(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４ＨＶ ＧＰａから２０ＨＶ ＧＰａの範囲のビッカーズ硬度値を有する機械加工可能な歯科材料で構成された本体であって、
外表面と、
上端部と、
下端部と、
前記上端部と前記下端部との間の中央部分と
を備えた前記本体と、
前記本体の前記中央部分の外表面から突出し、前記本体に近接する第１のステム端部の幅を有するステムであって、前記幅が４ｍｍ以下である、前記ステムと、
とを備え、
前記本体の前記中央部分が、前記第１のステム端部の位置において、１２ｍｍ超過の内接円直径と２０ｍｍ未満の外接円とを有する断面幾何学形状を有する、歯科用修復物を整形するための機械加工可能なプリフォーム。
【請求項２】
前記中央部分が、円筒状本体と、前記第１のステム端部の位置で２０ｍｍ未満の直径を有する円形断面幾何学形状とを備える、請求項１に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項３】
前記ステムの長さと前記第１のステム端部の前記幅との比が１．５：１超過および４：１以下である、請求項１に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項４】
下端面から前記中央部分に向かって延在する、前記プリフォーム本体の前記外表面内に含まれるキャビティをさらに備える、請求項１に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項５】
前記機械加工可能な歯科材料が、セラミック、ガラス、またはガラスセラミックを含む、請求項１に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項６】
前記機械加工可能な歯科材料が、完全焼結されたジルコニアまたは完全焼結されたイットリア安定化ジルコニアの８５重量％以上の焼結ジルコニアセラミック材料を含む、請求項１に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項７】
完全焼結されたセラミック歯科材料の本体であって、
上端部および下端部と、
外表面および１２ｍｍ以上２０ｍｍ以下の直径を有する円形断面を有する、前記上端部と前記下端部との間の円筒形状の中央部分と、
下端面の約５０％から８０％の表面積を有するキャビティ開口部を形成する、前記下端部の陥凹部と
を備えた前記本体と、
前記中央部分の前記外表面から突出するステムと、
を備える、歯科修復物を整形するための機械加工可能なプリフォーム。
【請求項８】
前記円筒形状の中央部分の前記外表面と、前記上端部および下端部の少なくとも１つとの間に、少なくとも１つのフィレット縁部を備える、請求項７に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項９】
前記キャビティの周りに少なくとも１つの面取り縁部を備える、請求項７に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項１０】
前記キャビティが、前記円筒状本体の長さの約５％から５０％の深さを含む、請求項７に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項１１】
前記ステムの第１の端部から前記上端部までの距離が、前記本体の長さの３０％から約７０％である、請求項７に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項１２】
ａ）中間プリフォーム材料を得るステップと、
ｂ）前記中間プリフォーム材料を整形して中間形状を形成するステップであって、前記中間形状が、
外表面と、上端部と、下端部と、前記上端部と前記下端部との間の中央部分と、前記上端部および前記下端部の少なくとも１つから前記中央部分に向かって延在するキャビティとを備えた本体と、
前記本体に近接する第１のステム端部を有し、前記上端部と前記下端部との間の前記中央部分で外表面から突出するステムと、
を備えている、ステップと、
ｃ）前記中間形状を、前記プリフォーム材料の理論上の最高密度の約９８％から約１００％の密度まで焼結して、焼結プリフォームを形成するステップと
を含み、
前記焼結プリフォームは、前記第１のステム端部において約４ｍｍ以下の幅を有し、
前記焼結プリフォーム本体の前記中央部分が、前記第１のステム端部において、１２ｍｍ超過の内接円直径と２０ｍｍ未満の外接円直径とを有する断面幾何学形状を有する、歯科修復物を整形するのに使用される機械加工可能なプリフォームの作製方法。
【請求項１３】
前記中間プリフォーム材料が焼結前セラミックブロックであり、前記中間プリフォーム材料を整形する前記ステップが、焼結前セラミックブロックを切削してモノリシックの中間形状とするステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記整形するステップが、前記中間プリフォーム材料を成型して前記中間形状とするステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記中間材料が、焼結の際に、１０ＨＶ  ＧＰａから１５ＨＶ  ＧＰａの範囲のビッカーズ硬度値を有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
ａ．プリフォームであって、
ｉ．４ＨＶ  ＧＰａから２０ＨＶ  ＧＰａの範囲のビッカーズ硬度値を有する材料を含む歯科修復物を整形するための本体であって、外表面と、上端部と、下端部と、前記上端部と前記下端部との間の中央部分とを備える前記本体と、
ii．前記本体に近接する第１のステム端部を有し、前記中央部分から突出するステムと、
を備え、
前記本体の前記中央部分が、前記第１のステム端部の位置において、１２ｍｍ超過の内接円直径と２０ｍｍ未満の外接円とを有する断面幾何学形状を有する、前記プリフォーム、および
ｂ．シャンクと、ダイヤモンドの高さの５０％から９５％の範囲の厚さを有する合金コーティングに埋め込まれたダイヤモンドを含むダイヤモンドコーティングとを含む削合工具を備える、完成歯科修復物を作製するキット。
【請求項１７】
前記プリフォームの本体材料が、天然または人工歯列に対応する色調を含む完全焼結ジルコニアセラミックである、請求項１６に記載のキット。
【請求項１８】
前記プリフォーム本体が、前記第１のステム端部の位置で円形断面を含む円筒状本体であり、上端部、下端部、または両方から前記中央部分に向かって延在するキャビティを有する、請求項１６に記載のキット。
【請求項１９】
前記第１のステム端部が、約４ｍｍ以下の幅または直径を有する、請求項１６に記載のキット。
【請求項２０】
前記第１のステム端部から前記上端部または前記下端部までの距離が、前記プリフォーム本体の長さの約３０％から約７０％に等しい、請求項１６に記載のキット。
【請求項２１】
