(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カゼイン樹脂を主成分とすることを特徴とする切削実習用模型歯。
【請求項２】
ショア硬度Ｄが７４〜８６の範囲内にある請求項１に記載の切削実習用模型歯。
【請求項３】
ショア硬度Ｄが５５〜７３の範囲内にある請求項１に記載の切削実習用模型歯。
【請求項４】
白色系顔料が分散されている請求項１〜３のいずれか１つに記載の切削実習用模型歯。
【請求項５】
前記白色系顔料が酸化チタン（ＴｉＯ２）である請求項４に記載の切削実習用模型歯。
【請求項６】
前記白色系顔料が０．１〜０．５重量％含まれている請求項４または５に記載の切削実習用模型歯。
【請求項７】
前記カゼイン樹脂のみからなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の切削実習用模型歯。
【請求項８】
前記カゼイン樹脂と前記白色系顔料のみからなる請求項４〜６のいずれか１つに記載の切削実習用模型歯。
【請求項９】
第一カゼイン樹脂を主成分とする象牙質部と、
前記第一カゼイン樹脂よりも硬度の高い第二カゼイン樹脂を主成分とするエナメル質部と、
を有することを特徴とする二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１０】
前記象牙質部のショア硬度Ｄが５５〜７３の範囲内にあり、前記エナメル質部のショア硬度Ｄが７４〜８６の範囲内にある請求項９に記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１１】
少なくとも前記エナメル質部には白色系顔料が分散されている請求項９または１０に記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１２】
前記白色系顔料が酸化チタン（ＴｉＯ２）である請求項１１に記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１３】
前記白色系顔料が０．１〜０．５重量％含まれている請求項１１または１２に記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１４】
前記象牙質部が第一カゼイン樹脂のみからなる請求項９または１０に記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１５】
前記エナメル質部が第二カゼイン樹脂のみからなる請求項９、１０及び１４のいずれか１つに記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１６】
前記エナメル質部が前記第二カゼイン樹脂と前記白色系顔料のみからなる請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【請求項１７】
前記象牙質部が前記第一カゼイン樹脂のみからなる請求項１６に記載の二層構造の切削実習用模型歯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削実習用模型歯に関する。さらに詳述すると、本発明は、歯科学を専攻する学生の歯科実習に好適に用いることのできる切削実習用模型歯に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科学を専攻する学生の歯科実習に用いられる切削実習用模型歯としては、メラミン樹脂で作製されたものが一般に普及している。最近では、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近づけるべく、いくつか研究が進められている。例えば、特許文献１では、切削実習用模型歯の組成をアルミナ系、ジルコニア系、石膏系、シリカ系の物質からなるものとして、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近づけることが提案されている。
【０００３】
また、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感により近づけるべく、天然歯と同様に象牙質の内層とエナメル質の表層からなる二層構造の切削実習用模型歯も提案されている。例えば、特許文献２では、平均粒子径１〜８μｍのアルミナ粉末をバインダーと混練して射出成形することにより象牙質部を作製した後に、平均粒子径１〜８μｍのアルミナ粉末をバインダーと混練して射出成形してエナメル質部を作製する多層成形方法により二層構造の切削実習用模型歯を作製する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６３３３０号公報
【特許文献２】特開２００７−３１２８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
切削実習用模型歯を切削実習に供すると、切削実習用模型歯を構成する材料の粉末が飛散し、切削実習者がこの粉末を吸い込んでしまう可能性がある。したがって、切削実習用模型歯を構成する材料としては、人体に入り込んでも健康を害する危険性のない安全なものを使用することが望ましいと言える。
【０００６】
ところが、現在一般に普及している切削実習用模型歯に使用されている材料は、発癌性が指摘されているメラミン樹脂である。したがって、この切削実習用模型歯を切削実習に供すると、切削実習者の健康を害する危険性がある。
【０００７】
また、特許文献１や特許文献２において提案されている切削実習用模型歯に使用されている材料もまた、その粉塵が塵肺の原因となり得るアルミナ系、ジルコニア系、石膏系、シリカ系の鉱物系材料である。したがって、この切削実習用模型歯を切削実習に供する場合についても、切削実習者の健康を害する危険性を完全には否定できない。
