JP5635982B2 - 形状安定化材料から製造される成形部材、及びその製造法 - Google Patents

Description

本発明は、形状安定化材料から製造される成形部材、及び、それを生産するためのプロセスに関する。本発明による成形部材は、特に、歯科技工における使用のために指定される。

歯科プロテーゼは、機器、例えば、CAD/CAM法又はコピー研磨法による機器によって調製されることが増えている。したがって、例えば、歯科修復物、すなわち、歯科クラウン、インレー、オンレー、ベニア、又は対応するスキャフォールドは、多孔性又は高密度セラミック成形材料から加工作製される。

美的要求を満たし、天然歯のものにできるだけ近い外観を持つ歯科修復物を実現するために、多段色調成形部材が調製される。

例えば、特許文献1は、異なるカラーの数層を持つ、通常のセラミック又はポーセレン材料から製造されるセラミック成形部材を開示する。これらの層は、咬合域のガラス状透明色から、歯頚域における黄色系不透明色に亘ることが可能である。

特許文献1に記載されるセラミック体の層状／平板構造の欠点は、それが、垂直方向、すなわち、咬合部から歯頚部に向かう方向では、天然歯のものに近い色階調を産みだすことは可能であるものの、水平方向では、特に、前歯区域において美観にとって決定的に重要と考えられる水平方向では、それができないという事実にある。さらに、修復物の可能な色階調は、既にその製造時に設定される、それらの層の厚み／大きさによって制限されるので、ユーザーはそのような一ブロックの使用に制限されるか、或いは、様々な層サイズを持つ多数のブロックを、種々の歯の天然の階調に一致させるために用意しなければならない。

特許文献2は、歯科修復物の色階調は、もしも様々の開始材料をまとめてプレスするならば、開始材料とは独立に、歯科の色彩像の美観に対する高度の要求にしたがって改善、調節することが可能であることを開示する。接触面は圧を受け、様々な色合いの開始材料は、境界域において緊密に接合され、そのために、この区域において、たとえ僅かとは言え、混色が起こる。開始材料の粒子の形状及びサイズ、及び／又は、印加される圧によって影響を受けうるこの混色によって、流れるようなカラー移行を実現することが可能となり、これは、開始材料同士の間の実際の境界が目立たなくなることを意味する。一方、任意に、互いにはっきりと区別されるカラー領域を産みだすように加圧プロセスを使用することも可能である。この加圧プロセスの使用によって、プラスチック及びセラミックの両方が、調製出費が下がるため、開始材料として低コストで使用することが可能となる。

特許文献2は、層構造が水平及び／又は垂直筋道を有することが可能な平板層を持つブロックのための調製プロセスを記載する。一般に、修復物における着色層間の移行はきわめて突然であって、該修復物が、層状ブロックから研削によって切り出され、着色層の界面が修復物の表面に現れるとはっきりと目立つことに注意しなければならない。上述の混色にも拘わらず、層間の界面の筋道は識別が可能である。これは、前述の特許出願の主題対象物にも当てはまる。

特許文献2に記載されるセラミック体の層状／平板構造のもう一つの欠点は、それを使用した場合、一つの方向でしか色階調を産みだすことができないことである。ブロックにおいて層が水平である場合、修復物では垂直方向に、すなわち、咬合域から歯頚域に向かって色階調があり、そのため、この方向では天然歯ものと同様の階調が得られるが、それに対して垂直な方向、すなわち、特に、前歯区域において美観にとってきわめて重要と考えられる、水平方向ではその階調が得られない。

層が垂直である場合、弓状の、透明なエナメル質に関し、前歯のものと同様の色階調を、もしもブロック内で研削される修復物の方向性をそれに応じて選択するならば、産みだすことが可能であるが、ただし、その可能性はきわめて低い。なぜなら、筋道は、層の大きさ及び方向に依存するからである。したがって、様々なケースのために、異なる厚みの層を持つ多数のブロックを準備しなければならない。さらに、咬合域から歯頚域へ、天然歯のものと等価な色階調を再現することは、ごく限られた程度でしか可能ではない。

特許文献3は、研磨機に装着されるように適応されるプラットフォーム、及び、該プラットフォームに登載が可能な一片の材料を含む歯科プロテーゼを開示する。この材料片は、天然歯又はその部分の種々の色密度に対応する、複数の濃淡調を有し、かつ、該材料片は、加工後、歯科プロテーゼとして使用される。色濃淡調は、天然歯の色階調同様、淡い色から濃い色に徐々に変動するようになっており、その際、比較的淡い色はエナメル質に一致し、比較的濃い色は象牙質に一致する。この特許文献が、既に、象牙質／エナメル質境界の天然の筋道を模倣しようと試みていることは興味深い。したがって、当事者ならば、「象牙質／エナメル質境界の天然の筋道」が何を意味すると考えられるか、を知っており、したがって、この用語は決して不明瞭なものではない。

特許文献4は、内方ゾーンに比べ、外方ゾーンに別色を持つ歯科プロテーゼの調製のためのブランクを開示する。

特許文献4に記載されるブランクの欠点は、内方層は、外方層に対して同心円状に配置される、幾何学形状、円筒形、及び直方体形状を持つことにある。これは、歯の天然の色及び透過度階調に関する模倣の可能性の数を制限する。或いは、修復物の可能な美観は、平板層を有するブロックから作製した修復物のものよりは優れるが、天然のモデルには達しない。さらに、ブロック内の種々のゾーンの形状に関しては曖昧な説明しか与えられていない。

