Окрашивающий раствор, придающий флуоресценцию, для стоматологической керамики

Окрашивающий раствор, придающий флуоресценцию, для стоматологической керамики

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к окрашивающему раствору для окрашивания стоматологических керамических материалов. Окрашивающие растворы содержат окрашивающий агент(ы) и флуоресцентный агент(ы).

Уровень техники

Коммерчески доступные окрашивающие растворы, как правило, содержат воду, катионы металлов, выбранных из редкоземельных элементов, переходных металлов и их смесей, необязательно комплексообразующий агент(ы) и/или другие добавки, такие как (поли)этиленгликоль. Окрашивающие растворы, как правило, используют для однородного окрашивания пористой стоматологической керамики. Окрашивающие растворы наносят на стоматологическую керамику, находящейся в пористой и абсорбирующей стадии. После спекания, стоматологическая керамика, как правило, демонстрирует цвет, подобный зубам, и готова к винированию.

WO 2004/110959 (3М) относится к окрашивающему раствору для керамического каркаса. Раствор содержит растворитель (например, воду), соль металла и полиэтиленгликоль, имеющий Mn в диапазоне от 1000 до 200000.

WO 00/46168 A1 (3М), соответствующая US 6,709,694 В1, относится к окрашиванию керамик при помощи ионных или комплекс-содержащих растворов, содержащих определенные концентрации, по меньшей мере, одной соли или комплексов редкоземельных элементов или элементов подгрупп. Раствор может содержать добавки, такие как стабилизаторы, сложные структурообразователи, пигменты и добавки для размалывания.

WO 2008/098157 (3М) относится к окрашивающему раствору для стоматологического керамического каркаса, содержащему растворитель, окрашивающий агент, содержащий ионы металла, и комплексообразующий агент, причем количество комплексообразующего агента достаточно, чтобы растворить окрашивающий агент в растворителе.

WO 2009/014903 (3М) 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 переходные ионы, присутствующие в растворе в количестве от приблизительно 0,00001 до приблизительно 0,05 моль/л растворителя.

WO 2010/062541 (3М) относится к стоматологическому керамическому изделию, содержащему оксид циркония и, по меньшей мере, два различных окрашивающих вещества, демонстрирующих световое излучение в диапазоне от приблизительно 470 нм до 510 нм и поглощение света в диапазоне от приблизительно 520 нм до приблизительно 750 нм.

WO 2011/146761 (3М) относится к стоматологическому изделию, содержащему две части А и В, где часть А содержит диоксид циркония в определенном количестве и Dy, Sm, Eu или их смесь, часть В содержит стекло, стеклокерамику или композитный материал.

WO 2013/022612 (3М) описывает окрашивающие растворы для выборочной обработки поверхности стоматологической керамики и связанные с этим методы. Раствор может содержать растворитель, который смешивается с водой, но не является водой, агент воздействия, содержащий ионы металлов, воздействие вызвано агентом воздействия, который является окрашивающим, обеспечивающим флуоресценцию или их комбинацией, и комплексообразующий агент может образовать комплекс с ионами металлов агента воздействия, при этом комплекс растворим в растворителе.

WO 2012/125885 (3М) относится к стоматологическому керамическому изделию, способу его получения и применения. Стоматологическое керамическое изделие содержит керамические компоненты, керамические компоненты содержат ZrO₂ и Аl₂O₃ и, по меньшей мере, один компонент, содержащий Mn, Er или их смеси. Описан также набор компонентов, содержащий керамическое изделие и окрашивающий раствор, и способ получения стоматологического керамического изделия. Содержание этих ссылок включено в данную заявку путем ссылки.

Тем не менее, существуют еще возможности для совершенствования, особенно с учетом требований, которые будут выполнены по отношению к современным стоматологическим материалам. Пациенты и стоматологи в настоящее время имеют растущий спрос на высоко эстетические стоматологические реставрационные материалы.

Сущность изобретения

Сложная структура природного зуба приводит к спросу на средства, которые позволяют практикующему специалисту обеспечить стоматологическую керамику с возможностью индивидуального окрашивания без ущерба для яркости. Если возможно, эти средства должны быть легко наносимыми и сравнительно дешевыми в производстве. В частности, существует необходимость в том, чтобы имитировать внешний вид природного зуба в стоматологических реставрационных материалах с учетом индивидуальных степеней цвета и яркости твердых зубных тканей, например, эмали и дентина.

