专利名称：用于自外向内制备层状牙科器械的体系和方法
技术领域：
本发明通常涉及用于制备牙科器械的体系和方法，特别地涉及用于制备层状牙科器械的体系和方法。
背景技术：
通过磨削经压实且热处理的玻璃或玻璃陶瓷粒子的本体而制得一些现有的由玻璃或玻璃陶瓷材料形成的牙齿修复体(如牙冠)。这种本体可通过如下制得首先通常与有机粘结剂一起机械压实(例如单轴压制)无机粉末。所得经压实本体的形状可受限于所用压实工具的形状。在一些情况中，可获得圆柱形或立方体形本体。然后，这种经压实本体可经受热处理以增加所述经压实本体的机械强度。这种热处理可在引起所述粉末的至少部分烧结的温度下发生。在这种烧结步骤过程中，所述经压实粉末的本体的密度可增加。然后可将所得经压实和热处理的本体粘结固定至框架中或附接至支持器(holder)以将它们准备用于磨削至所需形状(例如牙冠或牙面)。然后可从所述框架移除经磨削的本体。由于所述经压实粉末的低机械强度，机械加工未经热处理的经压实本体可能是不可能的。另外，在一些现有牙科体系中，将芯铣削然后烧结(例如至全密度)。也可从研磨坯铣削镶面，并例如使用在所述芯和镶面之间形成中间层的浆料而将所述镶面熔合至所述芯。然后可将所述镶面烧结至所述芯。此外，在一些现有牙科体系中，可使用以镶面浆料逐层覆盖芯的手动过程(例如使用小刷子)制造牙齿修复体(如牙冠)。在施用每一层之后可包括烧制步骤。
发明内容
本发明的一些方面提供了一种制备层状牙科器械的方法。所述方法可包括提供模具，所述模具包括层状牙科器械的外部形状的负像(negative)。所述方法还可包括将浆料设置于所述模具中，形成所述层状牙科器械的第一层。所述方法还可包括提供固体结构，并将所述固体结构压入模具中的浆料中，所述固体结构包括所述层状牙科器械的第二层的正形(positive shape)0本发明的一些方面提供了一种制备层状牙科器械的方法。所述方法可包括提供模具，所述模具包括层状牙科器械的第一层的负像。所述方法还可包括提供压模，所述压模包括所述层状牙科器械的第二层的正形。所述方法还可包括将第一浆料设置于所述模具中， 并将所述压模压至模具中的第一浆料中以形成腔体，所述腔体包括在所述第一浆料中的第二层的负像。所述方法还可包括从所述第一浆料中移除所述压模，并将材料设置于所述腔体中以形成所述层状牙科器械的另一层，其中所述材料包括牙芯(dental core)和第二浆料中的至少一种。本发明的一些方面提供了一种制备具有η层的层状牙科器械的方法。所述方法可包括提供模具，所述模具包括层状牙科器械的层η-1的负像。所述方法还可包括将浆料设置于所述模具中，以形成所述层状牙科器械的层η-1。所述方法还可包括将牙芯压至所述浆料中，使得所述牙芯形成所述层状牙科器械的层η的至少一部分。本发明的一些方面提供了一种制备层状牙科器械的体系。所述体系可包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括层状牙科器械的第一层的负像，所述第二部分包括所述层状牙科器械的第二层的正形。所述体系还可包括第一浆料，所述第一浆料被配置为设置于所述第一部分和第二部分之间，使得所述第一浆料形成所述层状牙科器械的第一层。本发明的一些方面提供了一种制备层状牙科器械的体系。所述体系可包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括层状牙科器械的第一层的负像，所述第二部分包括所述层状牙科器械的第二层的正形。所述体系还可包括第三部分，所述第三部分包括所述层状牙科器械的第三层的正形。通过考虑详细说明和附图，本发明的其它特征和方面将变得清楚。
图1为根据本发明的一个实施例的方法的示意性流程图，并示出根据本发明的一个实施例的体系。
