JPS6156111A - 審美性のより優れたリン酸カルシウム結晶化ガラス歯科材料 - 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〕 本発明は天然歯と同等あるいはそれに非常に近い色調を
有するリン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料に関す
るものである。こ〜に歯科材料とは歯冠、インレー、ブ
リッジ等および歯根、インプラント等と歯冠等とを一体
とした人工歯として用いられる材料をいう（以下単に歯
冠という）ものである。

〔従来の技術〕

歯科材料としては従来よりレジン、金属あるいは陶材等
が主として使用され、また最近ではセラミック材料も検
討されているが、口腔内で長期に使用される材料として
は、いずれも一長一短がある。

上記各種材料の欠点を克服する材料としてリン酸カルシ
ウム系結晶化ガラスが提案されている（特公昭５５−１
１６２５号）。このリン酸カルシウム系材料は組成が主
としてリンとカルシウムよす成り天然歯と同じで歯肉組
織との親和性がよいことより、最近注目されている材料
である。

〔発明が解決しようとする問題〕

この優れたリン酸カルシウム系結晶化ガラスの唯一の欠
点は色調が白色であり、天然歯と色調が異なるため審美
性に劣る点である。

本発明者らはこの審美性を改善するためリン酸カルシウ
ム原料に着色成分を添加して天然歯に近い色調を得るこ
とに成功した（特願昭５８−１２５１６４号）が、その
添加成分を３種類までに限定したため、個人個人によっ
て微妙に異なるわずかの色調の違いには追従できなかっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは更に多成分の着色剤の組合せについて検討
した結果、着色成分としてＺｎ、　　Ｆｅ。

Ｍｎ、　Ｃｅ、　Ｗ、　Ｔｉ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｃｒ
、　Ｖの酸化物のうちから選ばれた４種以上の成分をリ
ン酸カルシウム１００重量部に対し、０．０１〜５重量
部を添加することで個人個人によって微妙に異なるわず
かの色調の違いに追従することに成功し、本発明を完成
したものである。

〔作用〕

本発明の発色方法は、リン酸カルシウム系素材に着色成
分を添加物として加え、場合によってはさらに着色助剤
を添加し、溶融ガラス化し、そのガラスを歯冠に鋳造し
た後結晶化させ、その時点て天然歯の色調を得るもので
ある。本発明においては、天然歯の色調を添加物の色に
よって発現させるのではなく、素材のリン酸カルシウム
成分との相互作用により発色させるものであって、あく
までも混合、溶融、鋳造、結晶化の工程を経た後に希望
の発色を得るものである。

この着色成分はリン酸カルシウムの結晶中に組込まれ、
結晶の構成成分となっているため、使用中に唾液などに
よって溶は出し、身体に対して毒作用を及ぼすことがな
いのである。

しかも本発明の歯科材料は単に天然歯の色調を呈するだ
けでなく、歯の透明感も発現し、さらに発色成分の組合
せ、混合及び素材に対する添加割合等によって色調を微
妙に調整することが可能であり、そのため歯科材料に適
用するに当って、個人個人の歯の色調の違いや前歯、臼
歯等の部位による色調の違いをカバーできることを特徴
とするものである。

〔発明の構成〕

本発明のリン酸カルシウム系素材としては焼成によって
ＣａＯを生成するカルシウム含有化合物と、同じく焼成
によってＰ２Ｏ５等のリンの酸化物を生成するリン含有
化合物を基本とする。カルシウム含有化合物としては酸
化カルシウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、炭
酸水素カルシウム、塩基性炭酸カルシウム等およびシュ
ウ酸カルシウム、酢酸カルシウム等の有機酸のカルシウ
ム塩等が利用できる。リン含有化合物としては正リン酸
、メタリン酸およびビロリン酸、トリリン酸、トリメタ
リン酸、テトラメタリン酸等のポリリン酸等、あるいは
これらリン酸類のアンモニウム塩等が用いられる。また
リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム、リン
酸カルシウム、ビロリン酸カルシウム、酸性リン酸カル
シウム、ポリリン酸カルシウム類、ヒドロキシアパタイ
ト等のリン酸類のカルシウム塩も単独で、あるいは他の
カルシウム含有化合物やリン含有化合物と混合して使用
できる。

カルシウム含有化合物とリン含有化合物の使用割合は、
そのカルシウムのリンに対する原子比Ｃａ／Ｐで０．３
５〜１．７である。この原子比が１．７を越えると溶融
度が極めて高くなり、しかもガラス化せず冷却中に失透
現象を起こす。失透すると組織中にリン酸カルシウムの
粗大結晶粒を内包する結果、脆性が著しく低下し靭性に
も劣るため好ましくない。

