(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合強度を強めることができる、熱軟化性材料より成る本体（１２）を有する歯科矯正用具（１０）の製造方法であって、
ここで当該本体（１２）は結合すべき歯に面している舌側面（２３）を有する結合ベース（２２）を含み、当該結合ベース２２はいくつかの間隔の置かれた突起２４を含み、各突起（２４）は舌側面（２３）から舌側方向に向かって広がり、ここで当該方法は；
前記本体（１２）を有する歯科矯正用具（１０）を用意する；
前記本体（１２）の結合ベース（２２）の１又は複数の前記突起（２４）に熱を適用して当該突起（２４）の外部領域を軟化せしめ、当該突起（２４）の外部領域を１又は複数の横方向へと移動させる；及び
前記突起（２４）がその下にある領域の幅よりも横方向において広い１又は複数の突き出し領域を供するのに十分なほどに移動したら当該突起（２４）を冷却する；
段階を含んで成る方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法により獲得できる、歯に対して強められた結合強度を有する歯科矯正用具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯の表面に直接結合すべき歯科矯正用具の結合力を強めるための方法に関連して、そしてこれはプラスチック材料製の歯科矯正用具の結合力を強めるのに特に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
歯科矯正処置は位置異常の歯を歯科矯正学的に適正な位置に動かすことに関する。一定のタイプの歯科矯正処置においては、ブラケットとして知られる小型のスロット付き器具を前歯、小臼歯及び犬歯に装着し、そして頬側チューブとして知られる別の器具を大臼歯に固定している。歯科矯正アーチワイヤーをブラケットのスロットに載せ、そして小さな弾性Ｏ−リング又は金属製のリゲーチャーワイヤーを用いてその場で締める。
【０００３】
歯科矯正処置が進むと、このアーチワイヤーは歯を所望の位置に至るまで移動させる案内をするトラックとして働く。ベンド、ループ又はツイストを往々にして歯の移動を強いるためにアーチワイヤーに施す。他方、所定の歯のブラケット又は頬側チューブに固定された１又は複数の弾性部材が、対応の歯をその適正な位置に動かす力を供する。
【０００４】
過去においては、各ブラケットを金属製歯科矯正バンドであって所定の歯を囲むように装置し、そしてその位置でセメント付けにするものに融着するのが通常であった。かかるブラケット及びバンド集成具は下にある歯に対する強力な保持を供するが、しかしながら目に入り易く、往々にして患者に嫌れるものである。融着ブラケット及びバンド集成具は、歯が様々な幅及び大きさであり、従って選定されたバンドが対応の歯の上に完璧に装着するように各バンドを慎重に選定するのに時間がかかる点でめんどうでもある。
【０００５】
より近年、新規の接着剤の開発により、歯に直接結合させるブラケットの利用が一般となりつつある。例えば、金属製及びセラミック製ブラケットを歯の表面に直接結合させることが現在一般的である。ブラケットの歯の表面への結合は化学接着、又は化学及び機械接着の組合せにより行うことができ、そしてそれは使用した接着剤のタイプ及びそのブラケットの原材料に依存する。
【０００６】
利用する接着剤及びブラケットのタイプにかかわらず、ブラケットは歯科矯正処置を進める際の通常の条件のもとで歯から自発的に外れないほどに十分な強度で歯に結合させることが重要である。もしブラケットが、処置を終える前に歯から外れたら、患者は歯科矯正医の所に戻り、アーチワイヤーを外して新しいブラケットをその場に結合させなくてはならないこととなる。明らかに、かかる手順は歯科矯正用医及び患者の両者にとって時間がかかり、且つめんどうである。
【０００７】
歯科矯正集成具の製造者は、ブラケットのベースと接着剤との機械的結合力を高めるための様々な製造方法に注目している。例えば、いく種かのブラケットには、米国特許第４，２４３，３８６号に示しているが如くのブラケットと接着剤との接触面積を高めるためにディンプル面が施されている。他の者は、米国特許第４，６２９，２０９及び４，７５２，２２１号に記載の如くの高められた表面積を司る小粒子、粗い面又はその他の手段の利用を提唱している。
