用于生产牙科修复体的方法与流程

文档序号:15745924发布日期:2018-10-23 23:12阅读:216来源:国知局

US 8 936 848 B2公开了一种用于生产牙齿替代品且由多个不同化学组成的层组成的二氧化锆的坯料。因此各个层具有不同百分比的氧化钇。CAD(计算机辅助设计)/CAM(计算机辅助制造)程序用于生产牙齿替代品。根据最佳匹配方法从多个牙齿形状进行选择以匹配牙基(stump),所述牙基将会提供以所述牙齿替代品。然后将所选择的牙齿的数字数据输入到数控碾磨机中以从坯料生产牙齿替代品。

二氧化锆的主体在L*a*b*色空间中沿着直线表现出色度降低或增加(US2014/0328746A1)。

根据WO2014/062375A1的用于制备牙科物品的二氧化锆的坯料具有至少两个具有不同比例的四方晶相和立方晶相的材料区域,其中在一个区域中比率大于1且在其它区域中比率低于1。

EP 2 371 344 A1涉及一种从表面富集稳定剂至所需深度的陶瓷体。

二氧化锆用作陶瓷材料以生产牙科修复体。例如,可以从二氧化锆坯料碾磨框架,且然后烧结。在随后的加工阶段中,将贴面板(veneer)手动施加到框架,其中至少一种切部材料(incisor material)被手动施加并熔合。所有这些过程措施都是耗时的,而且不能确保牙科修复体将满足要求。

本发明的一个目的是以这样的方式开发一种上述类型的方法使得牙科修复体在没有费力的后加工的情况下可用,这满足美学要求而且特别在严重负荷的区域中具有高强度。

为了达到这个目的,提出了一种用于从坯料生产牙科修复体的方法,该坯料具有不同组成的陶瓷材料的区域或层,该方法包括以下步骤:

a)在可倾倒条件下将第一陶瓷材料的第一层填充到模具中,

b1)以这样的方式构造(structuring)所述第一层,使得所述第一层在横过其表面观察时在其高度上在区域间有所不同,且然后在可倾倒条件下将第二陶瓷材料作为第二层填充到模具中,所述第二层具有与第一层的组成不同的组成,或

b2)在填充第一层(414)之后,在可倾倒条件中将不同于第一陶瓷材料的另外陶瓷材料的另外的层(427)填充到模具中,将第一层的材料与所述另外的层的材料混合以形成中间层(428),且然后将第二陶瓷材料填充到所述模具中,或

b3)在填充第一层之后,在第一层中形成至少一个第一开放空腔(318),且然后将第二陶瓷材料填充到所述至少一个第一开放空腔中,

其中所述陶瓷材料包含掺杂有氧化钇(Y2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)和/或氧化铈(CeO2)的二氧化锆,且其中所述第一层(14)的材料在颜色和室温下存在的稳定晶形的比例方面不同于所述第二层(24)的材料,

c)压制所述陶瓷材料以形成坯料,

d)从所述模具取出所述坯料,

e)对坯料进行温度处理,

其中根据方法步骤a)+b1)或a)+b2)或a)+b3),将陶瓷材料填充到模具中和/或在模具中以这样的方式处理,使得多个层和/或多个区域在温度处理之后表现出作为数字数据集(digital data set)可用的预定过程(pre-determined course),

f)考虑到收缩,虚拟设计牙科修复体或与牙科修复体对应的形式,

g)虚拟表示坯料,考虑到多个层和/或多个区域的材料性质对虚拟表示的牙科修复体或坯料中所述形式定位,

h)确定对应于虚拟布置的牙科修复体或坯料中所述形式的位置的坯料的数据,

i)将数据传输到机器以由所述坯料产生牙科修复体或所述形式。

根据本发明,特别通过碾磨和/或研磨机械加工的修复体位于预先烧结的坯料内,该预先烧结的坯料具有多个不同材料性质,特别是不同的半透明度和强度的多个层或多个区域,使得最佳生产的牙科替代品(也称为牙科修复体或牙齿替代品)特别在半透明度和强度方面满足要求。如果牙齿替代品由预先烧结的坯料生产,那么在最终烧结期间发生的收缩在轮廓加工(contouring)中,即在牙科牙齿替代品的轮廓加工期间被考虑。自然也存在这样的可能性,即在加工步骤d)之后,坯料被完全烧结使得不需要考虑相应的收缩率。

