Окрашивание керамики на основе диоксида циркония

Окрашивание керамики на основе диоксида циркония

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к набору компонентов, содержащих окрашивающий раствор, содержащий окрашивающие ионы и пористый стоматологический материал на основе диоксида циркония. Раствор может быть применен для окрашивания пористого стоматологического материала на основе диоксида циркония, не снижая светопроницаемость стоматологического керамического материала, полученного после спекания.

Уровень техники

Естественный зуб демонстрирует комплексный градиент светопроницаемости, начиная с полупрозрачного (эмаль) до почти непрозрачного (дентин) от внешней к внутренней области. Светопроницаемость является важным свойством стоматологических материалов, для которых эстетические характеристики важны.

Использование материала на основе диоксида циркония для применения в стоматологии рассматривается в уровне техники уже несколько лет, особенно в высоконагруженных областях челюсти. Диоксид циркония удовлетворяет требованиям практикующих врачей для применения в стоматологии, особенно по отношению к комбинации высокой прочности и внешнего вида как у зуба.

Тем не менее, светопроницаемость диоксида циркония часто считается не достаточно высокой. Таким образом, более светопроницаемые, стекловидные материалы виниров часто наносят на внешнюю поверхность реставрационного материала на основе диоксида циркония, чтобы имитировать цвет эмали и светопроницаемость. К сожалению, прочность материала винира более чем в десять раз ниже прочности диоксида циркония. Таким образом, в клинических случаях иногда наблюдаются разломы, например расщепление виниров. Дополнительно, техника винирования, как правило, является расходной с точки зрения времени и стоимости.

Недавно были разработаны более светопроницаемые материалы на основе диоксида циркония, которые могут быть использованы без материала винира, т.е. монолитно. Этот метод, как правило, исключает расщепление, экономит время, но даже с этими более светопроницаемыми материалами на основе диоксида циркония, светопроницаемость до сих пор считается не достаточно высокой, чтобы удовлетворять конечным высоким эстетическим требованиям для современного стоматологического материала.

Помимо высокой светопроницаемости, материал на основе диоксида циркония должен быть цвета зубов. Для достижения этой цели, предварительно спеченный материал на основе диоксида циркония, как правило, обрабатывают окрашивающими растворами в его предварительно спеченном и абсорбирующем состоянии. Окрашивающие растворы, как правило, содержат окрашивающие ионы, растворенные в растворителе, который может быть нанесен на предварительно спеченный материал на основе диоксида циркония, для достижения цвета зубов. Включение окрашивающих компонентов, однако, происходит вместе с дополнительным поглощением света. Таким образом, после спекания окрашенный материал на основе диоксида циркония является менее светопроницаемым, чем окрашенный материал на основе диоксида циркония.

Таким образом, винирование окрашенного материала на основе диоксида циркония после спекания еще часто необходимо для достижения желаемых эстетических свойств. Кроме материалов на основе диоксида циркония, на стоматологическом рынке существуют стеклокерамические материалы.

Однако прочность этих материалов, как правило, в три - десять раз ниже, чем прочность материалов на основе диоксида циркония. Дополнительно, стеклокерамические материалы, как правило, предоставляют в предварительно окрашенном состоянии, так что индивидуализация может быть выполнена только путем нанесения материалов виниров, как описано выше, но не с помощью окрашивающих растворов. Винирование стеклокерамических материалов часто приводит к аналогичным проблемам расщепления, как и материалов на основе диоксида циркония. Таким образом, в настоящее время представляется, что наилучшие эстетические свойства могут быть достигнуты путем винирования высокопрочного окрашенного керамического материала на основе диоксида циркония с низкой прочностью, высокой светопроницаемостью и керамики винира на основе стекла.

WO 2004/110959 относится к окрашивающему раствору для керамического каркаса. Раствор содержит растворитель (например, воду), соль металла и полиэтиленгликоль, имеющий Μn в диапазоне от 1000 до 200000. WO 00/46168 A1 (в соответствии с US 6,709,694 В1) относится к окрашиванию керамики при помощи ионных или комплекс-содержащих растворов, содержащих определенные концентрации, по меньшей мере, одной соли или комплекса редкоземельных элементов или элементов подгрупп. Раствор может содержать добавки, такие как стабилизаторы, сложные добавки для повышения моющего действия, пигменты и добавки для измельчения.

