用于制造牙科修复元件的CAD/CAM可机加工的块体的制作方法

用于制造牙科修复元件的cad/cam可机加工的块体
技术领域
1.本发明涉及一种用于cad/cam机加工机器的块体，或者更一般地涉及一种用于制造特定牙科修复元件的cad/cam可机加工支撑块体，即由牙冠覆盖的嵌芯(包括作为组合的桩和芯结构(core bulid-up))。


背景技术：

2.通过cad/cam(计算机辅助设计和制造)从预制件机加工牙科修复元件，特别是牙冠、牙桥，已经被广泛认知的。例如，在文献ep0040165中就描述了该技术。从那时起，这项技术在cad/cam设备和预制件的组成方面都得到了发展。
3.预制件主要有两种类型。
4.第一类型说我预制件是以“块体”的形式呈现的，通常是平行六面体的形状。在这种情况下，所述块体通过与所述块体整体成一体的心轴固定到铰接臂上，使预制件暴露于机加工工具。本发明涉及的就是这种类型的预制件。
5.例如，文献ep 2 692 312 a1描述了一种旨在制造桩和冠部的预制件，其主要以纤维结构的形式呈现，该纤维结构在其部分表面上覆盖有复合半透明层，例如由聚合物制成。纤维呈扁平或波浪状，或因此呈弯曲状。第二类型的预制件是以“盘”的形式呈现的，在盘内机加工假体元件。在这种情况下，盘没有任何允许将其固定到铰接臂上的特定的布置。它被简单地定位在铰接臂所呈现的形状的压印中。
6.所述嵌芯由一个部件制成，该部件由桩由芯结构覆盖的桩构成。它是由金属制成的，更少是由陶瓷制成的。它是由一个单一部分形成的，因此被称为“嵌芯或桩芯”。因此，它是由同一种材料制成的。嵌芯用作无髓牙重建的支撑。
7.在制造方面，金属嵌芯可以在修复实验室通过所谓的失蜡铸造技术获得，或者在更少的情况下，通过从钢或钛盘上进行cad/cam机加工获得。
8.也有纤维嵌芯，其可由上述类型的盘机加工而成，如文献ep 3386428 a1中所述，其中形成了气室。每个气室填充有复合材料，其中埋有垂直纤维。cad/cam机器直接机加工由复合材料制成的嵌芯。
9.在追求重建由复合材料制成的完整齿的情况下，需要使用两个独立的cad/cam块体，即要机加工的用以制造嵌芯的第一cad/cam块体和要机加工的用以制造牙冠的第二cad/cam块体。然后，分别机加工这两个块体中的每一个。。因此，牙科修复元件的制造是漫长且繁琐的。
10.此外，牙科修复元件的制造需要从患者到医生的两次访问：考虑到制造和定位嵌芯，第一次访问以获得第一压印，考虑到将牙冠制造和定位在嵌芯的芯结构上，第二次访问以获取第二压印，这对患者和医生来说需要时间，并且表示成本高。
11.文献de 102006051294 a1描述了一种cad/cam块体，其包括在其上固定心轴的插入件。该插入件允许制造嵌体、高嵌体、刻面、牙冠、部分牙冠、牙桥或牙桥部件(见[23])。根据所描述的实施例[36]，图1的插入件具有接近牙釉质的弹性模量的弹性模量，并且是唯一
包含纤维的插入件(参见图1)。在图示的其他实施例中，插入件包含2个单独的区域，其中一个区域是弹性模量接近牙本质的弹性模量，另一个区域是弹性模量接近牙釉质的弹性模量。
[0012]
文献wo 2009/070470a1描述了一种配备有心轴的cad/cam机加工的块体，其中插入件包括两个材料层，分别是类似于牙本质的内部材料和类似于牙釉质的外部材料，组件被外层覆盖。当材料包括纤维时，纤维的重量比例小于20％。该插入件用于制造牙冠、牙桥、嵌体和高嵌体。
[0013]
文献fr 3019461 a1描述了用于制造牙冠或牙桥的预制件，包括几种基于纤维的材料的叠加，最高的材料覆盖有无纤维的上部结构。预制件不允许制造由牙冠覆盖的嵌芯。
[0014]
文献ep2839807a1描述了一种用于完全替换牙弓的牙齿假体。实际上，横向纤维被埋在可热交联树脂中。这不是本发明的意义上的与由牙冠覆盖的个性化嵌芯相关联的插入件。


技术实现要素：

[0015]
本发明的目的是提出一种cad/cam块体，该块体可以固定到cad/cam机加工机器上，特别是通过与块体一体的心轴，该心轴允许在一次机加工操作中机加工嵌芯和牙冠，一起形成牙科修复元件。
[0016]
本发明还旨在通过cad/cam机加工单个cad/cam块体提供一种包括嵌芯和牙冠的牙科修复元件，以使这种牙科修复元件的制造更简单、更快速和更便宜。
[0017]
