(57)【要約】  本発明は、入り口部分（１１）と出口部分（１２）とを有する少なくとも１つの貫通流路（７）を備えている義歯用の枠組みを製造するための方法に関する。この方法は、義歯（５）の咬合面、舌側面、または口蓋面に対応する表面に開く前記入り口部分の入り口開口（１３）の位置を決定するステップと、前記出口部分が患者の顎骨に配置されたインプラント（３）と協働できるように、前記出口部分（１２）の出口開口の位置および軸方向を決定するステップと、前記枠組みの前記少なくとも１つの貫通流路について、前記入り口部分と前記出口部分との間の長手方向の延在を決定するステップと、層状の製造技術により、互いに重ねられた粉末材料の層を熱エネルギを使用して選択的に固化させることによって、前記枠組みを形成するステップとを含んでおり、前記少なくとも１つの貫通流路が、前記枠組みを形成する前記ステップにおいて形成される。本発明はさらに、そのような枠組みに関する。【選択図】図３
2014500747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入り口部分（１１）と出口部分（１２）とを有する少なくとも１つの貫通流路（７）を備えている義歯用の枠組み（２）を製造するための方法であって、
前記枠組み上にモデル化されて前記枠組みによって支持される義歯（５）の咬合面、舌側面、または口蓋面に対応する表面に開く前記入り口部分の入り口開口（１３）の位置を決定するステップと、
前記出口部分（１２）が患者の顎骨（４）に配置されたインプラント（３）と協働できるように、前記出口部分の出口開口の位置および軸方向を決定するステップと、
前記枠組みの前記少なくとも１つの貫通流路について、前記入り口部分と前記出口部分との間の長手方向の延在を決定するステップと、
層状の製造技術により、互いに重ねられた粉末材料の層を熱エネルギを使用して選択的に固化させることによって、前記枠組みを形成するステップ（９００）と
を含んでおり、
前記少なくとも１つの貫通流路が、前記枠組みを形成する前記ステップにおいて形成される方法。
【請求項２】
製造すべき義歯用の枠組みの物理的な三次元モデルまたはその一部であって、前記入り口開口の位置が決定された三次元モデルまたはその一部をもたらすステップ（１００）と、
前記物理的な三次元モデルまたはその一部をスキャンし、第１の数値モデルをもたらすステップ（２００）と、
前記第１の数値モデルを前記層状の製造技術（９００）における入力として使用するステップと
をさらに含む請求項１に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項３】
製造すべき義歯用の枠組みの物理的な三次元モデルまたはその一部をもたらすステップ（１００）と、
前記物理的な三次元モデルまたはその一部をスキャンし、第１の数値モデルを生成するステップ（２００）と、
前記第１の数値モデルにおける前記入り口開口の位置を決定するステップと、
前記第１の数値モデルを前記層状の製造技術（９００）における入力として使用するステップと
をさらに含む請求項１に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項４】
少なくとも１つのインプラントを備える患者の顎骨の型を表わすマスターモデルをもたらすステップ（３００）と、
前記マスターモデルをスキャンすることによって、前記義歯用の枠組みに形成すべき各々の出口部分の前記出口開口の位置および前記軸方向に関する情報を含む第２の数値モデルを生成するステップ（４００）と
をさらに含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項５】
前記第２の数値モデルが、前記層状の製造技術（９００）における入力として使用され、および／または数値制御の機械加工システム（１１００）における入力として使用される請求項４に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項６】
少なくとも１つのインプラントを備える患者の顎骨の型をもたらすステップ（１００’）と、
前記型をスキャンして、第１の数値モデルをもたらすステップ（２００’）と、
前記第１の数値モデルに、少なくとも１つの義歯の形状を表わす数値情報を加えるステップ（３００’）と、
前記第１の数値モデルにおける前記入り口開口の位置を決定するステップ（４００’）と、
このようにして変更された第１の数値モデルを、前記層状の製造技術（６００’〜１２００’）における入力として使用するステップと
をさらに含む請求項１に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項７】
少なくとも１つのインプラントを備える患者の顎骨をスキャンして、第１の数値モデルをもたらすステップ（２００’）と、
前記第１の数値モデルに、少なくとも１つの義歯の形状を表わす数値情報を加えるステップ（３００’）と、
前記第１の数値モデルにおける前記入り口開口の位置を決定するステップ（４００’）と、
このようにして変更された第１の数値モデルを、前記層状の製造技術（６００’〜１２００’）における入力として使用するステップと
をさらに含む請求項１に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項８】
前記層状の製造技術（９００）によって前記義歯用の枠組みに形成された前記出口部分を、患者の顎骨に配置されたインプラントに適合するように構成された形状へと機械加工するステップ（１１００）
をさらに含む請求項１〜７のいずれか一項に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの貫通流路（７）の前記入り口部分（１１）と前記出口部分（１２）との間の長手方向の延在が、前記第１の数値モデルにおいて決定される請求項２または３に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの貫通流路（７）が、前記枠組みの利用可能な体積を二次元または三次元に延びる前記入り口部分（１１）と前記出口部分（１２）との間の長手方向の延在を有している請求項１〜９のいずれか一項に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの貫通流路（７）が、自身の長手方向の延在において、非一様な断面を有している請求項１〜１０のいずれか一項に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項１２】
