JPH0757227B2 - 矯正歯科用ブラケット - Google Patents

矯正歯科用ブラケット

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JPH0757227B2
JPH0757227B2 JP8467985A JP8467985A JPH0757227B2 JP H0757227 B2 JPH0757227 B2 JP H0757227B2 JP 8467985 A JP8467985 A JP 8467985A JP 8467985 A JP8467985 A JP 8467985A JP H0757227 B2 JPH0757227 B2 JP H0757227B2
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alumina
crystalline
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    • A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、負荷支持部材として、結晶α−アルミナの
ような結晶アルミナ材料を含む、矯正歯科用ブラケツト
に関する。
矯正歯科用ブラケツトは、直接歯に取付け、矯正歯科用
アーチワイヤからの修正力を、ブラケツトを取付けた歯
に伝達する役目を果たす。矯正歯科用ブラケツトに対す
る要件は極めて厳格である。第１に、このブラケツト
は、アーチワイヤによつて伝達される力、結紮力、およ
び咀嚼力を含めてブラケツトにかかる力に耐える機械的
強度をもたねばならない。第２に、このブラケツトは、
腐食されず、生物学的に不活性でしかもその不活性を維
持するように口腔の環境の中で化学的に不活性でなれば
ならない。ブラケットはこれらの要件を満たし、なおか
つ歯に取付けるのに十分小型でなければならない。矯正
歯科用ブラケツトを種々の材料で造るという要望がある
にもかかわらず、今日使用されている矯正歯科用ブラケ
ツトの圧倒的多数は、金属製で、通常はステンレス網で
できている。金属のブラケットは必要不可欠の要件をす
べて満たすが、見苦しいという好ましさからざる物質を
もつている。矯正歯科の治療を受ける人は、その人の歯
の前面に全体にみてかなりの量の金属が目立つ。そして
治療が何年にもわたつて長引くため、この見苦しい外観
にかなりの期間耐えなければならない。
あまり見苦しくない材料でブラケツトを造るという念願
は長年あつた。しかし、最近、矯正歯科の治療を受ける
成人が増加してきており、この人達にとつて金属ブラケ
ツトの見苦しい外観は単なる悩み以上である。従つて、
もつと美的な矯正歯科治療を施すという念願は、以前よ
りまして現在の方が一層大きい。
金属製矯正歯科用ブラケツトの見苦しい外観を避けるた
めに、ブラケツトとアーチワイヤの歯の舌側に取付ける
ことが、現在幾つくかのケース（しかし、すべてのケー
スではない）で可能である。しかしながら、舌側の技法
は、通常、治療を完了するのに普通の頬側の技法よりは
るかに長期間かかる。また、ブラケツトとアーチワイヤ
は、時々、会話中に舌と干渉する。矯正歯科用ブラケツ
トを、透明または半透明プラスチック（例えば、ポリカ
ーボネート）、あるいは自然の歯になお一層似たセラミ
ツク材料のようなあまり見苦しくない材料で造ることが
提案されてきた。プラスチツク材料とセラミツクの両方
が抱えている問題は、それらの機械的強度が境界線上に
あり、それに伴うブラケツトの破壊が大きな問題となり
そうなことである。近年使用されているセラミツクブラ
ケツトはむしろ嵩張つており（これは材料の物理的特性
の限界を克服するため）、そのためセラミツクのブラケ
ツトは患者に若干不快感を与える傾向にある。美的観点
から言えば、プラスチツクもセラミツクも十分には満足
できるものではない、何故ならば、プラスチツクは（コ
ーヒーやタバコにより）変色することがあり、またセラ
