(57)【要約】ブリッジ等のフレームワーク要素など、２部材または多部材オールセラミック歯科用成形品を製造する方法において、歯科用成形品が意図される基本構造から、模型が最初に作製される。この模型およびセラミック粒子の懸濁液を用いて、セラミック未焼結体が、特に電着塗装によって形成され、続いて焼結される。前記方法では、歯科用成形品と基本構造との間の望ましい適合性をこのように達成するために、模型の寸法の少なくとも一部が、未焼結体の焼結中に生じる収縮が補われるように選択される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品、特にブリッジ（３１）等のためのフレームワーク要素を製造する方法であって、模型（１１）が、歯科用成形品が意図される基本構造から作製され、その模型（１１）およびセラミック粒子の懸濁液を用いて、セラミック未焼結体（２１）が形成され、適当な場合には模型（１１）から取り出した後に、セラミック未焼結体（２１）が焼結され、歯科用成形品と基本構造との間の望ましい適合性を達成するために、模型の寸法の少なくとも一部が、未焼結体の焼結中に生じる収縮を補うように選択される方法。
【請求項２】
模型（１１）の実質的にすべての寸法が、焼結収縮を補うように選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
焼結収縮を補うために、前記模型が、模型材料、特に高い線凝結膨張を有する歯科用石膏と呼ばれる材料で作られることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記模型材料が、少なくとも０．５％、好ましくは４％〜１２％、特に８％〜１０％の線膨張を有することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品、特にブリッジ等のフレームワーク要素を製造する方法であって、模型が、歯科用成形品が意図される基本構造から作製され、かつ、模型およびセラミック粒子の懸濁液を用いてセラミック未焼結体が形成される、特に請求項１から４の一項に記載の方法であって、未焼結体を形成する際に、歯科用成形品の少なくとも２つの部材、好ましくはすべての部材が１つの作業段階でセラミック粒子から同時に形成される、方法。
【請求項６】
前記未焼結体（２１）が、電着塗装によってセラミック粒子から形成されることを特徴とする、請求項１から５の一項に記載の方法。
【請求項７】
支台、特に支台歯に相当する、前記模型（１１）の前記部品（３、４）が残存歯根状の形態、特にキャップの形態を有することを特徴とする、請求項１から６の一項に記載の方法。
【請求項８】
側面部材またはブリッジ部材に相当する模型の部品が、中空型（７）として設計されることを特徴とする、請求項１から７の一項に記載の方法。
【請求項９】
前記中空型（７）が、支台に相当する模型の部品（３、４）に固定されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
支台に相当する模型の部品が、歯科用石膏と呼ばれる材料、特に高い線凝結膨張を有する歯科用石膏で作られることを特徴とする、請求項７から９の一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記中空型が、歯科用模型材料、好ましくは歯科用ワックスと呼ばれる材料で作られることを特徴とする、請求項８から１０の一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記中空型が、３つのシェルで構成され、好ましくは１つの底部シェルおよび上部で中空型を閉じる２つの側面シェルを有することを特徴とする、請求項８から１１の一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記中空型が、歯科用模型材料を用いて、好ましくは歯科用ワックスを用いて、支台に相当する模型部品に固定されることを特徴とする、請求項８から１２の一項に記載の方法。
【請求項１４】
ブリッジ用のフレームワーク要素を作製するために、
ａ）ブリッジ部材（５）またはブリッジ部材の模型を、支台に相当する作業模型（１）の２つの部品（３、４）間に置き、かつ模型化し、
ｂ）支台部品への連結ポイントを含む、ブリッジ部材（５）またはその模型を、ベースから解剖学的赤道まで、歯科用模型材料、好ましくは歯科用ワックスで模型化し、
ｃ）ｂ）に従って得られた模型化要素（６）を取り外し、ブリッジ部材（５）またはその模型を作業模型（１）から取り除き、
ｄ）ｂ）に従って得られた模型要素（６）を再び、作業模型（１）の元の位置に置き、好ましくは歯科用ワックスで固定し、
ｅ）固定された模型要素（６）を、特にワックス・プローブを用いて成形して、完全な中空型（７）を得て、
ｆ）結果として得られる支台およびブリッジ部材の模型を用いて、かつセラミック粒子の懸濁液を用いて、前記セラミック未焼結体（２１）を形成することを特徴とする、請求項１から１３の一項に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１から１４の一項に記載の方法を用いて、製造することができる歯科用成形品。
【請求項１６】
一体形構成要素として、特に電着塗装によって製造することができることを特徴とする、請求項１５に記載の歯科用成形品。
【請求項１７】
２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品、特にブリッジ等のためのフレームワーク要素を電着塗装するための装置であって、電流／電圧源、制御および調節手段、電着容器、対電極、接触装置等の通例の要素に加えて、陽極として連結することができ、かつ支台と側面部材／ブリッジ部材との間の連結ポイント近くに、電着のために使用される模型上に配置することができる、少なくとも１つの補助電極を有することを特徴とする装置。
【請求項１８】