開示されている、2層を超える層を持つ層構造は、特許文献1及び5に開示されるブロックと同様の欠点を有する。製造方法によって定められる層の厚みのために、可能な修復物の数は制限される。

特許文献5は、コアの周囲に互いに積層配置される、指定にしたがって変動するカラー層を有する、多段濃淡調プラスチック成形部材に関する。このコア及び層の調製には射出成形法が使用される。

特許文献5は、さらに、全歯置換又はクラウン使用のための人工歯の調製プロセスを開示する。該プロセスでは、人工歯は、合成ゴム材料の層状ブロックを機械加工することによって調製され、上記ブロックは、天然歯の歯髄、象牙質、及びエナメル質を模倣して天然歯の色分布及び彩度を有する人工歯を提供するために、指定の色、色感、及び透過度の層を有する。

特許文献5に記載されるプラスチックブロックは、少なくとも二つの層に取り囲まれる円筒形中心部分を有する。したがって、少なくとも三つの層がある。この発明は、天然歯に見られる色階調は、ブロックにおける異なるカラー層によって模倣すべきであるという概念に基づいている。しかしながら、天然歯におけるカラー層の広範なサイズ／大きさは、1ブロックでは再現不可能であるという欠点がある。製造時に定められる層の大きさ、及び、円筒形中心部分の周囲における、それらの層の筋道のために、このブロックの適用は制限される。なぜなら、ブロックにおいて修復物を様々に位置取りしたところで、修復物に対して要求される色階調を再現することは不可能と考えられるからである。したがって、種々の大きさの層、及び、円筒形コアの周囲に巻かれる、種々の層筋道を持ついくつかのブロックの調製が必要となる。これは特に、前歯修復物について観察される筈である。

EP-A-455 854 EP-A-870 479 WO-A-02/09612 WO-A-2008/083358 US-A-4,970,032

本発明によって達成されるべき目的は、歯科の完成修復物について、その外観の向上を可能にする成形部材の提供の中に見て取ることができ、本発明は特に、象牙質／エナメル質境界について、広範な可能な配置及びデザインを可能にする。さらに、本発明は、前記成形部材を調製するためのプロセスを提供することにある。

本発明によれば、この技術目的は、少なくとも第1成分及び第2成分を含む形状安定化材料から製造される成形部材であって、前記第2成分が、前記第1成分のものとは異なる色を有し、かつ、第2成分は、界面が空間において曲面を描くように第1成分の中に配置され前記界面を形成することを特徴とする、成形部材によって達成される。

一実施態様では、本発明による成形部材は、前記界面が、天然又は人工歯の象牙質／エナメル質境界の筋道に対し少なくとも部分的に一致するように設計される。第1成分及び第2成分の色は、天然歯又は人工歯のエナメル質又は象牙質の色にできるだけ近くなるように選ばれる。したがって、この成形部材においては、歯の象牙質／エナメル質境界について、広範な筋道を準備することが可能であり、そのため、作製される歯科修復物における境界線の個別の調整を実行することが可能となる。

本発明による成形部材の形状は、種々の方策によって安定化することが可能である。特に、これは、機械的作用、特に、通常、5-500 MPaの範囲内の圧力、例えば、プレスによる加圧によって実現することが可能である。その他の成形法は当業者には公知である。さらに、本調製のためには、添加法、例えば、射出成形を使用してもよい。

本発明による成形部材の成分の色は、着色によって、もっとも単純な場合では、同時に透過度の調整に使用されてもよい、色顔料によって実現することが可能である。透過度は、不透過剤によって調整してもよい。

本発明による成形部材を歯科技工において使用するためには、その第1及び第2成分が、セラミック材料、特に、長石又は酸化物セラミック材料である、成形部材が特に好適である。しかしながら、プラスチック材料を使用することも可能である。プラスチック材料は、熱可塑性材料、又は熱硬化性材料であってもよい。アクリル系プラスチック材料は特に好適である。好適なプラスチック材料は当業者には公知であり、典型的には、人工歯の調製に使用されるものを含む。

任意に顔料及び無機充填剤が添加補充された、SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂Oから成る群から選ばれる金属酸化物を含む長石セラミック材料の第1及び第2成分を使用してもよい。

別の実施態様では、該成分は、SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂から成る群から選ばれる金属酸化物を含み、各種化合物(Y₂O₃, CeO₂ など)によって安定化され、任意に、顔料又は着色イオンの化合物を添加補充した、酸化物セラミック材料から成っていてもよい。

長石セラミック材料及び酸化物セラミック材料から成る、上記二つの実施態様において、成形部材は、さらに加工する前に、多孔性焼結されてもよいし、或いは、高密度焼結されてもよい。可能な各種用途をそれぞれ区別することが重要であり、その内のいくつかを例示として述べる：

例えば、高密度焼結長石ブロックからは、完全クラウンの外、インレー、オンレー、又はベニアも研磨又は研削することが可能である。さらに、高密度長石又はガラスセラミックブロックから歯科ベニアを研削し、該ベニアを、ガラス溶接剤によってスキャフォールドに焼結接着するか、又は、有機接着剤によって接着的に結合させる技術は既に知られている。

例えば、多孔性長石材料からは、クラウン、及びいわゆる歯科ベニアの両方を研削することができるが、クラウンの場合、高密度焼結した場合に起こり、また方向依存性である可能性がある多孔性材料の収縮-を研削データの生成の際に考慮しなければならない。また、歯科ベニアの場合、多孔性状態においてスキャフォールドに当接され、次いで、例えば、焼結によって固定される。修復物、又は、最終修復物の中間産物は、多孔性ブロックから研削されるとき、それぞれ、比較的大きいサイズを持って研削される。しかしながら、多孔性ベニアを研削して取り出すとき、他の方法、例えば、スキャフォールド調製では通例である拡大係数を、全体ベニアに適用することは不要であるが、空洞を避けるため、ベニアの内部輪郭及びスキャフォールド表面は、それらが金型及び対向金型を形成し、拡大係数が、ベニアに直線的に適用されないように設計されると有利である。

