JP2000313674A - セラミック材料、歯科用修復物の基礎部、および歯科用修復物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強い歯科用修復物の基礎部を製造するのに適
したセラミック材料を提供する。 【解決手段】 １）原料として酸化アルミニウム、酸化
ジルコニウムおよび／または酸化チタンを実質的に含む
酸化物セラミック材料のようなセラミック材料とガラス
成分とを混合すること、２）焼結プロセスによりガラス
成分を混合物中で実質的に溶融させて、それによりガラ
ス成分をセラミック材料に浸透させ、また、表面での反
応によりセラミック材料の原料を得ること、ならびに
３）混合物を加工（例えば焼結）するのに適した形態
（例えば粉体）にすることを含む方法によってセラミッ
ク材料を製造し、この材料を用いて、埋設部材の上に適
用された基礎部にカバー層が適用された歯科用修復物
（例えば歯冠）の基礎部を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック材料を
製造する方法、セラミック材料自体、前記セラミック材
料から成る歯科用（補綴）修復物（dental restoratio
n；または人工歯）の基礎部（basis；あるいは素地また
は土台）およびそれを製造する方法、ならびに前記基礎
部を有する歯科用修復物および前記歯科用修復物を製造
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミック材料として、酸化アルミニウ
ムおよび／または酸化ジルコニウム、即ち、酸化物のセ
ラミックがしばしば利用される。歯冠のような歯科用修
復物を製造する場合、基礎部として、例えば金属の代わ
りにセラミック材料を使用することが知られている。そ
のような基礎部は、例えば陶材（またはポーセレン）の
カバー層を形成した後も依然として目に見えるものであ
る。セラミック材料は、金属よりも、作製される歯科用
修復物の審美的外観をより良いものとするので、好まし
い。歯科用修復物の基礎部は、例えば歯の残部、即ち歯
の残根（tooth stump）の上に配置され、歯科用修復物
のベース（もしくは素地）または支持体を形成する。歯
科用修復物に加わる相当な歯の力と関連して、基礎部
は、十分な強度を有する必要がある。この強度は、基礎
部に適用される（または被せられる）カバー層（例えば
陶材から成る）に関連して、前述の美的効果を得るため
の外観特性に加えて要求される。更に、セラミック材料
はより高い生体適合性を有するので、金属よりもより望
ましい。

【０００３】幾つかのセラミック材料、特に歯科用修復
物の基礎部に用いるセラミック材料、ならびに該セラミ
ック材料、基礎部および歯科用修復物を製造する方法
は、それぞれ公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】米国特許第5,104,319
号は、本質的に酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化チタン、またはそれらの組合せを含むセラミック材
料をフレーム・スプレーして、特に歯科用修復物用の基
礎部を製造することに関する。ここで、粉末形態のセラ
ミック材料は、キャリヤー液体中に懸濁させられて、歯
の残部（例えば、歯の残根）の形態を有する埋設部材
（underground；あるいは支持部材もしくは基礎下部ま
たは基礎下台）上へのフレーム・スプレー・プロセスに
付される。この方法によれば、ケイ酸塩（またはシリケ
ート）をベースとする材料が少量加えられて、セラミッ
ク材料の基礎部の強度に対応する密度を増加させる。し
かしながら、得られ得る強度は、歯科用修復物の基礎部
を製造する場合に、該セラミック材料および方法を適用
するのには不十分なものである。得られる密度が極めて
低く、またそのために相応する多孔性が極めて高いため
に、裂け目が生じ、その結果破砕が生じ得る。実際、特
にセラミック材料の原料の粒子の多孔性は、歯科用修復
物として用いた場合、歯に加えられる大きな力に最も敏
感であり、基礎部における張力が全体として所定の破断
強度よりも小さいにもかかわらず、裂け目の形成と破砕
をもたらし得る。

【０００５】別の公知の手法は、中実の（または塊の）
歯科用陶材を用いて、歯科用修復物全体を製造する手法
である。しかしながら、この手法は、この歯科用陶材が
硬いために、咬合面を正確に実現するように、この材料
を加工することが困難であるという欠点を有している。
得られた歯科用修復物の形態が決して最適なものでない
場合、修復物は顎の自由な動きを阻害し、このことは、
咬合の不一致および頭蓋下顎複合体（または関節）の脱
臼を招き得る。したがって、そのような修復物を配置す
ると、多くの場合、この問題を避けるために矯正を行わ
なければならないが、歯科用陶材が硬いために矯正の実
施は困難である。さらに、この歯科用陶材は、焼成の
間、高い収縮率を示し、その結果、埋設部材での適合
（またはフィット性もしくは嵌合）、したがって歯の残
部への適合が不確かなものとなり、収縮率のばらつきの
ために変化することさえあり得る。適合が不良である
と、歯科用修復物がぐらつき、あるいは、頭蓋下顎複合
体に障害が生じ得る。さらに、均質な着色されたブロッ
クを使用すると、実物とはかなり異なる外観を有する修
復物が得られることとなる。

【０００６】また、実質的に純粋な酸化アルミニウムを
乾燥した状態でプレスし、焼結させ得る。しかしなが
ら、修復物を所望の外観とするためには、色素を添加す
ることが必要である。色素の添加は、焼結プロセスを中
断させる。したがって、この公知の手法に基づく製品
は、色素が適用された場合にはその強度が不十分であ
り、あるい不自然な外観を有する。

