[发明专利]一种牙科用梯度结构金属烤瓷材料及其制备方法

说明书

                            技术领域

本发明涉及口腔修复领域，特别涉及采用镍铬合金为基底的烤瓷牙修复。

                            背景技术

金属烤瓷牙是经高温将烤瓷粉熔附在合金底材上形成的口腔修复体，是20世纪60年代末发展起来的新型牙齿修复技术。金属烤瓷牙既具有金属材料强度高、韧性好等优点，又具有陶瓷材料的耐蚀性及较好的生物相容性等特点，是目前口腔修复领域中应用最为广泛的牙修复体。目前，我国的消费水平还是以普通镍铬合金烤瓷牙居多，虽然，国产的镍铬合金已在临床大量应用，但由于国产烤瓷粉还存在一些缺陷，因此，大多从欧洲、美国及日本等国家进口。

金属烤瓷牙面临最大的问题是瓷崩裂现象，造成瓷裂的因素很多，比如金-瓷热膨胀系数不匹配，金属面的清洁与喷沙抛光、烧瓷后的冷却速度、金属基底冠的厚度和形态等，其中金-瓷热膨胀系数不匹配是主要原因之一。

本发明通过采用梯度结构来解决金属与烤瓷的热膨胀系数不匹配的问题，缓和金属基和烤瓷层间的热应力。功能梯度材料的研究开发最早始于1987年日本科学技术厅的一项“关于开发缓和热应力的功能梯度材料的基础技术研究”计划。日本的材料学家新野正之(MasyuhiNino)、平井敏雄(Toshio Hira)和渡边龙三(Ryuzo Watanbe)等在20世纪80年代中后期提出了功能梯度材料(Functionally Gradient Material，FGM)的概念。所谓功能梯度材料是根据使用要求，选择使用不同性能的材料，采用先进的材料复合技术，使中间的组成和结构连续呈梯度变化，内部不存在明显的界面，从而使材料的性质和功能沿厚度方向也呈梯度变化的一种新型复合材料。在生物医学领域，由于FGM具有极好的生物相容性、柔韧性、可靠性、功能性和高的结合强度，已经在人造器官、人造骨骼和人造关节等方面得到应用研究。国外有人将TiO₂溶胶分别与HAP溶胶或HAP超细粉体相互结合，在钛片上制备出TiO₂-HAP梯度薄膜，发现该薄膜不但具有良好的生物活性，其与骨的结合强度也显著提高。我国有人成功研制具有结构梯度和成分梯度特点的生物活性梯度HA涂层，明显加强了涂层与金属假体的结合强度和自身稳定，有利于涂层与骨的生物性结合，具有良好的生物力学性能。但还未见有用于牙修复体的梯度结构金属烤瓷材料的研究报道。

                                发明内容

本发明的目的是提供一种用于金属烤瓷牙的梯度层材料，它有缓和金瓷间热应力和提高强度等特点，从而能够减少瓷层从金属冠上崩裂剥落的几率，提高金属烤瓷牙的性能。

本发明的技术方案如下：

第一步：将金属镍、铬及其氧化物粉末按Ni∶Cr∶NiO∶Cr₂O₃＝40％∶10％∶0％∶10％的质量比混合，研磨使其混合均匀，作为梯度调节成分。

第二步：在自制的烤瓷粉中分别加入质量比为10％～80％的梯度调节成分，研磨使其混合均匀，再逐层涂覆在金属基底上，制备成梯度层结构材料。

第三步：将第二步制备的梯度层结构材料放入高温炉中加热到800℃～1350℃后，保温2～2.5小时，随炉冷却得到梯度结构烤瓷材料。

                            附图说明

图1：本发明的实施例1中梯度材料内部热应力曲线图：a代表梯度结构材料的金瓷结合界面的热应力，b代表非梯度结构材料的金瓷结合界面的热应力。

                          具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细阐述，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之内。

实施例1：

第一步：将金属镍、铬及其氧化物粉末按Ni∶Cr∶NiO∶Cr₂O₃＝40％∶10％∶0％∶50％的质量比混合，研磨使其混合均匀，作为梯度调节成分。

第二步：称取0.15g平均粒径为2μm的瓷粉，涂覆于金属基底上。

第三步：在0.135g平均粒径为2μm的瓷粉中加入0.015g(占重量比10％)的梯度调节成分，混合均匀，涂覆涂覆于第二步所述的涂层之上。

第四步：在0.12g平均粒径为2μm的瓷粉中加入0.03g(占重量比20％)的梯度调节成分，混合均匀，涂覆于第三步所述的涂层之上。