用于cad/cam铣削的聚芳醚酮牙块的制作方法
【专利摘要】一种制造假牙部件的方法，该方法包括选择沿方形或矩形截面延伸的块体，其中所述块体包括聚醚醚酮以及选择性的磷灰石，其中所述聚合物材料的结晶度为至少25％。所述方法包括依靠使用数字技术收集的数据加工该块体。由于所选择的材料的结晶度较高，可避免据以提高结晶度的加工后步骤，且可以形成高精确度的假牙部件。
【专利说明】
用于CAD/CAM铣削的聚芳醚酮牙块
技术领域
[0001] 本发明涉及假牙部件并且特别地，但不排外地，涉及例如假牙部件制造(例如使用 CAD/CAM铣削的牙体修复）中使用的块体。
【背景技术】
[0002] 通常，包括创建假牙部件的牙体修复程序是费力且耗时的"试验和错误"的过程。 牙医可以通过使用模制材料捕获患者的牙齿和牙龈的物理印模创建患者的牙齿和牙龈的 牙模。牙模运送至创建患者的牙齿和牙龈的三维物理模型的牙科实验室。
[0003] 在牙科实验室中，技术员将石膏倾入模具中。一旦石膏干燥且从模具中取出，成型 的石膏用作患者的牙齿和牙龈的三维物理模型。如果牙体修复程序包括用假牙替换缺失的 牙齿，技术员可以使用患者的牙齿和牙龈的石膏模型构建缺失的牙齿的蜡模。蜡模可以用 于铸造粘附瓷体的金属框架。技术员调整瓷体的着色并在炉上烧制瓷体及金属框架以将瓷 体烧结在金属框架上，从而创建假牙。技术员可以将若干瓷体附加层添加至假牙以模拟患 者缺失的牙齿的天然颜色属性(例如，色调，饱和度和色度）。一旦假牙完成，技术员将假牙 归还给牙医，牙医检查该假牙，并且偶尔地如果发现假牙的颜色属性或尺寸有问题，会将其 归还给实验室进行再加工。
[0004] 最近，已经将计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造 (CAM)技术用于创建假牙部 件。可以采用CAD/CAM技术生产假牙部件，该假牙部件相比使用常规技术构建的假牙部件较 精确地安装于患者口腔中。此外，使用CAD/CAM技术构建的假牙部件可以比使用常规技术构 建的假牙部件更快生产。例如，西诺德牙科系统(Sirona Dental Systems)生产Cerec(R)系 统，Cerec(R)系统可以用于牙医实践(例如，用于"椅旁CAD/CAM修复"，其中修复是在若干小 时内于牙医实践中产生并且在对实践的单次访问期间设计，生产和安装于患者口腔中）。
[0005] 用于椅旁CAD/CAM修复的当前牙科CAD/CAM系统可以采用截面为方形或矩形的陶 瓷块，并且在牙医的实践中通过铣床铣削以生产假牙部件，例如嵌体、高嵌体、牙冠、牙桥或 基牙。椅旁使用的一种市售陶瓷块是IPSe.max CAD，其为二硅酸锂玻璃陶瓷块。陶瓷块在 CAD/CAM机中以结晶中间状态产生且对其进行初始加工，以生产经铣削的假牙部件。铣削 后，其在高温下（例如，840-850°C)在炉中结晶一段时间。然而，这样的过程可能相对耗时， 从而延迟椅旁修复的完成。此外，该结晶过程可导致假牙部件收缩，这可能影响其合适地安 装在患者口腔内。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是提供用于制造假牙部件的块体，该块体可能比现有技术的块 体有优势。本发明的一个目的是提供用于制造假牙部件的块体，该块体不需要在铣削之后 进行结晶过程。根据本发明的第三方面，提供一种制造假牙部件的方法，该方法包括：
[0007] (i)选择沿方形或矩形截面延伸的块体，其中所述块体包括聚合物材料，所述聚合 物材料包括化学式(I)的重复单元：
[00081
[0009] 其中tl和wl独立地代表0或1，且vl代表0、1或2。
[0010] 其中，所述聚合物材料的结晶度为至少10% ;
[0011] (ii)依靠使用数字技术收集的数据加工该块体。
[0012] 有利地，由于所选择的材料的结晶度较高，可以避免据以提高结晶度的后加工的 步骤，从而节省时间并避免对提高结晶度的装置的需要(例如，现有技术中的炉），从而可加 以利用。
[0013]优选通过宽角X-射线衍射(也称为广角X射线散射或WAXS)，例如根据Blundell和 Osborn (聚合物％，953，1983)的描述测量聚合物中的结晶度的水平和程度。可替换地，可以 通过差示扫描量热法(DSC)评估结晶度。优选地，根据实施例2的描述测量结晶度。