【０００７】別の公知の手法は、例えば、セラミック材
料を乾燥した状態で埋設部材上でプレスして、基礎部を
形成し、材料を焼結し、そしてそれを例えば研削するこ
とによって所望の形状に加工する手法である。セラミッ
ク材料は、例えば、それを乾燥した形態でプレスするこ
とにより適用される。原料としてのセラミック材料は、
実質的に、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムおよび
／または酸化チタン、あるいはそれらの混合物を含む。
これらのセラミック材料および方法は、たいてい予測で
きない相当な収縮が、焼結または焼成の間に生じるとい
う欠点を有する。さらに、使用されるセラミック材料の
強度は、特に歯科用修復物の基礎部として使用するには
不十分である。ここでもまた、セラミック材料の原料の
粉末の粒子の多孔性が原因となる。さらに、開始時に平
均の収縮を見越した、より大きな製品が予測している収
縮率が変動すると、不正確な適合を招き、ひいては、不
正確な適合を有する個々の製品が不合格になることによ
って製品の損失を招く。適合のずれは、埋設部材が取り
除かれた後にしか検出されない。このことは連続的な自
動化された生産プロセスを妨げる。連続的な自動化され
た生産プロセスにおいて、この埋設部材は工作機械（例
えば研削機（mill；またはフライス盤））に係合させる
ために使用され得る。しかしながら、適合が確実である
ことをまず確かめる必要があるため、埋設部材は除去し
なければならない。埋設部材の除去を必要とすること
は、カバー層を歯科用修復物の基礎部に被せることに対
してもまた、阻害要因となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の全ての
手法の問題および不都合を軽減することを意図してお
り、そのために、請求項１の方法がセラミック材料の製
造に関して提供され、セラミック材料そのものは請求項
２２に従って提供される。本発明の当該方法によって得
られるセラミック材料は、歯科用修復物の基礎部の製造
に使用することができ、従って歯科用修復物そのものの
製造に使用できるが、例えば、窩洞または空隙（cavit
y）を充填するために使用されるプラスチック充填材料
の代替物としてもまた使用できる。セラミック材料の原
料を吸収することによりガラス成分は強化され、ガラス
成分はまたセラミック材料の多孔構造に浸透する。この
プロセスによって、多孔性でない実質的に中実の（また
は中身の詰まった）塊体（または材料）が得られ、その
ために、このセラミック材料を用いて製造される製品
（例えば歯科用修復物の基礎部）の強度は、十分な強度
を呈する。ガラス成分はまた、例えば粉末の形態である
セラミック材料の粒子に付着し、その結果、これらの粒
子は粒子間で互いにガラス成分によって連結される。中
実の製品はこのように作られ、これは歯科用修復物の基
礎部を製造する場合には補足的に焼結させてから、粉体
にされる。これは、粉砕またはすりつぶし（もしくはグ
ラインディング）によって実施される。その後、この粉
体が任意の方法で、スプレー、刷毛塗り、または他の方
法により、歯の残根に対応する埋設部材（undergroun
d；あるいは支持部材もしくは基礎下部または基礎下
台）に適用または塗布されると、ガラス成分が流体にな
り流体相の焼結が起こる。その結果、例えば歯科用修復
物の基礎部を形成するために、このセラミック材料を焼
結すると同時に焼成する場合、収縮の問題は、ガラス成
分によって解決され、基礎部はしっかりと正確に埋設部
材に適合する。なお、埋設部材（または型）は歯の残根
の形態の形状に正確に対応する形状を有する。また、埋
設部材は、歯の修復物の基礎部を支持するサポート（su
pport）またはキャリヤー（carrier）である。このよう
に適合が確実であると、適合を確かめるために埋設部材
を取り除く必要が無くなり、その結果、埋設部材は次の
加工工程の間も基礎部に残り得る。

【０００９】埋設部材は多くの場合、オーブン耐熱性材
料（または耐熱性材料）から成り、埋設部材に歯科用修
復物の基礎部のセラミック材料が付着する。好ましく
は、このオーブン耐熱性の埋設部材は、基礎部がそれに
十分に接着することを確実にするために、部分的に焼結
された又は化学的に結合した酸化アルミニウムおよび／
または酸化ジルコニウム、あるいはそれらの混合物から
形成され得る。続いて埋設部材を研削（例えばフライス
削り）して取り除くことによって、修復物が具合良く適
合し、その結果、側部に沿った通路、更には虫歯（dent
al decay；またはう食）および窩洞がバクテリアの影響
下で生じないことが確保される。本発明に基づくセラミ
ック材料は、周知の手法と比較して、非常に速く焼結さ
れ得、それにより実際の基礎部または歯科用修復物の製
造プロセスが全体として速められる。

【００１０】本発明のこれらの及び他の利点ならびに特
徴は、後述の説明より明らかになるであろう。説明は図
面を参照してなされ、図面において：図１は、本発明の
セラミック材料から成る、埋設部材上の歯冠の基礎部を
示し；図２は、歯冠の一部を断面図で示し；ならびに図
３は、本発明の方法を実施するための装置の一部の模式
図を示す。

【００１１】セラミック材料は、本発明に従って、酸化
アルミニウム、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、および
／もしくは酸化チタン、またはそれらの混合物をガラス
・フリットと混合することによって製造される。その組
成は以下においてより詳細に説明する。また、酸化アル
ミニウム、酸化ジルコニウムまたは酸化チタン以外に、
焼結のために他の酸化物セラミック、ならびに他の種類
のガラス成分を用いてもよく、その場合、以下で説明す
るプロセス・パラメータ、例えば、温度、処理時間等
は、用いられる材料の特性に適合させる。

