本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體是一種用于齒科修復(fù)體的材料及制備齒科修復(fù)體的方法。
背景技術(shù)：
電氣石是一種珍貴的硅酸鹽礦產(chǎn)資源，含有鎂、鋁、鐵、硼等10多種對(duì)人體有益的微量元素，寶石級(jí)的電氣石又被稱為“碧璽”。1703年，荷蘭人發(fā)現(xiàn)這種石頭除了在陽(yáng)光底下會(huì)出現(xiàn)奇異色彩外，還具有吸附灰塵和草屑的作用，因此將其命名為“吸灰石”。1768年，電氣石的壓電性和熱電性首次被瑞典著名科學(xué)家林內(nèi)斯發(fā)現(xiàn)。1880年，法國(guó)的皮埃爾、雅克兄弟經(jīng)研究證實(shí)了電氣石的熱電和壓電性，所以將其命名為“電氣石”。1989年，日本學(xué)者Nakamura和Kubo發(fā)現(xiàn)了在無外界電場(chǎng)作用，且溫度和壓力不變時(shí)，電氣石晶體存在自發(fā)靜電場(chǎng)的自發(fā)極化現(xiàn)象。由于電氣石本身具有自發(fā)極化性、壓電性、熱釋電性、輻射紅外線性能、釋放負(fù)離子等諸多優(yōu)良性能使其在環(huán)境保護(hù)、人體保健等諸多領(lǐng)域發(fā)揮極大的作用。
稀土(rare earth)有"工業(yè)維生素"的美稱。稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序數(shù)為57到71的15種鑭系元素氧化物，以及與鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似的鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素的氧化物。稀土元素在石油、化工、冶金、紡織、陶瓷、玻璃、永磁材料等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，隨著科技的進(jìn)步和應(yīng)用技術(shù)的不斷突破，稀土氧化物的價(jià)值將越來越大。
齒科全瓷修復(fù)體具有良好的色澤和半透明性，外觀接近天然牙齒。特別是齒科全瓷修復(fù)體還具有優(yōu)異的生物相容性、抗腐蝕性以及杰出的耐磨損性能，是目前齒科修復(fù)技術(shù)的研發(fā)重點(diǎn)。齒科修復(fù)體的制作方法有：傳統(tǒng)粉漿燒結(jié)陶瓷法、粉漿涂塑玻璃滲透陶瓷法、CAD/CAM可切削陶瓷法、電泳沉積陶瓷、鑄造玻璃陶瓷法和熱壓鑄玻璃陶瓷法。
申請(qǐng)?zhí)?00510102755.3公開了一種氧化鋯全瓷用材料，使用該材料可以獲得力學(xué)性能良好且美觀的齒科修復(fù)體，但是該種材料需要隨粒徑不同而確定燒結(jié)溫度，且需要制作多孔陶瓷以及預(yù)燒結(jié)后的加工，工序煩瑣，材料成本高，大大增加了齒科修復(fù)體的制作時(shí)間和成本。在齒科修復(fù)體材料方面，因?yàn)椴牧媳旧砉逃形⒂^結(jié)構(gòu)導(dǎo)致力學(xué)性能相對(duì)較低，或者是因?yàn)榱蠞{材料或粉體配比存在問題等諸多因素，使得很多材料只能適合制作單冠和前牙冠體，報(bào)道中只有少數(shù)幾種材料，如氧化鋯、氧化鋁等可用于制作后牙冠體。罕有通過向全瓷修復(fù)陶瓷材料中添加電氣石和稀土進(jìn)而增加齒科修復(fù)體的力學(xué)性能、美觀效果以及遠(yuǎn)紅外特性的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，提供一種用于齒科修復(fù)體的材料及制備齒科修復(fù)體的方法。該材料包括粉體材料和料漿材料；所述粉體材料由陶瓷材料、電氣石材料和稀土元素組成；所述料漿材料由所述粉體材料、水和添加劑組成。該制備方法是將用于齒科修復(fù)體的材料通過成型技術(shù)制成齒科修復(fù)體。
本發(fā)明解決所述材料技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種用于齒科修復(fù)體的粉體材料，其特征在于所述粉體材料由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75％-99.5％的陶瓷材料、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％-10％的電氣石材料和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0％-15％的稀土元素組成。
