JP4163936B2 - 人工歯及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複雑な表面形状を精度高く再現した人工歯とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から種々の樹脂成型品およびその製造方法が提案されている。その中でも特に、複雑な表面形状を忠実に再現することが要求される人工歯の製造方法として、特許文献１や特許文献２に開示された発明（以下、それぞれ先願発明１、２という。）が公知である。
【０００３】
即ち、先願発明１は、印象型（コア）に陶材粉末泥を流し込んで凍結させ、凍結状態で成型された陶材を乾燥して焼成することを特徴とした人工歯の製造方法である。この先願発明１によれば、陶材を凍結状態のまま乾燥させることによって、印象型を忠実に再現した精巧な人工歯を製作することができる。
【０００４】
他方、先願発明２は、印象型に陶材粉末泥を流し込み、この陶材粉末泥に対して加圧して締め固めると共に、加圧によって浮き出した水分を除去した後に印象型と共に凍結し、凍結完了後に印象型から陶材を離型するというものである。この方法では、水分を限りなく除去した状態で凍結するため、解凍乾燥した陶材がポーラス（多孔質）とならず、表面が滑沢な非常に緻密な構造となって、焼成後も精度の高い人工歯を得ることができるという点で先願発明１を改良したものである。
【０００５】
なお、これら先願発明１、２は、何れもいわゆる冷却加工法を用いた人工歯の製造方法であるため、陶材の粘性により複雑な凹凸形状を有する印象型を忠実に再現できる上、印象型としてシリコンラバーを用いているため、複雑な表面形状の採取が可能であり、しかも、凍結完了後の陶材がアンダーカット形状を有していても、該凍結陶材を印象型から容易に離型させることができるという利点がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３０５０３６号公報
【特許文献２】
特開平１１−２６７１３９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した先願発明１、２にも解決すべき課題が残されていたのである。即ち、上述した先願発明１、２では、陶材として解凍乾燥後も形状を維持し、且つ、焼成によって最終強度に硬化する素材を用いることを前提としているため、使用可能な素材が限定される上、焼成という大掛かりな手段を用いることが強いられていた。また、焼成後において収縮し、同一形態を再現できないという課題もある。つまり、これら先願発明１、２は、歯科技工に偏重し、それ故、実施者にはある程度の経験や技量が必要であった。
【０００８】
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、成型精度を何ら犠牲にすることなく、より簡便に精巧な人工歯を得ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、常温以上で流動的粘性を示す樹脂を常態のままその冷却固化温度にて柔軟性を失わない弾性印象型に埋入して冷却し、冷却固化した樹脂を前記弾性印象型から離型した後、前記樹脂を重合硬化させる手段を用いた人工歯の製造方法であり、該方法によって製造された人工歯である。用いる樹脂は、少なくとも室温で粘土状、ペースト状等の流動的粘性を有するため、複雑な形状の型にも緻密に充填できる。また、該樹脂は、冷却固化によって離型後もその形態を維持し、この状態で適宜条件の下、重合硬化する。一方、弾性印象型はゴムやシリコンのように柔軟性を有し、樹脂の冷却固化後も柔軟性を維持し、重合レジンとの離型性もよいため、複雑な雌型形状であっても冷却固化した樹脂を容易に離型することができる。なお、ここで「埋入」とは、樹脂の粘性に応じて、粘土が高いものであればインスツルメント等にて注入し、粘性の低い場合には流し込みするなどして、樹脂を弾性印象型に投入する広い概念であり、該投入方法や詰め込み方法に限定はない。さらに、粘性が高い（固い）樹脂の場合、加熱して軟化させた状態で埋入する方法も含む。一方、離型前に樹脂を弾性印象型内で重合硬化させることも排除しない。重合硬化後であっても樹脂を弾性印象型から取り出すことができる。ただし、重合前に取り出せば、模型（咬合器等）や患者の口腔内での最終調整も容易に行うことができる。
【００１０】
用いる樹脂としては、例えば熱重合型レジンや常温重合型レジンなどが該当するが、光重合型レジンを用いることが好ましい。操作性がよく、色、粘性の違い、重合後の硬度に関して種類が豊富で、重合速度も速く、しかも、重合装置が簡便・入手容易だからである。また、冷却固化による形態維持が可能であり、光照射による硬化後、天然歯のエナメル層に匹敵する高い硬度が得られるからである。この光重合型レジンは、基本的に加熱すれば軟らかくなり、冷却すれば固くなる。ただし、タイプによって硬化条件や硬化後の表面平滑性、切削加工性等に若干の違いがあるため、どのタイプの光重合型レジンを用いるかは、その人工歯に必要な条件と照らし合わせて選択する。なお、光重合型レジンは、所定の波長、照度、時間という光照射条件の下で重合する樹脂であり、一般的には蛍光灯の光では重合しない。このため、成型中の不用意な重合が避けられ、取り扱いも容易である。
