表面处理的多晶陶瓷正牙托槽及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将弓丝（２０）联结到牙齿上的正牙托槽（１０）。正牙托槽（１０）包含陶瓷注射成型（ＣＩＭ）托槽主体（１２），所述主体包括被构造成将弓丝（２０）容纳在其中的弓丝槽（１８）。ＣＩＭ托槽主体（１２）包含多晶陶瓷。氧化铝或二氧化硅涂层（１４）连续和直接地与至少弓丝槽（１８）的表面接触。正牙托槽（１０）具有出乎预料的高抗扭强度。陶瓷注射成型（ＣＩＭ）托槽主体（１２）可包含多晶陶瓷，所述陶瓷所具有的粒度分布的特征在于平均粒度在大于３．４μｍ到约６μｍ范围内，因而正牙托槽还具有出乎预料的高抗裂韧度。一种正牙托槽（１０）的制造方法，包括使用陶瓷粉末注射成型制成托槽，烧结模制托槽，并涂覆陶瓷注射成型托槽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及正牙托槽(orthodontic bracket)，特别涉及表面处理的多晶陶 瓷正牙托槽。
技术介绍
正牙托槽是一种专用于改善患者牙齿咬合情况的正牙治疗的基本组件。在传统的 正牙治疗中，整形牙医将托槽贴附于患者的牙齿上并将弓丝(archwire)接合进每个托槽 的槽中。弓丝施加矫正压力，该压力强制没有对齐的牙齿移动到矫正的正确位置上的。矫 形线(ligature)，比如小的弹性0形圈或细金属线，被用来将弓丝保持在每个托槽槽里。备 选地，已经研究出不需要矫形线的自合式正牙托槽。不同于使用矫形线，自合式托槽依靠可 移动闭锁件或滑块将弓丝限定在托槽槽里。传统的正牙托槽通常是用不锈钢制成的，其坚固，无吸收性，可焊接，并相对容易 成形和进行机械加工。但是，使用金属正牙托槽接受正牙治疗的患者可能会由于金属托槽 容易被看见而感到难为情，因为即使不仔细观察也很容易地看到患者在进行治疗，更重要 的是，这并不美观。为了改善其外观，某些正牙托槽利用了由透明或半透明非金属材料制成 的托槽主体，比如聚合树脂(polymer resin)或陶瓷。托槽透明或半透明的性质使得下面 的牙齿颜色或色度可以透过托槽显现出来。基于这个原因，与金属托槽相比，透明或半透明 托槽更不显眼，因而也更受欢迎。尽管从美观的角度上陶瓷托槽超越了金属托槽，但众所周知陶瓷托槽比金属托槽 更容易破裂，金属托槽更易发生变形而非毁灭性损坏。因此，就需要一种陶瓷托槽，其对拉 伸和弯曲应力具有更大抵抗性，并能克服已知陶瓷托槽的不足。
技术实现思路
为达到这些目的，在本专利技术的一个实施方式中，用于将弓丝联结到牙齿上的正牙 托槽包含陶瓷注射成型(CIM)托槽主体，所述主体被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽， 所述弓丝槽被构造成将弓丝容纳在其中。CIM托槽主体包含多晶陶瓷和氧化铝或二氧化 硅第一涂层，所述涂层连续和直接地与CIM托槽主体的至少包括弓丝槽表面的一部分相接 触。在另一个实施方式中，用于将弓丝联结到牙齿上的正牙托槽包含陶瓷注射成型 (CIM)托槽主体，所述主体被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽，所述弓丝槽被构造成将弓丝容纳在其中。CIM托槽主体包含多晶陶瓷和第一涂层，所述涂层基本上由氧化铝组成，其 与CIM托槽主体的至少包括弓丝槽表面的一部分相接触。在另一个实施方式中，用于将弓丝联结到牙齿上的正牙托槽包含陶瓷注射成型 (CIM)托槽主体，所述主体被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽，所述弓丝槽被构造成将弓 丝容纳在其中。CIM托槽主体包含多晶陶瓷和氧化铝或二氧化硅第一涂层，所述多晶陶瓷所 具有的粒度分布的特征在于平均粒度在大于3. 4 μ m到约6 μ m范围内，所述涂层连续和直 接地与CIM托槽主体的至少包括弓丝槽表面的一部分相接触。在另一个实施方式中，用于将弓丝联结到牙齿上的正牙托槽的制造方法包括提供 陶瓷粉末和粘合剂的混合物；将混合物注入模腔形成模制托槽主体；加热模制托槽主体以 将粘合剂基本上从模制托槽主体上去除；烧结模制托槽主体形成陶瓷注射成型(CIM)托槽 主体，所述主体被构造成安装在牙齿上；在CIM托槽主体中形成弓丝槽，所述槽被构造成将 弓丝容纳在其中；以及形成氧化铝或二氧化硅第一涂层，所述涂层在CIM托槽主体的至少 包括弓丝槽表面的一部分上方连续和直接地与CIM托槽主体相接触。