ブリッジ支台間の歯間空間における連結ポイント近くに配置することができる、少なくとも１つの補助電極、好ましくは２つの補助電極が設けられることを特徴とする、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記補助電極が、それに対応する連結ポイントを少なくとも一部取り囲むことを特徴とする、請求項１７または請求項１８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
最初に、本発明は、２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品、特にブリッジ等のためのフレームワーク要素を製造する方法に関する。
【０００２】
セラミックまたは「ポーセレン」は常に、形および色の面から非常に歯に似た外観を有する、歯を再現するための魅力的な材料であった。セラミックは耐薬品性、耐食性および生体適合性の材料であり、さらに無機質状態で、実質上無制限量で利用可能であり、このため安価である。歯科技術を用いて、この材料から容易にかつ再現可能に個々の代替歯を作製することができ、その結果、「歯科用セラミック（dental ceramic）」という用語が、この材料に対して確立されてきている。
【０００３】
この材料の唯一の欠点、つまりその脆性を克服するために、歯科技術によって製造される歯の代替品は一般に、例えばメタルセラミックと呼ばれる古典的な複合材料として長い間製造されている。メタルセラミック・クラウンまたはブリッジは、金属製フレームワークまたは構造、及びかつ歯の形態を再現する歯科用セラミックのいわゆるベニヤからなる。歯の代替品を装着する際、歯科医による支台歯形成の後、その構造は残されている歯の上に直接固定され、（保護）キャップと呼ばれることが多い。キャップが製造される材料または合金に応じて、かつ製造方法（鋳込成形、電鋳、つまり電気化学的めっき）によって、腐食およびその結果として生じる変色、本体との不適合等の形で問題が起こり得る。この理由から、近年、セラミック材料の類似の下部構造を製造し、歯科技術を用いてさらにそれを加工するシステムの開発が拡大している。
【０００４】
歯科市場で既に使用可能な機能システムが数多くある。このように、例えば残存歯模型上に手作業でスリップを塗布し、続いて焼成し、その後ガラス（ＶＩＴＡ社Ｉｎ−Ｃｅｒａｍ）を浸潤させることによって、またはホットプレス（エンプレス（Ｅｍｐｒｅｓｓ）、ＩＶＯＣＬＡＲ社）によって、セラミックキャップが製造される。焼結または予備焼結されたセラミックブロックから、キャップをデジタル的に切削加工するシステムもある（ＤＣＳ  Ｓｙｓｔｅｍ、ＣＥＲＥＣ等）。しかしながら、すべての完全セラミックシステムの一般的な特徴は、その本体が鋳込成形されていようと、電解プロセスによって製造されていようと関係なく、一般に金属体が残存歯上に的確に装着されないことである。さらに、これらのシステムは通常、購入するには非常に高価である。
【０００５】
既存のオールセラミックシステムの装着の不満足な精度は、主に用いられる成形法のためである。金属製キャップは、溶融または溶解状態の金属が残存歯根の形状寸法に最適に適合することができるように、鋳込成形または電着によって製造される。それに対して、例えばＣＡＤＣＡＭオールセラミック工程の場合には、デジタル記録されたデータセットに従って、必要とされる形を固形材料から切削加工しなければならない。しかしながら、システム要素のデジタル分解能によって、残存歯根のスキャニングおよび切削加工が既に不正確であり得る。
【０００６】
完成品の装着精度に関して、焼結されたセラミック材料からオールセラミックの歯の代替品を製造する、すべての既存のまたは将来のシステムに関連する更なる根本的な問題は、セラミックの収縮、つまり密度を高める焼結プロセスに伴う成形セラミック部品の体積減少である。この焼結収縮はある一定の限度内で低減することができるが、それを完全に防ぐことはできない。この理由から、焼結段階に伴う焼結収縮は例えば、既に焼結されたセラミックで作業するか（ＣＡＤＣＡＭ法、上記参照）、または他の方法（ＩｎＣｅｒａｍプロセスにおける柔らかい多孔質セラミックキャップのガラス浸潤、上記参照）においてポアフリーの固体微細構造を得ようと努めることによって間接的に避けられる。セラミック粒子の電着塗装において、得られたセラミック成形部分も続いて焼結しなければならず、その結果、ここで指摘されている焼結収縮の問題も生じる。
【０００７】
指摘される問題は特に、２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品に影響を及ぼす。これは、他にも理由があるが、ブリッジなどのこれらの歯科用成形品がより大きな寸法を有し、より大きな機械的負荷にさらされ、より高い装着精度が必要とされる場合が多いという事実によるものである。これらの問題は、ブリッジ構造の作製に、例えばガラスセラミックが使用される加圧成形されたセラミック、またはガラス浸潤された酸化物セラミック（上述の）が完全に適していない、または全く適していないことを意味する。これは特に頬側の領域におけるマルチスパンのブリッジに当てはまる。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品の製造における従来技術の上述の、および他の不利点の少なくとも一部を防ぐことである。特に、２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品に対して、焼成した酸化物セラミックの高い強度および破壊靱性を利用することが意図される。さらに、かかる歯科用成形品の製造は実質的に簡単に製造することが好ましい。最後に、上述の焼結収縮の不利な影響を防ぐと同時に、特に高い装着精度が達成されるはずである。
【０００９】