【０００８】
そこで、人体に入り込んでも健康を害する危険性のない安全な材料を使用しながらも、天然歯に近い切削感が得られる切削実習用模型歯が望まれる。
【０００９】
また、特許文献２において提案されている切削実習用模型歯は、象牙質部を射出成形した後の表層のエナメル質部の射出成形のタイミングが遅れると、成形体の変性が起こって内部応力が緩和されなくなり、時間が経過するにつれて剥がれやチッピングが発生しやすいという問題がある（特許文献２の段落[００２９]参照）。このように、表層のエナメル質部と内層の象牙質部の接合部が剥がれたり、チッピングが発生しやすい場合には、切削を行っている際に、エナメル質部から象牙質部への移行時に違和感が発生し、リアルな切削感が得られなくなる。
【００１０】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、切削実習を行う学生等が切削により飛散する粉末を吸い込んでも健康を害することの無い安全な材料を使用しながらも、天然歯に近い切削感が得られる切削実習用模型歯を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、切削実習を行う学生等が吸い込んでも健康を害することの無い安全な材料を使用しながらも、天然歯により近い切削感が得られる二層構造の切削実習用模型歯を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するため、本願発明者等が鋭意検討を行い、人体に無害な牛乳由来のタンパク質であるカゼインを使用することによって、切削実習を行う学生等が吸い込んでも健康を害すること無く、安全性を確保できると考えた。
【００１３】
そこで、本願発明者等がさらに検討を行った結果、切削実習用模型歯をカゼイン樹脂を主成分とすることで、天然歯に近い切削感が得られることを知見するに至り、さらに種々検討を重ねて、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明の切削実習用模型歯は、カゼイン樹脂を主成分とするものである。
【００１５】
ここで、本発明の切削実習用模型歯において、ショア硬度Ｄが７４〜８６の範囲内にあるものとすることが好ましい。この場合には、切削実習用模型歯の硬度を天然歯のエナメル質の硬度に一致させることができ、天然歯のエナメル質の切削感が得られ易くなる。
【００１６】
また、本発明の切削実習用模型歯において、ショア硬度Ｄが５５〜７３の範囲内にあるものとすることが好ましい。この場合には、切削実習用模型歯の硬度を天然歯の象牙質の硬度に一致させることができ、天然歯の象牙質の切削感が得られ易くなる。
【００１７】
さらに、本発明の切削実習用模型歯において、白色系顔料が分散されていることが好ましい。白色系顔料が分散されていることで、切削実習用模型歯の色を天然歯の色に近いものとして、外観を天然歯と近似させたリアルな切削実習模型歯となる。
【００１８】
また、本発明の切削実習用模型歯において、白色系顔料は酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。酸化チタンは人体への毒性が無く、その粉末を吸い込んでも健康を害することがない。したがって、切削実習用模型歯の色を天然歯の色に近いものとして、外観を天然歯と近似させたリアルなものとしながらも、切削実習用模型歯の人体への安全性を十分に確保することができる。
【００１９】
さらに、本発明の切削実習用模型歯において、白色系顔料は０．１〜０．５重量％含まれていることが好ましい。白色系顔料がこの範囲で含まれることで、白色系顔料を入れない場合の切削実習用模型歯の象牙色と相俟って、天然歯に極めて近い色合いとして、外観を天然歯とより近似させた極めてリアルなものとすることができる。
【００２０】
ここで、本発明の切削実習模型歯は、カゼイン樹脂のみからなるもの、あるいはカゼイン樹脂と白色系顔料のみからなるものとすることが好ましい。
【００２１】
次に、本願発明者等は、二層構造の切削実習用模型歯ついて検討した。その結果、天然歯と同様に表層の硬度が内層の硬度よりも高い二層構造の切削実習用模型歯によって、天然歯により近い切削感が得られ、しかも、二層構造がカゼイン樹脂で形成されていることから、人体に対する安全性も確保できることを知見するに至った。そこで、本願発明者等は、さらなる種々の検討を重ねて、本発明を完成するに至った。
【００２２】
即ち、本発明の二層構造の切削実習用模型歯は、第一カゼイン樹脂を主成分とする象牙質部と、第一カゼイン樹脂よりも硬度の高い第二カゼイン樹脂を主成分とするエナメル質部とを有するものである。
【００２３】
ここで、本発明の二層構造の切削実習用模型歯において、象牙質部のショア硬度Ｄが５５〜７３の範囲内にあることが好ましく、エナメル質部のショア硬度Ｄが７４〜８６の範囲内にあることが好ましい。この場合には、表層のエナメル質部の硬度を天然歯のエナメル質の硬度に一致させることができ、さらには内層の象牙質部の硬度を天然歯の象牙質の硬度に一致させることができる。したがって、二層構造の切削実習用模型歯の切削感を、天然歯の切削感に非常に近いものとでき、天然歯のようなリアルな切削感を味わうことができる。
【００２４】
また、本発明の二層構造の切削実習用模型歯において、少なくともエナメル質部には白色系顔料が分散されていることが好ましい。エナメル質部に白色系顔料が分散されていることで、二層構造の切削実習用模型歯の表層のエナメル質部の色を天然歯の色に近づけて、外観を天然歯と近似させたリアルな切削実習用模型歯を得ることができる。尚、白色系顔料はエナメル質部のみならず、さらに象牙質部に分散されていてもよい。
【００２５】