一方原子比が０．３５を下回ると溶融温度は低下しガラ
ス化も容易となるが、後述する結晶化処理に長時間を要
し、かつ過剰のリン酸が遊離して化学的に不安定となり
、これも好ましくない。

本発明の歯科材料は上記の素材に着色成分として　　Ｚ
ｎ、　　Ｆｅ、　　Ｍｎ、　　Ｃｅ、　　Ｗ、　　Ｔｉ
、　　Ｎｉ。

Ｃｏ、　　Ｃｒ、Ｖを含む化合物、例えばこれら金属の
酸化物、酢酸塩、硫化物、硝酸塩、炭酸塩、アンモニウ
ム塩等、後述の溶融過程で酸化物となり得る化合物のう
ちから選ばれた４種以上の成分を選んで添加することを
特徴とする。

この着色成分は単味では天然歯の色調は得られない。し
かし、これら着色成分の２成分あるいは３成分を一定の
比率で混合することにより天然歯に近い色調が得られる
が、なお微妙な色調を得るという点では不十分で、４種
以上を組合せてはじめて希望の色調が得られるのである
。着色成分の組合せとその成分比により色相が変化し、
また着色成分全量の添加割合の増減により色の濃淡が変
化する。

着色成分の全添加量はリン酸カルシウム組成物１００重
量部に対して着色成分の酸化物に換算して０．１〜５重
量部である。添加量が０．０１重量部未満では発色が不
十分でリン酸カルシウム結晶化ガラスの白色に消されて
しまい、逆に５重量部を越えると結晶化後の発色が濃す
ぎるだけでなく、混合物の融点が上昇し、溶融物の粘性
が増大し鋳造が困難となり、いずれも好ましくない。

本発明のリン酸カルシウム系結晶化ガラス歯科材料にお
いては、上述のように着色成分の添加によって天然歯に
近い色調を得ることが出来るのであるが、これにさらに
着色助剤としてＡ　Ｉ２０３および／あるいはＳｉＯ２
を加えることによって、より審美性を増すことが出来る
。

添加の際には酸化物の他、溶融時に酸化物となるような
水酸化物、オキシ酸化物、アンモニウム塩等が用いられ
る。これらの成分は着色成分が素材のリン酸カルシウム
成分と相互作用し発色する際にその発色を助ける作用を
する。その添加量は酸化物に換算して、リン酸カルシウ
ム組成物１００重量部に対し１０重量部以下である。こ
の添加量が１０重量部を越えると溶融物の粘性が増加し
鋳造しにくくなり好ましくない。

この着色助剤として加えられるＡ　Ｉ２０３および／あ
るいはＳｉＯ２は着色助剤としての働きの他にリン酸カ
ルシウムが結晶化する際の核形成剤となり、リン酸カル
シウム結晶粒の成長抑制効果もあり、微細な結晶を多量
に生成させる作用があるため、その添加はより好ましい
。

本発明のリン酸カルシウム結晶化ガラスによる歯科材料
の製造法の一例は次のようである。

カルシウム化合物、リン含有化合物、着色底広場合によ
っては着色助剤成分をそれぞれ秤量し、固体の場合には
微粉砕し、よく混合する。この原料混合物を適当な容器
に入れて９０００Ｃ以上、好ま・［ しくは１０００〜１６００°Ｃに加熱溶融する。

溶融温度は原料配合組成により変化するが、上述の温度
範囲であれば融液の粘性を十分低く保つことができ、鋳
造に最適である。溶融温度が高くなり、特に１７００６
ＣＪｄ上となるとリン成分の蒸発が始まり、組成が次第
にカルシウム過多になり融点が次第に上昇するので注意
が必要である。この融液を冷却しガラス状とする。冷却
法は特に問わない。

こうして得られたガラス状物はいずれの方法によって鋳
造してもよいが、ロストワックス法に基づいた遠心鋳造
法、圧迫鋳造法、真空圧迫鋳造法等により歯科材料に鋳
造成形する。この際の溶融温度も９００６Ｃ以上、好ま
しくは１０００〜１６００８Ｃである。ロストワックス
法は金属歯科材料に用いられる方法であるが、本発明の
Ｃａ／Ｐが０．３５〜１．７の範囲のリン酸カルシウム
であれば、融点と粘性が金属材料とほぼ同じでありロス
トワックス法による鋳造に適する。