[0014] 在特别优选的实施例中，所述聚合物材料的结晶度可以大于20%，或大于25%。特 别地，该结晶度大于30%。其可能小于50%或小于40%。优选地，该假牙部件包括框架，该框 架具有上述结晶度水平。
[0015] 所述块体的体积为至少900mm3。该体积可以小于65，000mm3。该体积优选在1,500~ 16，000mm3的范围内。较小体积的块体可以用于单个牙冠或单个基牙;最大体积的块体可以 用于牙桥，牙桥具有4个或更多个单元或组合的长种植体/基牙部分。
[0016] 所述块体的侧边长最小可以为7mm，最大为75mm。所述块体的截面面积可以在 50mm2~1000mm2的范围（优选50~200mm2)。所述块体的长度可以在10mm~80mm的范围（优选 15mm~20mm)·
[0017] 所述聚合物材料优选基本由化学式I的重复单元组成。优选的聚合物材料包括所 述重复单元(特别地，基本由所述重复单元组成），其中tl = l，vl = 0且wl = 0;tl = 0，vl = 0 且￥1 = 0;1:1=0，'\￥1 = 1，￥1 = 2;或1:1 = 0，￥1 = 1且￥1=0。更优选的聚合物材料包括所述重复 单元(特别地，基本由所述重复单元组成），其中tl = l，vl=0且wl = 0;或tl = 0，vl = 0且wl =〇。最优选的聚合物材料包括所述重复单元(特别地，基本由所述重复单元组成），其中11 =1，vl = 0且wl = 0。在优选的实施例中，所述聚合物材料选自聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮醚 酮酮和聚醚酮酮。在更优选的实施例中，所述聚合物材料选自聚醚酮和聚醚醚酮。在特别优 选的实施例中，所述聚合物材料为聚醚醚酮。
[0018] 所述聚合物材料的悬臂梁缺口冲击强度（样品80mm xlOmm x4mm，切开的缺口为 0.25mm(A类），根据IS0180于23°C进行测试）可以为至少4KJm-2,优选至少5KJm-2,更优选至 少6KJm-2。根据上述测得的所述悬臂梁缺口冲击强度可以小于lOKJm-2,适当地小于8KJnf 2。 根据上述测得的所述悬臂梁缺口冲击强度可以为至少3KJnf2,适当地为至少4KJnf2,优选至 少5KJm-2。所述冲击强度可以小于50KJm-2，适当地小于30KJnf2。
[0019] 所述聚合物材料的熔体粘度（MV)适当地为至少0.06KNsm_2,优选MV为至少 0 · 09KNsm-2，更优选为至少0 · 12KNsm-2，特别是至少0 · 15KNsm-2。有利地，该MV可以为至少 0 · 35KNsm-2，且特别是至少0 · 40KNsm-2。已经发现MV为至少0 · 40KNsm-2(例如，0 · 40~ 0.50KNsnf2)在准确坚固的框架的制造中特别有利。
[0020] 用在400°C、剪切速率为1000s4下操作的毛细管流变仪，以碳化钨模具0.5mm x3.175mm适当地测量MV。
[0021] 所述聚合物材料的MV可以小于1. OOKNsm-2，优选小于0.5KNsnf2。
[0022] 所述聚合物材料的MV可以在0.09~0.5KNsm-2的范围内，优选在0.14~0.5KNsnf 2的范围内，更优选在0.4~0.5KNsm_2的范围内。
[0023] 根据IS0527(样品类型lb)以每分钟50mm的速率于23°C测得的聚合物材料的拉伸 强度为至少20MPa，优选至少60MP，更优选至少80MPa。该拉伸强度优选在80~1 lOMPa的范围 内，更优选在80~lOOMPa的范围内。
[0024] 根据IS0178(80mm xlOmm x4mm样品，以每分钟2mm的速率于23°C进行三点弯曲试 验)测得的所述聚合物材料的弯曲强度为至少50MPa，优选至少1 OOMPa，更优选至少145MPa。 该弯曲强度优选在145~180MPa的范围内，更优选在145~164MPa的范围内。
[0025] 根据IS0178(80mm xlOmm x4mm样品，以每分钟2mm的速率于23°C进行三点弯曲试 验)测得的所述聚合物材料的弯曲模量为至少lGPa，适当地为至少2GPa，优选为至少3GPa， 更优选为至少3.5GPa。该弯曲模量优选在3.5-4.5GPa的范围内，更优选在3.5-4. lGPa的范 围内。
