(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイドロキシアパタイト粉末を含む原料粉末が放電プラズマ焼結法により焼結されてなり、且つ、Ｘ線法による結晶化度が70〜90％であり、曲げ強度が8〜12MPaであり、ヌープ硬さが200〜600Hkであることを特徴とする人工エナメル質を含む歯科標準試験体。
【請求項２】
焼結温度900〜1100℃で焼結してなるものである請求項１に記載の歯科標準試験体。
【請求項３】
ハイドロキシアパタイト粉末を含む原料粉末が放電プラズマ焼結法により焼結されてなり、且つ、Ｘ線法による結晶化度が70〜90％であり、曲げ強度が8〜12MPaであり、ヌープ硬さが200〜600Hkであることを特徴とする人工エナメル質を含む歯科治療材。
【請求項４】
焼結温度900〜1100℃で焼結してなるものである請求項３に記載の歯科治療材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒトの歯の表層を覆うエナメル質と類似した性質を有する人工エナメル質及びそれを含む歯科材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトの歯の表層を覆うエナメル質は、口腔内の細菌の産出する酸によって表層下が脱灰されて初期カリエスが発生し、唾液中のカルシウムやリン酸の存在下で再石灰化を生じることが知られている。このエナメル質を人工的な脱灰液に浸漬して表層下を脱灰し、その後石灰化溶液に浸漬して再石灰化を観察する実験は、う蝕発生及び再石灰化機構を解明する上で重要であり、これまでにも多くの研究がなされてきた。
【０００３】
しかし、ヒトの歯は倫理上実験材料に使用することに制限があり、類似した性質を有するとみられている牛の歯もBSE問題のために入手困難な状況である。また、これら天然のエナメル質は、結晶化度や含有する微小元素などに個体差や年齢差があり、データの絶対値を追求することは困難である。
【０００４】
ヒトの歯の表層を覆うエナメル質は、98％がハイドロキシアパタイト粉末の結晶であることが知られている。しかし、歯科特有の機構を解明する標準試験体の材料となりうる材料については知られていない。
【０００５】
特許文献１及び２には、ハイドロキシアパタイト粉末を含むリン酸カルシウム系セラミックスを焼結してなる多孔質焼結体が記載されている。また、特許文献３には、リン酸カルシウム系セラミックスを低温度範囲で放電プラズマ焼結法により焼結することにより得られる多孔質焼結体が記載されている。しかし、これらの文献に記載された多孔質焼結体は、生体に埋植した際に骨芽細胞や血管組織などの生体組織が侵入し易くなるようにある程度の気孔率を有しており、ヒトの歯のエナメル質とは性質が異なっている。
【特許文献１】特開１１−３５３７９号公報
【特許文献２】特開２００４−１１５２９７号公報
【特許文献３】特開２００５−１１２７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような状況に鑑み、ヒトの歯と類似した性質を示し、個体差の少ない人工的な歯科材料の開発が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、ハイドロキシアパタイト粉末を含む原料粉末を、一定条件下に放電プラズマ焼結法（SPS法：Spark Plasma Sintering）により焼結してなる焼結体が、緻密性及び色調などの物理的性質だけでなく、う蝕発生や再石灰化等の歯科特有の性質においてもヒトの歯のエナメル質と類似した性質を示しうることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明は、以下に示したとおりの人工エナメル質、歯科標準試験体及び歯科治療材等を提供するものである。
(1) ハイドロキシアパタイト粉末を含む原料粉末が放電プラズマ焼結法により焼結されてなり、且つ、Ｘ線法による結晶化度が35〜90％であることを特徴とする人工エナメル質。
(2) 焼結温度900〜1100℃で焼結してなるものである、上記(1)に記載の人工エナメル質。
