一种口腔修复体表面处理装置的制作方法

本实用新型涉及表面处理技术领域，尤其涉及一种口腔修复体表面处理装置。

背景技术：

随着社会进步和经济发展，现代人对口腔健康越来越重视。全瓷修复体因其逼真的美观效果、良好的生物相容性等优点在临床中得到越来越广泛地应用。全瓷修复体的成功依赖于瓷与树脂之间可靠牢固的粘接。目前临床上常使用的瓷材料有玻璃陶瓷和氧化钇稳定四方相氧化锆多晶陶瓷材料（以下简称氧化锆）等全瓷材料。由于陶瓷材料本身的特性，其粘接效果较差，都必须经过特殊处理才能使粘接强度达到临床使用标准，对氧化锆材料尤其如此。因此，如何简单有效的提高陶瓷材料的粘接性能，已经成为口腔修复治疗中亟待解决的问题。

为了提高氧化锆和玻璃陶瓷的粘接性能，目前在临床应用中，主要的方法是使用化学试剂对材料表面进行预处理，然后再用于粘接。两者在预处理时存在一定的区别。对于氧化锆，在预处理时需要使用涂底剂，目前一种有代表性的处理剂是由美国bisco公司生产的z-primerplus，俗称“小绿瓶”。预处理之后，氧化锆的剪切粘接力能达到20mpa左右。对于玻璃陶瓷，其预处理过程则相对较为复杂。首先，需要使用具有强酸蚀性的氢氟酸试剂，对玻璃陶瓷表面进行酸蚀，改变其表面形貌及成分。酸蚀之后，可以发现材料表面亲水性显著提高，同时表面明显变粗糙。然后，使用涂底剂进行处理，主要是硅烷偶联剂，。预处理之后，玻璃陶瓷的剪切粘接力能达到35mpa左右。

然而，目前临床使用的预处理方法均需要使用化学试剂，这也带来了一些问题：

1)化学试剂的使用使得整个处理过程既繁琐又费时，每次涂抹涂底剂时，医生都需要不停地涂抹，增加了操作敏感性，这对需要工作一整天的医生来说并不是一件轻松的事；

2)化学试剂的使用可能会对人体造成伤害。比如，在涂抹试剂时，化学试剂挥发的物质有可能被诊室内的医生及病人吸入体内，对他们的身体健康造成不良影响；另外，在玻璃陶瓷的预处理中，氢氟酸一直都是医生头疼的试剂。在使用时，医生需要保持高度的精神集中，防止氢氟酸溅到身上造成伤害。更有甚者，如果操作失误，可能将氢氟酸溅到同诊室中的护士或病人身上，那后果将不堪设想。

3)预处理后，清洗样品产生的废液直接排放会对环境造成污染，而废液的处理又需要额外的费用；化学试剂的使用费用需要由病人承担，进一步增加了治疗费用。

有鉴于此，发明人提出一种口腔的植入体表面处理方法，通过设置一个口腔修复体反应空间并调节反应空间的环境空气湿度，并通过等离子体发生装置产生等离子体，使得所述等离子体与环境空气共同作用于位于反应空间内的口腔修复体的外表面，用以提高口腔修复体外表面的粘接性能。但要实施该方法，如何提供一种能够有效的产生等离子体并能高效快捷的实现对口腔修复体的外表面的处理，能方便控制、结构简单的口腔修复体表面处理装置，就成了本领域技术人员亟需解决的技术的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足，本实用新型解决的技术问题在于如何提供一种能够有效的等离子体用以实现对口腔修复体的外表面的处理，能方便控制、结构简单的口腔修复体表面处理装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种口腔修复体表面处理装置，包括：反应容器，等离子体发生装置，用于向等离子体发生装置供应用以激发等离子体的工作气体的供气装置，以及调节反应容器内部环境湿度的进气湿度调节装置；所述反应容器的内腔构成反应空间并用于放置待处理的口腔修复体，供气装置的出气口与等离子体发生装置的进气口相连通，用于向等离子体发生装置供应工作气体，所述等离子体发生装置的出气口设置于反应容器内，用于激发工作气体电离产生等离子体，并将等离子体输送至放置待处理口腔修复体的位置处；所述进气湿度调节装置用于向反应容器的反应空间内输送空气并调节进气湿度，以调节反应空间的环境空气湿度。

