KR20240042365A - 치아 보철물용 다색 산화지르코늄 블랭크 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 치아 보철물용 블랭크로서, 산화지르코늄 세라믹에 기초하는 제1 층 및 산화지르코늄 세라믹에 기초하는 제2 층을 갖고, 제1 층 및 제2 층은 색상이 상이하고 경계면을 형성하며, 경계면은 치열궁의 경로에 교번하는 곡선형 트로프(trough)와 곡선형 크레스트(crest)를 지닌 파형 형상으로 형성되고, 경계면의 평면도에서 봤을 때에 웨이브형 크레스트의 정점 라인은 근심-원심 방향으로 반경방향으로 연장되는 것인 치아 보철물용 블랭크에 관한 것이다.
Description
본 발명은 치과 용도를 위한 블랭크, 특히 치아 보철물과 같은 치아 수복물의 제조를 위한 블랭크로서, 천연 치아 재료와 천연 구강 점막의 광학 특성이 매우 잘 모방될 수 있고, 그 특성으로 인해, 매우 우수한 기계적 특성을 갖는, 상악 전체 의치 및/또는 하악 전체 의치와 같은 심미적으로 정교한 치아 보철물의 간단한 제조에 특히 적합한 블랭크에 관한 것이다.
치과 분야에서, 환자들의 하악과 상악의 치료를 위해 요즘에는 다중 유닛 및 어느 정도 넓은 범위의 임플란트 지원 수복물이 점점 더 제조되고 있다. 치아의 미감에 더하여, 구강 점막(치은)으로의 전이의 색상 매칭 및 실제 구강 점막의 최적의 색상 모방은 전체 미적 결과에 필수적인 역할을 한다. 그러나, 생생한 방식으로 치은 영역을 복원하기 위해 높은 수동 노력이 요구된다.
과거에, 전체 의치는 통상, 환자의 무치악의 실리콘 인상을 취하는 것; 이 기초에 석고 모델을 제조하는 것; 왁스 플레이트의 도움으로 석고 모델 상에 치아의 인공 행을 설정하는 것; 환자에 대한 시도를 수행하고, 필요한 경우, 사후 보정을 수행하는 것; 인공 치아, 왁스 모델 및 석고 모델의 일부를 석고에 임베딩(embedding)하는 것; 왁스를 용융시키는 것; 결과적인 공동을 PMMA 기반 의치 재료로 충전하는 것; 석고 임베딩을 제거하는 것; 및 최종 세정 및 표면 연마를 수행하는 것에 의해 제작된다. 이러한 절차는 통상적으로 매우 양호한 결과를 생성하지만, 매우 시간 소모적이고 노동 집약적이다.
상아질에서 에나멜로의 색상 구배 및 반투명도와 치과 기술에서의 이들의 사용을 시뮬레이션하는 다색 블럭이 종래 기술로부터 알려져 있다. 산화지르코늄 세라믹에 기초한 블랭크 및 컴퓨터 제어 밀링 머신에 의한 CAD/CAM 프로세스에서의 치아 보철물의 제조를 위한 용도는 또한 종래 기술로부터 이미 알려져 있다. 그러나, 상기한 블랭크를 사용할 때에도, 생생한 방식으로 치은 영역을 복원하기 위해 높은 수동 노력이 요구된다. 이는 주로, 제1 변형예에 따르면, 예컨대, 진지바 컬러 프레스 잉곳들에 의해 ZrO2 수복물 상에 치은 부분을 층화 또는 가압하고 올 세라믹 기술에 의해 진성대로 재생성함으로써, 치은 영역이 후속적으로 적용되어야 한다는 사실에 기인한다. 복원의 완료 후에 복합 재료로 치은 영역을 층화하는 것도 가능하다. 그러나, 색상 불안정성 및 플라크 또는 악취 형성의 위험이 있다.
제2 변형예에 따르면, 예성형 치은 영역을 지닌 산화지르코늄이 사용되지만, 이 산화지르코늄은 치은의 최적 색상 모방을 달성하기 위해 여전히 후처리를 요구한다. 예성형 치은 영역을 갖는 치아 색상의이 미리 음영 처리된 산화지르코늄 디스크를 사용할 때, 치아 색상 영역은 여러 단계에서 유리 세라믹 층화, 베니어링, 착색 및 특성화 재료로 덮인다. 미리 형성된 치은 부분을 갖는 비색상이거나 약간 색상이 있는 산화지르코늄 디스크를 사용할 때, 문제는 현재 치은 영역에서 ErCl3, ErCl3·6H2O 또는 Er(NO3)3·5H2O와 같은 수용성 Er3+ 염에 기초하여 고농도 용액을 침투시킴으로써 해결된다.
Er3+에 기초한 고농도 침투 용액은 강산성 pH 값을 가지며, 종종 1-3의 범위에 있다. 따라서, 안전상의 이유로, 적절한 퓸 컵보드(fume cupboard) 또는 적절한 실내 환기를 사용하지 않고 컨테이너를 열 때에 부적절하게 사용되는 경우, 사용자가 HCl 또는 HNO3 증기와 같은 유해한 가스/증기를 연소시키거나 흡입할 위험이 매우 높다. 더욱이, 상기한 솔루션은 통상 장기적인 관점에서 적합하지 않고, 이에 따라 시간이 경과함에 따라 그 특성이 변한다. 제어되지 않은 용매의 증말도 또한 시간 경과에 따라 농도 변화를 초래할 수 있다. 이들 용액은 일반적으로 특정 유기 화합물을 포함하기 때문에, 제어되지 않는 복잡한 형성이 또한 발생할 수 있다. 최악의 경우, 이는 특정 화합물의 석출을 초래한다.
착색액에 의한 침투는 또한, 다공성 산화지르코늄에 착색액이 균질하게 분포되지 않게 할 수 있다. 이는 먼지 자유도 및 수분 함량과 같은 수복물의 표면 품질뿐만 아니라 사용자에 따라 달라질 수 있다. 불균질성은 최종 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있다.
치은 영역에서의 침투는 또한 최종 소결 후에 산화지르코늄의 안정화 정도 및 상 조성의 변화를 야기한다. 최종 소결 중에, Er3+ 이온이 산화지르코늄에 이미 포함된 Y3+ 이온에 추가하여 결정 프레임워크 내에 포함될 수 있다. 이것은 그 후 과안정화와, 침투 영역에서의 페이즈 조성의 관련 변화로 이어진다. 이것은 기계적 특성, 특히 파단 인성 및 이축 강도의 악화를 초래한다. 특히 치은 영역에서는, 매우 큰 저작 하중이 임플란트 지지 수복물에 의해 흡수되어, 이 영역의 약화가 방지되어야만 한다.
더욱이, 보다 높은 농도의 Er2O3에 의한 도핑은 산화지르코늄의 소결 거동을 변화시킨다. Er2O3는 소결 활성제로서 작용하고, 안정화된 산화지르코늄의 이론적 밀도를 변경한다. 침투 영역의 총 수축이 증가함으로써, 잉곳을 밀링할 때에 고려되는 확대 인자가 더 이상 정확하지 않고 치밀하게 소결된 수복물의 맞음새 정확도가 악영향을 받는다. Er2O3가 치은 영역을 착색하기 위해 국소적으로만 사용되는 경우, 소결 중에 국소 수축이 조기에 발생하는데, 즉 치은 영역이 이미 수축하고 있는 동안에 치아 영역 내의 수복물은 수축에 뒤진다. 이것은, 소결 프로세스 중에 전체 구성에 남아 이 전체 구성을 영구히 약화시키는 응력을 초래한다. 업무 현장이나 수복물이 배치될 때에 급작스러운 파단이 종종 발생한다.
WO 2010/057584 A1는 의치 제작을 단순화하기 위해 핑크 색상 구성요소와 치아 색상 구성요소를 지닌 밀링 블럭을 제안하며, 핑크 색상 구성요소와 치아 색상 구성요소 모두는 기본적으로 PMMA 또는 (메트)아크릴레이트계 플라스틱으로 형성된다. 더욱이, 수치 제어 밀링 유닛에 의해 CAD/CAM 프로세스로 상악 전체 의치 또는 하악 전체 의치를 제조하기 위한 상기한 밀링 블럭의 용도가 설명되어 있다.
