JP6317338B2 - カスタマイズされた歯科用ブランク製造方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明はカスタマイズされた歯科用ブランクの製造方法、特に個別歯色情報に応じて粒子から連続気泡ブランク前駆体を形成する方法に関する。本発明は、このようなカスタマイズされたブランクを製造するシステム、並びにカスタマイズされた歯科用ブランクに更に関する。

歯科分野において、患者の歯又は歯牙の修復は一般的に天然歯の物質を人工物質に取り替えることを含む。より大きな修復については、歯又は歯牙、若しくは少なくともその一部を取り替えるために、予め完成された歯科修復物又は補綴が一般的に用いられる。

高品質歯科修復物を作製する上で、セラミック材料がその良好な物理的、審美的、及び生物学的性質ゆえに幅広く用いられている。これらの修復物はしばしば自動処理によって製造されており、典型的には以下の工程を少なくとも１つ以上を含む：
−患者の歯の形を、例えば歯の模型又は患者の口内の実際の歯を走査することによってデジタル撮像すること。
−計算機支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアを用いて修復物のデザインを作成すること。
−デザインから計算機数値制御（ＣＮＣ）機を用いて修復物を製造すること。

セラミック材料からの歯科修復物の製造において、様々な自動処理が実際に確立されている。１つの一般的な方法は、標準ブランクを用意することが挙げられ、これは、標準ブランクから材料を除去することにより、その後、個別の歯科修復物又はその前駆体を機械加工することに使用することができる。複数の様々な種類の歯科修復物に十分に適応するサイズのこのようなブランクを提供する場合を除き、ブランクの形状は典型的に患者の口内の歯の任意の個別形状と相関関係にない。

このような処理は様々な利点を提供するが、いわゆるビルドアップ法が歯科修復物の作製について提案されている。このようなビルドアップ法は典型的に、一般的には、後の処理で材料が除去される過大サイズの標準ブランクを提供する代わりに、その形状を生成するのに後で材料を添加することによって、実質的に所望の個別形状にて個別歯科修復物を製造することを可能とする。

同時係属中の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０６３３５７号は、歯科修復物を作製するこのようなビルドアップ法及び対応する装置を記載する。記載の方法によって得られる歯科修復物の前駆体は過大サイズであってもよいが、このような過大サイズは、概して３次元的に縮小することを除き、前駆体の形状を実質的に変えずに前駆体を焼結することによって除去される。記載の方法によれば、過大サイズの歯科修復物前駆体の形状は最終歯科修復物の最終形状と相関関係にある。

様々な観点において歯科修復物を作製する既存の方法が有利ではあるものの、個別又はカスタマイズされた歯科修復物を、自動処理される割合が高く、最高品質を有しながら最小費用で作製する方法の需要は普遍的に存在する。

一態様では、本発明はカスタマイズされた歯科用ブランクを製造する方法に関する。このようなブランクは、材料の除去によって歯科修復物を作製する上で便利であることが好ましい。歯科修復物の例としては、１つ以上の冠、ブリッジ、ベニア、インプラント、橋脚歯、ルートピン（root-pin）、矯正用ブラケット、歯科支持構造、インレー、アンレー、全顎補綴及びその一部が挙げられる。

本方法は、
−個別歯色情報、例えば患者の１つ以上の歯と関連付けられた歯色情報を提供する工程と、
−自動ビルドアップ法によって、粒子から連続気泡歯科用ブランク前駆体を形成する工程と、
−個別歯色情報に応じて連続気泡歯科用ブランク前駆体に色を与える工程と、
−連続気泡歯科用ブランク前駆体を圧縮して歯科用ブランクを形成する工程とを含む。

本発明は、標準化された外形を有しながらも、個別の患者又は個別の歯科用途に合うようにカスタマイズされた歯科用ブランクを提供することを可能とする点で有利である。更に本発明は材料除去に基づく確立された製造技術を用いながら、ビルドアップ技術をも利用することを可能とする。したがって、歯科技工室における製造技術を完全に変更する必要なく、最大限の審美的な歯科修復物を得ることができる。本発明はまた、いくつかの同一のカスタマイズされた歯科修復物又は同一患者用の複数の異なる修復物を、若しくは異なる患者用の複数の異なる歯科修復物を作製することを可能とする。本発明はまた、ベニアなしでセラミック材料から最終歯科修復物を作製することを可能とする点で有利である。

本発明の目的のために、カスタマイズされた歯科用ブランクは、１つ以上の観点でカスタマイズされるが少なくとも１つの他の観点からは標準化されているブランクを含むが、これに限られない。例えば、カスタマイズされた歯科用ブランクは色でカスタマイズされる一方で形状は標準化されていてもよい。

本明細書の目的のために、「粒子」は幾何学的に判定可能な形状を有する固体である物質を意味する。形状は規則的又は非規則的であってもよい。粒子は典型的に、例えば粒径及び粒径分布に基づいて分析されてもよい。

一実施形態では、歯科用ブランク前駆体は、一方では通常互いに接触しているが他方では空隙をその間に有する粒子のまとまりによって形成される。言い換えると、粒子は粉末状に存在してもよい。本明細書の目的のために、「粉末」とは、振られるか傾けられると自在に流れることができる大量の非常に細かい粒子からなる、通常は乾燥したまとまりを意味する。特に、このような粉末は、通常は互いにくっつかず、若しくはいずれは互いに少しだけくっつく、概してゆるい粒子の蓄積物の形態で通常あってもよい。