所述陶瓷材料是白榴石全瓷、長(zhǎng)石瓷全瓷、云母系玻璃陶瓷、磷灰石系玻璃陶瓷、氧化鋁全瓷、氧化鋯全瓷、尖晶石全瓷、白榴石注射成型玻璃陶瓷、二硅酸鋰注射成型玻璃陶瓷或尖晶石注射成型核瓷中的至少一種；所述尖晶石全瓷是鎂鋁尖晶石；所述氧化鋁全瓷包括純氧化鋁和氧化鋯增韌的氧化鋁；所述氧化鋯全瓷為純氧化鋯或穩(wěn)定化氧化鋯；所述穩(wěn)定化氧化鋯包括氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯、氧化鈰穩(wěn)定的氧化鋯或氧化鎂/氧化鈣穩(wěn)定的氧化鋯。
所述電氣石材料是黑電氣石、鎂電氣石、鋰電氣石、鉻鎂電氣石、布格電氣石、鐵鎂電氣石、礬鎂電氣石、鈣鋰電氣石、鈣鎂電氣石、無堿鋰電氣石、無堿鐵電氣石、NaAl3Al6Si6O18(BO3)O3OH、CaFe32+(MgAl5Si6O18)(BO3)3(OH)4或者(Mg2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4中的至少一種。
所述稀土元素包括由鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧或釔中的至少一種。
一種用于齒科修復(fù)體的料漿材料，其特征在于所述料漿材料由所述粉體材料、水和添加劑組成；所述粉體材料與水的質(zhì)量比為2-6.5:3.5-6；所述添加劑質(zhì)量為料漿材料總質(zhì)量的0.5％-5％。
所述添加劑是分散劑、助溶劑、粘結(jié)劑或增塑劑中的至少一種；所述分散劑是水玻璃、腐植酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸胺鹽或PMAA/PAA的復(fù)合分散劑中的至少一種；所述助溶劑是長(zhǎng)石、珍珠巖、滑石、蛇紋石、硅灰石、石灰石或白云石中的至少一種；所述粘結(jié)劑是淀粉、石蠟、羧甲基纖維素或聚乙烯醇中的至少一種；所述增塑劑是粘性土、木節(jié)土或球土中的至少一種。
本發(fā)明解決所述制備方法技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種制備齒科修復(fù)體的方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)將料漿材料或粉體材料按比例混合；
(2)將步驟1)得到的物料在400-2000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨4-24h，得到混合物；
(3)將步驟2)得到的混合物置于成型設(shè)備中，并按照齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到齒科修復(fù)體坯體；
(4)將齒科修復(fù)體坯體進(jìn)行干燥，在1000℃-1700℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2-10h，得到初級(jí)齒科修復(fù)體；
(5)對(duì)初級(jí)齒科修復(fù)體進(jìn)行后處理，得到最終產(chǎn)品。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：
(1)通過向陶瓷材料添加電氣石和稀土，不僅可以制作出良好力學(xué)性能、良好生物相容性且美觀的齒科修復(fù)體，還可以使制作出的齒科修復(fù)體兼有優(yōu)良的遠(yuǎn)紅外特性。
(2)本發(fā)明提供的電氣石本身具有自發(fā)極化性、壓電性、熱釋電性及良好的遠(yuǎn)紅外特性，所以可以通過調(diào)整在齒科修復(fù)體的材料中的含量，使制作出的齒科修復(fù)體獲得良好的遠(yuǎn)紅外特性、壓電、釋電性和釋放負(fù)離子能力。
具體實(shí)施方式
下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。具體實(shí)施例僅用于進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，不限制本申請(qǐng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提供了一種用于齒科修復(fù)體的材料，分為料漿材料和粉體材料；所述粉體材料由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75％-99.5％的陶瓷材料、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％-10％的電氣石材料和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0％-15％的稀土元素組成；
