(57)【要約】      （修正有）【課題】審美性が良く、かつ、MRI撮影時に脱着の不要な歯列矯正装置を提供する。【解決手段】歯列矯正装置は、樹脂として熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂を用い、セルロースナノファイバーと混合し、混合物を成形することで複合材料を作製できる。混合物の成形は、例えば、押出成形、射出成形、圧縮成形、削り出し加工による所望形状への成形などの方法を採用することができる。樹脂と混合するセルロースナノファイバーは、疎水性を有することが望ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロースナノファイバーと樹脂の複合材料からなる歯列矯正装置。
【請求項２】
前記樹脂は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の歯列矯正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不整列歯や捻転歯の矯正に用いられる歯列矯正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯列矯正治療は、歯牙に取付けたブラケットやチューブにアーチワイヤを装着し、ワイヤの持つ復元力を歯牙に伝えることにより行われる。このような歯列矯正治療に用いられるブラケットが、特許文献１などにより知られている。
【０００３】
現在、市場に流通しているブラケットは主に、金属、セラミック、プラスチックから形成されている。
例えば、ブラケットに関して、安価で成形性の良いSUS630などのステンレス鋼製ブラケット、ニッケルなどに対する金属アレルギーを持つ患者向けのチタン製ブラケット、生体適合性や審美性の良いアルミナセラミックスやジルコニアセラミックス製ブラケットがある。他にも、アーチワイヤスロットを形成するステンレス鋼強化部材が埋め込まれた、審美性のよいポリカーボネート製ブラケットが知られている。
また、アーチワイヤに関して、剛性の高いステンレス鋼製やコバルトクロム合金製ワイヤ、超弾性を有し効果的な治療が可能なニッケルチタン合金製やコバルトニッケル合金製ワイヤ、審美性を高めるためにそれらの金属製ワイヤにエポキシ樹脂やフッ素樹脂などをコーティングしたコーテッドワイヤ、ワイヤ自体が樹脂のみからなる樹脂製ワイヤなどがある。
これらの中でも、コストや加工性、取扱いの容易さなどの観点から、金属製の歯列矯正装置が多く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2014-144200号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、歯列矯正治療中に、磁気共鳴装置（MR）を用いた磁気共鳴画像（MRI）による診断を受ける患者が増加している。従来の歯列矯正治療では、前述のように金属製の歯列矯正装置が多く用いられているため、MRIの撮影をするためには、事前に歯列矯正装置を取り外す必要があった。そのため、別途歯列矯正医に歯列矯正装置の取り外しをするために通院が必要になったり、MRI撮影後には再度取り付ける手間が生じる。さらに、このために、歯列矯正治療の遅延ももたらしていた。
【０００６】
また、ニッケルやクロム等に対する金属アレルギーを持つ患者の中には、ブラケットとワイヤを用いる歯列矯正治療を行う場合、治療初期から完了まで、ニッケルやクロム等を含まないブラケットやワイヤを使用する必要がある。このために、セラミック製やチタン製の歯列矯正装置を使用するので、歯列矯正治療が高額になることがあった。さらに、アライナーと呼ばれるマウスピースタイプのプラスチック製装置を使用して、金属製装置を全く使用せずに歯列矯正を行うことも可能だが、歯の叢生によっては、そのような装置を使用できない場合もあった。
【０００７】
そこで、ブラケットやアーチワイヤなどの歯列矯正装置を、MRI撮影に影響のない樹脂製の歯列矯正装置とすることが検討されている。
樹脂製歯列矯正装置として、従来より、ガラス繊維やＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの強化繊維入り合成樹脂製ブラケットやワイヤが開発されてきた。しかし、それらの合成樹脂製ブラケットは、金属製のワイヤと組み合わせて使用する場合、金属製の補強体を樹脂製のブラケットに埋設してスロットを補強する必要があった。金属製ワイヤによって樹脂製のブラケットが削れたり、変形したりすることを防ぐためである。
【０００８】
また、樹脂は金属に比べて材料の機械的強度が低いため、樹脂製のワイヤの径は金属製のワイヤの径よりも大きくなる。このため、樹脂製のワイヤは、口腔内での違和感を生じさせるだけでなく、治療の特定の期間にしか使用することができなかった。
【０００９】
そこで、従来から、歯列矯正治療期間を通して使用可能な、金属製の歯列矯正装置と同等の機械的強度を持つ非金属製の歯列矯正装置の開発が課題となっていた。
そこで本発明は、そのような課題を解決すべく、審美性が良く、MRI撮影時に脱着の不要な歯列矯正装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば以下が提供される。
（１）セルロースナノファイバーと樹脂の複合材料からなる歯列矯正装置。
（２）前記樹脂は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であってもよい。
【００１１】