根据本发明,坯料的材料性质例如光学和机械性质以及存在于坯料中的不同组成的多个层或多个区域的分布(profile) (确保所需的多个性质例如半透明度和强度)被存储在数据库中,使得坯料可以例如在监视器上显示。在坯料的这种虚拟表示中,例如放置通过牙科CAD软件设计的三维牙齿替代品,其中切部(incisal)和牙质区域定位在坯料中使得切部边缘(incisal edge)或其部分在其中坯料具有期望的颜色分布和/或半透明度的坯料区域中延伸。然后可以将牙质部分定位在其中坯料的材料具有所需强度的相邻区域中。

根据本发明的教导不一定需要手工施加的贴面板,即使这可能发生,也不需要烧结釉。同时,确保修复体在其严重负荷的区域具有高强度。

具体而言,本发明提供,在将第一陶瓷材料的第一层填充到模具中之后,该层在其表面上以这样的方式构造,使得当沿着其表面观察时在高度上在区域间变化,即不具有恒定的填充高度,且然后将在陶瓷材料组成方面不同于第一层的第二层填充到模具中。

或者,存在以下可能性,在填充第一层之后,将不同于第一层的陶瓷材料的中间层填充到模具中,将第一层的材料与中间层的材料混合,且然后将第二层填充到模具中。特别规定,从第一层的自由表面开始直到中间层高度的大约两倍的高度,中间层的材料与第一层的材料混合。此外,特别提供与第二层的材料相同的中间层的材料。

根据本发明的第一备选方案,将可倾倒材料的第一层填充到模具中。这可以例如是具有例如为1g/cm3至1.4g/cm3,特别是1.15g/cm3至1.35g/cm3范围的体密度的牙齿着色的二氧化锆颗粒。在填充可以具有40μm至70μm的颗粒尺寸D50的颗粒之后,在形成结构之前以这样的方式使表面平滑,使得产生特别彼此平行的隆起和凹谷,优选彼此同心或平行延伸。为此目的,特别规定该结构由相对于第一层移动并特别旋转的元件形成,其特别通过波状、梳状或锯齿状部分构造第一层的表面区域。存在形成该结构的表面的虚拟“耙状(raking)”,即交替的隆起和凹谷。

具体而言,规定该结构以这样的方式形成,使得隆起的体积等于或约等于凹陷或凹谷的体积。

优选地,锯齿状元件应当具有对称形成的V形齿,且其齿面围绕15°至45°的角度。相邻齿之间的距离,即峰之间的距离应当在1和4mm之间,优选在1mm和3mm之间。

然后将可倾倒的第二陶瓷材料填充到模具中,其量从通过凹谷形成的结构的谷部增加,使得结果在整个隆起的高度上第二层的比例类似连续增加。在已经使表面平滑之后,层被压制,产生约3g/cm3的密度。然后在700℃至1100℃,特别是在800℃至1000℃范围的温度下进行预先烧结一段时间,例如100分钟至150分钟。然后将以这种方式生产的坯料加工以通过碾磨和/或研磨产生例如期望的牙科修复体,其随后被烧结直到获得最终密度,该最终密度对于二氧化锆例如为6.00g/cm3至6.1g/cm3,特别是6.04g/cm3至6.09g/cm3

例如,在1300℃至1600℃的温度下进行完全烧结10分钟至250分钟的时间。完全烧结也可以在稍高的温度下完成。如果在例如比通过起始材料的制造商规定的温度高100℃的温度下进行烧结,那么这称为过度烧结,其中烧结时间与完全烧结的时间相同。

具体而言,在1350℃至1550℃范围内进行完全烧结,可获得的密度为6.03至6.1g/cm3,特别是6.04至6.09/cm3

层的渗透产生这样的优点,即可以在坯料的整个高度上实现不同的物理和光学性质。因此,一旦第一层被着色至所需的程度,在完全烧结之后可以获得牙齿着色的边缘区域,其中牙齿颜色的强度连续降低且同时半透明度以期望的方式横过由渗透第一和第二层材料形成的过渡区域增加。考虑到该层的分布,特别通过碾磨,然后从坯料生产牙科修复体,其中所述牙科修复体被“放置”在坯料内使得牙齿切部材料在第二层的区域中延伸。

