JP3542628B2 - 歯科修復物、修理のための成形用歯科材料組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、歯科修復物を形成および／または修理するための改良された成形用歯科材料組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯冠および架工義歯学において金属コーピングは、歯科修復物が咀嚼力に耐えるため必要な本質的な構造的強度および剛性を歯科修復物に付与するため慣用的に用いられている。セラミックス−金属歯科修復物においては、該金属コーピングは陶材またはアクリルの焼付コーティングがその上に適用される基本構造を形成する。陶材のコーティングは、審美的理由および天然歯を模倣するためにコーピング上に用いる。歯科修復物の色調ならびに全体の外観は歯科患者にとって修復の満足感における重要な要因である。それゆえ金属コーピングの色調は重要であり、修復の審美を向上させるべきである。セラミックス−金属歯科修復物のために、該金属コーピングは強度および背景色を提供すべきである。
【０００３】
１９９２年５月１９日に出願し、「成形用歯科物質および方法」なる標題の出願番号８８７.２４５の本出願人の同時係属出願において、いずれの機器または金属の鋳造も用いずに歯科修復物を修復および／または形成するためにあらゆる所望の形に容易に造形または鋳造できる歯科材料組成物が教示されている。(引用してその開示を本明細書の一部とみなす)出願人らの米国特許第４,７４２,８６１号および４,９９０,３９４号には、該材料の組成物および適用方法が教示されている。一般に、該歯科材料は、修復すべき歯の耐火性歯型または模型上に直接的に歯科修復を形成するために揮発性バインダーを有するマトリックス中に組み合せた高および低熔融温度金属粒子からなる。該材料は、歯型上で所望の立体形状に成形し、低熔融温度金属粒子が熔融するかまたは実質的に熔解し、かつバインダーが揮発する温度で熱処理すると、熱処理前に付与された形を有する多孔性でスポンジ様構造が生成する。次いで、好ましくは金である低熔融温度充填材料をスポンジ様構造中に様に熔融させて、歪みおよび／または収縮を受けさせることなく、熱処理前に、耐火性歯型上に形成した材料のと同一の立体構造を有する固体金属コーピングを形成する。
【０００４】
固化した金属は、歯科修復物の形成に用いるためには、高精度で再現性可能な所望の色調を有すべきである。現在まで、この工程は炉の中の温度および雰囲気に影響され易かった。熱処理工程間のわずかな温度の変化でさえも、該金属の色調に悪影響を及ぼしうるいくつかの酸化を起こし、さらに深刻なことには、固化した構造の大きさに影響を及ぼしうる充填材料の多孔性スポンジへの浸透ならびに流入を妨げかねない。事実、用いる炉のタイプまたはその条件でさえ、熱処理工程間の正確な温度制御能に影響しえた。精巧な炉温度制御機器は購買可能であるが、かかる機器の設置は歯科開業医にとってコストがかかり、受け入れられないであろう。また温度変化に対する敏感性も、さらに精巧な温度制御測定をしなければ、一時に炉中で製作できる修復物を一個に限定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、精度よくかつ再現性よく色調を付することができる歯科修復物の形成および／または修理するための成形用歯科材料組成物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め選択した熱処理温度を超える熔融温度を有する高熔融温度金属粒子；該予め選択した熱処理温度以下の熔融温度を有する低熔融温度金属粒子；歯科材料の０.００５重量％以上の濃度の微粉砕炭素質粒子；および揮発性バインダーよりなり、該予め選択した熱処理温度で歯科物質を熱処理すると、高ボイド容量の毛細網状組織空隙を有する多孔性の金属構造が形成されることを特徴とする歯科修復物の形成または修復用の成形用歯科組成物を提供する。
【０００７】
本発明の歯科材料は、高および低熔融温度金属の金属粒子および揮発性バインダーの混合物から形成される金属粒子の成形用組成物である。熱処理により該バインダーが揮発し、好ましくは少なくとも３０％のボイド容量の、構造全体にわたり均一に分配された多数の空隙の毛細網状組織を有する多孔性スポンジ様構造を残す。
【０００８】
該バインダーは、熱処理で揮発して多孔性構造の形成を助長するいずれの適当なビヒクルであってもよい。該バインダーは、液状もしくは固体状またはその組み合せでよく、また有機または無機成分からなるものでよい。熱処理温度で残分を残すことなく揮発するワックスの固体バインダーまたはワックスと他の揮発性成分との組み合せが好ましいが、エチレンもしくはポリエチレングリコールのような適当な液体バインダーを用いることができる。好ましいバインダーは、実質的にまたは全部がワックスよりなり、もしあれば、残分は歯科材料の展性を制御するための有機または炭化水素化合物である。バインダーの濃度は、好ましくは、少なくとも３０％のボイド容量を確実にするのに十分に高いものとする。バインダーの濃度が少なくとも３０容量％の場合、ボイド容量とバインダーの関係は実質的に一対一である。
