一种ZrO2基全瓷种植牙及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种ZrO2基全瓷种植牙及其制备方法，方法包括：将可溶性锆盐、强碱和含有掺杂元素的溶液采用纳米粉体制备技术，得到掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体；将纳米ZrO2粉体和光敏树脂混合，得到陶瓷‑光敏树脂预制浆料；将陶瓷‑光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印，得到ZrO2陶瓷素坯，然后排胶和烧结，得到ZrO2陶瓷基体；最后进行离子渗透、烧结和矿化处理，得到ZrO2基全瓷种植牙。本发明专利技术通过采用增材制造技术使得种植牙结构可控，高度仿真；再结合离子渗透、烧结和矿化处理，利于提高种植牙与牙槽骨的骨性结合；整体呈现化学组分梯度化分布，具备适中的强度、硬度、韧性和生物活性。

A ZrO2 based full porcelain dental implant and its preparation method

The invention provides a ZrO2 based all kinds of implant and a preparation method thereof. The method includes: solution of soluble zirconium salt and alkali and containing doped elements by nano powder preparation technology, nano ZrO2 powder doped elements stable; nano ZrO2 powder and photosensitive resin mixed ceramic photosensitive resin precast slurry; ceramic photosensitive resin slurry according to the simulation model using prefabricated teeth increasing material manufacturing technology to print, the ZrO2 ceramic blank, then discharging and sintering of ZrO2 ceramic matrix; finally, ion penetration, sintering and ore processing, all kinds of ZrO2 based dental implants. The invention adopts increasing material manufacturing technology makes the implant structure controllable, highly simulation; combined with ion penetration, sintering and mineralization, improve implant and alveolar bone osseointegration; overall chemical composition gradient distribution, with moderate strength, hardness, toughness and biological activity.

【技术实现步骤摘要】
一种ZrO2基全瓷种植牙及其制备方法
本专利技术涉及种植牙
，尤其涉及一种ZrO2基全瓷种植牙及其制备方法。
技术介绍
种植牙修复技术是目前治疗牙齿缺失的有效修复手段之一，但目前广泛使用的金属基种植牙存在以下问题：一方面，患者的牙槽骨结构、骨量、牙齿咬合、缺失位置等存在明显的个体差异及修复需求，而金属基种植体、基台及配件为标准化结构的零配件，难以满足日益增长的个体化种植要求，此外金属基种植牙的安装复杂，手术时间长(一般需要6～15个月)，存在较高的穿孔、感染和出血等手术风险；另一方面，金属基种植牙依靠牙槽骨的固定作用，但是由于两者存在组分的巨大差异，难以真正形成界面骨性结合，而且易导致牙龈透黑、周边真牙及牙槽骨磨损、免疫副作用以及X射线类医疗检测干扰等问题。因此，金属基种植牙修复技术将逐步难以满足个体化、安全性、舒适性和美观性的高端种植修复要求。氧化锆(ZrO2)是现阶段口腔界公认的理想牙科修复材料之一，具有抗弯强度高、硬度适中、断裂韧性高、热传导性低、耐腐蚀、耐磨损、生物相容性好和色泽自然美观等特点。但是，ZrO2为惰性生物材料，虽然生物相容性优于钛合金，但是生物活性低，难以与牙槽骨在过渡界面产生良好的骨性结合。此外，ZrO2陶瓷固有的脆性，增加了加工制造难度，目前主要采用计算机辅助设计/计算机辅助制造(CAD/CAM)技术进行加工，但这种机械切削方式，仍不可避免地造成陶瓷微裂纹形成，易产生牙冠边缘碎裂，而且软硬件编程相当复杂，陶瓷块利用率低，浪费严重。ZrO2陶瓷固有特性以及常规制备技术的不足，在一定程度上限制了ZrO2基陶瓷在口腔领域的应用。专利