一実施形態では、方法は、個別歯色情報に応じて、粒子に異なる色を与える工程を含む。色は、例えば、概して均一に色付けられているか概して色付けられていない粒子に所定の空間的位置で添加されてもよい。更に、方法は、個別歯色情報に応じて異なる色の粒子を提供する工程を備えていてもよい。例えば、異なる色の粒子は、互いに関連する所定の空間的構成において堆積されてもよい。したがって、連続気泡歯科用ブランクは個別歯色情報に従って１つ以上の色で提供されてもよい。個別歯色情報は、実際の色付けの前の工程で決定されるのが好ましい。したがって、方法は個別歯色情報を決定する工程を備えていてもよい。個別歯色情報は、色データの形態で少なくとも１つの色を含んでいてもよいが、好ましくは色データの形態で少なくとも第１色及び第２色を含む。

本明細書の目的のために、「色データ」はコンピュータによって処理可能な形式をとり、表面の色、透光性、反射性及び／又は輝度についての情報を含んでいてもよい。このような表面は、例えば天然の歯又は歯科修復物に関連してもよい。更に、色データはＬ^＊ａ^＊ｂ^＊値及び／又は例えばＶＩＴＡ ３Ｄ（商標）マスターシェードガイドから得られるカラーコードを表すか含んでいてもよい。

特に、方法は第１色及び第２色を決定する工程を備えていてもよい。更に、方法は第１及び第２色に基づくグラデーションを作成する工程を備えていてもよい。

個別歯色情報、例えば第１色及び第２色は、例えば歯科医によって手動で決定されてもよい。歯科医は、例えば、患者の口内の天然歯で第１及び第２色を決定してもよい。歯科医は特に、修復される歯に近傍の天然歯で第１及び第２色を決定してもよい。これは、近くの歯に似た色を与えられた歯科修復物は、典型的に患者の歯列において視覚的に快く一致するためである。したがって、第１及び第２色のうちの一方は天然歯の咬合端の近傍で決定されてもよい。更に、第１及び第２色のうちの他方は同一の歯ではあるがその歯茎の近傍で決定されてもよい。他の位置は適宜用いられてもよく、それは歯科医が決定することができるであろう。第１及び第２色は、色データの形態で色を表示又は送出する色測定装置によって計測されてもよい。このような色データは個別歯色情報において直接用いられてもよい。しかしながら、色データは更にシェードガイド（例えばＶＩＴＡ ３Ｄ（商標）シェードガイド）との手動での比較、又は手動での決定によって決定されてもよく、測定は組み合わされてもよい。この場合、シェードガイドの特定の色コードが色データを形成してもよい。

典型的に、天然歯は歯の様々な位置間でグラデーションを示す。このようなグラデーションは、第１及び第２色に基づくグラデーションを作成する工程においてコンピュータによってエミュレートされてもよい。グラデーションは、第１及び第２色間での補間、例えば線形補間によって簡単に作成されてもよい。しかしながら、グラデーションは更にユーザによってＣＡＤシステム上でデザインされてもよい。しかしながら、第１及び第２色及び／又はグラデーションは、色計測及び／又は色走査（例えばその形状における座標で対応する色を含む撮像形状）によって更に決定されてもよい。なお、本発明はグラデーションのデザインによって限定されないが、このようなグラデーションは２つの色のみに基づいて容易に生成することができる。他の実施形態では、ユーザは、例えば本明細書に参照によって引用される同時係属中の欧州特許出願第１１１９５１９２．７号に開示されるように、例えば歯科修復物又は歯科用ブランクなどの仮想模型の３次元体における異なる位置について異なる色を手動的に規定してもよい。

一実施形態では、方法は、個別歯色情報に対して、色データと関連付けられている座標と一緒に提供する工程を含む。例えば、個別歯色情報は、第１色と関連付けられる第１座標と第２色と関連付けられる第２座標とを含んでいてもよい。したがって、第１及び第２色の位置は個別歯色情報内で表されてもよい。更に、個別歯色情報はグラデーション（又はその他の任意の空間色パターン）の色と関連付けられる複数の座標を含んでいてもよい。したがって、グラデーションは座標及びそれらの座標における対応する色データによって表されてもよい。

一実施形態では、方法は、歯科用ブランクに、患者又は患者の歯と関連する個別歯色情報を割り当てる工程を含む。この方法工程はコンピュータシステム上で仮想的に行われることが好ましい。この工程では、歯科用ブランクの色を決定するのに、前に説明されたように決定された個別歯色情報を用いるのが好ましい。ブランクに色情報を割り当てるために、ブランクの形状と個別歯色情報とをコンピュータに保存し、計算機支援によって組み合わせてもよい。ブランクの形状はブランクの３次元模型によって表されてもよく、個別歯色情報はブランク模型と仮想的に相互関連していてもよい。例えば、ブランク模型の第１座標と第２座標にはそれぞれ第１及び第２色が割り当てられてもよい。個別歯色情報が第１及び第２色と関連付けられた座標を含む場合、このような座標はブランク模型の第１及び第２座標を決定するために用いられてもよい。実際では、第１及び第２色、若しくは更なる色を、ブランクの座標システムと仮想的又は視覚的に重ねられてもよい座標システムにおいて表されてもよい。言い換えると、患者の歯列にて決定された色は、ブランク模型において真幅又は比例的に縮尺された方法で仮想的に配置されてもよい。