【００１２】粉体の形態で焼結する粉体の酸化物セラミ
ックおよび粉体の形態のガラス成分は、少なくともガラ
ス成分が焼結または溶融させられて、焼結する酸化物セ
ラミック（例えば酸化アルミニウムおよび／または酸化
ジルコニウム）とともに、均質なプレートを形成する温
度まで加熱される。焼結の間の温度は、用いられる焼結
用のセラミックおよび用いられるガラス成分によって決
まり、好ましくは１１００〜１２００℃であり、また、
混合物を焼結する時間は約２４時間である。

【００１３】処理の間、焼結する酸化物セラミックの粒
子と周囲のガラスとの間で表面反応が生じ、その反応に
おいて、これらの配合物の一部、特に酸化アルミニウム
または酸化ジルコニウムがガラス相あるいはガラス成分
中に拡散する。

【００１４】この場合、ガラス成分は、使用される酸化
アルミニウム、酸化ジルコニウム、および／もしくは酸
化チタン、または焼結する他の酸化物セラミック材料を
吸収することにより強化される。この場合、結晶がガラ
ス成分中で形成され、ガラス成分が強化される。

【００１５】同時に、ガラス成分は、焼結する酸化物セ
ラミック材料の粉体の粒子全体に浸透する。これは、焼
結時間を比較的長くすることによって促進される。所望
の場合には、焼結プロセスは、浸透をさらに促進するた
めに、真空中で行うことができる。

【００１６】同時に、ガラス成分は、焼結プロセスの間
に、焼結する粉体セラミック材料の粒子上にコーティン
グを実質的に形成し、その結果、これらの粒子はガラス
成分によって互いに連結され、ガラス成分はその中で結
晶が形成されることによって強化される。その結果、中
実体（例えばプレート）が形成され、中実体は焼結プロ
セスが完了した後に冷却され得る。この冷却は、このプ
レートを例えば２０℃の温度を有する冷却水に浸すこと
によって強制的に行ってよく、それにより、結晶の形成
が更に促進される。

【００１７】続いて、このようにして形成した製品を長
時間かけてすりつぶして（または粉砕もしくはグライン
ディングして）、微細な粉体を形成する。十分に微細に
するために、材料は、例えば８時間までの時間にわたっ
て、すりつぶされる。このようにして形成された粉体セ
ラミック材料は、歯科用修復物に用いるキャップ状の基
礎部（例えば歯冠）を製造するために使用され得る。

【００１８】所望の場合には、金属酸化物および／また
は色素を粉体に加えることができる。特に、キャップ
（５）として形成された歯冠の基礎部の上に、適宜着色
された材料（例えば陶材）である透明層（６，７）を適
用する（または被せる）場合、歯の自然な外観は、色素
を用いて歯冠にて模する（またはシミュレートする）こ
とができる。適宜着色した陶材を積層して使用すること
により、極めて自然な外観の歯冠または修復物を得るこ
とができ、それは、本発明に基づくセラミック材料から
キャップ（５）として形成された基礎部のために、必要
な強さを有することになる。ここで、キャップ（５）と
して形成される基礎部に用いられる焼結用の酸化物セラ
ミック材料は、それ自身は脆いものではあるが、本発明
に基づく方法のために強化されることとなる。

【００１９】図１に、埋設部材（１）を示す。埋設部材
（１）はセラミックでオーブン耐熱性の材料から製造さ
れる。埋設部材は、本発明のセラミック材料の焼結プロ
セスに耐えるよう、オーブンに耐える材料で形成され
る。

【００２０】埋設部材（１）の先端部（または上面）
（２）は、歯科用修復物の支持体（例えば歯の残根）の
形状を有する。この場合、予め準備された歯の残根（こ
れは製造される歯科用修復物の支持体になるであろう）
を有する顎から転写物（imprint）が形成される。転写
物は、石膏でキャストされる。得られた石膏型は、デジ
タルカメラを用いてスキャンして、コンピュータにイン
プットする。このため、石膏型の底部は黒く塗られて、
製造される歯冠の下縁にこのように「しるし」をつけ
る。石膏型をスキャンする場合、高速のレーザ・ライン
・スキャン法を例えば使用でき、当該方法では、形成物
（歯の残根）の石膏型および直近の歯又は歯科要素の三
次元のジオメトリー（geometry；または幾何図形的外形
もしくは形状寸法）が決定され得る。この場合、レーザ
によって投射されるライン（または光線）を検出するＣ
ＣＤカメラを使用することができる。

【００２１】口中で直接に歯の残根の三次元の形態を決
定し得る場合には、石膏型を形成する工程を適宜省略す
ることができる。

【００２２】歯科用修復物用の歯の残根の三次元の形状
およびジオメトリーに関するデジタル情報はコンピュー
タにインプットされる。所望の場合には、製造される歯
冠または修復物の正確な下端（または縁）、隣接する歯
または歯科要素との分離（または境界）面（separation
surface）、形成される修復物の鞍部の場所（saddlepo
int）等に関する情報を追加することができる。この情
報から、咬合面の方向を決定できる。製造される修復物
の形状およびジオメトリーに関してこのように与えられ
又は測定されたパラメータ内で、幾つかの標準形状から
の選択が可能であり、あるいは、もとの歯の形状または
ジオメトリーに関する情報が利用できる場合には、それ
らを利用することができる。また、対向する歯または歯
科要素を対向する歯のライン（または並び）から選択す
ることができる。ここで、対向する歯はスキャンされ
て、修復物の形成を開始するときに用いられ得る。これ
らの後の説明は、製造される修復物の外側形状に関する
ものであり、一方、歯の残根または修復物もしくは歯冠
の支持体の形状はその内側表面を決定する。