前記層状の製造技術（９００）が、レーザ選択的レーザ処理、電子ビーム溶融などの選択的電子ビーム処理、または印刷技術であり、
前記層状の製造技術が、均質な固化、ネットを形成する固化、あるいは均質およびネットを形成する固化の混合をもたらす請求項１〜１１のいずれか一項に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項１３】
前記粉末材料が、純チタニウム、チタニウム合金、コバルトクロム合金、チタニウムおよびジルコニウムの酸化ジルコニウム合金、ポリマーおよびセラミックの混合物、ポリマーおよびチタニウムの混合物、あるいはポリマーおよびナノ繊維の混合物、などの生体適合性材料を含んでいる請求項１〜１２のいずれか一項に記載の義歯用の枠組みを製造するための方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの義歯を支持するように構成された義歯用の枠組み（２）であって、
接続手段を受け入れるように構成された少なくとも１つの貫通流路（７）を備えており、該少なくとも１つの貫通流路が、入り口部分（１１）および出口部分（１２）を有しており、該出口部分が、当該枠組み（２）と患者の顎骨に配置された少なくとも１つのインプラント（３）との間の協働を可能にするための配置および軸の向きを有している枠組みであり、
前記入り口部分（１１）の位置が、当該枠組み上にモデル化されて当該枠組みによって支持される少なくとも１つの義歯（５）の位置および形状に関する情報に基づいて決定されることで、前記入り口部分（１１）の入り口開口（１３）の位置が、前記少なくとも１つの義歯の咬合面、舌側面、または口蓋面に対応および直面するように構成された表面に開くように決定されることを特徴とする枠組み。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの貫通流路（７）が、当該枠組みの利用可能な体積を二次元または三次元に延びる前記入り口部分（１１）と前記出口部分（１２）との間の長手方向の延在を有している請求項１４に記載の義歯用の枠組み。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの貫通流路（７）が、自身の長手方向の延在において、非一様な断面を有している請求項１４または１５に記載の義歯用の枠組み。
【請求項１７】
貫通流路（７）に隣接する部位あるいは出口部分（１１）および／または入り口部分（１２）に隣接する部位が、均質な構造を有する一方で、他の部位が、ネットを形成する構造を有している請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の義歯用の枠組み。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、少なくとも１つの貫通流路を備える義歯用の枠組みの製造方法に関する。さらに本発明は、そのような義歯用の枠組みに関する。
【背景技術】
【０００２】
歯科インプラントシステムが、歯の機能の復元に使用される。一般に、歯科インプラントシステムは、顎骨に取り付けられる少なくとも１つのインプラントと、インプラントに取り付けられる上部構造とを備えており、上部構造を、枠組みと、この枠組みによって支持される少なくとも１つの義歯とに分割することができる。インプラントは、外科手術によって顎骨に取り付けられる。
【０００３】
インプラントの位置および軸方向は、元の歯の配置、顎骨、上部構造のサイズ、およびどの歯を置き換えるのか、などといったパラメータに基づいて理論的に決定される。インプラントの取り付けに関する実際の作業は、医師が実際の骨構造ならびに切開ゆえの腫れおよび出血に直面し、正確な位置決めが難しくなる外科手術である。これは、位置および軸方向の両方に関してインプラントの完璧な配置を得ることが、きわめて複雑かつ困難であることを意味する。そのようなインプラントの理論的な位置と物理的な位置との間の差が、枠組みならびに枠組み上でモデル化され、枠組みによって支持される義歯の複雑さに影響する。
【０００４】
枠組みは、例えば、ねじによってインプラントに取り付けられる。これは、枠組みおよび少なくとも１つの義歯に、そのようなねじを受け入れて案内するように構成された貫通流路を設けなければならないことを意味する。そのような貫通流路は、先行技術においては、例えば穿孔によって形成されている。
【０００５】
枠組みおよび義歯は、とりわけ、インプラントの位置および軸方向を表わすマスターモデルとして知られる型（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）に基づいてモデル化される。これは、インプラントの位置を決定するときの意図が、貫通流路の入り口の位置を枠組み上にモデル化される義歯の容易にアクセス可能な位置に配置することにあるにもかかわらず、インプラントのわずかな角度のずれが、ねじを受け入れるように構成された入り口のずれにつながることを意味する。そのようなずれにより、入り口が、頬側面、歯肉の近く、少なくとも部分的に歯肉の中、あるいは２本の歯の間のすき間など、技術的または審美的に難しい位置に配置されることになりかねない。これは、上部構造を設計する歯科技工士や、上部構造の取り付けおよび後の保守を行なう歯科医だけでなく、義歯の強度不足、見た目の問題、またはインプラントフロスの使用困難の観点において、患者にとっても問題を引き起こしかねない。さらに、保守が必要とされる場合に、入り口が取り付けの完了後にシールによって覆われ、このシールが義歯本体とともに摩耗および変色を被るがゆえに、入り口を特定することが困難である。
【０００６】
また、製造時間および製造コストなど、考慮すべき他の側面も存在する。枠組みは、きわめて高価なチタニウムなどの生体適合性材料で製作される。したがって、機械加工される材料の量など、材料の消費の削減が常に試みられている。また、患者にとっての快適さの問題で、上部構造を、高い強度を持たせつつ軽量な構造にすることが求められる。
【０００７】
国際公開第２００８／０２４０６２号パンフレットが、歯科用の上部構造およびその製造方法を開示している。上部構造に、接続手段を受け入れるように構成された貫通流路が設けられている。流路は、２つの面から穿孔されており、したがって流路が或る角度で出会う２つの直線部分を有している。この角度においてエッジが形成され、接続手段の挿入および操作時に問題を引き起こす。この先行技術は、貫通流路の方向をインプラントに照らして或る程度調整できるようにすることを考えているが、制限が厳しく、わずかな調整だけしか許されていない。
