(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーチワイヤを歯に連結するための歯列矯正ブラケットであって、
アーチワイヤを収容するよう構成されたアーチワイヤ溝を有する、前記歯に取付けるよう構成されたブラケット本体を有し、該ブラケット本体は、隣接する粒が粒界によって隔てられている複数の粒を有し、平均粒径が３．４μｍより大きく約６μｍ以下の範囲にあるという前記複数の粒に関する粒径分布により特徴づけられる多結晶アルミナ製であり、
前記複数の粒のうち粒径が１０μｍより大きい粒が、前記ブラケット本体の体積の約１０％から約５０％までを占めることを特徴とする歯列矯正ブラケット。
【請求項２】
前記平均粒径が約３．５μｍ〜約５μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項３】
前記平均粒径が約４μｍ〜約４．３μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項４】
前記多結晶アルミナの破壊靭性が少なくとも４．０ＭＰａ・ｍ１/２であることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項５】
前記多結晶アルミナの破壊靭性が少なくとも５．０ＭＰａ・ｍ１/２であることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項６】
前記粒径分布が、対数正規分布として特徴づけられないことを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項７】
前記粒径分布が多頂分布であることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項８】
前記粒径分布が二頂分布であることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項９】
前記二頂の粒径分布の第１のピークが、粒径約１μｍ〜約５．５μｍに、第２のピークが粒径約５．５μｍ以上より大きいところにあることを特徴とする、請求項８に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項１０】
前記第２のピークが、粒径約５．５μｍより大きく約７μｍまでの間にあることを特徴とする、請求項９に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項１１】
前記複数の粒のうち粒径が約３μｍより小さい粒が、約１０％から約５０％を占めることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項１２】
前記複数の粒のうち粒径が約１０μｍより小さい粒が、約７０％から約９０％を占めることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項１３】
前記多結晶アルミナ製の結紮スライドをさらに有することを特徴とすることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項１４】
アーチワイヤを歯に連結するための歯列矯正ブラケットであって、
アーチワイヤを収容するよう構成されたアーチワイヤ溝を有する、前記歯に取付けるよう構成されたブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、隣接する粒が粒界によって隔てられている複数の粒を有し、平均粒径が約３．５μｍ〜約５μｍの範囲にあること、及び、粒径が約３μｍより小さい粒が最高で粒の約５０％を占めること、及び、粒径が約１０μｍより小さい粒が最高で粒の約９０％を占めること、及び、粒径が１０μｍより大きな粒が前記ブラケット本体の体積の約１０％から約５０％までを占めることにより特徴づけられる前記複数の粒に関する粒径分布を持つ多結晶アルミナの破壊靭性が少なくとも４．０ＭＰａ・ｍ１/２であることを特徴とする歯列矯正ブラケット。
【請求項１５】
前記アーチワイヤ溝が、前記ブラケット本体の前記多結晶アルミナ内に埋め込まれており、前記アーチワイヤが、前記アーチワイヤを前記ブラケット本体に挿入すると前記ブラケット本体の前記多結晶アルミナと接触するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の歯列矯正ブラケット。
【請求項１６】
アーチワイヤを歯に連結するための歯列矯正ブラケットであって、
アーチワイヤを収容するように構成されたアーチワイヤ溝を有する、前記歯に取付けるように構成されたブラケット本体を有し、該ブラケット本体は、隣接する粒が粒界によって隔てられている複数の粒を有し、平均粒径が約３．４μｍより大きく約６μｍ以下の範囲にあるという前記複数の粒に関する粒径分布により特徴づけられる多結晶アルミナ性であり、
前記粒径分布が、二頂分布であり、
前記二頂分布である粒径分布の第１のピークが、粒径約１μｍ〜約５．５μｍに、第２のピークが粒径約５．５μｍ以上より大きいところにあることを特徴とする歯列矯正ブラケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯列矯正ブラケット全般、さらに詳しくはスライド又はラッチといった移動可能な閉鎖部材を有する審美的歯列矯正ブラケットに関する。
本出願は、２００８年８月１３日付の米国仮出願第６１／０８８５１９号、及び、２００８年１０月１７日付の米国仮出願第６１／１０６３５８号の利益を主張するものである。この言及により、これらの出願の開示内容全体が本書に組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
歯列矯正ブラケットは、患者の咬合を改善するための歯列矯正治療の一つの主要な要素である。従来の歯列矯正治療においては、歯列矯正医又は助手が患者の歯にブラケットを装着し、各ブラケットの溝内にアーチワイヤがはめ込まれる。該アーチワイヤが及ぼす矯正力により、前記の歯は、歯列矯正的に正しい位置に移動させられる。前記アーチワイヤを各ブラケット溝内に保持するために、小型の弾性Ｏリング又は細い金属ワイヤといった従来のリガチャーが用いられる。個々のリガチャーをそれぞれのブラケットに取付ける際に困難が生じるため、アーチワイヤをブラケット溝内に保持しておくための移動可能なラッチ又はスライドにより、リガチャーを必要としない自己結紮式歯列矯正ブラケットが開発されている。
【０００３】
従来の歯列矯正ブラケットは通常ステンレス鋼から形成される。ステンレス鋼は強くて吸収性を持たず、溶接可能で、成形及び機械加工が比較的容易である。しかし、金属の歯列矯正ブラケットを使って歯列矯正治療を受ける患者にとっては、金属が目立つことは見た目が良くないために患者が困惑することがある。美容的に見た目を改善するため、従来の歯列矯正ブラケットの中には、ポリマー樹脂やセラミックスといった、下にある歯の色や色合いをつけた又は模倣した透明又は半透明の非金属材料をブラケット本体に用いるものがある。このような歯列矯正ブラケットは、アーチワイヤ付近においてブラケット本体を強化及び補強するために金属インサートでアーチワイヤ溝を裏打ちすることができる。その結果、患者の口中の金属は、まだある程度は見えるものの、普通にしている分にはあまり目立たなくなるため、非金属ブラケット本体を特徴とするブラケットは審美的により好ましいものとなる。セラミック材料など、透明又は半透明の材料からブラケット本体を形成することは、審美面が改善されるため望ましいものとなっている。しかし、セラミック材料はもろく、使用中に破損する可能性がより高くなる。したがって、歯を歯列矯正的に正しい位置に移動させるのに必要な圧力に対して抵抗性を持つセラミック製ブラケットの必要性がある。
【０００４】
従来式の、非自己結紮式のブラケット本体を透明又は半透明の材料から形成することにより、これらブラケットは全般的に審美的に改善された一方で、自己結紮式ブラケットの審美面の改善には今でも問題がある。例として挙げると、現在の審美的自己結紮式歯列矯正ブラケットは透明又は半透明なブラケット本体を用いていても、閉鎖部材（結紮スライドなど）は引続き金属製のものが使われている。この構成におけるそのような例は、特許文献１で開示されており、特許文献１を言及することによりその開示内容全体が本書に組み込まれるものとする。特にブラケット本体が口腔前部に位置する切歯及び犬歯に取付けられる場合、これら金属の閉鎖部材は多くの患者が望む審美的外観からは明らかに劣る。これら自己結紮式ブラケットで引続き金属閉鎖部材が使用されているのは、一般的に、そのような部材に求められる強度、しなやかさ、堅牢性が備わっているからである。したがって、自己結紮式ブラケットの審美面はまだ全面的に実現する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４００７２１７７号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１２１４７８７７号明細書（８７７出願、係属中）
【特許文献３】米国特許出願第１２１４７８５４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００６０１６３７７４号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００６０１６６１５９号明細書
【特許文献６】米国特許第５０７１３４４号明細書
【特許文献７】米国特許第７２６７５４５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、従来の自己結紮式歯列矯正ブラケットの、上記の欠点及びその他の欠点を克服する、改善された、より全面的に審美的な自己結紮式の歯列矯正ブラケットの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的のために、アーチワイヤを一つの歯に連結するための歯列矯正ブラケットはブラケット本体を有しており、ブラケット本体が歯に取付けられる。ブラケット本体は、アーチワイヤを収容するために適合したアーチワイヤ溝、及び、ブラケット本体に係合された、移動可能な部材を有する。移動可能な部材は開ポジションと閉ポジションとの間で前記本体に対して移動可能であり、開ポジションにおいては、アーチワイヤをアーチワイヤ溝内に挿入可能であり、閉ポジションにおいては、移動可能な部材によりアーチワイヤ溝内にアーチワイヤが保持される。ブラケット本体及び移動可能な部材は、透明又は半透明なセラミック材料で作られている。
【０００８】
一つの実施例において、ブラケット本体は、前記移動可能な部材が前記開ポジションに向かう動きを制限するための保持機構、及び、該保持機構とは別の、前記移動可能な部材が閉ポジションに向かう動きを制限するための第１の停止特徴部を有している。前記保持機構は、該保持機構と、移動可能な部材又はブラケット本体の一方との間の明らかな接触エリアを有している。前記第１の停止特徴部には、前記移動可能な部材とブラケット本体との間の第１の接触エリアがあり、該第１の接触エリアは、前記明らかな接触エリアより大きい。
【０００９】
一つの実施例において、ブラケット本体は、少なくとも部分的にスライド係合トラックを画定する支持面を有している。前記移動可能な部材は、このスライド係合トラックに係合する。前記支持面の少なくとも一部は、前記アーチワイヤ溝の唇側エッジの舌側に位置している。
【００１０】
一つの実施例において、ブラケット本体は多結晶セラミック製であり、その粒径の分布は、平均粒径が３．４μｍ〜約６μｍの範囲にあることにより特徴づけられる。一つの実施例においては歯列矯正ブラケットはさらに、該多結晶セラミック製の結紮スライドを有する。
【００１１】
さらなる実施例においては、歯列矯正ブラケットは、歯に取付けるよう構成されたブラケット本体を有しており、該ブラケット本体は、アーチワイヤを収容するよう構成されたアーチワイヤ溝を備え、多結晶セラミック製であり、その粒径の分布は、平均粒径が約３．５μｍ〜約５μｍの範囲にあること、最高で約５０％の粒の粒径が約３μｍより小さいこと、最高で約９０％の粒の粒径が約１０μｍより小さいこと、粒径が１０μｍより大きな粒が該ブラケット本体の体積の最高で約５０％を占めていることにより特徴づけられる。該多結晶セラミックの破壊靭性は最低でも４．０ＭＰａ・ｍ１/２である。
【００１２】
本発明のさらなる実施例においては、歯列矯正ブラケットの製造方法は、セラミックパウダーからブラケット本体を成形するステップ、及び、該成形された本体を焼結して、平均粒径が３．４μｍ〜約６μｍの範囲にあることにより特徴づけられる粒径分布を持つ焼結済み本体を形成するステップ、を有する。
【００１３】
付属の図は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなすものであり、これらの図は本発明の実施例を表しており、上述の全般的な説明及び以下の詳細な説明とともに、本発明のさまざまな態様を説明するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一つの実施例による自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図であって、結紮スライドが開いた状態を示した図である。
【図２】図１の自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図であって、結紮スライドが閉じた状態を示した図である。
【図３】図１の結紮スライドの正面図である。
【図４】図１の自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図であって、前記スライドを取外した状態を示した図である。
【図５】図１の結紮スライドの背面図である。
【図６】図２の自己結紮式歯列矯正ブラケットの、概して６−６のラインで切断した場合の断面図である。
【図７】図１の自己結紮式歯列矯正ブラケットの、概して７−７のラインで切断した場合の断面図である。
