JP6857634B2 - 歯科補綴物成型用器具、歯科補綴物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セラミックス等の材料からなるブランクをプレス成型して歯科補綴物を作製する際に用いる歯科補綴物成型用器具である植立具、押圧具、及び、これを用いた歯科補綴物の製造方法に関する。

歯科補綴物の材料として、審美性及び機械的強度の観点からセラミックス（例えばガラスセラミックス、特にケイ酸リチウム系ガラスセラミックス）が用いられることが増えている。このようなセラミックス等の材料からなる歯科補綴物を製造する方法として例えば特許文献１に記載のようにプレス成型がある。

プレス成型による歯科補綴物の製造は例えば次のように行われる。初めに製造される歯科補綴物の形状に成形したワックスパターンを植立具（「クルーシブルフォーマー」と呼ばれることもある。）に固定する。その後、ワックスパターンが固定された植立具を該ワックスパターンごと歯科用埋没材に埋没させ、その後にワックスパターンと植立具を除外することで空洞を有する歯科用埋没材による型を作製する。
作製した型に対して、加熱して餅状になったセラミックス等の材料からなるインゴット（ブランク）を型の空洞内に挿入し、これを押圧具により加圧して型の空洞内に充填した後、温度を下げ、材料を流動性を有さない状態に戻して形状を確定させることで、セラミックス等の材料からなる目的とする形状の歯科補綴物を得る。

そして、特許文献１には植立具（クルーシブフォーマー）の形状が開示されている。特許文献１に記載の植立具は、円柱形状部と、該円柱形状部に隣接して設けられた縮径部と、を有している。これによれば、プレス成型の際に湯口の底部の欠けの発生を抑制可能な鋳型とすることができるとしている。

特開２０１６−１７４６８３号公報

ところが、特許文献１を始めとする従来のプレス成型による歯科補綴物の製造方法では、歯科補綴物の表面に反応層と呼ばれる異質の層が付着するように生成され、歯科補綴物の面性状が低下したり、着色してしまったりする不具合があった。この反応層は歯科補綴物の表面に強固に付着しているため、容易に除去することが難しく、ガラスビーズによるサンドブラストやフッ化水素酸を用いた除去をする必要があり、非常に手間や時間がかかっていた。

そこで本発明は上記問題に鑑み、反応層の生成を抑制することができる歯科補綴物成型用器具を提供することを課題とする。また、これを用いた歯科補綴物の製造方法を提供する。

発明者は、反応層の生成はプレス成型時における高温高圧状態に起因するものであると考えた。そこで、プレス成型時における圧力を適切に抑制することにより反応層の生成を抑えることができるとの着想を得て、これを具体化することにより、以下のような本発明を完成させた。

本発明の第一の態様は、ブランクを押圧して型の空洞内にブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型するための器具であり、型の空洞を形成する植立具であって、台座部と、台座部から立設する柱状部と、柱状部の外周面に設けられ、該柱状部の軸線に沿って延びる突条と、を備える、植立具である。

本発明の第二の態様は、ブランクを押圧して型の空洞内にブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型する歯科補綴物の製造方法であって、上記第一の態様の植立具の柱状部の先端にワックスパターンを固定する工程と、ワックスパターンが固定された植立具を埋没材で埋没してその後に加熱することでワックスパターンを消失させ、さらに植立具を除去することにより空洞を有する型を形成する工程と、空洞にブランクを挿入し、柱状の押圧具によりブランクを押圧してブランクの材料を空洞内に充填する工程と、を含む、歯科補綴物の製造方法である。

本発明の第三の態様は、ブランクを押圧して型の空洞内にブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型するための器具であり、ブランクを押圧する押圧具であって、柱状に形成された本体を有し、本体の外周面に設けられた該本体の軸線に沿って延びる溝を具備する、押圧具である。