例えば、スキャフォールドは、多孔性酸化物セラミックブロックから研削することが可能であるが、その際、該スキャフォールドを多段色調ブロックの中に適切に位置づけることによって、該スキャフォールドの中に色階調が生成される。研削後、スキャフォールドは、もしもそれが前に比較的大きなサイズとして研削されたのであれば、高密度焼結される。含浸性セラミック材料の場合、スキャフォールドは、例えば、1:1スケールで研削し、次いで、ガラスを含浸させることが可能である。

本発明の別の実施態様では、本発明による成形部材は、特に、焼結可能材料のサイズ安定性を強化するための結合剤を含む。例えば、使用が可能な結合剤は、アクリル酸塩、ポリビニールアルコール（PVA)、ポリ酢酸ビニル(PVAC)、ポリサッカリド／アクリル酸(PS/AC)、セルロース誘導体又はそれらの混合物から成る群から選ばれる。追加の補助剤、例えば、水、摩擦を下げるための潤滑剤、高密化を促進するための焼結支援剤、又は分散剤、可塑剤、湿潤剤、及び、流動特性に影響を及ぼす熱可塑剤を加えてもよい。

本発明によれば、成形部材の第2成分が第1成分の中に配置されると特に有利である。したがって、第1成分は、修復物が患者の口内に挿入された後目に見える区域において少なくとも、第2成分を包含する。したがって、成形部材の第2成分すなわち内方成分は、せいぜい、修復物が患者の口内に挿入される前に見られるか、挿入後、顎に向き合う区域で見られるか、である。したがって、第2成分は、少なくとも後になっても見える区域では、第1成分によって覆われる。したがって、成形部材が挿入された後は、この二つの成分の間の界面はもはや見ることができない。成形部材が挿入された後は、層状構造は観察することができない。特に、層の境界を見ることはできない。

本発明による成形部材の実施態様は、2成分間の界面が上述のようにその中に空間的に配置されるように成形部材が必ず得られるように、異なる歯又は歯型を該成形部材の中に設置することができるという利点をさらに有する。したがって、本発明による単一成形部材を用いることによって、多数の異なる歯又は歯型を模倣することが可能である。

特に好ましい実施態様では、成形部材の第1及び第2成分の間の界面、すなわち、特に、歯の象牙質を模倣する材料、及び、エナメル質を模倣する材料の間の界面は、実質的に、一群の放物線によって表される。成形部材を通過する平行な断面平面は、該成形部材の中に、二つの成分間の境界が放物線状境界線として見えるように配置することができる。この場合、境界線は、その長さの、少なくとも2/3、特に3/4は放物線状である。特に、境界線の辺縁すなわち末端は、放物線のものとは異なる形状を持つ場合があるが、その際、境界線のこの領域も跳躍又はステップを持たないことが好ましい。特に、放物線状境界線は、辺縁領域においてより平坦となり、外方に向くことが好ましい。

平行断面平面に対して垂直に延びる成形部材の幅において、該断面平面の少なくとも70%、特に、該断面平面の少なくとも80%は、上に定義した放物線状境界線を有する。

第2成分、すなわち、特に象牙質を模倣する材料が、成形部材の下方部分の中に配される成形部材の方向性において、境界線を形成する放物線は、底部に向かって開く。これは最大値を産み、その場合、好ましい実施態様では、放物線は、この最大値を通って延びる平面に対して鏡像対称となる。このように象牙質が下を向くように成形部材が配置されると、好ましい実施態様では、対称面を、放物線の全ての最大値を通過させて引くことができる。

好ましい実施態様では、象牙質を下向きにした成形部材の位置において放物線状境界線が最大値又は最高値を有する断面平面である大断面平面を画成することができる。大断面平面から始まって、境界線の高さは、好ましくは、連続的に先細り（テーパー）方向に減少する。特に、最大値によって画成される曲線は、少なくともその長さの主要部分に亘って連続的に、特に、その長さの半分より大きく、好ましくはその長さの3/4より大きくに亘って連続的に減少する。最大値を結ぶ曲線は、好ましくは、対称面の中にあるか、及び／又は、大断面平面に対し垂直な方向性を持つ。先細り方向における第2成分の幅に対し、放物線の最大値の減少は、好ましくは、第2成分の全長又は全幅の、好ましくは少なくとも50%、より好ましくは少なくとも75%に亘って存在する。

境界線の両端、すなわち放物線の枝の両端は融合して、反対湾曲の曲線となる。したがって、好ましい実施態様では、境界線の放物線部分の次に、外向き曲線が続き、変曲点を形成する。

特にエナメル質を模倣する第1成分、及び、特に象牙質を模倣する第2成分の間の界面に関する、前述の特に好ましい実施態様は、若干の偏向を有していてもよい。これは、最大10%の偏向が可能とされる幾何学的近似である。特に、境界線の設計は、経験、及び、天然及び／又は人工歯におけるエナメル質／象牙質境界の精査に基づいて行われる。