【０００８】
直接結合型歯科矯正用具の機械的結合強度を高めるのに特に有効な方法は、１又は複数のアンダーカット領域が得られるよう、突き出し領域をその器具にとっての結合ベースに施すことによる。かかる器具を歯の表面に結合させたとき、その接着剤はアンダーカット領域に流れ込んで硬化し、接着剤と結合ベースとの間に機械的固着を樹立する。
【０００９】
商標名「ＤＹＮＡ−ＬＯＫ」で３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｋ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより販売されている金属製ブラケットは機械仕上げ操作により作られ、そして機械仕上げの際、ベースの中に一式のスロットができる。スロットの縁は、そのスロットがアンダーカットチャンネルを有するように刻み加工によってその後変形させる。１タイプの「ＤＹＮＡ−ＬＯＫ」ブランドブラケットの図を米国考案特許第２９０，０４０号に示す。
【００１０】
その他の金属製ブラケット、例えば３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｋのミニチュアツインブラケットが金属射出成形プロセスを用いて製造されている。モルド集成具はブラケットのベースの上に直立ペグ又は突起を供するキャビティーを有する。これらのブラケットはタンブリングミルの中で、その突起の外縁をピーニングする媒体を用い、仕上げ操作中に反転させる。かかるピーニング処理された突起の例は米国考案特許第３４０，５２３号に示されている。
【００１１】
アンダーカット領域を供するためのその他の方法には米国特許第４，０６８，３７９号に示されているが如くのブラケットベースに固定された孔質ワイヤーメッシュの利用が含まれる。更に、米国特許第４，１１０，６７８号には金属製ブラケットのベースの中にアンダーカット孔を供するためのサンドブラスチング及び酸化溶液の利用が記載されている。
【００１２】
アンダーカット領域を有する結合ベースを有する歯科矯正用具を作るための別の方法が米国特許第５，３９３，４８６号に記載されている。この文献に記載の方法は、一の態様において、モルド成形操作中にブラケットのベースの中に包埋されており、そしてその後アンダーカット領域の目印（Ｗｉｔｎｅｓｓ  ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を樹立するために熱、溶媒又はその他の方法により分解させることを包括する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
金属製ではなく、プラスチック製の歯科矯正用ブラケットを利用するための数多くの試みがここ数年なされており、その理由はプラスチック材料よりできたブラケットは口腔の中で見えにくく、それ故金属製ブラケットよりも美感がよいからである。しかしながら、慣用のプラスチック製ブラケットは往々にして不満足たるものと考えられており、その理由は歯へのプラスチック製ブラケットの直接の化学接着は往々にして、一定の慣用の接着剤を用いた場合、ブラケットの早期の自発的脱離を防ぐのに十分強くないからである。更に、機械的固着を助長するための金属製ブラケットに関して上記した機械仕上げ及び／又は反転プロセスはプラスチック製ブラケットで試みたときは何らかの理由で一般に満足たるものではない。
【００１４】
理解される通り、プラスチック製ブラケットの新規な効率的且つ有効な製造方法及び歯に対するプラスチック製ブラケットの結合力を高める方法が当業界において要望され続けている。好ましくは、かかる方法は少なくとも一の製造段階中で熱可塑性の特徴を発揮する他の材料より成る器具と一緒に用いたときにも有用であろう。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は歯に対する歯科矯正用具の結合強度を高める方法に向けられ、そして熱軟化性材料より成る歯科矯正用具本体を用意する段階、及びその本体の結合ベースの１又は複数の突起に熱を適用してその突起の外部を軟化させ、その突起を１又は複数の横方向に移動させる段階、を含んで成る。本法は更に、この突起部がその下にある領域の幅よりも横方向において広い１又は複数の突き出し領域を供するのに十分なほどに移動したら、その突起部を冷却する段階を含む。
