BR112021023578B1

BR112021023578B1 - Bloco bruto dental para processamento de fresagem e método para fabricar o mesmo

Info

Publication number: BR112021023578B1
Application number: BR112021023578-7A
Authority: BR
Inventors: Hyung Bong Lim; Yong Su Kim; Kyung Sik Oh; Young Pyo Hong; Sung Min Kim; Joon Hyung Kim; Si Won Son; Yena KIM
Original assignee: Hass Co., Ltd
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2023-04-11
Also published as: AU2019448021B2; KR102246195B1; WO2020241974A1; CN110590163A; AU2019448021A1; KR20200137198A; MX2021014429A; EP4234505A3; JP2020193191A; US20200377403A1; JP6986285B2; EP4234505A2; US11104600B2; BR112021023578A2; EP3744696A1

Abstract

BLOCO BRUTO DENTAL PARA PROCESSAMENTO DE FRESAGEM E MÉTODO PARA FABRICAR O MESMO. É revelado um bloco bruto dental para processamento de fresagem. O bloco bruto dental inclui um cristaloide, que inclui dissilicato de lítio como uma fase cristalina principal e silicato como uma fase subcristalina, e hialina como um remanescente. O bloco bruto dental é um material funcionalmente gradiente que tem um gradiente de tamanho cristalino em relação a uma profundidade do mesmo e que não tem interface em um ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino. O bloco bruto dental é útil para fabricar uma prótese dental artificial que é similar a dentes naturais. Portanto, o tempo e processo para fabricar a prótese dental artificial são reduzidos, e a estabilidade estrutural é aumentada em termos de dispersão de força devido à funcionalização de gradiente das propriedades mecânicas.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção se refere a um bloco bruto dental para processamento de fresagem, que é útil para fabricar um material de dente artificial que tem características estruturais similares àquelas de dentes naturais e a um método para fabricar o mesmo. 2. DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA RELACIONADO

[002] O material da coroa é material protético para restaurar partes que correspondem à dentina e esmalte de um dente danificado, e pode ser classificado em inlays, onlays, facetas e coroas dependendo do local de aplicação. Visto que a posição a ser restaurada pelo material de coroa é a superfície externa dos dentes, uma boa aparência estética é extremamente necessária, e alta resistência é necessária a fim de evitar odontoclasia, tal como abrasão ou lasca, contra dentes antagonísticos. Exemplos de materiais convencionais utilizados como materiais de coroa incluem vidro cristalizado de leucita (vitrocerâmica de leucita), porcelana reforçada ou vidro cristalizado de fluorapatita (Ca5(PO4)3F). Os materiais têm características estéticas excelentes, mas têm baixa resistência de 80 a 120 MPa. Consequentemente, há uma deficiência em que a possibilidade de odontoclasia é alta. Portanto, a pesquisa está atualmente em andamento para desenvolver vários materiais de coroa de alta resistência.

[003] O vidro cristalizado de silicato de lítio foi introduzido por Marcus P. Borom e Anna M. Turkalo em 1973 (The Pacific Coast Regional Meeting, The American Ceramic Society, San Francisco, CA, 31 de outubro de 1973 (Glass division, No.3-G-73P)).

[004] As fases cristalinas e resistências têm sido investigadas para várias condições de nucleação do cristal e tratamento térmico de crescimento utilizando vidro à base de Li2O-Al2O3-SiO2-Li2O-K2O-B2O3-P2O5. As fases cristalinas do metassilicato de lítio de baixa temperatura e do dissilicato de lítio de alta temperatura exibem resistência de 30 a 35 KPS, que é atribuível ao estresse residual devido à diferença em coeficiente de expansão térmica entre o vidro base, vidro mãe e fases de Li2SiO5 e Li2SiO3.

[005] Materiais e métodos para fabricar dentes artificiais utilizando vidro contendo cristais de dissilicato de lítio (coroas dentais monolíticas) já se tornaram conhecidos através de várias patentes. Entretanto, nas tecnologias conhecidas, é difícil realizar processamento mecânico direto devido ao grande tamanho da fase cristalina. Assim, uma fase cristalina de metassilicato de lítio (cristalino usinável) é essencialmente formada para realizar, desse modo, processamento e, então, tratamento térmico secundário é realizado, formando, desse modo, uma fase cristalina de dissilicato de lítio que tem alta resistência. Portanto, as tecnologias conhecidas têm problemas desagradáveis em que um processo de tratamento térmico é realizado e em que a exatidão dimensional é reduzida devido ao encolhimento causado pelo processo de tratamento térmico. Em geral, o processamento CAD/CAM precisa ser diretamente realizado no hospital a fim de realizar adaptação para pacientes o mais rápido possível (consulta de um dia). Consequentemente, um atraso de tempo de acordo com o processo de tratamento térmico contribui para as dificuldades econômicas de pacientes e usuários.

[006] Além disso, um material de vidro cristalizado de dissilicato de lítio convencional tem uma limitação na produção de alta transmitância de luz e opalescência similar àquela de dentes naturais devido à fase cristalina grosseira do mesmo.

[007] Em particular, o material de vidro cristalizado de dissilicato de lítio convencional é utilizado para fabricar, essencialmente, vidro cristalizado de metassilicato de lítio que tem boa processabilidade com a finalidade de processamento e o dissilicato de lítio é formado através de tratamento térmico de cristalização secundário após o processamento, aumentando, desse modo, a resistência do mesmo. Nesse caso, o tamanho da fase cristalina é cerca de 3 μm ou mais. Nesse estado, a processabilidade é notavelmente diminuída, e apenas a resistência necessária pode ser alcançada.

