JP7478093B2 - 歯科補綴物用ブロック体の製造方法、歯科補綴物の製造方法 - Google Patents
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Description
これに加えて歯科補綴物は複雑な凹凸を有しており、複雑な形状を例えばチッピング等の不具合を生じることなく短時間で機械加工することも重要である。このような短時間で加工できる材料とすることにより、さらに迅速な歯科補綴物の作製が可能となる。
これにより、切削加工で歯科補綴物を作製しやすいブロック体となる。
SiO2を60質量%以上80質量%以下、
Li2Oを10質量%以上20質量%以下、
Al2O3を3質量%以上15質量%以下。
SiO2の含有量が60質量%未満、又は80質量%を超えると、均質なブロック体を得ることが困難となる。より好ましくは65質量%以上75質量%以下である。
Li2Oの含有量が10質量%未満、又は20質量%を超えると、均質なブロック体を得ることが困難となるとともに、機械加工性が低下する傾向がある。より好ましくは12質量%以上18質量%以下である。
Al2O3の含有量が3質量%未満であると、二ケイ酸リチウムが主とする結晶相として析出するが、機械加工性が低下する傾向がある。一方、15質量%を超えると、主とする結晶相が二ケイ酸リチウムでなくなり、強度が低下する傾向がある。より好ましくは3質量%以上7質量%以下である。
Na2O:2.8質量%以下
K2O:10質量%以下
CaO:3質量%以下
SrO:10質量%以下
BaO:10質量%以下
MgO:3質量%以下
Rb2O:2.8質量%以下
Cs2O:2.8質量%以下
Fr2O:2.8質量%以下
BeO:3質量%以下
RaO:10質量%以下
この工程では急加熱をすることがよいため、ガラスブランク製造工程にてメタケイ酸リチウム結晶の生成温度未満、好ましくは400℃以下、より好ましくは100℃以下、さらに好ましくは室温にまで冷却されたガラスブランクを、二ケイ酸リチウム結晶の生成温度以上融点未満、より好ましくは、750℃以上900℃以下の範囲の雰囲気に晒すために、例えば炉等の加熱装置に入れることにより加熱を行う。加熱時間はガラスブランク内の主とする結晶相が二ケイ酸リチウムとなるまでである。従って限定されることはないが、20分以上とすることができる。当該時間の上限は特に限定されることはないが、6時間以下とすることができる。
温度が二ケイ酸リチウム結晶の生成温度に満たないと、主とする結晶相が二ケイ酸リチウムである二ケイ酸リチウムブランクが得られなくなる虞がある。一方、二ケイ酸リチウム結晶の融点以上の温度とすると軟化する虞がある。
そしてこの急加熱の後は加熱を停止し、室温にまで冷却することにより主とする結晶相が二ケイ酸リチウムである歯科補綴物用ブロック体が得られる。この冷却は炉内で行われ炉内の自然冷却の中でゆっくりとした温度変化による徐冷で行われることが好ましい。
ここで「主とする結晶相」とは、X線回折装置による分析により観測される結晶相中、結晶析出割合が最大の結晶相を意味する。
これに対して本形態によれば、主とする結晶相が二ケイ酸リチウムであるブロック体であっても、主とする結晶相がメタケイ酸リチウムである加工し易いブロック体の加工と同等以上の条件で切削や研削が可能である。そして加工した後に熱処理が必要ないので形状が変わることなく機械加工の精度を維持したまま歯科補綴物とすることができる。
なお、表れている結晶のうち、抽出すべき0.5μm以上の長さを有する結晶を、二ケイ酸リチウムによる結晶のみに限ってもよい。
これにより、主とする結晶相が二ケイ酸リチウムであるブロック体としても、従来の加工し易いブロック体(例えば主とする結晶相がメタケイ酸リチウムであるブロック体。)の加工と同等以上の条件で切削や研削が可能となる。そしてこれによれば、例えば主とする結晶相がメタケイ酸リチウムであるブロック体で必要とされる加工後の熱処理を必要としないので、形状が変わることなく機械加工の精度を維持したまま歯科補綴物とすることができる。
図1に示したブロック体10を例にすると、最も大きい方向(図1の例では高さ方向)において、中央A1、全高Hに対して端面から10%の位置の2つの端部A2、及び端部A3における3つの切断面を得る。図3には3つの切断面のうち中央A1における切断面を示した。
そして中央A1、端部A2、端部A3における切断面において、点線で示した中央B1、当該B1に対して幅W方向に隣り合い、全幅Wに対して端部から10%の位置の2つの端部B2、及び、中央B1に対して奥行きD方向に隣り合い、全奥行きDに対して端部から10%の位置の2つの端部B3のそれぞれについて、図2のような5μm×5μmの視野で走査型電子顕微鏡画像を得る。従って、1つの切断面当たり5つ、全部で15枚の当該画像を得る。得られる画像の例を図4の上部に示した。
そして、これら個別の比率の平均値を算出し、これを比率とする。