一実施形態では、歯科用ブランクの仮想模型はブランクが形成された各層について仮想部分的模型によって表されており、その層の色を表す色データを含んでいる。このような色データは更に２つ以上の色、及び、その色と層内にてその色に割り当てられる座標との間の相互関係を含んでいてもよい。

一実施形態では、歯科用ブランク前駆体を形成する工程及び歯科用ブランク前駆体に色を与える工程は、例えば繰り返し行われる方法工程の共通の手順において、組み合わされて行われる。特に、歯科用ブランク前駆体は、各層が１つ以上の特定の色を適宜与えられながら粒子の層を重ね合わせて続いて積層することによって形成することで、歯科用ブランク前駆体の全体の色を個別歯色情報に従って得るようにしてもよい。したがって個別歯色情報に基づいて、ブランク模型の全体量は割り当てられた色であってもよい。ブランク模型は第１及び第２色に基づくグラデーションに応じて、あるいは適宜、色付けられてもよい。これによって、ブランク模型は第１次元にて積層された複数の層を、各層がグラデーションの割り当てられた色を有して割り当てられてもよい。このような層は均一の厚さを有し、ブランク形状の境界に向かって２次元及び３次元に延伸するのが好ましい。これによって、各層は概して均一の厚さを有し、更に複数の層又は全ての層が概して同一の厚さを有していてもよい。１つの層の全体量は、同一の色、又は異なる色の２次元パターンが割り当てられてもよい。したがって、ブランクを製造するビルドアップ法によって、割り当てられた色を有するこのような層を再生してもよい。ブランク模型は更に２次元及び３つ全ての次元において色付けられた層を割り当てられてもよく、これによって異なる次元における重なる層は仮想的に重なり合う。例えば、３つ全ての次元における積層は特定色で割り当てられたブランク模型の仮想キューブを結果として得て、ブランク模型の仮想スティックにおける２次元での積層は特定色が割り当てられる。

したがって、ブランクはこのようなグラデーション又はパターンを１次元のみに沿って割り当てられてもよく、他の次元に沿っては均一に色付けられてもよい。

一実施形態では、ブランクへの個別歯色情報の割り当てはＣＡＤシステム上で行われる。このようなシステムは、例えばユーザによって色情報を追加できるブランクの形状を視覚化してもよい。ＣＡＤシステムは、例えばブランクの境界内にて歯科修復物の形状をもデザイン及び視覚化するように適合されていてもよいが、ブランクの色は歯科修復物の形状から独立していることが好ましい。特に、ブランク模型に割り当てられた色は歯科修復物の形状によって規定される境界に限定されず、例えばブランク全体を通して、そのような境界から外へ延伸することが好ましい。

一実施形態では、方法は、特定の患者に関連付けられる個別歯科修復物形状情報を提供する工程を含む。個別歯科修復物形状情報は、修復される歯を少なくとも部分的に走査することで得てもよい。更に、個別の歯科修復物形状情報は、デザインによって、例えば歯科用ＣＡＤシステムを用いて得てもよい。デザインについては、標準の歯の形状のデジタル模型を有する電子図書館を用いてもよい。選択された歯の模型は続いて、患者の口内の臨床状況に応じて、ＣＡＤシステムのユーザによって次に変更されてもよい。このような歯科用ＣＡＤシステムは、例えばドイツの３Ｍ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨから、ラヴァ（商標）ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの商品名で入手可能である。

一実施形態では、方法は歯科用ブランク前駆体、及びそれから得られる、歯科修復物の形状と独立する形状を有する歯科用ブランクを提供する工程を含む。更なる実施形態では、方法はブランクの境界内の歯科修復物の位置を決定する工程を含む。本発明の方法によって得られるブランクが歯科修復物の形状と独立して色づけられているため、歯科修復物はブランク内の任意の所望の位置でブランクから機械によって出されてもよい。ブランクが患者に関連付けられた個別歯色情報に応じて色づけられているため、結果として得られる実際の歯科修復物の色づけはブランクから機械によって出された修復物の位置に依存する。したがって、ブランク内の歯科修復物の位置は、ブランクの色付けによって与えられた制限内で、最終的な歯科修復物の色を制御するために活用されてもよい。例えば、患者の口内にて天然歯の間に配された歯科修復物のより自然な視覚的外見は、天然歯と修復物との間の色の微妙な違いによって得られ得る。例えば、直接隣り合わせに配された２つの歯の間のわずかな色の自差は、典型的に、同じ色に色付けられた２つの隣り合う歯よりも自然に見える。特に、患者の口内において直接隣り合う歯の配置のために複数の異なる歯科修復物を用意する際、色の多様性は審美的に有利である場合がある。このような多様性はブランクに対する歯科修復物の位置を変更することで容易に得られる。

ブランク内における歯科修復物の位置は、ブランクを機械加工する前に決定されることが好ましい。例えば上記のＣＡＤシステムなどのコンピュータ上では、歯科修復物の３次元模型をブランク模型内に仮想的に所望の位置で位置付けされ得る。例えばブランク模型及び歯科修復物模型の透光性又は透明性視覚化が視覚化されてもよく、ユーザは歯科修復物模型をブランク模型内に（又はその逆で）所望の位置までドラッグしてもよい。しかしながら、歯科修復物及びブランクの位置は更に自動的に決定されてもよい。例えば、ブランクを色付けるために用いられる座標は、ブランクに対応する歯科修復物の座標を決定するのに更に用いられてもよい。位置を変動させるために、所望制限内で位置を相殺するために使用可能な許容データを提供するランダム発生器を用いてもよい。