WO 2008/098157 относится к окрашивающему раствору для стоматологической керамического каркаса, содержащему растворитель, окрашивающий агент, содержащий ионы металлов, а также комплексообразующий агент, при этом количество комплексообразующего агента достаточно для растворения окрашивающего агента в растворителе.

WO 2009/014903 относится к окрашивающему раствору для стоматологических керамических изделий, при этом раствор содержит растворитель и окрашивающий агент, содержащий ионы редкоземельных элементов, присутствующие в растворе в количестве, по меньшей мере, приблизительно 0,05 моль/л растворителя и ионы переходных металлов, присутствующие в растворе в количестве от приблизительно 0,00001 до приблизительно 0,05 моль/л растворителя. CN 102344285 относится к способу изменения пропускания света стоматологических материалов на основе диоксида циркония. Предварительно спеченный Y-TZP диоксид циркония погружают в или обрабатывают щеткой иттрий-содержащим раствором в течение от 2 до 15 минут. Диоксид циркония сушат и спекают при от 1400 до 1600°C в течение 2 ч.

WO 2012/125885 A1 описывает стоматологическое керамическое изделие, содержащее керамические компоненты, при этом керамические компоненты содержат ZrO₂ и Al₂O₃ и, по меньшей мере, один компонент содержит Mn, Er, Pr или их смеси. Al₂O₃ присутствует в количестве от приблизительно 0 до приблизительно 0,15 мас.%. Диаметр пор керамического изделия в предварительно спеченном состоянии, как говорят, находится в диапазоне от приблизительно 10 нм до приблизительно 500 нм. Керамическое изделие может быть получено при помощи таких методов нанесения, как одноосное прессование, холодное изостатическое прессование, быстрое прототипирование и шликерное литье. Содержание этих ссылок включено в данную заявку путем ссылки.

Окрашивающие растворы, как правило, содержат воду, катионы металлов, выбранных из редкоземельных элементов, переходного металла и их смесей, необязательно комплексообразующий агент(ы) и/или дополнительные добавки, такие как (поли)этиленгликоль. Окрашивающие растворы, как правило, применяют для равномерного окрашивания пористой стоматологической керамики.

Сущность изобретения

Сложная структура естественного зуба относительно, например, цвета и светопроницаемости, однако, приводит к спросу на средства, которые позволяют практикующему врачу обеспечить стоматологическую керамику с возможностью быть индивидуально окрашиваемой и с регулируемой светопроницаемостью. Если возможно, эти средства должны быть простыми в применении и сравнительно дешевыми в производстве. В частности, существует необходимость в том, чтобы имитировать естественный внешний вид зуба в реставрационных материалах с учетом индивидуальных степеней светопроницаемости твердой зубной ткани, например, эмали и дентина.

Альтернативно или в дополнение должно быть возможным получить реставрационный материал из монолитного блока экономичным способом, если это возможно, без существенной потери прочности и долговечности. Дополнительно часто желателен плавный переход от полупрозрачного до непрозрачного внешнего вида.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к набору компонентов, содержащему:

- окрашивающий раствор,

- пористое изделие на основе диоксида циркония,

- необязательно оборудование для нанесения, при этом окрашивающий раствор содержит

- катион(ы) окрашивающего агента(ов) в количестве, по меньшей мере, приблизительно 0,05 моль/л окрашивающего раствора, причем катион(ы) необязательно выбран из ионов Fe, Μn, Er, Pr, V, Cr, Со, Mo, Ce, Tb и их смесей,

- растворитель(и) для окрашивающего иона(ов),

- необязательно комплексообразующий агент(ы),

- необязательно загуститель(и),

- необязательно органическое маркерное вещество(а),

- необязательно добавку(и),

при этом пористое изделие на основе диоксида циркония демонстрирует изотерму типа IV адсорбции и/или десорбции N2 согласно классификации IUPAC и/или демонстрирует петлю гистерезиса при анализе его свойств адсорбции/десорбции с азотом, особенно изотерму типа IV адсорбции и десорбции N2 и петлю гистерезиса типа H1 в соответствии с классификацией IUPAC.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к способу повышения светопроницаемости окрашенного изделия на основе диоксида циркония, включающему стадии, на которых:

- обеспечивают пористое изделие на основе диоксида циркония и окрашивающий раствор, как описано в данной заявке,

- наносят окрашивающий раствор, как описано в данной заявке, на, по меньшей мере, часть внешней поверхности пористого изделия на основе диоксида циркония,

- необязательно высушивают пористое изделие на основе диоксида циркония в соответствии с предыдущей стадией,

- спекают пористое изделие на основе диоксида циркония с получением, по меньшей мере, частично окрашенного и, по меньшей мере, светопроницаемого керамического изделия на основе диоксида циркония.

Настоящее изобретение также относится к, по меньшей мере, частично окрашенному и, по меньшей мере, частично светопроницаемому керамическому изделию на основе диоксида циркония, получаемому способом, описанным в данной заявке. В другом варианте осуществления, настоящее изобретение относится к применению раствора, как описано в данной заявке, для повышения светопроницаемости окрашенного изделия на основе диоксида циркония после спекания.

Определения

«Раствор» означает композицию, содержащую растворитель с растворимыми компонентами, растворенными в нем. Раствор является жидким при условиях окружающей среды. «Растворитель» является любым растворителем, который способен растворить окрашивающий агент. Растворитель должен быть достаточно химически стабильным при сочетании с окрашивающим агентом. То есть, растворитель не должен быть разложен другими компонентами, присутствующими в композиции.

«Растворимый» означает, что компонент (твердое вещество) может быть полностью растворен в растворителе. То есть, вещество способно образовывать отдельные молекулы (такие как глюкоза) или ионы (такие как катионы натрия или анионы хлорида) при диспергировании в воде при 23°С. Процесс растворения, однако, может занять некоторое время, например, может потребоваться перемешивание композиции в течение нескольких часов (например, 10 или 20 ч).

Раствор может быть классифицирован как «стабильный при хранении», если остается стабильным в течение значительного длительного периода времени (по меньшей мере, от приблизительно 4 недель до более, чем приблизительно 12 месяцев в условиях окружающей среды). Стабильный при хранении раствор, как правило, не проявляет каких-либо видимых (видимых для человеческого глаза) осадков окрашивающего агента при хранении при условиях окружающей среды (приблизительно 23°С, приблизительно 1013 мбар) и не демонстрирует разложение раствора или осаждение одного или нескольких компонентов.

Термин «количество, достаточное для растворения» описывает количество агента, необходимое, чтобы полностью растворить определенное вещество в определенном растворителе, так что может быть получена стабильная при хранении композиция. Время, необходимое для растворения вещества, особо не ограничивают, однако, растворение должно происходить в течение разумного периода времени (например, в течение от приблизительно 10 до приблизительно 48 ч) с использованием традиционного оборудования, например, механических мешалок и нагревателей.

«Твердые частицы» означает вещество, являющееся твердым веществом, имеющим форму, которая может быть геометрически определена. Форма может быть правильной или неправильной. Частицы, как правило, могут быть проанализированы в отношении, например, размера зерна и распределения зерен по размерам. «Порошок» означает сухое, насыпное твердое вещество, состоящее из большого количества мелких частиц, которые могут свободно перемещаться при встряхивании или наклоне.

«Окрашивающие ионы» означает ионы, которые имеют поглощения в спектре, видимом для человеческого глаза (например, от приблизительно 380 до приблизительно 780 нм), что приводит к окрашенному раствору (видимому для человеческого глаза), если окрашивающие ионы растворяются в воде (например, приблизительно 0,6 моль/л), и/или приводит к эффекту окрашивания изделия на основе диоксида циркония, которое было обработано окрашивающим раствором и после спечено.

Раствор можно охарактеризовать как «прозрачный» в контексте настоящего изобретения, если луч видимого света (от приблизительно 380 до приблизительно 780 нм) не рассеивается в растворе и не может наблюдаться в виде сбоку (т.е. отсутствие эффекта Тиндалля). Тем не менее, интенсивность проникающего луча видимого света в направлении луча может быть ослаблена из-за поглощения света окрашивающими ионами.

