(57)【要約】  非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、オーステナイト終了温度を有する超弾性回転式ファイルを準備する工程と、少なくとも約５分の期間、少なくとも約３００℃の温度に超弾性回転式ファイルを加熱する工程であって、オーステナイト終了温度を変化させることによって非超弾性回転式ファイルを形成する、超弾性回転式ファイルを加熱する工程とを含み、非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が約２５℃より高い、非超弾性回転式ファイルを製造する方法。【選択図】図１
2013529108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、
オーステナイト終了温度を有する超弾性回転式ファイルを準備する工程と、
少なくとも約５分の期間、少なくとも約３００℃の温度に前記超弾性回転式ファイルを加熱する工程であって、前記オーステナイト終了温度を変化させることによって前記非超弾性回転式ファイルを形成する、前記超弾性回転式ファイルを加熱する工程と、を含み、
前記非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が約２５℃より高い、非超弾性回転式ファイルを製造する方法。
【請求項２】
前記非超弾性回転式ファイルの前記変化させたオーステナイト終了温度が２７℃より高い、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記非超弾性回転式ファイルの前記変化させたオーステナイト終了温度が３０℃より高い、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記非超弾性回転式ファイルの前記変化させたオーステナイト終了温度が３７℃より高い、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記加熱する工程において、前記温度が約３００℃〜約６００℃の範囲である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記加熱する工程において、前記期間が約５分〜約１２０分の範囲である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記超弾性回転式ファイルが形状記憶合金を含み、前記形状記憶合金がニッケル及びチタンを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記形状記憶合金がニッケル−チタン系三元合金である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ニッケル−チタン系三元合金が、式Ｎｉ−Ｔｉ−Ｘ（式中、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ又はＮｂである）である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記形状記憶合金が、銅系合金、鉄系合金、又は両方の組合せを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記非超弾性回転式ファイル対前記超弾性回転式ファイルのピークトルク（柔軟性／剛性）の比率が、約２５℃で約８：９未満である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記非超弾性回転式ファイル対前記超弾性回転式ファイルの疲労までのサイクルの総数（繰り返し疲労に対する抵抗性）の比率が、約２５℃で少なくとも約１．２５：１である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記非超弾性回転式ファイル対前記超弾性回転式ファイルの破壊までの最大回転度（ねじれ特性）の比率が、約２５℃で少なくとも約１．０５：１である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記非超弾性回転式ファイル対前記超弾性回転式ファイルのピークトルク（ねじれ抵抗性）の比率が、約２５℃で少なくとも約１．０５：１である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、
約２５℃より高いオーステナイト終了温度を有する非超弾性ワイヤを準備する工程と、
前記オーステナイト終了温度より高い製造温度に前記非超弾性ワイヤを加熱する工程と、
前記超弾性ワイヤの周りにフルート、溝、又は両方の組合せを形成する工程であって、回転式ファイルを形成する、フルート、溝、又は両方の組合せを形成する工程と、を含み、
前記回転式ファイルが、約２５℃〜約前記オーステナイト終了温度の範囲の温度で非超弾性である、非超弾性回転式ファイルを製造する方法。
【請求項１６】
前記非超弾性回転式ファイルの前記オーステナイト終了温度が３５℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記非超弾性回転式ファイルの前記オーステナイト終了温度が３７℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記加熱する工程において、前記製造温度が約１０℃〜約５０℃の範囲である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記非超弾性ワイヤが形状記憶合金を含み、前記形状記憶合金がニッケル及びチタンを含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記形状記憶合金が、銅系合金、鉄系合金、又は両方の組合せを含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科用器具を処理する方法、並びに具体的には重度の曲率を有する根管を成形及び清浄するのに有用な回転式やすり（ファイル；file）に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯内治療器具（ファイル及びリーマー（reamer）を含む）は、感染した歯の根管を清浄及び成形するのに使用される。