ロストワックス法により鋳造された材料は鋳型中で、ま
たは鋳型より取り出し、電気炉等の適当な加熱装置中で
加熱結晶化される。この際の昇温速度ハ５０〜３０００
９Ｃ／ｈｒ　％加熱温度５ｏＯ〜８ｏｏ０ｃ、保持時間
は０．５〜１００　ｈｒである。

この結晶化操作によりリン酸カルシウム成分と相互作用
した着色成分は結晶中に取込まれ安定化すると同時に天
然歯に近い色調に発色するのである。

〔発明の効果〕

本発明のリン酸カルシウム系結晶化ガラスによる歯科材
料は従来の歯科材料に比較して次のような特徴を有する
。

（１）歯冠材料としては天然歯に近い理想的な材料と特
性を有するリン酸及びカルシウム系でありその色調をよ
り天然歯に近付は審美性を向上させたものである。

（２）着色成分の種類と量の調整により色調を変化出来
、個人差に合わせた微妙な発色が可能である。

（３）着色成分が素材成分と相互作用して発色しく１０
） 不溶性となり、しかも結晶中に組込まれているため溶出
の心配が全くない。

（４）着色成分を原料中に加えるため通常と全く同じ工
程でよく、ボーセライン前装法のような複雑な着色工程
を全く必要としない。

（５）更に着色助剤の添加により審美性をより向上させ
ることが出来る。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例　１ カルシウムとリンの原子比Ｃａ／Ｐ−０，５となるよう
に炭酸カルシウムとリン酸を秤量する。着色成分として
Ｆｅ２０３２０重量％、Ｎｉ０２０重量％、Ｃｅ０２２
０重量％、ＴｉＯ２４０重量％の割合の混合粉末をリン
酸カルシウムに換舅して１００重量部に対して０．５重
量部を加える。

これらの混合物を白金ルツボに入れ電気炉中で１３００
°Ｃに昇温し２ｈｒ保持して溶融した。この溶融物をア
ルミナ製モールド中に鋳込み放冷した。この時の試料は
黄褐色のガラスであった。このガラスを電気炉に入れ３
００’Ｃ／ｈｒの昇温速度で６８０”Ｃまで昇温し２０
ｈｒ保持して結晶化を完了させた。結晶化後の色調はダ
ークアイポリ−の幾分黒みがかった象牙色を呈しており
、以下述べる比較例と比べて、より天然歯の色調に近い
色であった。

実施例　２ リンとカルシウムの原子比Ｃａ／Ｐ＝０．５となるよう
に炭酸カルシウムとリン酸をとり、このリン酸カルシウ
ムに換算して１００重量部に対して着色成分としてＦｅ
２０３２０重量％、Ｎｉｏ　２０重ｉｔ％、Ｍｎ０２３
０重量％、Ｔｉ０２３０重量％より成る混合粉末を０．
３重量部、着色助剤としてＡｌ２Ｏ３１重量部加え、実
施例１と同じ条件で溶融、鋳込み、結晶化を行なった。

結晶化後の色調は幾分黄味の濃いアイポリ−となり、天
然歯に非常に近い色調を呈していた。

比較例　１ 着色成分としてＮｉＯ２０重量％、ＣｅＯ２４０重量％
、ＴｉＯ２４０重量％の割合の混合粉末をリン酸カルシ
ウムに換算して１００重量部に対して０．５重量部を加
え、着色助剤としてＡｌ２０３１重量部加えた以外は実
施例１と同じ方法で結晶化ガラスを得た。こうして得ら
れた製品は象牙色ではあるが、実施例１および２と比較
するとや＼審美性に劣っていた。

実施例　３ リン酸カルシウムに換算して１同重量部に対して着色成
分としてＣｅ０２１０重量％、Ｎｉ０２０重量％、Ｔｉ
０２２０重量％、ＷＯ３２０重量％、Ｍｎ０２１０重量
％、Ｆｅ２０３２０重量％より成る混合粉末を０．３重
量部、着色助剤としてＡｌ２Ｏ３１重量部加えて、実施
例１と同じ条件で溶融、鋳込み、結晶化を行った。

この時の色調は極わずか青みの混入した象牙色であり、
より審美性が向上した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カルシウムのリンに対する原子比が０．３５〜１．７の
   リン酸カルシウム組成物１００重量部に対し、着色成分
   としてＺｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｅ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ
   、Ｃｒ、Ｖの酸化物のうちから選ばれた４種以上の成分
   を０．０１〜５重量部、および必要に応じて着色助剤と
   してＡｌ＿２Ｏ＿３および／あるいはＳｉＯ＿２を１０
   重量部以下を含有したことを特徴とする審美性のより優
   れたリン酸カルシウム結晶化ガラス歯科材料。