JP2007038007A - トルク要求を減少させた歯内治療リーマー／ファイル - Google Patents

Abstract

【課題】歯科用ファイルのトルク要求を実質的に減少させる方法の提供。
【解決手段】歯科用リーマー/ファイルは、基端部１２と、末端１４と、その間を延びる所定の長さのテーパー状作用部１６とを有する細長い軸の形態を有し、前記軸の前記作用部の外表面は、少なくとも２本の等間隔に配置された連続的な凹状螺旋溝１８と、前記溝の間の、等しい数の互いに離間して設けられた渦巻き型フランジを有しており、前記フランジの各々は、前記軸の長手方向軸線の長さに対して垂直な面内に、前記軸線からの最大半径位置で交差する第１の面と第２の面により画定される外側端を有し、前記第１の面は比較的短く、前記第２の面は比較的長く、前記最大半径位置は掻取り端縁を形成していることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイルである。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に歯内治療器具としての使用に適した可撓性器具に関し、さらに具体的には、医師が露出された歯根から歯髄物質（ｐｕｌｐａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を取り除く際に使用され、かつ、充填材料を受け入れるように根管を整形するために用いられる歯内治療リーマー／ファイルに関する。

近年の歯科医療における最も重要な進歩の一つは、膿瘍のできた歯の治療方法の改善である。従来、歯は、いったん膿瘍ができてしまうと激しい痛みを和らげる唯一の治療方法として抜かれることが通常であった。「膿瘍ができた」とは、通常は、歯の根管が感染し、その感染により歯とその歯につながる神経末端が圧迫されることを意味し、これは、ほとんど耐えがたい痛みをもたらすことがある。歯内治療の出現と共に、膿瘍のできた歯を抜くという思い切った手段は採られなくなった。

膿瘍のできた歯の歯内治療の第１の工程は、歯冠を開口し、根管への到達経路を設けることである。根管が露出されると、医師は根管から歯髄物質を完全に取り除かなければならない。なぜなら、もし歯髄物質が完全に、かつ、注意深く取り除かれないと、それが継続感染の元となりうるからである。歯髄物質を取り除くことだけでなく、根管に充填材料を充填することができるように根管を整形することも、通常は必要である。現在はまだ他の種類の充填材料が提供されているが、最も一般的な充填材料は「グッタペルカ」と称されるペースト状の材料である。もし根管が適切に清掃され整形されないと、グッタペルカ又は他の充填材料を充填する工程で、空洞領域が残ることがあり、この場合、有機物が根管内に入ってバクテリア作用が生じる事態を招く。このような理由で、膿瘍のできた歯の歯内治療を成功させようとする医師の努力の大半は根管の清掃と整形に向けられる。これらの工程は、医師が露出された歯冠領域から根管内へ挿入する、小さい直径のテーパー状リーマー／ファイルを利用して達成される。根管は歯冠領域から根尖（ｒｏｏｔ ａｐｅｘ）にかけて清掃されなければならない。

根管は、通常はテーパー状の形態をなしている。すなわち、根管の断面は、通常、歯冠の近傍においてより大きく、歯尖、すなわち根管の末端で最小となる。根管はもともとテーパー状であるが、対称的なテーパー形状ではなく、根管は根尖と歯冠領域の間の中間部分に貫入部を有していることがあり、これは充填材料の通過を妨害する。従って、根管は、不要な貫入部を取り除いて、医師が根管の充填に成功する可能性を高めるように整形されなければならない。

ファイルには通常、小さな円筒状のプラスチック製把持部が設けられており、医師はこの把持部を用い、手動でファイルを操作する。「操作」とは、ファイルを根管内に挿入して往復動させ、貫入部を掻取る（ｆｉｌｅ ａｗａｙ）と同時に歯髄物質を取り除くことを意味する。通常、医師はファイルを抵抗点まで挿入してから該ファイルを回転させ往復動させて、渦巻き型の掻取り端縁を根管壁に係合させる。その後ファイルは抜き出されて、管壁から掻取られた歯髄物質等の物質が取り除かれる。この工程は、根管の全長を清掃するために必要なだけ繰り返される。清掃工程において、通常、医師は小さい直径のファイルから始め、根管の清掃や整形が進むにつれて、より大きな径のファイルを、根管が根尖まで整形され清掃されるまで用いる。従って、歯内治療ファイルは、通常、標準的なテーパーの組として提供され、小さな直径のものから大きな直径のものまで様々である。

