(57)【要約】少なくとも一部において冷間成形法を使用して、所望の切刃を有する歯内治療用器具が形成される。歯内治療用器具（３２）を形成する方法は、素材の金属の線またはワイヤと、切刃の彫り型を有する金型（３４ａ、３４ｂ）を含むロール成形装置（３０）と、を提供することを含む。金型（３４ａ、３４ｂ）が素材（３２）の中に切刃を少なくとも部分的に形成するために、金型（３４ａ、３４ｂ）は、十分な力によって素材（３２）に押し付けられる。適切に対応する彫り型を含む金型を選択することによって、任意所望の形状を素材（３２）の中に形成することができる。歯内治療用器具を形成するために適切な冷間成形技法には、ロール成形、圧延、ラジアル成形、冷間引抜き、および同様の技法が含まれる。これらのヤスリは、切削、研削、および化学切削などの技法を使用して、冷間成形の前または後に鋭利化、または別様に改造することができる。
2008531131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、
（ｂ）歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を含む少なくとも１つの金型を提供する工程と、
（ｃ）前記少なくとも１つの金型と、３つ以上の少なくとも部分的に形成された切刃を有する歯内治療用器具を形成するために十分な力と、を使用して、前記素材を冷間成形する工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２】
冷間成形する工程は、ロール成形、ラジアル成形、圧延、または冷間引抜きの少なくとも１つによって実行されることを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３】
前記素材は、金属の線またはワイヤを含むことを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項４】
前記変形可能な材料は、ステンレス鋼またはチタン系合金を含むことを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項５】
前記３つ以上の切刃の少なくとも１つを鋭利化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項６】
前記切刃は、切削、研削、機械加工、化学切削、電気化学切削、レーザ微細機械加工、またはグリットブラスト仕上げの１つまたは複数によって鋭利化されることを特徴とする請求項５に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項７】
前記彫り型は、前記素材を冷間成形する工程が完成された切刃をもたらすように、３つの完成された切刃に対応することを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項８】
（ａ）は、冷間成形、切削、研削、機械加工、化学切削、電気化学切削、レーザ微細機械加工、またはグリットブラスト仕上げの少なくとも１つによって形成されたテーパ付きの金属の線またはワイヤを提供する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
化学切削によって、（ｃ）からの前記歯内治療用器具にテーパを付ける工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１０】
前記彫り型は、（ｃ）がテーパ付きの歯内治療用器具をもたらすように、テーパ付きの歯内治療用ヤスリにさらに対応することを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１１】
前記彫り型は、（ｃ）が鈍い先端を有する歯内治療用器具をもたらすように、歯内治療用器具の鈍い先端にさらに対応することを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１２】
切削、研削、機械加工、化学切削、電気化学切削、レーザ微細機械加工、グリットブラスト仕上げ、またはこれらの組合せの少なくとも１つによって前記歯内治療用器具の先端を鈍化する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１３】
研削または機械加工によって形成される歯内治療用器具に比べて、より少ない微少亀裂または割れ目を有するように、請求項１に記載の方法によって形成されることを特徴とする歯内治療用器具。
【請求項１４】
（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、
（ｂ）歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を含む少なくとも１つの金型を提供する工程と、
（ｃ）前記少なくとも１つの金型と、少なくとも部分的に形成された切刃を有する歯内治療用器具を形成するために十分な力と、を使用して、前記素材を冷間成形する工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１５】
（ｃ）は、ロール成形、圧延、またはこれらの組合せの１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１６】
（ｃ）は、多角形の断面を有する歯内治療用器具をもたらすことを特徴とする請求項１４に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１７】
螺旋状の切刃をもたらすために前記歯内治療用器具を捻る工程をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１８】
前記多角形の断面は、正方形、三角形、直線的な表面を有する多角形、凹表面を有する多角形、または凸表面を有する多角形の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１６に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項１９】
前記切刃の少なくとも一部分を化学切削する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２０】
