Способ изготовления фрезерованием образцов для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50% для изучения свойств поверхности Российский патент 2024 года по МПК A61K6/818 A61C5/77 B23C3/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для изучения физических и биологических свойств поверхности диоксида циркония с преобладанием кубической фазы.

Биоматериал диоксид циркония (диоксид циркония) с годами нашел широкое применение в качестве реставрационного материала благодаря своему цвету зубов и благоприятным свойствам материала. Однако из-за своей непрозрачности традиционный диоксид циркония, стабилизированный 3 ммоль иттрия, был лишен эстетических качеств.

Диоксид циркония, стабилизированный 3 моль % иттрия (поликристалл тетрагонального циркония, стабилизированный иттрием, 3Y-TZP), имеет самую высокую прочность на изгиб среди всех других типов монолитного циркония. Однако 3Y-TZP по своей природе непрозрачен, что может привести к нежелательным эстетическим результатам при использовании в качестве монолитной реставрации. Таким образом, повышение прозрачности циркониевых реставраций является важным шагом на пути к улучшению эстетического вида монолитных реставраций. При увеличении содержания иттрия прозрачность диоксида циркония также увеличивается, однако это приводит к снижению механических свойств. Цирконий, стабилизированный 5 моль % иттрия (5Y-TZP), обеспечивает улучшенную прозрачность по сравнению с другими типами диоксида циркония благодаря содержанию приблизительно 50% кубической фазы по отношению к тетрагональной фазе, но его механические свойства ограничивают его применение на боковых зубах. Цирконий, стабилизированный 4 моль % иттрия (4Y-TZP), содержит до 30% кристаллов кубической фазы, что приводит к промежуточным оптическим и механическим свойствам.

Из уровня техники известно получение образцов из диоксида циркония для дальнейшего исследования свойств его поверхности (Цаликова Н.А. Оптимизация лечения пациентов с применением CAD/САМ технологий в клинике ортопедической стоматологии // Автореф. Дисс. докт. мед. наук. - 2013).

Поскольку цирконий в предварительно спеченном состоянии имеет пористую структуру в сочетании с низкой прочностью и такими дефектами, как трещины и микросколы, возникающие в процессе изготовления твердосплавными фрезами финальная обработка поверхности остается необходимым этапом и не может быть заменена последующим процессом спекания. Обработка поверхности может заканчиваться либо глазурованием, либо полированием. Хотя глазурование может запечатать микротрещины, было показано, что функциональный стресс после введения в полость рта со временем ухудшает глазурование окклюзионной области, что приводит к повышенному стиранию антагонистов. Помимо прочего вопрос степени десмосомальных связей тканей десны и реставрации из диоксида циркония в зависимости от его обработки остается открытым.

Также в уровне техники не выявлен алгоритм производства образцов из диоксида циркония для испытаний их поверхности, который бы обеспечивал получение образцов с одинаковой поверхностью в независимости от очередности партий их производства. Соответствие же поверхностей образцов друг другу необходимо для сохранения точности результатов проведения испытаний.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка способа получения поверхности образца из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50%, который бы позволил получать образцы с поверхностью для испытаний, которые бы не вносили погрешности в испытания связанные с технологией производства образца.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка способа изготовления образцов для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50%, без трещин и микросколов, в независимости серийности производства.

Технический результат достигается благодаря использованию приемов метода и следованию алгоритма при изготовлении образцов из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50%, для этого способ изготовления образцов фрезерованием для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50% для изучения свойств поверхности, заключающийся в том что, вначале создают 3Д модель образцов путем выбора формы модели образцов, затем выбирают длину, ширину, высоту и радиус модели образцов, после чего добавляют держатели модели, в виде цилиндров на поверхности модели, предназначенных для отделения отфрезерованной модели от блока из диоксида циркония до синтеризации, затем полученную 3Д модель образцов экспортируют в виде STL файла, STL файл 3Д модели образцов загружают в программу для фрезерного станка MillBox и проводят расположение модели в циркониевом диске, далее проводят проверку стратегии фрезерования на отсутствие ошибок, с учетом материала относительно фрезеровки, далее образцы загружают в ЧПУ фрезерного станка и фрезеруют в соответствии с проверенной стратегией фрезерования, далее полученные образцы устанавливают в печь и подвергают синтеризации, в заключении поверхность образцов обрабатывают полирами для реставраций из диоксида циркония.

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1. Первичная 3Д модель образца в программном обеспечении Tinkercad (Autocad).

Фиг. 2. Финальный вид 3Д модели до экспорта.

Фиг. 3. Полученныйобразец после синтеризации диоксида циркония с преобладанием кубической фазы менее 50%.

Фиг. 4. Обработанный образец после полировки.

Фиг. 5. Готовые образцы для проведения иммунногистохимического анализа.

Фиг. 6. Результаты иммунногистохимии.