人工歯を調製するには、成形部材は、好ましくは、適切なコンピュータソフトウェアによって表現し、特に、空間において自由に回転させることができる。したがって、歯科医又は歯科技工士は、種々の視点から境界線を眺めることができる。再現すべき歯の幾何学的大きさは、例えば、画像処理プログラムによってコンピュータに伝達される。歯科医又は歯科技工士は、そのようにして産みだされる仮想歯を、成形部材中の任意の所望の位置に配置することが可能であり、したがって、後で該成形部材から調製されるべき歯の印象の外観が、患者の天然歯、特に、患者の隣接歯のものに一致するように、又は、少なくともきわめて近似するように、象牙質・エナメル質間の界面を配置することができる。弓状筋道は、ブロックにおける修復物の位置取りが自由であることと組み合わされるために、エナメル質／象牙質境界の（鏡像）対称設計を実現することができるだけではなく、天然歯に通常見られるように、水平方向に非対称的な形状を実現することも可能である。さらに、ブロック内で修復物を適切に位置づけることによって、咬合部から歯頚部に向かって先細りするエナメル組成の層を、象牙質組成の上に被せることが可能であり、これは、水平層境界を持たず、天然の、非段階型色階調に一致する、淡色から濃色の階調を産みだす。

本発明は、本発明による成形部材、特に、焼結可能材料又はプラスチック材料から成り、少なくとも一つの第1成分及び少なくとも一つの第2成分を有する成形部材の調製プロセスであって、
a) 前記少なくとも一つの成分は、金型中に充填され；
b) 表面を有する陥凹が、前記材料、特に焼結可能材料又はプラスチック材料の、充填された少なくとも一つの第1成分の中に押し込まれ；かつ、
c) 前記表面が、空間において湾曲界面を形成し、
d) 陥凹の中に充填される少なくとも一つの第2成分に向く、
プロセスに関する。

前記第1及び第2成分のためにプラスチック材料が使用される場合、それは、特に、高温で、任意に加圧下で硬化される。

界面の表面は、天然又は人工歯の象牙質／エナメル質境界の筋道に対して少なくとも部分的に一致するように設計される。

成形部材の調製はさらに、セラミック射出成形、又は同様の調製法によって実行されてもよい。

本発明の一実施態様によれば、界面の構築は、種々の天然及び／又は人工歯のエナメル質／象牙質界面を位置取りすることによって実行される。天然歯では、エナメル質と象牙質の間の界面位置を特徴づけるために、予備的に、エナメル質を丁寧に剥がすことができる。その作業では、象牙質層が擦られることがないよう注意しなければならない。人工歯及びその界面の筋道を調製するのはもっと簡単である。人工歯における界面の筋道は、天然歯における筋道を模倣する。この界面筋道を示す部材を調製するには、歯は、全層を含めて調製はせず、比較的透明なエナメル層は省略される。このようにして、焼結プロセス後に、エナメル質／象牙質界面の筋道に一致する人工歯表面が得られる。

種々の歯の調製において、種々の象牙質／エナメル質界面を空間に配置することによって、好ましくは、サイズ依存性に配置することによって、種々の歯の界面の筋道に一致する曲面のモデルを作ることができる。このモデルから金型を調製することができる。

界面をモデル化するための別の可能性は、エナメル質／象牙質界面の筋道をデジタル化し、ソフトウェアによってモデルを生成することである。これによって、界面の生成において実質的により多数の界面筋道を含む可能性が得られる。さらに、次に、CAD-CAM法によって金型をはるかに簡単に準備することができる。

この金型を用いて、所望の成形部材を調製することが可能である。成形部材又は界面の筋道について3次元測定を実行するために、成形部材は、できるだけ多数の平板・平行ディスクを形成するように鋸切断され、ディスクは、両面滑らかに研磨される。

鋸切断の前に、成形部材の対角を結ぶ連続マーク、好ましくは溝が、成形部材に、鋸切断方向に対して垂直に適用される。これにより、ディスクの辺縁における溝の位置を測定することによって、ディスクの位置を明瞭に決定することが可能となる。

ディスクにおける界面の位置を測定することによって、座標系の中に、エナメル質／象牙質界面を表す点軌跡を定めることができる。

本発明によるプロセスでは、この次に、中間工程として、焼結工程を実行することが可能である。これによって、成形部材がより安定になるという利点がある。

さらに、本発明による成形部材は、対応的に実行されるドライ又はウェットプロセス、例えば、加圧スリップキャスティングによって調製してもよい。

例えば、加圧スリップキャスティングによる調製プロセスは、下記のように実行することができる：
a) スリップを、例えば表面が記載の境界に一致する多孔性石膏金型の中に、加圧下又は無加圧下で鋳込むことによって、前述の調製プロセスによる表面形態を有する成形部材Aを調製すること；
b) a)による成形部材Aに対して陰性輪郭を有する第2成形部材Bを調製すること；
c) 二つの成形部分A及びBを組み合わせてコンパウンドユニットCを形成すること、組み合わせは、場合によって、成形後熱処理とともに、加圧又は無加圧下で、コンパウンドユニットCの全体外形（組み合わせ成分／コンパウンドユニットの表面）を定める金型の内又は外（金型脱離後）において行われる。
或いは：
a) 前述の調製プロセスによる表面形態を有する成形部材Aを調製すること、調製は、スリップを、例えば、表面が記載の境界に一致する多孔性石膏金型の中に、加圧下又は無加圧下で鋳込むことによって実行される；
b) 成形部材Aを金型から取り出し、コンパウンドユニットの最終輪郭に一致する別の石膏金型の中に、成形部材Aを位置づけること；
c) 該金型を、圧印加の下又は圧印加無しに、場合によって、金型内又は金型脱離後に熱処理下に、別のスリップによって充填すること。