化学切削する工程は、（ｃ）からの前記歯内治療用器具を、所定の速度で、化学切削用組成物から漸進的に挿入および／またはそこから漸進的に引き出すことによって実行されることを特徴とする請求項１９に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２１】
前記歯内治療用ヤスリは、フッ化水素酸および／または硝酸と、水と、湿潤剤と、の溶液を使用して化学切削されることを特徴とする請求項１９に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２２】
（ｃ）は、螺旋状の切刃を形成することを特徴とする請求項１８に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２３】
研削または機械加工によって形成された歯内治療用器具に比べて、より少ない微少亀裂または割れ目を有するように、請求項１４に記載の方法によって形成されることを特徴とする歯内治療用器具。
【請求項２４】
（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、
（ｂ）歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を含む冷間成形用金型を提供する工程と、
（ｃ）前記少なくとも１つの金型と、少なくとも部分的に形成された切刃および多角形の断面を有する歯内治療用器具を形成するために十分な力と、を使用して、前記素材を冷間成形する工程と、
（ｄ）前記切刃が螺旋状であるように前記歯内治療用器具を捻る工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２５】
冷間成形する前記工程は、ロール成形、ラジアル成形、圧延、または冷間引抜きの１つを含むことを特徴とする請求項２４に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２６】
前記多角形の断面は、正方形、三角形、直線的な表面を有する多角形、凹表面を有する多角形、または凸表面を有する多角形の少なくとも１つであることを特徴とする請求項２４に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２７】
（ｃ）は、部分的に形成される切刃を成形し、前記部分的に形成された切刃は引き続いて化学切削によって鋭利化されることを特徴とする請求項２４に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項２８】
研削または機械加工によって形成された切刃に比べてより鋭い切刃を有するために、請求項２７に記載の方法によって形成されることを特徴とする歯内治療用器具。
【請求項２９】
（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、
（ｂ）歯内治療用器具の部分的に形成される切刃およびテーパに対応する彫り型を含む少なくとも１つの金型を提供する工程と、
（ｃ）前記少なくとも１つの金型と、少なくとも部分的に形成された切刃およびテーパを有する歯内治療用器具を形成するために十分な力と、を使用して、前記素材を冷間成形する工程と、
（ｄ）前記部分的に形成された切刃を鋭利化するために前記歯内治療用器具を化学切削する工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３０】
前記素材を冷間成形する工程は、ロール成形、ラジアル成形、圧延、冷間引抜き、またはこれらの組合せの１つを含むことを特徴とする請求項２９に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３１】
（ｄ）は、前記歯内治療用ヤスリを酸浴の中に配置する工程を含むことを特徴とする請求項２９に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３２】
研削または機械加工によって形成された歯内治療用器具に比べて、より少ない微少亀裂または割れ目を有するように、請求項２９に記載の方法によって形成されることを特徴とする歯内治療用器具。
【請求項３３】
（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、
（ｂ）少なくとも一部において冷間成形を使用して、３つ以上の切刃を有する歯内治療用器具を前記素材から形成する工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３４】
研削または機械加工によって形成された歯内治療用器具に比べて、より少ない微少亀裂または割れ目を有するように、請求項３３に記載の方法によって形成されることを特徴とする歯内治療用器具。
【請求項３５】
（ａ）変形可能な材料を含むテーパなしの素材を提供する工程と、
（ｂ）テーパ付きの歯内治療用器具に対応する彫り型を含む少なくとも１つの金型を提供する工程と、
（ｃ）前記少なくとも１つの金型と、テーパ付き歯内治療用器具を形成するために十分な力と、を使用して、前記テーパなしの素材を冷間成形する工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３６】
（ｃ）が歯内治療用器具の中に少なくとも部分的に形成される切刃を形成する工程をさらに含むように、前記彫り型は、前記歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃に対応することを特徴とする請求項３５に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３７】
（ａ）歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を含む少なくとも１つの第２の金型を提供する工程と、
（ｂ）前記少なくとも１つの第２の金型と、少なくとも部分的に形成される切刃を形成するために十分な力と、を使用して、（ｃ）からの前記歯内治療用器具を冷間成形する工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項３５に記載の歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３８】
（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、
