmittance and color similar to that of natural teeth, thereby reducing heterogeneity with natural teeth. Not only does it play a role, but it also inhibits the growth of bacteria such as Streptococcus mutans. P 2 O 5 is preferably contained in an amount of 50 to 80% by weight based on 100% by weight of ceramic tooth restorations. When the content of P 2 O 5 is less than 50% by weight, it suppresses bacterial growth and transmits light similar to that of natural teeth. And when the effect of expressing color is weak, and the content of P 2 O 5 exceeds 80% by weight, the strength of the ceramic dental restoration can be reduced.
CaCO3는 자연치아에 많이 함유되어 있는 칼슘(Ca) 성분을 함유하여 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하는데 도움을 주는 역할을 한다. CaCO3는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 8∼30중량% 함유되게 하는 것이 바람직한데, CaCO3의 함량이 8중량% 미만일 경우에는 자연치아와 유사한 투광성 및 색상을 발현하는데 한계가 있고, CaCO3의 함량이 30중량%를 초과하는 경우에는 세라믹 치아 수복물의 강도가 작아질 수 있다. CaCO 3 contains calcium (Ca), which is found in natural teeth, and helps to express light transmittance and color similar to that of natural teeth. CaCO 3 is to be preferred that contains 8-30% by weight based on 100% by weight of ceramic dental restoration, if the content of CaCO 3 is less than 8% by weight of an expression similar to the light transmitting and color as a natural tooth and limit, CaCO 3 If the content of more than 30% by weight, the strength of the ceramic tooth restoration can be reduced.
Al2O3는 유리상의 기지(glass matrix) 내에 결정상 씨드(seed)로 작용함으로써 세라믹 치아 수복물의 경도 및 강도를 증가시키켜 내구성을 증진하는 역할을 한다. Al2O3는 유리상의 기지(matrix)와 열팽창계수의 차이로 인하여 유리상에 강한 압축력(compressive force)이 작용하게 되어 세라믹 치아 수복물의 강도를 증진시킨다. Al2O3는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 3∼18중량% 함유되게 하는 것이 바람직한데, Al2O3의 함량이 3중량% 미만일 경우에는 세라믹 치아 수복물의 경도 및 강도가 떨어질 수 있고, Al2O3의 함량이 18중량%를 초과하는 경우에는 세라믹 치아 수복물의 경도 및 강도가 자연치아 보다 커서 자연치아와 부딪치거나 할 때 자연치아를 마모시킬 수 있는 문제점이 있다. Al 2 O 3 acts as a crystalline seed in the glass matrix to increase the hardness and strength of the ceramic dental restoration, thereby enhancing durability. Al 2 O 3 has a strong compressive force on the glass due to the difference in matrix and thermal expansion coefficient of the glass phase to enhance the strength of the ceramic dental restoration. Al 2 O 3 is preferably contained in 3 to 18% by weight relative to 100% by weight of the ceramic tooth restoration, when the content of Al 2 O 3 is less than 3% by weight may reduce the hardness and strength of the ceramic tooth restoration, When the content of Al 2 O 3 exceeds 18% by weight, the hardness and strength of the ceramic tooth restoration is greater than that of natural teeth, and thus, there is a problem in that natural teeth may be worn when colliding with natural teeth.
Li2CO3는 유리상의 기지(glass matrix) 내에 루사이트(Leucite, 백류석) 결정상을 형성함으로써 세라믹 치아 수복물의 기계적 특성을 향상시키는 역할을 하고, 자연치아와 유사하게 세라믹 치아 수복물의 투광성 및 색상을 발현하는 역할을 한다. Li2CO3는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 0.01∼5중량% 함유되게 하는 것이 바람직하다.Li 2 CO 3 improves the mechanical properties of ceramic dental restorations by forming a leucite crystal phase in the glass matrix, and similar to natural teeth, the translucency and color of ceramic dental restorations It serves to express. The content of Li 2 CO 3 is preferably 0.01 to 5% by weight based on 100% by weight of the ceramic dental restoration.