さらに、本発明の二層構造の切削実習用模型歯において、白色系顔料が酸化チタン（ＴｉＯ２）であることが好ましい。酸化チタンは人体への毒性が無く、その粉末を吸い込んでも健康を害することがない。したがって、二層構造の切削実習用模型歯の色を天然歯の色に近いものとして、外観を天然歯と近似させたリアルなものとしながらも、切削実習用模型歯の人体への安全性を十分に確保することができる。
【００２６】
さらに、本発明の二層構造の切削実習用模型歯において、白色系顔料は０．１〜０．５重量％含まれていることが好ましい。白色系顔料がこの範囲で含まれることで、白色系顔料を入れない場合の切削実習用模型歯の象牙色と相俟って、天然歯に極めて近い色合いとして、外観を天然歯とより近似させた極めてリアルなものとすることができる。
【００２７】
ここで、本発明の二層構造の切削実習用模型歯は、象牙質部が第一カゼイン樹脂のみからなるものとすることが好ましく、エナメル質部が第二カゼイン樹脂のみからなるもの、あるいは、第二カゼイン樹脂と白色系顔料のみからなるものとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の切削実習用模型歯によれば、切削実習を行う学生等が切削により飛散する粉末を吸い込んでも健康を害することが無く安全であるとともに、天然歯に近い切削感を与えることができる。
【００２９】
また、本発明の二層構造の切削実習用模型歯によれば、切削実習を行う学生等が切削により飛散する粉末を吸い込んでも健康を害することが無く安全であるとともに、天然歯により近い切削感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】カゼイン粉末の粒度と切削実習用模型歯の硬度の関係を示す図である。
【図２】酸化チタンの添加による切削実習用模型歯の硬度への影響を示す図である。
【図３】本発明の切削実習用模型歯の写真である。
【図４】本発明の二層構造の切削実習用模型歯の写真（断面）である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
＜一層構造の切削実習用模型歯＞
本発明の一層構造の切削実習用模型歯は、カゼイン樹脂を主成分とすることを特徴とするものである。
【００３３】
切削実習用模型歯をカゼイン樹脂を主成分とするものとすることで、切削実習用模型歯の硬度を天然歯に近いものとして、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近いものとすることができる。しかも、カゼインは、牛乳由来のタンパク質の一種であり、人体に無害な物質であることから、切削により飛散した粉末による健康被害の虞がなく、極めて安全である。
【００３４】
カゼイン樹脂の作製方法は、特に限定されるものではなく、公知あるいは新規の方法を採用することができるが、カゼイン粉末を水と混合し、これを加熱及び加圧して得られた成形体を架橋処理することが特に好適である。この場合、カゼイン粉末の粒度を調整することによって、カゼイン樹脂の硬度を制御することができる。したがって、切削実習用模型歯の硬度を制御して天然歯の硬度に近づけ易くなり、あるいは一致させ易くなり、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近づけ易くなる。
【００３５】
例えば、カゼイン粉末の粒度を５０μｍ〜１０００μｍ、好適には７０μｍ〜８００μｍ、より好適には１００μｍ〜６００μｍとすることで、切削実習用模型歯の硬度を天然歯の硬度（ショア硬度Ｄ５５〜８６）に近づけ易くなり、あるいは一致させ易くなる。尚、カゼイン粉末の粒度を大きくすれば、切削実習用模型歯の硬度が低下する。逆にカゼイン粉末の粒度を小さくすれば、切削実習用模型歯の硬度が高まる。
【００３６】
ここで、カゼイン樹脂のショア硬度Ｄが７４〜８６の範囲内にあるものとすることで、切削実習用模型歯の硬度を天然歯の表層であるエナメル質の硬度に一致させて、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の表層の切削感に近づけることができる。具体的には、例えば、カゼイン粉末の粒度を最大３５５μｍ、好適には８０μｍ〜３５５μｍ、より好適には最大１００μｍ、さらに好適には８０μｍ〜１００μｍとすればよい。
【００３７】
また、カゼイン樹脂のショア硬度Ｄを５５〜７３の範囲内にあるものとすることで、切削実習用模型歯の硬度を天然歯の内層である象牙質の硬度に一致させて、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の内層の切削感に近づけることができる。具体的には、例えば、カゼイン粉末の最小粒度を、３５５μｍ超とすることが好適であり、６００μｍとすることがより好適であり、６００μｍ超とすることがさらに好適である。最大粒度については、１０００μｍとすることが好適であり、８００μｍとすることがより好適である。
【００３８】
ここで、切削実習用模型歯には、白色及び乳白色等の白色系顔料が分散されていることが好ましい。カゼイン樹脂は象牙色であることから、切削実習用模型歯に白色系顔料が分散されていることによって、カゼイン樹脂の象牙色と相俟って、切削実習用模型歯の色を天然歯に近い極めてリアルな色合いに調整することができる。
【００３９】
白色系顔料としては、公知ないしは新規の種々の物質を分散させることができるが、人体に無害な物質を分散させることが好ましい。例えば、工業用の白色系顔料を分散させることができ、特に酸化チタン（ＴｉＯ２）を好適に分散させることができる。
【００４０】
