JP2014012105A - 殺菌機能を備えたインプラント用キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】カバーキャップとヒーリングキャップに抗菌活性作用を発現させ、インプラント上部からフィクスチャー部への細菌侵入を抑止する。
【解決手段】インプラントの治療期間中に使用されるインプラント用のカバーキャップ１０及びヒーリングキャップキャップ１６の表面に殺菌層１４を備えたことを特徴とする。殺菌層１４は、光の照射により殺菌機能を発現する光触媒材を用いて、インプラント用キャップ表面に層状に形成される。光触媒材は、光触媒コーティング剤や、光の照射により光触媒機能を発現する酸化チタンを使用している。酸化チタンは、窒素ドープや、光励起構造変化により、可視光領域での光触媒活性化が可能となる。殺菌層は、使用直前に光触媒機能を発現させるために、自然光の他、紫外線、レーザ光、Ｘ線や超音波を照射して光触媒活性を図る。また、殺菌層には光照射を必要としない無光触媒材を使用してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯科用インプラントのフィクスチャーと骨組織がオッセオインテグレーションを達成する期間、および、治療終了後のメンテナンス期間に発現するインプラント周囲炎等の感染症に対処するため、インプラントに取り付けるカバーキャップおよびヒーリングキャップに関する。

喪失した歯の機能再獲得のために、金属やセラミックス等の人工材料により置換して喪失した口腔機能を補う手段としては、義歯を歯根に埋めたり、完全に歯根まで喪失した場合は、健康な歯にブリッジをかけ義歯を置いたり等の治療手段の他、先端的治療法の一つとして、口腔インプラント治療が実施されている。口腔インプラント治療とは、喪失歯部位の顎骨にチタン製人工歯根を植立する手段である。

１９５２年スウェーデンのペル・イングヴァール・ブローネマルクが、チタンと骨が完全に結合する事を偶然発見し、その後、チタンがある一定の条件で骨に埋入された場合、チタンに対する骨の拒否反応は全くといってよいほど起こらず、そればかりかチタンの表面を覆う酸素の膜を通して強い結合が生まれることを明らかにした。そして１９６５年、初めて人工歯根としての臨床応用をスタートした。以来、口腔インプラント治療は飛躍的な進歩を遂げることとなった。結合組織を介在することなくチタンと骨が直接結合する骨結合方式は、骨を表すラテン語のオス（ｏｓ）と結合を表す英語のインテグレーション（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）が組み合わされ、オッセオインテグレーション（ｏｓｓｅｏｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれている。

オッセオインテグレーションは、骨と金属が直接結合する現象であり、チタン表面の酸化膜と骨との接触面に働く機能が生体の分子を酸化膜へと結合させ、骨性癒着を生じさせる。

インプラントの成功は、いかにオッセオインテグレーションを獲得するかが重要であり、インプラントのフィクスチャー部に関する表面性状についてはさまざまな提案がある。

骨に少なくとも部分的に挿入するための親水性表面を有する金属インプラント、特に歯科インプラント及びこのインプラントの製造方法であり、オッセオインテグレーション特性の改良のため、少なくともいくつかの領域において、弱アルカリ溶液中で短時間処理することで、優れた親水性表面が得られる。このオッセオインテグレーション特性は、前処理である、材料除去による機械的表面変性、化学的表面変性後、又は処理無しで、少なくとも骨又は軟組織にさらされる表面の部分を、アルカリ溶液中で化学的に変性する方法により得ることができる（特許文献１参照）。

チタンまたはチタン合金から作製されたインプラントに関し、表面が粗面化され、インプラントが水酸化状態において、高エネルギー紫外線で処理されていることにより、親水性表面として、骨中への移植に適した骨親和性インプラントとすることができる（特許文献２参照）。

インプラントフィクスチャー部への紫外線照射は、さまざまな目的で行われており、代表的には殺菌作用を目的としたものがあり、さらにはインプラントのオッセオインテグレーション機能を向上させるために、例えば次の提案がある。