前記ステムは、整形の間、焼結されたセラミックプリフォームを整形機械に取り付けるための取付け部材に接続される第２のステム端部をさらに有する、請求項１または７に記載の機械加工可能なプリフォーム。
【請求項２２】
前記ステムは、取付け部材に接続される第２のステム端部をさらに有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項２３】
前記ステムは、整形の間、前記プリフォームを整形機械に取り付けるための取付け部材に接続される第２のステム端部をさらに有する、請求項１６に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科修復物プリフォームおよびその作製方法に関する。本出願は、２０１５年８月３日に出願された米国仮特許出願第６２／２００，５３２号の利益および優先権を主張し、その出願の全体を参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
歯科学の分野での使用が知られているセラミック材料は、クラウン、ブリッジなど、高強度の修復物を提供する。一部のセラミック材料は、完全に焼結すると８００ＭＰａを上回る曲げ強度値を有し、欠け落ち、破損、および摩耗に対して耐性をもつ修復物をもたらす。材料の進歩によって、容認可能な強度を維持したまま、色および透光性の点で美観が向上し、これらの材料からコスト効率の良い方法で修復物を製造することができる。
【０００３】
コンピュータ支援の設計プロセスによって作られた歯科修復物は、完全密度まで加熱する際の全体サイズの低減に適応するための拡大率を使用して、未加工または焼結前セラミックの段階にある多孔質セラミック材料からＣＡＭプロセスによって切削されてもよい。切削後、多孔質修復物の設計が完全密度まで焼結されて、最終修復物が生成される。不利なことに、多孔質セラミックの歯科用設計を切削するステップ、および切削した形状を焼結して最終修復物を形成するステップが別個のステップであることが、歯科医がチェアサイドでセラミック修復物を作製する妨げとなって、患者が修正を待たなければならない時間の量が増加することがある。
【０００４】
チェアサイドで修復を行う時間の量を低減するため、米国特許出願公開第２００６／０２０４９３２号明細書は、最終歯科用成形品に非常に類似した幾何学形状およびサイズへと予備構成される、「スマート」切削用ブランクの集合またはライブラリを開示している。単一のサイズおよび形状を有する従来の切削用ブランクに比べて、材料の無駄を低減することができ、これは貴石または準貴石材料を使用する場合に望ましい。スマート切削用ブランクライブラリは、縮尺が互いに異なる幾何学形状を有する、また好ましくは多くても１つの対称面を有する、一連のブランクを含むものとして記載されている。ブランクは、切削機械用の特定配向のアタッチメントキーを有する統合されたホルダによって、整形装置内に装着される。
【０００５】
ほぼネット形状の切削可能なブランクからセラミック修復物を作製する方法は、また、例えば、同一出願人による米国特許出願公開第２０１３／０３１６３０５号明細書によって知られており、その全体を参照により本明細書に組み込む。修復物形状を厳密に複製し、それによってチェアサイドプロセスにおける材料除去を最小限に抑えるように各形状が設計された、様々な形状の切削可能なブランクを収容したキットが開示されている。キットは、様々な形状および色調の修復物ブランクを含むとともに、チェアサイドソフトウェア、および切削可能なブランクを歯科医によって最終的な外形を適合させた修復物へと変換するチェアサイド切削機械を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２０４９３２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１３／０３１６３０５号明細書
【特許文献３】米国特許第８，２９８，３２９号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０１１５０８４号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１３／０２３１２３９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１３／０３１３７３８号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２０１４／０１０９７９７号明細書
【発明の概要】
【０００７】
歯科修復物（dental restoration）を整形後に強化するためのさらなる加工ステップを要することなく、前方（anterior）または後方（posterior）に適用するための十分な強度を有する歯科修復物へと整形可能である、機械加工可能なプリフォームが記載される。焼結プリフォーム（sintered preform）は、色付きの最終的なカスタム歯科修復物へと整形されてもよい。焼結プリフォームは、焼結材料の本体と、プリフォーム本体の中央から突出するステムとを備える。チェアサイド機械を使用して、歯科修復物は焼結プリフォームから整形されてもよく、整形後の焼結を必要とせず、カスタムの完成製品を作る時間が大幅に低減される。焼結プリフォームは、ほとんどのカスタム修復物設計に適応する固有のサイズおよび形状を有し、歯科修復物の整形中に除去される焼結材料の量が低減される。有利には、ステム（stem）を配置することによって、歯科修復物整形後のさらなる焼結なしに、焼結材料から歯科修復物を整形するための、固有の工具経路および機械加工戦略が容易になる。
【０００８】
未焼結材料を得るステップと、未焼結材料を整形して、本体およびステムを有する未焼結の整形形態にするステップを含む、整形形態を完全密度（full density）まで焼結して焼結プリフォームを形成するステップとを含む、焼結プリフォームを作製する方法も開示される。単一のブロックの形態で得られる未焼結材料は、未焼結の単一体の連続した整形形態へと切削されてもよい。あるいは、未焼結材料は、射出成形によって、未焼結の整形形態へと成型される。別の代替例では、未焼結材料は、中間整形形態へと成型され、次に切削によってさらに形状が改良され、その後に焼結されて最終整形形態となる。一実施形態では、焼結前セラミックブロックは、中間整形形態へと切削され、次に完全密度まで焼結されて焼結プリフォームを形成し、それがチェアサイド切削によって完成歯科修復物へと整形されてもよい。有利には、プリフォームステムによって、歯科修復物を焼結本体から整形するための固有の工具経路および機械加工戦略が容易になる。固有の工具は、焼結プリフォームを歯科修復物へと整形するのに使用されるものとしても説明される。
【０００９】