在又另一个实施方式中，用于将弓丝联结到牙齿上的正牙托槽包含陶瓷注射成型 (CIM)托槽主体，所述主体被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽，所述弓丝槽被构造成将弓 丝容纳在其中。CIM托槽主体包含多晶陶瓷和陶瓷涂层，所述多晶陶瓷所具有的粒度分布的 特征在于平均粒度在大于3. 4 μ m到约6 μ m范围内，所述陶瓷涂层连续和直接地与CIM托 槽主体的包括弓丝槽的表面的至少一部分相接触。附图说明作为本说明书的组成部分，附图画出了本专利技术的实施方式，与上面给出的一般说 明，与下面给出的细节说明一起，起到解释本专利技术各方面的作用。图1是依照本专利技术一个实施方式的正牙托槽的透视图；图2A，2B和2C是陶瓷注射成型(CIM)托槽主体的初步形成(as-formed)的弓丝 槽表面取500倍放大的电子显微图，描绘了关于陶瓷注射成型处理过程的缺陷；图2D是陶瓷注射成型(CIM)托槽主体的初步形成的弓丝槽表面取160倍放大的 电子显微图，描绘了与陶瓷注射成型处理过程有关的多处缺陷；图3是依照本专利技术一个实施方式CIM托槽主体上多层涂层的示意图；图4A是CIM托槽主体表面取1000倍放大的电子显微图，描绘了依照本专利技术一个 实施方式的CIM托槽主体表面的微结构；图4B是CIM托槽主体横截面的电子显微图，描绘了依照本专利技术一个实施方式的 CIM托槽主体内部的微结构；图5A是依照正牙托槽抗扭强度的测量程序，固定到不锈钢球轴承(ball bearing)上的托槽的透视图；图5B是依照正牙托槽抗扭强度的测量程序，与扭转臂组装在一起的图5A所示的 托槽/球轴承组件的透视图；图5C是依照正牙托槽抗扭强度的测量程序，与臂定位器组装在一起的图5B所示 的扭转臂的透视图；图5D是图5B所示的扭转臂与图5C所示的臂定位器组装在一起的侧视图，画出了它们与拉伸强度试验机5542压缩锤体的相对位置；图5E是臂定位器和拉伸强度试验机5542压缩锤体的前视图，画出了与压缩锤体 中凹进对齐的扭转臂枢轴；以及图6A和6B是本专利技术实施方式暴露的断裂面取1000倍放大的电子显微图。 具体实施例方式依照本专利技术一个实施方式的示例性正牙托槽10在图1中画出。正牙托槽10包括 陶瓷注射成型(CIM)的托槽主体12，所述主体包含多晶陶瓷和涂层14，所述涂层是氧化铝 (Al2O3), 二氧化硅(SiO2),氧化锆(&02)或其他陶瓷，比如其他氧化物，氮化物，或硼化物， 该涂层覆盖了 CIM托槽主体12的至少一部分。专利技术人发现涂层14出乎预料地改进了 CIM 托槽主体12的抗扭强度并抵消了与陶瓷注射成型处理过程相关的独特表面缺陷所造成的 影响，这些缺陷通常在其他制造方法中并未遇到。涂层14在下面进行更详细介绍。正牙托槽10还可包括联结到CIM托槽主体12的可移动闭合部件。该可移动闭合 部件可包括绑缚(Iigating)滑块16或其他与CIM托槽主体12联结的机械闭锁件。绑缚 滑块16可在图1所示的开放位置和关闭位置(未示出)之间移动。尽管在图1中描绘了 自合式托槽(self-ligating bracket)，本专利技术的实施方式不限于自合式托槽，还同样适于 各种其他类型的正牙托槽，包括正牙治疗领域已知的绑翼式(tiewing-type)正牙托槽(也 就是需要缚线的那些托槽)。参见图1，CIM托槽主体12包括形成于其中并适于容纳弓20(用虚线表示)的弓 丝槽18，其用于在将CIM托槽主体12固定到患者牙齿时将矫正力作用到牙齿上。当被安 装到患者上颂牙齿的唇面上时，CIM托槽主体12具有舌侧22，咬合侧24，牙龈侧26，中间 (mesial)侧28，远侧30，和唇侧32。CIM托槽主体12的舌侧22被构造为以任何传统方式固 定在牙齿上，比如通过适当的正牙黏固粉或粘合剂或通过围绕在相邻牙齿周围的绑带(未 示出)进行固定。舌侧22可进一步具有垫33，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将弓丝与牙齿联结的正牙托槽，包含：陶瓷注射成型（ＣＩＭ）托槽主体，被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽，所述弓丝槽被构造成将弓丝容纳在其中，ＣＩＭ托槽主体包含多晶陶瓷；以及氧化铝或二氧化硅的第一涂层，所述第一涂层与ＣＩＭ托槽主体的包括弓丝槽表面的至少一部分连续和直接接触。

【技术特征摘要】
