JP2011036727A - 自己調整器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 固形物の内部に又は固形物を貫通して存在するチャンネル（管）の清浄及び／又は整形及び／又は拡張のための器具を提供する。
【解決手段】 器具の設計およびそれを構成する材料の超弾性、形状記憶特性により、器具に囲まれた内部空間部、その外側形状又はこれら双方が、作業の間に加えられた応力により変形自在となっていて、それにより器具は前記流路の三次元形状に対し適応し得るものとなっている。この器具の好ましい具体例は、根管治療における清浄、整形、拡張の段階に使用される歯内ヤスリである。
【選択図】図１０

Description

本発明は工具の分野に関する。特に、本発明は、固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する流路を清浄及び/又は整形及び/又は拡張するための器具に関する。

本明細書おいて、引用されている参考文献など、参照されている文献および他の参考材料は、その全体が参照のために本明細書に組み込まれるものであり、これらは以下の文面にて数字により、更に末尾に添付した参考文献にそれぞれグループ化されている。

固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する流路を清浄及び/又は整形及び/又は拡張するための器具の使用が要求されるような状況が多々存在する。この問題並びに従来技術の欠点を象徴する最もよい例の１つが、歯科器具の分野、特に根管処置の場合である。根管処置は歯科外科医にとって、最も要求される仕事である。根管処置は２つの段階からなる。すなわち、（a）根管を整形し、清浄し、拡張する段階、および（b）根管空間の閉塞である。この第１の段階は全ての組織残留物を除去し、根管空間を整形し、消毒することである。第２の段階は根管を閉塞し再汚染を防止することである。これらの目標のいずれかでも達成できないときは、周縁の骨の再吸収および一時的又は慢性な化膿に関連した永続的な根尖性歯周炎を生じさせることになる。

最も簡単なケースであって、根管が比較的直線的であり、比較的均一な円形断面を有する場合、作業は小径の器具(歯科用ヤスリとして知られているもの)で開始され、次にこれを一連の次第に大きな径のヤスリで順次、置換えて作業を続行し、所望の最終的な径の根管を得るようにしている。根管が直線的でない場合は、従来のステンレス製のヤスリを使用すると、結果として、おそらく質の悪い治療となってしまう。曲率がそれほど大きくないケースでは、ニッケル・チタン合金のヤスリを用いて、根管の長手方向の曲率に適合させることができる。すなわち、それにより、良好な結果を達成することができる。しかし、現在のニッケル・チタン合金のヤスリは、根管の形状や、直径の変化に適応させることができず、そのため、ステンレス鋼製のヤスリの場合と同様に、一連のヤスリを用いて根管をきれいにする必要がある。更に、現行のヤスリの如何なるタイプのものであっても、それを使用して、非均一的、非円形断面の根管を処置する場合は、根管を完全にきれいにすることができないか、あるいは断面円形の根管であって、その均一な直径が当初の根管の最大幅と少なくとも同じ大きさのものとなってしまう。

歯の解剖学的構造が図１に示されている。構造的に、歯１は２つの区域に分けられる。エナメル質４により被覆された歯冠２は歯の見える部分である。歯根３は歯肉の下にあり、歯を顎骨内の所定位置に固定させるものである。歯の主要素材を具備してなる象牙質６内には、歯髄室５および１またはそれ以上の根管７が設けられていて、その双方とも歯髄８で満たされている。

図２Ａ〜２Ｃは根管治療の主な過程を示している。第１の段階（図２Ａに示す）において、歯冠の一部が除去され、歯髄が歯髄チャンバーから除去される。第２の段階において（図２Ｂに示す）、根管の開口部が拡張される。次に（図２Ｃ）、根管系が整形され、清浄され、拡張され、全ての歯髄粒子および患部が除去される。最終段階において(図示しない)、清浄され、患部が除去された根管の閉塞が行われる。

歯内治療の失敗は、専門家が認めようとするよりも、遥かに一般的なものとなっている。一般に引用されている成功は、教育機関及び/又は歯内治療学者により行われた研究に主として基づくものである。それにも拘わらず、一般公衆に対して行われた調査では、歯内治療された歯に関連して、その５８％までも、歯根尖端周囲の障害が明らかになっている（非特許文献１参照）。

これは、おそらく、治療の質の悪さを表すものであるが（非特許文献１参照）、それにも拘わらず、これは更に根管治療の一般的アプローチに基本的欠陥があることを表している。根管は通常、断面が円形で、直径が徐々に小さくなるテーパー状のものと認識されている（図３Ａ）。これは上顎前方の歯については、その通りであるが、多くの双頭歯および臼歯の場合は、真実とはかけ離れている。これらの歯の場合、平坦な断面のリボン状の根管（図３Ｂ）が一般的なものである（非特許文献２参照）。これらの根管の平坦な寸法は頬舌側面でのものであり、これらは放射線写真上では見ることができず、通常、先端から５mmの所で最大幅を有する。この解剖学的構造は、特に第２上顎双頭歯、下顎臼歯の歯根先端並びに犬歯および下顎門歯において顕著である。更に、涙形断面を有する根管（図３Ｃ）は、２つの根管を有する歯根、例えば下顎臼歯の中間歯根、上顎第１双頭歯の歯根、上顎臼歯の中間頬側歯根の多くのものにおいて一般的なものである。これらの解剖学的構造の変化の全てが通常の周縁放射線写真で見ることができるというものではないことが、一般の誤った考えの１つの理由になっており、これは質の良い歯内治療の目標を達成するに当たっての大きな障害になっている。

