JPH02153841A - 歯科用結晶化ガラスの製造方法 - 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１ 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なめ
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た
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技術が要求される。

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、元肥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の製造方法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、各ガラス原料の
混合割合を厳密に規制し、それを溶融し、成形し、熱処
理することによってガラス中に所望の量の四珪化フルオ
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
スを製造す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の製造方法は、重
量百分率でＳｉＯ□　４０．０〜７０．０％、ＭｇＯ８
゜０〜２３．０％、ＭｇＦｚ　３．０〜７．８％、＾１
゜０３０〜２．０％、Ｋ２Ｏ４，０〜２０．０％、２ｒ
０２＋ＴｉＯ２０，１〜１５．０％、ＣａＯ　０．１〜
２０．０％、Ｐ２Ｏ５０，１〜２０．０％の範囲にある
ガラス原料を溶融し、成形し、熱処理することによって
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
を析出させてなることを特徴とする。

本発明の歯科用結晶化ガラスの製造方法においてガラス
原料の量を上記のように限定したのは以下の理由による
。

ＳｉＯ□は、四珪化フルオロマイカ系結晶＜ＫＭｇ２．
５Ｓｉ４０＋ｏＦｚ）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、四珪化フルオロマイカ系結晶の構成成分であ
るが、８．０％より少ない場合は四珪化フルオロマイカ
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、２３．０％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（ＭｇＯＳｉ
Ｏ，）等の様な異種結晶が析出してガラスが白濁して審
美性が悪くなる。

ＭｇＦ２は、四珪化フルオロマイカ系結晶の構成成分で
あるが、３．０％より少ない場合は四珪化フルオロマイ
カ系結晶の析出量が極端に少なくなって傷に対する強度
劣化が大きく、７．８％より多い場合はガラスを結晶化
熱処理する際に軟化変形しやすくなると共に耐熱性が悪
くなる。

Ａｌ２Ｏ，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５２．０％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（ＭｌｚＡＩ４Ｓ！ｓＯ＋ｇ）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、四珪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□及びＴｉＯ□は、四珪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、０．１％より少ない
場合はこの効果が得られず、１５．０％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するなめガラス
が白濁して審美性が悪くなる。

ＣａＯ及びＰ２Ｏ，は、リン酸カルシウム系結晶の構成
成分で生体親和性を良好にするために含有する成分であ
り、その含有量は各々　０，１〜２０．０％である。Ｃ
ａＯ及びＰ２Ｏ，が各々　０．１％より少ない場合は、
アパタイト結晶（Ｃａ　１０（ＰＯ４）６０）やトライ
カルシウムホスフェート結晶（３ＣａＯＰ２０５　）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。

本発明の方法によって製造される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Ｃｅ
Ｏ２、ＭｎＯ２、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１０
０％に対して０．０１〜８％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。

さらに本発明では、先記した成分以外にも四珪化フロオ
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珪化フル
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。

以下に本発明の歯科用結晶化ガラスの製造方法を具体的
に示す。

先記した崖のガラス原料を１３５０〜１５５０℃で２〜
８時間溶融した後、鋳型内に注入して成形し、次いでこ
の成形体を鋳型から取り出して９５０〜１１５０°Ｃで
約２〜８時間熱処理する。鋳造方法としては、遠心鋳造
法や真空鋳造法等が用いられる。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ットし、
溶融ガラスを適当量鋳型に注ぎ、直ちに遠心回転をスタ
ートして鋳型内にガラスを鋳造する方法である。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、その周囲にセットされた加熱器によってガラスを溶
融した後、鋳造機にセットした鋳型に溶融ガラスを注ぎ
、鋳造機内の空気ポンプで減圧し、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。

［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ＮＩ
Ｌ１〜６）及び比較例（試料Ｎａ７．８）を示表の各ガ
ラス試料は、次のように調製した。

表に示す割合で各ガラス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０次にこの溶融
ガラスをブロック状に成形し、約１０５０〜１０７５℃
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試料Ｎ
ａ　１〜６の結晶化ガラスには四珪化フルオロマイカ結
晶とアパタイト結晶が共に析出し、試料陽７の結晶化ガ
ラスには四珪化フルオロマイカ結晶のみが析出し、また
試料Ｎ［Ｌ　８の結晶化ガラス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
Ｘｌａｍのル−ト及び３　ｘ　４　Ｘ　３６＋＋ａの角
柱を作製した０表の生体親和任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４６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の研摩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＋＋ｕｓ、
クロスヘツドスピード０．５ｍ＋ｓ／分で測定したもの
である。

本発明品（試料Ｎａ　１〜６）と従来品（試料ＮＦＬ　
７及び８）の生体親和性及び曲げ強度を比べると本発明
品が生体親和性に浸れ、且つ高い曲げ強度を有している
のに対して、従来品である試料Ｎａ　７は曲げ強度は本
発明品と同程度であるが、生体親和性が本発明品に比べ
てやや劣っており、また試料Ｎｏ、　８は生体親和性に
優れているが曲げ強度が極端に低い。

また元肥各溶融ガラスを次のように鋳造した。

まず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た。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１
３００〜１５００℃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１００
０〜１１００℃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いずれも天然歯と同等の良好な半
透明性を有しており、特に着色剤を含有させたＮ［Ｌ　
３とＮ［Ｌ　６の試料が天然歯に近い色調を呈し審美性
に優れていた。

［発明の効果コ 以上のように本発明方法によって製造された歯科用結晶
化ガラスは、審美性に優れ、特に優れた生体親和性と高
い機械的強度を兼ね備え、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。また本発明における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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量百分率でＳｉＯ＿２４０．０〜７０．０％、ＭｇＯ
   ８．０〜２３．０％、ＭｇＦ＿２３．０〜７．８％、Ａ
   ｌ＿２Ｏ＿３０〜２．０％、Ｋ＿２Ｏ４．０〜２０．０
   ％、ＺｒＯ＿２＋ＴｉＯ＿２０．１〜１５．０％、Ｃａ
   Ｏ０．１〜２０．０％、Ｐ＿２Ｏ＿５０．１〜２０．０
   ％の範囲にあるガラス原料を溶融し、成形し、熱処理す
   ることによって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させてなることを特徴とする歯科
   用結晶化ガラスの製造方法。