(57)【要約】【課題】起振アクチュエータの発生した振動が装着した使用者の歯列に加わることで、歯列矯正を促進する歯列矯正マウスピースにおいて、期待した効果を得られるようにする。【解決手段】上下の歯列にそれぞれ対応した上側ピース７２および下側ピース７１を一対で用いるようにし、それらの内の少なくとも一方に前記起振アクチュエータ８を格納し、それらの上側ピース７２と下側ピース７２とを連結部材２１，２２で連結して一体化するとともに、その連結部材２１，２２を設ける位置を、矯正対象歯から離間した位置とする。したがって、起振アクチュエータ８の位置での咬合状態（咬合力や咬合面）を一定に保持でき、使用者が無意識のうちに噛み込んでしまい、振動の伝わり方が変化してしまうことを防止することができる。これによって、使用者に開口状態を続けさせるような負担を強いることなく、矯正対象歯に所期の振動を加え続け、期待した効果を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
起振手段を有し、その起振手段が発生した振動が装着した使用者の歯列に加わることで、歯列矯正を促進できるようにする歯列矯正マウスピースであって、
上下の歯列にそれぞれ対応し、少なくとも一方に前記起振手段を格納する上側ピースおよび下側ピースと、
前記上側ピースと下側ピースとの間において、矯正対象歯から離間した位置に設けられて、前記上側ピースと下側ピースとを連結する連結部材とを含むことを特徴とする歯列矯正マウスピース。
【請求項２】
前記連結部材は、前歯の位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の歯列矯正マウスピース。
【請求項３】
前記連結部材は、臼歯の位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の歯列矯正マウスピース。
【請求項４】
前記連結部材は、臼歯よりも奥の位置に設けられることを特徴とする請求項１記載の歯列矯正マウスピース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯列矯正マウスピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からの歯列矯正の手法としては、ワイヤーが用いられており、そのワイヤーの戻り力で歯列に一定力（静荷重）を付与することで、歯並びや咬み合わせを治すようになっている。すなわち、歯列に一定力を付与すると、歯茎の中で歯を支えている歯槽骨が徐々に変形することで、歯列矯正ができるという原理に基づくものである。
【０００３】
しかしながら、そのような手法では、早くて６箇月、通常は数年と、期間が非常に長くかかることから、特に歯列矯正の適齢である子供にとっては苦痛であって、長続きしないことも多い。そこで、非特許文献１には、歯列に一定力を加えたサンプルと、歯列に振動力を加えたサンプルとを比較し、振動力を加えたサンプルの方が矯正期間の短縮に効果があるという研究がなされている。同様に、非特許文献２には、歯列に一定力を加えただけのサンプルと、歯列に一定力＋振動力を加えたサンプルとを比較し、一定力＋振動力を加えたサンプルの方が矯正期間の短縮に効果があるという研究もなされている。
【０００４】
これらの研究によれば、歯列矯正の期間が約１／２〜１／３に大幅に短縮されることになっている。さらにそれのみではなく、振動力を付与するのは、非特許文献１では１日に１．５時間だけあり、非特許文献２では２週間に1回で２分間だけである。すなわち、非特許文献１では１日に１．５時間だけ治療を継続すればよく、非特許文献２では２週間に1回で２分間だけ治療を継続すればよいことになる。これらの研究から、歯列にワイヤー等で一定力を付与するだけよりも、振動力を付与する方が歯列矯正の期間の大幅な短縮に効果があることを理解できる。
【０００５】
そこで、これらの研究の実用化を試みたものとして、特許文献１では、矯正対象歯の移動を促すマウスピースの装着部位の周囲組織に超音波振動を付与する装置が、特許文献２では、矯正対象歯に超音波振動を付与する装置が提案されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２の技術では、超音波供給ヘッドを、たとえば頬の肌面に押し当てて、外部から超音波振動を付与する構成であり、正確に矯正対象歯だけに超音波振動を付与することが困難であるという問題があった。また、超音波発生装置を必要とするので、この装置を備えた歯科医院に出向かないと治療を継続できないという問題があった。
【０００７】