根管を清浄し、拡張し、整形するための伝統的な一般的アプローチは、円形断面と、標準化された円筒状円錐形のハンドヤスリを利用することである。ヤスリを径が大きくなるものに徐々に変える一連のヤスリを利用し、その間に殺菌用溶液で洗い流す方式は、円筒状円錐形のガッタパーチャ(ゴム様充填材)コーンを根管の先端内に密着状に嵌合させることを可能にし、これは“マスター・コーン”として使用される。正しいペースト型シーラーおよび付属コーンを使用することにより、根管の先端部が閉塞されることが期待される。この一般的な清浄、拡張、整形手法は根管の先端部を、これらの標準化されたマスター・コーンの形状に適合させるものである。

この一般的な考えは、円形断面を有する根管のイメージに基づくものであり、円形のヤスリを用いて徐々に拡大して標準化されたマスター・コーンの形状にすることができるというものである。これは前歯については適当であったとしても、多くの後方の根管に適応したとき、このアプローチはしばしば失敗を招くことになる。平坦な根管を円形ヤスリで清浄、拡張、整形を行うと、根管の充填物に沿って頬側及び/又は舌側に、未接触で、組織残留物、バクテリアなどが沢山存在する窪みをしばしば生じさせる（非特許文献３，４参照）。これは必然的に失敗に終わることになる。最近の研究では、この問題は依然考えられていたものよりも、より一般的であることが示されている（非特許文献２，３）。

伝統的な手持ち式ステンレス鋼製ヤスリを使用した場合、これらの窪みの幾つかは必然的に部分的に清浄されるに過ぎないものとなる。図４には、１セットのステンレス鋼製Ｋ−ヤスリが示されている。根管を頂部から底部まできれいにする場合に正しい長さおよび直径のものを選択するには多くの経験が必要となる。根管が湾曲している場合、根管の直径を増加させることによりその曲率に追従するほかない。この問題が図５に示されている。根管の曲率が大きくなり、根管の頂部近くまでになった場合、２つの好ましくない状況の１つが生じることになる。第１の問題は、図５Ｂに示すように、根管内に突起が生じ、根管の処置されていない下部に屑が残ることになる。第２の他の問題は、図５Ｃに示すように、歯を貫通するまで処置が継続され、その結果、偽りの根管あるいは頂部の拡大を生じさせることになる。根管治療で遭遇する他の主な困難な問題が図５Ｄに示されている。すなわち、硬いヤスリの１つが破損し、これを除くことができない場合（これは稀ではない）は、根管治療が失敗に終り、そのため歯を通常、抜歯することになる。

手持ち式ステンレス鋼製器具は現在、ニッケル・チタン製ロータリーヤスリに徐々に置換されつつある。Ｋ−ヤスリの場合のように、現在の主なニッケル・チタン製ロータリーヤスリは、徐々に径を増大させた一連の器具として使用されているが、ステンレス鋼製ヤスリとは異なり、根管の形状に長手方向に適応させることができる。ニッケル・チタン製ロータリーヤスリはより効率的であり、オペレータは治療を若干短時間で完了させることができる。残念ながら、この効率には犠牲を伴う。すなわち、形成された根管は完全に断面円形のものとなり、平板状の根管および涙形根管の窪みの清浄がなされない。

前記問題の認識に基づいて、専門家の一部では、残留する平坦部を含むように根管の根尖部を更に拡大させることが検討されている。円形、平坦および涙形状の断面を有する根管について拡張により根管を形成することが図６Ａ、６Ｂおよび６Ｃにそれぞれ示されている。このような拡張を、伝統的なステンレス鋼器具を用いて湾曲した根管に対し安全に行うことはステンレス鋼器具の剛性が高いため不可能である（非特許文献３参照）。ニッケル・チタン製ロータリーヤスリによれば、下顎臼歯の近心根の湾曲した根管の拡張を可能にし、No．４５−５０ガッタパーチャマスター・コーンを受入れることができる。それにも拘わらず、このアプローチは２つの欠点を有する。すなわち、残留する根管壁部の望ましくない過剰の局所的に肉薄化をしばしば招き（非特許文献２参照）、あるいは根管の根尖部の３分の１に対し単一コーン根管充填材を使用することを要することになる。この第１の欠点は垂直歯根破損の可能性を大きくするものであり、第２の欠点はその劣悪な栓塞能力のためかなり以前から見捨てられてきた。更に、多くの場合、窪みを実際に包含するのに必要な直径は根管壁部の貫通を生じさせるほど大きなものとなる(非特許文献２参照)(図６Ｂおよび６Ｃ参照)。

非円形断面を有する根管に対する清浄、拡張、整形および栓塞の問題に対して、現在のところ、適当で、有効な解決策が存在しない。

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従って、本発明の目的は固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張に使用する際において、この流路の三次元形状に適応させるために内部容積、形状又はその双方を変化させることのできる器具を提供することである。