【図８】図２の自己結紮式歯列矯正ブラケットの、概して８−８のラインで切断した場合の断面図である。
【図９】図１の結紮スライドの側面図である。
【図１０】図１の自己結紮式歯列矯正ブラケットの背面図である。
【図１１】図６の円で囲んだ部分１１の拡大図である。
【図１２】代替的な実施例による自己結紮式歯列矯正ブラケットの背面からの斜視図である。
【図１３】図１の自己結紮式歯列矯正ブラケットの正面図である。
【図１４】図１の歯列矯正ブラケットの、概して７−７のラインで切断した場合の断面図であって、図７に似た図である。
【図１５】本発明のさらなる実施例による、自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図である。
【図１６】本発明の一つの実施例による、自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図であって、結紮スライドが閉ポジションにある図である。
【図１７】図１６の自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図であって、結紮スライドをブラケット本体から取外した図である。
【図１８】図１６の自己結紮式歯列矯正ブラケットの、概して１８−１８のラインで切断した場合の断面図である。
【図１９】図１６及び図１７に示した結紮スライドの背面図である。
【図１９Ａ】図１９に示した結紮スライドの、概して１９Ａ−１９Ａのラインで切断した場合の断面図である。
【図２０】図１６に示した歯列矯正ブラケットの、概して２０−２０のラインで切断した場合の断面図である。
【図２１】本発明の一つの実施例による、自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図であって、結紮スライドが閉ポジションにある図である。
【図２２】図２１の自己結紮式歯列矯正ブラケットの斜視図であって、図中の結紮スライドがブラケット本体から取外されている図である。
【図２３】図２１に示した自己結紮式歯列矯正ブラケットの、概して２３−２３のラインで切断した場合の断面図である。
【図２４】図２１及び図２２に示した結紮スライドの背面図である。
【図２４Ａ】図２４に示した結紮スライドの、概して２４Ａ−２４Ａのラインで切断した場合の断面図である。
【図２５】多結晶アルミナの曲げ強度に対する表面きずの影響を示したグラフである。
【図２６Ａ】本発明の複数の実施例における、多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率４４０倍）。
【図２６Ｂ】本発明の複数の実施例における、多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率４４０倍）。
【図２６Ｃ】本発明の複数の実施例における、多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率４４０倍）。
【図２６Ｄ】多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率１１０倍）。
【図２７Ａ】本発明の複数の実施例における、多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率４４０倍）。
【図２７Ｂ】本発明の複数の実施例における、多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率４４０倍）。
【図２７Ｃ】本発明の複数の実施例における、多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率４４０倍）。
【図２７Ｄ】本発明の複数の実施例における、多結晶アルミナのブラケット材料の顕微写真である（倍率４４０倍）。
【図２８Ａ】図２７Ａの微構造の粒径分布を示したグラフである。
【図２８Ｂ】図２７Ｂの微構造の粒径分布を示したグラフである。
【図２８Ｃ】図２７Ｃの微構造の粒径分布を示したグラフである。
【図２８Ｄ】図２７Ｄの微構造の粒径分布を示したグラフである。
【図２９】本発明の一つの実施例による、図２７Ｂの微構造について、３つの粒径範囲の体積分率の計算値を示したグラフである。
【図３０】本発明の一つの実施例による、図２７Ｃの微構造について、３つの粒径範囲の体積分率の計算値を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明について複数の実施形態を挙げて詳細に説明するが、本発明はその中の特定の一つのタイプの歯列矯正ブラケットに限定して実施されるわけではない。本発明の実施例の説明は、付属する請求項により定義される発明の趣旨及び範囲に含まれるすべての代替案、変更案、同等の構成をカバーすることを意図している。特に同業者であれば、本書に記述された本発明の実施例のコンポーネントが、複数の異なる態様で構成され得ることを理解するであろう。
【００１６】
まず図１及び図２を取り上げると、歯列矯正ブラケット１０にはブラケット本体１２、及び該ブラケット本体１２に連結された、移動可能な閉鎖部材が含まれている。一つの実施例においては、前記移動可能な閉鎖部材としてブラケット本体１２にスライド可能に連結された結紮スライド１４が挙げられる。ブラケット本体１２にはアーチワイヤ溝１６が形成されており、該アーチワイヤ溝１６は、歯に矯正力をかけるためのアーチワイヤ１８（仮想線で表現）を収容するように適合されている。結紮スライド１４は開ポジション（図１）と閉ポジション（図２）との間で移動可能であり、開ポジションにおいてはアーチワイヤ１８がアーチワイヤ溝１６内に挿入可能であり、閉ポジションにおいてはアーチワイヤ１８はアーチワイヤ溝１６内に保持される。ブラケット本体１２と結紮スライド１４とで、歯列矯正治療に使用する自己結紮式歯列矯正ブラケット１０が形成される。
さらに、前記移動可能な閉鎖部材はここでは結紮スライドとして記述されているが、本発明でそう限定しているわけではなく、該移動可能な閉鎖部材は、開ポジションと閉ポジションとの間で適切な方法で移動できるその他の移動可能な構造（ラッチ、バネクリップ、ドアなど）とすることもできる。
【００１７】
特に断らない限り本書では、ブラケット１０が上顎の一つの歯の唇側表面に装着された歯列矯正ブラケット１０について、一つの基準座標系（reference frame）を用いて記述する。従って、本書でブラケット１０を記述するために用いる唇側、舌側、近心側、遠心側、咬合側、歯肉側といった用語は、前記の選ばれた基準座標系に関連する。しかしながら本発明の実施例は、前記選ばれた基準座標系や記述用語に限定されるわけではない。なぜなら、歯列矯正ブラケット１０は口腔内のその他の歯に使用することも、その他の向きで使用することもできるからである。たとえばブラケット１０は本発明の範囲内において、前記の歯の舌側表面に装着することも、又は、下顎に配置することもできる。平均的な技術を持つ当業者であれば、基準座標系が変われば、本書で使用されている記述用語がそのまま適用されないことを理解するであろう。それでも、本発明は、口腔内における位置や向きに依存しないよう意図されており、歯列矯正ブラケットの実施例を記述するために使用される前記の相対的な用語は、図に描かれた実施例を明確に記述するために用いられているだけである。したがって、唇側、舌側、近心側、遠心側、咬合側、歯肉側といった相対的用語は、本発明を特定の位置又は特定の向きに限定するものではない。
【００１８】
患者の上顎の一つの歯の唇側表面に装着された場合、ブラケット本体１２は舌側２０、咬合側２２、歯肉側２４、近心側２６、遠心側２８、唇側３０を有する。ブラケット本体１２の舌側２０は、従来の方法のいずれかの方法で、たとえば適切な歯列矯正用セメント又は接着剤、又は、隣接する歯（図示されず）に回したバンドなどで歯に固定するよう構成されている。舌側２０にはさらにパッド３２が設けられており、該パッド３２により、歯の表面に固定するよう適応されたボンディングベース３３が画定される。パッド３２は、別個のピース又は要素としてブラケット本体１２に連結するか、又は代替的に、パッド３２をブラケット本体１２と一体で形成することができる。ブラケット本体１２はベース面３４、及び、互いに対向する一対の溝面３６、３８を有しており、該溝面３６、３８はベース面３４から唇側に突き出ており、ベース面３４により、近心側２６から遠心側２８へ近心―遠心の方向に延在するアーチワイヤ溝１６が画定される。溝面３６、３８及びベース面３４はブラケット本体１２の材料内に実質的に包み込まれているか、又は、埋め込まれている。ブラケット本体１２のアーチワイヤ溝１６は、歯列矯正アーチワイヤ１８をいずれかの適切な態様で収容するよう設計することができる。
【００１９】
図４によると、ブラケット本体１２はさらに、溝面３８から概して歯肉−咬合方向に延在する支持面４０を有している。支持面４０により、互いに向き合う一対のガイド４２、４４が支持されており、ガイド４２は支持面４０の近心側２６に、ガイド４４は遠心側２８に配置されている。ガイド４２、４４は概してＬ字型をしており、それぞれが、支持面４０から唇側へ突き出ている第１の脚部４２ａ、４４ａを有している。ガイド４２は、遠心方向に突き出す第２の脚部４２ｂ又は耳状部分を有しており、ガイド４４は近心方向に突き出す第２の脚部４４ｂ又は耳状部分を有しているため、ガイド４２、４４は共同で支持面４０を部分的に覆っている。支持面４０及びガイド４２、４４は共同で、ブラケット本体１２内で結紮スライド１４を支持及びガイドするためのスライド係合トラック４６を画定している。
【００２０】
支持面４０は、近心部分４８、遠心部分５０、及び、近心部分４８と遠心部分５０との中間にある中心部分５２を有している。ガイド４２、４４は、結紮スライド１４を収容するために、近心部分４８及び遠心部分５０からは間隔をおいて近心部分４８及び遠心部分５０にかぶさるよう構成されている。中央部分５２には、概して唇側方向に飛び出している隆起部５４があり、該隆起部５４の目的は以下に詳述する。このような構成により本質的に、支持面４０内で歯肉側−咬合側の方向のトラック又は溝５６、５８が画定される。さらに、支持面４０の中心部分５２の咬合側端にはリセス又はカットアウト６０があり、停止面を画定している。以下に詳述するように該停止面は、ブラケット１０にかけられた力（咀嚼力など）を受容するために、結紮スライド１４とより良く協働するよう構成されている。
【００２１】
先述したように、歯列矯正ブラケット１０の審美面を改善するためにブラケット本体１２は透明又は半透明の非金属材料から形成される。たとえば、ブラケット本体１２は透明又は半透明のセラミック材料から形成することができる。また、ブラケット本体１２は歯の色にすることもできる。一つの実施例においてはセラミック材料は多結晶アルミナ又は酸化アルミニウムとすることができる。しかし、限定ではない例として挙げると、多結晶ジルコニア又は酸化ジルコニウムといったその他の多結晶セラミック材料を使用することもできる。したがって、一つの実施例においては、ブラケット本体１２はセラミック射出成形（ＣＩＭ）、そのあとに焼結及び／又は熱間等方加圧（ＨＩＰｉｎｇ）により形成することができる。
【００２２】
さらなる実施例においては、ブラケット本体１２のトルク強度を高めるためにブラケット本体１２の一部又はブラケット本体１２の全表面を処理することができる。たとえば、ブラケット本体１２の上に沈積又はその他の方法でコーティングを形成することができる。たとえば、該コーティングは、最高で厚さ約１５μｍの物理的気相成長法（ＰＶD）又は化学蒸着（ＣＶＤ）で沈積させることができる。さらに、該コーティングは、非晶形又はナノ結晶のものとすること、又はブラケット本体１２の粒径より細かい粒を持つ微構造を有することができる。一つの実施形態においては、表面を研磨及び／又はポリッシングするのではなく、ブラケット本体１２の一部又は前部の表面にイオンエッチング又は酸エッチングをほどこして表面欠陥を除去し、そこに表面圧縮応力を持たせ、それによりブラケット本体１２を強化することができる。これに追加的に又は代替的に、破壊靭性を改善するために表面に金属イオン照射、混合金属イオン照射、レーザー融解を行うことができる。ブラケット本体１２のトルク強度を高めるために、一つの又は複数の表面処理を組み合わせることが望ましい。
【００２３】
図３に示すように結紮スライド１４は近心部分６２、遠心部分６４、近心部分６２と遠心部分６４との間の中間に位置する中央部分６６を有する。ガイド４２は近心部分６２を、ガイド４４は遠心部分６４を覆うように構成されており、中央部分６６は、中央部分６６の唇側が、ガイド４２、４４の唇側と概して同一平面上にあるよう構成される（図２）。このような構成により、歯肉側−咬合側の方向のトラック又は溝６８、７０が結紮スライド１４の唇側において本質的に画定され、結紮スライド１４が開ポジションと閉ポジションとの間で移動する際、これらトラック又は溝６８、７０はガイド４２、４４に沿って移動する。近心部分６２及び遠心部分６４は、結紮スライド１４の歯肉側−咬合側の全長にわたっているわけではなく、歯肉側７２の手前で止まっていて、概して平面状の２つのプラットフォーム表面７４、７６をそれぞれ画定している。図２に示し、以下に詳述するように、結紮スライド１４が閉ポジションにある場合、プラットフォーム表面７４、７６はアーチワイヤ溝１６に隣接するか又はアーチワイヤ溝１６の一部、さらに詳しくはアーチワイヤ１８の一方の側との境界をなす溝面３８の一部を形成することができる。
【００２４】
多くの審美的自己結紮ブラケットとは対照的に、結紮スライド１４は透明又は半透明な材料からも形成することができる。たとえば、結紮スライド１４は透明又は不透明なセラミック材料から形成することができる。一つの実施例においては、該セラミック材料は、ブラケット本体１２を形成するのに使われたものと同一のものとすることができる。しかし、平均的な技術を持つ当業者であれば、審美的な結紮スライド１４を製造するのに適した材料が他にもあることを理解するであろう。さらに、強度と審美性を改善するために結紮スライド１４は、ブラケット本体１２について前述した手法と類似の手法で表面処理することができる。ブラケット本体１２及び結紮スライド１４を透明又は半透明な材料から形成することにより、歯列矯正ブラケットを患者の歯に装着したときに歯列矯正ブラケットが目立つ度合いは好適に低下する。
