Стоматологическая заготовка, содержащая предварительно спеченный пористый диоксидциркониевый материал, способ ее изготовления и стоматологическое изделие, сформированное из указанной стоматологической заготовки

Стоматологическая заготовка, содержащая предварительно спеченный пористый диоксидциркониевый материал, способ ее изготовления и стоматологическое изделие, сформированное из указанной стоматологической заготовки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу изготовления стоматологического изделия из диоксидциркониевой керамической стоматологической заготовки для фрезерования и к стоматологическому изделию (например, в форме коронки или моста, или узла их конструкций), получаемому путем такого процесса.

Уровень техники

Стандартной процедурой изготовления высокоэстетичных стоматологических протезов на основе диоксида циркония является фрезерование предварительно спеченных диоксидциркониевых заготовок для фрезерования с точно определенной усадочной деформацией и обжиг этой обрабатываемой детали до окончательной плотности и требуемых геометрических размеров. Качество фрезерованной конструкции, как правило, зависит от прочности на изгиб используемой заготовки для фрезерования. Прочность на изгиб заготовки для фрезерования можно определить, например, с использованием испытания пуансоном на трех шариках согласно стандарту ISO 6872.

Для шлифования, например, борами с алмазным напылением, прочность на изгиб блока для фрезерования, как правило, составляет от 60 МПа до предела прочности диоксида циркония с предпочтительным верхним пределом приблизительно 110 МПа. Шлифование можно выполнять на таких шлифовальных станках, как CEREC™ InLab (Sirona Corp.) и E4D (D4D Corp.).

Фрезерование, как правило, можно выполнить, если прочность на изгиб блока для фрезерования находится в пределах интервала 15-50 МПа. Фрезерование можно осуществлять с использованием системы Lava™ от 3М ESPE.

В патентном документе EP 1206223 A1 (3М ESPE) описано, что для фрезерования исходное сопротивление разрушению стоматологических заготовок для фрезерования должно находиться в пределах интервала 15-30 МПа. Если выполнять фрезерование за пределами этих интервалов, полученная структура часто не является соразмерно фрезерованной и может проявлять выкрашивание.

В патентном документе US 2004/0119180 A1 (3М ESPE) описан способ изготовления зубного протеза, включающий этапы получения заготовки для фрезерования, имеющей исходное сопротивление разрушению 31-50 МПа, фрезерования этой заготовки и спекания этой фрезерованной заготовки.

В патенте США №5702650 (Hintersehr) описан способ изготовления керамических стоматологических протезов путем профилирования пористой начерно обработанной детали, изготовленной из ZrO₂, Y₂O₃, HfO₂, плотного спекания или пропитки начерно обработанной детали и доработка этой начерно обработанной детали посредством фрезы.

В заявке на патент США №61/545243 (3М IPC) описаны аэрогели, прокаленные и кристаллические изделия, а также способы их изготовления. Содержимое этой заявки включено в настоящее раскрытие посредством ссылки.

Патентный документ US 2011/0269618 (Knapp et al.) относится к нанокристаллической стоматологической керамике, где нанокристаллы образованы путем испарения.

Однако по-прежнему существует простор для совершенствования, особенно в том, что касается требований, подлежащих выполнению в отношении современных стоматологических материалов.

Описание изобретения

Типичной трудностью, связанной с диоксидциркониевыми блоками для фрезерования из уровня техники, является липкость пыли, образующейся в ходе процесса фрезерования без смазочно-охлаждающей жидкости, что может приводить к прилипанию пыли к деталям станка, а также к фрезерованным изделиям. Прилипание пыли к фрезерным борам может становиться критическим и приводить к полному забиванию бора. Это может в результате приводить к повреждению фрезеруемого протеза. Для того чтобы уменьшить количество пыли и свести к минимуму связанные с этим трудности, во фрезерных станках, как правило, реализуют очистку сжатым воздухом.

Поэтому было бы желательно иметь в доступе стоматологическую заготовку для фрезерования с более благоприятным поведением при механической обработке (например, образующую меньше фрезерной пыли в ходе процесса механической обработки и/или выполненную с возможностью более эффективного фрезерования и шлифования и/или механической обработки).

