明 細 書
歯科用修復材料及びそれを用いた義歯
技術分野
[oooi] 本発明は、ガラス繊維と光及び Z又は熱により硬化する榭脂モノマーとを使用した 歯科用修復材料、及び該歯科用修復材料を用いた義歯に関する。
背景技術
[0002] ブリッジ、支台築造、クラウン若しくは部分床義歯の維持装置、連結装置、又は歯 牙固定などの歯科用の修復材料として、従来力も金属が多く使用されている。しかし 、金属は自然な歯とは色調が異なるため、その外観、審美性の点から、榭脂などの非 金属による代替が検討されている。また、歯科用修復材料として金属を用いた場合 には、金属アレルギーが発生する場合もあることからも、メタルフリーの歯科用修復材 料が検討されている。
[0003] ガラス繊維を硬化性榭脂で含浸した繊維強化榭脂材料 (FRC)は、上記のメタルフ リーの歯科用修復材料として近年注目されている。 FRCは高強度であり、歯に近い 審美性も得られることから、ブリッジ、支台築造、クラウン若しくは部分床義歯の維持 装置、連結装置、又は歯牙固定等への適用が検討されている。
[0004] 例えば、下記の特許文献 1には、歯根部に挿入されて歯科用接着剤によって歯牙 に固定され得る歯科用支台が開示されている。該歯科用支台は、歯根部に挿入され る支持軸と該支持軸の先端に形成された先端部とからなり、該歯科用支台の該先端 部と支持軸とを連通する芯材を有している。該芯材は、アクリル系有機マトリックスが 含浸されている無機繊維、アクリル系有機マトリックスが含浸されている有機繊維、金 属線及び支持軸と少なくとも該支持軸を可動軸として上下に移動可能に嵌挿された 支持軸固定部材よりなる群力 選ばれる少なくとも一種類の芯材とからなっている。
[0005] また、下記の特許文献 2には、歯科用デバイスとしても用いられ、繊維及びポリマー マトリックスを含む成形可能なプレプレダが開示されて 、る。該プレプレダにおける、 ポリマーマトリックスは、モノマーもしくはデンドリマーからなる第一のマトリックス成分、 及び、高分子量有機分子からなり、前記第一のマトリックス成分と結合する相互貫入
ポリマーネットワーク (IPN)を有するプレプレダの付着性膜を形成して ヽる第二のマト リックス成分を含む多相マトリックスである。
[0006] 一方、義歯は、顎堤部分に接する床と呼ばれる部分と、この床上に固定排列された 人工歯とで構成されている。そして、床は、榭脂で形成されたレジン床と、金属で形 成された金属床とがある。レジン床の場合には、補強のために、金属製の補強線が 埋設又は付設されている。
特許文献 1:国際公開パンフレット W099Z45859号
特許文献 2:特表 2002— 506086号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上記従来技術のうち、特許文献 1の歯科用修復材料においては、強化繊維となる 有機繊維あるいは無機繊維の直径力 通常は 1〜30 m、好ましくは 3〜15 mの 範囲内である。また、歯科支台築造用補強芯材における繊維含量は、体積基準で 5 〜95%、好ましくは 20〜80%である。ここで、歯科用修復材料として用いる繊維強 化榭脂材料は、患部の大きさに合わせて 5〜: LOmmに小さく切断して用いられること 力も装着時の作業性が重要である。しかし、上記の繊維径が 1〜30 mである繊維 強化榭脂材料では、繊維径が細過ぎてハンドリング性が悪ぐ患部である歯の修復 部分へ装着する際の作業性が悪 、と 、う問題点があった。
[0008] また、繊維径が 1〜30 mと細い場合には、繊維強化榭脂材料における繊維含量 を 50体積%以上に維持することが事実上困難である。したがって、繊維含量が不足 して歯科用修復材料としての曲げ強度が不足しやす ヽと ヽぅ問題があった。
[0009] また、特許文献 2のプレブリグにぉ 、ても、好ま 、強化繊維の繊維径ゃ繊維含量 につ!/ヽては開示されて!ヽな ヽ。