【００２３】所望の場合には、適合を予め確保するため
に、修復物の最終的な形状を、隣接する歯または歯科要
素と組み合わせて、コンピュータ・シミュレーションに
よって見ることができる。したがって、製造される修復
物の最終的な形状は、ナソロジー（咀嚼学、gnatholog
y）のルールに基づいてさらに調節することができる。
ここで、製造される修復物の形状は、隣接ならびに対向
する歯科要素または歯との歯当り（tooth contact）に
関して、最適な歯を得るために調節される。ここで、修
復物と隣接または対向する歯科要素との間の静的状態の
関係だけでなく、顎の動きを考慮することができる。本
質的に三次元的な咀嚼の動きの間、好ましくない突出部
の干渉（または衝突）が生じることなく、通常の機能を
維持することが必要とされ、また、咀嚼の動きはそのよ
うな干渉により阻害され、その結果、顎の損傷および歯
または歯科要素への一様でない荷重の分配を明らかにも
たらし得る。

【００２４】歯科用修復物は、歯のシステムの通常の機
能が損なわれることを可能な限り最小限にすることを目
的としており、このために、関係する歯のシステムに対
して測定を実施できる、即ち、患者が実際に行う咀嚼の
動きを関連させることができる。そのために、例えば、
アキシオグラフィック・レジストレーション・コンピュ
ータ（axiographic registration computer）が使用さ
れ得る。アキシオグラフィック・レジストレーション・
コンピュータは、歯間の接触面での歯の互いに対する相
対的な動きを記録するために使用される。即ち、このコ
ンピュータは本質的に三次元の顎の咀嚼の動きを登録し
て、修復物がこの動きに可能な限り小さい影響を及ぼす
ように修復物を設計する。

【００２５】上述の工程によって、歯の残根に接合する
修復物の内側表面およびその外側表面は最適に決定され
る。内側表面に関しては、薄い接着層（または接着剤
層）が考慮される。

【００２６】例えばＣＡＤ／ＣＡＭプログラムの制御下
にある研削機のような加工機械によって、オーブン耐熱
性材料のブロックを、製造される修復物の内側表面に関
して得た情報に基づいて加工して、オーブン耐熱性ブロ
ックを機械加工（例えば研削）することにより先端部
（２）を有する埋設部材（１）を得る。したがって、先
端部（２）は歯の残部または歯の残根の形状を正確に有
し、その上に修復物が配置される。埋設部材（１）の、
先端部（２）に対向する側には、二重プリズム（または
二重角柱状）の基台（または支持部もしくは足部）
（３）が設けられ、当該基台は加工機械（例えば上述の
研削機）用に標準化された形状を有する。埋設部材
（１）の基台（３）はまた、次の加工工程において、加
工機械（特に研削機）用のクランプ（または締めつけ）
要素として機能できる。

【００２７】埋設部材（１）の材料は、本発明に従って
適用または塗布されるセラミック材料の膨張に応じて、
部分的に焼結された酸化アルミニウムまたは酸化ジルコ
ニウムであってよい。これは、後の段階で機械加工して
取り除く必要がある。別法では、化学的に結合した酸化
アルミニウムおよび／または酸化ジルコニウムを用いる
ことができる。これは、後の段階で化学的に溶解させる
ことができる。化学的な結合材料（またはバインダー材
料）は、酸化マグネシウムおよびリン酸二水素アンモニ
ウム（ＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄）の組合せ、ならびにコロイド状
の酸化ケイ素、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウ
ムを含む混合流体であってよい。埋設部材（１）の材料
の線熱膨張は、本発明に従って適用されるセラミック材
料の１または複数の層のそれに適合させる。単なる例示
にすぎないが、純粋なアルミニウムの膨張係数は７．８
μｍ／ｍ・Ｋ（２０〜５００℃で測定される値）であ
り、酸化ジルコニウムの膨張係数は、１０．５μｍ／ｍ
・Ｋである。

【００２８】埋設部材（１）用のこれらの材料を用い
て、本発明のセラミック材料を所望のように付着させ
る。そのことを以下において、より詳細に説明する。

【００２９】埋設部材（１）および特にその先端部
（２）は、円筒形ディスク状および／または円形の硬い
金属の切削部（またはフライス）を有する研削機（また
はフライス盤）を用いて歯の残部または歯の残根の形状
に正確に加工される。

【００３０】先端部（２）の上に、本発明のセラミック
材料の層（４）が適用される（あるいは塗布される又は
被せられる）。これは幾つかの方法で実施でき、例え
ば、乾燥材料のプレス成形、等方加圧成形（isostatic
press；またはアイソスタティック・プレス成形もしく
は静水圧プレス成形）、スプレー、または他の任意の方
法により実施でき、ある程度圧縮を伴うことが好まし
い。この後、層（４）は焼結される。このプロセスの
間、本発明のセラミック材料の焼成収縮が生じるが、そ
こではガラス成分が流動するので、いわば、この収縮は
考慮されて補償され、公知の手法のように所望の適合を
達成するためにこの収縮を考慮する必要はない。