本発明の他の目的は、円形及び/又は非円形断面を有する根管に対し、清浄、拡張、整形が可能な歯内ヤスリを提供することである。

本発明の他の目的は、使用の間において形状を変化させることができ、それにより根管処置手法全体に対し単一のヤスリの使用を可能にする歯内ヤスリを提供することである。

本発明の他の目的は、十分に可撓性があって、根管の湾曲に対し根尖端部まで、長手方向に適応させることのできる歯内器具を提供することである。

本発明の更なる目的は、作業しつつ、殺菌剤溶液を継続的に根管内に流通させることのできる歯内器具を提供することである。

本発明の更なる目的は、根管治療に使用されている現行の器具よりも耐久性並びに強度がかなり大きい歯内ヤスリを提供することである。

本発明の更なる目的は、現行の器具よりも根管治療を可なり短時間で行うことができる歯内ヤスリを提供することである。

本発明の更なる目的は、根管治療を行うのに使用されている現行の器具と比較して、使用がかなり容易であり、学習曲線が可なり短い歯内器具を提供することである。
更なる目的および利点は以下の記載から明らかになるであろう。

本発明は多くの異なる態様で実現することができ、固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張を必要とする多数の分野での適用が可能である。そのような用途の例としては、石油のための掘削、歯科外科、材料の機械加工など広範な異なる分野を挙げることができる。現行の器具を越えた本発明の器具の多くの利点を最もよく表すために、歯科の根管治療における使用についての例（すなわち、この種の器具で最も要求されている用途の１例)を説明するが、これは説明のために選択されたものであり、制限を意図して記載されたものではない。

本発明の歯内器具の好ましい具体例はＳＡＦ(自己調整ヤスリ)として知られるものであり、特異な自己調整設計のニッケル・チタン製器具である。このＳＡＦは本来の円形断面を有し、その与えられた超弾性特性により常にこの円形断面に戻ろうとする性質を有する。同時に、この特性は特異な幾何学的要素との組み合わせにより、根管壁面の形状に適応し得るという極端な能力を備えている。狭い根管に挿入されたとき、このヤスリはその本来の形状よりも狭い形状を有するものとなり、それが使用と共に徐々に増大し、その結果として、根管処置全体にわたって単一の器具として器具を使用することが可能となる。本発明のこの器具を根管内で移動させることにより、すなわち、好ましくは器具を回転させ、適宜、根管の長手軸と基本的に平行な方向に前後させることにより、あるいは振動を生じさせることにより、この器具を根管に適応させつつ、かつ、当初の円形に常に徐々に戻ろうとしつつ、根管の全ての内表面から或る層を除去することができる。従って、この器具は根管壁面の望ましくない局所的肉薄化を生じさせることなく、理想的な整形、拡張および清浄を行うことを可能にする。

この器具の特異な設計により、根管の当初の三次元形状に追従するようにその長手方向および断面の双方について適応させることができる。すなわち、断面円形の根管は丸いものとして拡張され、平坦な根管は、より大きい寸法の平坦な根管として拡張することができる。涙形断面を有するなどの扱い難い根管でさえも、その当初の形状を基本的に維持させることができる。更に、この器具の設計は、根管の長手方向に沿って、異なる形状および寸法を達成することを可能にし、それにより根管壁面を過剰に拡張させることなく、根管全体の効果的清浄を行うことを可能にする。従って、平坦な窪み又は涙形窪みを包含するよう直径を著しく大きくする従来の根管拡張方式を排除することが可能となる。

特別の開口及び/又は中空構造により、作業を継続しつつ、殺菌溶液を根管に対し継続的に流し込むことが可能となり、それにより貴重な時間の節約になり、創面切除および消毒処置を改善することができる。この殺菌溶液の定常的流れは、ヤスリ作業の効率を向上させ、根管が象牙質泥、屑で詰まるのを防止する。

本発明の自己調整ヤスリの構造的設計は最良の弾性を可能にする。根管内での器具の故障や破損などの極端なケースにおいても、特別に設計された引抜き器を用いてＳＡＦの分離した部分を容易に除去することが可能であり、これはＳＡＦの破断された部分が根管のどの位置又は深さにあったとしても可能である。

本発明の第１の形態は、固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する流路を清浄及び/又は整形及び/又は拡張するための器具を提供するものである。この本発明の器具は、前記流路の三次元形状に適応させるために内部容積、形状又はその双方を変化させ得ることを特徴とする。特に、使用時において、器具の外周の形状が、前記流路に挿入されたその器具の長手方向に沿う各径方向の面において、前記流路の個々の断面の周縁と適応すべく、調整されるようになっている。

本発明の器具は超弾性材料および形状記憶特性を有する又は形状記憶特性を有するよう処理された材料から作ることが可能である。好ましい実施例として、本発明の器具はニッケル・チタン合金から作られる。

好ましくは、単一の器具が前記流路に挿入され、流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張の全体の処置のために使用され、その後、引抜かれる。或る種の用途において、２つ以上のヤスリが流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張のために使用される。仮に、この器具が流路内で破損した場合でも、この破損した断片を、この流路を有する対象物に損傷を与えることなく、引き出すことができる。

