Material vitrocerámico de silicato de litio.

Procedimiento para preparar una restauración dental, en el que se utiliza un material vitrocerámico de silicato de litio que comprende los siguientes componentes:

Componente % en peso

SiO2 64,0 - 75,0, preferentemente 64,0 - 73,0

Li2O 13,0 - 17,0

K2O 2,0 - 5,0

Al2O3 0,5 - 5,0

Agente de nucleación 2,0 - 5,0

Me(II)O 0 - 3,0

y que comprende menos del 0,1% en peso de ZnO,

siendo el Me(II)O seleccionado de entre al menos uno de entre CaO, BaO, MgO y SrO,

y que comprende metasilicato de litio como fase cristalina principal.

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DESCRIPCIÓN

Material vitrocerámico de silicato de litio.

La presente invención se refiere principalmente a materiales vitrocerámicos de silicato de litio que pueden conformarse fácilmente mediante mecanizado y posteriormente convertirse en productos conformados con alta resistencia.

Hay una creciente demanda de materiales que puedan procesarse para dar productos de restauración dental, tales como preferentemente, restauraciones intracoronarias (en inglés, â??inlayâ??) y puentes, por medio de máquinas fresadoras controladas por ordenador. Tales métodos CAD/CAM son muy atractivos ya que permiten proporcionar rápidamente al paciente la restauración deseada. Por tanto, es posible un tratamiento denominado en la consulta para el dentista.

Sin embargo, los materiales aptos para su procesamiento mediante métodos de diseño asistido por ordenador/mecanizado asistido por ordenador (CAD/CAM) tienen que cumplir un perfil muy específico de propiedades.

En primer lugar, necesitan presentar, en la restauración finalmente preparada, propiedades ópticas atractivas, tales como translucidez y tono, que imiten el aspecto de los dientes naturales. Además, necesitan mostrar una alta resistencia y durabilidad química de modo que puedan asumir la función del material de diente natural y mantener estas propiedades a lo largo de un periodo de tiempo suficiente al tiempo que están permanentemente en contacto con fluidos en la cavidad oral que pueden ser incluso agresivos, tal como de naturaleza ácida.

En segundo lugar, y de manera muy importante, debe ser posible mecanizarlos de una manera fácil para obtener la forma deseada sin desgaste excesivo de las herramientas y dentro de plazos muy cortos. Esta propiedad requiere una resistencia relativamente baja del material y por tanto contrasta con las propiedades deseadas mencionadas anteriormente para la restauración final.

La dificultad de combinar las propiedades de baja resistencia en el estado del material que va a procesarse y alta resistencia en la restauración final se refleja mediante los materiales conocidos para un procesamiento CAD/CAM que son insatisfactorios, en particular con respecto a una maquinabilidad fácil.

El documento DE-A-197 50 794 da a conocer materiales vitrocerámicos de disilicato de litio que están previstos principalmente para conformarse con una geometría deseada mediante un procedimiento de prensado en caliente en el que se prensa el material fundido en el estado viscoso. También es posible conformar estos materiales mediante procedimientos de fresado asistido por ordenador. Sin embargo, se ha mostrado que el mecanizado de estos materiales da como resultado un desgaste muy alto de las herramientas y tiempos de procesamiento muy largos. Estas desventajas las provoca la alta resistencia y tenacidad conferidas principalmente a los materiales por la fase cristalina de disilicato de litio. Además, se ha mostrado que las restauraciones mecanizadas sólo muestran una resistencia de borde escasa. El término â??resistencia de bordeâ?? se refiere a la resistencia de partes de la restauración que sólo presentan un pequeño grosor en el intervalo de algunos 1/10 mm.