[0010] 一方、従来の義歯においては、特にレジン床を用いた場合、金属製の補強線が用 いられるため、作製時に自由に曲げることが困難で、個々の患者に合わせた形状に 作りにくいという問題があった。また、部分床義歯の維持装置が外部に露出する場合 には、金属線が見えるため、入れ歯であることが目立ってしまうという問題があった。
[0011] したがって、本発明の目的は、歯科修復用の繊維強化榭脂材料として充分な強度
を有しており、かつ、修復時の作業性がよい歯科用修復材料及び該材料を用いた義 歯を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 上記目的を達成するため、本発明の歯科用修復材料は、歯科用の修復材料として 用いられ、ガラス繊維を、光及び Z又は熱により硬化する榭脂モノマーで含浸してな る繊維強化榭脂材料であって、前記ガラス繊維のフィラメント径が 18〜50 mである ことを特徴とする。
[0013] 本発明の歯科用修復材料によれば、繊維強化榭脂材料におけるガラス繊維のフィ ラメント径を 18〜50 mと従来より太くすることで、高い繊維含有量を得ることができ るとともに、得られる繊維強化榭脂材料の曲げ強度が高くなり、歯科用修復材料とし て充分な強度を得ることができる。カロえて、従来よりフィラメント径が太いので、患部へ の装着の際の作業性も良好になる。また、繊維強化榭脂材料は、メタルフリーであり、 外観的にも象牙質に近いものが得られ、審美性にも優れる。
[0014] 本発明の歯科用修復材料においては、前記歯科用修復材料における前記ガラス 繊維の体積含有率が 50〜65%であることが好ましい。
[0015] この態様によれば、ガラス繊維のフィラメント径を 18〜50 mとすることにより、充填 時のガラス繊維の体積含有率が 50〜65%と従来より高くすることができ、得られる繊 維強化榭脂材料の曲げ強度を更に向上させることができる。
[0016] また、本発明の歯科用修復材料においては、前記光及び Z又は熱により硬化する 榭脂モノマーが、アクリル系榭脂モノマー又はメタクリル系榭脂モノマーであることが 好ましい。
[0017] この態様によれば、アクリル系榭脂モノマー又はメタクリル系榭脂モノマーは代表的 な光及び Z又は熱により硬化する榭脂モノマーであり、取り扱いが容易であり、硬化 後には充分な強度、安全性を有しているので本発明に好適に用いることができる。
[0018] 更に、本発明の歯科用修復材料においては、所定長さのガラス繊維束に前記光及 び Z又は熱により硬化する榭脂モノマーが含浸されてロッド形状をなすことが好まし い。
[0019] この態様によれば、例えば、ブリッジ、支台築造、クラウン若しくは部分床義歯の維
持装置、連結装置、又は歯牙固定の材料として、より使い易い材料を提供できる。
[0020] 更に、本発明の歯科用修復材料においては、ブリッジ、支台築造、クラウン若しくは 部分床義歯の維持装置、連結装置、又は歯牙固定の材料として用いられることが好 ましい。
[0021] 本発明の歯科用修復材料は、光及び Z又は熱による硬化前は、比較的自由に変 形させることができるので、適応箇所に応じた形状に変形しやすぐその状態で光及 び Z又は熱を照射することにより容易に硬化できるので、ブリッジ、支台築造、クラウ ン若しくは部分床義歯の維持装置、連結装置、又は連結装置を作製するときの材料 、及び歯牙固定を行うときの材料として好適である。
[0022] 更に、本発明の歯科用修復材料においては、義歯の床に埋設又は付設される補 強線として用いられることが好ま 、。
[0023] 従来の義歯の補強線は、前述したように金属線が用いられていたが、本発明の歯 科用修復材料を該補強線として用いることにより、適応箇所に応じた形状に変形しや すぐその状態で光及び Z又は熱を照射することにより容易に硬化でき、しかも軽量 であると ヽぅ利点が得られる。
[0024] 一方、本発明の義歯は、レジン床と、このレジン床に排列固定された人工歯とを備 えた義歯において、前記歯科用修復材料で形成された補強材が、前記レジン床に 埋設又は付設されて 、ることを特徴とする。
