JP7141519B2 - ブランクの製造方法及びブランク - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、基材又はマトリックス材料としてのセラミック材料の最下層及び最上層を有する多層ブランク、特に、歯科用修復物の製造に使用されるブランクの製造方法であって、異なる組成の層を型に層毎に導入し、圧縮し、ついで、焼結し、個々の層が、少なくとも１種の着色酸化物、好ましくは、少なくとも２種の着色酸化物を含有する、方法に関する。

また、本発明は、異なる組成のセラミック材料の少なくとも１つの最下層及び１つの最上層を含み、セラミック材料が、各層の基材又はマトリックス材料である、歯科用修復物、例えば、歯冠、部分歯冠、ブリッジ、ベニヤ、アバットメント、特に、解剖学的アバットメントの製造のための多層ブランクに関する。

また、本発明の主題は、歯科用修復物である。

発明の背景
対応する方法は、ＤＥ第１０２０１５１２２８６４号に開示されている。個々の層の間の連続的な移行を達成するために、中間層が、個々の層の間に形成され、隣接する層の材料の混合物を含有する。対応するブランクから製造された歯科用修復物は、底部層から始まる連続的に変化する半透明性を示す。

ＥＰ第１９００３４１号には、異なる色の多数の主層からなる多色成形体が開示されており、その間に異なる色の中間層が存在する。

ＷＯ第２０１５／０５１０９５号のブランクは、色及び半透明性の両方が異なる少なくとも２つの層を有する。

ＤＥ第１０２００７０１１３３９号のセラミック塊のブロック体は、多数の層を有し、遷移領域において、得られる光学特性の変化の勾配は実質的に一定である。

多層成形体は、ＷＯ第２０１０／０１００８２号及びＷＯ第２０１５／０５２０８０号に記載されており、これらの層は、異なる色及び半透明性を有する。

多層ブランク全てに共通する特徴は、異なる配色／半透明性を達成することであり、この目的に使用される着色酸化物は、最下層又は底部層、すなわち、根元側に広がる層から最上層、すなわち、切端側に広がる層に向かって量が減少する。

ＵＳ第２０１７／０２５８５６３号は、セラミック材料製の多層ブランクの製造方法に関する。着色酸化物として、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉを含む群からの元素を使用することができる。

ＵＳ第２０１６／００００５３８号は、歯科用補綴物を製造するためのジルコニアブロックの製造方法に関する。着色酸化物の割合が最も高いのは、最下層である。

複数の層を有するジルコニアブランクが、ＵＳ第２０１６／０２２８２２３号に開示されている。ジルコニア性の層は、異なるマンガン割合を含み、切端領域が最高のマンガン割合を有し、後続の層がより低い割合を有するように、層が提供される。

ＤＥ第１０２０１５１０２８６４号は、異なる割合の着色酸化物を有する複数のセラミック層を有するブランクの製造方法に関する。

本発明の目的
本発明の目的は、美的要件を満たすことができ、歯の自然な外観に対応し又はほぼ対応する歯科用修復物を製造することができるブランクが利用可能になるように、冒頭で言及された種類の方法を開発することである。

発明の概要
この目的を達成するために、本明細書に記載された方法は更に発展され、第１着色酸化物として、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ群からの少なくとも１種の酸化物が、１つの着色酸化物として使用されるようにする。第１着色酸化物を含有する最下層における第１着色酸化物の割合は、第１着色酸化物を含有する最上層における割合より低く、Ｐｒ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｔｂ群からの少なくとも１種の酸化物は、第２着色酸化物として使用され、第２着色酸化物を含有する最下層における第２着色酸化物の割合は、最上層における割合より高い。

本発明の更なる詳細、利点及び特徴は、特許請求の範囲によってのみ提供されるものではなく、それらから引き出される特徴は、図面に示された好ましい実施態様の書き説明からも提供される。

図１は、グリーン体の製造装置の模式図を示す。 図２は、ブランクの模式を示す。 図３は、ブランクから製造されるブリッジの模式図を示す。

発明の詳細な説明
層は、好ましくは、第１着色酸化物及び第２着色酸化物の形態の少なくとも２種の着色酸化物を有し、第２着色酸化物として、Ｐｒ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｔｂ群からの少なくとも１種の酸化物が使用され、最下層におけるその割合は、最上層におけるより高い。

