JP2002506674A - 人工歯冠および/または橋義歯 - Google Patents
人工歯冠および/または橋義歯Info
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Abstract
Description
全セラミック骨格構造を計算し、これをブランクからの材料切除によって製造し
、稠密焼結し、コーティング材料を塗布して個別化し、少なくとも一つの予めプ
レパレーションした残根に適合し得る人工義歯を製造する方法に関する。本発明
はさらに、前記方法を実施するための多孔質セラミックのブランクに関する。
して、歯のプレパレーションを行った後、一つまたは複数の残根、歯の環境およ
び顎の型を作る。プラスター成形によって手作業で口の状況の陽モデルを作り、
この型で専門技能を使ってワックスまたはプラスチックの骨格構造のモデルを作
る。ロストワックス法、1:1ならい削りまたは研削等の既知の方法による従来
技術を使用する場合、骨格構造のモデルを金属で作り、その上に陶材を焼き付け
ることができる。陶材を焼き付ける場合、不合格のリスクが大きいだけでなく、
特に頸部境界で審美上の妥協をする必要があり、以後、歯冠を被せた歯の監視に
X線診断法を使用できなくなる。他の方法で使用されるいわゆる歯科用セラミッ
ク陶材は、負荷の低い歯冠には適するが、機械特性が不十分なため、橋義歯には
適さない。
アンレー歯冠をならい削りによって、生のまたは予備焼結したセラミックブラン
クから研削し拡大した後、稠密焼結する。EP,Bl 0389461によるア ンレー歯冠は、歯科適用が異なるので、歯冠および橋義歯とは原則的に異なる製
品である。アンレー歯冠は歯の窩洞に適合し、幾何学的形に関しては常に凸状に
形成される。歯冠は、橋義歯の場合もそうであるが、残根に適合し、帽子の形を
している。このため逃げマージンが微細で、技術的に取扱が難しい。EP,B1
0389461によるならい削りの一つの重要な特徴は、走査と、走査運動の 切削工具への転送との同時性である。これは、本質的に、長い間図の直線的拡大
に使用されてきたパントグラフの作動法に対応している。従ってEP,Bl 0 389461の適用分野は、専ら例えばインレー、アンレー歯冠および陶歯のよ
うな凸形の義歯製品に限定される。
のプレパレーションの形は、口内または歯のモデル上に光学的または機械的に記
録される。窩洞すなわち内面、および窩洞相互の局部的関係は、計算機制御フラ
イス盤を使用して他の材料(例えばプラスチック)で作られ、拡大される。骨格
構造の窩洞は、粉末冶金的方法でこの形に作られる。すなわち予めプレパレーシ
ョンした拡大残根の上に粉末をプレスすることによって作られる。骨格構造の外
面も圧縮成形することによって構築される。このように骨格構造の製法は、ブラ
ンクからの材料切除による製造方法とは原則的に異なる。
、粘着、および/または保持固定させるための、稠密焼結した高強度セラミック
の骨格構造を有する全セラミック製歯冠および/または橋義歯の製造を可能にす
る方法を創るという課題に直面した。この方法は、焼結の際に収縮する材料の咬
合側および窩洞側の表面を有し、線条加工の形にも完全に適合する(すなわち更
なる加工を要しない)歯冠および/または橋義歯の製造を可能にする。更に、こ
の方法を簡単かつ正確に実施することを可能にする酸化物セラミック材料のブラ
ンクを提供する。
たは橋義歯のための骨格構造の陽モデルの3次元的外面と内面を走査してディジ
タル化し、焼結収縮を正確に補正する拡大係数fによってデータを全方向に直線
的拡大する。そのデータを多孔質セラミックのブランクを加工する少なくとも一
つの加工機械の制御電子機器へ送り、そこから適切な工具経路を導き出し、一時
的にディジタル化から切り離し、工具用の制御コマンドを使って、陽モデルの拡
大設計形状が得られるまでブランクから材料を切除した後、これを焼結して正確
な最終寸法を有する骨格構造とし、その後陶材またはプラスチックのコーティン
グ材で上塗りして個別化する。本発明の方法の特殊なおよび更なる設計形態は、
従属請求項の主題である。
の表面、近接歯およびカウンターバイトの近似的表面を成形する鋳型を作る。こ