[008] A fim de solucionar esses problemas, o presente requerente propôs um método para fabricar um vidro cristalizado contendo fases cristalinas de dissilicato e silicato de lítio que têm excelente processabilidade alterando uma temperatura de tratamento térmico primário de modo a ajustar um tamanho cristalino, e recebeu uma patente para o mesmo (Patente Coreana n° 101975548). Especificamente, o método revelado para fabricar o vidro cristalizado para dentes contendo as fases cristalinas de silicato inclui uma etapa para realizar tratamento térmico primário de uma composição de vidro que inclui 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5 que serve como um agente de nucleação, 1 a 5% em peso de Al2O3, que aumenta uma temperatura de transição vítrea e um ponto de amolecimento e que aperfeiçoa a durabilidade química do vidro, 0,1 a 3% em peso de SrO, que aumenta o ponto de amolecimento do vidro, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante, e 2,5 a 6% em peso de óxido de metal alcalino de Na2O + K2O para aumentar o coeficiente de expansão térmica de vidro a 400 a 850 °C; e uma etapa para realizar tratamento térmico secundário a 780 a 880 °C após o tratamento térmico primário. As fases cristalinas de dissilicato de lítio e sílica que têm um tamanho nanométrico de 5 nm a 2.000 nm são geradas utilizando o tratamento térmico primário, e a transmitância de luz é ajustada utilizando a temperatura de tratamento térmico secundário.

[009] Contudo, visto que o padrão de vida humano foi aperfeiçoado, a demanda por estética tem aumentado no campo de odontologia. Visto que o desejo de pacientes por boa estética tem aumentado gradualmente, muitos estudos sobre restauração protética estética utilizando vários materiais têm sido conduzidos.

[0010] Exemplos de fatores que afetam a estética do material de restauração de porcelana, como o principal material de restauração estética que é atualmente utilizado, incluem a aparência dos dentes, o estado de superfície, transparência e coloração. Dentre eles, a transparência é um fator particularmente importante para a fabricação bem-sucedida de materiais de restauração. Tem havido muita pesquisa e desenvolvimento nas propriedades mecânicas e físicas de porcelana para tal prótese estética, mas ainda há muitos problemas a respeito de compatibilidade de colorações. Além disso, há muitas dificuldades a respeito da seleção da coloração do material de restauração, particularmente transparência, em termos de aspectos clínicos e técnicos.

[0011] Em prostodontia estética, exemplos de fatores que afetam a estética durante a restauração do dente incluem coloração, o formato e tamanho dos dentes, a disposição e razão de dentes, feixes de luz, transmitância e o projeto dos corpos restauradores. No cotidiano, as pessoas são muito perceptivas a colorações e formas.

[0012] Um dente natural não tem partes que têm a mesma coloração do colo até a superfície de corte do mesmo.

[0013] Em consideração a isso, recentemente, um método para fabricar dentes artificiais capazes de emular a coloração profunda de dentes naturais utilizando um método denominado deposição tem se tornado conhecido.

[0014] O método de deposição é um método para empilhar camadas de pó, tais como porcelana ou zircônia, formando um dente artificial com coloração, e tratar termicamente o dente artificial para produzir camadas que têm colorações similares àquelas de um dente natural. Embora seja possível emular a coloração de dentes naturais de maneira muito similar utilizando o método de deposição, a estética de dentes artificiais é inteiramente determinada pelo técnico no assunto. Assim, o método de deposição tem problemas em que a reprodutibilidade é baixa, o método de deposição não é vantajoso ao paciente, visto que a fabricação do mesmo utilizando um método direto é impossível, e é difícil produzir um dente artificial utilizando um método de processamento de fresagem, tal como CAD/CAM.

[0015] Contudo, quando dentes artificiais são fabricados de acordo com um método de processamento de fresagem, tal como CAD/CAM utilizando um bloco bruto convencional, o bloco bruto inclui materiais que exibem propriedades físicas uniformes. Portanto, diferentemente do dente natural, é inevitável obter um dente artificial tendo uma única coloração. Em particular, o dente artificial de acordo com este método, tem um problema de naturalidade deteriorada, visto que o dente artificial tem uma aparência esteticamente estranha quando aplicado ao dente frontal.

[0016] A transparência e processabilidade são capazes de ser ajustados através do processo de tratamento térmico secundário utilizando o método descrito acima de fabricação do vidro cristalizado descrito na Patente Coreana no 10-1975548 concedida ao presente requerente. Entretanto, no caso do vidro cristalizado obtido desse modo, um único bloco tem propriedades físicas uniformes. Assim, a fim de alcançar uma coloração profunda como em um dente natural utilizando o vidro cristalizado obtido, é necessário aplicar um método de combinação de uma pluralidade de substâncias resultantes. Em outras palavras, não é fácil produzir diretamente dentes que têm uma coloração natural submetendo-se, diretamente, o bloco bruto a processo de fresagem, tal como CAD/CAM.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0017] Assim, a presente invenção foi produzida levando-se em consideração os problemas acima que ocorrem no estado da técnica relacionado, e um objetivo da presente invenção é fornecer um bloco bruto dental para processamento de fresagem, que é utilizado para fabricar um material de restauração de dente artificial que exibe múltipla gradação de transmitância ou propriedades físicas similares àquelas de dentes naturais de um modo reproduzível através de processamento de fresagem, tal como CAD/CAM sem a adição de qualquer outro processo.

