(57)【要約】ベース層及び少なくとも１つの被覆層を有する人工歯の製造方法を提供する。この方法は、ＣＡＤＣＡＭ等により、最終的な人工歯について得られる外部寸法及び形状を設定すること；置換される自然の歯の目に見える外側表面についての画像を、その外観の変化を含めて得ること；被覆層の外観決定特性における変動を置換される歯の外観における変化に対応させて測定し、その対応に部分的に必要とされる被覆層の厚さを測定すること；人工歯について得られる寸法及び形状の情報に基づいて、ベース層の寸法及び形状を製造すること；並びに被覆層をベース層に適用し、最終的な人工歯に有効な外側寸法及び形状を達成することを含んでなる。
2004520142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度を実質的に規定するベース層（９）及び最終的な人工歯の外観を実質的に規定する少なくとも１つの被覆層（１０、１１、１２）を含んでなる人工歯の製造方法であって、
−ＣＡＤ−ＣＡＭシステムなどによって、最終的な人工歯（２）について得られる外部寸法及び形状（３）を設定すること；
−人工歯によって置換される自然の歯又は対応する自然の歯（４）の少なくとも使用中のその歯の目に見える外側表面についての画像を、その外側表面の外観の変化を含めて得ること；
−被覆層の外観決定特性における変動を、人工歯によって置換される自然の歯又は対応する自然の歯（４）の外観における変化に対応させて測定し、及びその対応について部分的に必要とされる被覆層（１０、１１、１２）の厚さを測定すること；
−人工歯について得られる寸法及び形状の情報に基づいて、ベース層（９）の寸法及び形状を形成するが、その形成前にＣＡＤ−ＣＡＭシステムにおいて部分的に必要とされる被覆層（１０、１１、１２）の厚さを差し引くこと；並びに
−被覆層（１０、１１、１２）をベース層（９）に適用し、最終的な人工歯について有効な外側寸法及び形状を達成すること
を含んでなる方法。
【請求項２】
同じ寸法範囲内で追加の被覆層を適用し、被覆層と前記追加の被覆層とに異なる外観決定特性を保有させ、被覆層と前記追加の被覆層との共同によって最終的な人工歯の外観が決まることを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
外観決定特性を変化させることには、被覆層及び追加の被覆層の厚さを変化させることが含まれる請求項２記載の方法。
【請求項４】
外観決定特性を変化させることには、被覆層の厚さを変化させることが含まれる請求項１記載の方法。
【請求項５】
ベース層の最小厚さ及び１又はそれ以上の被覆層の厚さを考慮して、ベース層の形状、厚さ、形態及び寸法の少なくとも１つを調整し、被覆層を適用する前にベース層（９）を調整した規格に構成することを更に含んでなる請求項３又は４記載の方法。
【請求項６】
外観決定特性を変化させることには、少なくとも被覆層の物理的材料特性を変化させることが含まれる請求項１記載の方法。
【請求項７】
少なくとも被覆層のために材料に添加剤を部分的に添加することを含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
ベース層及び／又は１若しくはそれ以上の被覆層を、ＳＴＬファイルを用いる３Ｄインクジェットプリンティング；ゲル形態等の材料のロボキャスティング；立体リソグラフィ（ＳＬＡ）；溶融析出（ＦＤ）；ラミネートした対象物の製造を含む方法の群からの少なくとも１つ方法により製造する請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
連続する系の形態であっても、複数の層の形成を採用する請求項１記載の方法。
【請求項１０】
天然の歯又は対応する歯に対応する人工歯の外側表面の複数の領域を、１又はそれ以上のピクセルの形態にて規定及び再形成する請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、取り替えられるべき元の自然な歯または対応する自然な歯を複製することである、人工歯の製造方法に関する。本来の自然な歯の複製として製造される人工歯は可能な限り自然な歯の複製品であるべきであるということは、当然のことながら望ましいことである。従って、本来の自然な要素又は歯の自然な外観が可能な限り模倣されるべきである。人工歯及び元の自然な要素の両者の外観は、種々の特性、例えば色調（ｃｏｌｏｒ）、半透明感（乳白色感）、色の明度、明るさ等から構成される。
【０００２】
