JP2017070518A - 有床義歯の設計方法、有床義歯の製造方法、位置決め手段 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＡＤ／ＣＡＭにより設計して形成された義歯床に人工歯を排列する際に、容易に精度よく義歯床に対して人工歯を取り付けることができる有床義歯の設計方法を提供する。
【解決手段】口腔内形状のデータに基づいてコンピュータ上で有床義歯（１０）を設計する方法であって、口腔内形状に基づいて義歯床（２０）の形状データを作成する過程（Ｓ２２）と、義歯床に排列される人工歯（３０）の形状データを作成する過程（Ｓ２３）と、排列された人工歯の咬合状態を転写した形状を有する板状の咬合プレート（４０）の形状データを作成する過程（Ｓ２４）と、を含むものとする。
【選択図】図７

Description

本発明は、有床義歯に関し、詳しくは有床義歯の設計方法、製造方法、及び有床義歯を製造する際に用いる位置決め手段に関する。

有床義歯を作製する方法としてよく知られたものの１つにロストワックス法がある。これは次のような工程を経ることで有床義歯を得ることができる。すわなち、初めに印象材を用いて患者の口腔内の形状の型をとる（いわゆる印象採得。）。これに石膏を流して固め、石膏模型を作製する。
次に、石膏模型の上にワックスを用いて上下顎義歯の高さを確保し、ワックスに人工歯を埋め込み、蝋義歯とする（いわゆる人工歯排列。）。その後この蝋義歯を石膏等に埋めて固めるとともにワックスが流出する部位を形成したうえで湯等を用いてワックスを溶融して流し去る。これにより排列された人工歯のみが残り、ワックスが存在していた部分に空洞が形成されるのでここにレジン等を流入（填入）させて硬化する。そして石膏を割って取り去ることにより有床義歯を得ることができる。

このようにロストワックス法は工程が多く、完成までに時間がかかるとともに、その作製について歯科技工士の熟練が必要とされている。

これに対して特許文献１、２には、ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて有床義歯等の歯科補綴物を作製する技術が開示されている。すなわち、ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて歯科補綴物の設計から製造までをデータとして取り扱い、最終的には当該データに基づいてＮＣ工作機械により削り出すことにより歯科補綴物を得ることができる。
これによれば、ロストワックス法に比べて工程が少なく、歯科補綴物をこれまでより短期間で製作することが可能である。

特開平９−２０６３２０号公報 特開２００２−２２４１４３号公報

しかしながら、ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて有床義歯を作製するときには、ワックスと比較して硬い樹脂材料で義歯床を削り出して作製し、当該硬い義歯床の上に形成された、人工歯を嵌め込む窪みに、セラミックスや樹脂等の人工歯を嵌めて排列し、接着剤で固定する必要があった。そうすると、人工歯を嵌める窪みは人工歯よりも大きく形成する必要があるため、実際に人工歯が配置されたときに設計した位置に対してずれが生じ、ＣＡＤ上で設計した全体の咬合関係を狂わせる原因となる虞があった。このように、人工歯はその位置決めが重要であることから、容易に精度よく人工歯を取り付ける技術が必要である。

そこで本発明は、ＣＡＤ／ＣＡＭにより設計して形成された義歯床に人工歯を排列する際に、容易に精度よく義歯床に対して人工歯を取り付けることができる有床義歯の設計方法を提供することを課題とする。また、有床義歯の製造方法、有床義歯を製造する際に用いる位置決め手段を提供する。

以下、本発明について説明する。ここでは分かり易さのため、明細書、図面に付した参照符号を括弧書きで併せて記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、口腔内形状のデータに基づいてコンピュータ上で有床義歯（１０）を設計する方法であって、口腔内形状に基づいて義歯床（２０）の形状データを作成する過程（Ｓ２２）と、義歯床に排列される人工歯（３０）の形状データを作成する過程（Ｓ２３）と、排列された人工歯の咬合状態を転写した形状を有する板状の咬合プレート（４０）の形状データを作成する過程（Ｓ２４）と、を含む、有床義歯の設計方法（Ｓ２０）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の有床義歯の設計方法（Ｓ２０）において、さらに、義歯床（２０）と咬合プレート（４０）との位置を固定する位置決め手段（５０、６０、７０）のデータを作成する過程（Ｓ２５）を有する。

