JP2007509062A - 歯科用方法及び装置 - Google Patents

Abstract

歯科用装置、及び第１のワックス様重合性歯科用材料及び第２のワックス様重合性歯科用材料を成形し、それにより重合性歯科用装置を形成することによる歯科用装置を作製する方法。

Description

本発明は、歯科用装置、及び第１のワックス様重合性歯科用材料及び第２のワックス様重合性歯科用材料を成形して重合性歯科用装置を形成することによる歯科用装置の作製方法に関する。

本出願は、２００３年４月２日付けで出願された米国特許出願第１０／４０５，１６９号（係属中）の一部係属出願であり、この出願は２００２年３月２６日付けで出願された米国特許出願第１０／１０６，７４１号（係属中）の一部係属出願であり、この出願は２００１年９月４日付けで出願された米国特許出願０９／６８２，４４０号（現在、米国特許第６，５９２，３６９ Ｂ２号）の一部係属出願であり、この出願は２０００年９月２６日付けで出願された米国特許出願第０９／６７０，３６４号（放棄）の一部係属出願である。本出願は、２００２年１１月２７日付けで出願された米国特許出願第１０／３０６，０９６号（係属中）の一部係属出願であり、この出願は２０００年９月２６日付けで出願された米国特許出願第０９／６７０，３６４号（放棄）の係属出願である。本出願は、２０００年１０月４日付けで出願された米国仮特許出願第６０／２３７，５２３号、２０００年５月３日付けで出願された米国仮特許出願第６０／２０１，７０５号、及び１９９９年１１月１０日付けで出願された米国仮特許出願第６０／１６４，８９３号の利益を主張するするものである。

［発明の詳細な説明］
本発明で有用な組成物は、充填剤、色素、安定剤、可塑剤及び繊維をさらに含み得る。好ましくは、これらの重合性歯科用組成物は、約２重量％〜約９５重量％の充填剤粒子を含む。より好ましくは、これらの組成物は、約１０重量％〜約８５重量％の充填剤を含む。ナノ複合材料及びセラマーを、これらの複合材料から形成し得る。充填剤は、さらに重合による収縮を低減し、耐磨耗性を改良し、機械的特性及び物理的特性を修正するために、有機粒子充填剤及び無機粒子充填剤の両方を含むことが好ましい。

光硬化性重合性歯科用材料は、好ましくは、活性化波長の光への曝露により重合を開始させる光増感剤、例えばカンファーキノン、ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ又はメチルベンゾイン、及び／又は還元化合物、例えば第三アミンを含む。室温又は加熱活性化触媒系が重合性歯科用材料中に含まれることが好ましい。例えば、室温での還元剤又は加熱によって活性化されたときに遊離ラジカルを生成することができる過酸化物が挙げられる。好ましい過酸化物には、過酸化ベンジル及び過酸化ラウロイルが含まれる。

本発明の好ましい実施形態は、義歯床又は義歯の少なくとも一部に成形された、重合性歯科用材料を光硬化することによって形成される高強度歯科用重合性材料を使用する。好ましくは、重合性歯科用材料は、少なくとも２５０，０００ｐｓｉの曲げ弾性率及び少なくとも７，０００ｐｓｉの曲げ強度を有する。好ましくは、本発明の義歯は、一体的に連結した義歯床及び義歯を含み、相互浸透高分子網目ポリマーマトリクスと、ポリマーマトリクス中に有効に結合して分配される粒子サイズが５００ミクロン未満である少なくとも０．１重量％の自己潤滑性粒子を含む。好ましくは、義歯床及び義歯の一体的連結は、４，４８０ｐｓｉの結合強度を有効に超える。