В качестве альтернативы или в дополнение, было бы желательно, в случае необходимости или надобности, иметь возможность корректировки формы и/или поверхности механически обработанного стоматологического изделия вручную простым и надежным образом.

Этой цели можно достигнуть посредством стоматологической заготовки для фрезерования, содержащей пористый диоксидциркониевый материал, характеризующийся следующими признаками:

- характеризуется изотермой типа IV адсорбции и/или десорбции N₂ в соответствии с классификацией IUPAC,

- имеет твердость по Виккерсу от приблизительно 25 до приблизительно 150 или от приблизительно 25 до приблизительно 140, причем данная стоматологическая заготовка для фрезерования содержит средства для ее обратимого прикрепления к устройству для механической обработки.

В другом воплощении настоящее изобретение относится к способу изготовления диоксидциркониевого стоматологического изделия, содержащему этапы

- получения стоматологической заготовки для фрезерования, содержащей пористый диоксидциркониевый материал, описываемый в настоящем тексте,

- размещения данной стоматологической заготовки для фрезерования в устройстве для механической обработки,

- механической обработки пористого диоксидциркониевого материала,

при этом стоматологическая заготовка для фрезерования и диоксидциркониевый керамический материал являются такими, как описывается в настоящем тексте.

Дополнительное воплощение настоящего изобретения относится к стоматологическому изделию, получаемому при помощи способа, описываемого в настоящем тексте.

Определения

Термин «стоматологическое изделие» означает любое изделие, пригодное для использования или подлежащее использованию в стоматологической или ортодонтической области, в особенности, для изготовления или в качестве стоматологического протеза, модели зуба и их деталей.

Примеры стоматологических изделий включают коронки (в том числе монолитные коронки), мосты, вкладки, накладки, виниры, фасетки, колпачки, каркас коронок и мостов, имплантаты, опорные коронки, ортодонтические аппараты (например, брекеты, щечные направляющие трубки, зажимы и пуговицы) и их детали.

Поверхность зуба не считается стоматологическим изделием.

Стоматологическое изделие не должно содержать компоненты, являющиеся вредными для здоровья пациента, и поэтому оно не содержит опасные и токсичные компоненты, способные мигрировать наружу из стоматологического изделия.

Под термином «монолитный стоматологический протез» следует понимать стоматологическое керамическое изделие, на поверхность которого не прикреплена фасетка или винир. То есть монолитный стоматологический протез, по существу, состоит только из одного материального состава. Однако в случае надобности может быть нанесен тонкий глазирующий слой.

Под «стоматологической заготовкой для фрезерования» подразумевают цельный блок (3-мерное изделие) материала, из которого в любом субтрактивном процессе, например, помимо фрезерования, также путем шлифования, сверления и т.д., можно посредством механической обработки получить стоматологическое изделие, стоматологическую обрабатываемую деталь, стоматологическую опорную конструкцию или стоматологический протез. Стоматологическая заготовка для фрезерования может иметь размер от приблизительно 20 мм до приблизительно 30 мм в двух измерениях, например, она может иметь диаметр в этом интервале, и может иметь определенную длину в третьем измерении. Заготовка для изготовления одиночной коронки может иметь длину от приблизительно 15 мм до приблизительно 30 мм, а заготовка для изготовления мостов может иметь длину от приблизительно 40 мм до приблизительно 80 мм. Типичный размер заготовки, если ее используют для изготовления одиночной коронки, характеризуется диаметром приблизительно 24 мм и длиной приблизительно 19 мм. Кроме того, типичный размер заготовки, если ее используют для изготовления мостов, характеризуется диаметром приблизительно 24 мм и длиной приблизительно 58 мм. Помимо вышеупомянутых геометрических размеров, стоматологическая заготовка для фрезерования также может иметь форму куба, цилиндра или прямоугольного параллелепипеда. Заготовки для фрезерования большего размера могут являться преимущественными, если из одной заготовки следует изготовить более одной коронки или моста. В этих случаях, диаметр или длина заготовки для фрезерования цилиндрической формы или имеющей форму прямоугольного параллелепипеда может находиться в интервале от приблизительно 100 мм до приблизительно 200 мм с толщиной, находящейся в интервале от приблизительно 10 мм до приблизительно 30 мм.