この目的は、請求項１に記載の特徴を有する方法および請求項１５に記載の歯科用成形品によって達成される。本発明による方法および本発明による歯科用成形品の好ましい実施形態は、従属請求項２から１４および１６それぞれに記述されている。請求項１７は、本発明による２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品を電着塗装するための装置に関し、かつ含む。この装置の好ましい実施形態は、従属請求項１８および１９に記述されている。すべての請求項の表現は、本明細書に参照により組み込まれる。
【００１０】
本発明をより良く理解できるように、歯科用模型の製造および更なる加工を以下に簡潔に説明する。歯科用成形品、つまりブリッジ等を提供されるべき歯（１つまたは複数）は、歯科医師によって公知の方法で支台歯形成される。インプラント埋め込み部分は起点としての役割も果たすことができる。歯科医師は、硬化性エラストマー材料を使用して、この口腔内状態の印象(imprint)を採取する。この材料は、例えばシリコーンポリマーである。このようにして得られた印象は、歯科医師によって行われた支台歯形成のネガ(negative)模型に相当する。この印象、つまりネガ模型は歯科技工士に引き渡され、適切な模型用材料、通常いわゆる歯科用石膏を使用して、この型から模型が作られる。石膏をセットすることによって、歯科医師によって行われた支台歯形成に正確に一致する、原模型と呼ばれるポジ(positive)模型が形成される。この原模型は通常、標本パターンとして保持される。それは、次いでさらに加工される１つまたは複数の作業模型を製造するために使用される。その作業模型は複製によって作製される。つまりネガ模型は、複製材料、例えばシリコーンポリマーを使用して作製され、次いでそのネガモデルは歯科用石膏でもう一度充填される。更なるポジ模型、つまり作業模型はこのようにして作製される。
【００１１】
２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品を製造するための本発明による方法では、歯科用成形品が意図される基本構造から模型が作製され、次いで、その模型およびセラミック粒子の懸濁液を使用して、セラミック未焼結体が形成され、模型から取り出した後、しかるべき場合には、この未焼結体を焼結する。模型の寸法の少なくとも一部は、それによって歯科用成形品と基本構造との間に望ましい装着を達成するために、その未焼結体の焼結中に生じる収縮が補われるように選択される。好ましい実施形態では、模型の実質的にすべての寸法が、焼結収縮を補うように選択される。
【００１２】
原則的に、模型の寸法を利用することによる、焼結収縮を補うための可能性のある様々な方法が存在する。特に本発明による方法では、焼結収縮を補うために、模型は、高い線凝結膨張を有する模型材料で作製される。この模型材料は、歯科用石膏と呼ばれる材料であることが好ましい。
【００１３】
従来技術に従って、凝結／硬化時に最も低い膨張を有すると考えられる模型材料を使用することは、これまで当業者には明白であった。これは、この方法でのみ、歯科医師によって行われる支台歯形成と原模型もしくは作業模型との間の寸法の必要な精度が確実に達成できるからである。この理由から、例えば歯科用石膏など通例の模型材料の凝結膨張は一般的に非常に低い。この凝結膨張は、線膨張Δｌ／ｌ0または体積膨張ΔＶ／Ｖ0として、膨張計測の公知の関係に従う通例の方法によって決定することができる。市販の歯科用石膏の線膨張、例えば凝結させると、対応する石膏により経験される長さの変化は０．３％未満である。基本的に、非常に低い値が求められる。このように、頻繁に用いられるＩＶタイプの超硬質石膏の線膨張値は≦０．１５％である。
【００１４】
それに対して、歯科目的のために本発明で使用される模型材料は、凝結または硬化時に少なくとも０．５％、好ましくは少なくとも１％の線膨張を有する。凝結または硬化時の線膨張の好ましい値は、４％〜１２％の範囲にある。そして次に、この範囲内で好ましいのは、８％〜１０％の値である。
【００１５】
本発明において使用される模型材料は、完全に当業者の以前の認識に矛盾する。既に説明されているように、以前は凝結／硬化時に最も低い膨張を有すると考えられる模型材料を提供することが目的であった。ここで、本発明では、オールセラミック歯科用成形品の製造で生じる焼結収縮をこのように補うために、比較的高い膨張を有する模型材料をポジ模型使用する。原模型または好ましくは作業模型がポジ模型「寸法過剰」である場合には、焼結収縮は許容できる。模型材料の膨張挙動およびセラミックの焼結収縮挙動が分かっている場合には、正確な寸法のオールセラミック歯科用成形品を提供することができる。
【００１６】
本発明に従って使用される模型材料は原則的に、性質上有機であり得る、多種多様な物質からなる。しかしながら、本発明の好ましい実施形態において、模型材料は主に、および特に完全に、無機物質からなる。そのように望まれる場合には、模型材料の凝結膨張または他の化学的性質および物理的性質に影響を及ぼす添加剤が存在することができる。これらの添加剤もまた、無機物質であることが好ましい。
【００１７】
模型材料は、完全にまたは主に石膏プラスターからなることが特に好ましい。次いで、これらは一般に、例えば模型能力およびいわゆる引き抜き精度の面から、歯科分野における特定の必要条件が考慮に入れられる歯科用石膏と呼ばれる材料である。その全体的な特性の面から、石膏プラスターは依然として、歯科技工士にとって選り抜きの模型材料である。製品に適切な正確な加工を達成するのに、石膏プラスターは、歯科技術におけるすべてのタイプの模型およびそれらの製造に適している。
【００１８】
微粉状歯科用石膏、化学的にはＣａＳＯ4・１／２Ｈ2Ｏ（「硫酸カルシウム半水和物」）を規定量の水（Ｈ2Ｏ）と混合し、歯および義歯の石膏複製を作製するのに使用する。混合すると形成される石膏スラリーを、口腔内状態の印象に一致する、複製用材料（通常、シリコーン）で作られた容易に除去できる型に投入する。次いで、その混合物は水との反応によって凝結し、ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ、つまり硫酸カルシウム二水和物を形成する：