(3) 曲げ強度が8〜12MPaであるものである、上記(1)または(2)に記載の人工エナメル質。
(4)ヌープ硬さが200〜600Hkであるものである、上記(1)〜(3)の何れかに記載の人工エナメル質。
(5)上記(1)〜(4)の何れかに記載の人工エナメル質を含む歯科標準試験体。
(6)上記(1)〜(4)の何れかに記載の人工エナメル質を含む歯科治療材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヒトの歯のエナメル質と類似した性質を有する人工エナメル質を提供することができる。本発明の人工エナメル質はう蝕発生及び再石灰化等の歯科特有の性質を示すこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の人工エナメル質及び歯科材料についてそれぞれ詳細に説明する。
Ａ．人工エナメル質
まず、本発明の人工エナメル質について述べる。
本発明の人工エナメル質は、ハイドロキシアパタイト粉末を含む原料粉末が放電プラズマ焼結法により焼結されてなり、且つ、Ｘ線法による結晶化度が35〜90％であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に用いられるハイドロキシアパタイト粉末は、ハイドロキシアパタイトを粉末状にしたものであれば特に限定されない。
ハイドロキシアパタイトは、通常、水酸化カルシウム（又は炭酸カルシウム）とリン酸とを水溶液中で室温〜80℃程度の条件下で反応させる溶液法（湿式法ともいう）、或いは、炭酸カルシウムとリン酸カルシウムとを空気（又は水蒸気）中で900〜1200℃の高温下で反応させる固相法（乾式法ともいう）のいずれかにより製造することができる。本発明では、こうして得られるハイドロキシアパタイトをろ過、遠心分離、噴霧乾燥等の公知の手段により乾燥し、粉末状にして用いることができる。本発明に用いられるハイドロキシアパタイト粉末の平均粒径は特に制限はないが、通常0.5〜50μｍであり、好ましくは1〜3μｍである。
【００１２】
本発明に用いられる原料粉末には、ハイドロキシアパタイト粉末以外の他の粉末成分が含まれていてもよい。他の粉末成分は、目的に応じて適宜選択することができる。
例えば、審美性を付与したり、漂白機構を解明するために着色したりする目的で着色剤粉末を混合することもできる。着色剤粉末としては、焼結により自然歯と類似した色調及び透明性を有するような素材を用いることが好ましい。具体的にはセラミックスや動物エナメル粉等が挙げられる。セラミックスとしては、人工歯科材料に通常用いられるものであれば特に制限はない。例えばリン酸一水素カルシウム・二水和物、α-リン酸三カルシウム及びリン酸八カルシウム、アルミナ、アルミナ-シリカ、アルミナ-カルシア、アルミナ-カルシア-シリカ、アルミナ-マグネシア-シリカ、ジルコニア等が挙げられる。動物エナメル粉は、動物の歯のエナメル質を粉末状にしたものである。動物エナメル粉の中でも、ヒトの歯のエナメル質と類似した色調及び透明性を有することから、ウシエナメル粉を用いることが好ましい。ウシエナメル粉は、ウシの歯から得られるエナメル質を水中でシリコンカーバイド研磨紙で研削することにより容易に調製することができる。
他の粉末成分は1種単独でも、2種以上を混合して用いることもできる。他の粉末成分の使用量は、得ようとする人工エナメル質の用途によって大きく異なるものではあるが、原料粉末の全重量に対し、好ましくは1〜30重量％である。
【００１３】
本発明の人工エナメル質は、ハイドロキシアパタイト粉末を放電プラズマ焼結法を用いて高圧焼結することにより製造することができる。放電プラズマ焼結法は、型に入れた原料粉末にプラズマを発生させ、粉体表面を融解して短時間で焼結できるといった特徴を有する。以下、本発明に用いる放電プラズマ焼結法の詳細について述べる。
【００１４】
