JP4520746B2 - 光硬化システムおよび方法 - Google Patents

Description

これは、２００１年９月４日出願の米国特許出願番号０９／６８２，４４０号の一部継続出願であり、参照によりその開示全体をここに取り入れる。これは、２０００年９月２６日出願の米国特許出願番号０９／６８７０，３６４号の一部継続出願であり、参照によりその開示全体をここに取り入れることとする。本出願は、参照によりその開示全体をここに取り入れている２０００年１０月４日出願の米国仮特許出願番号０６／２３７，５２３号の利益を受けることを主張する。

本発明は、光硬化システムおよび方法に関する。特に、本発明は室内で２つの異なる温度で制御された加熱を与える技術に関する。

先行技術は、少なくとも５℃離れた２つの温度範囲内に室内温度を維持するように制御される光硬化用チャンバを開示していない。異なる光硬化性材料を異なる温度で室内で硬化することが有利である。先行技術の問題点は本発明によって克服される。
米国特許出願番号０９／６８２，４４０号 米国特許出願番号０９／６８７０，３６４号 米国仮特許出願番号０６／２３７，５２３号

本発明は、少なくとも１つの光源、および硬化用容積を有する光硬化用装置の提供を含めて、光硬化方法を提供する。

この光硬化用装置は少なくとも１つのファンを有することが好ましい。第１の重合可能な成形材料が硬化用容積内に配置される。光源およびファンが第１の重合可能な成形材料を第１の温度範囲内の温度に加熱するように制御される。光源およびファンが、第１の重合可能な成形材料を第１の温度範囲内の温度に少なくとも１分間維持するように制御される。第２の重合可能な成形材料が硬化用容積内に配置される。光源およびファンが第２の重合可能な成形材料を第２の温度範囲内の温度に加熱するように制御される。光源およびファンが、少なくとも１分間について第２の重合可能な成形材料を第２の温度範囲内の温度に少なくとも１分間維持するように制御される。第１の温度範囲は第１の中心点を有し、第２の温度範囲は第２の中心点を有する。第１の中心点は第２の中心点から少なくとも１５℃にある。

本発明の方法を実施するのに使用する光硬化用装置１０を示す図面をより具体的に参照しながら本発明を説明する。光硬化用装置１０は硬化用容積１４を包む室壁１２を有する。成形材料１６がターンテーブル１８上の硬化用容積１４内に支持される。導電体２６と２８を通じて電気信号を送ることによってプロセッサ２０が光源２２とファン２４を制御する。

本発明は歯科製品用の光硬化の方法を提供する。この歯科製品は、室内の成形材料上に光を送るように配置された光源を有する光硬化用装置の中で作製される。最初、この成形材料は重合可能である。光源は少なくとも５つの白熱電球を有することが好ましい。光硬化用装置は少なくとも１つのファンを有することが好ましい。各々のファンの回転は独立して制御されることが好ましい。この光硬化用装置は、少なくとも１つの吸入ファン、少なくとも１つの排出ファンおよび少なくとも１つの循環ファンを有することが好ましい。

光源からの第１の成形材料上への光の強度および各ファンの回転速度が第１の成形材料を第１の温度範囲内の温度に加熱するように制御される。その後、光源とファンは、少なくとも１分間、第１の成形材料を第１の温度範囲内の温度に維持するように制御される。

光源からの第２の成形材料上への光の強度および各ファンの回転速度が第２の成形材料を第２の温度範囲内の温度に加熱するように制御される。その後、光源とファンは、少なくとも１分間、第２の成形材料を第２の温度範囲内の温度に維持するように制御される。第１の温度範囲は第１の中心点を有し、第２の温度範囲は第２の中心点を有する。第１の中心点は第２の中心点から少なくとも１０℃である。第１の中心点は第２の中心点から少なくとも１５℃であることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態では、第１の温度範囲は第１の中心点から５℃以内にあり、第２の温度範囲は第２の中心点から５℃以内にある。歯科装置成形用製品、たとえば義歯を成形するための製品を、第１の温度範囲内の温度に加熱するために光源とファンを制御する前に、チャンバ内に設置される。好ましくは、歯科装置成形用の製品は少なくとも１つの人工歯およびワックス状の重合化可能材料を有する。歯科装置成形用の製品は、少なくとも２分間、第１の温度範囲内の温度に維持される。好ましい第１の温度範囲は６０℃から１１０℃の間に中心点温度を有する。