【００１６】
理解される通り、各突き出し領域は接着剤を受容するためのアンダーカットを司り、その接着剤が一旦硬化すると、該器具を接着剤に固着する。突起部を軟化及び移動させるための熱の利用は比較的安価であり、且つより時間のかかる他のプロセスと異なり、迅速に達成できる。本法はプラスチック製歯科矯正用具並びに熱可塑特性を示す未焼結「未加工」の金属射出成形プレフォームの如くのその他の材料より成る器具の結合力を高めるのに有利である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の原理に従って構築した歯科矯正用具１０を図１２５に示し、そして番号１０により大まかに図示している。例示目的で示している器具１０は歯科矯正用ブラケットであるが、本発明は頬側チューブ又はバンドであって歯の表面に直接結合させるものの如くのその他の歯科矯正用具としても同等に適用できる。
【００１８】
詳細には、器具１０はプラスチック製本体１２及びそのプラスチック製本体１２の中に部分的に埋没している金属製フレームワーク１４を含む。この本体は近心（即ち、患者の歯列弓の中心に向う方向）タイウィングセクション１６及び遠心（即ち、患者の歯列弓の中心から離れる方向）タイウィングセクション１８を有する。
【００１９】
長いアーチワイヤースロット２０がセクション１６，１８を、近心−遠心方向において、通って広がっている。タイウィングセクション１６，１８はそれぞれ咬合タイウィング（即ち、歯の外端の隣りにくるタイウィング）及び歯肉タイウィング（即ち、患者の歯肉の隣りにくるタイウィング）を含む。この咬合及び歯肉タイウィングはアーチワイヤースロット２０の対立側にある。
【００２０】
本体には、結合すべき歯に面している舌側面２３を有する結合ベース２２を含む。この結合ベース面は、器具１０を受理する歯の表面部分の外形に密接に整合する外形及び任意的には複合外形を有する。
【００２１】
結合ベース２２は、第一グループの突起を含んで成り、且つ格子様の配列で並んでいるいくつかの間隔の置かれたペグ又は突起２４を含む。各突起２４は面２３から舌側方向で離れて広がり、そして器具１０の近心、遠心、咬合及び歯肉側面に対して平行な側壁を好適には有するシャンクを含む。各突起２４のシャンクはその土台（即ち、面２３の隣りにくる箇所）において、モルドからの器具１０の取外しを助長するため、その外部舌側端に比べ、やや幅広くなっている。
【００２２】
第二グループの１又は複数の突起は、結合ベース２２の外周のまわりに広がり、且つ突起２４を囲むリム２６を含んで成る。図４に示す通り、このリム２６は主として突起２４の舌側の高さより低い舌側方向の高さ（面２３から測って）を有する。好ましくは、各突起の舌側方向の高さは同一であり、これにより突起２４の外縁は結合ベース曲面２３と外形は同一であるが若干離れている対照曲面において広がる。
【００２３】
本体１２は熱軟化性の熱可塑性材料より成る。好適な材料にはガラスファイバーを含むポリカーポネート（例えば、ＬＮＰ由来のno．ＤＦ−１００４樹脂）及び未充填ポリカーボネート（例えば「ＬＥＸＡＮ」ブランドNo．ＨＰ１：ＧＥ由来）が含まれる。
【００２４】
好ましくは、本体１２は、それが見映えのよい半透明な外観を示すよう、慣用のプラスチックブラケットに比べて比較的粗い表面テキスチャーとなっている外部頬側面２７を有する。この粗い外面２７は、粗くなければ透明な外観を示しうるポリカーボネートの如くの未充填プラスチックより本体１２が成るときに特に好都合である。この粗い外面２７は透明プラスチック製ブラケットに関して時折り認められうるが如くの鏡反射を少なくする。
【００２５】
この粗い外面２７は本体１２を透過する光を拡散させ、そしてフレームワーク１４が見えてしまうことを有効に覆い隠す。更に、本体１２の半透明外観は半透明多結晶性セラミック製ブラケット（例えば３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｃｋ由来の「ＴＲＡＮＳＣＥＮＤ」ブランドブラケット）により示される半透明な外観に合う。その結果、器具１０は望ましくない顕著な外観相違抜きでかかるセラミック製ブラケットと互換的に利用されうる。
【００２６】