これらは、手作業によって又はその上に器具が備え付けられた歯科用ハンドピースによって、歯科医師により、根管中で回転状態又は往復状態にされることがある。器具は一般的に、清浄及び成形の所望の成果を達成するために、順番に（種々の根管外科処置技法に応じて）使用される。歯内治療器具は、根管を清浄及び成形するプロセスにおいて使用されるため、相当な繰り返し曲げ及びねじれ応力に曝される。根管の複雑な曲率のために、歯内治療の実施においてレッジング（ledging）、トランスポーテーション（transportation）、穿孔又は器具分離（instrument separation）等の様々な望ましくない作業上のアクシデントが発生する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、形状記憶合金（ＳＭＡ）から作製される回転式歯内治療器具が、ステンレス鋼の治療器具より良好な総合的性能を示している。しかしながら、上記望ましくない作業上のアクシデントの発生は抜本的には低減していない。したがって、改善された総合的特性、特に繰り返し疲労及びねじれの過荷重による破壊に対する抵抗性並びに柔軟性を有する新たな歯内治療器具が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、歯内治療器具を製造するプロセスの改善をもたらすことによって、従来の歯内治療器具に改善を加えようとするものである。一態様では、本発明は、非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、オーステナイト終了温度を有する超弾性回転式ファイルを準備する工程と、少なくとも約５分の期間、少なくとも約３００℃の温度に超弾性回転式ファイルを加熱する工程であって、オーステナイト終了温度を変化させることによって非超弾性回転式ファイルを形成する、超弾性回転式ファイルを加熱する工程とを含み、非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が約２５℃より高い、非超弾性回転式ファイルを製造する方法を提供する。
【０００５】
別の態様では、本発明は、非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、約２５℃より高いオーステナイト終了温度を有する非超弾性ワイヤを準備する工程と、オーステナイト終了温度より高い製造温度に非超弾性ワイヤを加熱する工程と、超弾性ワイヤの周りにフルート（flutes）、溝（grooves）、又は両方の組合せを形成する工程であって、回転式ファイルを形成する、フルート、溝、又は両方の組合せを形成する工程とを含み、回転式ファイルが、約２５℃〜約オーステナイト終了温度の範囲の温度で非超弾性である、非超弾性回転式ファイルを製造する方法を企図する。
【０００６】
更に別の態様では、本発明のいずれの態様も、以下の特徴の１つ又はその任意の組合せによって更に特徴付けられ得る：非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が２７℃より高い；非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が３０℃より高い；非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が３７℃より高い；加熱する工程において、温度が約３００℃〜約６００℃の範囲である；加熱する工程において、製造温度が約５℃〜約２００℃の範囲である；期間が約５分〜約１２０分の範囲である；超弾性回転式ファイルが形状記憶合金を含む；形状記憶合金がニッケル及びチタンを含む；形状記憶合金が、銅系合金、鉄系合金、又は両方の組合せを含む；形状記憶合金がニッケル−チタン系三元合金である；ニッケル−チタン系三元合金が、式Ｎｉ−Ｔｉ−Ｘ（式中、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ又はＮｂである）である；非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルのピークトルクの比率が、約２５℃で約８：９未満である；非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルの疲労までのサイクルの総数の比率が、約２５℃で少なくとも約１．２５：１である；又はこれらの任意の組合せ。
【０００７】
上記の態様及び例は、本明細書中で示され、説明されるように、他の態様及び例が本発明に存在するため非限定的であることを理解すべきである。例えば、上述の本発明の態様又は特徴のいずれも、本明細書中で説明され、図面に示され、又は別の形で記載されるように、組み合わせて他の独自の構成を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】典型的な歯内治療器具の立面図である。
【図２】根管系を露出させるように穴が穿通する歯根系及び歯冠領域を示す、ヒトの臼歯の立面断面図である。
【図３】本発明の相変態温度を示す示差走査熱量測定（ＤＳＣ）曲線である。
【図４】ＩＳＯ３６３０−１：２００８（歯科−根管治療器具−第Ｉ部：一般要求事項及び試験方法）に記載のような根管治療器具の剛性を測定するための曲げ試験装置の図示である。
【図５】図４に示される試験方法の試験結果を示すチャートである。