独立于此,基于本发明的教导提供多个层间的连续过渡,即颜色连续减少或增加和/或半透明度连续减小或增加。此外,挠曲强度可以以这样的方式调节,使得经受强负荷的牙科修复体的区域具有比未如此重负荷的区域更高的挠曲强度。在这种情况下,不存在突然的过渡,而是如所述的在待生产的牙科修复体的高度上连续的,即类似连续的过渡——一种现有技术未知的可能性,因为不同组成的各层布置成一个在另一个之上,从而导致阶梯状变化,或仅从外表面改变材料性质,即在整个牙科修复体上而不是在其高度上改变。

在一种优选的方式中,建议通过旋转元件,特别是围绕沿着模具的纵向轴线延伸的轴线旋转元件来混合层材料,以通过从第一层的表面置换材料产生波状或锯齿状结构。也可能借助于压力元件形成结构,所述压力元件也称为印模(stamp),其在表面的方向上作用于第一层,且特别具有在其表面中延伸的多个隆起,其中多个凹陷在所述隆起之间延伸,使得元件的负形式(negative form)被压印到第一层的表面中。然后,如上解释,填充第二层的陶瓷材料,且然后使之平滑以专门将这些层压在一起,且然后预先烧结压制的物体。

所使用的陶瓷材料特别是包含二氧化锆的陶瓷材料,其掺杂有氧化钇(Y2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)和/或氧化铈(CeO2),但特别是掺杂有氧化钇,其中第一层的材料在颜色和/或室温下稳定晶形方面不同于第二层的材料。

此外,本发明提供用来自集合Pr、Er、Fe、Co、Ni、Ti、V、Cr、Cu、Mn、Tb元素的至少一种赋予颜色的氧化物优选Fe2O3、Er2O3或Co3O4着色的第一和/或第二层的材料。

本发明的特征还在于第一和第二层在它们的重叠区域中横过高度H渗透,该高度H是第一和第二层的总高度的1/15至1/4,特别是1/10至1/5。

第一层应当具有在未构造状态中的高度,其约对应于第一和第二层的总和的1/2至2/3。

为了使第一层的特征在于高强度且第二层半透明到所需程度,本发明在进一步的开发中提供4.5重量%至7.0重量%的第一层中的氧化钇的百分比和/或7.0重量%至9.5重量%的第二层中的百分比,其中第一层中的氧化钇的百分比小于第二层中的氧化钇的百分比。

此外,在预先烧结后在第一层中和在第二层中二氧化锆的四方相与立方相的比率应当≥1。

具体而言,二氧化锆在第一层中具有至少95%的四方晶形。在第二层中,四方晶相应当为51%至80%。其余部分应当特别由立方晶相形成。

用于第一层和第二层的基本材料优选具有以下重量百分比的组成:

本发明的特征尤其在于以下措施。首先,将主要由二氧化锆组成的第一牙齿着色的陶瓷材料填充到模具中。在压制前,填充高度大致对应于坯料高度的1/2至2/3。

然后通过特殊构造的元件或印模来构造表面,其中该结构可以设计为具有从第一材料到第二材料的性质的连续过渡。而且,第一层的表面几何形状可以与层材料的扩散系数匹配。

优选地,使用旋转元件,该旋转元件下降到第一层所位于的模具中,然后浸没到第一层中到所需的程度。通过旋转在层侧上构造的元件如波状或梳状元件来选择性构造表面。或者,表面可以通过具有合适几何形状的压力柱塞构造。

随后,模具用第二、特别是较少着色的陶瓷材料填充,其应当具有较高的半透明度以及较高的Y2O3含量。然后进行陶瓷材料的通常压制和预先烧结。

也没有与本发明偏离的是,在引入第一层之后将用于形成中间层的材料填充到模具中,所述第一层优选被着色以产生牙齿的颜色且主要是二氧化锆。这种材料应当比第一材料着色更少,且也基本上由二氧化锆组成,其中氧化钇含量高于第一层的氧化钇含量。例如,中间层可具有待填充到模具中的多个层的总高度的1/10至1/5的高度。然后将中间层材料与第一层混合。在这种情况下,用元件进行混合,所述元件至少穿透到第一层中到对应于中间层的高度的深度。然后,将对应于先前描述的第二层的层填充到模具中,这导致更高的半透明度,且应具有比第一层更高的氧化钇含量。如上解释,然后压制陶瓷材料以产生预先烧结的坯料,以特别通过碾磨产生牙科修复体。进一步的加工步骤是完全烧结。中间层的材料应当是第二层的材料。