TiO2는 유리 결정 생성시의 핵 형성제로 사용된다. TiO2는 생체적합성이 우수하여 인체에 무해한 것으로 알려져 있다. TiO2는 생체치아에 비슷한 색상을 발현하는데 효과적인 성분이고, 치과 가공 시에 착색에 효율적인 성능을 보여준다. TiO2는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 0.01∼7중량% 함유되게 하는 것이 바람직하다.TiO 2 is used as a nucleating agent in producing glass crystals. TiO 2 is known to be harmless to humans because of its excellent biocompatibility. TiO 2 is an effective component for expressing similar color in bio teeth and shows efficient performance for coloring in dental processing. TiO 2 is preferably contained in an amount of 0.01 to 7% by weight based on 100% by weight of the ceramic dental restoration.
ZrO2는 세라믹 치아 수복물의 기계적 특성에 영향을 주어 파괴인성, 굴곡강도와 같은 기계적 특성의 증진을 가져온다. ZrO2는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 0.01∼5중량% 함유되게 하는 것이 바람직하다. ZrO2의 함량이 너무 많을 경우에서 세라믹 치아 수복물의 색이 탁해지며, 투광성이 현저히 감소할 수 있다. ZrO 2 affects the mechanical properties of ceramic dental restorations, resulting in enhancement of mechanical properties such as fracture toughness and flexural strength. ZrO 2 is preferably contained in an amount of 0.01 to 5% by weight based on 100% by weight of the ceramic dental restoration. When the content of ZrO 2 is too high, the color of the ceramic tooth restoration becomes cloudy and the light transmittance may be significantly reduced.
SiO2는 유리상의 기지(glass matrix)을 형성하는 물질로서 응집력이나 접착력이 있어 물질을 결합하는 결합재 역할을 한다. 원료들을 혼합하여 열처리하게 되면, SiO2는 연화되어 유리상을 형성하여 입자들을 결합시키는 역할을 한다. SiO2는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유되게 하는 것이 바람직하다. SiO 2 is a material forming a glass matrix, and has a cohesive force or adhesive force, and serves as a binder for binding the materials. When the raw materials are mixed and heat-treated, SiO 2 softens to form a glass phase to bind the particles. SiO 2 is preferable to be contained in a ceramic tooth restoration 0.001~2% by weight relative to 100% by weight.
NiO는 자연치아와 유사하게 세라믹 치아 수복물의 투광성 및 색상을 발현하는 역할을 하고, 세라믹 치아 수복물의 기계적 특성을 향상시키는 역할도 한다. NiO는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 0.001∼2중량% 함유되게 하는 것이 바람직하다.NiO plays a role in expressing light transmittance and color of ceramic dental restorations, similar to natural teeth, and also improves mechanical properties of ceramic dental restorations. NiO is preferably contained in an amount of 0.001 to 2% by weight based on 100% by weight of the ceramic dental restoration.
Fe2O3는 적색을 띠는 물질로서 자연치아와 유사하게 세라믹 치아 수복물의 색상을 조절하기 위하여 첨가하고, 세라믹 치아 수복물의 기계적 특성을 향상시키는 역할도 한다. Fe2O3는 세라믹 치아 수복물 100중량%에 대하여 0.0005∼1.5중량% 함유되게 하는 것이 바람직한데, Fe2O3의 함량이 0.0005중량% 미만일 경우에는 세라믹 치아 수복물의 색상을 자연치아와 유사하게 만드는데 한계가 있고, Fe2O3의 함량이 1.5중량%를 초과하는 경우에는 세라믹 치아 수복물의 색상이 적색을 띠게 되어 자연치아의 색상과 달라지게 되는 문제점이 있다. Fe 2 O 3 is a reddish substance and is added to control the color of ceramic dental restorations similar to natural teeth and also improves the mechanical properties of ceramic dental restorations. The Fe 2 O 3 content is preferably 0.0005 to 1.5% by weight based on 100% by weight of the ceramic tooth restoration. When the Fe 2 O 3 content is less than 0.0005% by weight, the color of the ceramic tooth restoration is similar to that of natural teeth. When there is a limit and the content of Fe 2 O 3 exceeds 1.5% by weight, the color of the ceramic tooth restoration becomes red, which is different from the color of natural teeth.