WO 2013/068124에는 또한 치아 보철물의 제조를 위한 2개 영역을 지닌 밀링 블럭을 설명되어 있다. 제1 영역은 턱의 형상에 대응하도록 기계가공될 수 있고 밀링에 의해 환자의 개별 점막에 맞춰질 수 있는 의치 베이스를 갖는다. 제2 영역은 미리 정해진 배열로 설정되고 임의의 추가의 마감 처리를 필요로 하지 않는 비개별형 사전 제조 인공 치아를 갖는다. 기타 재료 중, 산화지르코늄 세라믹은 제1 및 제2 영역을 위한 재료로서 언급된다. 그러나, 상기한 밀링 블럭으로는 반대쪽 턱에서의 개별 환자 상황에 대한 조정이 불가능하다.
US 2021/0128283 A1에는, 치은을 모방하기 위한 하부 핑크 색상층 및 치아를 모방하기 위한 상부 치아 색상층을 갖고, CAD/CAM에 의한 보철물 제작을 위한 2개 색상 블랭크가 설명되어 있다. 특히, 산화지르코늄 세라믹은 상부층 및 하부층을 위한 재료로서 언급된다. 2개 층들 사이의 경계면은 복수 개의 볼록부 및 오목부를 갖기 때문에, 치은층의 상부면은 파형 형상을 갖는다. 이러한 방식으로, 치은으로의 자연스러운 전이가 매우 용이하게 모방될 수 있고, 음영 보정 단계의 횟수를 감소시킬 수 있다는 것이 설명되어 있다.
EP 3 064 170 A1 및 EP 3 597 143 A1 각각은 피부색 수지 재료 및 치아색 수지 재료로 구성된 의치 블랭크로서, 치열궁 방향으로 봤을 때에 재료들 사이의 경계면이 파형인 것인 의치 블랭크를 개시하고 있다.
따라서, 치과 기술 분야에서의, 특히 치아 보철물의 제작을 위한 다양한 요건을 충족시키는 블랭크를 제공하는 것은 큰 도전 과제이다. 상기한 블랭크는 제조하기 쉬울 뿐만 아니라, 원하는 기하학적 구조로 형상화하기 쉬워야 하며, 여전히 고강도 수복물을 생성해야 한다. 마지막으로, 블랭크는 천연 치아 재료 및 천연 구강 점막의 외관에 근접한 외관을 초래해야 하며, 이에 따라 치아 보철물의 원하는 광학 특성의 값비싼 후속 생성이 생략될 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 문제는 회피되어야 한다. 따라서, 본 발명은 제조하기 쉽고, 원하는 치아 수복물의 형상이 간단한 방식으로 가공함으로써 주어질 수 있으며, 성형 후, 정밀하고 고강도 치아 보철물로 변환될 수 있으며, 천연 치아 재료 및 천연 구강 점막의 광학적 외관을 매우 잘 모방할 수 있는 블랭크를 제공하는 문제에 특히 기초한다.
이러한 문제는 청구항 1 내지 18에 따른 블랭크에 의해 해결된다. 본 발명의 목적은 또한 청구항 19 내지 21에 따른 블랭크의 준비 방법, 청구항 22에 따른 블랭크의 용도 및 청구항 23 내지 청구항 25에 따른 치아 보철물의 준비 방을 제공하는 것이다.
본 발명은 치아 보철물용 블랭크에 관한 것이다. 본 발명에 따른 블랭크는, 산화지르코늄 세라믹에 기초하는 제1 층 및 산화지르코늄 세라믹에 기초하는 제2 층을 갖고, 제1 층 및 제2 층은 색상이 상이하고 경계면을 형성하며, 경계면은 치열궁의 경로에 교번하는 곡선형 트로프(trough)와 곡선형 크레스트(crest)를 지닌 파형 형상으로 형성되고, 경계면의 평면도에서 봤을 때에 웨이브형 크레스트의 정점 라인은 근심-원심 방향으로 반경방향으로 연장되는 것을 특징로 한다.
“...을 기초로 하는”이라는 용어는, 블랭크의 제1 층 및 제2 층이 층의 모든 성분의 질량 총계에 기초하여 주로 산화지르코늄, 즉 ZrO2을 포함함을 의미한다. ZrO2와 소량의 불순물 HfO2에 추가하여, 제1 및/또는 제2층은, 예컨대 Fe, Tb, Ce, Pr, Mn, Cr, Ni, Co, Nd, Dy, Eu, Er, V 및/또는 Ti와 같은 색상 조정을 위한 성분 및/또는 Mg, Al, Y, Ce, La, Yb, Gd, Ga 및/또는 In과 같은 소결 운동학을 조정하기 위한 성분을 포함할 수 있다. 더욱이, 제1 및/또는 제2 층은 산화지르코늄과 복합물 형태의 기타 세라믹 또는 스피넬의 혼합물 및/또는 산화지르코늄과 안료의 혼합물을 함유할 수 있다.
색상차는 더 좁은 의미에서의 색상 음영의 차이 및/또는 반투명도, 유백광 또는 형광의 차이를 지칭한다. “반투명도”라는 용어는 광 투과성을 설명한다. 색상은 특히 그 랩값(Lab value)에 의해 또는 치과 산업에서 통상적으로 사용되는 음영 안내부를 특징으로 할 수 있다. 더욱이, 블랭크에 있는 제1 층과 제2 층의 색상차는 사람의 눈에 보일 필요는 없다. 오히려, 음영 및/또는 반투명도의 차이만이 소결 단계 또는 열처리 후에 보일 수 있다. 이와 마찬가지로, “색상 구배”라는 용어는 색조 구배에 더하여 반투명도, 유백광 또는 형상의 구배를 포함한다.
제1 층과 제2 층 사이의 경계면은 제작할 치아 보철물의 치열궁 경로에서 파형 형상으로 형성된다. 이것은, 블랭크를 관통하는 아크 형상, 특히 포물선 또는 반원형의 절단 표면의 측면도에서, 제1 층과 제2 층 사이의 경계면이 웨이브 형상임을 의미한다. 예컨대, 블랭크가 디스크 형상을 갖는 경우, 절단면이 디스크의 상부 베이스면에서 하부 베이스면으로 연장되고, 디스크의 측방면에 거의 평행하다. 웨이브 형상은 교호하는 웨이브 트로프 및 웨이프 크레스트를 갖는다. 웨이브 트로프는 홈 또는 만입부라고도 칭할 수 있고, 웨이브 크레스트는 릿지 또는 상승부라고도 칭할 수 있다. 웨이브 크레스트의 피크 그리고 또한 웨이브 트로프의 하향 피크는 정점 라인을 형성한다. 즉, 웨이브 크레스트 또는 웨이브 트로프의 정점은 라인, 특히 직선을 형성한다. 웨이브 크레스트의 정점 라인 그리고 또한 웨이브 트로프의 정점 라인은 블랭크의 경계면 또는 베이스면 위에서 봤을 때에 내측부에서 외측부로, 즉 근심에서 원심으로 연장된다. “파형”이라는 용어는 본문에서 단지 순수한 사인곡선형 파형을 설명하는 데 사용되는 것이 아니라, 일반적으로 교호하는 융기 영역 및 오목한 영역을 지닌 모든 파형을 포함한다.
더욱이, 블랭크의 제1 층과 제2 층 사이의 경계면의 기하형상은, 경계면이 근심-원심 방향으로 반경방향으로 성형되도록 하는 방식으로 구성된다. 즉, 블랭크 경게면의 평면도에서, 웨이브 크레스트의 정점 라인은 블랭크의 중심 영역으로부터 반경방향으로, 즉 외층 방향으로 레이 형상으로, 바람직하게는 직선 형태로 연장된다, 3차원 파형 및 반경방향 기하형상은 바람직하게는 다수의 실제 환자 케이스로부터의 데이터에 기초한다.