«Катионы неокрашивающего агента» означает ионы, которые не имеют значительного поглощения в спектре, видимом для человеческого глаза (например, от приблизительно 380 до приблизительно 780 нм), что приводит к неокрашенному раствору, если ионы растворяются в воде (например, в количестве приблизительно 0,6 моль/л).

Поглощение света может быть охарактеризовано как «значительное», если интенсивность поглощения света от приблизительно 380 нм до приблизительно 780 нм составляет более, чем приблизительно 20% или более, чем приблизительно 10%.

Раствор определяется как «неокрашенный», если значения а* и b* (L*a*b* CIELAB цветовое пространство) являются следующими: а* находится в диапазоне 0±5 или 0±3; b* находится в диапазоне 0±20 или 0±10.

Раствор определяется как «окрашенный», если значения а* и b* (L*a*b* CIELAB цветовое пространство) являются следующими: а* находится в диапазоне более, чем приблизительно 5, b* находится в диапазоне более, чем приблизительно 20.

Три координаты CIELAB представляют собой яркость цвета (L*=0 дает черный и L*=100 означает диффузный белый; зеркальный белый может быть выше), его положение между красным/пурпурным и зеленым (а*, отрицательные значения указывают на зеленый, в то время как положительные значения указывают на пурпурный) и его положение между желтым и синим (b*, отрицательные значения указывают на синий и положительные значения указывают на желтый).

Композиция является «в значительной степени или по существу свободной от» определенного компонента, если композиция не содержит указанный компонент в качестве основного признака. Таким образом, указанный компонент не добавляют преднамеренно к композиции либо как таковой, либо в сочетании с другими компонентами или ингредиентами других компонентов. Композиция, которая является в значительной степени свободной от определенного компонента, обычно содержит компонент в количестве менее, чем приблизительно 2 мас.%, или менее, чем приблизительно 1 мас.%, или менее, чем приблизительно 0,1 мас.%, или менее, чем приблизительно 0,01 мас.% (или менее, чем приблизительно 0,35 моль/л растворителя или менее, чем приблизительно 0,18 моль/л растворителя или менее, чем приблизительно 0,02 моль/л растворителя) в отношении всей композиции или материала. Композиция может не содержать указанный компонент вообще. Тем не менее, иногда наличие небольшого количества указанного компонента не избежать, например, из-за примесей.

«Изделие на основе диоксида циркония» означает 3-мерное изделие, в котором, по меньшей мере, один их x, y, z размеров составляет, по меньшей мере, приблизительно 5 мм, изделие состоит из, по меньшей мере, приблизительно 80 мас.% диоксида циркония.

«Керамический» означает неорганический неметаллический материал, который получают путем применения тепла. Керамика является, как правило, твердой, пористой и хрупкой и, в отличие от стекла или стеклокерамики, отображает в значительной степени чистую кристаллическую структуру.

«Кристаллический» означает твердое вещество, которое состоит из атомов, расположенных в виде периодического узора в трех измерениях (т.е. имеет дальнюю кристаллическую структуру, как определено с помощью рентгеновской дифракции). Кристаллические структуры включают четырехугольный, моноклинный, кубический диоксид циркония и их смеси.

Термин «стоматологическое изделие» означает любое изделие, которое может или должно быть использовано в стоматологической или ортодонтической области, особенно для получения или в качестве реставрационного материала, моделирования зубов и их частей.

Примеры стоматологических изделий включают коронки (в том числе монолитные коронки), мосты, вкладки, накладки, виниры, внешние отделки, основы коронок, каркас коронки и моста, имплантаты, абатменты, ортодонтические аппараты (например, брэкеты, буккальные трубки, зажимы и кнопки), стоматологические заготовки и их части. Поверхность зуба не считается стоматологическим изделием.

Стоматологическое изделие не должно содержать компоненты, которые вредны для здоровья пациента и таким образом свободное от опасных и токсичных компонентов, способных мигрировать из стоматологического изделия.

«Монолитный реставрационный материал» означает стоматологическое керамическое изделие, на поверхности которого нет внешней отделки или винира, присоединенных к нему. То есть, монолитный реставрационный материал в значительной степени состоит только из одной композиции материала. Тем не менее, при желании тонкий глазуровочный слой может быть нанесен.

