[發明專利]牙科用氧化鋁-氧化鋯共晶陶瓷棒及其制備方法

有效

• 申請號: 201910205037.0
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109867514B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 蘇海軍;樊光嬈;張軍;劉林;郭敏;傅恒志
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B35/653
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

牙科用氧化鋁?氧化鋯共晶陶瓷棒及其制備方法。一種抗老化的牙科陶瓷材料及其制備方法。所述抗老化的牙科陶瓷材料由氧化鋁和氧化鋯組成，通過激光束快速加熱和冷卻實現材料的定向凝固，制備出表面光滑的氧化鋁?氧化鋯共晶生物陶瓷，XRD結果表明抽拉速率為200μm/s的氧化鋁?氧化鋯共晶生物陶瓷老化145h后，在衍射角為35.2°、40.5°和41.3°時均為四方氧化鋯相，表明氧化鋁?氧化鋯共晶生物陶瓷在水熱環境中不會發生相變，即具有十分優異的抗老化能力。

技術領域

本發明涉及口腔醫學技術領域，具體是通過激光懸浮區熔法制備抗老化性能優異的氧化鋁-氧化鋯共晶陶瓷棒。

背景技術

在全球人口老齡化趨勢的推動下，人們對義齒的需求量日益增加，因而十分有必要開發高性能的牙科修復材料。氧化鋯陶瓷憑借高韌性、優異的美學修復性能(可見光透明度、X射線不透過性等)和良好的生物相容性，現已被廣泛用作牙齒修復材料，如牙冠、瓷樁、橋墩、種植體等方面。然而，在潮濕環境中，氧化鋯陶瓷會自發地發生四方相t–單斜相m轉變，降低材料的力學性能和穩定性。在2001年，大約有400個植入人體內的氧化鋯股骨頭發生短期失效，這種多變的物化特性使氧化鋯陶瓷備受爭議，限制了它的應用范圍。

M.C.Lorente,S.S.Scherrer,P.Ammann,etal.LowtemperaturedegradationofaY-TZPdental ceramic[J].ActaBiomaterial,2011,7:858-865中，提出了一種四方多晶氧化鋯(3Y-TZP)牙科陶瓷。加速老化實驗表明，該四方多晶氧化鋯牙科陶瓷在水熱環境中極易發生降解，m相的出現及其伴隨的微裂紋造成材料的硬度和楊氏模量降低30％。

T.Kosmac,A.Kocjan.Ageingofdentalzirconiaceramics[J].JournaloftheEuropeanCeramic Society,2012,32:2613-2622.中，評估了不同原始粉末的3Y-TZP陶瓷的水熱降解能力。

研究發現，隨著加速老化時間的延長，各個材料中m相的生成量均持續增加。老化48h后，m相的含量最高可達70％。

M.C.Lorente,S.Durual,M.A.Droz,etal.Hydrothermaldegradationofa3Y-TZPtranslucen tdentalceramic:Acomparisonofnumericalpredictionswithexperimentaldataafter2yearsofaging[J].DentalMaterial,2016,32:394-402.中，對比了3Y-TZP陶瓷老化的數值預測結果和實驗數據，表明表面拋光的試樣在體內環境中老化2年后m相生成量增加至ISO標準限定含量的上限(25％)。

為了提高3Y-TZP陶瓷的老化抗力，研究人員從材料體系入手，將氧化鋯陶瓷與氧化鋁陶瓷進行復合，以增加3Y-TZP陶瓷的基體彈性模量，提高相變勢壘，抑制老化。

在.Kohorst,L.Borchers,J.Strempel,etal.Low-temperaturedegradationofdifferentzirconiacerami csfordentalapplications[J].(ActaBiomaterial,2012,8:1213-1220.)中，研究了不同氧化鋯陶瓷的抗老化能力，發現氧化鋁的加入能力降低氧化鋯的水熱敏感性，在一定程度上抑制老化的發生。

P.Fabbri,C.Piconi,E.Burresi,etal.Lifetimeestimationofazirconia-aluminacompositeforbi omedicalapplications[J].(DentalMaterials,2014,30:138-142.)中，發現相比于3Y-TZP陶瓷，氧化鋯增強氧化鋁(ZTA)復合陶瓷具有更加杰出的老化抗力、更慢的相變動力學。