KR101958319B1

KR101958319B1 - 치아 수복재, 치아 수복재 및 유리 세라믹의 제조 방법

Info

Publication number: KR101958319B1
Application number: KR1020147001581A
Authority: KR
Inventors: 버나드 두르쉥; 조언 프로브스트; 노베르트 틸; 미카엘 고디커; 마르쿠스 볼먼; 우도 슈쎄어; 카르스텐 위즈너
Original assignee: 비타 찬파브릭 하. 라우터 게엠베하 & 코.카게; 데구덴트 게엠베하
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2019-03-15
Also published as: AU2012271939B2; EP2723302B1; JP2014520061A; KR20140058503A; CA2837973A1; BR112013032434B1; CA2837973C; WO2012175450A1; EP2723302A1; US20140200129A1; RU2611394C2; RU2013151637A; CN103648467B; JP5989770B2; US9206077B2; BR112013032434A2; CN103648467A; AU2012271939A1

Abstract

본 발명은 높은 강도, 높은 반투명성(translucency), 높은 화학 안정성을 나타내며 기계적으로 처리가능한 유리 세라믹(glass ceramics)에 관한 것이다. 본 발명은 치아 수복재 그 자체 뿐만 아니라 유리 또는 유리 세라믹을 포함하는 치아 수복재(dental restoration)를 제조하는 방법에 더 관한 것이다.

Description

치아 수복재, 치아 수복재 및 유리 세라믹의 제조 방법{DENTAL RESTORATION, METHOD FOR PRODUCTION THEREOF AND GLASS CERAMIC}

리튬 옥사이드-실리콘 디옥사이드 시스템(lithium oxide-silicon dioxide system)에서, 리튬 디실리케이트(Li₂0·2Si0₂(Li₂Si₂0₅))-유리 세라믹(lithium disilicate (Li₂0·2Si0₂(Li₂Si₂0₅))-glass ceramics)은 문헌으로부터 잘 알려져있으며, 여러 특허권은 유리 세라믹 시스템에 기반한다. EP 0 536 479 B1에서, 자가 유약 처리 리튬 디실리케이트 유리 세라믹 물품(self-glazed lithium disilicate glass ceramic objects)은 식기(tableware)의 제조에 대하여 설명되며, EP 0 536 572 B1에서, 리튬 디실리케이트 유리 세라믹은 빌딩 목적(building purposes)을 위한 클래딩 요소(cladding element)로서 이들의 표면으로 미립자 컬러 유리(fine-particle coloured glass)의 산란에 의해 이용될 수 있다.

리튬 디실리케이트 유리 세라믹(lithium disilicate glass ceramics)에 관한 본 출원의 주요 목적은 치과 적용에 있다. 리튬 디실리케이트 시스템은 결정화(crystallisation)가 리튬 메타실리케이트상을 통해 영향을 받기 때문에 CAD/CAM-처리가능한 유리 세라믹(CAD/CAM-processible glass ceramics)의 제조를 위하여 매우 적합하다(S. D. Stookey: "Chemical Machining of Photosensitive Glass", Ind. Eng. Chem., 45, 115 - 118(1993) 및 S. D. Stookey: "Photosensitively Opacifiable Glass" US-A-2 684 911(1954)에서 보아).

리튬 메타실리케이트 유리 세라믹은 CAD/CAM에 의하여 쉽게 처리될 수 있는 중간 단계에서 낮은 강도를 가진다(M.-P. Borom, A. M. Turkalo, R. H. Doremus: "Strength and Microstructure in Lithium Disilicate Glass Ceramics", J. Am. Ceram. Soc, 58, No. 9 - 10, 385 -391 (1975) 및 DE 24 51 121 Al).

이후 제 2 열처리에서 리튬 실리케이트로의 전환 또는 리튬 메타실리케이트 결정(lithium metasilicate crystals)의 성장에 의해서만, 높은 강도를 가지는 치아 물질이 이루어진다.

치과 연구 또는 치과 시술에서 수행되는 열처리는 시간 및 비용에 대하여 환자에게 뿐만 아니라 기술자에게 부담이 된다. 특히, 체어-측 방법(chair-side method)동안, 불편한 대기 시간이 발생할 수 있다.

