一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于口腔修复体技术领域，具体涉及一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于口腔修复体
，具体涉及一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]随着经济水平的提高，人们对牙齿美学的要求也日益提高，全瓷冠因其理想的生物相容性
、
以及卓越的美学特性而受到口腔医师与患者的欢迎
。
在各种类型的牙科陶瓷修复体中，基于
SiO2‑
Li2O
材料体系的硅酸锂玻璃陶瓷
(LDGC)
在牙科中的应用越来越广泛
。
硅酸锂玻璃陶瓷具有良好的光学和美学性能，可以满足大多数陶瓷镶嵌体和单冠的需求
。
硅酸锂陶瓷由晶体部分和非晶体部分组成，与晶体部分相比，非晶部分的硬度相对较低，抵抗液体腐蚀的能力较差
。
研究表明，暴露在酸性条件下会导致硅酸锂陶瓷中离子的释放
、
陶瓷表面的部分降解
、
粗糙度增加并导致牙菌斑聚集
。
而口腔是与外界相通的环境，常由于细菌感染，胃酸分泌过多以及酸性饮品的摄入，使修复体处于酸性环境中
。
在玻璃陶瓷和牙齿粘接的边缘线处，细菌容易定植，从而进一步产酸腐蚀修复体和桥接部位牙齿，损伤修复体的同时引起牙体龋坏，因此修复体在耐酸的同时应具备抗菌能力
。
为了提高硅酸锂陶瓷的使用寿命，减少接触部位龋坏发生，提高表面的抗腐蚀能力并杀灭粘附的细菌具有重要意义
。
[0003]近年来，对于硅酸锂玻璃陶瓷改性主要通过额外添加强度更高氧化锆晶体，提高整体强度来实现
。
但是预添加晶体提高整体密度会增加切割过程中出现微裂纹的风险，并且晶体数量增加，只能在一定程度上缓解非晶体和晶体部分溶出的问题，并不能起到完全阻止作用
。
受到制备方法的限制，目前无法获得一种保持表面美观度
、
耐酸腐蚀同时具有抗菌能力的硅酸锂陶瓷
。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述问题提供了一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷及其制备方法和应用
。
[0005]为达到上述目的本专利技术采用了以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷，其表面沉积有
TiO2层，在所述
TiO2层上沉积有具有孔状通道的
TiO2层，所述具有孔状通道的
TiO2层的孔隙被
Pt
修饰，且具有孔状通道的
TiO2层的孔隙内装载有
Pt
修饰的不规则片状氮化碳纳米颗粒，即不规则氮化碳纳米颗粒被
Pt
固定在具有孔状通道的
TiO2层的孔隙内
。
[0007]本专利技术还提供了一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1，对硅酸锂玻璃陶瓷进行预处理；
[0009]步骤2，制备表面耐酸抗菌复合结构：
[0010]步骤
2.1
，硅酸锂玻璃陶瓷表面
TiO2衬底的制备：将预处理后的硅酸锂玻璃陶瓷置于原子层沉积系统反应器中，将四异丙醇钛和去离子水交替引入反应腔体内；
[0011]步骤
2.2
，具有孔状通道的
TiO2层的制备：将四异丙醇钛和去离子水交替引入反应
器内，然后将三甲基铝和去离子水交替引入反应腔体内，将得到的产物在乳酸溶液中蚀刻去除氧化铝，从反应腔体内取出，得到底层致密的
TiO2层和表层具有孔状通道的
TiO2层；
[0012]步骤
2.3
，装载氮化碳纳米颗粒：采用浸渍法将氮化碳纳米颗粒装载至具有孔状通道的
TiO2层的孔隙内；
[0013]步骤
2.4
，沉积
Pt
制备双催化抗菌表层：将步骤
2.3
得到的产物置于反应腔体内，交替沉积三甲基
(
甲基环戊二烯
)
铂
(IV)(MeCpPtMe3)
和
O3，此时
Pt
修饰的氮化碳纳米颗粒被封装到
Pt
修饰的
TiO2孔隙中，得到所述表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷
。
[0014]进一步，所述步骤1中对硅酸锂玻璃陶瓷进行预处理，具体步骤为：
[0015]步骤
1.1
，将硅酸锂玻璃陶瓷切割成尺寸为
20
×4×
1.6mm
的样品备用，使用金相研磨砂纸按照
400#、800#、1200#、1600#、2000#
对其表面进行梯度研磨抛光；
[0016]步骤
1.2
，分别使用丙酮
、
乙醇
、
去离子水对研磨抛光后的硅酸锂玻璃陶瓷超声清洗
10min
，然后在
50℃
下干燥
。
[0017]进一步，所述步骤
2.1
中将四异丙醇钛和去离子水交替引入反应器内，具体步骤为：