本発明の第四の態様は、ブランクを押圧して型の空洞内にブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型する歯科補綴物の製造方法であって、柱状の部位を有する植立具の柱状部の先端にワックスパターンを固定する工程と、ワックスパターンが固定された植立具を埋没材で埋没してその後に加熱することでワックスパターンを消失させ、さらに植立具を除去することにより空洞を有する型を形成する工程と、空洞にブランクを挿入し、上記第三の態様の押圧具によりブランクを押圧してブランクの材料を空洞内に充填する工程と、を含む、歯科補綴物の製造方法である。

本発明によれば、歯科補綴物の表面の反応層の生成を抑制することができる。

図１（ａ）、図１（ｂ）は、作製の対象となる歯科補綴物１を説明する図である。 図２は植立具１１の外観斜視図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）は植立具１１を説明する図である。 図４はワックスパターン３０が固定された植立具１１を説明する図である。 図５は型４０の作製を説明する図である。 図６（ａ）、図６（ｂ）は型４０を説明する図である。 図７（ａ）、図７（ｂ）は型４０にブランク４２が挿入された場面を説明する図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）は押圧具２１によりブランク４２を押圧する場面を説明する図である。 図９は成型体４３を表す図である。 図１０（ａ）、図１０（ｂ）は押圧具１２１を説明する図である。 図１１は植立具１１１の斜視図である。 図１２（ａ）、図１２（ｂ）は型１４０を説明する図である。 図１３（ａ）、図１３（ｂ）は押圧具１２１によりブランク４２を押圧する場面を説明する図である。 図１４は成型体１４３を表す図である。

以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら形態に限定されるものではない。

はじめに、作製の対象となる歯科補綴物の形態の一例について説明する。図１に歯科補綴物１の外観を模式的に示した。図１（ａ）が平面図、図１（ｂ）が正面図である。
歯科補綴物１はいわゆるクラウンと呼ばれる歯科補綴物の一種であり、全体として容器状に形成されている。従って外面１ａ及び内面１ｂを有している。図１（ｂ）では内面１ｂを破線で透視して表している。この容器状であるクラウンを例えば治療した歯牙の上からかぶせることにより治療部位を覆って保護する。

このような歯科補綴物１をセラミックス（例えばケイ酸リチウム系ガラスセラミックス）等の材料により製造する際の１つの方法として以下に説明するプレス成型があり、このプレス成型で用いられる器具が歯科補綴物成型用器具である。

次に、第一の形態にかかる歯科補綴物成型用器具１０について説明する。歯科補綴物成型用器具１０は、植立具１１、及び、押圧具２１を有して構成されている。

図２、図３に歯科補綴物成型用器具１０に含まれる植立具１１を説明するための図を示した。図２が植立具１１の斜視図、図３（ａ）が平面図、図３（ｂ）が正面図である。

植立具１１は、その先端にワックスパターンを固定するとともに、型に歯科補綴物成型のための空洞である成型空洞を形成する器具である。植立具１１は、台座部１２及び植立部１３を有して構成されている。

台座部１２は、植立部１３を保持して固定するための台座となる部位である。本形態の台座部１２は円板形状であり、後述するように、植立具１１により型を作製する時に外枠を固定するための段差１２ａを有する。この段差１２ａも台座部１２の外形に沿って平面視で台座部１２の外形と同心に形成されている。

植立部１３は、ワックスパターンが固定されるとともに、型における成型空洞を形成する部位であり、柱状部１４、突条１５、及び、先端部１６を備えている。

柱状部１４は台座１１の中心と同軸に立設された柱状の部位であり、本形態では円柱状である。柱状部１４は、植立部１３の長手方向、すなわち柱状の軸に沿った方向において、任意の場所で断面形状は同じである。

突条１５は、柱状部１４の外周に配置され、柱状部１４の軸に平行に延びる突条である。この突条１５は、柱状部１４の軸線方向全長に亘って延び、後述するように型における溝を形成する。これにより、型の成型空洞内にブランク及び押圧具２１を配置したときに、型の内面と押圧具２１と間に、ブランクと外部とを連通する直線状の空洞である連通洞が形成される。この連通洞により、押圧具２１がブランクを押圧する時において充填される材料に負荷される圧力が適切に緩和され、歯科補綴物表面における反応層の生成が抑制される。