このため、本件出願人は、正確に矯正対象歯だけに振動を付与することができるとともに、歯科医院に出向かなくても簡単かつ安全に治療が継続できる歯列矯正装置を先に提案した。かかる歯列矯正装置は、歯列に装着するマウスピースを備え、このマウスピースは、内側ピースと外側ピースとを重ね合わせた構造であり、その重ね合わせ部分で矯正対象歯の部分に、偏心錘を有するモータなどのように、起振手段となり、機械的振動を生成する起振アクチュエータを格納しているものである。
【０００８】
この歯列矯正装置によれば、マウスピースから矯正対象歯の部分に、正確に機械的振動（機械的刺激）を与えることができ、高い効果を得ることができる。また、マウスピースに起振アクチュエータを格納しているから、歯科医院に出向かなくても、たとえば家庭で、任意の時間に簡単かつ安全に治療が継続できるようになる。さらに、起振アクチュエータの機械的振動は、二重マウスピースの重ね合わせ部分を介して矯正対象歯の部分に伝達されるから、機械的振動が矯正対象歯に直接伝達されることに起因する歯の痛みを和らげることができる。
【非特許文献１】清水：日矯歯誌４５：５６−７２，１９８６
【非特許文献２】大前他：日本矯正歯科学会雑誌，６０（４）：２０１，２００１
【特許文献１】特開２００２−１０２２５５号公報
【特許文献２】特開２００４−２０１８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の先行技術は、マウスピースに不所望な荷重が加わらないことを前提としている。すなわち、使用者の咬合状態（咬合力や咬合面）によって起振アクチュエータの拘束条件が変化してしまい、所期の荷重とは異なる荷重を付与してしまう場合がある。たとえば、使用者が無意識のうちに起振アクチュエータ付近を噛み込んでしまい、振動の伝わり方が変化して、所期の振動を与えられなくなるような場合である。そのような場合には、期待した効果を得ることができなくなってしまう可能性がある。そこで、完全に起振アクチュエータを非拘束な状態で駆動させようとした場合、使用者には、使用中、常に開口状態を維持させることになり、多大な負担を強いることになる。
【００１０】
本発明の目的は、使用者に負担を強いることなく、期待した矯正効果を得ることができる歯列矯正マウスピースを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の歯列矯正マウスピースは、起振手段を有し、その起振手段が発生した振動が装着した使用者の歯列に加わることで、歯列矯正を促進できるようにする歯列矯正マウスピースであって、上下の歯列にそれぞれ対応し、少なくとも一方に前記起振手段を格納する上側ピースおよび下側ピースと、前記上側ピースと下側ピースとの間において、矯正対象歯から離間した位置に設けられて、前記上側ピースと下側ピースとを連結する連結部材とを含むことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、使用者の歯列に装着するマウスピース内に起振手段を有し、その起振手段が発生した振動が装着した歯列に加わることで、歯列矯正を促進できるようにする歯列矯正マウスピースであって、使用者が噛み締めているのと、口を開けているのとでは、振動の伝わり方が異なってしまう。そこで本発明では、上下の歯列にそれぞれ対応した上側のピースおよび下側のピースを一対で用いるようにし、それらの内の少なくとも一方に前記起振手段を格納する。そして、それらの上側ピースと下側ピースとを連結部材で連結して一体化するとともに、その連結部材を設ける位置を、矯正対象歯から離間した位置とする。
【００１３】
したがって、前記起振手段が設けられる位置での前記上側ピースと下側ピースとの咬合状態（咬合力や咬合面）を一定に保持することができ、使用者が無意識のうちに起振手段付近を噛み込んでしまい、振動の伝わり方が変化してしまうことを防止することができる。これによって、使用者に開口状態を続けさせるような負担を強いることなく、矯正対象歯に所期の振動を加え続け、期待した効果を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の歯列矯正マウスピースでは、前記連結部材は、前歯の位置に設けられることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、臼歯の部分には噛み合わせによる荷重が加わることがなく、一定の咬合状態を確保することができ、その臼歯の矯正を行う場合に好適である。
【００１６】
さらにまた、本発明の歯列矯正マウスピースでは、前記連結部材は、臼歯の位置に設けられることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、前歯の部分には噛み合わせによる荷重が加わることがなく、一定の咬合状態を確保することができ、その前歯の矯正を行う場合に好適である。
【００１８】