或者,存在以下可能性,将第一陶瓷材料的层填充到模具中,在该层中形成第一开放空腔,将第二陶瓷材料填充到第一开放空腔中,且将材料压在一起,且然后热处理。

根据本发明,首先将可倾倒材料的层填充到模具中。该材料例如可以是具有1g/cm3至1.4g/cm3,特别是1.15g/cm3至1.35g/cm3的体密度的未着色的二氧化锆颗粒材料。在填充可以具有40μm至70μm的颗粒尺寸D50的颗粒材料之后,例如使用压力柱塞形成开放的中空空间。例如,这通过置换第一陶瓷材料的部分或通过轻微压缩它们来实现。然后将第二陶瓷材料填充到特别具有基本上锥形几何形状的如此形成的凹部或空腔中,如果要从坯料生产牙冠或部分牙冠,所述牙冠或部分牙冠应当与牙基或基台(abutment)的形状几何对齐,并将材料压在一起。

也可以在填充第一开放空腔的第二陶瓷材料中形成第二开放空腔。该步骤可以伴随着同时压制所有材料。

压缩优选在优选1000巴至2000巴的压力下进行。因此实现约3g/cm3的密度。然后在700℃至1100℃,特别是在800℃至1000℃的范围内的温度下,进行脱粘(debinding)和预先烧结100分钟至150分钟的时间。

脱粘和预先烧结应当以这样的方式进行以产生根据DIN ISO 6872测量的10MPa至60MPa,特别是10MPa至40MPa的拉伸强度。

如果在第二陶瓷材料中形成第二开放空腔且将第三陶瓷材料填充到第二开放空腔中,则其组成应不同于第二陶瓷材料的组成,特别是其应具有比第二或第一材料较低的半透明度和/或较高的挠曲强度。

本发明特别提供在第一陶瓷材料的层中形成且用于将第二陶瓷材料填充到它们中的多个第一开放空腔。这导致多个离散的坯料部分,即所谓的巢穴,使得在预先烧结后通过碾磨和/或研磨可以在相应的坯料的部分中加工出多个牙科修复体。由此可能的是,坯料部分的尺寸彼此不同以能够生产不同几何形状的修复体,这些修复体在牙根侧和/或牙质侧上的相应材料区域的几何布置方面也可以不同。因此,存在以下可能性:根据巢穴/坯料部分的数量及其几何形状从一个坯料得到不同形状的牙齿。如已经解释,牙质芯由第二区域形成且切部边缘由第一区域形成。

具体而言,本发明提供比第一陶瓷材料的热膨胀系数高0.2μm/m*K至0.8μm/m*K的第二陶瓷材料的热膨胀系数。由于材料的不同热膨胀系数,压缩应力在由坯料制成的修复体例如牙齿中在第一陶瓷材料中即在切部材料中产生,这导致强度增加。

此外,可以将陶瓷材料着色至期望的程度,特别是使得切部材料用于第一区域,与第二陶瓷材料相比,第一区域更半透明且着色更少。

如果牙科修复体或另一个模具主体优选通过机械加工从预先烧结坯料中获得,则自然也可以首先将坯料完全烧结,然后特别通过碾磨或研磨得到模具主体。

不管坯料何时完全烧结,本发明特别提供在1300℃至1600℃范围的温度内进行烧结10分钟至250分钟的时间。烧结也可以在稍高的温度下进行。

如果完全烧结在比例如通过起始材料的制造商给出的温度高100℃的较高温度下进行持续制造商推荐的时间段,那么这称为过度烧结。

如果起始材料基本上含有二氧化锆,特别是大于80重量%,则本发明的值特别适用。

二氧化锆特别掺杂有氧化钇,但也可掺杂有氧化钙、氧化镁和/或氧化铈。

如果陶瓷材料被着色,则使用来自集合Pr、Er、Fe、Co、Ni、Ti、V、Cr、Cu、Mn、Tb的至少一种赋予颜色的氧化物,优选Fe2O3、Er2O3或Co3O4。

因此,本发明的特征在于所使用的陶瓷材料是包含二氧化锆的材料,其掺杂有氧化钇(Y2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)和/或氧化铈(CeO2),但特别掺杂有氧化钇,其中第一陶瓷材料在颜色和/或室温下稳定的晶形方面不同于第二陶瓷材料的材料。