【図６】歯内治療器具の曲げ−回転疲労抵抗性を試験するために使用される試験装置の図示である。
【図７】ＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式歯内治療器具の、ＮｉＴｉ微細構造の差異（オーステナイト対マルテンサイト）と平均繰り返し疲労寿命との間の関係の概略グラフである。
【図８】ＩＳＯ３６３０−１：２００８（歯科−根管治療器具−第Ｉ部：一般要求事項及び試験方法）に記載のようなひねり及び軸周り変形による破壊に対する抵抗性を測定するために使用されるトルク試験装置の図示である。
【図９】ＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式歯内治療器具の、冶金構造の差異と平均「破壊までの最大回転度（maximum degree of rotation to fracture）」との間の関係の概略グラフである。
【図１０】ＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式歯内治療器具の、冶金構造の差異と平均「ピークトルク」との間の関係の概略グラフである。
【図１１】高度に湾曲した管及び複雑な管の形状を有する歯根を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
超弾性材料は典型的には、相当な変形の後にその元の形状に戻る金属合金である。超弾性材料に対する当該技術分野における取組みの例は、全ての目的に関して参照によって本明細書に援用される米国特許第６，１４９，５０１号に見出される。
【００１０】
本発明のマルテンサイト状態の形状記憶合金（例えば、ＮｉＴｉ系、Ｃｕ系、Ｆｅ系、又はそれらの組合せ）から作製される回転式歯内治療器具は、最適化された微細構造によって、より高い柔軟性をもたらすことができ、疲労抵抗性を増大させることができ、これは重度の曲率を有する管の成形及び清浄に特に効果的である。超弾性合金、例えばニッケルチタン（ＮｉＴｉ）又は他のものは、可塑的な変形状態となることなく、従来の材料、例えばステンレス鋼の数倍のひずみに耐えることができる。
【００１１】
本発明は包括的に歯科用器具に関する。具体的には、本発明は、根管を清浄及び成形する作業に使用するための回転式歯内治療器具に関する。本発明は、形状記憶合金（ＳＭＡ）、例えばニッケル−チタン（ＮｉＴｉ）系システム、Ｃｕ系システム、Ｆｅ系システム、又はそれらの任意の組合せ（例えば、等原子比近傍の（near-equiatomic）Ｎｉ−ＴｉやＮｉ−Ｔｉ−Ｎｂ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｔｉ−Ｃｕ合金、β相チタン、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料）から作製される歯内治療器具の革新を提供する。
【００１２】
本発明はＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式器具を含み、この器具は以下の新規な態様のうち１つ又は複数を提供する：
【００１３】
微細構造における主要な冶金相：マルテンサイトが本発明の器具における主要な冶金相であり、このことは、常温でオーステナイト構造が優勢である標準的なＮｉＴｉ回転式器具と異なっている。
【００１４】
より高いオーステナイト終了温度（示差走査熱量測定によって測定される最終Ａｆ温度）：オーステナイト終了温度が好ましくは、常温（２５℃）より（例えば、少なくとも約３℃）高い。対照的に、大抵の標準的な超弾性ＮｉＴｉ回転式器具は、常温より低いオーステナイト終了温度を有する。
【００１５】
より高いオーステナイト終了温度によって、本発明の器具は、曲げた又は変形させた後に元の完全な直線状態に戻らないと考えられる。対照的に、大抵の標準的な超弾性ＮｉＴｉ回転式器具は、荷重を取り除くと、逆相変態（マルテンサイトからオーステナイトへの）を介して元の直線形態に戻り得る。
【００１６】
マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具は、オーステナイト状態のものから作製される治療器具（通常の超弾性ＮｉＴｉ器具）より顕著に改善された総合的性能、特に繰り返し疲労に対する抵抗性及び柔軟性に関する性能を有する。
【００１７】
歯内治療器具の強度及び切削効率は、合金強化のメカニズムに基づき三元形状記憶合金ＮｉＴｉＸ（Ｘ：Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｂ等）を使用することによって改善することもできる。
【００１８】
具体的には、本発明の器具は、根管外科処置の成功のために必要不可欠なもの及び最も求められる特徴を有しており、これらは、微細構造において完全なオーステナイト相を有する超弾性状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される従来の歯内治療器具と比較して、より高い柔軟性及びより低い剛性、改善された繰り返し疲労に対する抵抗性、ねじれ破壊に対するより高い回転度、高度に湾曲した管の形状へのより高い適合性（レッジング又は穿孔の可能性がより低い）、並びに器具分離の可能性が極めて低いことが挙げられる。
【００１９】
マルテンサイトの歯内治療器具を製造する方法
本発明の一実施形態では、マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具は、以下の方法によって製作することができる：
【００２０】
方法１：機械的設計に従ってファイルのフルート（flute）が製造された後（すなわち、典型的なファイル製造プロセスにおけるフルート研削（grinding）プロセス後）の、後熱処理
【００２１】
