JP2005112705A - セラミックス歯冠用陶材組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミックスコアを被覆し、熱的、化学的に安定したセラッミックス歯冠用陶材組成物を提供する。更に、透明性が高く、歯科用陶材として色調を調整するために添加される着色材、蛍光材および不透明材料等の材料特性を変化させること無く、審美的により天然歯に近い歯冠修復物を作成することができ、更に、セラミックスコアに強固に接着し、歯冠修復物を作成する陶材焼成時にコアからの剥離や割れることのないセラミックス歯冠用陶材組成物を提供する。
【解決手段】セラミックス歯冠用陶材組成物の組成が、ＳｉＯ２：５８．０〜７４．０重量％、Ｂ２Ｏ２：２．０〜９．０重量％、Ａｌ２Ｏ３：８．０〜１８．０重量％、Ｌｉ２Ｏ：０．１〜８．０重量％、Ｎａ２Ｏ：４．０〜１３．０重量％、Ｋ２Ｏ：４．０〜１３．０重量％、ＣａＯ：０．５〜７．０重量％、ＭｇＯ：０．１〜７．０重量％、であることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明

本発明は、歯冠修復物を製作するために使用され、特にオールセラミックス歯冠修復物を作製する際に使用することのできるセラミックス歯冠用陶材組成物に関する。

近年、メタルセラミックス歯冠修復物に比べて、生体親和性に富む点や色調、透光性等の審美的に優れている点からオールセラミックス歯冠修復物が提唱されている。
オールセラミックス歯冠修復物は、セラミックスコアには、鋳造様式のキャスタブルセラミックス、加熱加圧様式のプレッサブルセラミックス、ＣＡＤ／ＣＡＭ様式を利用したブロック状のマシナブルセラミックス等様々な材質で挙げられるが、いずれも審美的にはそれらセラミックスコアの上層にセラミックス歯冠用陶材を用いて歯冠修復物を作製している。
使用方法は、支台を適合良く被覆するセラミックスコアを作製した後、セラミックス歯冠用陶材を水または専用練和液で練和し、筆またはスパテュラ等のインスツルメントによって作製されたセラミックスコア上に練和物を築盛し、所望の歯冠形態を製作する。セラミックスコアが象牙色に合わせて作製される場合、エナメル色陶材のみ使用する場合もある。また、焼成する方法については、メタルセラミックス用陶材と同様に、市販の歯科用陶材焼成炉において乾燥工程を施した後、昇温速度は４０〜８０℃／ｍｉｎにおいて、好ましくは真空焼成工程を施して最的な焼成温度まで焼成する。

オールセラミックス歯冠修復物用にメタルセラミックス用陶材を用いることができないことは、陶材側に過度の応力が掛かり、コアからの剥離、割れ、破折等が生じるため使用することである。
また、特許第２９８３９６１号においては、アルカリシリケートガラスが紹介されているが、単独の使用で特にリチウムジシリケートガラスセラミックまたはジルコニアを主成分とするコア材でしか接着性等が十分でなく、また結晶性ガラスを混合して用いた場合には陶材としての透明性が低下してしまい、陶材の色調を調整するための着色顔料や蛍光材、不透明材等を添加しても、多様な色調表現が難しくなる。

また、特開２０００−１３９９５９においては、セラミックス製コアを用いた歯冠を作製する際に使用する歯科用陶材が紹介されているが、ディオプサイト系、マイカ系、アパタイト系のガラスセラミックスコア材に使用する歯科用陶材で、高強度なセラミックコア、例えばＡｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスまたはＺｒＯ２セラミックスに対しては、不自由なくメタルセラミックス歯冠修復物を作製することが困難であった。
一方、特公平３−７４５７３号においては、約０．５ｍｍに調整した多孔質セラミックスコアにガラスを含浸させてコアが作製される。該作製法にて得られたコアはＡｌ２Ｏ３の場合で３００〜３５０ＭＰａの曲げ強度が得られ、単冠もしくはブリッジのオールセラミックス歯冠補綴物の作製が可能となった。しかし、コアに含浸させるガラスはコアとの湿潤特性が増大されているため形態維持性が低く、従来の歯冠修復物作製工程を施したとしても、目的とする歯間形態を維持することが困難であった。
またさらには、特許第２９０７０３１号においては、焼結体で線熱膨張率が６．０〜７．０×１０−１Ｋ−１の歯科用陶材が公知であるが、強度的には優れているもののＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３の合計成分が多く、粘性が高くなるため通常の溶解処理で完全なフリット化は極めて困難なものとなり、外観に影響する透明性が得られ難かった。

