JP2002527363A - 歯科用樹脂を強化するための三軸織物 - Google Patents

歯科用樹脂を強化するための三軸織物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】歯科用構造物を構成、強化、改良する方法を提供する。 【解決手段】歯科構造物(10)を樹脂(12)及び三軸材料(14)と接触することを含む方法。もう1つの観点によれば、本発明は三軸材料(14)を含む歯科構造物(10)を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、歯科用修復物、歯科用器具、プロテーゼ等(以下、歯科用
構造物という)を強化または改良するための方法、歯科用強化材料、及び歯科用
構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】
歯科用樹脂類は、例えば修復物、プロテーゼ及び器具類の構成するために使用
される重合性材料である。それらは、応力負荷特性が比較的弱くて脆い異性体材
料である。歯科用樹脂の応力負荷特性を強化し、クラックの増加を最小限にする
ために、ファイバー強化材を歯科用樹脂と組み合わせる。ファイバー強化された
歯科用樹脂は、樹脂と共に設けられた強化用ファイバーに由来する強度、剛性を
もつ異方性材料である。強化ファイバーの配向度は、樹脂の性質及び挙動特性に
方向指示性を提供する。ファイバー強化された歯科用樹脂の性質及び挙動特性は
、例えば樹脂の外的に与えられた剪断力に耐える能力を含む。
【0003】 一方向に全て配向された強化ファイバーを含む樹脂は、強化ファイバーの方向
の挙動に制限される。このように、例えば、一方向に全て配向された強化ファイ
バーを含み、強化ファイバーの軸に並行である以外のいかなる角度で与えられた
剪断力にも耐えるその樹脂の能力は、強化されない樹脂の能力に近づく。さらに
、硬化前、樹脂は容易に剪断し、そのためにファイバーの方向を横切る方向に変
形するので、不安定である。このように、例えば、一方向に全て配向された強化
ファイバーを含む未硬化樹脂が、歯及びまたは歯列弓の輪郭に合わせて操作され
るとき、その材料は、ファイバーの長手軸を横切る方向に剪断及び変形する傾向
を有する。
【0004】 一方向に全て配向された強化ファイバーを含む樹脂の剪断及び変形の問題に対
する試験的な解決法は、通常、2つの直交する方向に配向された織物である二軸
織布を用いて樹脂を強化することにある。それにもかかわらず、二軸織布中の個
々の繊維束または糸は互いに滑り抜け、そのために、織物に剪断及び変形を生じ
る。さらに、二軸織布は、強化ファイバーが配向された2つの方向以外のどのよ
うな方向に与えられた外力でもそれによって生じる変形に耐えられない。例えば
、織物を歯または歯列弓に輪郭に合わせるように操作するとき、変形及び剪断は
問題となる。
【0005】 このため、歯科用構造物が機械的に安定であり、種々の方向から与えられる外
力に抵抗できるような歯科用構造物を構成、強化、改良する方法が必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
本発明は、歯科用構造物を構成、強化、改良する方法を提供する。本発明の方
法は、歯科構造物を樹脂及び三軸材料と接触する工程を含む。好ましくは、三軸
材料は三軸編みまたは織り布地の形状である。樹脂は、どのような歯科用樹脂で
も良いが、好ましくは、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びメチルメタクリレー
ト樹脂からなる群から選択される。この樹脂は、最も好ましくはビス−GMA樹
脂である。三軸材料は、好ましくは、シルク、ナイロン、ポリエステル、ポリプ
ロピレン、アラミド、超高分子量ポリエチレン、ガラス、ホウ素、カーボン、及
びシリコンカーバイドからなる群から選択されるファイバーから作られる。好ま
しいアラミドは、商標 Kevlarであり、及び好ましい超高分子量ポリエチ
レンは、商標 Spectraであり、好ましくはガスプラズマ処理された商標
Spectraであり、さらに好ましくはコールドガスプラズマで処理された
商標 Spectraである。本発明の方法に従って処理され得る歯科用構造物
の代表的な例は、これに限定する訳ではないが、充填物、歯周のスプリント、直
接接合された歯内治療用ポスト、直接接合された歯内治療用コア、接合された歯