Под термином «диоксидциркониевое керамическое изделие» следует понимать 3-мерное изделие, при этом по меньшей мере одно из измерений x, y, z составляет по меньшей мере приблизительно 5 мм, причем это изделие состоит по меньшей мере из приблизительно 80 вес. % диоксида циркония.

Термин «стекло» означает неорганический неметаллический аморфный материал, термодинамически представляющий собой переохлажденный и застывший расплав. Стекло относится к твердым, хрупким и прозрачным твердым веществам. Типичные примеры включают натриево-кальциево-силикатное стекло и боросиликатное стекло. Стекло представляет собой неорганический продукт плавления, охлажденный до твердого состояния без кристаллизации. Большинство видов стекла содержат в качестве главного компонента кремнезем и некоторое количество стеклообразователя.

Пористый керамический стоматологический материал, описываемый в настоящем тексте, не содержит стекло.

Термин «стеклокерамика» означает неорганический неметаллический материал, в котором одна или несколько кристаллических фаз окружены стекловидной фазой так, что этот материал содержит стеклянный материал и керамический материал в сочетании или в виде смеси. Он образуется так же, как и стекло, а затем осуществляют его частичную кристаллизацию путем термической обработки. Термин «стеклокерамика» может относиться к смеси оксидов лития, кремния и алюминия.

Пористый стоматологический материал, описываемый в настоящем тексте, не содержит стеклокерамику. Термин «золь» относится к непрерывной жидкой фазе, содержащей обособленные частицы, имеющие размеры в интервале от 1 нм до 100 нм.

Термин «порошок» означает сухое сыпучее твердое вещество, состоящее из большого количества мелких частиц, способных свободно течь при встряхивании или наклоне.

Термин «частица» означает вещество, являющееся твердым и имеющим форму, которую можно определить геометрически. Форма может быть правильной или неправильной. Частицы, как правило, можно анализировать в отношении, например, размера зерна и гранулометрического состава.

Термин «керамика» означает неорганический неметаллический материал, образующийся при подводе тепла. Виды керамики обычно являются твердыми, пористыми и хрупкими, и, в отличие от видов стекла или видов стеклокерамики, проявляют, по существу, чисто кристаллическую структуру.

Термин «кристаллический» означает твердое вещество, состоящее из атомов, расположенных в структуре, периодической в трех измерениях (т.е. он имеет кристаллическую структуру с дальним порядком, обнаруживаемую при помощи рентгеновской дифракции). Кристаллические структуры включают тетрагональный, моноклинный, кубический диоксид циркония и их смеси.

Термин «плотность» означает отношение массы к объему объекта. Единицей плотности, как правило, является г/см³. Плотность объекта можно вычислить, например, посредством определения его объема (например, путем вычисления или применения закона или способа Архимеда) и измерения его массы.

Объем образца можно определить на основе общих внешних геометрических размеров образца. Плотность образца можно вычислить исходя из измеренного объема образца и массы образца. Общий объем керамического материала можно вычислить исходя из массы образца и плотности используемого материала. Общий объем полостей в образце, как предполагается, представляет собой оставшуюся часть объема образца (100% минус общий объем материала).

В области технического применения видов керамики термин «пористый материал» относится к материалу, содержащему парциальный объем, образованный пустотами, порами или полостями. Соответственно, структуру материала с «открытыми полостями» иногда именуют структурой «с открытыми порами», а структуру материала «с закрытыми полостями» иногда именуют структурой «с закрытыми порами». Также в данной области техники можно обнаружить, что вместо термина «полость» иногда используют термин «пора». Категории структуры материала «с открытыми порами» и «с закрытыми порами» можно определить для разных пористостей, измеренных на разных образцах материала (например, с использованием ртутного «Poremaster 60-GT» от Quantachrome Inc., США) в соответствии со стандартом DIN 66133. Через материал, имеющий структуру с открытыми полостями или структуру с открытыми порами, могут проходить, например, газы.

Типичные значения для материала «с открытыми полостями» составляют 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 «с закрытыми полостями» относится к «закрытой пористости». Закрытые полости представляют собой полости, к которым нет доступа снаружи, и через которые в условиях окружающей среды не просачиваются газы.