También se han realizado enfoques adicionales para obtener una fácil maquinabilidad junto con una alta resistencia de la restauración final. Los documentos EP-B-774 993 y EP-B-817 597 describen materiales cerámicos basados en Al2O3 o ZrO2 que se mecanizan en un estado no sinterizado que también se denomina â??estado verdeâ??. Posteriormente, se sinterizan los cuerpos verdes para aumentar la resistencia. Sin embargo, estos materiales cerámicos presentan una contracción drástica de hasta el 50% en volumen (o hasta el 30% como contracción lineal) durante la etapa de sinterizado final. Esto conduce a dificultades en la preparación de las restauraciones exactamente con las dimensiones tal como se desean. La contracción sustancial representa un problema particular si se fabrican restauraciones complicadas, tales como un puente de múltiples tramos.

A partir de S. D. Stookey: â??Chemical Machining of Photosensitive Glassâ??, Ind. Eng. Chem., 45, 115-118 (1993) y S.

D. Stookey: â??Photosensitively Opacifiable Glassâ?? documento US-A-2 684 911 (1954) también se conoce que en materiales vitrocerámicos de silicato de litio puede formarse en primer lugar una fase metaestable. Por ejemplo en materiales vitrocerámicos fotosensibles (Fotoform®, FotoCeram®) se forman partículas de Ag utilizando luz UV. Estas partículas de Ag sirven como agente de cristalización en una fase de metasilicato de litio. Las zonas que se

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expusieron a la luz se eliminan mediante lavado en una etapa posterior con HF diluido. Este procedimiento es posible ya que la solubilidad de la fase de metasilicato de litio en HF es muy superior a la solubilidad del vidrio original. La parte de vidrio que queda tras dicho procedimiento de solubilización (Fotoform®) puede transferirse a un material vitrocerámico de disilicato de litio (FotoCeram®) mediante un tratamiento térmico adicional.

Investigaciones de Borom, por ejemplo M. P. Borom, A. M. Turkalo, R. H. Doremus: â??Strength and Microstructure in Lithium Disilicate Glass-Ceramicsâ??, J. Am. Ceram. Soc., 58, No. 9-10, 385-391 (1975) y M. P. Borom, A. M. Turkalo, R. H. Doremus: â??Verfahren zum Herstellen von Glaskeramikenâ?? documento DE-A-24 51 121 (1974) , también muestran que un material vitrocerámico de disilicato de litio puede cristalizarse en primer lugar en diversas cantidades como fase de metasilicato de litio metaestable. Sin embargo, también existen composiciones que cristalizan en forma de la fase de disilicato desde el principio y la fase de metasilicato no está presente en absoluto. No se ha llegado a conocer una investigación sistemática de este efecto. A partir de las investigaciones de Borom también se sabe que el material vitrocerámico que contiene metasilicato de litio como fase principal presenta una resistencia reducida en comparación con la de un material vitrocerámico que sólo contiene una fase de disilicato de litio.

El documento D3 (documento US 2002/0010063) da a conocer un procedimiento para la preparación de productos de material vitrocerámico de disilicato de litio translúcidos conformados, que pueden utilizarse en particular como restauración dental (resumen) . El procedimiento implica la preparación de un vidrio seguida por un tratamiento térmico (reivindicación 1) para obtener las denominadas â??piezas en brutoâ?? (párrafo 78) . La composición del material vitrocerámico comprende ZnO.

Se ha encontrado además que la presencia de ZnO en materiales vitrocerámicos de silicato de litio de la técnica anterior no es deseable especialmente cuando deben producirse restauraciones dentales altamente translúcidas. En tales circunstancias, el fuerte efecto opalescente provocado por ZnO resulta evidente y da como resultado propiedades ópticas inaceptables para una restauración que debe imitar el material de diente natural.

Por tanto, un objetivo de la presente invención es eliminar estas desventajas y en particular proporcionar un material que pueda conformarse fácilmente mediante procedimientos de recorte y fresado asistido por ordenador y que pueda convertirse posteriormente en un producto dental de alta resistencia que también presente una alta durabilidad química y excelentes propiedades ópticas y muestre una contracción drásticamente reducida durante dicha conversión final, y que logre todas estas propiedades sin la necesidad de ZnO como componente.