【００１１】
なお、光重合型レジンのみによって人工歯を得ることもできるが、冷却固化後の形態維持および変形、その他、価格面を考慮すれば、光重合型レジンと他の素材とを複合させることが好ましい。例えば、弾性印象型との離型面側に光重合型レジンを注入若しくは流し込んだ後、残部には他の素材からなる芯材を投入することによって、使用する光重合型レジンの量を節減することができ、不用意な変形等を回避することも可能である。
【００１２】
このように人工歯を複合して成型する場合、芯材（母材）は光重合レジンとの境界において高い密着性を有する素材から選択することが好ましい。製品としての一体的結合力を得るためである。その手段としては、複合境界上にネットなどを介装させる、あるいは芯材の境界表面を粗加工することによって境界表面積を大きくする方法などを例示できるが、より好ましくは芯材として常温重合型レジンを用いる。常温重合型レジンはその重合時に光重合型レジンと高い密着性を発揮することが本発明者の実験等により確認されているからである。また、該レジンは常温で重合するため、大掛かりな装置を要しないのも利点の一つである。ただし、芯材はときとして雄型としても機能させることができるため、その場合は光重合型レジンとの密着性を考慮する必要はなく、逆に剥離性を重要視すべきである。
【００１３】
一方、弾性印象型に対して光重合型レジンを緻密に充填するには、芯材として予め硬化した固体を用い、この芯材を弾性印象型に圧入することが好ましい。この個体とは、例えば樹脂個体やオペーク樹脂にてコートした金属フレームが該当する。
【００１４】
さらに、より緻密に光重合型レジンを充填するには、芯材の圧入時に光重合型レジンが軟化する温度で加熱することが好ましい。光重合型レジンが常態から軟化状態に移行する温度は大凡４０〜５０℃である。このため加熱手段としては、最も簡便な湯煎の他、ドライヤーによる加熱方法を採用することができる。
【００１５】
他方、弾性印象型をシリコンラバーから構成することによって、より高い柔軟性が得られ、しかも冷却固化後の光重合型樹脂とは極めて高い剥離性が得られるため、より離型容易性を高めることができる。
【００１６】
上述した手段の具体的適用例としては人工歯が挙げられる。なお、人工歯とは差し歯や天然歯の一部補綴材を意味する他、床やクラスプを有する入れ歯等の義歯を含めた広い意味に使用される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は、本発明の樹脂成型品であり、人工歯として使用するものである。図中、１は光重合型レジンを重合硬化させた擬似エナメル層であって、光重合した該層１は天然歯のエナメル層とほぼ同等の硬度を持つ。また、適宜着色材を混合・複合使用することで、見た目にも天然歯に近い美観を醸すことができる。２は、擬似エナメル層１によって被覆された芯材であり、母材として機能し、具体的には常温型重合レジンを重合硬化させたものなどが該当する。芯材２として常温型重合レジンを用いることによって、光重合型レジンからなる擬似エナメル層１との密着性が高まり、人工歯として必要な一体的結合力が発揮される。ただし、人工歯の全てを光重合型レジンによって成型することも、また全てを他の樹脂で成型することも、さらにここに例示した以外の樹脂を複数組み合わせて成型することも本発明に含まれる。本発明で必要なことは、下述する方法によって人工歯を製造することである。
【００１８】
そこで、本発明の製造方法を、人工歯作製を例にとって説明する。図２は、その作業工程を示したものであって、先ずステップ１では、歯の印象を採取し、型を作製する。この型は、シリコンラバー等の柔軟性を有する素材からなる弾性印象型３であり、通法に従って雌型を作製することができる。
【００１９】
次にステップ２では、該弾性印象型３に光重合型レジン４を一定量注入する。このときの注入方法は粘性に応じた手段を採用すればよいのであって、必ずしも図示した注入器によるものに限定されない。さらに、上述した擬似エナメル層を構築するのに見合った量を注入すればよい。なお、光重合型レジンは常温で流動的粘性を示すため、弾性印象型３に隙間なく注入することが可能であり、取り扱いが容易である。
【００２０】