特許第２９８３９６１号 特開２０００−１３９９５９号 特公平３−７４５７３号 特許第２９０７０３１号

発明が解決しようとする課題

このように、本発明の目的は、セラミックスコアを被覆し、熱的、化学的に安定したセラミックス歯冠用陶材組成物を提供することであり、さらに、透明性が高く、歯科用陶材として色調を調整するため添加される着色材、蛍光材および不透明材等の材料特性を変化させることなく、審美的により天然歯に近い歯冠修復物を作製することの出来るセラミックス歯冠用陶材組成物で、セラミックスコアに強固に接着し、歯冠修復物を作製する陶材焼成時にコア部からの剥離や割れることのないセラミックス歯冠用陶材組成物を提供することである。

課題を解決するための手段

前記目的を達成するため、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、その組成が
ＳｉＯ_２：５８．０〜７４．０重量％、
Ｂ_２Ｏ_３：２．０〜９．０重量％、
Ａｌ_２Ｏ_３：８．０〜１８．０重量％、
Ｌｉ_２Ｏ：０．１〜８．０重量％、
Ｎａ_２Ｏ：４．０〜１３．０重量％、
Ｋ_２Ｏ：４．０〜１３．０重量％、
ＣａＯ：０．５〜７．０重量％、
ＭｇＯ：０．１〜７．０重量％
の成分で構成されることを特徴とするものである。
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は２５℃〜５００℃の範囲における線形熱膨張係数が５．０×１０^−６Ｋ^−１〜７．５×１０^−６Ｋ^−１を有することを特徴とするものである。
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、焼成温度が８６０〜１０６０℃であることを特徴とするものである。
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は酸溶出質量が５０μｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とするものである。
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物はオールセラミックス歯冠修復物を作製するためのセラミックスコアに築盛、焼成されることを特徴とするものである。

以下、本発明に従うセラミックス歯冠用陶材組成物ついての構成成分などについて詳述する。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてＳｉＯ^２の含有量は５８．０〜７４．０重量％、好ましくは６１〜７１重量％である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてＢ^２Ｏ^３の含有量は２．０〜９．０重量％、好ましくは３．０〜８．０重量％である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてＡｌ_２Ｏ_３の含有量は８．０〜１８．０重量％、好ましくは３．０〜８．０重量％である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてＬｉ_２Ｏの含有量は０．１〜８．０重量％、好ましくは０．１〜６．０重量％である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏの含有量はそれぞれ４．０〜１３．０重量％で、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏの含有量について、好ましくはそれぞれ４．０〜１０．０重量％である。さらに好ましくは、Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏのうち一種または二種の成分で、その合計が１３重量％以下であることが好ましい。

本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてＣａＯの含有量は０．５〜７．０重量％、好ましくは０．５〜５．０重量％である。またＭｇＯ含有量は０．１〜７．０重量％、好ましくは０．１〜５．０重量％である。これらの成分を必要以上に加えると失透を起こすため、
ＣａＯ、ＭｇＯはそれぞれ、７．０重量％以下が好ましい。
更に上記セラミックス歯冠用陶材組成物には、発明の効果に悪影響に及ぼさない範囲において前記必須成分以外に各種金属酸化物を配合することが可能である。上記のセラミックス歯冠用陶材組成物は一般的な当分野で既知の方法により製造することが出来る。