外面２７は４３マイクロインチＲA より大きい表面荒さ（等差中項荒さ）、そしてより好ましくは約５０マイクロインチＲA より大きい表面荒さを有する。この粗外面２７は、研摩材料（例えばＭＩＣＲＯＢＬＡＳＴＥＲブランドサンドブラスターを用いる１５０マイクロメーターのアルミナグリット）のストリームを本体１２の頬−唇側面２７に向けて導入することにより作ることができうる。他方、本体１２を作るための成形具の表面を、成形された本体１２の頬−唇側面が類似の粗い特徴を有するようになるよう粗くする。
【００２７】
器具１０は結合強度は、突起２４を横方向に変形せしめて突き出し領域を設けることによって高まる。突起２４はその外部に熱を適用してその外部を軟化させ、そしてその外部を横方向（即ち、各突起２４の中央の唇−舌側対照軸）において移動させることにより変形させる。本体がポリカーボネートより成るとき、熱を突起２４の外部に、その外部の温度がポリカーボネートのガラス転移温度より高くなるまでかける。その外部が軟化して移動したら、突起２４は図４に示すペグ形外観から図５に示す平らとなったノブ様又はマッシュルームキャップ外観へと変形する。
【００２８】
変形したら、突起２４はそれぞれ横方向（即ち、上記の唇−舌側対照軸に対して垂直方向）において、対応の突起２４のシャンクの下の領域の幅よりも幅広い突き出し領域を示す。各突き出しは、器具１０を歯に結合させたときに歯科矯正用接着剤を受容するように仕上げられたアンダーカットを司る。接着剤が硬化したら、その接着剤は突起２４の突き出し領域と一緒になって、有意義な強度を有し、且つ歯科処置において通常生ずる力にとって適切な固着式構造接続を樹立する。
【００２９】
好ましくは、器具１０は、ｉ）重合性成分、ii）プラスチック製歯科器具を少なくとも部分的に溶解できる溶媒、及び iii）結合ベース２２にとっての光開始剤系を含んで成る予備処理溶液を適用し、そしてその予備処理溶液を化学線に曝露することにより硬化することによって予備処理する。成分ｉ）及びii）は同一でも異なる材料でもよい。これにより、慣用の接着剤（例えば３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｋ由来の「ＣＯＮＣＩＳＥ」ブランド又は「ＴＲＡＮＳＢＯＮ  ＸＴ」ブランド接着剤）を選定の歯に器具１０を結合するのに用いることができる。任意的に、器具１０に歯科矯正用接着を更に予備コートし、そして包装することができうる。
【００３０】
重合性成分は任意的に、単独で、又は他の材料と組合されて、プラスチック製歯科器具を少なくとも部分的に溶解するように働くであろう、歯科用接着樹脂として使用するのに適当な任意の材料から選ばれうる。かかる材料の例はアクリレート及びメタクリレート、例えばＣ１−６アクリレート及びメタクリレート、並びにＣ１−１２アルコキシアルキルアクリレート及びメタクリレート、そしてより好ましくはＣ１−２アルキルアクリレート及びメタクリレート並びにＣ１−４アルコキシアルキルアクリレート及びメタクリレートである。他の好適な重合性成分は歯科材料において伝統的に利用されているモノマー、例えばメタクリル酸とビスフェノールＡのジクリシジルエーテル（「Ｂｉｓ−ＧＭＡ」）との反応に由来するジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ビスフェノールＡジエチレングリコールジメタクリレート（「Ｂｉｓ−ＥＭＡ」）及びトリエチレングリコールジメタクリレート（「ＴＥＤＧＭＡ」）である。ポリマー、例えばポリメチルメタクリレートも、適宜、該予備処理組成物の中に含ませてよい。
【００３１】
フレームワーク１４は一般にＨ型形状を有し、そして図６〜８において単独で示す。フレームワーク１４は、歯の色又はプラスチック材料の色に合うように任意的にインク又はペイント（例えばエポキシペイント）によりコート又は着色された陶器又はその他の材料である。このコーティングはウェット又はドライ静電コーティングプロセスにより適用されうる。
【００３２】
フレームワーク１４は、近心タイウィングセクション１６において、アーチワイヤー２０の縦軸に対して横方向に広がる近心領域２８を含んでいる。このフレームワーク１４は、遠心タイウィングセクション１８において、アーチワイヤースロットの縦軸に対して横方向に広がる遠心領域も含む。本明細書において用いる「横」とは９０±２０°を意味し、なぜなら直角以外の角度は「傾斜型」ブラケットとして有用でありうるからである。しかしながら好ましくは、フレームワーク１４は図面に示しているものと類似の形態及びサイズを有し、これにより傾斜型及び非傾斜型ブラケットの両者のバライエティーに単独のフレームワークを使用することができる。