請求項３に記載の発明は、有床義歯（１１０）の製造方法（Ｓ１）であって、請求項１に記載の設計方法により有床義歯（１０）を設計する過程（Ｓ２０）と、設計に基づいて義歯床（１２０）、人工歯（１３０）、及び咬合プレート（Ｓ１４０）を作製する過程（Ｓ３１）と、作製した咬合プレートに作製した人工歯を配置する過程（Ｓ３２）と、咬合プレートに配置された人工歯を義歯床に配置する過程（Ｓ３３）と、を含む、有床義歯の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、有床義歯（１１０）の製造方法（Ｓ１）であって、請求項２に記載の設計方法により有床義歯（１０）を設計する過程（Ｓ２０）と、設計に基づいて義歯床（１２０）、人工歯（１３０）、咬合プレート（１４０）、及び位置決め手段（１５０、１６０、１７０）を作製する過程と、作製した咬合プレートに作製した人工歯を配置する過程（Ｓ３２）と、咬合プレートに配置された人工歯を義歯床に配置する過程（Ｓ３３）と、を含み、人工歯を義歯床に配置する過程では、位置決め手段により義歯床と咬合プレートとの位置関係が決定される、有床義歯の製造方法である。

請求項５に記載の発明は、有床義歯（１１０）を製造する際に用いられる位置決め手段（１５０）であって、義歯床（１２０）と、人工歯（１３０）の咬合状態が転写された咬合プレート（１４０）と、を連結する手段である、有床義歯作製用の位置決め手段である。

請求項６に記載の発明は、有床義歯（１１０）を製造する際に用いられる位置決め手段（１６０）であって、義歯床の姿勢を保持する義歯床保持部材と、人工歯（１３０）の咬合状態が転写された咬合プレート（１４０）に具備され、義歯床保持部材に連結する連結部材と、を備える、有床義歯作製用の位置決め手段である。

本発明によれば、ＣＡＤ／ＣＡＭにより設計して形成された義歯床に人工歯を精度よく容易に取り付けることができる。

有床義歯の製造方法Ｓ１の流れを表す図である。 有床義歯の設計の工程Ｓ２０の流れを表す図である。 有床義歯の作製の工程Ｓ３０の流れを表す図である。 義歯床２０の外観図である。 図５（ａ）は人工歯３０の外観図、図５（ｂ）は人工歯３０の断面図である。 有床義歯１０の外観を表す図である。 図７（ａ）は咬合プレート４０を説明する斜視図、図７（ｂ）は咬合プレート４０を説明する概念図である。 咬合プレート４０の斜視図である。 図９（ａ）は位置決め手段５０を説明する図、図９（ｂ）は位置決め手段５０が分離した図である。 位置決め手段６０の分解斜視図である。 位置決め手段６０が組み合わされた図である。 位置決め手段７０を説明する図である。 咬合プレートへの人工歯配置Ｓ３２を説明する図である。 義歯床への人工歯配置Ｓ３３を説明する図である。 義歯床への人工歯配置Ｓ３３を説明する図である。 義歯床への人工歯配置Ｓ３３を説明する図である。

以下、本発明を図面に示しつつ説明する。ただし本発明はこれら形態に限定されるものではない。

図１は１つの形態を説明する図であり、有床義歯の製造方法Ｓ１の流れを表す図である。ここからわかるように、有床義歯の製造方法Ｓ１は、口腔内形状のデータ化Ｓ１０、有床義歯の設計Ｓ２０、及び有床義歯の作成Ｓ３０、を含む。以下それぞれの過程について説明する。

口腔内形状のデータ化Ｓ１０では、得られた印象から間接的に又は口腔内から直接的に、口腔内の形状の３次元データを取得する。印象から当該データを取得するには公知の方法による印象採得で得られた石膏模型を３次元計測する方法を用いることができる。また口腔内から直接当該データを取得するには口腔内３次元スキャナを用いることが可能である。
これにより患者の粘膜面の形状情報等の口腔内形状がデータ化される。その際、咬合関係のデータは、例えば上顎の印象体と下顎の印象体とを患者の顎の位置と同様に組み合わせて３次元計測することにより得ることができる。