（ｂ）歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される螺旋状の切刃に対応する彫り型を含む少なくとも１つの金型を提供する工程と、
（ｃ）前記少なくとも１つの金型と、少なくとも部分的に形成された螺旋状の切刃を有する歯内治療用器具を形成するために十分な力と、を使用して、前記素材を冷間成形する工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【請求項３９】
（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、
（ｂ）歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を含む少なくとも１つの金型を提供する工程と、
（ｃ）前記少なくとも１つの金型と、１つまたは複数の少なくとも部分的に形成された切刃を有する歯内治療用器具を形成するために十分な力と、を使用して、前記素材を冷間成形する工程と、
（ｄ）化学切削によって前記１つまたは複数の切刃を鋭利化する工程と、
を含むことを特徴とする歯内治療用器具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯内治療用器具の製造に関する。さらに詳細には、本発明は、歯内治療用ヤスリ(endodontic files)を製造する冷間成形法(cold forming process)に関する。
【背景技術】
【０００２】
生きている歯の根管が感染されるかまたは膿瘍が形成されるとき、不快感、および多くの場合には激痛が生じる。歯科学の早期には、唯一の解決は抜歯することであった。しかし、より近年では、歯科開業医は、感染された歯の神経を形成する髄物質をうまく除去し、この神経物質を収容する根管を慎重に調製した後に、グッタペルカなどの不活性充填材料を根管に再充填することを習得して、患者が歯を保持することを可能とするようになった。
【０００３】
うまく根管の修復を実現するために、歯科開業医は、周囲組織の感染を止めるかまたは将来の感染を防止するために、歯の感染された髄物質を慎重にかつ可能な限り完全に除去しなければならない。この除去処置は、根管が効果的にかつうまく不活性材料で充填および封止されるように、根管を成形することを一般に含む。充填および封止は、洗浄されかつ成形された根管の内部でさらに感染が生じる可能性を最小限にする。
【０００４】
根管の封止および充填を準備する際の洗浄および成形は、金属ヤスリを使用することによって実現される。金属ヤスリは、根管中の組織を除去するための切削表面を有する。この切削表面は、ヤスリの中に形成された螺旋状の溝によって一般に形成される。１つまたは複数の螺旋状の切削表面を設けることができ、それは、要望通りに軸方向へ間隔を空けて配置することができる。
【０００５】
幾つかの既存の歯科治療用器具および製造方法は、特許文献１、２、および３に説明されている。
【０００６】
根管は、直線的であることは希であり、しばしば曲がりおよび捻れを有するため、少なくとも幾つかの歯科治療用ヤスリは、有利なことに柔軟性がある。現時点で推奨される構成材料には、ステンレス鋼、より近年では、ニッケルチタン（Ｎｉ−Ｔｉ）合金が含まれる。このような材料、特に、ニッケルチタン合金は、適切な柔軟性、弾性、および強度を発揮し、使用時に破損する可能性が低い。柔軟性および強度は、洗浄処置時におけるヤスリの破壊を回避するために重要である。
【０００７】
金属製の歯内治療用ヤスリを製造する現在の方法は、時間集中的で費用の掛かる方法を必要とする。例えば、ステンレス鋼製の歯内治療用ヤスリは、通常、切刃を形成するために機械加工され、次いで、ヤスリの軸に沿って溝を作るために捻られる。
【０００８】
既存の歯内医療用ヤスリを製造する別の既存の方法は、切刃を形成するために研削技法を使用する。研削作業において、金属（典型的にはチタン合金）の棒は、相対的に遅い送り速度で回転式研削輪を通して前送りされる。螺旋状の溝を有するテーパ付き歯内治療用ヤスリを作製するために、切削の深さは棒の長さに沿って変更することができる。このような方法は、特許文献３に開示されている。
【０００９】
現在の製造方法は、多様な異なる金属を使用して多様な異なる形状およびサイズで歯内治療用ヤスリを作製することが可能であるが、歯内医療用ヤスリの製造費用を削減する大きな必要性が依然として存在する。原材料から歯内治療用ヤスリを形成することは、現在、歯内治療用器具製造法ではかなりの出費である。現在の製法に関する１つの問題は、その製法が各１個を形成するのに要する時間である。例えば、金属ワイヤの研削によって切刃を形成することは、１個ごとに１分を超える時間を要するおそれがあり、研削機械は数十万ドルも掛かる。
【００１０】
歯内治療用器具製造法に関する別の問題は、これらの製法がヤスリの金属中の応力破壊または脆弱性を減少させないか、またはしばしばそれらをもたらすことである。歯内治療用ヤスリの金属中の疵は、たとえ小さいものであっても問題となることがある。歯内治療用ヤスリは非常に薄く、よって小さい疵は、使用中にヤスリの破壊をもたらすことがある。根管の中で破壊されたヤスリは、除去が困難であり、かつ根管に損傷をもたらすおそれがある。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４９３４９３４号明細書
【特許文献２】米国特許第５６５３５９０号明細書
【特許文献３】米国特許第５７６２５４１号明細書
【特許文献４】米国特許仮出願第６０／５８６７３８号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１０／４３６９３８号明細書
【特許文献６】米国特許出願第１０／９９１１７８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、必要とされていることは、歯内治療用ヤスリの強度を維持するかまたは向上させながら、歯内治療用ヤスリの製造費用を削減することができる製造方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、歯内治療用ヤスリなどの歯内治療用器具を製造する改良された方法を提供する。本発明の方法は、１個の変形可能な材料の中に切刃または部分的に形成される切刃を形成するために、１つまたは複数の種類の冷間成形技法を使用する。
【００１４】