【００３３】
近心領域２８及び遠心領域３０はそれぞれアーチワイヤースロット２０の歯肉側と同一平面となっている咬合側を面する縁を含む。領域２８，３０をそれぞれアーチワイヤースロット２０の咬合側と同一平面となっている歯肉側を面する縁を含んでいる。
【００３４】
図６〜８において示す特定の態様において、フレームワーク１４は２片の主として独立のピースより成る：即ち、近心及び遠心領域２８及び３０を司る独立した平行レグを有する第一の概して「Ｕ」型のピース３２、並びにこの第一ピース３２と接続されており、且つこの第一ピース３２のチャンネルを貫通する第二ピース。この第一ピース３２は第二ピース３４に、その第二ピースが第一ピース３２のチャンネルを通っている領域における締り嵌めの利用により接続されている。任意的に、この第一ピース３２及び第二ピース３４はスポット融着又ははんだ付けにより互いと接続されている。
【００３５】
第二ピース３４は、近心領域の近心側に置かれている第一端領域３６及び遠心領域３０の遠心側に置かれている第二端領域３８を含む。各端領域３６，３８はアーチワイヤースロット２０の舌側上にあり、且つそれと同一平面となっている頬側−唇側を面する面を有する。これらの端領域３６，３８は、アーチワイヤースロット２０の中に収められたときにそのアーチワイヤーにとっての担持面を司る。端領域３６，３８は、歯をその長軸を中心に回転するように試みたときに対応の歯の回転のコントロールを司るうえで特に好都合である。
【００３６】
図６〜８において示す通り、各端領域３６，３８は、プラスチック製本体１２により規定されるアーチワイヤースロット２０の領域の咬合側及び歯肉側のそれぞれを越えて広がる咬合側に広がるセクション及び歯肉側に広がるセクションを有する。かかるセクションは本体１２の中に埋没しており、そしてフレームワーク１４及び特に第二ピース３４の本体１２の中での定着を助け、第二ピース３４が通常予期される条件下で第一ピース３２又は本体１２から外れないようにする。近心領域２８と遠心領域３０との間にある第二ピース３４の中間領域は好ましくは露出しておらず、そしてその代わり、本体１２の一部により覆われ、これによりかかる中間領域の頬側−唇側を面する面がアーチワイヤースロット２０の舌側から、舌側方向において、間隔があいているようになっている。
【００３７】
別のフレームワーク１４ａを図９に示し、そしてそれは図６〜８に関して上記したフレームワーク１４と実質的に同一である。しかしながら、フレームワーク１４ａの第一ピース３２ａは、本体１２が透明又は半透明材料より成る場合にフレームワーク１４の見え易さを低め、且つ器具１０の美感をよくするため、フレームワーク１４の第一ピース３２の中間領域において形成されている対応のノッチよりも大きいＵ字型ノッチ３９ａを有する中間セクションを有する。
【００３８】
更なる他のフレームワーク１４ｂを図１０〜１２に示す。このフレームワーク１４ｂは好ましくは、金属射出成形プロセスにより、機械仕上げにより、又は押出もしくは常温延伸成形、それに続く機械仕上により作られた一体型ワンピース構築体である。このフレームワーク１４ｂは近心領域２８ｂ、遠心領域３０ｂ及び端領域３６ｂ，３８ｂを有する。端領域３６ｂ，３８ｂは、アーチワイヤーとの結合のためにアーチワイヤースロットの舌側上で頬側−舌側方向において高くなっているプラットホームを有する頬側−唇側を面する縁を有する。各頬側−唇側縁はこのプラットホームの対立する咬合側及び歯肉側上に載っている一組の舌側に広がるくぼみを有し、これにより端領域３６ｂ，３８ｂの一部のみがアーチワイヤーと接している。更に、各プラットホームはプラスチック製本体の中に埋没した接続領域により、対応の近心及び遠心領域２８ｂ，３０ｂから隔てられている。
【００３９】
近心及び遠心領域２８ｂ，３０ｂはそれぞれ、アーチワイヤースロットの舌側上にある高くなった頬側−唇側を面するプラットホームも有する。この領域２８ｂ，３８ｂはこのプラットホームの反対側の上に舌側に広がるくぼみを有する。この端領域３６ｂ，３８ｂ並びに近心及び遠心領域２８ｂ，３０ｂのプラットホーム並びにくぼみは、図１１に示すようにアーチワイヤースロットの縦に沿って見たときに同一の二重「Ｕ」型形態を有するが、他の形態も可能である。