【００１９】
【化１】
2004525700.tif 000002
【００２０】
この化学式から分かるように、添加された水の一部は、凝結時に「結晶水」として化学結合する。凝結プロセス中、石膏は固化し、硬くなる。熱が発生し、そのプロセスは、線膨張Δｌ／ｌとして、または体積膨張ΔＶ／Ｖとして決定することができる再現可能な膨張によって達成される。この膨張は、本発明による歯科用石膏において高い値にポジ模型設定される。
【００２１】
詳細に調べると、その凝結プロセスは、個々のプロセスの総計である。乾燥石膏粉末を水と混合することによって、水を吸収し、二水和物に変化する硫酸カルシウム半水和物の過飽和溶液が得られる。結晶核から始まり、更なる二水和物を取り込むことによって、クラスターが成長し、成長し続けて結晶を形成する。このように、新たな核の形成および二水和物結晶の連続的な成長によって、相互に絡み合い、貫入する結晶の常時固体である網がゆっくりと形成され、その体積は個々の結晶体積の合計よりも高い。これは、石膏が凝結時に上述の（体積）膨張を示すという点に巨視的に現れる。さらにエネルギーが熱の形で放出される。
【００２２】
既に言及したように、使用される模型材料は、特に凝結および硬化プロセスに影響を及ぼす添加剤を含有することができる。かかる添加剤は、凝結／硬化時の膨張、凝結／硬化の持続時間、得られた模型の硬度等のパラメーターに影響を及ぼす。添加剤は無機物質、特に塩であることが好ましい。このように、例えば、塩化ナトリウムを添加することによって、凝結時の歯科用石膏の体積膨張を増大することができる。しかしながら、体積膨張を増大するためには、添加剤としてケイ酸塩を使用することが好ましい。かかるケイ酸塩は例えば、シリカゾルの形で使用することができる。直接に、またはケイ酸塩含有補給液の形で、石膏プラスター粉末にケイ酸塩を添加することが可能である。
【００２３】
本発明による方法において作製される模型の膨張はさらに、凝結／硬化中の規定の時間、成形された模型を少なくとも一部、好ましくは完全に液体、特に溶媒中に浸漬することによって望ましい手法で増大することができる。その液体は、模型材料がそれと混合され、特にそれと攪拌されて、型に流し込むために必要なスラリーまたはペースト状にされる液体であることが好ましい。歯科用石膏が模型材料として使用される場合、この液体は通常水である。したがって、これらの場合には、石膏材料を水の下で硬化させる。
【００２４】
本発明による方法において、凝結／硬化後に、得られた模型を少なくとも一部乾燥させることがさらに好ましい。これは通常、単に模型を空気中に静置しておくことによって行われ、通常、０．５時間〜３時間の間で十分である。乾燥中、石膏中の結晶水として化学結合しない水は蒸発する。乾燥プロセスは高温を用いることにより補助される。好ましい実施形態において、少なくとも１つのマイクロ波乾燥段階が模型の乾燥に用いられる。マイクロ波乾燥は一般に数分しかかからず、一般的な家庭用電子レンジで行うことができる。
【００２５】
本発明による方法では、次いで、セラミック粒子の懸濁液、いわゆるセラミックリップを模型、通常作業模型に塗布する。体積膨張が生じているため、この作業模型はその結果、歯科医師により口腔内で作製された基本構造よりも大きな寸法を有する。したがって、この作業模型は通常、口腔内の状態を正確に再現することを目的とする原模型よりも大きな寸法を有し、かつ有利なことに模型材料からは作製されない。セラミックリップがその上に塗布される作業模型の大きな寸法には、焼結段階で生じる焼結収縮が既に考慮に入れられている。
【００２６】
これに関連して、セラミックリップの塗布に最終的に使用される作業模型は、本発明に従って、使用される模型材料に応じて複数の段階で製造することもできる。このようにして、焼結収縮を補うための作業模型の望ましいより大きな寸法に徐々に近づけることができ、またはしかるべき場合には、様々なオールセラミック成形品を製造し、原模型に対するそれらの適合性を試験することさえ可能である。
【００２７】
模型を基本構造から作製し、次いでセラミック未焼結体を模型およびセラミック粒子の懸濁液を用いて形成し、この未焼結体を焼結する、初めに記述した方法、特に上記の方法は、未焼結体を形成すると、歯科用成形品の少なくとも２部材が、１つの作業段階にてセラミック粒子から同時に形成されるように準備することができることが好ましい。特に、かかる実施形態において、歯科用成形品の部材のすべてが同時に形成される。後に詳細に説明されるであろうこの手順は、その製造方法が全体として簡単かつ迅速に行われるという利点を有する。
【００２８】
未焼結体を製造するために、本発明に従って、セラミック懸濁液を電着塗装により模型（作業模型）に塗布することができることが好ましい。かかる電着塗装の原理および手順は当業者には公知である。この手順では、液体に分散された粉末、この場合には予め圧縮される層として、電界を用いてセラミック粒子を模型上に電着させる。このようにして得られたセラミック体、つまり未焼結体は、しかるべき場合には乾燥させ、模型から取り出した後に焼結する。
【００２９】
電気泳動的な成形において、例えば導電性銀ワニスによって電気接触がかけられている口腔内状態の模型（作業模型）は電極として電気回路に接続される。対電極として、模型全体にきわめて均一な電界を得るために、例えば模型の形に応じてその形を変化させることができるＰｔ電極が利用される。
【００３０】
作業模型上へのセラミックリップの電着は、低電圧または定電流にて、通常１〜６０分間にわたり行われる。電着電圧および電着電流の通常の値はそれぞれ、１〜１００Ｖおよび１〜５００ｍＡである。電着塗装を用いて得られる圧粉密度は通常、理論密度の７０％を超え、好ましくは８０％を超える。電気泳動塗装は、しかるべき場合には、適切な装置を用いて自動式で行うことができる。
