JPH0211536B2

JPH0211536B2 -

Info

Publication number: JPH0211536B2
Application number: JP60262134A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Shibuya; Akira Matsui; Yoshinori Morita
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1985-11-20
Publication date: 1990-03-14
Also published as: JPS62123042A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、齲蝕又は外傷などによつて欠損され
た歯質を充填・補綴するための優れた審美性を有
する歯科材料用結晶化ガラス及びその製造方法に
関するものである。従来技術従来より一般に歯質の欠損を充填又は補綴する
目的を以て、アマルガム銀合金、貴金属、準貴金
属、非貴金属又はその合金、陶材、メタルボンド
と呼ばれる金属と陶材との複合法、シリケートセ
メント、リン酸亜鉛セメント、グラスアイオノマ
ーセメント、カルボキシールセメントなどの無機
セメント、合成樹脂及びコンポジツトレジンと呼
ばれる高分子と無機強化フイラーの複合体からな
るもの等が使用されている。しかしながら金属は
鋳造によつて高精度の形状のものが出来、物性は
ほぼ満足すべきであるが、その色調が生体歯牙と
全く異なり、金属により有害イオンを溶出し、口
腔内での安定性に欠けている。陶材及びメタルボ
ンドの場合は、口腔内での安定性は良く、生体歯
牙と調和した色調が得られるが、製作に陶材粉末
の盛付、焼成、形態修正といつた繁雑な工程が必
要である。更に、コンポジツトレジンの場合は、
製作も容易で色調も良好であるが、磨耗や変色が
生じ、口腔内での耐久性に問題がある。発明の目的本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、
生体歯牙と色調物性が近似しており、生体親和性
が良く、口腔内で安定し、鋳造によつて製作可能
な歯質の充填・補綴を行うことが出来る歯科材料
用晶化ガラスおよびその製造方法を提供すること
を目的とする。発明の構成歯科材料として半透光性を有する結晶化ガラス
を得るためには、析出結晶粒子サイズを1μ以下
にすることが必要である。本発明は、結晶粒子サ
イズが比較的小さいリン酸カルシウム系結晶を析
出するアルカリ−CaO−P₂O₅−Al₂O₃−SiO₂系結
晶化ガラスに結晶粒子サイズを小さく緻密にする
TiO₂を必須成分として含有させるところに最大
の特徴がある。即ち本発明の歯科材料用結晶化ガ
ラスは、重量％でP₂O₅5〜30％、CaO12〜40％、
SiO₂20〜55％、MgO4〜20％、Al₂O₃10.1〜25％、
R₂O（ＲはLi、NaまたはＫ）0.5〜12％、TiO₂0.5
〜15％、ZrO₂0〜10％の組成を有し、リン酸カル
シウム系結晶を析出することを特徴とする。こう
してできた結晶化ガラスの色調は乳白色を呈する
が、生体歯牙は通常黄色を帯びており、これに近
い外観を有する歯科材料を得るためには着色する
ことが必要である。本発明において結晶化ガラス
を着色する方法は２通りある。まず１つは、ガラ
ス組成中に着色剤を添加し、結晶化ガラス自体を
着色する方法で、着色剤としてCeO₂、MnO₂、
Nd₂O₃、V₂O₅、センイ金属酸化物及び貴金属の
酸化物、貴金属のハロゲン化物、貴金属の塩から
選ばれた１種または２種以上を合量で0.01〜５％
添加する。別の１つは、結晶化ガラスを歯冠に成
形して後、外側あるいは内側に所望の色の上薬を
かけて着色する方法である。本発明の結晶化ガラスは、審美性に優れたもの
を得るため、前記したようにアパタイトやβ−ト