방법에서, 개별적으로 적용된 크라운/온레이/인레이(crown/onlay/inlay)는 특정 오븐에서 제 2 결정화 단계가 이루어지며 치과 방문에서만 직접 이용되는 직접 이용되는 치과 시술로, CAD/CAM에 의하여 제 1 결정화 단계 후 유리 세라믹 블럭으로 완전히 분쇄된다(DE 10 2005 028 637).

이러한 열처리는 오븐 및 대응하는 획득 및 유지 비용을 필요로한다. 또한, 이러한 열 처리는 가공 물품의 결점에 대한 원인이 될 수 있다. 다른 단점은 30~60분의 필요한 처리 시간에 있다. 표준 CAD/CAM 시스템에 대하여, 170MPa의 최대 강도로 제한된다. 따라서, 기계 처리 할 수 있는 물질은 고품질 적용을 위해 직접 이용될 수 있다. 가공성은 물질의 강도 뿐 아니라 유리 세라믹의 구조 및 미세 구조 뿐 아니라 경도(hardness), 탄성율(modulus of elasticity), 파괴 인성(fracture toughness)과 같은 추가 특성에 의존한다. 즉, 결정 사이에 생기는(inter-crystalline) 부분 형상 및 결정 안을 가로질러 생기는 부분 형상 사이를 식별할 수 있다.

여기서부터, 본 발명의 목적은 향상된 강도값, 향상된 반투명성 및 화학적 저항을 가지는 유리 세라믹을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 제 1 항의 특징을 가지는 치아 수복재의 제조 방법, 청구항 제 11항의 특징을 가지는 반투명 및 치아 착색 유리 세라믹 및 청구항 제 14항의 치아 수복재에 의해 이루어진다. 추가 종속항은 바람직한 사실을 나타낸다.

본 발명의 범위 내에서, 유리 조성물은 SiO₂-Li₂O-ZrO₂기초 시스템에서 개선되며, 단독 또는 주요 결정상(> 50%)으로서 리튬 메타실리케이트를 가진다.

리튬 메타실리케이트 조성물의 결정화를 위하여 특정 열 처리와 함께 특정 리튬 메타실리케이트의 이용은 최종적으로 CAD/CAM-기술로 기계 가공될 수 있는, 고 강도를 가지는 결정화된 유리 세라믹을 야기할 수 있다.

또한, 20중량%까지의 ZrO₂는 상당히 영향을 받는 구조 없이 유리에 포함될 수 있다. 모든 예상과 대조적으로, ZrO₂는 분리된 결정상으로 결정화되지 않으나 완전히 또는 광범위하게 비정질의 잔여 유리상에 남아있다. 높은 비율의 ZrO₂ 때문에, 기계적 및 화학적 저항은 예를 들어 가공 강도 및 산 가용성(acid solubility)과 같은, 전체 치과용 유리 세라믹(결정상 및 잔여 유리상)의 향상된 특성을 유도하는 비정질상(amorphous phase)에서 향상된다.

또한, 방법은 초기 유리로부터 2-단계 제조 공정에 적합하며, 리튬 메타실리케이트의 부분 결정화는 우수한 CAD/CAM 처리를 가능하게 하는 제 1 처리 단계에서 야기된다. 제 2 처리 단계에서, 높은 강도값을 유도하는 결정상 비율(1차 리튬 메타실리케이트)의 증가가 야기된다. 리튬 메타실리케이트에서 높은 강도의 매우 중요한 원인은 높은 지르코늄 옥사이드(zirconium oxide) 비율(> 8 MA)에 있다.

높은 반투명성은 유리 세라믹에서 낮은 결정화 크기를 통해 보장된다. 또한, 우수한 화학 안전성은 유리 상에서 높은 지르코늄 옥사이드 비율에 의해 보장된다.