[0018] Outro objetivo da presente invenção é fornecer um bloco bruto dental para processamento de fresagem, que reduz o tempo e processo para fabricar uma prótese dental artificial e que tem estabilidade estrutural aumentada em termos de dispersão de força devido à funcionalização de gradiente de propriedades mecânicas.

[0019] Ainda outro objetivo da presente invenção é fornecer um método para fabricar, com facilidade, um bloco bruto dental para processamento de fresagem, que é usado para fabricar um material de restauração de dente artificial que exibe múltipla gradação de transmitância ou propriedades físicas similares àquelas de dentes naturais.

[0020] A fim de alcançar os objetivos acima, uma modalidade da presente invenção fornece um bloco bruto dental para processamento de fresagem. O bloco bruto dental inclui um cristaloide, que inclui dissilicato de lítio como uma fase cristalina principal e silicato como uma fase subcristalina, e hialina como um remanescente. O bloco bruto dental é um material funcionalmente gradiente que tem um gradiente de tamanho cristalino em relação a uma profundidade do mesmo e que não tem interface em um ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino.

[0021] No bloco bruto dental de acordo com a modalidade da presente invenção, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 5 nm a 5,5 μm.

[0022] No bloco bruto dental de acordo com a modalidade da presente invenção, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 5 a 2.000 nm.

[0023] No bloco bruto dental de acordo com a modalidade preferencial da presente invenção, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 30 a 500 nm.

[0024] No bloco bruto dental de acordo com a modalidade preferencial da presente invenção, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 300 a 500 nm.

[0025] O bloco bruto dental de acordo com a modalidade da presente invenção pode ter um gradiente de transmitância de luz em relação a uma profundidade do mesmo.

[0026] No bloco bruto dental de acordo com a modalidade preferencial da presente invenção, o gradiente de transmitância de luz pode estar dentro de uma faixa de 20 a 80% com base em um comprimento de onda de 550 nm.

[0027] O bloco dental de acordo com a modalidade da presente invenção pode ter um gradiente de resistência flexural em relação a uma profundidade do mesmo.

[0028] No bloco dental de acordo com a modalidade preferencial da presente invenção, o gradiente de resistência flexural pode estar dentro de uma faixa de 250 a 625 MPa.

[0029] O bloco dental de acordo com a modalidade da presente invenção pode ser fabricado utilizando a mesma composição de vidro.

[0030] No bloco dental de acordo com a modalidade da presente invenção, a mesma composição de vidro pode incluir 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5, 1 a 5% em peso de Al2O3, 0,1 a 3% em peso de SrO, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante e 2,5 a 6% em peso de uma mistura de Na2O e K2O.

[0031] Outra modalidade da presente invenção fornece um método para fabricar um bloco bruto dental para processamento de fresagem. O método inclui fabricar um bloco que tem um formato predeterminado utilizando uma composição de vidro que inclui 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5, 1 a 5% em peso de Al2O3, 0,1 a 3% em peso de SrO, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante e 2,5 a 6% em peso de uma mistura de Na2O e K2O, e tratar termicamente o bloco a uma temperatura em uma faixa de 400 a 850 °C de modo a garantir um gradiente de temperatura em uma direção de profundidade do bloco.

[0032] No método para fabricar o bloco bruto dental de acordo com a modalidade da presente invenção, o tratamento térmico pode ser realizado em um forno de tratamento térmico de gradiente a uma temperatura operacional de 400 a 1.000 °C.

[0033] Um bloco bruto dental de acordo com a presente invenção pode ser prontamente utilizado para fabricar um material de restauração de dente artificial que exibe múltipla gradação de transmitância ou propriedades físicas similares àquelas de dentes naturais de um modo reproduzível através de processamento de fresagem, tal como CAD/CAM sem adição de qualquer outro processo. É possível reduzir o tempo e processo para fabricar uma prótese dental artificial e garantir estabilidade estrutural aumentada em termos de dispersão de força devido à funcionalização de gradiente de propriedades mecânicas. É possível fabricar o bloco bruto dental através de um processo simples do tratamento térmico de gradiente utilizando uma composição de vidro específica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0034] Os objetivos, características e vantagens acima bem como outros da presente invenção serão mais claramente entendidos a partir da descrição detalhada a seguir obtida em conjunto com os desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma vista mimética mostrando um método para fabricar um bloco bruto dental de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 2 é um gráfico mostrando os resultados de uma mudança em tamanho cristalino (-■-) e uma mudança em resistência flexural (-□-) dependendo de uma temperatura de tratamento térmico; A Figura 3 é um gráfico mostrando o resultado de um espectro de transmissão de luz dependendo de uma temperatura de tratamento térmico, em que o gráfico marcado com baixa transmitância mostra o resultado de tratamento térmico a 870 °C, o gráfico marcado com média transmitância mostra o resultado de tratamento térmico a 825 °C, e o gráfico marcado com alta transmitância mostra o resultado de tratamento térmico a 780 °C; A Figura 4 é um gráfico mostrando o tamanho de partícula de um cristaloide para cada profundidade do bloco bruto obtido de acordo com a modalidade da presente invenção; A Figura 5 é um gráfico mostrando uma mudança em transmitância para cada profundidade do bloco bruto obtido de acordo com a modalidade da presente invenção; A Figura 6 é um gráfico mostrando uma mudança em resistência flexural para cada profundidade do bloco bruto obtido de acordo com a modalidade da presente invenção; e A Figura 7 é um gráfico mostrando a microestrutura e tamanho cristalino para cada profundidade do bloco bruto obtido de acordo com a modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS

[0035] Os aspectos anteriores e adicionais da presente invenção se tornarão mais evidentes a partir da descrição detalhada a seguir de modalidades preferenciais com referência aos desenhos anexos. Doravante, essas modalidades da presente invenção serão descritas em detalhes de modo a serem facilmente entendidas e reproduzidas pelos técnicos no assunto.

