專利名稱：在制造牙齒修復(fù)物時(shí)用于形成牙齒套筒的材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在制造或修補(bǔ)牙齒修復(fù)物時(shí)形成多孔金屬結(jié)構(gòu)和牙
齒套筒(dental coping)的牙科材料組合物。
背景技術(shù)：
在齒冠和齒橋修復(fù)術(shù)中，金屬套筒通常用于形成諸如齒冠和/或齒橋 等牙齒修復(fù)物的下層結(jié)構(gòu)。所述金屬套筒必須為修復(fù)物提供耐受咀嚼食 物時(shí)的咀嚼力所必要的必需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度。在陶瓷-金屬牙齒修復(fù)物 中，主要出于美觀的目的而用燒結(jié)的瓷料或丙烯酸樹脂的涂層覆蓋所述 金屬套筒。理想的是，所述金屬套筒還應(yīng)在所述牙齒修復(fù)物的邊緣提供 與齒齦組織的生物相容關(guān)系。
傳統(tǒng)上使用常規(guī)的鑄造操作由鑄造金屬形成所述牙齒套筒。在過(guò)去 的20年間，牙科業(yè)中已經(jīng)引入了使用金屬顆粒的基本組合物形成牙齒套 筒的替代性方法，并且已被廣泛接受作為傳統(tǒng)的鑄接式套筒(cast coping) 的代替物。在該替代性方法中，金屬顆粒的基本組合物在模具中成型和/ 或塑造為所需構(gòu)型，然后通過(guò)熱處理形成多孔結(jié)構(gòu)，按照隨后的熱處理 操作，所述多孔結(jié)構(gòu)在加入填充材料后形成牙齒套筒。為了在將牙齒套 筒放入患者口腔前使多孔結(jié)構(gòu)固化為代表最終牙齒套筒的實(shí)體，需要加 入填充材料。選擇用于如此形成牙齒套筒的牙科材料是"Captek"， Precious Chemicals Inc.,的注冊(cè)商標(biāo)，該產(chǎn)品是在如美國(guó)專利第4,742,861; 4,814,008; 4,990,394; 5,234,343和5,336,091號(hào)(其披露的內(nèi)容此處通過(guò) 參考合并)中教導(dǎo)并描述的包含貴金屬顆粒的組合物。
正如在前述專利中所描述的，牙齒套筒由包含結(jié)合在基質(zhì)中的高熔 融溫度金屬顆粒與低熔融溫度金屬顆粒的組合的基體材料組合物形成， 該組合物應(yīng)優(yōu)選包含揮發(fā)性粘合劑。還可以包含諸如活性炭顆粒等其他
少量成分。選擇高熔融溫度金屬顆粒及低熔融溫度金屬顆粒以提供分別 位于使所述金屬?gòu)?fù)合物經(jīng)受處理以形成牙齒套筒的熱處理溫度以上和以 下的熔化特性。因此，低熔融溫度金屬顆粒應(yīng)當(dāng)具有使所述低熔融金屬 顆粒在等于或低于所選擇的熱處理溫度的溫度熔化的熔化溫度，反之， 高熔融溫度金屬顆粒應(yīng)當(dāng)具有高于所選擇的熱處理溫度的熔化溫度以使 其在熱處理過(guò)程中基本上不會(huì)熔化。所述揮發(fā)性粘合劑可以由應(yīng)當(dāng)在熱 處理過(guò)程中揮發(fā)的諸如牙科蠟等材料構(gòu)成。熱處理過(guò)程可能涉及采用不 同熱處理溫度的一個(gè)以上的熱處理步驟，或者可能涉及使用漸變的溫度。 在這種情況下，高熔融溫度金屬顆粒和低熔融溫度金屬顆粒仍將通過(guò)下 述事實(shí)而彼此區(qū)分即低熔融溫度金屬顆粒應(yīng)當(dāng)在熱處理過(guò)程中全部熔 化，而高熔融溫度金屬顆粒在熱處理過(guò)程中基本上不會(huì)熔化。由于熱處 理在變化很小或不變的給定的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生，因此高熔融金屬顆粒的 熔化的發(fā)生應(yīng)當(dāng)與所選擇的熱處理的時(shí)間間隔無(wú)關(guān)，或者在熱處理過(guò)程 中形成的多孔結(jié)構(gòu)將收縮并導(dǎo)致失敗。
