JPH02153839A - 歯科用結晶化ガラス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、つ食、外傷などによって欠損あるいは変形し
た歯質を充填、補綴するためあるいは審美改善するため
に用いられる歯科用結晶化ガラスに関するものである。

［従来の技術］ 従来より欠損あるいは変形した歯質を充填、補綴するの
に用いる歯科材料としては、合金、アマルガム、アクリ
ル系レジン、陶材またはこれらの材料を組み合わせたも
のが存在する。

歯科材料には口腔内で不活性でありながら生体親和性が
良く、咀しやく力に耐え、比較的単純な製作工程によっ
て寸法精度の高い形状を得る事が出来、かつまた天然歯
と同様の審美性を有することが要求されるが、これらの
条件を全て満足する材料は未だ存在しないのが現状であ
る。

すなわち合金やアマルガムは、天然歯と外観が異なるな
め審美性が悪く、一方アクリル系ポリマーや陶材は審美
性に優れているが、強度的に弱いため咀しやく力に耐え
ない事が多い、またこれらの材料を組み合わせてなる複
合構造物、例えば金属焼付陶材は咀しやく力に耐え、審
美性も良好であるが、為害作用が生じる恐れがあり、且
つ製作するのに高度な反衝が要求される。

また近年、歯科治療の分野において、上記材料に代わる
歯科材料として結晶化ガラスが注目を浴びており、現在
までに各種の歯科用結晶化ガラスが提案されている。現
在提案されている歯科用結晶化ガラスは大きく２つの系
に分かれ、すなわち１つは特開昭５８−１９９７４２号
公報に開示されているようなマイカ系結晶を析出させる
もの、またもう１つは特公昭６３−１０９３９号公報に
開示されているようなアパタイト結晶等のリン酸カルシ
ウム系結晶を析出させるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ 元肥したように２つの系に分かれる歯科用結晶化ガラス
は、総じて天然歯と同様の審美性を有し、且つ色々な形
状に成形することが可能であるが、各々一長一短がある
。すなわちマイカ系結晶を析出する結晶化ガラスは、脆
性が無く、点衝撃に対して抗することができ、且つ破壊
を伝播することがないが、相対的に生体親和性に乏しく
、また寸法精度が悪いという欠点があり、またリン酸カ
ルシウム系結晶を析出する結晶化ガラスは、歯肉組織等
との生体親和性に優れているが、強度が相対的に弱く、
特に傷に対する強度劣化が大きいという欠点がある。

本発明の目的は、先記した歯科材料に要求される特性を
全て満足し、特に従来の歯科用結晶化ガラスに備わって
いなかった優れた生体親和性と高い機械的強度を兼ね備
えた歯科用結晶化ガラスを提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者等は種々の研究を重ねた結果、各ガラス組成の
含有量を厳密に規制することによってガラス中に所望の
量の四球化フルオロマイカ系結晶とリン酸カルシウム系
結晶を析出させて優れた生体親和性と高い機械的強度を
有する結晶化ガラスを得ることができることを見い出し
た。

すなわち本発明の歯科用結晶化ガラスは、重量百分率で
５ｉ０２　４０．０〜７０．０％、ＭｇＯ　５．０〜３
４．０％、Ｆ　　１．８〜１１．０％、＾１２０３０〜
２．０％、Ｋ２Ｏ　４．０〜２０．０％、ＺｒＯ２０〜
７．、０２０〜７．０％、Ｔａ２０５　０．５〜１５．
０％、ＣａＯ０．ＯＩ〜２Ｕ、０％、Ｐ２Ｏ５０，０１
〜２θ、０％の組成を有し、本質的にれ２０を含有せず
、四球化フルオロマイカ系結晶とリン酸カルシウム系結
晶を析出してなることを特徴とする。

また本発明の歯科用結晶化ガラスは、好ましくは重量百
分率で５ｉ０２　４２．０〜６５．０％、ＭｇＯ７，０
〜２５．０％、Ｆ２，５〜８．０％、＾１□０，０〜１
．９％、Ｋ２Ｏ８，０〜ＩＬＯ％、ＺｒＯ２０〜６．０
％、Ｔａ２Ｏ３ｔ、ｏ〜１０．０％、ＣａＯ　０．５〜
１０．０％、Ｐ２Ｏ５０，５〜１０．０％の組成を有し
、本質的にれ２０を含有しないことを特徴とする。

本発明の歯科用結晶化ガラスの組成範囲を上記のように
限定したのは以下の理由による。

５ｉ０２は、四球化フルオロマイカ系結晶（にＭｇ２．
５Ｓｉ４０１゜Ｆ２）の構成成分であると共にガラスマ
トリックス相の強度を向上する成分であるが、４０．０
％より少ない場合はガラスを結晶化熱処理する際にガラ
スが軟化変形しやすくなり、７０．０％より多い場合ガ
ラスの溶融が困難になり、均一なガラスが得難くなる。