[0036] Um bloco bruto dental para processamento de fresagem de acordo com a presente invenção, inclui um cristaloide, que inclui dissilicato de lítio como uma fase cristalina principal e silicato como uma fase subcristalina e hialina como um remanescente. O bloco bruto dental é um material funcionalmente gradiente que tem um gradiente de tamanho cristalino em relação a uma profundidade do mesmo e que não tem interface em um ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino.

[0037] Na descrição acima e na descrição a seguir, o termo “fase cristalina principal” pode ser definido como uma fase cristalina que ocupa pelo menos 50% em peso de todo o cristaloide, e o termo “fase subcristalina” pode ser definido como uma fase cristalina remanescente diferente da fase cristalina principal em todo o cristaloide.

[0038] Além disso, “ter um gradiente de tamanho cristalino em relação a uma profundidade” significa que há um gradiente de mudança no tamanho cristalino quando o tamanho cristalino dependendo da profundidade do bloco bruto for produzido em uma forma de gráfico. Ou seja, o tamanho cristalino é expresso em uma forma de gradação em relação à profundidade do bloco bruto.

[0039] Além disso, o “ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino” significa um ponto no qual o valor de gradiente da mudança no tamanho cristalino é substancialmente alterado quando o tamanho cristalino dependendo da profundidade do bloco bruto for produzido em uma forma de gráfico. Conforme utilizado na presente invenção, a expressão “substancialmente alterado” pode significar uma mudança em um único valor numérico, e também pode incluir uma mudança substancial na distribuição do valor.

[0040] Além disso, a expressão “não tem interface em um ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino” pode ser interpretada como significando que não há interface significativa indicando a separação intercamada no ponto de profundidade do bloco bruto no qual o valor de gradiente de tamanho cristalino é alterado. Ou seja, o bloco bruto tem um gradiente de tamanho cristalino em uma forma contínua sem qualquer interface dependente de profundidade.

[0041] Contudo, o “material funcionalmente gradiente (FGM)” se refere, de modo geral, a um material no qual as propriedades do material constituinte mudam continuamente de um lado para o outro lado. Na presente invenção, não há substancialmente nenhuma interface e as propriedades do material constituinte mudam continuamente no material e, assim, a expressão do material funcionalmente gradiente é utilizada como uma palavra emprestada.

[0042] Tal bloco bruto inclui dissilicato de lítio como uma fase cristalina principal e silicato como uma fase subcristalina e é capaz de ser obtido na forma de microcristais, que podem exibir vários tamanhos e distribuições de tamanho dependendo de temperatura e podem alcançar várias propriedades mecânicas e transmitâncias de luz. Além disso, visto que o bloco bruto tem um gradiente de tamanho cristalino em relação à profundidade do mesmo, o bloco bruto pode ter transmitância de luz e propriedades mecânicas graduadas em relação à profundidade. Ademais, visto que não há interface no ponto de mudança do valor de gradiente de tamanho cristalino, o processamento através da ligação intercamada é desnecessário, e o problema de separação de camadas que ocorre durante o processamento de fresagem pode ser superado. Além disso, é possível fornecer uma prótese dental artificial que tem estabilidade estrutural aumentada em termos de dispersão de força devido à funcionalização de gradiente.

[0043] Neste bloco bruto da presente invenção, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro da faixa de 5 nm a 5,5 μm e, preferencialmente, dentro da faixa de 5 a 2.000 nm.

[0044] O bloco bruto da presente invenção é um material funcionalmente gradiente. Visto que o material funcionalmente gradiente é aplicado para processamento de fresagem, por exemplo, processamento de CAD/CAM, sob as mesmas condições de processamento, a maquinabilidade precisa ser considerada. A respeito disto, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido, preferencialmente, quando o diâmetro de partícula médio estiver dentro da faixa de 30 a 500 nm.

[0045] Além disso, tendo em vista a exibição de transmitância de luz que é capaz de ser utilizada clinicamente, conforme em um material de restauração de dente artificial, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido, preferencialmente, quando o diâmetro de partícula médio estiver dentro da faixa de 0,3 a 5,5 μm.

[0046] Quando os aspectos de processabilidade e transmitância de luz são levados em consideração, o gradiente de tamanho cristalino pode ser obtido, mais preferencialmente, quando o diâmetro de partícula médio estiver dentro da faixa de 300 a 500 nm.

[0047] O bloco bruto dental da presente invenção tem o gradiente de tamanho cristalino descrito acima e, desse modo, tem um gradiente de transmitância de luz em relação à profundidade do mesmo.

[0048] Em particular, em consideração à faixa do diâmetro de partícula médio em relação ao gradiente de tamanho cristalino, o gradiente de transmitância de luz pode estar dentro da faixa de 20 a 80% com base em um comprimento de onda de 550 nm.