この方法は、少なくとも３００℃の温度で加熱する工程を有する後熱処理を含み得る。好ましくは、加熱する工程は、約３００℃〜約６００℃、より好ましくは約３７０℃〜約５１０℃の範囲の温度を含む。熱処理工程は、少なくとも５分の期間存在し得る。好ましくは、加熱する工程は、（典型的には制御された雰囲気下で）約５分〜約１２０分、より好ましくは約１０分〜約６０分の範囲の期間存在し得る。
【００２２】
例えば、方法１の更なる熱的プロセスを、通常の超弾性ＮｉＴｉワイヤを使用する従来のＮｉＴｉ回転式ファイル製造プロセス（例えば、フルートの研削）の後に、利用することができる。より具体的には、更なる熱的プロセスを（従来のＮｉＴｉ回転式ファイル製造プロセスの）フルート研削プロセス後に行うことができ、それによって、後熱処理が、３７０℃〜５１０℃の温度範囲で一定の期間（典型的には、ファイルのサイズ、テーパー、及び／又はファイルデザインの要求事項に応じて１０分〜６０分）行われる。この後熱処理プロセス中にニッケルリッチ析出物が形成され得ることが理解される。それに応じて、Ｔｉ／Ｎｉの比率が増大することがあり、所望のオーステナイト終了温度（最終Ａｆ温度）が達成される。後熱処理の後、ファイルのハンドル（例えば、黄銅、スチール等、又は他のもの）を設置することができる。
【００２３】
本発明の別の実施形態では、マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具は、以下の方法によって製作することができる：
【００２４】
方法２：ＮｉＴｉ材料に対する温度がそのオーステナイト終了温度より高い状態とするための、ファイルの製造プロセス中（例えば、研削プロセス中）の熱処理
【００２５】
この方法は、研削プロセス前の及び／又は研削プロセス中のワイヤに対する（同時の）熱処理を含んでいてもよく、それによって、研削が、マルテンサイトのＳＭＡ（例えば、ＮｉＴｉ）ワイヤに直接適用される。しかしながら、マルテンサイトのＳＭＡ（例えば、ＮｉＴｉ）ワイヤを、研削プロセス中に、そのオーステナイト終了温度より高い温度に加熱することができることが理解される。したがって、マルテンサイトのＳＭＡ（例えば、ＮｉＴｉ）ワイヤが、超弾性ワイヤ（オーステナイト状態のより剛性の高い構造）へと一時的に変態して、器具製造プロセス中の研削プロセスを容易にすることができる。有利には、器具は、フルート研削プロセス後に、常温で変態してマルテンサイト状態へと戻る。
【００２６】
例えば、一実施形態では、方法２は非超弾性ワイヤを含み得る。非超弾性ワイヤを、そのオーステナイト終了温度（少なくとも２５℃）より高い温度を有する製造環境において準備することができる。非超弾性ワイヤは、これより高い温度で超弾性のものへと変態し得る。それから、ファイルの周りにフルート及び溝を形成して、（半完成品の）回転式ファイルを形成する。さらに、（半完成品の）回転式ファイルは、より高い（より温かい）温度を有する製造環境から取り出されることができる。非超弾性ワイヤから、約２５℃の室温（又はそれ以上）で非超弾性回転式ファイルを形成することができる。
【実施例】
【００２７】
図１及び図２に関して、歯内治療器具が示され、歯内治療器具が根管のうちの１つの内部に位置している。この位置において、歯内治療器具は、根管を清浄及び成形するプロセスに使用されるため、典型的には相当な繰り返し曲げ及びねじれ応力に曝される。
【００２８】
ＮｉＴｉ合金等の形状記憶合金は一般的に、温度依存性を有する２つの主要な結晶学的構造（すなわち、より高い温度ではオーステナイト、より低い温度ではマルテンサイト）を有すると考えられる。この温度依存性の無拡散の相変態は、加熱時にはマルテンサイト（Ｍ）からオーステナイト（Ａ）へ（例えば、Ｍ→Ａ）のものである。さらに、冷却によってオーステナイトからマルテンサイトへの逆変態（Ａ→Ｍ）が開始され得ることが理解される。別の実施形態では、中間相（Ｒ）が相変態時に生じ得る（すなわち、加熱時には（Ｍ）→（Ｒ）→（Ａ）、又は冷却時には（Ａ）→（Ｒ）→（Ｍ））。Ｒ相は、オーステナイト相（Ａ）とマルテンサイト相（Ｍ）との間の中間相として規定される。
【００２９】
相変態温度は、図３に示されるような示差走査熱量測定（ＤＳＣ）曲線を使用して決定することができる。例えば、Ａｆ（オーステナイト終了温度）は、加熱曲線のピークの最大の傾きの線の延長とベースラインとのグラフの交点から得ることができる。形状記憶合金から作製される歯内治療器具の最終Ａｆ温度を、回転式器具サンプルから切り取った溝付き（fluted）断片が完全なオーステナイト状態でのインゴット遷移温度の測定に典型的に使用される任意の更なる熱的なアニーリングプロセス（すなわち、真空中８５０℃で３０分間）を必要としないことを除き、ＡＳＴＭ標準Ｆ２００４−０５「熱的分析によるニッケル−チタン合金の変態温度に関する標準的な試験方法」に総じて従うＤＳＣ試験において、例えばヘリウム又は窒素のパージガスを用いて１分当たり１０℃±０．５℃の加熱速度又は冷却速度を使用して、測定した。
【００３０】
より具体的には、図３は、加熱サイクル及び冷却サイクルの両方における形状記憶合金（ニッケル−チタン）の概略的な示差走査熱量測定（ＤＳＣ）曲線を示す。Ａｆ（オーステナイト終了温度）、Ａｓ（オーステナイト開始温度）、Ｍｆ（マルテンサイト終了温度）、Ｍｓ（マルテンサイト開始温度）を、曲線の適切なピークの最大の傾きの線の延長とベースラインとのグラフの交点から得ることができる。マルテンサイト開始温度（Ｍｓ）は、冷却によってオーステナイトからマルテンサイトへの変態が開始される温度として規定される。マルテンサイト終了温度（Ｍｆ）：冷却によってオーステナイトからマルテンサイトへの変態が終了する温度。オーステナイト開始温度（Ａｓ）は、加熱によってマルテンサイトからオーステナイトへの変態が開始される温度として規定される。オーステナイト終了温度（Ａｆ）は、加熱によってマルテンサイトからオーステナイトへの変態が終了する温度として規定される。