ミツクの色はまれにしか自然の歯に調和しないからであ
る。セラミツクおよびプラスチツクのブラケツトの強度
限界を克服するために、そのようなブラケツトを（アー
チワイヤの溝に対する）金属挿入材や金属ライナーで補
強することが提案されている。これはプラスチツクやセ
ラミツクのブラケツトの強度限界に対しては役に立つ
（けれどもそれは十分には軽減されない）が、そのよう
な解決策は少くともある程度、プラスチツクやセラミツ
クのブラケツトが解決すべき課題であつた美的問題を連
れ戻す。従つて、今日まで実際には、見苦しい金属製矯
正歯科用ブラケツトに対する満足すべき解決策はない。
本発明は、負荷支持部材として、結晶α−アルミナのよ
うな結晶アルミナ材料から成る矯正歯科用ブラケツトを
提供する。結晶α−アルミナおよび特定の他の結晶アル
ミナ材料の強度と透明の特質により、金属ブラケツトよ
りはるかに美的でしかもプラスチツクおよびセラミツク
のブラケツトがもつ強度制限を大巾に緩和するような矯
正歯科用ブラケツトを設けることが可能となる。
アルミナ含量の高い、射出成形による、不規則方位の多
結晶セラミツク矯正歯科用ブラケツトは、レイノルズ
（Reynolds）の米国特許第4,216,583号および第4,322,2
06号、並びにウオルシヤイン（Wallshein）の米国特許
第4,219,617号によつて開示されている。歯に対する接
着を強化するために、レイノルズはブラケツトの表面に
接触する歯の開口にアンダーカツト部分を設けるという
可能性を述べている。しかしながら、そのようなアンダ
ーカツト部分は成形することが不可能なため、非常に高
い費用をかけて機械加工しなければならないであろう。
レイノルズのブラケツトの市販物はアンダーカツトがな
い。
アーチワイヤの溝に金属補強材および／または金属ライ
ナーを内蔵するプラスチックの矯正歯科用ブラケツト
は、アンドリユース（Andrews）の米国特許第3,930,311
号，スタール（Stahl）の米国特許第3,964,165号，クル
ツ（Kurz）の米国特許第4,107,844号，フランツ（Frant
z）の米国特許第4,299,569号，ウオルシヤイン（Wallsh
ein）の米国特許第4,302,532号に開示されている。
ヒラバヤシ（Hirabayashi）等による米国特許第4,122,6
05号は、単結晶サフアイアでできた身体要素を開示して
いる。これに開示されている特殊な要素は、ねじタイプ
の挿入（implant）ピン，ブレードタイプの挿入ピン，
ピンタイプの挿入ピン，および圧縮プレートを含む。
リチヤードソン（Richardson）の米国特許第2,045,025
号は、矯正歯科用バンドブラケツト（即ち、歯係合用バ
ンドに取付けられるブラケツト）の製造方法を開示して
おり、この製造方法では所望の横断面形状をもつロツド
を形成するために金属ロツドに縦溝が削設され、その
後、ロツドから素材を切り取り、次いで素材を機械加工
してブラケツトを形成する。
半導体技術では、単結晶アルミナ製でシリカのコーテイ
ングを施した物品が開示されている。例えば、マツキノ
ン（Mckinnon）等による米国特許第3,764,507号を参
照。
ハーレイ（Hurley）の米国特許第3,625,740号には、エ
ボキシ樹脂に対する接着力を強化するために結晶α−ア
ルミナ表面をシランで処理するプロセスが開示されてい
る。
デイズリー（Daisley）等の米国特許第4,415,330号は、
ほぼ菱形の形状をもつ矯正歯科用ブラケツトを開示して
いる。
本発明は、負荷支持部材として特定の結晶アルミナ材
料、好ましくは結晶α−アルミナを含む矯正歯科用ブラ
ケツトを設けることを目指している。
ここで使用する「結晶アルミナ」の用語は、本質的に単
結晶アルミナのみを含むことを意図している。即ち、ア
ルミナは、１つの単結晶から成るか、あるいは共に縦方
向に成長するものの、比較的小さな角度（隣の単結晶の
