一種牙冠產(chǎn)品用抗菌鈷基材料及其熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鈷基合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種抗菌鈷基牙冠產(chǎn)品材料及其熱處 理方法。其具有獨(dú)特的抗口腔細(xì)菌感染功能，可廣泛應(yīng)用于口腔領(lǐng)域相關(guān)的各種二類醫(yī)療 器械。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)，每毫升未經(jīng)刺激的唾液中細(xì)菌數(shù)達(dá)1. 5億個(gè)，每一克牙結(jié)石（牙垢） 中的細(xì)菌數(shù)則達(dá)100億個(gè)。如此，成年人如一年未請醫(yī)生予以潔牙，其口腔中細(xì)菌則可達(dá) 100億至1000億個(gè)之多。而細(xì)菌的種屬被分析出來的就達(dá)30多種，主要有葡萄球菌、鏈球 菌、乳酸桿菌、涎鏈球菌、厭氧鏈球菌、奈瑟氏菌、以色列放線菌、螺旋體、嗜血菌、產(chǎn)黑色素 擬桿菌，其中有非致病菌，也有條件致病菌。所謂條件致病菌就是在一特殊條件下（例如體 質(zhì)下降）這些細(xì)菌對人產(chǎn)生致病作用，如牙周炎，齲齒和冠周炎等疾病?，F(xiàn)有牙冠產(chǎn)品材料 多為惰性金屬，自身不具有殺菌功能。因此，為了消除細(xì)菌感染帶來的致病風(fēng)險(xiǎn)，申請人發(fā) 明了自身具有抗菌功能的鈷基合金材料，分別為專利201310278730. 5 ( -種外科植入物用 抗菌感染鍛造鈷基合金及其制備方法）和專利201310578365. 8 (-種抗細(xì)菌感染用鑄造鈷 基合金及其熱處理工藝），為口腔牙冠材料抗菌功能提供了解決方案。然而，口腔牙冠鈷基 合金一般對于Ni等有毒元素有著嚴(yán)格的限制，上述申請專利并不能保證口腔環(huán)境牙冠材 料的特殊要求，因此有必要針對口腔環(huán)境牙冠這一具體產(chǎn)品形式提出相應(yīng)的保護(hù)要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種抗菌鈷基合金材料及熱處理方法，該鈷基合金能夠顯 著降低現(xiàn)有口腔牙冠用鈷基合金醫(yī)療器械使用中引發(fā)的細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)，可用來制備牙冠產(chǎn) 品。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0005] 一種牙冠產(chǎn)品用抗菌鈷基材料，其特征在于：按重量百分比計(jì)，該鈷基合金的化學(xué) 成分如下：Cr:28. 0-30. 0;W:8. 0-10. 0;Si:1. 0-2. 0;Cu:2. 0-4. 0;Ni彡 0? 1;Cd彡 0? 02 ; Be彡0? 02 ;Mn彡1. 0 ;N彡1. 0 ;Nb彡1. 0 ;Fe彡1. 0 ;余量為Co。優(yōu)選的化學(xué)成分為：Cr: 29. 0；ff：9. 0；Si：1. 5；Cu：3. 0；Ni^ 0. 1；Cd^ 0. 02；Be^ 0. 02；Mn^ 1. 0；N^ 1. 0 ； Nb彡1. 0 ;Fe彡1. 0 ;余量為Co。
[0006] 在本發(fā)明的口腔牙冠用抗菌鈷基合金的成分設(shè)計(jì)中，銅（Cu)是合金中最重要的 合金化元素，應(yīng)保證在熱處理下，富銅相在鈷基合金基體中的均勻彌散析出。當(dāng)銅含量較低 時(shí)，即使經(jīng)過熱處理，鈷基合金基體中也不易析出足夠的富銅相，因而不具備穩(wěn)定的抗菌性 能。當(dāng)銅含量相對過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致鈷基合金在高溫下析出相對粗大的富銅相，嚴(yán)重影響到鈷 基合金的離子釋放，同時(shí)也嚴(yán)重影響到合金在使用過程中的細(xì)胞毒性，因此本發(fā)明中的鈷 基合金中的含銅量控制為2. 0-4.Owt%。