【００３１】
実験結果によって、本発明（例えば、歯内治療器具の形成のための更なる熱処理プロセス）が望ましい特徴をもたらすことが示された。より具体的には、マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具は、根管の外科処置にとって望ましい以下の特徴のうち１つ又は複数を含み得る：（１）より高い柔軟性、及びより低い剛性、（２）改善された繰り返し疲労に対する抵抗性、（３）ねじれ破壊に対するより高い回転度、（４）湾曲した管プロファイル、特に複雑なプロファイル及び相当の曲率を有する根管、並びにそれらの組合せへのより高い適合性。
【００３２】
例えば、冶金構造の差異（オーステナイト対マルテンサイト）の影響を比較するために、２つの相異なる構造を表すために異なる熱的プロセスを利用して、２つの異なる器具サンプルを作製した：（１）完全なオーステナイト微細構造を有する超弾性器具、及び（２）マルテンサイト微細構造を有する器具。ＤＳＣ測定に基づく１つの具体例では、相異なる微細構造を有するこれらの２つの器具に関する最終Ａｆ温度は、それぞれ１７℃（完全なオーステナイト微細構造を有する器具（１）に関して）及び３７℃（マルテンサイト微細構造を有する器具（２）に関して）である。全ての器具サンプルは同じ幾何学的設計のものであった。全ての試験を約２３℃の常温で行った。
【００３３】
Ｉ．  剛性試験：マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具に関して、オーステナイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金と比較した、より高い柔軟性及びより低い剛性を示す。
【００３４】
この剛性試験では、全てのサンプル器具の剛性が、図４に示されるような試験装置を使用して、４５度まで根管治療器具をひねることによって決定された。
【００３５】
図５の試験結果に示されるように、常温でマルテンサイト微細構造を有する回転式器具は、より高い柔軟性及びより低い剛性を示す（曲げに対する、より低いピークトルクによって表示されるように）。１７℃という最終Ａｆ温度を有する通常の超弾性器具と比較して、マルテンサイト微細構造を有する器具（最終Ａｆ温度は約３７℃）は、曲げトルクの２３％の低減を示した。マルテンサイトの器具のより低い剛性は、オーステナイトのヤング率が常温で約８０ＧＰａ〜９０ＧＰａであるのに対して、マルテンサイトのヤング率がより低いこと（約３０ＧＰａ〜４０ＧＰａ）に起因する可能性がある。
【００３６】
図５は、曲げ試験における、ＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式歯内治療器具の、ＮｉＴｉ微細構造の差異（通常の超弾性すなわちオーステナイト対マルテンサイト）と平均ピークトルクとの間の関係の概略グラフを示す。図５から分かるように、より低いピークトルク（より低い剛性、又はより高い柔軟性）を、より高いＡｆ（オーステナイト終了温度）によって示されるマルテンサイト微細構造によって達成することができる。一実施形態では、非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルのピークトルク（柔軟性／剛性）の比率は、約２５℃で約１：０．９未満（例えば、約１：０．８５未満、及び好ましくは約１：０．８未満）であり得る。
【００３７】
ＩＩ．  曲げ回転疲労試験：マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具に関して、より高い疲労寿命を示す
【００３８】
この曲げ試験では、全てのサンプル器具の疲労抵抗性が、図６に示されるような曲げ回転疲労試験機によって測定される。図７に示される試験結果によれば、マルテンサイト状態の器具（Ａｆ温度３７℃）の平均繰り返し疲労寿命は、オーステナイト状態の器具（Ａｆ温度１７℃）の約３倍である。
【００３９】
図６の図示に示されるように、試験装置を使用して、歯内治療器具の曲げ−回転疲労抵抗性を試験することができる。回転式歯内治療器具サンプルは概して、制御された半径及び曲率を有する擬似ステンレス鋼管内で自由に回転することができる。
【００４０】
図７の概略グラフは、ＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式歯内治療器具の、ＮｉＴｉ微細構造の差異（オーステナイト対マルテンサイト）と平均繰り返し疲労寿命との間の関係を示す。より具体的には、図７は、より長い繰り返し疲労寿命を、より高いＡｆ（オーステナイト終了温度）によって示される、常温でマルテンサイト微細構造によって達成することができることを示す。非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルの疲労までのサイクルの総数（繰り返し疲労に対する抵抗性）の比率は、約２５℃で少なくとも約１．２５：１（例えば、少なくとも約１．５：１、好ましくは少なくとも約２：１）であり得ることが理解される。
【００４１】
ＩＩＩ．  トルク試験：マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具に関して、ねじれ破壊に対するより高い回転度を示す
【００４２】
このトルク試験では、図８に示されるような試験装置を使用して、根管治療器具の破壊に対する抵抗性の試験を行って、ねじれ破壊に対する平均の最大回転度を測定する。図９及び図１０の試験結果によれば、マルテンサイト微細構造を有する器具は、オーステナイト微細構造を有する器具より、ねじれ破壊に対して高い回転度及びピークトルクを示す。
【００４３】