インプラントの製造方法は、基材を熱処理することによってその表面に酸化チタン皮膜を形成してから、該酸化チタン皮膜に紫外線を照射する。これによって、酸化チタン皮膜の表面にヒドロキシアパタイトが形成しやすくなり、生体親和性に優れたインプラントを提供することができる。通常のチタン製インプラントに紫外線を照射しただけでは十分でなく、表面に酸化チタン皮膜を形成した場合に、紫外線照射によるアパタイト形成能が大幅に改善される。酸化チタン皮膜が、基材を熱処理することによってその表面に形成されたものであり、剥離することが無い。熱処理の温度は２５０〜５００℃であることが好ましい。加熱温度が２５０℃未満では酸化チタン皮膜が十分に形成されないし、紫外線を照射してもアパタイト形成能が改善されないおそれがある（特許文献３参照）。

インプラント材の表面に光触媒活性及び生体親和性を有する金属酸化物層を備え、生体内に埋入した場合に骨芽細胞との接着面積を増大させることを可能とする。その結果インプラントの細胞接着及び細胞増殖を改善することができる。これにより、骨組織とインプラントを短期間でより確実に結合することが可能になる。また、光触媒活性により、インプラント表面に付着した細菌等を殺菌して感染巣の完全除去や無毒化が可能になる（特許文献４参照）。

このように、主にインプラントのフィックスチャー部について、オッセオインテグレーションの促進と殺菌作用を目的とした技術開発が進められているが、インプラント手術過程で使用されているカバーキャップやヒーリングキャップに関しての報告例はない。

完成後のインプラントは、歯科インプラントを使用して補綴冠を装着しているため、歯肉縁と交差しているのはアバットメントであり、歯肉縁から露出しているアバットメントの上部を覆うように歯科補綴物が装着されている。このような歯科補綴物は、歯科補綴物と歯肉縁との間には隙間が生じ、アバットメントの一部が露出している場合もあり、アバットメントの上記露出部に最も歯垢が蓄積しやすくなる。このために、歯肉縁及び歯科補綴冠の間に位置するアバットメントの外面にハイドロキシアパタイト又はフッ化ハイドロキシアパタイトによって被覆された酸化チタンの粉末を含む被膜が形成されたコーティング部を備えることが提案されている（特許文献５参照）。

特表２０１０−５０１２１２号文献 特表２００５−５０５３５２号文献 ＷＯ２００８／１４３２１９号文献 特開２００８−８０１０２号文献 特開２００７−９８０５４号文献

オッセオインテグレーションを原理としたオッセオインテグレーティドインプラントは、歯の欠損から生ずる口腔機能を回復するための補綴治療であり、オッセオインテグレーションの成立と維持が長期的な成功に必須である。

しかしながら、このオッセオインテグレーションの促進のために従来から提案されているのは、インプラントの表面性状に関するものが多く、その対象となるのは歯槽骨と直接接触するフィクスチャー部であった。わずかに、アバットメントに関しては、インプラント完成後の歯垢除去機能を備えることが提案されているが、インプラント治療中に使用するカバーキャップとヒーリングキャップについては、付加機能が考慮された例はなかった。

本発明は、インプラント治療のオッセオインテグレーションの促進期間中に使用されるカバーキャップとヒーリングキャップに着目し、縫合部の裂開がしにくく、抗菌活性作用を発現させ、インプラント入り口、即ちインプラント上部からフィクスチャー部への細菌侵入を抑止することができるカバーキャップとヒーリングキャップを提供することを目的としている。

本発明は、インプラントの治療期間中に使用されるインプラント用キャップの表面に、殺菌層を備え、光触媒活性による超親水性と殺菌効果を利用して、生体親和性を高め、細菌の侵入による汚染を抑止し、縫合部が裂開しづらい機能を備えたことを特徴とする。インプラントの治療期間中に使用されるインプラント用キャップは、カバーキャップ及びヒーリングキャップである。

