Способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении металлокерамических зубных протезов. Способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов заключается в том, что сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлического зубного протеза и ионную полировку внешней поверхности металлического зубного протеза, а затем последовательно наносят следующие слои: слой металла, переходный термоизоляционный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм, переходный слой из смеси нитридов металлов толщиной от 1 нм до 5 мкм, слои, содержащие керамику, цветоформирующий слой толщиной от 1 нм до 30 мкм и прозрачный биосовместимый слой толщиной от 1 нм до 30 мкм. Изобретение позволяет повысить механическую твердость, пластичность и прочность покрытия при уменьшении его толщины. 5 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении металлокерамических зубных протезов.

Известен способ получения керамических покрытий на поверхности зубных протезов, который включает нанесение покрытий методом плазменного напыления, причем вначале наносят пористый слой из металла, идентичного металлу основы, затем наносят слои из смеси металла и керамики, плавно увеличивая от слоя к слою содержание керамики от 20 до 90%, последним напыляют слой керамики (Патент РФ N 2223066, МПК A61C 13/08, A61C 5/10, приор. от 14.10.2002, опубл. 10.02.2004), который принят за аналог.

Однако покрытие, получаемое по известному способу, принятому за прототип, имеет повышенную пористость, толщину, хрупкость, не обеспечивает максимальную адгезионную прочность, невозможно регулировать цвет покрытия при нанесении.

Известен также способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов, в котором вначале наносят слой металла, а затем наносят чередующиеся слои с повышенным содержанием керамики и с пониженным содержанием керамики, регулируя соотношение компонентов в каждом слое в зависимости от выбранного цвета зубного протеза, последним напыляют облицовочный твердый керамический слой (Патент РФ N 2493813, МПК A61K 6/04, A61C 13/09, приор. от 27.12.2011, опубл. 27.09.2013), который принят за прототип.

Однако покрытие, получаемое по известному способу, принятому за прототип, имеет недостаточную твердость, пластичность и прочность, обладает неестественным цветом.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение твердости, пластичности и прочности покрытия, а также обеспечение возможности регулирования цвета в диапазоне, близком к естественному цвету зубов.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов, заключающемся в том, что сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлического зубного протеза и ионную полировку внешней поверхности металлического зубного протеза, затем наносят слой металла и слои, содержащие керамику, согласно предложенному изобретению после нанесения слоя металла последовательно напыляют переходный термоизоляционный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм и переходный слой из смеси нитридов металлов толщиной от 1 нм до 5 мкм, после наносят слои, содержащие керамику, и далее напыляют цветоформирующий слой толщиной от 1 нм до 30 мкм и прозрачный биосовместимый слой толщиной от 1 нм до 30 мкм.

Кроме того, переходный термоизоляционный слой напыляют из нитрида хрома. Кроме того, переходный слой из смеси нитридов металлов напыляют при следующем процентном соотношении компонентов:

Нитрид хрома (CrN) … 1-99%

Нитрид циркония (ZrN) … остальное

Кроме того, цветоформирующий слой напыляют из смеси, содержащей компоненты в следующем процентном соотношении:

Алюминий (Al) … 0-25%

Хром (Cr) … 0-30%

Цирконий (Zr) … 0-40%

Оксид кремния (SiO2), или оксид циркония (ZrO2), или оксид титана (TiO2) … остальное

Кроме того, прозрачный биосовместимый облицовочный слой напыляют из оксида кремния (SiO2), оксида циркония (ZrO2) или оксида титана (TiO2).

Кроме того, слои наносят ионно-плазменным или магнетронным напылением.

Технический результат заключается в повышении твердости, пластичности и прочности покрытия.