본 발명에 따른 블랭크는 이에 따라 특히, 원하는 색상 구배가 2개의 상이한 색상의 층들뿐만 아니라 층들의 통합된 파형 및 반경방향 기하형상에 의해 생성되고, 이에 따라 최종 치아 보철물에서 치아 재료에서 치은으로의 천이 경로뿐만 아니라 치아와 치은의 색상이 매우 잘 모방될 수 있다는 것을 특징으로 한다. 제1 층의 파형 형상은 치은 가장자리를 특히 잘 재현할 수 있다. 반경방향 연장 웨이브 구조로 인해, 치은 가장자리는 필요한 치열궁의 크기에 관계없이 항상 반자동으로 생성될 수 있다. 이것은 US 2021/0128283 A1로부터 알려진 볼록하고 오목한 영역의 체커보드형 분포에 대한 특정 장점을 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 블랭크는 산화지르코늄 세라믹에 기초한 층을 사용하는 것에 의해, 예컨대 보철물과 같은 장기간 치아 수복물의 기계적 특성을 위한 요건을 완전히 충족하는 고강도 치아 수복물이 제작될 수 있다는 사실을 특징으로 한다. 추가로, 재료로서의 ZrO2의 사용은 추가적인 이점을 초래한다. 예컨대, 산화지르코늄 세라믹의 경우, 블랭크는 플라스틱 재료에 기초한 블랭크에 비해 전체적으로 더 평탄하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 블랭크의 전체 높이가 감소될 수 있고, 예컨대 설계에서의 더 적은 언더컷들로 인해 일반적인 CAM 밀링 유닛에서의 블랭크의 기계가공이 단순화될 수 있다.
본 발명에 따른 블랭크에 있어서, 천연 치아 재료뿐만 아니라 천연 구강 점막의 광학적 외관도 매우 잘 모방될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 블랭크는 원하는 치아 보철물의 형상을 특히 간단한 방식으로 제공할 수 있다. 놀랍게도, 이것은 제1 층과 제2 층 사이의 경계면의 특별한 구성과 제1 층과 제2 층의 재료로서 산화지르코늄을 사용하는 것의 조합에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 블랭크는 디지털 고정 및 조건부 탈착 가능 보철물의 분야에서 효율적인 모놀리식 제조를 가능하게 하여, 부분 또는 전체 보철물이 하나의 밀링 프로세스 및 몇개의 수동 단계로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 블랭크의 경우, 예컨대 CAM 밀링에 의한 성형 후에, 치은 영역에서 착색 용액과의 후속 침투가 필요하지 않으며, 이는 과거에 생체내 복원의 빈번한 실패의 경우를 야기시켰다. 이것은 무응력 모놀리식 제작을 보장하고, 이에 따라 장기 안정적인 복원을 보장한다
본 발명에 따른 블랭크의 바람직한 실시예에서, 블랭크에 있는 제1 층과 제2 층 사이의 경계면의 기하형상은, 경계면의 평면도에서 봤을 때에 경계면의 제작 대상 보철물의 앞쪽 치아 영역에서 근심-원심 방향으로 팬 형상을 갖도록 하는 방식으로 구성된다. 즉, 블랭크 경계면의 평면도에서, 웨이브 크레스트의 정점 라인은 형성할 치열궁의 부분 섹션의 중심점으로부터 반경방향으로, 즉 외측방향으로 팬 형상으로 연장된다. 이것은 형성할 앞쪽 치아의 영역에서, 웨이브 크레스트, 그리고 바람직하게는 웨이브 트로프가 경구-전정 방향으로 봤을 때, 즉 레이-중심으로부터 반경방향으로 시작될 때에 팬 형상으로 연장된다는 것을 의미한다.
또한, 형성할 대구치 영역에서 제1 층과 제2 층 사이의 경계면은 - 경계면의 평면도에서 봤을 때에 경구-구강 방향에서의 웨이프 트로프의 방사 정점 라인, 특히 웨이브 트로프, 그리고 또한 바람직하게는 웨이프 크레스트 - 이들은 서로 거의 평행함 - 의 정점 라인을 갖는다. 거의 평행한”이라는 표현은, 웨이프 트로프, 그리고 또한 바람직하게는 웨이브 크레스트의 정점 라인이 평행하거나 평행으로부터 최대 10도, 특히 최대 5도 벗어남을 의미한다. 형성할 대구치 영역에 있는 웨이브 트로프의 평행 정점 라인들의 구성은 특히 뒷쪽 영역에서의 보다 우수한 미관의 장점을 제공한다.
전체적으로, 앞쪽 영역에 있는 웨이브 크레스트의 정점 라인의 팬 형상 구성과 뒷쪽 영역에 있는 웨이브 트로프의 정점 라인의 평행 구성에 관한 상기 2개의 실시예는 최종 치아 보철물의 기능 및 미관 모두를 개선할 수 있다. 특히, 작은 치열궁 및 큰 치열궁 모두를 위해 적합한 치아 세트를 제공하는 것이 가능하다. 큰 치열궁을 위해, 치열궁은 약간 더 반경방향 외측으로 밀링 가공되는데, 즉 전정방향으로 변위되며, 작은 치열궁을 위해, 치열궁은 더욱 내측으로 밀링가공되는데, 즉 경구측으로 변위된다. 본 발명에 따른 대구치 영역에 대한 경계면의 웨이브 크레스트 및 웨이브 트로프의 평행화로 인해, 본 발명에 따른 작은 치열궁에 대해 비교적 큰 교합면도 또한 이용가능하다.
이에 따라, 바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 블랭크는, 실제 레이 중심이 형성할 중절치 영역에 있는 팬 형상의 웨이브 트로프 및 웨이브 크레스트를 가질 수 있다. 그러나, 이것은 더 이상, 형성할 송곳니에 대한 웨이브 크레스트의 정점 라인에 의해 적절하게 타격되지 않는다. 대신에, 이 정점 라인은 팬 형상이 덜하고, 측절치의 인접한 정점 라인에 더욱 평행하다. 이것은 또한, 다시 평행화에 훨씬 근접한 코스를 갖는 제1 소구치 정점 라인에도 적용한다. 다음 정점 라인, 즉 제2 소구치, 제1 대구치 및 제2 대구치를 위한 정점 라인은 서로 완벽하게 평행하다.
또한, 정점 라인은 바람직하게는 원심에서 근심으로 상향으로 연장된다. 따라서, 경사면은 잉곳에서 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. 이것은 자연 치아, 특히 앞쪽 치아의 색상 및 반투명도를 모방하는 것을 가능하게 한다.
다른 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 블랭크의 제2 층은 연속적인, 즉 선형 또는 불연속적인, 즉 비선형 색상 구배를 갖는다. 이것은 또한 자연 치아, 특히 앞쪽 치아의 색상 및 반투명도 구배가 특히 잘 모방될 수 있게 한다.
특히 바람직하게는, 제2 층의 산화지르코늄 세라믹은 이트륨을 포함하고, 컬러 구배, 특히 반투명도 구배는 바람직하게는 이트륨의 양의 구배에 의해, 즉 점진적으로 변화하는 이트륨의 양에 의해 형성된다. 이에 따라, 블랭크는 바람직하게는 이트륨의 양의 연속, 즉 선형, 또는 불연속, 즉 비선형 구배를 나타낸다. 특히, 이트륨의 함량은 제1 층과 제2 층 사이의 경계면에서 이 경계면 반대측에 있는 제2 층의 외면으로 증가한다. 이트륨 함량의 이러한 증가는 연속적이거나 증분적일 수 있다.
일실시예에서, 본 발명에 따른 블랭크의 제2 층은 그 이트륨 함량이 상이한 적어도 2개의 별개의 층을 갖는다.
바람직하게는, 제2 층은 내층 및 외층을 갖고, 내층은 제1 층과 제2 층의 경계면에 인접하고, 외층은 경계면 반대측에 있는 제2 층의 외면에 인접한다. 내층은 특히 소위 상아질층으로서 기능하는데, 즉 자연 치아의 상아질 영역을 모방하는 기능을 한다. 외층은 특히 소위 상아질층으로서 기능하는데, 즉 자연 치아의 절연(切緣)층으로서 기능하는데, 즉 자연 치아의 에나멜층을 모방하는 기능을 한다.
이 실시예에서는,
(a) 내층은 2.0 내지 6.0 mol%, 특히 3.0 내지 5.0 mol%의 이트륨 함량을 갖고,
(b) 외층은 3.5 내지 8.0 mol%, 특히 4.0 내지 7.5 mol%의 이트륨 함량을 갖는 것이 바람직하며,
상기 이트륨 함량은 Y2O3, ZrO2, 및 HfO2의 물질량의 합에 대한 Y2O3의 물질량의 비율로서 정의된다.
선택적으로, 내층과 외층 사이에 소위 중간층이 마련된다. 중간층의 존재 시,
(a) 내층은 2.0 내지 6.0 mol%, 특히 3.0 내지 5.0 mol%의 이트륨 함량을 갖고,
(b) 중간층은 3.0 내지 7.0 mol%, 특히 3.5 내지 4.5 mol%의 이트륨 함량을 가지며
(c) 외층은 3.5 내지 8.0 mol%, 특히 4.0 내지 7.5 mol%의 이트륨 함량을 갖는 것이 특히 바람직하며,
상기 이트륨 함량은 Y2O3, ZrO2, 및 HfO2의 물질량의 합에 대한 Y2O3의 물질량의 비율로서 정의된다.