インプラント用キャップ表面に備えた殺菌層は、光の照射により殺菌機能を発現する光触媒材を用いて、インプラント用キャップ表面に層状に形成される。光触媒材は、光触媒コーティング剤や、光の照射により光触媒機能を発現する酸化チタンを使用する。

一般に、酸化チタンは紫外光により光触媒機能を発現するが、酸化チタン結晶中に窒素をドープすることで、エネルギーギャプが狭くなり、可視光により光触媒機能が発現する。また、酸化チタン結晶中に銀をドープすることで、光触媒機能発現後に暗所に置いた場合にも光触媒活性を長時間維持することができる。このため、インプラント用キャップに殺菌層として酸化チタンを使用する場合においては、酸化チタン結晶中に、窒素をドープしてもよい。

酸化チタンは、一般に紫外光に対して光触媒機能を発現するが、インプラント用キャップに形成された酸化チタンの層に、レーザ光、紫外線又はＸ線を照射して、光励起構造変化により酸化チタンのエネルギーギャプを狭くして、可視光での光触媒機能の発現を可能とすることができる。

また、殺菌層として光触媒用の酸化チタンコーティング剤を塗布して加熱焼成して形成することもできる。

このようにして酸化チタンの層が形成されたインプラント用キャップは、インプラントに装着する直前に、酸化チタンの電子を励起させる波長以下の光が照射され、光触媒活性による殺菌作用が発現する。照射する光は、ガンマ線、Ｘ線又は紫外線であり、酸化チタンのエネルギーギャプを狭くして、可視光領域での光触媒活性を可能にしたインプラント用キャップでは、自然光又は照明灯の光でもよい。

さらに酸化チタンの層が形成されたインプラント用キャップでの光触媒活性は、インプラント用キャップを水中で超音波を照射することにより行うこともできる。

また、殺菌層は光を照射しないで光触媒活性する無光触媒材で形成してもよい。無光触媒材としては、例えばリン酸チタニウム化合物があり、酸素と水分があれば、マイナスイオンを発生させて活性効果を持続する。

この他、殺菌層には、ＣＴ触媒を使用してもよい。ＣＴ触媒は、電子供与体と電子受容体から構成され、同時進行する酸化、還元反応により細菌を分解する機能を有している。

本発明は、インプラント用キャップに殺菌層を設けることによって、インプラント治療期間中に、生体と結合するインプラントのフィクスチャー部への細菌の侵入を抑止する。殺菌層は、光触媒機能による殺菌効果を利用しており、インプラントに装着する直前に光を照射することで殺菌作用が発現する。

光触媒材は、光触媒コーティング剤や酸化チタンにより形成でき、酸化チタンの場合は、窒素のドーピングや光励起構造変化により可視光領域での光触媒活性が発現し、殺菌効果が得られる。また、無光触媒材の使用により、酸素と水の存在で光触媒機能を発現でき、インプラント用キャップが上皮に覆われていても縫合部からの空気の侵入による殺菌作用の効果がある。

さらに、ＣＴ触媒を殺菌層に使用することで、光の照射を必要としない殺菌効果が得られる。

このように、インプラント用キャップに殺菌層を設けることによって、オッセオインテグレーションが生成するフィクスチャー部の汚染が抑止できるため、インプラントの成功率を高くすることができる効果がある。

本発明によるインプラント用のカバーアバットメントとヒーリングアバットメントを示す図。 本発明によるインプラント用のカバーアバットメントとヒーリングアバットメントのインプラント装着を説明する図。 インプラント手術の２回法のフローチャート。 インプラント手術の１回法のフローチャート。 カバーアバットメント埋込み状態での理想的治癒状態。 カバーアバットメント埋込み状態での一般的治癒状態。 カバーアバットメント埋込み後の縫合部裂開時の一般的汚染状態を説明する図。 オッセオインテグレーションを十分に獲得できずに２次オペへ移行する一般的状態を説明する図。 オッセオインテグレーションを獲得すべきフィクスチャー部まで汚染が進行した状態。 免荷期間終了時の理想的治癒状態を説明する図。 免荷期間終了時の一般的治癒状態を説明する図。 オッセオインテグレーションを十分に獲得できずに免荷期間が終了した状態を説明する図。