上述的口腔修复体表面处理装置中，具体而言，所述供气装置包括第一储气装置，与第一储气装置通过管路相连的第一气体流量计，以及设置在第一气体流量计与等离子体发生装置之间的连接管路上的第一启闭调节阀。

上述的口腔修复体表面处理装置中，作为优选方案，进气湿度调节装置包括与反应容器的反应腔室连通的空气干路管路，空气干路管路上设置有第二启闭调节阀，空气干路管路远离反应容器的一端并联设置有第一空气支路和第二空气支路，第一空气支路与第二空气支路外端分别设置有一个第二储气装置，以及设置在第二储气装置与空气干路管路之间第二气体流量计，在第一空气支路或第二空气支路上设置有混水装置，混水装置包括混水槽，混水装置设置在空气干路管路与第二气体流量计之间，第一空气支路或第二空气支路的支路管路在混水装置处断开，与第二储气装置相连的断口伸入混水槽中存放的液体的液面以下，与空气干路管路连通的断口设置在混水槽中存放的液体的液面上方。

上述的口腔修复体表面处理装置中，作为优选方案，所述混水装置中的混水槽为密闭槽，所述液体为水。

上述的口腔修复体表面处理装置中，作为优选方案，所述反应容器为密闭容器，反应容器上设置有静态排气管道，静态排气管道上设置有第三启闭调节阀，还包括与反应容器的反应空间通过管道连通且设置在反应容器外侧的真空抽气泵。

上述的口腔修复体表面处理装置中，作为优选方案，还包括设置在反应容器中的升降装置，升降装置包括竖向设置的导杆，与导杆驱动连接并使得导杆沿自身轴线旋转的第一驱动电机，套设在导杆上的水平滑块，水平滑块上设置有竖向的螺纹孔，平行导杆竖向设置的丝杆竖向穿过所述水平滑块并与所述螺纹孔配合，水平滑块上设置有连接部，等离子体发生装置连接在所述水平滑块上与所述水平滑块同步运动，所述等离子体发生装置的喷吹口向下设置，用于调节等离子体发生装置的喷吹口高度，从而调整等离子体作用于口腔修复体外表面的作用距离。

上述的口腔修复体表面处理装置中，作为优选方案，还包括位于所述等离子体发生装置的喷吹口下方设置的水平的旋转载物台，还包括与旋转载物台驱动连接并使得旋转载物台沿自身轴线旋转的第二驱动电机，旋转载物台上表面正对喷吹口的旋转区域划分为若干间隔的口腔修复体放置区。

上述的口腔修复体表面处理装置中，作为优选方案，还包括总控制装置，所述总控制装置分别与供气装置、等离子体发生装置和进气湿度调节装置进行电信号连接，用于控制供气装置、等离子体发生装置和进气湿度调节装置的启动和关闭。

本实用新型公开的口腔修复体表面处理装置结构简单，能够用于有效激发等离子体与环境空气共同作用于反应容器内的口腔修复体的外表面，使用方便高效，可以用以高效快捷的处理口腔修复体，帮助降低口腔修复体的表面处理成本，具有很好的市场推广应用前景。