또한, 내층, 외층, 및 선택적으로 중간층은 Y2O3에 더하여 색상을 조정하기 위한 산화물, 특히 Fe, Cr, Mn, Tb, Pr, Ce, Ni, Co, Nd, Dy, Eu, Er, V 및/또는 Ti의 산화물과, 소결 운동학을 조정하기 위한 산화물, 특히 Mg, La, Al, Ce, Yb, Gd, Ga, 및/또는 In의 산화물을 포함한다.
바람직하게는, 내층, 외층, 및 선택적으로 중간층은 Y2O3에 더하여, 색상을 조정하기 위해 Fe, Cr, Mn, TB 및 Pr의 적어도 하나의 산화물, 특히 바람직하게는 이들 원소 모두의 산화물을 더 포함한다. 바람직하게는, 내층, 외층, 및 선택적으로 중간층은, Y2O3에 더하여, 소결 운동학을 조정하기 위해, Mg, La, Y 및 Al의 적어도 하나의 산화물, 특히 바람직하게는 이들 원소 모두의 산화물을 더 포함한다.
제2 층은 바람직하게는 표시된 양만큼 적어도 하나, 특히 다음의 성분 모두를 포함할 수 있다:
성분
중량%
ZrO2 + HfO2 82.5 - 96.5, 특히 84.5 - 95.0
Y2O3 3.5 - 11.0, 특히 5.0 - 9.0
Fe2O3 0 - 0.15, 특히 0.005 - 0.12
Cr2O3 0 - 0.025, 특히 0.0002 - 0.01
Mn2O3 0 - 0.002, 특히 0.00005 - 0.0012
Pr2O3 0 - 0.02, 특히 0.0001 - 0.015
Tb2O3 0 - 0.02, 특히 0.00005 - 0.015
Er2O3 0 - 1.0, 특히 0.01 - 0.65
MgO 0 - 0.05, 특히 0 - 0.025
Al2O3 0 - 0.25, 특히 0 - 0.15
La2O3 0 - 1.0, 특히 0 - 0.55
또한, 내층은 바람직하게는 표시된 양만큼 적어도 하나, 특히 다음의 성분 모두를 포함할 수 있다:
성분
중량%
ZrO2 + HfO2 85.0 - 96.5, 특히 86.5 - 95.5
Y2O3 3.5 - 8.5, 특히 4.5 - 7.0
Fe2O3 0 - 0.15, 특히 0.005 - 0.12
Cr2O3 0 - 0.025, 특히 0.0002 - 0.01
Mn2O3 0 - 0.002, 특히 0.00005 - 0.0012
Pr2O3 0 - 0.02, 특히 0.0001 - 0.015
Tb2O3 0 - 0.02, 특히 0.00005 - 0.015
Er2O3 0 - 1.0, 특히 0.01 - 0.65
MgO 0 - 0.025, 특히 0 - 0.005
Al2O3 0 - 0.25, 특히 0 - 0.15
La2O3 0 - 1.0, 특히 0 - 0.55
또한, 외층은 바람직하게는 표시된 양만큼 적어도 하나, 특히 다음의 성분 모두를 포함할 수 있다:
성분
중량%
ZrO2 + HfO2 81.5 - 95.0, 특히 82.5 - 93.5
Y2O3 5.0 - 12.0, 특히 6.5 - 11.0
Fe2O3 0 - 0.1, 특히 0.0035 - 0.085
Cr2O3 0 - 0.025, 특히 0.0002 - 0.01
Mn2O3 0 - 0.002, 특히 0.00005 - 0.0012
Pr2O3 0 - 0.02, 특히 0.0001 - 0.015
Tb2O3 0 - 0.02, 특히 0.00005 - 0.015
Er2O3 0 - 0.6, 특히 0.01 - 0.5
MgO 0 - 0.025, 특히 0 - 0.005
Al2O3 0 - 0.25, 특히 0 - 0.15
La2O3 0 - 0.55, 특히 0 - 0.15
또한, 중간층은 바람직하게는 표시된 양만큼 적어도 하나, 특히 다음의 성분 모두를 포함할 수 있다:
성분
중량%
ZrO2 + HfO2 83.0 - 96.0, 특히 84.0 - 94.5
Y2O3 4.0 - 11.0, 특히 5.0 - 9.0
Fe2O3 0 - 0.12, 특히 0.005 - 0.1
Cr2O3 0 - 0.025, 특히 0.0002 - 0.01
Mn2O3 0 - 0.002, 특히 0.00005 - 0.0012
Pr2O3 0 - 0.02, 특히 0.0001 - 0.015
Tb2O3 0 - 0.02, 특히 0.00005 - 0.015
Er2O3 0 - 1.0, 특히 0.01 - 0.65
MgO 0 - 0.02, 특히 0 - 0.005
Al2O3 0 - 0.25, 특히 0 - 0.15
La2O3 0 - 1.0, 특히 0 - 0.55
제1 층의 산화지르코늄 세라믹은 바람직하게는 에르븀 및/또는 이트륨으로 안정화된 산화지르코늄을 포함한다. 바람직하게는, 제1 층의 산화지르코늄 세라믹은 0.0 내지 4.5 mol%, 특히 0.5 내지 4.25 mol%, 특히 바람직하게는 1.5 내지 3.5 mol%의 에르븀 함량을 갖고, 에르븀 함량은 Er2O3, ZrO2 및 HfO2의 물질량의 합에 대한 Er2O3의 물질량의 비율로서 정의된다. 또한, 제1 층의 산화지르코늄 세라믹은 바람직하게는 0.0 mol% 내지 4.5 mol%, 특히 0.5 mol% 내지 4.25 mol%, 특히 바람직하게는 0.75 mol% 내지 2.0 mol%의 이트륨 함량을 갖고, Y2O3, ZrO2, 및 HfO2의 물질량의 합에 기초하여 Y2O3의 물질량의 비율로서 정의된다. 또한, 에르븀 및 이트륨 함량의 합은 1.5 내지 6.0 mol%, 특히 2.0 내지 4.5 mol%, 더 바람직하게는 2.5 내지 4.0 mol%인 것이 바람직하다. 블랭크의 제1 층은 제작할 치아 수복물의 치은 영역을 형성하는 역할을 하기 때문에, 제1 층 내의 이트륨의 색상 구배 또는 재료 구배의 형성은 유리하지 않다. 따라서, 제1 층 내의 이트륨 함량은 바람직하게는 거의 일정하다. 대안으로서, 제1 층은 고정형 및 이동형 치은을 나타내기 위한 구배를 가질 수 있다.
제1 층의 산화지르코늄 세라믹은 다음 성분 들 중 적어도 하나 또는 모두를 표시된 양만큼 포함한다.
성분
중량%
ZrO2 + HfO2 86.0 - 97.0,
바람직하게는 90.0 내지 94.0
Er2O3 0.5 - 10.0,
바람직하게는 4.0 내지 8.0
Y2O3 0.5 - 8.0,
바람직하게는 1.0 내지 4.0
제1 착색 산화물 0.0 - 0.5,
바람직하게는 0.0 내지 0.25,
특히 바람직하게는 0.0 - 0.1,
제2 착색 산화물 0.0 - 0.1,
바람직하게는 0.0 내지 0.05,
특히 바람직하게는 0.0 - 0.025,
상기 제1 착색 산화물은 Fe2O3, Tb2O3, Pr2O3 및 VO5로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 특히 산화지르코늄 세라믹의 추가적인 황색 착색에 영향을 미칠 수 있으며, 상기 제2 착색 산화물은 Mn2O3, Cr2O3, 및 CoO로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 특히 상기 산화지르코늄 세라믹의 추가적인 회색 착색에 영향을 미칠 수 있다.
일실시예에서, 블랭크의 제1 층은, 알루미나 강화 산화지르코늄(ATZ), 산화지르코늄 강화 알루미나(ZTA), 스피넬, 안료 또는 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료와 함께, 산화지르코늄 세라믹 또는 산화지르코늄 세라믹의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
알루미나 강화 산화지르코늄(ATZ)은 5 내지 40 중량%, 특히 약 20 중량% Al2O3 및 60 내지 95 중량%, 특히 약 80 중량% ZrO2를 포함한다. Al2O3 부분은 50 중량ppm 내지 3 중량%와 같은, MgO로 도핑될 수 있다. ZrO2 부분은 1 내지 3 mol%와 같은, Y2O3로 도핑될 수 있다.