代用歯としての歯科用インプラントは、骨に埋入し、生体組織と結合させる。このため、歯槽骨と直接接触するフィクスチャー部は、表面性状等様々な試みがされ、オッセオインテグレーションの促進効果を得ている。ところが、実際の臨床現場では口内に存在する細菌の侵入による汚染がフィクスチャー部まで達し、オッセオインテグレーションの阻害要因となっていることが大きな問題であり、いかに生体親和性を高め、殺菌効果を発現させるかがインプラント治療を成功させるための重要な課題となっている。

従来は、インプラント治療を成功させることを目的とした、歯科用インプラントのカバーアパットメントやヒーリングアバットメントに対する表面性状等の改質は試みられておらず、生体親和性が不足しているため、縫合部が裂開しやすくなっている。

このような背景から、本発明はインプラント治療期間に使用されるカバーキャップとヒーリングキャップに着目して、カバーキャップとヒーリングキャップに生体親和性と殺菌作用を発現させる構造を考案した。

図１は、本発明によるカバーアパットメント２とヒーリングアバットメント４である。カバーキャップ１０とヒーリングキャップ１６は、断面図を示している。図１（Ａ）はカバーアバットメント２であり、カバーアバットメント２は全体を言い、上部にある円盤状の部分をカバーキャップ１０、インプラントとの連結部であるネジ部を含んだ部分をアバットメント１２と言う。同様に、図１（Ｂ）のカバーアバットメントであり、ヒーリングアバットメント４は全体を言い、上部にある円筒状の部分をヒーリングキャップ１０、インプラントとの連結部であるネジ部を含んだ部分をアバットメント１８と言う。なお、カバーキャップ１０とヒーリングキャップ１６を総称して言う場合は、インプラント用キャップまたは単にキャップと言う。

カバーアバットメント２は、カバーキャップ１０の表面に殺菌層１４を備えている。この殺菌層１４により、口内からの細菌の侵入を抑止する。同様にヒーリングアバットメント４は、ヒーリングキャップ１６の表面に殺菌層１４を備え、口内からの細菌の侵入を抑止する。

図２は、インプラント２０に、カバーアバットメント２とヒーリングアバットメント４が装着される状態を示している。インプラント２０は、カラー部２２とフィクスチャー部２４から成り、フィクスチャー部２４は歯槽骨に埋入され、生体組織との結合、即ちオッセオインテグレーションが促進されて、インプラントは歯槽骨に固定される。

インプラント治療期間中は、まず、カバーアバットメント２が、インプラント２０の上部からネジにより装着され、オッセオインテグレーションが進んだところで、カバーアバットメント２が取り外され、ヒーリングアバットメント４が取り付けられる。インプラント手術の術式は２回法と１回法がありカバーアバットメント２とヒーリングアバットメント４がどの様に使用されているかを次に説明する。

図３は、インプラント２回法のフローチャート２６である。まずステップＳ１では、インプラントを埋入する部分の歯槽骨に麻酔をして、埋入するインプラントの長さにあわせてドリルでインプラントの植立孔を形成する。次に、ステップ２では形成した植立孔にインプラントを埋入予定位置まで埋入する。埋入したインプラントは、カラー部の上面が開口している。ステップＳ３ではこの開口部にカバーアバットメントを装着し、ステップＳ４で歯茎を縫合して封印する。ステップＳ５は、歯茎が縫合された状態で、オッセオインテグレーションが促進されるまで２〜６ヶ月静置する。清置する期間は、症例により若干異なるが、上顎で約３〜６月、下顎で約２〜４ヶ月程度である。