【０００８】
国際公開第２００６／０７９１８８号パンフレットが、歯科用の上部構造および枠組みの製造に選択的レーザ粉末処理技術を使用する方法を開示している。この方法は、製造すべき枠組みのモデルを生成し、これデジタル化し、その数学的モデルを生成するステップを含んでいる。これに基づき、枠組みが、粉末および選択的なレーザ処理を使用して、多層のかたちで作り上げられる。時間および材料の消費を大きく削減することができるが、上部構造の取り付けに関する柔軟性は、依然としてきわめて限られている。また、接続手段を受け入れるように構成された入り口の配置の問題が、依然として未解決のままである。この文献は、出口の位置にのみ注目している。
【０００９】
国際公開第０９／０６８５５９号パンフレットが、ブリッジ構造およびその製造方法を開示している。ブリッジ構造は、空間を囲むシェルを有している。シェルは、ブリッジ構造を歯科用インプラントへと取り付けるための少なくとも１つのブリッジ支持部を有している。
【００１０】
このように、歯科用の枠組みの製造に関する先行技術の技術的解決策における一般的な問題は、枠組みの設計および製造をインプラントの物理的な位置および軸方向ならびに上部構造の物理的な強度および保守などといった要素に適合させる可能性に関する制限である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の１つの目的は、枠組みについて、インプラントの物理的な位置および軸方向への適合に関する柔軟性を向上させる製造方法を提供することにある。
【００１２】
別の目的は、枠組みおよび枠組みによって支持される少なくとも１つの義歯について構造的な強度を依然として可能にしつつ、柔軟性の向上を可能にすることにある。
【００１３】
さらに別の目的は、枠組みを製造するための方法であって、高速であり、材料の消費が少ないにもかかわらず高い強度を可能にする方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的、特徴、および利点が、以下の詳細な開示、添付の特許請求の範囲、および図面から、明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の態様によれば、本発明は、入り口部分と出口部分とを有する少なくとも１つの貫通流路を備えている義歯用の枠組みを製造するための方法であって、
前記枠組み上にモデル化されて前記枠組みによって支持される義歯の咬合面、舌側面、または口蓋面に対応する表面に開く前記入り口部分の入り口開口の位置を決定するステップと、
前記出口部分が患者の顎骨に配置されたインプラントと協働できるように、前記出口部分の出口開口の位置および軸方向を決定するステップと、
前記枠組みの前記少なくとも１つの貫通流路について、前記入り口部分と前記出口部分との間の長手方向の延在を決定するステップと、
層状の製造技術により、互いに重ねられた粉末材料の層を熱エネルギを使用して選択的に固化させることによって、前記枠組みを形成するステップとを含んでおり、前記少なくとも１つの貫通流路が、前記枠組みを形成する前記ステップにおいて形成される方法に関する。
【００１６】
製造される枠組みは、その表面に少なくとも１つの義歯の外面をモデル化することができる骨格を形成する。外面、すなわち白色部分および歯肉は、陶材またはアクリルなどの表面仕上げ材料のいくつかの薄い層を適用することによってモデル化される。これらの層は、約０．５〜３ｍｍの範囲の総厚さを有するため、枠組みにおける入り口開口の位置を、枠組みのうちのモデル化される義歯の咬合面、咬合面、または舌側面に面してこれを支持するように意図された部位に基づいて、容易に特定および決定することができる。したがって、表面仕上げ材料の厚さが、入り口開口の位置に小さな無視しうる影響しか有さない。
【００１７】
本発明の方法によれば、枠組みが、２つの決定的要因に基づいて製造される。第１には、患者の顎骨に配置された少なくとも１つのインプラントの位置および軸方向である。位置とは、その断面の中心点または任意の他の容易に特定可能な基準点を意味する。第２には、上部構造をインプラントへと取り付けるために使用される接続手段を受け入れるように構成された入り口開口の最も適切な位置である。これら２つの要因に基づいて、貫通流路の長手方向の延在が決定される。より正確には、流路が、製造される枠組みの利用可能な体積を延びるように配置される。枠組みの外側境界によって定められる利用可能な体積は、後にモデル化されて枠組みによって支持される少なくとも１つの義歯が必要とする体積を考慮に入れて、歯科技工士によって決定される。これは、流路が、或る程度は任意の延在および断面を有することができることを意味する。また、流路を、真っ直ぐな直線的な延在からの逸脱の場所に半径を備えるように形成し、接続手段のきわめて容易な操作を可能にすることができる。前記貫通流路の入り口部分および出口部分の軸方向は、同じでなくてもよい。
【００１８】
層状の製造技術によって、貫通流路の任意の適切な形態、断面、または長手方向の延在を生み出すことが可能である。これは、咬合面、口蓋面、または舌側面など、歯科医にとっての最良のアクセスおよび義歯のための最良の構造強度をもたらす入り口部分の入り口開口の配置に、大きな自由度をもたらす。
【００１９】
本発明の方法は、たとえ深刻な骨の吸収に曝された場合でも、実際の顎骨の構造に合わせられた耐久性に富み、審美的および経済的に良好に適合した上部構造の良好な可能性をもたらす。
【００２０】
互いに重ねられた粉末材料の層の選択的な固化を用いる層状の製造技術は、複数の貫通流路のネットワークを有する内部構造および外形の両方に関して、きわめて複雑な形状の形成を可能にする。また、選択的な固化は、１つの同じ枠組みの全体において異なる密度および異なる構造強度を可能にする。これは、例えば、製造時間の短縮、材料の消費の削減、重量の軽減、およびコストの削減を可能にする。固化とは、焼結、溶融、またはクラッディング（ｃｌａｄｄｉｎｇ）を意味する。
【００２１】
本方法は、製造すべき義歯用の枠組みの物理的な三次元モデルまたはその一部であって、前記入り口開口の位置が決定された三次元モデルまたはその一部をもたらすステップと、前記物理的な三次元モデルまたはその一部をスキャンし、第１の数値モデルをもたらすステップと、前記第１の数値モデルを前記層状の製造技術における入力として使用するステップと、をさらに含むことができる。