所述陶瓷材料是白榴石全瓷、長(zhǎng)石瓷全瓷、云母系玻璃陶瓷、磷灰石系玻璃陶瓷、氧化鋁全瓷、氧化鋯全瓷、尖晶石全瓷、白榴石注射成型玻璃陶瓷、二硅酸鋰注射成型玻璃陶瓷、尖晶石注射成型核瓷等應(yīng)用于齒科修復(fù)體領(lǐng)域的陶瓷材料；所述尖晶石全瓷包括目前應(yīng)用于齒科全瓷修復(fù)領(lǐng)域的各類尖晶石，如鎂鋁尖晶石等。所述氧化鋁全瓷為納米級(jí)或微米級(jí)粉體，包括純氧化鋁粉體及通過摻雜使其強(qiáng)韌化的氧化鋁粉體，例如氧化鋯增韌的氧化鋁等。所述氧化鋯全瓷為納米級(jí)純氧化鋯或穩(wěn)定化氧化鋯粉體，其中穩(wěn)定化氧化鋯包括氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯、氧化鈰穩(wěn)定的氧化鋯或氧化鎂/氧化鈣穩(wěn)定的氧化鋯等通過物理化學(xué)方法使四方或立方氧化鋯多晶保存到室溫的氧化鋯粉體。
所述電氣石材料是黑電氣石、鎂電氣石、鋰電氣石、鉻鎂電氣石、布格電氣石、鐵鎂電氣石、礬鎂電氣石、鈣鋰電氣石、鈣鎂電氣石、無堿鋰電氣石、無堿鐵電氣石或者NaAl3Al6Si6O18(BO3)O3OH、CaFe32+(MgAl5Si6O18)(BO3)3(OH)4、(Mg2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4等具有典型硼三角[BO3]平面三角形的晶體結(jié)構(gòu)的電氣石礦物中的至少一種。
所述稀土元素包括由鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧或釔中的至少一種。
所述料漿材料由所述粉體材料、水和添加劑組成；所述粉體材料與水的質(zhì)量比為2-6.5:3.5-6；所述添加劑質(zhì)量為料漿材料總質(zhì)量的0.5％-5％。
所述添加劑是分散劑、助溶劑、粘結(jié)劑或增塑劑中的至少一種；所述分散劑是水玻璃、腐植酸鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、檸檬酸鈉、檸檬酸胺鹽或PMAA/PAA的復(fù)合分散劑中的至少一種；所述助溶劑是長(zhǎng)石、珍珠巖、滑石、蛇紋石、硅灰石、石灰石或白云石中的至少一種；所述粘結(jié)劑是淀粉、石蠟、羧甲基纖維素或聚乙烯醇中的至少一種；所述增塑劑是粘性土、木節(jié)土或球土中的至少一種；所述水優(yōu)選去離子水；
本發(fā)明同時(shí)提供了一種制備齒科修復(fù)體的方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)分析患者患病區(qū)域的牙齒質(zhì)量及其周圍組織的情況，并獲得患病區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；
(2)通過計(jì)算機(jī)建模獲得符合患者患病區(qū)域的三維實(shí)物模型，并設(shè)計(jì)出所需齒科修復(fù)體的整體模型；
(3)將料漿材料或粉體材料按所述比例混合；
(4)將混合好的物料通過人工或者機(jī)械方式充分混合均勻；混合方法是將混合好的物料置于球磨罐中，在400-2000r/min的轉(zhuǎn)速下球磨4-24h，得到混合均勻、分散性好且流變性能良好的混合物；
(5)將步驟4)得到的混合物置于成型設(shè)備中，并按照步驟2)得到的齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到齒科修復(fù)體坯體；
(6)將齒科修復(fù)體坯體置于烘干爐中在50℃-300℃下干燥1-10h；粉體材料則無需干燥；然后將干燥后的齒科修復(fù)體坯體置于高溫?zé)Y(jié)爐中在1000℃-1700℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2-10h，得到初級(jí)齒科修復(fù)體；
(7)對(duì)齒科修復(fù)體進(jìn)行后處理，得到最終產(chǎn)品。
所述成型技術(shù)包括快速成型技術(shù)和非快速成型技術(shù)；所述快速成型技術(shù)包括噴墨打印技術(shù)、FDM熔融層積技術(shù)、SLS激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)、DLP激光成型、微流擠出成型技術(shù)等。
所述后處理包括上釉、飾瓷、打磨等為達(dá)到齒科修復(fù)體透光率及近乎天然牙色的方法。
實(shí)施例1
0.5％鈣鋰電氣石、1％鐠元素?fù)诫s98.5％氧化鋁制作齒科修復(fù)體-單冠：
(1)分析患者患病區(qū)域的牙齒質(zhì)量及其周圍組織的情況，并獲得患病區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；
(2)通過計(jì)算機(jī)建模獲得符合患者患病區(qū)域的三維實(shí)物模型，并設(shè)計(jì)出所需齒科修復(fù)體的整體模型；
