JP6093900B1 - 内部を着色された歯科用仮焼成体 - Google Patents

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Abstract

【課題】歯科用仮焼成ブロック中で細密な色表現を実現し、天然の色彩に近い歯科用修復物を切削できる、ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて、歯科用修復物を作製する為の着色された歯科用仮焼成ブロックを提供する。【解決手段】着色材で着色された仮焼成体である歯科用仮焼成ブロックの作製方法であって、着色材を含む着色液を浸透させた仮焼成体に、更に、前記記載の着色材とは異なる色の着色材を含む着色液又は浸透液材を含む浸透液を浸透させ、仮焼成体の内部に着色材が浸透させる構成とする。【選択図】図１

Description

ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて、歯科用修復物を作製する為の着色された歯科用仮焼成体に関する。
近年、歯科用修復物は、歯科用仮焼成体を、ＣＡＤ/ＣＡＭ技術を用いて切削することで作製がおこなわれている。その一例として歯科用仮焼成ブロックを天然歯形態の一部である歯科用修復物の形状に切削し、焼成することで歯科用修復物を作製している。
作製された歯科用修復物は、天然歯の色に着色されていることが求められ、歯科用仮焼成体への着色技術が発明されてきた。
特許発明１は天然歯の色に着色された歯科用修復物を得るために、複数の色に着色した粉材を積層して歯科用仮焼成体を作製している。しかし、複数の粉材を用いることから界面から剥がれることがあり、また、複雑な着色を再現することはできなかった。
特許文献2、3には金属イオン着色液又は金属錯体着色液に歯科用修復物を浸漬させ、その後焼結させることで半透明の着色された歯科用修復物を作製することを記載している。しかし、単色の色彩を表面に施すにすぎない為、歯科用修復物の内部において色彩を表現することはできなかった。
WO2009/154301 特表2002-536280 特表2010-534245
１つの歯科用仮焼成体中に複数の色を用いて天然歯の色を再現することが求められていた。また、複雑な色再現も可能な技術が求められていた。
本発明は、内部を着色材で着色された歯科用仮焼成体であって、着色材を含む着色液及び浸透液材を含む浸透液にて、仮焼成体の内部を着色していることを特徴とする歯科用仮焼成体である。
本発明は、内部を着色材で着色された歯科用仮焼成体であって、着色材を含む着色液を浸透させた仮焼成体に、更に、前記記載の着色材とは異なる色の着色材を含む着色液又は浸透液材を含む浸透液を浸透させ、仮焼成体の内部に着色材が浸透していることを特徴とする歯科用仮焼成体である。
本発明は、内部を着色材で着色された歯科用仮焼成体の作製方法であって、着色材を含む着色液を浸透させた仮焼成体に、更に、前記記載の着色材とは異なる色の着色材を含む着色液又は浸透液材を含む浸透液を浸透させ、仮焼成体の内部に着色材が浸透していることを特徴とする歯科用仮焼成体の作製方法である。
更に、前記作製方法で得られた歯科用仮焼成体を歯科用修復物の形状に切削加工し、本焼成することで、歯科用焼成体をえることができる。。
本発明は歯科用仮焼成体の内部に歯質の複雑な色彩を再現することができ、３次元的に自由に着色することもできる。その結果、歯科用仮焼成体から得られた歯科用修復物は審美的に優れ、色調再現性が高く、デザインに優れている。
従来の歯科用仮焼成体はシェードガイドなどの色に合わせた歯科用仮焼成体を複数保有する必要があるのに比べ、本発明は仮焼成体に着色を施すため、無着色である一種類の仮焼成体と着色材を含む着色液及び浸透液材を含む浸透液を保有すれば足りる。
着色されていない仮焼成体を個々に着色するため、患者の状態や、歯科医師、歯科技工士の要望に合わせて着色することができる。また、着色されたセラミックス粉材が層に分かれていない為、得られた歯科用仮焼成体や歯科用焼成体の物性も高く、審美性も優れている。
本発明の歯科用仮焼成体は着色の濃淡を再現することができることから、適度にぼかしを再現することができ、色彩の移行部分が明確でない為、より審美性が高くなっている。
歯科用仮焼成体に用いられる仮焼成体はセラミックスを仮焼成し、セラミックス同士が仮着している状態であり、粒子間に後で説明する着色液や浸透液が浸透できる連続孔を有する状態になっている。仮焼成体はセラミックスを型に入れ圧縮成型し、仮焼成することで得ることができる。
仮焼成体に着色材を浸透させることで歯科用仮焼成体を得ることができる。仮焼成体に直接着色材を浸透させることは難しい為、着色材と着色液材を混合して着色液とし、着色液を仮焼成体に浸透させることで仮焼成体に着色を施し、歯科用仮焼成体を得ることができる。着色液材は着色材の浸透後に気化若しくは焼成して取り除かれる。
歯科用仮焼成体を、天然歯形態の一部である歯科用修復物の形状に切削加工し、本焼成することで、最終形状の歯科用修復物を得ることができる。歯科用仮焼成体から天然歯形態の一部である歯科用修復物を切削する場合は、本焼成にて収縮することを考慮に入れ、最終形状の歯科用修復物の相似形に拡大した形状に切削し本焼成することで最終形状の歯科用修復物を得ることができる。また、歯科用仮焼成体を焼成して歯科用焼成体とした後に、天然歯形態の一部であり最終形状の歯科用修復物の形状に切削することで最終形状の歯科用修復物を得ることもできる。
仮焼成温度や本焼成温度はセラミックスの組成や粒度によって異なるが、仮焼成温度に比べ、本焼成温度の方が１００〜６００℃高い温度である。本発明に好ましい仮焼成温度は８００〜１５００℃であり、本発明に好ましい本焼成温度は１１００〜２１００℃である。
着色材を含む着色液を浸透させた歯科用仮焼成体はもう一度仮焼成することができる。仮焼成をもう一度行うことで、着色液材を取り除くことができ、更に着色材を歯科用仮焼成体内に定着させることができる。