Термин «средний диаметр связанных пор» означает средний размер пор материала с открытыми полостями. Средний диаметр связанных пор можно вычислить так, как это описано в разделе Примеры.

Термин «прокаливание» относится к процессу нагревания твердого материала с целью отгонки по меньшей мере 90 весовых процентов летучих химически связанных компонентов (например, органических компонентов) (в отличие от, например, сушки, при которой посредством нагревания отгоняется физически связанная вода). Прокаливание осуществляют при температуре ниже температуры, необходимой для проведения этапа предварительного спекания.

Термины «спекание» и «обжиг» используют взаимозаменяемо. В ходе этапа спекания, то есть, если применяется достаточная температура, предварительно спеченное керамическое изделие претерпевает усадочную деформацию. Температура спекания, подлежащая применению, зависит от выбранного керамического материала. Для видов керамики на основе ZrO₂ типичный интервал температур спекания составляет от приблизительно 1100°C до приблизительно 1550°C. Спекание, как правило, предусматривает уплотнение пористого материала до менее пористого материала (или материала, содержащего меньше полостей), имеющего более высокую плотность; причем в некоторых случаях спекание также может предусматривать изменения фазового состава материала (например, частичное преобразование аморфной фазы в кристаллическую фазу). «Диафильтрация» представляет собой методику, в которой используются ультрафильтрационные мембраны для полного удаления, замещения или снижения концентрации солей или растворителей в растворах, содержащих органические молекулы. В этом процессе избирательно используются проницаемые (пористые) мембранные фильтры для разделения компонентов растворов и суспензий на основе размеров их молекул.

Под термином «аэрогель» следует понимать твердое вещество с низкой трехмерной плотностью (т.е. менее 20% от теоретической плотности). Аэрогель представляет собой пористый материал, полученный из геля, в котором жидкий компонент геля заменен на газ. Удаление растворителя часто осуществляют в сверхкритических условиях. В ходе этого процесса сетка не претерпевает существенную усадочную деформацию и можно получить высокопористый материал с низкой плотностью.

Под «механической обработкой» подразумевают фрезерование, шлифование, сверление, резание, высекание или субтрактивное профилирование материала на станке. Фрезерование обычно является более быстрым и рентабельным, чем шлифование. «Изделие, пригодное для механической обработки» представляет собой изделие, имеющее 3-мерную форму и обладающее достаточной прочностью для механической обработки.

Термин «изотропный характер спекания» означает, что спекание пористой массы в ходе процесса спекания происходит, по существу, инвариантно относительно направлений x, y и z. «По существу, инвариантно» означает, что различие характера спекания относительно направлений x, y и z находится в интервале не более приблизительно ±5%, или ±2%, или ±1%.

Термин «трубчатый реактор» относится к части гидротермальной реакторной системы непрерывного действия, являющейся нагреваемой (т.е. к зоне нагрева). Трубчатый реактор может иметь любую пригодную форму. Форму трубчатого реактора часто выбирают на основе требуемой длины трубчатого реактора и способа, используемого для нагрева трубчатого реактора. Например, трубчатый реактор может быть прямым, U-образным или свернутым в змеевик. Внутренняя часть трубчатого реактора может быть пустой или может содержать перегородки, шарики или предусматривать другие известные методики перемешивания.

Термин «отливка» означает производственный процесс, при котором жидкий материал (например, раствор или дисперсию) отливают в литейную форму, содержащую полую впадину требуемой формы, а затем ему дают затвердеть.

Состав является «по существу, или в значительной мере, не содержащим определенный компонент», если состав не содержит этот компонент в качестве существенного признака. Таким образом, указанный компонент преднамеренно не добавили к составу либо как таковой, либо в сочетании с другими компонентами или составной частью других компонентов. Состав, являющийся, по существу, не содержащим определенный компонент, обычно содержит этот компонент в количестве менее приблизительно 2 вес. %, или менее приблизительно 1 вес. %, или менее приблизительно 0,1 вес. %, или менее приблизительно 0,01 вес. % по отношению ко всему составу или материалу. Состав может вообще не содержать указанный компонент. Однако иногда присутствия небольшого количества указанного компонента невозможно избежать, например, по причине загрязнений.

