具有三维打印的高保持层的牙科牙冠及其制造方法技术

本发明专利技术公开了三维打印的牙科牙冠及其制造方法。该牙科牙冠可包括一个或多个三维打印部件，并且形成为被成形为覆盖患者的牙齿的一部分的外壳；三维打印的涂层保持层，该三维打印的涂层保持层包括多个空隙区域；以及组合物，该组合物位于该涂层保持层上和该多个空隙区域内，用于将涂料组合物粘结到该外壳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有三维打印的高保持层的牙科牙冠及其制造方法
技术介绍
预成形的不锈钢牙冠仍然是全部或部分替代牙齿的优选选择。对于需要完全覆盖的牙齿，它们是一种非常耐用和可靠的修复物。然而，不锈钢牙冠具有无吸引力的外观。因此，需要具有更自然外观并且优选具有牙齿样外观的更自然外观的不锈钢牙科牙冠。各种牙科牙冠和制备牙科牙冠的方法公开于例如：美国专利4,068,379；美国专利6,663,390；美国专利6,106,295；美国专利7,008,229；美国专利8,597,762；美国专利9,044,292；美国专利公布2009/0286205；PCT专利申请2018/058590；中国专利1,163,093；欧洲专利0156273；欧洲专利0051704；以及徳国专利公布3600977中。然而，总是期望形成更好的解决方案以形成持久的牙科牙冠。
技术实现思路
本公开的一些方面提供了一种牙科牙冠。该牙科牙冠可包括被成形为覆盖患者的牙齿的一部分的金属外壳，该金属外壳包括：连续的无孔金属或金属复合层；涂层保持层，该涂层保持层与该金属层相邻，其中涂层保持层是三维打印的并且包括多个涂层保持元件，其中该保持层包括位于这些保持元件和相邻金属层之间的多个空隙区域，并且其中多个开孔形成于该多个保持元件之间。本公开的其它方面提供一种形成牙科牙冠的方法。该方法可包括三维打印金属外壳和涂层保持层以形成牙科牙冠，其中该涂层保持层包括多个开孔，其中该金属基底层和该涂层保持层之间的界面包括多个空隙区域，并且其中该外壳和该涂层保持层两者均包含三维打印的材料。本公开的一些其它方面提供一种形成牙科牙冠的方法。该方法可包括提供多层构造，该多层构造包括：连续的无孔金属基底层；三维打印的涂层保持层，该三维打印的涂层保持层与该金属基底层相邻，其中该涂层保持层包括多个涂层保持元件，其中在这些涂层保持元件之间存在多个开孔，进一步地，其中该金属基底层和这些涂层保持元件之间的界面包括多个空隙区域；将该多层构造成形为牙科牙冠坯料。本公开的一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中进行阐述。从说明书和附图、以及从权利要求书中，本公开的其他特征、目标和优点将显而易见。附图说明图1和图2示出了现有技术的牙科牙冠，其中美学涂层已与不锈钢牙冠分层；图3示出了当它被放置在准备接收它的牙齿上时本专利技术的美学牙科牙冠；图4为图3中所示的美学牙科牙冠的正面(面部)视图；图4A为沿图4中的线4A-4A截取的剖视图。图5为本专利技术的另一个美学牙科牙冠的立面(面间)视图；图5A为沿图5中的线5A-5A截取的剖视图。图6示出了用于制备用于牙科坯料中的层压体的层；图7示出了用于制备用于牙科坯料中的层压体的层的放大视图；图8示出了将金属层粘结到涂层保持层的示意图的一个实施方案；图9示出了粘结后的层的放大视图；图10示出了三维打印的金属涂层保持层的一个实施方案；图11-图14示出了在深度拉伸工艺的四个不同阶段中穿过深度拉伸模头的示意性横截面；图15示出了涂覆步骤之后的具有三维打印的金属涂层保持层的牙科坯料的剖视图；图16A和16B分别示出了形成工艺和涂覆工艺之后的金属外壳的一个实施方案；图17A和图17B分别示出了本专利技术的形成工艺之后和涂覆工艺之后的牙科牙冠的另一实施方案；图18A-图18D示出了三维打印的金属涂层保持层的各种实施方案；图19A-图19B示出了三维打印的金属涂层保持层的各种实施方案的部分；图20示出了图19A-图19B所示的三维打印的保持层的剖视图；图21为用于增材制造美学牙科牙冠的一部分的一般化系统1200的框图；图22为用于美学牙科牙冠的一部分的一般化制造工艺的框图。