[0025] 本発明の義歯によれば、前記歯科用修復材料で形成された補強材を用いることに より、前述したように、作製時において適応箇所に応じた形状に変形しやすぐその 状態で光及び Z又は熱を照射することにより容易に硬化できるので作製時の作業性 がよぐしかも軽量であるという利点が得られる。
[0026] 本発明の義歯においては、前記補強材は、前記レジン床の裏側歯茎に相当する 部分又はその近傍に線状をなして埋設又は付設されて 、ることが好ま 、。
[0027] この態様によれば、補強線が外部から見えにくぐ人工歯の根元付近にあるため、 補強効果を高めることができる。
発明の効果
[0028] 本発明の歯科用修復材料は、強度、審美性に優れ、しかも修復部分への装着性に
も優れるので、ブリッジ、支台築造、クラウン若しくは部分床義歯の維持装置、連結装 置、又は歯牙固定等の歯科用修復材料として特に好適に使用することができる。
[0029] また、本発明の義歯は、前記歯科用修復材料で形成された補強材を用いること〖こ より、作製時の作業性がよぐしかも軽量であるという利点が得られる。
図面の簡単な説明
[0030] [図 1]本発明の歯科用修復材料を義歯の修理に用いる例であって、折れた義歯を装 着する状態を示す説明図である。
[図 2]同義歯の修理に用いる例であって、折れた義歯を整合させて、溝を形成して歯 科用修復材料を挿入する状態を示す説明図である。
[図 3]同工程によって修理された義歯を示す説明図である。
[図 4]実施例におけるフィラメント径と曲げ強度との関係を示す図表である。
[図 5]実施例におけるフィラメント径とガラス含有率との関係を示す図表である。
[図 6]実施例における光重合後のフィラメント径と曲げ強度との関係を示す図表であ る。
符号の説明
[0031] 10 :義歯
11 :レジン床
12 :人工歯
13 :作業模型
14 :顎堤部分
20 :歯科用修復材料
発明を実施するための最良の形態
[0032] 本発明の歯科用修復材料は、ガラス繊維を、光及び Z又は熱により硬化する榭脂 モノマーで含浸してなる繊維強化樹脂材料である。
[0033] マトリックスとなる榭脂は、光及び Z又は熱により硬化する榭脂モノマーであれば特 に限定されな 、が、アクリル系榭脂モノマー又はメタクリル系榭脂モノマーであること が好ましい。ここで、アクリル系榭脂モノマー又はメタクリル系榭脂モノマーとは、ァク リル榭脂モノマー又はメタクリル樹脂モノマーのみならず、これらのモノマーのウレタ
ン変性モノマー等の変性体も含む意味である。
[0034] このような光及び Z又は熱により硬化する榭脂モノマーとしては、例えば、メタクリル 酸メチル(MMA)、エチレングリコールジメタタリレート(EGDMA)、トリエチレングリ コールジメタタリレート(TEGDMA)、ヒドロキシエチレンメタタリレート(HEMA)、ウレ タンジメタタリレート(UDMA)、ウレタンテトラメタクリレー HUTMA)、 2, 2'— bis [4 - (3—メタクリロキシ - 2-ヒドロキシプロボキシ)フエ-ル]プロパン(bis - GMA)等 が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
[0035] また、光及び Z又は熱により硬化を促進させるために、榭脂モノマーには好ましく は重合開始剤が含まれる。このような重合開始剤としては、特に限定されないが、例 えば、有機過酸化物、無機過酸化物、ホウ素含有重合開始剤、 a—ジケトンィ匕合物 、有機アミンィ匕合物、有機スルフィン酸、有機スルフィン酸塩、無機硫黄化合物、有 機燐ィ匕合物等を挙げることができ、これらは 1種または 2種以上を用いることができる
[0036] なかでも、光単独、又は、光と熱の併用によって硬化するタイプの重合開始剤が好 ましい。これらは、具体的には、紫外線又は可視光線を照射することによって光重合 することができる、光増感作用を備える重合開始剤である。このような光重合開始剤と しては、例えば、ベンジル、 4,4しジクロ口ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエー テル、ベンゾインェチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフエノン、 9, 10-アントラキノン、ジァセチル、カンファーキノン (CQ :ジメチルェチルメタタリレート )、トリメチルベンゾィルジフエ-ルフォスフィンォキシドが挙げられる。