カスタム歯科修復物は、既知のＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プロセスを使用して設計されてもよく、ＣＡＭアプリケーションは、開示されるプリフォームを最終歯科修復物へと機械加工する入れ子状の修復物設計の位置情報に基づいて、切削経路および機械加工戦略を作るために適用される。プリフォーム形状およびステム位置に基づいて、固有の入れ子戦略が開発されてもよく、それによって、カスタム修復物を焼結プリフォームから機械加工するときの工具経路および機械加工戦略の効率性がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１−１】図１Ａは、一実施形態によるプリフォームを示す底面斜視図である。図１Ｂは、底面斜視図から見たプリフォームの一実施形態内における入れ子状の修復物設計の図である。
【図１−２】図１Ｃは、ブロックの寸法を示す図である。
【図２】図２Ａは、一実施形態によるプリフォームの上面斜視図である。図２Ｂは、一実施形態によるプリフォームの側面図である。図２Ｃは、一実施形態によるプリフォームの正面図である。
【図３−１】図３Ａは、マンドレルに取り付けられて示される一実施形態によるプリフォームの底面図である。図３Ｂは、マンドレルに取り付けられて示される一実施形態によるプリフォームの上面図である。
【図３−２】図３Ｃは、マンドレルに取り付けられて示される一実施形態によるプリフォームの側面図である。
【図４】プリフォームおよびプリフォームステムから作製される一実施形態による修復物を示す斜視図である。
【図５】図５Ａは、一実施形態によるプリフォームの底面斜視図、図５Ｂはその側面図である。
【図６】図６Ａは、一実施形態による削合工具の正面斜視図、図６Ｂはその側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
整形後に焼結を要することなく、患者の口内に直接挿入するのに十分な材料の硬さおよび強度を有するクラウンなどの最終歯科修復物へと、チェアサイドで整形されてもよい、機械加工可能なプリフォームが開示される。図１Ａおよび１Ｂに示される一実施形態を参照すると、機械加工可能なプリフォーム（１００）は、プリフォーム本体（１０１）と、プリフォーム本体（１０１）から突出するプリフォームステム（１０２）とを備える。図１Ｂに例示されるように、歯科修復物設計（１０３）は、プリフォームステム（１０２）に対する歯科修復物設計（１０３）の選択された入れ子および配置のため、プリフォーム本体のモデル内で完全回転を有する。機械加工可能なプリフォームから修復物を整形する際の最終歯科修復物上におけるステムの位置は、入れ子位置によって決定される。
【００１２】
図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃに示される一実施形態では、プリフォーム（２００）は、円筒本体長さ（線Ａ−Ａ’）を有する円形の円筒状本体（２０１）を有する。プリフォーム本体（２０１）は、湾曲した外表面（２０４）と、上端部（２０６）および下端部（２０７）の間の中央部分（２０５）とを備える。図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃでは、円筒状本体（２０１）長さ（線Ａ−Ａ’）は、ステム（２０２）長さ（図３Ａ、線Ｃ−Ｃ’）に実質的に直交して配向される。ステム（２０２）は、円筒状本体の湾曲した外表面（２０４）から離れる方向で突出し、整形機械に直接または間接的に取り付けるための取付け部材（２０３）まで延在する。プリフォーム本体（２０１）は、下端部（２０７）のキャビティブレークアウト寸法（cavity breakout dimension）から中央部分（２０５）に向かって延在する、キャビティ（２０８）をさらに備える。図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃに例示されるような、円筒状本体の中央部分（２０５）の湾曲した外表面（２０４）は、実質的に平滑であり、中央部分（２０５）は、上端部と下端部との間に均一な外形を有する。
【００１３】
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、プリフォーム（３００）の一実施形態を示す。円筒状のプリフォーム本体（３０１）は、円形の上端面（３０９）および下端面（３１０）と、外形（線Ｂ−Ｂ’）を有する実質的に円形の断面を備えた中央部分（３０６）と、キャビティ（３０８）がそこから中央部分（３０６）に向かって内側に延在する陥凹部（３１１）とを備える。ステム（３０２）は、上端部と下端部との間のほぼ等距離で、中央部分の湾曲したプリフォーム本体外表面（３０４）から離れる方向で延在する。ステムは、湾曲した中央部分（３０６）と取付け部材（３０３）との間を延在する。取付け部材（３０３）は、取付け部材の底面（３１５）によってマンドレル（３０５）に付着し、プリフォームを整形機械に間接的に取り付ける。
【００１４】
クラウン修復物がそこから整形されるプリフォーム本体は、図面に描かれるような円筒形態の中央部分を備えてもよいが、他の形状も本発明で使用するのに適していることがある。あるいは、本体（１０１）または本体中央部分は、例えば、楕円状の円筒、多面体、曲面多面体、扁平面を有する円筒、立方体、辺を丸み付けた立方体などを含む。図１Ｂは、プリフォーム本体（１０１）の形状およびサイズが、ｚ軸（線Ｚ−Ｚ’）を中心にしたプリフォーム本体内の修復物設計（１０３）の完全回転に適応しており、したがって、プリフォームが最終修復物に対する３６０°（完全回転）のステム（１０２）配置を含む、一実施形態を示している。修復物設計がそこから整形される中央部分の円形断面の外径は、約１２ｍｍ〜約２０ｍｍ、または約１３ｍｍ〜約１８ｍｍ、または約１４ｍｍ〜約１７ｍｍであってもよい。上端部と下端部との間のプリフォーム本体の長さは、例えば、咬合面の最高点（４０４）から歯の辺縁部（tooth margin）の最低点（４０５）までで測定した場合の、ほとんどの歯科修復物設計（４００）の高さに適応するのに十分であり、したがって、プリフォーム本体またはプリフォーム本体の中央部分の長さは、２０ｍｍ未満、もしくは１８ｍｍ未満、もしくは１６ｍｍ未満、もしくは１５ｍｍ未満であってもよく、または約１０ｍｍ〜１５ｍｍであってもよい。いくつかの実施形態では、中央部分の横断直径とプリフォーム本体の長さの比は、１．０：１．０超過である。
【００１５】
いくつかの実施形態では、非円形の断面または不規則形状の断面を有するプリフォーム本体は、ｚ軸を中心にした修復物設計の完全回転（３６０°）に対して中央部分内に断面幾何学形状を有する。上側部分、下側部分、およびそれらの間の中央部分を備えるプリフォーム本体は、断面幾何学形状（上部表面および下部表面とほぼ平行）を有し、ステムが中央部分から突出する位置において、内接円直径は約１２ｍｍ超過、外接円直径は約２０ｍｍ未満である。対照的に、既知の切削ブロックのサイズおよび形状（例えば、約１５ｍｍ×１６ｍｍ）を有するブロックの代表例は、図１Ｃに示されるような断面幾何学形状（１１２）を有する。この例では、選択された直径（例えば、１２ｍｍ）の内接円（１１４）は、代表的なブロックの断面寸法内に収まる。しかしながら、代表的なブロックの断面幾何学形状は、選択された直径（例えば、２０ｍｍ）の外接円（１１５）内に収まらず、したがって、ブロックのサイズを増加させずに既知のブロック設計内で完全回転させることができるクラウン設計のサイズが低減される。