尚、白色系顔料の量は、多すぎると切削実習用模型歯の色が白くなりすぎて天然歯の色から遠ざかると共に切削実習用模型歯の硬度が低下して天然歯の切削感から遠ざかってしまう場合がある。また、少なすぎると、切削実習用模型歯の色が天然歯ほど白くならない場合がある。したがって、カゼイン樹脂中の白色系顔料の含有量は、例えば、０．１〜１．０重量％、好適には０．１〜０．５重量％とすればよい。
【００４１】
特に、白色系顔料を酸化チタン（ＴｉＯ２）とし、カゼイン樹脂中の白色系顔料の含有量を０．１〜０．５重量％とすることで、最大粒度３５５μｍのカゼイン粉末から作製されるカゼイン樹脂の硬度を高めて天然歯のエナメル質の硬度に一致させ易くする効果が得られる。
【００４２】
尚、本発明の切削実習用模型歯は、本質的には、カゼイン樹脂あるいはカゼイン樹脂と白色系顔料からなることが望ましい。即ち、カゼイン樹脂のみ、あるいはカゼイン樹脂と白色系顔料のみからなることが好ましいが、意図しない不純物等の混入は許容される。また、切削実習用模型歯の安全性を損なうことの無い範囲で他の物質が意図的に配合されていても構わない。例えば、カゼイン樹脂以外の他の物質（例えばカゼイン樹脂以外の樹脂等）が意図的に混入されて硬度等が調整されていたり、着色されていたりしてもよい。
【００４３】
以下、本発明の一層構造の切削実習用模型歯の作製方法の一例を説明するが、本発明の一層構造の切削実習用模型歯の作製方法は、以下の方法に限定されるものではない。
【００４４】
＜一層構造の切削実習用模型歯の作製方法＞
一層構造の切削実習用模型歯は、以下の工程Ａ１〜Ａ４により作製することができる。
工程Ａ１：カゼイン粉末と水を主成分とする混合物を調製する工程、
工程Ａ２：歯型に混合物を詰めて加熱及び加圧し成形体を得る工程、
工程Ａ３：成形体を架橋処理する工程、及び
工程Ａ４：架橋処理後の成形体を乾燥処理する工程
【００４５】
工程Ａ１では、カゼイン粉末と水を主成分とする混合物を調製する。
【００４６】
カゼイン粉末の粒度は、切削実習用模型歯の所望の硬度に合わせて、上記の通りに調整する。
【００４７】
カゼイン粉末に添加する水の量については、多すぎるとヒケの影響により成形後に寸法が変化し易くなる。また、少なすぎると固まり難くなって成形体が得られ難くなる。したがって、例えば、カゼイン粉末の含水率が１７．５重量％〜３２．５重量％、好適には２５重量％となるように水を添加すればよい。
【００４８】
カゼイン樹脂に白色系顔料を分散させる場合には、工程Ａ１において、カゼイン粉末に白色系顔料を添加する。
【００４９】
尚、工程Ａ１において調整される混合物は、本質的にはカゼイン粉末と水、あるいはカゼイン粉末と水と白色系顔料からなることが好ましい。即ち、カゼイン粉末と水のみ、あるいはカゼイン粉末と水と白色系顔料のみからなることが好ましいが、意図しない不純物等の混入は許容される。また、作製された切削実習用模型歯の安全性を損なうことの無い範囲で他の物質を意図的に混入するようにしても構わない。
【００５０】
次に、工程Ａ２では、歯型に工程Ａ１で得られた混合物を詰めて加熱及び加圧し成形体を作製する。
【００５１】
歯型としては、型内に充填された混合物を加圧可能な形状のものを適宜用いることができ、例えば、歯冠部に該当しない箇所からの加圧が可能な形状のものを用いることができる。また、材質としては、充填された混合物を型を介して加熱可能な熱伝導性材料、例えばプリハードン鋼（ＮＡＫ５５）製のものを用いることができる。また、分割型の型を用いても良い。この場合、離型が容易となる。
【００５２】
型内に充填された混合物の加熱は、型を所望の加熱温度に温めてから混合物を型内に充填することによって行ってもよいし、混合物を型内に充填してから型を加熱して所望の加熱温度で加熱するようにしてもよい。
【００５３】
型内に充填された混合物の加熱温度は、１００℃を超えるとカゼイン自体が分解してしまうことから、１００℃以下とすることが好ましい。また、加熱温度が低すぎると固まらなくなって成形体の形成が困難になる。したがって、例えば、型の温度を５０℃〜１００℃、好適には７５℃として加熱すればよい。
【００５４】
加熱時間については、加熱温度により変化するが、例えば、概ね３分程度とすればよい。
【００５５】
型内に充填された混合物の加圧力は、低すぎると成形体に空気孔が残留して硬度が低下しやすくなる。加圧力が高すぎる場合には、成形体自体には特に影響は無いものの、加圧のために使用するエネルギーが無駄となる。したがって、例えば、２００ｋｇ／ｃｍ２〜４００ｋｇ／ｃｍ２、好適には３００ｋｇ／ｃｍ２とすればよい。
【００５６】
尚、型内に充填された混合物の加熱は、加圧前に行ってもよいし、加圧中に行ってもよいし、加圧後に行ってもよいが、成形体の作製に必要な時間を短縮する上では、加圧中に加熱することが好適であり、加圧前に加熱することがより好適である。また、型を予め加熱してから混合物を型内に詰めた後に加圧を行うことで、成形体の作製に必要な時間をさらに短縮し易くなり好適である。
【００５７】
加熱と加圧が完了した後、成形体を脱型して次工程Ａ３に供する。
【００５８】
工程Ａ３では、工程Ａ２で得られた成形体を架橋処理する。
【００５９】
架橋処理は、成形体を架橋液に浸漬して行う。架橋液としては、カゼインを架橋することのできる公知ないしは新規のものを適宜用いることができ、例えばホルマリン溶液を使用することができ、５〜７体積％のホルマリン溶液を好適に使用できる。
【００６０】
架橋処理に必要な時間は、架橋液の架橋処理能により決定される。例えば、５〜７体積％のホルマリン溶液を用いた場合、カゼインの架橋反応が１日当たりおよそ１ｍｍ進行するので、一般的な大きさの切削実習用模型歯の場合、およそ１週間で架橋処理が完了することになる。尚、架橋液を加熱することで、架橋反応を促進させて架橋処理に必要な時間を短縮できる場合がある。
【００６１】
次に、工程Ａ４では、架橋処理後の成形体を乾燥処理する。
【００６２】