引き続いて、スプリント（またはベースプレート）成形用の製品を、第２の温度範囲内の温度に加熱するために光源とファンを制御する前に、室内に設置される。このスプリント成形用の製品は重合可能な材料を含む。スプリント成形用の製品は、少なくとも２分間、第２の温度範囲内の温度に維持される。第２の温度範囲は１１０℃から１５０℃の間に中心点温度を有する。

本発明の好ましい実施形態では、硬化用区域（容積）は５インチの直径と３インチの高さを有して設けられる。硬化用ランプシステムは３５０〜５００ｎｍの波長を有する（さらに好ましくは３５０〜４１０ｎｍの波長を有する）光の少なくとも３ｍＷ／ｃｍ^２の強度を供給し、その光は硬化用ゾーンを通じて実質的に一様に分配される。重合可能な材料が８０〜１１０℃に２分間以内加熱される。ターンテーブルは３〜７ｒｐｍで回転する。ターンテーブルの上面が硬化用区域の底面（高さゼロ）から最大で硬化用区域の底面よりも約２インチ上まで移動可能となるようにターンテーブルの上昇が調節可能である。

成形材料を作るための例示組織は実施例１〜６の手順に従って作られる。例示成形材料は実施例７〜９の手順に従って作られる。

オリゴマーの調製
反応器に、乾燥窒素流下で、１１７６グラムのトリメチル−１，６−ジイソシアナトヘキサン（５．５９モル）および１０６４グラムのビスフェノールＡプロポキシレート（３．０９モル）を入れ、窒素の正圧下で約６５℃に加熱した。この反応混合物に、触媒のジブチルチンジラウレート１０滴を加えた。反応混合物の温度を約７０分間６５℃と１４０℃の間に維持し、その後、触媒のジブチルチンジラウレート１０滴を追加した。イソシアネートで末端をキャップされた粘性ペースト状の中間生成物を形成し、１００分間撹拌した。この中間生成物に６６２グラム（５．０９モル）の２−ヒドロキシエチルメタクリレートおよび７．０グラムのＢＨＴをインヒビターとして７０分にわたって加え、その間の反応温度を６８℃と９０℃の間に維持した。７０℃で約５時間撹拌した後に加熱を停止し、反応器からオリゴマーを半透明の柔軟な固体として集め、乾燥雰囲気中に保管した。

モノマーの調製
反応フラスコに７００グラムの１，６−ジイソシアナトヘキサンを入れ、窒素の正圧下で約７０℃に加熱した。この反応器に１０２７グラムの２−ヒドロキシエチルメタクリレート、０．７５グラムの触媒ジブチルチンジラウレートおよび４．５グラムのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を加えた。この添加は２時間の期間にわたって緩やかにかつ乾燥窒素流下で行われた。さらに２時間、反応混合物の温度を７０℃と９０℃の間に維持し、その後、８．５グラムの純水を追加した。１時間後、反応生成物を透明の液体としてプラスティック容器内に取り出し、冷却して白色固体を形成し、乾燥雰囲気中に保管した。

重合可能な義歯輪郭材料の調製
実施例１の手順で作られたオリゴマー６３．０グラムと実施例２の化合物３７．０グラムとの液体混合物、０．３５グラムの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦによって製造されたＬｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）、および８．３％のカンファーキノン（ＣＱ）、２５％のエチル４−ジメチルアミノベンゾエート（ＥＤＡＢ）および６６．７％の１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート（ＨＤＤＭＡ）を含む溶液０．５グラムを８５℃で撹拌することによってワックス状の重合可能な歯科材料を調製した。