本明細書中で使用される「ワックス様材料」とは、４０℃を超えて流動性（流動物）であり、且つ２３℃以下で５分以内に寸法安定となる（凝固する、すなわち、非流動物である）材料をいう。したがって、ワックス様材料は、４０℃以上の場合に流動性を示し、且つ２３℃以下の場合に寸法安定となる。１００℃〜４０℃の温度の流動性ワックス様材料は、２３℃と０℃との間の周囲温度への曝露による冷却によって５分以内に寸法安定となる。１００℃〜４０℃の温度の流動性ワックス様材料は、２３℃と０℃との間の周囲温度への曝露による冷却によって２、１、０．５又は０．３分以内（優先度が高い順）に寸法安定となる。

本明細書中で使用される「高強度歯科用重合性材料」とは、少なくとも２５０，０００ｐｓｉの曲げ弾性率及び少なくとも５，０００ｐｓｉの曲げ強度を有するポリマーマトリクスを有する材料をいう。任意に、高強度歯科用重合性材料には、補強充填剤が含まれる。しかし、ポリマーマトリクスのみ（いかなる補強充填剤も含まない）では、少なくとも２５０，０００ｐｓｉの曲げ弾性率及び少なくとも５，０００ｐｓｉの曲げ強度を有する。好ましくは、高強度歯科用重合性材料は、少なくとも３００，０００ｐｓｉの曲げ弾性率及び少なくとも７，０００ｐｓｉの曲げ強度を有するポリマーマトリクスを有する。より好ましくは、高強度歯科用重合性材料は、優先度が高い順に、少なくとも３５０，０００ｐｓｉの曲げ弾性率及び少なくとも１２，０００ｐｓｉの曲げ強度を有するポリマーマトリクスを有する。共に高強度歯科用重合性材料から作製された人工歯及び義歯床は、重合性歯科用材料の重合中に、総義歯、部分義歯及びブリッジが含まれる歯科用製品中で一体的に連結される。

本明細書中で使用される「曲げ強度及び曲げ弾性率」とは、ＡＳＴＭ Ｄ７９０（１９９７）に従う試験の結果をいう。本明細書中で使用される「ノッチ付き衝撃強さ」は、「ノッチ付きアイゾット衝撃耐性」ともいい、ＡＳＴＭ Ｄ２５６（１９９７）に従う試験の結果をいう。本明細書中で使用される場合、「ノッチなし衝撃強さ」は、ＡＳＴＭ Ｄ４８１２（１９９３）に従う試験の結果をいう。

以下の実施例では、特に示さない限り、全ての部及び百分率は、重量による。ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯは、バスフ（BASF）社によって製造された２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドをいい、使用した可視光硬化ユニットは、デンツプライインターナショナル（Dentsply International）社から販売されているＥｃｌｉｐｓｅ可視光硬化ユニットであり、約３０ミリワット／ｃｍ^２の３５０〜４５０ｎｍの光が得られる。

調製１
オリゴマーの調製
反応器に乾燥窒素流下で１，１７６ｇのトリメチル−１，６−ジイソシアナト−ヘキサン（５．５９ｍｏｌ）及び１，０６４ｇのビスフェノールＡプロポキシレート（３．０９ｍｏｌ）を入れ、窒素陽圧下にて約６５℃に加熱した。この反応混合物に、１０滴のジブチルスズジラウレート触媒を添加した。反応混合物の温度を、６５℃と１４０℃との間に約７０分間保持し、さらに１０滴のジブチルスズジラウレート触媒を添加した。粘性ペースト様イソシアネート末端キャップ中間生成物を形成し、１００分間撹拌した。

この中間生成物に、反応温度を６８℃と９０℃との間に保持しながら６６２ｇ（５．０９ｍｏｌ）の２−ヒドロキシエチルメタクリレート及びインヒビターとしての７．０ｇのＢＨＴを７０分間にわたって添加した。７０℃で約５時間の撹拌後、加熱を中止し、オリゴマーを半透明の可塑性固体として反応器から回収し、乾燥大気中で保存した。

