JP6120771B2 - 歯科要素を製造するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、歯科要素を製造するための方法及び装置に関する。

歯冠またはブリッジまたは（補綴）コーピングのような歯科要素は、フライス盤でのフライス削りにより製造されることができる。まず、ブランクがフライス盤内のホルダーまたはフィーダーに取り付けられる。次いで、歯科要素はブランクから材料を除去することによりブランクからフライス削りされる。

しかし、歯科要素はフライス盤内で完全に仕上げられない。典型的には、歯科要素を当初のブランクまたはホルダーになお維持する一つ以上の支持ピンがある。これらの支持ピンは、次いで、例えばやすり仕上げ、研削仕上げ、及び／または磨き仕上げにより、フライス盤の外側に手動で除去される。この手動除去は、時間を消費するとともに困難であり、かつ歯科要素の外表面がそれが持つべき最適な特性を与えられないという結果をもたらしうる。外表面は損傷されることさえあり、製造された歯科要素はスクラップとして捨てられなければならないかもしれない。

本発明の目的は、上述の欠点を少なくとも部分的に克服すること、及び歯科要素を製造するための改善された方法と装置を提供することである。

この目的、及び以下の説明から明らかとなる他の目的は、添付された独立請求項に規定された方法と装置により達成される。実施態様は、添付された従属請求項に記載されている。

本発明の一態様によれば、歯科要素を製造するための方法が提供されており、その方法は：ａ）第一保持手段に取り付けられるかまたはそれにより保持された材料片を準備すること；ｂ）歯科要素、及び第一保持手段にまたは当初の（残りの）材料片に取り付けられた状態で歯科要素を維持する少なくとも一つの支持ピンを形成するために材料片を造形すること；ｃ）歯科要素が少なくとも一つの支持ピンによってまだ第一保持手段または当初の材料片に取り付けられている間に第二保持手段を歯科要素に係合すること；及びｄ）歯科要素が第二保持手段により係合されている間に歯科要素から少なくとも一つの支持ピンを除去すること；を含む。

第二保持手段を歯科要素に係合することは、歯科要素を維持するための支持ピン（単数または複数）を不必要にし、それにより少なくとも一つの支持ピンは除去されることができ、全く支持ピンなしで最終製品が容易に製造されることができる。支持ピンを手動で除去する必要がないが、代わりに支持ピン（単数または複数）は、典型的には歯科要素を造形した同じフライス盤で、自動的に除去されることができる。この方法では、支持ピン除去は迅速かつ正確であることができる。

本発明の好適な実施態様では、ｂ）は、フライス削りにより材料片を造形することを含み、ｄ）は、さらなるフライス削りにより少なくとも一つの支持ピンを除去することを含み、ｂ）での造形及びｄ）での除去は同じ器具またはツールによりなされるか、及び／またはｂ）での造形及びｄ）での除去は自動化される。

さらに、ｃ）は、第二保持手段を歯科要素の空洞内にまたは空洞に係合することを含むことができる。第二保持手段を空洞内にまたは空洞に係合することにより、第二保持手段が、歯科要素の外表面のような歯科要素の他の部分を損傷する危険が全くない。

本方法は、歯科要素の空洞と少なくとも部分的に適合するように第二保持手段を製造するかまたは造形することをさらに含むことができる。これは、歯科要素が続いての支持ピン（単数または複数）の除去時に所定場所にしっかりと保持されることを可能にする。第二保持手段は、例えば歯科要素の空洞と完全に適合するかまたは歯科要素の空洞の開口部のみと適合する係合部を持つことができる。

さらに、歯科要素を造形するためのデータはまた、第二保持手段を製造または造形するためにも使用されることができ、それは歯科要素と第二保持手段との間の完全な適合を可能にする。

第二保持手段は、フライス削り；ラピッドプロトタイピング；歯科要素の空洞内に直接材料を成形または射出すること；及び歯科要素の空洞以外の空洞内に材料を成形または射出すること；の一つにより製造されまたは造形されることができる。

さらに、歯科要素及び／または第二保持手段は、歯科要素への第二保持手段の係合のために：先行する操作（単数または複数）中の歯科要素及び第二保持手段の位置を記録すること；係合のために特別な位置を歯科要素及び第二保持手段に割り当てること；及び歯科要素及び第二保持手段の実際の位置を検出するために検出手段を使用すること；の一つにより自動的に配置されることができる。