ドライプロセスにより調製プロセスは下記のように実行することができる：
a) 前述の調製プロセスによる表面形態を有する成形部材Aを調製すること、調製は、結合材添加又は無添加の可塑化組成物を、対応金型の中に、場合によって熱安定化を伴い、圧印加の下又は圧印加無しに、挿入することによって行われる；
b) a)による成形部材Aに対して陰性輪郭を有する第2成形部材Bを調製すること；
c) 二つの成形部分A及びBを組み合わせてコンパウンドユニットCを形成すること、組み合わせは、場合によって、成形後熱処理とともに、加圧又は無加圧下で、コンパウンドユニットCの全体外形（組み合わせ成分／コンパウンドユニットの表面）を定める金型の内又は外において行われる。

上述の調製プロセスは、セラミック成形の分野では原理的にはずっと以前から知られている（Hulsenberg, Keramikformgebung, ISBN 3-342-00098-8）。

本発明による成形部材は、歯科修復物、特に、CAD/CAM法によって構築、調製される修復物の調製に使用することができる。

本発明はさらに、形状安定化材料から製造され、その内部に界面を延長させる成形部材を調製するためのプロセスであって、
前記材料は少なくとも第1成分及び第2成分を有し；
第2成分は、第1成分のものとは異なる着色を有し、第2成分は、界面が空間において曲面を描くように第1成分の中に配置されて前記界面を形成し；
前記界面は、一組の天然歯又は人工歯から作製されるセクションから、種々の湾曲度の曲率半径を有する表面を創出することによって得ることができ；及び／又は、
前記界面は、該一組の天然歯又は人工歯の象牙質／エナメル質境界の筋道から、種々の湾曲度の曲率半径を有する表面を創出することによって得ることができ；
種々の湾曲度の曲率半径を有する該創出表面は、曲率半径の湾曲度の関数として配置され；かつ
得られる創出表面の空間配置が、界面の全体を産みだすプロセスに関する。

本発明による、界面を有する成形部材を調製するための、本発明によるプロセスの一実施態様では、象牙質／エナメル質の筋道の辺縁領域は、創出表面が配置されるとき、考慮せずそのまま放置することができる。

別の実施態様では、その象牙質／エナメル質境界が、指定の近似表面に対し少なくとも80%、特に少なくとも90%合致する歯のみを、界面の全体の製造において考慮することができる。特に、近似表面は、天然又は人工歯の、顕著な象牙質／エナメル質境界によって近似される。

本発明によるプロセスのさらに別の実施態様では、大きな湾曲度の象牙質／エナメル質境界を有する歯は組み合わされて、界面の頂上領域を形成するか、又は、近似表面の頂上領域に配置される。例えば、頂上領域に配置されるように選ばれる歯は、実質的に、そのサイズによって仕分けすることができる。

本発明によるプロセスの別の実施態様では、小さな湾曲度の象牙質／エナメル質境界を有する歯は、界面の辺縁域まとめられるか、又は、近似表面の辺縁領域に配置される。この場合においてもまた、辺縁領域に配置されるように選ばれる歯は、実質的に、そのサイズによって仕分けすることができる。

本発明によるプロセスの別実施態様では、中間湾曲度の象牙質／エナメル質境界を有する歯は、組み合わされて、辺縁領域と頂上領域の間の中間領域を形成するか、又は、近似表面の中間領域に配置される。この場合においてもまた、中間領域に配置されるように選ばれる歯は、実質的に、そのサイズによって仕分けすることができる。

本発明によれば、湾曲の強度とは無関係に、空間において同じ方向にサイズ仕分けを実行することが可能である。

下記では、好ましい実施態様における、本発明による成形部材が具体的に説明される。

成形部材の模式側面図を示す。 図1に示す成形部材の、矢印IIの方向の模式背面図を示す。 図2の直線III-IIIに沿って得られる模式断面図を示す。 図3で画成される異なる切断面における境界線の図を示す。 調製される人工歯の前面の模式図を伴う、本発明による成形部材の好ましい実施態様を示す。 図5に示す成形部材の側面図であって、歯が、模式的に、透明に表される図を示す。 図6に対応する側面図であって、成形部材の象牙質成分が、模式的に、透明に表される図を示す。 図5に示す成形部材の背面図を示す。 天然歯及び人工歯の象牙質／エナメル質境界の検査結果が与えられる座標系の3次元図を示す。 図9に示す座標表現の、X-Y平面に対する投影を示す。 図9に示す座標表現の、Y-Z平面に対する投影を示す。 座標系の方向を変えた場合の、図9による検査結果の座標表現を示す。

下記において、本発明による成形部材の実施態様の基礎となる界面の形態設計を、図1から4を用いて説明する。

成形部材10は、第1成分12及び第2成分14を含む。第1成分12は、歯のエナメル質を模倣する材料から成る。第2成分14は、歯の象牙質を模倣する材料から成る。本発明によれば、二つの成分12、14の間の界面16は、空間において湾曲する面として設計される。数学的には、界面16は、一群の放物線によって少なくとも近似的に表すことが可能である。これは、少なくとも、断面積の大部分に当てはまるが、その際、放物線形状からの偏向は、特に、底部領域18に存在する場合がある。

界面16は、図示の実施例で（図2）第2成分14が立方形成形部材の全体界面16を形成するように成形部材10の内部に配置される。成形部材10の側方外面22が見える背面図では（図2）、外面の一部は第2成分14によって形成され、残余部分は、第1成分12によって形成される。成形部材10の上方外面24はもっぱら第1成分12によって形成される。成形部材の、二つの対向外面26、28（図2）は、そのきわめて大きい部分が第1成分12によって形成される。下方領域においてのみ、外面26、28は、第2成分14によって形成される。外面30もそれと一致して形成される（図1）。