仮焼成体に着色材を含む着色液を浸透させることで歯科用仮焼成体を作製するが、仮焼成体と歯科用仮焼成体とを相似の形状とすることで作製される。好ましくは仮焼成体を大きく作製して、着色材を含む着色液を浸透させた後に歯科用仮焼成体を切り出すこともできる。この作製方法では着色材を含む着色液や浸透液材を含む浸透液が均一に浸透した歯科用仮焼成体を作製しやすい為である。
歯科用仮焼成体は、一辺が０．５〜３．０ｃｍのブロック形状である。セラミックスは金属酸化物であって、本焼成後に半透明になれば特に限定されない。具体的にはシリカ、アルミナ、ジルコニアを主成分としその含有量は７０〜１００％の範囲である。セラミックスの平均粒子径は１〜５０μｍである。
着色材はセラミックスを着色することができ、且つ、仮焼成体に浸透させ焼成しても色彩が残るものであれば特に限定するものではない。具体的には周期表の第３〜１２族の遷移金属の金属又は金属塩を、着色材に用いることができる。加えて、希土類金属又はそれらの塩も用いることができる。酸化物若しくは酸化物の形態の金属塩、またはＣｌ−、ＳＯ４−、ＳＯ３−、Ｂｒ−、Ｆ−、ＮＯ２−およびＮＯ３−などの陰イオンを含有する金属塩を用いてもよい。適宜、これらの材料を混合して用いることが好ましい。
着色材の具体的例としては、鉄、マンガン、銅、クロム、ジルコニウム、コバルト、スズ、チタン、ニッケル、バナジウム、エルビウム、プラセオジム、テルビウム、ジスプロシウム、ユウロピウム、ニオブ、ネオジムおよび／ またはイッテルビウムを含む化合物が挙げられる。
着色材は歯科用仮焼成体中のセラミックスの間を着色材を含む着色液と共に浸透しなければならない。その為、セラミックスの粒子径に比べ着色材は小さい。好ましくはセラミックスの粒子径に比べ、着色材は１／４〜１/１００００である。着色材の粒子径が大きければセラミックスの間への浸透を抑制され、着色材の粒子径が小さければ発色を阻害する。具体的な着色材の粒子径は０．０００１〜１０μｍである。また、着色液中でイオン化して溶液となっていることは、仮焼成体中に着色液や浸透液が浸透するための物理的障害とならない為好ましい。
着色液材は着色材を仮焼成体に浸透させるための、搬送媒体として用いる。着色液材は着色材が分散し、仮焼成体への濡れ性が高いものであれば特に限定されない。具体的な着色液材は水、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトンなどを含むことを挙げることができる。これら着色液材は必要に応じ複数を混合して用いることも可能である。水、エタノール、イソプロピルアルコール及びアセトンを含むことが好ましい。水であることが最も好ましい。
着色液は着色材と着色液材を含む混合物であり、配合割合は着色材０．０００１〜３０％、着色液材が７０〜９９．９９９９％である。着色液は色の異なる複数の着色液を用いることが好ましい。複数の色を用いることで色彩豊かな色調再現を実現することができる。仮焼成体に安定して濃く着色させる為に、着色液を仮焼成体に浸透させ、乾燥後に、繰り返し着色液を浸透させることが好ましい。
浸透液は着色液材からなり、着色材の用いた着色液材と同成分であることが好ましい。着色液や浸透液を浸漬する方法もあるが、滴下にて浸透させることが好ましく、滴下量は０．０１〜０．００００１ｍｌである。
複数の着色液と浸透液を用いて、仮焼成体へ着色材を浸透させることが好ましい。例えば、着色液を浸透させた上に、着色材のことなる着色液を浸透させることや、着色材のことなる着色液を隣り合って浸透させることで仮焼成体中に色の異なる部分を自由に再現することができ、豊かな色表現をすることができる。着色を施さない部分には浸透液を浸透させることで、着色しない部分も再現することができる。着色材の異なる複数の色の着色液を用いて仮焼成体中を着色をすることが、色調再現することができる。
具体的にはマメロンを歯科用仮焼成体中に再現する為に、マメロンの形に着色液を塗布し浸透させるが、着色液を浸透させたくない部分に浸透液を塗布し浸透させることで、着色させたくない部分に着色液の進入を防止することができる。着色液と浸透液を利用することで、マメロンを再現することができる。
豊かな色表現をするために着色液と浸透液を細密に浸透させる方法は、着色液や浸透液をノズルに充填し先端から液滴を生成させ、仮焼成体に飛ばすことで仮焼成体中に浸透させ着色する方法が好ましい。本方法はインクジェット方式であり、この方法を採用することで、写真のように立体的に着色を施すこともできる。
次に具体的に説明を行う。
仮焼成体は平均粒径３．０μｍのジルコニア粉末を１５ｍｍ四角柱に仮焼成し作製した。着色液１は水に０．１μｍの酸化鉄を０．２重量％の配合で攪拌し作製した。以下、酸化鉄着色液という。また、着色液２は水に０．１μｍの酸化コバルトを０．０１重量％の配合で攪拌し作製した。以下、酸化コバルト着色液という。浸透液は水を１００重量％で用いた。
仮焼成体に酸化鉄着色液を０．１〜０．００００１ｍｌずつ滴下して１ｍｍの厚さに着色し、その上に酸化コバルト着色液を０．１〜０．００００１ｍｌずつ滴下して１ｍｍの厚さに着色した。更にその上に浸透液を０．１〜０．００００１ｍｌずつ滴下して酸化鉄着色液と酸化コバルト着色液を内部に浸透させた。酸化鉄着色液が５ｍｍ浸透したところで浸透液の滴下を終了した。
仮焼成体を８０〜２２０℃で１〜３時間乾燥させ歯科用仮焼成体を得た。乾燥工程では、乾燥にて着色液や浸透液が移動することがあり、慎重に乾燥させるか、滴下して着色させる時に、乾燥時に着色液や浸透液が移動することを計算にいれながら着色しなければならない。また、歯科用仮焼成体を本焼成して歯科用焼成体を得た。
着色液の滴下部分や量を調整することや浸透液を滴下することで仮焼成体内部に自由に着色材を移動させることができることから、内部が着色材でデザインされた歯科用仮焼成体や歯科用焼成体を得ることができた。