突条１５が延びる方向に対して直交する方向における突条１５の断面形状は特に限定されることはなく、本形態のように三角形である他、四角形、その他の多角形、半円形、及び半楕円形等であってもよい。その中でも、形成した型から植立具１１を離脱させやすい観点から三角形断面であることが好ましい。

図３（ａ）にＡで示した、突条１５の柱状部１４からの突出量は、特に限定されることはないが、１ｍｍ以上８ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上７ｍｍ以下であることがより好ましい。

本形態で突条１５は１つ設けられているが、これに限らず複数の突条１５が具備されてもよい。このときには、複数の突条１５は柱状部１４の外周に等間隔に配置されていることが好ましい。

先端部１６は、柱状部１４のうち、台座部１２となる側の端部とは反対側の端部に、該柱状部１４と同軸に形成される部位である。先端部１６は、その軸に沿って柱状部１４から離隔するに従って断面積が小さくなることで先細りとなるように形成される。従って、柱状部１４及び先端部１６が円形断面の場合には、径が小さくなるように構成されている。この先端部１６により成型空洞を、該成型空洞の底部に向かってすぼんだ形状とすることができる。これにより、ブランクに押圧具で圧力を加えた際、型の成型空洞に形成されたスプルー線に向かって材料が流動し易くなり、得られた成型体に欠け等の損傷が生じることを抑制できる。

本形態で先端部１６は円錐台形状であるが、これに限らず先細りとなるような形状であればよく、他の形態として半球形状、半球形状の先端部を平坦面とした形状、錐状、階段状に先細りとなる形状等を挙げることができる。

また植立具１１には、図３（ａ）に表れているように植立部１３の先端から柱状部１４の軸線に沿って延びる開口部１７を設けてもよい。この開口部１７は、軸線に沿って植立具１１を貫通する穴としてもよいし、貫通しない凹部としてもよい。開口部１７には、例えばワックスパターンのスプルー線部を固定することができる。また、開口部１７が植立具１１を貫通する貫通孔とした場合には、植立具１１を使用前後に洗浄した際の水切り孔としても用いることもできる。

以上説明した植立具１１の材質は特に限定されるものではなく、例えば各種樹脂等を用いることができる。

押圧具２１はプランジャーと呼ばれることがあり、植立具１１を用いて作製した型内に配置したブランクを押圧し、材料を型内の成型空洞に充填される部材である。
本形態で押圧具２１は図８に表れているように、植立具１１の柱状部１４の外形と概ね同じ外形を有する柱状の部材である。従って本形態で押圧具２１は円柱状である。

以上のような歯科補綴物成型用器具１０を用いて、セラミックス製の歯科補綴物１は例えば以下の手順により製造される。

まず、図４に現れているように、形成する歯科補綴物１に対応した形状を有するワックスパターン３０を準備する。ワックスパターン３０は、形成する歯科補綴物１に対応した形状にできるように、例えば印象材等で患者から取得した歯型に対して石膏を流して作製した石膏模型上に形成する。ワックスパターン３０は、歯科補綴物１に対応する形状を具備する歯科補綴物部３１、及び、成型において充填されるブランクの材料が通る供給路であるスプルー線を形成するためのスプルー線部３２を有していることが好ましい。
このようなワックスパターン３０は歯科にて用いられるワックスにより形成されることが好ましい。

次に、図４に示したように、作製したワックスパターン３０を植立具１１に固定する。このときには、ワックスパターン３０をスプルー線部３２を介して植立部１３の先端部１６の面に固定する。本例では２組のワックスパターン３０を固定しているが、これに限定されるものではなく、例えば１組、または３組以上のワックスパターン３０を固定することもできる。