ＭｇＯは、四球化フルオロマイカ系結晶の構成成分であ
るが、５．０％より少ない場合は四球化フルオロマイカ
系結晶の析出量が極端に少なくなるため傷に対する強度
劣化が大きくなり、３４．０％より多い場合はガラスを
結晶化熱処理する際にエンスタタイト結晶（ＭｇＯ５ｉ
０３）等の様な異種結晶が析出してガラスが白色化して
審美性が悪くなる。

Ｆは、四球化フルオロマイカ系結晶の構成成分であるが
、Ｌ、８％より少ない場合は四球化フルオロマイカ系結
晶の析出量が極端に少なくなるため傷に対する強度劣化
が大きくなり、１１．０％より多い場合はガラスを結晶
化熱処理する際にガラスが軟化変形しやすくなる。

Ａ　Ｉ　２０．は、リン酸カルシウム系結晶を安定化さ
せて化学耐久性を良好にする成分であるが、２．０％よ
り多い場合はガラスを結晶化熱処理する際に異種結晶で
あるアイオライド結晶（Ｍｇ２Ａ！４Ｓｉ５０□８）が
析出しやすくなり好ましくない。すなわちアイオライド
結晶が析出するとガラスが白濁して審美性が悪くなると
共に硬度が高くなりすぎるという問題が生じる。

Ｋ２Ｏは、四球化フルオロマイカ系結晶の構成成分であ
るが、４．０％より少ない場合はエンスタタイト結晶等
の異種結晶が析出するためにガラスが白濁して審美性が
悪くなり、２０．０％より多い場合はガラスを結晶化熱
処理する際にマイカ系の粗大結晶が析出して均一なガラ
スが得難くなる。

ｌｒｏ□は、四球化フルオロマイカ系結晶の大きさを制
御する成分であるが、７．０％より多い場合はエンスタ
タイト結晶等の異種結晶が析出してガラスが白濁する。

Ｔａ２０５は、ガラスを安定化させて四球化フルオロマ
イカ系結晶の粒径を小さく制御すると共にエンスタタイ
ト結晶等の異種結晶の析出を抑えることによって半透光
性を維持させ、且つ耐酸性及び耐水性を増す成分である
が、０．５％より少ない場合は上記効果が得られず、１
５，０％より多い場合は逆にエンスタタイト結晶等の異
種結晶が析出しやすくなる。

ＣａＯ及びＰ２Ｏ５は、リン酸カルシウム系結晶の構成
成分で生体ｄ−ｑ性を良好にするなめに含有する成分で
あり、その含有量は各々０．０１〜２０．０％である。

ＣａＯ及びＰ２Ｏ５が各々０．０１％より少ない場合は
アパタイト結晶（Ｃａｔｏ（ＰＯａ）６０）やトライカ
ルシウムホスフェート結晶（３ＣａＯＰ２０ｓ　＞等の
リン酸カルシウム系結晶の析出がほとんどなく生体親和
性に乏しくなり、各々２０．０％より多い場合はガラス
が失透しやすく均一なガラスが得難くなり、且つ大きな
粒径のアパタイト結晶が析出して審美性が悪くなる。

本発明の歯科用結晶化ガラスは、半透明の乳白色の色調
を呈しており、天然歯の外観と近似しているが、天然歯
の色調は各人によって微妙に異なっているためガラスを
着色させることによってより天然歯に近似させることが
できる。この着色方法には２通りあり、すなわち１つは
ガラス原料に着色剤としてＣｅＯ２、Ｍａｔ）２、セン
イ金属酸化物、貴金属酸化物、貴金属ハロゲン化物、貴
金属塩等の成分を添加する方法であり、もう１つは結晶
化ガラスを成形した後、上薬を塗布する方法である。

尚、着色剤の添加量はガラス１００％に対して０゜０ト
４％であることが好ましい。すなわち０．０１％より少
ない場合は着色剤としての効果が得られず、また８％よ
り多い場合は着色が濃くなりすぎるため好ましくない。

さらに本発明の結晶化ガラスは、先記した成分以外にも
四球化フロオロマイ力結晶と適合する他の成分及びリン
酸カルシウム結晶と適合する他の成分、具体的には周期
律表第■族、第■族の金属酸化物およびセンイ金属の酸
化物を添加することが可能である。

しかしながら本発明では、Ｎａ２Ｏを含有するとガラス
が分相して均一なガラスが得難くなると共に四球化フル
オロマイカ系結晶の粒径が大きくなって審美性が悪くな
るため好ましくない。

先記した成分から構成される本発明の結晶化ガラスは、
ガラス原料を１３００〜１５５０℃で２〜６時間溶融し
た後、鋳造成形して出来な成形体を６００〜１１５０℃
で約１〜１０時間の熱処理工程を施して製造する。