【００２５】
図４及び図５に示したように歯列矯正ブラケット１０は、結紮スライド１４を少なくとも閉ポジションに固定する固定機構を有している。この目的のために該固定機構では、ブラケット本体１２又は結紮スライド１４のいずれか一方に突出部分が、ブラケット本体１２又は結紮スライド１４のもう一方には収容部分が設けられており、共同で結紮スライド１４を少なくとも閉ポジションに保持する。該固定機構はさらに、結紮スライド１４がブラケット本体１２から脱落すのを防止することができる。例として一つの実施例においては、該固定機構は、ブラケット本体１２に連結された、概して縦長で円筒形で管状のスプリングピン７８のような弾力性係合部材（図４）、及び、結紮スライド１４内に形成された保持長孔８０（図５）を有している。該実施例では、スプリングピン７８がブラケット本体１２に、保持長孔８０が結紮スライド１４に関連付けられた実施例として記述されているが、平均的な技術を持つ当業者であれば本発明がこれに限定されないことを理解するであろう。たとえば、スプリングピンは結紮スライドに連結してもよいし、ブラケット本体内に適切な保持長孔を形成してもよい。
【００２６】
図４、図６、図７に示されているようにスプリングピン７８は第１の部分と第２の部分を有している。スプリングピン７８の第１の部分は、支持面４０内に形成されたボア８２内に収容されるよう構成されている。スプリングピン７８の第２の部分は、支持面４０から概して唇側方向に突き出していて、スライド係合トラック４６内まで延在している。スプリングピン７８の側壁にはカットアウト又はスリット８４が設けられており、該スリット８４はスプリングピン７８の長さの少なくとも一部に沿って延在しており、その目的は以下に記述する。スリット８４を画定するためにスプリングピン７８はたとえば圧延工程で形成するか、又は代替的に、管状部材をカットしてスリット８４を形成することができる。また、スプリングピン７８は、ステンレス鋼、チタン合金、ＮｉＴｉ超弾性材料、その他の適切な材料から形成できる。
【００２７】
ボア８２はアーチワイヤ溝１６の咬合側に配置されており、ブラケット本体１２の舌側２０から支持面４０へと延在している。また、ボア８２は、中央部分５２の隆起部分５４内に形成することができる。スプリングピン７８を隆起部５４内に配置することにより、スプリングピン７８に追加的な支持が得られ、スプリングピン７８の片持ち曲げ又は屈曲が防止又は低減される。ボア８２は第１の部分８６及び第２の部分８８を有しており、該第１の部分８６は支持面４０を支持するために開いていて、また、中にスプリングピン７８を収容するよう適応されており、前記第２の部分８８は、ブラケット本体１２の舌側２０において開いており、スプリングピン７８をボア８２内に固定するために構成された閉塞部材を収容するよう適合されている。一つの実施例においては、前記閉塞部材はボール９０とすることができる。しかし、この閉塞部材はそのように限定されているわけではなく、他の閉塞部材を用いてスプリングピン７８をボア８２内に固定することもできる。第１部分８６と第２部分８８との間には概して先細の移行部分９２を配置することができる。
【００２８】
組立て中、スプリングピン７８は舌側２０からボア８２内に挿入される（そして結紮スライド１４がブラケット本体１２に係合する）ため、第１ボア部分８６内に位置する。ボール９０は第２ボア部分８８に挿入されてボア８２に固定される。例として挙げると、ボール９０はボア８２に接着することができる。平均的な技術を持つ当業者であれば、ボール９０をボア８２内に固定する他の方法があることを理解するであろう。スプリングピン７８をボア８２に挿入しやすくするために第２ボア部分８８の横寸法は第１ボア部分の横寸法より大きくすることができる。特に、先細になった移行部分９２により、組立て工程中にスプリングピン７８をボア８２内に挿入しやすくできる。一つの実施例においては、ボール９０はジルコニアから形成することができるが、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ガラスなど、その他の適切な材料もボール９０を形成するために使用できる。スプリングピン７８は金属で形成することができるが、スプリングピン７８（非審美的な材料から作られる場合はボール９０も）は、ブラケット１０の審美性に対する影響を最小限にするために歯列矯正ブラケット１０内の比較的深くに配置される。
【００２９】
図５に示したように結紮スライド１４の舌側９４には空洞９６があり、該空洞９６にはベース面９８、歯肉側の端１００、咬合側の端１０２がある。歯肉側の端１００は、結紮スライド１４が開ポジションと閉ポジションとの間で移動する際に隆起部５４を収容するために開いている。空洞９６の咬合側の端１０２はタブ部材１０４により閉鎖されており、該タブ部材１０４は舌側９４から外に向かって（たとえば舌側に向かって）延在し、空洞９６に向かい合う接触面１０６を有しており、その目的については後で詳述する。
【００３０】
空洞９６のベース面９８内に保持長孔８０が形成され、概して歯肉−咬合方向に（つまり結紮スライド１４の移動方向に）延在している。図３及び図５に示したように、保持長孔８０は、スライド１４を唇側−舌側方向（図示されず）に完全に貫いて延在するように形成することも、又は、スライド１４の一部のみを貫いて延在するように、したがってスライド１４の唇側１０８からは見えないように形成することも（たとえば止まり溝）できる。このような止まり溝構造は、ブラケット１０の唇側において口腔からの食物やその他の物質がたまる場所を縮小することになり、それにより全体的に衛生面が改善される。一つの実施例においては、保持長孔８０は、保持長孔８０の咬合側の端１１２に拡大部分１１０を有しており、該拡大部分１１０は歯肉側の端１１６が閉じている直線セグメント部分１１４につながっている。この拡大部分１１０は、図のように円形とすることも、又は他の適切な形状とすることもできる。この円形部分１１０の横寸法は、直線セグメント部分１１４の横寸法より大きくなっているため、円形部分１１０と直線セグメント部分１１４との間の移行部分において、向かい合う一対の凸部１１８が画定される。
【００３１】
結紮スライド１４がブラケット本体１２に連結されると、スプリングピン７８が保持長孔８０内に収容され、該保持長孔８０は結紮スライド１４が開ポジションと閉ポジションとの間で移動する際にスプリングピン７８に対して相対的に移動する。スプリングピン／保持長孔というこの構成は、少なくとも閉じた状態における結紮スライド１４の固定に役立つ。この目的のために、スプリングピン７８に設けられたスリット８４により、スプリングピン７８は概して半径方向に収縮又は弾性的に変形できるようになっている。このようにスプリングピン７８は、該スプリングピン７８にかけられた半径方向の力に応じて半径方向に拡張及び収縮することができる。この目的のために、スプリングピン７８内に設けられたスリット８４により、少なくともスリット部分は、その中心軸６９に対して相対的に概して半径方向に収縮又は弾性的に変形できるようになっている。本書で言う「半径方向に収縮」には、半径方向の均一な変化だけでなく、半径方向の不均一な変化又は、たとえば弾力性のあるＣクリップを強く握った時に起こるような半径方向の部分的な変化も含まれている。換言すると、スプリングピン７８の少なくとも一部分は第１の有効径又は曲率半径（たとえば付勢されていない状態における）を有しているが、収縮可能であるため、たとえばスプリングピン７８を圧迫した場合など、第１の有効径又は曲率半径より小さい第２の有効径又は曲率半径を有する。スプリングピン７８に設けられたスリット８４により半径方向の収縮／拡大ができるが、そのような動きは他の方法でも達成できる。
【００３２】
使用中、結紮スライド１４が閉じた状態（図２）にあるとき、スプリングピン７８は保持長孔８０の拡大部分１１０内にあり、半径方向に拡張できるため、スプリングピン７８は拡大部分１１０の壁に係合する。平均的な技術を持つ当業者であれば、スプリングピン７８が拡大部分１１０の壁に係合する必要はなく、少なくとも半径方向に拡大したときの横寸法（直径など）が、直線セグメント部分１１４の横寸法より大きい必要があることを理解するであろう。このように拡大部分１１０内に配置されると、凸部１１８は、結紮スライド１４を閉ポジションから開ポジションへと動かすあらゆる動きに対する抵抗閾値として機能する。しかし、たとえば、結紮スライド１４に、咬合方向に十分に大きな開く力がかけられると、保持長孔８０とスプリングピン７８との間の相互作用によりピン７８が半径方向に収縮し（長孔８０により圧迫する力がかけられるため）スプリングピン７８は凸部１１８を通り越して、保持長孔８０の直線セグメント部分１１４に移動する。
【００３３】
スプリングピン７８が直線セグメント部分１１４内に来ると、スプリングピン７８は直線セグメント部分１１４の両側に圧接するため、スプリングピン７８が直線セグメント部分１１４を行き来する際にその抗力に打ち勝って結紮スライド１４をブラケット本体１２に対して相対的に動かすためには、スライド力閾値をかける必要がある。該スライド力閾値は開く力より小さく、おそらくは有意に小さい。このようにして開かれた結紮スライド１４は自由にスライドしたり又は完全に開ポジションに落ちたりするのではなく、開ポジションに向かって意図的に動かす必要がある。結紮スライド１４が部分的にのみ開いている場合、スライド１４は、スライド１４を開ポジションに向かって引き続き移動させるためのスライド力閾値がかけられるまでは、ブラケット本体１２に対してその位置を相対的に保持するよう構成（たとえば、スプリングピン７８とスライド１４との間の摩擦力により）することができる。そのような構成により、たとえば、歯列矯正治療中にスライド１４が意図せずに閉じてしまう可能性を低減することができる。結紮スライド１４が閉ポジションに向かって動かされると、スプリングピン７８が拡大部分１１０に入るため、スプリングピン７８が回復、つまり半径方向に拡大した位置に戻るため、結紮スライド１４は再び閉ポジションに固定される。
【００３４】
上述のように、結紮スライド１４の開閉中、スプリングピン７８は隆起部５４により支持される。その際、結紮スライド１４が開ポジションに向かって動かされるとき、スプリングピン７８と保持長孔８０との接触によるいかなる抗力もピン７８に対してせん断的な力を及ぼす可能性がある。隆起部５４は、支持面４０から延在するピン７８の全長を支持しているため、隆起部５４により、結紮スライド１４がピン７８を通りすぎる際にピン７８が可塑的に変形又は破損する可能性が低減される。対照的に、隆起部５４がなく、ピン７８の長さの一部が支持面４０から唇側に突き出している場合は、スライド１４がどちらの方向に動いても、ピン７８がボア８２のエッジ付近において曲がったり又は破損したりするのに十分な片持ち力又はトルク力がピン７８にかかる可能性が高まる。
【００３５】
スプリングピン７８及び保持長孔８０を有する固定機構は、特許文献２に詳しく開示されており、該特許文献２の開示を本書で言及することにより、その開示内容全体が本書に組み込まれるものとする。また、特許文献２の‘８７７出願で公開されているその他の複数の固定機構も、本書で開示している審美的歯列矯正ブラケット１０に使用することができる。したがって、固定機構は本書の図や前述のピン／保持長孔の構造に限定されるわけではない。
【００３６】
前記固定機構は、結紮スライド１４を少なくとも閉ポジションに十分に固定することに加えて、結紮スライド１４が開ポジションにある場合など、使用中に結紮スライド１４がブラケット本体１２から偶然に又は意図せずに脱落することを防止又は低減するための保持機構として機能することができる。この目的のために、保持長孔８０の長さによって、結紮スライド１４がブラケット本体１２に対して相対的に歯肉−咬合方向に移動するのを制限することができる。たとえば、結紮スライド１４が完全な開ポジションにある場合に、スプリングピン７８が保持長孔８０の歯肉側の端１１６に接するようにすることができる。保持長孔８０は歯肉側の端１１６で閉じられているため、結紮スライド１４がブラケット本体１２に対して相対的に咬合方向にさらに移動することが妨げられ、結紮スライド１４がブラケット本体１２から分離されたり又は脱落したりすることはできない。
【００３７】
同様に、結紮スライド１４が完全な閉ポジションにある場合、スプリングピン７８は保持長孔８０の咬合側の端１１２における拡大部１１０内に位置しており、それにより結紮スライド１４がブラケット本体１２に対して相対的に歯肉側にさらに移動するのが妨げられる。以下に詳述するが、歯列矯正ブラケット１０は、前記固定機構の代わりに又はそれに追加的に、結紮スライド１４がブラケット本体１２に対して相対的に歯肉側にさらに移動するのを妨げるその他の特徴を備えることもできる。
【００３８】
その場合、結紮スライド１４がブラケット本体１２に対して相対的に歯肉側にさらに移動するのを、スプリングピン７８のみを用いて制限又は停止するという設計には、該固定機構の初期故障が起こりやすいという可能性がある。このような設計においては、たとえば咀嚼中に結紮スライド１４にかかるすべての力がスプリングピン７８を介してブラケット本体１２に伝達される。スプリングピン７８と結紮スライド１４との間の接触面積は比較的小さいため、スプリングピン７８を介してブラケット本体１２に伝達される力は、スプリングピン７８をせん断したり、切欠を付けたり、又はその他の損傷を与えるのに十分である可能性がある。したがって、以下に詳述するように、停止面を用いて結紮スライド１４とブラケット本体１２との接触面積を増やして、結紮スライド１４の歯肉側への動きを制限するのが望ましい。接触面積が増やされることにより、結紮スライド１４にかけられた負荷をブラケット本体１２のより広い面積に本質的に拡散させることができる。このような構成により、固定機構の初期故障のリスクが回避又は低減される。その際は前記停止面により、スプリングピン７８が保持長孔８０の咬合側の端１１２の一番下に来ることを低減又は回避することができる。また、結紮スライド１４が閉ポジションにある場合、前記停止面により、該停止面がない場合のスプリングピン７８と保持長孔８０との間の明白な接触面積よりも大きな接触面積が画定される。