【００２２】
セットアップとしても知られる枠組みの三次元モデルは、枠組みの外形の決定の元になる原型（ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ）と考えられる。例えば重量および材料の消費を減らすために、不要な材料を取り除くように注意を払うことができる。セットアップにおいて、入り口開口の位置が決定される。位置は、後に表面仕上げ材料によって覆われ、義歯の咬合面、口蓋面、または舌側面を形成する部位に決定される。入り口開口の位置を、物理的にモデル化することができ、あるいはセットアップ上の基準点としてマークされるだけでもよい。
【００２３】
いくつかの場合には、枠組みの一部分だけをモデル化すれば充分かもしれないことを理解すべきである。
【００２４】
前記第１の数値モデルに、ＣＡＤシステムなどのコンピュータプログラムにおいてリファインを加えることができる。
【００２５】
代案として、本方法は、製造すべき義歯用の枠組みの物理的な三次元モデルまたはその一部をもたらすステップと、前記物理的な三次元モデルまたはその一部をスキャンし、第１の数値モデルを生成するステップと、前記第１の数値モデルにおいて前記入り口開口の位置を決定するステップと、前記第１の数値モデルを前記層状の製造技術における入力として使用するステップと、をさらに含むことができる。
【００２６】
したがって、セットアップにおいて入り口開口の位置を決定する代わりに、位置を、スキャンからもたらされる第１の数値モデルにおいて直接決定することができる。その場合、第１の数値モデルがＣＡＤシステムなどのコンピュータプログラムへと転送され、このコンピュータプログラムにおいてリファインされ、入り口開口の位置が決定されて、開口および位置口部分がモデル化される。これを行なう際に、出口部分に隣接する部位のモデル化または調整、入り口開口に隣接する入り口部分のモデル化、および入り口部分から出口部分まで延びる貫通流路の長手方向の延在のモデル化など、数値モデルのさらなるリファインを行なうことができる。
【００２７】
本方法は、少なくとも１つのインプラントを備える患者の顎骨の型を表わすマスターモデルをもたらすステップと、前記マスターモデルをスキャンすることによって、前記義歯用の枠組みに形成すべき各々の出口部分の前記出口開口の位置および前記軸方向に関する情報を含む第２の数値モデルを生成するステップと、をさらに含むことができる。
【００２８】
この第２の数値モデルを、前記層状の製造技術における入力として使用することができ、あるいは数値制御の機械加工システムにおける入力として使用することができる。この第２の数値モデルに、ＣＡＤシステムなどのコンピュータシステムを使用することによってリファインを加えることができる。さらに、この第２の数値モデルを全面的または部分的に前記第１の数値モデルと合併させ、製造すべき枠組みについての完全な数値情報を含んでいる１つの数値モデル、すなわちアセンブリを得ることができる。
【００２９】
一実施の形態においては、本方法が、少なくとも１つのインプラントを備える患者の顎骨の型をもたらすステップと、前記型をスキャンして第１の数値モデルをもたらすステップと、前記第１の数値モデルに、少なくとも１つの義歯の形状を表わす数値情報を加えるステップと、前記第１の数値モデルにおける前記入り口開口の位置を決定するステップと、このようにして変更された第１の数値モデルを、前記層状の製造技術における入力として使用するステップと、をさらに含むことができる。
【００３０】
さらに別の実施の形態においては、本方法が、少なくとも１つのインプラントを備える患者の顎骨をスキャンして、第１の数値モデルをもたらすステップと、前記第１の数値モデルに、少なくとも１つの義歯の形状を表わす数値情報を加えるステップと、前記第１の数値モデルにおける前記入り口開口の位置を決定するステップと、このようにして変更された第１の数値モデルを、前記層状の製造技術における入力として使用するステップと、をさらに含むことができる。
【００３１】
型が、型の負の数値モデルを表わし、第１の数値モデルを、周知の手段によって正の数値モデルへと反転させることができることを、当業者であれば理解すべきである。
【００３２】
少なくとも１つの義歯の形状を表わす数値情報を、複数の典型的な歯の形状を含んでいる数値ライブラリから、置き換えるべき歯、患者の容貌、患者の年齢、などのパラメータに応じてもたらすことができる。この数値情報は、固定された数値情報であっても、拡大縮小可能な数値情報であってもよい。後者は、技工士が標準の形状を患者の体に合わせて容易に調節することを可能にする。
【００３３】
本方法は、前記層状の製造技術によって前記義歯用の枠組みに形成された前記出口部分を、患者の顎骨に配置されたインプラントに適合するように構成された形状へと機械加工するステップ、をさらに含むことができる。機械加工を、例えばＣＡＭシステムなどの数値制御の機械加工システムによって、出口部分の位置および軸方向の延在についての正確な情報を提供する前記第２の数値モデルからの情報に基づいて行なうことができる。この情報を、この枠組みの取り付け相手の１つ以上のインプラントの正確な形状と組み合わせることができる。
【００３４】
前記少なくとも１つの貫通流路の前記入り口部分と前記出口部分との間の長手方向の延在を、前記第１の数値モデルにおいて決定することができる。これは、好ましくは、ＣＡＤシステムなどのコンピュータ支援による設計システムを使用して行なわれる。
【００３５】
前記少なくとも１つの貫通流路は、枠組みの利用可能な体積を二次元または三次元に延びる前記入り口部分と前記出口部分との間の長手方向の延在を有することができる。
【００３６】
基本的な決定的要因は、例えばインプラントと協働するように構成された前記出口の位置および軸方向の延在、ならびに義歯の咬合面、口蓋面、または舌側面の推定位置および利用可能性である。入り口開口は、好ましくは、できる限り意図される義歯の咬合面、口蓋面、または舌側面の中央に配置されるべきである。さらに、好ましくは、強度について有利であるように、できる限り義歯の中央を通って延びるべきである。出口部分の位置および軸方向は、インプラントの位置および軸方向の延在によって決定される。入り口部分と出口部分との間の長手方向の延在は、枠組みの利用可能な体積に基づいて自由に決定することができる。これは、個々の状況に応じて、真っ直ぐな直線的な延在、或る角度で出会う２つ以上の真っ直ぐな直線的または非直線的な部分、半径によって出会う２つ以上の真っ直ぐな直線的または非直線的な部分、ならびに二次元または三次元における長手方向の延在など、任意の延在が可能であることを意味する。したがって、長手方向の延在に、個々の状況にとって適切であると考えられる任意の長手方向の延在を与えることができる。枠組みの各々の流路が、他の流路とは異なる延在を有することができる。