图23为用于美学牙科牙冠的一部分的示例性制造工艺的高级流程图；图24为用于美学牙科牙冠的一部分的示例性增材制造的高级流程图并且；并且图25为示例性计算装置1600的示意性前视图。具体实施方式一直存在对用于牙科患者的临时和永久的美学金属牙冠的长期需要。传统上，牙科患者已接收由不锈钢制成的牙科牙冠，因为它们非常耐用并且为患者的牙齿提供可靠的修复。然而，不锈钢牙冠具有无吸引力的外观。因此，存在对具有更自然外观并且优选地具有牙齿样颜色的不锈钢牙科牙冠的需要。已使用树脂诸如聚酯、环氧化物、丙烯酸树脂和高密度聚乙烯进行尝试，以在牙冠的外部上形成美学上令人愉悦的外观。但是，如图1和图2中所示，在这些牙冠5接触其它牙齿或牙科工作以及放置在口腔中的食物时，由于这种接触和合成的咬合力，外部涂层趋于被剪切掉，这暴露了下面的不锈钢层18，从而导致无吸引力的外观。图3-图5示出了本专利技术的美学牙科牙冠的示例性示例。牙科牙冠10具有通过三维打印制造的部分。牙科牙冠10在图3中被示出为其正被放置在口腔中以覆盖所制备的牙齿12。准备好的牙齿12被示出为其表面被充分地磨掉，以将牙冠10放置在其上。所示牙齿的比例和待放置在其上的牙冠10是为了易于举例说明，并且不应被认为处于正确的比例。此外，已被研磨掉的牙齿12的部分也仅用于说明目的。图4和图4A方便地示出用于形成用于牙科牙冠10中的层压体的各种层。牙科牙冠具有咬合表面14和与咬合表面14相对的开口端16，以用于接纳所制备的牙齿12。牙科牙冠被成形为类似于它所替代的原始牙齿，并且开口端16用于放置在所制备的牙齿12之上。其尺寸被设定成舒适地贴合在正在执行牙科规程的牙齿12的部分之上。修剪牙冠，使得牙冠的底部边缘以舒适的方式满足牙龈线，这近似于在施加牙冠10时牙齿的放置。牙冠10以各种尺寸和形状制造，以适合不同类型的牙齿。牙冠10是延展性的，因此其可围绕牙齿的基部卷曲并且在咬合表面上成形，以提供与相对牙齿的舒适咬合。然而，在该卷曲和成形步骤期间，涂层24保留在牙冠10上。合适的牙齿制备包括去除所有龋齿和适当的成形剩余的天然牙齿，以接纳牙科牙冠10。牙科牙冠10具有示出为金属外壳的金属层或箔20。用于外壳20的金属优选为不锈钢，但也可为铝、锡、银、金以及它们的任何合金。金属层优选为连续层且无孔。这是为了防止涂层材料渗入牙冠的内部中，这可能干扰牙冠的制备和放置。牙科牙冠10具有涂层保持层22。保持层22优选为不锈钢，但也可为铝、锡、银、金以及它们的任何合金。外壳20和保持层22均可通过三维打印来制造，如下文所详述。另选地，仅保持层22可通过三维打印来制造。利用三维打印制造工艺，保持层22可被设计成具有特征结构(诸如下文所述的空隙区域)以增强对聚合物涂层的保持性；利用非增材制造工艺的典型制造工艺来制造此类保持层特征结构可能是困难的或不可能的。即使在长时间的使用之后，保持层22也使涂层24高度保留在金属外壳20上。由于保持层的机械结构，涂层24通过经固化的涂料层与保持层的物理相互作用而强力粘附到金属外壳20，如下文相对于图15至图19更详细所述。当牙科牙冠10在放置之前被成形和卷曲时，美学涂料层24不分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牙科牙冠，所述牙科牙冠包括：/n金属外壳，所述金属外壳被成形为覆盖患者的牙齿的一部分，所述金属外壳包括：/n连续的无孔金属或金属复合层；/n涂层保持层，所述涂层保持层与所述金属层相邻，其中涂层保持层是三维打印的并且包括多个涂层保持元件，其中所述保持层包括位于所述保持元件和相邻金属层之间的多个空隙区域，并且其中多个开孔形成于所述多个保持元件之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181207 US 62/776,6661.一种牙科牙冠，所述牙科牙冠包括：
金属外壳，所述金属外壳被成形为覆盖患者的牙齿的一部分，所述金属外壳包括：
连续的无孔金属或金属复合层；
涂层保持层，所述涂层保持层与所述金属层相邻，其中涂层保持层是三维打印的并且包括多个涂层保持元件，其中所述保持层包括位于所述保持元件和相邻金属层之间的多个空隙区域，并且其中多个开孔形成于所述多个保持元件之间。