산화지르코늄 강화 알루미나(ZTA)는 60 내지 95 중량%, 특히 약 80 내지 90 중량% Al2O3 및 5 내지 40 중량%, 특히 약 10 내지 20 중량% ZrO2를 포함한다. Al2O3 부분은 50 중량ppm 내지 3 중량%와 같은, MgO로 도핑될 수 있다. ZrO2 부분은 1 내지 3 mol%와 같은, Y2O3로 도핑될 수 있다.
ATZ 및 ZTA를 갖는 산화지르코늄 세라믹의 혼합물에서, 별개의 Al2O3 및 ZrO2 결정체는 SEM에 의해 최종 구조물에서 검출될 수 있다. 이와 대조적으로, 치과 응용을 위한 현재의 산화지르코늄 세라믹에서, 통상 SEM에 의해 미세구조에서 어떠한 Al2O3 결정체도 검출될 수 없다. 이는 아마도, 일반적으로 약 0.05 내지 0.1 중량%의 더 작은 양의 Al2O3와 그의 균질한 분포로 인한 것이다. ATZ 및 ZTA 복합재는 블랭크의 기계적 특성에 긍정적으로 영향을 미칠 수 있으며, 특히 이축 강도 및 파단 인성을 증가시킬 수 있다. 파단 인성의 증가는, 특히 ATZ 또는 ZTA의 ZrO2 함량이 1.5 내지 2.5 mol% Y2O3에 의해 안정화되는 경우에 달성된다.
MgAl2O4, SrAl2O4, La 스피넬, Y 스피넬 및 LaMg 스피넬과 같은 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 스피넬이 특히 스피넬로서 적합하다. 스피넬은 블랭크의 기계적 특성에 긍정적으로 영향을 미칠 수 있으며, 특히 이축 강도 및 파단 인성을 증가시킬 수 있다. 파단 인성의 증가는, 특히 산화지르코늄 세라믹의 ZrO2 부분이 1.5 내지 2.5 mol% Y2O3에 의해 안정화되는 경우에 달성된다. 산화지르코늄 세라믹 및 스피넬의 복합재에서, 스피넬은 통상 로드 형태로, 특히 높은 소결 온도에서 성장하며, 이는 복합재의 파괴 인성에 긍정적인 영향을 미친다.
본 발명에 따른 블랭크의 제2 층은 바람직하게는 치아 색상이고, 블랭크의 열처리 후에도 치아 색상의 음영을 유지하지만, 제1 층은, 백색 또는 분홍색일 수 있으며, 열처리 후에도 상기한 음영을 유지할 수 있다. 백색 음영을 갖는 제1 층의 경우, 완성된 치아 수복물에서 치은 영역의 미관을 가능한 한 가깝게 모방하기 위해 성형 및 열처리 후에 치은 영역을 후속적으로 코팅하는 것이 일반적이다. 상기한 단계는, 사전 착색된 제1 층을 갖는 제1 층의 경우에 생략될 수 있으며, 이에 따라 이러한 실시예에서, 예컨대 치아 보철물의 보다 간단한 제작이 가능하다.
제1 층의 산화지르코늄 세라믹 및 제2 층의 산화지르코늄 세라믹이 예소결되는, 본 발명에 따른 블랭크가 특히 유리하다. 이것은 치아 수복물의 제조를 위한 후속 기계 가공 도중의 가공성 및 정밀도를 향상시킨다. 특히, 예소결 상태에서의 산화지르코늄의 낮은 강도로 인해, 블랭크의 간단하고 시간 절약 및 밀링 툴 친화적인 성형이 가능해진다. 바람직하게는, 제1 층의 산화지르코늄 세라믹 및 제2 층의 산화지르코늄 세라믹은, 1.8 내지 4.4 g/cm3, 특히 2.5 내지 4.0 g/cm3의 밀도를 갖는다.
상기한 사전-소결 블랭크의 경우, 블랭크가 치아 수복물의 제조를 위한 소결 단계, 즉 열처리를 받는 것이 필수적이기 때문에, 요구되는 기계적 특성, 특히 높은 강도 및 경도가 달성되도록 하는 것이 필요하다. 상기한 열처리 중에, 산화지르코늄 세라믹의 소결 수축이 발생한다. 따라서, 사전-소결 블랭크를 사용할 때, 본 발명에 따른 블랭크의 파형 및 반경방향 기하형상이, 예컨대 플라스틱 재료와 같은, 소결 수축 없이 재료에 기초한 블랭크에 비해 확대되는 것이 필요하다. 바람직하게는, 예소결 상태의 본 발명에 따른 블랭크에서, 기하형상 치수는, 1.200 내지 1.250배, 특히 1.22 내지 1.25배로 증가된다. 본 발명에 따른 미가공 상태 블랭크의 경우, 기하형상 치수는, 1.250 내지 1.350배, 특히 약 1.275배로 증가된다.
본 발명에 따른 블랭크는 바람직하게는 10 내지 150 MPa, 특히 20 내지 120 MPa, 더욱 바람직하게는 25 내지 80 MPa의 이축 파단 강도를 갖는다. 이축 파단 강도는 ISO 8672(2008년)(피스톤 온 3 볼 테스트)에 따라 결정되었다.
또한, 본 발명에 따른 블랭크는 바람직하게는 50 내지 1000 MPa, 특히 300 내지 850 MPa, 더욱 바람직하게는 300 내지 700 MPa의 비커 경도 Hv2.5를 갖는다. 비커 경도는 2.5 kg의 하중에서 ISO 14705:2016에 따라 측정되었다.
또한, 본 발명에 따른 블랭크의 제1 층 및 제2 층은 일체형 제조에 의해 서로 연결되는 것이 바람직하다. 이는, 효율적인 모놀리식 생산을 가능하게 하며, 즉, 환자-특정 총 보철물이 하나의 밀링 프로세스에서 하나의 블랭크로부터 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 블랭크의 형상은 바람직하게는 적어도 부분적으로 원호 형상이다. 특히, 블랭크는 디스크, 특히 바람직하게는 원형 디스크 형상을 갖는다.
더욱이, 원호 형상 블랭크는, 외주 상의 융기부, 특히 외향 돌출 클램핑 에지를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 클램핑 에지는 일반적인 CAD/CAM 디바이스와 같은 연마 및 밀링 디바이스에서 홀더로서 기능한다. 융기부는 블랭크와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 이 경우, 블랭크에는 보다 큰 둘레가 마련될 수 있고, 융기부는, 예컨대 밀링 머신 상에서 기계가공 하는 것에 의해 획득 가능할 수 있다. 대안으로서, 융기부는 상이한 재료로 형성될 수 있고, 예컨대 후속하여 블랭크에 적용되는 플라스틱 링에 의해 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 블랭크는, 비대칭으로 배열되고, 서로 회전 대칭이 아니며, 즉 서로 정반대측에 있지 않고, 회전 방지부 또는 회전 방지 보호부로서 기능하는, 적어도 2개의 마킹, 홈 및/또는 평탄부를 외주 상에 구비하는 것이 더욱 바람직하다. 디스크에 대한 파형 기하형상의 위치는, 수복물이 기계가공을 위한 후속 단계에서 웨이브 형상에 대해 배치될 수 있도록, 모든 공간 방향으로 알려지고 고정되어야 한다.
