牙齿正畸矫治材料及其制备和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种牙齿正畸矫治材料，尤其是涉及一种透明高分子牙齿矫治用牙套 正畸材料，本发明还涉及所述材料的制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 牙齿矫正是通过正畸或外科手术等方法治疗错颌畸形。错颌畸形是指儿童生长发 育过程中，由先天因素或后天因素导致的牙齿、颌骨、颅面的畸形，牙齿参差不齐。
[0003] 牙齿参差不齐会导致很多问题，首先，严重影响口腔功能的正常发挥，主要是对我 们的咀嚼、发音、吞咽、呼吸功能的影响。其次，严重影响牙周组织健康及口腔卫生，牙列不 齐，特别是牙齿拥挤，一方面使口腔菌斑易于附着，另一方面因牙刷难于接触而不易清洁， 因而牙周组织，如牙龈、牙槽骨极易产生炎症，出现牙龈肿胀、出血、口腔异味等症状，久而 久之如果严重累及牙槽骨，则可出现牙齿松动，从而造成严重后果。再者，严重影响颜面部 生长发育，牙齿在整个颜面部生长发育过程中起着极为重要的作用，通俗地讲，正常发育排 列的牙齿，对颌面部高度、深度及宽度的正常生长有着类似于"支架"的作用。最后，严重影 响心理健康，心理学家指出，牙齿排列不齐、牙齿错颌畸形的患者长期处在被嘲笑的环境中 将对其成长造成严重影响。若不及时矫正，会因此背上沉重的精神包揪。
[0004] 牙齿矫正的一个重要途径是通过各种正畸装置来治疗。也就是通过各种矫正装置 来调整面部骨骼、牙齿、颌面神经肌肉三者之间的平衡和协调。调整上下颌骨之间，上下牙 齿之间、牙齿与颌骨之间和联系它们的神经肌肉之间不正常的关系。首先错颌畸形的矫治 它主要依靠在口腔内部或外部戴用矫治器，对牙齿、牙槽骨及颌骨施加适当的"生物力"，使 其产生生理性移动，从而矫治错颌畸形。
[0005] 从口腔正畸学牙齿正畸矫治器和正畸材料的一个多世纪发展历程来看，正畸矫治 器从带环的使用到直接粘结技术的研制，从标准方丝弓到如今广泛使用的直丝弓矫治，以 及目前的舌侧矫治技术和自锁托槽技术等，所用材料为不锈钢、钼金属、钛镍合金和陶瓷等 矫治材料。传统的正畸矫治器主要为活动矫治器和固定矫治器。活动矫治器对发音有一定 的影响，而且活动矫治器钢丝暴露在牙齿的唇侧，对美观有一定程度的影响，制作起来比较 困难。固定矫治器是用粘结剂粘结在牙齿舌侧以稳定牙齿的位置，其容易脱落，且脱落后不 易被发现，因此容易出现牙齿的移位复发。同时，固定保持器不利于清洁，会影响口腔卫生。
[0006] 隐形矫治器与先进的三维数字化技术结合起来，针对每个患者的个体特征进行矫 治过程设计和矫治器的个性化制造，采用一种特殊的高分子材料制成隐形矫治器，美观舒 适是其最具吸引力的特点。可在进食、漱口、用牙线时取下，有助于保持口腔卫生，减少对食 物的限制和牙齿脱钙的危险，降低龋病、龈炎、牙周病的发生率。可由患者自行摘戴，大大减 少了椅旁操作时间。在治疗过程中所用力较轻，每次只移动一部分牙齿，通过牙齿少量移 动，约0. 25-0. 3mm，来实现矫治目标，急诊少，创伤小，牙根吸收少，符合牙齿的生理移动规 律。也就是说，随着口腔医学技术的日益提高，牙齿矫正器的类型从金属托槽发展到无托槽 隐形矫正器，无论是实用性、美观性及舒适性都得到了显著的提高。
[0007] 国外对正畸矫治用热压模材料已趋成熟，国内对其研制并没有得到相应的重视， 国内应用到的热压模材料也都是进口产品。国内对正畸矫治用高分子材料也进行了一些研 究探讨，如中国专利申请CN02139224. 2采用超高分子量聚乙烯用于制作牙科正畸托槽，其 存在的问题是制作的高分子材料没有较大的力学强度，使得牙齿矫治过程中所产生的应力 不够，导致矫治效果不佳。中国专利申请CN201210129701. 6建议将聚对苯二甲酸乙二醇 酯-1，4-环己烷二甲醇酯与TPU和PC的组合用作牙齿正畸矫治材料。然而由该材料制成 的牙齿正畸矫治材料的吸水率（或吸唾液率）和应力松弛率仍旧需要进一步降低。
[0008] 因此，仍旧需要一种具有更佳综合性能，尤其是具有更低吸水率（或吸唾液率）和 应力松弛率的牙齿正畸矫治用材料。
【发明内容】
[0009] 鉴于上述现有技术状况，本发明的发明人在高分子牙齿正畸矫治用材料领域进行 了广泛而又深入的研究，以期能够发现一种具有改进综合性能的高分子牙齿正畸矫治材 料，尤其是具有足够低吸水率（或吸唾液率）和应力松弛率的牙齿正畸矫治材料。结果发 现，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯与纳米二氧化硅共混得到的材料 可以实现上述目的。本发明人正是基于上述发现完成了本发明。
[0010]因此，本发明的一个目的是提供一种牙齿正畸矫治材料，该牙齿正畸矫治材料不 仅具备良好的透明性能，还具有良好的力学性能，化学性能，满足卫生级别等优点，尤其具 有足够低的吸水率（或吸唾液率）和应力松弛率。
[0011] 本发明的另一目的是提供一种制备本发明的牙齿正畸矫治材料的方法。