此外,本发明提供所用的第一和/或第二陶瓷材料,使得第二材料中的氧化钇的百分比为4.5重量%至7.0重量%和/或第一材料中的百分比为7.0重量%至9.5重量%,其中第一陶瓷材料中的氧化钇的百分比高于第二材料中的氧化钇的百分比。

第一以及第二区域的材料应当选择使得在预先烧结之后两个区域的二氧化锆的四方晶相与立方晶相之比应当≥1。

第一和第二陶瓷材料的起始材料优选具有以下重量百分比的组成:

可能另外加入粘合剂。在上述重量百分比声明中没有考虑到这一点。

根据本发明的教导在完全烧结后得到整体的牙科修复体,其不必贴面(veneer),但是如果是这样,这不与本发明偏离。

本发明的进一步的细节、优点和特性不仅从权利要求及其特征,通过其本身和/或组合地得到,而且从附图中显示的优选示例性实施方案的以下描述得到。

附图:

图1a-c)执行方法步骤的组件的示意图,

图2图1b)的更详细的图,

图3具有不同材料性质的区域的坯料,

图4具有不同材料性质的区域的另外的坯料,

图5具有不同材料性质的多个区域的坯料的俯视图,

图6对应于图4的坯料,

图7根据图6的由坯料得到的牙齿替代品。

图8根据图6的坯料的虚拟模型,连同对应于根据图7的牙齿替代品的虚拟模型,

图9图8的虚拟模型的另一种表示,

图10组件和可以用它进行的方法步骤的示意图,

图11更详细的图10b),

图12显示坯料的性质的示意图,

图13由根据图12的坯料生产的桥的示意图,和

图14备选方法的示意图。

通过参考附图描述根据本发明的教导,其中相同的元件基本上提供有相同的附图标记。基于该教导,具体而言,牙科修复体由具有整个结构的陶瓷材料生产,使得可立即使用的整体牙齿替代品是可用的。

为此目的,本发明提供一种具有多种陶瓷材料的多个区域的待生产的坯料,所述陶瓷材料具有不同组成且因此具有不同性质,通过此可以特别获得如针对修复体所需的光学和机械性质。因此,提供在完全烧结之后立即使用整体生产的牙科牙齿替代品的可能性,而不需要例如手动应用切部边缘和烧制。

也可能在其中发生高负荷的区域获得期望的强度值。所需的光学性质也是可实现的。

在牙齿的示例性实施方案中,参考图1至图3描述了坯料的生产,牙科修复体可由所述坯料生产。

因此,首先将第一陶瓷材料14形式的可倾倒的颗粒材料(特别是氧化钇稳定化的二氧化锆,其可以具有以下重量百分比的组成)填充到压制工具12的模具10中:

也可以加入粘合剂,且在上述重量百分比值中没有考虑到粘合剂。

具体而言,然而,规定该组合物不含有赋予颜色的氧化物或仅少量含有它们,例如≤ 0.5重量%,因为第一陶瓷材料14用作切部材料,使得需要高半透明度。氧化钇的相对高百分比确保在制备的模具部分即牙科修复体中四方晶相部分仅为50至60%,且其余部分为立方晶相和单斜晶相。

然后通过压力柱塞16在材料14或由其形成的层中形成开放空腔18。通过压力柱塞,材料14被置换或稍微压缩。在形成空腔18(图1b)之后,将压力柱塞16移除且可以具有以重量百分比计的以下组成之一的第二陶瓷材料20被填充到空腔18中:

应存在着色氧化物或氧化物部分到产生期望的牙齿颜色的程度,因为待生产的牙齿的牙质由第二陶瓷材料20形成。Y2O3的相对低的含量也确保完全烧结的牙齿替代品具有至少85%,优选至少90%的高四方相含量,从而产生高强度。

在将第二陶瓷材料20填充到空腔18中之后(图1c),然后材料14、20或由其形成的多个层或多个区域在模具10中借助于下部或上部压力柱塞22(通过其实现压缩)来压制。在压制后,坯料28具有约3g/cm3的密度。压制优选在1000巴至2000巴的压力下进行。