背面図（図2）では、界面16の境界線32が見える。境界線32、すなわち、二つの成分12、14の間の境界は、少なくとも、図では破線で示される2本の補助線"a"の間では、放物線形状を取る。この放物線デザインを超えると、境界線32の末端34がある。これらは、外向き筋道を有し、図示の例では、湾曲変化を含む。したがって、境界線32の末端領域34には変曲点が与えられる。

異なる切断面36、38、40（図3）では、界面16は、境界線42、44、46（図4）を有し、これらの境界線は、その数学的基本構造では曲線32（図2）と一致する。したがって、境界線42、44、46もまた、それぞれの末端を除いては、放物線デザインを有する。これらの末端は、順序に、外を向き、変曲点を形成する。

個々の切断面36、38、40の各放物線は最大値48を有する。図3に示すように、対称面50（図2）に沿う長軸セクションの中に、最大値曲線を見ることができる。最大値の曲線は、成形部材10の幅において、すなわち、先細り方向52に亘って連続的に減少する。このことは、少なくとも最大値曲線の全長の大部分について当てはまる。任意に、末端領域54には偏向があってもよい。図示の例では、放物線の最大値は、大切断面の最大値から減少する。その際、大切断面は、図示の例の外部平面22に一致する。

図5から8は、成形部材、特に、コンピュータソフトウェアによって表される仮想成形部材の好ましい実施態様を示す。原理的には、成形部材は、図1から4を用いて上で説明したように設計され、第1成分12及び第2成分14を有する。調製される人工歯56は、実質的に、成形部材10の中に埋設させることが可能である。その実行の際、二つの成分12、14間の界面、すなわち、象牙質-エナメル質界面16が、歯56の中に納まるように、歯を成形部材10の中の任意の所望の位置に配置させることが可能である。このために、調製される人工歯56の外部寸法は既知である。例えば、これらの外部寸法は、指定のパターンの中から選ぶことが可能である。さらに、置換される歯、又はその隣接歯のいくつかの画像を含めることによって、3次元図を作成することができる。

任意に、仮想歯パターンと、画像処理によって得られる形態データとの組み合わせを実行することもできる。任意に、形状は、歯科医又は歯科技工士などのユーザーが加工してもよい。できるだけ天然に近い、真に迫った外観を得るために、調製される人工歯56は、歯科医又は歯科技工士によって、界面に関して様々な位置に配置させることができる。したがって、調製される歯56の内における二つの成分間の界面は、その患者の天然歯の象牙質-エナメル質境界に近似するように、エナメル質を模倣する成形部材の第1成分12は異なる領域では異なる厚みを持つことができる。

調製される歯56の位置を明示するため、それは、図6では透明なものとして表される。境界線は破線で示される。さらに、図7では、それは、象牙質を形成する第2成分14に向き合う破線として示される。これから、調製される歯56の、後に前面となる全体面58は、エナメル質を模倣する第1成分12によって形成されることが見て取れる。さらに、特に、図8から見て取ることができるように、歯56の領域は、もっぱら第1成分12から成っていてもよい。それらは領域60である。

好ましい実施態様では、特に、図1から4を用いて説明される数学的近似は、下記において図9から12を用いて説明される検査に基づいている。図9から12において、測定結果は個々の円によって示される。

本発明をさらに、下記の実施例によって説明する。
下記に記載される実験のために使用される長石粒子は、下記の組成を有する：

グラフィックソフトウェア、例えば、ソフトウェアFreeformを用い、上顎歯及び下顎歯のエナメル質／象牙質界面を、それぞれ、例えば、Vitalife歯、すなわち、肥満型、痩せ型、及び闘士型の歯について、右側トリプレットから左側トリプレットまで組み合わせる。それとは別に、天然歯の界面は、エナメル層を取り除き、次いで、表面を、市販のスキャナー、例えば、ストライプライトスキャナーで走査することによって掘り出し、該ソフトウェアを用いて組み合わせてもよい。後述するように、追加の実験で定められる、加圧及び焼結条件下の粒子について知られる収縮値を考慮に入れて、ソフトウェアを用い、弓状形が拡大形として計算され、これによって、ブロックの完成後、計算界面の正確な画像が得られる。ソフトウェアは、STLファイルを生成するように使用される。拡大弓状形は、CAD/CAMプロセスに基づきCNC研削機によって真鍮ブロックから調製される。その際、長方形プリズムが、ガイドとして弓状形の底面に付着され、支持体、及び成形プラグのためのガイドとして働く。
成形プラグを調製するための別の可能性も当業者には公知である。

ブロック調製の第1の可能性は下記の通りである：
成形プラグに適合する内部寸法16.6 mm×21 mmを有し、高さ63 mm、壁厚約10 mmのステンレススチール金型に、市販の結合剤と混ぜ合わせた、透明外層の長石粒状材料を満たす。成形プラグの挿入後、プレス機において、該成形プラグに対し1.5 kNの力が負荷されて、粒子は前もって加圧される。充填物を成形プラグから解除し後者を取り除いた後、第1の既に固縮されている粒子とは色調が対応的着色酸化物の添加によって異なり、かつエナメル質を形成する第2粒子が、この成形体の中に、それを少し超えて、拡大弓状形として充填される。平坦面を有する第2成形プラグが挿入され、1.5 kNの負荷を持って印加され、そのために、第2粒子は、第1粒子のものと等価的やり方で圧縮される。次いで、形成プラグは取り除かれ、形成体は、金型から取り出される。形成体の質量は約9.5 gである。