【００３１】焼結した後、キャップ（５）が形成され
る。このキャップ（５）は、製造される歯科用修復物用
の基礎部である。キャップ（５）は、オーブン耐熱性の
埋設部材（１）の材料を適宜選択した結果として、先端
部（２）に付着させられる。この後、基台（３）を研削
機（図示せず）のクランプに戻して、キャップ（５）を
所望の形状寸法に加工する。これらの形状寸法、特に厚
さはまた、歯科用修復物のモデル（または型）を形成す
る工程で上述のＣＡＤ／ＣＡＭ手法により決定し得る。

【００３２】所望の焼結を２つの工程で完了させる場
合、これらの各工程は、その後に研削（またはフライス
削り）のような機械加工プロセスを伴う。第１の工程に
おいて、材料は８００〜１０００℃の比較的低い温度に
て５〜１５分の間、真空中で焼結させられる。このと
き、材料を過度に圧縮しなくても、粒子間で結合が生じ
る。この後、キャップ（５）は、第１の研削プロセスに
付される。材料が過度に圧縮されていないので、高価な
硬い研削機を用いる必要はない。２回目に焼結する際、
温度はより高く、１０００〜１３００℃に達するが、一
般には約１１００℃になる。２回目の焼結において、所
望の厚さのキャップ（５）を得るためには、時間は５〜
１５分間、一般には５分間で十分である。この厚さは例
えば０．７mmであり、例えば製造される歯科用修復物ま
たは歯冠のパラメータおよび情況に応じて決まる。続い
て、キャップ（５）を再び研削してよく、所望の形状の
キャップ（５）を得るために、研削はすべて、より強力
でより正確な研削機、例えばダイヤモンド研削機を用い
て行われる。キャップ（５）の所望の形状は、例えば、
コンピュータによるＣＡＤ／ＣＡＭプログラムに基づい
て決定されたものである。

【００３３】オプションとして説明した上述の焼結の両
工程において、また直接的な１回の焼結によりキャップ
（５）の最終物を得る場合において、線収縮は、形成さ
れるキャップ（５）の外側表面にて比較的僅かな影響を
及ぼすにすぎない。これは、本発明のセラミック材料が
ガラス成分の「流動特性（flow property；またはフロ
ー特性）」に関連して埋設部材（１）の先端部（２）に
付着しているためである。これは、かなりの量のガラス
成分によるものであり、ガラス成分はまた、特に公知の
酸化物セラミック粉体について、セラミック粉体が追加
のガラス成分を含んでいても含んでいなくても、速やか
な焼結プロセスをもたらす。

【００３４】上述したように、埋設物（１）は、その形
状を焼結の間維持するように、広範囲の温度で安定であ
ってオーブン耐熱性（または耐オーブン性）を有する材
料で形成される。したがって、良好な適合が確保され、
それにより製造される修復物の端部（エッジ）に沿った
漏れが防止され、さらにはバクテリアの影響下における
う歯および窩洞の発生が防止される。付着の具体的な利
点は、本発明のセラミック材料が埋設部材（１）および
特にその先端部（２）とともに全体（一体物）を形成す
ることであり、それにより小片（またはピース）がキャ
ップ（５）の縁から欠け得ず、特に上述のオプションの
第１の焼結工程の後、キャップ（５）がまだ壊れ易く、
オプションの第２の焼結工程で完全に圧縮されるまでの
間においても、そうである。焼結工程が１回実施される
場合、この説明はそれほど関係しない。

【００３５】本発明のセラミック材料のもう１つの重要
な利点は、焼結プロセスを中断させることなく、着色顔
料（色素）を添加できることである。これは、ガラス成
分の「流動特性」のために、色素が焼結プロセスに何ら
影響を及ぼさないためである。少量のガラス成分を添加
した又は添加していない固体材料（例えば酸化アルミニ
ウムまたは酸化ジルコニウム）を焼結する際、着色顔料
は結果的に焼結プロセスの中断を引き起こし得、それに
より、キャップ（５）の得られる強度が悪化することも
あり得た。

【００３６】キャップ（５）を形成した後、埋設部材
（１）が、上述した方法で、研削により又は少なくとも
先端部（２）を化学的に溶解することにより、あるい
は、別法としてサンドブラストにより除去され得る。

【００３７】それから、キャップ（５）は、バイヤーに
歯科用修復物または歯冠の基礎部として供給され得る。
バイヤーは、歯科技工所で、例えば陶材（もしくはポー
セレン）またはセラミックの構造物を適用する（または
被せる）ことによって歯冠を完成させる。キャップ
（５）に陶材または他の材料のカバー層を少なくとも１
つ、好ましくは複数適用する（または被せる）ために、
埋設部材（１）と先端部（２）上にあるキャップ（５）
との組合せは、好ましくはそのまま維持される。カバー
層は、歯科用修復物の外観を自然なものとする。この利
点は、歯冠または歯科用修復物全体を完成させている間
に、埋設部材（１）の基台（またはグリップ）（３）が
繰り返し使用されて１つの又は複数の異なる研削機（例
えばフライス盤）のクランプに配置され得ることであ
る。このことは、陶材または他のセラミック材料の層を
焼結によってキャップ（５）に適用する場合、特にあて
はまる。これらのカバー層（図２において符号６および
７で示されている）は、製造される修復物のジオメトリ
ーの形状寸法に加工する必要がある。その形状寸法は上
述の測定で決定される。

【００３８】図２のカバー層（６）および（７）がそれ
ぞれ、特に色と透明性に関して別々の性質を有するため
に、極めて自然な外観を有する修復物を、キャップ
（５）として本発明のセラミック材料から形成された非
常に強い基礎部にて、得ることができる。