有床義歯の設計Ｓ２０では、口腔内形状のデータ化Ｓ１０で得られたデータに基づき、コンピュータ上で有床義歯の形状を設計して決めていく。図２に有床義歯の設計Ｓ２０の流れを示した。ここからわかるように有床義歯の設計Ｓ２０は、口腔内データの取得Ｓ２１、義歯床の設計Ｓ２２、人工歯排列の設計Ｓ２３、咬合プレートの設計Ｓ２４、及び位置決め手段の設計Ｓ２５、を含んでいる。
なお、この有床義歯の設計Ｓ２０で説明する有床義歯１０、義歯床２０、人工歯３０、咬合プレート４０、及び位置決め手段５０、６０、７０はいずれも、コンピュータ上におけるデータによって形成される形態を意味する。

口腔内データの取得Ｓ２１は、口腔内形状のデータ化Ｓ１０でデータ化した口腔内形状に関する情報を取得し、これを設計装置（コンピュータ）内に取り込む工程である。当該取り込みはコンピュータが備える受信手段を介して該コンピュータの記憶装置に記録される。

義歯床の設計Ｓ２２では、口腔内データの取得Ｓ２１で得た情報に対して必要に応じて変更を加え、義歯床２０の形状を設計する。図４には、下顎側の義歯床２０を模式的に表した。上顎側の義歯床も上下の差異はあるが、基本的な構成は同様に考えることができる。どちらか一方を作製する場合もあるし、両方作製する場合もある。
義歯床は、人工歯を所定の位置に保持するとともに、口腔粘膜上に有床義歯自体を安定して装着させる機能を有する部材である。従って義歯床２０は図４からわかるように、最終的には人工歯３０が排列される部位として堤状の盛り上がった堤部２１を備えるとともに、この堤部２１の頂部に人工歯３０の一端が挿入され、人工歯３０が固定される凹部２２が設けられた形態を備えることになる。ただし、凹部２２の位置や形状は排列される人工歯３０によって決まるので、当該凹部２２の形態は次の人工歯排列の設計Ｓ２３の後に決まる。
このような義歯床２０の設計は公知の方法を用いることができる。

人工歯排列の設計Ｓ２３では、義歯床の設計Ｓ２２に対して人工歯３０を排列していく。コンピュータのデータベースから人工歯の情報を呼び出して人工歯３０を義歯床２０に排列する。すなわち、ここまでで取り込んだ情報に基づき、コンピュータの記憶手段に格納されたデータベースから歯列弓に見合った人工歯データを呼び出す。そしてこれを義歯床２０の顎堤２１上のおおよその位置に配置させたのち位置を微調整する。当該微調整により位置が決まった後、義歯床２０に上記説明した凹部２２（図４参照）を形成する。このとき、凹部２２は、人工歯３０を凹部２２に挿入し易いように、人工歯３０の外形に対して若干大きい形状とされる。

人工歯３０は天然の歯牙に代わって機能して天然歯を模して作製された人工の歯牙である。図５（ａ）に示したように、必要に応じて複数の人工歯３０が天然歯と同様に排列される。図５（ａ）では紙面上が咬合面側、紙面下が義歯床２０側であり、紙面左右が排列方向となる。図５（ｂ）には図５（ａ）にＶｂ−Ｖｂで示した線に沿った人工歯３０の断面を示した。これは排列方向に直交する方向の断面である。図５（ａ）、図５（ｂ）からわかるように、人工歯３０のうち、義歯床２０側の端部で排列方向とは直交する方向の側面にはアンダーカット部３１が設けられている。これにより人工歯３０の義歯床２０への固定がより強固なものとなる。

