一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法及制备得到的牙齿托槽技术

本发明专利技术提供了一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法及制备得到的牙齿托槽，所述的制备方法包括：复合基体粉料、复合烧结助剂、粘结剂和水混合制浆，浆液依次经成型和烧结后得到所述的牙齿托槽；所述的复合基体粉料包括氧化铝粉料和氧化锆粉料。本发明专利技术采用复合基体粉料和复合烧结助剂制备得到了高弯曲强度、高硬度以及高透光率的牙齿托槽。

【技术实现步骤摘要】
一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法及制备得到的牙齿托槽
本专利技术属于轨道交通
，涉及一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法及制备得到的牙齿托槽。
技术介绍
对牙齿实施固定矫治时，一般采用弓丝来提供各种类型的矫治力，使患者牙齿排列整齐，并改善咬合。弓丝对牙齿实施的矫治力一般通过托槽传递。托槽是粘接在牙冠表面，用于容纳和固定正畸弓丝的组件。托槽不仅决定了传递给牙齿的矫治力的大小和方向，同时也影响治疗过程中的美观度和舒适性，因此，要求托槽不仅具有高的强度、硬度、生物相容性，同时也要求托槽具有小的体积和美观度。牙齿托槽是固定矫治技术的重要组成部件之一，多个牙齿托槽在牙齿矫正过程中通过弓丝进行连接，牙齿托槽在安装过程中是压紧在牙齿表面的，其一般通过基座的下表面吸附在牙齿上；牙齿托槽本身的体积较小，当其吸附在牙齿表面时，通过常规的镊子等工具对其进行拆卸时，其底面与牙齿紧密吸附，吸附力大，一般工具在拆卸过程需要对底座或者托翼进行借力，进而拔除，这样操作很容易造成牙齿托槽的损坏，影响其正常使用，而且需要花费很大力气才能完成拆卸工作。现阶段的托槽主要有不锈钢托槽和陶瓷托槽两种，不锈钢托槽由于制备工艺简单，成本低而被广泛用，但不锈钢与牙齿的色泽差异较大，美观度差，同时，不锈钢托槽在使用过程中，其中的镍会析出，对镍过敏的患者无法使用。相比而言，陶瓷托槽不仅具有体积小、强度高、摩擦系数低等优点，同时，陶瓷托槽往往具有与牙齿相近的色泽或透明，美观度好，因此深受患者欢迎。陶瓷托槽是目前托槽发展的重要方向。根据托槽的颜色来划分，陶瓷托槽可以分为近似牙齿的白色和透明两种。白色陶瓷托槽具有与牙齿相近的色泽，美观度好，因此深受患者欢迎。但是，由于不同患者牙齿的色泽差异较大，考虑到制备成本，尚无法实现针对不同的患者来定制与患者牙齿色泽相近的托槽。相比而言，透明陶瓷托槽对不同牙齿色泽的患者均可适用，因此，透明陶瓷托槽具有更大适用群体。透明陶瓷托槽的制备往往需要首先制备出陶瓷的单晶体，如现阶段使用的透明氧化铝托槽，一般先采用提拉法制备出由氧化铝单晶体，再经切割、打磨和抛光制备成托槽。CN1701764公开了一种透明氧化铝陶瓷托槽的制造方法，包括下列步骤：将纯度大于99.9％的超细氧化铝粉料混合成型；经过脱脂后，在1200至1500℃，在空气中烧结；然后在1100至1400℃下进行热等静压处理。氧化锆具有比氧化铝更高的强度、更低的摩擦系数和更好的生物相容性，因此可以采用氧化锆制备出体积更小、性能更优的托槽。但是，由于氧化锆的熔点高、并且在接近熔点的温度处(～2370℃)存在相变，导致单晶氧化锆的制造难度远高于单晶氧化铝，因此限制了透明氧化锆托槽的应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法及制备得到的牙齿托槽，本专利技术采用复合基体粉料和复合烧结助剂制备得到了高弯曲强度、高硬度以及高透光率的牙齿托槽。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法，所述的制备方法包括：复合基体粉料、复合烧结助剂、粘结剂和水混合制浆，浆液依次经成型和烧结后得到所述的牙齿托槽。所述的复合基体粉料包括氧化铝粉料和氧化锆粉料。本专利技术利用氧化铝的胶凝性质，将氧化铝颗粒填充在网络结构间隙中，提高堆砌密度，增加生坯强度，同时添加氧化锆，利用氧化铝凝胶形成的双电层，将氧化锆均匀混合在氧化铝颗粒中，填充网络支架，干燥后紧密贴合，充分发挥氧化锆的增韧机理，制备出氧化锆增韧氧化铝陶瓷材料。因氧化锆的热膨胀系数大于氧化铝，在烧结升温过程中，氧化锆颗粒不断长大，并与氧化铝颗粒交错连接在一起，且晶粒增大不断向空隙填充，增加致密度。在烧结冷却过程中，氧化铝基体会对氧化锆产生足够大的压应力限制四方相氧化锆向单斜相氧化锆的转变，而四方相氧化锆能有效改变断裂过程中裂纹的传导方向，从而降低陶瓷脆性，增加陶瓷的弯曲强度，以此材料可以制备得到弯曲强度≥500MPa的牙齿托槽。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的制备方法具体包括如下步骤：(Ⅰ)复合基体粉料、复合烧结助剂、粘结剂和水混合后球磨制浆得到浆液；(Ⅱ)浆液注入托槽磨具后形成托槽生坯，托槽生坯依次经干燥和脱脂后置于密封环境下进行冷等静压，得到成型的托槽生胚；(Ⅲ)成型的托槽生胚在真空环境中依次经高温烧结和低温烧结后，随炉空冷得到所述的牙齿托槽。作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的复合基体粉料包括氧化铝粉料和氧化锆粉料。优选地，所述的氧化铝粉料和氧化锆粉料的质量比为(4～5):1，例如可以是4.0:1、4.1:1、4.2:1、4.3:1、4.4:1、4.5:1、4.6:1、4.7:1、4.8:1、4.9:1或5.0:1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的氧化铝粉料的平均粒径为0.1～0.5μm，例如可以是0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm或0.5μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的氧化锆粉料的平均粒径为0.1～0.5μm，例如可以是0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm或0.5μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的复合烧结助剂的质量为复合基体粉料质量的0.1～0.5％，例如可以是0.1％、0.2％、0.3％、0.4％或0.5％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的复合烧结助剂为MgO和SiO2的混合物。本专利技术添加适量的MgO和SiO2复合烧结助剂，一方面是使烧结过程中出现少量液相，利用其在烧结中形成液相来降低烧结温度和抑制晶粒生长，因而制得的高透明陶瓷托槽晶粒尺寸较小，晶粒不易脱落，另一方面是抑制晶界旳迁移和晶粒生长，使微气孔有足够的时间依靠晶界扩散而被排除，易于实现致密化。优选地，所述的MgO和SiO2的质量比为1:(2～5)，例如可以是1:2、1:2.5、1:3、、1:3.5、1:4、1:4.5或1:5，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的粘结剂的质量为复合基体粉料质量的1～5％，例如可以是1％、2％、3％、4％或5％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述的粘结剂包括聚乙二醇、聚丙烯酸或硬脂酸的一种或至少两种的组合。优选地，所述的复合基体粉料、复合烧结助剂和粘结剂的总质量与所述的水的质量比为1:(5～10)，例如可以是1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5或1:10，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的球磨制浆过程中采用的球磨介质为Al2O3小球。优选地，所述的浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：/n复合基体粉料、复合烧结助剂、粘结剂和水混合制浆，浆液依次经成型和烧结后得到所述的牙齿托槽；/n所述的复合基体粉料包括氧化铝粉料和氧化锆粉料。/n