歯内治療ファイルを手動で回転させる代わりに、医師は、該ファイルの基端をハンドピースのチャックに挿入し、該ハンドピースによってファイルを機械的に回転させ、操作することができる。

根管は直線的でないのが特徴である。一部の根管は他のものに比べより湾曲しているが、歯冠から根尖まで完全に直線であるものはほとんどない。従って、ファイルは、根管が歯冠から歯尖にかけて清掃され整形される際に根管の自然な湾曲に追従することができるよう、可撓性を有することが重要である。もし、ファイルに剛性がありすぎると、ファイルが歯根の側壁を通じて突出することがあり、この場合、歯の内部に向けて感染経路をつくってしまうことがある。さらに、ファイルに剛性があると、根管の全領域を清掃することが困難になる。なぜなら、その剛性のために、ファイルは、根管内の湾曲部の片側に大きく偏位し、ファイルの作用を受けない該湾曲部を形成する壁の一部を残してしまう。従って、高度の可撓性が、歯内治療ファイルの望ましい特徴である。

さらに、ファイルの強度も大変重要である。ファイルを歯内で往復動させ回転させる工程では、ファイルが破損し、破損部分が歯内に残される可能性がある。これは医師にとって深刻な問題を生じさせる。従って、可撓性に優れ、しかもファイルが根管内で操作される際にねじられたり引っ張られたりしても破損しにくい、高いねじれ強度を有する歯科用ファイルを入手することが、歯科医療業者の長い間の要望であった。本発明は、歯科用ファイルのトルク要求を実質的に減少させる方法を提供する。

歯内治療器具の製造に用いるニッケル−チタン合金の導入は、根管整形工程を大幅に簡略化した。ファイルの原形を維持するのに、ニッケル−チタンは、その大きな可撓性ゆえにステンレス鋼よりも優れていることが分かった。さらに、これらの器具は、破損に対する最大トルクが、ステンレス器具より大きいことが特徴である。

ニッケル−チタン製の機械駆動される動力器具は、時計回りまたは反時計回りの方向へ連続的に回転すると同時に、根管に挿入されたり抜かれたりする。第１の作用状態では、接線方向の応力が常に存在することとなるが、該応力の最大値は根管の構造や歯質の硬さにより異なる。第２の作用状態では、器具は根管の幾何学的形状に追従するように拘束され、法線方向の応力を受けるが、この応力は、器具の断面寸法及び形状により異なる。

法線方向の応力は、器具の低周期疲労破損の原因となる。接線方向及び法線方向の最大応力は共に、器具の延性破壊の原因となる。器具断面の最適設計は非常に重要である。なぜなら、それは器具のねじれ特性及び曲げ特性に、ひいては法線方向及び接線方向の最大応力値に直接影響するからである。

本発明の主題、特に歯科用リーマー／ファイルに関するさらなる背景情報については、過去に特許された、以下の米国特許を参照することができる。

本発明の目的は、歯科用ファイルのトルク要求を実質的に減少させる方法を提供することにある。

本発明は、歯内治療を行う際、即ち、具体的には歯の根管を清掃し整形してグッタペルカのような充填材料を受け入れるように歯を形成する際に用いられる、歯科用リーマー／ファイルに関する。

本発明は、具体的には、手動、又は機械的に、即ち歯内治療者によって一般的に用いられるハンドピースを用いて、操作することのできるファイルである。ファイルは、基端と、末端と、該基端から該末端へと延びるテーパー状作用部とを有する細長い軸を備える。軸はまた、ファイルを手動で操作するための、通常はプラスチックからなる拡径把持部か、又は通常はファイルと一体である小径金属部のいずれかを有しており、該小径金属部は、ファイルを機械的に回転させるための歯科用ハンドピースに受け入れられるように形成され、医師によって操作されることができる。

本発明の歯科用リーマー／ファイルは、基端と、末端と、該基端から該末端へと延びるテーパー状作用部とを有する細長い軸を備える。軸作用部の外表面は、少なくとも２本の等間隔に配置された、複数の連続的な凹状螺旋溝により部分的に画定される。これらの螺旋溝は、軸作用部の中心コア部を形成する。螺旋溝は、その間に、等しい数の互いに離間して設けられた渦巻き型（ｓｐｉｒａｌｅｄ）フランジを有する。各フランジは、軸の長手方向軸線の長さに対して垂直な面内に、該軸線からの最大半径位置で交差する第１の面と第２の面により画定される外側端を有している。第１の面は比較的短く、第２の面は比較的長い凸状の円弧である。最大半径位置は掻取り端縁を形成している。