放電プラズマ焼結法は、圧粉体粒子間隙に直接パルス状の電気エネルギーを投入し、火花放電により瞬時に発生する高温プラズマ、すなわち放電プラズマの高エネルギーを熱拡散・電界拡散等に効果的に応用することにより、低温から2000℃以上の超高温領域において、昇温、保持時間を含め、数分〜数十分の短時間で焼結を可能とする次世代型の材料合成加工技術である。放電プラズマ焼結法は、ON-OFF直流パルス通電法を用いた加圧焼結法の一種であり、従来のホットプレス法に比べ、低温かつ短時間で緻密な結晶を得ることができる。また、放電プラズマ焼結法は、大電流パルス通電時の放電及びジュール熱による直接発熱方式のため効率に優れ、その放電・ジュール熱点の分散による均等加熱により、ヒトの歯のエナメル質と同様の緻密な結晶を得ることができる。
【００１５】
放電プラズマ焼結装置の基本構成を図１に示す。この装置は、縦一軸の特殊加圧機構を有する焼結機本体（上部パンチ、下部パンチ、焼結ダイ、上部パンチ電極、下部パンチ電極）、水冷却部内臓の通電機構、水冷真空チャンバー、位置計測機構、真空・大気・アルゴンガス雰囲気制御機構、水冷却機構、温度計測装置、真空排気装置、特殊パルス焼結電源、変化率計測装置などにより構成される。
【００１６】
放電プラズマ焼結法では、加圧子である上部及び下部パンチ並びに外型である焼結ダイあるいは材料を通してパルスを通電し、圧縮通電系を加熱する。焼結系の温度が所定温度に達した後は、その温度で一定時間保持し、本発明の人工エナメル質を得ることができる。放電プラズマ焼結法によれば、外部から温度を与える加熱と異なり、接触した粒子表面の局所のみを短時間に加熱できるため、粒子内部への熱の影響を小さくしながら、粒子同士を結合させることができる。
【００１７】
放電プラズマ焼結法による焼結は、ヒトの歯の表層のエナメル質と類似した緻密な焼結体を得るため、焼結温度は900〜1100℃であることが好ましく、950〜1050℃であることがより好ましい。焼結圧力は、通常の範囲内であれば特に制限されない。焼結圧力は、通常5〜50MPaであり、好ましくは5〜20MPaである。焼結時間は、焼結温度及び焼結圧力によっても異なるものではあるが、通常5分〜15分である。なお、ここでいう焼結時間とは、焼結温度に達している時間をいう。放電プラズマ焼結法では、プラズマ放電中の温度・圧力・電流・真空度・材料の変位などのデータをリアルタイムで監視することができるので、これら諸条件を調整することによって所望の物理的性質を有した焼結体を製造することができる。
【００１８】
本発明の人工エナメル質は、Ｘ線法による結晶化度が35〜90％であることを特徴としている。本発明の人工エナメル質はこのように結晶化度が比較的高く、ヒトの歯の表層を覆うエナメル質と類似した緻密性を有している。結晶化度は、好ましくは40〜80％であり、より好ましくは70〜80％である。なお、本発明において、結晶化度はＸ線法により測定される。結晶化度は、例えばマックサイエンスのＸ線回折装置（M18XHF22）を使用して、試験体の第１ピーク強さを計測し、これを結晶化度に換算することにより得られる。換算は、同じ組成のハイドロキシアパタイト粉末を含む原料粉末を電気炉焼結（焼結圧力0 MPa、焼結温度1000℃で2時間焼結）により得られる焼結体の第１ピーク強さを100％とした比例計算により行うことができる。
【００１９】
本発明の人工エナメル質は、ハイドロキシアパタイト粉末を主成分として製造されるものであるので、ヒトのエナメル質と類似した色調及び透明性を有している。また、必要により、原料粉末に上述した他の粉末成分を配合することによって色調を微調整することも可能である。例えば、本発明の人工エナメル質を、ヒトの歯のエナメル質の漂白機構を解明するための歯科標準試験体として用いる場合には、ヒトの歯の着色歯と類似した色調及び透明性を有する人工エナメル質とすることが好ましい。
【００２０】