Термин «условия окружающей среды» означает условия, действию которых изобретательский раствор обычно подвергается в ходе его хранения и обращения с ним. Условия окружающей среды могут, например, представлять собой давление от приблизительно 900 мбар до приблизительно 1100 мбар, температуру от приблизительно 10°C до приблизительно 40°C и относительную влажность от приблизительно 10% до приблизительно 100%. В лаборатории условия окружающей среды регулируют в интервалах от приблизительно 20°C до приблизительно 25°C и от приблизительно 1000 мбар до приблизительно 1025 мбар.

В рамках настоящего описания выражения «один из», «этот», «по меньшей мере один» и «один или несколько» используют взаимозаменяемо. Термины «включает» и «содержит» и их вариации не имеют ограничительного смысла там, где эти термины появляются в настоящем описании и формуле изобретения. Также в настоящем описании перечисления численных интервалов по конечным точкам включают все числа, относящиеся к пределам этого интервала (например, интервал 1-5 содержит 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т.д.).

Добавление к термину термина во множественном числе в скобках означает, что этот термин должен включать формы единственного и множественного числа. Например, термин «добавка (добавки)» означает одну добавку или несколько добавок (например, 2, 3, 4 и т.д.).

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - зависимость твердости и прочности на изгиб по двум осям пористого стоматологического керамического материала, описываемого в настоящем тексте, и пористого стоматологического керамического материала в соответствии с известным уровнем техники.

Фиг. 2 - зависящий от объема гранулометрический состав фрезерной пыли материала Lava™ Plus (кривая, показанная тонкой линией) в сравнении с материалом, описываемым в настоящем тексте (кривая, показанная толстой линией).

Фиг. 3 - механически обработанные изделия, погруженные и обработанные ультразвуком в ультразвуковой бане в деминерализованной воде.

Фиг. 4 - схематическое изображение рамки с содержащимся в ней фрезерованным стоматологическим протезом (полноконтурная коронка переднего зуба).

Фиг. 5 - схематическое изображение промежуточного фрезерованного стоматологического протеза (полноконтурная коронка переднего зуба), полученного после его извлечения из рамки.

Фиг. 6 - схематическое изображение фрезерованного стоматологического протеза (полноконтурная коронка переднего зуба) с индивидуальными модификациями на крае резца и в пришеечной области.

Подробное описание изобретения

Было обнаружено, что пористая диоксидциркониевая стоматологическая заготовка для фрезерования, описываемая в настоящем тексте, удовлетворяет потребности практикующих врачей, особенно в том, что касается потребности в эффективном изготовлении стоматологического изделия посредством процесса механической обработки.

Материал, описываемый в настоящем тексте, является особенно полезным для изготовления монолитных стоматологических изделий.

Пористый диоксидциркониевый материал стоматологической заготовки для фрезерования, описываемый в настоящем тексте, характеризуется выгодным сочетанием признаков и/или параметров, например, достаточной пористостью и достаточной твердостью.

Неожиданно было обнаружено, что особенно подходящими для изготовления эстетичного стоматологического изделия эффективным образом являются материалы, характеризующиеся изотермой типа IV адсорбции и/или десорбции N₂ (в соответствии с классификацией IUPAC) и/или изотермами адсорбции-десорбции, имеющими петлю гистерезиса (особенно в интервале p/p₀ 0,70-0,95).

Коммерчески доступные керамические материалы Y-TZP, как правило, характеризуются изотермой типа II адсорбции и/или десобрции N₂ (в соответствии с классификацией IUPAC), что, как было обнаружено, является менее эффективным для изготовления эстетичного стоматологического изделия эффективным образом.

Материалы, характеризующиеся изотермой типа II, как указывается, являются макропористыми, в то время как материалы, характеризующиеся изотермой типа IV, как указывается, являются мезопористыми.

Не желая ограничиваться конкретной теорией, можно предположить, что тип пор оказывает влияние на устойчивость и поведение материала при фрезеровании.

Было обнаружено, что материал, содержащий мезопоры (и характеризующийся изотермой типа IV и/или петлей гистерезиса), можно обрабатывать более надежно, чем материал, содержащий макропоры (и характеризующийся изотермой типа II), например, если принимать во внимание устойчивость краевых частей.