【００３９】
この目的のために、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき、結紮スライド１４の歯肉側７２がブラケット本体１２の第１接触面又は停止面に係合するよう構成することができる。その際歯列矯正ブラケット１０は、図６、図７に示すように、カットアウト１２０として構成され、ブラケット本体１２の唇側３０に溝面３６に隣接して形成されたオーバーシュート特徴部を有することができる。カットアウト１２０によりレッジ（ledge）１２２が画定され、該レッジ１２２は溝面３６の上方に延在しており、結紮スライド１４が閉ポジションにあるときは結紮スライド１４の舌側９４に係合するか又は舌側９４に隣接する。このようなオーバーシュートを設けることにより、閉ポジションにあるときにアーチワイヤ溝１６をカバーするための、結紮スライド１４とブラケット本体１２との連結における許容誤差が緩和される。
【００４０】
図６に示すように、閉ポジションにおいては、カットアウト１２０もまた、結紮スライド１４の歯肉側７２の上に覆いかぶさる歯肉側壁１２４を画定する。この覆いかぶさりにより、口腔内の食物又はその他の物質がスライド１４の歯肉側７２に接触してスライド１４が不適切に開ポジションに向かって動くのが回避又は低減される。カットアウト１２０の歯肉側壁１２４もまた第１の接触面を提供する。その際、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき、スライド１４の歯肉側７２は、保持長孔８０の咬合側の端１１２でスプリングピン７８が一番下に来る前に、カットアウト１２０の歯肉側壁１２４に係合するように構成することができる。結紮スライド１４の歯肉側７２とブラケット本体１２の歯肉側壁１２４との接触により、結紮スライド１４にかかる力がブラケット本体１２に伝達されるときに介在する面積が増加する。さらに、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき、図６に示すように保持長孔８０の一部とアーチワイヤ溝１６とが接する。
【００４１】
図に示したように、歯列矯正ブラケット１０は、結紮スライド１４を閉ポジションから開ポジションに向かって動かすためのツール（図示されず）と協調するツール収容部１２６を有することができる。図４、図６、図７によると、ブラケット本体１２の唇側３０にはツール収容部１２６が設けられており、これにより歯肉側壁１２８、近心側壁１３０、遠心側壁１３２、唇側壁１３４が画定される。しかし、収容部１２６の咬合側の端全体がオープンになっているため、結紮スライド１４の少なくとも一部に対してアクセス可能になっている。たとえば、ツール収容部１２６は、結紮スライド１４の歯肉側７２に対してオープンにすることができる。特許文献３には、ツール収容部１２６を使用するためのさまざまツール及び方法がより詳しく開示されており、本書で言及することにより、その開示内容の全体が本書に組み込まれているものとする。これらの図に図示されているように、ツール収容部１２６とカットアウト１２０とが交わることにより、結紮スライド１４の歯肉側７２とカットアウト１２０の歯肉側壁１２４との間の前記第１接触面の面積が小さくなる。たとえば、ブラケット本体１２にツール収容部１２６が形成されている場合、その第１接触面は、歯肉側壁１２８、近心側壁１３０、遠心側壁１３２、唇側壁１３４の咬合側のエッジに沿った細長い部分となる。
【００４２】
歯列矯正ブラケット１０は、結紮スライド１４がブラケット本体１２に対して相対的に歯肉側に動くのを制限又は止めるために、結紮スライド１４とブラケット本体１２との間にさらに第２の接触面又は停止面を有することができる。該第２の接触面は単独で又は前述の第１接触面と共同で機能することができる。その際、図６、図７に示したように、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき、タブ部材１０４の接触面１０６は、保持長孔８０の咬合側の端１１２でスプリングピン７８が一番下に来る前に、ブラケット本体１２に係合するように構成することができる。さらに詳しくは、ブラケット本体１２の咬合側２２が第２の接触面を提供することができる。この目的のためにタブ部材１０４の接触面１０６は、ブラケット本体１２の第１の係合部分１４０に係合される第１の係合部分１３６、及び、ブラケット本体１２の第２の係合部分１４２に係合される第２の係合部分１３８を有することができる。結紮スライド１４のタブ部材１０４とブラケット本体１２とが接触することにより、結紮スライド１４にかかる力がブラケット本体１２に伝達されるときに介在する面積が増加する。このようにして、固定機構の初期故障の可能性を低減することができる。
【００４３】
タブ部材１０４とブラケット本体１２との間の上記の関係にはさらなる長所がある。たとえば、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき、タブ部材１０４は支持面４０内の凹部（recess）６０内にあって、ブラケット本体１２の咬合側２２に隣接するガイド部材４２とガイド部材４４との間の空間を少なくとも部分的に満たしている。タブ部材１０４でこのような空間が満たされることにより、歯垢及び／又は食物が蓄積する場所が減ることになる。さらに、図６、図７に示したように、第２の係合部分１３８、１４２は、第１の係合部分１３６、１４０に対して角度付け又は斜角をつけることができる。結紮スライド１４に斜角の構成を設けることにより、スライド１４の複数の部分の壁を厚くすることができる。たとえば、図６に示されたように、結紮スライド１４の歯肉側−咬合側方向の厚さｔ１、及び、結紮スライド１４の唇側−舌側側方向の厚さｔ２は、より従来的な、斜角をつけない構成に比較して厚くすることができる。厚みが増すことにより、結紮スライド１４の強度と剛性がより高まる。
【００４４】
上述のさまざまな特徴部に加えて、歯列矯正ブラケット１０は、ブラケットの設計及び／又は歯列矯正治療中のブラケットの導入にとって長所となるその他の複数の特徴部を有することができる。例として挙げると、ブラケット本体１２、さらに詳しくはアーチワイヤ溝１６に対する、結紮スライド１４の相対的な位置に関する一つの特徴部が挙げられる。その際、従来の自己結紮ブラケットは典型的に、アーチワイヤ溝を形成するブラケット本体を有しており、該アーチワイヤは、アーチワイヤ溝の一つの側を除いたすべての側に固定される。アーチワイヤ溝の、アーチワイヤが固定されなかった一つの側は、移動可能な閉鎖部材により閉鎖される。該閉鎖部材の全体ではない大部分は概して、アーチワイヤ溝の唇側に配置され、その結果ブラケット本体は、開ポジションと閉ポジションとの間での移動中などに、前記閉鎖部材を収容するアーチワイヤ溝の唇側に延在する構造を含む必要がある。その結果、該自己結紮式歯列矯正ブラケットの唇側−舌側の幅は概して比較的広くなる。唇側−舌側の幅が広くなることにより、ブラケットが目立ちやすくなって審美的に好ましくないだけでなく、患者の快適さも低下する。さらに、唇側−舌側の幅が比較的広いと、たとえば咀嚼力によって結合不全の発生が高まる。
【００４５】
従来の自己結紮ブラケットのこのような欠点に対処するために、歯列矯正ブラケット１０は唇側−舌側の幅を狭くした自己結紮特徴部を提供しており、それにより審美面及び患者の快適性を改善するよう設計されている。この点において、結紮スライド１４は、従来の自己結紮ブラケットの設計と比較して、ブラケット本体１２内において舌側に移動されている。図８に示したように、このようにして、スライド係合トラック４６（図４）を画定する支持面４０はもはやアーチワイヤ溝１６の唇側ではなく、その一部は、アーチワイヤ溝１６の唇側エッジの舌側に位置している。一つの実施例においては、スライド係合トラック４６は、図８に示すように、溝面３８の中間部（つまり、ベース面３４と唇側のエッジ１４３との間）において溝面３８に交差する。しかし代替的に、スライド係合トラック４６の一部は中間壁（図１６に図示、及び以下で記述する）によりアーチワイヤ溝１６から仕切られていながらも、アーチワイヤ溝１６の唇側エッジ１４３の舌側に位置することができる。
【００４６】
スライド係合トラック４６をブラケット本体１２内で舌側に移動した場合、このような移動に対応するために結紮スライド１４に多くの設計特徴部が生じる。図２及び図９に示したように、結紮スライド１４は、ブラケット本体１２に対向するブラケット係合部分１４４及び、閉ポジションにおいてアーチワイヤ溝１６に対向する溝カバー部分１４６を有する。この２つの部分の間の移行は、プラットフォーム表面７４、７６付近で起こる。図９によると、溝カバー部分１４６の舌側９４ａは、近心部分６２、遠心部分６４を歯肉側７２の手前で停止させてプラットフォーム表面７４、７６を形成する（図３、図５）のに加え、ブラケット係合部分１４４の舌側９４ｂから、概して唇側方向にオフセットされている。概して符号１４８で示される該オフセットは、ブラケット本体１２内で舌側に移動されたスライド係合トラック４６に沿って結紮スライド１４が動くために設けられているもので、それにより溝カバー部分１４６がアーチワイヤ溝１６をカバーしてアーチワイヤ１８が邪魔されないようになっており、もしオフセット１４８がなければ溝カバー部分１４６がアーチワイヤ１８を邪魔する可能性がある。さらに、溝カバー部分１４６の舌側９４ａとプラットフォーム面７４、７６との間のコーナー１４９は鋭角的ではなく、曲線又は丸められているため、コーナー１４９において結紮スライド１４への応力集中が低減されている。例として挙げるとコーナー１４９の曲率半径は約０．００３インチより大きくすることができる。
【００４７】
図示されたこの実施例では、閉ポジションにおいては、結紮スライド１４はアーチワイヤ１８に対向しており、アーチワイヤ１８の概して唇側方向（たとえば、図６に示したようにアーチワイヤ１８の一方の側）の境界をなしている。追加的に、及び、ブラケット本体１２内で結紮スライド１４が舌側に移動する結果として、プラットフォーム面７４、７６もアーチワイヤ１８に対向しており、たとえば、溝面３８の一部（たとえば、図８に示したように、アーチワイヤ１８の第２の側）を形成することにより、該アーチワイヤ１８の境界をなしている。この点において、プラットフォーム面７４、７６は、溝面３８と面一に構成すること、又は、溝面３８よりわずかに下にする（たとえば溝面３８から咬合側に間隔をとる）ことができる。プラットフォーム面７４、７６を溝面３８よりわずかに下に配置することにより、アーチワイヤ１８とアーチワイヤ溝１６との間の摩擦接触を低減できる。
【００４８】
歯列矯正ブラケット１０のブラケット本体１２内で結紮スライド１４を舌側に異動させると、ブラケット１０の唇側−舌側の幅が狭まる。この方向の幅が狭まると、ブラケットがより目立たなくなって審美性が向上し、患者にとってブラケットの快適性が増し、接着不全の発生をさらに低減できる。
【００４９】
その他の態様では、パッド３２のボンディングベース３３に追加的な特徴部を持たせることにより、歯列矯正ブラケット１０の機能性及び使用性を高められる。この点において、従来のブラケットには歯への接着プロセスに関していくつかの欠点がある。たとえば、ブラケットを歯に接着するために使用される過剰な接着剤が、ブラケットのボンディングベースの周囲を超えて漏れ出してしまうので、監視し清浄することが必要になることは珍しくない。接着プロセスにおいてブラケットが該当領域に接着剤を保持しておくことができずに、やはり監視し清浄することが必要になっているブラケット設計もいくつかある。さらに、従来の多くのブラケットにおいて、ブラケットのボンディングベースは、ブラケットを歯から比較的容易に取外せるような設計になっていない。そのようなブラケットには、歯からブラケットを取外すための取外しツールに協調する便利な特徴部が含まれていない。さらに、ブラケットと歯との間の接着を容易にしてブラケットと歯との間の接着の信頼性を高めるような特徴部がまったく設けられていない設計もある。
【００５０】
図６、図７、図１０には、従来のブラケットが持つ上述及びその他の欠点に対応するための、歯列矯正ブラケット１０のボンディングベース３３が図示されている。一つの態様においては、ボンディングベース３３は、ボンディングベース３３の周囲１５２の少なくとも一部分に沿って舌側に延在するリップ１５０を有している。一つの実施例においてはリップ１５０はボンディングベース３３のほぼ全周囲にわたって延在している。図６、図７に示すように、リップ１５０は開いた井戸状部分又は空洞１５６の内側の側壁１５４を画定している。接着剤は、ブラケット１０を歯に接着するときに、空洞１５６内に入るように適応されている。側壁１５４が接着剤との境界をなしており、接着剤がボンディングベース３３の周囲１５２を超えて漏れる可能性を回避又は低減する。このようにして、接着剤を洗浄するための時間、費用、及び面倒が解消又は低減される。
【００５１】
リップ１５０の構成には、ボンディングベース３３の周囲１５２内に接着剤を保持することに加えて、その他の長所もある。たとえば、図１１に示されたようにボンディングベース３３の外側側壁１６０と、パッド３２の外側側壁１６２（たとえば、咬合側及び／又は歯肉側及び／又は近心側及び／又は遠心側）との間のコーナーを、歯列矯正ブラケット１０を歯から取外しやすいように構成することができる。その際、コーナー１５８は丸みが付けられているか又は面取りがされており、ボンディングベース３３の周囲１５２に沿って歯とブラケット１０との間に小さなギャップ１６４が設けられている。たとえば一つの実施例においては、曲率半径が約０．００５インチ〜約０．０１０インチの丸みが付けられている。平均的な技術を持つ当業者であれば、曲率半径は、それぞれの適用に応じて、上記の範囲より狭く又は広くなることが理解できるであろう。ギャップ１６４は接着取外しプロセスにおいて亀裂開始部としてだけでなく、１６６として図式的に表した、取外し工程で使用されるツールの梃子ポイントとなる。
【００５２】