本発明の器具の好ましい実施例として、その本体は１又はそれ以上の長尺部材と、１又はそれ以上の周縁部材とを具備してなる。これら長尺部材および周縁部材は、刃形、多角柱形、棒形、湾曲体形および丸形の部材からなる群から選択される三次元形状を有する。これら長尺部材および周縁部材の断面形状は、多角形、円形および湾曲形状からなる群から選択することができる。長尺部材および周縁部材は直線状又は湾曲状であってもよい。好ましい実施例として、長尺部材の数は少なくとも１つであり、周縁部材は、この器具の長手方向軸に沿って分布している。他の実施例として、長尺部材の数は少なくとも１つであり、周縁部材は、この器具の長手方向軸に沿って分布している。これら周縁部材は任意の径方向面において器具の局所的断面形状を画成するものである。

本発明の器具の好ましい実施例として、これら長尺部材および周縁部材は器具の三次元形状を画成するものとなっている。この三次元形状は、長手方向軸を囲む空間部と、開口した格子状構造を有する壁部により径方向に区切られた本体からなる。

本発明の器具の好ましい実施例として、前記流路の壁部との間において相対運動が生じたときに、器具の外側表面の少なくとも１部が、壁部から物質を除去し得るよう構成される又は除去し得るように変形するようになっている。この相対運動は、回転、並進、振動又はこれらの動きの２又はそれ以上の組み合わせであってもよい。１実施例において、この器具の外側表面の少なくとも１部は研磨材の被膜が被覆されており、この研磨材の一例として、ダイアモンド粉、窒化チタン、炭化タングステンを挙げることができる。他の実施例において、本発明の器具の外側表面の少なくとも１部は粗面化されたもの、多数の小さな歯を有するもの、あるいは切り歯を有するものであってもよい。

本発明の器具が上記流路内に挿入され、作業が行われている間において、流体が前記流路内に流れるようになっていること、及び/又は流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張から生じる屑を前記流路から除去できるようになっていることが好ましい。この器具の内部の空間部を介して、この流体を流し、及び/又は屑を除去することもでき、及び/又は他の実施例として、前記流路の壁面と前記器具の外側表面との間の空間を介してなされるようにする。

本発明の器具の好ましい実施例として、流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張の処置の間において、前記流路内での器具の挿入長さ全体に沿って、前記流路の壁部から均一の量の物質が除去される。他の実施例として、器具は、挿入長さに沿う異なる位置で異なる量の物質が除去されるように構成することができる。本発明の器具は、前記流路の全長を通過するように、あるいはその一部のみを通過するように前記流路内に挿入することができる。

本発明の器具の好ましい実施例として、器具の挿入長さ全体に沿っての、清浄及び/又は整形及び/又は拡張後の流路の断面形状が、その処置前のものと基本的に同一となる器具である。

本発明の器具の他の実施例では、長く狭いバルーンを備えており、該バルーンは流路内に挿入され、膨むようになっている。

本発明の器具の好ましい実施例は、歯内ヤスリである。この場合、流路は根管であり、流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張は根管処置における流路の清浄、整形および拡張からなる。

他の形態として、本発明は、固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張のための本発明の器具の使用方法を提供するものである。この方法は、以下のステップからなる。
前記器具を前記流路内に挿入するステップ；
前記器具と、流路の壁部との間に相対運動を生じさせるステップ；
前記相対的運動を生じさせている間において、適宜、流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張により生じた屑を該流路から除去するステップ；
前記相対運動を生じさせている間に、適宜、流体を前記流路内に流入させるステップ；
流路の清浄及び/又は整形及び/又は拡張が完了したとき、前記流路から前記器具を取り除くステップ。

本発明の器具が歯内ヤスリである場合、根管を清浄及び/又は整形及び/又は拡張する方法は、以下のステップからなる。
ヤスリを根管内に挿入するステップ；
前記ヤスリを根管の壁部に対して相対運動を生じさせるステップ；
前記ヤスリを根管壁部に対して相対運動を生じさせている間において、適宜、根管の清浄及び/又は整形及び/又は拡張により生じた屑を該根管から除去するステップ；
前記ヤスリを根管壁部に対して相対運動を生じさせている間において、適宜、流体を該根管内に流入させるステップ；
根管の清浄、整形、拡張が完了したとき、前記根管から前記ヤスリを取り除くステップ。

歯の解剖学的構造を示す写真図。 根管処置の主な過程を示す写真図。 根管処置の主な過程を示す写真図。 根管処置の主な過程を示す写真図。 異なる断面形状を有する根管を示す写真図。 異なる断面形状を有する根管を示す写真図。 異なる断面形状を有する根管を示す写真図。 ステンレス鋼製Ｋ−ヤスリの１セットを示す図。 根管治療を従来のヤスリを用いて行う場合に遭遇する問題点を示す図。 根管治療を従来のヤスリを用いて行う場合に遭遇する問題点を示す図。 根管治療を従来のヤスリを用いて行う場合に遭遇する問題点を示す図。 根管治療を従来のヤスリを用いて行う場合に遭遇する問題点を示す図。 従来技術により異なる断面形状を有する根管を整形する場合の過程を示す模式図。 従来技術により異なる断面形状を有する根管を整形する場合の過程を示す模式図。 従来技術により異なる断面形状を有する根管を整形する場合の過程を示す模式図。 本発明の器具を示す斜視図。 本発明の器具を示す平面図。 本発明の器具を展開して示す平面図。 本発明の器具の根管内への挿入前の断面図。 本発明の器具を涙形根管内に挿入した状態を示す断面図。 円形断面を有する根管について、本発明の自己調整器具を用いて根管を処置する過程を模式的に示す断面図。 扁平断面を有する根管について、本発明の自己調整器具を用いて根管を処置する過程を模式的に示す断面図。 涙形断面を有する根管について、本発明の自己調整器具を用いて根管を処置する過程を模式的に示す断面図。 本発明の器具を根管の根尖部まで挿入したときの、その形状の適応性を示す断面図。 本発明の器具の異なる例を示す断面図。