【００３１】
使用されるセラミック粒子の懸濁液は、適切な溶媒に分散されたセラミック粉末の懸濁液である。上記のように、これらは、セラミックリップとも呼ばれる。溶媒として、極性溶媒、特に水、アルコールおよびそれらの混合物、または水とアルコールとの混合物を使用することが好ましい。範囲１５〜８５、好ましくは範囲１５〜２０の誘電率を有する極性溶媒を使用することが好ましい。
【００３２】
セラミック粒子は、好ましくは酸化物セラミック粒子であり、特に酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粒子および／または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）粒子、またはそれらの混合物である。セラミック粒子の粒径は好ましくは１ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは１００ｎｍ〜１０μｍの範囲である。特に、セラミック粒子は、懸濁液の総重量に対して、１０〜９０重量％、好ましくは４０〜６０重量％の量で懸濁液中に存在する。
【００３３】
更なる実施形態において、異なる平均粒径を有するセラミック粒子の少なくとも２成分が懸濁液中に存在することができる。このようにして、小さいほうの平均粒径を有するセラミックが少なくとも一部、大きなほうの平均粒径を有するセラミック粒子間の隙間を充填することから、電着した未焼結体の密度を増大することが可能である。特定の平均粒径を有するセラミック粒子の一部の粒径分布によって正規分布が確定されることは公知である。したがって、記載の実施形態（同じ類推を用いる）において、２つまたは複数のガウス曲線は互いに相関してシフトする。
【００３４】
懸濁液は通常、少なくとも１種のポリビニルアルコールまたは少なくとも１種のポリビニルブチラールを含むことが好ましいバインダーをさらに含む。かかるバインダーは特に、得られた未焼結体の乾燥挙動および強度のどちらも改善する働きをする。バインダーは、懸濁液の固形分に対して、０．１〜２０重量％、特に０．２〜１０重量％の量で懸濁液中に存在することが好ましい。
【００３５】
使用されるスリップは、剪断速度６００ｓ-1にて、範囲１ｍＰａ*ｓ〜５０ｍＰａ*ｓ、好ましくは範囲３〜１０ｍＰａ*ｓの粘度によって特徴付けられる。
【００３６】
本発明では、支台に、特に支台歯に相当する模型のそれらの部品は、残存歯根状の形を有することが好ましい。特にこれらの部分は、加工された場合には、関連する歯の残根上または相当する別の基本構造上に装着することができる小さなキャップの形を有する。
【００３７】
さらに、模型の側面部材またはブリッジ部材に相当する模型のそれらの部品は、中空型として設計することが好ましい。これは、かかる実施形態において、セラミック懸濁液を中空型に投入して、未焼結体を製造することができることを意味する。中空型を用いた実施形態では、前記中空型は、支台に相当する模型のそれらの部品に固定される。
【００３８】
上述の好ましい実施形態では、支台に相当する模型のそれらの部品は、歯科用石膏と呼ばれるもので作られる。これは、高い線凝結膨張を有する上記の歯科用石膏であることが好ましい。さらに、これらの実施形態において、中空型は、歯科技術によって模型化することができる材料で作られることが好ましい。この材料は特に、歯科用ワックスと呼ばれる材料である。中空型の場合にも、後で生じる、投入されたセラミックの焼結収縮も、より大きな寸法を適切に選択することによって考慮に入れることができる。
【００３９】
示される実施形態で提供される中空型は、特に１つの底部シェルおよび上部で中空型を閉じる２つの側面シェルを有する３つのシェルで構成されることが好ましい。この３つのシェルデザインによって、以下でさらに詳細に説明されるように、中空型の製造が容易になり、その結果模型の製造が容易となる。
【００４０】
支台に相当する模型部品への中空型の上述の固定は、歯科用模型材料を用いて、歯科用ワックスを使用して行うことが好ましい。
【００４１】
本発明に従って特に好ましく、かつブリッジのフレームワーク要素を作製するのに使用される方法は以下の段階を含む：
最初に、予め作製しておいたブリッジ部材、またはかかるブリッジ部材の模型を、支台に相当する模型の２つの（予め作製した）部品の間に設置し、模型化する。それに続く段階では、支台部分への連結箇所を含むブリッジ部材またはその模型を、歯科用模型材料（特に歯科用ワックス）で、好ましくはベースから解剖学的赤道まで模型化する。このようにして得られた模型化要素を模型から取り外し、ブリッジ部材またはその模型を残る模型／作業模型から取り除く。次いで、最初に取り去られた模型化要素を再度、残る模型上の元の位置に置き、好ましくは歯科用ワックスで固定する。次いで、特にいわゆるワックス・プローブ（wax probe)を用いて固定された模型化要素を成形し、完全な中空型を得る。最後に、得られた支台およびブリッジ部材の完全な模型を用いて、およびセラミック粒子の懸濁液を用いて、セラミック未焼結体を形成する。
【００４２】
本発明による方法の経路において製造された未焼結体は、好ましくは平均層厚０．２〜２ｍｍ、特に０．８〜１．２ｍｍを有する。このように、焼結段階後のオールセラミック成形品の所望の層厚を達成することができる。
【００４３】
セラミック未焼結体は通常、少なくとも７０％の圧粉密度を有し、使用するセラミック材料によって決定される温度で焼結される。その焼結温度は、１１００℃〜１７００℃、特に１５００℃〜１７００℃の範囲にあることが好ましい。焼結温度は約１６００℃であることが好ましい。
【００４４】
焼結時間は、例えば使用するセラミック材料の関数として、同様に選択される。ここで、好ましい焼結時間は２〜１０時間、特に２〜６時間である。さらに好ましい実施形態では、焼結は約５時間行われる。
【００４５】