本発明の好ましい態様によれば、本発明の人工エナメル質は、8〜12MPaの曲げ強度を有している。ヒトの歯のエナメル質の曲げ強度は約10MPaであるから、本発明の人工エナメル質は、曲げ強度においてもヒトの歯のエナメル質と類似した性質を有している。曲げ強度は、厚さ1.0 mm、幅2.0 mm、長さ15 mmの試験体を作製し、この試験体をオートグラフ（ミネベヤ株式会社製、型番ＴＧ５ｋＮ）を用いて、支点間距離10 mm、クロスヘッドスピード1 mm/minの条件で試験することにより測定することができる。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、本発明の人工エナメル質は200〜600 Hkのヌープ硬さを有している。ヒトの歯のエナメル質のヌープ硬さは約300 Hkであるから、本発明の人工エナメル質は硬度においてもヒトの歯のエナメル質と類似した性質を有するように作製することができる。既に述べたとおり、本発明の人工エナメル質は、プラズマ放電中の焼結条件をリアルタイムでモニターしながら所望の物理的性質を有するように製造することができる。したがって、ヌープ硬さをヒトの歯のエナメル質と同じ値に調整することも可能である。例えば、焼結温度920 ℃、焼結圧力18 MPa、焼結時間時10分間の焼結条件によりヒトの歯のエナメル質に相当するヌープ硬さ300 Hkを有するエナメル質を製造することができる。ヌープ硬さは、微小硬度計（株式会社島津製作所製、HMV2000）を用いて、荷重300 gf、保持時間30秒の条件で試験することにより測定することができる。
【００２２】
このように本発明の人工エナメル質は、ヒトの歯のエナメル質と類似した物理的性質を有している。また、ヒトの歯のエナメル質のように不純物が混入せず、同一条件で作製することにより性質が均質で個体差が少ないといった利点もある。
【００２３】
さらに、本発明の好ましい態様によれば、本発明の人工エナメル質は、上述したような物理的性質だけでなく、う蝕発生や再石灰化などの歯科特有の性質を示すこともできる。以下、本発明の人工エナメル質が示しうる歯科特有の性質について述べる。
【００２４】
（i）う蝕発生
歯の表面は唾液蛋白のペリクルで覆われて耐酸性が確保されている。しかし、ストレプトコッカス・ミュータンス（Storeptococus mutans）、ソブライナス、又は乳酸桿菌などのう蝕関連の細菌が不溶性グルカンを作ると、その中で増殖した菌体とエナメル質との界面で酸性度が上昇し（pH 4〜5）、エナメル質の脱灰が始まり、その後、乳酸菌などが増殖してう蝕が進行する。本発明の人工エナメル質は、う蝕関連の細菌を含有する人工的な脱灰液に浸漬すると表層下が脱灰し、ヒトの歯のエナメル質と同様の挙動を示すことができる。
【００２５】
（ii）再石灰化
また、歯のエナメル質は、唾液中のカルシウムやリン酸の存在下で再石灰化し、エナメル質の初期う蝕を修復することが知られている。本発明の人工エナメル質は、人工的な脱灰液に浸漬して表層下に脱灰層を形成した後、人工唾液に浸漬すると脱灰層の表層にハイドロキシアパタイトが再結晶化することができる。このように、本発明の人工エナメル質は、ヒトの歯のエナメル質と同様に再石灰化を生じることもできる。
【００２６】
（iii）歯科用接着剤に対する接着性
本発明の人工エナメル質は、歯科医療に通常用いられる歯科用コンポジットレジンや接着性レジンなどの歯科用接着剤に対し、ヒトの歯のエナメル質と同様の接着性を示すことができる。このことは、本発明の人工エナメル質は、ヒトの歯のエナメル質と類似した表面構造を有していることを示唆している。
【００２７】
（iv）漂白効果
本発明の人工エナメル質はまた、審美性歯科医療の研究で用いられる漂白液に対しても、ヒトのエナメル質と同様の効果を示すことができる。すなわち、本発明の人工エナメル質の漂白前後の明度の変化は、ヒトのエナメル質のそれと類似している。漂白前後にはエナメル質の表面粗さは変化するが、本発明の人工エナメル質は均質であるので、表面粗さの変化を精度良く測定できるといった利点もある。
【００２８】
このように、本発明の人工エナメル質は、ヒトの歯の表層を覆うエナメル質と物理的性質が類似しているだけでなく、歯科特有の性質を示すこともできる。本発明の人工エナメル質は、同一条件で製造することにより、個体差や年齢差のない均質な材料とすることができる。
【００２９】
Ｂ．歯科材料
本発明の人工エナメル質は、ヒトの歯のエナメル質と類似した性質を示すものであり、大量生産することも可能であるから、種々の歯科材料に適用することができる。以下にその一例を記載する。
【００３０】
