JP6151841B1 - ３０％の位置に中間色層を有する歯科用被切削体 - Google Patents

Abstract

【課題】は、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いて歯冠修復物を切り出した時に、天然歯特に、臼歯の歯冠形態においては窩や溝の部分の色調再現することができる多層構造の歯科用被切削体を提供する。【解決手段】３層以上の層を含む歯科用被切削体であって、歯科用被切削体のＷ層（Ａ）の表層側から３０％の位置に有する３０％位置層の色が、特定の関係式であり、更に、３０％位置層のコントラスト比がＤ層（Ｃ）のコントラスト比×０．７０〜１．００の範囲である歯科用被切削体である。【選択図】図１

Description

本発明は、歯科分野で用いられる複数の層構造を有するＣＡＤ／ＣＡＭ用の歯科用被切削体であって、層の色調構造に関する。

歯科分野において、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いて、被切削体であるブロック、ディスクなどを削り出して歯冠修復物を製造する方法が知られている。近年、このＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いて切削加工した歯冠修復物を天然歯の色調に近づけるために、色調が異なる素材を層状に重ね合わせて多層構造とした多層構造の被切削体を歯科分野では用いている。
具体的な多層構造の被切削体の構造は色調、透明性、材質等が異なる層が様々な厚みで重ね合わさっていることが特徴である。
多層構造の被切削体を用いて歯冠形態に切削した場合、適切な位置関係に層構造を有しない為に、窩などにおいて、色調再現を最適にする位置関係に歯冠を合わすことができず、適切な色調再現が得られない歯冠となり、天然歯の色調再現をすることが難しかった。

特許文献１、２には、複数の平行な層を含む歯科用被切削体について、天然歯の色調再現の為に各層の色の関係を規定しているが、層の色分布の関係が適切ではなく、天然歯の色調再現ができる技術が求められていた。

特開２０１４−２１８３８９ 特開２０１４−２１８４１８

多層構造の歯科用被切削体は、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いて歯冠修復物を切り出した時に、従来に比べより天然歯の色調を再現することが求められていた。特に、臼歯の歯冠形態においては窩や溝の部分の色調再現が求められている。
天然歯では窩や溝の部分はエナメル質が薄く、デンチンの色調がエナメルを通して外部に色が反映し、咬頭の部分に比べ、色が濃く見える。特に、近心小窩、中央窩、遠心小窩はエナメル質が薄いばかりでなく、ステインなどで汚れていることも多く、より濃い色調を示す。次に、中心溝や副溝なども、近心小窩、遠心小窩の次にデンチンの色が反映されると共に、ステインなどで汚れていることも多くより濃い色調を示す。
一方、咬頭はエナメルが厚い部分であり、半透明のエナメルはデンチンの色調を反映され難い部分となる。また、咬頭は白化などの現象で、透明性を失い白色となることも少なくない。
このように、多彩な天然歯を簡便に適切な色調再現ができる技術が求められていた。

本発明は、3層以上の層を含む歯科用被切削体であって、
各層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度が√(Ｌ^＊２×ａ^＊２×ｂ^＊２) で示されたとき、最も値の高い層をＷ層（Ｗ層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度をＷＬ、Ｗａ、Ｗｂ）とし、最も値の低い層をＤ層（Ｄ層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度をＤＬ、Ｄａ、Ｄｂ）としたとき、ほぼ平行な層の表層にそれぞれＷ層とＤ層を配置し、歯科用被切削体のＷ層の表層側から３０％の位置（または歯科用被切削体のＷ層の表層側から３０％の位置に層の境界がある場合は３０％を超える位置）に有する３０％位置層（３０％位置層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度を３０％位置Ｌ、３０％位置ａ、３０％位置ｂ）の色が、下記の関係式である歯科用被切削体である。
３０％位置層のＬ^＊値が、（ＷＬ+ＤＬ）／２×０．９０〜１．１０、
３０％位置層のａ^＊値が、（Ｗａ+Ｄａ）／２×０．９０〜１．１０、
３０％位置層のｂ^＊値が、（Ｗｂ+Ｄｂ）／２×０．９０〜１．１０、
好ましくは以下の通り。
３０％位置層のＬ^＊値が、（ＷＬ+ＤＬ）／２×０．９５〜１．０５、
３０％位置層のａ^＊値が、（Ｗａ+Ｄａ）／２×０．９５〜１．０５、
３０％位置層のｂ^＊値が、（Ｗｂ+Ｄｂ）／２×０．９５〜１．０５、
ここで、Ｗ層から歯科用被切削体の３０％の位置に層の境界がある場合があり、その場合は３０％を超える位置の層を３０％位置層とする。即ち、Ｗ層から歯科用被切削体の３０％の位置またはＷ層から歯科用被切削体の３０％の位置に層の境界がある場合は３０％を超える位置が３０％位置層である。