一実施例では、粒子はセラミック材料を備えるかセラミックから本質的になる。セラミック材料はジルコニアを備えるかジルコニアから本質的になるのが好ましい。当業者であれば、患者の口内における歯科修復物への使用において、ジルコニアは比較的高い機械的耐性があるので、歯科修復物のより大きな部分を提供する上でジルコニアが特に好ましいが、ガラスセラミック材料を用いてもよいことを認識できるであろう。

概して、本明細書の目的として、歯科修復物が作成される材料は、患者の健康に悪影響を与えるべきではなく、したがって修復物から溶出し得る危険及び有毒な成分を含まないべきである。歯科修復物は典型的に小サイズであり、約１００μｍ〜約２０００μｍの範囲内、又は約１００μｍ〜約５００μｍの範囲内の壁厚の部分を備えていてもよい。歯科修復物の全体体積は、典型的に約１００ｍＬ未満、又は約５０ｍＬ未満、又は約１０ｍＬ未満、又は約５ｍＬ未満である。

一実施形態では、方法は粒子の層を連続的に提供する工程を備える。好ましくは、粒子の層は自動化されたビルドアップ法によって提供され、その詳細は以下の例において記載される。このような積層する工程の間、少なくとも１つの色が、次の層が提供される前に選択された層上に分配される。更に、次の層が提供される前に、選択された層上に複数の色が分配されてもよい。１つ又は複数の色は２次元パターンにて分配されてもよい。粒子の層はそれぞれ、歯科修復物の大きさとは関係がない概ね連続する領域にわたって色付けられていてもよい。

一実施形態では、次の層が提供される前に、選択された層上に液体が分配される。更に、次の層が提供される前に、選択された層に複数の異なる色の液体が分配されてもよい。各液体は、例えば着色剤又は着色液の形態（例えばＥＰ−Ａ−１ ４８６ ４７６に記載のとおり）で色を含んでいてもよく、複数の液体は異なる色を含んでいてもよい。したがって、液体の分配もまた、色の分配を提供し得る。液体は、粉末内の複数の粒子が色を呈するように粉末が滲み出るように概ね適合されてもよい。色付け後に、液体の大半又は実質的に全てを、例えば乾燥させることによって除去してもよい。

したがって、歯科用ブランク前駆体は、概してゆるく蓄積した粒子のまとまりによって形成されることが好ましい。粒子はその間に間隔を残すことが好ましく、これによって歯科用ブランク前駆体は連続気泡である（多孔性として参照される場合もある）。このような連続気泡歯科用ブランク前駆体は、典型的に初期体積を規定する外側境界を有する。この初期体積に基づく歯科用ブランク前駆体の密度は、歯科用ブランク前駆体が作製される粒子の密度より典型的に低い。歯科用ブランク前駆体のこのような密度は、本明細書にて「初期密度」として参照される。初期密度は、更に好ましくは乾燥連続気泡歯科用ブランク前駆体に適用される。これは、過剰な液体が除去された歯科用ブランク前駆体を意味する。

一実施形態では、方法は、歯科用ブランク前駆体を圧縮して歯科用ブランクを得て、それによって初期密度を中間密度に上昇させる工程を含む。したがって、歯科用ブランクは中間密度を有することが好ましい。更に圧縮は、粒子を互いに接着させる圧力で行われるのが好ましい。これによって、歯科用ブランクに、一体で扱うことを可能とする寸法安定性を与えることができる。これは、歯科用ブランクの中間密度が、ブランクが作製される粒子の密度よりもまだ低いことを意味する。しかしながら、ブランクがその中間密度にてまだ連続気泡構造を有することが好ましいにもかかわらず、中間密度は初期密度よりも高いのが好ましい。

一実施形態では、方法は歯科用ブランク前駆体を圧縮する手段を提供する工程を含む。好ましくは、歯科用ブランク前駆体は歯の形状又は歯科修復物形状情報と独立した形状に圧縮される。歯科用ブランク前駆体は一軸圧縮されてもよい。これにより、歯科用ブランク前駆体は、例えば、腔又はフレーム（好ましくは底部が閉じられていて粒子の流出が防止されている）を提供し、対面する側から互いに押される２つのダイの間で圧縮されることが好ましい。当業者は、歯科用ブランク前駆体をカップ型腔に押圧するには１つのダイしか用いることができないことを認識できるであろう。更に、歯科用ブランク前駆体は一軸予備押圧、そして続く等方圧再圧縮によって圧縮されてもよい。等方圧再圧縮は、例えば、歯科用ブランクに最大の均等構造を提供してもよい。等方圧再圧縮を行うために、（一軸的予備押圧された）歯科用ブランクをフレキシブルバッグ内の液体の中に設けてもよく、液体を加圧して予備押圧された歯科用ブランクを水圧によって再圧縮してもよい。このようにして形成された歯科用ブランクは、例えばすり砕いたり製粉機にかけるなど、処理されたり機械加工されたりできる充分な機械的安定性を有するのが好ましい。

一実施形態では、方法は、歯科用ブランク前駆体をビルドアップチャンバ内に提供し、そのビルドアップチャンバ内で歯科用ブランク前駆体を圧縮する工程を含む。このようなビルドアップチャンバは、例えば、ビルトアップ装置に二者択一的に取り外し可能に配置することができ、歯科用ブランク前駆体を圧縮するプレスに取り外し可能に配置することができるカートリッジの中にて設けられる。このようなカートリッジは実施例にてより詳細に説明される。