Стоматологические заготовки для фрезерования, описываемые в настоящем тексте, позволяют практикующему врачу изготавливать стоматологические изделия более простым и эффективным образом.

Было обнаружено, что поведение пористого диоксидциркониевого керамического материала при механической обработке скорее связано с твердостью материала по Виккерсу, чем с прочностью на изгиб по двум осям.

Материал, описываемый в настоящем тексте, можно легко профилировать с получением стоматологического изделия. Профилирование можно осуществлять на станке или вручную. Было обнаружено, что механическую обработку можно осуществлять не только путем фрезерования, но также путем шлифования. В отличие от этого, коммерчески доступные диоксидциркониевые материалы обычно механически обрабатывают с использованием фрезерного устройства, но не шлифовального устройства.

В случае надобности, стоматологическое изделие, полученное после механической обработки материала, описываемого в настоящем тексте, можно в дальнейшем индивидуализировать вручную, например, с использованием напильника, резца или высекающего инструмента. Материал (перед спеканием) является достаточно твердым для того, чтобы допускать точную механическую обработку, но не слишком твердым или слишком прочным, чтобы препятствовать индивидуализации вручную.

В отличие от этого, коммерчески доступные диоксидциркониевые материалы часто являются слишком мягкими и поэтому не допускают точного высекания или моделирования в предварительно спеченном состоянии.

Материал, описываемый в настоящем тексте, также можно просто и надежно приспособить для обратимого закрепления в устройстве для механической обработки. Например, это можно осуществлять, высекая в материале выемки, углубления или канавки.

Также было обнаружено, что в ходе механической обработки материала стоматологического блока для фрезерования и/или в ходе индивидуализации вручную механически обработанного стоматологического изделия, описываемого в настоящем тексте, образуется меньше пыли, способной прилипать к инструментам для механической обработки и/или к поверхности механически обработанного стоматологического изделия.

В отличие от этого, при механической обработке блока для фрезерования из уровня техники наблюдалось, что различные детали станка, такие, как всасывающая сетка, внутренние стенки фрезеровальной камеры, держатель рамки являются заметно покрытыми тонким слоем фрезерной пыли. В отличие от этого, при механической обработке материала блока для фрезерования, описываемого в настоящем тексте, загрязнение деталей станка прилипшей фрезерной пылью заметно уменьшалось.

Не желая ограничиваться конкретной теорией, можно полагать, что благоприятное поведение в том, что касается ограниченного образования фрезерной пыли в ходе фрезерования, можно объяснить ее гранулометрическим составом.

В отличие от фрезерной пыли, получаемой при механической обработке блоков для фрезерования из уровня техники, фрезерная пыль, получаемая при механической обработке материала, описываемого в настоящем тексте, характеризуется гранулометрическим составом, не содержащим или содержащим лишь небольшую фракцию частиц размером меньше 1 мкм.

Также было обнаружено, что в ходе корректировки или модификации вручную поверхности механически обработанного стоматологического изделия при использовании материала, описываемого в настоящем тексте, к поверхности механически обработанного стоматологического изделия прилипало меньше фрезерной пыли (в сравнении с использованием материала из уровня техники).

Это будет способствовать повышению производительности всего технологического процесса стоматологической лаборатории, поскольку часто можно сократить или проще и быстрее проводить трудоемкие этапы очистки, необходимые для удаления прилипшей пыли с механически обработанного изделия (например, с использованием щеток и/или сжатого воздуха).

Уменьшается риск недостаточного удаления фрезерной пыли с механически обработанного изделия, особенно на внутренней стороне стоматологического протеза, в сочетании с риском получения худшей пригонки стоматологического протеза к подготовленной поверхности зуба.

Таким образом, использование материала, описываемого в настоящем тексте, будет облегчать изготовление высококачественного стоматологического протеза (протезов).

Материал, описываемый в настоящем тексте, характеризуется разнообразием хорошо сбалансированных свойств (например, достаточной прочностью при механической обработке, соответствующей прочностью при индивидуализации вручную, пониженным износом инструментов для механической обработки и/или уменьшением образования пыли в ходе механической обработки).

Стоматологическая заготовка для фрезерования, описываемая в настоящем тексте, содержит пористый диоксидциркониевый материал. Этот пористый диоксидциркониевый материал характеризуется изотермой типа IV адсорбции и/или десорбции N₂ в соответствии с классификацией IUPAC.