乾燥処理に必要な時間は、乾燥温度及び架橋液の揮発性により決定される。例えば、５〜７体積％のホルマリン溶液を架橋液とした場合には、室温環境下では、架橋処理に要した時間とほぼ同等の時間で水分並びにホルマリン成分が十分に抜ける。
【００６３】
以上の工程により、一層構造の切削実習用模型歯を作製することができる。
【００６４】
＜二層構造の切削実習用模型歯＞
本発明の二層構造の切削実習用模型歯は、第一カゼイン樹脂を主成分とする象牙質部と、第一カゼイン樹脂よりも硬度の高い第二カゼイン樹脂を主成分とするエナメル質部とからなることを特徴とするものである。
【００６５】
切削実習用模型歯を二層ともカゼイン樹脂を主成分とするものとすることで、切削実習用模型歯の硬度を天然歯に近いものとして、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近いものとすることができる。しかも、カゼインは、牛乳由来のタンパク質の一種であり、人体に無害な物質であることから、切削により飛散した粉末による健康被害の虞がなく、極めて安全である。
【００６６】
カゼイン樹脂の作製方法は、特に限定されるものではなく、公知あるいは新規の方法を採用することができるが、一層構造の切削実習用模型歯の場合と同様、カゼイン粉末を水と混合し、これを加熱及び加圧して得られた成形体を架橋処理することが特に好適である。この場合、カゼイン粉末の粒度を調整することによって、カゼイン樹脂の硬度を制御することができる。したがって、切削実習用模型歯の硬度を制御して天然歯の硬度に近づけ易くなり、あるいは一致させ易くなり、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近づけ易くなる。
【００６７】
例えば、カゼイン粉末の粒度を５０μｍ〜１０００μｍ、好適には７０μｍ〜８００μｍ、より好適には１００μｍ〜６００μｍとすることで、切削実習用模型歯の硬度を天然歯に近づけたり、あるいは一致させやすくなる。
【００６８】
そして、カゼイン粉末の粒度を小さくすればするほど、カゼイン樹脂の硬度は向上するので、第一カゼイン樹脂からなる象牙質部は、第二カゼイン樹脂を作製するカゼイン粉末よりも粒度の大きいカゼイン粉末を用いて作製する。逆に、第二カゼイン樹脂からなるエナメル質部は、第一カゼイン樹脂を作製するカゼイン粉末よりも粒度の小さいカゼイン粉末を使用する。これにより、第一カゼイン樹脂の硬度が第二カゼイン樹脂の硬度よりも小さくなって、天然歯の象牙質部とエナメル質部の硬度の関係を模擬することができる。
【００６９】
ここで、エナメル質部のショア硬度Ｄが７４〜８６の範囲内にあるものとすることで、切削実習用模型歯の表層の硬度を天然歯の表層であるエナメル質の硬度に一致させて、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近づけることができる。具体的には、例えば、カゼイン粉末の粒度を最大３５５μｍ、好適には８０μｍ〜３５５μｍ、より好適には最大１００μｍ、さらに好適には８０μｍ〜１００μｍとすればよい。
【００７０】
また、象牙質部のショア硬度Ｄを５５〜７３の範囲内にあるものとすることで、切削実習用模型歯の内層の硬度を天然歯の表層である象牙質の硬度に一致させて、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に近づけることができる。具体的には、例えば、カゼイン粉末の粒度を３５５μｍ超とすることが好適であり、６００μｍとすることがより好適であり、６００μｍ超とすることがさらに好適である。最大粒度については、１０００μｍとすることが好適であり、８００μｍとすることがより好適である。
【００７１】
ここで、少なくともエナメル質部には、白色及び乳白色等の白色系顔料が分散されていることが好ましい。カゼイン樹脂は象牙色であることから、これに白色系顔料が分散されていることによって、切削実習用模型歯の色を天然歯に近い極めてリアルな色合いに調整することができる。尚、白色系顔料は、切削実習用模型歯の外観に主に寄与するエナメル質部のみに分散されていれば十分であるが、象牙質部に白色系顔料が分散されていても構わない。
【００７２】
白色系顔料としては、公知ないしは新規の種々の物質を分散させることができるが、人体に無害な物質を分散させることが好ましい。例えば、工業用の白色系顔料を分散させることができ、特に酸化チタン（ＴｉＯ２）を好適に分散させることができる。
【００７３】
尚、白色系顔料の量は、多すぎると切削実習用模型歯の色が白くなりすぎて天然歯の色から遠ざかると共に切削実習用模型歯の硬度が低下して天然歯の切削感から遠ざかってしまう場合がある。また、少なすぎると、切削実習用模型歯の色が天然歯ほど白くならない場合がある。したがって、カゼイン樹脂中の白色系顔料の含有量は、例えば、０．１〜１．０重量％、好適には０．１〜０．５重量％とすればよい。
【００７４】
特に、白色系顔料を酸化チタン（ＴｉＯ２）とし、第二カゼイン樹脂中の白色系顔料の含有量を０．１〜０．５重量％とすることで、最大粒度３５５μｍのカゼイン粉末から作製される第二カゼイン樹脂の硬度を高めて天然歯のエナメル質の硬度に一致させ易くする効果が得られる。
【００７５】
尚、本発明の二層構造の切削実習用模型歯は、本質的には、象牙質部は第一カゼイン樹脂からなるものとし、エナメル質部は第二カゼイン樹脂からなるもの、あるいは第二カゼイン樹脂と白色系顔料からなるものとすることが好ましい。即ち、象牙質部は第一カゼイン樹脂のみからなるものとし、エナメル質部は第二カゼイン樹脂のみからなるもの、あるいは第二カゼイン樹脂と白色系顔料のみからなるものとすることが好ましいが、意図しない不純物等の混入は許容される。また、切削実習用模型歯の安全性を損なうことの無い範囲で他の物質が意図的に配合されていても構わない。例えば、例えば、カゼイン樹脂以外の他の物質（例えばカゼイン樹脂以外の樹脂等）が意図的に混入されて硬度等が調整されていたり、着色されていたりしてもよい。