最上層は、第１着色酸化物を含有する層である。最上層における第１着色酸化物の含量は、最下層におけるより多い。

通常、最下層は、底部層であり、最上層は、上部層である。

多層ブランクが製造される公知の方法とは異なり、灰色の金属酸化物が使用され、その割合は、最下層において最も低く、最上層において最も高い。その結果、従来技術と比較して、驚くべきことに、切端領域において、天然歯と同じか又はほぼ同じでより半透明で歯に似た外観を生じる。

着色自体には、少なくとも１種の第２着色酸化物が、１本の歯又は歯群、すなわちブリッジの色に対応する色を達成するために、特定の層に使用される。第２着色酸化物の割合は、最下層、すなわち、根元側に広がる層から始まって層毎に低くなる。

特に、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、酸化ジルコニウム混晶群

（式中、Ｍｅは、酸化物の形態で二価、三価又は四価のカチオン（ｎ＝２、３、４、及び０≦ｘ≦１）として存在する金属である）
並びに酸化ジルコニウムの正方晶及び／又は立方晶相
からの少なくとも１種の金属酸化物粉末が、セラミック材料のために又はセラミック材料として使用される。同セラミック材料は、対応する層の基材又はマトリックス材料である。特に、酸化イットリウム安定化二酸化ジルコニウムが使用される。

また、Ａｌ_２Ｏ_３は、セラミック材料の基材又はマトリクス材料として強調される。

酸化イットリウム安定化二酸化ジルコニウムは、特に、セラミック材料として使用される。同セラミック材料は、個々の層に関して、例えば、所望の強度値を達成するために、加えられる着色酸化物にかかわらず、その組成が異なる場合がある。

Ｙ_２Ｏ_３に加えて又はＹ_２Ｏ_３に代えて、酸化ジルコニウムの結晶相を安定化するために、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ_２、ＳｃＯ_３及びＹｂＯ_３群からの少なくとも１種の酸化物を使用することができる。

Ｙ_２Ｏ_３が使用される場合には、４．５～１３．０重量％で存在しなければならない。

色が強く、自然な外観の歯科用補綴物は、対応するブランクから、特に、歯頸領域及び象牙質体に製造することができる。同時に、最上層、すなわち切端領域において、最下層と比較して、第１着色酸化物のより高い割合により、自然な切端領域が形成される。

驚くべきことに、第１着色酸化物の灰色の着色にもかかわらず、切端領域は、従来技術による第１着色酸化物の割合が底部層又は最下層から上部層又は最上層に向かって低下する歯科用補綴物と比較して、より明るく、より半透明に見えることが見出された。

特に、層を型に導入した後、層の表面を平滑化し、ついで、更なる層を導入し、層の数に従って、この手順を続けることが提供される。

個々の層の導入に続けて、ついで、これらは、ユニットとして圧縮される。

個々の層の間の連続的な移行を得るために、特に、最後の層の平滑化された表面が、更なる層の導入の前に隆起及び窪みを形成するように構造化されることが提供される。

第１着色酸化物は、好ましくは、Ｃｏ、Ｍｎ又はそれらの混合物群からの酸化物である。

また、本発明の主題は、歯科用修復物、例えば、歯冠、部分歯冠、ブリッジ、ベニヤ、アバットメント、特に、歯冠を有するアバットメントとしての解剖学的アバットメントの製造のための多層ブランクであって、異なる組成の１種以上のセラミック材料の少なくとも１つの最下層及び１つの最上層を含み、層が、少なくとも１種の第１着色酸化物を含有し、第２着色酸化物を含有する最下層における第２着色酸化物の割合は、最上層における割合より高い、多層ブランクである。

さらに、少なくとも一部の層は、Ｐｒ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｔｂ群から好ましく選択される第２着色酸化物を有するべきである。最下層における第２着色酸化物の割合は、従来技術による最上層における割合より高い。