[0049] Além disso, o bloco bruto dental da presente invenção tem um gradiente de resistência flexural dependendo da profundidade. Em particular, em consideração à faixa do diâmetro de partícula médio em relação ao gradiente de tamanho cristalino, o gradiente de resistência flexural pode estar na faixa de 250 a 625 MPa.

[0050] Fabricando-se o bloco bruto dental da presente invenção utilizando a mesma composição de vidro, o bloco bruto dental que inclui um cristaloide, incluindo dissilicato de lítio como uma fase cristalina principal e silicato como uma fase subcristalina e hialina como um remanescente é obtido. O bloco bruto dental é um material funcionalmente gradiente que tem um gradiente de tamanho cristalino em relação a uma profundidade do mesmo e que não tem interface em um ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino. Especificamente, a composição de vidro pode incluir 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5, 1 a 5% em peso de Al2O3, 0,1 a 3% em peso de SrO, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante e 2,5 a 6% em peso de uma mistura de Na2O e K2O.

[0051] Essa composição de vidro é a composição revelada na Patente Coreana n° 10-1975548, que foi depositada pelo presente requerente e para a qual uma patente foi concedida. A patente revela que uma fase cristalina de dissilicato de lítio e uma fase cristalina de silicato são geradas através de tratamento térmico primário, o tratamento térmico primário é particularmente realizado a 480 a 800 °C a fim de aumentar a força de fresagem de processamento, e o tamanho da fase cristalina gerada é 30 a 500 nm. Também é revelado que, após o tratamento térmico primário ser realizado conforme descrito acima, vidro cristalizado, que é clinicamente utilizável na prática e que tem processabilidade e transmitância de luz controladas, é fabricado sob uma condição de tratamento térmico secundário.

[0052] A presente invenção se baseia nas características exibidas por tal composição de vidro. O vidro é submetido à nucleação de cristal e tratamento térmico de crescimento de cristal para geração da cristalização. A temperatura à qual o núcleo de cristal começa a crescer a partir do estado de vidro é 400 a 880 °C. Em outras palavras, o núcleo de cristal começa a se formar a partir de pelo menos 400 °C e o crescimento de cristal ocorre à medida que a temperatura aumenta. O crescimento de cristal exibe a menor transmitância de luz para uso como dentes artificiais a 850 °C no máximo. Ou seja, a transmitância de luz é gradualmente diminuída a partir da temperatura à qual o cristal começa a crescer até um máximo de 850 °C. Assim, quando esse crescimento de cristal é alcançado em um único bloco bruto, isso se torna uma tecnologia para emular a múltipla gradação de dentes naturais.

[0053] Todos os dentes naturais têm transmitância de luz variável. Se uma mudança em transmitância de luz dependendo da temperatura de tratamento térmico for incorporada em um único bloco bruto, a múltipla gradação de dentes naturais pode ser totalmente alcançada.

[0054] Neste contexto, a presente invenção fornece um método para fabricar um bloco bruto dental para processamento de fresagem. O método inclui fabricar um bloco que tem um formato predeterminado utilizando uma composição de vidro que inclui 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5, 1 a 5% em peso de Al2O3, 0,1 a 3% em peso de SrO, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante e 2,5 a 6% em peso de uma mistura de Na2O e K2O, e tratar termicamente o bloco a uma temperatura em uma faixa de 400 a 850 °C de modo a garantir um gradiente de temperatura em uma direção de profundidade do bloco.

[0055] Conforme descrito acima, a composição revelada na Patente Coreana n° 10-1975548, que foi depositada pelo presente requerente e para qual uma patente foi concedida, exibe uma característica na qual a transmitância de luz do material depende da faixa de temperatura de tratamento térmico. Quando o tratamento térmico é aplicado de maneira uniforme em todo o bloco, a transmitância de luz constante é exibida. Entretanto, quando o tratamento térmico é aplicado ao bloco na presença de um gradiente de temperatura, a múltipla gradação de propriedades físicas ou transmitância de luz pode ser exibida em um único bloco.

[0056] Um bloco do tipo bruto é utilizado como uma peça de trabalho para processamento de CAD/CAM. No método de fabricação da presente invenção, quando tal bloco é tratado termicamente, calor é aplicado ao bloco com um gradiente de temperatura em uma direção de profundidade, fabricando, desse modo, um bloco bruto que tem transmitância de luz e resistência com múltipla gradação.

[0057] Ajustar a transmitância de luz de vidro cristalizado convencional é geralmente difícil devido ao grande tamanho cristalino do mesmo, e o processamento do mesmo é difícil devido à alta resistência do mesmo. Em contraste, no caso da composição de vidro empregada na presente invenção, microcristais podem ser formados, e vários tamanhos e distribuições de tamanho dos mesmos são exibidos dependendo da temperatura e, desse modo, as propriedades físicas e transmitância de luz dos mesmos variam. Em vista disso, um bloco pode ser fabricado utilizando uma única composição de vidro e pode ser, então, tratado termicamente com um gradiente de temperatura, incorporando, desse modo, múltipla gradação das propriedades mecânicas e transmitância de luz de um único bloco bruto.