一実施形態では、方法は、歯科用ブランクを予備焼結させて予備焼結歯科用ブランクを形成する工程を備える。これによって、歯科用ブランクは５００℃〜１１００℃の温度に暴露されてもよい（特に、歯科修復物前駆体が作製される材料による）。予備焼結工程は、得られる歯科用ブランクが連続気泡又は部分的に連続又は独立気泡であり、中間密度よりも高い最終前密度を有するようになる温度及び持続期間で行われることが好ましい。予備焼結の工程は、機械加工することを可能とし、特に機械加工されている間での制御されないチッピングを防ぐ、予備焼結歯科用ブランクの性質を好ましく与える。更に、予備焼結歯科用ブランクの機械安定性は歯科用ブランクの機械安定性よりも高いことが好ましい（歯科分野においては「未焼成」歯科用ブランクとして参照される場合もある）。したがって、予備焼結歯科用ブランクは処理及び／又は機械加工されている間の機械的ストレスに対して比較的頑丈であることが好ましい。

当業者であれば、予備焼結工程が任意選択的であり、（未焼成）歯科用ブランクは、好ましくはないが、そこから歯科修復物を機械加工するために直接的に用いることができることを認識できるであろう。

更なる実施形態では、方法は、歯科用ブランク又は予備焼結歯科用ブランクの一部を除去して歯科修復物前駆体を得る工程を含む。ブランクは、ブランクの一部を除去するべく、例えば製粉機にかけるかすり砕くなど、機械加工されてもよい。これは、歯科修復物形状情報に基づいて、コンピュータ制御されたフライス盤又は研削盤によって行われてもよい。歯科修復物前駆体は完成した歯科修復物の３次元比例比率を有する（特に拡大）形と、形状において対応してもよい。

更なる実施形態では、方法は、歯科修復物前駆体を焼結する工程を備える。したがって、歯科修復物前駆体は８００℃〜１６００℃の間の温度（特に、歯科修復物前駆体が作製される材料に依存する）に暴露されるのが好ましい。焼結によって、歯科修復物前駆体の密度が更に上昇されることが好ましい（そしてこれによって形が３次元的に縮小し、そのために歯科修復物前駆体が３次元的に拡大された形状で設けられる）。歯科修復物の最終密度は、ブランクが作製される粒子の密度に通常対応することが好ましい。言い換えると、歯科修復物は連続気泡及び隙間を有さないことが好ましく、最終密度は上記の初期密度、中間密度及び最終前密度よりも高い。

一実施形態では、歯科修復物の練付けの工程を含む。この工程は任意であるが、本発明の方法が好ましくはセラミックのみからなる視覚的に快い歯科修復物を提供することができるため、このような工程は除外されることなく適宜用いることができる。練付けは、例えばガラスセラミックベニアを提供することを含んでいてもよい。しかしながら、当業者であれば、代替の練付け方法、例えば硬化するために続いて焼かれるか化学的に硬くなる材料を手動で積層する方法などを認識できるであろう。手動での積層は更に歯科用ペイント及び／又は効果陰影の使用を含んでいてもよい。方法は更に、歯科修復物をグレージングする工程を含んでいてもよい。したがって、歯科修復物は高い審美性及び機械的性質を有して得られてもよい。

更なる態様では、本発明はカスタマイズされた歯科用ブランクを製造するシステムに関する。システムは、
−例えば特定の患者又は患者の歯と関連する個別歯色情報を受信するデータインターフェースと、
○粒子を保持するリザーバと、
○重ねられて積層された粒子の一部を連続的に受け取って歯科用ブランク前駆体を形成するように適合されたビルドアップ容器と、
○２次元パターンにおける選択された粒子層上に少なくとも１つの色を分配するように適合され、層が個別歯色情報に基づいて選択される及び／又は２次元パターンが決定される色分配ユニットとを備えるビルドアップ装置と、
−歯科用ブランク前駆体を圧縮して歯科用ブランクを形成するように適合されるプレスとを備え、
−システムは、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合される。

一実施形態では、ビルドアップチャンバはビルドアップ装置から取り外し可能であり、プレスにて受け入れ可能である。プレスは、ビルドアップ容器内で歯科用ブランク前駆体を一軸圧縮するための押圧ダイを備えていてもよい。ビルドアップ容器は歯科用ブランク前駆体を、特にプレスによる圧縮中に保持するように適合されてもよい。更に、押圧ダイは、ビルドアップチャンバに移動可能な大きさ及び形状を有していてもよい。

更なる実施形態では、システムは２つの押圧ダイを備える。ビルドアップチャンバは、カートリッジを通ってスルーホールによって形成されてもよい。好ましくは、２つの押圧ダイは対向側からビルドアップチャンバ（又はスルーホール）の中への動作のために適合される。

別の実施形態では、システムは更に、一軸予備押圧された歯科用ブランクを水圧的又は等方圧的に再圧縮する液体を有するプレスを備えていてもよい。

更なる態様では、本発明は粘着性粒子によって設けられた連続気泡材料を有するカスタマイズされた歯科用ブランクに関し、ブランクは個別歯色情報に応じて色付けされている。カスタマイズされた歯科用ブランクは、本発明の方法によって得られることが好ましい。