調製２
モノマーの調製
反応フラスコに、７００ｇの１，６−ジイソシアナトヘキサンを入れ、窒素陽圧下にて約７０℃に加熱した。この反応器に、１，０２７ｇの２−ヒドロキシエチルメタクリレート、０．７５ｇのジブチルスズジラウレート触媒、及び４．５ｇのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を添加した。この添加は乾燥窒素流下で２時間にわたってゆっくりと行った。反応混合物の温度を、７０℃と９０℃との間にさらに２時間保持し、その後８．５ｇの精製水を添加した。１時間後、反応生成物を透明な液体としてプラスチック容器に取り出し、冷却して白色固体を形成し、乾燥大気中で保存した。

調製３
重合性義歯床プレート材料の調製
光硬化性重合性材料を、９８．０ｇの調製１のＴＢＤＭＡオリゴマー、０．３５ｇの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（バスフ社によって作製されたＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ）、８．３％カンファーキノン（ＣＱ）、２５％エチル４−ジメチルアミノベンゾエート（ＥＤＡＢ）及び６６．７％１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート（ＨＤＤＭＡ）を含む１．５ｇの溶液、０．１ｇの赤色アセテート繊維、及び０．０５ｇの色素を含む液体を８５℃で撹拌することによって調製した。

調製４
重合性ワックス様義歯輪郭材料の調製
光硬化性ワックス様重合性歯科用材料を、５０．５ｇの調製１のオリゴマー、４５．０ｇの調製２のモノマー及び４．０ｇのサートマー（Sartomer）社のアクリル酸ステアリルの液体混合物を８５℃で撹拌することによって調製した。この混合物に、０．３５ｇの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ）、０．１ｇの赤色アセテート繊維及び０．０５ｇの色素濃縮物を添加した。形成された重合性ワックス様材料は、６５℃〜６８℃で流動性を示すようになる。

調製５
重合性義歯構築材料
光硬化性重合性材料を、８４．５ｇの調製１のオリゴマー及び１５．０ｇの調製２のモノマーの液体混合物を８５℃で撹拌することによって調製した。この混合物に、０．３５ｇの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ）、０．１ｇの赤色アセテート繊維及び０．０５ｇの色素を添加した。

調製６
重合性ワックス様人工歯樹脂の調製
光硬化性ワックス様重合性歯科用材料を、５０ｇの調製１のオリゴマー、３０．０ｇの調製２のモノマー及び２０ｇの調製２のモノマーの液体混合物を８５℃で撹拌することによって調製した。この混合物に、０．３５ｇの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯ）及び０．０５ｇの色素濃縮物を添加した。形成された重合性ワックス様材料は、６５℃〜７０℃で流動性を示すようになる。

調製７
モノマーの調製
反応フラスコに、１６８ｇの１，６−ジイソシアナトヘキサンを入れ、窒素陽圧下にて約７０℃に加熱した。この反応器に、２２８ｇの２−ヒドロキシエチルアクリレート、０．１２ｇのジブチルスズジラウレート触媒及び０．８６ｇのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を添加した。この添加は乾燥窒素流下で２時間にわたってゆっくりと行った。反応混合物の温度を、７０℃と９０℃との間にさらに３時間保持し、その後０．９ｇの精製水を添加した。１時間後、反応生成物を透明な液体としてプラスチック容器に取り出し、冷却して白色固体を形成し、乾燥大気中で保存した。

調製８
モノマーの調製
反応フラスコに、４７．７ｇのｐ−トリルイソシアネートを入れ、窒素陽圧下にて約４６℃に加熱した。この反応器に、４８．１３ｇの２−ヒドロキシエチルメタクリレート、０．０６ｇのジブチルスズジラウレート触媒及び０．３０ｇのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を添加した。この添加は反応混合物の温度を７８℃に上昇させながら乾燥窒素流下で４０分間にわたってゆっくりと行い、７２℃と７８℃との間にさらに１．３時間保持した。反応生成物を透明な液体としてプラスチック容器に取り出し、冷却して半透明のオフホワイトの固体を形成し、乾燥大気中で保存した。

