(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陶材(A) を張り合わせた、粉末冶金法によるセラミックの緻密に焼結した高強度の各コア(B) からなる架工義歯の製造方法において、10 mol％までのY2O3、MgO又はCaO を含んで、Al2O3、TiO2、MgO、及び部分的あるいは完全に安定化されたZrO2からなる群から選らばれた１又は複数の種類の酸化物からなる緻密に焼結した各架工義歯部材の間の接合部に、それらの相互の位置を保ちつつ、ガラスを添加し、ガラスを溶融して、各架工義歯部材をガラスで接合して架工義歯コアとし、前記ガラスは、主要成分としてSiO2、B2O3、Al2O3、及びLa2O3を含み、溶融状態においてセラミックのコア材料を濡らし、それにより架工義歯部材の間の隙間に広がり、冷却の際に前記ガラスが緻密に焼結した各セラミックの架工義歯部材の間に強力な接合を形成するようにセラミックと反応することを特徴とする、架工義歯の製造方法。
【請求項２】
前記コア材料が、98％を超える相対密度を有する高強度のセラミック材料からなることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接合に用いる前記ガラスが、接合温度において、前記緻密に焼結したコア材料より小さい界面エネルギーを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ガラスが、前記コア材料と同一の金属酸化物を、前記接合温度において、前記ガラス中の上記金属酸化物の飽和度以下になるような量で含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ガラスが、前記緻密に焼結したコア材料より小さいか又は等しい熱膨張係数を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ガラスが、以下の主要な構成成分、32 mol％のSiO2、24 mol％のB2O3、18 mol％のAl2O3、及び12 mol％のLa2O3を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、粉末冶金法及び２又はそれ以上のセラミック部材を互いに接合することによる、高強度のセラミック材料で正確な形状にした架工義歯の製造方法に関する。
【０００２】
米国特許第5,342,201 号は、粉末冶金法による、歯科用陶材を張り合わせたセラミックの緻密に焼結した高強度コア(core)からなる、自然歯又はインプラント(implant) を修復(restoration) する義歯を製造する方法について開示している。
本発明の目的は、最新の粉末冶金技術、登録(registering) 技術、及び接合技術を使用して、緻密に焼結した高強度のセラミック材料で架工義歯についての合理的な製造技術を達成することにある。例えば緻密に焼結した高強度アルミナでの架工義歯は、機械強度、生体適合性、及び美観を組み合わせて提供し、それは架工義歯を意図した従来の歯科用材料及び方法では一般的に不可能である。
【０００３】
本発明は、ガラスにより２又はそれ以上の緻密に焼結したセラミック部材を接合するか又は焼結技術により、緻密に焼結したセラミック材料で架工義歯を製造する方法に関する。各部材の内側表面は１又は複数の前処理(prepare) した歯の表面又は義歯の支台歯に対して適合すべきであり、各部材は、本体の表面に対してセラミック粉末混合物を成形することにより作製し、ここで、この表面は、前処理した歯又は義歯の支台歯の表面とそれらの相互関係を、口腔内で直接的に又は例えば石こうなどの模型上から、３次元の光学又は機械的な読み取り方法を用いて作製し、その後登録した表面を例えばコンピュータ制御のフライス機械を使用することで拡大した型に再現し、ここで、その倍率は、米国特許第5,342,201 号及び第5,080,589 号に従って、焼結の際にセラミック材料が十分な密度まで収縮することを、セメントに必要な所望の隙間も加えて考慮し、計算される。
【０００４】
図１は、人工の歯冠を備えた自然歯の断面図を示している。この図において、Ａは歯科用の陶材、Ｂはコア、Ｙはコアの外側表面、Ｉはコアの内側表面、Ｃはセメント、Ｐは歯の前処理した表面、Ｓは前処理の境界、Ｅはエナメル、Ｄは象牙質、及びＦは歯髄である。
図２は、３つの接合部材を含む架工義歯の断面を示している。架工義歯は、２つの支持歯上においてセメントで固められる。これらの支持歯は、生体の支台歯(U1)、又はある歯科用合金、セラミック材料又はある強化ポリマーで作製した人工支台歯(U2)であってもよい。架工義歯は、図１に従って２つの人工歯冠と、喪失した歯に対する代用としての中央の架工歯(V) を備えている。これらのユニットは、ガラスを添加しながら高温で接合され、そのガラスは溶融状態でコア材料を濡らし、各架工義歯部材の間の隙間に広がる。冷却の際に、ガラスは凝固し、架工義歯ユニットを接合する高強度の接合部(Q) が得られる。架工義歯は、コア(B) と、それに張り合わせた歯科用陶材(A) からなる。架工義歯は、２つ以上の前処理した支持歯上にセメントで固定することができ、従って１つ以上の架工歯を含む。支持歯はまたインレー又は張り合わせ部材(veneer)を備えることもできる。張り合わせ部材は、頬側面及び舌側面の両方に作製することができる。支持歯はインプラント又は人工支台歯であることが可能である。
【０００５】