科矯正維持装置、ブリッジ(直接接合されたブリッジを含む)、オーバーデンチ
ャー(over−denture)構造物、複合樹脂充填物、及びインプラント
修復された上顎(maxial)顔用プロテーゼからなる群を含む。本発明の歯
科用構造物はまた、好ましくは、三軸材料の少なくとも一部(好ましくは全て)
を被覆する歯科用樹脂を少なくとも一種含む。好ましい歯科用樹脂は、アクリル
樹脂、ウレタン樹脂及びメチルメタクリレート樹脂からなる群から選択される。
最も好ましい樹脂はビス−GMA樹脂である。三軸材料は、好ましくは、歯科用
樹脂と類似した、好ましくは同一の屈折率を有する。
【0007】 三軸材料は、好ましくは、3つの異なる方向に配向されたファイバーを含み、
その方向の一つは、歯科用構造物の長手軸の方向である。さらに好ましくは、フ
ァイバーの約33.3%ないし約50%は、前記長手軸方向に配向されている。
好ましい態様において、本発明は、各層が続行する層に対して好適な角度で相殺
される一以上の三軸材料の連続層を含む歯科用構造物を提供する。
【0008】 本発明の他の態様において、応力負荷ビームフレーム枠(stress-bearing bea
m framework)例えば歯科用ブリッジ等は、三軸材料と樹脂の多層膜から構成さ
れる。
【0009】
【発明の実施の形態】
ここに使用されているように、用語「三軸材料」は、3つの異なる方向に配向
された3組のファイバーを有する材料を意味する。好ましくは本発明の実施に有
用な三軸材料は、編まれたリボンまたは織られた織物の形状である。
【0010】 ここに使用されるように、用語「樹脂」は、純粋な樹脂(例えばアクリル樹脂
、ウレタン、及びビスGMA樹脂等)及び歯科用微粒子複合樹脂(マクロフィル
、マイクロフイル及びハイブリッドを含む)を包含する。
【0011】 ここに使用されるように、用語「歯科用構造物」は、天然構造物例えば歯、合
成構造物例えば動物の歯列を構成するあるいはそれに適用される歯科用ブリッジ
をいう。
【0012】 このため、例えば天然歯、歯科用修復物、歯科用プロテーゼ、及び歯科用器具
は、用語「歯科用構造物」に包含される。
【0013】 本発明は、歯科用構造物の構成、強化、及び改良方法を提供する。本発明の方
法は、歯科用構造物を樹脂及び三軸材料と接触する工程を含む。好ましくは三軸
材料は三軸織布または織物の形状である。本発明の方法の一態様において、三軸
材料の1またはそれ以上の層は、歯科用構造物の樹脂部分に適用され、三軸材料
は樹脂で注入され、少なくとも一部の三軸材料は、好ましくは全ての三軸材料は
さらに樹脂で被覆される。
【0014】 他の観点において、本発明は、三軸材料で構成、強化、及び改良された歯科用
構造物(例えば歯等)を提供する。図1は、三軸材料14の一部を含む充填物1
2を有する歯科構造物10を示す。図1に示す例において、歯科用構造物10は
歯である。図2は、歯科用構造物10及び充填物12の断面を示す。充填物12
は第1の歯科用樹脂層及び第2の歯科用樹脂層18の間に、三軸材料の層14を
有する。第1の歯科用樹脂層16は、歯科用構造10への充填物12の接合に主
に役立つ。
【0015】 三軸材料は、本発明の実施に有用であり、その長手軸に沿って異なる方向に配
向され、所定の角度で交差された三組の交差するファイバーを含む。三組のファ
イバーの配向及び交差するファイバー間の交差角度は、1またはそれ以上の外的
に与えられた力による変形に抵抗する三軸材料の能力を大きく左右する。三組の
ファイバーは、各々、三軸材料の所望の特性に依存して、種々の比率で混合され
た1種以上のファイバーを含む。さらに、各々3つの方向に配置されたファイバ
ーの比は、変更し得る。好ましくは、本発明の実施に有用な三軸材料は、軸方向
に置かれたファイバーをその総数の約33.3%ないし約50%有する。
【0016】 限定されない例によって、三組の三軸材料のファイバーは、例えばシルク等の
天然繊維、ナイロン、ポリエステル、アラミド(例えば商標 Kevlar)、
超高分子量ポリエチレン(例えば商標 Spectra)等の合成有機ファイバ
ー、例えばガラス、ホウ素、カーボン、及びシリコンカーバイド等の合成無機フ
ァイバーであり得る。この三軸材料からファイバーが合成される好ましい材料は
、商標 Spectraである。商標 Kevlarは、Wilmington
,Delawareのデュポン社から市販されている。商標 Spectraは