본 발명에 따른 산화지르코늄 세라믹-기반 블랭크는, 특히 고정형 보철물을 위해 사용된다. 이는, 본 발명에 따른 블랭크가 나사결합 또는 접합에 의해 치아 스텀프와 같은 임플란트 또는 잔류 치아 부분에 부착되는 고정형 치아 보철물의 제작에 특히 적합하다는 것을 의미한다. 그 결과, 상악 보철물의 제조를 위한 본 발명에 따른 블랭크의 경우, 환자의 입천장에 보철물을 접착하기 위해 필요한 접음식 구개골 플레이트가 생략될 수 있다. 이는, 결국 치은 영역을 모방하는 역할을 하는 블랭크의 제1 층의 높이가 감소될 수 있다는 것을 의미한다. 더욱이, 구개골 플레이트에 대한 필요성을 제거함으로써, 제1 층 전체를 분홍색이나 달리 채색할 필요가 없다. 오히려, 블랭크의 원호 형상 베이스 위에서 봤을 때, 내부 영역이 생략되거나 또는 비착색 상태로 남아 있을 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 블랭크의 경우, 그 높이가 30 mm 훨씬 미만으로 유지되도록 감소될 수 있으며, 이는 상업적으로 입수 가능한 치과용 밀링 머신에서 블랭크를 가공하는 데 중요한 한계이다. 바람직한 실시예에서, 블랭크의 높이, 즉 블랭크의 원호 형상 상부와 블랭크의 반대측에 있는 원호 형상 하부 사이의 거리는 30 mm 이하, 바람직하게 20 내지 30 mm, 더욱 바람직하게 25 내지 29 mm이다. 더욱이, 제1 층의 높이는 바람직하게 5.0 내지 9.0 mm, 특히 6.0 내지 7.5 mm, 특히 바람직하게 약 7.0 mm이며, 및/또는 제2 층의 높이는 바람직하게 15.0 내지 25.0 mm, 특히 18.0 내지 22.0 mm, 특히 바람직하게 약 20 mm이다. 제1 층의 높이는, 바람직하게는 디스크 형상 블랭크의 외면의 측면도에서, 경계면 반대측에 있는 제1 층의 외면과 제1 층의 가장 깊은 웨이브 트로프 사이의 가장 작은 거리로 정의된다. 제2 층의 높이는, 아래에서 도 3의 거리(31)로서 예시한 바와 같이 바람직하게 디스크 형상 블랭크의 외면의 측면도에서 경계면 반대측에 있는 제2 층의 외면과 제2 층의 가장 높은 웨이프 크레스트 사이의 가장 작은 거리로 정의된다.
제1 층의 높이와 제2 층의 높이의 비율은 바람직하게는 1:1 내지 1:5, 특히 1:2.5 내지 1:3.5이다.
본 발명에 따라 사용될 블랭크의 특별한 웨이브 형상과 산화지르코늄 재료의 조합에 의해, 블랭크의 전체 높이의 감소에 부가하여, 다른 장점들이 달성될 수 있다. 예컨대, 놀랍게도 종래기술에서 공지된 의치 블랭크와 비교하여 (i) 제1 층과 제2 층 사이의 경계면과 블랭크의 표면 사이의 각도 및/또는 (ii) 경계면의 웨이브 크레스트의 정점 라인과 블랭크의 표면 사이의 각도를 감소시키는 것이 가능하다는 것이 발견되었다.
상악의 보철물 준비에 특히 적합한 바람직한 실시예에서, 블랭크는 제작할 중절치를 위한 웨이브 트로프의 최저점과 제작할 제2 대구치에 대한 웨이브 트로프의 최저점을 연결하는 가상의 직선과 블랭크의 원호 형상 베이스면 상으로의 이러한 가상 직선의 투영 사이의 각도가 2.0° 내지 4.5°, 바람직하게는 2.0° 내지 4.0°, 특히 바람직하게는 2.5° 내지 3.5°, 가장 바람직하게는 약 3.0°인 것을 특징으로 한다. 상기한 작은 각도를 사용하는 것에 의해, 특히 제2 층에 색상 구배를 갖는 블랭크의 경우, 색상 구배의 장점이 더 잘 활용될 수 있고, 제작할 보철물의 앞쪽 및 뒷쪽 치아의 색상 및 반투명도 구배가 개선될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 블랭크는 블랭크의 원호 형상의 베이스면과 파형 형상의 경계면의 웨이브 크레스트의 정점 라인 사이의 각도가 7° 내지 13°, 바람직하게는 9° 내지 11°, 특히 바람직하게는 약 10°인 것을 특징으로 한다.
특히, 블랭크의 전체 높이의 감소와 조합하여, 블랭크의 표면에 대한 경계면의 각도의 감소 및/또는 블랭크의 표면에 대한 웨이브 크레스트의 정점 라인의 각도의 감소는 밀링 머신에서 블랭크의 더 쉬운 가공성을 초래하는데, 그 이유는 이들 실시예에서는, 더 적은 언더컷이 필요하기 때문이다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 블랭크를 준비하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 블랭크를 준비하기 위한 프로세스는,
(i) 제1 및 제2 미가공 본체가 마련되고, 제1 미가공 본체는 상기 블랭크의 제1 층을 형성하기 위해 마련되고, 상기 제2 미가공 본체는 블랭크의 제2 층을 형성하기 위해 마련되며, 상기 제1 미가공 본체의 제1 측면은 웨이브 트로프 및 웨이브 크레스트에 의해 형성된 제1 층의 웨이브 기하형상을 갖고, 상기 제2 미가공 본체의 제1 측면은 대응하는 역웨이브 기하형상을 가지며,
(ii) 제1 및 제2 미가공 본체는 제1 미가공 본체의 제1 측면과 제2 미가공 본체의 제1 측면이 전체 표면에 걸쳐 서로 밀접하게 접촉하도록 상하로 배치되고,
(iii) 제1 미가공 본체와 제2 미가공 본체가 함께 압축되며,
(iv) 산화지르코늄을 예소결된 산화지르코늄으로 변환하기 위해 적어도 하나의 열처리가 수행되는 것을 특징으로 한다.
특히 바람직하게는, 단계 (i)에서, 제1 층 및 제2 층에 대한 산화지르코늄 세라믹 시작 재료를 각각 개별적으로 몰드에 채우고, 이어서 질량체를 각각 단축방향으로 및/또는 등압식으로 압축함으로써, 제1 미가공 본체 및 제2 미가공 본체가 개별적으로 마련된다. 이러한 압축 성형 중에 압력은 바람직하게는 100 Mpa 미만이다.
후속하여, 바람직하게는 밀링에 의해, 제1 및 제2 미가공 본체의 표면의 원하는 성형이 달성될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 미가공 본체는 단계 (iii)에서, 특히 100 MPa 초과의 압력, 바람직하게는 150 내지 1000 MPa, 바람직하게는 150 내지 500 MPa의 압력에서 함께 등압식으로 압축 성형되는 것이 바람직하다.
단계 (iv)에서 열처리는 700 ℃ 내지 1200 ℃의 온도에서 그리고 바람직하게는 800 ℃ 내지 1100 ℃의 온도에서 이루어지는 것이 더 바람직하다. 단계 (iv)에서의 열처리의 지속 기간은 바람직하게는 5 내지 600 분, 특히 10 내지 300분 동안 700 내지 1200 ℃의 온도 범위, 바람직하게는 800 내지 1100 ℃의 온도 범위로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 블랭크의 설명된 특별한 특성으로 인해, 이들은 치아 수복물, 특히 치아 보철물의 생산에 특히 적합하다. 본 발명은 또한 치아 수복물, 특히 치아 보철물의 준비를 위한 본 발명에 따른 블랭크의 용도에 관한 것으로, 상기 치아 보철물은 바람직하게는 상기 상악 전체 의치, 하악 전체 의치, 상악 부분 의치 및 하악 부분 의치로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특히, 상기 치아 보철물은 유리하게 임플란트 수복물일 수 있다. 이 경우, 임플란트에 대한 치아 보철물의 경계면은 치아 보철물이 임플란트에 직접, 예컨대 스크루 결합에 의해 결합될 수 있도록 직접 제조될 수 있다. 대안적으로, 치아 보철물은, 예컨대 본딩에 의해 베이스, 예컨대 티타늄으로 제조된 베이스에 결합될 수 있고, 이어서 나사결합을 통해 임플란트에 결합된다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한 치아 수복물의 준비 방법에 관한 것으로, 이 방법은
(i-1) 기계가공에 의해 본 발명에 따른 치아 수복물의 형상을 블랭크에 마련하는 단계,
(i-2) 제1 및 제2 층의 산화지르코늄을 치밀하게 소결된 산화지르코늄으로 변환하기 위해 적어도 하나의 열처리를 수행하는 단계, 및
(i-3) 획득된 치아 수복물의 표면을 선택적으로 마감 처리하는 단계를 포함한다.
특히 치아 수복물에서 바람직하게 성형된 치아 수복물은 본 발명에 따른 블랭크로부터 용이하게 기계가공될 수 있다.