ブロックを調製するためのもう一つの可能性が下記に記載される。その際、使用される粒子は、前述のものと同一である。その前に、成形プラグは、使用されるプロセスパラメータにしたがって計算される。

1) 21.0 mm×16.5 mmのサイズを有する金型を、約5.25 g量の材料で満たすこと；及び、
透明色成分の充填量に対し、金型（下方パンチ）において対向する成形プラグを、典型的には18-35 mm、降下させる（立方形最終産物の標的高及びバルク密度に依存する）こと。

2) その表面が、空間の3方向において完成ブロックのものよりも拡大されている第2金型によって充填組成物を固めること。それによって、固縮材料は、典型的には、第2金型と下方パンチの間の距離が14から25 mmとなるように、金型において寸法的に安定化される。圧縮される材料の量、及び、パンチ間の距離が、あらかじめ固縮され、寸法的に安定な成形部材の密度を定める。

3) 実現される1)による最終産物の標的高度にしたがって、あらかじめ固縮され寸法的に安定な金型を比較的濃色の材料、典型的には4.25 g、によって満たすこと。

4) コンパウンドユニットを、典型的には1.54 g/cm³の特異的最終密度、典型的には16.7 mmの高さまで、最終成形部材が寸法的に安定するように固縮すること（この例では22.4 kN）。プレス圧力／力は、材料及びプロセスパラメータに依存する。

5) 金型からコンパウンドユニットを脱離すること。
このようにして得られる、淡色透明外層及び濃色不透明内層から成るブロックから、使用される結合剤にしたがって結合剤が除去される。このプロセスは、当業者には公知であり、使用される結合剤、及び、セラミック材料の選ばれた粒径に依存する。700℃から800℃において結合剤を除去した後、ここで得られた多孔性ブロックを、減圧下約1200℃において、孔及び空洞がもはや存在しなくなるように高密度焼結する。この高密度焼結後、ブロックを研削機において研削することを可能とするために、Sironaから販売されるCerec研削機用の固定具がブロックに当てがわれる。ブロックにおける修復物の回転運動だけでなく、並進運動をも可能とする対応ソフトウェアを用いることによって、エナメル質／象牙質界面の個々の経過を有するブロックにおける修復物の自由に選択可能な位置が調製できる。

Claims (43)