Альтернативно или в дополнение должна существовать возможность производить экономичный стоматологический реставрационный материал из монолитного блока, если это возможно, без существенной потери прочности и долговечности.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к раствору для окрашивания и придания флуоресценции стоматологическому керамическому изделию на основе диоксида циркония, при этом раствор содержит:

• растворитель,

• окрашивающий агент, содержащий ионы, выбранные из Tb, Er, Pr, Mn и их комбинаций,

• флуоресцентный агент, содержащий ионы Bi,

причем раствор не содержит ионы Fe в количестве более, чем приблизительно 0,05 мас. % относительно массы всего раствора.

Настоящее изобретение также относится к набору компонентов для окрашивания и придания флуоресценции стоматологическому керамическому изделию на основе диоксида циркония, содержащему:

• раствор, как описано в данной заявке, при этом раствор необязательно содержится в устройстве, как описано в данной заявке,

• стоматологическое керамическому изделие на основе диоксида циркония,

• необязательно оборудование для нанесения, и

• необязательно инструкцию по применению.

Дополнительно, настоящее изобретение описывает способ окрашивания и придания флуоресценции стоматологическому керамическому изделию на основе диоксида циркония, при этом способ включает стадии, на которых:

• обеспечивают стоматологическое керамическое изделие на основе диоксида циркония, причем стоматологическое керамическое изделие на основе диоксида циркония является пористым,

• обрабатывают стоматологическое керамическое изделие на основе диоксида циркония раствором,

• необязательно нагревают обработанное пористое стоматологическое керамическое изделие на основе диоксида циркония до достижения, по меньшей мере,

приблизительно 90 или, по меньшей мере, приблизительно 95 или, по меньшей мере, приблизительно 99% теоретической плотности. Определения

«Раствор» означает композицию, содержащую растворитель с растворимыми компонентами, растворенными в нем. Раствор представляет собой жидкость в условиях окружающей среды.

«Растворитель» является любым растворителем, который способен растворить окрашивающий агент. Растворитель должен быть достаточно химически стабильным при комбинации с окрашивающим агентом. То есть, растворитель не должен разлагаться с помощью других компонентов, присутствующих в композиции.

«Растворимый» означает, что компонент (твердое вещество) может быть полностью растворен в растворителе. То есть, вещество, способное образовывать отдельные молекулы (например, глюкозу) или ионы (например, катионы натрия или хлорид-анионы), когда его диспергируют в воде при 23°C. 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 он остается стабильным в течение значительного долгого периода времени (от, по меньшей мере, приблизительно 4 недель до более, чем приблизительно 12 месяцев в условиях окружающей среды). Стабильный при хранении раствор, как правило, не показывает какого-либо видимого (видимого человеческому глазу) осаждения окрашивающего агента во время хранения в условиях окружающей среды (приблизительно 23°C, приблизительно 1013 мбар) и не показывает разложение раствора или осаждения одного или нескольких компонентов.

«Окрашивающие ионы» означает ионы, которые имеют поглощение в спектре, видимом человеческому глазу (например, от приблизительно 380 до приблизительно 780 нм), что приводит к получению окрашенного раствора (видимого человеческому глазу), 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 спечено впоследствии.

Раствор может быть охарактеризован 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 видом сбоку (т.е. без эффекта Тиндаля). Тем не менее, интенсивность проникающего луча видимого света в направлении луча может быть ослаблена из-за поглощения света окрашивающими

ионами.

Раствор определяется как «неокрашенный», если а* и b* значения (L*a*b* CIELAB цветового пространства) 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 а* и b* значения (L*a*b* CIELAB цветового пространства) 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 рассеянный 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 существенной степени или, по существу, свободной от» определенного компонента, если композиция не содержит указанный компонент в качестве существенного признака. Таким образом, указанный компонент не преднамеренно добавлен к композиции как таковой или в комбинации с другими компонентами или ингредиентами других компонентов. Композиция, которая в существенной степени свободна от определенного компонента, обычно содержит компонент в количестве менее, чем приблизительно 1 мас. % или менее, чем приблизительно 0,5 мас. % или менее, чем приблизительно 0,1 мас. % или менее, чем приблизительно 0,01 мас. % относительно всей композиции или материала. Композиция может вообще не содержать указанный компонент. Тем не менее, иногда наличия небольшого количества указанного компонента не избежать, например, из-за примесей, содержащихся в используемом сырье.