、Pertersburg,Virginiaのアライド シグナルから市販さ
れている。
【0017】 本発明の実施に有用な三軸材料は、当業者に良く知られた標準的な技術を利用
して製造され得る。使用の前に、本発明の実施に有用な三軸材料は一巻きの布ま
たは好ましくはリボンから切断され得る。リボンは、長くて幅の狭い布片を意味
する。好ましくは三軸材料は、約1mmないし4mmの幅で切断され、かつ約0
.2mmの厚さを有する。好ましくは、三軸材料は、約100ないし215のデ
ニール値を有する。三軸材料は、樹脂で既に埋められた形状で設けられて使用さ
れるか、あるいは使用され得る。また、三軸材料を処理して樹脂との接着を促進
することができる。例えば三軸材料が構成される好ましい材料は、高硬度延長鎖
状ポリエチレンである商標 Spectraから構成され得る。商標 Spec
traファイバーのガスプラズマ処理は、結果として、優れた特性を有するエポ
キシ複合物を生じることが知られている。好ましくは、コールドガスプラズマは
商標 Spectraファイバーを処理するために使用される。一般に、ガスプ
ラズマ処理技術は、反応チャンバー内に三軸材料を配置する工程、プロセスガス
を反応チャンバー内に導入する工程、及びプロセスガスを高エネルギー放出(例
えば紫外線グロー放電)に供し、プロセスガスイオンを発生せしめ、三軸材料か
ら表面水素原子を除去し、極性基と置き換える工程を有する。このガスプラズマ
処理の主要な目的は、表面改質であり、ここで水素原子が除去され、極性基(例
えばヒドロキシル、カルボニル等)と置き換えられる。ファイバーの表面上の極
性または官能性化学基の存在は、樹脂マトリクスによるぬれ性及び樹脂マトリク
スとの反応性を高め、それゆえにファイバーと樹脂間の優れた接着性を促進する
。個々のファイバーをプラズマ処理し得るが、好ましくは三軸材料をプラズマ処
理に供する。
【0018】 三軸材料の単層及び多層は、本発明と結びつけて熟考される。三軸材料の多層
膜を利用するとき、それらは確実に互いに積層され得、各連続層は、後続する層
について所望の角度で相殺され得る。歯科用構造物に、三軸材料のオフセット多
層膜を使用することの利益は、完全な歯科用構造物は、どのような角度から与え
られる剪断力にも良好に抵抗し得ることである。例えば図3は、三軸材料の第2
の層22上に重ね合わされ、第2の三軸材料層22と相殺される、三軸材料20
の第1の層を含む歯科用構造物10を示す。
【0019】 好ましくは、本発明の実施に有用な三軸材料は、透明であり、三軸材料と共に
歯科用構造物に埋められる歯科用樹脂と同様の、好ましくは同一の屈折率を有す
る。
【0020】 通常、歯科用構造物中に結合される三軸材料は、樹脂で被覆される。樹脂被覆
は、一般に下地樹脂層と同じ樹脂であるが、三軸材料及び下地層の両方に対し、
十分な接着が得られるのであれば、異なる樹脂被覆もまた使用し得る。
【0021】 使用する三軸材料を用意するには、三軸材料の一部を所望の大きさ及び形状に
切断する。三軸材料は、好ましくは希釈剤として与えられるアクリル樹脂モノマ
ーで湿潤される。
【0022】 特定の歯科用構造物を強化するために使用される三軸材料の量は、強化される
べき領域の大きさと形状、及び構造物上に加えられる力の方向に依存する。歯学
の分野に従事する者の一般的な理解及び経験に基づいて、与えられた歯科構造物
のどの部分が強化を必要とするか、予め予測することができる。
【0023】 一般的に歯科用構造物を強化いるために使用される三軸材料のファイバー分量
比が多いほど、強化された構造物の強度が強くなる。このように、当業者であれ
ば、構造物の樹脂部分に対し、添加する三軸材料の量を増減することによって、
与えられた歯科用構造物の強度を調整し得る。
【0024】 本発明の方法によれば、全ての樹脂製歯科用構造物を構成、強化、及び改良し
得る。本発明の方法により、構成、強化、もしくは改良し得る歯科用構造物の例
は限定するものではないが、充填物、歯周のスプリント、直接接合された歯内治
療用ポスト及びコア、接合された歯科矯正維持装置、直接接合されたブリッジ、
脱臼された、あるいは抜かれた歯の迅速な置き換え、長期間の仮ブリッジの強化
、デンチャー及びブリッジの修復、オーバーベンチャー組成物の強化、複合樹脂
修復の強化、インプラント修復された上顎(maxial)顔用プロテーゼの強
化等を含む。
【0025】 三軸材料のいくつかの層が、歯科用構造物の構成に使用され得る。例えば三軸