[0058] Neste caso, “a etapa para realizar tratamento térmico com um gradiente de temperatura na direção de profundidade do bloco” significa que a temperatura pode ser aumentada sequencialmente da extremidade inferior para a extremidade superior na direção de profundidade do bloco e que o gradiente de temperatura é viável com uma diferença de temperatura parcial. Evidentemente, a seleção do gradiente de temperatura pode depender das características dos dentes naturais de um paciente que necessita de uma prótese dental artificial ou pode depender das características únicas de uma porção do dente que necessita da prótese dental.

[0059] Entretanto, em consideração a típicos dentes naturais, tratamento térmico pode ser realizado, preferencialmente, com um gradiente de temperatura de tal modo que a temperatura seja gradualmente aumentada da extremidade inferior para a extremidade superior em relação à profundidade do bloco.

[0060] Quando o método de tratamento térmico de acordo com a presente invenção for realizado utilizando a composição de vidro descrita acima, é possível emular a característica na qual a transmitância de luz é baixa no lado da gengiva (cervical) e é aumentada em direção ao lado incisal na estrutura dos dentes naturais. Isso torna o método da presente invenção muito benéfico economicamente, visto que não há necessidade de caracterizar próteses separadamente na fabricação de próteses, diferentemente do método convencional.

[0061] Além disso, em relação às propriedades físicas dos dentes naturais, o esmalte, que é a camada superficial, tem alta resistência flexural, mas a dentina no mesmo tem baixa resistência, absorvendo e dispersando, desse modo, forças externas. Na presente invenção, é possível obter um material funcionalmente gradiente que tem um gradiente de propriedade mecânica, particularmente um gradiente de resistência flexural, dependendo da profundidade de tratamento térmico devido à diferença em microestrutura. Assim, propriedades físicas muito similares àquelas de dentes naturais são capazes de serem reproduzidas.

[0062] Em uma modalidade da presente invenção, primeiramente, uma composição de vidro que inclui 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5 que serve como um agente de nucleação, 1 a 5% em peso de Al2O3, que aumenta uma temperatura de transição vítrea e um ponto de amolecimento e que aperfeiçoa a durabilidade química do vidro, 0,1 a 3% em peso de SrO, que aumenta o ponto de amolecimento do vidro, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante e 2,5 a 6% em peso de uma mistura de Na2O e K2O para aumentar o coeficiente de expansão térmica de vidro são pesados, seguido pela mistura. Li2CO3 pode ser adicionado em vez de Li2O, e dióxido de carbono (CO2), que é um componente de carbono (C) de Li2CO3, é liberado em uma forma gasosa durante o processo de fusão do vidro. Além disso, K2CO3 e Na2CO3 podem ser adicionados em vez de K2O e Na2O no óxido alcalino, respectivamente, e dióxido de carbono (CO2), que é um componente de carbono (C) de K2CO3 e Na2CO3, é liberado em uma forma gasosa durante o processo de fusão do vidro.

[0063] A mistura pode ser realizada utilizando um processo de mistura a seco, e um processo de moinho de bolas pode ser utilizado como o processo de mistura a seco. Especificamente, no processo de moinho de bolas, uma matéria-prima de partida é carregada em uma máquina de moinho de bolas, e a máquina de moinho de bolas é rotacionada a uma velocidade predeterminada para pulverizar mecanicamente e misturar de maneira uniforme a matéria-prima de partida. A bola utilizada na máquina de moinho de bolas pode ser uma bola que inclui um material cerâmico, tal como zircônia ou alumina, e as bolas podem ter o mesmo tamanho ou pelo menos dois tamanhos. O tamanho da bola, o tempo de moagem e a velocidade de rotação por minuto da máquina de moinho de bolas são ajustados em consideração ao tamanho de partícula alvo. Por exemplo, em consideração ao tamanho das partículas, o tamanho da bola pode ser definido para estar na faixa de cerca de 1 a 30 mm, e a velocidade de rotação da máquina de moinho de bolas pode ser definida para estar na faixa de cerca de 50 a 500 rpm. É preferencial realizar o moinho de bolas por 1 a 48 horas em consideração ao tamanho de partícula alvo. A matéria-prima de partida é pulverizada em partículas de tamanho fino, um tamanho de partícula uniforme é garantido, e a mistura uniforme é realizada utilizando o moinho de bolas.

[0064] A matéria-prima de partida misturada é colocada em um forno de fusão, e a matéria-prima de partida é fundida aquecendo-se o forno de fusão contendo a matéria-prima de partida. “Fusão” significa que a matéria-prima de partida é alterada para um estado material líquido viscoso, não um estado sólido. É preferencial que o forno de fusão inclua um material que tenha um alto ponto de fusão e uma alta resistência e que também tenha um baixo ângulo de contato para suprimir o fenômeno no qual o material fundido se adere ao mesmo. Para este fim, preferencialmente, o forno de fusão inclui um material, tal como platina (Pt), DLC (carbono similar a diamante), e chamote, ou é revestido com um material, tal como platina (Pt) ou DLC (carbono similar a diamante) na superfície do mesmo.