好ましい実施形態では、第１の面は前端面であり第２の面は後端面である。しかし、ファイルが反対方向に回転させられる場合は、該前端面は後端面となり、逆に後端面が前端面となる。短い第１の面は実質的に直線状であってもよく、第２の長い面は好ましくは凸型部分円形状である。螺旋溝は、好ましくは凹型部分円形状であり、溝の深さを変えてファイルの可撓性を変化させることができる。好ましい実施形態では、螺旋溝の深さは、軸作用部の長さに沿って変化する。

本発明のより完全な理解は添付の図面と併せて以下の好ましい実施形態の詳細な説明及び請求項の記載から得られるであろう。

以下に説明する本発明は、その適用に関し、添付の図面に示される部分の構成の詳細に限定されるものではない。本発明は他の実施形態も可能であり、種々の方法で実施することができる。本明細書中に用いられる用語は、説明を目的とし、限定を意図したものではない。

図を参照すると、まず、図１において、立面図は典型的な歯内治療ファイル（ｆｉｌｅ；例えば、やすり）の全体を示す。ファイルは、軸部１０を備え、軸部１０は、ハンドツールのチャックに受け入れられるように形成され、該ハンドツールを用いて、ファイルは、歯内治療者によって回転させられ、操作される。図示されない別の一般的な実施形態では、軸１０に代えて、ファイルを位置決めし、回転させる医師の親指と人差し指の間に把持されるように設計されている、ほぼ円筒形状のプラスチック材料でできた、短い把持部を採用することができる。一般的に、ファイルは機械的に回転させられるように構成される場合も同様である。即ち、ファイルは軸１０を有するか、軸１０に代えて手動操作可能な把持部を有している。

軸部１０は、ファイルの基端１２に位置している。末端１４は、実質的に小さくされた直径を有する。基端１２と末端１４の間には、全体を数字１６で示す、細長い作用部がある。ファイルの作用部１６の外表面には、少なくとも２本の、複数の螺旋溝（ｈｅｌｉｃａｌ ｆｌｕｔｅｓ）１８がある。各螺旋溝１８は、作用部１６の外表面に渦巻き状に形成されている。少なくとも２本の互いに離間して配置された溝を採用することができるが、好ましい構成によれば、図２及び２Ａに図示される溝１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃのような３本の溝が採用される。理論的には、４本以上の溝１８を採用することができるが、実際問題として、好ましい構成は、少なくとも２本の溝であり、好ましい数は図２及び２Ａに示されるような３本である。

各螺旋溝１８は、基端１２に隣接する位置から末端１４まで、作用部１８の長さ方向に延びている。溝１８の深さは可変である。図示される好ましい構成では、各螺旋溝は部分円形状（ｓｅｍｉ−ｃｉｒｃｕｌａｒ；例えば、半円形状）である。図２及び２Ａは、部分円形状の螺旋溝の２つの異なる半径長さを示している。例えば、図２では、溝１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの各々は０．４３インチ（約１１ミリ）に等しい曲率半径Ｒを有し、一方図２Ａでは、溝１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの各々は、図に例示されるように０．３インチ（約８ミリ）という、短い半径を有している。なお、図２及び２Ａは、典型的な歯内治療ファイルと比べて、ほぼ拡大されている。

溝１８は部分円形状であるように図示されている。これは好ましい構成であるが、溝１８を正確に部分円形状にすることは、本発明の実施にとって必須ではない。溝は凹面を有することが重要であるにすぎない。更に、部分円形状であってもその他の凹形態であっても、溝の深さはかなりの程度まで変える事ができる。例えば、ある実施形態では、本発明による一組の歯内治療ファイルは、ファイルの直径は異なるが、各ファイルの基端から末端まで溝の半径は一定であるように提供されて良い。他の組のファイルでは、溝１８の深さがファイルの直径に関連づけられるように、すなわち、大きな直径のファイルはそれに応じて凹みの大きな相対深さ、すなわち、部分円形状溝の小さな曲率半径を有するように構成されて良い。他の組のファイルでは、凹みは各ファイルの長さに沿って変化してよい。例えば、図１に示されるファイルは、作用部１６の上部、即ち、基端１２に最も近い部分で、比較的長い曲率半径を有する半円形であってよく、ファイルの作用面の、末端１４に隣接する部分においては、図２Ａに示されるように、溝は小さな曲率半径を有するように構成されてよい。一般的には、各ファイルのねじり抵抗は溝１８の凹みの深さに比例する。即ち、例えば図２と比較した図２Ａのように、溝の凹みが深くなるにつれてファイルのねじり抵抗（ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）は減少する。本発明によれば、高いトルク強度又は周期疲労抵抗により特徴付けられる一組のファイルを製造することができる。