«Изделие на основе диоксида циркония» означает 3-мерное изделие, в котором, по меньшей мере, одно x,y,z измерение составляет, по меньшей мере, приблизительно 5 мм, изделие содержит, по меньшей мере, приблизительно 80 или, по меньшей мере, приблизительно 90 или, по меньшей мере, приблизительно 95 мас. % диоксида циркония.

«Керамика» означает неорганический неметаллический материал, который получают путем применения тепла. Керамика, как правило, твердая, пористая и хрупкая и, в отличие от стекла или стеклокерамики, отображает, в существенной степени, чисто кристаллическую структуру.

«Кристаллический» означает твердый, состоящий из атомов, расположенных в виде узора, периодического в трех измерениях (то есть, имеет кристаллическую структуру с большим диапазоном, как определено с помощью рентгеновской дифракции). Кристаллические структуры включают тетрагональный, моноклинный, кубический диоксид циркония и их смеси.

Термин «стоматологическое изделие» означает любое изделие, которое будет использоваться в стоматологической или ортодонтической области, особенно для изготовления или реставрации зубов, моделирования зубов и их частей. Примеры стоматологических изделий включают коронки (в том числе монолитные коронки), мосты, вкладки, накладки, виниры, облицовки, колпачки, каркасы коронок и мостов, импланты, абатменты, ортодонтические аппараты (например, брекеты, 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 являются свободными от опасных и токсичных компонентов, способных мигрировать из стоматологического изделия.

«Монолитный стоматологический реставрационный материал» означает стоматологическое керамическое изделие, на поверхности которого нет облицовки или винир не был прикреплен. То есть, монолитный стоматологический реставрационный материал, в существенной степени, состоит только из одной композиции материала. Тем не менее, при желании может быть нанесен тонкий слой глазури.

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

Изделие классифицируется как «абсорбирующее», если изделие способно поглощать определенное количество жидкости, сравнимое 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 структуру с открытыми порами.

«Пористый материал» относится к материалу, содержащему частичный объем, который образуется пустотами, порами или ячейками в технической области керамики. Соответственно структуру материала «с открытыми ячейками» иногда называют структурой «с открытыми порами», и структуру материала «с закрытыми ячейками» иногда называют структурой «с закрытыми порами». Также может быть установлено, что вместо термина «ячейка» иногда используется «пора» в данной области техники. Категории структуры материала «с открытыми порами» и «с закрытым порами» могут быть определены для различных пористостей, измеренных в разных образцах материала (например, с использованием ртути «Poremaster 60-GT» от Quantachrome Inc., USA) в соответствии с DIN 66133. Через материал, имеющий структуру с открытыми ячейками или с открытыми порами можно пропустить, например, газы.

Типичные значения для материала с «открытыми порами» 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 ячейками» относится к «закрытой пористости». Закрытые ячейки представляют собой ячейки, которые не доступны снаружи и в которые не могут проникать газы в условиях окружающей среды.

«Средний диаметр соединенных пор» означает средний размер пор с открытыми ячейками материала. Средний диаметр соединенных пор может быть рассчитан, как описано в разделе Примеры.

Термины «спекание» или «обжиг» используются как синонимы. Предварительно спеченное керамическое изделие сжимается во время стадии спекания, то есть, при применении соответствующей температуры. Температура спекания, которая должна применяться, зависит от выбранного керамического материала. Для керамики на основе ZrO₂ типичный диапазон температуры спекания составляет от приблизительно 1100°С до приблизительно 1550°С. Спекание, как правило, включает уплотнение пористого материала до менее пористого материала (или материала, имеющего меньшее количество ячеек), имеющего более высокую плотность, в некоторых случаях спекание может также включать изменение фазовой композиции материала (например, частичное преобразование аморфной фазы в кристаллическую фазу).

Термин «аэрогель» означает трехмерное твердое вещество низкой плотности (т.е. менее, чем 20% от теоретической плотности). Аэрогель представляет собой пористый материал, полученный из геля, в котором жидкий компонент геля был заменен газом. Удаление растворителя часто выполняют при сверхкритических условиях. В ходе этого процесса сетка, по существу, не сжимается и высокопористый материал низкой плотности может быть получен.