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种ZrO2基全瓷种植牙及其制备方法，该ZrO2基全瓷种植牙高度仿真，结构可控，具备适中的强度、硬度和韧性。本专利技术提供了一种ZrO2基全瓷种植牙的制备方法，包括以下步骤：将可溶性锆盐、强碱和含有掺杂元素的溶液采用纳米粉体制备技术，得到掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体；将所述纳米ZrO2粉体和光敏树脂混合，得到陶瓷-光敏树脂预制浆料；将所述陶瓷-光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印，得到ZrO2陶瓷素坯；将所述ZrO2陶瓷素坯排胶和烧结，得到ZrO2陶瓷基体；将所述ZrO2陶瓷基体进行离子渗透、烧结和矿化处理，得到ZrO2基全瓷种植牙。优选地，所述可溶性锆盐选自氧氯化锆、硝酸锆和柠檬酸锆中的一种或多种；所述含有掺杂元素的溶液中的掺杂元素选自Y、Ca、Mg、Al、Ce和Zn中的一种或多种；所述光敏树脂选自聚对苯二甲酰对苯二胺、环氧己烷、环氧丙烯酸酯、1,6-已二醇二丙烯酸酯、环氧环已基甲酸酯、安息香双甲醚、二苯基乙酮、羟烷基苯酮、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、聚乙二醇、正辛醇、异丙醇、醋酸甲酯和醋酸乙酯中的一种或多种。优选地，所述陶瓷-光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印具体包括：将仿真牙齿模型文件导入软件中，切片分层后形成打印程序；设置打印参数后，将预制浆料和光敏树脂混合的混合物铺料，按照打印轨迹和打印参数打印，使单层浆料固化；重复铺料和打印过程，以层层堆叠的成型方式，得到ZrO2陶瓷素坯。优选地，所述排胶的升温过程包括：以3℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至400℃，再以1℃/min～3℃/min的升温速率从400℃升温至600～800℃，每隔100℃的保温时间为1～3h。优选地，所述烧结的温变过程包括：以5℃/min～15℃/min的升温速率从室温升温至800℃，再以1℃/min～5℃/min的升温速率从800℃升温至1000～2000℃，保温时间为1～5h；最后以5℃/min～20℃/min的降温速率降至室温。优选地，所述ZrO2陶瓷基体进行离子渗透、烧结和矿化处理具体包括：将ZrO2陶瓷基体置于饱和的磷盐和钙盐溶液中进行多次交替浸泡后，在700℃～1200℃煅烧；进行多次浸泡和煅烧；最后进行矿化处理，得到ZrO2基全瓷种植牙。优选地，所述仿真牙齿模型的建立过程包括：获取天然牙齿结构信息，采用三维建模数字化技术，构建高度仿真的牙齿结构及其牙根表面的梯度化多孔结构，得到仿真牙齿模型。优选地，所述天然牙齿结构选自门牙、犬齿和臼齿中的一种或多种。优选地，所述牙根表面的梯度化多孔结构为三维连通结构；孔的形状为六方、正方、三角形或圆形。本专利技术提供了一种ZrO2基全瓷种植牙，由上述技术方案所述制备方法制得。本专利技术提供了一种ZrO2基全瓷种植牙的制备方法，包括以下步骤：将可溶性锆盐、强碱和含有掺杂元素的溶液采用纳米粉体制备技术，得到掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体；将所述纳米ZrO2粉体和光敏树脂混合，得到陶瓷-光敏树脂预制浆料；将所述陶瓷-光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印，得到ZrO2陶瓷素坯；将所述ZrO2陶瓷素坯排胶和烧结，得到ZrO2陶瓷基体；将所述ZrO2陶瓷基体进行离子渗透、烧结和矿化处理，得到ZrO2基全瓷种植牙。本专利技术通过采用增材制造技术使制得的ZrO2基全瓷种植牙结构可控，高度仿真；掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体与光敏树脂形成的预制浆料通过增材制造技术，再结合离子渗透、烧结和矿化处理使得种植牙的牙根具有类似天然牙的表面过渡层，利于提高ZrO2基全瓷种植牙与牙槽骨的骨性结合；整体呈现化学组分梯度化分布，具备适中的强度、硬度、韧性和生物活性。