Также этот пористый диоксидциркониевый материал имеет твердость по Виккерсу от приблизительно 25 до приблизительно 150 или от приблизительно 35 (HV 0,5) до приблизительно 150 (HV 1).

Стоматологическая заготовка для фрезерования также содержит средства для ее обратимого прикрепления к устройству для механической обработки.

Согласно одному из воплощений пористое диоксидциркониевое изделие, описываемое в настоящем тексте, может характеризоваться по меньшей мере одним из следующих признаков:

(a) характеризуется изотермой адсорбции и/или десорбции N₂, имеющей петлю гистерезиса;

(b) характеризуется изотермой типа IV адсорбции и десорбции N₂ в соответствии с классификацией IUPAC и петлей гистерезиса;

(c) характеризуется изотермой типа IV адсорбции и десорбции N₂, имеющей петлю гистерезиса типа H1, в соответствии с классификацией IUPAC;

(d) характеризуется изотермой типа IV адсорбции и десорбции N₂, имеющей петлю гистерезиса типа H1, в соответствии с классификацией IUPAC, в интервале p/p₀ 0,70-0,95;

(e) средний диаметр связанных пор: от приблизительно 10 нм до приблизительно 100 нм, или от приблизительно 10 нм до приблизительно 80 нм, или от приблизительно 10 нм до приблизительно 70 нм, или от приблизительно 10 нм до приблизительно 50 нм, или от приблизительно 15 нм до приблизительно 40 нм;

(f) средний размер зерна: менее приблизительно 100 нм, или менее приблизительно 80 нм, или менее приблизительно 60 нм, или от приблизительно 10 нм до приблизительно 100 нм, или от приблизительно 15 нм до приблизительно 60 нм;

(g) удельная поверхность по методу БЭТ: от приблизительно 10 м²/г до приблизительно 200 м²/г, или от приблизительно 15 м²/г до приблизительно 100 м²/г, или от приблизительно 16 м²/г до приблизительно 60 м²/г;

(h) прочность на изгиб по двум осям: от приблизительно 10 МПа до приблизительно 40 МПа или от приблизительно 15 МПа до приблизительно 30 МПа;

(i) геометрический размер в направлениях x, y, z: по меньшей мере приблизительно 5 мм, или по меньшей мере приблизительно 10 мм, или по меньшей мере приблизительно 20 мм;

(j) твердость по Виккерсу: от приблизительно 25 (HV 0,5) до приблизительно 150 или от приблизительно 35 до приблизительно 140 (HV 1).

Было обнаружено, что особенно выгодными являются следующие сочетания признаков: (a) и (h), или (a), (b) и (h), или (b) и (c), или (c), (e), (g) и (h).

В случае надобности, вышеописанные признаки можно определить так, как это описано в разделе Примеры.

Неожиданно было обнаружено, что особенно подходящим является материал, характеризующийся изотермой типа IV адсорбции и/или десорбции N₂ (в соответствии с классификацией IUPAC) и/или изотермами адсорбции-десорбции, имеющими петлю гистерезиса (особенно в интервале p/p₀ 0,70-0,95).

Удельная поверхность по методу БЭТ пористых диоксидциркониевых материалов, описанных в уровне техники, как правило, находится в пределах интервала 2-9 м²/г, в то время как удельная поверхность по методу БЭТ пористых диоксидциркониевых материалов, описываемых в настоящем тексте, предпочтительно составляет более 10 м²/г.

Средний размер зерна частиц диоксида циркония в пористом диоксидциркониевом изделии, описываемом в настоящем тексте, является небольшим по сравнению со средним размером зерна материала коммерчески доступных заготовок для фрезерования.

Небольшой размер зерна может быть выгоден тем, что он, как правило, приводит к более однородному материалу (с химической точки зрения), что в результате может также приводить и к более однородным физическим свойствам.

Таким образом, пористое диоксидциркониевое изделие, описываемое в настоящем тексте, обладает уникальным сочетанием признаков, что способствует надежному изготовлению высокоэстетичных керамических изделий, в особенности в том, что касается, устойчивости краевых частей.