本発明にて用いられるラピッドプロトタイピング装置の概略図である。 図１に示すラピッドプロトタイピング装置の概略図である。 本発明にて用いられる別のラピッドプロトタイピング装置の概略図である。 本発明の実施形態に係る、ビルドアップ法によって得られるブランク前駆体を含むカートリッジの断面図である。 本発明の実施形態に係る、ブランク前駆体の圧縮を示す断面図である。

図１は、本発明にて用いられる、ラピッドプロトタイピング装置１００（「３Ｄプリンタ」とも称される場合もある）の概略図である。装置１００は、３次元物体をその物体の形状を表すデジタルデータに基づいてビルドアップするように概ね適合される。特に、装置１００は、粉末として提供された粒子及びこの粉末に局所的に添加された液体から、機械的に安定した３次元物体（本発明に応じてその他の点で好ましく用いられるが）を、ビルドアップするように適合される。このような装置は、例えばＺコーポレーション社製、ＺＰｒｉｎｔｅｒ（商標）３１０ Ｐｌｕｓの名称で入手可能である。

実施例の装置１００はリザーバチャンバ１０１及びいわゆるビルドアップチャンバ１０２を有する。図示された例では、ビルドアップチャンバ１０２は空であり、リザーバチャンバ１０１から供給される初期の粉末量を受け入れるように準備されている。リコータ１０７はリザーバチャンバ１０１からビルドアップチャンバ１０２に粉末を移すために用いられる。リザーバチャンバ１０１及びビルドアップチャンバ１０２のそれぞれのリフト１０４、１０６は、対応するチャンバ１０１／１０２内の粉末レベルに制御するために設けられる。特に、ビルドアップチャンバリフト１０６はビルドアップチャンバ１０２の上部開口１１２からずれて位置するため、粉末で充填することができる規定された空間を残し、ビルドアップチャンバ１０２内に初期の粉末層を形成する。一方でリザーバチャンバリフト１０４は、リザーバチャンバ１０１の開口１１１より上に所定体積の粉末を設けるように位置される。リザーバ開口１１１より上の粉末部分は、例えば、ビルドアップチャンバ１０２内に残された空間と概ね一致してもよい。リフト１０４、１０６は、複数層の形態で粉末をリザーバチャンバ１０１からビルドアップチャンバ１０２の中に提供するために、段階的に位置付けられてもよい。

更に、装置１００はビルドアップチャンバ１０２におけるむき出しになっている又は最上の粉末層上に液体を選択的に与える分配ユニット１０８を有する。液体は、粉末の一部が滲み出し、液体に含まれる色で滲み出した部分が色を呈するように選択されることが好ましい。分配ユニット１０８は少なくとも２次元（図面における左右間、かつ図面の面に垂直な次元）で移動可能であり、少なくともビルドアップチャンバ１０２にわたる規定の位置に位置されてもよい。装置１００の動作では、粉末層をビルドアップチャンバ１０２に設けてもよく、次の粉末層が設けられる前に、液体はその層の表面の一部又は全体に分配されてもよい。その次の層に、更なる粉末層が設けられる前に、再度その層の表面の一部又は全体に液体が分配されてもよい。好ましくは、隣接する層においてそれぞれの上部に有色部分を形成するために分配の位置が制御されて、より大きな色付けられた部分を形成する。層を設ける工程と液体を分配する工程は、連続する有色部分が所望の大きさ及び形状に到達するまで繰り返されてもよい。

図２は、図１に示される装置１００と同一の装置を、異なる運転段階で示す。例において、有色部分１２０はビルドアップチャンバ１０２においてビルドアップされる。ビルドアップチャンバ１０２の形状は、通常は歯科用ブランク前駆体の形を与える。示される例では、歯科用ブランク前駆体は有色部分１２０と、更にその有色部分１２０の外側に概して無色部分とを備える。これは、粉末の一部を選択的に色付けする装置の能力を図示するためである。しかしながら（図示されていないが）、ビルドアップチャンバ内の粉末の全体量が色付けられることが好ましい。したがって、ビルドアップチャンバと、歯科用ブランク前駆体は、複数の粉末層にわたって概して均一の断面を有する。断面は概して長方形又は概して丸くてもよく、例えば四角形若しくは円形であってもよい。有色部分１２０は連続領域を形成するが、歯科用ブランク前駆体全体は少なくとも粉末に分配された液体を乾燥させた後に連続気泡構造を有することが好ましい。更に、粉末は有色部分１２０においてばらばらであることが好ましい。歯科用ブランク前駆体の大きさ及び形状は予め決められていてその歯科用ブランク前駆体から得ることが可能又は得られた歯科修復物の特定形状と独立していることが好ましい。しかしながら、歯科用ブランク前駆体は関連付けられる個別歯色情報に応じて色付けられてもよい。したがって、標準形状を有するがカスタマイズされた色付けを有する歯科用ブランク前駆体が形成される。