关于材料14、20,它们应当具有1g/cm3至1.4g/cm3的体密度。在压制后密度为约3g/cm3

图1b)的表示在图2中更详细示出。可以看出空腔18由压力柱塞16在第一陶瓷材料14中或在由所述材料组成的层中形成。在底侧上,模具10由压力柱塞22限定。

如从图3可以看出,第二空腔16可以在第二材料20中在其通过压力柱塞22、24压缩之后或如果合适的话在预先烧结之后例如通过碾磨形成。

然而,在底侧打开且完全填充有材料20的空腔18中,根据图1c),也可以通过压力柱塞(未示出)形成第二空腔26。

不管是否存在第二空腔26,在压制之后,在特别是800℃至1000℃范围的温度下进行坯料28的预先烧结100分钟至150分钟的时间段。在该过程中,首先进行脱粘,然后进行预先烧结。在预先烧结后的坯料28的密度为约3g/cm3。预先烧结的坯料28的断裂强度应当为10MPa至60MPa。

如参考图6至图9描述,用保持器30提供坯料28来将坯料28固定到例如碾磨或研磨机以从坯料28获得牙科修复体,例如牙齿。待生产的牙齿以这样的方式至少虚拟地放置在坯料28内,使得切部区域在由第一陶瓷材料14形成的区域32中延伸,且牙质区域在由第二陶瓷材料20形成的第二区域34中延伸。然后考虑这些数据进行坯料28的加工。

图4示出,在第一陶瓷材料14中填充第一空腔18且将第二陶瓷材料20填充到空腔18中之后,形成第二空腔36,如果合适的话,根据按照图1b)的方法,且将第三陶瓷材料38填充到如此形成的空腔36中,所述陶瓷材料38在其组成上以这样的方式不同于第二陶瓷材料使得特别可以获得更高的强度。如参考图3所述,还可以在第三陶瓷材料38中形成空腔40。

基于根据本发明的教导,可以形成具有由第二陶瓷材料和可能的第三陶瓷材料组成的多个区域52、54、56(图5)的坯料48,且可以具有不同的几何形状以产生不同几何形状的相应牙齿。从第二陶瓷材料20形成的所谓的第二区域52、54、56嵌入第一陶瓷材料50中,即它们被第一陶瓷材料14包围,特别地也可以从附图中看出。第二区域52、54、56在基部侧上未被覆盖。

特别是从图2-4中可以看出,第二区域具有从底部区域(即从基部区域35)开始逐渐变细的外部几何形状。获得锥形几何形状,外轮廓是自由形式的表面。

基部区域35或在底侧上限定它的基部表面与第一区域32的下侧或底部表面33齐平地接合。

为了生产也称为巢穴的坯料部分52、54、56,在由第一材料14生产且将其指定为第一区域50的层中需要相应的开放空腔,将可倾倒的第二陶瓷材料20以先前描述的方式填充到空腔中,接着将材料14、20压在一起,即压紧它们。

关于材料14、20的物理性质,除了不同的半透明度和强度外,它们还应当具有彼此不同的热膨胀系数。具体而言,本发明提供在完全烧结之后,第一陶瓷材料14具有比由第二陶瓷材料20形成的第二区域38、52、54、56低0.2μm/m* K至0.8μm/m*K的热膨胀系数。结果,在第一区域50中,即在切部材料中产生压缩应力,这导致强度增加。

坯料28、48可以具有例如具有尺寸18×15×25mm的立方体形状或例如具有100mm的直径的圆盘形状,而因此不限制根据本发明的教导。因此,如参考图5所述,优点在于例如多个第二区域52、54、56(所谓的牙质芯)可以在例如圆盘形状的坯料中形成,以产生不同几何形状的修复体,但在半透明度和强度方面具有有利的层分布。

一个或多个第二区域52、54、56(即可具有不同几何形状的巢穴)的位置是已知的且可以作为数据集存储。然后,作为CAD数据集存在的待生产的修复体相对于坯料部分定位且定位在坯料部分中,使得可以通过碾磨和/或研磨从坯料产生牙齿替代品。

根据本发明的教导提供以下方法,参考图6至9更详细地解释,从具有不同组成的多个层或多个区域的坯料开始,如上解释,特别是通过碾磨和/或研磨。

坯料在图6中示出,其原则上对应于图3的坯料。这表示坯料28由第一区域32和第二区域34组成,空腔26在其中延伸。区域32具有比区域34更高的半透明度,其中区域34中的强度高于区域32中的强度。因此,区域32用于根据图7的牙齿144的切部区域,其将通过CAM方法从坯料28机械加工。区域34继而适用于牙质区域。

坯料28中的区域或层32、34和空腔26的分布基于执行和先前限定的方法步骤而已知,使得层32、34的分布和位置被存储在数据集中,基于该数据集可以虚拟地显示坯料28。