すなわち、上記組成に調整するための原料物質は、幅広く一般的に使われているセラミックス原料を使うことができる。各成分そのものおよび／または酸素雰囲気下にて加熱されたときの上記成分になり得る物質であれば特に限定されず、予め得られるガラス組成を計算により求め、各原料調合を決定して混合される。また、原料物質を混合する方法は特に限定されることなく、均一に分散されることが好ましい。
これら混合された原料物質を少なくとも１２００℃以上で溶融し、ガラスを生成させる。溶融する方法は特に限定されること無く、混合原料物質が全て溶解し均一に非晶質形成し、成分の昇華等が起ることがなければよい。溶融物を冷却する方法についても特に限定されることはなく、水中においての急冷等することが出来る。

このガラスを乾燥し、粉砕される。ガラスを粉砕する方法は特に限定されること無く、また所望の粉砕粒度に分級する方法についても特に限定されることはない。
さらに、本発明におけるセラミックス歯冠用陶材組成物には、そのセラミックス歯冠用陶材組成物としての使用形態によって好適な平均粒子径、粒度分布は異なるが、平均粒子径１〜８０μｍの粉体が好ましく、より好ましくは５〜６０μｍの粉体である。
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、着色顔料や蛍光材、不透明材、耐火材の中から少なくとも１つが添加されることが好ましい。着色顔料や蛍光材、不透明材の中から少なくとも１つが添加されることが更に好ましく、また更に着色顔料や蛍光材が添加されることが好ましい。着色顔料は無機顔料が使用されることが好ましい。

本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、例えばセラミックスコアに個別に応じて築盛し、焼成されることによりオールセラミックス歯冠修復物が得られる。このセラミックスコアはセラミックス材料であれば特に限定されることは無いが、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスまたはＺｒＯ_２セラミックスが好ましい。
また更にＡｌ_２Ｏ_３の含有量が９０％以上のセラミックスが好ましい。
セラミックスコアの熱膨張率がセラミックス歯冠用陶材組成物の熱膨張率よりも高いものが好ましい。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物を用いて、オールセラミックス歯冠修復物を作製する方法はセラミックスコアに築盛し、焼成される通法の方法にて作製される。

以下に本発明をさらに具体的に説明するために、実施例および比較例を記するが、かかる本発明に何等限定されるものではない。尚、実施例および比較例における焼成温度、熱膨張率、酸溶出質量および焼付評価の評価法を以下に示す。
（焼成温度の評価）
歯科用陶材を蒸留水で練和し、練和物をボタン型（３ｍｍ×１０ｍｍφ）に充填し、振動を与え、コンデンスと吸水を繰り返し、成型体を作製した。作製した成型体を陶材焼成用真空電気炉 ツインマット（松風製）にて真空焼成を行った。焼成温度は、最終温度において１分間係留し、１０℃ずつ温度を変え焼成し、焼成物が均一に半透明となり、表面にわずかに光沢を呈する温度とした。

（熱膨張測定評価）
上記焼成試験で使用した歯科用陶材を蒸留水で練和し、棒状（６×６×２５ｍｍ）型に充填し、振動を与え、コンデンスと吸水を繰り返し成型体を作製した。作製した成型体を陶材焼成用真空電気炉 ツインマット（松風製）にて焼成を行った。試験体の焼成条件は１回目、真空で上記焼成温度評価法にて得られた最終焼成温度付近まで昇温した。２回目は同様のスケジュールで大気焼成した。得られた２回焼成物の両端を研磨し平行面を出して、２０×５×５ｍｍの大きさ調整した試料を試験体として熱膨張計（（株）リガクＴＭＡ８１４０Ｃ）にて測定した。
（酸溶出質量の評価）
ＩＳＯ９６９３に従い試料を作製し、８０℃における４％−酢酸水溶液による１６時間浸漬後の試料の質量減少分μｇ／ｃｍ２で算出することによって得た。