[0037] また、上記の重合開始剤に有機還元性ィ匕合物を併用してもよい。このような有機還 元性化合物としては、例えば Ν,Ν-ジメチルァ-リン、 Ν,Ν-ジメチル -ρ-トルィジン (DM ΡΤ)、 Ν,Ν-ジェチル- ρ-トルイジン、 Ν,Ν-ジエタノール- ρ-トルイジン (DEPT)、 Ν,Ν-ジ メチル - p- tert-ブチルァニリン、 Ν,Ν-ジメチルァニシジン、 Ν,Ν-ジメチル- ρ-クロルァ 二リン、 Ν,Ν-ジメチルアミノエチル (メタ)アタリレート、 Ν,Ν-ジェチルアミノエチル (メタ )アタリレート(DEAM)、 Ν,Ν-ジメチルァミノ安息香酸及びそのアルキルエステル、 Ν, Ν—ジェチルァミノ安息香酸(DEABA)又はそのアルキルエステル、 Ν, Ν—ジメチル ァミノベンツアルデヒド(DMABAd)などの芳香族ァミン類; N-フエ-ルグリシン (NP
G)、 N-トリルグリシン (NTG)、 Ν,Ν- (3-メタクリロイルォキシ- 2-ヒドロキシプロピル)フエ -ルグリシン (NPG— GMA)などを併用することができる。
[0038] 上記の重合開始剤は、アクリル系榭脂モノマー又はメタクリル系榭脂モノマー 100 質量部に対して 0. 1〜1. 5質量部使用することが好ましい。
[0039] 本発明に用いるガラス繊維としては特に限定されず、従来公知の Εガラス、 Sガラス 、 ECRガラス等が使用できる。ガラス繊維は、従来公知の溶融紡糸法、火焰法、吹き 飛ばし法、遠心法 (ロータリー法)など各種の方法を用いて繊維化することができる。
[0040] そして、本発明においては、このガラス繊維のフィラメント径が 18〜50 μ mであるこ とを特徴としている。ガラス繊維のフィラメント径は好ましくは20〜50 111、より好まし くは 20〜45 πιである。
[0041] フィラメント径が 18 μ m未満であると、繊維強化榭脂材料とした際の修復箇所への 装着作業性が低下し、また、後述する歯科用修復材料における前記ガラス繊維の体 積含有率が 50%未満となるので好ましくない。一方、 50 mを超えると、マトリックス 榭脂との含浸が不充分となったり、繊維強化榭脂材料を作製時の作業性が困難とな る場合があるので好ましくない。なお、フィラメント径は、 JIS R3420に準じて、顕微 鏡観察による 50本の単繊維径を測定した値の平均値とする。
[0042] 上記のガラス繊維は榭脂との接着性を向上させるために表面処理されて!、てもよ!/ヽ 。表面処理剤としては特に限定されないが、従来公知のシラン系処理剤等が使用で き、具体的には、アクリルシラン、アミノシラン、エポキシシラン等が挙げられる。
[0043] 上記のガラス繊維としては、ガラス繊維製造時のフィラメントの好ましくは 200〜600 0本、特に好ましくは 800〜5000本を束ねたガラス繊維束 (ストランド)を 1本または 2 本以上用いることができる。この場合、従来公知の集束剤を用いて集束することが好 ましい。
[0044] 繊維強化榭脂材料全体におけるガラス繊維の含有率は、体積含有率で 50〜65% であることが好ましい。体積含有率が 50%未満であると、繊維強化榭脂材料としての 曲げ強度が不足するので好ましくない。本発明においては、フィラメント径が 18〜50 μ mであるガラス繊維を用いることにより、ガラス繊維の含有率を向上させて上記の 体積含有率 50〜65%を達成することができる。また、体積含有率が 65%を超えると
、フィラメント間の榭脂部分が少なくなり、繊維強化榭脂材料としての強度が不足する ので好ましくない。
[0045] 上記のガラス繊維束は、引き抜き成形、注型 (キャスティング)、圧縮成形等の従来 公知の方法によって、上記の光及び Z又は熱により硬化する榭脂モノマーに含浸さ せることができる。