Ｃ−軸に関して求めた場合、通常は４°以内）の粒界に
より分離している２つ以上の単結晶から成る。
本発明の第１の態様によれば、溶湯から引抜かれたロッ
ドの縦軸に対し直角の垂直面から若干角度をもつ垂直面
でそのロッドを切断して形成された素材を少なくとも一
部に有するブラケットであって、その素材は透明な結晶
α−アルミナであり、ブラケットはこのブラケットを歯
に取付けるためのベースと、このベースから延びるサド
ルとからなり、ベースとサドルとが透明な結晶α−アル
ミナのみでつくられている矯正歯科用ブラケットが提供
される。
本発明の第２の態様によれば、溶湯から引抜かれたロッ
ドの縦軸に対し直角の垂直面から若干角度をもつ垂直面
でそのロッドを切断して形成された素材を少なくとも一
部に有するブラケットであって、その素材は透明な結晶
α−アルミナであり、サドルは透明な結晶α−アルミナ
でライニングされたアーチワイヤ用溝と該アーチワイヤ
用溝を支持する透明プラスチック材料でつくられた本体
とからなり、かつベースも透明プラスチック材料でつく
られている矯正歯科用ブラケットが提供される。
本発明の第３の態様によれば、溶湯から引抜かれたロッ
ドの縦軸に対し直角の垂直面から若干角度をもつ垂直面
でそのロッドを切断して形成された素材を少なくとも一
部に有するブラケットであって、その素材は透明な結晶
α−アルミナであり、サドルが透明な結晶α−アルミナ
のみでつくられており、かつベースが透明プラスチック
材料でつくられている矯正歯科用ブラケットが提供され
る。
本発明の好ましい態様において、矯正歯科用ブラケツト
は全体に結晶α−アルミナである。そのようなブラケツ
トは、先ず溶湯から結晶α−アルミナロツドを引抜き、
この場合ロツドは所定の横断面形状をもち、次いでロツ
ドを個々の素材に薄切りにし、それからブラケツトを製
造するべく素材を機械加工することにより製造できる。
このプロセスの詳細な説明は以下の通りである。
所定の横断面形状をもつ結晶α−アルミナロツドを製造
する好ましい方法は、結晶α−アルミナを成長させるた
めのゾコラルスキー（Czochralski）プロセスのEFG（エ
ツジ形成，フイルム供給，成長のため）改良である。EF
Gプロセスは「結晶の成長の論文（Journal of Crystal
Growth）」（1980年11月）50,8乃至17頁にラベル（LaBe
lle）が「EFG−サフアイアの成長に関する発明および出
願」と題して記述されている。またラベルの米国特許第
3,591,348号，ラベル等の米国特許第3,701,636号および
第3,915,662号，並びに「結晶の成長の論文」に引用さ
れている他の特許および論文も参照されたい。
第６図は、EFGプロセスにより、所定の横断面形状をも
つ結晶α−アルミナロツドを製造するための装置の概略
図である。装置20は溶解アルミナ24が入つている坩堝22
を具備する。モリブデンやイリジウムのような適宜材料
でできたダイス26は、ダイス26の底部が溶解アルミナ24
に浸漬され、ダイス26の頂部が溶湯24の表面より上方に
位置するように配置される。溶湯24の頂部からダイス26
の上面28までの垂直距離は、50mmまで許容し得る。（こ
の距離は、明瞭にするために第６図では誇張されてい
る。） 第５図はダイス26の上面28を示す。上面28は滑らか且つ
平坦であり、プラケツトを製作すべき結晶α−アルミナ
ロツド30（第７図に図示）の所望横断面形状の形状をし
ている。ダイス26の側部32と上面28は、成長するロツド
30の表面が不揃いになるのを最小限に抑えるために、鋭
い90°の角度で交わることが重要である。ダイス26は、
キヤピラリー通路34を有し、この通路を通つて溶解アル
ミナ24が引き抜かれる。溶湯24は、坩堝22からキヤピラ
リー34を通つてダイス26の上面28に引き抜かれ、ここで
広がり、前記上面28を溶解アルミナの膜で完全に覆う。
しかしながら、溶解アルミナおよびモリブデンまたはイ