«Плотность» означает отношение массы к объему объекта. Единицей плотности, как правило, является г/см³. Плотность объекта может быть рассчитана, например, путем определения его объема (например, путем расчета или применения принципа или метода Архимеда) и измерения его массы.

Объем пробы может быть определен на основе общих внешних размеров пробы. Плотность пробы может быть рассчитана на основе измеренного объема пробы и массы пробы. Общий объем керамического материала может быть рассчитан из массы пробы и плотности используемого материала. Общий объем ячеек в пробе предполагается как остальная часть объема пробы (100% минус общий объем материала).

Изделие классифицируют как «абсорбирующее», если изделие способно поглощать определенное количество жидкости, сравнимо с губкой. Количество жидкости, которое может быть поглощено, зависит, например, от химической природы изделия, вязкости растворителя, пористости и объема пор изделия. Например, предварительно спеченное керамическое изделие, то есть изделие, которое не спечено до полной плотности, способно поглощать определенное количество жидкости. Поглощение жидкостей, как правило, возможно только, если изделие имеет открытую пористую структуру.

«Пористый материал» относится к материалу, содержащему частично объем, который сформирован путем пустот, пор или ячеек в технической области керамики. Соответственно «открытая ячеистая» структура материала иногда называется «открытой пористой» структурой, и «закрытая ячеистая» структура материала иногда называется «закрытой пористой» структурой. Также может быть установлено, что вместо термина «ячейка» иногда термин «пора» используется в данной области техники. Структуры материала категорий «открытая ячеистая» и «закрытая ячеистая» могут быть определены для различных пористостей, измеренных для различных проб материала (например, с использованием ртути «Poremaster 60-GT» от Quantachrome Inc., USA) в соответствии с DIN 66133. Через материал, имеющий открытую ячеистую или открытую пористую структуру, можно пропустить, например, газы.

Типичные значения для «открытого ячеистого» материала находятся от приблизительно 15% до приблизительно 75%, или от приблизительно 18% до приблизительно 75%, или от приблизительно 30% до приблизительно 70%, или от приблизительно 34% до приблизительно 67%, или от приблизительно 40% до приблизительно 68%, или от приблизительно 42% до приблизительно 67%.

Термин «закрытая ячеистая» относится к «закрытой пористости». Закрытые ячейки являются теми ячейками, которые не являются доступными извне и не могут быть инфильтрованы газами в условиях окружающей среды.

«Средний диаметр соединяющихся пор» означает средний размер открытых ячеистых пор материала. Средний диаметр соединяющихся пор может быть рассчитан, как описано в разделе Примеры.

Термин «кальцинирование» относится к процессу нагревания твердого материала, чтобы отогнать, по меньшей мере, 90 процентов по массе летучих химически связанных компонентов (например, органических компонентов) (в отличие от, например, сушки, при которой физически связанная вода отгоняется при нагревании). Кальцинирование проводят при температуре ниже температуры, необходимой для проведения стадии предварительного спекания.

Термины «спекание» или «обжиг» используются как взаимозаменяемые. Предварительно спеченное керамическое изделие сжимается во время стадии спекания, то есть, если применяется достаточная температура. Температура спекания, которая должна применяться, зависит от выбранного керамического материала. Для керамики на основе ZiO₂ типичный диапазон температуры спекания составляет от приблизительно 1100°C до приблизительно 1550°С. Спекание, как правило, включает уплотнение пористого материала до менее пористого материала (или материала, имеющего меньше ячеек), имеющего более высокую плотность, в некоторых случаях спекание может также включать изменение фазовой композиции материала (например, частичное преобразование аморфной фазы в кристаллическую фазу).

«Диафильтрация» является методом, который использует ультрафильтрационные мембраны, чтобы полностью удалить, заменить или снизить концентрацию солей или растворителей из растворов, содержащих органические молекулы. Способ выборочно использует проницаемые (пористые) мембранные фильтры, чтобы отделить компоненты растворов и суспензий, исходя из их молекулярного размера.