(3)將氧化鋁材料、鈣鋰電氣石材料、鐠元素、PEG-200和去離子水混合。其中，鈣鋰電氣石材料按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％、鐠元素按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％添加進(jìn)氧化鋁材料中混合至均勻；混合材料與去離子水的質(zhì)量比為4.5:5.5，PEG-200含量為1％；
(4)將混合好的物料置于球磨罐中，在400r/min的轉(zhuǎn)速下球磨4h，得到混合均勻，分散性好，且流變性能良好的料漿材料；
(5)將步驟4)得到的料漿材料置于成型設(shè)備中，并按照步驟2)得到的齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到全瓷單冠坯體；
(6)將得到的單冠坯體置于烘干爐中在100℃干燥1h，然后將干燥后的單冠坯體置于高溫?zé)Y(jié)爐中在1460℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2h，得到初級(jí)全瓷單冠；
(7)對(duì)初級(jí)全瓷單冠進(jìn)行后處理，包括打磨和上釉處理，得到患者滿意的全瓷單冠。
實(shí)施例2
2％(Mg2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4、0.5％鑭元素?fù)诫s97.5％氧化鋯制作齒科修復(fù)體-三橋：
(1)分析患者患病區(qū)域的牙齒質(zhì)量及其周圍組織的情況，并獲得患病區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；
(2)通過計(jì)算機(jī)建模獲得符合患者患病區(qū)域的三維實(shí)物模型，并設(shè)計(jì)出所需齒科修復(fù)體的整體模型；
(3)將氧化鋯材料、(Mg2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4材料、鑭元素、檸檬酸鈉和去離子水混合。其中，(Mg2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4材料按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2％、鑭元素按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％添加進(jìn)氧化鋯材料中混合至均勻；混合材料與去離子水的質(zhì)量比為6.5:3.5，檸檬酸鈉的含量為1.5％；
(4)將混合好的物料置于球磨罐中，在600r/min的轉(zhuǎn)速下球磨8h，得到混合均勻，分散性好，且流變性能良好的料漿材料；
(5)將步驟4)得到的料漿材料置于成型設(shè)備中，并按照步驟2)得到的齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到全瓷三橋坯體；
(6)將得到的三橋坯體置于烘干爐中在120℃干燥1.5h，然后將干燥后的三橋坯體置于高溫?zé)Y(jié)爐中在1520℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫3h，得到初級(jí)全瓷三橋；
(7)對(duì)初級(jí)全瓷三橋進(jìn)行后處理，包括打磨和上釉處理，得到患者滿意的全瓷三橋。
實(shí)施例3
1.5％無堿鐵電氣石、0.5％釹元素?fù)诫s98.5％氧化鋯制作齒科修復(fù)體-雙橋：
(1)分析患者患病區(qū)域的牙齒質(zhì)量及其周圍組織的情況，并獲得患病區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；
(2)通過計(jì)算機(jī)建模獲得符合患者患病區(qū)域的三維實(shí)物模型，并設(shè)計(jì)出所需齒科修復(fù)體的整體模型；
(3)將氧化鋯材料、無堿鐵電氣石材料、釹元素、PMAA/PAA和去離子水混合。其中，無堿鐵電氣石材料按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5％、釹元素按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％添加進(jìn)氧化鋯材料中混合至均勻；混合材料與去離子水的質(zhì)量比為5:5，PMAA/PAA的含量為1％；
(4)將混合好的物料置于球磨罐中，在600r/min的轉(zhuǎn)速下球磨6h，得到混合均勻，分散性好，且流變性能良好的料漿材料；
(5)將步驟4)得到的料漿材料置于成型設(shè)備中，并按照步驟2)得到的齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到全瓷雙橋坯體；
(6)將得到的雙橋坯體置于烘干爐中在150℃干燥1h，然后將干燥后的齒科修復(fù)體坯體置于高溫?zé)Y(jié)爐中在1480℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2.5h，得到初級(jí)全瓷雙橋；