実施例１Ａ及び１Ｂ
表１は実施例１Ａから１Ｂの成分を示し、表２は実施例１Ａから１Ｂの組成物の特性を示す。実施例１Ａから１Ｂの組成物を、９５℃で表１に示す成分を混合することによって調製した。

実施例１Ａ及び１Ｂの材料の物理的特性を試験し、結果を表２に列挙した。

三体環状摩損機（three body cyclic abrasion wear machine）（ライフェルダー、アラバマ大学、ガラス器具内で）を使用して、実施例１Ａ及び１Ｂの重合複合材料組成物の耐磨耗性の基準として、容積減少（４００，０００サイクルでのｍｍ^３）を測定した。

実施例１Ａ及び１Ｂの重合複合材料組成物の水分収着を、ＩＳＯ４０４９に従って測定した。試料を、Ｅｃｌｉｐｓｅ光硬化ユニット（電圧３７．５Ｖ、ブロア８０％で５：３０〜１０：００分間）で１０分間光硬化した。

実施例１Ａ及び１Ｂの重合複合材料組成物の曲げ強度及び曲げ弾性率を、ＡＳＴＭ Ｄ７９０（１９９７）に従ったインストロン（Instron）社の曲げユニットでの三点曲げ試験の使用によって測定した。Ｅｃｌｉｐｓｅ光硬化ユニット中の金型中で１０分間試料を硬化した（電圧３７．５Ｖ、ブロア８０％で５．５〜１０分間）。

実施例１Ａの組成物は、６０℃未満で寸法安定となり、６０℃で軟化し始め、７０℃より１℃未満超えて加熱した場合に流動性を示すようになる。実施例１Ｂの組成物は、５７℃未満で寸法安定となり、５７℃で軟化し始め、６７℃より１℃未満超えて加熱した場合に流動性を示すようになる。

実施例２
連続的義歯作製
２つのスチールディスクは、それぞれ円筒型の外面を有し、外面に一連の歯型半分片（tooth mold halves）を有する。２つのスチールディスクを、それらの円筒型の外面に沿って接触するように回転させる。円筒型外面の一部を接触させながら各ディスク上の対応する歯型半分片を整列させる。調製６の手順に従って形成した６０℃の重合性ワックス様材料のシートを、それぞれ３７℃の２つの回転スチールディスクの整列した外面の間に連続的に供給する。各ディスク上の対応する歯型半分片により、これらが互いに整列するように回転するにつれて、各０．５ｇ〜２ｇ分の重合性ワックス様材料が人工歯に成形される。

実施例３
多層歯作製
２つの各スチール製鋳型半分片は、その中に１４個の歯型半分片を有する。２つのスチール製鋳型半分片（各３７℃）を、対応する歯型半分を整列させながら、接触させて配置して、重合性ワックス様複合材料のシート（６０℃）を、２つの歯型半分片の整列された面の間に配置する。重合性ワックス様複合材料を、実施例１Ｂの手順に従って形成する。対応する歯型半分片は、これらが互いに整列されるにつれて、各０．３ｇ分の重合性ワックス様複合材料が人工歯の各エナメル質に成形される。１つのスチール製鋳型半分片（人工歯のエナメル質を含まない）を除去し、さらなるスチール製鋳型半分片（３７℃）をその位置でそれらの型の外面に沿って接触するように適用する。さらなるスチール製鋳型もその中に１４個の歯型半分片を有する。実施例１Ａの手順に従って形成された６０℃の重合性ワックス様複合材料のシートを、２つの鋳型半分片の間に配置する。重合性ワックス様複合材料を、歯型の空洞に押し込む。対応する歯型半分片により、各１ｇ分の重合性ワックス様複合材料（６０℃）が人工歯の本体のそれぞれに成形される。各人工歯の本体をその型の空洞中にてエナメル質と合わせて２層を有する人工歯が形成される。