また、上記比率を測定した15か所において、倍率200倍の顕微鏡写真で着色材の粒状物が視認されないことが好ましい。
これら空隙や粒状物は、母材との界面を生じ、機械加工性に影響を与える虞がある。また、着色材の粒状物の存在は歯科補綴物の色むらの原因となる虞もある。
このような歯科補綴物用ブロック体は、粉末成型ではなく、上記のように材料の溶融によって成型することにより確実に実現が可能となる。
なおブロック体は幅Wが14mm、奥行きDが12mm、高さHが18mmの直方体である。
各例について、表1に示した材料をその割合に応じて混ぜて1300℃にて3時間溶融し、溶融ガラスを得た(溶融工程)。次いで得られた溶融ガラスを型に流し込み、室温まで冷却することによりガラスブランクとした(ガラスブランク作製工程)。そして、表1に記載した熱処理温度に予熱した炉にガラスブランクを投入し、同熱処理温度にて30分間維持した(急加熱による熱処理)。その後室温まで徐冷し(冷却工程)ブロック体を得た。
各例について、表1に示した材料をその割合に応じて混ぜて1300℃にて3時間溶融し、溶融ガラスを得た(溶融工程)。次いで得られた溶融ガラスを型に流し込み、室温まで冷却することによりガラスブランクとした(ガラスブランク作製工程)。そして、得られたガラスブランクを加熱し、650℃で60分間維持し、続いて850℃に昇温して10分間維持した(従来加熱による熱処理)。その後室温まで徐冷し(冷却工程)ブロック体を得た。
また、表1には、熱処理の種類、急加熱の例では熱処理温度、得られたブロック体の主結晶相の種類(「LDS」は二ケイ酸リチウム、「LS」はメタケイ酸リチウム)、上記説明した方法により得た0.5μm以上の長さの結晶が占める比率(%)、及び、機械加工性をそれぞれ表した。なお、表1の成分の項目における空欄は0質量%を表している。
(参考1)メタケイ酸リチウムを主結晶相としたブロック体であり、SiO2が72.3質量%、Li2Oが15.0質量%、Al2O3が1.6質量%の割合で含まれている。
(参考2)メタケイ酸リチウムの結晶相と二ケイ酸リチウムの結晶相とが概ね同じ割合で含有されたブロック体であり、SiO2が56.3質量%、Li2Oが14.7質量%、Al2O3が2.1質量%の割合で含まれている。
実施例及び比較例について、セラミック加工機(CEREC(登録商標) MC XL;シロナデンタルシステムズ株式会社製)で加工した際の参考1、参考2のブロック体に対する、加工時間、工具の消耗具合、及びチッピングの程度をそれぞれ評価した。参考1、参考2のブロック体と比較して加工時間、工具の消耗具合、及びチッピングのいずれについても良好であるものを「良好」、加工時間、工具の消耗具合、及びチッピングのいずれかにおいて参考1、参考2のブロック体と比較して同等未満であったものを「不良」で表した。
実施例1と比較例1、実施例2と比較例2、実施例3と比較例3、及び実施例4と比較例4は着色材以外の成分が同じであるにも関わらず、製造工程が異なることで機械加工性及び比率が大きく異なることもわかる。比較例5は主結晶相として二ケイ酸リチウムを得ることができず、比較例6では軟化が生じた。
なお、実施例及び比較例のいずれのブロック体も必要な強度は具備していた。また、空隙や粒状物についても上記した好ましい条件を満たしていた。
Claims (5)
- 歯科補綴物とするための機械加工をする前のブロック体を製造する方法であって、
400℃以下のガラスブランクを、予熱することなく800℃以上900℃以下の雰囲気に晒して該雰囲気の温度を変更することなく主とする結晶相が二ケイ酸リチウムになるように1回のみ加熱する工程、及び、前記加熱する工程の後に徐冷する工程を含み、
前記加熱する工程及び前記徐冷する工程は、前記ブロック体の切断面の一部を拡大した視野で観察した場合に、前記拡大した視野に存在する全ての結晶において0.5μm以上の長さを有する結晶が占める面積の総和の、前記拡大した視野の面積に対する比率が1%以下となるように行われる、
歯科補綴物用ブロック体の製造方法。 - 前記雰囲気に晒すことが前記ガラスブランクを加熱装置に入れることである請求項1に記載の歯科補綴物用ブロック体の製造方法。
- 前記歯科補綴物用ブロック体は、SiO2を60質量%以上80質量%以下、Li2Oを10質量%以上20質量%以下、及び、Al2O3を3質量%以上15質量%以下、で含む、請求項1又は2に記載の歯科補綴物用ブロック体の製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の製造方法により歯科補綴物用ブロック体を製造し、前記歯科補綴物用ブロック体を機械加工する工程を含む、歯科補綴物の製造方法。
- 前記機械加工が切削加工である、請求項4に記載の歯科補綴物の製造方法。
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