盡管用于形成牙齒套筒的該相對(duì)新型的牙科材料及方法在牙科業(yè)中 已受到廣泛認(rèn)可，但在使用該材料以在模具上特別是邊緣部分使其適當(dāng) 成型并對(duì)該材料進(jìn)行熱處理時(shí)，牙科實(shí)驗(yàn)室的技師或牙科醫(yī)生目前需要 大量的專業(yè)知識(shí)。獲得該專業(yè)知識(shí)的必要性限制了許多實(shí)驗(yàn)室及個(gè)體醫(yī) 師在一致的基礎(chǔ)上使用該材料和方法。顯然，形成牙齒套筒時(shí)需要較少 專業(yè)知識(shí)的牙科材料增大了在制造牙齒修復(fù)物和/或修補(bǔ)現(xiàn)有修復(fù)物時(shí)使 用該材料的愿望。
本發(fā)明的牙科組合物是對(duì)前述專利中所教導(dǎo)的金屬顆粒基質(zhì)制劑的 修正，其代表的主要改進(jìn)在于本發(fā)明的材料組合物允許利用更少的專業(yè) 知識(shí)和很少的或無(wú)需后續(xù)監(jiān)管而使該材料成型并進(jìn)行熱處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的牙科材料是包含金屬顆粒在金屬顆?；|(zhì)中的復(fù)合物的組 合物，所述復(fù)合物包含低熔融溫度金屬顆粒和至少為35體積。％ 85體
積％，優(yōu)選65體積％的中等熔融溫度金屬顆?；虬鄬?duì)較小百分比的
高熔融溫度金屬顆粒，其中，所述中等熔融溫度金屬顆粒在熱處理過(guò)程 中具有使該中等熔融溫度金屬顆粒在熱處理時(shí)間為1分鐘 10分鐘，優(yōu)
選3分鐘 6分鐘，在1000'C 120(TC之間部分熔化的熔化特性，從而 使得全部低熔融溫度金屬顆粒熔化，并在熱處理結(jié)束時(shí)至少基本上全部 的中等熔融溫度金屬顆粒部分熔化至其中的各該中等熔融溫度金屬顆粒 的顆粒團(tuán)的約4體積％ 50體積％已經(jīng)熔化的有限程度，其中，所述低 熔融溫度金屬顆粒代表所述金屬顆粒組合物的剩余部分。所述中等熔融 顆粒和高熔融溫度金屬顆粒(如果包含的話)應(yīng)當(dāng)較薄且為非球狀幾何 形狀，優(yōu)選為具有一個(gè)以上鋸齒狀邊緣的薄片形式。
通過(guò)限定至下述程度即全部或基本上全部中等熔融顆粒在熱處理 過(guò)程中熔化以使不超過(guò)50體積％ (優(yōu)選10體積％ 25體積％)的各所
述顆粒熔化，將形成多孔骨架結(jié)構(gòu)，該多孔骨架結(jié)構(gòu)不會(huì)由于熱處理而 收縮并且需要很少的或不需要培訓(xùn)(training)來(lái)使用。然而，對(duì)于本發(fā) 明而言必須使全部或基本上全部中等熔融顆粒在熱處理過(guò)程中至少部分 熔化至約4體積％以上的各該顆粒熔化，但少于其體積的50%，優(yōu)選 10% 25%，最適宜為10% 15%的該顆粒熔化的程度。中等熔融顆粒 的受控的部分熔化允許所述材料在模具中，甚至在邊緣部分成型或塑造， 而不會(huì)收縮。各中等熔融顆粒的熔化部分與熔化的低熔融顆粒結(jié)合并熔 融從而增強(qiáng)各種特性，尤其是由中等熔融顆粒的非熔化部分形成的多孔 結(jié)構(gòu)的溫度穩(wěn)定性。所述組合物可以僅包含中等溫度熔融顆粒，或者包 含中等熔融顆粒與高熔融顆粒的組合。此外，可以使用一種以上的中等 熔融顆粒的組合物以提供對(duì)于牙科材料組合物中的全部中等熔融顆粒物 的部分熔化特性的更強(qiáng)的控制。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是用于通過(guò)使用任意常規(guī)的石材、金屬或聚合物的非耐火或 耐火加工模具形成、修補(bǔ)或復(fù)原牙齒修復(fù)物的可塑性牙科材料，所述材 料通常在美國(guó)專利第4，742，861; 4,814,008; 4,990,394; 5,234,343和 5，336，091號(hào)(其披露的內(nèi)容此處通過(guò)參考合并)中教導(dǎo)。更具體的是，本發(fā)明的牙科材料是包含低熔融溫度金屬顆粒、揮發(fā) 性粘合劑和單獨(dú)的或與高熔融溫度金屬顆粒組合的中等熔融溫度金屬顆 粒的可塑性組合物。在進(jìn)行熱處理時(shí)，所述粘合劑應(yīng)當(dāng)揮發(fā)以形成具有 在整個(gè)結(jié)構(gòu)中均勻分布的多空隙的毛細(xì)管網(wǎng)的多孔狀三維骨架或海綿狀 結(jié)構(gòu)，其中空隙體積優(yōu)選為約百分之二十(20%)以上，且最多百分之