Пригодные интервалы геометрических размеров в направлениях x, y и z включают интервалы от приблизительно 5 мм до приблизительно 300 мм или от приблизительно 8 мм до приблизительно 200 мм.

Было обнаружено, что для некоторых свойств выгодно, когда пористый диоксидциркониевый материал имеет определенный средний диаметр связанных пор. Этот средний диаметр связанных пор должен находиться в определенном интервале. Он не должен быть слишком малым, а также слишком большим.

Пористый диоксидциркониевый материал, описываемый в настоящем тексте и используемый для получения стоматологической заготовки для фрезерования, имеет меньший средний диаметр связанных пор, чем пористый диоксидциркониевый керамический материал, получаемый путем уплотнения порошка диоксида циркония, такого как порошок 3Y-TZP от Tosoh Comp.

По причине наномасштабного размера частиц и специфического среднего диаметра связанных пор материала, используемого для изготовления пористого диоксидциркониевого керамического материала стоматологической заготовки для фрезерования, этот материал обладает иным характером при спекании по сравнению с диоксидциркониевым керамическим материалом стоматологических заготовок для фрезерования, являющихся коммерчески доступными (например, LAVA™ Frame от 3М ESPE), и другой диоксидциркониевой керамикой, доступной на стоматологическом рынке и, как правило, изготавливаемой путем уплотнения и прессования порошкового диоксида циркония (например, порошкового диоксида циркония 3Y-TZP от Tosoh Comp.).

Твердость по Виккерсу материала находится в определенном интервале.

Если твердость по Виккерсу материала является слишком низкой, может ухудшаться качество пригодности материала к механической обработке (выкрашивание краев или разрушение обрабатываемой детали), а также легкость доработки вручную с целью индивидуализации рамки стоматологического протеза или, в такой же мере, монолитного протеза.

Если твердость по Виккерсу материала является слишком высокой, может в нерентабельном интервале увеличиваться износ инструментов для механической обработки, или инструмент может повреждаться и разрушать обрабатываемую деталь.

Прочность материала на изгиб по двум осям, как правило, также находится в определенном интервале.

Было обнаружено, что если прочность материала на изгиб по двум осям является слишком низкой, этот материал проявляет тенденцию к растрескиванию в ходе процесса фрезерования или в ходе чистовой обработки вручную техником-стоматологом.

С другой стороны, если прочность материала на изгиб по двум осям является слишком высокой, обработка материала на фрезерном станке часто невозможна при разумных усилиях. Используемая фреза или фрезеруемый материал часто проявляет тенденцию к выкрашиванию или разрушению. В этом случае профилирование материала приходится осуществлять путем шлифования, например, с использованием шлифовального станка Cerec™ (Sirona).

Пористый диоксидциркониевый керамический материал стоматологической заготовки для фрезерования может характеризоваться по меньшей мере одним из следующих признаков:

- содержание ZrO₂: от приблизительно 70 мол. % до приблизительно 98 мол. % или от приблизительно 80 мол. % до приблизительно 97 мол. %;

- содержание HfO₂: от приблизительно 0 мол. % до приблизительно 2 мол. % или от приблизительно 0,1 мол. % до приблизительно 1,8 мол. %;

- содержание Y₂O₃: от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 15 мол. %, или от приблизительно 1,5 мол. % до приблизительно 10 мол. %, или от приблизительно 2 мол. % до приблизительно 5 мол. %;

- содержание Al₂O₃: от приблизительно 0 мол. % до приблизительно 1 мол. %, или от приблизительно 0,005 мол. % до приблизительно 0,5 мол. %, или от приблизительно 0,01 мол. % до приблизительно 0,1 мол. %.

В соответствии с дополнительным воплощением пористое диоксидциркониевое изделие имеет состав, характеризующийся следующими признаками:

- содержание ZrO₂: от приблизительно 90 мол. % до приблизительно 98 мол. %;

- содержание HfO₂: от приблизительно 0 мол. % до приблизительно 2 мол. %;

- содержание Y₂O₃: от приблизительно 1 мол. % до приблизительно 5 мол. %;

- содержание Al₂O₃: от приблизительно 0 мол. % до приблизительно 0,1 мол. %.

Было обнаружено, что более вы