【技术特征摘要】
1.一种口腔正畸用的牙齿托槽制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：
复合基体粉料、复合烧结助剂、粘结剂和水混合制浆，浆液依次经成型和烧结后得到所述的牙齿托槽；
所述的复合基体粉料包括氧化铝粉料和氧化锆粉料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括如下步骤：
(Ⅰ)复合基体粉料、复合烧结助剂、粘结剂和水混合后球磨制浆得到浆液；
(Ⅱ)浆液注入托槽磨具后形成托槽生坯，托槽生坯依次经干燥和脱脂后置于密封环境下进行冷等静压，得到成型的托槽生胚；
(Ⅲ)成型的托槽生胚在真空环境中依次经高温烧结和低温烧结后，随炉空冷得到所述的牙齿托槽。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的复合基体粉料包括氧化铝粉料和氧化锆粉料；
优选地，所述的氧化铝粉料和氧化锆粉料的质量比为(4～5):1；
优选地，所述的氧化铝粉料的平均粒径为0.1～0.5μm；
优选地，所述的氧化锆粉料的平均粒径为0.1～0.5μm；
优选地，所述的复合烧结助剂的质量为复合基体粉料质量的0.1～0.5％；
优选地，所述的复合烧结助剂为MgO和SiO2的混合物；
优选地，所述的MgO和SiO2的质量比为1:(2～5)；
优选地，所述的粘结剂的质量为复合基体粉料质量的1～5％；
优选地，所述的粘结剂包括聚乙二醇、聚丙烯酸或硬脂酸的一种或至少两种的组合；
优选地，所述的复合基体粉料、复合烧结助剂和粘结剂的总质量与所述的水的质量比为1:(5～10)。


4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的球磨制浆过程中采用的球磨介质为Al2O3小球；
优选地，所述的浆液与球磨介质的值相比为1:(2～4)；
优选地，所述球磨的时间为12～24h。


5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)中，所述浆液的注入温度为120～150℃；
优选地，所述浆液的注入压力为70～130MPa；
优选地，所述浆液的注入速度为30～90g/s；
优选地，所述浆液在注入过程中，所述的托槽模具的温度为40～60℃。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐迹，徐勇，刘文兰，张晓洁，刘君英，方宇翔，
申请(专利权)人：深圳市第二人民医院深圳市转化医学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44