【００３７】
貫通流路の数がインプラントの数に相当すること、および隣り合う流路の位置および延在を考慮に入れなければならないことを理解すべきである。
【００３８】
前記少なくとも１つの貫通流路は、自身の長手方向の延在において、非一様な断面を有することができる。これは、接続手段のアクセス性および操作性を向上させることができる。
【００３９】
前記層状の製造技術は、選択的レーザ処理、電子ビーム溶融などの選択的電子ビーム処理、または印刷技術であってよく、前記層状の製造技術が、均質な固化、ネットを形成する固化、あるいは均質な固化とネットを形成する固化との混合をもたらすことができる。
【００４０】
この層状の選択的な処理は、内側および外側の両方についてきわめて複雑な形状を有する製品を製造できるという利点をもたらす。表面の品質の要件に応じ、機械加工は不要であり、あるいは機械加工を大幅に減らすことができる。さらに、選択的な処理により、固化の程度を変えることができ、一部の領域を部分的に固化させた状態にしつつ、他の領域を完全に固化させることができる。固化とは、焼結、溶融、またはクラッディングを意味する。
【００４１】
これは、最終製品の構造強度の変化を可能にする。また、選択的な処理は、熱エネルギが特定のパターンにて供給される場合に、ネット状の構造などの複雑な構造を形成可能にする。後に機械加工が加えられる領域などの一部の領域を、均質に固化させて中実な構造を形成できる一方で、他の領域を、ネット状の構造へと固化させることができる。
【００４２】
印刷技術は、金属射出成形（ＭＩＭ）またはセラミック射出成形（ＣＩＭ）であってよい。
【００４３】
一般に、電子ビームのエネルギ含量はレーザビームよりも大きいため、電子ビーム処理が、より良好かつより高度の固化、すなわちより高い構造強度およびより短い製造時間をもたらすことができる。
【００４４】
前記粉末材料は、純チタニウム、チタニウム合金、コバルトクロム合金、チタニウムおよびジルコニウムの酸化ジルコニウム合金、ポリマーおよびセラミックの混合物、ポリマーおよびチタニウムの混合物、あるいはポリマーおよびナノ繊維の混合物、などの生体適合性材料を含むことができる。これは、材料を全て挙げ尽くしたものではなく、当業者にとって公知の他の材料も可能である。
【００４５】
別の態様によれば、本発明は、少なくとも１つの義歯を支持するように構成された義歯用の枠組みであって、接続手段を受け入れるように構成された少なくとも１つの貫通流路を備えており、この少なくとも１つの貫通流路が、入り口部分および出口部分を有しており、この出口部分が、当該枠組みと患者の顎骨に配置された少なくとも１つのインプラントとの間の協働を可能にするための配置および軸の向きを有している枠組みに関する。この枠組みが、前記入り口部分の位置が、当該枠組み上にモデル化されて当該枠組みによって支持される少なくとも１つの義歯の位置および形状に関する情報に基づいて決定されることで、前記入り口部分の入り口開口の位置が、前記少なくとも１つの義歯の咬合面、舌側面、または口蓋面に対応および直面するように構成された表面に開くように決定されることを特徴とする。
【００４６】
本発明の枠組みは、全ての関連部分において上述の本発明の方法からもたらされる枠組みに相当し、したがってその説明が参照される。
【００４７】
前記少なくとも１つの貫通流路が、当該枠組みの利用可能な体積を二次元または三次元に延びる前記入り口部分と前記出口部分との間の長手方向の延在を有することができる。前記入り口部分および前記出口部分の軸方向は、同じでなくてもよい。
【００４８】
前記少なくとも１つの貫通流路は、自身の長手方向の延在において、非一様な断面を有することができる。これは、ねじなどの接続要素の挿入および操作を容易にすることができる。
【００４９】
貫通流路に隣接する部位あるいは出口部分および／または入り口部分に隣接する部位が、中実な構造を有することができる一方で、他の部位は、ネットを形成する構造を有することができる。これは、構造強度および製造時間の最適化を可能にする。
【００５０】
一般に、特許請求の範囲において使用される全ての用語は、明細書において別の定義が明示的になされない限り、この技術分野におけるそれらの用語の通常の意味に従って解釈されるべきである。冠詞「ａ／ａｎ／ｔｈｅ」での要素、装置、成分、手段、ステップ、などへの言及は全て、特にそのようでないと明示されない限りは、そのような要素、装置、成分、手段、ステップなどが少なくとも１つ存在することを指すものして、非排他的に解釈されるべきである。本明細書に開示のあらゆる方法の各ステップは、特に明示的に述べられない限りは、開示のとおりの順番で実行されなくてもよい。
【００５１】
本発明の上述の目的、特徴、および利点、ならびにさらなる目的、特徴、および利点が、添付の図面を参照し、あくまでも例示であって本発明を限定するものではない以下の本発明の好ましい実施の形態の詳細な説明を通して、よりよく理解されるであろう。添付の図面において、類似の構成要素については、同じ参照番号が使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】先行技術の枠組みを備える上部構造のきわめて概略的な図である。
【図２Ａ】本発明による枠組みを備える上部構造のきわめて概略的な図である。
【図２Ｂ】図２Ａの上部構造の側面図をきわめて概略的に示している。
【図３】本発明の枠組みの別の実施の形態の正面図を示している。
【図４】異なる種類の硬化を受けた部位を有しているネットワークの実施の形態を示している。
【図５】本発明の方法を開示するフロー図である。
【図６】前記方法において入力として使用される数値モデルをもたらす別のやり方を開示するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１が、顎骨４’に取り付けられた２つのインプラント３’に隣接する先行技術の枠組み２’を備える上部構造１’のきわめて概略的な図である。例えば鋳造または機械加工によることができる開示の枠組みが、義歯５’および人工歯肉６’（いずれも破線で描かれている）を支持する。