の成形から通常石膏で陽モデルを製造する。状況の陽モデルの上に、該モデルに
基づいて作られる骨格構造の表面と残根との間のギャップを考慮に入れてスペー
サ・ラッカーを塗布する。その後、前記の患者口内の状況の陽モデルの上にワッ
クスまたはプラスチックで骨格構造のモデルを作ることができる。
たは陽モデルの表面を完全にディジタル化する。患者の口内の状況を不完全に反
映する陽モデルは、3次元的内外面に関して計算機技術によって補足することが
好ましい。これは、特に橋義歯の架橋要素の領域において重要である。ディジタ
ル化および計算機による補足の結果は、骨格構造の完全な表面のディジタル記述
である。ディジタル化は、機械的または光学的に行うことができる。患者の口内
のプレパレーションした残根またはモデルのディジタル化の方法は、例えばUS
,A 418312(機械的)およびEP,B1 0054785(光学的)から
知られている。既知の機械的ディジタル化の本質的に不利な点は、機械的走査装
置を患者に固定する点にあり、狭い口腔内で装置をしっかり確保して取り扱うに
は問題がある。光学的ディジタル化装置の場合には、残根が半透明であるため、
測定しようとする残根の中に光が部分的にあるいは制御できずに貫入することに
よって不正確になるのを阻止するため残根に粉末をコーティングする必要がある
。しかし粉末コーティングを塗布すると、同時に、残根上にほとんど不均一な深
さで粉末が塗布されることにより不正確さがさらに増大する。
め付けられた骨格構造モデルは、適切に段階的に回転される。180℃回転させ
ることによって、骨格構造モデルの咬合側および窩洞側からアクセスできる表面
の完全なディジタル化が可能になる。最適の作業位置は、あらかじめ決めておき
、軸の回転によって調節する。
される。拡大係数fは、予め作られたブランクの相対密度ρR および焼結後に 得られる相対密度ρS から式1によって導かれる。
拡大された拡大骨格構造がブランクから作られる。骨格構造モデルの拡大表面と
比較して取り代をとる必要がないので、その後の焼結収縮で直接正確な最終寸法
が得られる。これによって稠密焼結状態での修正が避けられる。
料切除によって拡大骨格構造に成形することができる。このため、ブランクを例
えば加工機械の2軸間に締め付けてもよい。回転可能に取り付けられたブランク
は、導き出された適切な工具経路に従って機械加工される。加工は、例えば1個
以上の工具によるフライス削りまたは研削による製造方法を使って機械的に、お
よび/または例えばレーザ光線を使って光学的に行うことができる。機械加工は
、例えば工具によってアクセスし得る表面を最初荒削りした後最終削りをすると
いった形で1段または2段以上の処理工程で行うことができる。咬合側の機械加
工から窩洞側の機械加工に移る際に、一部機械加工されたブランクの位置を変え
る必要があるかもしれない。ブランクを保持する軸は、プログラム制御によって
段階的および/または連続的に回転させることができる。合計回転数は、逆回転
を含めて、半回転、全回転または数回転とすることができる。
して、好ましくは10,000〜50,000rpmの範囲内の回転速度で、好
ましくは>0.5mm、特に1〜15mmのインフィードで、好ましくは>3c
m/秒、特に3.5〜10cm/秒の前進速度で、ブランクから切除される。
造の末端または中央がブランクの残りの部分から分離することによって完了する
。この分離点では、研磨として知られる僅かな手作業による修正が必要かもしれ
ない。
るが、温度は通常11,000〜16,000℃の範囲内で変化する。従って、
理論的に可能な密度の90〜100%の密度、好ましくは理論的に可能な密度の
96〜100%の密度、特に理論的に可能な密度の99%を超える密度を得るこ
とができる。焼結の間、骨格構造は線収縮し、それ以上の変形またはゆがみを伴
わない。このため焼結残根をも縮小することなく焼結ベーキングできる。収縮s
は、焼結前のブランクの相対密度ρRおよび焼結後の達成可能な相対密度ρSか
ら(1)式によって計算される:
0〜1100℃の温度で陶材またはプラスチックのコーティングを施す。1層ま
たは2層以上の陶材またはプラスティックを塗布する。このようにして歯冠また
は橋義歯に個別の外観が与えられる。歯冠または橋義歯は、セメントによって、