具体实施例方式在详细说明本发明的任何实施例之前，应当理解本发明在其应用中并不受限于在下文描述中提及的或下列附图中所示的结构细节和部件布置。本发明可具有其他实施例， 并且能够以多种方式实践或实施。另外应该理解的是，本文中所用的用语和术语的目的是为了进行说明，不应被认为是限制性的。本文中所用的“包括”、“包含”或“具有”以及它们的变化形式意在涵盖其后所列举的项目及其等同项目以及附加项目。除非另有规定或限制，否则术语“联接”及其变化形式被广泛地使用并涵盖直接和间接的连接。此外，术语“联接”不限于物理或机械连接或联接。应当理解，可利用其它实施例并且在不脱离本发明的范围的情况下可以进行结构或逻辑改变。本发明通常涉及用于制备层状牙科器械，如牙齿修复体的体系和方法。在一些实施例中，可需要一种牙科器械(如牙齿修复体)，其不仅满足性能或材料要求，还与相邻的天然牙齿表面在视觉上不可区分。例如，如果朝向器械的外表面的一个或多个层比内层更半透明，使得所述器械(例如修复体)更加逼真地模仿天然牙齿的外观，则层状牙科器械可具有相比于单层或单个材料器械改进的美感。在一些实施例中，本发明的体系和方法不可以原位或在患者口中进行。相反，在一些实施例中，本发明的体系和方法可在实验室环境中，如在牙科实验室中使用。即，在一些实施例中，本发明的方法可称为试验台程序、桌面程序或实验室程序。本发明的一些体系和方法可例如使用二氧化硅玻璃作为无机粘结剂，经由凝胶浇铸过程(例如溶胶-凝胶浇铸过程)制备终形或近终形牙科器械(例如修复体)。多个浇铸步骤可连续进行以实现层状结构。本发明的一些体系和方法可包括提供多部分(例如两部分)模具，所述模具既包括层的外部形状的负像(例如所得修复体的所需外部形状的负像)，也包括所述层的内部形状的正像。在这种体系和方法中，层状牙科器械可使用凝胶浇铸过程而形成，所述凝胶浇铸过程可包括提供模具，所述模具包括层状牙科器械的外部形状的负像；将浆料设置于所述模具中；形成所述层状牙科器械的第一层；提供固体结构，所述固体结构包括所述层状牙科器械的第二层的正形；以及将所述固体结构压至所述模具中的浆料中。在一些实施例中，所述模具和所述固体结构可形成两部分模具。在一些实施例中，所述模具可实际包括超过两个部分，因为可提供多个“阳”模 (或模具的正像部分)以接连形成内层。例如，第一阳模可与阴模一起使用，以形成牙科器械的第一(外)层，可使用第二阳模(例如与相同的阴模加上所述第一层一起)以形成第二层，所述第二层相对于所述第一层为内层，等等。根据本发明的方法，所述牙科器械的最外层将首先形成，随后为下一个内层，随后为下一个内层等。作为结果，本发明的方法有时可称为制备层状牙科器械的“自外向内”方法。术语“牙科制品，，应被理解为能用于以及有待用于牙科实验室在内的牙科或口腔正畸领域中的制品。术语“牙科器械”通常指任何牙科或口腔正畸修复体、牙科研磨坯、假体装置或它们的组合。所述器械可为准备引入患者口腔中的成品器械、无精修(例如无着色)但具有其最终形状的器械(即“终形”器械)，或所述器械可为在使用之前经受进一步加工的预成型或近终牙科器械(即“近终形”器械)，如牙科研磨坯。短语“牙科研磨坯”通常指材料的固体坯料(block)，可从所述材料的固体坯料机械加工所需产品(例如牙科修复体)。牙科研磨坯在两个维度上可具有约IOmm至约30mm 的尺寸，例如，可具有在该范围内的直径，并且在第三维度上可具有特定长度。用于制造单个牙冠的坯料可具有约15mm至约30mm的长度，而用于制造牙桥的坯料可具有约40mm至约 80mm的长度。在一些实施例中，用于制备单个牙冠的坯料可具有约24mm的直径和约19mm 的长度。在一些实施例中，用于制备牙桥的坯料可具有约24mm的直径和约58mm的长度。术语“机械加工”指通过机器成形材料，并可包括但不限于铣削、磨削、切削、雕刻中的一种或多种，或它们的组合。在一些情况中，铣削比磨削更快且更高性价比。短语“牙科工件”通常指已被进一步加工(例如通过机械加工)以获得预期成形产品的牙科器具。牙科工件可被进一步加工(例如通过烧结)或直接使用。短语“牙齿修复体”通常用于指可用于牙科领域中的任何修复体，包括但不限于牙冠、部分牙冠、镶嵌物、填补物、支座、牙桥(例如，包括2部分、3部分、4部分、5部分或6部分牙桥)、植入物、其他合适的牙科制品，和它们的组合。牙齿修复体可包括三维内外表面， 所述三维内外表面包括凸型和凹型结构。