続いてステップ３では、弾性印象型３に光重合型レジン４の上から常温重合型レジン５を投入し、この状態で弾性印象型３を常温下に一定時間放置し、常温重合型レジ５を重合硬化させる。常温重合型レジン５は重合硬化により上述した芯材２となり、特筆すべきは光重合型レジン４との密着性がよいことである。なお、このステップ３では、芯材２として予め人工歯の概略形状を付与した他の素材からなる固体を投入することもできる。例えば、固形樹脂（樹脂固体）やオペーク樹脂でコートした金属フレームなどであり、さらにこれらを複合することもできる。また、重合硬化前の変形を防止するために、さらに金属ワイヤー等の補強材を同時に適用することもある。よって、以降のステップでは、これら構成を総称して光重合型レジン４以外の部分を芯材２として表現する。
【００２１】
ステップ４は、光重合型レジン４への印象転写（印記、複製ともいう）をより精巧に行うための好例であって、芯材２を弾性印象型３に対して圧入し、光重合型レジン４を加圧すると共に、弾性印象型３を外部から加熱することによって光重合型レジン４を軟化させる。これは、いわば熱圧工程である。なお、加熱手段としては、光重合型レジン４が軟化すればよいから、例えば光重合型レジン４を埋入した弾性印象型３を４０〜５０℃で湯煎する間接的方法の他、型３への埋入前に光重合型レジン４を加熱軟化させるという直接的方法も採用することができる。型３への埋入前に光重合型レジン４を予め加熱する方法としては、ドライヤーを用いるのが簡便である。なお、このステップにおける加熱方法に限定はなく、また該ステップは適宜省略することができる。
【００２２】
続いて、ステップ５にて、上記弾性印象型３を冷凍庫に一定時間入れ、光重合型レジン４を冷却固化させる。冷却固化に必要な温度や時間は使用する光重合型レジン４の特性に応じて調整する。なお、光重合型レジン４の場合、冷却によって凍結するのではなく、低温下において分子振動が低下し、もって固くなるのである。このように固くなった光重合型レジンは、硬質のゴムに類似する。
【００２３】
冷却固化が完了すれば、弾性印象型３を冷凍庫から取り出し、内部樹脂が常温に上がるまで待つなどして、ステップ６にて離型を行う。このとき弾性印象型３はその柔軟性を失っていないため、アンダーカット状の人工歯であっても容易に離型することができる。また、弾性印象型３をシリコンラバーから構成することによって、冷却固化した光重合型レジン４との剥離性も良好で、より離型作業を容易ならしめる。
【００２４】
そして、最終工程としてステップ７では、離型物に所定波長・照度の光を所定時間照射して光重合型レジン４を光重合させ、その硬化後に適宜バリ削除や研磨等の最終仕上げを行って完成物を得る。なお、重合硬化前に、レジンを昇温させれば形態調整（別途築盛することも含む）を行うことができる。つまり、離型後、重合前に当該レジンを咬合器や患者の口腔内に適合させることによって、細かな最終調整を行うこともでき、精巧さに加え、より口腔内での装着感を向上させることができる。
【００２５】
【実施例】
なお、上記製法の実例として、芯材２となる注入型樹脂にHerausKulzer社製パラプレスバリオを用い、該樹脂を弾性印象型３に注入して埋め、５５℃の湯中にて１５分間加圧重合した後、冷却加工した。その結果、光重合型レジン４との強固な結合状態を確認することができた。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば複雑な形状の人工歯を精巧に製作できる。また、印象転写やその後の離型が容易で、樹脂の硬化にも大掛かりな装置等を必要とせず、比較的小規模の技術力をもって精巧な人工歯を製作することができる。よって、従来必要であった手間と技術力を大幅に削減でき、コスト面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用例としての人工歯を示した概念図
【図２】該人工歯の製造工程の一例を示した工程図
【符号の説明】
１ 擬似エナメル層
２ 芯材
３ 弾性印象型
４ 光重合型レジン
５ 常温重合型レジン

Claims (6)

1. 常温で流動的粘性を示す光重合型レジンを常態のまま前記光重合型レジンの冷却固化温度でも柔軟性を失わない弾性印象型に埋入して冷凍庫にて冷却し、冷却固化した前記光重合型レジンを前記弾性印象型から離型した後、前記光重合型レジンを重合硬化させることを特徴とした人工歯の製造方法。
2. 弾性印象型の離型面側に所望厚みに光重合型レジンを埋入した後、その残部に他の素材からなる芯材を投入する請求項１記載の人工歯の製造方法。
3. 芯材はその投入時に予め硬化している固体であり、該芯材を光重合型レジンを入れた弾性印象型に圧入する請求項２記載の人工歯の製造方法。
4. 芯材の圧入時に光重合型レジンを加熱により軟化させる請求項３記載の人工歯の製造方法。
5. 弾性印象型はシリコンラバーからなる請求項１から４のうち何れか一項記載の人工歯の製造方法。
6. 請求項１〜５のうち何れか一項に記載した製造方法によって製造したことを特徴とする人工歯。

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