プレパレーションを行った残根に付着される。ここでは従来の接着剤およびプレ
パレーションの手順が用いられる。
義歯を低コストで簡単かつ安全な方法で製造することができる。安全かつ簡単な
製造方法にとって均質なブランクが不可欠である。
歯は、側歯の領域では高い加重に抵抗し、さらに前歯の領域では美的要求を満た
す。特に橋義歯の場合、高度な分離すなわち架橋要素の間を細い形にするのが目
標であるが、少なくとも金属セラミック橋義歯に匹敵する構造が得られる。これ
は、審美上、衛生上、音声上の理由から歯科医が求めているものである。
決される。すなわち、ブランク自体、その包装、添付ラベルまたは包装リーフレ
ットに、機械または人間の感覚器官で読みとれる識別コードを付けることができ
る。この識別コードは補正拡大係数fの個々の入力データを含む。
クは、いろいろな金属組成物で作ることができ、特にAl2O3、TiO2、M
gO、Y2O3およびジルコニウム酸化物混合結晶Zr1−xMexO2−(4n /2)x (ここで、Meは2価、3価または4価の陽イオン(n=2,3,4お よび0≦x≦1)として酸化物の形で存在し、酸化ジルコニウムの正方相および
/または立方相を安定化する金属)からなる群の少なくとも一つの金属酸化物粉
末から作ることができる。ブランクの材料組成のさらなる詳細は、方法の従属請
求項11〜13に現れる。ブランクを予備熱処理することもできる。これについ
ては、方法の従属請求項6〜12の中で更に詳しく説明される。
フィルおよび温度変動に許容差が適用される。ブランクから骨格構造を製造する
ための拡大係数f(式1)は、通常上記の理由から定数ではない。ブランクを一
つの同じ材料から同じ装置で同じ方法で作ったとしても、拡大係数fは一定では
ない。本発明によれば、各ブランクの個々の拡大係数fが決定され、これが各ブ
ランクと一緒に届けられるので、材料の融通性および製造の許容差が得られる。
これは、好ましくは次のようにして達成される。すなわち、拡大係数fのデータ
は光学的、電磁的または機械的触覚により検出できるように、ブランク自体、そ
の包装、添付ラベルまたは包装リーフレットに付けられる。
き、骨格構造のための陽モデルの拡大設計形状を作るためこれを直接または補助
プログラムによって分析することができる。
fのデータを読み、自動的に工具用の制御コマンドに変換することができる。
rO2粉末で作製する。該ZrO2粉末は5.1重量%のY2O3および微量の
不純物すなわち合計0.05重量%未満のAl2O3、SiO2、Fe2O3お
よびNa2Oを含む。一次粒子の粒径はミクロン以下で、約0.3μmである。
ブランクを均衡状態で約300MPaでプレスし、生の状態で外側の2mm以下
の厚さの材料層を回転によって切除する。予備加工後の直径は22mm、高さは
47mmである。密度の測定値は3.185g/cm3である。切削したブラン
クを約850℃で約120分間予備焼結する。結合剤が燃え尽きた後、予備焼結
後に測定した相対密度は3.089g/cm3である。
の陰型をプレパレーションの端および隣接歯の近似的表面と共に作る。石膏塊の
中で成形して陽型を作る。セメントの隙間を創るため、プレパレーションした二
つの残根の表面をスペーサ・ラッカーで均等にコーティングし、このようにして
成形面を構成する。患者の口内の状況のこの陽型の上にワックスの骨格構造の陽
モデルを作る。
咬合側からアクセスできる表面を、次いでワックスモデルを180°回転して窩
洞側からアクセスできる表面を機械的にディジタル化する。その結果は、骨格構
造の完全な表面のディジタル記述である。
線状に拡大され、これから骨格構造の荒削りと最終加工に使用する加工工具を考
慮に入れて加工機械用制御コマンドが作られ、その後このコマンドは加工機械に
送られる。丸いフェースを有する最終ミリング工具の直径は、荒削りの場合3m
m、精密加工の場合1.5mmである。2軸間に締め付けた一部加工済みのブラ
ンクを、骨格構造の表面を完成してブランクから拡大できるように180°回転
する。その後骨格構造を残りのブランクから分離し、骨格構造上の分離点を研磨
して平らにし、骨格構造から残りの粉末を入念に洗い落とす。