附图说明

图1为本实用新型公开的一种口腔修复体表面处理装置的构架结构示意图；

图2为采用本实用新型装置处理玻璃陶瓷材质的口腔修复体表面粘附力与环境湿度的关系曲线图；

图3为采用本实用新型装置处理氧化锆材质的口腔修复体表面粘附力与环境湿度的关系曲线图。

其中，1为第一储气装置、2为第一气体流量计、3为第一启闭调节阀、4为第二启闭调节阀、5为第二储气装置、6为第二气体流量计、7为混水装置、8为静态排气管道、9为第三启闭调节阀、10为真空抽气泵、11为反应容器、12为等离子体发生装置、13为导杆、14为水平滑块、15为丝杆、16为旋转载物台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型口腔修复体表面处理装置进行进一步的说明。

请参阅图1，图1为本实用新型公开的一种口腔修复体表面处理装置的构架结构示意图。

本实用新型实施例公开了一种口腔修复体表面处理系统，所述口腔修复体表面处理系统包括：反应容器，等离子体发生装置，用于向等离子体发生装置供应工作气体的供气装置，以及调节反应容器内部环境湿度的进气湿度调节装置；所述反应容器的内腔构成反应空间并用于放置待处理的口腔修复体，供气装置的出气口与等离子体发生装置的进气口相连通，用于向等离子体发生装置供应工作气体，所述等离子体发生装置的出气口设置于反应容器内，用于激发工作气体电离产生等离子体，并将等离子体输送至放置待处理口腔修复体的位置处；所述进气湿度调节装置用于向反应容器的反应空间内输送空气并调节进气湿度，以调节反应空间的环境空气湿度。

由此，将本实用新型口腔修复体表面处理装置用于口腔修复体处理的流程可以设计包括以下步骤：

1）将待处理口腔修复体放入反应容器内；在打开反应容器将待处理口腔修复体放入反应容器内之后，此时可以先初步的调节等离子体作用于口腔修复体外表面的作用距离，再关闭反应容器，以便于后期精确调整作用距离时更加方便；

2）启动进气湿度调节装置，向反应容器的反应空间内输送空气并调节进气湿度，以调节反应容器内的环境湿度；在此步骤中，向反应容器的反应空间内输送空气并调节进气湿度的同时，可以设计对反应容器内同时进行排气或抽气，以平衡反应容器的反应空间内的气压，同时也有助于更快速的调节反应容器内的环境湿度；

3）启动供气装置和等离子体发生装置，使得供气装置向等离子体发生装置输送工作气体激发产生等离子体，并调整供气装置、进气湿度调节装置或/和等离子体发生装置的工作参数；调节工作参数的目的是使得等离子体发生装置能够有效的激发工作气体产生需要的等离子体；

4）调整等离子体作用于口腔修复体外表面的作用距离，使得等离子体与反应容器内的环境空气共同作用于口腔修复体外表面上，用以提高口腔修复体外表面的粘接性能。

这样，上述装置就设置一个口腔修复体反应空间并调节反应空间的环境空气湿度，并通过等离子体发生装置产生等离子体，将等离子体输送至反应容器内放置待处理口腔修复体的位置处，完成对口腔修复体的喷吹实现表面处理，使得所述等离子体与环境空气共同作用于位于反应空间内的口腔修复体的外表面，用以提高口腔修复体外表面的粘接性能。这里，可处理的口腔修复体可以是通过氧化锆或玻璃陶瓷等材料制得。

具体实施时，可以使用能够激发产生等离子体的工作气体经过等离子体发生装置的放电区域，产生等离子体，并且在气流的推动下，使得等离子体作用到口腔修复体的外表面，同时，由于等离子体具有较高的能量，又会与经过湿度调节的环境空气发生反应，产生活性物质，这些活性物质主要包含羟基自由基（•oh），最后直接作用于口腔修复体的材料表面。经过处理之后，口腔修复体的材料表面会形成多种活性基团，同时材料表面的形貌也发生改变，在这些因素的共同作用下，口腔修复体材料表面的粘接性能得到提升。