そして義歯床２０に人工歯３０が排列されると図６に示したように有床義歯１０となる。すなわち、義歯床２０の凹部２２に人工歯３０が配置されて有床義歯１０とされる。

咬合プレートの設計Ｓ２４では、上下の歯列の咬合面間に配置される咬合プレート４０を設計する。咬合プレート４０は、上下顎の人工歯（又は人工歯と天然歯）の咬合面の咬み合わせ関係が転写された板状の部材である。図７及び図８に説明のための概念図を示した。図７（ａ）は上下顎の有床義歯１０の間に咬合プレート４０を配置した場面を斜め方向から見た概念図、図７（ｂ）は正面方向から見た概念図である。また図８には咬合プレート４０の斜視図を表した。

図７（ａ）、図７（ｂ）、及び図８からわかるように、咬合プレート４０は、歯列に沿った弓状の板であり、上下の歯列の咬合面をその表裏に転写している。従って咬合プレート４０には咬合状態における上下歯列の位置関係の情報が含まれる。すなわち、図８からわかるように、咬合プレート４０には人工歯３０の咬合面側形状に対応した凹部４１が形成されている。

咬合プレート４０の厚さは特に限定されることはないが、当該咬合プレート４０のデータに基づいて後述するように実際の咬合プレート１４０を作製したときに、咬合プレート１４０の凹部１４１に人工歯１３０を差し込んで保持することができるように構成することが好ましい。

位置決め手段の設計Ｓ２５では、義歯床２０、人工歯３０、及び咬合プレート４０の位置関係を維持するための位置決め手段を設計する。これにより、後述するように実際に作製された義歯床１２０に人工歯１３０を配置するに際して、咬合の状態も含めて精度よく（設計通りに）行うことができる。

図９には第一の形態に係る位置決め手段５０を説明する図を示した。図９は図７（ｂ）と同じ視点による図である。図９（ａ）は位置決め手段５０を組み合わせたときの姿勢、図９（ｂ）は位置決め手段５０を分離したときの姿勢をそれぞれ表している。

位置決め手段５０は、図９（ａ）、図９（ｂ）からわかるように、義歯床接続部材５１、咬合プレート接続部材５２、及び連結部材５３を有して構成されている。ここで義歯床接続部材５１は義歯床２０に着脱可能に接続する部材であり、咬合プレート接続部材５２は咬合プレート４０に着脱可能に接続する部材である。そして連結部材５３は、義歯床接続部材５１と咬合プレート接続部材５２とを連結する部材である。本形態では、連結部材５２の一部で接続と分離ができるようにジョイント部５２ａが設けられている。

義歯床接続部材５１の義歯床２０との接続部、咬合プレート接続部材５２の咬合プレート４０との接続部、及びジョイント部５２ａには、突起５０ａ及びこれに対応する穴５０ｂが設けられており、装着時の位置ずれが防止されている。

このような位置決め手段５０は、患者の咬合状態が再現できる義歯床２０、人工歯３０の配置になるように形状が設計される。

図１０、図１１には第二の形態に係る位置決め手段６０を説明する図を示した。図１０は位置決め手段６０が分離した姿勢、図１１は位置決め手段６０が組み合わされた姿勢である。

位置決め手段６０は、図１０、図１１からわかるように、義歯床保持部材６１、咬合プレート接続部材６２、及び連結部材６３を有して構成されている。
ここで、義歯床保持部材６１は義歯床２０を所定の姿勢に維持する部材である。そのため義歯床保持部材６１には義歯床２０を挿入する凹部６１ａが設けられており、この凹部６１ａはその外形が義歯床２０の外形と同じとされており、挿入された義歯床２０が移動及び回動しないように構成されている。
咬合プレート接続部材６２は咬合プレート４０に一体となって接続する部位である。本形態ではクロス状の部材で、その先端に連結部材６３が形成されている。
そして連結部材６３は、義歯床保持部材６１と咬合プレート接続部材６２とを連結する部材である。本形態では、咬合プレート接続部材６２の先端に設けられた３つの突起６３ａ、及び義歯床保持部材６１に設けられた、当該突起６３ａが挿入される溝６３ｂにより連結部材６３が構成されている。

このような位置決め手段６０によれば、義歯床保持部材６１の凹部６１ａの内側に義歯床２０が配置され、これに対して、図１１に示したように、溝６３ｂの内側に突起６３ａを挿入することで咬合プレート４０と義歯床２０との位置決めが行われる。