[0026]所述聚合物材料的熔融吸热主峰(Tm)可以为至少300°C。
[0027] 所述块体可以由组合物制成，该组合物包括所描述的所述聚合物材料和其它成 分，例如着色剂(例如，颜料、陶瓷、金属氧化物(例如二氧化钛)或填料(例如，不透射线的填 料比如硫酸钡）。所述组合物可以包括0-1 Owt %，适当地0_6wt %的着色剂。可以选择使组合 物为粉红色或白色的着色剂。在一个实施例中，该组合物不包括着色剂。
[0028] 在第一优选的实施例中（例如，其中假牙部件是非植入性的），所述组合物包括至 少80wt%，至少90wt%，或至少94wt%所述聚合物材料。余量可以包括一种或多种着色剂。 在特别优选的实施例中，所述组合物包括至少99wt%的所述聚合物材料，特别是聚醚醚酮。
[0029] 在第二优选的实施例中，所述块体包括组合物，所述组合物包括所述聚合物材料 (特别是聚醚醚酮和/或基本由化学式I的重复单元组成的聚合物材料，其中tl = l、wl = 0且 vl = 0)和磷灰石，例如，含羟基的磷灰石(特别是羟基磷灰石）。所述聚合物材料的重量百分 比除以所述磷灰石的重量百分比的比率可以在1~9的范围内。
[0030] 所述聚合物材料的重量百分比除以所述磷灰石的重量百分比的比率可以在2.3~ 9的范围内，适当地在2.7~5.6的范围内，优选在3~5的范围内，更优选在3.5~4.5的范围 内，特别优选在3.8~4.2或3.9~4.1的范围内。
[0031 ] 所述组合物适当地包括至少65wt%，优选至少70wt%，更优选至少75wt%的所述 聚合物材料，并且可以包括至少l〇wt%，优选至少15wt%，更优选至少18wt%的所述磷灰 石。所述组合物中的余量可以由其它填料，例如着色剂组成。优选地，所述聚合物材料和所 述磷灰石的总重量百分比在90~lOOwt%的范围内，更优选地在95~lOOwt%，特别是99~ 100wt%的范围内。
[0032]所述磷灰石可选择性地包括已经用一种或多种另外的化学元素修饰或掺杂的材 料。例如，其可以包括已经用一种或多种金属修饰或掺杂的材料。例如，磷灰石可以包括已 经被选择性地修饰或掺杂的羟基磷灰石。例如，可以选择性地用一种或多种金属修饰或掺 杂该羟基磷灰石。例如，可以选择性地用硼、镁、硅酸盐或银修饰或掺杂该羟基磷灰石。
[0033] 磷灰石可以包括选择性地被硅酸盐(Si〇42)、硼酸盐(B〇3勹和锶(Sr 2+)中的一种或 多种掺杂的材料。适当地，磷灰石内的硅酸盐(Si〇42)、硼酸盐(BOf)和锶(Sr2+)的总含量累 计值不超过10 %摩尔浓度。
[0034] 所述磷灰石可以包括硅（Si)、氟(F)、硫（S)、硼（B)、锶（Sr)、镁(Mg)、银(Ag)、钡 (8&)、锌(211)、钠(他）、钾(1〇、铝以1)、钛(11)和铜((：11)中的一种或多种。
[0035] 所述磷灰石可以包括含有磷酸钙晶格的材料，例如羟基磷灰石晶格，其中，选择性 地引入单种或多种元素。例如，磷灰石可以包括磷酸钙晶格，其中，已经选择性地引入硅 (31)、氟卬）、硫（3)、硼（8)、锶（3〇、镁(1^)、银以8)、钡（8&)、锌（211)、钠(他）、钾（1〇、铝 (A1)、钛(Ti)和铜(Cu)中的一种或多种。
[0036] 所述磷灰石优选为羟基磷灰石。所述磷灰石优选为羟基磷灰石。适当地，90~ 1 OOwt %，优选95~1 OOwt %，优选98~1 OOwt %所述磷灰石由妈、磷、氧和氢部分组成。所述 磷灰石优选为羟基磷灰石，羟基磷灰石基本由钙、磷、氧和氢部分组成。
[0037]使用激光衍射并且基于体积分布评估的所述磷灰石的D50适当地小于200μπι，优选 小于100μπι，更优选小于50μηι，特别是小于2(^111。050可以为至少0. Ιμπι，优选至少0.5μηι，更优 选至少1 .〇ym。
[0038] 在该方法中，在步骤(i)之后步骤(ii)之前的步骤(i)*中，优选使用数字技术收集 在安装假牙部件的区域上的数据。步骤(i)*优选包括扫描安装假牙部件的区域(例如，扫描 患者口腔)或扫描安装假牙部件的区域的模型。优选地，从模型，例如铸件收集数据，该模型 由患者口腔和/或牙列的一部分获得。步骤(i)*可以包括使用计算机辅助设计(CAD)技术。
[0039] 该方法优选包括在步骤(i)*之前得到患者口腔的至少一部分的印模的步骤。该印 模可以用于收集所述数据。