Заявленный способ осуществляется следующим образом. Создают 3Д модель образцов путем выбора формы модели образцов. Форма модели образцов может быть цилиндрическая, круглая либо модель с полостью. Затем последовательно выбирают длину, ширину, высоту и радиус модели образцов. Добавляют «держатели модели», то есть цилиндры на поверхности модели, предназначенные для удобства отделения отфрезерованной модели от блока из диоксида циркония до синтеризации. Полученную 3Д модель образцов экспортируют в виде STL файла,после чего STL файл 3Д модели образцов загружают в программу для фрезерного станка MillBox и проводят расположение модели в циркониевом диске. Далее происходит проверка стратегии фрезерования на отсутствие ошибок. Стратегия фрезерования должна учитывать материал и указания производителя относительно фрезеровки. Образцы загружают в ЧПУ фрезерного станка и фрезеруют в соответствие с выбранной стратегией фрезерования. Далее образцы подвергают синтеризации, образцы устанавливают в печь в соответствие с рекомендациями производителя. После синтеризации поверхность образцов обрабатывают полирами для реставраций из диоксида циркония.

Разработанные заявляемым способом образцы поясняются следующими примерами.

Пример 1. Для изучения иммуногистохимеского анализа глазурованной и полированной поверхности диоксида циркония с преобладанием кубической фазы потребовались одинаковые образцы. С помощью представленного способа были изготовлены образцы и помещены в ячейки. Для тестирования цитотоксических свойств образцов использовали первичную клеточную культуру стромальных клеток, выделенную из биоптата слизистой оболочки дна полости рта человека. После анализа была проведена статистическая обработка полученных данных. С учетом того, что образцы были изготовлены из моделировки от одного STL файла, отфрезерованы из одного блока в течение одного рабочего цикла фрезера и синтеризированы в один этап, на полученные результаты повлияла только обработка поверхности.

Пример 2. Для определения зависимости шероховатости поверхности от искусственного старения диоксида циркония с преобладанием кубической фазы требовалось использование одинаковых стандартизированных образцов. С помощью представленного способа были изготовлены образцы. Проведено исследование шероховатости все площади поверхности и проведен статистический анализ, который показал, что полученные образцы в разных сериях производства имеют одинаковые характеристики поверхности и не имеют трещин и микросколов.

Пример 3. Для определения первичной микробной колонизации глазурованной и полированной поверхности диоксида циркония с преобладанием кубической фазы потребовались одинаковые образцы. С помощью представленного способа были изготовлены образцы и помещены в одинаковую естественную среду. После проведения ПЦР теста, благодаря полученным образцам, проведения статистического сравнения дало максимально достоверный результат. С учетом того, что образцы были изготовлены из моделировки от одного STL файла, отфрезерованы из одного блока в течение одного рабочего цикла фрезера и синтеризированы в один этап, на полученные результаты повлияла только обработка поверхности.

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии. Раскрыт способ изготовления образцов фрезерованием для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50% для изучения свойств поверхности, заключающийся в том, что вначале создают 3D-модель образцов путем выбора формы модели образцов, затем выбирают длину, ширину, высоту и радиус модели образцов, после чего добавляют держатели модели, в виде цилиндров на поверхности модели, предназначенных для отделения отфрезерованной модели от блока из диоксида циркония до синтеризации, затем полученную 3D-модель образцов экспортируют в виде STL-файла, STL-файл 3D-модели образцов загружают в программу для фрезерного станка MillBox и проводят расположение модели в циркониевом диске, далее проводят проверку стратегии фрезерования на отсутствие ошибок, с учетом материала относительно фрезеровки, далее образцы загружают в ЧПУ фрезерного станка и фрезеруют в соответствии с проверенной стратегией фрезерования, далее полученные образцы устанавливают в печь и подвергают синтеризации, в заключение поверхность образцов обрабатывают полирами для реставраций из диоксида циркония. Изобретение обеспечивает изготовление образцов для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50% без трещин и микросколов независимо от серийности производства. 2 з.п. ф-лы, 6 ил., 3 пр.

1. Способ изготовления образцов фрезерованием для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50% для изучения свойств поверхности, заключающийся в том, что вначале создают 3D-модель образцов путем выбора формы модели образцов, затем выбирают длину, ширину, высоту и радиус модели образцов, после чего добавляют держатели модели, в виде цилиндров на поверхности модели, предназначенных для отделения отфрезерованной модели от блока из диоксида циркония до синтеризации, затем полученную 3D-модель образцов экспортируют в виде STL-файла, STL-файл 3D-модели образцов загружают в программу для фрезерного станка MillBox и проводят расположение модели в циркониевом диске, далее проводят проверку стратегии фрезерования на отсутствие ошибок, с учетом материала относительно фрезеровки, далее образцы загружают в ЧПУ фрезерного станка и фрезеруют в соответствии с проверенной стратегией фрезерования, далее полученные образцы устанавливают в печь и подвергают синтеризации, в заключение поверхность образцов обрабатывают полирами для реставраций из диоксида циркония.

2. Способ изготовления образцов для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50% для изучения свойств поверхности по п. 1, отличающийся тем, что в модели образцов создают полость.

3. Способ изготовления образцов для испытаний из диоксида циркония с содержанием кубической фазы менее 50% для изучения свойств поверхности по п. 1, отличающийся тем, что форма модели образцов представляет собой цилиндр.