本発明の前述の、並びに他の特徴および利点は以下の図面を参照する好ましい具体例の記載（これらは説明を目的とし、限定を意図しないものである）から更に理解されるであろう。

一般に、本発明の器具により拡張及び/又は清浄及び/又は整形される流路は比較的長く、狭いものである。このような流路は、その長手方向に沿う流路の中心点の軌跡により画定される線である単一の“長手方向軸”との関連、および多数の“半径方向軸”(各半径方向軸は長手方向軸の或る点から延び、その点において長手方向軸に対し垂直な線により画定される)との関連で以下に記載する。或る半径方向軸のその原点を中心とする回転は、局所的“径方向面”を画成するものである。長手方向と実質的に平行な方向は、“長手方向”として認識され、半径方向軸の１つと実質的に平行な方向は、“径方向”として認識されるものとする。本発明の器具が管路の形状に適合するようになっているので、同様の用語をこの器具の基本的な軸を説明するのに使用することにする。

本発明の器具は、流路の末端まで完全に、あるいは僅か部分的に挿入することができる。部分的に挿入される場合、流路の１部のみが拡張及び/又は整形及び/又は清浄されることになる。流路に挿入されるこの器具の長さは“挿入長さ”として認識されるものであり、これはこの器具により処置される流路の深さを示すものでもある。

本発明の器具の説明のための非制限的実施例として、根管治療を行うための歯内ヤスリの具体例について以下、説明する。

ここに、ＳＡＦ（自己調整ヤスリ）として知られる本発明の歯内器具の好ましい実施例は、独特の設計のロータリー式ニッケル・チタン製器具である。従来の主なロータリー式ヤスリが、径を徐々に増大させた一連の器具として使用する必要があるのに対し、このＳＡＦは、処置全体について単一の器具として使用される。呼称直径が器具の呼称直径より小さい狭い根管に挿入した場合は、器具がその超弾性により圧縮されるため、根管の長手方向軸に沿う各径方向面の壁部の断面形状に器具自体を適応させることができる。この根管内で回転させることにより、根管および根管壁部から組織および屑を除去することができる。根管壁部から屑が除去されると、このＳＡＦの超弾性特性により、全ての部位で根管との接触を保ちながら、ＳＡＦが時間と共に半径方向に徐々に拡大されることになる。このように、所望の呼称直径が得られるまで、根管の象牙質壁面から物質が均一に除去されることになる。

このＳＡＦの好ましい具体例が図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに、斜視図、平面図および展開図として、それぞれ示されている。このＳＡＦ１０はニッケル・チタン合金（ニチノール）製のもので、最初は円筒状として与えられる。上端の壁部、つまり首部１２は中実のものであり、歯科用ハンドピースにより握持されるか、若しくは手動使用のためのハンドルに取着される。このＳＡＦの本体の主要部は開口した格子状構造のもので、器具の首部から尖端６までの長さに延出した長尺部材１４と、これら長尺部材１４に隣接して接続された短い周縁部材１８とにより構成されている。これら図面に示した好ましい具体例において、４本の長尺部材と、未変形状態で円弧を形成する複数の周縁部材とが存在している。これら周縁部材を含む径方向面において、この面に位置する周縁部材はその面での器具の断面形状を画成している。これら周縁部材および長尺部材の双方とも平坦な矩形の刃状断面を有している。製造後、このニチノール円筒体は型内に拘束され、ついで、熱処理され、その形状を円筒‐円錐形に変えられながら形状記憶特性が付与される。

根管の壁面と接触する本発明の器具の表面は、何らかの方法で処理され、器具を回転させたときに根管の壁面から物質を除去し得るように仕上げられる。その１つの可能性としては、その表面に研磨材を被覆することである。この研磨材の例としては、ダイアモンド粉、窒化チタン、炭化タングステンを挙げることができ、これらはＳＡＦを回転させたとき、摩擦により根管の壁面から象牙質を除去し、根管の内側を清浄し、拡張する。他の例として、根管の壁面と接触する器具の表面に粗面が形成されるように製造することが挙げられる。つまり、この粗面化表面に、ヤスリあるいは石目ヤスリに見られるような多数の小さな歯を形成するようにする。その他、これらの表面にドリルのビット上のエッジに似た切り刃を設けてもよい。本発明の器具の幾つかの実施例として、根管の壁面と接触する器具の表面を比較的円滑なものとし、研磨用スラリーを根管内に導入して、器具とこの壁面との間に研磨用スラリーを閉じ込めるようにしてもよい。