オッセオインテグレーションが促進された後に、２次手術に移る。ステップＳ６では、歯茎を切開して、インプラントに装着していたカバーアバットメントを取り外す。次に、ステップＳ７ではヒーリングアバットメントをインプラントに装着する。ヒーリングアバットメントは、ヒーリングキャップ上部が歯茎から出た状態で歯茎を縫合し、上部構造（義歯）装着時の歯茎を形成する。ステップＳ８で、歯茎が形成されるまで２〜４週間静置する。歯茎が形成された後に、ステップ９ではヒーリングアバットメントを取り外す。

次に、ステップ１０でインプラントに印象コーピングを取り付け、シリコン印象材で印象採得を行う。

そして、最後のステップ１１では、フィクスチャーから印象コーピングを取り外し、取り外した印象コーピングにアナログを取り付け印象内に戻す。さらに、印象内にガム模型用シリコンを流し込み、その上から石膏を流してアナログ模型を作製する。石膏硬化後は、印象コーピングを取り外す。さらに上部構造（義歯）を作製して、インプラントにはアバットメントを介して上部構造を取り付け、インプラントが完成する。

図４は、インプラント１回法のフローチャートである。インプラント１回法に対して、カバーアバットメントを使用せずに、最初からヒーリングアバットメントをインプラントに装着する。ステップＳ１のインプラントを埋入する部分の歯槽骨に麻酔をして、埋入するインプラントの長さにあわせてドリルでインプラントの植立孔を形成し、ステップ２で形成した植立孔にインプラントを埋入予定位置まで埋入するところまでは、インプラント２回法と同じである。

インプラント１回法は、ステップ３でインプラントにヒーリングアバットメントを装着して、ステップ４でオッセオインテグレーション促進のため２〜６ヶ月静置する。ヒーリングキャップは歯茎から外部に出ているため、歯茎の形成も同時に行われる。その後の、ステップ５〜７については、インプラント２回法と同様である。

１回法の場合は、一回の手術で治療することができるが、骨の高さや厚さが不足している場合などの骨増生が必要な場合は細菌による感染のリスクが高くなる。インプラント治療を受ける患者は、歯の喪失原因が主に感染によるもの、つまり、歯周病、虫歯、根尖病巣、また歯根が折れた場合などであり、歯を喪失してしまうと、当然歯周組織も失っており、理想的な位置にインプラントを埋入するためには、多くの場合骨増生が必要になる。このため、多くの場合は２回法によるインプラント治療が行われている。以下、２回法を例に、細菌による汚染状態について説明する。

図５は、カバーアバットメント埋込み状態で、２次手術前の理想的な状態を示している。歯槽骨３０に埋入しているインプラント２０のフィクスチャー部２４は、オッセオインテグレーションにより生体との結合している。カバーアバットメント２の装着後に歯茎の切開部を縫合するが、外界との交通を遮断するため上皮組織が増殖し、上皮組織のダウングロースを避けて、骨が吸収する。骨膜３２、結合組織３４と上皮組織３６は層状にカラー部２２の上部とカバーキャップ１０を覆っている。インプラント埋入時に切開した縫合部３８は組織結合して治癒している。

図６は、一般的な２次手術前の治癒状態であり、図５の理想的な状態に対して、骨膜３２が、カバーキャップ１０まで成長せず、インプラント２４のカラー部２２までしか覆われていない。このため、縫合部が裂開しやすい状態になる。

図７は、比較的早期に起きる縫合部３８の裂開状態を示している。縫合部３８が裂開して、裂開した部分に細菌が侵入して汚染４０が生じている。縫合部３８が裂開しても、汚染４０が裂開部だけに留まっているのが理想的で、望ましい汚染状態である

図８は、裂開部の汚染４０により、結合組織性付着が失われ、上皮組織３６がカバーキャップ１０に沿ってダウングロースを起こし、カバー部２４に達している。上皮組織３６のダウングロースに伴い、結合組織３４及び骨膜３２もダウングロースを起こしている。このために、カバーキャップ１０とカラー部１２の上部はポケット状に汚染されている。縫合部の汚染は多かれ少なかれ発生し、このような状態が汚染の一般的な状態である。