各螺旋溝１８の間には、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃで示される、互いに離間して設けられた渦巻き型フランジ２０がある。フランジ２０は、溝１８間、具体的には、図２及び２Ａに示される溝１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃの間に存在する、ファイル本体の部分である。図示される実施形態では、３本の螺旋溝１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃがあるため、３本の螺旋状フランジ２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃがある。フランジ２０の各々は、図２及び２Ａに示されるような外端面を有している。各フランジ２０の外端面は、第１の比較的短い面２４と第２の比較的長い面２６により形成されている。各フランジの面２４と２６は、最大半径位置２８で接している。各最大半径位置２８は、渦巻き型の掻取り端縁（ｓｃｒａｐｉｎｇ ｅｄｇｅ）を形成する。即ち、フランジ面２４と２６の交差により、作用部１６の全長に渡って延びる螺旋状の掻取り端縁２８が提供される。

各フランジ２０の第１の短い面２４と第２の長い面２６は共に直線状であってよいが、好ましい構成では、面２４と２６の各々は、円弧状であることが好ましい。例えば、図２では、各フランジの第１の短い面２４は０．３インチ（約８ミリ）の半径を有し、各第２の長い面２６も同様である。長い面と短い面２４と２６は共にその半径長さを変えることができ、各々が同じ長さの半径を有する必要はない。

図２及び２Ａの断面図に示されるような歯内治療ファイルの幾何学的形状は、実質的に切削器具というよりもむしろ掻取り器具であるファイルを形成する。これは、最大半径位置２８が９０°より大きい内角で交差する面によって画定されるからである。短い面２４又は長い面２６のいずれかを前端面（ｌｅａｄｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）にすることができる。例えば、図２及び２Ａに示されるように、ファイルが時計回りに回転させられる場合、短い面２４は前端面となり、長い面２６が後端面（ｔｒａｉｌｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ）となる。しかし、ファイルが反時計回りに回転させられる場合には、これらの状態は逆になる。

図示される構成の各フランジ部の第１及び第２の面２４と２６は、好ましい構成では凸状である。しかし、上述したように、これらの面は、凸状である代わりに図２Ｂに示すような直線状であってよい。具体的には、図２Ｂでは、第１の短い面２４と第２の長い面２６Ｂは、共に直線状である。更に、図２Ａの実施形態では、面２４と２６の各々の曲率半径は同じであり、即ち、ファイル自体の半径より大きな０．３インチ（約８ミリ）である。図示されるように、長手方向軸線２２から各掻取り端縁２８までの半径は０．２インチ（約５ミリ）である。

歯内治療ファイルを製造する技術において、２つの標準的な、周知のしばしば採用される断面構成がある。一方はプロファイル（ＰｒｏＦｉｌｅ）構成と称され、他方はプロテーパー（ＰｒｏＴａｐｅｒ）構成と称される。プロファイル断面構成は、典型的には溝を採用せず、代わりに、相互接続して掻取り端縁を提供する凸面を有している。プロテーパーのファイルは溝を採用しているが、各フランジの外側作用端を形成する外表面の幾何学的形状は、単一の円弧状の面からなり、該円弧は器具の最大半径位置と同じ曲率半径を有している。図２及び２Ａに例示される本発明の断面の実施形態は、従来から用いられるプロファイルのファイルとプロテーパーのファイルの設計の短所を避け、両者の長所を利用している。プロテーパーの断面は、良好な切削性能が特徴であると同時に、慣性モーメント（ねじり剛性（ｔｏｒｓｉｏｎａｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ））が大きく、歯質の破片の除去性能が低いことも特徴である。プロファイルの断面は、慣性モーメントが小さいことが特徴であり、即ち、より従順な、ねじり可撓性器具であって、良好な破片の除去性能を有するが、中位の切削性能しか有しない。プロテーパーの良好な切削性能がフランジ間の螺旋状凹溝によって得られる一方、フランジ間の大きな溝の存在は、プロファイルの小さい慣性モーメントと良好な破片除去性能の原因である。図２及び２Ａの断面構成は、凹状螺旋フランジを有することによってプロファイルの端縁の利点を維持すると共に、螺旋フランジ間に螺旋溝を存在させ、このようにしてプロファイルの破片除去性能と共にプロテーパーのファイルの切削性能が本質的に維持される。つまり、本発明は歯内治療ファイルの基本設計に用いられる公知の幾何学的形状の最良の特徴を維持している。