其中，由于放电产生的等离子体会与环境空气发生反应，而环境湿度（空气中的含水量）对产生的活性物质含量具有较大影响，而这又会影响后续的等离子体处理效果，最终影响材料的粘接性能，其中在预设范围值内，随着环境湿度的增加，口腔修复体外表面的粘结性能先增强后减弱。因此，为了保证较好的处理效果，调节反应空间的环境空气湿度的范围最好为22.0%-94.0%，具体湿度需要根据口腔修复体的材料情况而调节，以达到最佳处理效果。

使用等离子体处理后，由氧化锆或玻璃陶瓷制得口腔修复体材料表面均变得更加亲水，同时生成了许多活性基团，而表面形貌也变得更为粗糙。粘接剂一方面与这些活性基团形成化学链接，另一方面又与粗糙表面形成机械结合，从而大大提高了材料的粘接强度。

在本实施例中，所述工作气体优选采用惰性气体，例如氩气。因为氩气等惰性气体的击穿场强低，容易被激发产生等离子体，且较容易获得。当然，除了惰性气体之外，也可以采用其它能够激发产生等离子体的气体作为工作气体，例如氮气、氧气、空气等。

上述处理装置中，对供气装置、等离子体发生装置和进气湿度调节装置的启动/关闭控制，可以通过人工手动控制；当然，也可以在装置中增设总控制装置，所述总控制装置分别与供气装置、等离子体发生装置和进气湿度调节装置进行电信号连接，用于控制供气装置、等离子体发生装置和进气湿度调节装置的启动和关闭，从而实现电动化控制。通过一个总控制装置控制多个电器设备的启动和关闭，已经是成熟的电控实现方式，有利于简化操作。此外，对于供气装置、进气湿度调节装置或/和等离子体发生装置的工作参数的调整，也可以是通过人工手动调整；当然，也可以利用计算机控制系统，对供气装置、等离子体发生装置或/和进气湿度调节装置的工作参数加以控制，以使得供气装置、等离子体发生装置和进气湿度调节装置能够配合工作产生用于处理口腔修复体的等离子体。

其中，所述供气装置包第一储气装置，与第一储气装置通过管路相连的第一气体流量计，以及设置在第一气体流量计与等离子体发生装置之间的连接管路上的第一启闭调节阀。

这样，储气装置可为储气罐，启闭调节阀多选用球阀。上述装置简单，通过气体流量计方便控制气体流量，实现对等离子体的气体流速的控制。

在本实施例中，所述环境空气湿度利用接入反应空间的进气湿度调节装置调节进入反应空间的环境空气湿度。例如，可以利用接入反应空间的第一干燥空气流和第一湿润空气流通过气体流量配比实现环境空气湿度的控制。这样，第一湿润空气流可以采用化学实验中常用的洗气装置得到，即将干燥气流通过水池也带出部分水蒸气。

进一步的，进气湿度调节装置包括与反应容器的反应腔室连通的空气干路管路，空气干路管路上设置有第二启闭调节阀，空气干路管路远离反应容器的一端并联设置有第一空气支路和第二空气支路，第一空气支路与第二空气支路外端分别设置有一个第二储气装置，以及设置在第二储气装置与空气干路管路之间第二气体流量计，在第一空气支路或第二空气支路上设置有混水装置，混水装置包括混水槽，混水装置设置在空气干路管路与第二气体流量计之间，第一空气支路或第二空气支路的支路管路在混水装置处断开，与第二储气装置相连的断口伸入混水槽中存放的液体的液面以下，与空气干路管路连通的断口设置在混水槽中存放的液体的液面上方。

这样，上述装置通过干燥空气与湿润空气的体积配比或质量配比实现对环境湿度控制，装置简单可靠性好。

进一步的，所述混水装置中的混水槽为密闭槽，所述液体为水或水溶液，例如纯净水，或者盐水溶液、乙醇水溶液等常用的以水作为溶剂的溶液。

这样，密闭槽的设置使得气流流量稳定，避免在开方空间逃逸，使得气流控制不便。其中液态水一般控制在10度。

进一步的，所述反应容器为密闭容器，反应容器上设置有静态排气管道，静态排气管道上设置有第三启闭调节阀，还包括与反应容器的反应空间通过管道连通且设置在反应容器外侧的真空抽气泵。