上述に加えて、ボンディングベース３３にリップ１５０を設けることによりさらに、歯からブラケット１０を取外す力の強さを調整することができる。その際、リップの特定の幾何学形状が接着力に及ぼす影響は予想可能であるため、所望の取外し力を提供するためにリップの幾何学形状を個別に構成することができる。特に、リップ１５０の高さ及び／又はリップ１５０の厚さ及び／又は内側側壁１５４の構成（たとえば、スムース、波状、溝付きなど）により取外し力が影響される。さらに、コーナー１５８の構成（たとえば、曲率半径など）により、歯列矯正歯科医師が、ブラケット１０を歯から取外すためにツールにかける力の大きさが影響を受ける。
【００５３】
さらにボンディングベース３３はブラケット１０と歯との接着を高めるために追加的な特徴部を有することができる。その際、図１０に示されたように、ボンディングベース３３上には接着力を高めるための複数のペグ又はポストが設けられている。ポスト１６８により接着剤とブラケットとの間の接触面積が増え、それにより接着力が高まる。ポスト１６８をさらに構成することにより接着力を高めることができる。たとえば、ポスト１６８の外側の端を平たくしたり又は変形したりして複数のアンダーカット（図示されず）を設けることができる。すると該アンダーカットに接着剤が入り込み、本質的に、ボンディングベース３３と接着剤との間に物理的なロックが作られる。
【００５４】
一つの実施例においては、ポスト１６８はボンディングベース３３と一体で形成することができる。たとえば、歯列矯正ブラケット１０は先述のようにセラミック射出成型（ＣＩＭ）工程を用いてセラミック材料から形成することができる。このようなポスト１６８を形成する一つの技術としては、ＣＩＭ工程のグリーン又はブラウン状態の間にボンディングベース３３をレーザー成形することが挙げられる。レーザー成形の例は特許文献４及び特許文献５にさらに詳しく記述されており、ここで言及することにより該開示内容全体が本書に組み込まれるものとする。ボンディングベース３３をレーザー成形してポスト１６８を形成するのに加えて、平均的な技術を持つ当業者であればポスト１６８を形成する他の技術も理解するであろう。
【００５５】
ポスト１６８に追加的又はポスト１６８に代わるその他の特徴を設けて、ブラケット１０と歯との間の接着力を、適切な接着剤を用いて高めることができる。そのような特徴としては、ボンディングベース３３内に突出部、リセス、アンダーカットなどを形成することが挙げられる。その他の技術としてはたとえば、ボンディングベース３３に玉砂利状土台を設けることが挙げられる。玉砂利状土台（ball basing）では、概して球体の小粒子の単層を用いて、ボンディングベース上に効果的なアンダーカットを作成するものである。特許文献６にさらに詳しく開示されているように、１層の接着剤が、たとえば刷毛ぬりやスプレー技術によりボンディングベースに塗布される。その後、概して球体の小粒子（図１２に仮想線により表示）がボンディングベース３３上に散布されるか、又はブラケット１０が粒子の山の中に入れられて、比較的密な粒子の単層が形成される。ブラケットは次に炉の中で加熱されて、該粒子がボンディングベース３３に拡散接合される。特許文献６をここで言及することによりその開示内容全体が本書に組み込まれるものとする。
【００５６】
図１２に示されたように、スプリングピン７８を収容するボア８２はボンディングベース３３に対して開いている。先述のように、組み立て中、スプリングピン７８はボア８２の開口部からボア８２内に挿入される。スプリングピン７８をボア８２に挿入する前に、概して製造工程においてボンディングベース３３の接着力を高める特徴部が形成される。したがって、接着剤及び、玉砂利状土台技術に用いられる粒子などのその他の材料が、ボア８２内に入らないようにするのが望ましい。そのため、ボンディングベース３３は、ボア８２の開口部付近に舌側に延在するリップ１７０を有することができる。たとえば、リップ１７０はボア８２の周囲にそって配置することも、又は、ボア８２から半径方向に比較的狭い間隔をおいて配置することもできる。リップ１７０により、接着剤及び／又は粒子がボア８２に入り込んで、スプリングピン７８のボア８２内への挿入の際に問題となり得る可能性が回避又は少なくとも低減される。
【００５７】
さらなる一つの態様においては、図１３に示されたように、歯列矯正ブラケット１０には一つの歯肉側結合ウィング１７２、及び、２つの咬合側結合ウィング１８２が設けられており、これらは、ブラケットが、隣接するその他の歯列矯正デバイスに、リガチャー、弾性バンド、又はその他技術的に既知の接続部材を用いて連結するのを容易にするものである。より従来的である２つの結合ウィング設計に比較して、一つの結合ウィング１７２の方が望ましいが、それは、口腔内において食物やその他の物質がたまる面積が少なくなるからである。その結果、接着の信頼性が向上する。結合ウィング１７２はブラケット本体１２の近心−遠心方向の中央に配置することができる。その結果、ウィング１７２の近心側１７４及び遠心側１７６はスロープ状又は波型状に構成することができ、そのためにゆるやかかつスムースに傾斜している。結合ウィング１７２のこのような形状により、歯列矯正ブラケット１０の快適性は高まる。
【００５８】
さらにこの点において、歯列矯正ブラケットの製造業者は、患者にとってよりすぐれた快適性を持つブラケット設計の改善を模索している。たとえば、従来の多くの歯列矯正ブラケットの唇側は不規則又は不連続である。このような不規則性は、たとえば口腔の軟組織がブラケットの唇側面に繰り返し挟まれるなど、状況によっては患者に不快感を与える可能性がある。このような欠点に対して歯列矯正ブラケット１０では、歯列矯正ブラケット１０の表面をスムースかつ連続的に構成することにより対処されている。このようにしてブラケットのエッジ又は隣接する面同士の間の移行は、それぞれが概して大きな曲率半径を持つ一つの又は複数のカーブにより特徴づけられる。
【００５９】
たとえば、概して符号１７８で示されている唇側３０、近心側２６、遠心側２８の間の移行部は、概してアーチ状になっており、約０．０１５〜約０．０２５インチの曲率半径を有している。また、唇側３０と咬合側２２との間の移行部１８０も、上記範囲にある曲率半径を有することができる。さらに、結合ウィング１７２のエッジも、そこに比較的大きな曲率半径を用いることによりなだらかにすることができる。ブラケットにおいて隣接するサイドの間の移行がなだらかであることは歯列矯正ブラケット１０の快適性の全体的な改善につながる。
【００６０】
図１４に示したように、さらなる特徴として、アーチワイヤ溝１６のベース面３４に対してある角度をなしながら結紮スライド１４がスライド係合トラック４６に沿って移動するよう歯列矯正ブラケット１０を構成することが挙げられる。その際、係合トラック４６は概して、ベース面３４につながるベース平面３４ａに対して鋭角をなす移行平面４６ａに沿って延在している。このような角度が付けられた特徴部は臼歯の自己結紮ブラケットに関する特許文献７で開示されている。臼歯に取付ける場合、角度が付けられた特徴部は、結紮部材と周囲の歯肉側とが接触することを回避するのに役立つ。図１４に図示されているように、スライド係合トラック４６は歯列矯正ブラケット１０内で角度が付けられているため、（一方が図示されている）咬合側結合ウィング１８２の壁厚ｔ３は、より従来的である平行係合の構成（仮想線１８４で表現）に比較して厚くなる。したがって、咬合側結合ウィング１８２の強度が増す。結合ウィングの厚みを増すためにスライド１４に角度を付けることは、特に、高トルクブラケットにおいて適切となる可能性がある。また、高トルク使用例においては、スライド係合トラック４６に角度が付けられているために、結合ウィング１８２の下のクリアランスも広がる。このようにしてさまざまな接続部材（リガチャ、Ｏリング、パワーチェインなど）をより確実にブラケット１０に結合できる。
【００６１】
図１５には代替実施例の歯列矯正ブラケット２１０が図示されているが、図１５に記載される符号は、図１〜図１４のそれぞれ同じ符号が示す特徴部を示している。歯列矯正ブラケット２１０は歯列矯正ブラケット１０に類似しているため、差異についてのみ詳述する。まず、ブラケット２１０も、図示されたように、上顎の一つの歯に接着された構成であり、一つの基準座標系を用いて記述される。しかし、先述のように、平均的な技術を持つ当業者であれば、本発明がそのように限定されないことを理解するであろう。多くの適用例において、隣接する歯列矯正装置に連結するために、歯科用ブラケットにフックを設けることが望ましい。典型的には、該フックは独立した要素であって、ブラケット本体に永久的に固定される。代替的に、該フックは、ブラケット本体に一時的又は取外可能に取付けられた補助的装置とすることもできる。これはたとえば、フックの軸を収容する（図示されず）ためにブラケット本体内に形成された補助溝（たとえば垂直溝）を使用することにより達成される。
【００６２】
図１５に示されているように、一つの実施例においては歯列矯正ブラケット２１０は、ブラケット本体１２と一体で形成された、概して２１２で示されたフックを有することができる。さらに詳しくは、一つの実施例においては、フック２１２にステム２１４を設けることができ、該ステム２１４は、ウィング１７２から概して歯肉側方向に延在して拡大ヘッド２１６内で終了している。結合ウィングとフックとが組み合わされたこの特徴により、歯列矯正ブラケット２１０はこれら２つの機能を保持することができ、しかもより効率的であるため、別個のコンポーネント又はブラケット本体１２全体にわたって形成された補助溝を設けるという必要性が生じない。しかしながら本発明はそのように限定されるものではなく、矯正歯科医師のそれぞれの適用法及び／又は希望によっては、フック２１２を結合ウィング１７２の位置以外のところ（図示されず）で、ブラケット本体１２と一体で形成することもできる。たとえば、フック２１２は、結合ウィングを持たないブラケット本体（臼歯ブラケットなど）と一体で形成することができる。
【００６３】
図１６及び図１７には、代替的な実施例による歯列矯正ブラケット２２０が図示されており、図１６及び図１７に示された符号は、図１〜図１４のそれぞれ同じ符号が表す特徴部に対応する。歯列矯正ブラケット２２０は歯列矯正ブラケット１０に類似するものであり、相違点についてのみ以下に詳述する。ブラケット１０及びブラケット２１０と同様、歯列矯正ブラケット２２０も、上顎の歯に取付けられた構成で、一つの基準座標系を用いて記述される。先述のように、ピン７８のみを用いて、結紮スライド１４がブラケット本体１２に対して相対的に歯肉側に移動するのを制限又は停止するブラケットデザインは、結紮スライド１４にかかる負荷の多くが主にピン７８を通じてブラケット本体１２に伝達されるため、初期故障を起こしやすい。ピン７８と結紮スライド１４との接触面積が小さいため、これらの負荷は、ピン７８及び／又は結紮スライド１４及び／又はブラケット本体１２に、せん断、切欠、その他の損傷を与えるのに十分に高い可能性がある。結紮スライド１４とブラケット本体１２との接触面積を増やすことにより、かけられた負荷はより広い面積にわたって分散される。換言すると、かけられた負荷は、ピン７８を介して本体１２に直接的に分散されるのではなく、スライド１４から直接本体１２に分散される。歯列矯正ブラケット１０について先述したように接触面積は、タブ１０４がカットアウト６０に接触することにより増加する。その他の実施例においては、追加的又は代替的な特徴により結紮スライド１４とブラケット本体１２との接触面積を増やすことができる。
【００６４】
たとえば、図１６及び図１７に例として図示した実施例によると、歯列矯正ブラケット２２０は、ブラケット本体１２と一体で形成された介在壁２２２、２２４を有している。図１７が一番わかりやすいが、介在壁２２２、２２４は支持面４０の近心側２６及び遠心側２８で、ガイド４２、４４に隣接して位置しており、支持面４０により支えられている。従って、介在壁２２２、２２４は概して、アーチワイヤ溝１６の付近でスライド係合トラック４６の近心側及び遠心側を一部閉ざしていることになる。特に、図示された実施例においては、近心側の介在壁２２２は、ガイド４２の第１脚部４２ａから遠心方向へ、遠心側の介在壁２２４はガイド４４の第１脚部４４ａから近心方向へ突き出している。このように、介在壁２２２、２２４は、スライド係合トラック４６内に接触面又は停止面を形成している。該停止面は、先述の停止面と同様に、結紮スライド１４の歯肉側方向の移動を制限し、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき（図１６）の結紮スライド１４とブラケット本体１２との接触面積を増やす。特に、介在壁２２２、２２４は、スライド係合トラック４６の近心側２６、遠心側２８において接触面又は接触ショルダ部２２６、２２８を形成している。該ショルダ部２２６、２２８は、後述するように、結紮スライド１４の一部に境を接している。さらに、これら接触面は単独で、又は、前述の又は後述の接触面のいずれかと一緒に機能して、スライド１４にかかる負荷をブラケット本体１２に分配する。
【００６５】
さらに、アーチワイヤによりかけられる負荷の分配に関して、図１７によると、介在壁２２２、２２４は支持面４０からガイド４２の第２脚部４２ｂ及びガイド４４の第２脚部４４ｂまでそれぞれ延在している。換言すると、介在壁２２２、２２４は、アーチワイヤによりガイド４２、４４にかけられた負荷を本体１２に分配するガセットを形成している。具体的には、該ガセットにより各ガイド４２、４４の耳にかかるトルクが低減される。この構成により、各ガイド４２、４４の強度と剛性が改善される。介在壁２２２、２２４は、それぞれの第２脚部４２ｂ、４４ｂの近心−遠心幅全体にわたって延在しているように図示されているが、介在壁２２２、２２４は、ガイド４２、４４の近心−遠心幅全体にわたって延在する必要はなく、それでもスライド１４と本体１２との間で負荷が伝達される。たとえば、近心介在壁２２２は近心ガイド４２の第１脚部４２ａから遠心側に突き出すことができ、その突き出す距離は、ガイド４２の第２脚部４２ｂの遠心側への突き出し全体よりも小さくすることができる。同様に、遠心介在壁２２４は、ガイド４４の第２脚部４４ｂの近心―遠心距離より小さい距離だけ、飛び出すことができる。