形成された１４個の歯を、調製３の手順に従って調製した材料の成形義歯床に配置し、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ８００光硬化ユニット（デンツプライインターナショナル社から販売されている）から６０秒間光を入射させることによって光硬化させ、その後Ｔｒｉａｄ２０００光硬化ユニット（デンツプライインターナショナル社から販売されている）中で１０分間硬化させる。義歯と義歯床との隣接面を重合中に合わせて、一体化した義歯が形成される。

実施例４
連続的多層歯作製
２つの各スチールディスクは、その円筒型の外面に１４個の一連の歯型半分片を有する。２つのスチールディスク（各３７℃）を、対応する歯型半分片を整列させながら、それらの円筒型の外面に沿って接触させるように回転させ、重合性ワックス様複合材料のシート（６０℃）を、２つのディスクの整列された表面の間に連続的に供給する。重合性ワックス様複合材料を、実施例１Ｂの手順に従って形成する。対応する歯型半分片により、これらが回転して互いに整列されるにつれて、各０．３ｇ分の重合性ワックス様複合材料が人工歯の各エナメル質に成形される。人工歯のエナメル質を含まない１つのスチールディスクを除去し、さらなるスチールディスク（３７℃）を、歯型半分片が回転時にそれらの型外面に沿って接触するようにその位置に配置する。さらなスチールディスクもその中に１４個の歯型半分片を有する。実施例１Ａの手順に従って形成された６０℃の重合性ワックス様複合材料のシートを、２つのディスクの間に連続的に供給する。重合性ワックス様複合材料を、歯型の空洞に押し込む。対応する歯型半分片により、各１ｇ分の重合性ワックス様複合材料（６０℃）が人工歯の各本体に成形される。各人工歯の本体をその型の空洞中にてエナメル質と合わせて２層を有する人工歯が形成される。

形成された１４個の歯を、調製４の手順に従って調製した材料の成形義歯床に配置し、デンツプライインターナショナル社から販売されているＥｃｌｉｐｓｅ光硬化ユニットにおいて１０分間、光を入射させることによって光硬化させる。歯と義歯床との隣接面を重合中に合わせて、一体化した義歯が形成される。

実施例５
多層歯冠
２つの各スチール製鋳型半分片は、その中に１４個の歯冠型半分片を有する。２つのスチール製型半分片（各３７℃）を、対応する歯冠型半分片を整列させながら、接触させて配置し、重合性ワックス様複合材料のシート（６０℃）を、２つの鋳型半分片の整列された表面の間に配置した。重合性ワックス様複合材料を、実施例１Ｂの手順に従って形成する。対応する歯型半分片により、これらが互いに整列されるので、各０．３ｇ分の重合性ワックス様複合材料が歯冠の各エナメル質に成形される。１つのスチール製鋳型半分片（歯冠のエナメル質を含まない）を除去し、さらなるスチール製鋳型半分片（３７℃）をその位置で鋳型の外面に沿って接触するように適用する。さらなスチール製鋳型もその中に１４個の歯型半分片を有する。実施例１Ａの手順に従って形成された６０℃の重合性ワックス様複合材料のシートを、２つの鋳型半分片の間に配置する。重合性ワックス様複合材料を、歯冠の空洞に押し込む。対応する歯冠鋳型半分片により、各１ｇ分の重合性ワックス様複合材料（６０℃）がそれぞれ歯冠の本体に成形される。各歯冠の本体をその鋳型の空洞中にてエナメル質と合わせて２層を有する歯冠が形成される。

使用時に、歯冠本体の底部を加温して軟らかくする。歯冠を、切断及び接着剤の塗布によって準備した歯上に押し付けて配置する。歯冠の軟化部分を、準備した歯の上面と一致させる。歯冠のエナメル質部分はその形状を保持する。次いで、配置した歯冠を、光硬化する。

本発明を本発明のある具体的な実施形態に関して非常に詳細に記載しているが、本発明がこのような実施形態に制限されると見なすべきではなく、本発明の精神及び添付の特許請求の範囲を逸脱することなく他の方法で本発明を使用し得ると理解すべきである。