着色液同士や着色液と浸透液は、接触によりお互い混じり合いグラデーションを形成し、ぼかし効果があり、天然歯牙の色再現をすることができる。初期においてもグラデーションを防止する為には、最初に浸透液を滴下した後に着色液を滴下することが好ましい。着色液材を分離する材料を用いることで、グラデーションやぼかし全く起こさない様にすることができる。
次に図面に示した模式図を用いて更に具体的に説明を行う。
図１のＡは仮焼成体を示し、仮焼成体の上に酸化鉄着色液を滴下している模式図である。
図２は図１で滴下された酸化鉄着色液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図である。Ｂの部分が酸化鉄着色液が浸透した部分であり、Ａの部分は着色液が浸透していない部分であり、２層を形成している。更に酸化鉄着色液の滴下を行うことでＢの部分を厚くすることができる。
図３は図２で示す仮焼成体の酸化鉄着色液が浸透した部分に更に酸化コバルト着色液を滴下している模式図である。
図４は図３で滴下された酸化コバルト着色液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図である。Ｃの部分が酸化コバルト着色液が浸透した部分であり、Ｂの部分が酸化鉄着色液が浸透した部分であり、Ａの部分は着色液が浸透していない部分であり、３層を形成している。更に酸化コバルト着色液の滴下を行うことでＣの部分を厚くすることができる。ここでは層状に着色液を滴下しているが、酸化鉄着色液と酸化コバルト着色液を同時に滴下することで、酸化鉄で着色された部分とコバルトで着色された部分を得ることもできる。
図５は図４で示す仮焼成体の酸化コバルト着色液が浸透した部分に更に浸透液を滴下している模式図である。
図６は図５で滴下された浸透液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図である。Ｄの部分が浸透液が浸透した部分であり、Ｃの部分が酸化コバルト着色液が浸透した部分であり、Ｂの部分が酸化鉄着色液が浸透した部分であり、Ａの部分は着色液が浸透していない部分であり、４層を形成している。更に浸透液の滴下を行うことでＤの部分を厚くすることができる。その結果、着色部分を浸透させることができ、目的とするところに自由に着色材を移動させることができる。
次に仮焼成体の一部に着色液を滴下する方法について説明する。
図７のＡは仮焼成体を示し、仮焼成体の上に着色液を滴下している模式図である。滴下している液の中央に位置する３滴が酸化鉄着色液であり、その左右には浸透液を滴下している。着色されない浸透液が左右にあることから、仮焼成体の着色液が浸透した一部のみが着色している。浸透液の代わりに酸化コバルト着色液などの他の色の着色液を用いることができる。その結果、同じ層の中で異なる色に着色することができる。
図８は図７で滴下された酸化鉄着色液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図である。Ｂとａの共通する黒線で囲まれた部分が酸化鉄着色液が浸透した部分であり、Ａの部分は酸化鉄着色液が浸透していない部分であり、Ｂのaでない部分は浸透液が浸透した部分である。同様に酸化鉄着色液と浸透液の滴下を行うことでＢの部分を厚くすることができる。
図９は図８で示す仮焼成体の酸化鉄着色液と浸透液が浸透した部分に、更に、浸透液を滴下している模式図である。
図１０は図９で滴下された浸透液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図である。Ｄの部分が浸透液が浸透した部分であり、Ｂとａの共通する部分が酸化鉄着色液が浸透した部分であり、Ｂのaでない部分は浸透液が浸透した部分であり、Ａの部分は酸化鉄着色液が浸透していない部分である。更に浸透液の滴下を行うことでＤの部分を厚くすることができる。図１１及び図１２で詳しく説明する。
図１１は図１０で示す仮焼成体の浸透液が浸透した部分に更に浸透液を滴下している模式図である。
図１２は図１１で滴下された浸透液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図である。Ｄの部分が浸透液が浸透した部分であり、Ｂとａの共通する部分が着色液が浸透した部分であり、Ｂのaでない部分は浸透液が浸透した部分であり、Ａの部分は着色液が浸透していない部分である。Ｄの部分が２層となっていることから、Ｄの部分が厚くなっている。その結果、着色部分を更に浸透させることができ、目的とするところに自由に着色材を移動させることができる。
これらの方法を組み合わせることで、色の異なる着色液や浸透液を順次滴下することで、仮焼成体内部に自由にデザインすることができる。
本発明の歯科用仮焼成体及び歯科用焼成体を用いることで、内部まで詳細に着色された歯冠を作製することができ、今までよりも審美的に優れた歯科用修復物を得ることができる。
仮焼成体の上に酸化鉄着色液を滴下している模式図 酸化鉄着色液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図 酸化鉄着色液が浸透した部分に更に酸化コバルト着色液を滴下している模式図 酸化コバルト着色液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図 酸化コバルト着色液が浸透した部分に更に浸透液を滴下している模式図 浸透液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図 仮焼成体の一部に酸化鉄着色液を滴下している模式図 酸化鉄着色液が仮焼成体の一部に浸透した状態を示す模式図 酸化鉄着色液が浸透した部分に浸透液を滴下している模式図 浸透液が仮焼成体に浸透した状態を示す模式図 酸化鉄着色液が浸透した部分に更に浸透液を滴下している模式図 浸透液が仮焼成体に更に浸透した状態を示す模式図
Ａ 着色液が浸透していない仮焼成体
Ｂ 酸化鉄着色液が浸透した仮焼成体
Ｃ 酸化コバルト着色液が浸透した仮焼成体
Ｄ 浸透液が浸透した仮焼成体
ａ 着色液が滴下された範囲