このような位置決め手段６０も、位置決め手段５０と同様に作用し、設計した人工歯の排列を精度よく実現することができる。

図１２には第三の形態に係る位置決め手段７０を説明する図を示した。当該位置決め手段７０では、一群の人工歯列のうち少なくとも１つ、及び、これが差し込まれる義歯床２０の凹部２２に位置決め手段を設ける例である。図１２の例では、人工歯３０のうち凹部２２の底面に対向する面に位置決め手段７０を構成する一方である１つの角柱状の突起７０ａが配置され、凹部２２の底面には突起７０ａに対応する形状及び位置に窪み７０ｂが設けられている。これによれば、位置決め手段７０が設けられた人工歯３０では設計した位置及び向きでしか義歯床２０の凹部２２（位置決め手段７０が設けられた凹部）に配置することができない。従って咬合プレートによって位置関係が決定している他の通常の人工歯も位置決め手段７０が設けられた人工歯３０に追随して正しい位置及び向きで義歯床３０の凹部２２に配置できる。
また、このような位置決め手段７０によれば、位置決め手段７０は、最終製品として有床義歯を作製した後には隠蔽されてしまうので、後処理（例えば位置決め手段の除去）をする必要がない。

以上のような過程を経て有床義歯の設計Ｓ２０が終了する。

図１に戻り有床義歯の作製Ｓ３０について説明する。図３には有床義歯の作製Ｓ３０の流れを示した。
有床義歯の作製Ｓ３０では、有床義歯の設計Ｓ２０で設計された各要素のデータに基づいて実際に各要素を作製し、これらを組み合わせて精度良い有床義歯を作製する工程である。ここでは位置決め手段５０による例について説明する。図３からわかるように、有床義歯の作製Ｓ３０は、要素製作Ｓ３１、咬合プレートへの人工歯配置Ｓ３２、義歯床への人工歯配置Ｓ３３、及び咬合プレート及び位置決め手段の除去Ｓ３４、を含んでいる。

要素作製Ｓ３１では、有床義歯の設計Ｓ２０で設計された、義歯床２０の形状データ、人工歯３０の形状データ、咬合プレート４０の形状データ及び位置決め手段５０の形状データを個別に抽出し、工作機械へ指令データとして出力し、加工データを受信した工作機械により形状を削り出す。この過程自体は公知の方法により行うことができ、いわゆるＣＡＭによる加工を挙げることができる。
これにより、データとしての義歯床２０から実際の義歯床１２０が作製され、データとしての人工歯３０から実際の人工歯１３０が作製され、データとしての咬合プレート４０から実際の咬合プレート１４０が作製され、データとして位置決め手段５０から実際の位置決め手段１５０（位置決め手段６０の場合には位置決め手段１６０（不図示）、位置決め手段７０の場合には位置決め手段１７０（不図示）。）が作製される。

咬合プレートへの人工歯配置Ｓ３２は、咬合プレート１４０に人工歯１３０の咬合面側を挿入して配置する。図１３に模式的に表した。咬合プレート１４０は当該人工歯１３０の咬合面に基づいて凹部１４１が形成されているので、その形状が人工歯１３０と一致することから図１３に示したように適切に配置することができる。必要に応じて粘着力の弱い粘着剤等により、ずれない最小限度で咬合プレート１４０、人工歯１３０を固定してもよい。
これにより、人工歯１３０における咬み合わせを含めた位置関係が適切なものとなり、設計に対して精度良い配置を得ることができる。またこの後にも述べるように、人工歯１３０の排列を１つずつでなく、咬合プレートごと歯列全体で行うことができるので、精度を維持したまま効率よく人工歯の配置をすることが可能である。

義歯床への人工歯配置Ｓ３３では、咬合プレート１４０に配置された人工歯１３０を義歯床１２０に固定する。本形態では具体的に例えば次のように行われる。図１４〜図１６に説明のための図を表した。