その後、図５に示すように、ワックスパターン３０を固定した植立具１１の台座部１２の周縁部上に、ワックスパターン３０、及び、植立部１３を囲むように、外枠３５を配置する。この際、外枠３５は植立具１１の台座部１２に設けた段差１２ａを利用して台座部１２に噛み合わせることで固定されている。本形態で外枠３５は管状である。

このように外枠３５を配置した後、この外枠３５の内側にスラリー状にした埋没材３６を流し込んで、ワックスパターン３０、及び、植立部１３を埋没させる。埋没材は特に限定されるものではなく、例えばセラミックス製の歯科補綴物を作製する際に用いられる公知の埋没材を好ましく用いることができる。具体的には例えばリン酸塩系の埋没材を好ましく用いることができる。

次に、埋没材３６の硬化後にワックスパターン３０を含む埋没材３６を加熱する。これにより埋没材３６は焼成された型４０となる。また、加熱によりワックスパターン３０が焼却されて消失し、その後に植立具１１及び外枠３５を除去すれば、図６に示したように歯科補綴物１の成型のための空洞である成型空洞４１を具備する型４０となる。図６（ａ）は型４０を開口側から見た平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ矢視断面図である。

これら図からかわかるように、型４０の成型空洞４１は、ワックスパターン３０の歯科補綴物部３１が除去されてなる歯科補綴物１に対応する歯科補綴物空洞４１ａ、ワックスパターン３０のスプルー線部３２が除去されてなるスプルー線４１ｂ、植立部１３の柱状部１４が除去されてなる空洞である柱状空洞４１ｃ、植立部１３の突条１５が除去されてなる空洞である溝４１ｄ、及び、植立部１３の先端部１６が除去されてなる空洞である底部空洞４１ｅを有している。
柱状空洞４１ｃ、溝４１ｄの一端が型４０の端部において開口し、柱状空洞４１ｃ及び溝４１ｄの他端が底部空洞４１ｅに連通している。そしてこの底部空洞４１ｅが、各スプルー線４１ｂに連通して歯科補綴物空洞４１ａにまで達する。

すなわち、本形態で成型空洞４０には、柱状空洞４１ｃの内面に、柱状空洞４１ｃの柱状の軸に沿って延びる溝４１ｄが形成されている。

このように形成された型４０に対して、図７に示したように、成型空洞４１の開口から、ブランク４２を挿入する。図７（ａ）及び図７（ｂ）はそれぞれ図６（ａ）及び図６（ｂ）と同じ視点による図である。

本形態でブランク４２は、柱状空洞４１ｃと概ね同じ断面形状を有する柱状の部材である。従って、図７（ａ）、図７（ｂ）に表れているように、これを成型空洞４１に入れることで、ブランク４２はその下端が柱状空洞４１ｃの最下部にまで達する。
なお、ブランク４２の形状の下端部を底部空洞４１ｅの形状に沿ったものとしてもよい。これによれば、成型空洞４１にブランク４２を入れることで、ブランク４２の下端は底部空洞４１ｅにまで配置される。

ブランクの材料は、常温で固体であり、加熱（例えば、７００℃〜９５０℃）により流動性を有する状態となる材料であれば特に限定されるものではなく、作製する歯科補綴物に応じて任意に材料を選択することができる。中でも、セラミックス（例えばガラスセラミックス、特にケイ酸リチウム系ガラスセラミックス）が特に好ましい。

このようにブランク４２を配置した後に、このブランク４２を型４０ごと加熱し流動性を有する状態とした後、図８に示したように押圧具２１でブランク４２を押圧する。図８（ａ）及び図８（ｂ）はそれぞれ図７（ａ）及び図７（ｂ）と同じ視点による図である。これによりブランク４２の材料を流動させ、歯科補綴物空洞４１ａ、及び、スプルー線４１ｂに材料を充填する。