大抵の器具分離は、繰り返し疲労又はねじれ破壊によって引き起こされている可能性があることが理解される。したがって、（ＩＩ）曲げ回転疲労試験及び（ＩＩＩ）トルク試験の試験結果によれば、マルテンサイト微細構造を有する形状記憶合金から作製される器具の分離は、顕著に低減される可能性がある。
【００４４】
図９の概略グラフは、ＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式歯内治療器具の、冶金構造の差異と平均「破壊までの最大回転度」との間の関係を示す。より具体的には、図９は、より高い回転度を、マルテンサイト微細構造によって達成することができることを示す。非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルの破壊までの最大回転度（ねじれ特性）の比率は、約２５℃で少なくとも約１．０５：１（例えば、少なくとも約１．０７５：１、好ましくは少なくとも約１．１：１）であり得ることが理解される。
【００４５】
図１０の概略グラフは、ＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される回転式歯内治療器具の、冶金構造の差異と平均「ピークトルク」との間の関係を示す。より具体的には、図１０は、より高いトルク抵抗性を、マルテンサイト微細構造によって達成することができることを示す。非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルのピークトルク（ねじれ抵抗性）の比率は、約２５℃で少なくとも約１．０５：１（例えば、少なくとも約１．０７５：１、好ましくは少なくとも約１．０９：１）であり得ることが理解される。
【００４６】
ＩＶ．  マルテンサイト状態のＮｉＴｉ形状記憶合金から作製される歯内治療器具は、湾曲した管プロファイルへの適合性の増大を示す
【００４７】
レッジング、トランスポーテーション及び／又は穿孔をもたらすことなく、マルテンサイト微細構造の形状記憶合金から形成される器具を、図１１に示されるような高度に湾曲した管の清浄及び成形に使用することができることが理解される。有利には、これらの器具は、（１）マルテンサイトの存在による高い柔軟性、（２）根管外科処置時における動的応力の適用下での、オーステナイトの立方晶結晶構造と比較したマルテンサイトの単斜晶構造の低対称性による、マルテンサイトのバリアントのより良好な再配向能力及び自己適応（self-accommodation）能力のために、根管の曲率に、より適合する傾向がある。
【００４８】
超弾性は概して、元の位置への完全な回復と定義することができる。しかしながら、当該産業では、（６％の伸びまでの伸張後における）０．５％未満の永久変形が許容可能であろうことが理解される。例えば、ファイルがその元の位置に戻らない場合、それはもはや超弾性形状記憶合金（ＳＭＡ）とみなすことはできない（例えば、概ね直線の位置に戻らない場合、超弾性ＳＭＡとみなすことはできない）。
【００４９】
「形状記憶」形態（又はマルテンサイト状態）のＮｉＴｉ系合金に対しては、望ましい特徴は、その温度を超えると曲げた材料が再び直線となる温度であり得る。例えば、完全な直線の位置を達成するために、そのオーステナイト終了温度（Ａｆ）を超える温度に材料を加熱する必要がある可能性がある。
【００５０】
形状記憶合金については、それらが直線の位置に戻ることが可能である時点で、この「適用」温度でそれらは超弾性であるとみなすことができることが理解される。しかしながら、ドライアイス又は液体窒素を使用して冷却を行い、材料を曲げた場合、材料は変形した位置にある状態のままとなる可能性があることが更に理解される。材料を低温環境から取り出すと、材料は室温で直線形態に戻る。
【００５１】
以下の組合せのうち１つ又は複数を参照して、本発明を記載することもできることを理解することができる。
【００５２】
Ａ．  非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、（ｉ）オーステナイト終了温度を有する超弾性回転式ファイルを準備する工程と、（ｉｉ）少なくとも約５分の期間、少なくとも約３００℃の温度に超弾性回転式ファイルを加熱する工程であって、オーステナイト終了温度を変化させることによって非超弾性回転式ファイルを形成する、超弾性回転式ファイルを加熱する工程とを含み、非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が約２５℃より高い、非超弾性回転式ファイルを製造する方法。
Ｂ．  非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が２７℃より高い、請求項１に記載の方法。
Ｃ．  非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が３０℃より高い、請求項１又は２に記載の方法。
Ｄ．  非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が３３℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｅ．  非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が３５℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｆ．  非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が３７℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｇ．  加熱する工程において、温度が約３００℃〜約６００℃の範囲である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｈ．  