本発明をある程度特定して説明したが、この開示の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明の構造や構成の細部において多くの変更が可能であることは明らかである。本発明は、例示の目的でここに図示された実施例に限定されることはなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定されるものであり、請求項の範囲には、その各要素にふさわしい均等物の全範囲が含まれる。

図１は、本発明の原理を包含して用いることができる種類の歯内治療ファイルの立面図である。図１のファイルは、該リーマー／ファイルが機械的に回転させられ、同時にファイルの根管内への軸方向の進入が医師によって変えられることができるように、ハンドピース内に挿入される種類のものである。 図２は、図１の２−２線に沿った断面図である。図２は、３本の螺旋を有する軸部を形成する３本の渦巻き型の溝により形成されるファイルの作用部の構造を示す。つまり、軸部は溝の間の領域からなる。図示の実施形態では３本の溝とそれに応じて３つのフランジが存在するが、本発明のファイルは、２本の互いに離間した渦巻き型フランジにより分離された２本の互いに離間した渦巻き型溝を有しても良く、３本、４本、またはそれ以上の数の渦巻き型溝とフランジを有することができる。本発明の好ましい実施形態では、渦巻き型溝とフランジの最小数は２であり、最大数は４であるが、２または３本の溝及びフランジが好ましい。図１および２は、３本の溝と３つのフランジを有する好ましい構成を示す。 図２Ａは、図２に示されるような断面図であるが、溝の深さがより大きい構成を示す。具体的には、図２Ａは、図２が示すような部分円形状の溝を示すが、図２Ａでは溝の曲率半径は小さくされ、溝はより深くなっている。図２Ａの実施形態では断面積がより小さいため、リーマー／ファイルはそれに応じてより可撓性があると同時にねじり抵抗が小さい。 図２Ｂは、図２Ａに示されるような断面図であるが、各フランジ部の外側端を画定する第１と第２の面が共に直線状である実施形態を示す。

符号の説明

１０ 軸部
１２ 基端
１４ 末端
１６ 作用部
１８ 螺旋溝
２０ 螺旋フランジ
２２ 長手方向軸線
２４ 第１の短い面
２６ 第２の長い面
２６Ａ 直線状の長い面
２８ 最大半径位置、螺旋状掻取り端縁

Claims (16)

1. 歯科用リーマー/ファイルであって、
   基端部と、末端と、前記基端部から前記末端へ延びる所定の長さのテーパー状作用部とを有する細長い軸を備え、
   前記軸の前記作用部の外表面は、前記軸の前記作用部の中心コア部を形成する、少なくとも２本の等間隔に配置された、複数の連続的な凹状螺旋溝により部分的に画定され、前記溝は、その間に、等しい数の互いに離間して設けられた渦巻き型フランジを有しており、前記フランジの各々は、前記軸の長手方向軸線の長さに対して垂直な面内に、前記軸線からの最大半径位置で交差する第１の面と第２の面により画定される外側端を有し、前記第１の面は比較的短く、前記第２の面は比較的長く、前記最大半径位置は掻取り端縁を形成していることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
2. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記溝の各々は、凹面によって形成されていることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
3. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記第１の面は前端面であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
4. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記第２の面は前端面であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
5. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記第１の面は実質的に直線状であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
6. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記第１の面は凸状の円弧であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
7. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記第２の面は凸状の円弧であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
8. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記凹状螺旋溝は、前記軸の長手方向軸線に対して垂直な面内において、部分円形状であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
9. 請求項８に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、凸型部分円形状の前記第２の面の曲率半径は、前記凹状螺旋溝の曲率半径と実質的に等しいことを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
10. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記第１の面と前記第２の面は、直線状であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
11. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記第１の面と前記第２の面は共に凸状の円弧であることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
12. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、断面のトルク強度と直径との比が、前記軸の前記作用部の長さに沿って変化することを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
13. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記リーマー/ファイルが、一組のリーマー/ファイルのうちの１つであり、前記組のすべてのファイルが、その特徴として高いトルク強度を有していることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
14. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記組の各ファイルのトルク強度は、螺旋溝の凹みと直径との比により決定されることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
15. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記リーマー/ファイルが、高いトルク強度を有するように構成された一組のリーマー/ファイルのうちの１つであることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。
16. 請求項１に記載の歯科用リーマー/ファイルにおいて、前記リーマー/ファイルが、周期疲労抵抗を有するように構成された一組のリーマー/ファイルのうちの１つであることを特徴とする、歯科用リーマー/ファイル。

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