未焼結体において均一な温度分布を達成するために、未焼結体は徐々に最終焼結温度に至る。本明細書において好ましい加熱速度は、１〜２０℃／分、特に５〜１０℃／分である。後者の範囲内では、５〜７．５℃／分の加熱速度が最も好ましい。
【００４６】
焼結段階における好ましい手順は、室温で空気中にて、その上に電着させた未焼結体を有する作業模型を乾燥させ、次いで炉にそれを移すことである。そこで、未焼結体を有する作業模型を、比較的低い加熱速度を用いることが可能な時間、約９００℃に加熱する。この加熱は複数段階にて行うことができ、適切な温度での滞留時間を提供することが可能である。この加熱によって、未焼結体が予備焼結されて、石膏からその結晶水の一部が失われるため、作業材料の石膏材料が収縮する。次いで、未焼結体を有する作業模型を炉から短時間で取り出し、その未焼結体を作業模型から取り外す。作業模型が上述の通り収縮しているため、これは容易に行われる。次いで、例えばキャップの形の予備焼結した未焼結体を炉に戻し入れる。次いで、好ましくは比較的高い加熱速度で、その炉を最終焼結温度に上げ、その成形品を完全に焼結する。
【００４７】
焼結段階後、理論密度の９０％を超える、好ましくは理論密度の９５％を超える密度を有する、オールセラミック成形品が得られる。次いで、ベニア・セラミックと共に、例えばブリッジ構造の形をとる、金属キャップと同様なかかるオールセラミック品を通例の方法で提供し、焼成することができる。これによって、患者の口腔内に例えばブリッジの形で装着される最終の歯代替品が製造される。当然、このようにして製造された歯の代替品は、歯の上部構造、例えばインプラント部分上に装着することも可能である。
【００４８】
本発明は、本発明による方法の実施形態のいずれかに従って製造することができる歯科用成形品もまた包含する。この歯科用成形品は、一体形成形品として、特に電着塗装によって製造することができることが好ましい。
【００４９】
最終的に、本発明は、２部材または多部材のオールセラミック歯科用成形品、特にブリッジ等のためのフレームワーク要素を電着塗装するための装置もまた包含する。この装置は、電着塗装のためのかかる設備の通例の構成要素、例えば電流／電圧源、制御および調節手段、電着容器、対電極、接触装置等を備え得る。さらに、本発明に従って、この装置は、好ましくは陽極として接続することができ、かつ支台と側面部材／ブリッジ部材との間の接続ポイント付近で、電着するために使用される模型上に配置することができる補助電極を備える。この装置の好ましい実施形態において、支台とブリッジ部材との間の２つの接続ポイント近くに配置することができる２つの補助電極を提供する。その補助電極は、相当する接続ポイントを少なくとも一部取り囲む。
【００５０】
本発明の更なる特徴は、従属する請求項と併せて以下の実施例および図面から明らかとなるだろう。各場合において個々の特徴は、単独で、またはそれらの２つ以上の組み合わせで理解することができる。
【００５１】
図面において、図１ａ〜図１ｈは、本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【００５２】
実施例
１．セラミック粒子の懸濁液の調製
１．１酸化アルミニウム粉末を用いたスリップの製造
酸化アルミニウムスリップを製造するために、Ｎａ2Ｐ4Ｏ7*１０Ｈ2Ｏ０．７５ｇを最初に、脱イオン水１００ｇに分散剤として添加し、電磁スターラーを用いて攪拌することによって溶解する。次いで、一次粒径（非凝集状態の粒径）約０．６μｍを有する酸化アルミニウム粉末１００ｇを少量ずつ常時攪拌しながら添加する。それに続く作業段階において、このようにして得られた懸濁液を、２０ｋＨｚおよび出力４５０ワットでの超音波処理によって５分間分散させる。次いで、ポリビニルアルコール５ｇをその懸濁液に添加する。その結果得られるセラミックスリップを再び超音波処理することによって均質化する。
【００５３】
使用する化学物質：酸化アルミニウム粉末ＣＴ３０００ＳＧ（ＡＬＣＯＡ社；ＭＥＲＣＫ）；ピロリン酸ナトリウム十水和物（ＲＩＥＤＥＬ  ＤＥ  ＨＡＥＮ社）；ポリビニルアルコール、分子量７２０００（ＣＬＡＲＩＡＮＴ社）。
【００５４】
１．２二酸化ジルコニウムを用いたスリップの製造
電磁スターラーを使用してアセチルアセトン１ｇを予め溶解しておいたエタノール１００ｇに、攪拌しながら、酸化ジルコニウム粉末１００ｇを少量ずつ添加する。本明細書で使用する二酸化ジルコニウムの一次粒径（非凝集状態の粒径）は約０．６μｍである。次いで、超音波処理を５分間行い、調製された懸濁液を完全に解凝集（deagglomeration）する。得られた懸濁液にポリビニルブチラール５ｇを添加する。得られたスリップの均質化を再び超音波処理することによって達成する。
【００５５】
使用する化学物質：酸化ジルコニウム粉末ＳＣ１５（ＭＥＬ  ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社）；アセチルアセトン（ＲＩＥＤＥＬ  ＤＥ  ＨＡＥＮ社）；ポリビニルブチラール、分子量７００００（（ＣＬＡＲＩＡＮＴ社）。
【００５６】
２．ブリッジ用のオールセラミックのフレームワーク要素の製造
本明細書中に既に記述されているように、歯科医は通常、適切な準備作業を行った後に、硬化性エラストマー材料を用いて口腔内状態の印象を採取する。次いで、硬化した印象は、歯科技工士によって模型材料、通常歯科用石膏を使用して流し込み成形される。これを行うために、低い線凝結膨張を有する標準歯科用石膏が好都合に使用される。いわゆる原模型は、石膏が凝結した後に得られる。以下に記載の手法でこの原模型を複製することによって、少なくとも１つの作業模型が得られ、その模型の上に、ブリッジ用のオールセラミックのフレームワーク要素を本発明による方法によって作製することができる。
【００５７】