[0046] そして、このとき、ガラス繊維としてフィラメント径が 18〜50 μ mのものを用いること で、含浸後の繊維強化榭脂材料における前記ガラス繊維の体積含有率を 50〜65 %となるように含浸させることができる。また、ガラス繊維のフィラメント径が 18〜50 mと太 ヽので、繊維強化榭脂材料の修復箇所への装着作業性にも優れるものとなる
[0047] このようにして得られた歯科用修復材料は、ロッド状、シート状等の所望の形状にす ることができる。ロッド状の場合、太さ 0. 5〜5. Omm、長さが 5〜200mmとすること が好ましい。この歯科用修復材料は、そのまま又は適当な大きさに切断されて、歯の 修復材料として使用される。
[0048] この段階では未硬化であり、更にガラス繊維としてフィラメント径が 18〜50 μ mと従 来より太いものを用いているので患部への装着性が良好である。そして、その後に光 及び Z又は熱によって硬化が行われる。光照射条件や加熱条件は、使用する榭脂 モノマーの特性に合わせて適宜選択可能であり限定されな 、。
[0049] 本発明の歯科用修復材料は、後記する実施例から明らかにされるように、硬化後の 繊維強化榭脂材料の最大曲げ強度が 600MPa以上、特に 650MPa以上であり、ま た、ガラス含有率が体積基準で 50%以上を有するものが得られる。
[0050] 本発明の歯科用修復材料は、具体的には、例えばブリッジ、支台築造、クラウン若 しくは部分床義歯の維持装置、連結装置、又は歯牙固定等に好適に用いられる。以 下、義歯への適用の具体例について、図 1〜3を用いて更に詳細に説明する。
[0051] 図 1〜3に示した実施形態は、破折した義歯 10を修理する例を示している。この実 施形態の場合、義歯 10は、下顎の形状に沿って成形されたレジン床 11と、このレジ ン床 11の上面に排列固定された複数の人工歯 12とを有しており、そのほぼ真中部 分で破折している。この義歯 10の修理に際し、患者の下顎をかたどった作業模型 13
を使用する。
[0052] 図 2に示すように、作業模型 13の顎堤部分 14にレジン床 11を適合させて、左右に 分かれた義歯 10の破折片を整合させる。そして、義歯 10のレジン床 11の裏側歯茎 に相当する部分 11aに、歯列に沿って溝 15を形成する。
[0053] そして、この溝 15に、本発明によるロッド状の歯科用修復材料 20を湾曲させて挿入 する。この場合、歯科用修復材料 20は、榭脂がまだ完全に硬化されていないため、 比較的自由な形状に湾曲させることができ、溝 15の形状に容易にフィットさせること ができる。
[0054] 更に、溝 15の上力も光により歯科用修復材料 20を硬化させ、溝 15内に埋設させる と共に、義歯 10の接合部分にも修理用の常温重合榭脂組成物を盛り付けて、破折 前の形状に修復する。
[0055] こうして修理された義歯 10は、図 3に示すように、破折して左右に分かれた部分が 硬化した歯科用修復材料 20からなる補強線によって連結強化され、その上から塗り 付けられた榭脂によって、元の形状となる。
[0056] なお、上記実施形態は、破折した義歯 10を修理する例を示して 、るが、予め上記 歯科用修復材料 20からなる補強線が埋設又は付設された義歯を作ることもできる。 また、上記実施形態は、下顎に装着される義歯を示しているが、上顎に装着される義 歯においても同様に作製することができる。
実施例
[0057] 以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
[0058] 実施例 1
光硬化榭脂モノマーとして、ウレタンジメタタリレート (UDMA) 20質量部、トリェチ レングリコールジメタタリレート (TEGDMA) 20質量部、光重合開始剤として、カンフ ァーキノン (CQ)O. 1質量部、ジメチルアミノエチルメタクリレー HDEAM) 0. 2質量 部の混合溶液を得た。
[0059] Eガラスをフィラメント径 20 μ mで紡糸し、これをアクリルシランカップリング剤を含む 表面処理剤で処理し、 2000本集束してストランド (ガラス繊維束)を得た。