後に測定した相対密度は6.050g/cm3であり、これは実質的に到達可能
な最大密度の100%に相当する。焼結の際に20.07%収縮した骨格構造は
、患者の口内の状況の陽モデルに適合でき、更なる修正を要しない。
別化し、これを燐酸塩セメントで患者の口内に接着付加する。
に説明する。これらの設計例を以下の図に示す。:
図である。
残根は自然の生活残根であるが、他の設計形態では、残根10が自然の失活残根
、あるいはインプラント上に人工的に構成されたものであってもよい。残根10
にはアンダーカットがない。
の骨格構造14は、エナメル18の方向に微細な逃げマージン16を有し、専ら
凸形の表面を有する既知のアンレー歯冠に比べて製造および線条加工が難しい。
骨格構造14の外面20は凸形であり咬合側から機械加工できる。この材料加工
は、ほとんど最新技術に相当する。骨格構造14の凹形の内面22は、窩洞側か
ら機械加工される。これは、特に微細な逃げマージン16を考慮すると、極端に
難しい。本発明では、この問題を全セラミック材料の使用によって解決できる。
24を骨格構造14に塗布する。骨格構造14は、コーティング材料20によっ
て、すなわち陶材またはプラスチックで上塗りして個別化される。
骨格構造14の両側に更なる層が形成されている。象牙質11の方向に骨格構造
14を残根10に接着固定するためのセメント層26がある。コーティング材料
24は比較的薄い層として示しているだけであるが、この層を本質的により厚く
し、外面42の形に構成し、斯様に歯冠28を形成することができる。
プレパレーションの端32まで続いており、その上に骨格構造14の微細な逃げ
マージン16がある。
右に描かれた失活残根10には、象牙質11の下部の残余があり、その上に、失
活歯髄12中のピン36で固定された人工残根34が置かれている。両残根10
の上にセメント層26(図2)で3部分からなる橋義歯38が接着付加されてい
る。この橋義歯38は、二つの歯冠28および架橋要素40からなり、架橋要素
40は失われた歯の物質の代替物として役立つ。高強度稠密焼結セラミックの今
ひとつの3部分からなる骨格構造14は、陶材またはプラスチックのコーティン
グ材料24による上塗りで個別化される。このコーティング材料は、元の自然歯
10の外面にできるだけ対応させた外面42を有する。
び/または数個の架橋要素40を有することができる。すでに述べたように、支
持残根10は、人工残根を有するインプラントであってもよい。
、図5では、橋義歯のこの骨格構造14の窩洞側の図を凹形の内面22で示す。
ピン45となる。その間に、橋義歯38(図3)の3部分からなる骨格構造モデ
ル46が締め付けられている(咬合側から見た図で示す)。端部の締め付けピン
45を有する軸44は、軸方向に移動可能であり、あらかじめ設定した角度だけ
同期回転することが可能である。骨格構造モデル46の咬合側をディジタル化し
た後、軸44を180°回転して窩洞側もディジタル化する。
ンク48を示す。ブランク48上に、拡大係数fのデータを有する機械読みとり
可能な情報コードC(この場合、電磁的または光学的に読みとり可能なバーコー
ド)が直接付けれる。情報コードCは、例えば識別証明として役立つ。
で処理してグリーン・ブランクとする。セラミックのグリーン・ボディーの製法
は例えばWO94/02429および94/24064に記載されている。製造
技術上の理由から、ブランクには、円柱または立方体のような幾何学的に簡単な
構造が好ましい。
ましくは50〜200℃、特に90〜150℃の温度で、好ましくは2〜20時
間、特に2〜6時間行われる。その直後、更にブランク48に材料切除処理を行
って拡大骨格構造14を得ることができる。
合、材料の外殻に存在する密度勾配を取り除くため、特に外層50を除去する。
ブランク48の製造に使用されるそれ以外の従来の方法としては、常温均衡圧縮
、一軸圧縮、スリップ鋳造、ダイカスト、インジェクションモールディング、押
し出し、圧延およびDCC(ダイレクト・コアギュレーション・キャスティング
)がある。
ができる。予備焼結は、好ましくは、少なくとも450℃、特に600〜120
0℃の温度で0.5〜6時間行われる。