【００５４】
インプラント３’への上部構造１’の接続は、各々が枠組み内を延びて義歯５’において外に出る貫通流路７’に受け入れられて取り付けられるように構成されたねじなどの形態の接続手段（図示されていない）によって行なわれる。貫通流路は、上部構造をインプラントに取り付けた後でシールされる。
【００５５】
図１に概略的に示されるとおり、先行技術による貫通流路７’は、インプラントの軸方向に対応する真っ直ぐな直線的な延在を有することができ、あるいは２つの面から穿孔されて、或る角度で出会う２つの真っ直ぐな直線部分７ａ’、７ｂ’を有してもよい。これは、接続手段が挿入されるように構成された入り口開口８’の位置が、義歯の最適な表面に常には位置しないことを意味する。むしろ、入り口開口８’の位置は、インプラントの軸方向の直接的な結果である。最悪の場合の筋書きにおいては、義歯ではなく、人工歯肉にあることさえ考えられる。
【００５６】
次に図２Ａおよび２Ｂに目を向けると、本発明による上部構造１が、２つの面から見てきわめて概略的に示されている。図２Ｂが、左側の歯５の概略の断面を示している。枠組み２そのものの別の実施の形態が、図３に開示されている。
【００５７】
上部構造１は、枠組み２を備えており、枠組み２は、枠組み上でモデル化されて枠組みによって支持される人工歯肉６を含むいくつかの義歯５を支持している。枠組み２を、少なくとも１つの層（通常は、アクリル、複合材料、または陶材などの異なる種類の表面仕上げ材料９のいくつかの層）を加えることによって義歯構造および人工歯肉がモデル化される骨格と等しくすることができる。表面仕上げ材料の総厚さは、通常は０．５〜３ｍｍになる。
【００５８】
枠組みは、好ましくは、少なくとも１つの義歯５の支持を可能にし、上部構造のインプラントへの堅固な取り付けを可能にするための充分に大きい外形を有する。さらに、重量および体積を減らすことで、患者にとっての快適さに悪影響を及ぼさないように、枠組みに含まれる材料を可能な限り少なくすべきである。
【００５９】
枠組み２は、好ましくは、純チタニウム、チタニウム合金、コバルトクロム合金、ならびにチタニウムおよびジルコニウムの酸化ジルコニウム合金など、生体適合性の材料で製作される。また、ポリマーおよびセラミクスの混合物、ポリマーおよびチタニウムの混合物、あるいはポリマーおよびナノ繊維の混合物であってもよい。他の材料も使用可能であることを理解すべきである。
【００６０】
枠組み２は、顎骨に取り付けられたインプラントの数に対応するいくつかの貫通流路７を有している。各々の貫通流路７が、枠組み２およびこの枠組み上にモデル化された１つ以上の歯５を貫いて延びている。したがって、貫通流路７の第１の部位１０ａが、枠組みを貫いて延びている一方で、第２の部位１０ｂが、枠組み上にモデル化された少なくとも１つの義歯を貫いて延びている。２つの部位１０ａ、１０ｂが協働して、連続的な貫通流路７を形成している。さらに、枠組み２の各々の貫通流路７は、入り口部分１１および出口部分１２を有している。入り口および出口部分１１、１２を有する貫通流路７は、インプラント用に意図された接続手段（図示されていない）の挿入、案内、および操作を可能にする直径または断面を有している。接続手段は、ねじなどであってよい。貫通流路は、枠組みの利用可能な体積を二次元または三次元にて延びる前記入り口部分と前記出口部分との間の長手方向の延在を有することができる。前記入り口部分および前記出口部分の軸方向は、同じでなくてもよい。また、延在に沿って変化する断面を有してもよい。真っ直ぐな直線的な延在からの逸脱には、半径を持たせることができる。
【００６１】
入り口部分１１と出口部分１２との間の貫通流路７の長手方向の延在は、例えば顎骨４におけるインプラント３の位置および軸方向Ａ、歯の配置、枠組みにおいて利用することができる材料の体積、ならびに枠組みおよび義歯における構造強度などのパラメータに基づいて決定される。これらは全て、歯科医または歯科技工士によって彼らの技量に基づいて決定されるパラメータである。
【００６２】
入り口部分１１は、枠組み上にモデル化される義歯５の咬合面、口蓋面、または舌側面を支持するように意図された枠組みの部位に配置される入り口開口１３を有している。貫通流路の延在が、そのような歯を貫いて続くことを理解すべきである。しかしながら、表面仕上げ材料９の限られた厚さゆえに、枠組みにおける入り口開口１３の位置は、枠組み２の外面１６の意図される位置に影響を及ぼすことなく義歯５の期待される表面１４へと容易に移動させることが可能である。
【００６３】
入り口開口１３が咬合面、口蓋面、または舌側面に出ることが好ましい。入り口開口を、最も近い利用可能な歯に配置することができるが、より適切であると考えられるのであれば、隣の歯に配置することも可能である。入り口部分そのものは、形成される貫通流路の長手方向の延在によって決定される軸方向の延在を有する。
【００６４】
出口部分１２は、顎骨の特定のインプラント３に適合するように構成された位置および軸方向を有している。さらに、出口部分１２は、その内部（図２Ａの左側）または外側境界面（図２Ａの右側）に、高い精度でインプラントにはまるように構成された形状を有する座１５ａを形成している。位置および軸方向が、顎骨の対応するインプラントの位置および軸方向によって決定される一方で、形状は、インプラントの種類によって決定される。今日において、２０００を超える異なるインプラントが市場において入手可能であるが、一般的な標準化は存在していない。１つの同じ枠組みを、様々なインプラントに組み合わせることができる。
【００６５】
出口部分１２は、顎骨に面するように意図された枠組みの畝状部１６に形成される。
【００６６】
枠組み２は、粉末の層１７が熱エネルギを使用することによって重ね合わせに配置されて選択的に固められる層状の製造技術を使用することによって製造される。この技術は、レーザ選択的レーザ処理または電子ビーム溶融などの選択的電子ビーム処理であってよい。また、金属射出成形（ＭＩＭ）またはセラミック射出成形（ＣＩＭ）など、印刷技術を使用することが可能である。一般に、電子ビームのエネルギ含量はレーザビームよりも大きいため、電子ビーム処理が、より良好かつより高度の固化、すなわちより高い構造強度およびより短い製造時間をもたらすことができる。
【００６７】