상기 원료들의 혼합하고 원료 입자들의 크기 균일성을 확보하고 미세화하기 위하여 분쇄 공정을 실시할 수 있다. 상기 분쇄는 습식 볼 밀링(ball milling) 공정을 이용할 수 있다. 볼 밀링 공정을 구체적으로 설명하면, 원료인 P2O5, CaCO3, Al2O3, Li2CO3, TiO2, ZrO2, SiO2, NiO 및 Fe2O3를 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 물, 알코올과 같은 용매와 함께 혼합하고, 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 원료 입자들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합한다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 테프론 볼(Teflon Ball)을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 테프론 볼을 사용하게 되면, 볼 밀링 공정에서 볼 마모에 따라 발생되는 오염이나 조성의 불균일을 해소 할 수 있는 장점이 있는데, 이는 볼 밀링 공정에서 테프론 볼로부터 함유된 테프론 성분은 후속의 열처리 공정에서 번아웃(burn out) 시킬 수 있기 때문이다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절하여 목표하는 입자의 크기로 분쇄한다. 예를 들면, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 1㎜∼30㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼500rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 목표하는 입자의 크기 등을 고려하여 1∼48 시간 동안 실시한다. 볼 밀링에 의해 원료들은 미세한 크기의 입자로 분쇄되고, 구형의 균일한 입자 크기 분포를 갖게 된다. The grinding process may be performed to mix the raw materials and to secure and refine the size uniformity of the raw material particles. The milling may use a wet ball milling process. The ball milling process will be described in detail with a ball milling process using the raw materials P 2 O 5 , CaCO 3 , Al 2 O 3 , Li 2 CO 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , NiO and Fe 2 O 3 . It is charged into a machine) and mixed with a solvent such as water and alcohol, and rotated at a constant speed using a ball mill to mechanically grind and uniformly mix the raw material particles. Balls used for ball milling may use Teflon Balls, and the balls may be all the same size or may have two or more balls together. The use of Teflon balls has the advantage of eliminating contamination or compositional variations caused by ball wear in the ball milling process, in which the Teflon components contained in the teflon balls are burned in the subsequent heat treatment process. It can be burned out. The size of the balls, the milling time, and the rotation speed per minute of the ball miller are adjusted so as to be crushed to the target particle size. For example, in consideration of the particle size, the size of the ball can be set in the range of about 1 mm to 30 mm, and the rotational speed of the ball mill can be set in the range of about 50 to 500 rpm. Ball milling is performed for 1 to 48 hours in consideration of the target particle size and the like. By ball milling, the raw materials are ground to finely sized particles and have a spherical uniform particle size distribution.
혼합이 완료된 원료들을 건조한다. 상기 건조는 60∼120℃의 온도에서 30분∼24시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.Dry the mixed raw materials. The drying is preferably carried out for 30 minutes to 24 hours at a temperature of 60 ~ 120 ℃.
혼합되어 건조된 원료들을 백금과 같은 물질로 이루어진 도가니에 담고 도가니를 퍼니스에 장입하고 열처리하여 원료가 연화되게 한다. 여기서, 연화라 함은 원료가 고체 상태가 아닌 액체 상태의 점성을 갖는 물질 상태로 변화되는 것을 의미한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 세라믹 치아 수복물을 형성하기 위한 열처리 공정을 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 이하에서, 상기 열처리 공정을 더욱 상세히 설명한다. The mixed and dried raw materials are placed in a crucible made of a material such as platinum, and the crucible is charged into a furnace and heat treated to soften the raw materials. Here, softening means that the raw material is changed to a material state having a viscosity of a liquid state rather than a solid state. 1 is a view illustrating a heat treatment process for forming a ceramic dental restoration in accordance with a preferred embodiment of the present invention. Hereinafter, the heat treatment process will be described in more detail.
도 1을 참조하면, 원료가 담긴 도가니를 퍼니스에 장입한다. 퍼니스에 구비된 가열수단을 이용하여 퍼니스의 온도를 목표하는 열처리 온도로 상승시킨다(도 2의 t1 구간). 이때, 퍼니스의 승온 속도는 5∼50℃/min 정도인 것이 바람직한데, 퍼니스의 승온 속도가 너무 느린 경우에는 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지고 퍼니스의 승온 속도가 너무 빠른 경우에는 급격한 온도 상승에 의해 열적 스트레스가 가해질 수 있으므로 상기 범위의 승온 속도로 퍼니스의 온도를 올리는 것이 바람직하다. Referring to Figure 1, the crucible containing the raw material is charged to the furnace. The heating means provided in the furnace is used to raise the temperature of the furnace to a target heat treatment temperature (t1 section in FIG. 2). At this time, it is preferable that the temperature increase rate of the furnace is about 5 to 50 ° C./min. If the temperature rising rate of the furnace is too slow, it takes a long time and the productivity decreases. Since stress can be applied, it is desirable to raise the temperature of the furnace at a rate of temperature rise in the above range.