リジウムは適宜湿潤関係を有するため、溶解アルミナ膜
は表面28の縁で止まる。従つて、溶解アルミナのこの膜
から成長しまたは引抜かれた結晶α−アルミナの結晶
は、ダイス26の上面28の形状と実質上まつたく同じ横断
面形状を確保する。ダイス26の上面28上の溶解アルミナ
膜から引抜機構36により引抜かれた（Czochralskiプロ
セスの場合と同じように、種結晶で始まる）ロツド30
は、ダイス26の上面28の形状と実質上同じ横断面形状を
もつことになる。ロツドが正確に真直ぐに成長しないと
機械加工の問題が生じるが、この問題を最小限に抑える
ために、ロツド30を約２インチ（約5cm）の長さに成長
させると都合のよいことが判つた。
成長ロツドの結晶方位が、本発明を実施する上で（少く
とも経済的に、また恐らくは性能上の観点からも）重要
であることを実証できる。結晶α−アルミナの場合、結
晶方位は結晶のＣ軸に関して規定できる（Ｃ軸は、結晶
単位格子に最も簡単な原子配列を含む平面に対し直角で
ある。言い換えると、Ｃ軸はa1およびa2軸を含む平面に
対し直角である。）Ｃ軸がロツド30の縦軸Ｌに対し直角
の平面にあれば、成長する結晶に派生する歪は最小量と
なる（第７図参照）。これは、いくつかの場合、最適の
結晶方位であることが実証されている（技術的に周知の
通り、成長する結晶は種結晶の結晶方位をとるであろ
う。） ロツド30の結晶方位にかかわらず、結晶の応力を解放し
て機械加工中に破損する恐れを最小限とするように、機
械加工に先立ち、ロツド30をアニーリングするのがよ
い。典型的なアニーリングサイクルは、ロツド30を室温
から約12時間均一速度で1850℃まで加熱し、ロツド30を
４乃至６時間1850℃に維持し、それからロツド30を18乃
至24時間かけて均一速度で室温まで冷却することであ
る。
結晶α−アルミナロツド30は個々の素材38（第８図）に
切断され、各素材はブラケツトに機械加工される。第１
図から第４図は、完全に結晶α−アルミナでできた矯正
歯科用ブラケツト40の種々の図面である。ブラケツト40
は、結晶α−アルミナの周知の機械加工技術を用い、一
連の切削，研削，研摩の手段により、素材38から作られ
る。アーチワイヤ溝42とダブルウイングブラケツトの
「サドル（Saddle）」43を切鎖するのにダイヤモンドガ
ターホイールが使用できる（第１図に示すように）。一
方のウイングブラケツト41を第15図に示す。エツジは研
削により斜めとし、コーナーは研摩により丸くできる。
結晶α−アルミナロツド30からブラケツトを製作する便
利な方法を以下に示す。
ロツド30は、ベース面71を外側に向けた状態でロツド保
持取付具（図示せず）に締結される。それからベース面
71はダイヤモンドカツターホイールで弓状凹部に研削さ
れる。この凹部は第1,2,8図に符号74として示されてい
る。
ベースを凹部74を設けるべく研削した後、ロツドは取付
具に逆に取付け、結晶成長プロセスで生じた寸法差を無
くするように上面75を研削できる。これにより上部寸法
に対しベースを正確に調整される。
ベースと上部を研削し終えたロツドは、ダイヤモンド鋸
（図示せず）でロツド30の縦軸Ｌに対し直角の平面にカ
ツトを施すことにより素材38（第８図）に切断すること
ができる。
ついで、アーチワイヤ溝42とサドル43はダイヤモンドグ
ラインダーホイールで研削される。アーチワイヤ溝を２
パスで研削するのがよい。例えば、所望のアーチワイヤ
溝の幅が20ミル、深さが30ミルであれば、典型的には最
初のパスは15ミルの溝で深さ20ミルまで十分に材料を削
り取る。この作業を行えば、仕上がりブラケツトの欠陥
を最小限とすることに役立つ。
次に、ダイヤモンドグラインダーホイールを用いて、ベ
ースまたは歯に接触する表面に、第1,4図に符号73で示
すような第２の弓状凹部を研削する。弓状凹部73,74
は、ベースの輪郭が歯の表面輪郭にさらにぴつたり適合
するように使用される。