例示的な実施形態において、本発明は、（ａ）変形可能な材料を含む素材を提供する工程と、（ｂ）歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を含む少なくとも１つの金型を提供する工程と、（ｃ）少なくとも１つの金型と、素材の中に少なくとも部分的に形成された切刃を形成するために十分な力と、を使用して素材を冷間成形する工程と、を含む。
【００１５】
冷間成形は、任意適切な技法を使用して実行することができる。適切な技法の実施例には、冷間圧延(cold rolling)、圧延(flat rolling)、ラジアル成形(radial forming)、および冷間引抜きが含まれる。
【００１６】
冷間成形用金型は、任意の数の切刃を形成し、かつ任意所望の形状を有する切刃を形成するために使用することができる。１つの実施形態において、１つまたは複数の金型を使っての素材の冷間成形は、多角形の断面を有する素材を作製する。多角形の断面の頂点は、少なくとも部分的に形成された切刃をもたらす。
【００１７】
彫り型の形状は、冷間成形工程の後に、切刃の鋭利の程度を決めることができる。１つの実施形態において、切刃は、さらなる加工を行わなくても切刃が直ちに使用できるように、冷間成形時に形作られるように形成される。他の実施形態において、切刃は部分的に形成され、最終的な切刃が形成される前に、さらなる加工が必要である。例えば、切刃は、化学切削などの加工を使用して鋭利化されることが必要となるかもしれない。鋭利化が必要とされるかどうかは、冷間成形法の精度、器具の切刃のサイズ、および器具の特定の用途に必要とされる鋭利さによることがある。
【００１８】
本発明の様々な実施形態に含めることができる追加的な製造工程には、切削、研削、機械加工、化学切削、電気化学切削、レーザ微細機械加工、グリットブラスト仕上げ、およびこれらの組合せが含まれる。これらの追加的な加工技法は、部分的に形成された切刃をさらに鋭利化し、歯内治療用器具の先端を鈍化し、および／または歯内治療用器具に沿ってテーパを設けるために、本発明の様々な実施形態において使用することができる。
【００１９】
本発明は、歯内治療用器具の製造に従来技術の方法を凌ぐ多くの利点を提供する。切刃は冷間成形法によって少なくとも部分的に形成されるため、切刃は形成するのに非常に安価である。本発明の冷間成形法は、数秒で切刃を形成することができる。多くの既存のシステムは、切刃を形成するために数分を要する。さらに、冷間成形を実行するために使用される機械は、歯内治療用器具を製造する既存の方法のための機械の費用に比べて相対的に安価である。
【００２０】
歯内治療用器具の製造における冷間成形工程を使用する別の重要な利点は、材料特性の改良である。本発明の方法は、冷間成形工程が材料を硬化し、および／または微少亀裂および割れ目などの欠陥を除去するため、既存の歯内治療用器具よりも優れた歯内治療用器具を作製することができる。本発明の改良された歯内治療用器具は、これらの改良された材料特性の故に、疲労して根管の内部で破壊する可能性がより低い。人の根管内部での作業は非常に困難であるため、開示された方法により製造された歯内治療用器具の使用によって、歯内治療用器具の破壊を回避することは、歯科開業医およびその患者にとって非常に有益である。
【００２１】
本発明のこれら及び他の利点、長所、および特色は、以下の説明および添付の特許請求の範囲から完全に明白になろう。
【００２２】
本発明の以上及び他の利点および特色をさらに明確にするために、添付の図面に示されている本発明の特定の実施形態を参照することによって、さらに本発明の具体的な説明が行われる。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態のみを図示するものであり、したがって本発明の範囲を限定するものと考えられるべきではないことを理解されたい。本発明は、添付の図面を使用することによって、追加的な特定性および細部に関して記載されかつ説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
ここで、本発明の歯内治療用器具および製造方法の詳細な説明は、本発明の好ましい実施形態を示す図を特定的に参照してなされる。同様の構造には同様の参照符号が与えられていることが理解されよう。ここで、本発明の範囲を解釈するための文脈を提供するために、本出願の全体を通して使用される幾つかの用語が定義される。
【００２４】
本明細書にて使用されるように、歯内治療用の「１つの器具」および歯内治療用の「複数の器具」という用語は、根管または他の歯内治療処置において使用される歯内治療用ヤスリおよび他の器具を指す。
【００２５】
本明細書にて使用されるように、「多角形」および「多角形の」という用語は、直線的または曲線的な辺によって閉じられるかまたは制限される形状を指す。非限定的な実施例は、三角形、正方形、長方形、五角形、球面三角形、または様々な規則的もしくは不規則的な形状の他の任意の形状を包含する。
【００２６】
本明細書にて使用されるように、「化学切削」、「剥離」、および「エッチング」は、材料が薬浴に曝されることによって加工されるかまたは成形される手順を指す。薬浴に曝される間、その成形は、浴の化学作用の故に金属の層が「剥離され」たり、または「エッチングされて」除去されるときに起きる。
【００２７】
Ｉ．例示的な歯内治療用器具
図１および２を参照すると、近位端１４および遠位端１６を有する金属棒１２を含む例示的な歯内治療用器具１０が示されている。金属棒１２の少なくとも一部は切削部分１８を含み、この部分は、近位端１４と遠位端１６との間に配置される。本実施形態において、切削部分１８は、金属棒１２の周囲に螺旋状に延びる少なくとも１つの螺旋状の切刃２０を含む。柄１９は、使用者によって歯内治療用器具１０を握りやすくするために、または歯科用具（例えば、回転式または往復動式ハンドピース）に装着するために、金属棒１２の近位端１４に隣接して設けられる。
【００２８】
切削部分１８は、近位端１４と遠位端１６との間に、遠位端１６に向かって減少する直径または幅をもつように、テーパが付けられることが好ましい。このテーパは、連続的または漸進的（すなわち、階段状）であり得る。テーパは、所望される任意の量であり得るが、好ましくは、約０．０２ｍｍ／ｍｍと約０．０６ｍｍ／ｍｍとの間である。任意の器具の特定のテーパは、企図される用途および歯科開業医の選好による。例えば、０．０２２５ｍｍ／ｍｍのテーパは、約０．０２ｍｍ／ｍｍのテーパを有するグッタペルカのコーン(gutta percha cone)を受け入れることになる根管を調製するときに推奨できる。