Claims (5)

  1. 内部を着色材で着色された歯科用仮焼成体の作製方法であって、歯科用仮焼成体を準備し、
    着色材を含む着色液及び浸透液材を含む浸透液にて、仮焼成体の内部を着色することを特徴とする歯科用仮焼成体の作製方法。
  2. 内部を着色材で着色された歯科用仮焼成体の作製方法であって、
    着色材を含む着色液を浸透させた仮焼成体に、更に、前記記載の着色材とは異なる色の着色材を含む着色液又は浸透液材を含む浸透液を浸透させ、仮焼成体の内部に着色材が浸透していることを特徴とする歯科用仮焼成体の作製方法。
  3. 請求項１又は２のいずれか記載の歯科用仮焼成体の作製方法にて作製された歯科用仮焼成体を本焼成して得られた歯科用焼成体の作製方法。
  4. 請求項１又は２のいずれか記載の歯科用仮焼成体の作製方法にて作製された歯科用仮焼成体を歯科用修復物の形状に切削加工し、本焼成し歯科用修復物を得ることを特徴とする歯科用修復物の作製方法。
  5. 請求項３記載の歯科用焼成体の作製方法にて作製された歯科用焼成体を歯科用修復物の形状に切削加工し、歯科用修復物を得ることを特徴とする歯科用修復物の作製方法。



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