본 발명에 따라, 리튬 실리케이트 유리 세라믹을 포함하는 치아 수복재의 제조 방법은 다음의 단계로 제공된다:

a) 비정질 유리(amorphous glass)에 450~1100℃의 온도로 적어도 한 번의 열처리가 이루어지며, 그 결과 반투명하며 치아가 착색되고, 상기 유리 세라믹은 (DIN ISO 6872에 따라 측정된)250MPa의 강도 및 치아 색을 가지며, 상기 적어도 한 번의 열 처리 동안, 상승된 온도로 인해 적어도 일부의 결정화가 이루어지고, 및

b) 유리 세라믹은 바로 치아에 적용 할 수 있는 치아 수복재로 형성되며, 상기 치아 수복재는 물질 제거 공정(material removing process)을 이용하여 적어도 (DIN ISO 6872에 따라 측정된)200MPa의 강도를 가진다.

본 발명의 문맥에서, 반투명의 유리 세라믹은 (분광 광도계 Minolta CM-3610d로 DIN EN 410에 따라 측정된)360~740nm의 파장으로 광 투과를 가지는 세라믹이다.

치아 색(tooth colour)은 치과 세이드 가이드, 예를 들어 Vita classical 세이드 가이드, Vita 3D 마스터 세이드 가이드) 존재에 따라 결정된다.

바람직하게 안정제는 ZrO₂ 및/또는 HfO₂이다. 안정제는 필수적으로 비정질 상태로 존재한다.

유리 또는 유리 세라믹에서 기핵제, 형광 제제(fluorescent agents), 염료(dyes), 특히 유리-착색 옥사이드(glass-colouring oxides), 착색된 안료(coloured pigments) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 첨가제 성분으로서 포함될 수 있다.

기핵제는 바람직하게 1~10wt%, 더 바람직하게 2~8wt% 및 더 바람직하게 4~8wt%의 양으로, 포스포로스 산화물, 티타늄 산화물, 틴 옥사이드, 이들의 혼합물 및 귀금속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

형광 제제는 바람직하게 0.1~5wt%, 더 바람직하게 0.5~4wt% 및 더 바람직하게 1~3%의 양으로, 비스무스 산화물(oxides of bismuth), 네오디뮴(neodymium), 프라세오디뮴(praseodymium), 사마륨(samarium), 에르븀(erbium) 및 유로퓸(europium)으로서 희토류(rare earth elements) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

유리 착색 산화물은 바람직하게 0.1~6wt%, 더 바람직하게 0.5~5wt% 및 더 바람직하게 1~4%의 양으로, 철, 티타늄, 세륨, 구리, 크롬, 코발트, 니켈, 망간, 셀레늄, 은, 인듐, 금, 바나듐의 산화물, 네오디뮴(neodymium), 프라세오디뮴(praseodymium), 사마륨(samarium), 유로퓸(europium), 테르븀(terbium), 디스프로슘(dysprosium), 홀뮴(holmium), 에르븀(erbium), 이트륨(yttrium)으로서 희토류 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

착색된 안료는 바람직하게 0.1~6wt%, 더 바람직하게 0.5~5wt% 및 더 바람직하게 1~4wt%의 양으로 이루어진, 도핑된 스피넬(doped spinels)일 수 있다.

추가 첨가제는 바람직하게 0.1~5wt%의 양으로, 보론 옥사이드, 포스포로스 옥사이드, 플루오르, 바륨 옥사이드, 스트론튬 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 징크 옥사이드, 칼슘 옥사이드, 이트륨 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 니오븀 옥사이드, 탄탈륨 옥사이드, 란타늄 옥사이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

바람직한 구체예에서, 비정질 유리는 다음의 조성물을 가진다:

55~70 wt%의 SiO₂,

10~25 wt%의 Li₂O,

8~20 wt%의 Zr, Hf, Ge, La, Y, Ce, Ti, Zn의 산화물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정제,

0~10 wt%의 Al₂O₃,

0~10 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O, 및

0~20 wt%의 첨가제.

더 바람직한 구체예에서, 비정질 유리는 다음의 조성물을 가진다:

55~70 wt%의 SiO₂,

10~25 wt%의 Li₂O,

8~20 wt%의 ZrO₂, HfO₂ 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정제,

0~10 wt%의 Al₂O₃,

0~10 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O, 및

0~20 wt%의 첨가제.