【００３９】図２に示す、製造される修復物（８）の好
ましい態様において、埋設部材（１）は、修復物（８）
の最終製品にまだ存在する。埋設部材（１）および特に
その基台（３）は、修復物（８）の外観を自然なものと
するために、独立した層を被せる異なる製造工程におい
て、研削機（例えばフライス盤）（図示せず）のクラン
プに配置するのに適している。例えば、作成したコンピ
ュータ・シミュレーションのその場での調節に基づいて
最終的な適合を得るために、カバー層（６）および
（７）を適用する責にある歯科技工所に、埋設部材
（１）の先端部（２）にあるキャップ（５）が供給され
る場合、そのような完全に自動化された製造プロセスが
可能である。別法として、全体の製造プロセスを１の製
造業者が実施することも可能である。

【００４０】また、追加の陶材またはセラミックの層を
基礎部（５）に被せることは、任意の方法で実施してよ
く、それぞれが強度ならびに色および透明性に関して固
有の性質を有する２以上の独立したカバー層を被せるこ
とができる。大抵の場合、陶材の２つの層が、自然な外
観とともに美的効果を得るのに十分である。

【００４１】例えばカバー層（６）である陶材の層は、
両方の成分の対応する材料の性質のために、キャップ
（５）に強固に付着する。

【００４２】完全な修復物（８）を製造する方法の最後
の工程は、その外側表面に着色を施し、釉薬をかけるこ
と（または艶出し）である。これは、患者の歯の特性に
基づいて実施する必要がある。図２に示すような歯科用
修復物または歯冠（８）を加熱することが好ましい。加
熱は、その外側表面だけが軟らかくなるように、迅速に
しなければならず、それを冷却した後、再び固める。所
望の場合には、歯科用修復物（８）の軟らかくなった外
側表面に色素を加えることができる。修復物（８）が加
熱される時間が短く、歯科用修復物（８）の外側表面の
薄い外側の層だけが軟化するために、実質的に材料の流
動は生じず、それにより外側形状は維持される。修復物
（８）の研磨は必ずしも必要ではない。

【００４３】図３において、セラミック材料から基礎部
を製造する方法を実施する装置を模式的に示す。これ
は、この発明の他の要旨と関連した本発明の対象であ
る。

【００４４】図３は、アーム（11）を有するレバー（1
0）を含むプレス（９）を示す。右側のアーム（11）は
液圧（例えば油圧）シリンダー（12）またはそれに類似
する装置にてピストンを形成している。

【００４５】シリンダー（12）の反対側には、埋設部材
（１）が配置されている。埋設部材上には歯の残根に対
応して形成された突出部の領域があり、その領域では、
上型（また上側部）（13）として形成された相補体（対
のパーツ、counterpart）が嵌り合って、それらの間で
基礎部を所定形状にプレスする。

【００４６】プレス・ピン（14）は開口部（15）内で下
向きに延び、それにより、セラミック材料（16）をプレ
スしている間、上型（13）と埋設部材（１）との整列
（または整合）を確保する。左側のアーム（11）の下向
きのストロークの間、下型（または下側部）（17）は静
止した圧力ピン（pressure pin）（18）と当接し、それ
により、下型（17）は上型（13）に向かって上向きに押
し付けられる。このため、下型（17）の支持体（19）に
は、圧力ピン（18）に対応する形状寸法を有する通路
（20）が設けられる。

【００４７】埋設部材および相補体（23）の形成は、以
下のようにして実施される。

【００４８】まず、ワックス型（またはモデル）を、製
造される歯科用修復物の基礎部の形状に形成する。下型
（17）をガラスプレートの上に置き、オーブン耐熱性材
料で満たす。この材料から埋設部材（１）が形成され
る。この材料は、６５％の石英、８％の酸化アルミニウ
ム、１５％のＮＨ₄Ｈ₂ＰＯ₄および１２％のＭｇＯであ
り、この材料は、水中ＳｉＯ₂が３０％のコロイド溶液
と混合させられる。下型（17）にあるこの材料が固化す
る前に、ワックスのキャップを同じ材料で満たして、下
型（17）の上に、そこに既に存在する同じ材料の上に位
置するように置く。続いて、材料を、例えば３０分間、
放置して固化させる。このようにして、図３に示す装置
の下型（17）に配置されるオーブン耐熱性の材料が成形
される。続いて、クランプまたはプレスを閉じる。ここ
で、上型（13）は頂部の開口部を介して、上述した材料
と同じセラミック材料であって、下型（17）を満たして
埋設部材（１）を形成する該セラミック材料で満たされ
る。このようにして形成された型の上には、付着防止材
料、例えばグリースが塗布され、下型（17）は埋設部材
とともに、図３に示すように再びプレスに配置される。
続いて、プレスを閉じ、その後、上型（13）はその上側
にある開口部を介して、下型と同じセラミック材料で満
たされる。グリースは、上型および下型が互いに付着す
ることを防止する。上型および下型を互いに離して、例
えば、２０分間、１０００℃にて、例えば大気雰囲気の
予熱オーブンで熱処理（または焼成）される。

【００４９】埋設部材（１）に形成されたオーブン耐熱
性の残根の上には、それを冷却した後、本発明のセラミ
ック材料を適用または塗布し、その上でキャップが形成
される。キャップは、続いて形成される歯科用修復物の
基礎部として機能する。