[0012] 本发明的再一目的是提供本发明的牙齿正畸矫治材料在制造牙齿正畸矫治器件 中的用途。
[0013] 为了实现上述技术问题，本发明采用的技术方案可概括如下：
[0014] 1. -种牙齿正畸矫治材料，基于矫治材料的总重量，其包含
[0015] A) 50-99. 7重量％，优选60-85重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲 醇酯（PETG);
[0016] B) 0-40重量％，优选10-30重量％的聚碳酸酯（PC);
[0017] C) 0-20重量％，优选1-15重量％的热塑性聚氨酯弹性体（TPU);和
[0018] D)0. 3-5重量％，优选0. 3-3重量％的纳米二氧化硅，
[0019] 其中矫治材料的所有组分的各百分含量之和为100重量％。
[0020] 2.根据第1项的牙齿正畸矫治材料，其中在聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷 二甲醇酯中，以聚合单元形式存在的1，4-环己烷二甲醇的含量占整个聚合物重量的20-50 重量％，优选35-45重量％ ;和/或，聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯的重均 分子量为 200000-400000,优选为 200000-350000。
[0021] 3.根据第1或2项的牙齿正畸矫治材料，其中聚碳酸酯为双（4-羟基苯基）C2_C 5直链或支链烷基聚碳酸酯，例如2, 2-双（4-羟基苯基）丙烷聚碳酸酯、1，1-双（4-羟基苯 基）乙烷聚碳酸酯和/或2, 4-双（4-羟基苯基）-2-甲基丁烷聚碳酸酯；和/或，聚碳酸酯 的重均分子量为20000-36000,优选为24000-35000。
[0022] 4.根据第1-3项中任一项的牙齿正畸矫治材料，其中热塑性聚氨酯弹性体是聚酯 型热塑性聚氨酯弹性体。
[0023] 5.根据第1-4项中任一项的牙齿正畸矫治材料，其中热塑性聚氨酯弹性体具有 A70-A98的邵氏硬度；和/或，热塑性聚氨酯弹性体的重均分子量为140000-220000,优选为 150000-210000。
[0024] 6.根据第1-5项中任一项的牙齿正畸矫治材料，其中聚对苯二甲酸乙二醇 酯-1，4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯和热塑性聚氨酯弹性体的透光率各自独立地大于80%; 和/或牙齿正畸矫治材料的透光率为86-91 %，优选为88-91 %。
[0025] 7.根据第1-6项中任一项的牙齿正畸矫治材料，其中聚对苯二甲酸乙二醇 酯-1，4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯和热塑性聚氨酯弹性体的折射指数各自独立地 为1.56-1. 59,优选为1.57-1.58 ;和/或，前述三个组分的熔融加工温度各自独立地为 220-245 °C。
[0026] 8.根据第1-7项中任一项的牙齿正畸矫治材料，其中还包含抗氧剂和/或光稳定 剂。
[0027] 9. -种制备根据第1-8项中任一项的牙齿正畸矫治材料的方法，包括将该材料所 包含的各个组分熔融共混。
[0028] 10.根据第1-8项中任一项的牙齿正畸矫治材料在制造牙齿正畸矫治器件中的用 途，所述器件优选为牙套。
【具体实施方式】
[0029] 根据本发明的一个方面，提供了一种牙齿正畸矫治材料，基于矫治材料的总重量， 其包含
[0030] A) 50-99. 7重量％的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯（PETG);
[0031 ] B) 0-40重量％的聚碳酸酯（PC);
[0032] C)0-20重量％的热塑性聚氨酯弹性体（TPU);和
[0033] D) 0· 3-5重量％的纳米二氧化硅，
[0034] 其中矫治材料的所有组分的各百分含量之和为100重量％。
[0035] 在本发明中，作为组分A的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯为非结 晶共聚酯，是一种透明塑料。它可由乙二醇（EG)和1，4-环己烷二甲醇（CHDM)与对苯二甲 酸（TPA)或与对苯二甲酸二甲酯（DMT)单体进行酯化或酯交换法缩聚获得。对本发明而 言，有利的是，在聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯中，以聚合单元形式存在的 1，4_环己烷二甲醇的含量占整个聚合物重量的20-50重量％，优选35-45重量％。特别优 选的是，适于本发明的聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯的重均分子量通常为 200000-400000,优选为200000-350000。对于聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