Под «механической обработкой» подразумевают фрезерование, шлифование, резку, вырезание или формование материала с помощью машины. Фрезерование, как правило, является более быстрым и более экономически эффективным, чем шлифование. «Изделие, которое поддается механической обработке» является изделием, имеющим 3-мерную форму и имеющим достаточную прочность, чтобы быть механически обработанным.

«Условия окружающей среды» означают условия, которым раствор в соответствии с настоящим изобретением, как правило, подвергается 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 регулируют от приблизительно 20 до приблизительно 25°С и от приблизительно 1000 до приблизительно 1025 мбар.

Как используют в данной заявке, форма единственного числа, «по меньшей мере, один» и «один или более» используются как синонимы. Термины «включает» или «содержит» и их вариации не имеют ограничивающее значение, там где эти термины появляются в описании и формуле изобретения. Также в данной заявке, указания числовых диапазонов по конечным точкам включает все числа, входящие в пределы этого диапазона (например, от 1 до 5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, 5 и т.д.).

Добавление «(окончания множественного числа)» к термину означает, что этот термин должен включать единственное и множественное число. Например, термин «добавка(и)» означает одну добавку и больше добавок (например, 2, 3, 4 и т.д.). Термин «содержит» включает также термины «состоит в существенной степени из» и «состоит из».

«Флуоресцентный агент» означает агент, демонстрирующий флуоресценцию в области видимого света (от приблизительно 380 до приблизительно 780 нм).

«Комплексообразующий агент» означает агент, который способен образовывать комплексы с ионами металлов, содержащимися в окрашивающем растворе.

Было обнаружено, что висмут является хорошей добавкой для добавления или придания флуоресценции стоматологическому изделию на основе диоксида циркония. Не желая быть связанными конкретной теорией, полагают, что это может быть вызвано висмутом, легированным диоксидом циркония, способным излучать большую часть света в области синего света.

Тем не менее, использование железа в качестве окрашивающего агента в сочетании с висмутом, как было установлено, является вредным для желаемого флуоресцентного свойства. Не желая быть связанными конкретной теорией, полагают, что это может быть вызвано широкими полосами поглощения железа в области синего света, даже если присутствует в низких концентрациях. Таким образом, железо может устранить почти всю флуоресценцию, предоставляемую или придаваемую использованием висмута.

Ионы железа, однако, как известно, являются приемлемыми средствами для достижения желаемого цвета зуба стоматологического изделия на основе диоксида циркония.

Было установлено, что при использовании раствора, описанного в данной заявке, комбинированный эффект придания флуоресценции и цвета стоматологическому изделию на основе диоксида циркония может быть достигнут даже с помощью раствора, не содержащего ионы железа или содержащего только следовые количества ионов железа.

Этот эффект, как правило, не ограничивается яркими цветами (например, A1, В1 или С1 (в соответствии с Vita Classical цветовой схемой зубов), но может быть продолжен до более темных цветов, включая А2, В2, С2 и темнее. Раствор, описанный в данной заявке, наносят на изделие на основе диоксида циркония.

В соответствии с одним вариантом осуществления, изделие на основе диоксида циркония находится на стадии предварительного спекания или на стадии, которая позволяет керамическому изделию быть механически обработанным. Таким образом, керамическое изделие должно иметь достаточную устойчивость к разрушению в сыром состоянии. Эту стадию иногда называют также «зеленое тело». То есть, материал может уже слегка быть обожжен до определенной температуры, чтобы повысить устойчивость к разрушению сырого материала.

При желании, предварительное спекание может быть осуществлено в температурном диапазоне от приблизительно 700°С до приблизительно 1100°С или от приблизительно 800°С до приблизительно 1000°С. Керамическое изделие может быть получено любым стандартным способом, известным специалисту в данной области техники, в том числе одноосным прессованием, холодным изостатическим прессованием (CIP), быстрым прототипированием или шликерным литьем.