为此，本发明提出了一种用于cad/cam机加工牙科修复元件的块体，所述块体包括：
[0018]-插入件，其中所述牙科修复元件被机加工，
[0019]-覆盖所述插入件的至少一个表面的聚合物层，
[0020]-固定到所述插入件上的心轴。
[0021]
所述块体的主要特征在于，所述插入件包括相互连接的两个部分，其中：
[0022]-旨在被用于机加工以形成嵌芯的第一部分，所述第一部分包括复合材料，所述复合材料包括单向增强纤维；
[0023]-第二部分，用旨在被机加工以形成牙冠的第二部分，所述第二部分不具有增强纤维，并包括包含一种或多种矿物填料的材料。
[0024]
根据本发明的旨在被机加工以制造牙科修复元件的块体的插入件以单个部件的形式呈现，其中插入件的第一和第二部分至少通过它们各自的面中的一个而彼此固定连接。
[0025]
插入件的第一和第二部分可以直接连接，即它们至少通过它们各自的面中的一个彼此接触。在这种情况下，优选地，插入件的第一部分或第二部分包括交联形式的聚合物，即它形成刚性聚合物网络。这种交联聚合物允许将插入件的两个部分彼此固定。更具体地，首先使插入件的第一和第二部分彼此接触，然后将第一部分和/或第二部分的(一种或多种)聚合物交联，以便在两部分之间形成刚性连接，在该水平上交联网络限制插入件的第一部分和/或第二部分的剩余部分。
[0026]
或者，插入件的第一和第二部分可以间接连接，即它们彼此不直接接触，而是通过
中间粘合剂层彼此分开。粘合剂层可以是，例如，胶水、牙科粘固剂或聚合物，其位于插入件的第一和第二部分之间，以便将它们彼此胶合。
[0027]
如上所述，本发明的块体以一个单一部件的形式呈现，该部件包括聚合物层中的涂覆插入件的两个部分。因此，本发明的块体的机加工允许在一个单独的机加工操作中机加工插入件的第一部分和第二部分以形成嵌芯和冠部(牙冠)，这与通常机加工两个独立块体(其中一个生产嵌芯，另一个生产冠部)的现有技术相反。这代表了节省了时间和大量资源，从而大大降低了相关的制造成本。
[0028]
此外，得益于本发明的块体，考虑到制造和定位形成牙科假体元件的嵌芯和牙冠，只需要患者对医生进行一次访问以获取压印，这为患者和医生都减少了相关的时间和成本。
[0029]
根据其他方面，本发明用于cad/cam机加工的块体具有以下单独的或根据其技术上可能的组合的不同的特征：
[0030]-通过设置在所述第一和第二部分之间的粘合剂层将所述插入件的第一部分胶合到所述插入件的第二部分；
[0031]-插入件的第一部分和/或第二部分的材料包括交联材料，所述第一和第二部分通过所述交联聚合物彼此固定；
[0032]-插入件的第一部分的增强纤维是纵向的；
[0033]-插入件的第一部分的材料是包括至少一种聚合物的复合材料，并且单向增强纤维埋入所述聚合物中；
[0034]-插入件第一部分复合材料的(一种或多种)聚合物选自下列聚合物：环氧、聚酯、乙烯基酯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂及其混合物；
[0035]-插入件第一部分材料的单向增强纤维选自：玻璃纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其混合物；
[0036]-插入件第一部分的材料的单向增强纤维相对于所述插入件第一部分的所述材料的重量占50％至85％(重量)；
[0037]-插入件第二部分的材料是复合材料，其包括至少一种聚合物和埋藏在所述聚合物中的矿物填料；
[0038]-插入件第二部分复合材料的(一种或多种)聚合物选自下列聚合物：丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂及其混合物；
[0039]-插入件第二部分的材料为陶瓷材料；
[0040]-插入件第二部分材料的矿物填料选自：二氧化硅、玻璃、陶瓷、不透射线颗粒及其混合物；
[0041]-相对于插入件第二部分所述材料重量，插入件第二部分材料的填料占50％至85％(重量)；
[0042]-聚合物层由以下材料制成包括：
[0043]
*选自下组的热固性聚合物包括：聚氨酯(pu)、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂及其混合物的，或
[0044]