上記の手順において、歯科技工士は通常、原模型を複製する前に、支台歯形成の境界を明らかにし、窩洞、歯ぎしりによる亀裂等に関してブリッジの支台残根をチェックし、しかるべき場合には、歯科用ワックスまたは適切なポリマーで亀裂を充填する。次いで、原模型の前述の複製を行う。次いで、シリコーンポリマーを使用して原模型から取り出された複製型（ネガ型）に、その線凝結膨張が、後に得られる未焼結体の焼結中に生じる焼結収縮を補うような特別な石膏を流し込む。
【００５８】
このようにして得られた作業模型を図１ａに示す。それは主に、ベース２、支台歯または支台歯残根に相当する２つの部品３および４からなる。高い線膨張を有する歯科用石膏を使用するため、作業模型２の部品３および４は、原模型（図示せず）の相当する部品よりも大きい寸法を有することを再度、留意されたい。その寸法の点から、原模型は口腔内状態を正確に再現する。
【００５９】
次に、ベース２と支台歯部品３および４を有する作業模型中にブリッジ部材５を作製する。このブリッジ部材５は、整復された解剖学的な歯形に相当する。後のセラミック焼結収縮は既に、ブリッジ部材５のより大きな寸法によって考慮に入れることができる。ポリマー、例えばＧＣ社製のいわゆるパターンレジン、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）ポリマーを用いて、模型化が行われる。代替方法としては、歯科用ワックスまたはポリマーから作られた、予め作製されたブリッジ部材を使用することができる。それぞれの場合に、患者口腔内の実際の状態を考慮に入れながら、ブリッジ部材は、ブリッジ支台残根間中に模型化される。つまり、取り替えられるべき歯、残りの義歯、いわゆる拮抗筋、いわゆるサイドシフト、および他の因子を考慮に入れる。同時に、ブリッジ部材とブリッジ支台残根との間の連結ポイント、いわゆるブリッジ・コネクターは、その後のフレームワーク要素の高度な安定性を確実にするために、できる限り大きな寸法にする。
【００６０】
図１ｂに図示される次の方法段階では、残留物を残すことなく燃える歯科用ワックスを用いて、ブリッジ部材およびブリッジ・コネクターを、ベースから解剖学的赤道まで模型化して、ワックスで模型化された要素６が得られる。
【００６１】
次いで、このワックス模型化要素６をブリッジ部材５から取り除く。ブリッジ部材５がポジ型であるのに対して、ワックス模型化要素６はネガ型である。ワックス模型化要素６をブリッジ部材５から取り除いた後、再びこのブリッジ部材５もまた、ブリッジ支台残根３および４から取り除く。これは、矢印によって図１ｃに示される。
【００６２】
ブリッジ部材５をブリッジ支台残根３および４から取り除き、その結果作業模型１から取り除かれた後、ワックス模型化要素６（ブリッジ部材５のネガ型）を再び、作業模型１のブリッジ支台残根３と４の間の元の位置に置き、歯科用ワックスで固定する。この方法の段階を、特により良く理解できるように、上からの図で、つまり咬合方向から図１ｄに示す。作業模型１上にワックス模型化要素６を戻すことによって、ブリッジ部材５およびブリッジ・コネクターに関する情報が、作業模型１にネガとして移される。
【００６３】
次に、図１ｅに図示される、ブリッジ部材５の最終的な高さが、咬合方向にワックス模型壁を仕上げすることによって設定される。ここで、咬合方向に必要とされるブリッジ部材の残りが、ワックス・プローブと呼ばれるものによって模型化される。このようにして、作業模型１に連結された中空型７が、作業模型１のブリッジ支台残根３および４の間に得られる。この中空型７は、最初に使用されたブリッジ部材５の形に一致する。中空型７は、ブリッジ支台残根３および４の方向に開いている。
【００６４】
図１ｅに図示される状態は、このようにして得られる修正された作業模型１１を表し、その模型からセラミック未焼結体が製造される。図１ｅに示すように、修正された作業模型１１は主に、ベース２と、ブリッジ支台残根に相当する部品３および部品４と、部品３と部品４との間に配置される中空型７とからなり、ネガ型としてブリッジ部材の形態を再現する。
【００６５】
ダイヤモンド分離ディスクを用いて、中空型７に損傷を与えることなく、修正された作業模型１１を下部で水平に分離する。結果として生じる下方へ開いた空隙を、残留物を残すことなく燃える歯科用ワックスで充填し、このようにして修正された作業模型を、酸化アルミニウム製の安定な支持体に結合する。支台歯に相当する部品３および４の支台歯形成領域および中空型７の内面を導電性銀ワニスで被覆し、銅リード線／銅ロッド（図示せず）を介して接触させる。歯頚部領域にも定義されたセラミック電着を得るために、模型ベース（支持体）を便宜上ワニスで覆う。
【００６６】
図１ｆは、例えば１．１および１．２で調製しておいたセラミックスリップからのセラミックを電着塗装する状況を示す。したがって、電着模型と呼ばれる修正された作業模型１１を電気回路に陰極として連結する。第１電気回路（電気回路１）、支台歯に相当する作業模型１１の部品３および４を陰極（負極）として連結し、作業模型１１の全体にわたるカバー状電極１２を対電極（陽極、正極）として連結する。中空型７の領域に電着を増やすために、特に中空型７に直接接触する更なる陰極１３（負極）を用いて、かつ中空型７におよぶ補助電極１４（陽極、正極）を用いて、第２電極（電気回路２）をさらに設ける。ここで、付随する電界で中空型７の最大限の表面積を確実に被覆するために、陽極に連結された補助電極１４を蓋またはフード（ｈｏｏｄ）状に平らに設計する。
【００６７】
電着塗装するために、作業模型１１を含む図１ｆに示す配置をセラミックリップ中に浸漬し、２つの電気回路を閉じる。本発明の場合には、１４Ｖの定電圧を両方の電気回路にかける。これによって、電気回路１に初期電流３．７ｍＡが流れ、電気回路２に２．５ｍＡの初期電流が流れる。次いで、同時に電着が行われる。しかしながら、その結果得られた塗布されたセラミック材料の層が厚すぎないことを確実にするために、支台歯に相当する部品３および４（電流回路１）上への電着塗装は、ちょうど５分後に終了する。中空型７（電気回路２）において、電着を１５分超える時間、つまり全体で２０分間続ける。これは、ブリッジ部材と支台歯との間の連結ポイントに、最大限の厚さのセラミック層が電着されることが確実になるように行われる。電着塗装の終わりで、電流は電気回路１では依然として１．３ｍＡ、電気回路２では０．９ｍＡである。既に述べたように、電圧値は、電着時間全体にわたって１４Ｖで一定に保たれる。