Если керамическое изделие находится на стадии предварительного спекания (т.е. до того, как проводится окончательное спекание или стадия обжига), оно, как правило, может характеризоваться, по меньшей мере, одним, несколькими или всеми из следующих признаков:

• устойчивость к разрушению сырого материала: от приблизительно 5 до приблизительно 55 МПа, или от приблизительно 5 до приблизительно 30 МПа,

• плотность: от приблизительно 2,4 до приблизительно 3,7 г/см³, или от приблизительно 2,5 до приблизительно 3,6 г/см³,

• пористость: от приблизительно 40 до приблизительно 60 об. %.

Диаметр пор, как правило, находится в диапазоне от приблизительно 10 нм до приблизительно 500 нм или от приблизительно 50 до приблизительно 200 нм. В соответствии с одним вариантом осуществления, средний диаметр пор обычно находится в диапазоне приблизительно 100 нм.

Если керамическое изделие спекают на окончательной стадии, как правило, оно соответствует, по меньшей мере, одному, двум или всем из следующих физических параметров:

• устойчивость к разрушению: по меньшей мере, 400 МПа, или, по меньшей мере, приблизительно 700 МПа или, по меньшей мере, приблизительно 1000 МПа,

• плотность: от приблизительно 5,9 до приблизительно 6,1 г/см³ или от приблизительно 6,0 до приблизительно 6,1 г/см³, и/или

• световое излучение, в частности, флуоресцентное излучение с полосами в области видимого света (например, от приблизительно 380 нм до приблизительно 780 нм).

При желании, устойчивость к разрушению изделия из спеченной стоматологической керамики может быть определена в соответствии с «тестом протыкания трех шариков» (прочность на двухосный изгиб), описанным в DIN EN ISO 6872, издание марта 1999 года, со следующими изменениями: диаметр стального шарика: 3 мм; диаметр опорного круга: 12 мм; диаметр плоского пуансона: 3,6 мм; диаметр диска образца: 16 мм, толщина диска образца: 1,6 мм (+/- 0,05 мм); шлифование образцов 10 мкм диском, чтобы быть +/- 0,05 мм плоскопараллельными и полирование образцов последовательно с 9 и 3 мкм.

Плотность может быть получена из определения массы (путем взвешивания) и объема (например, путем расчета или с помощью «метода Архимеда»). Материал, из которого сделано изделие на основе диоксида циркония, может быть различного рода. В соответствии с одним вариантом осуществления, пористое стоматологическое изделие на основе диоксида циркония, на которое наносят раствор, имеет следующую композицию:

- содержащую керамические компоненты, керамические компоненты содержат ZrO2 и Аl2O3, где Аl2O3 присутствует в количестве от приблизительно 0,001 мас. % до приблизительно 0,15 мас. % относительно массы керамических компонентов.

Таким образом, в соответствии с данным вариантом осуществления, материал диоксида циркония содержит лишь следовые количества Аl2O3. Аl2O3, как правило, присутствует в количестве ниже, чем приблизительно 0,15 мас. % или ниже, чем приблизительно 0,14 мас. %, или ниже, чем приблизительно 0,13 мас. %, или ниже, чем приблизительно 0,12 мас. %, или ниже, чем приблизительно 0,11 мас. %, или ниже, чем приблизительно 0,1 мас. %, мас. % относительно массы керамических компонентов.

Типичные диапазоны для Аl2O3 включают от 0,0001 до приблизительно 0,15 мас. % или от приблизительно 0,001 до приблизительно 0,14 мас. % или от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,13 мас. % или от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,10 мас. %. Если содержание оксида алюминия находится вне указанного выше диапазона, в частности присутствует в количестве более, чем приблизительно 0,15 мас. %, то может быть трудно достичь желаемых эстетических свойств.

В соответствии с одним вариантом осуществления, материал диоксида циркония может быть охарактеризован следующими признаками (в спеченной керамике, все компоненты присутствуют в виде оксидов):

ZrO2: от приблизительно 80 мас. % до приблизительно 98 мас. % или от приблизительно 85 мас. % до приблизительно 97 мас. %,

НfO2: от приблизительно 0,0001 до приблизительно 3 мас. % относительно массы изделия,

Аl2O3: от 0,0001 до приблизительно 0,15, или от приблизительно 0,0001 до приблизительно 0,14 мас. % или от приблизительно 0,001 до приблизительно 0,12 мас. %.