Термин «аэрогель» означает трехмерную низкую плотность (т.е. менее, чем 20% от теоретической плотности) твердого вещества. Аэрогель представляет собой пористый материал, полученный из геля, в котором жидкий компонент геля был заменен газом. Удаление растворителя часто проводят в сверхкритических условиях. Во время этого процесса сеть по существу не сокращается и может быть получен материал высокой пористости, низкой плотности.

Под «механической обработкой» подразумевают фрезерование, шлифование, резание, резьбу или формование материала с помощью машины. Фрезерование, как правило, быстрее и более экономически эффективно, чем шлифование. «Подлежащее механической обработке изделие» является изделием, имеющим 3-мерную форму и имеющим достаточную прочность, чтобы быть механически обработанным.

«Свойство изотропного спекания» означает, что спекание пористого материала в процессе спекания происходит в значительной степени инвариантно по направлениям x, y и z. «В значительной степени инвариантно» означает, что различие в свойстве спекания по направлениям x, y и z находится в диапазоне не более, чем приблизительно +/-5%, или +/-2%, или +/-1%.

«Условия окружающей среды» означает условия, которым раствор в соответствии с настоящим изобретением обычно подвергают во время хранения и обработки. Условия окружающей среды могут, например, представлять собой давление от приблизительно 900 до приблизительно 1100 мбар, температуру от приблизительно 10 до приблизительно 40°С и относительную влажность от приблизительно 10 до приблизительно 100%. В лаборатории условия окружающей среды регулируются до от приблизительно 20 до приблизительно 25°С и от приблизительно 1000 до приблизительно 1025 мбар.

Как используют в данной заявке, формы единственного числа, «по меньшей мере, один» и «один или более» используют как взаимозаменяемые. Термины «содержит» или «включает» и их вариации не имеют ограничивающего значения там, где эти термины появляются в описании и формуле изобретения. Также в данной заявке, указания численных диапазонов по конечным точкам включает все числа, входящие в этот диапазон (например, от 1 до 5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т.д.).

Добавление множественного числа в термин означает, что термин должен включать единственное и множественное число. Например, термин «добавка(и)» означает одну добавку и несколько добавок (например, 2, 3, 4 и т.д.).

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 показывает диаграмму сравнения коэффициента контрастности отражения (CR-R) коммерчески доступного материала на основе диоксида циркония в неокрашенном и окрашенном состоянии.

Фиг. 2 показывает диаграмму сравнения коэффициента контрастности отражения (CR-R) материала на основе диоксида циркония, описанного в данной заявке, в неокрашенном и окрашенном состоянии.

Фиг. 3 показывает график гистерезиса, полученный при анализе свойств адсорбции/десорбции относительно N2 пробы пористого изделия на основе диоксида циркония.

Было обнаружено, что окрашивающий раствор, описанный в данной заявке, подходит для окрашивания предварительно спеченного материала на основе диоксида циркония, не снижая светопроницаемость керамики на основе диоксида циркония после спекания.

Удивительно, но было обнаружено, что светопроницаемость использованного окрашенного материала на основе диоксида циркония после спекания может быть даже повышена, несмотря на то, что он содержит окрашивающие ионы, свойство поглощения света которых, как правило, вызывает снижение светопроницаемости.

Не желая быть связанными с определенной теорией, полагают, что это может быть объяснено возникновением фазового перехода из тетрагональной фазы в кубическую фазу, что приводит в результате к повышению светопроницаемости. Это повышение светопроницаемости противодействует поглощению света, вызванному наличием окрашивающих ионов в материале. Кажется, что окрашивающие ионы, содержащиеся в окрашивающем растворе, включены в материал на основе диоксида циркония при спекании и они влияют на его кристаллическую структуру. Тем не менее, для того, чтобы повысить содержание кубической кристаллической фазы керамики на основе диоксида циркония, должно быть включено достаточное количество приемлемых ионов.

Дополнительно, наблюдаемое повышение светопроницаемости и улучшение свойства окрашивания не может быть достигнуто с коммерчески доступными материалами на основе диоксида циркония (например, Y-TZP керамическими материалами). Неожиданно было обнаружено, что только материалы, демонстрирующие изотерму типа IV адсорбции и/или десорбции N2 (в соответствии с классификацией IUPAC) и/или петлю гистерезиса (особенно в диапазоне р/р0 от 0,70 до 0,95) являются приемлемыми.