已经通过使用合适的软件,所谓的CAD程序三维地设计的牙齿144的数据也是已知的。为了从坯料28产生牙齿144,牙齿144的虚拟模型244定位在坯料28的虚拟模型228中,如图8所示。因此,如果有必要通过操作者的单独动作,将牙齿的模型244放置在坯料的虚拟模型228中,使得切部部分在对应于层32的虚拟层232中延伸,且牙质部分在对应于层34的虚拟层234中延伸,如原则上在图8中显示。切部区域135由交叉影线表示,且牙质区域137通过单一影线表示。然后确定与牙齿244的放置对应的坯料228的数据,即虚拟坯料228和虚拟牙齿244之间的相交区域,以将数据传递到数控加工机器,然后产生特别通过碾磨或研磨从真实坯料28产生牙齿144。根据CAM方法生产。

图9显示对应于图8的示意图,其限制在于与图8相反,虚拟牙齿244放置在虚拟坯料228的另一个区域,其中切部材料的区域在区域232中延伸且牙质的区域在层234的区域中延伸。根据待放置在牙齿或待生产的修复体上的要求将虚拟牙齿244放置在虚拟坯料228中。

换句话说,从对坯料28中的真实区域32、34的分布的了解,生成虚拟模型228,其中放置虚拟生成的牙齿244,使得在示例性实施方案中切部区域和牙质区域在虚拟坯料的多个区域或多个层中延伸,和因此在生产牙齿144中的实际坯料的多个区域或多个层中延伸,使得所生产的牙齿144的切部区域和牙质区域满足要求,例如在达到所需程度的半透明度和强度方面。

基于根据本发明的教导使整体修复体有用,其原则上不需要后加工,特别是不需要根据现有技术的切部区域中需要的贴面板。

对应于根据本发明的教导,修复体也可以由如图5所示的坯料生产,该坯料具有由与坯料48的基础主体材料不同的材料组成的巢穴。

然而,还可以通过与上述方法偏离,生产具有不同组成的多个层或多个区域的坯料以获得所需的性质,例如半透明度或强度。因此,可以将第一层填充到模具中,然后在填充第二层之前对该表面进行构造,该第二层具有与第一层不同的组成。材料本身特别是针对图1至5描述的材料。相应的坯料具有中间层,其中第一层的材料连续或基本上连续减少,而第二层的材料增加。

或者可能性是,在填充第一层之后,将陶瓷材料的另外的层填充到模具中,所述陶瓷材料与第一层的陶瓷材料不同。然后将第一层的材料与其它层的材料混合以形成中间层。随后,将在组成上也与第一层的组成不同且优选对应于用于另外的层的材料的层布置在如此形成的中间层上。

关于材料,还提及先前的描述。现在参考图10至14更详细地解释相应坯料的生产。

根据图10a),首先将第一材料314(特别是用氧化钇稳定化的二氧化锆,其可以具有以下重量百分比的组成)填充到压机312的模具310中:

随后,将第二层324填充到模具310中(图10c),由此层314和324的总高度等于未构造状态下的层314的高度的2倍,而不受根据本发明的教导的限制。第二层可以具有以下重量百分比的组成:

层的材料自然是可互换的,即上述第一层的材料可以是第二层的材料,反之亦然。

赋予颜色的氧化物特别是来自集合Pr、Er、Fe、Co、Ni、Ti、V Cr、Cu、Mn、Tb的那些,优选Fe2O3、Er2O3或Co3O4。

如果第一层314优选具有对应于第一和第二层314、324的总高度H的一半的高度,那么第一层314的高度也可以是1/2 H至2/3 H,且因此第二层324的高度为1/3 H至1/2 H。

然后根据步骤b)构造平滑表面。为此目的,例如使用圆盘形状,板形状或网形状元件316,其在示例性实施方案中在层侧上具有齿形几何形状,从而在层314的表面318中通过置换材料形成相应的负结构(negative structure)。该结构表现为与周围的凹谷同心延伸的隆起。隆起(峰)和凹谷(凹陷)之间的距离,即根据图11的突起320和凹谷底部322之间的净距离应当大约为所有层的高度的1/5。

具体而言,规定所述结构以这样的方式形成使得所述隆起的体积等于或近似等于所述凹陷或凹谷的体积。

由于第二层324的材料渗透到层314的表面318中的谷326的基部中,在层324、314根据图10d)压制之后,在层314和层324的性质之间存在连续过渡。过渡层或中间层通过图10d)中的附图标记328表示。