ルコニウム酸化物混合結晶Zr1−xMexO2−(4n/2)x(ここで、Me は2価、3価または4価の陽イオンとして酸化物の形で存在し、かつ酸化ジルコ
ニウムの正方相および/または立方相を安定化する金属)からなる群の金属酸化
物粉末で作られる。ジルコニウム酸化物混合結晶の式において、n=2,3また
は4、かつ0≦x≦1である。
アルコール(PVA)、ポリアクリル酸(PAA)、セルロース、ポリエチレン
グリコールおよび/または熱可塑性プラスチックのクラスの少なくとも一つと混
合される。結合剤の割合を0.1〜45容積%、好ましくは0.1〜5容積%と
するのが適切である。
前の締め付け状態を咬合側から見た図である。
を窩洞側から見た図である。
めプレパレーションした残根に適合し得る人工義歯を製造する方法に関する。本
発明はさらに、前記方法を実施するための多孔質セラミックのブランクに関する
。
を記述している。歯のプレパレーションの形は、口内または歯のモデル上に光学
的または機械的に記録される。窩洞すなわち内面、および窩洞相互の局部的関係
は、計算機制御フライス盤を使用して他の材料(例えばプラスチック)で作られ
、拡大される。骨格構造の窩洞は、粉末冶金的方法でこの形に作られる。すなわ
ち予めプレパレーションした拡大残根の上に粉末をプレスすることによって作ら
れる。骨格構造の外面も圧縮成形することによって構築される。このように骨格
構造の製法は、ブランクからの材料切除による製造方法とは原則的に異なる。 最後に、EP A1 0160797には、歯科技術成形物を作るためのブラン
クの記載がある。機械加工しようとするブランクボディーは、精密公差の断面を
有し、これをアタッチメントとして形成することができる。このアタッチメント
は、参照面またはストップを有し、材料切除による機械加工のためクランピング
ジョーにブランクを挿入するためのホルダーとして役立つ。参照面は、ブランク
の特性に関する、工作機械によって走査し得るコード化された情報を含むことが
できる。
解決される。本発明の方法の特殊なおよび更なる展開は、従属請求項の主題であ
る。
ックの多孔質ブランクは、いろいろな金属組成物で作ることができ、特にAl2 O3、TiO2、MgO、Y2O3およびジルコニウム酸化物混合結晶Zr1− x MexO2−(4n/2)x(ここで、Meは2価、3価または4価の陽イオン (n=2,3,4および0<x<1)として酸化物の形で存在し、酸化ジルコニ
ウムの正方相および/または立方相を安定化する金属)からなる群の少なくとも
一つの金属酸化物粉末から作ることができる。ブランクの材料組成のさらなる詳
細は、方法の従属請求項11〜13に現れる。ブランクを予備熱処理することも
できる。これについては、方法の従属請求項6〜12の中で更に詳しく説明され
る。
Claims (15)
- 【請求項1】 収縮を考慮に入れて、モデルに基づいて、生物学的に適合し
た材料の全セラミック骨格構造を計算し、これを材料切除によってブランクから
製造し、稠密焼結し、個別化のためコーティング材料を塗布して、少なくとも一
つのプレパレーションした残根(10)に適合し得る人工義歯(28、38)を
製造する方法であって、歯冠(28)および/または橋義歯(38)のための骨
格構造(14)の陽モデル(46、47)の3次元的外面と内面(20、22)
を走査してディジタル化し、焼結収縮を正確に補正する拡大係数fによってデー
タを全方向に直線的拡大し、そのデータを多孔質セラミックのブランク(48)
を加工する少なくとも一つの加工機械の制御電子機器へ送り、そこから適切な工
具経路を導き出し、一時的にディジタル化から切り離し、工具用の制御コマンド
を使って、陽モデル(46、47)の拡大した設計形状が得られるまでブランク
(48)から材料を切除した後、これを焼結して正確な最終寸法を有する骨格構
造(14)とし、その後陶材またはプラスチックのコーティング材(24)で上
塗りして個別化することを特徴とする人工義歯(28、38)の製造方法。 - 【請求項2】 患者の口内の状況を不完全に反映する陽モデル(46、47
)を、特に橋義歯(38)の架橋要素(40)の領域において3次元的外面およ
び/または内面(20、22)に関して計算機技術によって補足することを特徴
とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 陽モデル(46、47)の拡大係数(f)が材料の組成と粉
体特性に基づいて好ましくは式 【数1】 (ここで、ρR は予め作られたブランクの相対密度、ρSは焼結後に得られる 相対密度である)によって確定されることを特徴とする請求項1または2に記載
の方法。 - 【請求項4】 歯冠(28)および/または橋義歯(38)が微細な逃げマ
ージン(16)を有して形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項5】 機械加工されて拡大された骨格構造(14)を、理論的に可
能な密度の90〜100%の密度ρS 、好ましくは理論的に可能な密度の96〜
100%の密度ρS 、特に理論的に可能な密度の99%を超える密度ρS に焼結
することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 生のまたは予備焼結した圧縮セラミック微粉のブランク(4
8)を使用し、予備焼結が好ましくは外側の材料層(50)の切除後にのみ行わ
れることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 - 【請求項7】 ブランク(48)を機械的および/または光学的に処理し、
ここで好ましくは先ず荒削りを行った後最終加工することを特徴とする請求項1
〜6のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 予備処理の前にブランク(48)を50〜200℃、好まし
くは90〜150℃の温度で2〜20時間、好ましくは2〜6時間熱処理するこ
とを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】 熱処理後のブランク(48)を更に材料切除処理して拡大さ
れた骨格構造(14)とすることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 更に処理して拡大された骨格構造(14)とする前に、ブ
ランク(48)を少なくとも450℃、好ましくは600〜1200℃の範囲の
温度で0.5〜6時間予備焼結することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項11】 Al3O3、TiO2、MgO、Y2O3およびジルコニ
ウム酸化物混合結晶Zr1−xMexO2−(4n/2)xからなる群の金属酸化 物粉末の少なくとも一つのブランク(48)を使用し、ここで、Meは2価、3
価または4価の陽イオン(n=2,3,4、および0≦x≦1)として酸化物の
形で存在し、かつ酸化ジルコニウムの正方相および/または立方相を安定化する
金属であることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の方法。 - 【請求項12】 金属酸化物粉末を、有機結合剤、好ましくはポリビニルア
ルコール(PVA)、ポリアクリル酸(PAA)、セルロース、ポリエチレング
リコールおよび/または熱可塑性プラスチックのクラスの少なくとも一つとと共
に使用することを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の方法。 - 【請求項13】 結合剤の割合が0.1〜45容積%、好ましくは0.1〜
5容積%の範囲内にあることを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 【請求項14】 ブランク(48)自体、その包装、添付ラベルまたは包装
リーフレットに、機械または人間の感覚器官で読みとれる、個々の補正拡大係数
(f)の入力データを有する情報コード(C)を付けることを特徴とする、請求
項1〜13のいずれかに記載の方法を実施するための多孔質セラミックのブラン
ク(48)。 - 【請求項15】 付けられる識別コード(C)が光学的に、電磁的にまたは
機械的触覚によって検出し得ることを特徴とする請求項14に記載のブランク(
48)。
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