[0065] É preferencial realizar a fusão a 1.400 a 2.000 °C sob pressão normal por 1 a 12 horas. Quando uma temperatura de fusão for menor do que 1.400 °C, a matéria-prima de partida pode não ser fundida e, quando a temperatura de fusão for maior do que 2.000 °C, consumo excessivo de energia é necessário, o que não é econômico. Portanto, é preferencial realizar a fusão a uma temperatura dentro da faixa descrita acima. Além disso, quando um tempo de fusão for muito curto, a matéria-prima de partida pode não ser suficientemente fundida e, quando o tempo de fusão for muito longo, consumo excessivo de energia é necessário, o que não é econômico. É preferencial que a taxa de aumento de temperatura do forno de fusão seja cerca de 5 a 50 °C/min. Quando a taxa de aumento de temperatura do forno de fusão estiver muito lenta, um longo tempo é gasto, o que reduz a produtividade. Quando a taxa de aumento de temperatura do forno de fusão estiver muito rápida, visto que a quantidade de volatilização da matéria-prima de partida é aumentada devido ao rápido aumento de temperatura, as propriedades físicas do vidro cristalizado podem ser fracas. Portanto, é preferencial aumentar a temperatura do forno de fusão a uma taxa de aumento de temperatura dentro da faixa mencionada acima. É preferencial que a fusão seja realizada em uma atmosfera de oxidação, tal como oxigênio (O2) e ar.

[0066] O material fundido é vertido em um molde definido a fim de obter o vidro cristalizado para dentes que têm o formato e tamanho desejados. É preferencial que o molde inclua um material que tenha um alto ponto de fusão e uma alta resistência e que também tenha um baixo ângulo de contato para suprimir o fenômeno no qual o material fundido de vidro se adere ao mesmo. Para esta finalidade, o molde inclui um material, tal como grafite e carbono. É preferencial que o material fundido seja pré-aquecido a 200 a 300 °C e, então, seja vertido no molde a fim de evitar choque térmico.

[0067] Após o material fundido contido no molde ser resfriado a 60 a 100 °C, o material resultante é transferido para um forno de aquecimento para tratamento térmico de cristalização para realizar, desse modo, nucleação de vidro e desenvolver o cristal do mesmo, fabricando, desse modo, um vidro cristalizado.

[0068] A Figura 1 é uma vista mimética mostrando um método para realizar tratamento térmico de cristalização com um gradiente de temperatura de acordo com a presente invenção. No tratamento térmico de cristalização de um bloco bruto do tipo bloco ou do tipo lingote, o tratamento térmico é realizado com um gradiente de temperatura na direção de profundidade de modo que a extremidade superior seja submetida a tratamento térmico a altas temperaturas e a extremidade inferior seja submetida a tratamento térmico a baixas temperaturas.

[0069] Na descrição acima e na descrição a seguir, a etapa de tratamento térmico com o gradiente de temperatura não é limitada a qualquer aparelho ou método específico. Entretanto, a título de exemplo, o tratamento térmico pode ser realizado, preferencialmente, em um forno de tratamento térmico de gradiente e pode ser realizado a uma temperatura operacional de 400 a 1.000 °C em consideração à temperatura do tratamento térmico.

[0070] Por meio do tratamento térmico com o gradiente de temperatura, na faixa de uma porção de alta temperatura a uma porção de baixa temperatura do mesmo, a transmitância de luz se torna alta, há um gradiente de transmitância de luz, a resistência flexural se torna baixa, e há um gradiente de resistência flexural. Isso se deve ao fato de que o tamanho do cristal no vidro cristalizado é capaz de ser ajustado dependendo da temperatura. A fase cristalina gerada após o tratamento térmico ser realizado com um gradiente de temperatura podem ser fases cristalinas de dissilicato e silicato de lítio, e podem ser geradas com um gradiente de temperatura de 400 a 850 °C de modo a terem um gradiente de tamanho de fase cristalina de 5 a 2.000 nm.

[0071] A Figura 2 é um gráfico mostrando uma mudança no diâmetro de partícula médio de uma fase cristalina de dissilicato de lítio dependendo de uma temperatura de tratamento térmico (-■-) e uma mudança na resistência flexural do bloco dependendo da temperatura de tratamento térmico (-□-).

[0072] De acordo com a Figura 2, pode-se confirmar que, quando o gradiente de tamanho de fase cristalina estiver dentro da faixa de 5 a 2.000 nm, o gradiente de resistência flexural é 250 a 625 MPa.

[0073] Contudo, em uma clínica dental, vários produtos de transmissão de luz são necessários, e a transmitância de luz corresponde a 20 a 55% com base em um comprimento de onda de 550 nm. Quando o tratamento térmico for realizado a 780 a 900 °C, a transmitância é 55 a 18% (em um comprimento de onda de 550 nm). Visto que a transmitância de luz é reduzida a temperaturas maiores do que 880 °C, a faixa de temperatura dentro da qual a transmitância clinicamente aplicável é obtida é determinada ser 780 a 880 °C, e o tamanho da fase cristalina (dissilicato de lítio ou sílica) corresponde a 0,3 a 5,0 μm.

[0074] A Figura 3 é um gráfico mostrando o resultado de um espectro de transmissão de luz dependendo de uma temperatura de tratamento térmico, em que o gráfico marcado com baixa transmitância mostra o resultado de tratamento térmico a 870 °C, o gráfico marcado com média transmitância mostra o resultado de tratamento térmico a 825 °C, e o gráfico marcado com alta transmitância mostra o resultado de tratamento térmico a 780 °C.

[0075] A partir dos exemplos descritos acima, pode-se prever que, quando um estado de vidro cristalizado for obtido através de tratamento térmico a partir de uma forma bruta de vidro (bloco ou lingote) utilizando a composição de vidro mencionada acima, múltipla gradação de transmitância de luz e das propriedades físicas é viável em um único bloco ao realizar tratamento térmico com um gradiente de temperatura.