［実施例］ 以下本発明を実施例に基づいて説明する。

次表は本発明の歯科用結晶化ガラスの実施例（試料Ｎ［
１１〜６）及び比較例（試料＆　７〜９）を示すもので
ある。

以　　下　　余　　白 （重量％） 表の各ガラス試料は、次のように調製しな。

表に示す各ガラス組成になるように調合した原料を白金
るつぼに入れ、電気炉中で約１４５０℃で約４時間溶融
した。次にこの溶融ガラスをブロック状に成形し、約１
０５０〜１０７５℃で約４時間熱処理を行い結晶化ガラ
スを作製しな。粉末Ｘ線法によって各試料の結晶相を観
察したところＮ［Ｌ　１〜７の試料には四球化フルオロ
マイカ結晶とアパタイト結晶が共に析出し、試料Ｎｏ、
８の試料には四球化フルオロマイカ結晶のみが析出し、
また試料Ｎ（Ｌ　９の試料にはアパタイト結晶のみが析
出していた。

こうして出来た結晶化ガラスのブロックを加工して８φ
Ｘ１＋ｓｍのプレート及び３　Ｘ　４　Ｘ　３６ｍｍの
角柱を作製した。表の生体親和性は元肥プレート状に加
工した結晶化ガラスを用い、その平滑面及び粗造面に健
康人の皮膚線維芽細胞を４８時間、３７℃の条件で培養
し、その細胞増殖の程度によって、優、良の二段階で評
価して表に示した。また曲げ強度は、元肥角柱に加工し
た結晶化ガラスを＃６００の研窄紙によって傷を付けた
後、周知の三点荷重試験法によってスパン３０＋＋＋ｒ
ａ、クロスヘツドスピード０．５ｍｍ／分で測定したも
のである。

本発明品（試料ＮＩＬ　１〜６）と従来品（試料ＮＩＬ
　７〜９）の生Ｊ親和性及び曲げ強度を比べると、本発
明品及び試料Ｎａ　７は生体親和性に優れ、且つ高い曲
げ強度を有していたが、試料ＮＩＬ　８は生体親和性が
本発明品に比べて若干劣っており、また試料Ｎ［Ｌ　９
は曲げ強度が極端に低かった。

また元肥各溶融ガラスをロストワッ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ィ
ンを流し込み、パラフィンを硬化させ、ワックス模型を
作製し、該ワックス模型にガラスを導くためのパラフィ
ンのスプール線を溶着した後、エチルシリケート系埋没
材に埋没しな。

埋没材が硬化した後、徐々に１２０〜１５０℃まで昇温
しでワックス模型及びスプール線を焼却し、次いで徐々
に昇温して７００〜８００℃で継留することによって鋳
型を作製した。一方、溶融ガラスを小さなブロックに成
形し、それを１３００〜１５００℃に再溶融したガラス
融液を該鋳型の上面に注ぎ、遠心鋳造機を用いて完成し
た。こうして作製したガラス体を鋳型からはずして約１
０００〜１１００℃で約４時間熱処理した。各試料を目
視によって観察したところ、本発明品はいずれも天然歯
と同等の良好な半透明性を有し審美性に優れていたが、
試料Ｎ［Ｌ７〜９の審美性は本発明品に比べて若干劣っ
ていた。

また本発明品の中でも着色剤を含有させた試料Ｎ１１゜
３とＮＩＬ６が特に天然歯に近い色調を呈し審美性に優
れていた。

［発明の効果］ 以上のように本発明の歯科用結晶化ガラスは、審美性に
優れ、特に優れた生体親和性と高いｔｉｌｔｉ＆的強度
を兼ね備え、さらに鋳造法によって製造することが可能
であるため寸法精度の高い人工歯を得るのに適している
。また本発明の歯科用結晶化ガラスは歯学教育過程にお
ける切削実習用や供覧用としても用いることができるの
は言うまでもない 特許出願人　　日本電気硝子株式会社 代表者　岸　１）清　作

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量百分率でＳｉＯ＿２４０．０〜７０．０％、
   ＭｇＯ５．０〜３４．０％、Ｆ１．８〜１１．０％、Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３０〜２．０％、Ｋ＿２Ｏ４．０〜２０．０
   ％、ＺｒＯ＿２０〜７．０％、ＴａＯ＿５０．５〜１５
   ．０％、ＣａＯ０．０１〜２０．０％、Ｐ＿２Ｏ＿５０
   ．０１〜２０．０％の組成を有し、本質的にＮａ＿２Ｏ
   を含有せず、四珪化フルオロマイカ系結晶とリン酸カル
   シウム系結晶を析出してなることを特徴とする歯科用結
   晶化ガラス。
2. （２）重量百分率でＳｉＯ＿２４２．０〜６５．０％、
   ＭｇＯ７．０〜２５．０％、Ｆ２．５〜８．０％、Ａｌ
   ＿２Ｏ＿３０〜１．９％、Ｋ＿２Ｏ８．０〜１８．０％
   、ＺｒＯ＿２０〜６．０％、Ｔａ＿２Ｏ＿５１．０〜１
   ０．０％、ＣａＯ０．５〜１０．０％、Ｐ＿２Ｏ＿５０
   ．５〜１０．０％の組成を有し、本質的にれ２０を含有
   せず、四珪化フルオロマイカ系結晶とリン酸カルシウム
   系結晶を析出してなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の歯科用結晶化ガラス。