重合可能なベースプレート（または裏地）材料の調製
光硬化可能な重合可能材料を、実施例１のＴＢＤＭＡオリゴマー９８．０グラム、０．３５グラムの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦによって製造されたＬｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）、８．３％のカンファーキノン（ＣＱ）、２５％のエチル４−ジメチルアミノベンゾエート（ＥＤＡＢ）および６６．７％の１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート（ＨＤＤＭＡ）を含む液体１．５ｇ、０．１グラムの赤色アセテート繊維、および０．０５グラムの顔料の液体を８５℃で撹拌することによって調製した。

重合可能なワックス状義歯輪郭材料の調製
実施例１のオリゴマー５０．５グラム、実施例２のモノマー４５．０グラムおよびＳａｒｔｏｍｅｒから入手したステアリルアクリレート４．０グラムの液体混合物を８５℃で撹拌することによって光硬化可能なワックス状の重合可能歯科材料を調製した。この混合物に０．３５グラムの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）、０．１グラムの赤色アセテート繊維、および０．０５グラムの顔料濃縮物を加えた。形成した重合可能なワックス状の材料は６５〜６８℃で流動性を有するようになる。

重合可能な義歯準備材料の調製
実施例１のオリゴマー８４．５グラムおよび実施例２のモノマー１５．０グラムを８５℃で撹拌することによって光硬化可能な重合可能材料を調製した。この混合物に、０．３５グラムの２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）、０．１グラムの赤色アセテート繊維および０．０５グラムの顔料を加えた。

義歯床の型穴を形成しない義歯の調製
患者の口腔の石膏型に離型剤（たとえばＤｅｎｔｓｐｌｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．で販売されているＡｌ−ＣｏｔｅおよびＩｓｏｌａｎｔあるいはＤｕｐｏｎｔから入手されるＫｒｙｔｏｘのようなＴｅｆｌｏｎ溶液）を塗布し、インキュベータ内で５５℃に加熱する。実施例４の生成物１４グラムを含むアーチ形状のベースプレート樹脂を、温かい型上に施与して適合させる。この樹脂を型に適合して流し、型を十分に被覆し、指圧を使用してトリミングし、ベースプレートを形成する。このベースプレートを可視光硬化ユニット内で１０分間硬化する。装置の温度は０分で室温、２分で約７５℃、４分で１００℃、および１０分で１４０℃である。充分な量の実施例６の生成物でロープを形成する。このロープをベースプレートに施与する。その後、人口歯をロープに押し込むが、このとき、ロープの厚さがしかるべき歯の表面を適当に覆うように適合されてサポートを提供する。８７℃のワックス壷から得た実施例５の溶融された生成物が、歯を充分に埋め込み、歯の間の割れ目に流入し、そして義歯の外表面を滑らかにするために、電気スパチュラを使用して歯の間およびベースプレートに施与される。実施例５の生成物を歯の間の割れ目に流入させ、義歯の外表面を滑らかにするために細いノズルの熱風ガンから出る熱風も使用することができる。スパチュラを使用して、義歯の舌側および頬側表面を輪郭形成し、トリミングし、彫り刻む。義歯を歯科医院で試装着のために患者の口腔に置き、歯の位置を調節する。義歯の裏を型に嵌め込み、ＴＲＩＡＤエアバリヤコーティングを義歯に塗る。義歯は少なくとも１時間、５５℃の調整用オーブン内に置かれる。Ｄｅｎｔｓｐｌｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．で販売されている型剥離剤（ＭＲＡ）を義歯の縁と型の周りに直ちに塗布する。ＴＲＩＡＤゲルのストリップを該縁と型の間の表面に施与し、可視光硬化ユニット内で１０分間硬化する。装置の温度は０分に５０℃、２分に約８５℃、４分に９５℃、１０分に１０５℃である。義歯を、硬化させ、水で洗浄して、あらゆる微量のエアバリヤコーティングを除去する。その後、義歯は仕上げおよび研磨を施される。