[0007] 抗菌熱處理對于平衡材料的抗菌性能和耐蝕性能（等同于離子釋放量表征）具 有重要的作用，時(shí)效溫度過低或過高，都不能在保證材料耐蝕性能滿足的前提下，鈷基合金 的抗菌功能得到有效發(fā)揮。因此本發(fā)明中合適的抗菌熱處理制度為：固溶處理為1200~ 1250°C保溫1~2小時(shí)，水冷至室溫；時(shí)效處理為800~1000°C保溫2-6小時(shí)，空冷至室溫。
[0008] 因此，本發(fā)明的有益效果是：
[0009] 1、本發(fā)明通過技術(shù)發(fā)明，解決了目前存在的抗菌鈷基合金在口腔環(huán)境下的力學(xué)性 能不達(dá)標(biāo)、離子析出超標(biāo)和輕微細(xì)胞毒性的問題，獲得了具有實(shí)用價(jià)值的抗口腔細(xì)菌感染 功能的抗菌鈷基合金牙冠新產(chǎn)品。
[0010] 2、本發(fā)明所述抗口腔細(xì)菌感染用抗菌鈷基合金材料可廣泛應(yīng)用于口腔科臨床領(lǐng) 域中使用的各種二類醫(yī)療器械。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 根據(jù)本發(fā)明牙冠產(chǎn)品用抗菌鈷基合金材料設(shè)定的化學(xué)成分范圍，本發(fā)明采用15 公斤真空感應(yīng)爐冶煉實(shí)施例和對比例鍛造鈷基合金各10公斤，其化學(xué)成分見表1。
[0012] 表1實(shí)施例和對比例的抗菌鈷基合金化學(xué)成分（wt. % )
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種牙冠產(chǎn)品用抗菌鈷基材料，其特征在于：按重量百分比計(jì)，該鈷基合金的化學(xué) 成分如下：Cr :28· 0-30.0 ;W :8· 0-10.0 ;Si :1· 0-2. O ;Cu :2· 0-4. O ;Ni 彡 0· I ;Cd 彡 0· 02 ; Be 彡 0· 02 ;Mn 彡 I. 0 ;N 彡 I. 0 ;Nb 彡 I. 0 ;Fe 彡 I. 0 ;余量為 Co。
2. 按照權(quán)利要求1所述牙冠產(chǎn)品用抗菌鈷基材料，其特征在于：Cr :29. 0 ;W :9. 0 ;Si : I. 5 ；Cu ：3. 0 ；Ni ^ 0.1 ；Cd ^ 0. 02 ；Be ^ 0. 02 ；Mn ^ I. 0 ；N ^ I. 0 ；Nb ^ I. 0 ；Fe ^ I. 0 ； 余量為Co。
3. -種采用權(quán)利要求1所述牙冠產(chǎn)品用抗菌鈷基材料制備的牙冠產(chǎn)品。
4. 一種權(quán)利要求1所述牙冠產(chǎn)品用抗菌鈷基材料的制備方法，其特征在于：抗菌熱處 理包括固溶處理和時(shí)效處理，其中，固溶處理為1200~1250°C保溫1~2小時(shí)，水冷至室 溫；時(shí)效處理為800~1000°C保溫2-6小時(shí)，空冷至室溫。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種口腔牙冠用抗菌鈷基合金及其熱處理方法，按重量百分比計(jì)，該鈷基合金的化學(xué)成分如下：Cr：28.0-30.0；W：8.0-10.0；Si：1.0-2.0；Cu：2.0-4.0；Ni≤0.1；Cd≤0.02；Be≤0.02；Mn≤1.0；N≤1.0；Nb≤1.0；Fe≤1.0；余量為Co。該鈷基合金具有獨(dú)特的抗口腔細(xì)菌感染功能，同時(shí)離子析出和細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)證明其無毒副作用，能夠顯著降低現(xiàn)有口腔牙冠用鈷基合金醫(yī)療器械使用中引發(fā)的細(xì)菌感染風(fēng)險(xiǎn)，可廣泛應(yīng)用于口腔科臨床領(lǐng)域中使用的各種二類鈷基合金醫(yī)療器械。
【IPC分類】C22F1-10, A61K6-04, C22C19-07
【公開號(hào)】CN104831126
【申請?zhí)枴緾N201510245703
【發(fā)明人】楊春光, 楊柯, 任玲, 張書源, 趙金龍, 孫子晴, 武學(xué)強(qiáng)
【申請人】中國科學(xué)院金屬研究所
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月14日