根管の壁面から削られた物質はＳＡＦの本体の格子状構造の開口部を通過し、中空内部に導入され、そこから濯ぎ又は吸引により容易に除去することができる。その間、器具の回転を中止する必要もないし、器具を根管から引き上げる必要もない。他の実施例として、このような屑は根管の壁面と、器具との間の空隙から除去することもできる。また、この構造により、殺菌溶液、塩水などの流体を根管内に継続的に流し込むこともできる。これは、器具の操作を継続させながら、器具の中心部又は器具の外表面と根管の壁面との間の空隙を介して行われ、それにより貴重な時間を節減し、創面切除および消毒処置を改善することができる。この殺菌溶液の定常的流れは、ヤスリ操作効率を増大させ、根管が象牙質泥、屑で詰まるのを防止することになる。このＳＡＦの中空構造の他の利点は、根管内での器具の故障や破損などの極端なケースにおいても、特別に設計された引抜き器を用いて器具の分離した部分を容易に除去することが可能であり、これは器具の破断された部分が根管のどの位置にあったとしても可能である。

クラウンの一部が除去され、歯髄が髄室から清掃され、根管へのアクセスが十分に得られた後、ＳＡＦが根管内に挿入される。この器具を根管へ押し込むと、その超弾性により、器具が低抵抗の通路（より硬い象牙質よりも歯髄を介して）に追従しながら根管の根尖部まで案内されることになる。従来のニッケル・チタン製ヤスリも根管の形状に長手方向に適合させることができるが、ＳＡＦのように、その容積および形状を変化させることができない。更に、従来のヤスリの中実構造はＳＡＦの中空格子様構造と比較して可撓性が小さくならざるを得ない。図１０には、ＳＡＦが根管の根尖部まで挿入されたときのその形状適応状態が示されている。

この器具は次に、根管の壁面に関連して動作して、清浄、拡張および整形処置が行われる。この場合の動きは、長手方向の動き、すなわち、器具を根管内で上下に移動させること；回転；振動、すなわち、器具を超音波振動子に接続することにより器具を振動させること；あるいはこれらの動きの組み合わせなどであってもよい。本発明の好ましい実施例として、ＳＡＦを手動で、あるいは歯科用ハンドピースで回転させてもよい。この器具が回転すると、ＳＡＦの超弾性特性により、器具の長手方向に沿った全ての径方向面において、器具の部材を根管の壁面に対し圧接させることができる。

図８Ａおよび８Ｂは、涙形根管の外側および内側における、本発明の器具の断面形状をそれぞれ示している。図８Ａおよび８Ｂに示されている断面図は径方向面におけるものであり、この場合、各径方向面は周縁部材の単一セットにおけるものである。ＳＡＦの軸が基本的に根管の長手方向軸上にあるから、各径方向面は根管の壁面と直角に交叉している。これらの径方向面のそれぞれにおけるＳＡＦの周縁は８個のセグメント、すなわち、長尺部材１４ａ〜１４ｄおよび周縁部材１８ａ〜１８ｄからなっている。ＳＡＦの材料および構造は３つの特性を有し、所望の機能を行うことを可能にするものである。第１に、前記合金の超弾性は、それから作られた装置を著しく可撓性にし、器具が位置する根管部位において根管の形状に適応すべく変形可能としている。第２に、この器具の当初の円筒‐円錐形状態の直径が根管の直径よりも大きくなっている。従って、器具が回転するに従って根管の壁面との接触から生じる変形により合金中に応力が生じると共に、超弾性により、器具を当初の円筒‐円錐形状に復元させるようになっている。当初の形状に復元させるよう作用する内部応力により、この装置の部材を常に根管の内壁に対し押圧させることになる。第３に、超弾性合金から作られた各部材は、この合金の正確な組成にもよるが、当初の形状から８％〜１０％まで応力／ひずみ変形することが可能な特性を有する。従って、物質が根管の内壁から継続的に除去されていても、ＳＡＦの内部容積は時間と共に増大することが可能であり、その部材を根管の内壁に対し定常的な接触を維持させることが可能となっている。器具の回転と共に、周縁部材１８ａ〜１８ｄは、それぞれ独自にその長さおよび形状を変化させ、器具を根管の壁部の局所的な形状に一致することが可能となる。

この器具の周縁が４つの部分に分割され、その各々が独立して変形可能となっているという事実が、ＳＡＦに対し多少の可撓性、根管の形状に適応する能力、並びに現行のヤスリの大きさを遥かに超える大きさまで拡張する能力を付与することになる。これらの特性を、より多くの数の周縁部材を有する器具を構築することにより更に向上させることができるが、可撓性の増大などは、この装置の強度を犠牲にするものとなってしまう。

このように、この器具が回転するに従って、図示の面において、その断面形状は根管の壁部の形状に一致するように常時変化し、この面における器具の周縁の長さも、この壁部から物質が除去されるにつれて常時増加することになる。これは、現行のヤスリの場合に、根管の形状がヤスリの形状に適合するように変化し、その度ごとに、より大きな径のヤスリと交換し、根管の清浄、拡張および整形を行わなければならないものと対比される。