【００１６】
いくつかの実施形態では、プリフォーム本体は、平坦な端面と、本体の長さを通して均一な断面直径または幅とを有する。あるいは、上端および下端領域（２０６、２０７）は先細状であって、中央部分（２０５）よりも小さい断面直径または幅の上端面および下端面を備える。先細状の上端および／または下端部分は、中央部分のプリフォーム外表面（２０４）と端面（例えば、下端面２１１）との間の整形縁部、または端面のキャビティ（２０８）の周りの整形縁部、またはそれら両方を備えてもよい。例えば、図１Ａに示されるように、下端領域（１０５）は、中央部分の外表面（１０４）と下端面（１０７）との間に第１のフィレット縁部（filleted edge）（１０６）を有し、さらに、第２のフィレット縁部（１０８）が下端面（１０７）で陥凹部（１０９）を取り囲み、キャビティ（１１０）が第２のフィレット縁部から円筒状本体の中央部分（１１１）に向かって内側に延在する。図１Ａに示される実施形態では、プリフォーム本体は、上端面（図示なし）とプリフォーム本体外表面（１０４）との間にフィレット縁部を備える、上端領域（１１３）へと先細状になっている。
【００１７】
さらなるプリフォーム（５００）が図５Ａ（下面図）および図５Ｂ（側面図）に例示されており、これらの図は、ステム（５０２）および取付け部材（５０３）を備えるプリフォーム本体（５０１）を示し、下端領域（５０６）および上端領域（５０７）が両方とも面取り縁部（５０８、５０８’）を有する。プリフォーム本体外表面（５０４）の直径は、中央部分（５０５）から上端面および下端面（それぞれ、５０９、５１０）まで先細状になっている。図５Ａに例示される下端領域（５０６）は、下端面（５０９）に陥凹部（５１２）を形成する第２の面取り縁部（５１１）を有し、キャビティ（５１３）は陥凹部から中央部分に向かって延在する。
【００１８】
いくつかの実施形態では、１つまたはそれ以上の整形縁部を有する機械加工可能なプリフォームは、クラウンなどの最終歯科修復物を作製する際に除去すべき材料が少ない。キャビティの周りの整形縁部によって、整形工具がキャビティにアクセスするのが容易になってもよい。さらに、プリフォーム材料が実質的にないキャビティにより、修復物を整形する際に除去すべき材料の量を低減することができる。図５Ａに例示されるように、キャビティ（５１３）は、キャビティ開口部からプリフォーム本体の中央部分内へと延在し、上端面および／または下端面の陥凹部から内表面を形成する。他の実施形態では、キャビティは、プリフォームの前端および後端それぞれに形成される。
【００１９】
各キャビティの形状は同じであっても異なってもよく、倒立円錐、ドーム、円筒、溝などを含んでもよいがそれらに限定されず、または不規則形状を有してもよい。キャビティの開口部またはブレークアウト幾何学形状（breakout geometry）は、プリフォーム本体の中央部分の外径または幅の約２０％〜８０％の幅（もしくは、例えばブレークアウト面積が円形の場合は直径）を有してもよい。考察を簡単にするため、幅という用語は、本明細書で使用するとき、同様に直径を指すことがある。いくつかの実施形態では、キャビティの開口部は、プリフォーム本体の中央部分の外側幅の約３０％〜約７５％、もしくは約４０％〜約７５％の幅、または中央部分の外側幅の５０％〜８０％の幅を有し、あるいはキャビティ開口部またはブレークアウト寸法は、上端面、下端面、もしくは中央部分断面の表面積の約５０％〜約８０％の表面積を有する。
【００２０】
おおよそのキャビティ深さは、プリフォームを上端から下端まで測定したときの、プリフォーム本体の長さの５％〜５０％、またはプリフォーム本体の長さの１０％〜３５％、または本体の長さの１０％〜３０％であってもよい。円形のキャビティ開口部は、端面から測定したときの、プリフォーム本体の外表面直径の約７５％以下の内径を有してもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、プリフォーム本体は、キャビティによって形成される、ほぼ倒立円錐の形状の内表面（２１２）を有する。内表面は、機械加工工具によってアクセスされ、患者の口内の構造に付着し当接する、歯科修復物の凹状表面を形成するように機械加工される。プリフォーム本体のモデル内で修復物設計を入れ子にし、プリフォームのキャビティを修復物設計の凹状内表面と同軸で位置合わせすることによって、整形プロセス中の材料除去の量が低減される。
【００２２】
一実施形態では、プリフォーム本体は、断面幅（上述したように、直径を指してもよい）と、全ての単一の前方および後方（例えば、第一および第二大臼歯および小臼歯）の歯科修復物の少なくとも約９０％のサイズに適応する長さとを備えて、歯科医が複数のサイズおよび形状のプリフォームの在庫を蓄積する必要性を排除する。プリフォーム本体は、異なる形状およびサイズのこれまで準備した修復物設計に関する情報に基づいて設計されてもよい。一実施形態では、プリフォーム本体は、取得され、次に修復物設計の凸状の内表面が共通軸（例えば、図１Ｂに示されるような）の周りで配向されるようにして重ねられた、数千の単一のクラウン修復物設計の電子的表現によって設計される。一実施形態では、プリフォーム本体設計は、複数の前方歯タイプ（例えば、中切歯、側切歯、犬歯、ならびに任意に、第一および第二小臼歯）の修復物設計の複合物である。別の実施形態では、プリフォーム本体設計は、複数の後方歯タイプ（例えば、第一および第二大臼歯、ならびに任意に、第一および第二小臼歯）の修復物設計の複合物である。別の実施形態では、プリフォーム本体設計は、前方歯および後方歯タイプの修復物設計の複合物である。
【００２３】
重ねられ同軸で位置合わせされた修復物設計は、共通軸を中心にして回転させられる。回転の際、複合設計の最大寸法、例えば修復物設計の分割線またはシルエットは、整形本体設計の最大外表面寸法を形成する。いくつかの実施形態では、整形本体設計の外表面は、最大外表面寸法に基づいて平滑化されて、中心軸（例えば、線Ｚ−Ｚ’）を中心にして３６０°回転する、修復物設計の約９０％を入れ子にするのに適したサイズの直径を有する、実質的に円筒状の形状と円形断面とを形成してもよい。下端部と上端部との間のプリフォーム縁部、および中央部分は、上述したように整形されてもよい。任意に、プリフォームキャビティ設計は、倒立円錐形状の内表面をプリフォーム本体に提供するように平滑化された、複合修復物設計の凹状表面に対応する。
【００２４】