相比于其他陶瓷制品(如陶石或铺路石)，牙齿修复体可相对较小，并可包括银丝网。牙齿修复体的厚度可由极薄(例如在其边缘(edge) 和边(rim)(例如小于约0. Imm))变化至相当厚(例如，在咀嚼或咬合区域(例如高达约 7mm))。在一些实施例中，牙齿修复体的厚度为0. 3mm至0. 5mm。在一些实施例中，所述牙齿修复体可包括如下材料或基本上由如下材料组成玻璃；玻璃陶瓷；多晶陶瓷材料，所述多晶陶瓷材料例如包括氧化铝(例如Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、部分或完全稳定化的氧化锆(例如钇稳定的氧化锆)、二氧化钛(TiO2)、第II、III和IV主族和第III和IV副族的元素的高强度氧化物，以及它们的混合物；金属、金属合金、贵金属、贵金属合金或它们的组合(例如钴合金，如钴-铬、钛合金、金/钼/钯合金等，和它们的组合)；以及它们的组合。在一些实施例中，所述牙齿修复体可包括至少两层，例如，牙芯(或牙骨架)和牙镶面。短语“牙芯”或“牙骨架”通常指一种固体结构，其可被预制或至少部分预制，然后用作本发明的层状牙科器械的最内芯或中心层。例如，在一些实施例中，所述牙芯可适于联接至或安装至压桩、植入物支座等中的一种或多种，或它们的组合。短语“牙镶面”通常指由一个或多个层形成的结构，所述结构可被联接(例如熔合)至或构建在另一结构(例如牙芯)上以获得颜色、美观、纹理、表面性质等，且在一些实施例中，以模仿天然牙齿的外观。牙芯(有时称为“牙骨架”)和牙镶面各自可包括三维内外表面，所述三维内外表面包括凸型和凹型结构。所述牙芯的外表面可对应于所述牙镶面的内表面。所述牙芯的内表面可对应于制得的压桩的外表面，而所述牙镶面的外表面可对应于所需(例如最终)的牙齿修复体。牙芯或骨架可由如下材料的至少一种制成或包含如下材料的至少一种陶瓷、金属、金属合金、贵金属、贵金属合金和它们的组合。陶瓷的例子可包括但不限于氧化铝(例如Al2O3)；氧化锆(ZrO2)；部分或完全稳定化的氧化锆(例如钇稳定的氧化锆)；二氧化钛 (TiO2)；第II、III和IV主族和第III和IV副族的元素的高强度氧化物和它们的组合；以及它们的组合。金属、金属合金、贵金属和贵金属合金的例子包括但不限于钴合金(例如钴-铬)、钛合金、金/钼/钯合金，和它们的组合。相比于其他骨架(如陶石或铺路石)，牙芯或骨架可为小的且镶银丝网的，并具有高强度。牙骨架的厚度可由极薄(例如在其边缘和边(约0. Imm以下))变化至相当厚(例如，在咀嚼区域(高达约7mm))。牙镶面可包括一个或多个层，所述一个或多个层可被联接(例如熔合)至或构建于牙科器械的内芯或中心上。牙镶面也可为小的且镶银丝网的物体。然而，牙镶面的强度比牙骨架更小。牙镶面可由玻璃和/或玻璃陶瓷材料制成，或包含玻璃和/或玻璃陶瓷材料。 合适的玻璃材料的例子包括但不限于与如下材料的一种或多种组合的二氧化硅(SiO2)氧化铝(Al2O3)、氧化钾(K2O)、氧化钠(Na2O)等，和它们的组合。合适的玻璃陶瓷材料的例子包括但不限于具有玻璃部分和结晶部分的材料，所述玻璃部分包含与如下的一种或多种组合的二氧化硅(SiO2)氧化铝(Al2O3)、氧化钾(K2O)、氧化钠(Na2O)等，和它们的组合，所述结晶部分包含例如白榴石、二硅酸锂等，和它们的组合。在一些实施例中，重要的是使牙芯的热膨胀系数(CTE)与牙镶面(或牙镶面的一部分)的热膨胀系数匹配。否则，在一些情况中，在烧制过程中所述镶面和芯可能不会被正确熔合，这可能导致修复体的破坏。在一些实施例中，玻璃本身(例如包括如上所列配方的一些)可匹配氧化锆的热膨胀系数。在一些实施例中，例如，当牙芯包含趋于具有较高CTE 的氧化铝和/或金属时，可能需要将结晶材料(例如白榴石)加入形成镶面的玻璃中。将白榴石加入玻璃可升高玻璃的CTE，也可改进玻璃的机械强度，但也可使用除了白榴石之外的晶体材料。待加入玻璃中的白榴石(或其他晶体相)的量可取决于构成牙芯(牙镶面将联接(例如熔合)至所述牙芯)的材料，因为不同金属和合金具有不同的CTE。表1列出了牙芯和牙镶面材料的示例性配对。表1仅旨在为说明性的和非限制性的表1 牙芯和牙镶面材料的示例性配对