[0060] このストランドを 25mmに切断し、上記の混合溶液に浸漬してプリプレダを得た。こ
のプリプレダを凹字形の型枠にストランドが長辺方向に配向するように充填した後、 光を照射して光重合硬化させ、縦 2mm X横 2mm X長さ 25mmの長方形の試験片 を得た。このときの光重合には、光重合器ユニックス II (ヘレウス'クルツァ一'ジャパン 製)を用いて、 100V、 270Wで波長 320〜520nmのキセノンランプを使用し、照射 時間は 3分間として行った。
[0061] 実施例 2
Eガラスのフィラメント径を 25 mとした以外は、実施例 1と同じ条件で試験片を得 た。
[0062] 実施例 3
Eガラスのフィラメント径を 30 mとした以外は、実施例 1と同じ条件で試験片を得 た。
[0063] 実施例 4
Eガラスのフィラメント径を 45 mとした以外は、実施例 1と同じ条件で試験片を得 た。
[0064] 比較例 1
Eガラスのフィラメント径を 7 mとした以外は、実施例 1と同じ条件で試験片を得た [0065] 比較例 2
Eガラスのフィラメント径を 10 mとした以外は、実施例 1と同じ条件で試験片を得 た。
[0066] 比較例 3
Eガラスのフィラメント径を 13 mとした以外は、実施例 1と同じ条件で試験片を得 た。
[0067] 比較例 4
Eガラスのフィラメント径を 16 mとした以外は、実施例 1と同じ条件で試験片を得 た。
[0068] 試験例 1 (最大曲げ強度、ガラス含有率の測定)
実施例 1〜4、比較例 1〜4の試験片について、最大曲げ強度 (ISO— 10477)、及
び、 Ashing Methodによるガラス含有率 (質量%、体積%)を測定した。その結果 を表 1に示す。また、フィラメント径と最大曲げ強度、フィラメント径とガラス含有率 (体 積%)との関係をそれぞれ図 4、 5に示す。なお、最大曲げ強度の測定値は n= 10の 平均値である。
[0069] [表 1]
[0070] 表 1、図 4、 5の結果より、ガラス繊維のフィラメント径が 20〜45 μ mの実施例 1〜4 においては、曲げ強度がいずれも 600MPa以上であり、充分な強度が得られている ことがわかる。また、ガラス含有率も 50%以上である。
[0071] 一方、ガラス繊維のフィラメント径が 16 μ m以下の比較例 1〜4においては、曲げ強 度が 585MPa以下であり、充分な強度が得られていないことがわかる。また、ガラス 含有率も比較例 1〜3は 44%以下と低くなつている。
[0072] 試験例 2 (最大曲げ強度測定:光重合)
実施例 1〜3、比較例 1〜4のプレブリグについて、光照射 3分の条件で可視光を照 射して光硬化させ、縦 2 X横 2 X長さ 25mmの棒状の試験片を得た。
[0073] この試験片について、最大曲げ強度 (ISO— 10477)を測定した。その結果を図 6 に示す。なお、測定値は n= 10の平均値である。
[0074] 図 6の結果より、ガラス繊維のフィラメント径が 20〜45 μ mの実施例 1〜4において は、曲げ強度がいずれも 600MPa以上であり、充分な強度が得られていることがわ 力る。
[0075] 一方、ガラス繊維のフィラメント径が 16 μ m以下の比較例 1〜4においては、曲げ強 度が 585MPa以下であり、充分な強度が得られていないことがわかる。
産業上の利用可能性
[0076] 本発明により得られる歯科用修復材料は、歯科用修復材料としての審美性、強度 に優れ、加えて修復部分への作製時の作業性も良好であるので、例えば、ブリッジ、 支台築造、クラウン若しくは部分床義歯の維持装置、連結装置、又は歯牙固定などと して好適に用いることができる。 なお、 2004年 6月 14日に出願された日本特許出願 2004— 175039号の明細書 、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開 示として、取り入れるものである。