这样，通过静态排气管道可实现反应容器内的气压和湿度处于动态平衡中，一侧输气一侧出气予以实现。真空抽气泵实现初始工作时对反应容器的杂质气体予以排空。

在本实施例中，所述口腔修复体表面处理系统还包括设置在反应容器中的升降装置，升降装置包括竖向设置的导杆，与导杆驱动连接并使得导杆沿自身轴线旋转的第一驱动电机，套设在导杆上的水平滑块，水平滑块上设置有竖向的螺纹孔，平行导杆竖向设置的丝杆竖向穿过所述水平滑块并与所述螺纹孔配合，水平滑块上设置有连接部，等离子体发生装置连接在所述水平滑块上与所述水平滑块同步运动，所述等离子体发生装置的喷吹口向下设置，用于调节等离子体发生装置的喷吹口高度，从而调整等离子体作用于口腔修复体外表面的作用距离。

这样，升降装置用于控制等离子体发生装置的喷吹口与口腔修复体外表面之间的距离，使得等离子体在一个合适的距离对口腔修复体的外表面进行喷吹，更有利于等离子体与环境空气发生反应，粒子碰撞产生更多活性物质，最后等离子体与口腔修复体材料表面接触，与口腔修复体材料表面发生反应，实现口腔修复体表面处理。

在本实施例中，所述口腔修复体表面处理系统还包括位于所述等离子体发生装置的喷吹口下方设置的水平的旋转载物台，还包括与旋转载物台驱动连接并使得旋转载物台沿自身轴线旋转的第二驱动电机，旋转载物台上表面正对喷吹口的旋转区域划分为若干间隔的口腔修复体放置区。

这样，旋转载物台可实现一次加工多份口腔修复体，提高装置的生产效率。等离子发生装置整体呈直管状，内部中空设置构成气流通道，气流通道一端连接储存工作气体的第一储气装置，通过第一储气装置提供气压实现气体喷吹，气流通道的另一端为喷吹口，在气流通道靠近喷吹口位置处的侧壁上沿着喷吹口的径向方向布置有两个电离电极，使得通过电离电极之间的气体电离产生等离子体。

在本实施例中，所述等离子体发生装置的工作参数包括等离子体发生功率。如果采用人工手动控制，即由人工控制等离子体发生装置的等离子体发生功率，但人工控制难以保证控制精确性。因此，最好通过计算机控制系统加以控制，计算机控制系统调压信号输出端与等离子体发生装置的电压控制端进行电信号连接，用以通过调节离子发生装置的工作电压而控制等离子体发生装置的等离子体发生功率。调整设备工作电压的计算机控制系统，已经是目前技术成熟的电控系统，不仅操作简便，同时更有利于确保控制精度。

这样，可以不同工作气体以不同材质的口腔修复体调整不同的功率以适应调控。

在本实施例中，将本实用新型口腔修复体表面处理装置用于口腔修复体处理的控制流程具体可设计为：

a）控制与反应容器相连的真空抽气泵将反应容器的反应空间排空；

b）打开湿度调节装置向反应容器的反应空间充入预设湿度的空气，待反应腔室的压强达到预设压强时，打开静态排气管道上设置的第三启闭调节阀，调控反应容器的反应腔区域进气量和出气量相一致，反应容器的反应腔室维持在预设压强和预设湿度；

c）控制启动供气装置和等离子体发生装置，将工作气体通入等离子体发生装置，并通过计算机控制系统控制供气装置供应工作气体的流速以及等离子体发生装置的功率，使得等离子体发生装置激发工作气体产生等离子体；