歯科専門職の分野では、セラミック材料および／またはアクリル系材料から、より自然な複製品−人工歯−を製造することができるということが長らく確立されている。これらの材料によって、元の自然な歯のエナメル質の、特に乳白色感および／または透明性に良好に近似させることができる。
【０００３】
歯を取り替える処理は２つの別のステップから通常成っている。最初の工程は置換する歯の形状及びシェード（色合い（ｓｈａｄｅ））を調べることであり、次の工程は最初の工程で調べた結果に基づいてその歯の複製物を製造することである。最初の工程では、成形技術によって形状の情報を得ることができるが、歯の透光性（ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｃｙ）及びシェード（色合い）を調べることにはより問題があることが見出される。歯科補綴の質を元の歯を型取るデータよりも良くすることはできない。その型の正確さは、照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）の質等の幾つかのファクター、例えばそれらのデータの測定及び処理によって得られるデータを得ることに依存する。歯のような対象物のシェード（色合い）を決める方法であって、最も古く最も簡単な方法は、シェード（色合い）のチャートと対象物とを目視的に比較するものである。しかしながら、その方法によって得られた結果は、人の目の主観性のためにあまり良好なものとは言えない。さらに、歯とチャートとの照度のために不適当なシェード（色合い）の選択がなされることもある。対象物のシェード（色合い）の測定における最小限の再現性と最小限の正確さとを得るために、定量的方法を用いることができる。そのような定量的な方法は、最終的生成物と元の対象物との間で、用いられる照度、測定の技術、データの処理及び対比によって分類することができる。
【０００４】
もう１つの測定技術は、１９９８年６月１６日に発行されたＭｕｒｌｊａｃｉｃの米国特許第５，７６６，００６号によって教示されている。この公報において、Ｍｕｒｌｊａｃｉｃは、歯のデジタル・カラー画像を取り込むカメラを用いる歯のシェード（色合い）の解析装置システムを開示している。歯の画像（イメージ）には、システムのメモリに記録されている複数の歯のシェード（色合い）を、ピクセル単位でスキャンし及び対比するＲＧＢ色度（ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ）表示が含まれる。
【０００５】
Ｍｕｒｌｊａｃｉｃのシステムの欠点は、照度の制御を行わずにスキャニングを行うことであり、従って、色の対比の再現性が低下するということである。選ばれた領域から集められたデータ又はスペクトル分解（ｓｐｅｃｔｒａｌ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）を人の目の色知覚（ｃｏｌｏｒ ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ）に対応する単一の測定に変換するいくつかの方法が知られており、用いられている。目的は、データを量子化して、人の目が知覚する際に元のモデルの適切な色を再現することができるように、そのデータを修正することである。材料の透光性を量子化できるようにすることも重要である。
【０００６】
国際出願（ＰＣＴ）ＷＯ９７／０１３０８において、口のカメラが、シェード解析装置システム、例えばデジタルビデオプロセッサー及びカラー画像モニターに接続されている。カメラは患者の歯のデジタルカラーイメージを取り込み、そのイメージをサブシステムが記録されている多数の歯のシェードのイメージと対比する。それぞれの歯のシェードは、色のイメージ・データ、歯のシェードのデジタル的言語表現及び製造業者のタイプを含むデータのブロックとして表現される。患者の歯のイメージは、スキャンされ、メモリに記録されている複数の歯のシェードと対比されたＲＧＢの色の表現を含んでおり、適合するものが決められ、システムのユーザーへ伝えられる。この方法には、必要な場合には、再形成された歯を製造する複数のポーセレン業者に対応する部分的歯のシェードの仕様書が含まれる。
【０００７】
情報は、測定され、同定された歯のシェードに続いてクラウン（ｃｒｏｗｎ、歯冠）を積層する技術者によって利用され、デジタルデバイスによって提示される。人手で材料をレイヤーする（重ねる、又は積層する）ことによってクラウンを製造するこの方法は、非常に時間がかかり、それと共に手がかかるので、コストもかかる。この手作業の結果は予測不可能であって、特に寸法及び形状ならその結果は歯科技術者（ｄｅｎｔａｌ ｔｅｃｈｎｉｃｉａｎ）の技能に大きく左右される。