（焼付評価）
アルミナコア（ノーベルバイオケア社製）に実施例１で調整したガラスを素地として着色材、蛍光材等を混合して、ボディー陶材を調整した。またインサイザル陶材には、上記添加剤に加えて乳白材等を混合した。この試料を築盛筆により築盛し、陶材焼成用真空電気炉 ツインマット（松風製）にて焼成を行った。目視において陶材表面にひび、割れ、アルミナコアとの剥離等が観察されず良好な結果が得られたときは◎、ひび、割れアルミナコアとの剥離が観察されたときは×と評価した。また、白濁し未焼成の物を△とした。
＜実施例１＞

表１に記載の成分になるように珪石、アルミナ、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムを原料とし調合、混合した。そのガラスバッチを１４５０〜１６００℃で溶融しガラスとした。溶融されたガラスを水中にて冷却し、乾燥後、そのガラスを平均粒径３０μｍまでポットミルを用いて粉砕した。得られた粉砕物の焼成温度、線形熱膨張係数および酸溶出質量、焼付評価の結果を表２に示す。

＜実施例２〜９および比較例１〜７＞

表１に記載の成分を粉末として、実施例１と同様にしてガラスを調整し、粉砕物を得た。焼成温度を評価し、線形熱膨張係数および溶出質量測定した。また、焼付評価の結果をあわせて表２に示す。

発明の効果

本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、セラミックスコアとの剥離や割れなどが起ることなく、熱的および化学的に安定したオールセラミックス歯冠修復物を好適に製作されることが可能になる。
？セラミックス歯冠用陶材組成物にわずかに圧縮応力がかかること組成を提供することができる。
また、焼成温度が８６０〜１０６０℃の範囲にあるためセラミックスコアの熱安定温度域において融着することが出来、歯冠修復物作製の焼成過程を短縮することが可能となる。
さらに、酸溶出質量が５０μｇ／ｃｍ２以下であるため、化学的に安定したオールセラミックス歯冠修復物の作製が可能となる。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、オールセラミック歯冠修復物とのマッチングがよく、焼成後の歯冠色の発色に優れた特性を有する。
更に、透明性、発色性に優れ、生成物の色安定性にも優れているため着色材による色調整が良好に行える。本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、色調を調整するための着色顔料や蛍光材、不透明材等を添加するが、これらの材料を添加による材料特性の変化がほとんどなく、多様な色調表現が可能である。
更に、安定した高強度、強靭性が得られる為に歯冠修復物作製における信頼性が高い材料となる。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、焼成時の形態維持性に優れることから、目的とする歯冠形態を維持することができる。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、オールセラミックス歯冠修復物の作製方法の一種である多層盛りを行ったとしても層間での剥離、変形、クラック等の発生頻度が非常に少ない。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、歯冠修復物作成後に黒点や白点、気泡が発生しずらい材料である。

Claims (4)

1. オールセラミックス歯冠修復物を作製する陶材組成物であって
   ＳｉＯ_２：５８．０〜７４．０重量％、
   Ｂ_２Ｏ_３：２．０〜９．０重量％、
   Ａｌ２Ｏ３：８．０〜１８．０重量％、
   Ｌｉ_２Ｏ：０．１〜８．０重量％、
   Ｎａ_２Ｏ：４．０〜１３．０重量％、
   Ｋ_２Ｏ：４．０〜１３．０重量％、
   ＣａＯ：０．５〜７．０重量％、
   ＭｇＯ：０．１〜７．０重量％
   の組成を含むことを特徴とするセラミックス歯冠用陶材組成物。
2. 線形熱膨張係数が２５〜５００℃の範囲において、５．０×１０^−６Ｋ^−１〜７．５×１０^−６Ｋ^−１を有することを特徴とする請求項１記載のセラミックス歯冠用陶材組成物。
3. 焼成温度が８６０〜１０６０℃の範囲にあることを特徴とする請求項１または２記載のセラミックス歯冠用陶材組成物。
4. 酸溶出質量が５０μｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のセラミックス歯冠用陶材組成物。