(i) 歯科標準試験体
本発明の人工エナメル質は、歯科標準試験体として用いることができる。前述したとおり、本発明の人工エナメル質はう蝕発生や再石灰化を生じることもできるので、う蝕発生や再石灰化の機構を解明するための歯科標準試験体として有用である。また、本発明の人工エナメル質は、歯科用接着剤に対してもヒトの歯のエナメル質と同様の接着性を示すことができるので、歯科用接着剤の研究に用いられる歯科標準試験体として使用できる。
さらに、本発明の人工エナメル質は、原料粉末に着色粉末を配合することによって、ヒトの歯と類似した色調及び透明性を有するように調製することもできる。こうして得られた人工エナメル質は、審美性歯科医療の研究で用いられるフッ化物の作用や漂白の効果を研究するための歯科標準試験体として使用できる。
このように本発明の人工エナメル質は、歯科治療技術の向上や審美性の追及を目的とした研究に用いられる歯科標準試験体として有用である。
【００３１】
(ii) 歯科治療材
また、本発明の人工エナメル質は、歯科治療材として用いることもできる。本発明の人工エナメル質は、ヒトの歯のエナメル質と類似した性質を有するものであり、う蝕の発生や再石灰化を生じうることから生体適合性に極めて優れた材料であるといえる。また、本発明の人工エナメル質は、原料粉末の配合を適宜調整することによって所望の色調及び透明性を有するように製造することも可能である。したがって、本発明の歯科治療材は審美性の点でも優れている。
歯科治療材としては、天然歯のう蝕によって失われた歯牙または歯冠部分を補うための人工歯や歯冠材料、う蝕等によって生じた歯の欠陥部分を充填し補修するための歯科用充填材料などが挙げられる。歯科治療材は、人工エナメル質を歯科材料の分野で通常用いられる成形手段によって所定の形状にして用いることができる。
【００３２】
以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３３】
＜人工エナメル質の作製＞
まず、本発明の人工エナメル質を作製した。
ハイドロキシアパタイト粉末としては、湿式法により作製したハイドロキシアパタイト（SP-1、サンギ）の粒子を用いた。この粒子の粒径は、0.03〜0.1μｍであった。
このハイドロキシアパタイト粉末を放電プラズマ焼結装置（住友石炭鉱工業株式会社製、Model SPS-3.20MK-II/MK-IV）を用いて焼結した。焼結は、内径15 mmのカーボン製ダイズに充填して圧粉体とした後、放電プラズマ焼結装置に設置して真空下で加圧通電し、行った。温度はプログラムによって室温から900℃まで12分、1050℃まで17分の条件で比例制御した。実験中の温度・変位（試験体の厚み）、圧力、電流、真空度の電圧はＰＣに取り込み、経時的に監視し、任意の温度で停止させた。焼結時間は約10分であった。
【実施例２】
【００３４】
＜結晶化度の測定＞
各種条件で得られた焼結体のＸ線強度を測定し、結晶化度を求めた。
Ｘ線強度の測定は、得られた焼結体の試料を粉砕し、Ｘ線回折装置（マックサイエンス、18 kW、管電圧45 kV、管電流300 mA）で、2θ= 31.8度のハイドロキシアパタイトの第１ピーク強さを計測することによって行った。
比較例として、電気炉を用いて、実施例と同じハイドロキシアパタイト粉末を、焼結圧力0 MPa、焼結温度1000℃の条件で2時間焼結して作製した焼結体についても同様にＸ線強度を測定し、結晶化度を100%とした。
結晶化度は、電気炉焼結のＸ線強度44.249 kcpsを100%とし、各Ｘ線強度を比例計算して%を求めた。結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0005152885.tif 000002
【００３６】
表１に記載されるとおり、焼結温度800℃までは未焼結とほぼ同じ結晶化度を示したが、焼結温度1000℃では結晶化度が急激に上昇した。一方、電気炉を用いて1000℃の焼結温度で2時間焼結した場合に比べると、結晶化度を低く焼結させることができた。なお、焼結圧力を8〜18 MPaで変化させても、結晶化度に対する影響は少なかった。