特に、第１着色酸化物の割合は、最下層から始まって層毎に高くなり、第２着色酸化物の割合は、最下層又は第２着色酸化物を含有する層から始まって層毎に低くなる。

例えば、最上層が第２着色酸化物を含有しない場合、又は多層ブランクの連続層が全て同じ割合の着色酸化物を有する場合、本発明から逸脱することは当然ない。それとは関わりなく、第１着色酸化物を含有する最下層における第１着色酸化物の割合は、第１着色酸化物を含有する最上層における第１着色酸化物の割合より低い。

本発明は、特に、最下層における第１着色酸化物の割合Ａ１が０ｐｐｍ＜Ａ１≦１００ｐｐｍであり、かつ／又は最上層における第１着色酸化物の割合Ａ２が１０ｐｐｍ≦Ａ２≦２００ｐｐｍであり、Ａ２＞Ａ１であることを特徴とする。

特に、本発明は、第１着色酸化物の割合が層毎に連続的に変化することを提供する。

層の数は、従来技術に従って選択することができる。特に、２～７層、好ましくは、３又は４層が提供される。

本発明は、歯科用修復物、例えば、歯冠、部分歯冠、ブリッジ、ベニヤ、アバットメント、特に解剖学的アバットメントを特徴とする。該修復物は、少なくとも１つの根元側に広がる最下層と、切端側に広がる最上層と、好ましくは、これらの間に広がる少なくとも１つの中間層とを有し、これらの層は、最上層におけるより低い割合で、最下層に含有される少なくとも１種の第１着色酸化物を含有する。第１着色酸化物は、特に、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｉ、Ｃｒ群からの少なくとも１つの酸化物であり、Ｃｏ_３Ｏ_４もしくはＭｎＯ_２又はそれらの混合物が好ましい。

歯科用修復物は、さらに、Ｐｒ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｔｂ群からの第２色酸化物を含有しなければならない。最下層における割合は、最上層におけるより高い。

歯科用修復物は、特に、セラミック材料として、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び／又は酸化セリウム（ＣｅＯ_２）及び／又は酸化スカンジウム（ＳｃＯ_３）及び／又は酸化イッテルビウム（ＹｂＯ_３）、特に、酸化イットリウムが加えられた酸化ジルコニウムを含有しなければならない。最下層の材料は、室温で安定化された結晶形態の色及び／又は割合が最上層の材料とは異なる。

ここから図面に切り替えて、図１を参照すると、歯科用修復物用ブランクがどのようにして製造されるかが純粋に原則として明らかになるであろう。このため、図１ａによれば、第１セラミック材料が、プレス型１０に充填され、この実施態様では、酸化イットリウム安定化二酸化ジルコニウムが、基材又はマトリックス材料として充填され、下記組成（重量％）を有することができる。

ＨｆＯ_２＜３．０
Ａｌ_２Ｏ_３＜０．３
技術的に避けられない不純物＜０．２（例えば、ＳｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ）
Ｙ_２Ｏ_３ ４．５～１３．０
第１着色酸化物としてのＣｏ_３Ｏ_４＞０ｐｐｍ～２００ｐｐｍ
第２着色酸化物としてのＦｅ_２Ｏ_３及びＥｒ_２Ｏ_３ ２，０００ｐｐｍ～８，０００ｐｐｍ
ＺｒＯ_２＝１００％－（Ｙ_２Ｏ_３＋Ａｌ_２Ｏ_３＋ＨｆＯ_２＋不可避の不純物＋第１着色酸化物＋第２着色酸化物）

第１層１４の導入後、その表面を平滑化し（図１ａ）、ついで、構造化する（図１ｂ）。この目的のために、図面に従って、ジグザグ形状を有するエッジを有する平板要素１６を使用することができる。平板要素１６は、回転しながら表面１８に入り込み、構造２６を形成する。構造２６は、隆起及び窪みにより、すなわち、要素１６により、同心円状に広がる山と谷とからなる。

一実施態様によれば、例えば、ＶＩＴＡ色Ａ３の歯を製造するために、第１着色酸化物の割合は、３～８ｐｐｍの範囲とすることができ、１種以上の第２着色酸化物の割合は、６，５００ｐｐｍ～７，０００とすることができる。