一実施形態では、類似サイズの複合修復物設計に適応する、縁部または角が約９０°の立方体または直方柱形状を有する標準的なプリフォームブロック形状と比べて材料体積が少ない、丸み付けされたまたは円形の断面設計を有するプリフォーム本体が提供される。さらに、ｚ軸を中心にした複合修復物設計の完全回転に適応する単一のプリフォーム設計は、非対称の歯形状を模倣するかまたはそれに似せた、非対称の幾何学形状を有するほぼネット形状のブロックとは対照的である。歯形状を有するほぼネット形状のブロックは、修復物設計の回転に適応せず、修復物のタイプおよびサイズの潜在的な範囲の装備を担保するため、特定の歯のタイプまたは歯番号の大型ライブラリもしくはキットを要する。
【００２５】
ステムは、最終修復物を整形する間、プリフォーム本体に対する支持を提供する。ステム長さは、プリフォーム本体と取付け部材との間に十分に大きい空間を提供して、プリフォーム材料に接触せずに工具経路に入るように、プリフォーム本体に隣接した位置で削合工具を配置するのを可能にしてもよい。図３Ａおよび３Ｂに例示される一実施形態では、ステム（３０２）は、円筒状本体（３０１）と取付け部材（３０３）とを架橋し、円筒状本体の外表面から上端部および下端部の間のほぼ中間をほぼ直交して延在する。ステムは、上端面および下端面から等距離で、または上端面および下端面の中間の約１５％〜約２５％以内で、プリフォームの外表面から突出してもよい。他の実施形態では、ステム接続部から上端部または下端部までの距離は、プリフォーム本体長さの約２０％〜約８０％、またはプリフォーム本体長さの約２５％〜約７５％、または本体の長さの約３０％〜７０％に等しい距離、または本体の長さの約４０％〜６０％に等しい距離に等しい。
【００２６】
ステム長さの軸（線Ｃ−Ｃ’）は、円筒状本体（３０１）長さの軸（線Ａ−Ａ’）に対して実質的に直交してもよい。いくつかの実施形態では、ステム長さの軸は、プリフォーム本体長さに対する直交から約３０°以内、または約４５°以内である。ステムの形状は、円筒、円錐、角錐などであってもよい。一実施形態では、前端および後端の整形縁部まで先細状になっているプリフォーム本体は、プリフォーム本体の中央部分から延在するステムを備え、機械加工後、ステムは、図４に見られるように、最終修復物の咬合面および縁部または辺縁部から離れて、最終修復物（４００）の中央に接続される。
【００２７】
一実施形態では、プリフォーム本体は完全焼結された材料であり、第１の端部（３１３）におけるステム（３０２）の屈曲強度は、焼結状態から機械加工する間、焼結プリフォーム（３００）を支持するのに十分に高く、完成修復物を例えば手でステムから簡単に折り取るのに十分に低い。プリフォーム（３００）のステム（３０２）は、完成修復物が得られるまで、整形プロセス全体を通して、焼結された円筒状本体（３０１）に第１の端部（３１３）で取り付けられたままであり、それを支持する。整形可能なプリフォーム本体の外表面から延在するステム（３０２）を有する、本明細書に記載するプリフォーム本体とは対照的に、従来の修復物切削プロセスは、整形プロセス中に、未焼結ブロック材料の残骸である、スプルーまたはコネクタを生じる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、修復物を整形する前は、プリフォームステムの長さは、プリフォーム本体に近接した第１のステム端部（３１３）におけるステム幅よりも長い。ステム長さは、約３ｍｍ〜約１２ｍｍ、または約３ｍｍ〜１０ｍｍであってもよい。いくつかの実施形態では、ステム長さは、約３ｍｍ超過、または約４ｍｍ超過、または約５ｍｍ超過、または約６ｍｍ超過、または約８ｍｍ超過であってもよい。一実施形態では、円筒状本体に近接した第１のステム端部の幅（本明細書の目的のため、「幅」はステム直径を指すのにも使用されることがある）は、取付け部材（３０３）に近接した第２のステム端部（３１４）の幅（直径）未満である。第１のステム端部幅は、１ｍｍ〜５ｍｍ、もしくは約１ｍｍ〜約４ｍｍ、もしくは約１．５ｍｍ〜約３．５ｍｍ、もしくは１．５ｍｍ〜約３ｍｍの範囲、または約４ｍｍ以下、もしくは約３ｍｍ以下、もしくは約２．５ｍｍ以下、もしくは約２ｍｍ以下であってもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、ステム長さと第１のステム端部（円筒状本体に近接した端部）の幅との比は、１．５：１以上、または２：１超過、または３：１超過、または３．５：１超過、および６：１未満、または５：１未満、または４．５：１未満、または約４：１以下である。一実施形態では、ステムは、機械加工工具がプリフォーム材料に接触することなく、取付け部材と円筒状本体との間で工具のアクセスおよび配置を提供して、ステム付近で円筒状本体を機械加工するときの機械加工工具の摩耗を低減するのに十分な長さを有する。したがって、この実施形態では、ステム長さは、工具先端、工具シャンク、または両方の直径よりも長い。
【００３０】
取付け部材（３０３）は、ステム（３１４）の第２の端部でステムに接合され、整形プロセスの間、機械加工可能なプリフォームを整形機械に対して直接、または中間構成要素（マンドレル３０５など）に対して間接的に固定する。取付け部材の形状およびサイズは、焼結プリフォームを最終歯科修復物へと整形するのに適したあらゆる機械または中間マンドレルと適合性があってもよい。取付け部材は、クランプ、グリップ、接着剤、または他の機械的取付けを含む機械的手段によって、焼結プリフォームを機械に対して直接もしくは間接的に固定してもよい。例えば、正方形、長方形、または円形として整形された実質的に平坦な下面（３１５）を有する取付け部材が、図３Ａに例示されるように、マンドレルに対して接着剤で取り付けられてもよい。別の実施形態（図示なし）では、焼結プリフォームは、マンドレルに挿入可能に装着することができる取付け部材を備え、取付け部材をマンドレル内で噛合または圧締めすることによって固定される。この実施形態の一例では、ステムは延長され、第２のステム端部がマンドレルに挿入するように整形される。取付け部材は、ねじを配置するための穴（３１６）、もしくはダブテールなど、マンドレルに取り付けるための、または整形機械に直接取り付けるための機械的取付け手段を備えてもよい。
【００３１】