퍼니스의 온도가 목표하는 열처리 온도(예컨대, 1250∼1550℃)에 도달하면 30분∼48시간 동안 유지(도 2의 t2 구간)하여 열처리한다. 상기 열처리는 1250∼1550℃에서 30분∼48시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 열처리 온도는 입자의 확산, 입자들 사이의 네킹(necking) 등을 고려하여 1250∼1550℃ 정도인 것이 바람직한데, 열처리 온도가 너무 높은 경우에는 과도한 입자의 성장으로 인해 기계적 물성이 저하될 수 있고, 열처리 온도가 너무 낮은 경우에는 미처 원료가 연화되지 않을 수 있고 불완전한 소결로 인해 세라믹 치아 수복물의 기계적 물성이 좋지 않을 수 있으므로 상기 범위의 온도에서 열처리하는 것이 바람직하다. 열처리 온도에 따라 세라믹 치아 수복물의 미세구조, 입경 등에 차이가 있는데, 열처리 온도가 낮은 경우 표면 확산이 지배적인 반면 열처리 온도가 높은 경우에는 격자 확산 및 입계 확산까지 진행되기 때문이다. 열처리 시간은 30분∼48시간 정도인 것이 바람직한데, 상기 열처리 시간이 너무 짧은 경우에는 원료가 충분하게 연화되지 않을 수 있고, 열처리 시간이 너무 긴 경우에는 과도한 에너지의 소모가 필요하여 경제적이지 못하고, 열처리 시간이 작은 경우에는 불완전한 소결로 인해 세라믹 치아 수복물의 기계적 물성이 좋지 않을 수 있다. When the temperature of the furnace reaches a target heat treatment temperature (for example, 1250-1550 ° C.), the furnace is maintained for 30 minutes to 48 hours (t2 section in FIG. 2) and heat treated. The heat treatment is preferably performed for 30 minutes to 48 hours at 1250 ~ 1550 ℃. The heat treatment temperature is preferably about 1250 ~ 1550 ℃ in consideration of the diffusion of particles, necking between the particles, etc. If the heat treatment temperature is too high, mechanical properties may decrease due to excessive growth of the particles, If the heat treatment temperature is too low, the raw material may not be softened and the mechanical properties of the ceramic dental restoration may be poor due to incomplete sintering, so it is preferable to heat-treat at a temperature in the above range. According to the heat treatment temperature, there is a difference in the microstructure, particle size, etc. of the ceramic dental restoration, because the surface diffusion is dominant when the heat treatment temperature is low, but the lattice diffusion and grain boundary diffusion proceeds when the heat treatment temperature is high. It is preferable that the heat treatment time is about 30 minutes to 48 hours. If the heat treatment time is too short, the raw material may not be softened sufficiently. If the heat treatment time is too long, excessive energy consumption may be necessary and economical, If the heat treatment time is small, the mechanical properties of the ceramic dental restoration may be poor due to incomplete sintering.
열처리가 이루어진 결과물을 급냉한다. 상기 급냉은 물에 담그는 공정을 이용할 수 있다. 열처리가 이루어진 결과물을 급냉함으로써 세라믹 치아 수복물의 내부 강도가 강화되게 된다. The resultant heat treatment is quenched. The quenching may use a step of dipping in water. By quenching the resultant heat treatment, the internal strength of the ceramic dental restoration is enhanced.
이렇게 얻어진 세라믹 치아 수복물을 연마하여 광택성을 부여하고 미세 버(Burr)를 제거하기 위하여 바렐 가공을 수행할 수 있다. 상기 바렐 가공 공정은 바렐 연마기 등을 이용할 수 있다.