【００６６】
図１７に示したように、一つの実施例においては、介在壁２２２、２２４は、アーチワイヤ溝１６に隣接するか又はアーチワイヤ溝１６の一部、さらに詳しくは溝面３８の一部を形成している。しかし、介在壁２２２、２２４は、アーチワイヤ溝１６の咬合側に配置することもできる。その際は介在壁２２２、２２４は溝面３８と同一表面になるよう構成するか、又は、溝面３８から咬合側に間隔をおいて配置することができる。
【００６７】
その結果、図１７に示したように、介在壁２２２、２２４により、ブラケット１０及び２１０に見られる特徴部を補完又は差し替えることができる。たとえば、隆起部５４（図４などに図示）は設けないこともできる。しかし、平均的な技術を持つ当業者であれば、ブラケット本体１２は介在壁２２２、２２４及び隆起部５４の両方を備えて構成できることが理解できるであろう。隆起部５４を持たないこの実施例においては、スライド係合トラック４６は、隆起部５４により分断された２つの溝５６、５８ではなく、一つの溝２３０を持つことができる。その場合結紮スライド１４は、後述するように、該一つの溝２３０を補完する特徴部を有することができる。
【００６８】
隆起部５４を設けないのと同様、やはり先述し図４にも示したカットアウト６０を設けないこともできる。図４に示したように、カットアウト６０はブラケット本体１２において停止面を形成している。カットアウト６０は、たとえば図５に示したように結紮スライド１４上のタブ部材１０４と協働している。しかし、図１７に示したように本体１２が介在壁２２２、２２４を有する場合には、介在壁２２２、２２４により少なくとも部分的に停止面が提供されるため、本体１２にカットアウト６０が設けられないことがある。したがって、結紮スライド１４は、以下に詳述するようにタブ１０４を含まないこともある。
【００６９】
図１８によると、一つの実施例においては、ボア８２は、本体を約０．０１０インチ延長（本図ではたとえば、仮想線又はブラケット１０のパッド３２’とブラケット２２０のパッド３２との間の距離で示されている）することによりアーチワイヤ溝１６から遠ざけられており、そのため、ブラケット１０の本体１２の咬合側２２’に比較して、咬合側２２に先細のサイド２３０、２３２が生じる。特に、ブラケット２２０のボア８２はアーチワイヤ溝１６から咬合側に遠ざかる。図１で対応しているブラケット１０のボアは８２’と表現されている。同様に、ブラケット１０の咬合側及びブラケット２２０の咬合側の相対的な位置はそれぞれ２２’、２２と、対比して表現されている。さらに、カットアウト６０がないため、ブラケット本体１２は、カットアウト６０に隔てられた咬合・近心側及び咬合・遠心側の結合ウィング１８２を備えるのではなく、一つの咬合側結合ウィング２３４を備える。該一つの咬合側結合ウィング２３４はブラケット本体１２の幅のほぼ全体にわたって延在できる。この構成により、接続部材（図示されず）をその中に取付けることが容易になり、本体１２の強度が増し、また、歯垢及び／又は食物が蓄積可能な場所も低減される。
【００７０】
図１及び図２に示された結紮スライド１４と同様、図１６、図１７、図１９に図示された結紮スライド１４には、結紮スライド１４の歯肉側−咬合側の幅全体にわたって延在しない近心部分６２及び遠心部分６４がある。しかし、図１９によると、近心部分６２及び遠心部分６４により、ショルダ部２３６、２３８が画定されており、これらショルダ部２３６、２３８は、スプリングピン７８が保持長孔８０の咬合側の端１１２の一番下に来る前に、ブラケット本体１２に係合するよう構成されている。具体的には、近心部分６２のショルダ部２３６及び遠心部分６４のショルダ部２３８は、ショルダ部２２６、２２８のように、結紮スライド１４が閉ポジションに動かされたとき介在壁２２２、２２４の一部に境を接する。
【００７１】
この目的のために、ショルダ部２３６、２３８、又は、近心部分６２及び遠心部分６４の接触面は、それぞれが本体１２の係合部、特に、ショルダ部２２６、２２８のように、壁２２２、２２４の部分に係合する遠心側係合部２４０及び近心側係合部２４２を有する。上述及び図１７に示したように、結紮スライド１４の係合部とブラケット本体１２の係合部とが面で接触するため、本体１２とスライド１４との接触面積が増え、それにより、より多くの負荷がスライド１４と本体１２との間で直接的に分配される。
【００７２】
さらに、近心部分６２又は遠心部分６４のいかなる部分も介在壁２２２、２２４を超えて延在したり、又は（図１６に示したように）溝面３８の一部を形成することはないため、近心部分６２、遠心部分６４の両方または一方の部分は、上述及び図２及び図５に示したプラットフォーム面７４、７６と同様に、溝面３８に隣接するか又は溝面３８の一部を形成することができる。たとえば、介在壁２２２、２２４が、ガイド４２、４４の近心−遠心の幅の一部のみに沿って延在しているところに、プラットフォーム面の一部（図示されず）が存在することもできる。このような構成では、ショルダ部２３６、２３８及びプラットフォーム面７４、７６（図５に図示）の両方を組合わせて有する結紮スライドとなる。
【００７３】
図１９、図１９Ａに図示された結紮スライド１４によると、該結紮スライド１４は、先述のシングル溝２３０とスライド可能に協働する、十分に平面的な舌側９４ｂを有する。特に隆起部５４が設けられていない場合、結紮スライド１４はたとえば図５に図示された空洞９６を持たない。換言すると、保持長孔８０は空洞９６内に形成されるのではなく、舌側９４ａ、９４ｂ内に直接形成されると言える。
【００７４】
さらに、図１８、図１９、図１９Ａによると、これらの図では先述のようにボア８２が本体１２の咬合側２２に近づけられており、保持長孔８０も同様に結紮スライド１４の咬合側により近づけて形成することができる。保持長孔８０は図６に示されたように溝カバー部分１４６内に形成するのではなく、保持長孔８０全体を、ブラケット係合部分１４４内に形成するのが好適である。一つの実施例においては、保持長孔８０の歯肉側の端１１６は、コーナー１４９の咬合側に配置されている。したがって、概して舌側−唇側方向に向かって溝カバー部分１４６を横断する平面に沿って得られた近心−遠心断面が、保持長孔８０と交差することはない。保持長孔８０を溝カバー部分１４６から離して配置することにより、スライド１４のこの部分の材料が増すため、耐荷重又は剛性を改善することができる。さらに、保持長孔８０をブラケット係合部分１４４内に移動させることにはさらなる長所がある。その際たとえば図２０によると、結紮スライド１４が閉ポジションにあっても保持長孔８０がアーチワイヤ溝１６に露出されることがない。
【００７５】
図１９及び図１９Ａに例示された結紮スライド１４についてさらに述べると、結紮スライド１４の中央部分６６に中央プラットフォーム面２４４が形成されている。たとえば、図４に図示した隆起部５４及び図５に図示した空洞９６が設けられていない場合、中央プラットフォーム面２４４は、歯肉方向に面しかつコーナー１４９と舌側９４ｂとの間に形成される一つの表面を有することができる。図２０によると、結紮スライド１４が閉ポジションにある場合、中央プラットフォーム面２４４はアーチワイヤ溝１６に隣接するか又はアーチワイヤ溝１６の一部、さらに詳しくは溝面３８の一部を形成することができる。
【００７６】
さらなる実施例においては、図１〜図１４に図示した特徴部を表すのと同じ符号が付けられた図２１、図２２によると、歯列矯正ブラケット２５０は、互いに向き合う耳又はガイド４２、４４をつなげるブリッジ２５２を有するブラケット本体１２を持つ。ブラケット１０、２１０、２２０と同様、ブラケット２５０も、上顎の歯に接着された構成であり、一つの基準座標系を用いて記述される。図２２から最もよくわかるように、一つの実施例においては、結紮スライド１４を開ポジションと閉ポジションとの間で支持及びガイドするために、支持面４０、ガイド４２、４４、ブリッジ２５２が全体としてＤ字型の係合トラック２５４を画定するように、互いに向き合うガイド４２、４４がブリッジ２５２によりつなげられている。一般的に、スライド係合トラック４６の唇側において、本体１２の互いに向き合う近心部分と遠心部分との間に延在部分があることにより、本体１２の剛性及び／又は強度を改善することができる。さらに、ブリッジ２５２によりスライド１４のブラケット係合部分１４４の少なくとも一部が取り囲まれるか又は包み込まれており、そのために結紮スライド１４のサイド（たとえば唇側１０８）の一部を頬粘膜から隔てることができる。
【００７７】
ブラケット係合部分１４４の唇側１０８が頬粘膜面から隔てられているだけでなく、溝係合部分１４６も頬粘膜から隔てられている。たとえば図２３によると、スライド１４が閉ポジションにあるとき、溝係合部分１４６の唇側１０８は本体１２の唇側３０の舌側（たとえばパッド３２により近く）に位置することができる。これら２つの側（３０、１０８）の相対的な位置の差によりオーバーハング２５６が生じる。オーバーハング２５６によっても、結紮スライド１４を開ポジションに向かわせる傾向のある、溝カバー部分１４６の唇側１０８と頬粘膜又は食物との接触を回避又は低減することができる
【００７８】
たとえば、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき（図２１及び図２３）、歯を異動させるのに必要な通常の矯正負荷など、アーチワイヤ（図示されず）をアーチワイヤ溝１６から引っ張る傾向のある負荷により、ブラケット係合部分１４４の一部が外側に押されてブリッジ２５２に押しつけられる。ブリッジ２５２はガイド４２、４４の間に延在しているため、ブリッジ２５２により負荷は結紮スライド１４から本体１２に直接分配される。
【００７９】
図２２、図２３、図２４、図２４Ａによると、一つの実施例において、結紮スライド１４はほぼＤ字型をした断面、又は、ブリッジ２５２、ガイド４２、４４、支持面４０により画定された、係合トラック２５４にスライド可能に係合するよう構成されたその他の断面を有する。ブラケット係合部分１４４の舌側９４ｂはほぼ平面であり、支持面４０とスライド可能に協働するよう構成されている。溝カバー部分１４６の舌側９４ａは、コーナー１４９により舌側９４ｂからオフセットされている。コーナー１４９は、結紮スライド１４の近心−遠心の幅にわたって延在しており、そのため、エッジ又は、中央プラットフォーム面２４０のようなプラットフォーム面２５６を形成している。しかし、プラットフォーム面２５６は結紮スライド１４の近心−遠心の幅にわたって延在している。さらに、プラットフォーム面２５６は、アーチワイヤ溝１６に隣接又はアーチワイヤ溝１６の一部、詳しくは溝面３８の一部を形成することができる。
【００８０】
ブラケット２２０と共に説明した結紮スライド１４のように、保持長孔８０の歯肉側の端１１６は、完全にブラケット係合部分１４４内に形成することができる。たとえば、保持長孔８０の歯肉側の端１１６は溝カバー部分１４６の咬合側に形成することができる。又は、さらなる実施例においては、図２４Ａに示した保持長孔８０の歯肉側の端１１６はコーナー１４９の咬合側に形成することができる。その結果、概して舌側−唇側方向に向かって溝カバー部分１４６を横断する平面に沿って得られた近心−遠心断面が、保持長孔８０と交差することはない。上述のように保持長孔８０が完全にブラケット係合部分１４４内に形成されている場合、スライド１４の強度は高まる。さらに、保持長孔８０は、結紮スライド１４が閉ポジションにあるとき（図２３）にアーチワイヤ溝１６に接することはない。したがって、アーチワイヤ溝１６に入り込んでスライド１４が開ポジションに移動する動きを阻害する可能性のある食物又はその他の残渣が保持長孔８０内にとどまることはない。
【００８１】
図１〜図２２に図示された歯列矯正ブラケット全般に関して、しかし具体的には歯列矯正ブラケット１０に関して述べると、ブラケット本体１２は、たとえばアルミナ又は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）といった多結晶セラミック製である。また、ブラケット本体１２及び結紮スライド１４が同じ多結晶セラミック製である実施例もある。多結晶セラミック製のブラケット本体１２、及び、随意的に結紮スライド１４は、アーチワイヤ１８に係合することで発生したり、又は、歯列矯正治療中に通常発生する引張応力及び曲げ応力の負荷がかかった際、破壊に対してより高い抵抗性を持つ。例として挙げるのみで限定するものではないが、図１〜図２２に説明した歯列矯正ブラケットは、本書で記述する多結晶セラミックで形成できる。本書では自己結紮ブラケットを図示して記述しているが、本発明の実施例は自己結紮ブラケットに限定されないことが望ましい。
【００８２】
技術的に周知であるように、セラミック製ブラケットはもろい傾向があり、歯列矯正治療中に破損することが非常に頻繁にある。もちろん、ブラケット破損は問題である。たとえば、破損したブラケットでは歯を移動させる効果を持たない。さらに問題なのは、患者の口内でブラケットが破損すると、破損したブラケットの破片を飲み込んだり又は吸引したりすることである。例を用いて以下に詳述するように、発明者は、記述した粒径分布の多結晶セラミック、一部は平均粒径が３．４μｍ〜約６μｍの範囲にある多結晶セラミックが、予想外に高い破壊靭性を示すことを発見した。たとえば、平均粒径が３．４μｍ〜約６μｍの範囲にある多結晶セラミックの平均破壊靭性が少なくとも約３．８５ＭＰａ・ｍ１/２であり、さらなる実施例においては、平均粒径が約４μｍ〜約４．３μｍの範囲にある多結晶セラミックの平均破壊靭性が約５．０ＭＰａ・ｍ１/２を超える。対照的に、平均粒径が４３μｍである多結晶アルミナの破壊靭性は約３．２８ＭＰａ・ｍ１/２である。
【００８３】
たとえば、図１によると、本書で記述した多結晶セラミック製の歯列矯正ブラケット１０は、破損したブラケットの破片を患者が飲み込んだり又は吸い込んだりする危険を好適に回避又は低減し、患者にとっては、ブラケット交換をしたとしてもその回数はより少なくてすむ。全体的に、多結晶セラミック製の歯列矯正ブラケット１０により歯列矯正治療がより迅速に進む。さらに、歯列矯正ブラケット１０は半透明であるため、治療中に患者が感じる気まずさが低減される。