Предложенная совокупность существенных признаков заявляемого способа позволяет достичь как механической твердости, так и пластичности при малой толщине покрытия. Переходный термоизоляционный слой позволяет снизить влияние температуры принимаемой пищи и жидкости на зуб. Переходный слой из нитридов металлов создает плавное изменение твердости от термоизоляционного слоя к чередующимся слоям металла и керамики. Цветоформирующий слой позволяет достичь цвета, наиболее близкого к естественному цвету зубной эмали, а прозрачный биосовместимый слой исключает контакт основных слоев покрытия с внешней средой, препятствует разрушению покрытия.

Заявляемый способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов осуществляют следующим образом. Сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлического зубного протеза и ионную полировку внешней поверхности металлического зубного протеза. Затем напыляют сепарированными плазменными потоками (вакуум до 3·10-3 мм рт.ст.) слой из металла. При этом предпочтительно использовать металл, близкий по физико-химическим характеристикам к материалу основы. Таким металлом может быть, например, хром, никель.

После чего через дозатор подают активный азот. В результате плазмохимических реакций образуется термоизоляционный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм из нитрида хрома.

Затем напыляют переходный слой из нитридов металлов толщиной от 1 нм до 5 мкм при следующем процентном соотношении компонентов:

Нитрид хрома (CrN) … 1-99%

Нитрид циркония (ZrN) … остальное.

После чего напыляют слои, содержащие керамику.

Затем подают смесь активного кислорода и азота и наносят цветоформирующий слой толщиной от 1 нм до 30 мкм при следующем процентном соотношении компонентов:

Алюминий (Al) … 0-25%

Хром (Cr) … 0-30%

Цирконий (Zr) … 0-40%

Оксид кремния (SiO2), оксид циркония (ZiO2) или оксид титана (TiO2) … остальное

На финишной стадии напыляют биосовместимый облицовочный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм из оксида кремния (SiO2), оксида циркония (ZrO2) или оксида титана (TiO2).

При этом процентное соотношение компонентов всех слоев изменяют в зависимости от выбранного цвета и требуемых характеристик зубного протеза.

Все указанные выше интервалы толщин слоев выбраны исходя из экспериментальных исследований. При толщине слоев, выходящей за пределы указанных интервалов, наблюдается уменьшение прочности и надежности покрытия.

Примером реализации предлагаемого способа может служить процесс нанесения покрытия на серию протезов из нержавеющей стали Х25Н10Т.

Сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлических зубных протезов, после чего изделия помещают в вакуумную ионно-плазменную установку и создают вакуум 2·10-5 мм рт.ст. Производят ионную очистку, которая включает, по крайней мере, две стадии:

- предварительная очистка в режиме источника газовой плазмы, ток дуги 0А, ускоряющее напряжение 1-1,5 кВ, среда - аргон, вакуум 5·10-2 мм рт.ст., время обработки составляет 10 мин,

- финишная очистка и нагрев до температуры 450°C, используется циркониевый катод, среда - аргон, вакуум 2,5·10-3 мм рт.ст., ток дуги 50-70 А, ускоряющее напряжение 700 В.

Затем напыляют сепарированными потоками (ток дуги 50-70 А, ускоряющее напряжение 200 В, вакуум 2,5·10-5 мм рт.ст.) переходный слой из хрома толщиной 20 нм.

После чего через дозатор подают активный азот и понижают вакуум до 2,5·10-3 мм рт.ст. В результате плазмохимических реакций образуется термоизоляционный слой толщиной 20 нм из нитрида хрома.

Затем напыляют переходный слой из нитридов металлов толщиной 50 нм, содержащий 50% нитрида хрома (CrN) и 50% нитрида циркония (ZrN).

После чего подают смесь активного кислорода и азота, регулируя их процентное соотношение, и напыляют слои, содержащие керамику, регулируя соотношение компонентов в каждом слое в зависимости от выбранного цвета зубного протеза.

Затем прекращают подачу активных газов, повышают вакуум до 2,5·10-3 мм рт.ст. и напыляют цветоформирующий слой толщиной 5,5 мкм, состоящий из 5% оксида кремния (SiO2), 25% хрома (Cr), 30% алюминия (Al) и 40% циркония (Zr).