55~64 wt%의 SiO₂,

15~22 wt%의 Li₂O,

0.1~8 wt%의 Al₂O₃,

0~8 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O, 및

0~15 wt%의 첨가제.

55~64 wt%의 SiO₂,

17~20 wt%의 Li₂O,

0.1~5 wt%의 Al₂O₃,

0.1~5 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O,

2~8 wt%의 P₂O₅,및

0~10 wt%의 첨가제.

더 바람직한 구체예에서, 열 처리는 600~950℃, 바람직하게 780~900℃의 온도로의 일단-단계(single-stage) 처리이다. 다른 바람직한 구체예에서, 열 처리는 600~800℃의 제 1 온도 및 780~900℃의 제 2 온도로의 이단-단계 처리이다.

본 발명에 따른 리튬 실리케이트 유리 또는 유리 세라믹은 치과용 물질로서 또는 치과용 물질의 성분으로서 이용된다.

물질 제거 공정은 바람직하게 CAM 공정으로서, 바람직하게 밀링(milling), 그라인딩(grinding) 및 레이저 어블레이션(laser ablation)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 감색법(subtractive process)이다.

더 바람직한 구체예에서, 치아 수복재는 치과 적용 전 가공 공정이 이루어진다. 이러한 가공 공정은 베니어링 세라믹(veneering ceramic) 또는 글레이즈(glaze)로 폴리싱(polishing), 글레이징(glazing), 실링(sealing), 코팅(coating) 및 베니어링(veneering)일 수 있다.

바람직하게 치아 수복재는 인레이(inlay), 온레이(onlay), 브릿지(bridge), 지대치(abutment), 페이싱(facing), 베니어(veneer), 패시트(facet), 크라운, 부분 크라운(partial crown), 프레임워크(framework) 또는 코핑(coping)이다.

본 발명에 따라, 다음의 조성물을 가지는, 적어도 (DIN ISO 6872에 따라 측정된)250MPa의 강도를 가지는 반투명의 유리 세라믹 및 치아 착색 유리 세라믹이 제공된다:

55~70 wt%의 SiO₂,

10~25 wt%의 Li₂O,

8~20 wt%의 Zr, Hf, Ge, La, Y, Ce, Ti, Zn 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정제,

0~10 wt%의 Al₂O₃,

0~10 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O, 및

0~20 wt%의 첨가제.

바람직한 구체예에서, 유리 세라믹은 다음의 조성물을 가진다:

55~70 wt%의 SiO₂,

10~25 wt%의 Li₂O,

8~20 wt%의 ZrO₂, HfO₂ 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹에서 선택된 안정제,

0~10 wt%의 Al₂O₃,

0~10 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O, 및

0~20 wt%의 첨가제.

바람직하게, 유리 세라믹은 다음의 조성물을 가진다.

55~64 wt%의 SiO₂,

15~22 wt%의 Li₂O,

0,1~8 wt%의 Al₂O₃,

0~8 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O, 및

0~15 wt%의 첨가제.

더 바람직한 구체예에서, 유리 세라믹은 다음의 조성물을 가진다:

55~64 wt%의 SiO₂,

17~20 wt%의 Li₂O,

0,1~5 wt%의 Al₂O₃,

0,1~5 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O,

2~8 wt%의 P₂O₅,및

0~10 wt%의 첨가제.

바람직하게 유리 세라믹은 물질 제거 공정으로 유리 세라믹의 기계 가공을 허용하는 치수 안정성(dimensional stability)을 가진다.

또한, 본 발명에 따라, 치아 수복재는 위에 기술된 방법에 의해 제조가능하다.

바람직하게, 치아 수복재는 적어도 5%, 바람직하게 적어도 50%의 결정화도(degree of crystallization)를 가진다.

더 바람직하게, 치아 수복재는 적어도 200MPa, 바람직하게 300MPa의 강도를 가진다.