权利要求
1.一种制备层状牙科器械的方法，所述方法包括提供模具，所述模具包括层状牙科器械的外部形状的负像； 将浆料设置于所述模具中，形成所述层状牙科器械的第一层； 提供固体结构，所述固体结构包括所述层状牙科器械的第二层的正形；以及将所述固体结构压入所述模具中的所述浆料中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体结构包括牙芯和压模中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将所述固体结构压入所述浆料中包括将牙芯压入所述浆料中，使得所述牙芯形成所述第二层的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体结构包括压模，且所述方法还包括从所述浆料中移除所述压模，以在所述浆料中形成腔体，所述腔体包括所述第二层的负像。
5.根据权利要求4所述的方法，其还包括使用所述腔体作为用于所述牙科器械的第二层的模具。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述浆料为第一浆料，且所述方法还包括将第二浆料设置于所述腔体中以形成所述层状牙科器械的第二层。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括将牙芯压入所述第二浆料中，使得所述芯形成所述层状牙科器械的第三层的至少一部分。
8.根据权利要求6所述的方法，其还包括提供第二固体结构，所述第二固体结构包括所述层状牙科器械的第三层的正形；以及将所述第二固体结构压入所述第二浆料中。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述第一层形成所述层状牙科器械的最外层。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其还包括在将所述浆料设置于所述模具中之前，活化所述浆料。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其还包括在将所述浆料设置于所述模具中之前，在所述浆料中引发溶胶-凝胶反应。
12.一种用于制备层状牙科器械的体系，所述体系包括 第一部分，所述第一部分包括层状牙科器械的第一层的负像；第二部分，所述第二部分包括所述层状牙科器械的第二层的正形；以及第一浆料，所述第一浆料被配置为设置于所述第一部分和所述第二部分之间，使得所述第一浆料形成所述层状牙科器械的第一层。
13.根据权利要求12所述的体系，其中所述第二部分包括牙芯，使得所述牙芯形成所述层状牙科器械的第二层。
14.根据权利要求12所述的体系，其还包括第三部分，所述第三部分包括所述层状牙科器械的第三层的正形。
15.根据权利要求14所述的体系，其中所述第三部分包括牙芯，使得所述牙芯形成所述层状牙科器械的第三层的至少一部分。
全文摘要
本发明涉及用于制备层状牙科器械的体系和方法。所述体系可包括第一部分和第二部分，所述第一部分包括层状牙科器械的第一层的负像，所述第二部分包括所述层状牙科器械的第二层的正形。所述方法可包括提供模具，以及将浆料设置于所述模具中，形成所述层状牙科器械的第一层，所述模具包括层状牙科器械的外部形状的负像。所述方法还可包括提供固体结构，以及将所述固体结构压入所述模具中的所述浆料中，所述固体结构包括所述层状牙科器械的第二层的正形。
文档编号A61C13/00GK102573693SQ201080043187
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月23日 优先权日2009年9月30日
发明者A·赫尔曼, G·舍希纳, H·豪普特曼, M·扬斯, M·格特青格尔, M·萨托里 申请人:3M创新有限公司