实验结果表明：该ZrO2基全瓷种植牙的抗压强度为609.65±7.84～829.13±12.50MPa；硬度为9～10GPa；韧性为4.2～5.8MPa·m1/2。附图说明图1为本专利技术提供的ZrO2基全瓷种植牙的结构简图；图2为本专利技术提供的ZrO2基全瓷种植牙的制备流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种ZrO2基全瓷种植牙的制备方法，包括以下步骤：将可溶性锆盐、强碱和含有掺杂元素的溶液采用纳米粉体制备技术，得到掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体；将所述纳米ZrO2粉体和光敏树脂混合，得到陶瓷-光敏树脂预制浆料；将所述陶瓷-光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印，得到ZrO2陶瓷素坯；将所述ZrO2陶瓷素坯排胶和烧结，得到ZrO2陶瓷基体；将所述ZrO2陶瓷基体进行离子渗透、烧结和矿化处理，得到ZrO2基全瓷种植牙。本专利技术通过采用增材制造技术使制得的ZrO2基全瓷种植牙结构可控，高度仿真；掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体与光敏树脂形成的预制浆料通过增材制造技术，再结合离子渗透、烧结和矿化处理使得种植牙的牙根具有类似天然牙的表面过渡层，利于提高ZrO2基全瓷种植牙与牙槽骨的骨性结合；整体呈现化学组分梯度化分布，具备适中的强度、硬度、韧性和生物活性。本专利技术将可溶性锆盐、强碱和含有掺杂元素的溶液采用纳米粉体制备技术，得到掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体。在本专利技术中，所述可溶性锆盐优选选自氧氯化锆、硝酸锆和柠檬酸锆中的一种或多种；更优选为硝酸锆。所述强碱优选选自氨基钠、氨基钾、氢氧化钠、氢氧化钾、丁基锂和甲醇钠中的一种或多种，更优选选自氢氧化钠。所述含有掺杂元素的溶液中的掺杂元素优选选自Y、Ca、Mg、Al、Ce和Zn中的一种或多种；更优选选自Y和Ca两种元素；或Y、Ca和Al三种元素。所得到的掺杂元素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ZrO2基全瓷种植牙的制备方法，包括以下步骤：将可溶性锆盐、强碱和含有掺杂元素的溶液采用纳米粉体制备技术，得到掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体；将所述纳米ZrO2粉体和光敏树脂混合，得到陶瓷‑光敏树脂预制浆料；将所述陶瓷‑光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印，得到ZrO2陶瓷素坯；将所述ZrO2陶瓷素坯排胶和烧结，得到ZrO2陶瓷基体；将所述ZrO2陶瓷基体进行离子渗透、煅烧和矿化处理，得到ZrO2基全瓷种植牙。

【技术特征摘要】
1.一种ZrO2基全瓷种植牙的制备方法，包括以下步骤：将可溶性锆盐、强碱和含有掺杂元素的溶液采用纳米粉体制备技术，得到掺杂元素稳定的纳米ZrO2粉体；将所述纳米ZrO2粉体和光敏树脂混合，得到陶瓷-光敏树脂预制浆料；将所述陶瓷-光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印，得到ZrO2陶瓷素坯；将所述ZrO2陶瓷素坯排胶和烧结，得到ZrO2陶瓷基体；将所述ZrO2陶瓷基体进行离子渗透、煅烧和矿化处理，得到ZrO2基全瓷种植牙。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性锆盐选自氧氯化锆、硝酸锆和柠檬酸锆中的一种或多种；所述含有掺杂元素的溶液中的掺杂元素选自Y、Ca、Mg、Al、Ce和Zn中的一种或多种；所述光敏树脂选自聚对苯二甲酰对苯二胺、环氧己烷、环氧丙烯酸酯、1,6-已二醇二丙烯酸酯、环氧环已基甲酸酯、安息香双甲醚、二苯基乙酮、羟烷基苯酮、双苯甲酰基苯基氧化膦、二苯甲酮、聚乙二醇、正辛醇、异丙醇、醋酸甲酯和醋酸乙酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷-光敏树脂预制浆料根据仿真牙齿模型采用增材制造技术打印具体包括：将仿真牙齿模型文件导入软件中，切片分层后形成打印程序；设置打印参数后，将预制浆料和光敏树脂混合的混合物铺料，按照打印轨迹和打印参数打印，使单层浆料固化；重复铺料和打印过程，以层层堆叠的成型方式，得到ZrO2陶瓷素坯。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄淼俊，邓欣，李练，伍尚华，陈健，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44