プリフォーム材料は、本明細書に提供する方法にしたがって測定したときに、約４ＨＶ  ＧＰａ（マクロビッカーズ硬度）以上、または４ＨＶ  ＧＰａ〜２０ＨＶ  ＧＰａの範囲の値のビッカーズ硬度値を有するものを含んでもよい。あるいは、プリフォーム材料は、５ＨＶ  ＧＰａ〜１５ＨＶ  ＧＰａ、または１１ＨＶ  ＧＰａ〜１４ＨＶ  ＧＰａのビッカーズ硬度値を有する。この範囲内の硬度値を含むプリフォーム本体材料は、コバルトクロムなどの金属、ケイ酸リチウムおよび二ケイ酸リチウムなどのガラスおよびガラスセラミックス、ならびにアルミナおよびジルコニアを含む焼結セラミックスを含むセラミックスを含んでもよい。市販の歯科用ガラス、ガラスセラミックもしくはセラミック、またはそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない歯科修復材料が、本明細書に記載の機械加工可能なプリフォームを作製するのに使用されてもよい。セラミック材料は、ジルコニア、アルミナ、イットリア、酸化ハウニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ニオブ、およびそれらの混合物を含んでもよい。ジルコニアセラミック材料は、セラミック材料の約８５重量％〜約１００重量％の量でジルコニアが存在する、主にジルコニアで構成される材料を含む。ジルコニアセラミックスは、ジルコニア、正方晶安定化ジルコニアなどの安定化ジルコニア、およびそれらの混合物を含んでもよい。イットリア安定化ジルコニアは、約３モル％〜約６モル％のイットリア安定化ジルコニア、または約２モル％〜約７モル％のイットリア安定化ジルコニアを含んでもよい。本明細書で使用するのに適した安定化ジルコニアの例としては、（例えば、東ソーＵＳＡから、ＴＺ−３Ｙ等級として）市販されているイットリア安定化ジルコニアが挙げられるが、それに限定されない。本明細書で使用するのにやはり適した歯科用セラミックスを作製する方法を、同一譲受人による米国特許第８，２９８，３２９号明細書に見出すことができ、その全体を参照により本明細書に組み込む。
【００３２】
未焼結材料は、焼結プリフォームと実質的に同じ幾何学形状を有するが、必要であれば焼結の際の収縮に適応するように拡大寸法を有する、中間形態へと整形されてもよい。中間整形形態は、未焼結材料の射出成形、または切削、または削合によって作製されてもよい。適切な未焼結セラミック材料としては、理論上の最高密度まで完全に焼結されていない、セラミック粉末およびセラミックブロックが挙げられる。セラミック粉末は、成型、および二軸またはアイソスタティックプレスを含むプレスを含むプロセスによってブロック状に作製されてもよく、任意に結合剤および処理助剤を含んでもよい。任意に、セラミック粉末は、それらの全体を参照により組み込む、同一譲受人による米国特許出願公開第２００９／０１１５０８４号明細書、同第２０１３／０２３１２３９号明細書、および同第２０１３／０３１３７３８号明細書に記載されているプロセス含む、スリップ注型プロセスによって、ブロック状に加工されてもよい。
【００３３】
歯科修復物の形成後にそれ以上の着色を要さない、天然または人工歯列の色を有する色付きの機械加工可能なプリフォームを作製するため、着色材料が使用されてもよい。未着色もしくは色なしのセラミック材料よりも一層、天然歯列または市販の人工歯列の外観に近付けるため、粉末またはブロック形成の間に着色剤が組み込まれてもよい。例えば、米国特許出願公開第２０１３／０２３１２３９号明細書は、コロイド分散系によってセラミックスを着色し、スリップ注型方法によってセラミックスを注型する方法を記載しており、その全体を参照により本明細書に組み込む。さらなる例としては、アイソスタティックまたは二軸プレス製造プロセスによって未加工状態のセラミック本体状に形成された、着色セラミック粉末を作製する方法について教示している、米国特許出願公開第２０１４／０１０９７９７号明細書が挙げられ、その全体をやはり参照により本明細書に組み込む。任意に、着色剤は、プレスしてブロック状にするのに先立って、例えば、金属塩、着色液、または色付き粉末として、セラミック粉末と直接混合されてもよい。任意に、多孔質材料から作製された中間プリフォーム形状は、例えば、着色液に浸漬し、次に焼結することによって色付けされる。
【００３４】
未焼結材料は、多孔性を低減して欠け落ちまたは破損なしに整形するのを容易にするため、加熱または部分的に焼結されてもよい、上述のプロセスによって作製された未加工状態の焼結前のセラミックブロックを含む。焼結前ブロックは、整形形態へと切削するための構造を保持するのに十分な固さであるが、切削工具を損傷せずに迅速に整形できるようにするのには十分に柔らかく、完全密度まで加熱または焼結されていない。本明細書に記載の方法で有用な焼結前ブロックとしては、完全焼結されたセラミック材料の理論上の最高密度の約５０％〜約９０％、または５０％〜９５％の範囲の密度を有してもよい、多孔質ブロックが挙げられる。焼結前密度は、完全焼結されたセラミックブロックの理論上の無孔密度と比べて、非セラミック結合剤ならびにセラミック粒子を含んでもよいことに留意すべきである。いくつかの実施形態では、完全焼結されたジルコニアセラミックスの理論上の最高密度は、約５．９ｇ／ｃｍ３〜約６．１ｇ／ｃｍ３、または例えば約６．０８ｇ／ｃｍ３である。中間整形形態の作製に使用するのに適した焼結前ブロックとしては、ＢｒｕｘＺｉｒ（登録商標）の商標名で販売されているもの（例えば、ブラックスジル（BruxZir）（登録商標）シェーディド１６ミリングブランク（Shaded 16 Milling Blanks）、グライドウェルダイレクト（Glidewell Direct）、カリフォルニア州アーバイン（Irvine, CA））を含む、市販のセラミック切削ブロックが挙げられる。
【００３５】
焼結の際、焼結前セラミックブロックの多孔性によって収縮がもたらされるが、それは非常に予測可能な収縮を有する材料密度から計算することができる。したがって、中間整形形態は、完全密度へと焼結する際のサイズの低減を予想するスケール因子の分、最終プリフォームよりも大きいことがある。同様に、焼結の際に収縮する未焼結セラミック材料を射出成形することによって作製される中間整形形態は、焼結の際のサイズ低減を予想する拡大因子を含めて設計される。ＣＡＤ／ＣＡＭプロセスを使用して、中間整形形態が設計され、スケール拡大因子を用いた切削のための対応する切削指示が送られてもよい。中間整形形態は、例えば、セラミック切削ブロックの要件にしたがってメーカーによって指定されるような、市販のミルおよび切削工具を用いて切削することができる。
【００３６】
プリフォーム本体、ステム、および任意に取付け部材を含む、単一体またはモノリシックのプリフォームは、単一の連続した未加工状態のブロックまたは焼結前セラミックブロックから整形され、ステムおよび／または取付け部材をプリフォーム本体に取り付ける別個の取付けステップを要しない。あるいは、ステムおよび取付け部材は、単一体構造として作製され、別個のステップとしてプリフォーム本体に取り付けられてもよい。別の実施形態では、整形プリフォームは、射出成形を含む既知の成型プロセスによって作製されて、プリフォーム本体、ステム、および任意に取付け部材を連続構造として備える、単一体またはモノリシックのプリフォームを形成する。あるいは、整形形態は、例えば、中間整形形態が最初に成型され、次にステムおよび／または取付け部材が標準的な切削技術によって切削される、成形および切削技術の組み合わせによって作製されてもよい。あるいは、ステムおよび取付け部材は、焼結前または焼結後に、プリフォーム本体に別個に取り付けられてもよい。
【００３７】