The ceramic tooth restoration thus obtained may be subjected to barrel processing in order to give glossiness and remove fine burrs. The barrel processing step may use a barrel polishing machine or the like.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예를 더욱 구체적으로 제시하며, 다음에 제시하는 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, examples according to the present invention will be presented in more detail, and the present invention is not limited to the following examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
세라믹 치아 수복물을 제조하기 위하여 P2O5 56.46중량%, CaCO3 25.66중량%, Al2O3 7.86중량%, Li2CO3 3.65중량%, TiO2 4.10중량%, ZrO2 2.14중량%, SiO2 0.06중량%, NiO 0.06중량% 및 Fe2O3 0.01중량%가 함유되게 각 원료들을 칭량하였고, 상기 원료들로는 P2O5, CaCO3, Al2O3, Li2CO3, TiO2, ZrO2, SiO2, NiO 및 Fe2O3를 사용하였다. 56.46 weight percent P 2 O 5 , 25.66 weight percent CaCO 3 , 7.86 weight percent Al 2 O 3 , 3.65 weight percent Li 2 CO 3 , 4.10 weight percent TiO 2 , ZrO 2 2.14 weight percent, SiO 2 were weighed to contain 0.06% by weight, 0.06% by weight of NiO and 0.01% by weight of Fe 2 O 3. The raw materials were P 2 O 5 , CaCO 3 , Al 2 O 3 , Li 2 CO 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , NiO and Fe 2 O 3 were used.
상기 원료들의 혼합하고 원료 입자들의 크기 균일성을 확보하고 미세화하기 위하여 분쇄 공정을 실시하였다. 상기 분쇄는 습식 볼 밀링(ball milling) 공정을 이용하였다. 볼 밀링 공정을 구체적으로 설명하면, 칭량된 원료인 CaCO3, Al2O3, P2O5, Li2CO3, TiO2, ZrO2, SiO2, NiO 및 Fe2O3를 볼밀링기(ball milling machine)에 장입하여 증류수와 함께 혼합하고, 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 원료 입자들을 기계적으로 분쇄하고 균일하게 혼합하였다. 볼 밀링에 사용되는 볼은 테프론 볼(Teflon Ball)을 사용하였으며, 입자의 크기를 고려하여 볼의 크기는 5㎜ 정도였고, 볼 밀링기의 회전속도는 150rpm 정도 였으며, 볼 밀링은 12 시간 동안 실시하였다. The grinding process was performed to mix the raw materials and to secure and refine the size uniformity of the raw material particles. The milling used a wet ball milling process. The ball milling process will be described in detail by using a ball milling machine (CaCO 3 , Al 2 O 3 , P 2 O 5 , Li 2 CO 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 , NiO and Fe 2 O 3) . ball milling machine), mixed with distilled water, and rotated at a constant speed using a ball mill to mechanically grind and uniformly mix the raw material particles. The ball used for ball milling was Teflon Ball, the size of the ball was 5 mm in consideration of the particle size, the rotation speed of the ball mill was 150 rpm, and the ball milling was performed for 12 hours. .
혼합이 완료된 원료들을 건조하였는데, 상기 건조는 100℃의 오븐에서 12시간 동안 수행하였다.The mixed raw materials were dried, and the drying was performed for 12 hours in an oven at 100 ℃.
혼합되어 건조된 원료들을 백금으로 이루어진 도가니에 담고 도가니를 퍼니스에 장입하고 열처리하였다. 더욱 구체적으로 설명하면, 원료가 담긴 도가니를 퍼니스에 장입하고, 퍼니스에 구비된 가열수단을 이용하여 퍼니스의 온도를 1350℃의 온도로 상승시켰다. 이때, 퍼니스의 승온 속도는 10℃/min 정도 였다. 퍼니스의 온도가 1350℃에 도달하면 2시간 동안 유지하여 열처리 하였다. The mixed and dried raw materials were placed in a crucible made of platinum, charged into a furnace and heat treated. More specifically, the crucible containing the raw material was charged to the furnace, and the furnace temperature was raised to a temperature of 1350 ° C. using the heating means provided in the furnace. At this time, the temperature increase rate of the furnace was about 10 ° C / min. When the temperature of the furnace reached 1350 ℃ was maintained for 2 hours and heat-treated.
열처리가 이루어진 결과물을 급냉하여 세라믹 치아 수복물을 수득하였는데, 상기 급냉은 상온 증류수에 담그는 공정을 이용하였다. The resulting heat treatment was quenched to obtain a ceramic dental restoration, which was immersed in distilled water at room temperature.