Поскольку химические и физические свойства ZrO2 и НfO2 очень похожи, различить и особенно провести химическое разделение между двумя оксидами не легко. Таким образом, количества ZrO2 и НfO2 также могут быть заданы как ZrO2+НfO2 от приблизительно 80 мас. % до приблизительно 98 мас. % или от приблизительно 85 мас. % до приблизительно 97 мас. %.

Другой вид материала диоксида циркония окрашивающего раствора, описанный в данной заявке, который можно использовать, является материалом диоксида циркония, демонстрирующим изотерму адсорбции и/или десорбции N₂ типа IV (в соответствии с классификацией IUРАС) и/или петлю гистерезиса (особенно в диапазоне р/р0 от 0,70 до 0,95).

Коммерчески доступные Y-TZP керамические материалы, как правило, демонстрируют изотерму адсорбции и/или десорбции N₂ типа II (в соответствии с классификацией IUРАС). 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, демонстрирующего изотерму типа IV, материалы диоксида циркония, описанные в уровне техники, не демонстрируют ни адсорбции и десорбции N₂ с петлей гистерезиса, ни адсорбции и/или десорбции N₂ изотермы типа IV (в соответствии с классификацией IUРАС).

Не желая быть связанными конкретной теорией, предполагают, что режим конденсации, связанный с материалом изотермы типа IV и петлей гистерезиса типа H1, может способствовать более однородному проникновению раствора в поры материала.

Окрашивающий раствор, как описано в данной заявке, особенно приемлем для получения высокоэстетических стоматологических керамических изделий, в частности таких стоматологических керамических изделий, как коронки, где различные части внешней поверхности стоматологического изделия обработаны окрашивающим раствором индивидуально.

Такая процедура облегчает производство индивидуализированных стоматологических керамических изделий, имитирующих естественный внешний вид зуба, имеющего довольно непрозрачную сердцевину (дентин) и довольно полупрозрачную оболочку (эмаль).

Было установлено, что раствор, описанный в данной заявке, является особо полезным для окрашивания и повышения яркости изделий на основе диоксида циркония, которые 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.

Яркость и цвет материала диоксида циркония после спекания могут быть отрегулированы путем изменения количества и природы окрашивающих ионов и содержания висмута. Если, например, используются ионы с низким эффектом окрашивания, то может быть обеспечен окрашивающий раствор с огромным эффектом повышения яркости, но относительно низким эффектом окрашивания.

Если, например, используются ионы с высоким эффектом окрашивания, то может быть обеспечен окрашивающий раствор с высоким окрашиванием, но более низким эффектом повышения яркости. Это дает возможность индивидуально регулировать цвет и яркость керамических материалов диоксида циркония и решает потребность практикующих специалистов в том, чтобы обеспечить высококачественные эстетические стоматологические реставрационные материалы, в том числе высокоэстетические монолитные стоматологические реставрационные материалы.

В соответствии с одним вариантом осуществления, пористое стоматологическое изделие на основе диоксида циркония, подлежащее обработке раствором, описанным в данной заявке, можно охарактеризовать, по меньшей мере, одним или всеми из следующих признаков:

(a) демонстрирует изотерму адсорбции и/или десорбции N₂ типа IV в соответствии с классификацией IUРАС;

(b) демонстрирует адсорбцию и десорбцию N₂ с петлей гистерезиса,

(c) демонстрирует изотерму адсорбции и десорбции N₂ типа IV в соответствии с классификацией IUРАС и петлю гистерезиса,

(d) демонстрирует адсорбцию и десорбцию N₂ типа IV с петлей гистерезиса типа H1 в соответствии с классификацией IUРАС,

(e) демонстрирует адсорбцию и десорбцию N₂ типа IV с петлей гистерезиса типа H1 в соответствии с классификацией IUРАС в диапазоне р/р0 от 0,70 до 0,95;

(f) средний диаметр соединенных пор: от приблизительно 10 до приблизительно 100 нм или от приблизительно 10 до приблизительно 70 нм или от приблизительно 10 до приблизительно 50 нм или от приблизительно 15 до приблизительно 40;

(g) средний размер зерен: менее, чем приблизительно 100 нм или менее, чем приблизительно 80 нм или менее, чем приблизительно 60 нм или от приблизительно 10 до приблизительно 100 или от приблизительно 15 до приблизительно 60 нм;

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

(i) прочность на двухосный изгиб: от приблизительно 10 до приблизительно 40 или от приблизительно 15 до приблизительно 30 МПа;

(j) х, у, z размер: по меньшей мере, приблизительно 5 мм или, по меньшей мере, приблизительно 10 или, по меньшей мере, приблизительно 20 мм;

(k) твердость по Виккерсу: от приблизительно 25 (HV 0,5) до приблизительно 150 (HV 1) или от приблизительно 40 до приблизительно 150.