このような色付けを提供するために、分配装置は異なる色のいくつかの液体を分配するように適合されることが好ましい。例えば、歯科用ブランク前駆体を形成する複数層の各層上に、特定色の１つの液体又は異なる色のそれ以上の液体が分配されている画像の２次元画像が表示されてもよい。なお、このような画像は２次元であるが、更なる次元では、画像を形成する液体に粉末が浸っていることが好ましい。したがって、画像が続く、（好ましくは少なくとも１つの粉末層の厚さの）浸っている粉末の３次元部分が得られる。画像は歯科用ブランク前駆体の断面の外形に対応していてもよく、連続していてもよい。更に画像は、個別歯色情報に基づくパターンでプリントされた１つ以上の色を備えていてもよい。したがって、複数の個別に色付けられた画像が互いに重なって積層されて、歯科用ブランク前駆体にカスタマイズされた色付けを与える。このようなカスタマイズされた色付けは、例えば歯科用ブランク前駆体内の１次元以上で色のグラデーションを形成してもよく、それにより、その歯科用ブランク前駆体から形成された歯科修復物は天然歯の色のグラデーションと似た色のグラデーションを得てもよい。

個別歯色情報は、特定患者の歯科修復物の３次元模型が保存されているコンピュータから得てもよい。３次元模型は歯科修復物の形状及び色についての情報を備えるのが好ましい。特に、歯科修復物の模型は３次元模型内の特定位置における色についての情報を備えていてもよい。好ましくはより具体的に、歯科修復物の模型は、３次元模型内の複数の位置について、対応する色情報を備えていてもよい。

歯の色情報は、一例では、第１位置での第１色及び第２位置での第２色を３次元歯科修復物模型内で規定して、第１及び第２の位置の間の位置で更なる色を自動的に割り当てることによって得てもよい。このような更なる色は、例えば第１及び第２色に基づいた線形勾配に従って自動的に計算されてもよい。第１及び第２色は、例えば標準の歯配色から得られる歯色コードの形態で、ユーザによって手動入力されてもよい。既知の歯配色は、例えばＶＩＴＡ ３Ｄ（商標）マスターシェードガイドである。３次元歯科修復物のモデルは、液体が粉末層上に印刷されたものに従って多数のパターンを取得するように、例えば、層にスライスし、自動的に分析することができる。

図３は、４つの異なる色を分配するプリントヘッド２０８を有する装置２００を示す。装置は上記の装置に概ね機能的に対応するが、リザーバチャンバ２０１は異なって構成されている。この例におけるリザーバチャンバ２０１はビルドアップチャンバ２０２に対して移動可能であり、粉末をリザーバチャンバ２０１から直接ビルドアップチャンバ２０２に分配する。この例において、リザーバチャンバ２０１は下部分配ノズル２０４によって閉じられている管２０３を有する。図面における管２０３は、分配ノズル２０４を通して管から放出可能な粉末で充填されている。分配のために、リザーバチャンバ２０１はビルドアップチャンバ２０２の開口の上に位置されていてもよく、粉末はビルドアップチャンバ内に放出されて、リザーバチャンバ２０１は分配された粉末を概して平らにぬぐうように横方向に移動可能である。この例における装置２００は、この目的のために、移動可能なリザーバチャンバ２０１に取付け可能なリコータ２０７を有する。このようにして、ビルドアップチャンバ内に複数の層を設けることができる。ビルドアップチャンバ内での粉末層の分配後毎に、プリントヘッド２０８は、上記のとおり個別歯色情報に基づく画像をプリントするべく最後に堆積された層の上に移動されてもよい。この例におけるプリントヘッド２０８は支持体（図示せず）の上に吊るされ、少なくとも２次元においてプリントヘッド２０８の位置付ける工程のモーター駆動及び次元制御を可能とする。更に、この例におけるプリントヘッドは各色毎にインクジェットノズルを備える。インクジェットノズル及び支持体は、画像をプリントするためにコンピュータ制御されてもよい。ビルドアップチャンバ２０２は、個別に色付けられた粉末量を保持する。この例では個別の歯の色付けが図示されるが、図示された境界は歯科用ブランク前駆体の境界と対応しない。

図４は、ビルドアップチャンバの少なくとも一部を好ましく形成するカートリッジ１０を示す。図示されていないが、図１〜図３に示す装置はこのようなカートリッジ１０を利用してもよい。カートリッジ１０は、記載のとおり、ラピッドプロトタイピング装置に取り外し可能に配置可能であることが好ましい。歯科用ブランク前駆体２０はカートリッジ１０の中に示される。ばらの粉体から形成されるのが好ましい歯科用ブランク前駆体２０は、カートリッジ筐体１１の中で移動可能に構成されるトレー１２に載置される。トレー１２はビルドアップ中に粉末の位置決めと取り扱いを容易にすることが好ましい。更にトレー１２は、カートリッジ１０をビルドアップ装置からプレス（図示せず）まで移動させる間に粉末状歯科用ブランク前駆体がカートリッジから流れ出るのを防ぐ。図示されている段階では、歯科用ブランク前駆体２０はカートリッジ１０内で圧縮されてもよく、その後にカートリッジ１０から除去されてもよい。