Claims (21)

1. 歯科用装置の作製方法であって、
   第１のワックス様重合性歯科用材料及び第２のワックス様重合性歯科用材料を成形して重合性歯科用装置を形成することを含む、歯科用装置の作製方法。
2. 前記第１のワックス様重合性歯科材料が第１の流動温度を有し、前記第２のワックス様重合性歯科材料が第２の流動温度を有し、該第１の流動温度は該第２の流動温度よりも有効に高い、請求項１に記載の歯科用装置の作製方法。
3. 前記重合性歯科用装置が、人工歯、ブリッジ、総義歯及び部分義歯から成る群から選択される、請求項１に記載の歯科用装置の作製方法。
4. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料及び前記第２のワックス様重合性歯科用材料を重合して重合性歯科用装置を形成することをさらに含む、請求項１に記載の歯科用装置の作製方法。
5. 前記重合性歯科用装置が、人工歯、ブリッジ、総義歯及び部分義歯から成る群から選択される、請求項４に記載の歯科用装置の作製方法。
6. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料が歯のエナメル質に成形される、請求項１に記載の歯科用装置の作製方法。
7. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料及び前記第２のワックス様重合性歯科用材料の少なくとも１つが充填剤を含む、請求項１に記載の歯科用装置の作製方法。
8. 歯科用装置の作製方法であって、
   第１のワックス様重合性歯科用材料を成形して重合性歯科用装置の第１部分を形成すること、及び
   第２のワックス様重合性歯科用材料を成形して前記重合性歯科用装置の第２部分を形成すること
   を含む、歯科用装置の作製方法。
9. 前記重合性歯科用装置が、人工歯、ブリッジ、総義歯及び部分義歯から成る群から選択される、請求項８に記載の歯科用装置の作製方法。
10. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料及び前記第２のワックス様重合性歯科用材料を重合して重合性歯科用装置を形成することをさらに含む、請求項８に記載の歯科用装置の作製方法。
11. 前記重合性歯科用装置が、人工歯、ブリッジ、総義歯及び部分義歯から成る群から選択される、請求項１０に記載の歯科用装置の作製方法。
12. 前記第１のワックス様重合性歯科材料が第１の流動温度を有し、前記第２のワックス様重合性歯科材料が第２の流動温度を有し、該第１の流動温度は該第２の流動温度よりも有効に高い、請求項８に記載の歯科用装置の作製方法。
13. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料が歯のエナメル質に成形される、請求項８に記載の歯科用装置の作製方法。
14. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料及び前記第２のワックス様重合性歯科用材料の少なくとも１つが充填剤を含む、請求項８に記載の歯科用装置の作製方法。
15. 第１のワックス様重合性歯科用材料及び第２のワックス様重合性歯科用材料を成形して重合性歯科用装置を形成することを含む方法により作製される歯科用装置。
16. 前記第１のワックス様重合性歯科材料が第１の流動温度を有し、前記第２のワックス様重合性歯科材料が第２の流動温度を有し、該第１の流動温度は該第２の流動温度よりも有効に高い、請求項１５に記載の歯科用装置。
17. 前記重合性歯科用装置が、人工歯、ブリッジ、総義歯及び部分義歯から成る群から選択される、請求項１５に記載の歯科用装置。
18. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料及び第２のワックス様重合性歯科用材料を重合して重合性歯科用装置を形成することをさらに含む請求項１５に記載の歯科用装置。
19. 前記重合性歯科用装置が、人工歯、ブリッジ、総義歯及び部分義歯から成る群から選択される、請求項１８に記載の歯科用装置。
20. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料が歯のエナメル質に成形される、請求項１５に記載の歯科用装置。
21. 前記第１のワックス様重合性歯科用材料及び前記第２のワックス様重合性歯科用材料の少なくとも１つが充填剤を含む、請求項１５に記載の歯科用装置。