1. 第１成分及び第２成分（１４）からなる形状安定化材料から製造される成形部材であって、前記第２成分（１４）が、第１成分のものとは異なる色を有し、かつ、第２成分（１４）は、界面（１６）が空間において曲面を描くように第１成分の中に配置され前記界面（１６）を形成し、
   界面（１６）が、実質的に、一群の放物線によって表され、前記第２成分（１４）が前記第１成分に向かって切断面（３６、３８、４０）で実質的に放物線状の境界線（４２、４４、４６）を有することを特徴とし、
   前記放物線（４８）の最大値減少が先細り方向（５２）における前記第２成分（１４）の少なくとも50%に亘り、
   前記第２成分（１４）はそれぞれ互いに平行な切断面（３６、３８、４０）全てで実質的に放物線状の境界線（４２、４４、４６）を有し、
   実質的に放物線状の境界線（４２、４４、４６）は、側方外面（２２）から前記側方外面（２２）の垂直方向に延びる先細り方向（５２）で、連続的に減少する最大値（４８）を有する成形部材。
2. 前記放物線（４８）の前記最大値減少が先細り方向（５２）における前記第２成分（１４）の少なくとも75%に亘る、請求項１に記載の成形部材。
3. 前記成形部材の形状の安定化が機械的作用によって実現される請求項１または２に記載の成形部材。
4. 前記機械的作用が圧力である請求項３に記載の成形部材。
5. 着色が前記成形部材の透過度および／または色の調整に使用される請求項１〜４のいずれかに記載の成形部材。
6. 前記透過度が、不透過剤によって調整される請求項５に記載の成形部材。
7. 前記色が、色顔料によって調整される請求項５に記載の成形部材。
8. 第１及び第２成分が、セラミック材料である請求項１〜７のいずれかに記載の成形部材。
9. 前記セラミック材料が、長石又は酸化物セラミック材料である請求項８に記載の成形部材。
10. 前記長石セラミック材料が、任意に顔料及び無機充填剤が添加補充された、SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, K₂Oから成る群から選ばれる金属酸化物を含む請求項９に記載の成形部材。
11. 前記酸化物セラミック材料が、SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂から成る群から選ばれ、安定化され、任意に、顔料又は着色イオンの化合物を添加補充した、金属酸化物を含む請求項９に記載の成形部材。
12. 前記安定化がY₂O₃, またはCeO₂によってなされている請求項１１に記載の成形部材。
13. 前記成形部材が高密度焼結されたものである請求項８〜１２のいずれかに記載の成形部材。
14. 前記成形部材が多孔性焼結されたものである請求項８〜１２のいずれかに記載の成形部材。
15. 前記セラミック材料が成形中に結合剤を与えられる請求項１４に記載の成形部材。
16. 前記結合剤がアクリル酸塩、PVA、セルロース誘導体から成る群から選ばれる請求項１５に記載の成形部材。
17. 第１及び第２成分が、熱可塑性材料および／または熱硬化性材料である請求項１〜７のいずれかに記載の成形部材。
18. 第１及び第２成分が、アクリレートポリマーである請求項１７に記載の成形部材。
19. 前記第２成分（１４）がそれぞれ放物線状の境界線（４２、４４、４６）を平行な断面平面（３６、３８、４０）で有する請求項１〜１８のいずれかに記載の成形部材。
20. 前記境界線（４２、４４、４６）が、互いに平行な断面平面（３６、３８、４０）すべてにおいて放物線状である請求項１９に記載の成形部材。
21. 放物線（４８）状境界線（４２、４４、４６）の最大値が、大断面平面（２２）から始まって、先細り方向（５２）に減少する請求項１〜１８のいずれか一項に記載の成形部材。
22. 前記減少が連続的である請求項２１に記載の成形部材。
23. 前記先細り方向（５２）が前記大断面平面（２２）に対し垂直な方向にのびる請求項２１または２２に記載の成形部材。
24. 前記放物線（４８）の最大値が先細り方向（５２）にのびる共通面（５０）にある請求項１〜２３のいずれかに記載の成形部材。
25. 前記共通面（５０）が、前記第２成分（１４）の対称面（５０）である請求項２４に記載の成形部材。
26. 前記放物線状境界線（４２、４４、４６）が放物線の２つの枝の少なくとも一端（３４）で融合して、反対湾曲の曲線となっている請求項１〜２５のいずれかに記載の成形部材。
27. 請求項１〜７のいずれかに記載の成形部材、少なくとも一つの第１成分及び少なくとも一つの第２成分を有する成形部材の調製プロセスであって、
    a) 前記少なくとも一つの成分は、金型中に充填され；
    b) 表面を有する陥凹が、前記成形部材の充填された少なくとも一つの第１成分の中に押し込まれ；かつ、
    c) 前記表面が、空間において湾曲界面を形成し、
    d) 陥凹の中に充填される少なくとも一つの第２成分に向く、
    プロセス。
28. 前記成形部材がプラスチック材料であって、前記第１及び第２成分が高温で、任意に加圧下で硬化される請求項２７に記載のプロセス。
29. 前記成形部材がセラミック材料であって、焼結工程が工程ｃ）につづく請求項２７に記載のプロセス。
30. 歯科修復物の調製のために用いられる請求項１〜２６のいずれかに記載の成形部材。
31. 前記歯科修復物が、CAD/CAM法によって構築、調製される請求項３０に記載の成形部材。
32. 形状安定化材料から製造され、内部に延長する界面を有する成形部材を調製するためのプロセスであって、
    前記材料は第１成分及び第２成分からなり；
    前記第２成分は、第１成分のものとは異なる着色を有し、第２成分は、界面が空間において曲面を描くように第１成分の中に配置されて前記界面を形成し；
    前記界面は、一組の天然歯又は人工歯から作製されるセクションから、種々の湾曲度の曲率半径を有する表面を創出することによって得ることができ；及び／又は、
    前記界面は、該一組の天然歯又は人工歯の象牙質／エナメル質境界の筋道から、種々の湾曲度の曲率半径を有する表面を創出することによって得ることができ；
    種々の湾曲度の曲率半径を有する該創出表面は、曲率半径の湾曲度の関数として配置され；かつ
    得られる創出表面の空間配置が、界面の全体を産みだし；
    前記界面が、実質的に、一群の放物線によって表され、前記第２成分が前記第１成分に向かって切断面で実質的に放物線状の境界線を有することを特徴とし、
    前記放物線の最大値減少が先細り方向における前記第２成分の少なくとも50%に亘り、
    前記第２成分は前記成形部材において、それぞれ互いに平行な切断面全てで実質的に放物線状の境界線を有し、
    実質的に放物線状の境界線は、側方外面から、前記側方外面の垂直方向に延びる先細り方向で、連続的に減少する最大値を有する
    プロセス。
33. 創出表面が配置されるとき、象牙質／エナメル質の筋道の辺縁領域が考慮せずそのまま放置される請求項３２に記載のプロセス。
34. 象牙質／エナメル質境界が、指定の近似表面に対し少なくとも80%合致する歯のみを界面の全体の製造において考慮する請求項３３に記載のプロセス。
35. 象牙質／エナメル質境界が、指定の近似表面に対し少なくとも90%合致する歯のみを界面の全体の製造において考慮する請求項３３に記載のプロセス。
36. 近似表面が、天然又は人工歯の、顕著な象牙質／エナメル質境界によって近似される請求項３４または３５に記載のプロセス。
37. 大きな湾曲度の象牙質／エナメル質境界を有する歯は組み合わされて、界面の頂上領域を形成するか、又は、近似表面の頂上領域に配置される請求項３２〜３６のいずれかに記載のプロセス。
38. 頂上領域に配置されるように選ばれる歯が、実質的に、そのサイズによって仕分けられる請求項３７に記載のプロセス。
39. 小さな湾曲度の象牙質／エナメル質境界を有する歯が、前記界面の辺縁域で組み合わされて、又は、近似表面の辺縁領域に配置される請求項３２〜３８のいずれかに記載のプロセス。
40. 辺縁領域に配置されるように選ばれる歯が、実質的に、そのサイズによって仕分けられる請求項３９に記載のプロセス。
41. 中間湾曲度の象牙質／エナメル質境界を有する歯が、組み合わされて、辺縁領域と頂上領域の間に配置される前記界面の中間領域を形成するか、又は、近似表面の中間領域に配置される請求項３２〜４０のいずれかに記載のプロセス。
42. 中間領域に配置されるように選ばれる歯が、実質的に、そのサイズによって仕分けられる請求項４１に記載のプロセス。
43. 湾曲の強度とは無関係に、空間において同じ方向に前記サイズ仕分けが実行される請求項３７〜４２のいずれかに記載のプロセス。

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