상기와 같이 제조된 세라믹 치아 수복물의 물성과 자연치아의 물성을 아래의 표 1에 나타내어 비교하였다. The physical properties of the ceramic tooth restorations prepared as described above and the properties of natural teeth are shown in Table 1 below and compared.
표 1에 나타난 바와 같이 실시예 1에 따라 제조된 세라믹 치아 수복물과 자연치아는 밀도, 열전도도, 꺾임강도 및 비커스경도가 매우 유사하다는 것을 확인할 수 있다.
As shown in Table 1, it can be seen that the ceramic tooth restoration prepared according to Example 1 and the natural tooth have very similar densities, thermal conductivity, bending strength, and Vickers hardness.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation by a person of ordinary skill in the art within the scope of the technical idea of this invention is carried out. This is possible.
Claims (5)
P2O5 50∼80중량%, CaCO3 8∼30중량%, Al2O3 3∼18중량%, Li2CO3 0.01∼5중량%, TiO2 0.01∼7중량%, ZrO2 0.01∼5중량%, SiO2 0.001∼2중량%, NiO 0.001∼2중량% 및 Fe2O3 0.0001∼1.5중량%를 포함하는 세라믹 치아 수복물.
In a dental restoration for restoring a tooth,
50 to 80 wt% of P 2 O 5 , 8 to 30 wt% of CaCO 3 , 3 to 18 wt% of Al 2 O 3 , 0.01 to 5 wt% of Li 2 CO 3, 0.01 to 7 wt% of TiO 2 , 0.01 to 7 wt% of ZrO 2 A ceramic dental restoration comprising 5% by weight, 0.001-2% by weight SiO 2, 0.001-2% by weight NiO and 0.0001-1.5% by weight Fe 2 O 3 .
P2O5 50∼80중량%, CaCO3 8∼30중량%, Al2O3 3∼18중량%, Li2CO3 0.01∼5중량%, TiO2 0.01∼7중량%, ZrO2 0.01∼5중량%, SiO2 0.001∼2중량%, NiO 0.001∼2중량% 및 Fe2O3 0.0001∼1.5중량%가 함유되게 P2O5, CaCO3, Al2O3, Li2CO3, TiO2, ZrO2, SiO2, NiO 및 Fe2O3 원료를 칭량하는 단계;
칭량된 상기 원료를 혼합하고 원료 입자들의 크기 균일성을 확보하고 미세화하기 위하여 분쇄 공정을 실시하는 단계;
분쇄된 원료를 열처리하는 단계; 및
열처리된 결과물을 급냉하여 세라믹 치아 수복물을 얻는 단계를 포함하는 세라믹 치아 수복물의 제조방법.
In the tooth restoration manufacturing method for restoring the teeth,
50 to 80 wt% of P 2 O 5 , 8 to 30 wt% of CaCO 3 , 3 to 18 wt% of Al 2 O 3 , 0.01 to 5 wt% of Li 2 CO 3, 0.01 to 7 wt% of TiO 2 , 0.01 to 7 wt% of ZrO 2 5 wt%, 0.001 to 2 wt% SiO 2, 0.001 to 2 wt% NiO and 0.0001 to 1.5 wt% Fe 2 O 3 to contain P 2 O 5 , CaCO 3 , Al 2 O 3 , Li 2 CO 3 , TiO Weighing 2 , ZrO 2 , SiO 2 , NiO and Fe 2 O 3 raw materials;
Performing a grinding process to mix the weighed raw materials and ensure and refine the size uniformity of the raw material particles;
Heat treating the pulverized raw material; And
A method for producing a ceramic dental restoration comprising quenching the heat treated result to obtain a ceramic dental restoration.
3. The ceramic dental restoration of claim 2, wherein the grinding process uses a wet ball milling process and the wet ball milling is performed for 1 to 48 hours using a teflon ball at a rotational speed in the range of 50 to 500 rpm. Manufacturing method.
The method of claim 2, wherein the heat treatment is performed for 30 minutes to 48 hours at a temperature in the range of 1250 ~ 1550 ℃.
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| KR20040006192A (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-24 | 임범순 | Dental machinable glass-ceramic restorative and prothodontic materials |
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2011
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