図９は、縫合部３８の裂開により汚染が進んで、インプラント２０のフィクスチャー部２４まで達した状態である。オッセオインテグレーションを獲得すべきフィクスチャー部２４で汚染が生じており、このような場合では２次手術への移行は困難である。

図１０は、２次手術でヒーリングキャップ１６をインプラント２０に取り付けたときの、免荷期間終了時における汚染状態である。ヒーリングキャップ１６は外部と交通しているために、切開部が歯茎で覆われることはなく、ヒーリングキャップ１６の周囲は、単に上皮組織や結合組織と接しているだけの状態となる。このため、細菌の侵入による汚染４０は避けられず、免荷期間終了時に、上皮組織３６のダウングロースがヒーリングキャップ１６の領域にあり、ヒーリングキャップ１６周囲だけに、ポケット状の汚染４０が留まっているのが理想的である。

図１１は、２次手術でヒーリングキャップ１６をインプラント２０に取り付けたときの、免荷期間終了時における一般的な汚染状態である。上皮組織３６のダウングロースがヒーリングキャップ１６の領域を超えて、カラー部の一部に達しており、ヒーリングキャップ１６の周囲部とカラー部２２の一部の周囲がポケット状に汚染されている。

図１２は、２次手術でヒーリングキャップ１６をインプラント２０に取り付けたときの、免荷期間終了時に、過度に汚染が生じた場合の汚染状態である。上皮組織３６のダウングロースがインプラント２０のフィクスチャー部まで進行し、ヒーリングキャップ１６、カラー部２２とフィックスチャー部２４の一部までその周囲がポケット状に汚染されている。

これまで、インプラント手術の治療期間中の汚染状態を説明したが、汚染は完全には防止できず、裂開の場合は裂開部に留まり、ヒーリングキャップ１６取り付け時はヒーリングキャップ１６周囲に留まっているのが望ましい。このために、本発明によるカバーキャップ１０及びヒーリングキャップ１６は、図１に示したように、カバーキャップ１０及びヒーリングキャップ１６の表面に殺菌層１４を設けている。

カバーキャップ１０の表面が殺菌層１４で覆われて、殺菌作用を発現していると、細菌は殺菌層１４で殺菌され、汚染４０がさらに広がることがなく、図７に示した汚染状態で留まる。また、ヒーリングキャップ１６の表面が殺菌層１４で覆われて、抗菌作用を発現していると、細菌は殺菌層１４で殺菌され、汚染４０が広がることがなく、少なくとも図１０に示した汚染状態で留まる。

本発明の殺菌層の実施例は、光を利用して殺菌効果を発現する場合と、光がなくても殺菌効果を発現する場合とがあり、以下に具体的に説明する。なお、いずれの場合も、カバーアバットメントとヒーリングアバットメントは、日本メディカルマテリアル株式会社のＰＯＩ ＥＸのスタンダードタイプを使用した。
（実施例１）

アナターゼ型結晶で構成される酸化チタンは、エネルギーバンドが３．２ｅＶであり、波長が３８０ｎｍ以下の光に対して電子が励起して活性化し、光触媒機能を発現する。光触媒活性により、超親水性や酸化分解反応を示すため、生体親和性や殺菌効果を有する。

このため、カバーアバットメントとヒーリングアバットメントに光触媒材の層である酸化チタン薄膜を形成した。酸化チタン薄膜の作製は、スパッタリングにより行った。スパッタリング装置のターゲットには、純度９９％以上のチタンを用い、アノードにはカバーアバットメント又はヒーリングアバットメントを取り付けた。スパッタリング装置のチャンバー内は真空度を５×１０^−４Ｐａまで排気し、アルゴンガスに酸素を４０％加えた混合ガスを用いて成膜した。酸化チタンの膜厚は、０．５〜１μｍである。

酸化チタンの光触媒活性化は、波長が３８０ｎｍ以下の光の照射が必要であり、紫外線領域の光である。このため、可視光領域でも光触媒活性化を行わせるために、酸化チタンに窒素をドーピングすることが有効である。このために、上記スパッタリング装置での混合ガスを、アルゴンガスに酸素２０％の他、さらに窒素２０％を加えて成膜した。窒素ドープ型酸化チタン薄膜は、０．５〜１μｍである。