中間整形形態は、既知の焼結プロトコルによって、理論上の最高密度の約９５％を超える密度まで焼結されてもよい。ジルコニアセラミックプリフォームなどのセラミックプリフォームを、セラミック本体の理論上の最高密度の約９５％超過、または約９８％超過、または約９９％超過、または約９９．５％超過の密度まで焼結する場合、歯科修復物の焼結に適した材料製造プロトコルが使用されてもよい。例えば、焼結前ジルコニアブロックから切削した中間整形形態は、約４００℃〜１７００℃の温度で約３０分〜４８時間、またはセラミックブロックのメーカーによって提供される焼結プロトコルにしたがって焼結されて、６．０８ｇ／ｃｍ３など、約５．８ｇ／ｃｍ３〜６．１ｇ／ｃｍ３の範囲、または約５．９ｇ／ｃｍ３〜６．０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する焼結ジルコニアプリフォームを形成してもよい。
【００３８】
プリフォーム本体は、歯科修復物として整形されてもよく、前方、後方、または前方および後方の両方の歯科修復物用途で使用するのに許容可能であるのに十分な強度特性を有する材料を含み、整形後に焼結などによって材料の強度特性を変更する、追加の整形後加工ステップを有さない。焼結プリフォームは、密度−セラミック材料に記載されている３点曲げ強度試験にしたがって測定され計算されるように、ＩＳＯ  ６８７２：２００８に概説されているジルコニア材料の曲げ強度試験方法によって試験したとき、約４００ＭＰａ超過、または約５００ＭＰａ超過、または約６００ＭＰａ超過、または約８００ＭＰａ超過の強度値を含む、高い曲げ強度を有するジルコニアセラミック材料を含んでもよい。
【００３９】
ａ）未焼結ジルコニアセラミック材料を得るステップと、ｂ）未焼結ジルコニアセラミック材料から、上端部、下端部、および上端部と下端部との間の中央部分を備える未焼結セラミック材料の円筒状本体と、上端部または下端部の少なくとも１つにあるキャビティと、円筒状本体の中央部分の外表面から突出するステムとを備える、未焼結整形形態を整形するステップと、ｃ）未焼結ジルコニアセラミック整形形態を焼結して、ジルコニアセラミック本体の理論上の最高密度の約９８％〜約１００％の密度を達成して機械加工可能な焼結プリフォームを形成するステップとを含む、歯科修復物で使用される機械加工可能なプリフォームを作製する１つの方法が開示される。
【００４０】
方法の一実施形態では、未焼結ジルコニアセラミック材料は単一の焼結前セラミックブロックであり、未焼結セラミック整形形態を整形するステップは、ジルコニア焼結前セラミックブロックを、本体部分およびステムを連続構造として備えるモノリシックの整形形態へと切削することを含む。別の実施形態では、未焼結セラミック形態を整形するステップは、未焼結セラミック材料をモノリシックの整形形態へと成型することを含む。一実施形態では、焼結前ジルコニアセラミック整形形態は、第１のサイズを有する円筒状本体およびステムを備え、低減された第２のサイズを有する円筒状形態およびステムを備える焼結ジルコニアプリフォームを形成するように焼結される。
【００４１】
完全焼結された焼結ジルコニアプリフォームは、ＣＮＣ機械および削合工具を使用して、ＣＡＤ設計に基づいて完成歯科修復物へと整形される。焼結プリフォームから作製された最終歯科修復物（４００）が図４の図面に例示されている。焼結プリフォームから整形されたクラウン修復物（４０１）は、歯の辺縁部と咬合（咀嚼）面との間のクラウン外表面から延在する、ステム（４０２）を除去する前の状態で示されている。いくつかの実施形態では、最小限の量の焼結プリフォーム材料（４０３）が、最終歯科クラウン修復物（４０１）とステム（４０２）との間で円筒状本体から残ったままであり、例えばハンドサンディングによって、ステムを除去する際に除去されてもよい。一実施形態では、単一の削合工具が、約６０分未満で、完全焼結されたジルコニアプリフォームを完成修復物へと整形するのに使用されてもよい。
【００４２】
歯科修復物は、高い硬度値を有する材料から精密な歯科修復物を整形するのには適さない従来の切削工具の代わりに、削合工具によって整形されてもよい。例えば図６に示されるような削合工具（６００）はシャンク（６０１）を備え、そのシャンクは、シャンクおよび先端（６０２）上に埋め込まれたダイヤモンドコーティング（６０３）を備える。本明細書で使用するのに適したダイヤモンドとしては、約９０ミクロン〜約２５０ミクロンの範囲の平均サイズ、または約１０７ミクロン〜約２５０ミクロンの範囲の平均サイズ、または約１２０ミクロン〜約２５０ミクロンの範囲の平均サイズ、または例えば約１２０ミクロン〜約１８０ミクロンの範囲の平均サイズを有する、塊状または脆いダイヤモンドが挙げられる。適切なダイヤモンドコーティングとしては、例えばＳＥＭ分析によって決定されるような、ダイヤモンドの平均高さの半分を超えて合金層によって埋め込まれたダイヤモンドを用いたものが挙げられる。いくつかの実施形態では、削合工具は、平均ダイヤモンド高さの約５０％超過、もしくは約６０％超過、もしくは約７０％超過、もしくは約８０％超過、または約６０％〜９０％の厚さを有する合金層を有する、ダイヤモンドコーティングされたシャンクを有する。平均ダイヤモンドサイズもしくは高さの約５０％〜９５％、またはダイヤモンドの平均高さの約６０％〜約９５％、またはダイヤモンドの平均高さの約８０％〜約９０％の深さまで埋め込まれたダイヤモンドのコーティングを有する削合工具が、本明細書に記載する硬度値を有する、完全焼結されたジルコニアプリフォームなどの機械加工可能なプリフォームを整形するのに有用である。一実施形態では、削合工具は、１２６グリット〜１８１グリットの範囲の平均ダイヤモンドグリットサイズと、平均ダイヤモンド高さの約７０％以上の厚さを有するニッケル合金層とを含む、ダイヤモンドコーティングされたシャンクを有する。
【００４３】
削合工具と機械加工可能なプリフォームとを備え、プリフォーム材料が、そこから整形された歯科修復物の強度特性を修正するための整形後処理を必要とせずに、後方歯科クラウン修復物として使用するのに適した強度および硬度値を有する、歯科修復物を形成するためのキットが提供される。機械加工可能なプリフォームは、プリフォーム本体と、プリフォーム本体長さからほぼ直交して延在するステムとを備える。プリフォーム本体を最終歯科修復物へと整形するのに、単一の削合工具が使用されてもよく、削合工具は、ダイヤモンド高さの約６０％〜９５％の範囲の厚さを有する合金層に埋め込まれた、１０７ミクロン〜２５０ミクロンの範囲の平均サイズを有するダイヤモンドを含む、ダイヤモンドコーティングされたシャンクを備える。一実施形態では、プリフォーム本体は、例えば、既存の歯列またはシェードガイド色に合致するように選択されており、整形後の着色または焼結を要しない、予め色付けされた材料を含む。
【００４４】
さらなる実施形態では、複数の同様に整形されたプリフォーム本体が、ＶＩＴＡクラシカルシェードガイド、ＡＤＡガイドライン、または歯科業界で使用するのに適した他の商業的に認められているシェードガイド色に対応する色調など、整形後の着色または焼結を要しない歯科用シェードの範囲内の、歯科修復物の作製に使用するのに適した複数の色で提供される。