ついで、第２セラミック材料２４を型１０に導入する（図１ｃ）。第２セラミック材料２４は、第１及び第２着色酸化物を除き、第１層１４のそれに対応するか又は異なることができる。特に、第２層の材料は、酸化イットリウムの割合に関して第１層１４のセラミック材料とは異なるように提供される。また、第１着色酸化物と第２着色酸化物とにも差がある。Ｃｏ_３Ｏ_４の形態での第１着色酸化物の割合は、第１層１４におけるより高い。特に、Ｃｏ_３Ｏ_４の割合は、１５～２０ｐｐｍの範囲にある。第２着色酸化物の割合は、第１層１４と比較して低く、５，５００～６，０００ｐｐｍの範囲とすることができる。

加えて、酸化イットリウムの割合は、最下層又は底部層から最上層又は上部層に向かって高くなる。

値の範囲に関して、本発明の教示によれば、第２層における第１着色酸化物は、第１層１４におけるより割合が高く、逆に、第２着色酸化物は、第１層１４におけるより第２層２４において割合が低いことに留意すべきである。

ついで、第２層２４の表面を平滑化し、対応する更なる層を適用することができるように構造化し、酸化物の割合を、第１着色酸化物が増加し、第２着色酸化物の割合が低くなるように、本発明の教示に従って選択する。

最上層又は上部層において、第１着色酸化物の割合（例えば、この実施態様では、Ｃｏ_３Ｏ_４である）は、３５ｐｐｍ～４５ｐｐｍとすることができ、第２着色酸化物の割合は、４，０００ｐｐｍ～５，０００ｐｐｍとすることができる。

一旦、全ての層が導入されると、それらをユニットとしてマトリクスに圧縮する（図１ｄ）。圧縮（矢印３０）を、例えば、１，０００ｂａｒ～２，０００ｂａｒの圧力で行うことができる。ついで、予備焼結を、例えば、８００℃～１，０００℃の温度で、例えば、１００分～１５０分の期間行う。

対応するブランク１４０は、セラミック材料に加えられた着色酸化物の結果として、図２に示されたように、色強度及び半透明性の段階的変化を示す。この実施態様において、ブランク１４０は、底部又は最下層１４２、中間層１４４及び上部又は最上層１４６を有する）。第１着色酸化物、例えば、Ｃｏ_３Ｏ_４の割合は、最下層１４２から最上層１４６の方向に高くなる。対照的に、第２着色酸化物の割合は、底部層（最下層１４２）から上部層（最上層１４６）の方向に低くなる。

灰色の酸化コバルトの割合は、底部層から上部層の方向に、すなわち、象牙質領域から切端領域に向かって高くなるが、驚くべきことに、ブランクから製造される歯科用補綴物の切断領域において天然歯の切断領域に対応する半透明性を達成することができ、驚くべきことに、灰色の酸化コバルトは、切端領域をより明るく、より半透明にすることが見出された。

歯科用補綴物、例えば、ブリッジ４２は、現在、ＣＡＤ／ＣＡＭプロセスで対応するブランク４０から製造することができる。この目的で、ブリッジ４２の下部領域が第１又は底部層１４の領域に広がり、切端領域４４が上部層に広がるように、ミリングプログラムが設計される。象牙質領域は、底部領域１４に広がり、切端領域は、天然歯の半透明性に非常に近い半透明性を有する上部領域に広がる。

酸化イットリウム含量の点で異なる酸化ジルコニウムの層が使用される場合には、その強度は、さらに影響される場合がある。このため、上部層中の酸化イットリウムの割合は、予備焼結後の立方晶相の割合が、正方晶相が９０％を超えるべきである底部層１４中の割合よりかなり高くなるように選択することができる。上部層では、立方晶相の割合は、３０％～４９％であるべきである。残部は、実質的に正方晶相である。

これらの異なる結晶相は、底部層において酸化イットリウムの割合が４．５～７重量％の範囲にあり、上部層において７～１３．０重量％の範囲にあり、第１層１４における割合が上部層におけるより低いという点で達成される。