Коммерчески доступные Y-TZP керамические материалы, как правило, демонстрируют изотерму типа II адсорбции и/или десорбции N2 (в соответствии с классификацией IUPAC), которая была найдена как менее эффективная, если светопроницаемость должна быть повышена. Материалы, демонстрирующие изотерму типа II, называют макро-пористыми, в то время как материалы, демонстрирующие изотерму типа IV, называют мезо-пористыми.

В отличие от пористого изделия на основе диоксида циркония, описанного в данной заявке, материалы на основе диоксида циркония, описанные в предшествующем уровне техники не демонстрируют ни свойства адсорбции и десорбции N2 с петлей гистерезиса, ни изотерму типа IV адсорбции и/или десорбции N2 (в соответствии с классификацией IUPAC). Не желая быть связанными конкретной теорией, предполагается, что режим конденсации, связанный с материалом изотермы типа IV и петлей гистерезиса типа H1, может способствовать более однородной инфильтрации раствора в порах материала.

Дополнительно, типичный Y-TZP керамический материал, который получают путем прессования Y-TZP порошка, имеет поверхность по БЭТ менее, чем 8 м²/г, в то время как материал, описанный в данной заявке, как правило, имеет поверхность по БЭТ более, чем 10 м²/г. Например, пористые материалы на основе диоксида циркония, описанные в примерах ЕР 2500009 A1, имеют поверхность по БЭТ в диапазоне от 3 до 9 м²/г.

Окрашивающий раствор, описанный в данной заявке, является особенно приемлемым для изготовления высоко эстетичных стоматологических керамических изделий, в частности стоматологических керамических изделий, таких как коронки, где только часть внешней поверхности стоматологического изделия была обработана окрашивающим раствором. Такая процедура облегчает изготовление индивидуализированных стоматологических керамических изделий, имитирующих естественный внешний вид зуба, имеющего достаточно непрозрачную сердцевину (дентин) и полупрозрачную оболочку (эмаль).

Было установлено, что окрашивающий раствор в соответствии с настоящим изобретением, в частности, полезен для окрашивания и повышения светопроницаемости изделий на основе диоксида циркония, которые были получены при спекании пористых изделий на основе диоксида циркония, обладающих свойствами, как описано в данной заявке ниже. Особенно приемлемыми являются пористые изделия на основе диоксида циркония, которые получены при термической обработке блока аэрогеля на основе диоксида циркония.

Полурозрачность и цвет материала на основе диоксида циркония после спекания могут быть отрегулированы путем изменения количества и природы окрашивающих ионов.

Если, например, используются ионы с низким окрашивающим эффектом, может быть обеспечен окрашивающий раствор с высоким эффектом повышения светопроницаемости, но со сравнительно низким эффектом окрашивания.

Если, например, используются ионы с высоким окрашивающим эффектом, может быть обеспечен окрашивающий раствор с высоким окрашиванием, но с более низким эффектом повышения светопроницаемости.

Это дает возможность индивидуально регулировать цвет и светопроницаемость керамических материалов на основе диоксида циркония и направить практикующим врачам, которым желательно обеспечить высокотехнологичные эстетические реставрационные материалы, в том числе высоко эстетические монолитные реставрационные материалы.

Дополнительно было установлено, что при использовании материала на основе диоксида циркония, описанного в данной заявке, необходимо меньшее количество окрашивающих ионов по сравнению с коммерчески доступными окрашивающими растворами. Меньшее количество окрашивающих ионов приводит к меньшему поглощению света и более высокой светопроницаемости.

Настоящее изобретение относится к набору компонентов для изготовления стоматологического керамического изделия, содержащему:

- окрашивающий раствор,

- пористое изделие на основе диоксида циркония, и

- необязательно оборудование для нанесения, при этом окрашивающий раствор содержит

- катион(ы) окрашивающего агента(ов) в количестве более, чем приблизительно 0,05, или более, чем приблизительно 0,06, или более, чем приблизительно 0,07, или более, чем приблизительно 0,08, или более, чем приблизительно 0,09, или более, чем приблизительно 0,1, или более, чем приблизительно 0,11, или более, чем приблизительно 0,12 моль/л окрашивающего раствора,

- растворитель(и) для катиона(ов),

- необязательно комплексообразующий агент(ы),

- необязательно загуститель(и),

- необязательно органическое маркерное вещество(а),

- необязательно добавку(и),

при этом пористое изделие на основе диоксида циркония демонстрирует изотерму типа IV адсорбции и/или десорбции N2 в соответствии с классификацией IUPAC.