На финишной стадии способа наносят биосовместимый слой толщиной 2 мкм, состоящий из оксида кремния (SiO2).

После нанесения покрытия были произведены испытания микротвердости, адгезионной прочности и пластичности методами индентирования, склерометрии и сканирующей электронной микроскопии. В качестве сравнения использовались образцы, полученные по способу-прототипу.

Проведенные испытания показали, что по сравнению с образцами, полученными по способу-прототипу, образцы, полученные по заявляемому способу, имеют на 15% более высокую микротвердость и выдерживают на 19% более высокую критическую нагрузку, вызывающую отслоение покрытия. Таким образом, можно заключить, что заявляемый способ обеспечивает достижение технического результата.

Способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов может быть осуществлен с помощью известных в технике средств. Следовательно, он соответствует критерию «промышленная применимость».

Использование заявляемого способа обеспечивает значительное снижение толщины керамического покрытия, наносимого на зубной протез, уменьшение обточки зуба, возможность использования штампованных протезов, значительное уменьшение хрупкости керамического покрытия при сохранении твердости, возможность регулирования цвета протеза в широком диапазоне уже на стадии его производства.

Кроме того, использование изобретения ведет к снижению толщины протеза и повышению его прочности, ударной вязкости и эстетичности, получаемое покрытие соответствует санитарно-гигиеническим требованиям.

1. Способ получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов, заключающийся в том, что сначала производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности металлического зубного протеза и ионную полировку внешней поверхности металлического зубного протеза, затем наносят слой металла и слои, содержащие керамику, отличающийся тем, что после нанесения слоя металла последовательно напыляют переходный термоизоляционный слой толщиной от 1 нм до 30 мкм и переходный слой из смеси нитридов металлов толщиной от 1 нм до 5 мкм, после наносят слои, содержащие керамику, и далее напыляют цветоформирующий слой толщиной от 1 нм до 30 мкм и прозрачный биосовместимый слой толщиной от 1 нм до 30 мкм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переходный термоизоляционный слой напыляют из нитрида хрома.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переходный слой из смеси нитридов металлов напыляют из смеси нитрида хрома и нитрида циркония при следующем процентном соотношении компонентов:
Нитрид хрома … 1-99%
Нитрид циркония … остальное

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что цветоформирующий слой напыляют из смеси, содержащей компоненты в следующем процентном соотношении:
Алюминий … 0-25%
Хром … 0-30%
Цирконий … 0-40%
Оксид кремния, оксид циркония или оксид титана … остальное.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прозрачный биосовместимый слой напыляют из оксида кремния, оксида циркония или оксида титана.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слои наносят ионно-плазменным или магнетронным напылением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине и заключается в способе получения биоактивного покрытия на титановом имплантате. Покрытие содержит слои из по меньшей мере одного оксида металла, выбранного из оксида титана, оксида циркония, оксида гафния, оксида тантала, оксида ниобия.
Изобретение относится к области медицинской техники, в частности к материалам для травматологии и ортопедии, и предназначено для изготовления медицинских имплантатов остеосинтеза.
Изобретение относится к медицине, а именно к способу модифицирования поверхности титановых имплантатов порошковыми биокерамическими материалами. При осуществлении способа проводят термообработку поверхности титановых имплантатов аргоно-плазменной струей при токе дуги 150-250 А, продолжительности 2,5-3,0 мин на дистанции обработки 80-120 мм с последующей струйной обработкой термоактивированной поверхности порошковым биокерамическим материалом дисперсностью частиц 150-500 мкм при давлении струи 0,6-0,7 МПа в течение 10-15 сек.
Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к способу получения оксидного биосовместимого покрытия на чрескостном металлическом имплантате. Способ заключается в оксидировании имплантата в смеси перегретого водяного пара и наночастиц серебра при температуре 500-550°C, давлении подачи смеси 1,2-1,3 атм в течение 1,5-2,0 ч при предварительном удалении воздуха из рабочего объема печи путем подачи в него под давлением 3-4 атм перегретого пара.
Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности. В предлагаемом зубном протезе, содержащем полимерный каркас с нанесенным на него облицовочным покрытием, облицовочное покрытие состоит из промежуточного диффузионного слоя и верхнего облицовочного слоев, облицовочное покрытие выполнено из бесцветных оксидов металлов, выбранных из группы: оксид циркония, оксид алюминия, оксид титана.