【００７６】
以下、本発明の二層構造の切削実習用模型歯の作製方法の一例を説明するが、本発明の二層構造の切削実習用模型歯の作製方法は、以下の方法に限定されるものではない。
【００７７】
＜二層構造の切削実習用模型歯の作製方法＞
二層構造の切削実習用模型歯は、以下の工程Ｂ１〜Ｂ５により作製することができる。
工程Ｂ１：第一カゼイン粉末と水を主成分とする第一混合物を調製する工程、
工程Ｂ２：第一カゼイン粉末よりも粒度の小さな第二カゼイン粉末と水を主成分とする第二混合物を調製する工程、
工程Ｂ３：歯型に第二混合物と第一混合物を順に詰めて加熱及び加圧し成形体を得る工程、
工程Ｂ４：成形体を架橋処理する工程、及び
工程Ｂ５：架橋処理後の成形体を乾燥処理する工程
【００７８】
工程Ｂ１では、第一カゼイン粉末と水を主成分とする第一混合物を調製する。また、工程Ｂ２では、第一カゼイン粉末よりも粒度の小さな第二カゼイン粉末と水を主成分とする第二混合物を調製する。
【００７９】
カゼイン粉末の粒度は、切削実習用模型歯の所望の硬度に合わせて、上記の通りに調整する。即ち、第一カゼイン樹脂からなる内層を所望の硬度とすべく第一カゼイン粉末の粒度を調整し、第二カゼイン樹脂からなる表層を所望の硬度とすべく第二カゼイン粉末の粒度を調整する。
【００８０】
第一カゼイン粉末に添加する水の量、及び第二カゼイン粉末に添加する水の量については、一層構造の切削実習用模型歯の作製方法における工程Ａ１と同様であり、説明は省略する。
【００８１】
ここで、エナメル質部を白色に着色する場合には、第二カゼイン粉末に白色系顔料を添加する。カゼイン粉末を原料とした切削実習用模型歯の色は象牙色であることから、白色系顔料を添加することによって、切削実習用模型歯の表層の色を天然歯に近い極めてリアルな色合いに調整することができる。尚、白色系顔料は、切削実習用模型歯の外観に主に寄与する第二カゼイン粉末のみに添加すれば十分であるが、第一カゼイン粉末に白色系顔料を添加して、内層を白色に着色しても構わない。
【００８２】
白色系顔料の種類及び添加量等については、一層構造の切削実習用模型歯の作製方法における工程Ａ１と同様であり、説明は省略する。
【００８３】
尚、工程Ｂ１において調製される第一混合物は、本質的には第一カゼイン粉末と水、あるいは第一カゼイン粉末と水と白色系顔料からなることが好ましい。即ち、カゼイン粉末と水のみ、あるいはカゼイン粉末と水と白色系顔料のみからなることが好ましいが、意図しない不純物等の混入は許容される。また、作製された切削実習用模型歯の安全性を損なうことの無い範囲で他の物質を意図的に混入するようにしても構わない。このことは、工程Ｂ２において調製される第二混合物についても同様である。
【００８４】
次に、工程Ｂ３では、歯型に工程Ｂ１で得られた第一混合物と工程Ｂ２で得られた第二混合物とを詰めて加熱及び加圧し成形体を作製する。
【００８５】
歯型については、一層構造の切削実習用模型歯の作製方法における工程Ａ２と同様のものを用いることができる。また、加熱方法、加熱温度、加熱時間、加圧力及び加熱タイミングについても、一層構造の切削実習用模型歯の作製方法における工程Ａ２と同様であり、説明は省略する。
【００８６】
尚、工程Ｂ３では、第一混合物と第二混合物を詰める順序が重要である。即ち、歯型に第二混合物を詰め、次に第一混合物を詰めることにより、表層が第二混合物で構成され、内層が第一混合物により構成される。これにより、表層の硬度が内層の硬度よりも高まり、天然歯を疑似した二層構造とすることができる。さらには第一カゼイン粉末の粒度と第二カゼイン粉末の粒度を上記の通り調整することによって、切削実習用模型歯の内層の硬度と表層の硬度をそれぞれ天然歯の内層の象牙質の硬度と表層のエナメル質の硬度に近づけて、あるいは一致させて、切削実習用模型歯の切削感を天然歯の切削感に極めて近いものとすることができる。
【００８７】
また、工程Ｂ３では、第一混合物と第二混合物を一体成形することができる。つまり、一度の加熱と加圧によって、二層構造を簡単に形成することができる。しかも、表層と内層の密着性も極めて良好であり、表層と内層の剥離することがない。したがって、切削実習用模型歯を簡易かつ歩留まりよく作製することができる。
【００８８】
工程Ｂ３で得られた成形体は、工程Ｂ４で架橋処理される。尚、工程Ｂ４における架橋処理は、一層構造の切削実習用模型歯の作製方法における工程Ａ３と同様であり、説明は省略する。
【００８９】
次に、工程Ａ４では、架橋処理後の成形体を乾燥処理する。尚、工程Ｂ５における架橋処理は、一層構造の切削実習用模型歯の作製方法における工程Ａ４と同様であり、説明は省略する。
【００９０】
以上の工程により、二層構造の切削実習用模型歯を作製することができる。尚、本発明の二層構造の切削実習用模型歯は、表層と内層との接合部分に空洞等は一切見られず、良好な接合状態を示すことが本願発明者等の実験により確認されている。したがって、切削実習を行ったときに、エナメル質から象牙質への移行の感触をリアルに体験することができる。
【００９１】
本発明の一層構造の切削実習用模型歯及び二層構造の切削実習様模型歯は、その底部を穿孔等して、例えばＥ−サート（登録商標、別名ヘリサート）等を挿入して固定用のめねじを作製しておき、使用時にはねじ止めして固定し、切削実習に供する。
【００９２】
上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態ではＥ−サート用の孔を切削実習用模型歯作製後に形成したが、成形体の段階でＥ−サート用の孔を形成するようにしてもよい。この場合、架橋処理工程において、この孔からも架橋反応が進行するので、架橋処理時間を短縮できる。