八十(80%)的空隙體積。
所述粘合劑可以是將在熱處理時(shí)揮發(fā)的任何適宜的載體，以促進(jìn)多 孔結(jié)構(gòu)的形成。優(yōu)選的粘合劑基本上或完全由蠟構(gòu)成，其剩余部分(如果 存在的話)為有機(jī)或烴類化合物，從而控制牙科材料的柔韌性。對(duì)于本發(fā) 明來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)"蠟"是指任何天然蠟、礦物蠟或有機(jī)蠟，或其組合。所
述粘合劑的濃度優(yōu)選高至足以確?？障扼w積為至少百分之二十(20%)。 除了所述金屬顆粒和粘合劑之外，所述牙科材料應(yīng)當(dāng)優(yōu)選含有少量的碳 質(zhì)顆粒，優(yōu)選為活性炭的碳質(zhì)顆粒，所述碳質(zhì)顆粒的量為所述金屬混合 物的重量的千分之五個(gè)百分點(diǎn)(0.005%)至所述金屬混合物的重量的約 百分之二 (2%)，優(yōu)選為0.05重量％ 0.5重量％。
中等熔融溫度金屬顆粒組分對(duì)于本發(fā)明的牙科材料中的金屬顆粒組 合物來(lái)說(shuō)是必不可少的。所述中等熔融溫度金屬顆粒主要或完全選自貴 金屬，并具有下述熔化特性，g卩在熱處理溫度為100(TC 1200。C的熱
處理過(guò)程中使全部或基本上全部的中等熔融溫度金屬顆粒在1分鐘 IO分鐘，優(yōu)選3分鐘 6分鐘的熱處理時(shí)間內(nèi)部分熔化，以使在熱處理 結(jié)束時(shí)所述中等熔融溫度金屬顆粒部分熔化，但僅達(dá)到有限程度。為滿 足該要求，必須在熱處理過(guò)程中使各中等熔融溫度金屬顆粒的顆粒團(tuán)的 約4體積％ 50體積％熔化。使用至少具有3 5納米分辨率，優(yōu)選1 2納米分辨率的掃描電子顯微鏡可以相對(duì)精確地確定并核實(shí)中等熔融顆 粒的烙化程度。高密度的多孔骨架結(jié)構(gòu)將由剩余的中等熔融顆粒的非熔 化部分形成。如果中等熔融顆粒的熔化超過(guò)50體積％，則骨架結(jié)構(gòu)將在 熱處理時(shí)收縮。 一般而言，在熱處理時(shí)收縮的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是有害的，優(yōu) 選的是在熱處理時(shí)完全不發(fā)生收縮。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將中等熔融顆粒 的熔化量限制至各中等熔融顆粒的10體積％ 25體積％可實(shí)現(xiàn)上述目 的。相反的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)熱處理時(shí)各中等熔融顆粒的一定程度的部分熔 化對(duì)于使中等熔融顆粒的熔化部分與熔化的低熔融顆粒結(jié)合并形成甚至 可在邊緣部分穩(wěn)定多孔結(jié)構(gòu)的形成的熔化混合物來(lái)說(shuō)是必不可少的。部 分熔化需要中等熔融顆粒熔化至至少約4體積％的程度，優(yōu)選為10體
積％ 25體積，最適宜為10% 15%。通過(guò)穩(wěn)定多孔結(jié)構(gòu)的形成，所述 牙科材料不需要任何等級(jí)的技能就可在熱處理前施用于模具并成型。