材料のいくつかの層を歯科用ブリッジ等の応力負荷ビームフレーム枠(stress-b
earing beam framework)の構成に好ましく使用し得る。充填剤または二つの歯
を一緒に保持する歯科用スプリント等の歯科用構造物を単層の三軸材料のみに組
み合わせることが好ましい。当業者に良く知られるように、歯科用ブリッジのよ
うないくつかの歯科用構造物は、直接歯の上組み立てるか、あるいは口の外側に
組み立てて、その後、歯に適用され得る。
【0026】 歯学に使用される樹脂は全て本発明の実施に利用できる。本発明の実施に有用
な樹脂に基本的に要求されることは、特定の歯科用途に両用できること、及び三
軸材料に十分に接着して、その結果、好適に強化された歯科用構造物となること
である。一般に、樹脂は合成樹脂である。好ましくは、樹脂は例えば歯医者に良
く知られた標準的な樹脂であるビス−GMA樹脂等のアクリル樹脂であることが
好ましい。
【0027】 好ましい樹脂は、ビス−GMA、メチルメタクリレート、及びウレタン樹脂で
ある。ビス−GMA樹脂は、例えばItaska,IllinoisのBISC
Oデンタルプロダクツ社、及びMilford,ConnecticutのDE
NTSPLY CLAULK社から市販されている。
【0028】
【実施例】
以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。
【0029】 実施例1 歯に直接スプリントを組み立てる 本発明の方法は、ここに示すように、スプリントを歯に直接組み立てるために
使用することができる。三軸材料の一片を所望の寸法に切断する。軽石でクリー
ニングし、酸エッチングし、未充填の接着樹脂を適用することにより、通常の方
法で、スプリントされるべき歯を用意する。所望であれば、歯の表面に溝を切る
ことができる。その後充填された複合樹脂の一層を用意された歯に適用すること
ができる。
【0030】 切断された三軸材料を未充填接着樹脂に浸す。過剰の未充填樹脂をリントのな
いガーゼで吸い取り、三軸材料を歯の上の複合物に適用する。その後、三軸材料
を適用された歯の形状に成形し、過剰の樹脂を除去する。その後、例えば光に露
光することによって樹脂を重合する。三軸材料上にさらに樹脂層を適用する。充
填された複合物または適度に充填された複合物のいずれかを使用し得る。その後
、樹脂を重合して研磨する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る歯科構造物の一例を表す図
【図2】 図1の部分的な断面図を表す図
【図3】 三軸材料が適用された歯科構造物の様子を表す図
【符号の説明】
10…歯科構造物 12…充填物 14…三軸材料の層 16…第1の歯科用樹脂層 18…第2の歯科用樹脂層
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年8月28日(2000.8.28)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4C052 AA20 BB14 HH10 LL12 4C059 AA08 AA12 DD08 4C089 AA06 AA09 BA12 BA19 BA20 BE01 BE03 BE07 BE09 BE10 BE13 BE15 BE17 CA04 CA06

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 歯科用構造物を樹脂及び三軸材料と接触することを含む歯科
    用構造物を構成、強化、及び改良する方法。
  2. 【請求項2】 前記樹脂はアクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びメチルメタク
    リレート樹脂からなる群から選択される請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記アクリル樹脂は、ビス−GMA樹脂である請求項2に記
    載の方法。
  4. 【請求項4】 前記三軸材料は、三軸編み布地及び三軸織り布地からなる群
    から選択される請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記三軸材料は、シルク、ナイロン、ポリエステル、ポリプ
    ロピレン、アラミド、超高分子量ポリエチレン、ガラス、ホウ素、カーボン、及