【００２９】
切削部分１８は、約２ｍｍから棒１２の全長（約３０ｍｍかまたはそれを超えるほどでもよい）に達する長さを有してもよい。図示の実施形態において、切削部分１８は、図１に示されているように、実質的に歯根管の深さ全体に達するために十分な長さを有する。しかし、切削部分は、歯冠ヤスリにおけるように、遠位端１６に至る前に終わってもよいし、または根端ヤスリにおけるように、遠位端１６付近に僅かな長さを含んでもよいことが理解されよう。切削部分１８の長さが遠位端１６付近で終わるか、または、その長さを短くすることは、歯根内または根端を貫く器具１０の望ましくない侵入または突出の防止の助けになる鈍い先端を生み出す。
【００３０】
図１および２に示された器具の切削部分１８は、図３Ａにおいて最もよく分かるように、三角形であり、３つの直線的な辺から成る断面構成を有する。三角形の頂点２２ａが切刃２０を形成する。他の実施形態において、切削部分１８は、棒が捻られるときに螺旋状の切刃が形成されるように、任意の多角形断面でよい。
【００３１】
適切な多角形断面の幾つかの非限定的な実施例は、図３Ａ〜３Ｇに示されている。図３Ａは、頂点２２ａが３つの切刃２０を形成する三角形断面を示す。図３Ｂは、線の交点２２ｂが４つの切刃を形成する正方形断面を示す。図３Ｃは、４つの湾曲した辺によって閉じられた断面を示し、それらの辺の２つは凹であり、２つは凸である。凸の辺と凹の辺との間の交点２２ｃが４つの切刃を形成する。
【００３２】
図３Ｄおよび３Ｅは別の球面三角形の断面を示し、図３Ｄの三角形断面は三角形の頂点２２ｄの間に凹表面を有し、図３Ｅの三角形断面は三角形の頂点の２２ｅ間に凸表面を有する。
【００３３】
図３Ｆは、４つの直線的な辺により分離された４つの凹状に湾曲した辺の組合せによって閉じられた断面を示す。直線的な辺と曲線的な辺との間の交点２２ｆが８つの切刃を形成する。図３Ｇは、３つの凸状に湾曲した辺により分離された３つの凹状に湾曲した辺によって閉じられた非正多角形の断面を示す。６つの湾曲した辺間の交点２２ｇが６つの切断面をもたらす。
【００３４】
例示的な実施例において、様々な断面の頂点または縁２２ａ〜２２ｇが螺旋状の切刃を形成する。１つの実施形態において、螺旋は、切刃または部分的に形成された切刃の形成と同時に形成される。別の実施形態においては、中間製品の捩りを利用して螺旋状の縁を形成する。
【００３５】
以下に説明されるように、本発明の歯内治療用器具は、冷間成形工程を実行することによって、少なくとも部分的に形成される。例示的な実施形態において、冷間成形工程時に、歯内治療用器具が冷間加工される。この冷間加工は、微小亀裂および割れ目の一部または全部を除去することによって（すなわち、素材(blank)の中の金属結晶格子中の転位の数を減少させることによって）歯内治療用ヤスリの材料特性を改良する。全てのより大きな亀裂は、微小亀裂または割れ目から始まるため、本発明の歯内治療用器具は亀裂または破壊が起こりにくい。
【００３６】
ＩＩ．製造方法
本発明に係る歯内治療用器具の例示的な製造方法は、冷間成形技法を使用して、１片の材料の中に、少なくとも部分的に形成される切刃を形成することを含む。例示的な実施形態の工程は、（ａ）変形可能な材料を含む素材(blank)を提供する工程、（ｂ）少なくとも部分的に形成される歯内治療用器具の切刃に対応する彫り型(negative impression)を含む少なくとも１つの金型を提供する工程、および（ｃ）この少なくとも１つの金型と、素材中に少なくとも部分的に形成される切刃を形成するために十分な力と、を使用して素材を冷間成形する工程を含む。
【００３７】
少なくとも部分的に形成される切刃を形成することに加えて、本発明の方法は、さらに、冷間成形された歯内治療用器具に様々な改造を施すことを含む。例示的な改造には、テーパを形成すること、歯内治療用器具の先端をより鈍くすること、および／または、歯内治療用器具を捩ることなどによって、切刃を成形して螺旋を形成することが含まれる。
【００３８】
Ａ．素材の提供
例示的な実施形態において、本発明の方法にて使用される素材は、金属の線またはワイヤである。金属の線またはワイヤは、歯内治療用器具の所望の最終直径に近い直径を有するように選択することができる。
【００３９】
ワイヤの厚さに関して、歯内治療用器具は、確立された標準に従ってサイズ決めされ、その標準は、遠位端１６における１．４ｍｍの厚さ（１４０サイズ）から、遠位端１６における０．０６ｍｍの厚さ（０６サイズ）の範囲に亘る。最終製品の直径に近いかまたは同一の直径を選択することは、材料が冷間成形法で経なければならない移動量を減少させ、および／または、引き続く修正工程において除去されなければならない材料の量を減少させる。
【００４０】
製造業者は、一般に、冷間成形前および後に素材を改造する能力を有する。よって、素材は、冷間成形前に、テーパまたは部分的に形成された切刃などの任意所望の形状構成を有することができる。換言すれば、素材は、冷間成形法の間に形成される形状構成に関して「白紙(blank)」であってもよい。
【００４１】
本発明の方法において使用される素材は、冷間成形することができる十分に変形可能な任意の材料から作製することができる。本発明の歯内治療用器具を形成するために推奨される材料には、ステンレス鋼およびニッケルチタンなどのチタン系合金が含まれる。ステンレス鋼合金は、その相対的に低費用、適切な性能、および生物学的な不活性の故に推奨される。チタン系合金は、概して、その強度および柔軟性の故に推奨される。
【００４２】
適切なチタン系合金の実施例には、ニッケルチタン、ニッケル−チタン−クロム合金、ニッケル−チタン−銅合金、ニッケル−チタン−ニオビウム合金、または他の任意の超弾性金属材料が含まれる。任意適切な材料を使用して本発明の歯内治療用器具を作製することが可能であるが、チタン系合金は、それらが強靱ではあるが依然として柔軟性および弾性があるので推奨される。１つの推奨される実施形態において、ニッケルチタン合金は、好ましくは約２０％から約８０％までの範囲内、より好ましくは約３０％から約７０％までの範囲内、最も好ましくは約４０％から約６０％までの範囲内のチタン含有量を有する。１つの実施形態において、合金の残余には、ニッケルと、歯内治療用器具として使用するための材料の適性に悪影響を及ぼすことがない微量の他の成分と、を含めてもよい。
【００４３】