Este objetivo se logra mediante el procedimiento para preparar una restauración dental según las reivindicaciones 1 a 23. La invención también se refiere a la utilización de un vidrio o material vitrocerámico de silicato de litio según las reivindicaciones 24 a 28.

Se ha mostrado sorprendentemente que utilizando un vidrio de partida con una composición muy específica y un procedimiento específico es posible proporcionar en particular un material vitrocerámico que presenta metasilicato de litio metaestable (Li2SiO3) como fase cristalina principal en lugar de disilicato de litio (Li2Si2O5) . Este material vitrocerámico de metasilicato de litio presenta una baja resistencia y tenacidad y por tanto puede mecanizarse fácilmente para obtener la forma de restauraciones dentales incluso complicadas, pero tras tal mecanizado puede convertirse mediante un tratamiento térmico en un producto de material vitrocerámico de disilicato de litio con propiedades mecánicas espectaculares, excelentes propiedades ópticas, en particular... [Seguir leyendo]

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1. Procedimiento para preparar una restauración dental, en el que se utiliza un material vitrocerámico de silicato de litio que comprende los siguientes componentes:

Componente % en peso SiO2 64, 0 -75, 0, preferentemente 64, 0 -73, 0

Li2O 13, 0 -17, 0

K2O 2, 0 -5, 0

Al2O3 0, 5 -5, 0

Agente de nucleación 2, 0 -5, 0

Me (II) O 0 -3, 0

y que comprende menos del 0, 1% en peso de ZnO, siendo el Me (II) O seleccionado de entre al menos uno de entre CaO, BaO, MgO y SrO, 10

y que comprende metasilicato de litio como fase cristalina principal.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el material vitrocerámico está esencialmente libre de ZnO.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que el material vitrocerámico comprende del 0 al 2, 0 y preferentemente del 0 al 1, 5% en peso de Me (II) O.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que Me (II) O se selecciona de entre al menos uno de entre CaO y MgO. 20

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el material vitrocerámico comprende del 0, 1 al 1, 0% en peso de MgO.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la razón molar de SiO2 : Li2O es de al 25 menos 2, 2 : 1, preferentemente de al menos 2, 3 : 1, y lo más preferentemente está en el intervalo de 2, 3 : 1 a 2, 5 : 1.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la razón molar de Al2O3 : K2O está en el intervalo de 1 : 0, 5 a 1 : 2, 0 y preferentemente de 1 : 1 a 1 : 2, 0.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el material vitrocerámico comprende del 2, 5 al 5, 0% en peso de Al2O3.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el material vitrocerámico comprende del 70, 0 al 73, 0% en peso de SiO2. 35

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el material vitrocerámico comprende del 0 al 4, 0, preferentemente del 0, 1 al 4, 0, más preferentemente del 1, 0 al 4, 0 y lo más preferentemente del 1, 5 al 3, 0% en peso de ZrO2.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el material vitrocerámico comprende al menos uno de los siguientes componentes en una cantidad de:

5

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Componente % en peso

Li2O 14, 0 -16, 0

K2O 3, 0 -4, 5

óxidos de metal colorantes y fluorescentes 0, 5 -7, 5, preferentemente 0, 5 -3, 5

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el material vitrocerámico comprende además al menos uno de los siguientes componentes adicionales

Componente % en peso

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el agente de nucleación es al menos uno de entre P2O5 y compuestos de los elementos Pt, Ag, Cu y W.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el metasilicato de litio forma más del 50 y hasta el 80% en volumen del material vitrocerámico de silicato de litio.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el material vitrocerámico está en forma de una pieza en bruto.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que la restauración dental es una restauración intracoronaria, una restauración extracoronaria, un puente, un pilar, una carilla, un laminado, una faceta, una corona, una corona parcial, una estructura o una cofia.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que la restauración dental comprende disilicato de litio como fase cristalina principal.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que el material vitrocerámico de metasilicato de litio se prepara mediante las acciones siguientes:

Na2O 0 -2, 0

B2O3 0 -5, 0

F 0 -5, 0

(a) producir un vidrio de partida que contiene los componentes del material vitrocerámico,

(b) someter el vidrio de partida a un primer tratamiento térmico a una primera temperatura para obtener un producto de vidrio que contiene núcleos aptos para formar cristales de metasilicato de litio,

(c) someter el producto de vidrio a un segundo tratamiento térmico a una segunda temperatura que es superior a la primera temperatura para obtener el material vitrocerámico de silicato de litio con metasilicato de litio como la fase cristalina principal.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que el primer tratamiento térmico en la etapa (b) comprende calentar el vidrio de partida hasta una temperatura comprendida entre 500 y 600º C durante un periodo comprendido entre aproximadamente 10 minutos y 3 horas.

20. Procedimiento según la reivindicación 18 o 19, en el que el segundo tratamiento térmico en la etapa (c) comprende calentar el producto de vidrio hasta una segunda temperatura comprendida entre 680º y 720º C, preferentemente entre 690 y 710º C, y más preferentemente hasta aproximadamente 700º C.

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, en el que el vidrio de partida de la etapa (a) , el

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producto de vidrio de la etapa (b) o el material vitrocerámico de metasilicato de litio de la etapa (c) se conforma con una geometría deseada mediante mecanizado o mediante prensado en caliente.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que el mecanizado se realiza mediante rectificado, recorte o 5 fresado.

23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 18 a 22, que comprende además someter el material vitrocerámico de silicato de litio de la etapa (c) a un tercer tratamiento térmico a una tercera temperatura comprendida entre 830 y 880º C durante un periodo comprendido entre 10 y 60 minutos.

24. Utilización del material vitrocerámico definido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 para la preparación de una restauración dental.

25. Utilización de un material vitrocerámico de silicato de litio para la preparación de una restauración dental, en la 15 que el material vitrocerámico de silicato de litio comprende los siguientes componentes:

Componente % en peso SiO2 64, 0 -73, 0 Li2O 13, 0 -17, 0 K2O 2, 0 -5, 0 Al2O3 0, 5 -5, 0 Agente de nucleación 2, 0 -5, 0 Me (II) O 0 -1, 5

en la que la razón molar de Al2O3 : K2O está en el intervalo de 1 : 0, 5 a 1 : 2, 0, siendo el Me (II) O seleccionado de entre al menos uno de entre CaO, BaO, MgO y SrO, y comprende menos del 0, 1% en peso de ZnO.

26. Utilización de un vidrio de silicato de litio para la preparación de una restauración dental, en la que el vidrio de 25 silicato de litio comprende los siguientes componentes:

Componente % en peso SiO2 64, 0 -73, 0 Li2O 13, 0 -17, 0 K2O 2, 0 -5, 0 Al2O3 0, 5 -5, 0 Agente de nucleación 2, 0 -5, 0 Me (II) O 0 -1, 5

en la que la razón molar de Al2O3 : K2O está en el intervalo de 1 : 0, 5 a 1 : 2, 0, siendo el Me (II) O seleccionado de entre al menos uno de entre CaO, BaO, MgO y SrO, y comprende menos del 0, 1% en peso de ZnO, y comprende núcleos aptos para la formación de cristales de metasilicato de litio.

27. Utilización según la reivindicación 26, en la que la razón molar de SiO2 : Li2O es de al menos 2, 2 : 1, preferentemente de al menos 2, 3 : 1 y lo más preferentemente está en el intervalo de 2, 3 : 1 a 2, 5 : 1.

28. Utilización según la reivindicación 26 o 27, en la que la razón molar de Al2O3 : K2O está en el intervalo de 1 : 1 a

: 2, 0. 40