Claims (11)

1. 歯冠、部分歯冠、ブリッジ、ベニヤ、又はアバットメントである歯科用修復物（４２）を製造するための多層ブランク（４０）であって、
   異なる組成の１種以上のセラミック材料の、少なくとも１つの最下層（１４）と１つの最上層とを有し、
   これらの層は、少なくとも１種の第１着色酸化物を含有し、
   第１着色酸化物は、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ群からの少なくとも１種の酸化物、又はそれらの混合物であり、最下層（１４）における第１着色酸化物の割合Ａ１が、０ｐｐｍ＜Ａ１≦１００ｐｐｍであり、最上層における第１着色酸化物の割合Ａ２が、１０ｐｐｍ≦Ａ２≦２００ｐｐｍであり、かつＡ２＞Ａ１であり、
   ブランクは、Ｐｒ、Ｂｉ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｕ、Ｔｂ群からの少なくとも１種の第２着色酸化物を含有し、最下層（１４）における第２着色酸化物の割合は、最上層におけるより高い、
   多層ブランク。
2. 前記第１着色酸化物が、Ｃｏ _３ Ｏ _４ 、ＭｎＯ _２ 、又はそれらの混合物である、請求項１に記載の多層ブランク。
3. 第１着色酸化物の割合が、最下層（１４）から始まって層毎に高くなり、かつ／又は第２着色酸化物の割合が、最下層（１４）から始まって層毎に低くなる、請求項１又は２に記載の多層ブランク。
4. 層の数が、２～７である、請求項１～３のいずれか一項に記載の多層ブランク。
5. 基材としてのセラミック材料が、酸化アルミニウム又は酸化イットリウム安定化酸化ジルコニウムであり、酸化イットリウムの割合が４．５～１３．０重量％の範囲にあり、その割合は、最下層から最上層に向かって高くなる、請求項１～４のいずれか一項に記載の多層ブランク。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の多層ブランク（４０）の製造方法であって、
   異なる組成の層（１４，２４）を層毎に型（１０）に導入し、圧縮し、ついで、焼結し、個々の層は、少なくとも１種の着色酸化物を含有し、
   第１着色酸化物として、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ群からの少なくとも１種の酸化物が、１つの着色酸化物として使用され、
   第１着色酸化物を含有する最下層（１４）における第１着色酸化物の割合は、第１着色酸化物を含有する最上層におけるより低く、
   Ｐｒ、Ｅｒ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｖ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｔｂ群からの少なくとも１種の酸化物は、第２着色酸化物として使用され、第２着色酸化物を含有する最下層における第２着色酸化物の割合は、最上層における割合より高い、
   方法。
7. 層（１４）を型（１０）に導入した後、層の表面（１８）を平滑化し、更なる層（２４）を導入し、層の数に応じてこの手順を続け、更なる層（２４）を導入する前に、先の層（１４）の平滑化された表面（１８）を、隆起及び窪みを形成するように構造化し、全ての層（１４，２４）を型（１０）に導入した後に、それらの層をユニットとして圧縮する、請求項６に記載の方法。
8. Ｃｏ、Ｍｎ又はこれらの混合物群からの酸化物が第１着色酸化物として使用される、請求項６又は７に記載の方法。
9. セラミック材料のために、又はセラミック材料として、Ａｌ _２ Ｏ _３ 、ＴｉＯ _２ 、酸化ジルコニウム混晶群
   

   

   
   （式中、Ｍｅは、酸化物の形態で二価、三価又は四価のカチオン（ｎ＝２、３、４、及び０≦ｘ≦１）として存在する金属である）並びに酸化ジルコニウムの正方晶及び／又は立方晶相
   からの少なくとも１種の金属酸化物粉末が使用される、請求項６～８のいずれか一項に記載の方法。
10. セラミック材料として、酸化イットリウム安定化二酸化ジルコニウムが使用される、
    請求項９に記載の方法。
11. 最下層（１４）が、象牙質領域のためのブランク（４０）から製造される修復物（４２）のために使用され、最上層が切端領域のために使用される、請求項６～１０のいずれか一項に記載の方法。

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