さらに、第二保持手段は第二保持手段上の少なくとも一つの穴を通しての吸引により歯科要素に係合されることができ、この吸引は第二保持手段と歯科要素を一緒にもたらす減圧を作る。この方法では、歯科要素は、歯科要素上の最小干渉で第二保持手段によりしっかりと保持されることができる。しかし、歯科要素と第二保持手段を係合するための他の解決策もまた考えられる。

歯科要素は、歯冠、ブリッジ、及びコーピングの一つであることができる。

さらに、ｂ）、ｃ）、及びｄ）の少なくとも一つはマイクロコントローラーのような電子制御手段により制御されることができる。

第二保持手段は、歯科要素に係合される前に製造されまたは造形されることができる。

少なくとも一つの支持ピンは少なくとも一つのスポークとして造形されることができる。

本発明の別の態様によれば、上記に従った方法を実施するために適合された装置が提供される。

本発明のさらに別の態様によれば、歯科要素を製造するための装置が提供され、その装置は、保持係合または取り付けにより材料片を維持するために適合された第一保持手段；歯科要素、及び第一保持手段にまたは当初の（残りの）材料片に取り付けられた状態で歯科要素を維持する少なくとも一つの支持ピンを形成するために材料片を造形するために適合された器具；歯科要素と係合するために適合された一つ以上の第二保持手段；及び歯科要素が一つ以上の第二保持手段により保持されている間に歯科要素から少なくとも一つの支持ピンを除去するために適合された器具；を含む。この態様は、本発明の前述の態様と同じかまたは類似する特徴及び技術的効果を示すことができる。

少なくとも一つの支持ピンを除去するために適合された器具は、歯科要素を形成するために材料片を造形するために適合された器具と同じであることができる。従って、歯科要素を形成するために材料片を造形するために適合された器具はさらに、少なくとも一つの支持ピンを（続いて）除去するために適合されることができる。あるいは、支持ピン（単数または複数）を除去するための専用の器具が使用されることができる。

装置はフライス盤であることができ、前記器具はフライス削りツールであるかまたはそれを含むことができる。

装置は、歯科要素の空洞と少なくとも部分的に適合する一つ以上の第二保持手段を製造または造形するための手段をさらに含むことができる。

装置は、歯科要素への係合のために一つ以上の第二保持手段を自動的に配置するための手段をさらに含むことができる。

本発明のこれらの及び他の態様が添付図面に関してより詳細に説明されるだろう。

図１は、本発明の一実施態様による方法のフローチャートである。

図２は、本発明の一実施態様による装置（フライス盤）の透視図である。

図３ａ−３ｂは、本発明の実施態様による第二保持手段の概略側面図である。

図４ａ−４ｂは、歯科要素と係合した図３ａ−３ｂの第二保持手段の概略断面側面図である。

図５は、本発明の一実施態様による歯科要素に係合した第二保持手段の断面側面図である。

図６ａ−６ｃは、本発明によるピン除去及び得られる歯科要素を示す概略部分的断面側面図である。

図７は、本発明の別の実施態様による装置（フライス盤）の透視図である。

図１は、本発明の一実施態様による歯科要素を製造するための方法のフローチャートである。歯科要素は、例えば歯冠またはブリッジまたは（補綴）コーピングであることができる。以下において、本発明はフライス盤でのフライス削りの文脈で述べられるが、ラピッドプロトタイピングのような他の技術で使用されることができることが考えられる。

図１の工程Ｓ１では、材料片１０が準備される。材料片はブランク（例えば円筒、円盤、棒など）または予備製造形状であることができる。予備製造形状は、例えばラピッドプロトタイピング、慣例的な粉体プレスなどにより作られることができる。さらに、材料片は金属、セラミック、アクリル樹脂、ガラス、セラミック−ガラス、または他の歯科材料であることができる。

材料片１０は、フライス盤１４において第一保持手段１２に取り付けられるかまたはそれにより保持される（図２参照）。材料片は、例えば一つの歯科要素のみのためのものであってもよく、その材料片は第一保持手段に接着剤によりまたはその他の方法で取り付けられることができる。あるいは、材料片は供給可能な長さの材料であることができ、それから幾つかの歯科要素が製造されることができる。かかる供給可能な長さの材料はフィーダーにより保持されることができ、従って、このフィーダーは前記第一保持手段を構成する。さらに、本発明はまた、大きなブランクから複数の歯科要素を効果的にフライス削りするためのネスティング技術と共に使用されることができる。