Окрашивающий раствор и пористое изделие на основе диоксида циркония описанные в данной заявке, в частности, приемлемы для изготовления стоматологического керамического изделия из монолитного блока. Изготовление стоматологического керамического изделия из монолитного блока должно решить расхождение между достаточной прочностью, с одной стороны, и желаемой светопроницаемостью, с другой стороны.

Это расхождение можно решить следующим образом:

- Пористый материал на основе диоксида циркония должен иметь достаточную прочность, так что бы он мог быть механически обработан. Это может быть достигнуто путем предоставления предварительно спеченного материала.

- Несущая нагрузку часть стоматологического изделия должна быть достаточно прочной. Это может быть достигнуто путем предоставления материала на основе диоксида циркония, который имеет тетрагональную стабилизированную фазу (после спекания).

- Материал на основе диоксида циркония, подлежащий обработке окрашивающим раствором, должен обладать достаточной открытой пористостью. Это будет способствовать поглощению окрашивающего раствора.

- В целях повышения светопроницаемости, окрашивающий раствор должен содержать достаточное количество окрашивающих ионов, способных стабилизировать кубическую структуру материала на основе диоксида циркония во время и после спекания.

- При желании, окрашивающий раствор может содержать органические добавки для поддержки проникновения раствора в поры материала на основе диоксида циркония, подлежащего обработке.

- При желании, окрашивающий раствор может содержать органические загустители для контроля глубины проникновения и распространения раствора.

- При желании, окрашивающий раствор может содержать в дополнение неокрашивающие ионные добавки.

- При желании, окрашивающий раствор может содержать органические добавки, чтобы маркировать обработанные участки.

Таким образом, настоящее изобретение также облегчает изготовление стоматологического керамического изделия из монолитного блока материала на основе диоксида циркония, стоматологическое керамическое изделие (после спекания) имеет область (например, каркас), содержащую сравнительно высокое содержание тетрагональной фазы, содержащей материал на основе диоксида циркония и область (например, область поверхности), содержащую сравнительно высокое содержание кубической фазы, содержащей материал на основе диоксида циркония.

В соответствии с одним вариантом осуществления, окрашивающий раствор характеризуется, по меньшей мере, одним из следующих признаков:

- значение рН: от приблизительно 0 до приблизительно 9, или от приблизительно 1 до приблизительно 7, или от приблизительно 2 до приблизительно 6;

- вязкость: от приблизительно 1 до приблизительно 10000 мПа⋅с, или от приблизительно 100 до приблизительно 6000 мПа⋅с, или от приблизительно 500 до приблизительно 3000 мПа⋅с (измерено при 23°С);

- значительное поглощение света в диапазоне от приблизительно 380 до приблизительно 780 нм;

- демонстрирует коэффициент контрастности пропускания (CR-T) менее, чем приблизительно 90, или менее, чем приблизительно 85, или менее, чем приблизительно 80, или менее, чем приблизительно 75;

- является окрашенным.

При желании, значение рН, вязкость, поглощение и коэффициент контрастности пропускания могут быть определены, как описано в разделе Примеры, ниже.

Если окрашивающий раствор является содержащим воду (водным) раствором, он обычно имеет значение рН в диапазоне от 0 до 9, то есть от сильно кислого до слегка основного.

Если значение рН окрашивающего раствора находится за пределами этого диапазона, может быть трудно достичь стабильного при хранении раствора. В частности, катионы неокрашивающего агента могут начать выпадать в осадок из раствора.

Если окрашивающий раствор не содержит комплексообразующий агент, значение рН в кислотном диапазоне, как правило, является предпочтительным. Если раствор, однако, содержит комплексообразующий агент, значение рН может находиться в диапазоне от слегка кислого до слегка основного (например, от 3 до 9 или от 4 до 8).

Окрашивающий раст