치아 수복제는 가공 공정(finishing)을 가질 수 있다. 바람직하게, 이러한 가공은 베니어링 세라믹(veneering ceramic) 또는 글레이즈(glaze)로 폴리싱(polishing), 글레이징(glazing), 실링(sealing), 코팅(coating) 및 베니어링(veneering)이다. 바람직하게, 가공된 치아 수복재는 바람직하게 250MPa, 바람직하게 적어도 300MPa의 강도를 가진다.

다음의 조성물을 가지는 치아 수복재는 본 발명의 추가 양상에 있다:

조성물 1

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
additives	0~15 wt%

조성물 2

SiO₂	50~64 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

조성물 3

SiO₂	55~60 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	15~22 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	17~20 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

조성물 7

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	10~15 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

조성물 8

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0,1~5 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

조성물 9

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	1~3 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~15 wt%

조성물 10

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0,1~5 wt%
첨가제	0~15 wt%

조성물 11

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	1~3 wt%
첨가제	0~15 wt%

조성물 12

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	1~10 wt%

조성물 13

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	2~8 wt%

조성물 14

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	4~6 wt%

조성물 15

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 16

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	2~8 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~7 wt%

조성물 17

SiO₂	50~75 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	4~6 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~9 wt%

조성물 18

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 19

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	15~22 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 20

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	17~20 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 21

조성물 22

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~15 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 23

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	5~30 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0,1~5 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 24

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	1~3 wt%
K₂O	0~8 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 25

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	0,1~5 wt%
첨가제	0~5 wt%

조성물 26

SiO₂	55~64 wt%
Li₂O	10~25 wt%
ZrO₂	8~20 wt%
P₂O₅	1~10 wt%
Al₂O₃	0~8 wt%
K₂O	1~3 wt%
첨가제	0~5 wt%

적용에 따른 목적은 이러한 변수의 목적을 제한하지 않고 이후의 예를 참조하여 더 자세히 설명될 것이다.

예시 1

표 27에서, 다른 안정제에 대한 예로 주어진 고정된 조성물이 언급되며, 이로부터 안정제를 포함하는 높은 메타실리케이트 유리 세라믹이 치과 분야를 위해 제조될 수 있다.

	중량%
SiO₂	60.0
Li₂O	19.0
P₂O₅	6,0
Al₂O₃	2,0
K₂O	2,0
CeO₂	1,0
안정제 SX^*	10,0

*SX는 안정제 S1~S5(s. 표2)의 조성물을 나타낸다

표 28는 표 1의 조성물로 치과 적용을 위한 예로서 이용된 안정제를 나타낸다.

안정제 SX
S1	지르코늄 옥사이드: 10 %
S2	게르마늄 옥사이드: 10 %
S3	란타늄 옥사이드: 10 %
S4	이트늄 옥사이드: 10 %
S5	지르코늄 옥사이드: 6 % 티타늄 옥사이드: 4 %

유리는 1,500℃에서 용융되며, 블럭(blocks)을 형성하기 위해 금속 주형(metal moulds)에 주입된다. 블럭은 560℃로 오븐에서 응력이 제거되며, 천천히 냉각된다. 다양한 특징의 공정을 위하여, 유리 블럭은 분리되며, 제 1 결정화 처리가 이루어진다. 이러한 목적을 위하여, 유리는 600~750℃로 10~120분 동안 저장된다. 그 결과, 150~220MPa의 강도값을 가지는 유리 세라믹이 제조된다. 광범위하게 리튬 메타실리케이트는 결정상으로 설정된다. 이 상태로, CAD/CAM 방법에 의한 처리는 매우 순조롭게 이루어진다.

표 29에서, 예시로 주어진 조성물로부터 높은 지르코늄 산화물을 포함하는 메타실리케이트 유리 세라믹이 치과 분야를 위해 제조될 수 있다.