本発明に係る歯列矯正装置は、ガラス繊維や炭素繊維ではなく、植物由来のセルロースナノファイバーを補強材として樹脂に含有させた複合材料からなる。このため、生体適合性がある歯列矯正装置を提供するだけでなく、資源的に豊富であるため環境負荷が小さく、また、製造コストが小さい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る歯列矯正装置によれば、審美性が良く、かつ、MRI撮影時に脱着の不要な歯列矯正装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用可能なブラケットの斜視図である。
【図２】本発明を適用可能なセルフライゲーションブラケットの斜視図である。
【図３】本発明を適用可能なバッカルチューブの斜視図である。
【図４】本発明を適用可能なワイヤの斜視図である。
【図５】本発明を適用可能なワイヤの断面を示す図である。
【図６】本発明を適用可能なワイヤの斜視図である。
【図７】本発明を適用可能なリンガルボタンの斜視図である。
【図８】本発明を適用可能なブラケットの斜視図である。
【図９】本発明を適用可能なブラケット用キャップの斜視図である。
【図１０】図８のブラケットに図９のキャップを組み合わせた歯列矯正装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る歯列矯正装置を、図面を参照して説明する。
【００１５】
歯列矯正装置に使用するセルロースナノファイバーは、植物の細胞壁に由来する材料である。細胞壁をナノサイズまで解繊することにより、セルロースナノファイバーが得られる。本発明の歯列矯正装置に好適なセルロースナノファイバーは、例えば、幅４ｎｍ以上１００ｎｍ以下、長さ５μｍ以上である。
【００１６】
歯列矯正装置に使用する樹脂は、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のどちらでもよい。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリサルホン樹脂、ABS樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、フッ素樹脂、ポリビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルケトンケトン樹脂を用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂を用いることができる。
なお、これらの樹脂は、単独あるいは複数種を組み合わせて使用することができる。
【００１７】
また、本発明の歯列矯正装置は、透明又は半透明な外観を有するが、所望の外観を得るため、不透明な任意の色調にすることができる。例えば、歯の色調に合わせるために、着色剤などの添加剤を樹脂に加えることもできる。
【００１８】
本発明に係る歯列矯正装置は、樹脂とセルロースナノファイバーとを混合し、混合物を成形することで作製できる。混合物の成形は、例えば、押出成形、射出成形、圧縮成形、削り出し加工による所望形状への成形などの方法を採用することができる。なお、樹脂と混合するセルロースナノファイバーは、疎水性を有することが望ましい。
【００１９】
さらに機械的強度を高めるために、延伸工程や加圧補強工程を追加したり、セルロースナノファイバーの含有率を調整してもよい。また、セルロースナノファイバーと樹脂との剥離改善および強度向上のために、セルロースナノファイバーの表面に処理を施し、混合する樹脂との界面の面積を増やしてもよい。延伸率は混合される樹脂によって異なるが、１〜１０倍、好ましくは２〜５倍の延伸を行うことが好ましい。またセルロースナノファイバーの含有率は、０．５〜８５ｗｔ％、好ましくは２〜７０ｗｔ％である。なお、樹脂に含ませやすくするために、セルロースナノファイバーの線径は平均１〜５００ｎｍとすることが好ましい。
【００２０】
このような複合材料からなる歯列矯正装置は、例えば、ブラケット（図１、図２、図８、図１０）、キャップ（図９）、バッカルチューブ（図３）、リンガルボタン（図７）、リテーナーなど、歯列矯正用接着剤を用いて歯に固定する装置や、それらの固定された装置（固定源）と組み合わせて使用されるワイヤ（図４、図５、図６）、歯冠にはめ込むバンド、マウスピースタイプのアライナーなど、歯列矯正治療において使用されるあらゆる装置を含む。ブラケットは、セルフライゲーションブラケットを含む（図２）。ワイヤは、その断面形状が、円形（図５の（ａ））、矩形（図５の（ｂ））であってもよい。また、ワイヤは、３本の線を撚り合わせたもの（図５の（ｃ））、６本の線を撚り合わせたもの（図５の（ｄ））であってもよい。あるいは、帯状のワイヤであってもよい（図６）。
【００２１】
例えばブラケットやバッカルチューブなど、固定源となる装置の引張強さは、３０ＭＰａ以上とすることが好ましく、より好ましくは４０ＭＰａ以上である。また、固定源となる装置の硬さはＨＲＲ４０（ロックウェル硬度）以上とすることが好ましい。
【００２２】
ワイヤなどの口腔内で変形させて使用する装置の引張強さは５０ＭＰａ以上とすることが好ましく、より好ましくは７０ＭＰａ以上である。また、曲げ試験における最大荷重を０．８Ｎ以上とすることが好ましく、より好ましくは１．５Ｎ以上とする。
【００２３】
また、本発明の歯列矯正装置の吸水量を５０μｇ／ｍｍ３以下とすることが好ましく、より好ましくは３０μｇ／ｍｍ３以下とする。また、本発明の歯列矯正装置の溶解量を５μｇ／ｍｍ３以下とすることが好ましく、より好ましくは１．６μｇ／ｍｍ３以下とする。
【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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