別の例示的なチタン系合金は、ＩＶおよびＶ族遷移金属から選択された金属原子および酸素を含む。このような合金の実施例は、１Ｔｉ−１２Ｔａ−９Ｎｂ−３Ｖ−６Ｚｒ−１Ｏおよび１Ｔｉ−２３Ｎｂ−０．７Ｔａ−２Ｚｒ−１Ｏ（モルパーセント）の化学式を有する合金を含む。これらの合金に関する追加的な詳細は、２００４年７月９日に出願の「Dental Abrading Instruments Made From Super-Elastic Alloys」と題された同時係属出願の特許文献４に説明されている。
【００４４】
冷間成形に適切な他の材料は、本発明の方法において使用することができる。冷間成形の当業者は、冷間成形法において使用することができる様々な種類の材料および技法に精通している。当業者は、特定の金属が特定のシステムにおいて有効であるかどうかを難なく決めることに慣れている。
【００４５】
Ｂ．少なくとも１つの金型の提供
本発明の方法は、素材の中へ所望の形状を型押、成型、あるいは形成するために、１つまたは複数の金型を利用する。金型は、歯内治療用器具の完成切刃または部分的に形成される切刃に対応する彫り型を有する。図３Ａ〜３Ｇに示されて、先に論じられた切刃は、金型の彫り型が対応することができる形状の例である。彫り型は、さらに、テーパまたは鈍い先端など、歯内治療用器具の他の形状に対応することができる。
【００４６】
彫り型は単一の金型の中に完全に形成することができ、あるいは、複数の金型の使用によって適正な対応する切刃を作成するように、彫り像(negative image)を２つ以上の金型に亘って広げることができる。彫り型は、さらに、冷間成形工程中に素材に対する金型の動きを考慮して形成される。多金型(multiple dies)を使用する１つの利点は、冷間成形工程において生じた力を２つ以上の金型に拡散することができ、よって局在化された力を緩和することである。
【００４７】
彫り型は、金型を研削またはエッチングすることによって、または他の既知の技法を使用して、金型の中へ形成することができる。冷間成形の当業者は、冷間成形工程において形成されるべき所望の形状に対応する彫り型の形成に精通している。
【００４８】
Ｃ．冷間成形
本発明の方法は、完成切刃または部分的に形成される切刃を形成するために、少なくとも１つの冷間成形技法を使用することを含む。様々な冷間成形技法は、素材の中に切刃を形成するために使用することができる。適切な冷間成形技法は、ロール成形、ラジアル成形、圧延、冷間引抜き、および同様の技法を含む。
【００４９】
図４Ａは、素材３２の中に切刃をロール成形するための例示的な装置３０を概略的に示す。ロール成形装置３０は、ロール金型３４ａおよび３４ｂを含む。ロール金型３４ａおよび３４ｂは、素材３２の中へ圧入されるべき１つまたは複数の所望の形状の彫り型を有する。ロール金型３４ａおよび３４ｂは、枠組３６に装着されて水平軸回りに回転する。ロール金型３４ｂは、油圧プレス３８の作動によって、ロール金型３４ａに対して移動することができる。保持体４０は、ロール金型３４ａと３４ｂとの間に素材３２を位置決めする。ロール成形工程の間、油圧プレス３８は、金型が素材３２に係合するまで、ロール金型３４ａおよび３４ｂを互いに向かい合う方向に押し付ける。ロール金型３４ａおよび３４ｂは同じ方向へ回転させられ、それにより素材３２を反対方向へ回転させる。ロール金型３４ａおよび３４ｂが回転すると、金型３４ａおよび３４ｂ上の彫り像が素材３２の中へ圧入される。
【００５０】
図４Ｂは、素材３２ａに係合する金型３４ａおよび３４ｂの分解斜視図である。金型３４ａおよび３４ｂの表面４２ａおよび４２ｂは、それぞれ金型３４ａおよび３４ｂの彫り型を示す。彫り型は、歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃およびテーパに対応する。金型３４ａおよび３４ｂの回転は、素材３２ａの中に少なくとも部分的に形成される切刃およびテーパを形成し終えている。
【００５１】
例示的な実施形態において、素材３２ａは、１本の金属のワイヤまたは線である。様々な技法を使用して、素材３２ａをロール金型３４ａおよび３４ｂの中へ送ることができる。例えば、素材３２ａは、ローラの通し力(threading force)によって連続的にローラ３４ａおよび３４ｂの中へ送られるワイヤとすることができる。代わりに、素材３２ａを回動および移動させることができる。さらに、冷間成形の前、最中、または後において、素材３２ａを適正な長さに切断することができる。
【００５２】
本発明の他の実施形態において、素材は、圧延によって冷間成形される。図５は、本発明に係る歯内治療用器具を形成するための圧延装置(flat rolling apparatus)において使用することができる金型４４ａおよび４４ｂを示す。本実施形態において、金型４４ａの表面４６は、少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を有する。金型４４ｂの反対側の表面も同様に、少なくとも部分的に形成される切刃に対応する彫り型を有する。
【００５３】
矢印４７ａによって示されるように、金型４４ａおよび４４ｂを押し合わせて素材３２ｂに係合させる圧延装置を使用することにより、金型４４ａおよび４４ｂは、少なくとも部分的に形成される切刃を素材３２ｂの中に形成するために使用される。金型４２ａおよび４２ｂは、さらに、矢印４７ｂおよび４７ｃによって示されるように、相互に滑動(slide)される。金型４４ａおよび４４ｂが相互に滑動すると、素材３２ｂは回動されて、金型４４ａおよび４４ｂの表面上の彫り型は、少なくとも部分的に形成される切刃を形成する。他の実施形態において、金型４４ａおよび４４ｂは、切刃の形成に加えて、素材の中にテーパを形成するように構成される。
【００５４】
本発明のさらに他の実施形態において、歯内治療用器具を形成するためにラジアル成形法が使用される。図６は、駆動リング４９の内部のラジアル金型４８の組を示す。この金型４８の組および駆動リング４９は、当業者に一般的に知られたラジアル成形装置において使用される。金型４８は、空洞５０を形成する表面上に、彫り型を有する。彫り型は、歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃および／またはテーパに対応する。これらの形状は、金型４８の周囲で駆動リング４９を押し上げることによって、金型４８の内部に位置決めされた素材３２ｃの中へ形成される。駆動リング４９が上昇するとき、金型４８は、素材３２ｃに向かって径方向に押し付けられる。金型４８は素材３２ｃに係合し、金型４６上の彫り型は、素材３２ｃの中に少なくとも部分的に形成される切刃および／またはテーパを形成する。