(7)對(duì)初級(jí)全瓷雙橋進(jìn)行后處理，包括打磨和上釉處理，得到患者滿意的全瓷雙橋。
實(shí)施例4
2％礬鎂電氣石、1％銪元素?fù)诫s97％鎂鋁尖晶石制作齒科修復(fù)體-雙橋：
(1)分析患者患病區(qū)域的牙齒質(zhì)量及其周圍組織的情況，并獲得患病區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；
(2)通過計(jì)算機(jī)建模獲得符合患者患病區(qū)域的三維實(shí)物模型，并設(shè)計(jì)出所需齒科修復(fù)體的整體模型；
(3)將鎂鋁尖晶石材料、礬鎂電氣石材料、銪元素混合。其中，礬鎂電氣石材料按質(zhì)量分?jǐn)?shù)2％、銪元素按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％添加進(jìn)鎂鋁尖晶石材料中混合至均勻；
(4)將混合好的物料置于球磨罐中，在600r/min的轉(zhuǎn)速下球磨6h，得到混合均勻，分散性好，且流變性能良好的粉體材料；
(5)將步驟4)得到的粉體材料置于成型設(shè)備中，并按照步驟2)得到的齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到全瓷雙橋坯體；
(6)將得到的雙橋坯體坯體置于高溫?zé)Y(jié)爐中在1480℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2.5h，得到初級(jí)全瓷雙橋；
(7)對(duì)初級(jí)全瓷雙橋進(jìn)行后處理，包括打磨和上釉處理，得到患者滿意的全瓷雙橋。
實(shí)施例5
1.5％鈣鎂電氣石、0.5％鈥元素?fù)诫s98％氧化鋯制作齒科修復(fù)體-單冠：
(1)分析患者患病區(qū)域的牙齒質(zhì)量及其周圍組織的情況，并獲得患病區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；
(2)通過計(jì)算機(jī)建模獲得符合患者患病區(qū)域的三維實(shí)物模型，并設(shè)計(jì)出所需齒科修復(fù)體的整體模型；
(3)將氧化鋯材料、鈣鎂電氣石材料、鈥元素混合，其中鈣鎂電氣石材料按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5％、鈥元素按質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5％添加進(jìn)氧化鋯材料中混合至均勻；
(4)將混合好的物料置于球磨罐中，在600r/min的轉(zhuǎn)速下球磨6h，得到混合均勻，分散性好，且流變性能良好的粉體材料；
(5)將步驟4)得到的粉體材料置于成型設(shè)備中，并按照步驟2)得到的齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到全瓷單冠坯體；
(6)將得到的單冠坯體置于高溫?zé)Y(jié)爐中在1480℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫2.5h，得到初級(jí)全瓷單冠；
(7)對(duì)初級(jí)全瓷單冠進(jìn)行后處理，包括打磨和上釉處理，得到患者滿意的全瓷單冠。
實(shí)施例6
1.5％鎂電氣石、98.5％氧化鋯制作齒科修復(fù)體-單冠：
(1)分析患者患病區(qū)域的牙齒質(zhì)量及其周圍組織的情況，并獲得患病區(qū)域的數(shù)據(jù)信息；
(2)通過計(jì)算機(jī)建模獲得符合患者患病區(qū)域的三維實(shí)物模型，并設(shè)計(jì)出所需齒科修復(fù)體的整體模型；
(3)將氧化鋯材料和鎂電氣石材料混合，其中鎂電氣石材料按質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5％加入到質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.5％氧化鋯材料中混合至均勻；
(4)將混合好的物料置于球磨罐中，在600r/min的轉(zhuǎn)速下球磨6h，得到混合均勻，分散性好，且流變性能良好的粉體材料；
(5)將步驟4)得到的粉體材料置于成型設(shè)備中，并按照步驟2)得到的齒科修復(fù)體的整體模型在成型設(shè)備中通過成型技術(shù)制備，得到全瓷單冠坯體；
(6)將得到的單冠坯體置于高溫?zé)Y(jié)爐中在1500℃進(jìn)行燒結(jié)，并保溫4h，得到初級(jí)全瓷單冠；
(7)對(duì)初級(jí)全瓷單冠進(jìn)行后處理，包括打磨和上釉處理，得到患者滿意的全瓷單冠。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。