[0076] A combinação de tratamento térmico com um gradiente de temperatura é alcançada adotando-se uma composição de vidro que tem propriedades variáveis de tamanho, distribuição e densidade dos cristais dependendo da temperatura de tratamento térmico, desse modo, um bloco bruto, que é um material funcionalmente gradiente similar a dentes naturais, é obtido. A formação do dente artificial utilizando o bloco bruto não exige caracterização artificial, e torna fácil alcançar características similares àquelas de dentes naturais em termos de transmitância de luz e propriedades físicas.

[0077] Contudo, o tamanho de partícula de um cristaloide em relação à profundidade do bloco bruto obtido de acordo com a presente invenção foi analisado, e é mostrado na Figura 4.

[0078] Além disso, uma mudança na transmitância em relação à profundidade do bloco bruto obtido de acordo com a presente invenção foi medida, e é mostrada na Figura 5.

[0079] Além disso, uma mudança em resistência flexural em relação à profundidade do bloco bruto obtido de acordo com a presente invenção foi medida, e é mostrada na Figura 6.

[0080] Embora a presente invenção tenha sido particularmente descrita para fins ilustrativos com referência a modalidades exemplificativas da mesma demonstradas nos desenhos, será entendido pelos técnicos no assunto que várias modificações e modalidades equivalentes são possíveis dentro do escopo da mesma.

Claims

1. Bloco bruto dental para processamento de fresagem, caracterizado pelo fato de que compreende: um cristaloide, que inclui dissilicato de lítio como uma fase cristalina principal e silicato como uma fase subcristalina, e hialina como um remanescente, em que o bloco bruto dental é feito de um material funcionalmente gradiente que tem um gradiente de tamanho cristalino em relação a uma profundidade do mesmo e que não tem interface em um ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino, de acordo com o qual o tamanho cristalino aumenta continuamente de uma extremidade inferior para uma extremidade superior do bloco, em que a extremidade superior do bloco é configurada para formar um lado gengival do material de restauração de dente artificial e a extremidade inferior do bloco é configurada para formar o lado incisal do material de restauração de dente artificial, em que o material funcionalmente gradiente tem um diâmetro de partícula médio dentro de uma faixa de 5 nm a 5,5 μm, em que o bloco bruto dental é fabricado usando uma mesma composição de vidro, e em que a mesma composição de vidro inclui 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5, 1 a 5% em peso de Al2O3, 0,1 a 3% em peso de SrO, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante, e 2,5 a 6% em peso de uma mistura de Na2O e K2O.

2. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gradiente de tamanho cristalino é obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 5 a 2.000 nm.

3. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gradiente de tamanho cristalino é obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 30 a 500 nm.

4. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o gradiente de tamanho cristalino é obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 300 a 500 nm.

5. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bloco bruto dental tem um gradiente de transmitância da luz em relação à profundidade do mesmo.

6. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o gradiente de transmitância da luz está dentro de uma faixa de 20 a 80% com base em um comprimento de onda de 550 nm.

7. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bloco bruto dental tem um gradiente de resistência flexural em relação à profundidade do mesmo.

8. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o gradiente de resistência flexural está dentro de uma faixa de 250 a 625 MPa.

9. Método para fabricar um bloco bruto dental para processamento de fresagem, caracterizado pelo fato de que compreende: fabricar o bloco que tem um formato predeterminado utilizando uma composição de vidro que inclui 60 a 83% em peso de SiO2, 10 a 15% em peso de Li2O, 2 a 6% em peso de P2O5, 1 a 5% em peso de Al2O3, 0,1 a 3% em peso de SrO, 0,1 a 2% em peso de ZnO, 1 a 5% em peso de um corante, e 2,5 a 6% em peso de uma mistura de Na2O e K2O; e tratar termicamente o bloco a uma temperatura em uma faixa de 400 a 850 °C de modo a garantir um gradiente de temperatura em uma direção de profundidade do bloco.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o tratamento térmico é realizado em um forno de tratamento térmico de gradiente a uma temperatura operacional de 400 a 1.000 °C.

11. Bloco bruto dental para processamento de fresagem, caracterizado pelo fato de que compreende: um cristaloide, que inclui dissilicato de lítio como uma fase cristalina principal e silicato como uma fase subcristalina, e hialina como um remanescente, em que o bloco bruto dental é um material funcionalmente gradiente que tem um gradiente de tamanho cristalino em relação a uma profundidade do mesmo e que não tem interface em um ponto de mudança de um valor de gradiente de tamanho cristalino, em que o bloco bruto dental tem um gradiente de transmitância da luz em relação à profundidade do mesmo, e em que o gradiente de transmitância da luz está dentro de uma faixa de 20 a 80% com base em um comprimento de onda de 550 nm.

12. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o gradiente de tamanho cristalino é obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 5 nm a 5,5 μm.

13. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o gradiente de tamanho cristalino é obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 5 a 2.000 nm.

14. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o gradiente de tamanho cristalino é obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 30 a 500 nm.

15. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o gradiente de tamanho cristalino é obtido quando um diâmetro de partícula médio estiver dentro de uma faixa de 300 a 500 nm.

16. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o bloco bruto dental tem um gradiente de resistência flexural em relação à profundidade do mesmo.

17. Bloco bruto dental de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o gradiente de resistência flexural está dentro de uma faixa de 250 a 625 MPa.