2.根据权利要求1所述的牙科牙冠，所述牙科牙冠还包括：可硬化涂料组合物，所述可硬化涂料组合物施加在所述涂层保持层上，并且在所述多个空隙区域和开孔内连续，以将所述涂料组合物机械保持到所述外壳的所述涂层保持层。


3.根据权利要求1-3所述的牙科牙冠，其中，所述连续的无孔金属层与所述保持层一起三维打印。


4.根据权利要求1-3所述的牙科牙冠，其中，所述涂层保持层的所述保持元件包括网格或网，所述网格或网包括多根细长金属股线，并且所述空隙区域位于所述股线的至少一部分的下面。


5.根据权利要求1-4所述的牙科牙冠，其中，所述多根细长金属股线之间的多个开孔占所述涂层保持层的面积的10％至60％。


6.根据权利要求1-4所述的牙科牙冠，其中，所述细长股线之间的开口空间占所述涂层保持层的面积的30％至40％。


7.根据权利要求1-4所述的牙科牙冠，其中，所述涂层保持层包括细长金属股线的网，其中所述金属股线包括多个涂层保持元件，并且所述空隙区域位于所述股线的至少一部分的下面。


8.根据权利要求1-7所述的牙科牙冠，其中，所述可硬化涂料组合物是通过加热以去除溶剂、加热以引起聚合、化学交联、辐射诱导的聚合或交联来硬化或固化的。


9.根据权利要求1-8所述的牙科牙冠，其中，所述组合物包括聚合物或共聚物，所述聚合物或共聚物选自环氧化物、聚酯以及它们的杂合体。


10.根据权利要求1-8所述的牙科牙冠，其中，所述组合物包括热塑性聚合物。


11.根据权利要求10所述的牙科牙冠，其中，所述组合物包括热塑性聚合物，所述热塑性聚合物选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚酚砜、聚醚砜、聚丙烯酰胺、PTFE以及它们的组合。


12.根据权利要求1-11所述的牙科牙冠，其中，所述金属外壳和/或所述涂层保持层包含不锈钢。


13.根据权利要求1-12所述的牙科牙冠，其中，所述涂料组合物以5MPa的最小粘结强度保留在所述金属外壳上。


14.根据权利要求1-13所述的牙科牙冠，其中，所述组合物包含可聚合组分，所述可聚合组分选自由以下项组成的组：甲基丙烯酸苯氧基乙酯、二甲基丙烯酸脲烷酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸聚丙二醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、双酚A的甲基丙烯酸二缩水甘油酯以及它们的组合。


15.根据权利要求1-14所述的牙科牙冠，其中，所述金属外壳具有50微米至250微米范围内的厚度。


16.根据权利要求1-15所述的牙科牙冠，其中，所述金属外壳具有50微米至150微米范围内的厚度。


17.根据权利要求1-16所述的牙科牙冠，其中，所述涂层保持层具有50微米至125微米范围内的厚度。


18.根据权利要求1-17所述的牙科牙冠，其中，所述牙科牙冠具有50微米至700微米范围内的厚度。


19.根据权利要求1-18所述的牙科牙冠，其中，所述可硬化涂料组合物包括粉末。


20.一种形成牙科牙冠的方法，所述方法包括：
三维打印金属外壳和涂层保持层以形成牙科牙冠，其中所述涂层保持层包括多个开孔，其中金属基底层和所述涂层保持层之间的界面包括多个空隙区域，并且其中所述外壳和所述涂层保持层两者均包含三维打印的材料。


21.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括：将可硬化涂料组合物施加到所述涂层保持层上，并且连续施加在所述多个空隙区域和开孔内。


22.根据权利要求20-21所述的方法，其中，所述涂层保持层包括细长金属股线的网结构，并且其中所述多个空隙区域位于所述金属股线和所述基底层之间。


23.根据权利要求20-22所述的方法，所述方法还包括：使所述涂料组合物硬化以形成上覆于所述涂层保持层的至少一部分的涂层。


24.根据权利要求20-23所述的方法，其中，所述涂覆步骤包括静电粉末涂覆所述保持层并随后加热。


25.根据权利要求20-24所述的方法，其中，所述组合物是通过加热以去除溶剂、加热以引起聚合、化学交联、辐射诱导的聚合或交联来硬化或固化的。


26.根据权利要求20-25所述的方法，其中，所述热塑性组合物包括聚合物或共聚物，所述聚合物或共聚物选自环氧化物、聚酯以及它们的杂合体。


27.根据权利要求20-26所述的方法，其中，所述涂层包含热塑性聚合物。


28.根据权利要求20-27所述的方法，其中，组合物包括热塑性聚合物，并且其中所述热塑性聚合物选自聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚酚砜、聚醚砜、聚丙烯酰胺、PTFE以及它们的组合。


29.根据权利要求20-28所述的方法，其中，所述组合物包含可聚合组分，所述可聚合组分选自由以下项组成的组：甲基丙烯酸苯氧基乙酯、二甲基丙烯酸脲烷酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸聚丙二醇酯、二甲基丙烯酸三甘醇酯、双酚A的甲基丙烯酸二缩水甘油酯以及它们的组合。


30.根据权利要求20-29所述的方法，其中，细长股线之间的多个开孔占所述涂层保持层的面积的10％至70％。


31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述细长股线之间的所述多个开孔占所述涂层保持层的面积的30％至40％。


32.根据权利要求30-31所述的方法，其中，所述金属基底层和所述涂层保持层中的至少一者包含不锈钢，或者其中所述金属基底层和所述涂层保持层两者均包含不锈钢。


33.根据权利要求20-32所述的方法，其中，所述涂料组合物以至少5MPa的粘结强度保留在所述外壳上。


34.根据权利要求20-33所述的方法，所述方法还包括：
选择根据权利要求1所述的牙...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿弗申·法尔萨菲，伊丽莎白·Y·普洛特尼科夫，谢恩·C·彼得森，詹姆士·D·哈森，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US