就一些中等熔融顆粒不熔化來(lái)說(shuō)，本質(zhì)上這些顆粒等同于高熔融溫 度金屬顆粒。作為選擇，高熔融溫度金屬顆粒可以包含在金屬顆?；旌?物中，但應(yīng)當(dāng)限制其在材料組合物中為不超過(guò)所述混合物體積的約百分
之二十(20體積％)，優(yōu)選小于10體積％。
所述材料組合物中的金屬顆?；旌衔锏闹辽?5體積％ 85體積％ 應(yīng)當(dāng)由中等熔融溫度金屬顆粒構(gòu)成，其剩余部分由低熔融溫度金屬顆粒 構(gòu)成或由低熔融溫度金屬顆粒與有限量的高熔融溫度金屬顆粒的組合構(gòu) 成。顆?；旌衔锏?0% 60%通常由低熔融溫度金屬顆粒構(gòu)成，但優(yōu)選 的是低熔融溫度金屬顆粒不超過(guò)約50%。
如上所述，中等熔融溫度金屬顆粒的組分應(yīng)當(dāng)選自貴金屬，優(yōu)選為 鉑和鈀，所述貴金屬鉑和鈀彼此為0 100%的任何所需比例，另外，盡 管也可以加入少量的諸如Ag、 Cu、 Mg、 Al、 Zn和Re等其他金屬成分， 但主要添加金。此外，還可以加入第3族和第4族元素的鉑族元素的其 他金屬。金與其他成分的比例將控制中等熔融溫度金屬顆粒的熔化特性， 以使各中等熔融顆粒部分熔化至前述的受控程度。作為選擇，超過(guò)一種 中等熔融顆粒的組合物可用于提供對(duì)于本發(fā)明的牙科材料組合物中的全 部中等熔融顆粒物的部分熔化特性的更強(qiáng)的控制。例如，兩種以上中等 熔融顆粒的組合物可用于形成金屬顆粒混合物的全部中等熔融成分，其 中的一種組合物構(gòu)成全部中等熔融成分的75% 95%的多數(shù)部分或主要 部分，另一種組合物代表少數(shù)部分或次要部分。所述多數(shù)部分可包含比 另一種次要部分更多的金和/或所述次要部分可含有諸如鈦、銠、鍶和可 能的不銹鋼等更硬的材料，可以審慎的加入上述材料以在熱處理過(guò)程中 在給定的期間內(nèi)提供次要部分相對(duì)于主要部分的不同熔化百分比。
所述中等熔融顆粒應(yīng)當(dāng)具有不規(guī)則形狀，優(yōu)選為諸如片狀物等薄片 形式，且應(yīng)當(dāng)較薄并為扁平狀。然而，優(yōu)選的是所述薄片還具有鋸齒狀 邊緣。鋸齒狀邊緣的存在在熱處理過(guò)程中提供了更強(qiáng)的顆粒聯(lián)結(jié)或交錯(cuò)。
所述低熔融顆粒優(yōu)選由金或金作為主要組分的金合金構(gòu)成。優(yōu)選金 作為低熔融成分的主要組分是基于金的加工性、生物相容性、非氧化性 和顏色等已知特性。低熔融金屬顆粒必須在用于形成多孔結(jié)構(gòu)的熱處理 過(guò)程中熔化。
應(yīng)當(dāng)理解熱處理可在溫度范圍為100(TC 120(TC內(nèi)的不同溫度階段 發(fā)生。然而，中等熔融顆粒應(yīng)當(dāng)在熱處理時(shí)間為1分鐘 10分鐘，優(yōu)選 3分鐘 6分鐘的熱處理過(guò)程中具有熔化特性，以使該熱處理結(jié)束時(shí)基本 上全部的中等熔融溫度金屬顆粒已經(jīng)如上所述部分熔化。
在形成多孔結(jié)構(gòu)之后，使填充材料熔化進(jìn)入多孔結(jié)構(gòu)的空隙中從而 固化該結(jié)構(gòu)并形成完工的牙齒套筒。所述填充材料可以為任何適宜的陶 瓷或金屬組合物，優(yōu)選貴金屬組合物。所述填充材料也可以由與蠟粘合 劑混合的或與液態(tài)載體混合的顆?；|(zhì)形成以有助于其擴(kuò)展。填充材料 粘合劑可具有與用于牙科材料的粘合劑的組成和濃度相似的組成和濃度 