また、本発明の歯列矯正マウスピースでは、前記連結部材は、臼歯よりも奥の位置に設けられることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、前歯および臼歯のいずれの部分にも噛み合わせによる荷重が加わることがなく、開口（した）状態確保することができ、それらの歯列全般の矯正を行う場合に好適である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の歯列矯正マウスピースは、以上のように、使用者の歯列に装着するマウスピース内に起振手段を有し、その起振手段が発生した振動が装着した歯列に加わることで、歯列矯正を促進できるようにする歯列矯正マウスピースであって、上下の歯列にそれぞれ対応した上側のピースおよび下側のピースを一対で用いるようにし、それらの内の少なくとも一方に前記起振手段を格納し、それらの上側ピースと下側ピースとを連結部材で連結して一体化するとともに、その連結部材を設ける位置を、矯正対象歯から離間した位置とする。
【００２１】
それゆえ、前記起振手段が設けられる位置での前記上側ピースと下側ピースとの咬合状態（咬合力や咬合面）を一定に保持することができ、使用者が無意識のうちに起振手段付近を噛み込んでしまい、振動の伝わり方が変化してしまうことを防止することができる。これによって、使用者に開口状態を続けさせるような負担を強いることなく、矯正対象歯に所期の振動を加え続け、期待した効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施の一形態に係るマウスピース７を使用者の歯型１に装着した状態を示す斜視図である。本実施の形態のマウスピース７は、下顎の歯型１１に対応した下側ピース７１と、上顎の歯型１２に対応した上側ピース７２と、それらを連結する連結部材２１，２２と、起振手段であり、前記下側ピース７１と上側ピース７２との少なくとも一方に（図１の例では下側ピース７１のみに）設けられる起振アクチュエータ８とを備えて構成される。
【００２３】
図２は下側ピース７１を下顎の歯型１１に装着した状態を示す斜視図であり、図３は下顎の歯型１１の斜視図であり、図４は図２の切断面線IV−IVから見た断面図である。図３の例では、歯列３の各歯３ａ〜３ｎの内、奥歯３ａ，３ｎを除いた歯３ｂ〜３ｍの外面部には、ブラケット（ワイヤー係止用金具）４がそれぞれ固定され、各ブラケット４に跨って一連にワイヤー５を係止している。そして、ワイヤー５の戻り力で歯列３に一定力（静荷重）を付与することで、これらの矯正具で歯並びや咬み合わせを矯正するようになっている。なお、ブラケット４を固定する歯やワイヤー５を係止するブラケット４は、図３に例示したものに限られるものではない。
【００２４】
本実施形態のマウスピース７は、前記のワイヤー５を取り付けた歯列３に装着するものである。以下、下側ピース７１について説明するが、上側ピース７２についても同様である。下側ピース７１は、図４で示すように、歯列３に直接接触する内側ピース７Ａと、内側ピース７Ａの外側に被せられる外側ピース７Ｂと、それらの間に気密（水分が侵入しない水密の程度であればよい）に封止され、矯正対象歯（図２の例では前歯（中切歯）３ｇ，３ｈ）の部分に設けられる前記起振アクチュエータ８とを備えて構成される。
【００２５】
前記内側ピース７Ａおよび外側ピース７Ｂの材料としては、マウスピース（またはマウスガード）の材料として広く用いられ、衛生面の安全性が保証された材料が用いられ、たとえば高分子材料であるＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル樹脂）シートを後述するようにして成形すると、歯や歯肉へのアレルギー等の影響を抑えることができるので好ましい。前記内側ピース７Ａおよび外側ピース７Ｂの材料としては、前記のＥＶＡシートに限られるものではないが、ＥＶＡシートは電気的絶縁性が確保され、断熱材としも機能するためにより好ましい。特に内側ピース７ＡにＥＶＡシートを用いると、内側ピース７Ａに軟質性を持たせることができ、これによって、後述する起振アクチュエータ８から矯正対象歯３ｇ，３ｈの部分に伝わる機械的振動の高速成分に対して緩和作用が働くので、矯正対象歯３ｇ，３ｈの部分の損傷を未然に防止することが可能となる。
【００２６】
前記外側ピース７Ｂの矯正対象歯３ｇ，３ｈの部分には、図４のように、起振アクチュエータ８に対応した膨らみ部７ａが形成されて、この膨らみ部７ａ内に小型・軽量の起振アクチュエータ８が横向きに（振動方向が歯列３に対して略直角方向となるように）格納されている。この起振アクチュエータ８は、モータの回転軸に取付けた偏心錘で機械的振動を生成する構造であり、携帯電話のバイブレータ等として汎用されているものである。
【００２７】