	G1^*	G2^*	G3^*	G4^*	G5^*	G6^*
SiO₂	63.5	63.5	59.0	59.0	63.5	63.5
Li₂O	12.9	13.9	18.0	19.0	12.9	12.9
ZrO₂	10.0	9.0	12.0	12.0	12.3	11.0
Al₂O₃	4.7	5.1	4.5	4.5	3.9	4.4
P₂O₅	4.5	4.5	3.5	3.5	3.7	4.2
K₂O	4.4	4.0	3.0	2.0	3.6	4.0

*(중량%에서의 데이터)

예시 2

60wt% SiO₂, 19wt% LiO₂, 10wt% ZrO₂, 6wt% P₂O₅, 2wt% Al₂O₃, 2wt% K₂O 및 2wt% CeO₂의 조성물을 가지는 유리 용융물(glass melt)은 블럭 형상으로 형성된다. 블럭은 2-단계 소성 공정(firing process)에 의해 완전히 결정화된다. 열처리는 620℃ 및 850℃에서 이루어진다. 이러한 순서 후, 블럭 홀더는 CAM 장치로 고정하기 위해 블럭에 고정된다.

이러한 적용을 위하여, 치과용 밀링 장치(Sirona inLab MCXL)가 이용된다. 제 1 검사를 위하여, 예비 소결된(presintered) IPS e.max CAD (소프트웨어 버전 3.85)의 미리 설치된 매개변수가 선택된다.

설계된 전부 크라운(anterior crown)은 전형적인 다이아몬드 툴(diamond tools)을 이용하여 분쇄된다. 예상되는 분쇄 시간은 17분이다; 실제 분쇄 시간은 28분이다. 선택된 버(burs) 및 야기된 크라운은 문제가 없음을 나타낸다.

제 2 검사에서, 동일한 크라운은 VITA In-Ceram Spinell의 미리 설치된 매개변수를 선택하여 동일한 장치로 분쇄된다. 분쇄 공정은 계산된 시간 보다 긴 약 10분동안 이루어진다. 크라운(crown) 및 그라인더(grinders)는 단점이 없다.

분쇄 후, 크라운의 표면은 핸드(hand)에 의해 최적화될 수 있다. 치과 기술자 또는 치과 의사를 위한 표준 절차는 예를 들어 폴리싱(polishing), 글레이징(glazing) 및 베니어링(veneering)일 수 있다. 가공 결정화 후 벤드-바(Bend-bars)는 기계 가공되고 및 370MPa(DIN EN ISO 6872에 따른 3점 굽힘(3-point-bending) 강도 검사)의 균열값(fracture values)을 나타내는 글레이즈로 처리된다.

비교 검사

상업적으로 이용가능한 생산물 IPS e.max CAD (Ivoclar- Vivadent, color LT A2)은 비교 방식으로 검사된다. 이러한 이유에 대하여, 블럭은 추가적으로 850℃에서 열처리된다. 가공 열처리 전 제거되는 홀더는 접착(gluing)에 의해 다시 부착된다.

이 후, 동일한 크라운 설계는 다시 로딩되며, IPS e.max CAD의(일반적으로 유일하게 부분적으로 결정화된) 매개변수가 선택된다. 완전한 분쇄 공정은 계산된 17분 대신 약 90분 동안 이루어진다. 공정은 공정 동안 부서진 4개의 다이아몬드 그라인더 때문에 4배로 재시작된다. 즉, 상업적으로 완벽한 방식으로 최종 결정화된 IPS e.max CAD를 기계가공할 수 없다