【００５０】セラミック材料（16）を有する埋設部材
（１）は、それが所定のコンシステンシー（consistenc
y；または稠度）になるまで加熱される。それから、埋
設部材（１）を有する下型（17）は、図３に示すように
プレスに配置され、プレスはシリンダー（12）を動かす
ことによって閉じられる。プレスの上型および下型は、
嵌合ピン（14）および嵌合開口部（15）の適用の結果、
正確に整合させられ、そして基礎部を形成した後、埋設
部材を、例えばサンドブラストにより、またはガラスの
粒またはビーズ（glass pearl）を用いて取り除くこと
ができる。

【００５１】これで、キャップ（５）または基礎部は、
別の層（例えば陶材の層）で被覆され得る状態になる。
層はその後、キャップの上で焼成（baking）される。

【００５２】

【実施例】以下において、本発明のセラミック材料およ
びその製造方法の実施例を説明する。

【００５３】各実施例について、ＩＳＯ６８７２．２０
に基づいて２０本の試験片を作製した。試験片は、速度
を０．５mm／分に調整した万能引張装置Ｚｗｉｃｋ １
４５４で試験した。

【００５４】試験片の走査型電子顕微鏡による観察は、
強度の向上をもたらす酸化ジルコニウムの結晶がガラス
相に存在することを示した。

【００５５】ガラス成分は、以下において説明する別々
の成分を溶融し、それを水中に入れることによって製造
した。それから、ガラス成分をすりつぶした。

【００５６】酸化ジルコニウムに関して、イットリウム
で安定化した種類のものが好ましく選択される。この種
類のものは、酸化ジルコニウムの変態をより高い温度に
シフトさせる酸化イットリウムを６％含む。

【００５７】酸化アルミニウムおよび酸化ジルコニウム
成分は、ガラス成分とともにタンブルミキサーで混合し
た。続いて、混合物を、１１００〜１２００℃の温度
で、酸化アルミニウムおよび／または酸化ジルコニウム
とともにガラス・フリットが、溶融して均質なモノリシ
ス・ユニット（monolithic unit）（例えばプレート）
を形成するまで、焼成または焼結する。混合物を焼結す
る時間は、約２４時間である。

【００５８】この熱処理の間、表面反応が、酸化物セラ
ミック粉体とその周囲のガラス成分との間で生じ、酸化
物の相の一部、特に酸化アルミニウムおよび／または酸
化ジルコニウムが、ガラス成分中に拡散する。ガラスの
組成物の結果として、それに加えられた固体の酸化物セ
ラミックが拡散した製品では、結晶がガラス成分で形成
される。結晶はガラス成分を補強する。焼結プロセスの
後、プレートをオーブンから取り出し、約３０秒間、周
囲温度（例えば室温）で冷却し、その後、約２０℃の温
度を有する水中に入れる。続いて材料を約８時間かけて
すりつぶし、細かい粉体を形成する。この粉体は、中間
製品と考えることができ、この粉体から歯科用修復物
（８）のセラミック・キャップ（５）を製造することが
できる。

【００５９】次の実施例において、下記のガラス成分を
使用した：ガラス成分Ａは、艶出し材料（glazing mas
s）にほぼ相当する組成を有する。このガラスは酸化ア
ルミニウムを都合良く濡らす。ガラス成分Ｂは、ガラス
成分Ａよりも高い酸化リチウム含量を有する。これは、
酸化ジルコニウムのより良好な濡れをもたらす。ガラス
成分Ｃは、さらに高い酸化リチウム含量を有し、それに
よりガラス成分Ｂよりもさらに良好に酸化ジルコニウム
を濡らす。

【００６０】下記のガラス成分は下記の物質（重量％）
から形成されていた。

【００６１】

【表１】

【００６２】実施例１〜６の組成を重量％で次に示す。

【００６３】

【表２】

【００６４】実施例１〜３については、熱膨張係数（２
０〜５００℃で測定）が７．７μｍ／ｍ・Ｋである陶材
を製造した。実施例４〜６については、熱膨張係数（２
０〜５００℃で測定）が１０．０μｍ／ｍ・Ｋである陶
材を用いた。これらの層は第１の層の上で等圧でコール
ドプレスし、真空引きしながら、実際に使用される陶材
の種類に最も適した温度にて、同様な時間、焼結した。
上にセラミック層を有するオーブン耐熱性の埋設物
（１）は、自動研削機に戻し、ダイヤモンド工具を用い
て、コンピュータが設計または決定した形状寸法に研削
した。修復物（８）のキャップ（５）で数回の研削また
はみがき工程を終えた後、オーブン耐熱性材料を、研削
（例えばフライス削り）、サンドブラストによって、あ
るいは化学的に結合したオーブン耐熱性埋設部材（１）
を用いる場合には、結合材（またはバインダー）を化学
的に溶解させることによって取り除く。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明のセラミック材料から成る、
埋設部材上の歯冠の基礎部を示す。

【図２】 図２は、歯冠の一部を断面図で示す。

【図３】 図３は、本発明の方法を実施するための装置
の一部の模式図を示す。

【符号の説明】

１...埋設部材、２...先端部、３...基台、４...セラミ
ック材料の層、５...キャップ、６...カバー層、７...
カバー層、８...修復物、９...プレス、１０...レバ
ー、１１...アーム、１２...シリンダー、１３...上
型、１４...プレス・ピン、１５...開口部、１６...セ
ラミック材料、１７...下型、１８...圧力ピン、１
９...支持体、２０...経路、２３...相補体。