本発明の別の実施例において、アーチワイヤ溝はロツド
内で「成長」され得る。この実施態様を第16図乃至第21
図に示す。上面82にスロツド84を有するダイス80（第19
図）を用いることにより、ロツド86は縦溝88を有するよ
うに成長でき、そうすれば個々のブラケツトをロツド86
から切り出した際、ブラケツトは既にアーチワイヤ溝90
をもつことになる。そのようにすることにより、ブラケ
ツトを製造する手順において１つのステツプ（即ちアー
チワイヤ溝の研削）を無くすることができ、大きな価格
低減となる。
本発明のこの別実施例に従つてブラケツトを製作する方
法における１つの差異は、ロツド86から切り出されるブ
ラケツト素材92が若干の角度をもつて切断されることで
ある。従つて、ロツドの縦軸Ｌに対し法線すなわち直角
の平面でロツド86を切断する代りに、切断は以下のよう
に行われる。
縦軸Ｌが水平面上にあり、且つ溝88が上向きとなる状態
でロツド86を保持する。そしてロツド86の縦軸Ｌに対し
直角の垂直面から角度α（例えば約12°まで）の若干角
度をもつ垂直面で各切断を行う。これは第18図に最もよ
く示されている。
上記のように溶湯から引抜かれたロッドの縦軸に対し直
角の垂直面から若干角度をもつ垂直面でそのロッドを切
断することにより、ロッド内の複数の単結晶を分離して
いる粒界に沿って切断することになるので、粒界を横切
る切断がなく、この結果、ブラケットの強度が増大し有
用性が増す、という効果を奏することを本願の発明者は
試行錯誤により発見した。
別の方法において、サドルと第２のベース凹部73は、個
々のブラケツトをロツド86から切断する前に、ブラケツ
トの機械加工できる。これは、個々のブラケツト素材92
よりロツド86を取扱う方が容易なため好ましい。
第20図および第21図は、素材92から作られたブラケツト
94のそれぞれ斜視図と正面図である。
機械加工後、引抜かれたロツドについて既に記載した条
件の下でブラケツトをアニーリングするのがよい。つい
でブラケツトは、輪郭を滑らかにするとともにクラツク
の伝搬を助長する恐れのある表面の凹凸を除去するため
に研摩するのがよい。フラツクス研摩方法が推しようさ
れる。この方法において、ブラケツト表面からのアルミ
ナの除去が調整可能な速度で進行するように、フラツク
スはアルミナで部分的に飽和される。好ましいフラツク
スは、51.2％のLiBO2,12.8％のLi2B4O7,16％のAl2O3,20
％のLiF（％は重量基準である）から成る。機械加工し
たブラケツトは、850℃乃至900℃の溶融フラツクスに数
分間、例えば約４乃至約13分間浸漬され、それから取り
除かれる。冷却後、ブラケツトは、ブラケツトの表面に
付着しているフラツクスを除去するためにフッ化水素酸
の水溶液に浸漬できる。
結晶α−アルミナ物品の表面を研摩する他のプロセスが
知られており、所望なれば使用できる。そのような他の
プロセスは、例えば、ノーブル（Noble）の米国特許第
4,339,300号およびマナセビツト（Manasevit）の米国特
許第3,546,036号に開示されている。
本発明の別の実施例において、ブラケツトの最も臨界的
な負荷を支持する部分は、結晶アルミナ材料でできてお
り、残りの部分はポリカーボネートやポリスホンプラス
チックのように安価で加工し易く、しかも歯に接着し易
い別の透明材料でできている。第10図はそのような別の
実施例を示し、この実施例において、ブラケツト44は主
に透明プラスチツク46（例えばポリカーボネート）でで
きているが、アーチワイヤ溝は内部にセメントで固めた
結晶アルミナのライナー48を有する。第11図に示したも
う１つの実施例において、ブラケツト50は、結晶アルミ
ナ本体54にセメントで固めた透明プラスチツクベース52
（歯に接触する部分として）を有する。これらの別実施
例の両方共、結晶アルミナ部分は上述方法の変更によつ
て作ることができ、適宜形状の結晶アルミナロツドをEF