工程Ｓ２では、材料片は、図２でわかるように、歯科要素１６と少なくとも一つの支持ピン１８を形成するためにフライス削り（造形）される。従って、歯科要素１６は、この段階で完全に仕上げられていない。一つ以上の支持ピン１８は、第一保持手段にまたは材料片１０の残りに取り付けられた状態で歯科要素を維持する。支持ピン(単数または複数)は、例えば図２のように、歯科要素の外側部上にあることができる。各支持ピン１８は別々であることができ、かつ歯科要素１６と第一保持手段１２／材料片１０の残りの間の取り付け点を規定する（細い、短い）棒状に造形されることができる。少なくとも一つのピン１８は、要素１６のまわりに全て延びず、要素１６の殆どが工程Ｓ２で造形されることを可能にする。さらに、少なくとも一つの支持ピン１８は、一つ以上の（支持）スポーク、すなわち一つ以上の小さな放射棒であることができる。

フライス削りはフライス盤１４の器具によりなされ、この器具はフライス削りツール２０を含むかまたはそれからなることができる。フライス削りツール２０は自動化され、かつフライス盤へのＣＡＤデータ入力に基づいて歯科要素を造形する。好ましくは、フライス盤は、５軸フライス削りのために設置されるが、例えば３軸フライス削りも使用されることができる。

フライス削りされた歯科要素１６は空洞２２を持つ。空洞２２により、最終歯科要素は、患者の歯または歯科インプラントまたは（歯科インプラント上の）アバットメントに取り付けられることができる。

本方法はまた、第二保持手段２４を製造または造形する工程Ｓ３を含むことができる。第二保持手段はまた、支持ダイとも呼ばれることができる。第二保持手段２４は、一般的に、歯科要素がまだ少なくとも一つの支持ピンによって第一保持手段または残りの材料片に取り付けられている間に歯科要素１６と係合するために適合されている。特に、第二保持手段２０は、フライス盤１４におけるさらなる加工を可能にするために歯科要素１６を所定位置に維持することができるべきである。この目的のために、第二保持手段２４は、歯科要素１６の空洞２２との少なくとも部分的な適合のために製造または造形されることができ、かくして第二保持手段２４は歯科要素１６の空洞２２内に／空洞２２に係合されることができる。これは、歯科要素１６の外部との不必要な干渉を避ける。

第二保持手段２４は、図３ａ及び４ａに示されるように、歯科要素の空洞２２内に完全に適合する係合部２６を持つことができる。すなわち、係合部２６は空洞２２を完全に満たす。あるいは、第二保持手段２４の係合部２６は空洞２２の開口部のみと適合することができる（図３ｂ及び４ｂ参照）。さらに、第二保持手段で使用される材料（特にその係合部２６で使用される材料）は「硬いもの」であることができかつ歯科要素の形状と完全に適合するものであることができ、または歯科要素の特別な形状に適合するために少し「柔らかい」ものであることができる。好ましくは、歯科要素の空洞を造形するために使用される（ＣＡＤ）データは、第二保持手段を製造または造形するために使用され、それは歯科要素と第二保持手段の間の完全な適合を可能にする。

第二保持手段のための製造または造形方法は、例えば歯科要素を造形するために使用されるものと同じフライス盤１４でのフライス削りであることができる。あるいは、ラピッドプロトタイピング（例えばステレオリソグラフィまたは３Ｄ印刷法）が使用されることができる。第二保持手段をフライス削りするか、またはそれをラピッドプロトタイピングする代わりに、第二保持手段は、材料を歯科要素の空洞または別の空洞中に直接成形または射出することにより形成されることができる。この目的のため、成形または射出のためにノズル等（図示せず）は、フライス盤の自動化装置に一体化されることができる。空洞内に成形または射出される材料は、後で凍結される液体、または一時的な接着剤または結合剤またはゴム、低融点金属、重合可能な有機化合物、発泡体、熱可塑性または熱硬化性化合物等であることができる。（最終）材料は硬いか、または幾らか柔らかいか、または粘着性であることができる。また、それは緻密または多孔性であることができる。後者は、以下にさらに説明されるように、第二保持手段を歯科要素と係合するために特に有利でありうる。

本方法はさらに、歯科要素及び／または第二保持手段を係合のために配置する工程Ｓ４を含むことができる。配置は、フライス盤内のある装置により自動的になされることができるが、それは代替的に操作者により手動的になされることができる。しかし、歯科要素の製造に通常伴う微細な寸法と狭い許容誤差のため、二者のうち前者が本発明では好まれる。なぜならそれはより正確であることができるからである。歯科要素及び／または第二保持手段は、歯科要素への第二保持手段の係合のために自動的に配置または整列されることができる。これは、先行する操作（単数または複数）（すなわち歯科要素の造形及び第二保持手段の製造／造形）時に歯科要素及び第二保持手段の位置を記録することにより達成されることができる。これに代えて、係合のために特定の位置が歯科要素及び第二保持手段に割り当てられることができる。さらに別の代替例として、検出手段（例えばプローブまたは走査システム、図示せず）が、歯科要素及び第二保持手段の実際の位置を検出するために使用されることができる。歯科要素及び第二保持手段の位置は、図２に示された座標系のＸ，Ｙ，及びＺ位置として、かつまたＸ，Ｙ，及びＺ軸の周りの角度位置として表わされることができる。