層状の製造技術は、形成すべき枠組みの数値も出るに基づく数値制御プロセスである。枠組みが、粉末材料の層１７を次々に配置または印刷し、１つ以上の層を固化させるために熱エネルギを供給することによって積み上げられる。数値制御により、エネルギを、エネルギ含量および位置の両方に関して高い精度で供給することができる。
【００６８】
層状の選択的な処理は、内側および外側の両方についてきわめて複雑な形状を有する枠組みを製造できるという利点をもたらす。固化の程度は様々であってよく、一部の部位が不完全な固化であり、他の部位が完全な固化であってよい。これは、複雑な構造も可能にし、例えばエネルギを特定のパターンにて供給することによって、ネット状の構造を形成することができる。固化は、中実構造１９、ネット形成構造１８、あるいは中実およびネット形成構造の混合をもたらすことができる。例として、貫通流路７に隣接する部位、あるいは出口部分１２および／または入り口部分１１に隣接する部位が、中実構造を有することができる一方で、他の部位が、ネット形成構造を有することができる。そのような実施の形態が、図４に概略的に示されている。
【００６９】
また、層状の製造技術によって、形成すべき枠組みの種々の部分に異なる材料を適用することが可能である。例として、或る部分をチタニウムによって構成できる一方で、別の部分をコバルト／クロムによって構成することができる。
【００７０】
以下で、本発明の一実施の形態による義歯用の枠組みの製造方法を、図５のフロー図を参照して説明する。以下の説明は、２つ以上（好ましくは、少なくとも２つ）のインプラントが患者の顎骨に配置済みであるという理解に基づいている。
【００７１】
セットアップ、すなわち製造すべき枠組みまたはその部品の物理的な三次元モデルが、歯科技工士によって製造される（ステップ１００）。セットアップは、通常はアクリルまたはろうで作られるが、枠組みの外形および境界を定めている。例えば重量および材料の消費を減らすために、不要な材料を取り除くように注意を払うことができる。
【００７２】
セットアップにおいて、歯科技工士は、後にモデル化されて枠組み上に支持される義歯に基づいて、入り口開口の適切な位置を提案することができる。提案される位置を、基準点としてマークすることができる。位置は、枠組みのうちの表面仕上げ材料のいくつかの層によって覆われる部位に決定されることで、義歯の咬合面、口蓋面、または舌側面を支持する。
【００７３】
いくつかの場合には、製造すべき枠組みの一部分をモデル化するだけで充分である可能性があることを、理解すべきである。
【００７４】
セットアップが、第１の数値モデルを生成するためにスキャンされる（ステップ２００）。これは、提案される各々の入り口開口の位置を含む枠組みの外形についての数値情報を含む。これ以上は説明しないが、スキャンを、当業者にとって周知の方法および装置によって行なうことができる。
【００７５】
インプラントの位置およびインプラントの軸方向についての情報を得るために、マスターモデル、すなわち三次元モデルが、少なくとも１つのインプラントを含む顎骨の型に基づいて生成される（ステップ３００）。マスターモデルは、支持部ならびにインプラントの数に相当する数のレプリカ（ｒｅｐｌｉｃａ）を備えており、各々のレプリカが、顎骨における対応するインプラントの正確な位置および正確な軸方向を有している。マスターモデルの製造は、技術的に周知であり、これ以上は説明しない。
【００７６】
マスターモデルが、各々のインプラントの位置および軸方向についての数値情報を含む第２の数値モデルを生成するためにスキャンされる（ステップ４００）。
【００７７】
次のステップとして、第１および第２の数値モデルが、以下ではアセンブリと称される１つの数値モデルへと合併される（ステップ５００）。アセンブリは、第１および第２の数値モデルに含まれる全ての数値情報を含んでいる。これを、例えば、ＣＡＤシステムなどのコンピュータシステムを使用することによって製作することができる。
【００７８】
アセンブリは、将来の作業に必要な全ての関連情報を含むことを確実にするためにリファインされる（ステップ６００、７００）。全ての無関係な数値情報は、隠され、あるいは取り除かれる。これを行なうための正確なやり方は、使用されるコンピュータシステムに依存する。マスターモデルに関して無関係な情報の例は、支持部およびレプリカの形状に関係する。維持すべきマスターモデルからの情報は、インプラントの実際の位置および軸方向を表わす情報であり、とりわけ各々のレプリカ、すなわち各々のインプラントの上面の平面に関する情報である。同じように、セットアップを表わしている第１の数値モデルからの数値情報についても、無関係な情報があれば隠される。
【００７９】
貫通流路が、インプラントの位置および軸方向ならびに入り口部分の入り口開口について提案された基準点に関する情報に基づいてモデル化される。これを、使用されるインプラントおよびそれらの接続手段の既知の幾何学的情報に基づき、ＣＡＤモデルにおいて貫通流路を入り口部分および出口部分とともにモデル化することによって行なうことができ、あるいは使用されるインプラントおよびそれらの接続手段に対応するあらかじめ描かれた形状のデジタルライブラリから前記情報を取り入れることによって行なうことができる。例として、そのようなライブラリは、市場において入手可能なインプラントおよび接続手段を表わすいくつかのあらかじめ描かれた形状を含むことができ、あらかじめ描かれた形状は、接続手段を受け入れて貫通流路内で操作することができるようなサイズおよび断面形状を有し、出口部分は、インプラントそのものだけでなく、使用される接続手段にも適合する座を形成する形状を有する。
【００８０】
リファインにおける１つの段階として、提案された入り口開口の位置が、製造すべき枠組みの利用可能な体積における貫通流路の長手方向の延在、モデル化されて枠組みによって支持される少なくとも１つの義歯の予想される形状、ならびにそのような義歯の咬合面、口蓋面、または舌側面の予想される位置、などといったパラメータに照らして評価される。より好ましい位置をもたらすように位置を変更すべきであると判断される場合、これは、アセンブリにおいてデジタル的に行なわれる。考慮すべき側面は、製造される枠組みおよび少なくとも１つの義歯の構造強度である。考慮すべき別の側面は、歯科医にとっての入り口開口の利用しやすさである。
【００８１】
リファインにおけるもう１つの段階は、後に機械加工が加えられる領域への余分な材料の追加である。これは、特には、インプラントにぴったりとはまる座を形成するように構成され、接続手段に係合するように構成される出口部分の表面である。