上述の説明は、器具の長手方向に沿って異なる径方向面に位置する周縁部材の各連続的セットにも適用されるものである。根管の局所的な形状への適応性および各連続的セットを含む周縁部材の外形および長さの変化は、基本的にその隣接する周縁部材から独立したものである。このような動作は、本発明の器具が、上述のものと共通する状況、すなわち、根管がその長さの多くに沿って狭くなり、ついで根尖近くで広がり、その後、再び狭くなる状況に、どのように対処し得るかを説明するものである。この器具が単一のユニットとして移動(回転)するので、根管の壁部から除去される物質の量（器具がいかに長く回転するかに主として依存する）は、根管に挿入された器具の部分の長さ全体に沿って基本的に一定である。

殆ど全ての場合において、根管の直径の平均値からの偏差は、本発明の器具を単一の器具として設計し、使用する場合でも、根管の全長を清浄することができる程度のものである。本発明の好ましい実施例において、この器具の外側表面は均一に処理され、根管の壁部から物質を除去できるようになっており、この場合も、根管の全長に沿って、各径方向面において根管の壁部から基本的に同じ量の物質が除去されるものとなる。しかし、当業者であれば、根管の長手方向に沿う異なる部位で物質の非均一的な除去を行うことを目的として、この器具をどのように設計したらよいかは、明らかであろう。ただし、これは特別の用途のために、そのことを望んだ場合である。多数の歯からの根管の寸法に関する統計的情報に基づいて、本発明の器具について単一の呼称幅を決定することができる。しかし、数種の異なる径を有する器具を提供することは好ましいことである。例えば、狭い根管に対しては、小さな径のもの、広い根管に対しては、より大きい径のものを用意する。いずれにしても、いったん、正しいサイズの器具が選択された場合、その器具のみを用いて清浄、拡張および整形処置の全てが行われる。すなわち、この器具をいったん根管内に挿入した場合、これらの処置の終了後に初めて引き上げられる。なお、場合によっては、本発明の器具により処置される根管が異常に広く変化する断面を有することがある。そのような場合は、根管の整形、拡張および清浄のために、呼称径が異なる２種以上の器具を使用する必要があろう。

本発明の自己調整器具を用いて根管の調製法が、円形、平坦形、涙形断面を有する根管について、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃにそれぞれ模式的に示されている。これらの図面は、処置における清浄、整形および拡張の段階を示す一連のイメージを描いたものである。これらのイメージは、左側の未処置の根管から、右側の処置の終りまでを示している。これらの図面から、ＳＡＦの回転により、根管壁部の全ての内面から比較的均一の層が除去され、従って、清浄された根管(右側のイメージ)の最終形状は、当初の根管のものと非常に近いものとなる。整形と拡張は根管壁部から最小量を除去することによりなされ、従って、従来技術の場合のような根管壁部の局所的肉薄化を生じることがない（図６Ｂおよび６Ｃ参照）。ＳＡＦを用いて根管をきれいにすることにより、根管の長手方向に沿う各径方向面での根管の呼称直径および形状が保持される。言い換えれば、整形され、清浄された根管は、従来技術の場合のような長手方向に沿って均一の断面領域を有し基本的に円形の断面を有するものとはならない。

殺菌溶液の定常的流れで洗い出しながら、根管の整形、拡張および清浄を１個の器具で行うようにすることにより、処置時間をかなり短縮することができる。更に、１個の器具で根管を整形し、清浄することにより、現行の主流のロータリー式ヤスリシステムで要求されているような、単純な根管治療を行うための複雑で、手の込んだフロー図をオペレータが従う必要性も解消することができる。

熱軟化ガッタパーチャ法を、本発明の器具で得られた調製根管の栓塞のために容易に採用することができる。

材料の選択および特に、この装置の構造設計については、多くのバリエーションが可能である。例えば、この装置はニチノールから作る必要もなく、他の種類の材料、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、プラスチック、ニッケル基合金、チタン基合金などを使用してもよい。上述のような平坦な矩形の刃状の周縁部材および長尺部材を使用する代わりに、これらの部材は、多角柱状、棒状、湾曲状のものであってもよい。同様に、多角形（矩形、正方形および三角形を含む）、円形、湾曲形の断面を有する部材を使用することができる。器具の当初の円筒形と、熱処理後の円筒‐円錐形の組み合わせ（これは根管治療について最も適している）を、特定の用途についてより好ましいと思われる他の形状のもので置換えてもよい。更に、この器具の構造は、上述のＳＡＦの好ましい具体例のものと同じである必要もない。図１１Ａ〜１１Ｆは、本発明の器具の異なる具体例の幾つかを断面で示したものである。長尺部材は２０で示され、周縁部材は２１で示されている。図１１ＡはＳＡＦを示し、図１１Ｂはこれと似ているが、この実施例の場合は、長尺部材の外側表面のみが根管壁部と接触するようになっている。図１１Ｂの実施例のものを使用することにより、屑は根管壁部と、周縁部材との間の空隙を介して上方に除去され、他方、流体が装置の中央を介して下方に流れるようになっている（あるいは、その逆でもよい）。図１１Ｃに示す具体例は三角形状のものである。長尺部材は丸いもので、研磨材料又は歯で覆われたもの、あるいは長尺部材は三角形状であって、外側に向いた頂部が切り刃又は切削刃として作用するようになっているものでもよい。図１１Ｄに示す具体例は、４つの刃を取着した単一の四角形の長尺部材である。図１１Ｅおよび図１１Ｆの実施例では、単一の長尺部材からなるもので、そこから多数の刃状部材又はワイヤー状部材が放射状に突出している。本発明の器具の上述のような具体例、あるいは他の具体例についての設計および製造手段(必要な超弾性、形状記憶特性を付与することを含めて)については、当業者にとって自明であるので、それらの更なる詳細については、ここでは省略する。