단계 (i-1)에서의 기계가공은 통상 재료 제거 프로세스에 의해, 특히 밀링 및/또는 연마에 의해 수행된다. 기계가공은 컴퓨터 제어형 밀링 및/또는 연마 디바이스로 수행되는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 기계가공은 CAD/CAM 프로세스의 부분으로서 수행된다.
단계 (i-2)에서, 블랭크는 치밀하게 소결된 산화지르코늄 세라믹의 형성에 영향을 주도록 열처리를 거친다. 열처리는 특히 1050 내지 1700 ℃, 바람직하게는 1100 내지 1600 ℃의 온도에서 이루어진다. 열처리는 특히 0 내지 240분, 바람직하게는 5 내지 180분, 특히 바람직하게는 30 내지 120분의 지속기간 동안 수행되며, 용어 "지속기간"은 최대 온도의 유지 시간을 지칭한다.
본 발명에 따라 생성된 치아 수복물은 특히 치아 보철물이며, 특히 바람직하게는 상악 전체 의치, 하악 전체 의치, 상악 부분 의치 및 하악 부분 의치로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
우수한 광학 특성에 더하여, 본 발명에 따라 생산된 치아 보철물은 특히 높은 강도를 특징으로 한다. 바람직하게는, 치아 보철물은 ISO 6872(2208)(피스톤 온 쓰리 볼 테스트)에 따라 치은 영역, 즉 제1 층에서 800 MPa 초과, 특히 900 MPa 초과, 특히 바람직하게는 1000 MPa 초과의 이축 파단 강도를 갖는다.
또한, 의치 영역, 즉 제2 층의 내층에서, 치아 보철물은 바람직하게는 600 MPa 초과, 특히 600 MPa 초과, 특히 바람직하게는 800 MPa 초과의 ISO 6872(2208)(피스톤 온 3 볼 테스트)에 따른 이축 파단 강도를 갖는다.
바람직하게는, 치아 보철물은 ISO 6872(2208)(피스톤 온 쓰리 볼 테스트)에 따라 치은 영역, 즉 제1 층에서 300 MPa 초과, 특히 400 MPa 초과, 특히 바람직하게는 500 MPa 초과의 이축 파단 강도를 갖는다.
선택적인 단계 (i-3)에서, 치아 수복물의 표면은 여전히 마감 처리될 수 있다. 특히, 자연 구강 점막의 음영을 특히 잘 모방하기 위해, 즉 백색의 제1 층을 갖는 블랭크를 사용함으로써, 층화, 베니어링, 착색 또는 특성화 재료로 치아 보철물의 치은 영역을 백색의 치은 영역으로 덮는 것이 가능하다. 대안으로서 또는 추가로, 치아 수복물의 표면 폴리싱이 단계 (i-3)에서 수행될 수 있다.
추가의 피쳐 및 장점이 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관한 아래의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 블랭크의 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시한 블랭크의 제1 층의 개략적인 평면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 블랭크의 개략적인 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 블랭크의 다른 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 블랭크의 제1 층의 개략적인 평면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 블랭크의 개략적인 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 블랭크의 다른 개략적인 측면도이다.
도 1은 상악용 치아 보철물을 위한 본 발명에 따른 블랭크(1)를 보여준다. 블랭크(1)의 기본 구조는 디스크 형상이다. 블랭크는 산화지르코늄 세라믹에에 기초하는 제1 층(3) 및 산화지르코늄 세라믹에 기초하는 제2 층(5)을 갖는다. 제1 층(3) 및 제2 층(5)은 색상이 상이하고 경계면(7)을 형성한다. 도 1에 따른 예시에서, 제1 층(3)의 상측부와 제2 층(5)의 하측부는 블랭크의 경계면(7)을 나타낸다. 치열궁의 예시적인 개략적 코스, 즉 형성할 의치의 치아 코스가 도 1에서 라인 9로 도시되어 있다. 치열궁(9)의 코스에서, 경계면(7)은 웨이브 트로프(11)와 웨이브 크레스트(13)가 교호하는 파형 형상으로 형성된다. 형성할 앞쪽 치아 영역(15)에서, 웨이브 크레스트는 경구-전정방향으로 팬 형상 방식으로 연장된다. 이것은, 웨이브 크레스트(13)의 정점 라인이 치열궁(9)의 중심점(17)에서 반경방향으로, 즉 외측방향으로 전정측을 향해 방사 형상으로 연장됨을 의미한다.
도 2는 도 1에 도시한 블랭크에 있는 제1 층의 상측부의 평면도를 보여준다. 평면도에서, 레이 중심(17)으로부터 시작하는 웨이브 크레스트(13)의 팬 형상 코스는 전방 치아 영역(15)에서 볼 수 있다.
도 2는 또한, 형성할 대구치 영역(19)에 있는 웨이브 트로프(11)와 웨이프 크레스트(13)의 정점 라인이 경구-구강방향으로 거의 평행하게 연장되는 것을 보여준다. 전술한 바와 같이, 대구치 영역에서의 웨이브 크레스트와 웨이브 트로프의 평행화는, 작은 치열궁의 경우에도 완성된 치아 보철물에서 비교적 큰 교합면이 이용 가능한 것을 보장한다.
도 2에 따른 블랭크는 또한 그 외주면, 즉 측면(21) 상에 서로 비회전 대칭으로 배열되는 3개의 평탄부(23)를 갖는다. 평탄부(23)는 디스크 자체에 대한 디스크 내의 파형 및 반경방향 기하형상의 위치를 획정하기 위한 마킹으로서 작용하여, 디스크가 치아 보철물을 제작하는 동안에 정확하게 배치될 수 있다. 따라서, 평탄부(23)는 후속 밀링 프로세스 동안에 회전 방지부 또는 회전 방지 보호부로서 기능한다.
제1 층(3)의 내측 영역(25)은 보철물의 삽입 후에 환자의 구개와 접촉하게 될, 형성할 보철물의 영역, 즉 소위 구개골 판을 나타낸다. 임플란트 또는 치아 스텀프 지지 의치의 경우, 영역(25)은 생략될 수 있거나 또는 비색상 상태로 남아있을 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 블랭크(1)의 측면도를 보여준다. 블랭크는 전체 높이(27)를 갖고, 이 전체 높이는 도면에 도시한 블랭크의 특정 실시예에서 26.80 mm이다. 제1 층의 높이(29)는 6.80 mm이고, 제2 층의 높이(31)는 20.00 mm이다. 치은층과 치아층의 높이는 보통 각각 약 19.00 mm인 EP 3 064 170 A1 및 EP 3 597 143 A1로부터 알려진 플라스틱 재료에 기초한 블랭크와 비교하여, 블랭크(1)의 전체 높이는 상당히 감소되었고 30 mm의 임계 한계치 미만이며, 이는 상업적으로 입수가능한 치과용 밀링 머신에서 용이한 기계가공을 가능하게 한다. 또한, 치아층 대 치은층의 비율이 상당히 증가될 수 있으며, 이는 더 나은 색상 및 반투명도 구배가 달성될 수 있게 한다.
또한, 도 3의 블랭크(1)는, 형성할 제2 대구치를 위한 웨이프 트로프(11a)의 최심 지점과 형성할 중구치를 위한 웨이브 트로프(11b)의 최심 지점을 연결하는 가상 직선과, 블랭크의 베이스면, 이 경우에 블랭크의 상부면(37) 상으로의 이 가상 직선(35)의 투영 사이의 각도(33)가 3°인 것을 특징으로 하고, 이에 따라 EP 3 064 170 A1 및 EP 3 597 143 A1로부터 알려진 플라스틱 재료에 기초한 블랭크의 경우에 통상 5°인 대응하는 각도보다 작다. 각도(33)를 감소시키는 것에 의해, 제작할 보철물의 앞쪽 및 뒷쪽 치아의 색상 및 반투명도가 더욱 향상될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시한 블랭크(1)의 다른 측면도를 보여준다. 도시한 실시예에서 표면(37)과 웨이프 크레스트(13a)의 정점 라인 사이의 각도는 10°이고, 이에 따라 EP 3 064 170 A1 및 EP 3 597 143 A1로부터 알려진 플라스틱 재료에 기초한 블랭크에서 통상 15°인 대응하는 각도보다 현저히 작다. 각도(33)의 감소와 마찬가지로, 각도(39)의 감소도 밀링 머신에서의 블랭크의 기계가공을 보다 간단하게 하는데, 그 이유는 이들 실시예에서 보다 적은 수의 언더컷이 필요하기 때문이다.