第二保持手段が歯科要素の空洞内に直接成形または射出により製造／造形されるとき、工程Ｓ４は省略されることができることに注目すべきである。なぜなら第二保持手段は歯科要素上に直接形成されるからである。さらに、第二保持手段が歯科要素の空洞内に直接成形または射出により製造／造形されるとき、これ（すなわち工程Ｓ３）は、歯科製品がフライス削りされた（工程Ｓ２）後に実施されなければならない。逆に、もし第二保持手段が異なる方法で、例えばフライス削りまたはラピッドプロトタイピングにより、製造／造形されるなら、第二保持手段は、歯科要素がフライス削りされる前またはそれと同時に製造／造形されることができる。これは、幾らかの時間を節約することができる。

工程Ｓ５では、第二保持手段２４は、歯科要素１６に係合されるか、または一時的にそれに取り付けられる。これは、歯科要素１６がまだ少なくとも一つの支持ピン１８によって第一保持手段または残りの材料片に取り付けられている間になされる。一実施態様では、第二保持手段２４は、図５に示されたように、少なくとも一つの穴２８を含む。穴２８は第二保持手段２４の係合部２６の表面３０に存在し、この表面３０は歯科要素１６の空洞２２と連通している。吸引装置（図示せず）により（図５の下方に向いた矢印によって示される）穴（単数または複数）２８を通して空洞２２から空気を吸い出すことにより、第二保持手段２４と歯科要素１６を一緒にもたらす減圧が作られ、それにより歯科要素１６は第二保持手段２４により強固に保持される。歯科要素１６に向けての穴２８の端部開口もまた、図２に示されている。第二保持手段２４が上述のように多孔性である場合、吸引を可能にする専用穴（単数または複数）２８は全く必要でないかもしれない。

第二保持手段２４の上に歯科要素１６を維持するための代替法または補完法は以下の方法を含むが、それらに限定されない：
− 第二保持手段の係合部の純粋な形状が空洞の形状と適合し、従って歯科要素が第二保持手段上に維持される；
− 発泡体が第二保持手段に向けて歯科要素を押圧している；
− 二つの発泡体フィンガーが歯科要素を垂直にはさむ；及び
− 第二保持手段上に歯科要素を凍結する、例えば歯科要素と第二保持手段の間の接触表面上に幾らかの液体を添加しかつこの液体を凍結することにより二つの品目を一緒にくっつける。

いったん第二保持手段２４が歯科要素１６に係合したら、図６ａ−６ｂに示されているように、工程Ｓ６において少なくとも一つの支持ピン１８が除去されることができる。支持ピン（単数または複数）１８は、歯科要素１６を保持するためにもはや必要でないことは理解されるであろう。なぜなら歯科要素はこの段階では（この段階でも）第二保持手段２４により所定場所に保持されるからである。従って、ピン（単数または複数）はこの段階で除去されることができる。工程Ｓ２で歯科要素をフライス削りするために使用されたのと同じフライス削りツール２０がまた、支持ピン（単数または複数）１８を除去するために使用されることができる。あるいは、フライス盤１４の別のフライス削りツールが、例えばピン除去のために使用されることができる。

フライス削りツール２０（歯科要素の造形及びピン（単数または複数）の除去の両方のためのもの）、及び第二保持手段の配置及び係合は、フライス盤１４の電子制御手段（図示せず）により制御されることができる。

従って、工程Ｓ６の出力は、いかなる支持ピンも持たない完全にフライス削りされた歯科要素１６′である。支持ピン（単数または複数）の手動除去は必要でなく、それにより出力歯科要素の品質は改善されることができることが認められる。いったん歯科要素が完全にフライス削りされたら、それは、フライス盤１４から単独で（図６ｃ）、または第二保持手段２４と共に出されることができる。もし追加の手段（例えば吸引手段または発泡体）が歯科要素を第二保持手段に維持するために使用されたなら、それらはこの段階でまたはその後で不能にされるかまたは解放されることができる。