【００５５】
他の実施形態において、素材の中に切刃または部分的に形成される切刃を形成するために、冷間引抜き法が使用される。図７Ａは、金型５２に通して引き抜かれて、引抜きブロック５４の上に巻き取られる未切断の金属ワイヤの形態にある素材３２ｄを示す。図７Ｂに示されるように、金型５２は、三角形状に対応する彫り型５３を有する。素材３２ｄが金型５２に通して引き抜かれるときに、素材３２ｄは三角形状に形成される。素材３２ｄは、金型５２に通して引き抜かれる前または後に、適正な長さに切断することができる。素材３２ｄは、さらに、素材３２ｄの一部が三角形ではないように、一部のみが金型５２に通して引き抜かれてもよい。素材３２ｄの一部を未成形のままに残すことは、歯内治療用器具に柄を追加するために有利となる。さらに、下記において十分に論じられるように、多角形断面を有する冷間引抜き品は、螺旋状の切刃を作成するために捩ることができる。
【００５６】
本発明の幾つかの実施形態において、所望の１つまたは複数の形状を提供するために、２つ以上の冷間成形工程が実行される。例示的な実施形態において、第１の冷間成形工程では、テーパまたは部分的に形成されるテーパが素材の中に形成される。その後の工程では、切刃または部分的に形成される切刃が素材の中に形成される。しかし他の実施形態において、テーパおよび切刃は、単一の冷間成形プロセスにて形成することができる。当業者は、（本開示に基づいて）特定の材料に対して実行することができる冷間成形技法の数および種類を認識することができよう。
【００５７】
本発明に係る歯内治療用器具の少なくとも部分的に形成される切刃および／または他の形状を形成するために、追加的な冷間成形技法を使用することができる。例えば、非対称輪(non-symmetrical wheels)または３輪以上を使用する他の形態の圧延を使用することができる。さらに、押出し成形およびスエージ加工(swaging)などの技法を使用して、切刃または部分的に形成される切刃を形成することができる。
【００５８】
本発明に係る冷間成形を使用して歯内治療用器具を形成する方法は、殆ど任意所望の断面を備える歯内治療用器具を形成することを可能とする。歯内治療用器具は、任意所望のテーパを有することが可能であり、かつ不均一の形状を有することが可能である。よって、本発明の冷間成形技法の使用により、歯内治療用器具の形状は、所望の切削特性に加えて、柔軟性などの有益な特性を与えるように選択することができる。
【００５９】
本発明の幾つかの実施形態において、冷間成形は完成品を作製するものではない。例えば、幾つかの実施形態において、冷間成形は、十分に鋭いかまたはテーパが付けられた切刃を作製しない。歯科用具が十分に鋭いかどうかは、歯科開業医の選好およびその器具が使用される用途によることがある。よって、本発明の幾つかの実施形態においては、以下に論じる追加的な工程または改造を必要とすることがある。これらの場合において、冷間成形工程は中間製品器具(intermediate instrument)を作製する。しかし、例え冷間成形が中間製品器具を作製するだけに過ぎなくても、本発明の冷間成形の１つまたは複数の工程は、費用の掛かる製造法の排除、費用の掛かる製造法の使用の削減、または完全に新規かつより安価な製法を使用する機会を提供することにより、費用を節減する多くの利点を有することができる。
【００６０】
Ｄ．中間製品器具に対する追加的な改造
追加的または改良された形状を提供するために、冷間成形された素材をさらに改造する追加的な工程を実行することができる。例えば、歯内治療用器具の製造は、テーパの形成、切刃の鋭利化、先端の鈍化、螺旋状の切刃の形成、握りまたは同様の形状構成の提供を含むことができる。
【００６１】
切刃を鋭利化および／またはテーパの形成のために、様々な工程を使用することができる。例示的な実施形態においては、化学切削法を使用して部分的に形成された切刃を鋭利化し、それによって完成した切刃を生み出す。図８は、切削部分６０に沿ってテーパおよび部分的に形成された切刃５８を有する中間製品歯内治療用器具(intermediate endodonic instrument)５６を化学的に切削するための例示的な装置５５を示す。図８に示される追加的な中間製品歯内治療用器具によって示されるように、任意の数の中間製品歯内治療用器具を同時に化学的に切削することができる。
【００６２】
切刃５８を部分６０に沿って化学切削するために、中間製品歯内治療用器具は、化学切削用組成物(chemical milling composition)６２の中に浸漬される。例示的な実施形態において、化学切削用組成物は、酸、水、および湿潤剤を含む。適切な酸には、フッ化水素酸および硝酸が含まれる。現時点において推奨される１つの組成物には、約１０％のフッ化水素酸、約２０％の硝酸、約０．８％のダプコ（Dapco)６００１、湿潤剤、および残余の水が含まれる（容積％）。
【００６３】
他の実施形態において、電流が化学切削用組成物および歯内治療用器具を通って流れるように、電極が化学切削装置および歯内治療用器具に接続される。組成物を通って流れる電流は、化学切削反応速度を高め、および／または、電気分解によって中間製品歯内治療用ヤスリ(intermediate endodonic file)の表面から材料を除去するために組成物を加熱する。本発明の目的では、化学切削および電気分解の利用を電気化学切削(electrochemical milling)と呼ぶ。
【００６４】
部分的に形成された切刃の化学切削は、その化学切削法が表面から材料の均一層を除去するために、縁を鋭利化する。材料が均一に除去されると、切刃の幅が漸進的に薄くなり、よって切刃を鋭利化する。
【００６５】
他の実施形態において、中間製品器具は、さらに、化学切削工程を使用してテーパを付けることができる。それぞれの中間製品器具の切削部分６０は、切削部分６０を化学切削用組成物６２に漸進的に挿入、または、そこから引き出すことによって、テーパが付けられる。より長い期間、化学切削用組成物６２の中に留まる歯内治療用器具の部分は、より多くの材料が除去される。歯内治療用器具を化学切削用組成物から遅い連続的な速度で引き出すことによって、均一なテーパが形成される。