このように、放電プラズマ焼結法によりハイドロキシアパタイト粉末を一定の温度範囲で焼結させることにより、一定の緻密性を有する焼結体を得ることができた。
【実施例３】
【００３７】
＜曲げ強度の測定＞
実施例１と同様の方法でハイドロキシアパタイト粉末の焼結体を作製した。焼結は圧力18 MPa、温度1050℃の条件で行った。焼結時間は約10分間であった。
得られた焼結体を、厚さ1.0 mm、幅2.0 mm、長さ15 mmの試験体に成形し、オートグラフ（ミネベヤ株式会社製、TG5kN）を用いて支点間距離10 mm、1 mm/minの条件で曲げ試験を行った。なお、比較例として、ヒトの歯のエナメル質についても同様の試験を行った。
その結果、試験体の曲げ強度は、10.0 MPaであり、ヒトの歯のエナメル質の曲げ強度（10.3MPa）とほぼ同じ値を示すことがわかった。
【実施例４】
【００３８】
＜ヌープ硬さの測定＞
実施例１と同様の方法でハイドロキシアパタイト粉末の焼結体を作製した。焼結は圧力18 MPa、温度800〜1050℃の範囲内で行った。焼結時間は約10分間であった。
微小硬度計（島津製作所、HMV2000）を用い、荷重300 gf、保持時間30秒の条件で、得られた焼結体のヌープ硬さを測定した。
なお、比較例として、ヒトの歯のエナメル質及びウシエナメル粉についても同様の試験を行った。ウシエナメル粉の作製は、ウシの歯のエナメル質を水中でシリコンカーバイド研磨紙（三共理化学社製、No. 100）を用いて研削して得られた粉末についても18 MPa、1000℃の条件で焼結して行った。焼結時間は約10分間であった。結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
0005152885.tif 000003
【００４０】
ハイドロキシアパタイト粉末の焼結体は焼結温度によって硬さが異なり、高温ほどヌープ硬さが上昇した。このことから、焼結温度を適宜変化させることによって、目的に応じて焼結体の硬度を調整できることがわかった。
【実施例５】
【００４１】
＜接着強度の測定＞
実施例１と同様の方法でハイドロキシアパタイト粉末の焼結体を作製した。焼結は圧力18 MPa、温度850〜1050℃の範囲内で行った。焼結時間は約10分間であった。
得られた焼結体にスーパーボンド（サンメディカル社製）付属のエッチング剤（65 %リン酸）を30秒間塗布し、水洗した。その後、スーパーボンドの粉液を混合して焼結体に塗布し、ステンレス棒と接着させた。これを37 ℃の温水中に24時間放置した後、オートグラフ（ミネベヤ株式会社製、TG5kN）に治具を用いて1 mm/minの条件で接着引っ張り試験を行った。比較例として、実施例４で用いたウシエナメル粉についても同様の試験を行った。結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
0005152885.tif 000004
【００４３】
表３に示したとおり接着強度は焼結温度に比例して上昇した。ハイドロキシアパタイト粉末の焼結体は歯科用接着剤に接着することができた。同じ温度で焼結したウシエナメル粉の焼結体と比べて、ハイドロキシアパタイト粉末の焼結体は同程度の接着強度を示すことがわかった。
【実施例６】
【００４４】
＜初期う蝕と再石灰化作用＞
実施例１と同様の方法でハイドロキシアパタイト粉末の焼結体を作製した。焼結は圧力18 MPa、温度1050℃で行った。焼結時間は約10分間であった。
得られた焼結体を試験体として、下記の手順により初期う蝕及び再石灰化の発生の有無を試験した。
【００４５】
I．表層下脱灰層（初期う蝕）確認試験
0.1M乳酸緩衝液（pH4.5、3.0mM CaCl2、1.8mM KH2PO4、1.0% CMC）に37℃で7日間浸漬した。その結果、表層下脱灰層が確認された。
【００４６】
II．再石灰化確認試験
上記Iにおいて表層下脱灰層ができた試験体の半分をマスキングし、石灰化溶液（人工唾液サリベート）に24日間浸漬し、再石灰化処理を行った。試験体の脱灰・再石灰化部位表面に光重合型ボンディング剤（トクソー社製、フロアーブルレジン）を塗布・重合し、さらに即時重合型MMAレジン（ライカ社製、ライカヒソトレジン）で包埋し、ミクロトーム（ライカ社製、SP1600）で300μmの厚さに切り出し、150〜200μmの厚さになるように流水下で研磨を行った。