【００９３】
また、上述の実施形態では、充填された混合物を型を介して加熱可能な熱伝導性材料からなる歯型を用いて、混合物を均一に加熱するようにしていたが、充填された混合物と接触する歯型の一部を、歯型を構成する熱伝導性材料よりも熱伝導性の低い材料、あるいは熱伝導性を有しない材料で構成し、この部分の加熱を敢えて不十分なものとして硬度を低下させるようにしてもよい。この場合、この部分を疑似齲蝕部とすることができ、疑似虫歯様の切削実習用模型歯を作製することができる。また、この疑似齲蝕部を例えば黒色顔料で着色することにより、外観のよりリアルな疑似虫歯様の切削実習用模型歯を作製することができる。
【００９４】
さらに、上述の実施形態では、カゼイン粉末を用いてカゼイン樹脂を作製するようにしていたが、例えば、牛乳等の乳等に酸を加えて得られるカゼイン沈殿物を加熱及び加圧処理して得られる成形体を架橋処理してカゼイン樹脂を作製し、これを本発明の切削実習用模型歯としてもよい。この場合、消費期限切れや過剰搾乳等の理由から廃棄される牛乳等を有効利用することができる。
【００９５】
また、上述の実施形態では、内層である象牙質部と表層であるエナメル質部を一体成形するようにしていたが、内層である象牙質部の成形体と表層であるエナメル質部の成形体を接着等により一体化して二層構造の切削実習用模型歯を作製してもよい。
【００９６】
さらに、上述の実施形態では、切削実習用模型歯の硬度を天然歯に近づけるようにしていたが、硬度は必ずしも天然歯に近づけなくてもよい。例えば、前歯のようにエナメル質が薄い歯を模擬した切削実習用模型歯での切削実習においては、エナメル質から象牙質への移行の感触を得られ難い場合がある。そこで、このような場合においても、切削時におけるエナメル質と象牙質の切削感の違いやエナメル質から象牙質への移行感を実習者に意識的に認識させるために、敢えてエナメル質の硬度を通常のエナメル質の硬度よりも高めて象牙質の硬度との差を大きくした切削実習用模型歯としてもよい。
【００９７】
また、上述の実施形態の切削実習用模型歯の一部あるいは全体にさらに別の層がコーティングされていてもよい。例えば、上述した一層構造の切削実習用模型歯にさらに別の層がコーティングされた二層構造の切削実習用模型歯としてもよいし、上述した二層構造の切削実習用模型歯にさらに別の層がコーティングされた三層構造の切削実習用模型歯としてもよい。また、上記のように敢えてエナメル質の硬度を通常のエナメル質の硬度よりも高めた切削実習用模型歯とする場合に、硬度の高い物質が切削実習用模型歯の一部あるいは全体にコーティングされているようにしてもよい。また、切削実習用模型歯には白色系顔料による着色を行わずに、表面が着色剤等でコーティングされて天然歯の色合いに近づけられた切削実習用模型歯としてもよい。コーティング方法としては、例えば、コーティングしたい物質（例えば樹脂等）を液状として切削実習用模型歯の表面に塗布したり、吹き付けたり、浸したりする方法が挙げられる。また、予めフィルム状に加工された物質を切削実習用模型歯に貼り付けるようにしてもよい。
【００９８】
尚、本発明においては、本質的には切削実習を行う学生等が吸い込んでも健康を害することの無い安全な材料のみを使用することが好ましいが、例えばカゼイン樹脂を主成分とする範囲内でメラミン樹脂等を使用してもよい。この場合、切削実習用模型歯にメラミン樹脂が含まれることになるとはいえ、従来の切削実習用模型歯と比較すれば切削時のメラミン樹脂粉末の飛散量を圧倒的に低減することができる。したがって、切削実習を行う学生等の健康を害する虞を従来よりも大幅に低減することができるという利点はある。例えば、上記工程Ａ１または工程Ｂ１においてメラミン樹脂粉末を添加することにより、メラミン樹脂を含む切削実習用模型歯とし、切削実習用模型歯の硬度を調整してもよいし、メラミン樹脂の色（白色）を利用して切削実習用模型歯の色を天然歯に近づけるようにしてもよい。また、メラミン樹脂で表面の一部あるいは全部がコーティングされた切削実習用模型歯として、上記のように二層構造としたり、切削実習用模型歯の表面に敢えて硬度の高い層が形成されたものとしたり、切削実習用模型歯の色合いを天然歯に近づけるようにしてもよい。
【実施例】
【００９９】
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。
【０１００】
（実施例１）
各種粒度に製粉したカゼイン粉末からペレットを作製し、カゼイン粉末の粒度とペレットのショア硬度との関係について検討した。
【０１０１】
まず、以下の３種類の粒度のカゼイン粉末を調製した。
・最小粒度６００μｍ超
・最大粒度３５５μｍ
・最大粒度１００μｍ
【０１０２】
最小粒度６００μｍ超のカゼイン粉末は、カゼイン（日成共益（株）製、レンネットカゼインALAREN786）を乳鉢ですり潰し、これを径６００μｍの篩にかけ、この篩を通過しなかったものを使用した。
【０１０３】
最大粒度３５５μｍのカゼイン粉末は、カゼイン（日成共益（株）製、型番レンネットカゼイン  ALAREN786）を乳鉢ですり潰し、これを径３５５μｍの篩にかけ、この篩を通過したものを使用した。
【０１０４】
最大粒度１００μｍのカゼイン粉末は、カゼイン（日成共益（株）製、型番レンネットカゼイン  ALAREN786）を乳鉢ですり潰し、これを径１００μｍの篩にかけ、この篩を通過したものを使用した。
【０１０５】
ペレットは以下の手順で作製した。
【０１０６】
各カゼイン粉末に、顔料として酸化チタン（ＴｉＯ２）を０．５重量％添加し、さらにカゼインの含水率が２５重量％となる量の水を添加して５分間混合し、混合物を得た。
【０１０７】