始めに、図１４に示したように、義歯床１２０の凹部１２２に接着材としてのレジン１２５を配置する。このレジンは人工歯を義歯床に固定する際に用いられる通常のものを用いることができる。
次に本例では先に上顎側の義歯床１２０に人工歯１３０を配置する。その際には、図１５に示したように、咬合プレート１４０に配置された人工歯１３０をまとめて上顎側の義歯床１２０に押しつけ、それぞれの人工歯１３０がそれぞれの凹部１２２に挿入される。そしてこのときには、位置決め手段１５０の義歯床接続部１５１が義歯床１２０に、咬合プレート接続部１５２が咬合プレート１４０に接続され、これらが連結部１５３で連結されている。
その後に下顎側の義歯床１２０に人工歯１３０を配置する。その際には図１６に示したように、咬合プレート１４０に配置された人工歯１３０をまとめて下顎側の義歯床１２０に押しつけ、それぞれの人工歯１３０がそれぞれの凹部１２２に挿入される。そしてこのときには、位置決め手段１５０の義歯床接続部１５１が義歯床１２０に、咬合プレート接続部１５２が咬合プレート１４０に接続され、これらが連結部１５３で連結されている。

以上のように、咬合プレート１４０及び位置決め手段１５０により、複数の人工歯１５０の位置関係、人工歯１５０の義歯床１２０への位置、及び上下顎の咬合関係が設計に沿って精度よく実現される。

そして最後に図３に表したように、咬合プレート及び位置決め手段の除去Ｓ３４で、咬合プレート１４０及び位置決め手段１５０を除去することにより有床義歯１１０を得る。

なお、位置決め手段１６０、１７０が用いられた場合には位置決め手段６０、７０において説明したように位置決め手段１６０、１７０を組み合わせることにより上記の例に倣って同様に有床義歯を得ることができる。ただし、位置決め手段１７０が用いられた場合には、位置決め手段１７０の除去は不要である。

１０ 有床義歯（データ）
２０ 義歯床（データ）
３０ 人工歯（データ）
４０ 咬合プレート（データ）
５０、６０、７０ 位置決め手段（データ）
１１０ 有床義歯
１２０ 義歯床
１３０ 人工歯
１４０ 咬合プレート
１５０、１６０、１７０ 位置決め手段

Claims (6)

1. 口腔内形状のデータに基づいてコンピュータ上で有床義歯を設計する方法であって、
   前記口腔内形状に基づいて義歯床の形状データを作成する過程と、
   前記義歯床に排列される人工歯の形状データを作成する過程と、
   前記排列された人工歯の咬合状態を転写した形状を有する板状の咬合プレートの形状データを作成する過程と、を含む、有床義歯の設計方法。
2. さらに、前記義歯床と前記咬合プレートとの位置を固定する位置決め手段のデータを作成する過程を有する、請求項１に記載の有床義歯の設計方法。
3. 有床義歯の製造方法であって、
   請求項１に記載の設計方法により有床義歯を設計する過程と、
   前記設計に基づいて義歯床、人工歯、及び咬合プレートを作製する過程と、
   作製した前記咬合プレートに作製した前記人工歯を配置する過程と、
   前記咬合プレートに配置された前記人工歯を前記義歯床に配置する過程と、を含む、有床義歯の製造方法。
4. 有床義歯の製造方法であって、
   請求項２に記載の設計方法により有床義歯を設計する過程と、
   前記設計に基づいて義歯床、人工歯、咬合プレート、及び位置決め手段を作製する過程と、
   作製した前記咬合プレートに作製した前記人工歯を配置する過程と、
   前記咬合プレートに配置された前記人工歯を前記義歯床に配置する過程と、を含み、
   前記人工歯を前記義歯床に配置する過程では、前記位置決め手段により前記義歯床と前記咬合プレートとの位置関係が決定される、有床義歯の製造方法。
5. 有床義歯を製造する際に用いられる位置決め手段であって、
   義歯床と、人工歯の咬合状態が転写された咬合プレートと、を連結する手段である、
   有床義歯作製用の位置決め手段。
6. 有床義歯を製造する際に用いられる位置決め手段であって、
   義歯床の姿勢を保持する義歯床保持部材と、
   人工歯の咬合状態が転写された咬合プレートに具備され、前記義歯床保持部材に連結する連結部材と、を備える、有床義歯作製用の位置決め手段。

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