【０００８】
欧州特許ＥＰ−０７９６５９６では、歯の形態及びシェードの構成を記録するシステムが開示されている。システムは、ポーセレン又はアクリル系のベニア加工される修復物の調製及び製造に適用される。システムは、型及びイメージを含む種々の組合せ、並びに種々の歯の形態及びシェードの構成のレイヤリング方式から構成される。患者については、型と患者の歯との間で形態及びシェードの対比がなされ、それによって最も良好に適合する組合せ（ａｓｓｏｒｔｍｅｎｔ）が選ばれ、歯科試験室において、そのレイヤリング方式に基づいて、自然に近い複製物を製造することができる。
【０００９】
コンピュータを使用することは組合せの選択可能な要素であると言われることがあるが、すべての２次元表示は、歯科試験室における再生物の製造を目的としている。容積（立体的情報）に関する制御を伴わずに、修復物のレイヤリングを行うため、コンピュータの支援により製造される人工歯の特に形態、形状及び寸法は、最終的に修復された段階で主観的で不確実な状態である。
【００１０】
米国特許第５，７５９，０３０号には、例えば歯の色やその他の特性を測定する、色の測定システム及び方法が開示されている。周囲レシーバー光ファイバーが中央ソースの光ファイバーから間隔をおいて設けられ、測定する歯の表面から反射される光を受容する。システムは周囲レシーバー光ファイバーを利用して、測定する歯に関するプローブ（ｐｒｏｂｅ）の高さ及び角度に関する情報を調べる。プロセッサー制御の下で、色測定は予め決められた高さおよび角度で行うことができる。透光性、蛍光感及び／又は表面テクスチャーを得ることもできる。システムによって形成されるデータを利用して、補綴が行われる材料のための自動化された材料混合装置を実行することができる。測定によって得られる色及び他のデータを利用して、配合表のための含量及び他の材料の量を決定又は予測することができる。歯科補綴を層状に重ねることによって、歯の透光性の程度を模倣することもできる。
【００１１】
例えば、歯の４つの領域についての４つの測定値を求め、入力されたパラメーターに基づいて４つの領域に結びつけられた４つの色の測定値（例えば、ＲＧＢ又は他の値）についてのデータと共に、コンピュータに送ることができる。
【００１２】
もう１種の改良されたコンピュータ支援システムは、シェード・スキャンシステム（Ｓｈａｄｅ Ｓｃａｎ Ｓｙｓｔｅｍ）（Ｃｏｒｔｅｘ Ｍａｃｈｉｎａ， Ｍｏｎｔｒｅａｌ， Ｑｕｅｂｅｃ， Ｃａｎａｄａ）として知られている。このシステムは、色及び透光性の分光的測定が可能である特に設計された光学系を有する口内カメラ・プローブを有している。歯の１又はそれ以上の局部的測定の代りに、以前のシステムについてなされていたように、シェード・スキャンシステムは、歯の特性の全体的で完全な表示を含んでいる。ソフトウェアは、歯全体についての光学的データを簡単で正確な図式的カラー・フィールドに変換するシェードの選択プロセスを有している。カラー・フィールドは特定のブランドのポーセレンの分類の数によって識別され、表される。カラー・フィールドは、カラー・フィールドの精密な識別（ｄｉｓｃｒｉｍａｔｉｎｇ）又はそれよりも多少粗い区分として選択することができる。ソフトウェアは、歯全体の明暗シェードマッピングによって透光性のある領域を示すことができる。このことによって、これは歯（「乳頭状部」）の光学的により密な区域の垂直方向の高さを目に見えるものとなる。
【００１３】
デジタルカラー解析装置の結果は歯科技術者の手作業による補綴のみを生じるので、補綴の製造に偽似的試行錯誤方法を用いる補綴が残り、その結果、再製造が必要となり、患者、歯科専門家及び歯科試験室のコスト増大及び不便を生じ得る。
【００１４】
発明の目的
本発明の目的は、修復物によって置換される自然な歯又は対応する歯の複製物として人工歯を製造する改良方法を提供することである。
【００１５】
デジタルフォーマットで利用できるデジタルシェード解析装置の結果を、コンピュータ支援設計システムにおけるクラウンレイヤー製造モデルに利用することができるようにすることも本発明の目的である。
【００１６】
本発明のもう１つの目的は、コンピュータによって設計されるレイヤー化されたクラウンの製造モデルを利用して、コンピュータ支援製造システムによるクラウンのレイヤーを製造するモデルにその後に使用することである。
【００１７】