d）控制升降装置升降和旋转载物台旋转，调节等离子体发生装置的喷吹口与口腔修复体之间的距离为预设值，初次喷吹前将所述喷吹口调节至两个相邻的口腔修复体放置区之间的间隔区域，待获取预设流速的等离子体后转动旋转载物台将口腔修复体对准喷吹口实现喷吹；

e）控制旋转载物台旋转，使得等离子体与反应容器内的环境空气共同作用于每个口腔修复体外表面上，对口腔修复体表面进行处理。

上述升降装置中的第一驱动电机、以及旋转载物台中的第二驱动电机，可以分别通过各自的电机伺服系统进行独立控制，也可以利用总控制装置与第一驱动电机、第二驱动电机的电机伺服系统进行电信号连接，通过总控制装置分别进行升降装置和旋转载物台的驱动控制。

这样，上述公开了具体操作流程。首先开启真空抽气泵，将腔体内原有的气体成分排空，当气压达到20pa，通过压力表检测得到数据，真空抽气泵停止抽气。接着通过湿度调节装置，将一定含水量的空气经过阀通入到密闭容器中，直到密闭装置内气压达到一个大气压。此时继续通入空气，同时打开静态通气管道，则空气一边从球形阀处进气，一边从球形阀处出气，并且进气量和出气量一致，密闭容器内压力维持在一个大气压下的动态范围内。

调节好密闭容器内的环境湿度后，将工作气体氩气通入到射流装置中，设置氩气流速达到需要流速值（例如3slm，根据实际情况设置），施加电压，激发等离子体，与环境空气作用产生活性物质，从而对材料进行处理，处理时间根据实际情况而定（例如处理30秒），待处理材料放置在圆形托盘上，而托盘则与转动电机连接在一起，当调节好射流装置并产生等离子体后，对转动电机上电，使其开始工作。相应地，圆形托盘上待处理的材料也开始发生转动，从而实现等离子体对材料的处理。在处理之前，可以调节等离子体发生装置的喷吹口位于两个材料之间的空白区域，因为射流装置产生等离子体需要一个调节过程，因此最开始时射流装置喷口不宜直接对准材料，避免影响处理效果。

通过实验，对于氧化锆，在未使用小绿瓶的条件下，未经过等离子体处理的样品粘接力在4mpa左右，而经过处理之后，最高可达到6mpa左右，是原来的150%，有明显提升效果。对于玻璃陶瓷，效果同样十分明显，在不使用氢氟酸处理的情况下，经过等离子体射流处理后，其粘接力最高可达到44mpa左右，而最低值也在40mpa左右。从图2和图3中可以发现，玻璃陶瓷和氧化锆的剪切粘接力都随着环境湿度的增加呈先增加后减少变化，当环境湿度为22.8%时，玻璃陶瓷和氧化锆的剪切粘接力分别为42mpa和4.6mpa；当环境湿度为94.0%时，玻璃陶瓷和氧化锆的剪切粘接力分别为40mpa和5mpa；当环境湿度为59.4%时，玻璃陶瓷和氧化锆的剪切粘接力分别为44mpa和6mpa。

综上所述，本实用新型提供了一种口腔修复体表面处理装置，包括：反应容器，等离子体发生装置，用于向等离子体发生装置供应工作气体的供气装置，以及调节反应容器内部环境湿度的进气湿度调节装置，将口腔修复体植入反应容器中，调节环境空气湿度，并通过等离子体发生装置产生等离子体，使得所述等离子体与环境空气共同作用于位于反应容器内的口腔修复体的外表面，用以提高口腔修复体外表面的粘接性能。上述装置结构简单，能够用于有效激发等离子体与环境空气共同作用于反应容器内的口腔修复体的外表面，使用方便高效，可以用以高效快捷的处理口腔修复体，帮助降低口腔修复体的表面处理成本，具有很好的市场推广应用前景。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。