加熱する工程において、温度が約３７０℃〜約５１０℃の範囲である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｉ．  加熱する工程において、期間が約５分〜約１２０分の範囲である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｊ．  加熱する工程において、期間が約１０分〜約６０分の範囲である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｋ．  超弾性回転式ファイルが形状記憶合金を含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｌ．  形状記憶合金がニッケル及びチタンを含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｍ．  形状記憶合金がニッケル−チタン系二元合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｎ．  形状記憶合金がニッケル−チタン系三元合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｏ．  ニッケル−チタン系三元合金が、式Ｎｉ−Ｔｉ−Ｘ（式中、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ又はＮｂである）である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｐ．  形状記憶合金が、銅系合金、鉄系合金、又は両方の組合せを含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｑ．  形状記憶合金がＣｕＺｎＡｌ又はＣｕＡｌＮｉを含む銅系合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｒ．  形状記憶合金がＦｅＮｉＡｌ、ＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉ又はＦｅＮｉＣｏＡｌＴａＢを含む鉄系合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｓ．  非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルのピークトルク（柔軟性／剛性）の比率が、約２５℃で約８：９未満である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｔ．  非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルの疲労までのサイクルの総数（繰り返し疲労に対する抵抗性）の比率が、約２５℃で少なくとも約１．２５：１である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｕ．  非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルの破壊までの最大回転度（ねじれ特性）の比率が、約２５℃で少なくとも約１．０５：１である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｖ．  非超弾性回転式ファイル対超弾性回転式ファイルのピークトルク（ねじれ抵抗性）の比率が、約２５℃で少なくとも約１．０５：１である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｗ．  ハンドルを準備する工程と、ハンドルを非超弾性回転式ファイルの一部分に取り付ける工程とを更に含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｘ．  二元ＮｉＴｉに関して、ニッケルの重量百分率が約４５％〜約６０％（例えば約５４．５％〜約５７％）の範囲であり、残りのチタン組成が約３５％〜約５５％（例えば約４３％〜約４５．５％）である場合がある、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｙ．  三元ＮｉＴｉＸに関して、Ｘ元素が重量百分率で１５％未満（例えば、約１０％未満）である場合がある、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
Ｚ．  非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、（ｉ）約２５℃より高いオーステナイト終了温度を有する非超弾性ワイヤを準備する工程と、（ｉｉ）オーステナイト終了温度より高い製造温度に非超弾性ワイヤを加熱する工程と、（ｉｉｉ）超弾性ワイヤの周りにフルート（複数も可）、溝（複数も可）、又は両方の組合せを形成する工程であって、回転式ファイルを形成する、フルート（複数も可）、溝（複数も可）、又は両方の組合せを形成する工程とを含み、回転式ファイルが、約２５℃〜約オーステナイト終了温度の範囲の温度で非超弾性である、非超弾性回転式ファイルを製造する方法。
ＡＡ．  非超弾性回転式ファイルのオーステナイト終了温度が２６℃より高い、請求項２３に記載の方法。
ＢＢ．  非超弾性回転式ファイルのオーステナイト終了温度が２７℃より高い、請求項２３に記載の方法。
ＣＣ．  非超弾性回転式ファイルのオーステナイト終了温度が３０℃より高い、請求項２３又は２４に記載の方法。