本発明の目的は、自然の要素のデジタル地図を用いて層状化（レイヤー化）された歯を複製し、層状化される内部構成を設計し、並びにその後の製造工程にて層状化された歯を自動的に製造することである。
本発明のこれら及びその他の目的は、以下の説明にて明らかになるであろう。
【００１８】
発明の概要
本発明によれば請求項１に記載する方法が提供される。本発明によって提供される方法は、製造される人工歯の形状、寸法及び形態、並びに外観に関して、材料の損失を最少とし、最適な結果が得られるよう十分に自動化された製造を可能とする。
【００１９】
さらに、好ましい態様によれば、本発明の方法は請求項２に記載する特徴を具備し得る。セラミック材料及びアクリル系材料は特定の深みのある外観を呈する。従って、追加の被覆層の外観は、ベース層の上に配されている下側に存在する第１の被覆層によって影響を受けることがある。このようにして、層の組み合わされた光学的特性を用いて、最終的な人工歯の局部的外観が決定される。
【００２０】
請求項３に規定するように、製造される人工歯の外側表面上の被覆層及び追加の被覆層の厚さを変更することによって、光学的外観におにおいて製造される人工歯の表面上の変化を達成することができる。これは当然のことながら、単一の被覆層を有する人工歯にも当てはまり、製造される人工歯の外側表面を被覆する厚みを変化させて、それらの光学的外観を変化させることができる。さらに、単一の被覆層の材料特性は、追加の被覆層と同様に、製造される人工歯の外観に所望の変更を達成するように変更することができる。そのような変化させることができる物理的材料特性には、添加剤を加えることも含まれる。
【００２１】
本発明の層を適用する方法には、以下の方法：プロセスの群からの少なくとも１つのプロセスにより、ベース層及び／若しくは被覆層又は複数の層を形成すること；ＳＴＬファイルを用いる３Ｄインクジェットプリンティング；材料、例えばゲル形態の材料のロボキャスティング（Ｒｏｂｏｃａｓｔｉｎｇ）；立体リソグラフィ（ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ （ＳＬＡ））；溶融析出（ｆｕｓｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＦＤ））；ラミネートした対象物の製造など、が含まれる。
【００２２】
本発明には、人工歯を製造するための新しく進歩性あるアプローチが含まれ、製造されるべき歯の最終的寸法及び形状は、開始時点で確定されるということに注意されたい。この情報から、及び製造すべき人工歯の内側領域に対する情報により、少なくとも１つの被覆層によって所望するそれらの光学的外観を達成することができる。含まれるコンピュータ支援製造システムは、製造すべき人工歯の寸法及び形状を使用して、そこから所望する光学的外観を得るために必要とされる被覆層及び／又は被覆層の局部的に要求される厚さをそれから差し引く。
【００２３】
従って、この方法は、製造しようとする人工歯の外側から内側へ向かって機能する設計方法であって、いずれかの被覆層を適用又は付加することを設計して、製造しようとする人工歯の利用し得る寸法及び形状によって決められる境界部分の中で被覆層を収容するベース層厚みを小さくする結果をもたらす方法である。
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の請求項に記載の範囲内での利点、特徴及び同等のものについて説明する。
図１は歯２の配列１を示している。輪郭線３で示す１本の歯は、人工歯に置き換える必要がある。元の自然な歯に置き換わる人工歯の輪郭線３は、隣りの歯４の鏡像になる。歯科治療的修復物（ｄｅｎｔａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）によって置き換えられる元の自然な歯についての画像は得られないので、本発明によって製造すべき人工歯又は歯科治療的修復物の輪郭線３は隣り合う又は隣接する歯４の鏡像として得られる。これは、元の自然な歯の一部が破損したような場合等に適用される。
【００２５】
元の自然な歯を完全に利用できる場合には、輪郭線３によって示される形状は、隣接する歯４からではなく、元の自然な歯から取得することができる。輪郭線３を規定するには、製造すべき歯科治療的修復物を画像化するためにそれ自体常套のものである装置、例えばＣＡＤ−ＣＡＭシステムを利用することができる。
【００２６】