【００４５】
試験方法
曲げ強度試験
ＩＳＯ  ６８７２：２００８で概説されているような、ジルコニア材料に関するインストロン−曲げ強度試験方法を使用して、焼結した試験材料に対して曲げ試験を行った。
【００４６】
次の通り、焼結試験片の標的寸法、および材料の拡大因子（Ｅ．Ｆ．）を考慮に入れて、焼結前材料を切断することによって、試験片を準備した。
開始厚さ＝３ｍｍ×Ｅ．Ｆ．
開始幅＝４ｍｍ×Ｅ．Ｆ．
開始長さ＝５５ｍｍ×Ｅ．Ｆ．
【００４７】
切断した焼結前片を、透過性試験に関して上記に列挙した焼結プロファイルに実質的にしたがって焼結した。ＩＳＯ（国際標準）６８７２  歯科学−セラミック材料に記述されている３点曲げ強度試験にしたがって、曲げ強度データを測定し計算した。
【００４８】
ビッカーズ硬度数
ビッカーズ硬度（マクロ硬度試験）を使用して、硬度に関してプリフォーム材料を試験することができる。硬度数（ＨＶ）は、ＩＳＯ−６５０７に記載されているように、またはＦ／Ａ比（Ｆはｋｇ／ｍ２単位で加えられる力、Ａは結果として得られる陥凹の表面積（ｍｍ２））を判断することによって計算することができる。ＨＶ数は、次のように、ＳＩ単位に変換し、Ｈ（ＧＰａ）＝０．００９８１７ＨＶとしてＨＶ  ＧＰａ単位で報告することができる。
【実施例】
【００４９】
［実施例１〜２１］
複数の歯形（番号）の２１個のジルコニアクラウンを、本明細書に記載の方法によって、焼結ジルコニアプリフォームから整形した。
【００５０】
焼結前ジルコニア切削ブロックを得て（ブラックスジル（BruxZir）（登録商標）シェーディド切削ブロック（Shaded milling blocks）、グライドウェルダイレクト（Glidewell Direct）、カリフォルニア州アーバイン（Irvine, CA））、切削して円筒状の整形プリフォームにした。円形断面を有するプリフォームを、ブロック密度から計算した拡大因子を組み込んだ標準的な切削手順によって切削した。中間の焼結前整形形態は、実質的に図１Ａに示されるように、上端部および下端部を有する円筒状本体と、上端部および下端部から等距離の第１のステム端部を有し、円筒状本体の長さに対して中央部分から直交して延在したステムと、第２のステム端部に取り付けられた取付け部材とを有していた。プリフォームは、下端面から内側に延在するキャビティを有していた。ステムは、取付け部材と円筒状本体との間に、焼結プリフォームに接触せずにｚ軸方向でボール削合工具の先端を位置付けるための十分な長さを有していた。取付け部材の形状およびサイズは、削合プロセスでＣＮＣ機械とともに使用されるマンドレルに取り付けるのに適合したものであった。
【００５１】
焼結前整形形態を、メーカーによって提供されるジルコニアブロックの焼結プロファイルにしたがって焼結して、約５．９ｇ／ｃｍ３〜６．１ｇ／ｃｍ３の密度を有する完全焼結されたジルコニアプリフォームを形成した。完全焼結プリフォームは、約１２．８ｍｍ〜１４．２ｍｍの本体長さと、約１４ｍｍ〜１５ｍｍの断面外径と、約７ｍｍ〜８ｍｍの直径を有する下端面のキャビティブレークアウト直径と、約２〜２．８ｍｍの第１のステム端部幅と、約６．８〜７．３ｍｍのステム長さとを有していた。
【００５２】
上述の手順にしたがって作製した完全焼結されたジルコニアプリフォームを、金属のマンドレルに接着し、３＋１軸のＣＮＣ機械（ｚ、ｘ、およびｙ軸方向の削合工具移動に、工具経路サイクル間でのプリフォームの回転を加えたもの）を使用して、ＣＡＤ設計ファイルに基づいて削合して複数の歯形状にした。削合工具は、平均ダイヤモンド高さの約８０％〜９０％までニッケルめっきに埋め込まれたダイヤモンド（サイズ１２６）で構成されていた。ＣＡＭレーシングサイクルを、平面および削合工具の軸方向の両方でのステップオーバー機能とともに利用して、クラウンの全表面を削合した。削合工具は約９０〜１２０のグリットサイズを有していた。
【００５３】
回転速度約１５００００ｒｐｍおよび最小吸気圧約８５ｐｓｉ（０．５９ＭＰａ）のエアスピンドルを使用して、完全焼結されたジルコニアプリフォームを削合した。ＣＡＭレーシングサイクルパラメータは、歯番号、および修復物の上部もしくは下部、ステム側、または修復物のステム側とは反対側に対する焼結プリフォームの削合面に基づいて決定した。表１に示されるように、後方歯番号２、３、１４、１５、１８、１９、３０、および３１に対して、６０分以内で、修復物を焼結プリフォームから作製した。
【００５４】
表１．焼結プリフォームから修復物を完成させる時間（分単位）
【表１】
0006509788.tif 000002
【００５５】
図４は、削合が完了した後にステムと修復物との間に残っている残留材料が最小限である、実施例にしたがって作製した修復物を示す。クラウン修復物はステムから折り取られてもよい。
【００５６】
［実施例２２〜２５］
実施例１〜２１で提供された方法に実質的にしたがって作製した焼結ジルコニアプリフォームから、ジルコニアクラウンを整形した。
【００５７】
患者のスキャンデータに基づいて、歯科用ＣＡＤシステム（ＩＯＳ（商標）ＦＡＳＴＤＥＳＩＧＮ）を使用して、第二大臼歯（歯番号１５）の修復物設計を作った。修復物設計を、プリフォームのコンピュータモデル内で入れ子にした。プリフォームのサイズおよび形状により、修復物設計がｚ−ｚ’軸を中心にして完全回転して、プリフォームステムを位置付けるためのクラウン修復物設計上の代替位置が提供された。修復物設計を４回入れ子にして、４つの入れ子設計を提供し、各入れ子操作において、表２に示されるように、プリフォームのステムを４つの異なる位置のうち１つに位置付けた。入れ子位置は、近心接触面と頬側面との間（近心−頬側）、遠心接触面と頬側面との間（遠心−頬側）、遠心接触面と舌側面との間（遠心−舌側）、および近心接触面と舌側面との間（近心−舌側）でのステムのＹ軸の配置を含んでいた。
【００５８】
焼結ジルコニアプリフォームは、実質的に実施例１〜２１による、削合工具および方法を使用して削合した。表２で報告されているように、歯科修復物は、４つの入れ子状設計のうちの２つで、焼結ジルコニアプリフォームから成功裏に生成された。成功した修復物は１時間以下で生成された。
【００５９】
表２．複数の入れ子の選択肢からの歯科修復物の形成
【表２】
0006509788.tif 000003
【００６０】
プリフォーム設計の形状およびサイズにより、プリフォーム本体の幾何学形状内で歯科修復物設計が完全回転して、完全焼結されたセラミックプリフォームからの歯科用修復物の成功する整形を可能にする一方で、削合プロセス中に除去すべき焼結材料の量を低減する、複数の入れ子の機会が提供された。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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