*选自下组的热塑性聚合物包括：聚碳酸酯(pc)、聚甲醛或聚缩醛(pom)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚氨酯(pu)、聚酰胺(pa)及其混合物。
[0045]-聚合物层的材料包括玻璃纤维；
[0046]-所述聚合物层材料的玻璃纤维相对于所述聚合物层的所述材料的重量占10％至50％(重量)；
[0047]-优选地，心轴可以由金属制成，由复合材料制成，或由与聚合物层相同的材料制成。
[0048]
本发明的另一目的是提供一种牙科修复元件，包括：
[0049]-嵌芯，包括包含单向增强纤维的复合材料；
[0050]-不带有增强纤维的牙冠，包括包含一种或多种矿物填料的复合材料，所述牙科修复元件是预制的。
[0051]
优选地，牙科修复元件通过在唯一一次和单次机加工操作中机加工上述cad/cam块体而获得。机加工所述插入件的第一部分可获得所述嵌芯，机加工所述插入件的第二部分可获得所述牙冠。因此，嵌芯的材料对应于插入件的第一部分的材料，而牙冠的材料对应于插入件的第二部分的材料。这些材料已经在上面描述过，因此下文不再重复。
[0052]
如本文所使用的，术语“牙科修复元件”和“牙科假体元件”可互换使用；
[0053]
如本文所使用的，术语“牙冠”和“冠部”可互换使用。
[0054]
表述“预制牙科修复元件”是指将牙科修复放置在患者口腔内之前，将牙科修复元件在包括嵌芯和牙冠的单个组件中制造成一件式。换句话说，通过机加工插入件，获得已经组装好的牙科修复元件，而无需随后在将牙科修复元件定位在患者口腔中中期间将嵌芯与牙冠组装。
[0055]
换句话说，本发明还旨在提供一种包括嵌芯的一件式牙齿修复元件，所述嵌芯包括复合材料，所述复合材料包括单向增强纤维，所述嵌芯被牙冠覆盖，牙冠没有增强纤维并包括包含一种或多种矿物填料的材料。
[0056]
本发明还涉及一种制造牙科修复元件的方法，包括以下步骤：
[0057]-提供如上述的块体，
[0058]-对块体进行cad/cam机加工以获得牙科修复元件。
[0059]
本发明还涉及一种牙科修复元件，包括相互连接的嵌芯和牙冠，所述牙科修复元件是通过上述制造方法获得的。
附图说明
[0060]
本发明的其他优点和特征将在阅读以下作为非限制性、说明性示例给出的描述并参考以下附图后显现出来：
[0061]
图1是包括相互连接的两个部分的插入件的照片，其中第一部分旨在在机加工后形成嵌芯、第二部分旨在在机加工后形成冠部；
[0062]
图2是cad/cam块体的照片，包括图1的插入件，其每个面上都被聚合物层覆盖；
[0063]
图3a是图2的块体的照片，其上固定有面向插入件的第一部分的心轴；
[0064]
图3b是图3a的块体根据不同的近距离视图的照片。
具体实施方式
[0065]
本发明涉及一种用于牙科修复元件的cad/cam机加工的块体。这样的块体旨在被
机加工以制造包括嵌芯和牙冠的牙科修复元件。
[0066]
参照图1、图2、图3a和图3b，块体1包括插入件2，插入件2包括两个部分，其中第一部分3和第二部分4。
[0067]
心轴6固定到块体1的一个面上，优选地面向插入件2的第一部分。心轴6允许将块体1固定到用于机加工该块体的机加工机器上。
[0068]
插入件2是一件式(单件式、一体式)的，也称为一个单一的保持件(holding)，因为第一和第二部分3、4至少通过它们各自的一个面彼此刚性地连接，以便形成一个单一的组件。因此，在cad/cam中机加工插入件涉及在同一机加工操作中机加工插入件的第一部分和第二部分，以制造牙科修复元件。这将在下文中更详细地解释这一点。
[0069]
插入件的第一部分3用于在机加工后形成牙科修复元件的嵌芯。优选地，所述第一部分例如以立方体、长方体、圆柱体或圆锥体的形式呈现，其长度，即其最大尺寸，优选地基本上垂直于插入件2的第二部分4的长度。
[0070]
插入件的第一部分3包括复合材料。这种复合材料包括单向增强纤维。
[0071]
优选地，构成复合材料的聚合物选自以下聚合物：环氧树脂、聚酯、乙烯基酯、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂及其混合物。
[0072]