Gプロセスで作ることから始まる。
歯（またはプラスチツクベースあるいは他の基板）への
結晶アルミナブラケツトの接着は注意深く行わねばなら
ない。普通の矯正歯科用セメントのほとんど（普通はア
クリル樹脂である）は、接着を強化する手段を採らない
と、結晶アルミナに対する接着が十分とならない。歯に
対する結晶アルミナブラケツトの接着を強化する１つの
手段を第13図および第14図に示す。これらの図におい
て、ブラケツト56は、その底部または歯に接触する表面
にアンダーカツトまたはキー溝58をもつものとして示さ
れている。キー溝58を埋める矯正歯科用セメントは、ア
ンダーカツト部分をもつブラケツト56のため、このブラ
ケツトに対する機械的接着力が強化される。このブラケ
ツト56は、上述方法に類似する方法で作ることができ、
モリブデンダイス60を用いるEFGプロセスは、第12図に
示したように上面28aを形成することから始まる。
結晶アルミナブラケツトに対するアクリル樹脂のような
セメントの接着を強化するもう１つの手段は、結晶アル
ミナとセメントとの間における接着結合力を増強するよ
うに、結晶アルミナの表面を改良することである。例え
ば、ケイ素質の基板と多種多様の熱硬化性プラスチツク
との間の接着力を強化するために、多種多様のシリコー
ン結合剤（coupling agent）を使用できることが知られ
ている。この技術は、セメントに接触する結晶アルミナ
表面に、ケイ酸のようなケイ素質物質の薄いコーテイン
グ（普通は約1,000オングストロームより薄い、好まし
くは約1,000オングストロームまで）を施し、それから
今日では公知になつているのと同様の方法で、セメント
に対する表面の結合を強化するために、シリコーンまた
はシラン結合剤を用いることにより利用できる。結晶ア
ルミナ表面にケイ素質物質をコーテイングする手段の例
としては、陰極スパツター，プラズマデポジツト、電子
ビーム蒸着があり、これらはすべて特に半導体技術にお
いて公知の技術である。第９図は、結晶アルミナ矯正歯
科用ブラケツトの表面に対するシリカのスパツタコーテ
イングに適する装置の概略図である。全体を符号62で示
した装置は、スパツタリングチャンバ64（これは真空気
密），ターゲツト66（この場合、シリコン金属で陰極電
位にもたらされる）,RFまたはDC電源68,および清浄且つ
乾燥した被コーテイング基板72を保持するためのプレー
ト70を具備し、プレート70は陽極電位にもたらされる。
酸素供給源（図示せず）は、シリコン金属66が基板72で
二酸化ケイ素に変換されるように酸素をチヤンバ64に導
入させる。ここに概略を示したような反応スパツタリン
グは公知である。例えば、マテリアルス・リサーチ・コ
ーポレーシヨン、オレンジバーグ、ニユーヨーク10962
（Materials Research Corporation, Orangeburg, New
York10962）から1980年12月に発行された「スパツタリ
ングの基礎（The Basics of Sputtering）」を参照され
たい。
ベースまたは歯接触面にシリカやその他のガラスのよう
なケイ素質物質をスパツタコーテイングした結晶アルミ
ナブラケツトは、A174（γ−メタクリルオキシプロピル
トリメトオキシシラン）のようなシリコーン結合剤に対
する固着性が優れており、そのような結合剤を使用する
ことにより、アクリル系の矯正歯科用セメントに対する
ブラケツトの接着が強化される。結合剤を塗布する前
に、シリカ表面を結合剤に対する固着性を強くする状態
に変えるために、シリカをコーテイングしたブラケツト
を350°で約１時間空気中で加熱すべきである。セメン
トに対する接着結合を強化するために、結晶アルミナの
表面に薄いケイ素質コーテイングを採用することについ
ての詳細説明は、1984年４月23日に出願され、本願と同
じ譲受人に譲渡された米国特許出願第602,874号を参照
されたい。
シリコーン結合剤に対する結晶α−アルミナブラケツト