[0040] 该方法优选涉及据以（例如，从扫描患者口腔或其模型）获得数据的CAD/CAM技术 并且在步骤（ii)中进行计算机辅助制造(CAM)。因此，在步骤(ii)中，计算机适当地控制所 述块体的加工。
[0041] 优选地，将所选择的块体定位于机器(例如，铣床）中，并且该机器设置成依靠所述 数据加工该块体。
[0042]优选地，使用至少3轴机器，但优选3+2轴或5轴机器，适当地在计算机控制下进行 所述块体的加工。步骤(ii)的加工适当地包括铣削。在加工期间适当地冷却工件，从而实现 更好的表面抛光并且保护铣削工具。
[0043] 优选地，在步骤（ii)之后，产生假牙部件，其不包括金属，并且优选基本由来自于 所述块体的材料组成。
[0044] 使用该方法，可以制得准确度较大的假牙部件，该假牙部件可以安装在患者口腔 的合适位置而无需改变。通过根据描述生产较高结晶度的假牙部件而促进制造的准确度。 优选地，步骤(i)中选择的块体的结晶度（由DSC测得)除以该方法中产生的假牙部件的结晶 度（由DSC测得)的比率在0.8~1.2的范围内，更优选在0.9~1.1的范围内，特别是约为1。
[0045] 该方法中制成的所述假牙部件优选包括厚度小于2mm的区域。所述假牙部件，例 如，框架，优选面积为至少0.5cm2，优选至少lcm2，厚度小于2_。
[0046] 所述假牙部件优选包括厚度小于1.5mm的区域。所述假牙部件的面积优选为至少 0.2cm2,优选至少lcm2,厚度小于1.5mm。所述假牙部件的面积优选为至少0.5cm 2,优选至少 lcm2,厚度小于1.0mm。
[0047] 所述假牙部件可以选自嵌体、高嵌体、牙冠、牙桥、牙种植体或基牙。
[0048] 在一个实施例中，其中所述假牙部件为植入式使用(例如，其为种植体），所述假牙 部件可以由所述块体制成，所述块体包括所述聚合物材料和上文详细描述的磷灰石。
[0049]根据本发明的第二方面，提供以第一方面的方法本身制成的假牙部件。
[0050]该假牙部件可以具有根据第一方面描述的假牙部件的任何特征。
[0051]根据本发明的第三方面，提供用于该第一方面的方法中的块体，所述块体基本由 组合物组成，该组合物包括：
[0052] (a)至少99wt %聚合物材料，其中所述聚合物材料包括化学式（I)的重复单元
[0053]
[0054] 其中tl和wl独立地代表0或1，且vl代表0、1或2,其中由DSC测得的所述聚合物材料 的结晶度为至少10% (优选20~36%);或
[0055] (b)所述化学式I的聚合物材料和磷灰石，所述聚合物材料具有(a)中所述的tl、 wl、v 1和所述结晶度，其中所述聚合物材料的wt %除以所述磷灰石的wt %的比率在1至9的 范围内。所述块体、所述组合物和所述聚合物材料可以具有其它方面中描述的任何特征。
[0056] 本文中描述的任何发明可以进行合适地修改，并与本文中描述的任何其它发明的 任何其它方面或实施例的任何特征结合。
【附图说明】
[0057]通过举例的方式，参考图1，现在将描述本发明的具体实施例，其中：
[0058]图1为展示骨的分级结果的图。
【具体实施方式】
[0059]实施例1 -聚醚醚酮(PEEK)块体的制造
[0060]可以通过注塑成型制备尺寸为 8x8xl5mm，8xl0xl5mm, 10x12x15mm, 12x14x18mm, 1 4x1 4x1 8mm, 15x21x40mm, 15x21 x50mm, 15x21 x70mm, 25x40x60mm 的块体。
[0061 ]该块体可以通过方法1或方法2制成。
[0062]方法1、挤压
[0063] 步骤1-通过挤压生产PEEK棒。
[0064] 步骤2-如果需要，使PEEK退火。在退火期间结晶度可能升高至35%。
[0065]步骤3-将PEEK棒切块铣削成最终的PEEK块体的尺寸和形状。（PEEK块体的平均结 晶度会类似于PEEK棒的平均结晶度）。块体的结晶度将与在其制造中使用的棒的结晶度基 本相同。
[0066] 方法2、注塑成型
[0067] 步骤1-通过注塑成型或压制成型生产PEEK块体。
[0068]步骤2-使PEEK块体退火。在退火期间，结晶度可能升高至35%。
[0069]实施例2-结晶度的测量