Ｗ層のコントラスト比が０．３０〜０．５４の範囲、Ｄ層のコントラスト比が０．５５〜０．９５の範囲、３０％位置層のコントラスト比がＤ層のコントラスト比×０．７０〜１．００の範囲であることが好ましい。
Ｗ層は歯科用被切削体の表層から少なくとも１５〜３０％の位置まで有することが好ましい。更に、２５〜３０％であることが好ましい。
３０％位置層の厚さは歯科用被切削体の全体の１０〜２０％であることが好ましい。また、Ｗ層に続いて３０％位置層が構成されることが好ましい。
３０％位置層とＤ層との間には、グラデーションを持たせるための新たな層であるＧ層を有してもよい。Ｇ層は１〜３の層（Ｇ１層、Ｇ２層、Ｇ３層）を有することが好ましい。２層（Ｇ１層、Ｇ２層）がもっとも好ましい。これらの層はＤ層の厚さに比べ薄いことが好ましい。更に、Ｇ層の各層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度が√(Ｌ^＊２×ａ^＊２×ｂ^＊２) で示されたとき、３０％位置層からＤ層に近づくにつれＧ１層、Ｇ２層、Ｇ３層・・のそれぞえれの関係は以下の関係となることが好ましい。
３０％位置層（√(ＷＬ×Ｗａ×Ｗｂ)）＜Ｇ１層＜Ｇ２層＜Ｇ３層・・＜Ｄ層（√(ＤＬ×Ｄａ×Ｄｂ)）

本発明の歯科用被切削体における層の色関係はＷ層からＤ層に向かってＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度の増減傾向が変化しないことを特徴とする。
更に各層の具体的な色の関係の一例は、
ＷＬが６８．８以上８７．２以下であり、
Ｗａが−３．１以上４．８以下であり、
Ｗｂが-２．９以上１９．０以下であり、
ＤＬが５５．０以上７９．０以下であり、
Ｄａが−４．６以上１０．６以下であり、
Ｄｂが２．５以上２９．３以下であり、
３０％位置Ｌが６１．９以上８３．１以下であり、
３０％位置ａが−３．８５以上７．７以下であり、
３０％位置ｂが２．７以上２４．１５以下である。
更に、ＤＬ＜３０％位置Ｌ＜ＷＬであり、
Ｄａ＜３０％位置ａ＜Ｗａであり、
Ｄｂ＞３０％位置ｂ＞Ｗｂである。

本発明の歯科用被切削体は多層構造であり各層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度が√(Ｌ^＊２×ａ^＊２×ｂ^＊２) で示されたとき、最も値の高い層がＷ層であり、最も値の低い層がＤ層であり、それぞれＷ層およびＤ層は対抗する面の表層に用いられている。Ｗ層の色調とＤ層の色調それぞれのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系で表されるＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の値の中間の値である（ＷＬ+ＤＬ）/２、（Ｗａ+Ｄａ）/２、（Ｗｂ+Ｄｂ）/２の値を有する層がＷ層から３０％の位置（または歯科用被切削体のＷ層の表層側から３０％の位置に層の境界がある場合は３０％を超える位置）に有することで、切削した歯冠修復物の色調が天然歯牙色を再現することに適していることを見出した。
更に、Ｗ層のコントラスト比が０．３０〜０．５４の範囲、Ｄ層のコントラスト比が０．５５〜０．９５の範囲、３０％位置層のコントラスト比がＤ層のコントラスト比×０．７０〜１．００の範囲であることで、天然歯に類似する透明性を有することと、層関係を前記の通りの位置関係にすることで歯科用被切削体内で歯冠を設計するにあたり、審美的に設計することができる。
特に、臼歯の歯冠形態においては、口腔内を外部から観察した場合に、視覚に入る咬合面観の色調再現ができる。咬合面観の中でも、窩の部分の色調再現が求められており、適切な色調再現ができる技術ができる。

本発明の歯科用被切削体の素材は特に限定されることがなく、樹脂材料、無機材料、複合材料などのいずれにおいても本発明に用いることができる。樹脂材料としてはアクリル系樹脂材料が好ましく、無機材料としてはアルミノシリケートガラスやジルコニア、アルミナが好ましく、複合材料はアクリル系樹脂材料に無機粉末を混合した材料を好ましく用いることができる。
本発明の歯科用被切削体はＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いて歯冠修復物を切削するための成型体である。より具体的には、１〜２×１〜２×２〜３ｃｍの大きさで成型された四角柱であるブロックや、１〜３（高さ）×６〜１５（一辺）×６〜１５（一辺）ｃｍの大きさで成型された四角柱や１〜３（高さ）×６〜１５（直径）ｃｍの大きさで成型された円柱のディスクなどである。
本発明の歯科用被切削体は色調の異なる素材の層を重ね合わせて成型加工することにより製造することができ、３〜８層構造にすることができる。その中でも、少なくともエナメル色、デンチン色、歯頚部色の３層で構成されていることが好ましい。