【００６６】
研削または機械加工によってさらに加工される器具の場合、化学切削は、研削によって生じる微小な割れ目または亀裂を除去するために使用でき、それらの微小な割れ目または亀裂は、使用中に容易に伝搬して、人の根管の中でヤスリの破壊を引き起こすことがある。化学切削は、このような亀裂を除去することが可能であり、優れた連続表面と使用中により破壊しにくいヤスリを生み出す。
【００６７】
歯内治療用器具を化学切削する追加的な態様は、２００３年５月１３日出願の「Methods of Manufacturing Endodontic Instruments」と題する同時係属出願の特許文献５、および２００４年１１月１７日出願の「Methods for Manufacturing Endodontic Instruments」と題する同時係属出願の特許文献６に説明されている。
【００６８】
本発明の歯内治療用器具を製造する方法には、切削、研削、機械加工、レーザ微細機械加工、グリットブラスト仕上げ、およびこれらの組合せなど、他の既知の技法の使用を含むことができる。機械加工または研削に関して、例示的な機械加工または研削加工のより詳細は、特許文献３に記載されており、それは、本明細書に開示された冷間成形法を包含するように本発明によって改造かつ改良される。切刃を鋭利化し、テーパを作成し、または歯内治療用器具を改造するために、これらの技法を使用することができる。例えば、幾つかの歯内治療用器具は、歯内治療用器具の先端が根管の壁を貫通しないように、または突出を引き起こさないように、多少鈍化されるかまたは鈍い先端を有するように形成される。先端の鈍化は、研削機を使用して経済的に達成することができる。
【００６９】
幾つかの例示的な実施形態において、冷間成形法は、螺旋状の切刃を形成するために捻りまたは捩りを必要とする中間製品器具を作製する。捻りは、一般に、切削部分の一端を動かないように保持して、他端を捩ることにより達成される。中間製品器具を捻ると、多角形状器具の頂点の捩れを引き起こして、切削部分に沿って螺旋状の切削表面を形成することができる。歯内治療用器具は、典型的に螺旋状の切刃を有する。螺旋状の切刃は、開業医が根管の中で器具を回転、または根管の内部で器具を上下に動かすときに、これらの切刃が組織を切削または除去することができるので有利である。
【００７０】
本発明に係る歯内治療用器具および歯内治療用器具の製造方法は、従来技術の器具および方法を凌ぐ多くの利点をもたらす。本明細書に説明された冷間成形法を使用して切刃および部分的に形成される切刃を形成すると、歯内治療用器具を製造する時間および経費を大幅に削減する。さらに、歯内治療用器具を冷間成形すると、器具の材料特性を改良し、それによって歯内治療処置時に破壊する可能性を低下させる。
【００７１】
本発明は、その趣旨または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態において実施することができる。説明された実施形態は、あらゆる点において例示的なものとしてのみ考えられるべきであり、限定的なものではない。したがって、本発明の範囲は、以上の説明によって示されるのではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求項の均等物の趣意および範囲に入る変更は、全てが本発明の範囲内に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】２つの根管の一方の中に歯内治療用器具が位置決めされている歯の断面図である。
【図２】例示的な歯内治療用器具の切削部分の斜視図である。
【図３Ａ】本発明の方法によって製造された１つの例示的な歯内治療用器具の切削部分の多角形の横断面を示す。
【図３Ｂ】本発明の方法によって製造された１つの例示的な歯内治療用器具の切削部分の多角形の横断面を示す。
【図３Ｃ】本発明の方法によって製造された１つの例示的な歯内治療用器具の切削部分の多角形の横断面を示す。
【図３Ｄ】本発明の方法によって製造された１つの例示的な歯内治療用器具の切削部分の多角形の横断面を示す。
【図３Ｅ】本発明の方法によって製造された１つの例示的な歯内治療用器具の切削部分の多角形の横断面を示す。
【図３Ｆ】本発明の方法によって製造された１つの例示的な歯内治療用器具の切削部分の多角形の横断面を示す。
【図３Ｇ】本発明の方法によって製造された１つの例示的な歯内治療用器具の切削部分の多角形の横断面を示す。
【図４Ａ】歯内治療用器具の切刃の形成を示す模式図であり、本発明の例示的な実施形態に係るロール成形装置を使用する。
【図４Ｂ】図４Ａのローラおよび素材の上面分解図であり、ロール成形は、素材の上に切刃を形成するために実行されている。
【図５】歯内治療用器具の切刃の形成を示す模式図であり、本発明の例示的な実施形態に係る圧延装置を使用する。
【図６】歯内治療用器具の切刃の形成を示す模式図であり、本発明の例示的な実施形態に係るラジアル成形装置を使用する。
【図７Ａ】歯内治療用器具の部分的に形成された切刃の形成を示す模式図であり、本発明の例示的な実施形態に係るワイヤ引抜き技法を使用する。
【図７Ｂ】図７Ａに示したワイヤ引抜き技法において使用される金型の斜視図である。
【図８】複数の歯内治療用器具のそれぞれの切刃を鋭利化するための複数の歯内治療用器具の化学切削を示す模式図である。
【図１】
2008531131.tif 000003
【図２】
2008531131.tif 000004
【図３Ａ】
2008531131.tif 000005
【図３Ｂ】
2008531131.tif 000006
【図３Ｃ】
2008531131.tif 000007
【図３Ｄ】
2008531131.tif 000008
【図３Ｅ】
2008531131.tif 000009
【図３Ｆ】
2008531131.tif 000010
【図３Ｇ】
2008531131.tif 000011
【図４Ａ】
2008531131.tif 000012
【図４Ｂ】
2008531131.tif 000013
【図５】
2008531131.tif 000014
【図６】
2008531131.tif 000015
【図７Ａ】
2008531131.tif 000016
【図７Ｂ】
2008531131.tif 000017
【図８】
2008531131.tif 000018
【国際調査報告】
2008531131.tif 000019