リカルシウムホスフエートなどのリン酸カルシウ
ム結晶を析出させることを特徴とするが、これ以
外にも焼成条件により、結晶サイズの小さいβ−
石英固溶体やネフエリンなどのアルミノケイ酸塩
系結晶を析出させると、優れた審美性を保ち強度
が向上した歯科材料を得ることができる。本発明の歯科材料用結晶化ガラスの製造方法
は、上記組成を有するガラス原料を溶融した後、
鋳型内に注入して成型し、鋳型から取り出し、加
熱処理することによつてリン酸カルシウム系結晶
を析出させることに特徴とする。鋳型方法として
は、遠心鋳造法や真空鋳造法等が掲げられる。す
なわち遠心鋳造法とはバネ式又はモーター式遠心
鋳造機に鋳型をセツトし、1500℃に溶融したガラ
スを適当量鋳型に注ぎ、直ちに遠心回転をスター
トする方法である。また真空鋳造法とは、カーボ
ン又は白金ルツボ中にガラスを入れ、その周囲に
セツトされた加熱器によつて1500℃に昇温して溶
融する。溶融後、鋳型をセツトし、鋳造機内の空
気を真空ポンプで減圧し、減圧が完了した時点で
ルツボを反転して鋳型内にガラスを鋳造する方法
である。本発明の結晶化ガラスの組成範囲を上記のよう
に限定したのは次の理由による。 P₂O₅が５％より少ない場合は、生体歯牙の構
成成分であるアパタイト等のリン酸カルシウム系
結晶の析出量が少なくなり、30％より多い場合
は、ガラスの失透性が高く、均一なガラスが得ら
れない。 CaOが12％より少ない場合は、リン酸カルシウ
ム系結晶の析出量が少なくなり、40％より多い場
合は、結晶サイズの大きな異種結晶が析出し、結
晶化ガラスの半透光性が損なわれる。 SiO₂が20％より少ない場合は、ガラスの失透
性が高くなると共に、溶融、成形が困難となり、
55％より多い場合は、融液の粘度が高くなり、鋳
造が不可能になる。 MgOが４％より少ない場合は、ガラスの失透
性が高くなると共に、鋳造成形が困難になり、20
％より多い場合は、鋳造後の熱処理の際にガラス
が軟化流動し、寸法精度が悪くなる。 Al₂O₃が10.1％より少ない場合は、均質な鋳造
物が得がたく、また結晶化工程においてアルミノ
ケイ酸塩結晶の粒子サイズが大きく析出状態が不
均質になるため審美性が損なわれる。25％より多
い場合は、ガラスの溶融温度が上がり、鋳造成形
が困難になる。 R₂O即ちLi₂O、Na₂O、K₂Oの３成分は、ガラ
スを均一に溶解し易くすると同時にアパタイトな
どのリン酸カルシウム結晶以外の析出結晶、すな
わち歯冠としての審美性を損なわずに強度を上げ
る効果をもたらすβ−石英固溶体やヌフエリン等
のアルミノケイ酸塩系結晶を析出させる。しかし
ながら上記３成分の合量が12％より多い場合は、
ガラスの耐久性が悪くなり、0.5％より少ない場
合は、ガラスが失透しやすくまたアルミノケイ酸
塩系結晶が析出しにくくなる。 TiO₂は、析出結晶の粒子サイズを小さくする
ことによつて鋳造後の結晶化工程において材料を
半透光に優れたものにするための成分で、0.5％
より少ない場合は、析出結晶の粒子サイズが大き
くなりすぎて半透光性が失われる。また、TiO₂
が15％、ZrO₂が10％より多い場合は、ガラスの
結晶化が強くなりすぎて真白な結晶体となり半透
光性結晶化ガラスを得ることができない。また本発明は着色剤としてCeO₂、MnO₂、
Nd₂O₃、V₂O₅、センイ金属酸化物及び貴金属の
酸化物、貴金属のハロゲン化物、貴金属の塩から
選ばれた１種または２種以上を合量で0.01〜５％
添加してなることを特徴とするが、その添加量が
0.01％より少ない場合は、所望の色調を得ること
ができず、５％より多い場合は色調が濃くなりす
ぎる。実施例以下実施例により本発明を説明する。次表は、本発明のガラス組成と生体歯牙のエナ
メル質及びそれらの曲げ強度、ヌープ硬度を示し
たものである。

【表】実施例の表のガラス材料は、次のように調製し
た。実施例のガラス組成になるように調合したバツ