さらにエナメル色、デンチン色、歯頚部色の各層の間にエナメル色、デンチン色、歯頚部色の中間色をそれぞれ含む５層で構成されていることがより好ましい。但し、これらの層には層状の接着材層などの２００μｍ以下の層は層として数えないものとする。
本発明の歯科用被切削体の各層の内、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度が√(Ｌ^＊２×ａ^＊２×ｂ^＊２) で示したとき、最も値の高い層をＷ層とし、最も値の低い層をＤ層とした時、Ｗ層が表層に位置しエナメル色をしており、Ｄ層がＷ層に対向する多端の表層に位置し歯頚部色をしている。
エナメル色に該当するＷ層はＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度がＷＬ、Ｗａ、Ｗｂで示したとき、ＷＬが６８．８以上８７．２以下であり、Ｗａが−３．１以上４．８以下であり、Ｗｂが-２．９以上１９．０以下の範囲となる。
エナメル色の層に対向する他端の層には歯頚部色に該当するＤ層が配置されＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度がＤＬ、Ｄａ、Ｄｂで示したとき、ＤＬが５５．０以上７９．０以下であり、Ｄａが−４．６以上１０．６以下であり、Ｄｂが２．５以上２９．３以下の範囲となる。
Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系による色度の測定方法は、本発明の歯科用被切削体におけるそれぞれの層を直径１５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの円板に成形加工した後、適宜焼成や硬化を行う。その後その成形体を両面を鏡面研磨した後、オリンパス社製の測定装置CE100-DC/USを用いて行った。測色条件は光源：Ｃ光源、視野角：２°、背景色：白色である。なお、測色試験は試験体数５個で行い、その平均値をもって評価した。

次に、コントラスト比について説明する。
透明性を表す尺度であり、ＪＩＳ Ｚ８７０１に規定されるＸＹＺ表色系の三刺激値のうちの明るさに関するＹ値を用いて算出するものである。具体的には、１．０ｍｍ厚の試料板に黒背景、及び白背景を接触させ、標準の光Ｃを照射した際の反射光におけるＹ値を読み取る。黒背景の場合のＹをＹｂ、白背景の場合のＹをＹｗとすると、コントラスト比（Ｃ）はＹｂ／Ｙｗから求められる。Ｃの値が１に近いほど不透明な材料であり、０に近いほど透明な材料であることを示す。

Ｄ層のコントラスト比が０．５５〜０．７５の範囲から選ばれるのが好ましい。より好ましくは、０．５７〜０．７０が好ましい。さらに、Ｗ層のコントラスト比が０．３０〜０．５４の範囲から選ばれるのが好ましく、より好適には、０．３５〜０．５２の範囲が好ましい。Ｄ層とＷ層は、異なる透明性であることが好ましく、具体的には、コントラスト比の差（Ｄ層の値からＷ層の値を引いたもの）が０．０５〜０．４０の範囲が好ましく、さらに０．１０〜０．３０の範囲が好ましい。コントラスト比が、この範囲にあることにより、天然歯のエナメル質及び象牙質の透明性と良く適合したものになる。

本発明の歯科用被切削体に用いられる各層の境界面は平行に積層成型されることが好ましい。曲面で積層成型されていても何ら問題ない。曲面で積層成型する場合は、Ｗ層の表層の面に対して、重心の垂線にてＷ層から歯科用被切削体の30％の位置を決める。歯冠形態を切削するにあたって、この近傍に歯冠の窩の部分が位置するからである。

次に図を用いて説明を行う。
図１は本発明の歯科用被切削体の概念図を示している。
Ａ層、Ｂ層、Ｃ層の３つの層から構成される歯科用被切削体であって、Ａ層がＷ層に該当し、エナメル色をしている。また、Ｃ層がＤ層に該当し、歯頚部色をしてする。Ｗ層であるＡ層からＤ層方向に歯科用被切削体全体の３０％の位置にＢ層を有する。これらの層以外に多くの層を有しても差し支えなく、Ａ層とＢ層の間および又はＢ層とＣ層の間に、Ａ層、Ｂ層、Ｃ層以外の異なる層を有しても良い。
３０％の位置に界面を有する場合は３０％を越える位置にＢ層を有すれば良い。
その為、Ａ層とＢ層の界面の位置は、Ａ層の表層からＣ層に向って３０％の位置又は３０％の位置を超えない位置にＡ層とＢ層の界面の位置を設定することが好ましい。この時、Ａ層の表層からＣ層に向って１５％の位置を超える範囲にＡ層とＢ層の界面を設定することが更に好ましい。
更に、Ｂ層とＣ層の界面の位置は、Ａ層の表層からＣ層に向って３０％の位置を超える程度にＢ層とＣ層の界面の位置を設定することが好ましい。この時、Ａ層の表層からＣ層に向って４０％の位置を超える程度にＢ層とＣ層の界面を設定することが更に好ましい。
歯科用被切削体のＡ層の表層からＣ層に向って、それぞれのＡ層、Ｂ層、Ｃ層が占める厚さは１５％以上有することが好ましい。
Ｆは切り出される予定の歯冠形態を示している。エナメル色部分であるＡ層に咬頭部分を形成し窩の部分がＢ層で形成している為、咬合面観から観察すると色調の変化があり審美性を高めている。また、設計により、図２に示す様にエナメル色部分であるＡ層に咬頭部分を形成し窩の部分がＡ層とＢ層の界面付近に形成することで、Ｂ層が薄いＡ層を透けて見えることで更に審美性を高めることができる。本発明の様に層を形成することで、より審美的な歯冠修復物を得ることができる。