[0070]可通过宽角X-射线衍射（也称为广角X射线散射或WAXS)，例如根据Blundell和 Osborn (聚合物Μ，953，1983)的描述测量聚合物中的结晶度的水平和程度。可替换地，可以 在POLYMER Vol. 37，Number 20,1996，page 4573描述的如下方法中通过差示扫描量热法 (DSC)评估结晶度。
[0071] DSC可以用于在TA仪器DSC Q100中以40ml/min流速检查10mg加或减10微克聚合物 材料样本。扫描程序可以为：
[0072] 步骤1通过将样本以20 °C/min从30 °C加热至450 °C进行并记录初步热循环，记录 Tg、Tr^PTm。
[0073] 步骤2保持2mins
[0074] 步骤3以10°C/min冷却至30°C且保持5mins，记录Tc。
[0075] 步骤4以2(TC/min从3(TC加热至450Γ，记录Tg和Tm。
[0076] 从得到的曲线中，沿着与预转化基线绘制的线与沿着在转化过程中得到的最大斜 坡绘制的线的交点视为Tg的开始。Τη为冷结晶放热主峰达到最大处的温度。Tm为熔融吸热 主峰达到最大处的温度。Tc为由于熔融放热导致的结晶的主峰达到最大处的温度。
[0077] 可通过连接从相对直的基线偏移的熔融吸热处的两点获得熔化热（AH(J/g))。以 时间为函数的吸热下方的积分面积得到转化的晗(mj)，晗除以样品的重量计算得到质量标 准化的熔化热(J/g)。通过使样品的熔化热除以完全结晶聚合物的熔化热(对于聚醚醚酮为 130 J/g)确定结晶水平（％)。
[0078] 上述方法提供块状样本的结晶度水平。可替换地，FTIR可用于评估结晶度，且可用 于评估样本的表面处和/或穿过样本的厚度或表面的结晶度水平。参考名称为 "Crystallinity in Poly(Ary1-Ether-Ketone)Plaques Studied by Multiple Internal Reflection Spectroscopy"的文献（Polymer Bull, 11,433(1984))。
[0079] 在一个优选实施例中，DSC可用于测量块状样品的结晶度。FTIR可用于测量表面处 的结晶度。实施例3-假牙部件(例如，嵌体、高嵌体、牙冠、牙桥，或基牙)的制造
[0080] 进行下面的步骤：
[0081] (i)使用标准印模盘从患者口腔获取模具。接着该模具注入牙科石膏并且使其凝 固。
[0082] (i i)扫描模具以收集输入CAD/CAM铣床(例如，Cerec或Sirona机器)的相关CAD数 据。接着，操作员结合机器设计假牙部件。该机器适当地设定以使CAD设计预备用于以实施 例1中制成的PEEK块体制造该部件。
[0083] (iii)将PEEK块体插入CAD/CAM机器中，该机器自动操作以基于从扫描模具收集的 数据将块体加工成部件。
[0084] (iv)从块体移除框架并且根据需要完成。
[0085]作为所描述的使用模具的替换方案，可以进行患者口腔的相关部分的数字扫描且 将相关数字数据输入CAD/CAM机器中。
[0086]实施例1中使用的块体可以仅由PEEK组成，因此，呈现PEEK的原色，或可替换地该 PEEK可以并入一种或多种填料以使块体着色(且该假牙部件由其制成），例如粉色、白色或 金色。可替换地或另外地，可将牙贴面应用于根据上述制造的假牙部件。
[0087]有利地，由于用于形成假牙部件的块体的结晶度水平较高，其不需要处理以提高 或调节其结晶度。因此，可以在"椅旁"程序中快速生产假牙部件。
[0088]作为提供PEEK块体的替换方案可以提供并入羟基磷灰石的块体。这对制造牙科种 植体是特别有利的，因为如下文所示，已经发现所描述的PEEK-HA材料具有改进的生物活 性。
[0089]实施例4-包括聚醚醚酮(PEEK)和羟基磷灰石(HA)的组合物的制造
[0090] 干燥恪体粘度(MV)为0.44KNsm-2的以 PEEK-OPT丨MA?LTI(Invibio Biomaterial Solutions，UK)形式获得的聚醚醚酮(PEEK)，以除去水(在储存中聚醚醚酮吸收水hPEEK为 颗粒形式，尺寸大约为3mm * 2mm。选择平均粒径约5 μπι的粒子形式的羟基磷灰石(HA)。