插入件的第一部分3的复合材料的增强纤维是长的单向纤维。所谓“长”，是指纤维的长度与嵌芯的长度相对应，一般为5到20mm。这些纤维被称为“单向”，因为它们沿着一个单一方向延伸，即它们的长度，而不考虑它们的厚度。
[0073]
这些增强纤维被埋入复合材料中。
[0074]
在块体1内，增强纤维基本上垂直于插入件2的第二部分4延伸，如图1中的双箭头f所示。
[0075]
优选地，所述增强纤维选自玻璃纤维、石英纤维、二氧化硅纤维及其混合物。
[0076]
优选地，相对于插入件2的第一部分3的复合材料的重量，增强纤维优选地占重量的至多85％。
[0077]
插入件的第二部分4用于在机加工后形成牙科修复元件的牙冠。优选地，它以例如立方体、长方体或圆柱体的形式呈现，其长度，即其最大尺寸，优选地基本上垂直于插入件2的第一部分3的长度。
[0078]
根据优选实施例中，增强纤维沿着插入件的第一部分3的长度延伸。增强纤维有利地垂直于插入件的第二部分4的长度。因此，插入件的第一和第二部分3、4形成一个“t”形。
[0079]
在图1、图2和图3中，插入件的第一部分3具有圆柱形状，插入件的第二部分4具有长方体形状。插入件的第一部分3和第二部分4彼此垂直，从而形成“t”形。
[0080]
插入件的第二部分4包括非纤维材料，即没有纤维。这种材料包括基质和矿物填料。
[0081]
根据实施例中，插入件的第二部分4的基质是包括了一种或多种聚合物的聚合物基质。这些聚合物优选选自以下聚合物：丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂及它们的混合物。
[0082]
这些填料可以为机加工后获得的牙冠提供特定的性能，如颜色调整、光泽调整、坚固性或机械强度。
[0083]
填料优选自：二氧化硅、玻璃、陶瓷、不透射线颗粒及它们的混合物。
[0084]
相对于插入件2的第二部分4的复合材料的重量，填料优选地占至多85％重量。
[0085]
插入件还包括聚合物层5，聚合物层5覆盖所述插入件的至少一个表面。
[0086]
当心轴6安装在块体1上时，所述心轴固定在块体的一个表面上，与聚合物层5接触。
[0087]
更具体地，聚合物层5覆盖插入件2的第一部分3和第二部分4。它也可以覆盖插入件的一个或多个面。插入件2的一个面包括第一部分3的面和第二部分4中与第一部分3的所述面相邻的面。因此，聚合物层5覆盖插入件的第一部分3的至少一个面和插入件的第二部分4的相邻面。
[0088]
聚合物层5至少覆盖块体1上的必须固定心轴6的面7，并且允许在心轴和插入件的第一部分3之间形成屏蔽，这避免损坏插入件的第一部分3的结构。
[0089]
聚合物层5可以覆盖插入件2的一个或多个面。在任何情况下，聚合物层5都有利地包覆成型在插入件2上。
[0090]
优选地，聚合物层5覆盖所有插入件2，即插入件2的所有自由面，使得插入件被埋在聚合物层中。
[0091]
有利地，聚合物层5覆盖插入件2，使得块体1(不包括心轴)具有立方或平行六面体形状。心轴6从立方体或平行六面体的面突出。这种立方或平行六面体形状是一种简单的形状，具有明确和规则的表面，便于机加工机器通过cad/cam对块体进行机加工。
[0092]
实际上，不包括心轴，聚合物层5占块体总重量的10％至50％(重量)。
[0093]
优选地，聚合物层5由包括热固性聚合物的材料制成。优选地，热固性聚合物选自聚氨酯(pu)、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂及它们的混合物。
[0094]
或者，聚合物层5可以由包括热塑性聚合物的材料制成。优选地，热塑性聚合物选自聚碳酸酯(pc)、聚甲醛或聚缩醛(pom)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚氨酯(pu)、聚酰胺(pa)及它们的混合物。
[0095]
优选地，聚合物层5的材料包括增强纤维，特别是玻璃纤维。当它们存在时，玻璃纤维有利地占聚合物层的材料的重量的10％到50％(重量)。
[0096]
本发明还涉及上述块体1用于机加工包括嵌芯和牙冠的牙科修复体元件的用途。
[0097]
更具体地，对块体1的插入件的第一部分3进行cad/cam机加工以形成嵌芯，并且对块体1的插入件的第二部分4进行cad/cam机加工以形成牙冠。牙冠固定在嵌芯的芯结构上。
[0098]