US 2008-11-14 61/114,565一种用于将弓丝与牙齿联结的正牙托槽，包含陶瓷注射成型(CIM)托槽主体，被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽，所述弓丝槽被构造成将弓丝容纳在其中，CIM托槽主体包含多晶陶瓷；以及氧化铝或二氧化硅的第一涂层，所述第一涂层与CIM托槽主体的包括弓丝槽表面的至少一部分连续和直接接触。2.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层包含平均粒度小于多晶陶瓷 平均粒度的微结构。3.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层包含气相沉积氧化铝。4.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层是非晶态的。5.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层是纳米晶体。6.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层具有的厚度等于或大于CIM托 槽主体表面粗糙度。7.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层为约Iym至约2μπι之间厚。8.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，抗扭强度比无第一涂层的CIM托槽主体 大至少近似5%。9.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，抗扭强度比无第一涂层的CIM托槽主体 大至少近似20%。10.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，抗扭强度比无第一涂层的CIM托槽主 体大至少近似60%。11.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，多晶陶瓷包含氧化铝。12.如权利要求1所述的正牙托槽，其特征在于，进一步包含第二涂层，其含有陶瓷并覆盖第一涂层的至少一部分。13.一种用于将弓丝与牙齿联结的正牙托槽，包含陶瓷注射成型(CIM)托槽主体，被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽，所述弓丝槽被 构造成将弓丝容纳在其中，CIM托槽主体包含多晶陶瓷；以及第一涂层，所述涂层基本上由氧化铝组成，其与CIM托槽主体的包括弓丝槽表面的至 少一部分接触。14.如权利要求13所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层是纳米晶体。15.如权利要求13所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层是非晶态的。16.如权利要求13所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层包含平均粒度小于多晶陶 瓷平均粒度的微结构。17.如权利要求16所述的正牙托槽，其特征在于，多晶陶瓷是具有平均粒度在大于 3. 4μ m至约6 μ m范围内的氧化铝。18.如权利要求13所述的正牙托槽，其特征在于，进一步包含一个或多个由覆盖在第 一涂层上的基本上由氧化铝所组成的额外涂层。19.如权利要求18所述的正牙托槽，其特征在于，第一涂层及额外涂层中的每一个都 具有数埃到约15 μ m的厚度。20.一种用于将弓丝与牙齿联结的正牙托槽，包括陶瓷注射成型(CIM)托槽主体，被构造成安装在牙齿上并包括弓丝槽，所述弓丝槽被构造成将弓丝容纳在其中，该CIM托槽主体包含多晶陶瓷，所述多晶陶瓷所具有的粒度分 布的特征在于平均粒度在大于3. 4 μ m到约6 μ m范围内；以及氧化铝或二氧化硅的第一涂层，所述第一涂层与CIM托槽主体的包括弓丝槽表面的至 少一部分连续和直接接触。21.如权利要求20所述的正牙托槽，其特征在于，平均粒度在约3.5 μ m至约5 μ m之间。22.如权利要求20所述的正牙托槽，其特征在于，平均粒度在约4μ m至约4. 3 μ m之间。23.如权利要求20所述的正牙托槽，其特征在于，多晶陶瓷具有至少为4.OMPa ·πι1/2的 抗裂韧度。24.如权利要求20所述的正牙...

【专利技术属性】
技术研发人员：R罗德里格斯，F法新尼亚，A鲁伊斯维拉，W伍德，
申请(专利权)人：奥姆科公司，
类型：发明
国别省市：US