[0091] 将PEEK和ΗΑ在双螺杆混料机(挤出机）中混合，双螺杆混料机将混合物加热至360 °C~400°C之间（在挤出机出口温度为400 °C)，以熔化PEEK。在将HA引入挤出机的上游的位 置将PEEK引入挤出机。将PEEK加热并经由挤压机输送，使得PEEK在挤出机内在加入HA之前 处于熔融状态。接着，HA和熔融PEEK的混合物进一步经由挤压机输送以混合PEEK和HA。将 PEEK和HA复合物从挤出机挤出且制成粒状。
[0092] 加入挤出机的PEEK和HA的比率使得挤出机的出口为包括10wt%的HA的PEEK和HA 复合物。
[0093]挤出机包括标准螺杆剖面，该标准螺杆剖面由不锈钢制成，最小L/D比率为45:1。 在挤出机末端使用孔眼为4mm的双孔模具和制粒机。主螺杆转速设定为150~250rpm。该螺 杆与反向旋转螺杆互相啮合，该反向旋转螺杆的长度约lm，直径约40mm。直径大约2毫米的 饰边被切成约3mm的长度以限定PEEK和HA复合物粒料。
[0094] 实施例5-用于制造注塑成型的部件的一般程序
[0095] 将粒料(例如实施例4的那些粒料)注塑成型以产生生物活性部件。所使用的注塑 成型机器包括加热筒，该粒料经由加热筒由螺杆输送。将该筒加热至360-375Γ之间的温 度，使得在粒料内的聚合物材料随着其经由筒输送而熔化，从而产生熔体。接着，将该熔体 经由喷嘴注入模具中，且模制工具加热至200 °C~220 °C之间。
[0096]确定测试样品的机械性质，包括悬臂梁冲击强度(缺口的）（ISO 180)、弯曲强度 (ISO 178)、弯曲模量(ISO 178)、拉伸强度（ISO 527)和断裂伸长率并且结果如表1所示。 [0097] 实施例6至9
[0098]重复实施例4的方法，但使PEEK与HA的比率适合使挤出机的出口为包括不同重量 百分比的HA的PEEK和HA复合物，如表1详细示出。
[0099]
[0100] 表1
[0101] 将所生产的PEEK和HA复合物粒料按照实施例5的描述进行注塑成型以生产生物活 性部件。确定所制成的部件的机械性质，结果如表2所示。
[0102] 比较实施例1
[0103] 将以PE:EK-OFn.MA_?:(Invibio Biomaterial Solutions,UK)形式获得的聚酿酿 酮(PEEK)用于注塑成型机器中并且注塑成型以按照实施例5的一般程序生产部件。确定实 施例4和6~9的部件的机械性质以进行比较，结果如表2所示。
[0104] 结果
[0105] 下面的表2详细列举了机械测试的结果。
[0106]
[0107]表2
[0108]已经发现PEEK可以在没有较大困难的情况下成功地与高达50wt%HA的HA复合，且 没有在两种成分之间观察到反应。用冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和断裂伸长 率的平均机械值针对填料含量绘图（图没有展示)且与未填充的PEEK的那些进行比较以确 定最优的HA水平。由此得出20wt % HA(实施例6)得到使得HA以足够的水平存在以给该部件 提供令人满意的生物活性而不显著损害物理性能的最优水平。
[0109] 实施例10-生物活性测试
[0110] 由于相比单独的PEEK(比较实施例1)在材料机械性能上的影响有限，选择含有 20wt%HA的PEEK(实施例6)进行进一步的生物活性研究。
[0111] 使用根据Bohner和Lemaitre(Bohner M，Lemaitre J./Biomaterials 30(2009) 2175-2179)制造和描述的SBF-JL2，通过在模拟体液(SBF)中于材料表面上形成磷灰石的能 力确定PEEK/HA的生物活性，且与单独包括PEEK的对照进行比较。
[0112] 使用双溶液制剂(So 1. A和So 1. B)生产SBF-JL2，该双溶液制剂具有下面的组合物， 终流体为2升：
[0113]
[0114]检查磷灰石形成的体外方法的使用作为预测体内的骨生物活性的手段已被广泛 使用和接受（Kokubo T,Takadama H.How useful is SBF in predicting in vivo bone bioactivity?Biomaterials2006;27(15) :2907-2915)。将样本浸渍于37°C，含5%C〇2,且湿 度为100%的旋转平台上的SBF中1、3,和7天。使用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜 (SEM)，和衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)分析浸渍于SBF的样品的表面上存在 的生物活性元素。