【００４７】
試験体の切片を接触微小Ｘ線（CMR、ソフテックス社製、CMR3）撮影し、光学顕微鏡（オリンパス社製、BX）と走査電子顕微鏡（SEM、日立社製、S4500）を用いて観察した。
【００４８】
図２はハイドロキシアパタイト焼結体を脱灰及び再石灰化溶液に浸漬した後の切片をCMR撮影した光学顕微鏡像を示したものである。左側は0.1 M乳酸緩衝液に浸漬した部分であり、最表面に薄く未脱灰部分が観察された。これは、天然のエナメル質にできる表面化脱灰状態と一致した。右側は脱灰液に浸漬した後、さらに石灰化溶液に浸漬後を観察したものである。ここでは表層から再石灰化を生じて下層に脱灰の線が観察された。これも、天然のエナメル質で観察される像と一致した。これらの結果から、本実施例で得られたハイドロキシアパタイトの焼結体は、天然のエナメル質と同様の脱灰及び再石灰化現象を生じることが確認された。
【００４９】
なお、図３は、SEMの拡大画像を示したものである。左側の脱灰部では表層から約30μmの深さまで脱灰されており、右側の再石灰部では表層から約40μmの深さまで石灰化されたことを示している。また、脱灰部には、結晶欠陥が見られ、再石灰部では結晶欠陥が修復された像が見られた。このことから、本実施例で得られたハイドロキシアパタイト焼結体は良好な再石灰化を示したといえる。
【実施例７】
【００５０】
＜漂白作用＞
原料粉末として、ハイドロキシアパタイト粉末1.6 gと陶材（松風社製、VINTAGE）0.4 gとを混合して用いたことを除いては、実施例１と同様の方法で焼結体を作製した。焼結は圧力18 MPa、温度1000℃で行った。焼結時間は約10分間であった。また、実施例４と同様にして調製したウシエナメル粉についても実施例１と同様の方法で18 MPa、1000℃の条件で焼結を行った。焼結時間は約10分間であった。
【００５１】
得られた焼結体及びヒト抜去前歯を試験体として、ハイライトプロフェッショナル（松風社製、ブリーチング剤）をメーカー指示に従って、混和物を調製し、各試験体に3分間塗布し、光照射（APOLLO95E、照射条件：WHITENING）を3回繰り返した。その後、明度の変化を観察した。
【００５２】
その結果、何れの試験体においても漂白前後の明度の変化は僅かであった。しかし、混合粉を用いて得られた焼結体及びウシエナメル粉を用いて得られた焼結体について、漂白前後の表面粗さ（Ra）を測定したところ、表面粗さは、前者で0.22μmから0.78μm、後者で0.28μmから0.66μmに変化した。
【００５３】
このように漂白前後の明度の変化は僅かであったため、明度の変化により漂白の効果を評価することは困難である。一方、表面粗さは大きく変化することが分かった。
本発明の人工エナメル質は、同一条件で製造することにより均質なものを作製することができるので、漂白機構を解明するための標準試験体として用いれば、表面粗さの変化を精度良く測定できるという利点も有する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の人工エナメル質は、ヒトの歯と類似した性質を有しており、均質であることから、歯科医療に用いられる歯科標準試験体として、或いは、歯科治療材として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】放電プラズマ焼結装置の基本構成を示した図である。
【図２】ハイドロキシアパタイト焼結体を脱灰及び再石灰化溶液に浸漬した後の切片をCMR撮影した光学顕微鏡像及びSEM像である。
【図３】ハイドロキシアパタイト焼結体を脱灰及び再石灰化溶液に浸漬した後の切片をCMR撮影したSEM像の拡大図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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