【００４０】
図１３〜１４に示している器具１０ｃのフレームワーク１４ｃは図６〜８に示すフレームワーク１４と多少類似する。しかしながら、フレームワーク１４ｃの近心領域２８ｃ及び遠心領域３０ｃは、器具１０ｃの近心及び遠心タイウィングセクション１６ｃ，１８ｃの咬合領域へと広がるセクション３１ｃ，３３ｃをそれぞれ有する。両セクション３１ｃ，３３ｃはアーチワイヤーリゲーチャーを受容する形態の咬合タイウィングアンダーカット３５ｃの咬合側に広がる。
【００４１】
セクション３１ｃ，３３ｃは、患者の対立し合う歯列が器具１０ｃと頻繁に接触する状況において、タイウィング１６ｃ，１８ｃの望ましくない摩耗を効果的に防ぐ。かかる状況において、セクション３１ｃ，３３ｃを主として覆う本体１２ｃの領域は摩耗してしまいうるが、セクション３１ｃ，３３ｃの摩耗に加え、そしてタイウィングセクション１６ｃ，１８ｃがその意図する機能を司ることを可能にする。
【００４２】
図１５は本発明にかかわる器具の如くの歯科矯正用具を作る方法を示している。示している通り、「はしご」型金属キャリヤー又は格子４０が設けられており、そしてそれはいくつかの接続部材４４によりいくつかの間隔を置いて一体化した２本の側部材４２を含む。この格子４０はタイプ１７−４  ＰＨステンレススチールの厚さ０．０１インチ（０．２５mm）のシートを用い、金属スタンピングプロセスにより作られている。他の考えられる材料には、ステンレススチール、熱処理により硬化性であるステンレススチール、又は常温作業オーステナイト材料である。
【００４３】
各接続部材４４は、フレームワーク１４の第二ピース３４の如く、フレームワークの一部又は全体を担う中央領域を含む。各第一ピース３２は第二ピース３４と合体する。格子４０はフィードロールから本体成形用具４６、例えばプラスチック製ブラケット射出成形用ダイへと進む。
【００４４】
この用具４６の中で、器具本体１２を作るための量の成形材料が合体フレームワーク１４のまわりに配置される。プラスチック製ブラケットの成形の場合、成形用具４６内の圧力及び温度は器具本体１２を射出成形するのに十分なレベルにまで高める。固形化させて用具４６を開いた後、格子４０を、各器具１０を結合ベース突起成形用具４８へと運ぶために一段づつ進める。用具４８において、加熱マンドレル５０が接近してくる器具１０それぞれの結合ベース２２に向って移動し、突起２４の外部を軟化せしめ、その突起２４を横方向に移動させて突き出し領域を司るようにする。
【００４５】
図１６〜１７は突起成形用具４８の更なる詳細を含んでいる。マンドレル５０は、器具１０を結合すべき歯の形態に整合し、且つ、図４に示しているように、各未変形突起２４の外端を横断して広がる対照曲面とも整合する複合凸曲面を有する。好ましくは、リム２６は、その外部舌側縁がリム２６の全長伝いで一定の距離で図４において示している対照面から隔てられているように、均一な高さを有する。
【００４６】
器具１０の頬側−唇側は、マンドレル５０が降下する毎に器具１０と接触させるように上昇するサポート５２により支持されている。このサポート５２は器具１０を相補的に受容する形状のネストを含む。任意的に、サポート５２は、器具１０をつかみ、突起２４の変形の際に固定するための可動式アームを含みうる。
【００４７】
マンドレル５０が本体１２に向って進む毎に、マンドレル５０は、各突起２４の外部領域が図５に示すような形状をとるに至るまでその外部領域と接触して変形させる。ところで、マンドレル５０がリムと接触するやいなや、マンドレル５０の進行は妨げられ、そしてマンドレル５０は突起２４が冷却して硬化することができるように反対方向へと引っ込む。リム２６はマンドレル５０の進行の正確なストッパーとして働く。
【００４８】
任意的に、器具１０と接触するマンドレル５０の凸ヘッドはその表面積において結合ベース２２の面積よりも実質的に大きく、そしてそのヘッドの種々の領域が結合ベース２２を形成するために利用されるようにするホルダー上に装着されている。この場合、もしその領域が摩耗したら、そのヘッドは別の領域が使用されるように調整されうる。
【００４９】
図１５にもどり、格子４０は、結合ベース２２の突起２４が成形用具４８の中で変形して突き出し領域となったら、再び一段進行する。その後格子４０を巻取ロールのまわりに巻き取るか、又は外面２７を粗くするサンドブラスチング操作の如くの別のプロセス操作へと進めてよい。