フライス削りされる歯科要素が幾つかの支持歯３４を持つブリッジ３２（図７参照）である場合、第二保持手段は、各支持歯３４のための一つの係合部２６を伴って構成されることができる。あるいは、例えば図２に関して上で述べられたタイプの追加の第二保持手段２４が使用されることができ、例えばブリッジの各支持歯のために一つの第二保持手段２４が使用されることができる。さらに別の代替例として、ただ一つのブリッジの支持歯が第二保持手段により係合されることができる。

本発明が上に述べた実施態様に決して限定されないことを当業者は理解するだろう。逆に、多くの修正及び変更が添付の請求項の範囲内で可能である。

Claims (22)

1. 歯科要素を製造するための方法において、その方法が：
   ａ）第一保持手段（１２）に取り付けられるかまたはそれにより保持された材料片（１０）を準備すること；
   ｂ）歯科要素（１６）、及び第一保持手段にまたは当初の材料片に取り付けられた状態で歯科要素を維持する少なくとも一つの支持ピン（１８）を形成するために材料片を造形すること；
   ｃ）歯科要素が少なくとも一つの支持ピンによってまだ第一保持手段または当初の材料片に取り付けられている間に第二保持手段（２４）を歯科要素に係合すること；及び
   ｄ）歯科要素が第二保持手段により係合されている間に歯科要素から少なくとも一つの支持ピンを除去すること；
   を含むことを特徴とする方法。
2. ｂ）が、フライス削りにより材料片を造形することを含み、ｄ）が、さらなるフライス削りにより少なくとも一つの支持ピンを除去することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ｂ）における造形及びｄ）における除去が同じ器具またはツール（２０）によりなされることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. ｂ）における造形及びｄ）における除去が自動化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. ｃ）が、第二保持手段を歯科要素の空洞（２２）内にまたは空洞（２２）に係合することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 歯科要素の空洞に少なくとも部分的に適合するように第二保持手段を製造または造形することをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 第二保持手段が、歯科要素の空洞に完全に適合するかまたは歯科要素の空洞の開口部のみと適合する係合部（２６）を持つことを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
8. 歯科要素を造形するためのデータが、第二保持手段を製造または造形するためにも使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 第二保持手段が：
   フライス削り；
   ラピッドプロトタイピング；
   歯科要素の空洞内に直接材料を成形または射出すること；及び
   歯科要素の空洞以外の空洞内に材料を成形または射出すること；
   の一つにより製造または造形されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 歯科要素及び／または第二保持手段が歯科要素への第二保持手段の係合のために：
    先行する操作（単数または複数）中の歯科要素及び第二保持手段の位置を記録すること；
    係合のための特別な位置を歯科要素及び第二保持手段に割り当てること；及び
    歯科要素及び第二保持手段の実際の位置を検出するための検出手段を使用すること；
    の一つにより自動的に配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. 第二保持手段が第二保持手段上の少なくとも一つの穴（２８）を通しての吸引により歯科要素に係合され、この吸引が第二保持手段と歯科要素を一緒にもたらす減圧を作ることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
12. 歯科要素が歯冠、ブリッジ（３２）、及びコーピングの一つであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
13. ｂ）、ｃ）、及びｄ）の少なくとも一つが電子制御手段により制御されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 第二保持手段が、歯科要素に係合される前に製造または造形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 少なくとも一つの支持ピンが少なくとも一つのスポークとして造形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 第二保持手段が、多孔性材料から構成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
17. 請求項１〜１６のいずれかに記載の方法を実施するために適合されていることを特徴とする装置。
18. 歯科要素を製造するための装置において、その装置が：
    保持係合または取り付けにより材料片（１０）を維持するために適合された第一保持手段（１２）；
    歯科要素（１６）、及び第一保持手段にまたは当初の材料片に取り付けられた状態で歯科要素を維持する少なくとも一つの支持ピン（１８）を形成するために材料片を造形するために適合された器具（２０）；
    歯科要素と係合するために適合された一つ以上の第二保持手段（２４）；及び
    歯科要素が一つ以上の第二保持手段により保持されている間に歯科要素から少なくとも一つの支持ピンを除去するために適合された器具；
    を含むことを特徴とする装置。
19. 装置がフライス盤（１４）であり、前記器具がフライス削りツール（２０）であるかまたはそれを含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 歯科要素の空洞に少なくとも部分的に適合するように一つ以上の第二保持手段を製造または造形するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の装置。
21. 歯科要素への係合のために一つ以上の第二保持手段を自動的に配置するための手段をさらに含むことを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載の装置。
22. 第二保持手段が、多孔性材料から構成されていることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかに記載の装置。

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