図２に示したように、架工義歯は、張り合わせた歯科用陶材(A) を備えて、緻密に焼結したセラミック(B) でコアとして作製される。コアは、ガラスで接合される２又はそれ以上の部材からなり、そのガラスは熱処理され溶融／凝固により接合する。架工義歯は、例えばセメント付けにより支台歯(U1)及び(U2)に対して固定される。
【０００６】
セラミック粉末は、当業者によく知られているいくつかの方法で作成することができる。従来からの粉末冶金技術を使用することができ、様々な成分を混合し、乾式で又は粉砕液(milling  liquid) として水又は例えばアルコールなどの溶媒を用いた湿式条件で粉砕する。プロセスの適当な時に必要になれば、セラミックスラリーに潤滑剤又は他の有機結合剤を添加する。
【０００７】
コアのセラミックを基とする材料は、従来の焼結助剤に加えて結合剤金属を含むか又は含まずに、炭化物、ケイ化物、窒化物、又はホウ化物の添加剤を含んで、好ましくは１又は複数の生体適合した酸化物（リン酸塩、ケイ酸塩、及び硫酸塩を含む）を含む。基となる材料は、他の高性能なセラミックを含むこともでき、そのセラミックは、窒化物、オキシ窒化物、硫化物、オキシ硫化物又は類似した相のように生体適合しており、またハロゲンを含むセラミック材料を含むことができる。セラミック体の基となる母材を形成可能な、生体適合した酸化物の実施例は、10 mol％までの少量のY2O3又はMgO の添加剤を含んだ、Al2O3,TiO2,MgO,ZrO2 及びZrO2などの酸化物である（部分的に又は完全に安定化したZrO2）。好ましい実施態様においては、セラミック材料は、従来の焼結助剤の添加剤を含んで、50％を超える、好ましくは85％を超えるAl2O3 を含む。セラミック材料を気孔が閉鎖するまで焼結することは重要であり、それは酸化物材料については少なくとも98％の理論密度を意味し、良好な機械的強度を達成するためには、材料は99％を超える密度でなければならず、99.5％を超える密度で最良の強度を生じる。
【０００８】
本発明によると、歯の覆い(tooth  coping) 、及び喪失した歯の代用としての１又は複数の架工歯などの架工義歯ユニットは、米国特許第5,342,201 号、及び第5,080,589 号による技術で作製される。本体を圧縮成型し焼結する従来の技術に代わるものとして、従来のようにその後に焼結するために、EPD(電気泳動堆積) により作製することができる。架工義歯ユニットは、強度への高い要求を受けながらその後に接合され、接合した架工義歯に適合しなければならない。許容できる適合を得るために、架工義歯ユニットは、全接合工程の際にそれらの相互の位置を保つ必要がある。例えば、口腔内の状態の基礎となる模型の耐熱性レプリカなどの、耐熱性の型に架工義歯ユニットを置いて接合処理を実行することにより、架工義歯ユニットの配置は接合処理の際に固定されることができ、最適の適合を得ることができる。ガラスは接合材料として使用することができ、その接合材料は、緻密に焼結されたセラミック材料を濡らすことを特徴とする特性を有することが必要であり、すなわちガラスは接合処理の際に使用する温度において、架工義歯ユニットのセラミック材料より低い界面エネルギーを有することが必要である。この溶融したガラスは、その界面エネルギーを低下するために、架工義歯ユニットの表面上を容易に広がる。溶融したガラスは、架工義歯ユニットの間の隙間に広がることができるように、粘度が低くなければならない。その上、接合部においてガラスとセラミック材料との間で最適な結合を得るために、ガラスは架工義歯ユニットにおいてセラミック材料と、過小でも過大でもなく反応するということを特徴とする特性を有するべきである。このことを得るために、ガラスは、架工義歯ユニットでの材料と同じ金属酸化物を含むべきである。この量は、接合する温度においてガラス中の前述の金属酸化物の飽和濃度以下でなければならない。熱膨張係数は、冷却時に割れ(fracture)が発生するのを回避するため、架工義歯ユニットのセラミック材料より小さいか等しくなければならない。ガラスの溶融温度は、その後の陶材の焼成の際に、架工義歯の変形を回避するため、張り合わせる陶材の溶融温度より高くなければならない。接合部は、最適の強度を得るために、ある機械的な固定を主要な力の向きに得られるように設計すべきである。架工義歯ユニットの接合処理を基礎となる模型の正確な耐熱性レプリカ、正確に成形した接合部、上述のような特性を有するガラスで行えば、接合した架工義歯は、圧縮に非常に強くなり、それと同時に適合が最適になる。アルミナの純度が高いものを接合するときに十分に作用するガラス組成物における重要な主要な構成要素の実施例は、32 mol％のSiO2、24 mol％のB2O3、18 mol％のAl2O3 、及び12 mol％のLa2O3 である。ガラスで接合した架工義歯はその後に、良好な美観を得るために、１又は複数の歯科用陶材の層で張り合わせることができる。本発明による技術で架工義歯を製造する利点は、例えば緻密に焼結した高強度アルミナを接合することで、例えば金属セラミックの従来の架工義歯では得ることができない、高強度、最適の適合、及び美観を架工義歯にもたらすことである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、人工の歯冠を備えた自然歯の断面図を示している。
【図２】  図２は、３つの接合した部材を含む架工義歯の断面を示している。
【図１】
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【図２】
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