【００８４】
一つの実施例において、歯列矯正ブラケット１０は、セラミックパウダーと結合剤との混合物を射出成型してブラケット本体が作られる。該結合剤は、射出成型した本体をたとえば２００℃〜７００℃に加熱することにより、射出成型した本体から除去できる。結合剤が除去された後、射出成型した本体は予備焼結し、次に焼結することができる。例として挙げると、前記セラミックパウダーはアルミナパウダーとすることができる。高純度のアルミナパウダー（約９９．９５ｗｔ％のアルミナ）は９００℃〜１２００℃で予備焼結し、次に１４００℃〜１８００℃で焼結できる。その他の実施例においては、予備焼結した射出本体は熱間等方加圧（ＨＩＰ）することができる。たとえば、予備焼結したアルミナの射出本体は、約６８〜約２０７ＭＰａの圧力をかけて約１３００℃〜約１６００℃で熱間等方加圧（ＨＩＰ）することができる。
【００８５】
さらなる実施例においては、焼結又はＨＩＰに続いて、ブラケット本体１２が焼戻し、つまりある温度まで加熱され、粒径分布をさらに変化させるのに十分な時間だけ保持される。粒径分布の変化はアルミナの場合は約１３００℃以上で起こる。しかし、１３００℃より低い又は高い温度でも、ブラケット本体をある特定の温度に保持する時間によっては粒径変化させることができる。例として挙げると、ブラケット本体を約１３００℃で約１時間保持することができる。さらに、ブラケット本体１２は、たとえば水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、アルゴン（Ａｒ）などのさまざま雰囲気中で加熱することができる。
【００８６】
セラミック材料の性能を評価するために、該材料の曲げ強度を、３点曲げ試験で測定することができる。３点曲げ試験のサンプルは一般的に直方体の棒の形状をしている。３点曲げ試験においては、該材料の棒が、その棒の長さの一方の側の２点において支持される。各支持点は、棒の一方の端部に近い。向かい合う２点の間の距離は支持スパンと呼ばれる。両支持点がある側の反対の側かつ両支持点の間の中央において、棒に負荷がかけられる。負荷は、棒が破損するまで徐々に高められる。この配置（つまり、一方の側に２つの支持点があり、その反対側の、両支持点の間に負荷がかけられる）では、棒の一つの表面に引張応力がかけられる。曲げ強度は、よく知られた等式である数１に基づいて、棒の寸法及び破損時の負荷から計算される。数１においてσは曲げ強度、Ｐは破損時の負荷、Ｓは支持スパン、ｗは棒の幅、ｔは棒の厚みを示す。
【００８７】
【数１】
0005770630.tif 000002
【００８８】
発明者は、材料サンプルの曲げ強度には多くの変数が影響することに注目した。たとえば、テスト用サンプルの製造法、準備方法、取扱方法、又はこれらの組み合わせにより曲げ強度が大いに影響を受ける可能性があるが、それは、それぞれがサンプル表面に傷を生じさせることがあるからである。表面の傷（特に、微小割れ、孔、表面損傷、異常な粒、その他局所的な微構造異質性、異物抱合など）により、応力が集中又は増大することが知られている。応力の増大はそれぞれの傷の先端で起こる。そのため、それぞれの傷の先端における局所的な引張応力は、かけられた引張荷重より大きい。一つの傷の先端に集中した応力が、材料の理論強度より高い場合、その傷から開始するクラックが急速に材料内に広がる。したがって曲げ強度測定は本来的にサンプルの表面状態により影響を受ける。たとえば、発明者は、ダイヤモンドインデンターで人工的につけた異なるサイズのクラックを持つ平均粒径４．５μｍの多結晶アルミナの曲げ強度を測定した。図２５は、クラックサイズの増大に対する多結晶アルミナの曲げ強度の敏感性を示したものである。
【００８９】
さらに、曲げ強度データは、特に、たとえば、サンプルの構成、試験回数、サンプルにおける応力状態と比較した実際のブラケットの応力状態などその他の多くの因子によっても影響をうける。つまり、臨床環境におけるセラミック歯列矯正ブラケットの性能は、曲げ強度データから必ずしも正確に予想されるわけではない。
【００９０】
曲げ強度測定においては上述のような、誤りを避けられない性質があるが、これをふまえて、本書で記述した多結晶セラミックの破壊靭性も決定した。破壊靭性とは、表面の傷（切欠を付けたサンプルにおける切欠など）を持つ材料が引張応力にどう反応するか、及び、特に、該表面傷から始まったクラック伝播に該材料全体がどの程度抵抗性を持つかを示す材料特性である。したがって、先述した曲げ強度測定とは異なり、破壊靭性測定は、表面不完全性がある際に、材料全体が応力に対してどのように反応するかを測定するものである。破損に影響する既知の因子を考慮して、破壊靭性測定により、臨床環境におけるセラミック歯列矯正ブラケットの性能がより正確に示される。
【００９１】
破壊靭性は少なくとも２つの方法で決定される。曲げ強度測定に用いられた３点曲げ試験を用いて、破壊靭性は、管理されたサイズ又は既知のサイズの傷又はクラックを有する材料の棒を折ることにより得られた、破損時の負荷から計算できる。破壊靭性は数２の等式により破損時の負荷から計算できる。数２の等式においてＫＩＣは、クラックに垂直にかけられた引張応力を受けたサンプルの破壊靭性、Ｐは破損時の負荷、Ｓは支持スパン、ｗは棒の幅、ｔは棒の厚みを示す。さらに、数３の等式においては、ａは３つのクラック長さの測定値ａ１、ａ２、ａ３の平均又は既知の傷の深さを示す。
【００９２】
【数２】
0005770630.tif 000003
【００９３】
【数３】
0005770630.tif 000004
【００９４】
もう一つの方法によると、破壊靭性はヴィッカース硬度測定から測定できる。この場合、破壊靭性は数４の等式から計算できる。Ｋｃは破壊靭性、Ｐは押圧荷重、Ｅは係数、ＨＶはヴィッカース硬度測定値、ｃはヴィッカース硬度インデンターにより付けられた平均クラック長さの半分である。
【００９５】
【数４】
0005770630.tif 000005
【００９６】
一つの実施例においては、多結晶セラミックは、一部は、平均粒径３．４μｍ〜約６μｍであると記述される粒径分布を持つ。平均粒径は、直線切断法により求めることができる。この方法によると、研磨された材料断面の顕微写真上に既知の長さを持つ直線が引かれる。引かれた直線と各粒の粒界との間の交差点を計数する。粒の平均長さは、直線の長さを、計数された交差点数で除算して求める。平均粒径は、Ｄ＝１．５６（Ｌ）により計算され、該等式においてＬは粒の平均長さである。
【００９７】
理論に縛られることを意図するものではないが、クラック伝播に対する多結晶セラミックの抵抗、つまり多結晶セラミックの破壊靭性はその微構造に影響を受ける可能性があり、クラック伝播に対する多結晶微構造の効果を完全に予測することはできない。サファイア、又は、ガラスなどの等方性材料といった単結晶セラミック体とは異なり、多結晶セラミックの破壊靭性は、たとえば粒径、粒径分布、密度といった因子、及び、一部は単結晶やガラスの場合にはないその他の因子など、多くの因子に依存する可能性がある。
【００９８】
特に、粒界の存在によりクラック伝播の方向及び／又はクラック伝播のモードが影響される可能性がある。方向の変化及び／又はモードの変化は、クラック伝播が直線経路をとる場合に比較してより多くのエネルギーを消費する可能性がある。多結晶セラミック内のクラック伝播のモードは、粒間伝播又は粒内伝播又はその両方である。粒間クラック伝播は、粒界（つまり粒の間）を進むが、粒内クラック伝播は粒内を進む。そのため、伝播するクラックが粒界又は粒に出会うと、そのクラックは方向を変えさせられたり、伝播モードを変えさせられ（つまり粒内から粒間へ、又はその逆へ）たり、又は、伝播方向及び伝播モードの両方を変えさせられる。クラック伝播方向及び／又はモードを変えさせることにより、クラック経路の長さが延び、それによりより多くのエネルギーが消費され、それにより破壊靭性が増大する可能性がある。
【００９９】
本発明の一つの実施例では、平均粒径が３．４μｍ〜約６μｍの範囲にあると記述される多結晶セラミックでは、従来技術の多結晶セラミックに比較してクラック経路がより長くなる可能性がある。したがって、本書で記述するように、多結晶セラミック内をクラック伝播させるためにより多くの応力が必要になるため、該多結晶セラミックで作られた歯列矯正ブラケットには、破壊に対する予想外の抵抗性を示すという特徴がある。
【０１００】
さらなる実施例においては、平均粒径に大きな粒と小さな粒を組み合わせることにより、多結晶セラミック内のクラック経路をさらに延ばして、該多結晶セラミックの破壊靭性をさらに改善することができる。例として挙げると、粒径分布が平均粒径３．４μｍ〜約６μｍの範囲にあると記述される多結晶セラミックが、さらに、６μｍより大きな粒及び３．４μｍより小さな粒を含むことができる。
【０１０１】
一つの実施例においては、対数正規分布ではない粒径分布により、多結晶セラミックの破壊靭性の改善が得られる。定義によれば、対数正規分布とは、確率変数の対数が平均値の周囲に正規分布していることにより特徴づけられる。たとえば、一つの実施例によると粒径分布は多項分布である。特に、粒径分布は二頂分布とすることができる。
【０１０２】
一つの実施例においては、粒径約１μｍ〜約５μｍの間に二頂分布の第１ピーク又は第１項が、粒径約５μｍ以上のところに第２ピーク又は第２項がある。たとえば、該第２ピークは約５．５μｍ〜約７μｍにあることができる。しかし、第２ピーク又はさらなる複数のピークが、粒径７μｍ以上において起こることが望ましい。また、粒径の二頂分布が二重微構造を表すものでないことが望ましい。一つの実施例では、平均粒径が３．４μｍ〜約６μｍの範囲にあり、少なくとも粒径の二頂分布がある多結晶セラミックの平均破壊靭性は、約４．０ＭＰａ・ｍ１/２以上である。
【０１０３】
さらに、発明者は、サイズが約３μｍより小さい粒と約３μｍより大きな粒との間の特定の比率により特徴づけられる粒径分布が、クラック伝播に対する抵抗性をさらに高める可能性があることを認めた。例として、多結晶セラミックの粒総数の最高５０％が約３μｍより小さな粒サイズを持つという粒径分布が挙げられる。さらなる例として、多結晶セラミックの粒径分布が、３μｍより小さい粒の数が粒総数の少なくとも１０％であることが可能であるため、一つの実施例では、粒径が３μｍより小さい粒の数が、たとえば、粒総数の約１０％〜約５０％の間にある。さらなる例として、最高で粒総数の約９０％の粒径が約１０μｍより小さいという粒径分布を特徴とする多結晶セラミックが挙げられる。さらなる例として、粒径約１０μｍの粒の総数が少なくとも７０％を占めるものが挙げられる。したがって、一つの実施例においては、粒径が約１０μｍより小さい粒の総数が、粒の約７０％〜約９０％を占める。
【０１０４】
一つの実施例によると体積分率の点では、多結晶セラミックは、１０μｍより大きなサイズの粒が、総体積の最高５０％を占めるという粒径分布により特徴づけられる。例として一つの実施例においては、１０μｍより大きな粒が総体積の少なくとも１０％を占めており、さらなる実施例においては、１０μｍより大きな粒が総体積の約１０％〜５０％を占めている。約１０μｍより大きな粒の体積分率は、特定のサイズ範囲の粒の体積を求め、その体積を、その粒径範囲にある粒の総数で乗じ、それからすべての粒の総体積で除して得られる。
【０１０５】
１０μｍより大きな粒が占める体積分率に関して、発明者は先述の体積分率の比率から、多結晶セラミック製歯列矯正ブラケットの複数の実施例におけるクラック伝播は、混合モードであろうと考える。つまり、クラックが、多結晶セラミック内を伝播する際、クラック伝播は、遭遇する粒のサイズに応じて多結晶セラミック内を進んでいくため、多結晶セラミックにより一度又は何度もクラックの伝播モードが変化させられる。たとえば、１０μｍより小さい粒があれば、粒間クラック伝播が助長される。しかし、１０μｍ以上の粒があると、クラックは粒内伝播に変化させられる。したがって、記述したように粒径の混合によりクラックのモードが変化し、そのため、伝播経路がさらに延びる。したがって、記述した粒の体積分率により、多結晶セラミックの破壊靭性が増大する。
【０１０６】
先述のように、歯列矯正ブラケット１０は審美的に好ましく、その点において半透明である。技術的に周知であるように、アルミナのような多結晶セラミックの半透明性はその微構造により影響される。たとえば、粒径分布、孔の数及び位置、出発パウダーの純度などが歯列矯正ブラケット１０の半透明性及び伝達された光の色に影響する可能性がある。一般的に、多結晶セラミックの密度、粒径、及び純度が高まると、半透明性も高まる。したがって、１００％の密度、高純度、大きな平均粒径を持つ多結晶セラミック製の歯列矯正ブラケットであればより多くの光が透過するため、歯列矯正ブラケット１０はその下の歯の色によく溶け合う。半透明性は、多結晶セラミック内を伝達される特定の波長の光の量を測定することにより量化できる。本発明の一つの実施例においては、平均粒径が約３．５μｍ以上である多結晶アルミナの歯列矯正ブラケット１０の透過率は４５％〜８５％である。
【実施例】
【０１０７】
本発明の実施例をより完全に理解するのを助けるために、以下に非限定的な実施例を説明する。
【０１０８】
東京の東ソー株式会社から、約２５．４ｍｍｘ約３８．１ｍｍｘ約１ｍｍの寸法の多結晶アルミナ試料の異なる２つのバッチ（バッチ＃１、バッチ＃２）を購入した。バッチ＃１試料を所望の寸法に切断することにより、バッチ＃１試料からブラケット本体の厚みと幅に近似する薄板の形で２４個のサンプルを準備した。同様に、バッチ＃２試料を所望の寸法に切断することにより、バッチ＃２試料から８個のサンプルを準備した。バッチ＃１及びバッチ＃２から切断された各サンプルの厚さは約１．００±０．１ｍｍ、幅は約３．００±０．０１ｍｍ、長さは約１２．００±０．０１ｍｍであった。
【０１０９】
バッチ＃１のサンプルは３つのグループに分け、バッチ＃１Ａ、バッチ＃１Ｂ、バッチ＃１Ｃとした。バッチ＃１Ａ及びバッチ＃２のサンプルにはさらなる熱処理は行わなかった。バッチ＃１Ａのサンプルの顕微写真例が図２６Ａに、バッチ＃２のサンプルの顕微写真例が図２６Ｂに図示されている。