図５は、歯科用ブランクを形成するためのカートリッジ１０内における歯科用ブランク前駆体２０の一軸圧縮を図示する。上部圧縮ダイ３０及び下部圧縮ダイ４０をカートリッジ筐体１１内にて、その間に歯科用ブランク前駆体２０を配置して位置される。歯科用ブランク前駆体２０を圧縮するために、上部圧縮ダイ３０及び下部圧縮ダイ４０は互いに押し合わされる。圧縮ダイ３０，４０が互いに押し合わされる力Ｆは、歯科用ブランク前駆体に対して約１０ＭＰａ〜１０００ＭＰａの範囲内、特に約３０ＭＰａ〜１５０ＭＰａの間での圧力をかけるように選択される。このような圧力で、粉末粒子は典型的に互いと接着する傾向を有する。本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［１２］に記載する。
[１]
カスタマイズされた歯科用ブランクを作製する方法であって、前記方法は、
患者の１つ以上の歯と関連する個別の歯色情報を提供するステップと、
自動ビルドアップ法によって、粒子から連続気泡歯科用ブランク前駆体を形成するステップと、
前記個別の歯色情報に従って色を前記連続気泡歯科用ブランク前駆体に付与するステップであって、前記粒子に前記個別の歯色情報に従って異なる色が付与される、ステップと、
前記患者と関連する個別の歯科修復物形状情報を提供するステップと、
前記歯科用ブランク前駆体に前記歯科修復物形状から独立した形状を付与するステップと、
前記歯科用ブランク前駆体を圧縮して前記歯科用ブランクを提供するステップと、を含む、方法。
[２]
前記粒子が、セラミック材料を含む又はセラミック材料から本質的になる、項目１に記載の方法。
[３]
前記セラミック材料が、ジルコニアを含む又はジルコニアから本質的になる、項目２に記載の方法。
[４]
連続して粒子の層を提供するステップを更に含み、次の層が提供される前に、選択された層上に少なくとも１つの色が分配される、項目１〜３のいずれか一項に記載の方法。
[５]
次の層が提供される前に、選択された層上に複数の色が分配される、項目４に記載の方法。
[６]
前記色は、二次元パターン又は領域で分配される、項目４又は５のいずれかに記載の方法。
[７]
所望により前記歯科用ブランクを予備焼結するステップと、前記歯科用ブランク又は歯科用予備焼結ブランクの一部を除去して、歯科修復物前駆体を得るステップと、を更に含む、項目１〜６のいずれか一項に記載の方法。
[８]
前記歯科修復物前駆体を焼結するステップを更に含む、項目７に記載の方法。
[９]
カスタマイズされた歯科用ブランクを作製するシステムであって、
個別の歯色情報を受信するデータインターフェースと、
ビルドアップ装置であって、
粒子を保持するリザーバ、
互いに積層している粒子の部分を連続して受容して、連続気泡歯科用ブランク前駆体を形成するように適合されたビルドアップチャンバ、
少なくとも１つの色を、選択された粒子層上に二次元パターンで分配するように適合された色分配ユニットであって、前記個別の歯色情報に基づいて、前記層が選択される及び／又は前記二次元パターンが決定される、色分配ユニット、並びに、
前記歯科用ブランク前駆体を圧縮して、前記歯科用ブランクを形成するように適合されたプレス、を備えるビルドアップ装置と、を備え、
前記システムは、項目１〜８のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合され、並びに
前記ビルドアップチャンバは、前記ビルドアップ装置から取り外し可能であり、前記プレス内に収容可能であり、前記プレスは、前記歯科用ブランク前駆体をビルドアップ容器内に一軸圧縮する押圧ダイを更に備える、システム。
[１０]
前記ビルドアップチャンバは、カートリッジを通るスルーホールによって形成される、項目９に記載のシステム。
[１１]
２つの押圧ダイを備え、前記２つの押圧ダイは、対向する両側部から前記ビルドアップチャンバ内への動きに適合されている、項目１０に記載のシステム。
[１２]
粘着性粒子によって提供された連続気泡材料構造を有するカスタマイズされた歯科用ブランクであって、前記ブランクは、患者の１つ以上の歯と関連する個別の歯色情報に従って色付けされ、前記ブランクは前記患者と関連する個別の歯科修復物形状情報から独立して成形される、カスタマイズされた歯科用ブランク。

Claims (1)

1. カスタマイズされた歯科用ブランクを作製するシステムであって、
   個別の歯色情報を受信するデータインターフェースと、
   ビルドアップ装置であって、
   粒子を保持するリザーバ、
   互いに積層している粒子の部分を連続して受容して、連続気泡歯科用ブランク前駆体を形成するように適合されたビルドアップチャンバ、
   次の層が提供される前に、少なくとも１つの色を、選択された粒子層上に二次元パターンで分配するように適合された色分配ユニットであって、前記個別の歯色情報に基づいて、前記層が選択される及び／又は前記二次元パターンが決定される、色分配ユニット、並びに、
   前記歯科用ブランク前駆体を圧縮して、前記歯科用ブランクを形成するように適合されたプレス、を備えるビルドアップ装置と、を備え、
   前記システムは、カスタマイズされた歯科用ブランクを作製する方法であって、
   患者の１つ以上の歯と関連する個別の歯色情報を提供するステップと、
   粒子の層を連続的に提供することによって連続気泡歯科用ブランク前駆体を形成するステップであって、次の層が提供される前に少なくとも１つの色が各層に付与され、この少なくとも１つの色が個別の歯色情報に従って付与されるステップと、
   前記患者と関連する個別の歯科修復物形状情報を提供するステップと、
   前記歯科用ブランク前駆体に前記歯科修復物形状から独立した形状を付与するステップと、
   前記歯科用ブランク前駆体を圧縮して前記歯科用ブランクを提供するステップと、を含む方法を実行するように適合され、並びに
   前記ビルドアップチャンバは、前記ビルドアップ装置から取り外し可能であり、前記プレス内に収容可能であり、前記プレスは、前記歯科用ブランク前駆体をビルドアップ容器内に一軸圧縮する押圧ダイを更に備える、システム。

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