[0115] PEEK对照和PEEK/20%HA复合物的表面的SEM分析表明浸渍于SBF后在表面上形成 球形结晶。这在PEEK/20%HA样本上更多且更明显，并且早在于SBF中浸渍1天后，就观察到 了这些球形结晶，表明增加磷灰石形成。
[0116] 详细的Ca2p和P2p XPS光谱表明虽然在两种材料的表面上鉴定出Ca和P，但仅在 PEEK/20%HA样本上存在有利于骨形成的元素比率，即Ca/P比率为1.66,接近羟基磷灰石的 理论值。同时，对照PEEK上的沉积物的比率较易变(>1.67)，指示非羟基磷灰石磷酸钙的形 成。
[0117] 在SBF中浸渍1天后，在PEEK/20 %HA和对照PEEK样本上进行ATR-FTIR表面分析，以 半量化磷灰石沉积的程度并检测功能基团。在1 〇 15CHT1处观察到明显的峰，更像由磷酸基团 的结构P-Ο键引起的。测量1 〇 15 cm-1与164 5 cm-1 (PEEK的特征）处的吸收比率，表明相比对照 PEEK，PEEK/20 % HA样本的该比率提高，确定XPS的发现表明在PEEK/20 % HA样本上形成较多 的磷灰石。
[0118] 令人惊讶地，已经发现尽管HA在部件中的比例低（仅20wt%)，但部件的表面处存 在足够的HA以向部件提供生物活性性质并促进磷灰石形成。
[0119] 实施例11-绵羊临床前研究中的种植体-骨直接接触的程度的评估
[0120]将实施例6的组合物和PEEK-OPTIMA的圆柱形接合钉种植在已建立的绵羊模型中。 将种植体在羊胫骨皮质骨中放置4周和12周。在每个时间点结束时，收集种植体和周围的骨 并包埋于PMMA中。用亚甲蓝和碱性品红对组织切片进行组织结构染色。由两个盲测者对组 织学图像在半定量尺度上分级以确定正在生长的骨百分比。在4周和12周的两个时间点，实 施例6的组合物相比单独的ΡΕΕΚ-0ΡΤIMA，骨直接接触的百分率较高。
[0121] 图1给出了结果，其表明了对于接触由比较实施例1和实施例6的材料制成的部件 的骨的分级。
[0122] 包括实施例6的材料的颗粒可以有利地用于生产在此所述的块体。
[0123] 本发明并不限于前述实施例的细节。本发明延伸至说明书(包括所附权利要求、摘 要和附图）公开的特征的任何新的、或任何新的组合，或者延伸至所公开的方法的步骤的任 何新的、或新的组合。
【主权项】
1. 一种制造假牙部件的方法，所述方法包括： (i) 选择沿方形或矩形截面延伸的块体，所述块体包括聚合物材料，所述聚合物材料包 括化学式(I)的重复单元：其中11和w 1独立地代表0或1，且V1代表0、1或2; 其中所述聚合物材料的结晶度为至少10% ; (ii) 依靠使用数字技术收集的数据加工所述块体。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物材料的结晶度大于20%，优选 大于30%。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述块体的体积为至少900mm3且小于 65，000mm 3;和/或所述块体的侧边长最小为7mm，最大为75mm;和/或所述块体的截面面积在 50mm2~1000mm 2的范围内（优选50~200mm2);和/或所述块体的长度在10mm~80mm的范围内 (优选 15mm~20mm) 〇4. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合物材料基本由化学式I 的重复单元组成，其中tl = l、vl=0且wl=0。5. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合物材料的熔体粘度在 0.09~0.5KNsm-2的范围内。6. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述组合物包括至少80wt%或 至少94wt%的所述聚合物材料。7. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述块体包括组合物，所述组合 物包括所述聚合物材料(特别地基本由化学式I的重复单元组成的聚合物材料，其中tl = l、 wl = 0且vl = 0)和磷灰石，其中所述聚合物材料的重量百分比除以所述磷灰石的重量百分 比的比率在1~9的范围内。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述聚合物材料的重量百分比除以所述磷 灰石的重量百分比的比率在3.8~4.2的范围内。9. 根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其特征在于，所述组合物包括至少65wt% 的所述聚合物材料并且包括至少l〇wt %的所述磷灰石，且所述聚合物材料和所述磷灰石的 重量百分比在90~100wt%的范围内。10. 根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述磷灰石为羟基磷灰石。11. 根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，使用激光衍射且基于体积 分布评估的所述磷灰石的D50小于200μηι，优选小于20μηι。12. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在所述方法中，在步骤(i)之后 和在步骤(ii)之前的步骤（i)*中，使用数字技术收集在安装假牙部件的区域上的数据;其 中步骤(i)*包括:扫描安装假牙部件的区域或扫描安装假牙部件的区域的模型。13. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在步骤（i)中选择的块体的结 晶度（由DSC测得的）除以在所述方法中生产的假牙部件的结晶度（由DSC测得的）的比率在 0.8~1.2的范围内，优选在0.9~1.1的范围内。14. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，在所述方法中制成的所述假牙 部件的面积为至少〇· 5cm2,优选至少lcm2,厚度小于1.0mm。15. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述假牙部件选自嵌体、高嵌 体、牙冠、牙桥、牙种植体或基牙。16. 根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述假牙部件由所述块体制 成，所述块体包括所述聚合物材料和磷灰石。17. -种假牙部件，其在前面任一项权利要求的方法自身中制成。18. 根据权利要求17所述的假牙部件，其特征在于，所述假牙部件选自嵌体、高嵌体、牙 冠、牙桥、牙种植体或基牙，其中所述聚合物材料的结晶度大于20% (优选大于30%)，其中 所述聚合物材料基本由化学式I的重复单元组成，其中tl = l、vl = 0且wl = 0;其中所述聚合 物材料的熔体粘度在〇. 09~0.5KNsnf2的范围内，其中所述假牙部件的面积为0.5cm2(优选 至少lcm 2)，厚度小于1.0mm，其中选择性地，所述假牙部件包括磷灰石，所述聚合物材料的 重量百分比除以所述磷灰石的重量百分比的比率在1~9的范围内（优选在3.8~4.2的范围 内）。19. 一种在根据权利要求1至16中任一项所述的方法中使用的块体，所述块体基本上由 组合物组成，所述组合物包括： (a) 至少99wt %聚合物材料，其中所述聚合物材料包括化学式(I)的重复单元其中tl = l、wl = 0且vl = 0,其中由DSC测得的所述聚合物材料的结晶度为至少10% (优 选20~36%);或 (b) 所述化学式I的聚合物材料和磷灰石，其中tl = l、wl = 0且v 1 = 0，其中由DSC测得的 所述聚合物材料的结晶度为至少10% (优选20~36%);其中所述聚合物材料的重量百分比 除以所述磷灰石的重量百分比在1~9的范围内。
【文档编号】A61K6/033GK105828780SQ201480069472
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月17日
【发明人】努诺·塞雷诺, 马库斯·贾曼-史密斯, 莱因哈德·洛本霍弗
【申请人】尤沃拉有限公司