以形成多孔結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種用于在熱處理時(shí)形成具有高空隙體積的多孔金屬結(jié)構(gòu)的材料組合物，所述材料組合物包含金屬顆粒在基質(zhì)中的復(fù)合物，所述復(fù)合物包含低熔融溫度金屬顆粒和至少為35體積％～85體積％的中等熔融溫度金屬顆粒，其中，所述中等熔融溫度金屬顆粒在熱處理溫度為1000℃～約1200℃、熱處理時(shí)間為1分鐘～10分鐘的所述材料組合物的熱處理過(guò)程中具有形成所述多孔金屬結(jié)構(gòu)的熔化特性，從而使得所述中等熔融溫度金屬顆粒的部分熔化發(fā)生至各中等熔融溫度金屬顆粒的顆粒團(tuán)的約4體積％～50體積％的程度，其中，所述低熔融溫度金屬顆粒單獨(dú)地或與相對(duì)較小百分比的高熔融溫度金屬顆粒組合地代表所述金屬顆粒組合物的剩余部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的材料組合物，所述材料組合物還包含揮發(fā)性 粘合劑，所述揮發(fā)性粘合劑將在所述熱處理過(guò)程中揮發(fā)從而在制造牙齒 修復(fù)物時(shí)由所述多孔金屬結(jié)構(gòu)形成牙齒套筒。
3. 如權(quán)利要求2所述的材料組合物，其中，所述復(fù)合物的至少35體 積％ 85體積％由所述中等熔融溫度金屬顆粒構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求3所述的材料組合物，其中，所述中等熔融溫度金屬 顆粒具有薄片形式的不規(guī)則形狀。
5. 如權(quán)利要求4所述的材料組合物，其中，除金之外，所述低熔融 溫度金屬顆粒至少基本上選自貴金屬鉑和鈀，所述貴金屬鉑和鈀彼此為 0 100%的任何所需比例。
6. 如權(quán)利要求5所述的材料組合物，其中，所述低熔融溫度金屬顆 粒還包括單獨(dú)地或組合地選自由Ag、 Cu、 Mg、 Al、 Zn和Re組成的組 的其他金屬成分。
7. 如權(quán)利要求6所述的材料組合物，其中，所述低熔融溫度金屬顆 粒在熱處理時(shí)部分熔化，從而使得各中等熔融顆粒的至少約10體積％ 25體積。^熔化。
8. 如權(quán)利要求4所述的材料組合物，其中，所述牙科材料包括由多 種中等熔融溫度金屬顆粒組合物構(gòu)成的全部濃度的中等熔融溫度金屬顆 粒。
9. 如權(quán)利要求8所述的材料組合物，其中，所述牙科材料包含至少 兩種中等熔融溫度金屬顆粒組合物，其中的一種組合物構(gòu)成所述全部中 等熔融成分的75% 95%的多數(shù)部分或主要部分，另一種組合物構(gòu)成少 數(shù)部分或次要部分。
10. 如權(quán)利要求9所述的材料組合物，其中，所述次要部分包含選 自由鈦、銠、鍶和不銹鋼組成的組的其他更硬材料以控制所述次要部分 相對(duì)于所述主要部分的熔化百分比。
11. 如權(quán)利要求9所述的材料組合物，其中，所述低熔融溫度金屬顆 粒在熱處理時(shí)間為3分鐘 6分鐘的熱處理過(guò)程中部分熔化，以使各中等 熔融顆粒的至少約10體積％ 15體積％熔化。
12. 如權(quán)利要求11所述的材料組合物，其中，填充材料在熱處理后 熔化進(jìn)入由任何適宜的陶瓷或金屬組合物構(gòu)成的所述多孔結(jié)構(gòu)的空隙中 以形成固化的牙齒套筒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在制造牙齒修復(fù)物時(shí)形成牙齒套筒的材料，即用于在制造牙齒修復(fù)物時(shí)形成多孔金屬結(jié)構(gòu)和牙齒套筒的材料組合物，所述材料組合物包含金屬顆粒在基質(zhì)中的復(fù)合物，所述復(fù)合物包含低熔融溫度金屬顆粒和至少為35體積％～85體積％的中等熔融溫度金屬顆粒，其中，所述中等熔融溫度金屬顆粒在用于形成多孔金屬結(jié)構(gòu)的所述材料組合物的熱處理過(guò)程中具有熔化特性以使所述中等熔融溫度金屬顆粒部分熔融至各中等熔融溫度金屬顆粒的顆粒團(tuán)的約4體積％～50體積％的程度。
文檔編號(hào)A61K6/04GK101172089SQ20071016745
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月26日
發(fā)明者伊扎克·肖赫爾, 阿哈龍·E·懷特曼 申請(qǐng)人:伊扎克·肖赫爾;阿哈龍·E·懷特曼