Группа изобретений относится к компоненту эндопротеза сустава и предназначено для того, чтобы вместе с сопряженной поверхностью скольжения (26) другого компонента протеза (11, 23) или костной контропорой сустава или мягкой ткани образовывать подвижное соединение.

Изобретение относится к медицине и представляет собой имплантат, имеющий покрытие, которое выделяет ионы серебра в организм человека и в результате оказывает противомикробное воздействие.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для изготовления внутритканевых эндопротезов на титановой основе. Способ изготовления имплантатов включает многослойное плазменное напыление на металлическую основу имплантатов биологического активного покрытия, при этом первым и вторым слоями дистанционно напыляют титан, третьим слоем наносят механическую смесь порошка титана и гидроксиапатита, а четвертый слой формируют на основе гидроксиапатита.
Изобретение относится к области медицины и касается цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Описаны кальцийфосфатные цементные материалы, которые получают на основе порошков тетракальциевого фосфата и/или трикальцийфосфата.
Изобретение относится к медицине. Описан способ получения кальций-фосфатных стеклокерамических материалов, который может быть использован в медицине, а именно в стоматологии и ортопедии для производства медицинских материалов, стимулирующих восстановление дефектов костной ткани, для формирования зубных пломб, зубных паст.
Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологии, и предназначено для использования при восстановлении окклюзионных поверхностей жевательной группы зубов.

Изобретение относится к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при изготовлении металлокерамических зубных протезов. Сущность способа получения металлокерамических покрытий на поверхности зубных протезов заключается в том, что перед нанесением слоя металла производят струйно-абразивную обработку внутренней поверхности и ионную полировку внешней поверхности зубного протеза, наносят переходный подслой из металла (циркония) толщиной от 5 нм до 20 нм, затем напыляют чередующиеся слои из смеси металла и керамики с повышенным содержанием керамики и с пониженным содержанием керамики, регулируя соотношение компонентов в каждом слое в зависимости от выбранного цвета зубного протеза, последним напыляют облицовочный твердый керамический слой.
Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при ортопедическом лечении пациентов с частичной и полной потерей зубов протезами на искусственных опорах (имплантатах).

Изобретение относится к ортопедической стоматологии, а именно к изготовлению несъемных металлокерамических зубных протезов. .
Изобретение относится к медицине, а именно, к ортопедической стоматологии, и может быть использовано для изготовления зубных протезов. .

Изобретение относится к стоматологии, в частности к способам изготовления зубных коронок. .

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в ортопедической стоматологии. .

Изобретение относится к медицине,.а именно к зубопротезированию, и может быть использовано в ортопедической стоматологии . .

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано при изготовлении съемных зубных протезов и ортодонтических аппаратов, а также при лечении токсико-аллергических протезных стоматитов.

Изобретение относится к зубопротезированию и может быть использовано в ортопедической стоматологии. .

Изобретение относится к медицине. Имплантат для устранения дефектов костной ткани выполнен из керамики в виде гранул с внутригранульной порой размером до 350 мкм. Гранулы изготовлены из алюмооксидной керамики, легированной диоксидом циркония от 0 до 20%. Гранулы выполнены в форме цилиндра, с соотношением высоты к диаметру основания от 2:1 до 3,5:1, при этом цилиндр имеет диаметр основания не менее 0,9 мм. Гранулы имеют пору в виде продольного сквозного канала, диаметром 300-500 мкм. Изобретение обеспечивает устранения дефектов костной ткани в нагружаемых зонах скелета при более высоких показателях прочности и трещиностойкости. 1 пр., 3 ил.
Наверх