[0018]反应腔体抽真空，预热到
150℃
，同时将四异丙醇钛的出口温度预热到
80℃
，在四异丙醇钛引入
0.2s
后，等待
3s
，通过纯度为
99.999
％的
N2净化反应腔
15s
，然后引入去离子水
0.04s
，等待
3s
，通过纯度为
99.999
％的
N2净化反应腔
15s
，真空反应腔的腔体压力在
10
～
200Pa
；该过程分别重复操作
100
次
。
[0019]进一步，所述步骤
2.2
中具有孔状通道的
TiO2层的制备，具体步骤为：
[0020]步骤
2.2.1
，反应腔体抽真空，预热到
150℃
，同时将四异丙醇钛的出口温度预热到
80℃
，在四异丙醇钛引入
0.2s
后，等待
3s
，通过纯度为
99.999
％的氮气净化反应腔
15s
，然后引入去离子水
0.04s
，等待
3s
，通过纯度为
99.999
％的氮气净化反应腔
15s
，真空反应腔的腔体压力在
10
～
200Pa
；该过程分别重复操作
30
次；
[0021]步骤
2.2.2
，反应腔体抽真空，预热到
150℃
，同时将三甲基铝的出口温度预热到
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷，其特征在于，所述硅酸锂玻璃陶瓷表面沉积有
TiO2层，在所述
TiO2层上沉积有具有孔状通道的
TiO2层，所述具有孔状通道的
TiO2层的孔隙被
Pt
修饰，且具有孔状通道的
TiO2层的孔隙内装载有
Pt
修饰的不规则片状氮化碳纳米颗粒，即不规则氮化碳纳米颗粒被
Pt
固定在具有孔状通道的
TiO2层的孔隙内
。2.
一种权利要求1所述表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对硅酸锂玻璃陶瓷进行预处理；步骤2，制备表面耐酸抗菌复合结构；步骤
2.1
，硅酸锂玻璃陶瓷表面
TiO2衬底的制备：将预处理后的硅酸锂玻璃陶瓷置于原子层沉积系统反应器中，将四异丙醇钛和去离子水交替引入反应腔体内；步骤
2.2
，具有孔状通道的
TiO2层的制备：将四异丙醇钛和去离子水交替引入反应器内，然后将三甲基铝和去离子水交替引入反应腔体内，将得到的产物从反应腔体内取出，在乳酸溶液中蚀刻去除氧化铝，得到底层致密的
TiO2层和表层具有孔状通道的
TiO2层；步骤
2.3
，装载氮化碳纳米颗粒：采用浸渍法将氮化碳纳米颗粒装载至具有孔状通道的
TiO2层的孔隙内；步骤
2.4
，沉积
Pt
制备双催化抗菌表层：将步骤
2.3
得到的产物置于反应腔体内，交替沉积三甲基
(
甲基环戊二烯
)
铂
(IV)
和
O3，此时
Pt
修饰的氮化碳纳米颗粒被封装到
Pt
修饰的
TiO2孔隙中，得到所述表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷
。3.
根据权利要求1所述的一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤1中对硅酸锂玻璃陶瓷进行预处理，具体步骤为：步骤
1.1
，将硅酸锂玻璃陶瓷切割成尺寸为
20
×4×
1.6mm
的样品备用，使用金相研磨砂纸按照
400#、800#、1200#、1600#、2000#
对其表面进行梯度研磨抛光；步骤
1.2
，分别使用丙酮
、
乙醇
、
去离子水对研磨抛光后的硅酸锂玻璃陶瓷超声清洗
10min
，然后在
50℃
下干燥
。4.
根据权利要求1所述的一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤
2.1
中将四异丙醇钛和去离子水交替引入反应腔体内，具体步骤为：反应腔体抽真空，预热到
150℃
，同时将四异丙醇钛的出口温度预热到
80℃
，在四异丙醇钛引入
0.2s
后，等待
3s
，通过纯度为
99.999
％的
N2净化反应腔
15s
，然后引入去离子水
0.04s
，等待
3s
，通过纯度为
99.999
％的
N2净化反应腔
15s
，真空反应腔的腔体压力在
10
～
200Pa
；该过程分别重复操作
100
次
。5.
根据权利要求1所述的一种表面耐酸抗菌硅酸锂玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤
2.2
中具有孔状通道的
TiO2层的制备，具体步骤为：步骤
2.2.1
，反应腔体抽真空，预热到
150℃
，同时将四异丙醇钛的出口温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴，张晓璇，张斌，赵翔宇，田春瑞，李娜，张媛，李晖菲，
申请(专利权)人：山西医科大学，
类型：发明
国别省市：