【００５０】
好ましくは、接続部材４４は、本体１２の内側に位置し、且つ本体１２が成形された後の近心セクション１６の近心側のすぐ隣りにくる及び遠心セクション１８の遠心側のすぐ隣りにくる２本の弱い線分を含む。器具１０はその接続部材４４の露出部分を折り曲げることによって格子４０から外せる。好都合には、部材４４はその弱い線分に沿って破砕され、破砕縁はセクション１６，１８の内側に向って配置される。
【００５１】
【実施例】
実施例１
試験サンプルパーツを２０％のガラス充填型ポリカーボネート（no．ＤＦ１００４；ＬＮＰ由来）を用い、シュミレート・ブラケット・モルドの中で射出成形した。これらのサンプルパーツは、タイウィングがなく、且つ突起を有するフラットベースを有する小型のスロット付きブロックの形状である。
【００５２】
突起成形用具を可動式ウェルドヘッド（「Ｔｈｉｎ  Ｌｉｎｅ」ブランド；Ｕｎｉｔｅｋ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｉｎｃ．）から組立た。このウェルドヘッドはエアーシリンダーにより可動式であり、且つ調整式コイルスプリングを介して圧縮力を適用するように作動可能な垂直可動式力コントロール部材を有する。カートリッジヒーター及びサーモカップルを含むブロックをウェルドヘッドの可動式力コントロール部材に接続した。このヒーター及びサーモカップルを、一定温度の選択及び維持を可能にするコントローラーに接続した。
【００５３】
可動式力コントロール部材に接続されたブロックを平らな面を有するマンドレルに複合させた。調整式タイマーも設けた。この力コントロール部材がサンプルパーツに向って降下すると、その力コントロール部材は調整式タイマーを作動させるスイッチを作動させる。時限サイクルの終了時に、この力コントロール部材は解放され、そして上方に引っ込む。
【００５４】
時限サイクルは１．５秒に設定し、そしてウェルドヘッド力調整はサンプルパーツのベース突起の上で力コントロール部材を動かすことにより及ぼされる８lbs.（３．６kg）の力にほぼ同等である値「４」に設定した。コントローラーは３００°Ｆ（１５０℃）のマンドレル上の表面温度を供するように設定した。サンプルパーツを加熱マンドレルの下の平らな面の上に載せ、そしてウェルドヘッドの力コントロール部材を作動させた。
【００５５】
マンドレルがサンプルパーツと接触すると、その突起は変形し、そして横方向に広がる。突起のまわりのサンプルパーツのリムは、突起の完全崩壊を防ぐためにマンドレルにとっての有効なストッパーを司る。このマンドレルを上昇させ、そしてサンプルパーツを調べた。これらの突起は、結合接着剤との機械的固着にとって適切なアンダーカット領域を司るいくつかの突き出し領域を担う。
【００５６】
実施例２
標準の沿層横方向歯科矯正用ブラケットを２０％のガラス充填型ポリカーボネート（no．ＤＦ−１００４；ＬＮＰ由来）を用いて成形した。これらのブラケットは、結合ベース突起及びその突起を囲むリムを伴って成形した。一部のブラケットの突起は、突き出し領域及び対応のアンダーカットを樹立するよう、曲面型加熱マンドレルを用い、手で変形させた。
【００５７】
突起を有するブラケットの結合強度を未変形突起を有するブラケットと比較した。未変形突起を有する５個のブラケット及び変形突起を有する５個のブラケットを化学硬化性歯科矯正用接着剤（「ＣＯＮＣＩＳＥ」ブランド接着剤；３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｋ由来）を用い、金属製試験リングの上に装着した。更に、変形突起を有する５個のブラケット及び未変形突起を有する５個のブラケットを光硬化性歯科矯正用接着剤（「ＴＲＡＮＳＢＯＮＤ」ブランド接着剤；３Ｍ  Ｕｎｉｔｅｃｋ由来）を用い金属製リングに接着した。
【００５８】
結合強度を「ＩＮＳＴＲＯＮ」ブランド万能試験装置を用いて測定した。結合強度試験のため、ワイヤーをブラケットの両歯肉側タイウィング又は両咬合側タイウィングのいづれかにまきつけ、そしてそのワイヤーに引張力をブラケットと金属製リングとの間に広がる対照線分に対して垂直方向にかけ、ブラケットが剪断／剥離態様で外れるようにした。外れたサンプルの結合ベースを金とパラジウムとの混合物でスパッターコートし、そして走査電子顕微鏡で調べた。