また、光触媒コーティング剤をカバーキャップとヒーリングキャップにコーティングすることにより、殺菌層を形成することもできる。例えば、テイカ株式会社製のコーティング剤である商品名ＴＫＣ−３０３やＴＫＣ３０４、光触媒サガンコートコーティング剤の商品名ＴＰＸ−ＶＢやＴＰＫ−ＨＬ等が利用できる。

光触媒機能を利用した殺菌層を備えたカバーアバットメントとヒーリングアバットメントは、インプラントに取り付ける直前に光の照射が行われる。光は、酸化チタンの光触媒活性化を行うために、波長が３８０ｎｍ以下の紫外線、Ｘ線あるいはガンマ線が使用できる。可視光領域での光植外活性化が可能な窒素ドープ酸化チタンでは、自然光や蛍光灯の光でもよい。上記試作した殺菌層は、いずれも光触媒活性が得られた。

また、殺菌層として試作した光触媒層は、水中での超音波照射によっても光触媒活性が得られた。このため、カバーアバットメントやヒーリングアバットメントをインプラントに取り付ける直前に、超音波洗浄を行うことにより、洗浄効果と光触媒活性効果が同時に得られる。
（実施例２）

光触媒材の層である酸化チタン薄膜を、スパッタリングにより形成したカバーアバットメントとヒーリングアバットメントは、酸化チタンの光触媒活性化を可視光領域でも可能とするために、酸化チタンの光励起構造変化現象を利用した。

光励起構造変化による、可視光領域での光触媒活性化は、酸化チタンのバンドギャップを狭くして、波長の長い可視光領域での光に対しても電位が励起するためと考えられる。

酸化チタンの共有性半導体表面は、表面原子層を含む表面近傍の原子層に限局された表面固有の構造（表面構造）を形成する。この表面構造形成の主要因は非共有電子対（ダングリングボンド）の存在であるが、この存在による電子系のエネルギー増加を減少さすべく、表面層の原子は表面緩和・再構成を起こし、その結果として、結晶の面や表面構成原子の組成、温度などに依存した多様な形態をとる。その各々の構造に特徴的な表面固有の電子状態が形成される。従って、半導体表面は、結晶と同一原子から構成されつつも、もはや結晶のみの諸性質では特徴づけられない、新たな「擬２次元的凝縮相」を形成している。これが、光励起構造変化である。

光励起構造変化は電子励起を原理としており、照射する光エネルギーは、レーザ光、紫外線やＸ線のように、電子が酸化チタンのバンドギャップを超えるために必要な短い波長の光、あるいは電磁波でよい。より正確には、照射する光エネルギーは、電子が酸化チタンのバンドギャップを超えるために必要な短い波長を含んだ光、あるいは電磁波である。さらに、温度を２００℃〜５００℃として加熱することで、光励起構造変化を促進させてもよい。

光励起構造変化させた酸化チタン層は、エネルギーギャプが２．５ｅＶ程度となったため、自然光や蛍光灯等の光照射によっても十分な光触媒活性効果が得られた。
（実施例３）

光触媒を利用した殺菌層は、キャップ埋入初期には効果を発揮するが、口内は光が直接照射されることがないために、徐々に効果が薄れていく。このため、光照射を必要としない無光触媒材を使用した。無光触媒材としては、リン酸チタニア化合物を使用する。リン酸チタニア化合物は、光触媒酸化チタンにリン酸を反応させて、暗所において光触媒活性が得られ、酸素と水分があれば、マイナスイオンを発生させて活性効果を持続し、抗菌効果が得られる。リン酸チタニア化合物の無光触媒は、例えばＹＯＯコーポレーションの無光触媒エコキメラ（登録商標）がある。抗菌タイプのエコキメラＳシリーズ（品番：ＳＷ−５０）を使用して、カバーキャップとヒーリングキャップにコーティングして殺菌層とした。