前記偏心錘は、膨らみ部７ａの内面等に直接接触すると、振動が制止され易いことから、金属製や、ラバーゴムのような高分子材料製の筐体内に、振動力が制止されない状態で予め収納したものが前記起振アクチュエータ８となり、前記膨らみ部７ａ内に格納されることが好ましい。前記起振アクチュエータ８への給電線９は、外側ピース７Ｂの膨らみ部７ａに形成された貫通穴（具体的に図示せず）から気密に外部に引出されて、さらに唇の間から口外に引出される。前記起振アクチュエータ８におけるモータが直流（ＤＣ）モータである場合には、電池（バッテリー）からの電力を、スイッチおよび可変抵抗を介して供給することで、振動の強度および周期を調整することができる。前記起振アクチュエータ８の回転数、すなわち振動周波数（振動数）は、数Ｈｚ〜数１００Ｈｚ程度が好ましい。なお、起振アクチュエータ８は、交流（ＡＣ）モータとすることもできる。この起振アクチュエータ８以外にも、その制御基板などがマウスピース７内に必要に応じて設けられればよい。
【００２８】
図５は、上述のように構成される下側ピース７１および上側ピース７２の製造装置１０１の斜視図である。この製造装置１０１は、前記歯型１１，１２を搭載するステージ１０２を有し、そのステージ１０２に形成された多数の吸引孔１０３から吸引を行うポンプなどを内蔵する本体１０４と、前記本体１０４上に立設される支柱１０８によって昇降自在であり、ＥＶＡシート１０５を挟み込む上下一対のシート固定具１０６，１０７と、前記支柱１０８上に搭載される電熱器１０９とを備えて構成される。
【００２９】
図６は、上述の製造装置１０１を用いた下側ピース７１の製造方法を説明するための図である。先ず、ステップＳ１で、歯科医院において使用者の歯列３に印象材を付着させて型取りを行い、ステップＳ２で、歯科技工所において、歯列形状を保持している印象材に石膏を流し込み、固形化した後に石膏を取出すことで、前記下顎の歯型１１が完成する。ここで、使用者の歯列３にブラケット４やワイヤー５等の矯正具が取り付けられていると、マウスピース７を歯列３に装脱する際に、内側ピース７Ａが矯正具のエッジに引掛かり、該内側ピース７Ａが破損したり、ブラケット４が歯の表面より外れたりするおそれがある。このような不具合を防止するためには、前記歯型１１のブラケット４の部分やワイヤー５の部分の隙間にワックス剤等を充填し、エッジを無くすようにすればよい。この方法によれば、使用者から印象を採取する際に、水で流せる無毒のワックス剤等をブラケット４やワイヤー５の隙間に予め充填しておく方法と比べて、使用者の負担が軽減する。
【００３０】
次に、前記の歯型１１は、ステップＳ３で、製造装置１０１のステージ１０２上に搭載される。一方、前記シート固定具１０６，１０７によって挟まれたＥＶＡシート１０５は、前記シート固定具１０６，１０７が支柱１０８上を上昇して電熱器１０９近傍において加熱され、軟化すると前記シート固定具１０６，１０７が下降して前記歯型１１上にＥＶＡシート１０５が徐々に被せられてゆく。このとき、前記吸引孔１０３から吸引が行われることで、その気流によって前記ＥＶＡシート１０５が歯型１１に密着する。このため、歯型１１には、吸引用の切込み１ａが形成されており、正確に型取りを行えるようになっている。
【００３１】
またこのとき、電熱器１０９も下降して連続して加熱を行うようにしてもよく、またＥＶＡシート１０５の外側から全体を空気圧など加圧して成形するようにしてもよい。こうして、加圧・吸引成形を行うことで、内側ピース７Ａが完成する。このステップＳ３までは、従来のマウスピースの製造方法と同じである。
【００３２】
次に、ステップＳ４において、前記内側ピース７Ａが熱いうちに、起振アクチュエータ８が取付けられる。ここで、マウスピース７の材料、特に前記ＥＶＡは、いわゆるホットボンドの主原料にも使用されるほど、溶融時に高い粘性を示す。したがって、上述のようにステップＳ３で半溶融状態にして成形を行った直後の内側ピース７Ａは熱を持っており、冷えるまでは高い粘性を示す。そこでこの内側ピース７Ａの余熱による該内側ピース７Ａの素材が発揮する粘着力を利用して、単に起振アクチュエータ８を押付けるだけで、特に接着剤等の固定手段を使用せずとも、設置した起振アクチュエータ８の仮固定を行うことができる。なお、接着力に不足がある場合、起振アクチュエータ８側に突起を設けて内側ピース７Ａに差込んだり、加熱したＥＶＡを接着剤として注入してもよい。
【００３３】
その後、ステップＳ５において、前記のように起振アクチュエータ８が搭載された内側ピース７Ａ上に、前記ステップＳ３と同様に、加熱されたＥＶＡシート１０５が被せられ、吸引によって外側ピース７Ｂが作成されることで、これら内側ピース７Ａおよび外側ピース７Ｂは前記起振アクチュエータ８を内部に気密に封止する。続いて、ステップＳ６において、外側ピース７Ｂの起振アクチュエータ８のリード線８ａ部分のＥＶＡが剥取られ、該リード線８ａに前記給電線９が接続された後、ステップＳ７において、給電線９に被せられたＥＶＡチューブ１０の端部がドライヤーなどで局所的に加熱され、外側ピース７Ｂとの接続部分が気密に封止されて、該下側ピース７１が完成する。