【００８２】
ひとたび枠組みの完全な設計がアセンブリにおいて決定されると、得られた数値モデルが、使用される層状の製造技術に適したプログラムコードへと変換される（ステップ８００）。
【００８３】
使用される特定のシステムに応じて、いくつかの特徴を決定し、生成されるプログラムコードに含めるために利用できるかもしれない。そのような特徴の例は、層の数、層状の製造を可能にするための空間における枠組みの向き、製造される枠組みのための支持体の数、および一度に製造すべき枠組みの数である。
【００８４】
決定すべきさらなるパラメータは、エネルギ含量、粉末材料の種類、温度、形成時に枠組みを支持する台座の予熱、どの領域に中実な構造を持たせ、もしあれば、どの領域にネット状の構造を持たせるべきかなどの構造的特徴、ならびに固化、すなわち焼結、溶融、またはクラッディングの種類および程度などのプロセスパラメータである。
【００８５】
これらが、層状の製造のために使用されるシステムの種類に応じて利用することができる特徴の例にすぎないことを理解すべきである。これを、どのシステムが使用されるかに応じて、１つの同じコンピュータシステムにおいて行なうことができ、あるいはいくつかのコンピュータシステムを使用して行なうことができる。結果は、層状の製造設備のためのプログラムコードである。
【００８６】
プログラムコードが、層状の製造へと転送され、枠組みが製造される（ステップ９００）。各々が固有の設計を有している複数の枠組みは、同時に製造できることを理解すべきである。
【００８７】
得られる枠組みは、層の数、粒子のサイズ、およびエネルギの供給などといったいくつかのパラメータに応じて、かなり粗い表面を有する。少なくとも出口部分の表面を、インプラントおよびその接続手段にぴったりとはまる座をもたらすように、機械加工することができる。そのような機械加工を実行するために、枠組みを、数値制御の機械へと移すことができる。
【００８８】
数値制御の機械のために必要なプログラムコードを生成する際に、マスターモデルを表わす上述の第２の数値モデルを入力として使用することができる（ステップ１０００）。使用すべき関連の情報は、インプラントの位置および軸方向、ならびに各々のレプリカ、すなわち各々のインプラントの上面の平面の位置を表わす情報である。やはり、機械加工すべき形状を、使用されるインプラントおよびそれらの接続手段の既知の幾何学的情報に基づいてモデル化することができ、あるいはあらかじめ描かれた形状を含むデジタルライブラリから前記情報を取り入れることによってモデル化することができる。そのようなデジタルライブラリは、そのような形状を機械加工するためのプログラムコードをさらに含むことができる。
【００８９】
プログラムコードが、使用されるべき数値制御の機械へと転送され、枠組みに機械加工が加えられる（ステップ１１００）。
【００９０】
得られた枠組みは、上部構造の仕上げ（ステップ１２００）、すなわち枠組みに少なくとも１つの義歯および人工歯肉をもたらす際に、骨格としてすぐに使用できる状態である。得られた上部構造は、入り口開口を介して貫通流路へと挿入される接続手段を使用することによって患者の顎骨へと取り付けられる。取り付けの後で、開口がシールによって覆われ、封じられる。
【００９１】
本発明を、主としていくつかの実施の形態を参照して説明した。しかしながら、当業者であれば容易に理解できるとおり、上記開示の実施の形態以外の他の実施の形態も、添付の特許請求の範囲によって定められるとおりの本発明の技術的範囲において、同様に可能である。
【００９２】
本発明の方法に必要であり、本発明の枠組みを製造するために必要である数値情報を、いずれも本発明の技術的範囲に包含されるいくつかのやり方で収集および処理できることを理解すべきである。これは、セットアップおよびマスターモデルの製造にも当てはまる。
【００９３】
物理的なセットアップモデルをもたらすステップを、デジタルモデルだけをもたらすことによって置き換えることができる。セットアップのそのようなデジタルモデルは、マスターモデルから集められる関連の情報に基づいて生成される。
【００９４】
マスターモデルの代案として、インプラントについて対応する数値情報を、インプラントを有する患者の口腔のＣＴスキャンによって得ることができる。
【００９５】
１つの代案の方法が、図６を参照して開示される。この実施の形態によれば、層状の製造技術において入力として使用される数値モデルが、少なくとも１つのインプラントを含む患者の顎骨の型を製作すること（ステップ１００’）によってもたらされる。型がスキャンされ（ステップ２００’）、少なくとも１つのインプラントの位置を含む型の形状を表わす第１の数値モデルがもたらされる。
【００９６】
随意により、第１の数値モデルを、患者の顎骨を三次元的にスキャンすることによって直接生成することもできる。
【００９７】
次いで、少なくとも１つの義歯の形状を表わす数値情報が、第１の数値モデルへと加えられる（ステップ３００’）。少なくとも１つの義歯に関する数値情報を、複数の典型的な歯の形状を表わす数値情報を含んでいる数値ライブラリから、どの歯を置き換えるのか、患者の年齢はいくつか、などのパラメータに応じて取り出すことができる。技工士が、義歯を最もよく表わす歯の種類を選択し、その情報を第１の数値モデルへと取り入れる。数値情報は、固定であっても、拡大縮小が可能であってもよい。後者は、技工士が標準の形状を患者の体に合わせて容易に調節することを可能にする。
【００９８】
このようにして生成された数値モデルに基づき、技工士が、第１の数値モデルにおいて入り口開口の位置を決定し（ステップ４００’）、次いでこのようにして変更されたモデルを、図５に関して上述したステップ６００〜１２００に沿った上述の層状の製造技術（ステップ６００’〜１２００’）において入力として使用することができる。
【００９９】
型は、型の負の数値モデルを表わし、第１の数値モデルを、周知の手段によって正の数値モデルへと反転できることを、当業者であれば理解すべきである。
【図１】
2014500747.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014500747.tif 000009
【国際調査報告】
2014500747.tif 000010
2014500747.tif 000011
2014500747.tif 000012