通过机加工插入件的两部分3、4，嵌芯和牙冠是从一个单一的保持件中获得的，即它们形成一个适合于定位和固定在患者牙齿腔内的单一部分。
[0099]
优选地，无论插入件的类型如何，插入件在被机加工之前都会经历砂磨类型的机械处理，以便获得有利于与聚合物层粘合的粗糙表面。如有必要，可以在插入件上应用等离子体硅烷化类型的物理化学处理。
[0100]
本发明的另一个目的是用于制造诸如上述的块体的方法。
[0101]
制造方法包括以下步骤：
[0102]-实施包括至少一个中空部分的模具；
[0103]-定位预先在模具中制造的插入件2；
[0104]-将聚合物材料注射到模具中，以便其覆盖插入件的第一部分3的至少一个表面和插入件的第二部分4的至少一个相邻表面，以形成块体1；
[0105]-对块体1进行脱模。
[0106]
该方法优选地根据以下两个实施例进行。
[0107]
根据第一实施例，所提供的插入件以两个分开的部分呈现：第一部分3和第二部分4彼此分开。
[0108]
插入件2的第一和第二部分3、4位于模具中，优选地位于模具的彼此流体连接的两个分开的中空部分中或位于模具的一个单个中空部分中。
[0109]
聚合物材料被注入到模具中，以便覆盖插入件的第一部分3的至少一个表面和插入件的第二部分4的至少一个相邻表面。
[0110]
在浇铸过程中，聚合物材料也被插入在插入件2的第一部分3和第二部分4之间，从而形成允许将插入件的所述第一部分3和第二部分4彼此粘合的中间层。
[0111]
因此，根据该第一实施例，注入的聚合物既允许形成涂覆插入件的聚合物层5，又允许形成将插入件的第一和第二部分3、4彼此粘合的粘合剂层。根据第二实施例，所提供的插入件呈现在一个单一部分中。插入件的第一和第二部分3、4在模塑操作之前彼此连接。
[0112]
根据该实施例，第一和第二部分可以彼此分开地制造，然后借助于粘合剂，例如胶水、牙科粘固剂或适于此目的的任何其他粘合方式进行粘合。
[0113]
或者，插入件2的第一和第二部分3、4可以在它们的制造过程中组装。在这种情况下，并且优选地，插入件的第一部分或第二部分包括能够交联的聚合物，尤其是在光、uv射线或温度的作用下，以便形成刚性的聚合物网络。这种交联聚合物允许将插入物的两个部分彼此固定。更具体地说，首先使插入件2的第一和第二部分3、4彼此接触，优选地通过施加高机械力，然后交联(一种或多种)聚合物，以便在插入件的两个部分之间形成刚性连接。因此，插入件的第一和第二部分的端部在交联聚合物网络中互连。
[0114]
然后将一件式插入件放置在模具中，并进行模塑操作。
[0115]
此外，在聚合物的浇铸过程中，可以覆盖插入物的一个或多个表面。
[0116]
根据第一实施例，插入件2位于模具中空部分的中心，并且聚合物材料被注射到所有剩余体积中。在这些条件下，插入件2的整个表面被形成聚合物层5的聚合物材料覆盖。所述插入件有利地为立方体、长方体、或圆柱体形状。
[0117]
根据第二实施例，插入件2具有大致长方体形状，并且材料仅注射到模具的中空部分的体积的一部分中。
[0118]
根据本发明的优选实施例，根据上面所述的内容，心轴6有利地在与块体1相同的模塑操作中制造。
[0119]
为此，提供了除了先前的中空部分之外还包括第二中空部分的模具，该第二中空部分具有待制造的心轴的压印。模具的第二中空部分连接到第一中空部分。
[0120]
然后，进行以下步骤：
[0121]-将预先制成的插入件定位在模具的第一中空部分；
[0122]-将聚合物材料注射到模具中以覆盖插入件2的至少一个表面，并填充模具的第二中空部分的压印，以形成块体1；
[0123]-对块体1进行脱模。
[0124]
因此，根据该实施例，心轴由与聚合物层相同的材料制成。这意味着心轴的材料与聚合物层的材料具有相同的组分。
[0125]
对所获得的块体进行cad/cam机加工，以制造包括嵌芯和牙冠的牙科修复元件(牙
科假体元件)。
[0126]
与现有的牙科修复元件相反，其中，嵌芯在分别机加工了嵌芯和牙冠之后，与牙冠胶合在一起特别是用胶粘剂，本发明的cad/cam块体是一个单一的保持件，因此，嵌芯和牙冠的机加工是在一个单个零件上完成的，只需一次单独的机加工操作。
[0127]
另外，机加工后得到的牙齿假体元件本身也是一个单一的保持件。因此，避免了将嵌芯与牙冠粘合的步骤。
[0128]
这些优点可以提高该方法的生产速度并降低生产成本。