【０１１０】
バッチ＃１Ｂのサンプルはアルゴン内で約１４００℃までさらに熱処理を行い、粒径分布を変化させるためにその温度で約１時間保持した。バッチ＃１Ｂのサンプルの顕微写真例が図２６Ｃに図示されている。
【０１１１】
バッチ＃１Ｃのサンプルはアルゴン内で約１８００℃までさらに熱処理を行い、粒径分布を変化させるためにその温度で約１時間保持した。バッチ＃１Ｃのサンプルの顕微写真例が図２６Ｄに図示されている。
【０１１２】
各グループの４つのサンプルを曲げ強度試験のために研磨し、残りの４つのサンプルには破壊靭性試験用に機械加工で幅にわたって切欠を入れた。該切欠は、図１に図示した歯列矯正ブラケット１０内のアーチワイヤ溝１６のように、歯列矯正ブラケット内のアーチワイヤ溝の幾何学形状を模すよう設計されている。各切欠の寸法は、幅約０．５７ｍｍ、深さ約０．０５０ｍｍ〜０．１００ｍｍであった。機械加工により溝の底の向き合うエッジには０．０８ｍｍの半径を設けた。切欠は、２４０／３２０メッシュのダイヤモンドホイールを用いてサンプルに機械加工を施すことにより施した。
【０１１３】
先述のように、各グループの、切欠を入れたサンプル及び研磨したサンプルを折るために、３点曲げ試験を行った。支持スパンの測定値は約９ｍｍであった。１分間あたり約１ｍｍの割合で、サンプルが破損するまで各サンプルに負荷をかけた。破損時の負荷を用いて、切欠あり、切欠なし、又は研磨済みサンプルの曲げ強度を計算し、破壊靭性は、切欠つきサンプルの破損時の負荷から計算した。破壊靭性を計算するために、切欠深さの測定値（測定値は約０．０５０ｍｍ〜約０．１００）をクラック長さと考えてａとし、また、破損時の３点曲げ負荷又はＰを用いて、前記の等式にしたがってＫＩＣを計算した。表１には各グループの計算された平均値が示されている。
【０１１４】
【表１】
0005770630.tif 000006
【０１１５】
先述のように、表１には各サンプルグループの平均粒径も記載されている。粒径を計算するために、技術的に周知である標準的な研磨及び腐食技術を用いてサンプルを準備した。各サンプルの代表的な顕微写真を倍率約１１０倍〜約４４０倍で撮影し、各顕微写真上に６インチの直線を１０本引き、各直線と粒界との交点を計数した。各直線の長さを粒界交点数で除算して、倍率を考慮して直線ごとの粒の長さの平均値を求めた。上述の直線切断法により、粒の平均長さに１．５６を乗じて各直線の粒径を計算した。各直線の粒径の平均値を計算して、表１に示したグループごとの平均粒径を求めた。表１に示した標準偏差は、１標準偏差を表す。
【０１１６】
平均粒径が低下するにつれて平均破壊靭性及び平均曲げ強度の両方が増大すると考えられたが、表１によると、平均粒径約３．４μm以下において破壊靭性の大幅な低下がみられた。最大の破壊靭性が見られたのは約４．５μmで、それより大きくなると低下し始めた。換言すると、平均破壊靭性のピークは、３．４μm〜６μmの範囲のどこか、特に、約３．５μm〜約５．０μmの範囲にあると考えられる。たとえば、バッチ＃１Ｂのサンプル（平均粒径４．５μｍ）の平均破壊靭性は４．０ＭＰａ・ｍ１/２を超えている一方で、バッチ＃１Ａ（平均粒径３．４μｍ）の平均破壊靭性はおよそ２．９ＭＰａ・ｍ１/２、バッチ＃１Ｃ（平均粒径４３．０μｍ）の平均破壊靭性はおよそ３．３ＭＰａ・ｍ１/２である。つまり、バッチ＃１Ｂのサンプルは、バッチ＃１Ｃのサンプルよりほぼ３０％以上高い平均破壊靭性を示した。
【０１１７】
バッチ＃１Ａ（平均粒径３．４μm）、バッチ＃１Ｂ（平均粒径４．５μm）のそれぞれからとった一つのサンプルの透過率を、ＡＳＴＭ規格Ｅ  １３４８−０２による拡散可視光線で測定した。透過率は、１０°のＤ５６拡散光で、ＢＹＫ−Ｇａｒｄｎｅｒ社のＴＣＳ  Ｐｌｕｓ、モデル８８７０を用いて測定した。サンプルは直径２０ｍｍの円板であった。これらの円板は、円板の両面を研磨して厚さ１ｍｍにし、次に、円板の研磨した面を６００番紙やすりで磨き、次に３ミクロンのダイヤモンドペースト、さらに１ミクロンのダイヤモンドペーストを用いて、２００倍に拡大しても磨いた面にスクラッチが認められなくなるまで磨いた。バッチ＃１Ａ（平均粒径３．４μm）のサンプルの透過率は４５％であり、バッチ＃１Ｃ（平均粒径４３．０μｍ）のサンプルの透過率は５０％を超えていた。参考までに挙げると、単結晶アルミナの拡散可視光の透過率は８５％であった。
【０１１８】
また、東京の東ソー株式会社から、２つの異なるモールド（モールドＡ、モールドＣ）で製造された多結晶アルミナのブラケット本体を購入した。これら２つのモールドで製造されたブラケット本体は自己結紮ブラケットのデザインであった。
【０１１９】
モールドＡ、モールドＣのそれぞれから製造された５つのブラケットの硬度と平均粒径を納品時の状態で測定した値を表２に示した。「納品時の状態」のブラケットは、表２においてモールドＡ（＊）、モールドＣ（＊）と記載した。納品時の状態のモールドＣ（＊）の微構造の代表的な顕微写真を図２７Ａに示す。モールドＣの残りのブラケットを３つのグループに分け、以下に説明するように、それぞれのグループにはさらに熱処理をほどこして微構造を変化させた。
【０１２０】
モールドＣの５つのブラケットには、アルゴン（Ａｒ）内において温度約１３００℃で約１時間熱処理を行った。このブラケットのグループは、表２ではモールドＣ（Ａｒ）と記載されている。モールドＣ（Ａｒ）の代表的な顕微写真を図２７Ｂに示した。
【０１２１】
５つのブラケットを水素（Ｈ２）内において温度約１３００℃で約１時間熱処理を行った。このブラケットのグループは、表２においてモールドＣ（Ｈ２）と記載されている。モールドＣ（Ｈ２）の代表的な顕微写真を図２７Ｃに示した。
【０１２２】
５つのブラケットを酸素（Ｏ２）内において温度約１３００℃で約１時間熱処理を行った。このブラケットのグループは、表２においてモールドＣ（Ｏ２）と記載されている。モールドＣ（Ｏ２）の代表的な顕微写真を図２７Ｄに示した。
【０１２３】
各グループの各ブラケットの硬度及び平均粒径を、先述の手順により測定した。平均破壊靭性は、先述の等式により、ヴィッカース硬度測定に基づいて計算した。
【０１２４】
表２には、モールドＡ、モールドＣのすべてのブラケットの平均ヴィッカース硬度、平均破壊靭性が、先述の熱処理ごとに記載されている。各平均破壊靭性及び各平均粒径に記載された偏差は、１標準偏差を示す。
【０１２５】
【表２】
0005770630.tif 000007
【０１２６】
表２に示したように、ブラケットの平均破壊靭性は表１の多結晶アルミナのサンプルと同様の傾向が見られ、平均粒径が約４．０μｍ〜約４．３μｍにおいて最高の硬度と破壊靭性が示された。例として挙げると、硬度を用いて計算した平均破壊靭性は、平均粒径約４．０μｍ（モールドＣ（Ｏ２））において平均ほぼ５．６ＭＰａ・ｍ１/２に達した。
【０１２７】
さらに、図２７Ａ〜図２７Ｄによると、多結晶セラミックの微構造は、非常に小さな粒と大きな粒との混合である。図２７Ａ〜図２７Ｄの微構造それぞれの粒径の分布を、Ｏｌｙｍｐｕｓ  Ａｍｅｒｉｃａ  Ｉｎｃ．社（ペンシルベニア州センター・ヴァレー）のａｎａｌｙＳＩＳソフトウェアを用いて、粒径モジュールを使って測定した。図２７Ａ〜図２７Ｄの微構造をａｎａｌｙＳＩＳソフトウェアで測定した粒径分布を、それぞれ、図２８Ａ〜図２８Ｄに示した。
【０１２８】
図２８Ａ〜図２８Ｄに示したように、これら粒径分布には、３．４μｍより小さな粒及び６μｍより大きな粒が含まれている。たとえば、図２８Ａは、平均粒径約３．５μｍで、粒の大きさが約３．５μｍより小さい粒が粒総数の約３１％を占める粒径分布を示しており、図２８Ｂは、平均粒径約３．６μｍで、粒の大きさが約３μｍより小さい粒が粒総数の約３９％を占める粒径分布を示している。
【０１２９】
特に図２８Ｂについて述べると、二頂の粒径分布をより明確にするために２本の曲線が引かれている。一つの頂は約３．４μｍのところにあり、もう一方つまり第２の頂は約６．０μｍのところにある。
【０１３０】
図２９及び図３０は、図２７Ｂ及び図２７Ｃに示された粒径分布による計算に基づく、粒の体積分率をそれぞれ示している。図２９を例にとると、粒の総体積の約３７％が、１０μｍより大きな粒に占められている。図３０を例にとると、１０μｍより大きな粒が、総体積の約５０％を占めている。
【０１３１】
本発明は、さまざまな望ましい実施例を記述することにより説明し、また、これらの実施例を詳細に説明したが、付属の請求項をそのような詳細に限定することも、又は付属の請求項の範囲にいかなる制限を設けることも、発明者の意図するところではない。そのため当業者であれば、追加的な長所及び修正点を容易に思いつくであろう。本発明のさまざまな特徴部は、ユーザーの必要性及び優先事項に応じて単独で又はいかなる組合せでも用いることができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  歯列矯正ブラケット
１２  ブラケット本体
１４  結紮スライド
１６  アーチワイヤ溝
１８  アーチワイヤ
２０  舌側
２２  咬合側
２４  歯肉側
２６  近心側
２８  遠心側
３０  唇側
３２  パッド
３３  ボンディングベース
３４  ベース面
３４ａ  ベース平面
３６  溝面
３８  溝面
４０  支持面
４２  ガイド
４４  ガイド
４２ａ  第１の脚部
４４ａ  第１の脚部
４２ｂ  第２の脚部
４４ｂ  第２の脚部
４６  スライド係合トラック
４６ａ  移行平面
４８  近心部分
５０  遠心部分
５２  中心部分
５４  隆起部
５６  溝
５８  溝
６０  カットアウト
６２  近心部分
６４  遠心部分
６６  中心部分
６８  溝
６９  中心軸
７０  溝
７２  歯肉側
７４  プラットフォーム面
７６  プラットフォーム面
７８  スプリングピン
８０  保持長孔
８２  ボア
８４  スリット
８６  第１ボア部分
８８  第２ボア部分
９０  ボール
９２  移行部分
９４  舌側
９４ａ  舌側
９４ｂ  舌側
９６  空洞
９８  ベース面
１００  歯肉側の端
１０２  咬合側の端
１０４  タブ部材
１０６  接触面
１０８  唇側
１１０  拡大部分
１１２  咬合側の端
１１４  直線セグメント部分
１１６  歯肉側の端
１１８  凸部
１２０  カットアウト
１２２  レッジ
１２４  歯肉側壁
１２６  ツール収容部
１２８  歯肉側壁
１３０  近心側壁
１３２  遠心側壁
１３４  唇側壁
１３６  第１の係合部分
１３８  第２の係合部分
１４０  第１の係合部分
１４２  第２の係合部分
１４３  唇側エッジ
１４４  ブラケット係合部分
１４６  溝カバー部分
１４８  オフセット
１４９  コーナー
１５０  リップ
１５２  周辺
１５４  内側の側壁
１５６  空洞
１５８  コーナー
１６０  外側の側壁
１６２  外側の側壁
１６４  ギャップ
１６６  ツール
１６８  ポスト
１７０  リップ
１７２  歯肉側結合ウィング
１７４  近心側
１７６  遠心側
１７８  移行部
１８０  移行部
１８２  咬合側結合ウィング
１８４  仮想線で示された従来の平行係合構成
２１０  歯列矯正ブラケット
２１２  フック
２１４  ステム
２１６  拡大ヘッド
２１８  （欠番）
２２０  歯列矯正ブラケット
２２２  介在壁
２２４  介在壁
２２６  ショルダ部
２２８  ショルダ部
２３０  一本の溝
２３０  先細のサイド
２３２  先細のサイド
２３４  一つの咬合側結合ウィング
２３６  ショルダ部
２３８  ショルダ部
２４０  遠心側係合部
２４２  近心側係合部
２４４  中央プラットフォーム面
２４６  （欠番）
２４８  （欠番）
２５０  歯列矯正ブラケット
２５２  ブリッジ
２５４  係合トラック
２５６  プラットフォーム面
【図１】
0005770630.tif 000008
【図２】
0005770630.tif 000009
【図３】
0005770630.tif 000010
【図４】
0005770630.tif 000011
【図５】
0005770630.tif 000012
【図６】
0005770630.tif 000013
【図７】
0005770630.tif 000014
【図８】
0005770630.tif 000015
【図９】
0005770630.tif 000016
【図１０】
0005770630.tif 000017
【図１１】
0005770630.tif 000018
【図１２】
0005770630.tif 000019
【図１３】
0005770630.tif 000020
【図１４】
0005770630.tif 000021
【図１５】
0005770630.tif 000022
【図１６】
0005770630.tif 000023
【図１７】
0005770630.tif 000024
【図１８】
0005770630.tif 000025
【図１９】
0005770630.tif 000026
【図１９Ａ】
0005770630.tif 000027
【図２０】
0005770630.tif 000028
【図２１】
0005770630.tif 000029
【図２２】
0005770630.tif 000030
【図２３】
0005770630.tif 000031
【図２４】
0005770630.tif 000032
【図２４Ａ】
0005770630.tif 000033
【図２５】
0005770630.tif 000034
【図２６Ａ】
0005770630.tif 000035
【図２６Ｂ】
0005770630.tif 000036
【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２７Ｄ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【図２９】
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【図３０】
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