ＤＤ．  非超弾性回転式ファイルのオーステナイト終了温度が３３℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＥＥ．  非超弾性回転式ファイルのオーステナイト終了温度が３５℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＦＦ．  非超弾性回転式ファイルのオーステナイト終了温度が３７℃より高い、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＧＧ．  加熱する工程において、製造温度が約５℃〜約２００℃の範囲である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＨＨ．  加熱する工程において、製造温度が約１０℃〜約５０℃の範囲である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＩＩ．  非超弾性ワイヤが形状記憶合金を含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＪＪ．  形状記憶合金がニッケル及びチタンを含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＫＫ．  形状記憶合金がニッケル−チタン系二元合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＬＬ．  形状記憶合金がニッケル−チタン系三元合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＭＭ．  ニッケル−チタン系三元合金が、式Ｎｉ−Ｔｉ−Ｘ（式中、ＸはＣｏ、Ｃｒ、Ｆｅ又はＮｂである）である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＮＮ．  形状記憶合金が、銅系合金、鉄系合金、又は両方の組合せを含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＯＯ．  形状記憶合金がＣｕＺｎＡｌ又はＣｕＡｌＮｉを含む銅系合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＰＰ．  形状記憶合金がＦｅＮｉＡｌ、ＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＭｎＳｉＣｒＮｉ又はＦｅＮｉＣｏＡｌＴａＢを含む鉄系合金である、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＱＱ．  ハンドルを準備する工程と、ハンドルを非超弾性回転式ファイルの一部分に取り付ける工程とを更に含む、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＲＲ．  ハンドルがフルート（複数も可）、溝（複数も可）、又はそれらの任意の組合せから遠位に位置する、前述の請求項のいずれか一項に記載の方法。
ＳＳ．  非超弾性回転式ファイルを製造する方法であって、オーステナイト終了温度を有する超弾性回転式ファイルを準備する工程と、少なくとも約５分の期間、少なくとも約３００℃の温度に超弾性回転式ファイルを加熱する工程であって、オーステナイト終了温度を変化させることによって非超弾性回転式ファイルを形成する、超弾性回転式ファイルを加熱する工程とを含み、非超弾性回転式ファイルの変化させたオーステナイト終了温度が約２５℃より高い、非超弾性回転式ファイルを製造する方法。
【００５３】
複数の成分若しくは工程の機能若しくは構造を単一の成分若しくは工程に組み合わせるか、又は１つの工程若しくは成分の機能若しくは構造を複数の工程若しくは成分に分けてもよいことを更に理解されたい。本発明はこれらの組合せの全てを企図する。特に明記しない限り、本明細書中で図示される様々な構造の寸法及び形状は、本発明の限定を意図するものではなく、他の寸法又は形状が可能である。加えて、本発明の特徴を例示の一実施形態との関連でのみ説明したが、かかる特徴を任意の所与の用途のために他の実施形態の１つ又は複数の他の特徴と組み合わせることができる。上記のことから、本明細書中の独自の構造の製作及びその操作も本発明による方法に相当することも理解されよう。本発明は、本明細書中の方法の実施によって得られる中間生成物及び最終生成物も包含する。「を含む（を挙げる）（"comprising" or "including"）」の使用は、列挙される特徴「から本質的になる」又は「からなる」実施形態も企図するものである。
【００５４】
本明細書中で提示される説明及び例示は、本発明、その原理及びその実用的用途を当業者に知らせることを意図するものである。当業者は、本発明を特定の使用の要件に最適となるように多数の形態に適合及び適用させることができる。したがって、記載される本発明の具体的な実施形態は、本発明を包括又は限定することを意図するものではない。本発明の範囲はしたがって、上記の記載に準拠して決定されるのではなく、添付の特許請求の範囲とともに、かかる特許請求の範囲が権利を与える均等物の全範囲に準拠して決定されるものとする。特許出願及び特許公報を含む全ての論文及び参考文献の開示は、あらゆる目的で参照により援用される。
【図１】
2013529108.tif 000003
【図２】
2013529108.tif 000004
【図３】
2013529108.tif 000005
【図４】
2013529108.tif 000006
【図５】
2013529108.tif 000007
【図６】
2013529108.tif 000008
【図７】
2013529108.tif 000009
【図８】
2013529108.tif 000010
【図９】
2013529108.tif 000011
【図１０】
2013529108.tif 000012
【図１１】
2013529108.tif 000013
【国際調査報告】
2013529108.tif 000014
2013529108.tif 000015
2013529108.tif 000016