義歯床の型穴（埋没剤）を形成しない部分義歯の調製
取り外し可能な部分義歯のフレームワークを作製する。患者の生歯の石膏型に分離媒体を塗布する。実施例４の生成物の充分な量を型の歯のない領域に施与し、指の圧力または適切な器具で順応処理する。余剰の材料を熱したスパチュラで削り取る。実施例４の生成物の充分な量を部分義歯のフレームワークの組織側仕上げ線に合わせる。フレームワークを型の上にしっかりと着座させ、実施例４の未硬化の材料を埋め込む。すべてのレストおよびティシューストップが型上に正確に位置決めされて、フレームワークが充分に着座されていることが示されたときに、ワニスを塗る。余剰の材料を除去し、これらのベースプレート領域を可視光硬化ユニット内で硬化処理する。装置の温度は０分で室温、２分に約５０℃、４分に８０℃、１０分に９０℃である。実施例６の生成物のロープを予め硬化させたベースプレート／歯のない領域の上に適合させる。ロープは、歯のリッジラップ表面を覆って歯のサポートを提供し、かつロープ内に据え付けられる歯を着座させるのに充分な厚さを有する。実施例５の生成物の一部を歯とベースプレートの間に施与する。細いノズルの熱風ガンを使用して実施例５の生成物を溶融し、歯の間の割れ目にそれを流し込んで外表面を滑らかにする。加熱した電気スパチュラ、鋭利な器具および熱風ガンを使用し、歯のない領域の舌側および頬側表面を輪郭形成し、トリミングし、彫り刻む。試装着のために型から部分義歯のワックス引きを除去する。歯科医院で試装着のために義歯を患者の口腔内に設置し、必要である場合は歯の位置を調節する。部分義歯を修正された型（輪郭の軟組織高さを低減）に嵌め込む。ＴＲＡＩＤエアバリヤコーティングを義歯の上に塗る。その後、Ｄｅｎｔｓｐｌｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．で販売されている型剥離剤（ＭＲＡ）を臼歯および支持用樹脂の周囲に塗布する。ＴＲＩＡＤゲルのストリップを歯の間および支持用樹脂の上に施与して連続した円を形成する。その後、義歯を可視光硬化ユニット内で１０分間硬化する。装置の温度は０分で室温、２分に約８０℃、４分に９５℃、１０分に１０５℃である。義歯を、硬化させ、水で洗浄して、あらゆる微量のエアバリヤコーティングを除去する。その後、部分義歯は仕上げおよび研磨処理される。

ナイトガードの型穴を形成しないナイトガードの調製
患者の歯の石膏型を剥離剤でコーティングする。実施例３の生成物の組成物２０グラムを剥離剤の上に施与し、オーブンの中で５０℃に温める。この組成物を指の圧力を使用して成形し、トリミングし、室温まで冷却すると硬くなるナイトガードを成形する。加熱された電気熱スパチュラと熱風ガンを使用し、ナイトガードの表面を輪郭形成し、トリミングし、彫り刻む。ナイトガードを検査し、咬合器に嵌まるように調節し、その後、ナイトガードを型に嵌め、ＴＲＡＩＤエアバリヤコーティングを義歯の上に塗布し、１０分間硬化する。装置の温度は０分に室温、２分に約９５℃、４分に１００℃、１０分に１１０℃である。次に、透明のナイトガードを水で洗浄してあらゆる微量のエアバリヤコーティングを除去する。その後、ナイトガードは仕上げおよび研磨処理される。

ある特定の実施形態に関連してかなり詳細に本発明を説明したが、本発明はそのような実施形態に限定されるべきではなく、本発明の精神と添付の特許請求項の範囲から逸脱することなく、その他の様式で使用され得ることは理解されるはずである。