Claims (25)
- 치아 보철물용 블랭크로서, 산화지르코늄 세라믹에 기초하는 제1 층 및 산화지르코늄 세라믹에 기초하는 제2 층을 갖고, 제1 층 및 제2 층은 색상이 상이하고 경계면을 형성하며, 경계면은 치열궁의 경로에 교번하는 곡선형 트로프(trough)와 곡선형 크레스트(crest)를 지닌 파형 형상으로 형성되고, 경계면의 평면도에서 봤을 때에 웨이브형 크레스트의 정점 라인은 근심-원심 방향으로 반경방향으로 연장되는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항에 있어서, 제2 층은 연속적 또는 불연속적 색상 구배를 갖는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제2항에 있어서, 제2 층의 산화지르코늄 세라믹은 이트륨을 포함하고, 색상 구배는 이트륨의 함량 구배에 의해 형성되는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제3항에 있어서, 제2 층에 있는 이트륨의 함량은 경계면에서부터 이 경계면 반대측에 있는 제2 층의 외면까지 증가하는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 층은 내층 및 외층을 포함하고, 내층은 제1 층과 제2 층의 경계면에 인접하고, 외층은 경계면 반대측에 있는 제2 층의 외면에 인접한 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제5항에 있어서,
(a) 내층은 2.0 내지 6.0 mol%, 바람직하게는 3.0 내지 5.0 mol%의 이트륨 함량을 갖고,
(c) 외층은 3.5 내지 8.0 mol%, 바람직하게는 4.0 내지 7.5 mol%의 이트륨 함량을 가지며,
상기 이트륨 함량은 Y2O3, ZrO2, 및 HfO2의 물질량의 합에 대한 Y2O3의 물질량의 비율로서 정의되는 것인 치아 보철물용 블랭크. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층은 산화지르코늄 세라믹 또는 산화지르코늄 세라믹과, 알루미나 강화 산화지르코늄, 산화지르코늄 강화 알루미나, 스피넬, 안료 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 재료의 혼합물로 형성되는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층의 산화지르코늄 세라믹은 에르븀 및/또는 이트륨을 포함하고, 제1 층은 바람직하게는 0.0 내지 4.5 mol%, 특히 0.5 내지 4.25 mol%, 특히 바람직하게는 1.5 내지 3.5 mol%의 에르븀 함량을 갖고, 에르븀 함량은 Er2O3, ZrO2 및 HfO2의 물질량의 합에 대한 Er2O3의 물질량의 비율로서 정의되며, 및/또는 이트륨 함량은 0.0 내지 4.5 mol%, 특히 0.5 내지 4.25 mol%, 특히 바람직하게는 0.75 내지 2.0 mol%이고, 이트륨 함량은 Y2O3, ZrO2, 및 HfO2의 물질량의 합에 대한 Y2O3의 물질량의 비율로서 정의되며, 에르븀과 이트륨 함량의 합은 또한 특히 바람직하게는 1.5 내지 6.0 mol%, 특히 2.0 내지 4.5 mol%, 특히 바람직하게는 2.5 내지 4.0 mol%인 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층은 백색 또는 분홍색이고, 제2 층은 치아색인 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층의 산화지르코늄 세라믹과 제2 층의 산화지르코늄 세라믹이 예소결되고, 제1 층의 산화지르코늄 세라믹 및 제2 층의 산화지르코늄 세라믹은 서로 무관하게, 바림직하게는 1.8 내지 4.4 g/cm3, 특히 2.5 내지 4.0 g/cm3의 밀도를 갖는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 층과 제2 층은 일체형 제조에 의해 서로 결합되는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 블랭크는 적어도 부분적으로 원호 형상이고, 바람직하게는 디스크 형상, 특히 원형 디스크 형상인 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제12항에 있어서, 융기부, 바람직하게는 외향 돌출 클램핑 에지가 블랭크의 외주 상에 형성되는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 경계면은 경계면의 평면도에서 봤을 때에 제작할 앞쪽 치아 영역에서 경구-전정방향으로 팬 형상의 웨이브 크레스트의 정점 라인을 갖는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 경계면은 경계면의 평면도에서 봤을 때에 제작할 대구치 영역에서 경구-구강방향으로 웨이브 트로프의 방사형 정점 라인 또는 서로 거의 평행한 웨이프 트로프의 정점 라인을 갖는 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제12항 또는 제13항에 있어서, 제작할 중절치를 위한 웨이브 트로프의 최저점과 제작할 제2 대구치에 대한 웨이브 트로프의 최저점을 연결하는 가상 직선과 블랭크의 베이스면 상으로의 이러한 가상 직선의 투영 사이의 각도가 2.0° 내지 4.5°, 바람직하게는 2.0° 내지 4.0°, 특히 바람직하게는 2.5° 내지 3.5°, 가장 바람직하게는 약 3.0°인 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 블랭크의 높이는 30 mm 이하, 바람직하게는 20 내지 30 mm, 보다 바람직하게는 25 내지 29 mm이고, 바람직하게는 (i) 제1 층의 높이는 5.0 내지 9.0 mm, 특히 6.0 내지 7.5 mm, 보다 바람직하게 약 7.0 mm이며, 및/또는 (ii) 제2 층의 높이는 15.0 내지 25.0 mm, 특히 18.0 내지 22.0 mm, 특히 바람직하게 약 20 mm인 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 블랭크의 원호 형상의 베이스면과 파형 경계면의 웨이브 크레스트의 정점 라인 사이의 각도가 7° 내지 13°, 바람직하게는 9° 내지 11°, 보다 바람직하게는 약 10°인 것인 치아 보철물용 블랭크.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 블랭크의 준비 방법으로서,
(i) 제1 및 제2 미가공 본체를 마련하는 단계로서, 제1 미가공 본체는 상기 블랭크의 제1 층을 형성하기 위해 마련되고, 상기 제2 미가공 본체는 블랭크의 제2 층을 형성하기 위해 마련되며, 상기 제1 미가공 본체의 제1 측면은 웨이브 트로프 및 웨이브 크레스트에 의해 형성된 제1 층의 웨이브 기하형상을 갖고, 상기 제2 미가공 본체의 제1 측면은 대응하는 역웨이브 기하형상을 갖는 것인 단계;
(ii) 제1 및 제2 미가공 본체를, 제1 미가공 본체의 제1 측면과 제2 미가공 본체의 제1 측면이 전체 표면에 걸쳐 서로 밀접하게 접촉하도록 상하로 배치하는 단계;
(iii) 제1 미가공 본체와 제2 미가공 본체를 함께 압축 성형하는 단계; 및
(iv) 산화지르코늄을 예소결 산화지르코늄으로 변환하기 위해 적어도 하나의 열처리를 수행하는 단계
를 포함하는 블랭크의 준비 방법. - 제19항에 있어서, 단계 (iii)에서, 제1 및 제2 미가공 본체는 100 Mpa를 초과하는 압력, 바람직하게는 150 내지 1000 Mpa의 압력, 바람직하게는 150 내지 500 Mpa의 압력에서 등압식으로 함께 압축되는 것인 블랭크의 준비 방법.
- 제19항 또는 제20항에 있어서, 단계 (iv)에서 열처리는 700 ℃ 내지 1200 ℃의 온도, 바람직하게는 800 ℃ 내지 1100 ℃의 온도에서 이루어지는 것인 블랭크의 준비 방법.
- 치아 수복물, 특히 치아 보철물 준비를 위한 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 블랭크의 용도로서, 상기 치아 보철물은 바람직하게는 상악 전체 의치, 하악 전체 의치, 상악 부분 의치 및 하악 부분 의치로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 블랭크의 준비 방법.
- 치아 수복물의 준비 방법으로서.
(i-1) 기계가공에 의해 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 블랭크에 치아 수복물의 형상을 마련하는 단계,
(i-2) 제1 및 제2 층의 산화지르코늄을 치밀하게 소결된 산화지르코늄으로 변환하기 위해 적어도 하나의 열처리를 수행하는 단계, 및
(i-3) 획득된 치아 수복물의 표면을 선택적으로 마감 처리하는 단계
를 포함하는 치아 수복물의 준비 방법. - 제23항에 있어서, 기계가공은 컴퓨터 제어형 밀링 및/또는 연마 디바이스로 수행되는 것인 치아 수복물의 준비 방법.
- 제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 치아 수복물은 상악 전체 의치, 하악 전체 의치, 상악 부분 의치 및 하악 부분 의치로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 치아 수복물의 준비 방법.
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