チを酸化物、塩化物、炭酸塩、弗化物などの原料
を用いて調製し、これらを白金るつぼに入れ、電
気炉中で1300〜1500℃で２時間溶融した後、通常
のロストワツクス法を用いて次のように鋳造し
た。即ち用意した原型に溶融したパラフインを流
し込み、パラフインを硬化させ、ワツクス模型を
作製し、該ワツクス模型にガラスを導くためのパ
ラフインのスプール線を溶着して後、燐酸塩系又
はクリストバライト系埋没材に埋没した。埋没材
が硬化した後、徐々に120〜150℃まで昇温してワ
ツクス模型及びスプール線を焼却して後、徐々に
昇温して700〜800℃で継留することによつて鋳型
を作製した。一方、均一溶融された小さなブロツ
クを1300〜1500℃に再溶融したガラス融液を該鋳
造型の上面に注ぎ、遠心鋳造機を用いて鋳造を完
成した。さらに本発明のガラスを前記のように溶
融した後、ブロツク状に成形し、この成形物を５
×５×30mmの角柱に光学研磨して曲げ強度、ヌー
プ硬度を測定した。鋳造したガラス体は、鋳型からはずして結晶化
するためガラス組成によつては、少々ガラス体の
軟化変形が結晶化工程で起こり、寸法精度を悪く
するので、この様なときは軟化変形がおきない様
にAl₂O₃やZrO₂などのガラス体と不活性である粉
末をガラス体内面（歯冠でいう内面）に充填して
結晶化工程に供する必要がある。結晶化は60〜
240℃／hrでガラス体を昇温加熱し、750〜950℃
で30〜120分保持することで、アパタイト結晶ま
たはβ−トリカルシウムホスフエートなどのリン
酸カルシウム結晶等を析出する審美性に優れた半
透明の結晶化ガラスを得ることができた。また試料No.４のガラス組成に１％のCeO₂を添
加して、1500℃で２時間溶融した後、ロストワツ
クス法で鋳造し、950℃で１時間結晶化を行なつ
たところ、アパタイト、ネフエリン結晶が析出
し、黄色を帯びた半透明の生体歯牙の外観に近似
した結晶化ガラスが得られた。発明の効果以上のように本発明のリン酸カルシウム系結晶
化ガラスは、生体歯牙と色調がよく、生体親和性
に優れ、鋳造によつて製造可能であるため寸法精
度の高い人工歯、とくに歯質の充填・補綴を行う
ことができる人工歯科材料を安価に生産すること
ができる。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％でP₂O₅5〜30％、CaO12〜40％、
SiO₂20〜55％、MgO4〜20％、Al₂O₃10.1〜25％、
R₂O（ＲはLi、NaまたはＫ）0.5〜12％、TiO₂0.5
〜15％、ZrO₂0〜10％の組成を有し、リン酸カル
シウム系結晶を析出することを特徴とする審美性
に優れた歯科材料用結晶化ガラス。２着色剤としてCeO₂、MnO₂、Nd₂O₃、V₂O₅、
センイ金属酸化物及び貴金属の酸化物、貴金属の
ハロゲン化物、貴金属の塩から選ばれた１種また
は２種以上を合量で0.01〜５％添加してなる特許
請求の範囲第１項記載の審美性に優れた歯科材料
用結晶化ガラス。３重量％でP₂O₅5〜30％、CaO12〜40％、
SiO₂20〜55％、MgO4〜20％、Al₂O₃10.1〜25％、
R₂O（ＲはLi、NaまたはＫ）0.5〜12％、TiO₂0.5
〜15％、ZrO₂0〜10％の組成を有するガラス原料
を溶融し、鋳型内に注入して成形した後、鋳型か
ら取り出して加熱処理することによつてリン酸カ
ルシウム系結晶を析出させることを特徴とする審
美性に優れた歯科材料用結晶化ガラスの製造方
法。４着色剤としてCeO₂、MnO₂、Nd₂O₃、V₂O₅、
センイ金属酸化物及び貴金属の酸化物、貴金属の
ハロゲン化物、貴金属の塩から選ばれた１種また
は２種以上を合量で0.01〜５％添加してなる特許
請求の範囲第３項記載の審美性に優れた歯科材料
用結晶化ガラスの製造方法。５加熱処理した後、上薬を施してなる特許請求
の範囲第３項記載の審美性に優れた歯科材料用結
晶化ガラスの製造方法。