ここで、図８（ａ）からわかるように、溝４１ｄと押圧具２１により、型４０の成型空洞４１内にブランク４２及び押圧具２１を配置したときに、型４０の内面と押圧具２１と間に、ブランク４２と外部とを連通する直線状の空洞である連通洞４５が形成される。この連通洞４５により、押圧具２１によるブランク４２の押圧の際に、充填される材料に負荷される圧力が適切に緩和され、歯科補綴物の表面における反応層の生成が抑制される。すなわち、本形態では植立具１１の植立部１３に形成された突条１５が連通洞４５を形成する手段として機能し、これが反応層の生成を抑制している。

押圧時における加熱温度や、加圧条件は特に限定されるものではなく、用いるブランクの材料等に応じて任意に選択することができる。

その後、温度を下げ、材料を流動性を有さない状態に戻して形状を確定させることで、型４０から図９に示したようにブランクの材料からなる成型体４３を取り出し、必要な部位を残して切断することで、歯科補綴物１を得ることができる。なお、成型体４３には連通洞４５に材料が進入したことにより形成された突条部４３ａが含まれている。

次の第二の形態について説明する。図１０〜図１３に説明のための図を示した。第二の形態にかかる歯科補綴物成型用器具１１０は、植立具１１１、及び、押圧具１２１を有して構成されている。

植立具１１１は、図１１にその外観斜視図を表したように、上記した植立具１１に対して、植立部１１３には突条１５が設けられていない点を除き、他の部位は植立具１１と同様である。従って、植立具１１１のうち植立具１１と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。

押圧具１２１は、植立具１１１を用いて作製した型内に配置したブランクを押圧し、ブランクの材料を型内の成型空洞に充填するための部材である。図１０（ａ）には押圧具１２１の平面図、図１０（ｂ）には押圧具１２１の斜視図を示した。
本形態で押圧具１２１は、植立具１１１の柱状部１４の外形と概ね同じ断面形状とされた柱状の部位である本体１２２、及び、本体１２２の側面に形成され、該本体１２２の柱状の軸に平行に延びる溝１２３を有している。本形態ではこの溝１２３が連通洞を形成する手段として機能する。

溝１２３は、本体１２２の外周に配置され、本体１２２の軸に平行に設けられた溝である。この溝１２３は、本体１２２の軸線方向全長に亘って延びる。これにより後述するように、型の成型空洞内にブランク及び押圧具を配置したときに、型の内面と押圧具との間に、ブランクと外部とを連通する直線状の空洞である連通洞が形成される。この連通洞により、押圧具１２１によりブランクを押圧する際に、充填されるブランクの材料に負荷される圧力が適切に緩和され、歯科補綴物の表面における反応層の生成が抑制される。

溝１２３が延びる方向に対して直交する方向における溝１２３の断面形状は特に限定されることはなく、本形態のように三角形である他、四角形、その他の多角形、半円形、及び半楕円形等とすることが挙げられる。その中でも、形成した型から離脱させやすい観点から三角形であることが好ましい。

図１０（ａ）にＢで示した、溝１２３の深さは、特に限定されることはないが、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることがより好ましい。

本形態で溝１２３は１つ設けられているが、これに限らず複数の溝１２３が具備されてもよい。このときには、複数の溝１２３は本体１２２の外周に等間隔で配置されていることが好ましい。

以上のような歯科補綴物成型用器具１１０を用いて、セラミックス製の歯科補綴物１は、例えば以下の手順により作製される。ただし、植立具１１１を用いて型１４０を得て、ここにブランク４２を挿入するまでの手順は、上記した型４０を得てブランク４２を挿入するまでの手順と同様であるため、ここでは説明を省略する。図１２には型１４０を表す図を示した。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）はそれぞれ、図６（ａ）及び図６（ｂ）に相当する図である。
図１２（ａ）、図１２（ｂ）からわかるように、型１４０は、その成型空洞１４１において、型４０の成型空洞４１が具備していた溝４１ｄが具備されていない点を除いては型４０と同様に考えることができる。従って、型１４０のうち型４０と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。