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック材料を製造する方法であっ
   て：原料として酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムお
   よび／または酸化チタンを実質的に含む酸化物セラミッ
   ク材料のようなセラミック材料とガラス成分とを混合す
   ること；焼結プロセスによりガラス成分を混合物中で実
   質的に溶融させて、それによりガラス成分をセラミック
   材料に浸透させ、また、表面での反応によりセラミック
   材料の原料を得ること；ならびに混合物を、さらに処理
   （例えば焼結）するのに適した形態（例えば粉体）にす
   ることを含む方法。
2. 【請求項２】 焼結中の温度が約１１００℃〜１２００
   ℃である請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 焼結が２４時間実施される請求項１また
   は請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 中実体を粉体に粉砕することをさらに含
   み、該中実体がガラス成分中のセラミック材料の、焼結
   の間に生じる結合によって形成されたものである、請求
   項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】 粉砕を約８時間にわたって実施する、請
   求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 金属酸化物および色素により構成される
   群から選択される少なくとも１つの材料を、粉砕の後に
   加えることを含む、請求項４または請求項５に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 原料が粒子を含む、または粒子状である
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 【請求項８】 種々の寸法を有する粒子を含む原料を用
   いることを含む、請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 ガラス成分が、５５〜７５重量％のＳｉ
   Ｏ₂、０．５〜３０重量％のＡｌ₂Ｏ₃、０．５〜３０重
   量％のＫ₂Ｏ、０．５〜１５重量％のＮａ₂Ｏおよび０．
   ５〜３０重量％のＬｉＯ₂を含む、請求項１〜８のいず
   れか１項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 ガラス成分が、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｓｒ
    Ｏ、Ｌａ₂Ｏ₃、Ｓｂ ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｆ₂、Ｂ₂Ｏ₃、Ｚｎ
    Ｏ、ＭｇＯおよびＣｅＯ₂より構成される群から選択さ
    れる少なくとも１つの化合物をさらに５重量％未満含
    む、請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 請求項９または請求項１０に記載の材
    料を溶融して混合し、ガラスを得、ガラスを粉砕してガ
    ラス成分を得ることを含む、請求項１〜１０のいずれか
    １項に記載の方法。
12. 【請求項１２】 歯冠のような歯科用修復物の基礎部を
    製造する方法であって：例えば歯の残根のような、使用
    箇所または目的部分の形状に対応する形状を有する、埋
    設部材を供給すること；請求項１〜１１のいずれか１項
    または複数の請求項に基づくセラミック材料を供給する
    こと；セラミック材料を埋設部材に適用または塗布する
    こと；ならびにセラミック材料を埋設部材上で焼結する
    ことを含む方法。
13. 【請求項１３】 セラミック材料をその最大密度よりも
    小さい密度に焼結すること；基礎部の外側を所定の形状
    寸法に機械加工すること；セラミック材料をその最大密
    度になるまで焼結することを連続して含む請求項１２に
    記載の方法。
14. 【請求項１４】 第１の焼結プロセスを、機械加工前
    に、真空中で約７５０〜１１００℃の温度にて約２〜１
    ２分の間実施する、請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 第２の焼結プロセスを、機械加工後
    に、真空中で約９００〜１５００℃の温度にて、約２〜
    １２分の間実施する、請求項１３または請求項１４に記
    載の方法。
16. 【請求項１６】 セラミック材料の適用または塗布が、
    セラミック材料をアルコールのようなキャリヤー流体を
    用いてスプレーもしくは噴霧すること、および／または
    セラミック材料を等方加圧成形することを含む、請求項
    １２〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 【請求項１７】 セラミック材料が相補体を用いて埋設
    部材にプレスされる（この場合、埋設部材と相補体とを
    一体に押し付けたときに埋設部材と相補体との間にキャ
    ビティが形成され、キャビティが基礎部の所望の形状を
    有する）請求項１２〜１６のいずれか１項に記載の方
    法。
18. 【請求項１８】 埋設部材と相補体が、前記プレス操作
    の間、少なくとも１つの嵌合ピンおよび１つの開口部に
    よって、整合させられている、請求項１７に記載の方
    法。
19. 【請求項１９】 埋設部材を除去することをさらに含む
    請求項１２〜１８のいずれか１項または複数の請求項に
    記載の方法。
20. 【請求項２０】 歯冠のような歯科用修復物を製造する
    方法であって：請求項１２〜１９のいずれか１項または
    複数の請求項に記載の方法に従って基礎部を製造するこ
    と；および少なくとも１つのカバー層を適用することを
    含む方法。
21. 【請求項２１】 カバー層の適用が、セラミック材料ま
    たは陶材の少なくとも１つの層を適用して焼結するこ
    と、および当該層を所定の形状寸法に機械加工すること
    を含む、請求項２０に記載の方法。
22. 【請求項２２】 埋設部材を取り除くことをさらに含
    む、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
23. 【請求項２３】 酸化アルミニウムおよび／または酸化
    ジルコニウムを原料として実質的に含むセラミックなら
    びにガラス成分を含み、請求項１〜１１のいずれか１項
    または複数の請求項に記載の方法に従って製造される、
    セラミック材料。
24. 【請求項２４】 請求項１２〜１９のいずれか１項また
    は複数の請求項に記載の方法に従って、請求項２１に記
    載のセラミック材料より製造される、歯冠のような歯科
    用修復物の基礎部。
25. 【請求項２５】 埋設部材が存在し、埋設部材は、基礎
    部をさらに加工する場合に、研削機のような装置のクラ
    ンプまたは締め付け要素のためのグリップを形成してい
    る、請求項２４に記載の基礎部。
26. 【請求項２６】 請求項２４または請求項２５に記載の
    基礎部を含む、請求項２０、２１または２２に記載の方
    法で製造される、歯科用修復物。