の固着性を強化するもう１つの方法は、吸収した水分を
除去するためにブラケツトを加熱し、ついでブラケツト
をＡ−174のようなシラン結合剤の希釈溶液（例えば、
トルエン／プロピレングリコールモノメチルエーテルの
２乃至2.5重量％溶液）で処理する。熱処理は、350℃の
空気中で一晩（約16時間）行えば十分であることが判つ
ている。あるいは、110℃の真空中で短時間（約1/2時
間）処理し、その後350℃の空気中で約３時間加熱して
もよい。シランで処理した後、最高の結合力を発揮させ
るために、例えば110℃で約１乃至３時間、後硬化する
ことが推しょうされる。
また、溶湯から引き抜かれたロツドの縦軸に対し直角の
垂直面から若干角度をもつ垂直面でそのロツドを切断す
ることにより、ロツド内の複数の単結晶を分離している
粒界に沿って切断することになるので、粒界を横切る切
断がなく、この結果、ブラケツトの強度が増大し有用性
が増す、という効果を奏する。
本発明の矯正歯科用ブラケツトは、結晶アルミナが透明
なため、美しく見えるようになつた。例えば、結晶α−
アルミナの透明度は、積分球法（integrating aphere
method）で求めた場合、可視範囲で全体の98.5％まで
の光がこの結晶α−アルミナを通過するようなものであ
る。
矯正歯科用ブラケツトの製造に使用される鋼の降伏強さ
は、典型的には約35,000乃至40,000psi（約2450〜約280
0kg/cm2）である。本発明に使用される結晶α−アルミ
ナの破壊係数は少くとも35,000乃至40,000であり、しば
しば約100,000psi（約7000kg/cm2）と高い場合がある。
従つて、本発明のブラケツトの有効強度は、少くとも普
通の鋼製ブラケツトと同等であり、それより高いことも
あり、しかも美感的には非常に向上している。（破壊係
数は、ASTMC−674の試験法により25℃で求められたもの
である） 以上、特に主要な矯正歯科用ブラケツトを製造する材料
として結晶α−アルミナ（サフアイア）の使用に関し
て、本発明を詳述した。しかしながら、その他の結晶ア
ルミナ材料も本発明に使用できる。制限的要件は、十分
な破壊係数（即ち、現在ほとんどの矯正歯科用ブラケツ
トに使用されている鋼の降伏強さより大きい）と、自然
の歯の色がブラケツトを通して見ることができる十分な
透明度である。その他使用できる結晶アルミナ材料とし
ては、イツトリウム・アルミニウム・ガーネツト・マグ
ネシウム・アルミニウム尖晶石，および結晶に色および
／または螢光を付与するべく少量％のアルミニウム原子
を他の元素に置換したα−アルミナがある。例えば、少
量（例えば１モル％以下）の酸化テルビウムまたは酸化
セリウムを酸化アルミニウムに付加すれば、結晶に螢光
を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、結晶α−アルミナでできた矯正歯科用ブラケ
ツトの斜視図である。 第２図は、第１図のブラケツトの側面図である。 第３図は、第１図のブラケツトの正面図である。 第４図は、第１図のブラケツトの平面図である。 第５図は、結晶α−アルミナロツドを製造するのに使用
されるダイスの平面図で、この結晶α−アルミナロツド
は前記ダイスの上部の形状と本質的に同一の横断面形状
をもつ。 第６図は、結晶α−アルミナロツドを製造する装置の概
略図である。 第７図は、第６図の装置で製造された結晶α−アルミナ
ロツドの斜視図である。 第８図は、第７図の結晶α−アルミナロツドから切断し
たブラケツト素材の斜視図である。 第９図は、結晶α−アルミナ物品にシリカをスパツタコ
ーテイングする装置の概略図である。 第10図は、アーチワイヤ溝に結晶α−アルミナのライナ
ーをもたせたプラスチツク矯正歯科用ブラケツトの斜視
図である。 第11図は、プラスチツクベースをもつ矯正歯科用ブラケ
ツトの斜視図で、ブラケツトの残部は結晶α−アルミナ
