[发明专利]一种沉积纳米级氮化铌增强牙科钛瓷结合强度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种增强钛瓷结合强度的方法，尤其是一种应用于牙科医疗领域的沉积纳米级氮化铌的增强牙科钛瓷结合强度的方法。

背景技术

烤瓷熔附金属材料是目前临床应用最为广泛的固定牙修复体，但其中镍等金属元素的致敏性和生物毒性可能引起一些不良后果。纯钛材料由于具有良好的生物相容性、耐腐蚀性，适宜的物理性能和化学性能在生物医学领域得到广泛的使用，其低密度及导热率，与其他金属和合金比较，其保护牙髓、避免冷热刺激的作用更加明显，被认为是制作金属烤瓷修复体的理想金属材料。

牙科纯钛修复体与瓷的结合属于化学结合，其结合力主要依赖于氧化层本身、瓷与氧化层、氧化层与金属钛的结合力。以往，纯钛修复体在瓷烧结温度下存在氧化行为，形成的过厚的、无保护性及附着性差的氧化膜，被认为是导致钛瓷修复失败的主要原因。近年来，钛低熔瓷粉的研制使钛瓷修复成为可能，尽管如此，目前尚未见有关钛瓷修复体的长期临床报道。短期观察显示钛瓷修复体的失败率高,其失败表现为瓷裂及瓷面部分或全部脱落。可见，如何提高钛瓷结合强度仍是一个尚待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强钛瓷结合强度的方法，其通过在纯钛基片和瓷之间沉积纳米级氮化铌进而增大了纯钛基片氧化的阻力，抑制了氧化膜的形成，提高了钛与瓷的结合强度。

为实现上述发明目的，本发明的一种沉积纳米级氮化铌增强牙科钛瓷结合强度的方法，其包括如下步骤：

a.对牙科用纯钛基片进行表面预处理；

b.在预处理后的纯钛基片表面沉积纳米级氮化铌膜；

c.使用瓷粉对成膜后的纯钛基片在烤瓷炉中进行瓷烧结，以获得烤瓷熔附钛材料。

作为本发明的进一步改进，所述步骤a包括：筛选无铸造缺陷的纯钛基片，去除所述纯钛基片表面的杂质，然后将其暴露在空气中，使纯钛基片钝化，钝化时间控制在10分钟，钝化过程结束后用热蒸气清洗5分钟，然后再用丙酮超声清洗15分钟，待清洗完毕，用纯氮气将纯钛基片吹干；控制压力为2巴（bar）的条件下，对所述纯钛基片进行喷砂，喷砂结束后将纯钛基片用热蒸汽进行清洗5分钟，再用丙酮超声清洗15分钟，最后用纯氮气吹干。

作为本发明的进一步改进，筛选无铸造缺陷的纯钛基片时，利用X射线对纯钛基片内部是否存在缺陷进行探测。

作为本发明的进一步改进，所述去除纯钛基片表面杂质的方法包括采用碳化钨磨头对纯钛基片进行抛光，其中碳化钨磨头转速小于或等于15000rpm。

作为本发明的进一步改进，所述喷砂采用Al₂O₃，喷砂嘴与纯钛基片距离为10mm，喷砂角度为45°。

作为本发明的进一步改进，所述沉积纳米级氮化铌膜的方法包括磁控溅射法、或者离子束辅助沉积法、或脉冲激光沉积法。

作为本发明的进一步改进，所述磁控溅射法使用直流磁控溅射仪，工作条件为：预抽真空度6.0×10^-6Pa，气压0.3Pa，溅射功率350w，沉积温度常温，沉寂时间15分钟，工作气体为Ar和N₂的混合气体，Ar/N比为6:1；且以纯钛基片为阴极，铌靶为阳极，纯钛基片与铌靶的距离为60mm，整个溅射过程利用循环水冷却。

作为本发明的进一步改进，在利用所述磁控溅射法沉积纳米级氮化铌膜之前，先用Ar对纯钛基片进行反溅射清洗，清洗时间为10分钟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在牙科纯钛基片表面沉积均匀致密的纳米级氮化铌薄膜，抑制了纯钛在瓷烧结温度下的氧化行为，且在不影响美学效果的基础上达到了增强钛瓷结合强度的目的。另外，本发明的相关材料和设备获取较为便捷，操作简便，具有良好的临床应用前景和较高的实际应用价值。

附图说明

图1为本发明的方法的一具体实施方式中制备出的材料的纳米级氮化铌薄膜的XRD分析结果；

图2为本发明的方法的一具体实施方式中制备出的材料的纳米级氮化铌薄膜的SEM观察结果；

图3为本发明的方法的一具体实施方式中制备出不沉积氮化铌薄膜的钛瓷结合界面的SEM观察结果；

图4为本发明的方法的一具体实施方式中制备出的沉积氮化铌薄膜的钛瓷结合界面的SEM观察结果。

具体实施方式