ブランク４２を型１４０の成型空洞１４１に配置した後に、このブランク４２を型１４０ごと加熱し流動性を有する状態とした後、図１３に示したように押圧具１２１でブランク４２を押圧する。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）はそれぞれ図８（ａ）及び図８（ｂ）に相当する図である。これによりブランク４２の材料を流動させ、歯科補綴物空洞４１ａ、及び、スプルー線４１ｂに材料を充填する。

ここで、図１３（ａ）からわかるように、押圧具１２１の溝１２３と型１４０の内面により、型１４０の成型空洞１４１内にブランク４２及び押圧具１２１を配置したときに、型１４０の内面と押圧具１２１との間に、ブランク４２と外部とを連通する直線状の空洞である連通洞１４５が形成される。この連通洞１４５により、押圧具１２１によりブランク４２を押圧した際に、充填される材料に負荷される圧力が適切に緩和され、歯科補綴物の表面における反応層の生成が抑制される。すなわち、本形態では押圧具１２１に形成された溝１２３が連通洞１４５を形成する手段として機能し、これが反応層の生成を抑制している。

押圧時における加熱温度や、加圧条件は特に限定されるものではなく、用いるブランクの材料等に応じて任意に選択することができる。

その後、温度を下げ、材料を流動性を有さない状態に戻して形状を確定させることで、型１４０から図１４に示したようにブランクの材料からなる成型体１４３を取り出し、必要な部位を残して切断することで、歯科補綴物１を得ることができる。なお、成型体１４３には連通洞１４５に材料が進入したことにより形成された突条部１４３ａが含まれている。

１ 歯科補綴物
１０ 歯科補綴物成型用器具
１１ 植立具
１２ 台座部
１３ 植立部
１４ 柱状部
１５ 突条（連通洞を形成する手段）
１６ 先端部
２１ 押圧具
３０ ワックスパターン
３５ 外枠
４０ 型
４１ 成型空洞
１１０ 歯科補綴物成型用器具
１１１ 植立具
１２１ 押圧具
１２２ 本体
１２３ 溝（連通洞を形成する手段）

Claims (4)

1. ブランクを押圧して型の空洞内に前記ブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型するための器具であり、前記型の空洞を形成する植立具であって、
   台座部と、
   前記台座部から立設する柱状部と、
   前記柱状部の外周面に設けられ、該柱状部の軸線に沿って延びる突条と、を備える、植立具。
2. ブランクを押圧して型の空洞内に前記ブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型する歯科補綴物の製造方法であって、
   請求項１に記載の前記植立具の前記柱状部の先端にワックスパターンを固定する工程と、
   前記ワックスパターンが固定された前記植立具を埋没材で埋没してその後に加熱することで前記ワックスパターンを消失させ、さらに前記植立具を除去することにより前記空洞を有する前記型を形成する工程と、
   前記空洞に前記ブランクを挿入し、柱状の押圧具により前記ブランクを押圧して前記ブランクの材料を前記空洞内に充填する工程と、を含む、歯科補綴物の製造方法。
3. ブランクを押圧して型の空洞内に前記ブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型するための器具であり、前記ブランクを押圧する押圧具であって、
   柱状に形成された本体を有し、
   前記本体の外周面に設けられた該本体の軸線に沿って延びる溝を具備する、押圧具。
4. ブランクを押圧して型の空洞内に前記ブランクの材料を充填することにより歯科補綴物を成型する歯科補綴物の製造方法であって、
   柱状の部位を有する植立具の前記柱状部の先端にワックスパターンを固定する工程と、
   前記ワックスパターンが固定された前記植立具を埋没材で埋没してその後に加熱することで前記ワックスパターンを消失させ、さらに前記植立具を除去することにより前記空洞を有する前記型を形成する工程と、
   前記空洞に前記ブランクを挿入し、請求項３に記載の押圧具により前記ブランクを押圧して前記ブランクの材料を前記空洞内に充填する工程と、を含む、歯科補綴物の製造方法。

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