また、ファイラック・インターナショナル株式会社により開発されたＣＴ触媒も光を利用しない触媒であり、殺菌層に利用できる。ＣＴ（Ｃｈａｎｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）触媒は、電子供与体と電子受容体から構成され、同時進行の酸化、還元反応により、悪臭成分や細菌を分解する。この酸化、還元反応を利用した殺菌層を、カバーキャップとヒーリングキャップにコーティングすることにより作製した。

本発明によるカバーアバットメント及びヒーリングアバットメントを使用することにより、埋入インプラントへ超音波を照射して、治療期間中の、生体親和性と殺菌効果を持続させることができるばかりでなく、メンテナンス期間のインプラント周囲炎が生じた場合でも、義歯を外してヒーリングアバットメントに戻し、殺菌効果を発現させて治癒させることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。

２ カバーアバットメント
４ ヒーリングアバットメント
１０ カバーキャップ
１２，１８ アバットメント
１４ 殺菌層
１６ ヒーリングキャップ
１８ ガイド突起
２０ インプラント
２２ カラー部
２４ フィクスチャー部
２６ インプラント２回法のフローチャート
２８ インプラント１回法のフローチャート
３０ 歯槽骨
３２ 骨膜
３４ 結合組織
３６ 上皮組織
３８ 縫合部
４０ 汚染部

Claims (15)

1. インプラント治療中に使用し、表面に殺菌機能を発現する殺菌層を備えたことを特徴とするインプラント用キャップ。
   
2. 請求項１に記載のインプラント用キャップにおいて、
   前記インプラント用キャップは、カバーキャップ又はヒーリングキャップであること、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
3. 請求項１に記載のインプラント用キャップにおいて、
   前記殺菌層は、光の照射により殺菌機能を発現する光触媒材の層であること、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
4. 請求項３に記載のインプラント用キャップにおいて、
   前記光触媒材は、光触媒コーティング剤であること、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
5. 請求項３に記載のインプラント用キャップにおいて、
   前記光触媒材は、酸化チタンであること、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
6. 請求項５に記載のインプラント用キャップにおいて、
   前記酸化チタンに、窒素がドーピングされていること、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
7. 請求項５に記載のインプラント用キャップにおいて、
   インプラント用キャップに形成された酸化チタンの層にレーザ光、紫外線又はＸ線を照射して、光励起構造変化により酸化チタンのエネルギーギャプを狭くして、可視光での光触媒活性を可能としたこと、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
8. 請求項５に記載のインプラント用キャップにおいて、
   前記酸化チタンの層は、前記インプラントに、酸化チタンコーティング剤を塗布し、加熱焼成して形成すること、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
9. 請求項５に記載のインプラント用キャップは、
   インプラントに装着する直前に、酸化チタンの電子を励起させる波長以下の光が照射されること、
   を特徴とするインプラント用キャップ。
   
10. 請求項９に記載のインプラント用キャップは、
    インプラントに装着する直前に照射される光は、ガンマ線、Ｘ線又は紫外線であること、
    を特徴とするインプラント用キャップ。
    
11. 請求項６又は７に記載のインプラント用キャップは、
    インプラントに装着する直前に照射される光は、自然光又は照明灯の光であること、
    を特徴とするインプラント用キャップ。
    
12. 請求項５に記載のインプラント用キャップは、
    インプラントに装着する直前に、水中で超音波が照射されること、
    を特徴とするインプラント用キャップ。
    
13. 請求項１に記載のインプラント用キャップにおいて、
    前記殺菌層は、無光触媒材の層であること、
    を特徴とするインプラント用キャップ。
    
14. 請求項１２に記載のインプラント用キャップにおいて、
    前記無光触媒材はリン酸チタニア化合物であること、
    を特徴とするインプラント用キャップ。
    
15. 請求項１に記載のインプラント用キャップにおいて、
    前記殺菌層は、ＣＴ触媒材の層であること、
    を特徴とするインプラント用キャップ。