Сочетание следующих признаков было установлено как особо полезное: (а) и (h), или (а) и (b) и (h), или (b) и (с), или (с), (е), (g) и (h). Удельная поверхность БЭТ материалов диоксида циркония, описанных в уровне техники, как правило, находится в диапазоне от 2 до 9 м²/г. Таким образом, пористое изделие на основе диоксида циркония, как описано в данной заявке, может иметь уникальное сочетание признаков, которое облегчает производство высокоэстетических керамических изделий, особенно по отношению к полупрозрачности.

Средний размер зерен частиц диоксида циркония в пористом изделии на основе диоксида циркония, как описано в данной заявке, может быть небольшой по сравнению со средним размером зерен материала коммерчески доступных заготовок. Небольшой размер зерен может быть полезным в том, что, он как правило, приводит к более однородному материалу (с химической точки зрения), что также может привести к более однородным физическим свойствам.

Полезные диапазоны для х, у и z размеров включают от приблизительно 5 до приблизительно 300 или от приблизительно 10 до приблизительно 200 мм. Пористое изделие на основе диоксида циркония может иметь размеры, приемлемые для механической обработки с помощью устройства обработки. Дополнительно, пористое изделие на основе диоксида циркония может иметь прочность на изгиб и/или твердость по Виккерсу, приемлемые для механической обработки изделия с помощью инструментов для шлифования или фрезерования.

Средний диаметр соединенных пор материала пористого изделия на основе диоксида циркония может быть ниже по сравнению с диаметром пор материала, из которого сделаны коммерчески доступные заготовки (имеющего, как правило, средний размер соединенных пор более, чем приблизительно 200 нм). Средний диаметр соединенных пор в этом диапазоне может быть полезным в том, что облегчает весьма однородное распределение раствора в порах изделия на основе диоксида циркония. Небольшой диаметр пор, как правило, также приводит к сравнительно огромной внутренней поверхности и/или сравнительно высокой энергии поверхности. Огромная внутренняя поверхность может повысить сорбционные свойства изделия.

Огромная внутренняя поверхность, однако, часто требует регулировки композиции и физических свойств раствора, предназначенного для использования для обработки пористого изделия на основе диоксида циркония. При желании, указанные выше признаки могут быть определены, как описано в разделе Примеры.

В соответствии с одним вариантом осуществления, пористое изделие на основе диоксида циркония можно охарактеризовать, по меньшей мере, одним из следующих признаков:

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

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

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

содержание Аl2O3: от приблизительно 0 до приблизительно 1 мол. % или от приблизительно 0,005 до приблизительно 0,5 мол. % или от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,1 мол. %.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления, пористое изделие на основе диоксида циркония имеет композицию, которая характеризуется следующими признаками:

содержание ZrO2: от приблизительно 90 до приблизительно 98 мол. %,

содержание HfO2: от приблизительно 0 до приблизительно 2 мол. %,

содержание Y2O3: от приблизительно 1 до приблизительно 5 мол. %,

содержание Аl2O3: от приблизительно 0 до приблизительно 0,1 мол. %.

Было найдено, что более высокое содержание Y2O3, как правило, приводит к увеличению кубической кристаллической фазы в керамическом материале диоксида циркония после спекания материала до конечной плотности. Более высокое содержание кубической кристаллической фазы может вносить вклад в улучшенную полупрозрачность.

В соответствии с другим вариантом осуществления, пористое изделие на основе диоксида циркония можно охарактеризовать, по меньшей мере, одним или всеми из следующих признаков:

• демонстрирует изотерму адсорбции и/или десорбции N₂ типа IV в соответствии с классификацией IUРАС, предпочтительно демонстрирует адсорбцию и десорбцию N₂ с петлей гистерезиса в диапазоне р/р0 от 0,70 до 0,95,

• средний диаметр соединенных пор: от приблизительно 15 до приблизительно 60,

• средний раз