他の実施例として、本発明の器具は、長く狭いバルーンを有していて、これが根管内に挿入され、ついで膨らますことができるようになっている。この実施例は幾つかの様式で実現することができる。例えば、ＳＡＦの設計に基づく器具を、周縁部材を取り除き、バルーンをこの装置の長手方向軸に沿って長尺部材の内部に装着する。このバルーンはこの装置の首部から長尺部材の先端まで装着する。この器具はバルーンが縮んだ状態で根管内に挿入される。所定位置まで挿入したとき、従来の技法に従って流体をバルーンの内部に導入し、バルーンを膨らませる。それにより長尺部材は根管の壁面に押し付けられる。この長尺部材の外側表面は何らかの方法で処理、整形し、この器具を根管の壁面との関係で動かしたとき、根管の壁面から物質が、この外側表面により除去されるようにする。バルーンを有する実施例の場合、上述の相対的動きの好ましいものは並進である。すなわち、その器具を、根管の長手方向軸に沿って、交互に押したり、引いたりすることである。

他の実施例として、この装置はバルーンのみを有するものとし、このバルーンの外面に研磨材をコーティングしておく。このバルーンに十分な剛性与えるために、バルーンの内部にロッド又はワイヤーを挿入し、先端で固定するようにする。このバルーンは根管内に挿入され、ついで膨らませ、バルーンの周辺部を根管の壁面に押し付けるようにする。この場合の好ましい相対的動きは並進である。すなわち、この内部のロッドを、根管の長手方向軸に沿って、交互に押したり、引いたりし、それによりバルーンを根管の壁面との関係で動かし、根管の清浄、整形および拡張を行うようにする。この作業が完了したとき、バルーンを収縮させ、根管から引抜く。

以上、本発明の具体例を、説明のために記載したが、本発明は、その趣旨、請求の範囲から逸脱することなく、種々、変更し、改良し、適応させて実施することができることを理解されたい。

Claims (11)

1. 根管を拡張するための歯内療システムであって、
   (a)歯内療器具であって、
   (i)細長いバルーンと、
   (ii)該バルーン外面上の研磨材と、該バルーンの周囲に配置された複数の研磨要素部材と、該バルーンの周囲に配置された複数の切削要素部材とから構成される群から選択された少なくとも一つの物質除去手段と、を含む歯内療器具、及び
   (b)前記歯内療器具が選択的に取り付け可能である歯科用ハンドピース、
   を含む前記システムであって、
   流体が該バルーンに導入された際に該バルーンは拡張して該歯内療器具を根管の側面に接触するように偏倚させ、該歯内療器具の続く動作により、該根管の表面から物質を除去する歯内療システム。
2. 前記歯内療器具は、前記バルーン内に配置された細長い支持部材を更に含む請求項１に記載された歯内療システム。
3. 前記細長い支持部材は、前記バルーンの遠位端で前記バルーンに取り付けられている請求項２に記載された歯内療システム。
4. 前記少なくとも一つの物質除去手段は、該バルーンの外表面上に研磨材を含む請求項１に記載された歯内療システム。
5. 前記少なくとも一つの物質除去手段は、該バルーンの周囲に配置された複数の研磨要素部材を含む請求項１に記載された歯内療システム。
6. 前記少なくとも一つの物質除去手段は、該バルーンの周囲に配置された複数の切削要素部材を含む請求項１に記載された歯内療システム。
7. 前記物質除去手段は、該バルーン内の周囲に配置された複数の細長い可撓性の要素部材を含み、該バルーンが膨らむ際に、該バルーンが該要素部材を該根管の壁部に対して押圧する請求項１に記載された歯内療システム。
8. 該細長い可撓性の要素部材は、該バルーンの長さ方向に沿って延びて配置されている請求項７に記載された歯内療システム。
9. 固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する管を清浄及び／又は整形及び／又は拡張するための器具であって、
   前記器具は、長く狭いバルーンを含み、該バルーンは、前記管に挿入してから膨らませるものである器具。
10. 固形物の内部に又は固形物を貫通して存在する管を清浄及び／又は整形及び／又は拡張するための器具であって、
    前記器具の本体は、多数の要素部材が遠心方向に突き出す一つの長尺部材から成り、前記器具は、
    (a)超弾性材料、及び
    (b)形状記憶特性を備えた材料
    の一方又は両者から製造され、それにより、前記器具の外形線を使用中に変化させて、前記器具を前記管の変化する三次元外形線に適合させる器具。
11. 前記要素部材が、
    (a)刃状、及び
    (b)ワイヤー状、
    の群から選択されたものである請求項１０に記載された器具。

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