本発明の方法を実施するのに使用する光硬化用装置の概略図である。

Claims (11)

1. 光硬化方法であって、
   少なくとも１つの光源および硬化用容積を有する光硬化用装置を用意する工程、
   第１の重合可能な成形材料を前記硬化用容積内に配置する工程、
   前記光源を制御して前記第１の重合可能な成形材料を第１の温度範囲内の温度に加熱する工程、
   前記光源を制御して前記第１の重合可能な成形材料を前記第１の温度範囲内の温度に少なくとも１分間維持する工程、
   第２の重合可能な成形材料を、前記加熱処理した第１の重合可能な成形材料と共に前記硬化用容積内に配置する工程、
   前記光源を制御して前記第２の重合可能な成形材料を第２の温度範囲内の温度に加熱する工程、
   前記光源を制御して前記第２の重合可能な成形材料を前記第２の温度範囲内の温度に少なくとも１分間維持する工程を含み、
   前記第１の温度範囲が第１の中心点を有し、前記第２の温度範囲が第２の中心点を有し、かつ前記第１の中心点が前記第２の中心点から少なくとも１０℃にあり、
   前記第１及び第２の重合可能な成形材料が義歯製品の製造に用いられるものであり、前記義歯製品が少なくとも１つの人工歯およびワックス状の重合可能な材料を有することを特徴とする方法。
2. 光硬化方法であって、
   少なくとも１つの光源および硬化用容積を有する光硬化用装置を用意する工程、
   第１の重合可能な成形材料を前記硬化用容積内に配置する工程、
   前記光源を制御して前記第１の重合可能な成形材料を第１の温度範囲内の温度に加熱する工程、
   前記光源を制御して前記第１の重合可能な成形材料を前記第１の温度範囲内の温度に少なくとも１分間維持する工程、
   第２の重合可能な成形材料を、前記加熱処理した第１の重合可能な成形材料と共に前記硬化用容積内に配置する工程、
   前記光源を制御して前記第２の重合可能な成形材料を第２の温度範囲内の温度に加熱する工程、
   前記光源を制御して前記第２の重合可能な成形材料を前記第２の温度範囲内の温度に少なくとも１分間維持する工程を含み、
   前記第１の温度範囲が第１の中心点を有し、前記第２の温度範囲が第２の中心点を有し、かつ前記第１の中心点が前記第２の中心点から少なくとも１０℃にあり、
   前記第１及び第２の重合可能な成形材料がスプリント製品の製造に用いられるものであり、前記スプリント製品が重合可能な材料を含むことを特徴とする方法。
3. 前記第１の温度範囲が前記第１の中心点の５℃以内であり、かつ前記第２の温度範囲が前記第２の中心点の５℃以内である請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記第１の重合可能な成形材料を前記第１の温度範囲内の温度に少なくとも２分間維持し、かつ前記第１の温度範囲が１００℃と１１０℃の間に中心点温度を有する請求項１又は２に記載の方法。
5. 前記第２の重合可能な成形材料を前記第２の温度範囲内の温度に少なくとも２分間維持する請求項１又は２に記載の方法。
6. 導電体によって前記光源に接続されたプロセッサを用意する工程をさらに含む請求項１又は２に記載の方法。
7. 前記光源から出る光の強度を制御するように前記プロセッサをプログラムする工程をさらに含む請求項６に記載の方法。
8. プロセッサに接続されたファンを用意する工程及び前記ファンの回転を制御するように前記プロセッサをプログラムする工程をさらに含む請求項３に記載の方法。
9. 前記第１の中心点が前記第２の中心点から少なくとも１５℃にある請求項１又は２に記載の方法。
10. 前記光硬化用装置が少なくとも１つのファンをさらに含む請求項１又は２に記載の方法。
11. 前記各制御工程が、前記ファンを制御する工程をさらに含む請求項１０に記載の方法。

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