本発明の歯科用被切削体は具体的には歯科分野においてＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いた切削加工により歯冠修復物を作製するブロックやディスクに利用することができる。

本発明を３層で再現した歯科用被切削体であって、切削する歯冠形態の窩の位置で近心遠心に垂直な面であるコロナル断面で切断した断面図の概念図 図１に示された歯科用被切削体の概念図であって、歯冠形態をＡ層よりに設計した概念図 図１に示された歯科用被切削体の概念図であって、歯冠形態をＡ層よりに設計し、Ｂ層とＣ層の間にＧ１層およびＧ２層を設けた概念図

Ａ １層 Ｗ層（エナメル色の層）
Ｂ ２層
Ｃ ３層 Ｄ層（歯頚部色の層）
Ｆ 歯冠形態
Ｇ１ Ｇ１層
Ｇ２ Ｇ２層

Claims (4)

1. 3層以上のほぼ平行な層を含む歯科用被切削体であって、
   各層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度を√(Ｌ^＊２×ａ^＊２×ｂ^＊２) で示されたとき、最も値の高い層をＷ層（Ｗ層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度をＷＬ、Ｗａ、Ｗｂ）とし、最も値の低い層をＤ層（Ｄ層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度をＤＬ、Ｄａ、Ｄｂ）としたとき、歯科用被切削体の対向する表層にそれぞれＷ層とＤ層を配置し、Ｗ層の表層側から３０％の位置（または歯科用被切削体のＷ層の表層側から３０％の位置に層の境界がある場合は３０％を超える位置）に有する３０％位置層（３０％位置層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊表色系による色度を３０％位置Ｌ、３０％位置ａ、３０％位置ｂ）の色が、下記の関係式であって、
   ３０％位置層のＬ^＊値が、（ＷＬ+ＤＬ）／２×０．９０〜１．1０、
   ３０％位置層のａ^＊値が、（Ｗａ+Ｄａ）／２×０．９０〜１．１０、
   ３０％位置層のｂ^＊値が、（Ｗｂ+Ｄｂ）／２×０．９０〜１．１０、
   更に、Ｄ層のコントラスト比が０．５５〜０．９５の範囲、
   ３０％位置層のコントラスト比がＤ層のコントラスト比×０．７０〜１．００の範囲であり、実質的にＷ層に続いて３０％位置層が構成されることを特徴とする歯科用被切削体。
2. 請求項１記載の歯科用被切削体であって、
   ３０％位置層のコントラスト比が０．５０〜０．９５であることを特徴とする歯科用被切削体。
3. 請求項１記載の歯科用被切削体であって、Ｗ層は歯科用被切削体の表層から少なくとも１５〜３０％の位置まで有し、３０％位置層の厚さは歯科用被切削体の全体の１０〜２０％であり、実質的にＷ層に続いて３０％位置層が構成されることを特徴とする歯科用被切削体。
4. 請求項１記載の歯科用被切削体であって、
   各層のＬ^＊ａ^＊ｂ^＊の関係は、
   ＷＬが６８．８以上８７．２以下であり、
   Ｗａが−３．１以上４．８以下であり、
   Ｗｂが-２．９以上１９．０以下であり、
   ＤＬが５５．０以上７９．０以下であり、
   Ｄａが−４．６以上であり、
   Ｄｂが２９．３以下であり、
   ３０％位置Ｌが６１．９以上８３．１以下であり、
   ３０％位置ａが−３．８５以上であり、
   ３０％位置ｂが２．７以上２４．１５以下であり、
   更に、ＤＬ＜３０％位置Ｌ＜ＷＬであり、
   Ｄａ＜３０％位置ａ＜Ｗａであり、
   Ｄｂ＞３０％位置ｂ＞Ｗｂであることを特徴とする歯科用被切削体。
   

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