[发明专利]一种3D打印/凝胶注模复合成形氧化锆全瓷牙的制造方法

说明书

本发明提供一种3D打印/凝胶注模复合成形氧化锆全瓷牙的制造方法，解决了现有氧化锆全瓷牙加工周期长、效率低、表面质量差、易产生裂缝和孔洞等问题。该方法首先通过3D扫描仪获取用户全瓷牙模型，反向构建全瓷牙母模模型，并传输到3D打印系统中制造高分子母模，接着使用氧化锆陶瓷浆料凝胶浇注全瓷牙高分子母模得到氧化锆全瓷牙素坯，最后将母模连同素坯放入热解炉内使有机物和母模分解，高温烧结获得致密氧化锆，经抛光、上釉、烧釉处理得到最终氧化锆全瓷牙。该方法能满足全瓷牙的个性化设计，制造周期短，成形的氧化锆全瓷牙强度高、韧性好，生物相容性和美学效果佳。

技术领域

本发明涉及氧化锆全瓷牙制造技术领域，具体涉及一种3D打印/凝胶注模复合成形氧化锆全瓷牙的制造方法。

背景技术

随着经济的不断发展以及人们生活水平的不断提高，口腔健康问题逐渐成为影响人们生活质量的重要因素，因此，人们对全瓷牙的需求量越来越大。其中常见的氧化锆(ZrO₂)全瓷牙具有以下优点：一是力学性能优异，其强度硬度高，完全不用担心崩瓷的现象，且弹性模量、密度都比较合适；二是具有与真牙相匹配的透光性，其色泽自然，修复体同健康牙齿浑然一体，与金属烤瓷牙相比，其美观性也更佳；三是生物相容性好，氧化锆对牙龈无刺激、无过敏反应，很适合应用于口腔，避免了金属在口腔内产生的过敏、刺激、腐蚀等不良反应；四是在做核磁共振检查、CT等检查时，非金属的二氧化锆对X射线无任何阻挡，不影响检查更不需要拆掉假牙(如果口腔中镶嵌的假牙是含金属的烤瓷冠，在做头颅X射线、CT、核磁共振检查时，将会受到影响甚至需要拆除)。氧化锆正是由于具有以上诸多优点使其成为了最有前景的全瓷牙制备材料。

现阶段常用的氧化锆全瓷牙制备技术是CAD/CAM技术。CAD/CAM技术在20世纪70年代就已经被用于牙科口腔修复，但在该技术中全瓷牙的最终成型必须依赖CAM辅助加工，由于刀具更换、加工轨迹规划、加工程序等工艺参数对加工效率影响很大，而这些参数的优化又尤为复杂，因此患者往往要等待几天甚至数周才能使用加工好的全瓷牙，时效性不高。此外，由于氧化锆陶瓷预烧结体抗弯强度过高，在使用CAD/CAM技术对其机械切削加工时难度也大大增加，加大了设备的使用成本，大大限制了该技术的广泛应用。

3D打印技术应运而生，能大大缩短氧化锆全瓷牙制备周期并且无需二次加工。常用的3D打印氧化锆技术有选择性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)和选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)。SLM是通过激光与粉末产生的相互作用使粉末粘结在一起，从而不需要借助有机粘结剂，也不需要再次烧结等后续处理工序，但由于激光功率较大，会产生较大的温度梯度，氧化锆陶瓷脆性大、抗热冲击能力差，因此加工过程中易产生裂纹，且制件表面质量差。SLS一般需要借助有机粘结剂在激光照射下熔化，而使氧化锆陶瓷粉末粘结在一起，但由于粘接剂含量大，在后续的脱脂过程中会留下大量的孔洞，最终烧结体的性能与传统工艺相差较大。因此，探寻一种更适合氧化锆全瓷牙的制造方法已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于克服现有氧化锆全瓷牙加工周期长、效率低、表面质量差、易产生裂缝和孔洞等问题，提供一种3D打印/凝胶注模复合成形氧化锆全瓷牙的制造方法，该方法包括以下步骤：

(a)扫描获取用户所需全瓷牙的三维模型，反向建模得到全瓷牙母模模型，以有机高分子材料为原料，3D打印出全瓷牙母模；

(b)配制氧化锆陶瓷浆料，消泡后对全瓷牙母模进行浇注，干燥后得到氧化锆全瓷牙素坯；

(c)将氧化锆全瓷牙素坯连同母模一起加热进行热解，得到多孔氧化锆；

(d)多孔氧化锆经烧结、表面处理得到致密的氧化锆全瓷牙。