得られた混合物を７５℃に温められた自社製のペレット作製用のプリハードン鋼（ＮＡＫ５５）製型（直径１９ｍｍ、厚さ１５ｍｍ）に詰め、型に詰められた混合物を３００ｋｇ／ｃｍ２の加圧力で加圧した後、脱型した。この一連の処理には７分間を要した。
【０１０８】
次に、型から固まった混合物を取り出し、これをホルマリン溶液（５〜７体積％）に１週間浸漬して架橋処理した。
【０１０９】
架橋処理後の混合物をホルマリン溶液から取り出し、１週間乾燥させてペレットを得た。
【０１１０】
得られたペレットのショア硬度をショア硬度計（スケール：Ｄ形）により測定した。測定は各ペレットにつき１０回実施した。
【０１１１】
結果を図１及び表１に示す。
【０１１２】
【表１】
0005442414.tif 000002
【０１１３】
ここで、天然歯のショア硬度Ｄは、象牙質では５５〜７３（モース硬度：５〜６）であり、エナメル質では７４〜８６（モース硬度：６〜７）である。図１及び表１からも明らかなように、実験を行ったカゼイン粉末の粒度の範囲では、ペレットのショア硬度が６１〜８４となり、天然歯の象牙質あるいはエナメル質の硬度を模擬できることが明らかとなった。
【０１１４】
特に、最小粒度６００μｍ超のときには、平均硬度７０（ばらつき６１〜７７）となり、天然歯の象牙質の硬度を模擬しやすいことが明らかとなった。
【０１１５】
また、最大粒度３５５μｍのときには、平均硬度７８（ばらつき７３〜８１）となり、天然歯のエナメル質の硬度を模擬しやすく、さらに最大粒度１００μｍのときには、平均硬度８２（ばらつき８０〜８４）となり、天然歯のエナメル質の硬度をさらに模擬しやすいことが明らかとなった。尚、粒度が小さくなればなるほど、ばらつきが低下する傾向が見られた。
【０１１６】
以上より、カゼイン粉末を用いることによって、天然歯の硬度に近く、天然歯に近い切削感を得ることのできる切削実習用模型歯を作製できることが明らかとなった。また、カゼイン粉末の粒度を調整することで、天然歯の硬度を模擬して、天然歯とほぼ同様のリアルな切削感を得ることのできる切削実習用模型歯を作製できることが明らかとなった。
【０１１７】
（実施例２）
白色系顔料の添加による切削実習用模型歯の硬度への影響について検討した。
【０１１８】
実施例１で作製した最大粒度３５５μｍのカゼイン粉末を用い、白色系顔料として酸化チタンを用い、カゼイン粉末に酸化チタンを０重量％、０．１重量％、０．５重量％、１．６重量％または４．５重量％添加して、実施例１と同様の手順によりペレットを作製した。このペレットについて、ショア硬度計（スケール：Ｄ形）によりショア硬度を測定し、白色系顔料の添加量とショア硬度の関係を確認した。結果を図２及び表２に示す。
【０１１９】
【表２】
0005442414.tif 000003
【０１２０】
酸化チタンの添加量を０．１重量％、０．５重量％とすると、酸化チタンを添加しない場合よりも硬度が高まる傾向が見られた。一方で、酸化チタンの添加量を１．６重量％、４．５重量％とした場合には、酸化チタンを添加しない場合よりも硬度が低下する傾向が見られた。
【０１２１】
また、作製されたペレットの外観観察を行った結果、酸化チタンの添加量を１．６重量％、４．５重量％とした場合には、ペレットの色が白くなりすぎて、歯の色としては不自然であることが明らかとなった。これに対し、酸化チタンの添加量を０．１重量％、０．５重量％とした場合には、酸化チタンを添加しない場合の象牙色と相俟って、天然歯に極めて近い色合いを出せることが明らかとなった。
【０１２２】
以上の結果から、カゼイン粉末への白色系顔料の添加量は、０．１〜１．０重量％、好適には０．１〜０．５重量％であることが明らかとなった。
【０１２３】
また、カゼイン粉末への白色系顔料の添加量を０．１〜０．５重量％とすることで、最大粒度３５５μｍのカゼイン粉末から切削実習用模型歯を作製する場合に、硬度を高めて天然歯のエナメル質の硬度に近づけ易くする効果が得られることも確認された。
【０１２４】
（実施例３）
一層構造の切削実習用模型歯を作製した。
【０１２５】
具体的には、ペレット形成用の型では無く、歯型を用いた以外は、実施例１のペレット作製手順と同様の手順で作製した。
【０１２６】
得られた一層構造の切削実習用模型歯を図３に示す。歯型通りに歯冠部の構造がくっきりと再現できることが確認できた。また、外観も天然歯と極めて近いものであることが確認できた。
【０１２７】
（実施例４）
二層構造の切削実習用模型歯を作製した。
【０１２８】
具体的には、混合物を二種類（第一混合物と第二混合物）を用い、第二混合物を歯型に詰めてから第一混合物を詰めたこと以外は、実施例３と同様の方法で作製した。
【０１２９】
第一混合物は、実施例１で作製した最小６００μｍ超のカゼイン粉末を第一カゼイン粉末とし、第一カゼイン粉末の含水率が２５重量％となるように水を添加して調製した。
【０１３０】
第二混合物は、実施例１で作製した最大３５５μｍのカゼイン粉末を第二カゼイン粉末とし、第二カゼイン粉末の含水率が２５重量％となるように水を添加し、さらに酸化チタンを０．５重量％添加して調製した。
【０１３１】
得られた二層構造の切削実習用模型歯を図４に示す。この場合にも、歯型通りに歯冠部の構造がくっきりと再現できることが確認できた。また、外観も天然歯と極めて近いものであることが確認できた。
【０１３２】
さらに、表層と内層の接合部分についても、空洞等は一切見られず、良好な接合状態を示すことが明らかとなった。したがって、切削実習を行ったときに、エナメル質から象牙質への移行の感触をリアルに体験できることが明らかとなった。
【図１】
0005442414.tif 000004
【図２】
0005442414.tif 000005
【図３】
0005442414.tif 000006
【図４】
0005442414.tif 000007