Claims

리튬 실리케이트 유리 세라믹(lithium silicate glass ceramic)을 포함하는 치아 수복재의 제조 방법으로서,
a) 55~70 wt-%의 SiO₂,
10~25 wt-% 의 Li₂O,
8~20 wt-%의, ZrO₂, HfO₂ 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정제,
0~10 wt-%의 Al₂O₃,
0~10 wt-%의 K₂O 및/또는 Na₂O,
0~8 wt-%의 P₂O₅, 및
0~20 wt-%의 첨가제를 포함하는 비정질 유리(amorphous glass)에 450~1100℃의 온도로 적어도 한 번의 열처리가 이루어짐으로써, 적어도 250MPa의 강도와 치아색을 갖는 반투명한 치아색의 유리 세라믹을 생성하고, 상기 적어도 한 번의 열 처리 동안, 상승된 온도로 인해 적어도 일부의 결정화가 이루어지고, 및
b) 유리 세라믹은 바로 치아에 적용 할 수 있는 치아 수복재로 형성되며, 상기 치아 수복재는 밀링(milling), 그라인딩(grinding) 및 레이저 어블레이션(laser ablation)로부터 선택된 감색법(subtractive process)을 이용하여 적어도 (DIN ISO 6872에 따라 측정된)200MPa의 강도를 가지는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 비정질 유리는
55~64 wt%의 SiO₂,
15~22 wt%의 Li₂O,
8~20 wt%의 ZrO₂, HfO₂ 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정제,
0.1~8 wt%의 Al₂O₃,
0.1~8 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O,
2~8 wt%의 P₂O₅, 및
0~10 wt%의 첨가제로 이루어진 조성물을 가지는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 열처리는 600~950℃의 온도에서의 일단 처리(single-stage treatment)이거나, 상기 열처리는 600~800℃의 제 1 온도 및 780~900℃의 제 2 온도에서의 이단 처리(double-stage)인 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 첨가제는 기핵제(nucleating agents), 형광 제제(fluorescent agents), 염료(dyes) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 4항에 있어서,
상기 기핵제는 포스포로스 산화물(phosphorous oxide), 티타늄 산화물(titanium oxide), 틴 옥사이드(tin oxide), 이들의 혼합물 및 귀금속(noble metals)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 4항에 있어서,
상기 형광 제제는 비스무스 산화물(oxides of bismuth), 희토류(rare earth elements) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 4항에 있어서,
상기 염료는 유리 착색 산화물 및/또는 착색된 안료인 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 7항에 있어서,
상기 유리 착색 산화물은 철, 티타늄, 세륨, 구리, 크롬, 코발트, 니켈, 망간, 셀레늄, 은, 인듐, 금, 바나듐의 산화물, 희토류 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 및/또는
상기 착색된 안료는 도핑된 스피넬(doped spinels)인 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 첨가제는 보론 옥사이드(boron oxide), 플루오르(fluorine), 바륨 옥사이드(barium oxide), 스트론튬 옥사이드(strontium oxide), 마그네슘 옥사이드(magnesium oxide), 징크 옥사이드(zinc oxide), 칼슘 옥사이드(calcium oxide), 이트륨 옥사이드(yttrium oxide), 티타늄 옥사이드(titanium oxide), 니오븀 옥사이드(niobium oxide), 탄탈륨 옥사이드(tantalum oxide), 란타늄 옥사이드(lanthanum oxide) 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 감색법(subtractive process)은 CAM 공정인 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
치아에 적용하기 전, 상기 치아 수복재는 가공 공정(finishing process), 이 이루어지는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재의 제조 방법.
적어도 (DIN ISO 6872에 따라 측정된)250MPa의 강도를 가지는 반투명 및 치아 착색 유리 세라믹(tooth coloured glass ceramic)은
55~70 wt%의 SiO₂,
10~25 wt%의 Li₂O,
8~20 wt%의 ZrO₂, HfO₂ 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정제,
0~10 wt%의 Al₂O₃,
0~10 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O, 및
0~20 wt%의 첨가제로 이루어진 조성물을 포함하는, 유리 세라믹.
제 12항에 있어서,
상기 유리 세라믹은
55~64 wt%의 SiO₂,
15~22 wt%의 Li₂O,
10~15 wt%의 ZrO₂, HfO₂ 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안정제,
0.1~8 wt%의 Al₂O₃,
0.1~5 wt%의 K₂O 및/또는 Na₂O,
2~8 wt%의 P₂O₅, 및
0.1~10 wt%의 첨가제로 이루어진 조성물을 포함하는, 유리 세라믹.
제 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는, 치아 수복재.
제 14항에 있어서,
상기 치아 수복재는 적어도 5%의 결정화도(degree of crystallization)를 가지며, 및/또는 상기 치아 수복재는 적어도 (DIN ISO 6872에 따라 측정된)200MPa의 강도를 가지는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재.
제 14항에 있어서,
상기 치아 수복재는 가공 공정(finishing)이 이루어지며, 가공된 치아 수복재는 적어도 (DIN ISO 6872에 따라 측정된)250MPa의 강도를 가지는 것을 특징으로 하는, 치아 수복재.