【００５９】
平均結合強度は、光硬化性接着剤及び化学硬化性接着剤を用いて結合させた未変形突起を有するサンプルに関してそれぞれ１２．４lbs （５．６kg）及び１１．２１lbs （５．０kg）であった。変形突起を有するサンプルについての平均結合強度は、光硬化性接着剤及び化学硬化性接着剤を用いて結合させたサンプルパーツそれぞれに関して２４．５lbs （１１．１kg）及び２１．５lbs （９．８kg）であった。このデーターは、変形突起を有するサンプルパーツが、未変形突起を有するサンプルパーツの平均結合強度の約２倍の非常に強められた平均結合強度を示すことを示す。
【００６０】
走査電子顕微鏡由来の写真の検査は、変形突起を有するサンプルパーツと未変形突起を有するサンプルパーツとの間での有意義な相違を示した。突起成形用具に委ねられたサンプルパーツの突起は平らな「マッシュルーム」形状を有し、そして接着剤の破片が外れたサンプルパーツのアンダーカット領域の中に残っていた。かかる残留は未変形突起を有するサンプルパーツの検査によっては認められなかった。
【００６１】
実施例３
本発明のプラスチック製歯科矯正用ブラケットを、３部のメチルメタクリレート（ＭＭＡ）及び１部のＢｉｓＧＭＡを均質となるまで混ぜ合わせることにより溶液を作ることによって予備処理した。０．３７５％のカンホルキノン（ＣＰＱ）及び１％のエチル−４−ジメチル−アミノベンゾエート（ＥＤＭＡＢ）を樹脂混合物に溶かした。プラスチック製ブラケット（２０％のガラス充填型ポリカーボネート；ＬＮＰ  ＤＦ  １００４）の結合ベースは、各ブラケットへの約２．５μｌの溶液の適用により用意した。これらのブラケットを２〜３分乾かし、次いで「ＯＲ  ＴＨＯＬＵＸ  ＸＴ」ブランド硬化用ライトに１０秒間曝露した。これらのブラケットを大気中で保存し、そして蛍光に断続曝露し、次いで下記の接着剤により実施例２において実施した手順を利用して結合強度について試験した。
【００６２】
0003683627.tif 000002
【００６３】
本発明の好適な態様を詳細に説明してきたが、当業者は本発明の範囲を逸脱することなく様々な改良を適用することができるであろう。例えば、突起はブラケットをマンドレルに向って動かすことにより、又は単に炎、レーザー等、マンドレル抜きで適用することによって変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構築した歯科矯正用具の先端拡大図。
【図２】図１に示す器具の頬−唇側に向って（即ち、唇又は頬を面する側）に向って見た前面図。
【図３】図１及び２に示す器具の舌側又は歯側に面する側に向って見た背面図（ここで、この器具の結合ベースは製造の中間段階として示している）。
【図４】図３の線分３−３伝いで見た拡大部分断面図。
【図５】図４のものと若干類似するが、ただし結合ベースの突起が歯科矯正用接着剤との機械的固着を司るように変形されている図。
【図６】図１〜５に示す器具のフレームワークの透視図。
【図７】図６に示すフレームワークの頬−唇側に向って見た平面図。
【図８】図６〜７に示すフレームワークの側面図。
【図９】図１〜５に示す器具の別の構築体に係るフレームワークの透視図。
【図１０】図１〜５に示す器具にとって更なる別の構築体に係るフレームワークの頬−唇側に向って見た前面図。
【図１１】図１０に示すフレームワークの先端図。
【図１２】図１０〜１１に示すフレームワークの側面図。
【図１３】更なる別のフレームワークを有する歯科矯正用具の先端拡大図。
【図１４】図１３に示す器具の頬−唇側に向って見た前面図。
【図１５】本発明に係る器具を作るための方法工程の部分模式形態の縮小下面図。
【図１６】突起形成工程前の、図１５に示す方法の工程の一つの断片側面拡大図。
【図１７】図１６に示すものと若干類似するが、ただしブラケットサポート及びマンドレルが突起形成工程を実施するためにこの器具の１つに対立側面上に結合している図。
【符号の説明】
１０…歯科矯正用具
１２…本体
２２…結合ベース
２４…突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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