【０００９】
金属粒子およびバインダーに加え、該歯科材料には少量の炭素質粒子、好ましくは活性炭を含有させるべきである。活性炭は、炭素を加熱処理するか、あるいはその多孔性を増すため炭化の途中または後に、それをガス類との反応に付す、時として例えば塩化亜鉛のような化学物質を添加することにより形成されるよく知られた多孔性の炭素質材料である。その高い多孔性は、その無処理の比表面積より何オーダーも大きい非常に高い比表面積を与える。活性炭は、異種のガス類に対し大きな吸入容量を有する。活性炭が形成される炭素質粒子は、カーボンブラック、コークス粉、か焼ランプブラック粉等を包含するいずれの慣用的炭素材料であってもよい。本発明の該歯科材料中の活性炭粒子の適当な量は、金属混合物重量の０.００５〜約３％、好ましくは０.０５〜０.５重量％である。平均粒径２５０μｍ未満の微粉砕粒子が好ましい。該炭素粒子は熱処理工程の間に還元剤として作用し、空気へ暴露すると実質的に燃焼し尽くし、残分をほとんどまたは全く残さない。活性炭により付与される比表面積の増加は、非活性炭素粒子に比べ吸収容積がより大きく、用いる濃度がより少なくて済む。また該活性炭は、熱処理温度において、例えあるとしてもほとんど何も残さずに極めて容易に燃焼する。
【００１０】
本発明では、充填材料は加熱処理した多孔性構造の空隙中に熔融して、歯科修復物の最終的なコーピングまたは最終的な修復物そのものを形成する構造を固化させる。該多孔性金属構造は、所望により、充填材料を添加する前に最終的な立体構造に造り直すこともできる。該充填材料は、いずれの適当なセラミックスまたは金属組成物であってもよく、好ましくは貴金属組成物である。また、該充填材料は、多孔性構造を形成するのに用いたバインダーと同様の組成および濃度を有するワックスバインダーと混合した粒子のマトリックスで形成したものでもよい。少なくとも３０容量％の最小バインダー濃度が好ましく、８５容量％までとする。好ましくは、充填組成物の全重量の少なくとも５０％が、９０〜９８.５％の金および１.５〜８.５％、好ましくは２〜５％の銀を含有するいずれの大きさでもよい個々のまたは合金化した粒子であり、残余は銅、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、ガリウム、インジウム、スズまたはいずれの白金族金属および／または周期表元素の第３または第４族からの元素等の金属の群から選択される。該残余成分の重量は全体重量の７％を超すべきでない。該充填組成物の残りの５０％は、他の金属を含有させることができるが全部を金からなるものとすることもできる。但し、全充填組成物の銀含量は１０％重量以下に限定され、他の全金属の合計量も１０重量％に限定される。金および銀以外の添加金属を加えて、充填材料の熔融の間に熔融勾配を付与することもできる。
【００１１】
ワックスをバインダーとして用いる場合、その組成は重要ではなく、いずれの天然ワックス、鉱物ワックス、有機ワックスまたは合成ワックス組成物を用いることもできる。好ましいワックスは、いずれの他のバインダー成分もそうであるべき如く、比較的柔軟であって、粘着性で、有意な残渣を残さず比較的クリーンに熔融すべきものとする。バインダーの揮発温度は、低熔融温度金属粒子の融点より低く、かつ充填材料の融点より低くなければならない。さらに、該高および低熔融温度金属粒子は、金属粒子がバインダー中に均一に分散した混合物を形成するようにバインダーおよび活性炭粒子と組み合わされるべきである。別法として、金属粒子が均一に分散するように該バインダーを熱し、粒子を添加して混合できる。該バインダーには、ワックスの代用として組成物の展性を制御するために、添加剤を含有させることができる。該添加剤はエラストマー類、ガム類、合成ゴム類、多糖類およびパラフィン油のようなワックスと同様ないずれかの有機または炭化水素化合物から選択できる。該添加剤は、熱処理温度と同じもしくはそれ以下の望ましい揮発温度を有すべきであり、また熱処理で何も残渣を残すものであってはならない。
【００１２】
高および低熔融温度金属粒子のベース混合物の高熔融温度金属成分は、単一の金属または合金でよく、好ましくは、互いに所望のいずれの比率でもよい白金および／またはパラジウムのごとき貴金属とし、金、銀、銅、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、ガリウム、インジウムおよび周期表元素の第３、第４および第５族の金属または元素のような他の成分を含んでも含んでいなくてもよい。該高熔融温度金属成分の低熔融温度金属成分への親和性を増加するために、高熔融温度金属成分に金を添加することもできる。しかしながら、歯牙端の収縮を最小化するために、予め決められた割合の高熔融金属成分に比較的高濃度の白金およびパラジウムを含有させるのが好ましいが、本発明では重要ではない。