【００３４】
同様に、上側ピース７２も作成することができるが、本実施の形態では、図１で示すように、下側ピース７１にのみ起振アクチュエータ８が取付けられているので、上側ピース７２については、ＥＶＡシート１０５に必要な厚さのものが使用されて、ステップＳ３までで作成が行われるようにしてもよい。内側ピース７Ａと外側ピース７Ｂとの硬さを変える場合などでは、ステップＳ４の起振アクチュエータ８の取付けを省略し、ステップＳ５までを行うことで作成することができる。
【００３５】
こうして作成された下側ピース７１および上側ピース７２は、噛み合わせの調整された歯型１におけるそれぞれに対応する歯型１１，１２に装着され、該歯型１１，１２を開放した状態で、両端が加熱されて溶融した状態のＥＶＡ柱が下側ピース７１の所定位置に立設され、その後、歯型１１，１２が所定の角度まで閉じられると、ＥＶＡ柱の反対側の端部が上側ピース７２と接触し、冷却されると、前記ＥＶＡ柱が前記連結部材２１，２２となり、上下一対のマウスピース７が完成する。
【００３６】
前記連結部材２１，２２は、前記上側ピース７２と下側ピース７１との間において、矯正対象歯から離間した位置に設けられる。したがって、図１の例では、矯正対象歯が前歯（中切歯）３ｇ，３ｈであるので、図１で示すように、臼歯３ｃ，３ｄ；３ｋ，３ｌ付近に設けられている。これに対して、矯正対象歯が臼歯３ａ〜３ｄ，３ｋ〜３ｎの場合には、図７のマウスピース７’で示すように、前歯（中切歯）３ｇ，３ｈ付近に設けられればよい。また、その前歯（中切歯）３ｇ，３ｈ付近に設けられる場合には、図８のマウスピース７’’で示すように、連結部材は参照符号２０で示すように１つであってもよい。矯正対象歯が前歯（側切歯）３ｆ，３ｉの場合、および前歯（犬歯）３ｅ，３ｊの場合は、前記連結部材２０，２１，２２が、臼歯３ａ〜３ｄ，３ｋ〜３ｎ付近或いは前歯（中切歯）３ｇ，３ｈ付近のいずれに設けられてもよい。
【００３７】
さらにまた、図９のマウスピース７’’’で示すように、連結部材２１，２２が臼歯３ａ，３ｎよりも奥の位置に設けられると、前歯（中切歯）３ｇ，３ｈ、前歯（側切歯）３ｆ，３ｉ、前歯（犬歯）３ｅ，３ｊ、臼歯３ａ〜３ｄ，３ｋ〜３ｎのいずれの部分にも噛み合わせによる荷重が加わることがなく、開口（した）状態を確保することができ、それらの歯列全般の矯正を行う場合に好適である。
【００３８】
このように構成することで、前記起振アクチュエータ８が設けられる位置での上側ピース７２と下側ピース７１との咬合状態（咬合力や咬合面）を一定に保持することができ、使用者が無意識のうちに起振アクチュエータ８付近を噛み込んでしまい、振動の伝わり方が変化してしまうことを防止することができる。これによって、使用者に開口状態を続けさせるような負担を強いることなく、矯正対象歯に所期の振動を加え続け、期待した効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態に係るマウスピースを使用者の歯型に装着した状態を示す斜視図である。
【図２】前記マウスピースの下側ピースを下顎の歯型に装着した状態を示す斜視図である。
【図３】使用者の下顎の歯型の斜視図である。
【図４】図２の切断面線IV−IVから見た断面図である。
【図５】マウスピースの製造装置の斜視図である。
【図６】図５で示す製造装置を用いたマウスピースの製造方法を説明するための図である。
【図７】矯正対象歯が臼歯の場合のマウスピースの一例を示す斜視図である。
【図８】矯正対象歯が臼歯の場合のマウスピースの他の例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の他の形態に係るマウスピースを使用者の歯型に装着した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    歯型
１１    下顎の歯型
１２    上顎の歯型
３    歯列
５    ワイヤー
７    マウスピース
７Ａ    内側ピース
７Ｂ    外側ピース
７ａ    膨らみ部
７１    下側ピース
７２    上側ピース
８    起振アクチュエータ
９    給電線
２０，２１，２２    連結部材
１０１  製造装置
１０２  ステージ
１０３  吸引孔
１０４  本体
１０５  ＥＶＡシート
１０６，１０７    シート固定具
１０９  電熱器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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