である。 第12図は、ダイス上部の別の形状を示す第５図同様の平
面図である。 第13図は、歯に対するブラケツトの結合を強化するため
にベースにキー溝をもたせた結晶α−アルミナ矯正歯科
用ブラケツトの斜視図である。 第14図は、第13図の矯正歯科用ブラケツトの側面図であ
る。 第15図は、結晶α−アルミナでできた「単一ウイング」
の矯正歯科用ブラケツトの斜視図である。 第16図は、第６図の装置で製造できる別の結晶α−アル
ミナロツドの斜視図である。 第17図は、第16図のロツドから切断される一連のブラケ
ツト素材の斜視図である。 第18図は、第17図の素材の平面図である。 第19図は、第16図のロツドを製造するのに使用されるダ
イスの平面図である。 第20図は、第17、18図の素材から機械加工した矯正歯科
用ブラケツトの斜視図である。 第21図は、第20図のブラケツトの正面図である。 40……ブラケツト、42……アーチワイヤ溝、43……サド
ル、44……ブラケツト、46……透明プラスチツク、48…
…ライナー、50……ブラケツト、52……ベース、56……
ブラケツト、58……キー溝、74……凹部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・デイビツド・ドウ・ルカ アメリカ合衆国、08534 ニユージヤージ イ州、ペンニングトン ホワード ウエイ 108 (72)発明者 カーリノ・パンゼラ アメリカ合衆国、08520 ニユージヤージ イ州、ベルミード、ハンツマン レイン ７ (56)参考文献 特開 昭53−58192（ＪＰ，Ａ) 実公 昭50−11351（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許4219617（ＵＳ，Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】溶湯から引抜かれたロッドの縦軸に対し直
    角の垂直面から若干角度をもつ垂直面で該ロッドを切断
    して形成された素材を少なくとも一部に有するブラケッ
    トであって、前記素材は透明な結晶α−アルミナであ
    り、前記ブラケットは該ブラケットを歯に取付けるため
    のベースと、このベースから延びるサドルとからなり、
    前記ベースと前記サドルとが前記透明な結晶α−アルミ
    ナのみでつくられていることを特徴とする矯正歯科用ブ
    ラケット。
  2. 【請求項２】溶湯から引抜かれたロッドの縦軸に対し直
    角の垂直面から若干角度をもつ垂直面で該ロッドを切断
    して形成された素材を少なくとも一部に有するブラケッ
    トであって、前記素材は透明な結晶α−アルミナであ
    り、前記ブラケットは該ブラケットを歯に取付けるため
    のベースと、このベースから延びるサドルとからなり、
    このサドルは透明な結晶α−アルミナでライニングされ
    たアーチワイヤ用溝と該アーチワイヤ用溝を支持する透
    明プラスチック材料でつくられた本体とからなり、かつ
    前記ベースも透明プラスチック材料でつくられているこ
    とを特徴とする矯正歯科用ブラケット。
  3. 【請求項３】溶湯から引抜かれたロッドの縦軸に対し直
    角の垂直面から若干角度をもつ垂直面で該ロッドを切断
    して形成された素材を少なくとも一部に有するブラケッ
    トであって、前記素材は透明な結晶α−アルミナであ
    り、前記ブラケットは該ブラケットを歯に取付けるため
    のベースと、このベースから延びるサドルとからなり、
    このサドルはアーチワイヤ用溝を形成する壁を具備し、
    前記サドルが透明な結晶α−アルミナのみでつくられて
    おり、かつ前記ベースが透明プラスチック材料でつくら
    れていることを特徴とする矯正歯科用ブラケット。
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