輪郭線３とは別に、形成すべき歯科治療的修復物の完全な寸法及び形状を本発明に従って規定することもできる。更に、隣接する歯４の色の解析も行われる。色の解析に基づいて、４つの異なる色の特徴的領域５、６及び７が識別されるが、４つ目の領域８は乳頭状突起領域としても知られており、歯の内側に埋まっているように見える。図２及び４にそれぞれ示す図３の２つの断面ＩＩ−ＩＩ及びＩＶ−ＩＶについての断面は、所望する外観特性を達成するように、本発明の方法に従って人工歯を製造する仕方を示している。
【００２７】
本発明の方法によれば、製造しようとする人工歯の輪郭線並びに外側寸法及び形状は上述のようにして得られる。製造しようとする人工歯の設計において、製造しようとする人工歯の輪郭線、寸法及び形状の範囲内で少なくとも１つの被覆層が調整される。この設計方法の適用に関して、製造しようとする人工歯の強度を実質的に規定し、符号９で示すベース層は、製造しようとする歯の最終的な寸法及び形状の範囲内で減らされ、各被覆層が調整される。ベース層９は、いわば被覆層のためのキャリヤーである。
【００２８】
図２、３及び４から、ベース層９は、製造しようとする人工歯の強度のために限定されるだけでなく、乳頭状突起８の構成をエミュレートするためにもしようされることが明らかである。ベース層９上に第１の被覆層１０が配されるが、これは人工歯の外側の色領域（ｃｏｌｏｒ ｒｅｇｉｏｎ）５について最も決定的であって、そのことは図３を組み合わせた図２及び４との対比からも明らかである。例えば領域５は、領域６及び７と対比するとより白く、より光沢を有しており、その場合に領域７もより光沢を有しているが、領域６よりも不透明さが低く、領域５よりも光沢性は低い。
【００２９】
領域６は被覆層１１及び１２の組合せによって得られ、被覆層１２は、少なくとも近似的に、被覆層１１が被覆層１２を通して人工歯の外観に所望の効果を有するように、特定の厚さを有する。
更に、領域７は主として被覆層１２によって得られることも明らかである。
【００３０】
上述したように、例えばＣＡＤ−ＣＡＭシステムを用いて、構成の設計をすることができ、製造しようとする人工歯の外側寸法及び形状から出発し、被覆層をその寸法及び形状内に入れ、それによって実際に製造する前に、所望の外観を達成するために、必要な場合には、被覆層１０、１１、１２を個別に、互いに組み合わせて、又はベース層９と組み合わせて、ベース層９を部分的に減少させる。
【００３１】
図６は、特定の外観特性、例えば色調、乳白色等に、特定の厚さを組み合わせる場合の効果を示している。外観特性を垂直軸に沿って配し、被覆層どうしの厚さの比を水平軸に取っている。グラフの起点（原点）においては、１つの被覆層のみが存在しており、光学的特性、例えば、色調、透光性等は、完全に他の被覆層によって決まるということが判る。第２の被覆層又は追加の被覆層を加え、２つの被覆層の厚さどうしの比を、追加の被覆層の厚みを増すことによって増大させると、外観特性についての最初の被覆層の影響は消失する。追加の被覆層のみとなるか、又はルッキングデプス（ｌｏｏｋｉｎｇ ｄｅｐｔｈ）が下側の被覆層が何らかの効果を有するのにもはや十分ではないような厚さを追加の被覆層が有する場合には（この状態を図６において水平軸上で「１００」と示す）、外観特性は追加の被覆層によって完全に決められる。
【００３２】
被覆層及び追加の被覆層の材料のいずれの組合せにも特定のグラフがある。これらのグラフについての知識に基づくと、（図６の垂直軸で「Ｄ」で示される）所望の外観特性は、最初の被覆層の厚さと最初の被覆層との間の対応する比を適用することによって達成することができ、この比「Ｒ」は図６の水平軸に示されている。
【００３３】
図５に、可能な製造技術を示している。製造しようとする人工歯のデザインは、この段階で前もって完成しており、上述したように、製造しようとする人工歯の外側から内側へ向かうアプローチに基づいている。完成したデザインを持ち、コンピュータにより支援される製造プロセスを利用して、スタンド１３上に、連続してベース層９、被覆層１０、１１及び１２を所望の部分的厚さとなるように適用する。部分的厚さとは、患者の口の中に配された場合の人工歯が、外部から観察される向きに厚さを示すために用いられる表現である。
【００３４】
積層された（ｌａｙｅｒｅｄ）人工歯又はクラウンの製造技術はそれ自体知られており、例えば、「ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｍａｋｉｎｇ ａ ｄｅｎｔａｌ ｃｒｏｗｎ ｆｏｒ ａ ｄｅｎｔａｌ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａ ＣＡＤ−ＣＡＭ ｓｙｓｔｅｍ」という発明の名称を有する米国特許第４，９３７，９２８号に記載されており、その開示内容は引用することによって本明細書に含めることとする。