    びシリコンカーバイドからなる群から選択される請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記アラミドは、商標 Kevlarである請求項5に記載
    の方法。
  7. 【請求項7】 前記超高分子量ポリエチレンは、商標 Spectraであ
    る請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記Spectraはガスプラズマ処理されている請求項7
    に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記Spectraはコールドガスプラズマ処理されている
    請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記歯科構造物は、充填物、歯周のスプリント、直接接合
    された歯内治療用ポスト、直接接合された歯内治療用コア、接合された歯科矯正
    維持装置、ブリッジ、オーバーデンチャー構造物、複合樹脂充填物、及びインプ
    ラント修復された上顎顔用プロテーゼからなる群から選択される請求項1に記載
    の方法。
  11. 【請求項11】 (a)少なくとも一層の前記三軸材料を歯科用構造物の一
    部に適用する工程、 (b)前記三軸材料を樹脂で注入する工程、及び (c)前記三軸材料の少なくとも一部を樹脂で被覆する工程をさらに含む請求
    項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記三軸材料の連続層が1以上使用され、各連続層は、三
    軸材料の後続層に対して所望の角度で相殺される請求項1に記載の方法。
  13. 【請求項13】 三軸材料を含む歯科用構造物。
  14. 【請求項14】 前記三軸材料は、三軸編み布地及び三軸織り布地からなる
    群から選択される請求項13に記載の歯科用構造物。
  15. 【請求項15】 前記三軸材料は、シルク、ナイロン、ポリエステル、ポリ
    プロピレン、アラミド、超高分子量ポリエチレン、ガラス、ホウ素、カーボン、
    及びシリコンカーバイドからなる群から選択される請求項13に記載の歯科用構
    造物。
  16. 【請求項16】 前記アラミドは、商標 Kevlarである請求項15に
    記載の歯科用構造物。
  17. 【請求項17】 前記超高分子量ポリエチレンは、商標 Spectraで
    ある請求項15に記載の歯科用構造物。
  18. 【請求項18】 前記Spectraはガスプラズマ処理されている請求項
    17に記載の歯科用構造物。
  19. 【請求項19】 前記Spectraはコールドガスプラズマ処理されてい
    る請求項18に記載の歯科用構造物。
  20. 【請求項20】 前記歯科構造物は、充填物、歯周のスプリント、直接接合
    された歯内治療用ポスト、直接接合された歯内治療用コア、接合された歯科矯正
    維持装置、ブリッジ、オーバーデンチャー構造物、複合樹脂充填物、及びインプ
    ラント修復された上顎顔用プロテーゼからなる群から選択される請求項13に記
    載の歯科用構造物。
  21. 【請求項21】 さらに歯科用樹脂を含む請求項13に記載の歯科用構造物
  22. 【請求項22】 前記樹脂はアクリル樹脂、ウレタン樹脂、及びメチルメタ
    クリレート樹脂からなる群から選択される請求項21に記載の歯科用構造物。
  23. 【請求項23】 前記アクリル樹脂は、ビス−GMA樹脂である請求項22
    に記載の歯科用構造物。
  24. 【請求項24】 前記三軸材料は、三軸編み布地及び三軸織り布地からなる
    群から選択される請求項21に記載の歯科用構造物。
  25. 【請求項25】 三軸材料の連続層が1以上使用され、各連続層は、後続層
    に対して所望の角度で相殺される請求項13に記載の歯科用構造物。
  26. 【請求項26】 前記三軸材料は前記歯科用樹脂と同様の屈折率を有する請
    求項21に記載の歯科用構造物。
JP2000575436A 1998-10-14 1999-10-08 歯科用樹脂を強化するための三軸織物 Pending JP2002527363A (ja)

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