【００６８】
電着後、作業模型１１および未焼結体を取り除き、接触（銅ロッド）と未焼結体との間の連結を、微粒子ダイヤモンドカッターを用いて分離する。銅ロッドを除去し、低速かつ低い軸受圧力にてシリコーン・ポリッシャーで、歯頚部領域をトリムする。
【００６９】
電着塗装後の状態を図１ｇに図示する。図１ｇには断面図で、修正された作業模型（電着用模型）１１およびその上に電着された未焼結体２を示す。上記のように、修正された作業模型１１は、ベース２と、支台歯／支台残根に相当する部品３および４と、ワックスで模型化された中空体７とからなる。一体形未焼結体２１は、中空体７の内面に形成されたセラミック部品２１ｃを介して互いに連結される、２つのキャップ状部品２１ａおよび２１ｂからなる。
【００７０】
修正された作業模型１１から未焼結体２１を分離するために、作業模型１１および未焼結体２１を含む全体を、第１温度の処理にかける。この温度の処理において、一方では中空体７のワックスは残留物を残すことなく燃え、他方ではベース２と部品３および４とを含む作業模型の残りの歯科用石膏は脱水される。この脱水に伴う体積減少によって、作業模型の残りから未焼結体２１の剥離が起こる。この第１温度の処理において、本発明の場合には、最終温度９００℃に達する。これは、加熱速度２℃／分で温度７０℃に最初加熱することと、この温度を３０分間維持することを含む。このため、中空体７のワックスは溶融する。次いで、加熱速度２℃／分で温度６００℃まで加熱を続け、そのすぐ後に５℃／分の加熱速度で最終温度９００℃まで加熱を続ける。ここで、保持時間は１時間である。次いで、その全体を冷やし、熱処理した未焼結体２１を作業模型の残りから取り外す。
【００７１】
このようにして得られた未焼結体２１を燃焼焼結で高密度に焼結して、最終ブリッジフレームワーク要素２１が得られる。この燃焼焼結を用いることによって、ブリッジフレームワーク要素３１は、その最終形態および強度を獲得する。それに相当するフレームワーク要素３１を再度、図１ｈに図示する。本発明の実施例において、加熱は最初、速度１０℃／分で９００℃まで行われ、そのすぐ後に速度５℃／分で最終温度１６００℃に達する。１６００℃での保持時間は４時間である。その後の冷却は、温度低下速度５℃／分で９００℃の温度まで行われる。次いで、その焼結炉は自然に室温に冷却させる。
【００７２】
本発明による方法を使用することによって、本発明によるブリッジフレームワーク要素３１は、支台歯残根に相当する原模型の部品との優れた適合性を有する。最終的な歯の代替品を製造するために、ブリッジフレームワーク３１を、フレームワーク要素のセラミックに合う熱膨張係数を有する歯科用セラミックで覆う。上述のように、ブリッジフレームワーク全体が、本発明に従って１つの成形作業において、この場合には電気泳動成形作業において作製される。もはや、引き続いてブリッジ部材と支台歯部品を互いに連結させる必要はない。また示されるように、電着塗装には高価な装置は必要なく、その代わりに、比較的単純な器具を用いて行うことができる。これは、本発明による方法がコスト面から見て非常に興味深いことを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１ａ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ｂ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ｃ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ｄ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ｅ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ｆ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ｇ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ｈ】本発明による方法の好ましい実施形態における方法の段階を示す。
【図１ａ】
2004525700.tif 000003
【図１ｂ】
2004525700.tif 000004
【図１ｃ】
2004525700.tif 000005
【図１ｄ】
2004525700.tif 000006
【図１ｅ】
2004525700.tif 000007
【図１ｆ】
2004525700.tif 000008
【図１ｇ】
2004525700.tif 000009
【図１ｈ】
2004525700.tif 000010
【国際公開パンフレット】
2004525700.tif 000011
2004525700.tif 000012
2004525700.tif 000013
2004525700.tif 000014
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2004525700.tif 000043
2004525700.tif 000044
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004525700.tif 000045
【国際調査報告】
2004525700.tif 000046
2004525700.tif 000047
2004525700.tif 000048
2004525700.tif 000049