【００１３】
低熔融温度金属の粒子は、好ましくは金または金を主成分とした金合金からなるものとする。金を低熔融成分の主成分として優先させるのは、その加工性、生体適合性、非酸化性および色調の公知特性に基づいている。該高および低熔融温度金属の粒子は、高熔融温度成分を１μｍを超える、好ましくは４〜８０μｍの平均粒径を有するものとして選択されるべきである。該低熔融温度金属粒子の平均粒径は、好ましくは４０μｍ以下とすべきである。該混合物における金属の容量関係は、高熔融成分に対し約２０〜８０％の範囲の低熔融温度成分とすべきであり、好ましくは４０〜６５％の範囲とすべきである。高および低熔融温度成分につき選択した金属粒子の組成が、最適の容量比を決めることとなろう。重量比は、明細書最後の実施例で明らかとなるごとく、選択した材料の比重によって変化するであろう。該高熔融粒子は、不規則な薄片様の形状が好ましいが、いずれの形状をとることもできる。
【００１４】
高および低熔融温度金属粒子のベース混合物中の揮発性バインダー濃度は、熱処理後の多孔性構造のボイド容量ならびに多孔性構造中への充填材料の吸収および収容を制御する空隙間に形成される毛管網状組織の均一性を支配的に制御する。該熱処理は、好ましくは残分を残すことなくバインダーを揮発させ低熔融粒子が熔融して３０〜８０％の空隙率および均一に分布したボイド容量を有する安定な多孔性金属構造を形成させる必要がある。該ボイド容量は、熱処理前のバインダーの濃度比率に実質的に対応するが、３０％の最小濃度を超えるものとする。活性炭は、熱処理の間に存在しうる全ての酸素を二酸化炭素に還元すると信じられており、冷却中の酸素存在下における酸化から熱スポンジを保護する。
【００１５】
本発明の好ましい具体例において、該高および低熔融温度金属粒子を炭素または活性炭粒子およびバインダーと混合して成形用ベース材料を形成する。該ベース材料は２５μｍ〜１０ｍｍのいずれの厚さを有する緻密なストリップまたはいずれの所望の幾何学的形にも圧縮できる。該充填材料は、同様に多孔性構造への適応が容易なようにストリップまたは他の幾何学的形状に成形できる。
【００１６】
ベース材料からコーピングを形成するために該ベース材料を、接着剤を用いるか、または用いることなくして加圧により、手での成形により起こし歯型の表面に付する。通常の接着剤を用いることができないか、またはワックスと溶剤および他の接着剤、融剤等からなる接着剤を用いることもできる。手での成形は、スパチュラまたは他の手動機器の助けで行う。ベース金属−ワックス材料の好ましい形状への造形は、熱処理に際し、模型上で行い、次いで、取り出すか、またはいずれの他の方法で支持することができる。該熱処理は、炉の中または炎の下方もしくは上方において行うことができる。ベース材料に対する普通の熱処理温度範囲は８００〜１２００℃である。該充填材料の熱処理も炉中で行うか、または実質的に最初の熱処理温度と以下またはわずかに上の温度の炎を用いて行うことができる。
【００１７】
熱処理の間に、該バインダーが燃焼し尽くしてスポンジ構造を形成する。次いで、金属またはセラミックスの充填材料を多孔性構造に添加して稠密な固体コーピングを形成する。該金属コーピングを形成したら、通常の陶剤またはアクリル薄板をその上に付し、通常のセラミックス−金属またはアクリル−金属修復物を形成することもできる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明により、精度よくかつ再現性よく色調を付することができる歯科修復物を形成、修理するための改良された成形用歯科材料組成物が提供される。

Claims (6)

1. 高熔融温度金属粒子および低熔融温度金属粒子の混合物、ここに、該高熔融温度金属粒子は該歯科組成物が熱処理されるのに選択された温度を超える熔融温度を有し、かつ低熔融温度金属粒子はその熱処理温度以下の熔融温度を有し；歯科組成物の０ . ００５重量％以上の濃度の炭素質粒子；および揮発性バインダーを含み、熱処理温度において歯科組成物を熱処理すると、毛細網状組織空隙および３０％〜８０％の高ボイド容量を有する多孔性の金属構造が形成されることを特徴とする歯科修復物の形成または修繕のための成形用歯科組成物。
2. 該炭素質粒子が活性炭粒子である請求項１記載の成形用歯科組成物。
3. 該揮発性バインダーが少なくとも５０％以上のワックスからなる請求項２記載の成形用歯科組成物。
4. 該活性炭粒子の濃度が歯科組成物の０ . ０５〜０ . ５重量％である請求項３記載の成形用歯科組成物。
5. さらに高熔融温度金属粒子および低熔融温度金属粒子の該混合物の熱処理で形成される多孔性金属構造を緻密にするための第二組成物からなり、該第二組成物が該高融温度金属成分の熔融温度より低い熔融温度を有する充填材料からなる請求項４記載の成形用歯科組成物。
6. 該充填材料が金からなる請求項５記載の成形用歯科組成物。