层324由与层314的材料不同的材料组成。区别特别在于颜色添加剂和在于氧化钇的百分比。这经过选择,使得在预先烧结之后层324中的立方晶相的比例显著大于层314中的立方晶相的比例。在层314中,四方晶相部分大于85%,而层324中的立方晶相部分为30%至49%。其余部分基本上是四方晶相。

这些不同的晶相部分是由于氧化钇百分比在层314中为4.5%至7%和在层324中为7重量%至9.5重量%的事实,由此第一层314中的百分比小于第二层324中的百分比。

与层314相比,层324中的颜色氧化物含量减少,且应当为0.0至0.5重量%范围,优选0.005至0.5重量%。作为该措施的结果,在层314和324之间存在连续的颜色过渡。由于较高的氧化钇含量,层324具有比层314更低的挠曲强度和更高的半透明度。

如图13所示,层314具有最高强度,其中由坯料产生的牙科替代品的重载区域位于桥特别是连接件下侧的情况。

通过冲头330压制层314、324,其中压制在1000巴至2000巴的压力下进行。

可倾倒材料,即在将其填充到模具310中的状态下,具有1g/cm3至1.4g/cm3的体密度。在压制后,密度为约3g/cm3

在层314和324被压缩之前,构造在第一和第二层314、324的非混合区域之间的过渡区域中产生至多2g/cm3的密度。过渡区域也可以称为中间层328。

在压制之后,将产生的坯料333从模具310排出且以常规方式在800℃至1000℃的温度下预先烧结100分钟至150分钟的时间。相应的坯料也在图13中显示。坯料333具有压缩层314、压缩层324和压缩中间层328,即过渡区域。

如果从坯料333碾磨牙齿替代品,在示例性实施方案桥334中,碾磨程序以这样的方式设计使得桥334的下部区域特别在连接件基部336的区域中延伸到具有最高挠曲强度的层314中。另一方面,桥的切部区域340在层324中延伸。

在过渡区域中,即在层314和324之间发生类似连续或连续过渡的中间层328中,存在牙质和切部之间的过渡。牙质在区域314中延伸。

参考图12再次描述根据本发明的教导的实质特点。因此,坯料333在图12中示出具有层314和324以及过渡区域328。

图12b旨在说明氧化钇形式的稳定剂在第一层314中为约5重量%,而在第二层324中为约9重量%,且基于形成根据本发明的中间层,氧化钇的百分比连续增加。因此,值0.425H和0.575H示出图10和图11中所示的元件316以这样的方式浸没到第一层314中,使得形成相对于层314、324的总高度H在表面318下方0.075H的区域中延伸的多个凹谷和在表面318上方0.075H的区域中的多个隆起或多个峰,由此如所述,元件316的锯齿形状结构的峰320和凹谷322之间的距离为0.15H。

根据DIN ISO 6872的完全烧结层314和324的测量显示层314中的挠曲强度σB为约1000MPa,其中存在超过80%的二氧化锆四方晶相。相比之下,层324中的挠曲强度为约660MPa,其中存在30至49%的立方晶相。

图12d显示在层314、324的高度上半透明度的变化。

参考图14,描述一种用于生产坯料/牙科修复体的遵循根据本发明的教导的备选方法,坯料/牙科修复体在半透明度和强度方面在第一层和第二层之间,且在修复体的情况下在牙质区域和切部区域之间具有基本上连续的过渡。

因此,根据图14a,首先将应当对应于根据图10的层314的陶瓷材料的第一陶瓷材料填充到模具310中。图14中的对应层由414表示。该层的高度可以是填充到基体310中的全部层的高度的一半。然后将具有在示例性实施方案中为多个层的总高度的1/10的厚度的层427施加到层414。根据图10,层427的材料可以对应于第二层24的材料。然后,层427在与层427的厚度对应的深度上与层414的表面区域混合。这形成具有多个层的总高度的2/10的厚度的中间层428。然后将对应于根据图10的第二层324的其它层424施加到中间层428。示例性实施方案中的层424的高度因此是总高度H的4/10。随后,根据图10的示例性实施方案,层424、428、414被整体压制,使得如上解释进行步骤预先烧结、加工和完全烧结。在完全烧结之后,加工步骤自然可以进行。

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