【００３５】
一連のコンポジットの組合せについて、明度（ｌｉｇｈｔｎｅｓｓ）（Ｌ＊）、赤色度（ｒｅｄｎｅｓｓ）（ａ＊）、黄色度（ｙｅｌｌｏｗｎｅｓｓ）（ｂ＊）及び透光性パラメータ（ＴＰ（Ｔｒａｎｓｌｕｃｅｎｃｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ））について簡単な線形回帰解析を行い、２Ｄ的に正面から観察した場合の表面の領域の分割に用いた。
【００３６】
自然な歯は、歯の切縁部から中央部へ徐々に明度の増加を示す。明度は頚部へ向かってわずかに低減する。自然な歯の赤色度及び黄色度は、歯の軸が頚部へ向かうにつれて、赤色度には歯肉のピンク色が、黄色度には歯根及びエナメル質の薄層がそれぞれ影響して、増大する傾向がある。ＴＰは、頚部へ向かうにつれて減少する傾向がある。
【００３７】
非接触式の分光放射測定（ｓｐｅｃｔｒｏｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃ）カラーコンピュータを用いて、自然な歯の透光性を測定することは非常に困難である。客観的で、普遍的な方法として、デジタルスペクトルの比色計（ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）デバイスを用いて、白黒の背景にて、反射スペクトルを測定することによって、自然な歯の透光性又はシェードガイドを評価してきた。ＴＰの測定値は、本発明に基づくと、生体内（ｉｎ ｖｉｖｏ）の自然な歯の透光性を評価するのに適切であり、簡単であることが示された。
【００３８】
色調及び透光性を測定する方法は、以下の工程：
１．装置を始動すること、
２．所定の照度方法によって歯に照明を当てること、
３．ＣＣＤカメラを較正すること、
４．歯のシェード及び透光性に関連するデータを得ること、
５．場合によって、最初の較正が正しかったかを確認し、正しくなかった場合には工程２へ戻ること、
６．データを処理して、シェードイメージ・マップ及び透光性イメージ・マップを製造すること、
７．場合によって、シェードイメージ・マップ及び透光性イメージ・マップのデータから人工歯を複製した後、複製した人工歯を、元の歯に置き換えて上記工程１〜５を実施し、複製した人工歯についてのシェード及び透光性イメージ・マップを作成し、最終生成物の品質を制御するために、元の歯についてのシェード及び透光性イメージ・マップと対比すること、並びに
８．装置を停止させること
を順に行うことによって構成される。
【００３９】
これらの一般的工程について更に説明する。
照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）
工程２の照明の目的は、測定すべき対象物、即ち歯４（図１）を照らすことである。以下に詳細に説明するように、データ収集工程には、照度が歯の表面のどこででも少なくとも１パーセントの精度であることが知られていることが要求される。テレセントリックの構成は、歯科適用のための特性を満足する。光線を発射する光源は、歯の照度の特徴を確実に知るることができるように、周囲の他の光源を十分に吸収するように強力（パワフル）であることが必要とされる。
【００４０】
較正（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）
歯のシェード及び透光性の測定は、測定を行う時の照度及びセンサーの特性に大きく依存する。工程３は、これらのファクターを、既知のシェード、透光性、及び他の外観のファクターのパッチの集合からなる第１の較正対象を測定することによる較正である。これらの測定からの数値計算によって、測定値は標準的値へ変換される。
【００４１】
較正工程の後で、複写されるべき歯を測定することができる（工程４）。この測定工程をデータ収集工程と称することもできる。測定工程５の目的は、データ処理工程６においてシェードのイメージマップ及び透光性のイメージマップを作成するためにデータを得ることである。
【００４２】
データ収集（ｄｅｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）
色解析（ｃｏｌｏｒ ａｎａｌｙｓｉｓ）
色解析は三刺激（ｔｒｉｓｔｉｍｕｌｕｓ）の計算をすることによって成っている。いわゆるｘ、ｙ及びｚの三刺激値のそのような計算は、この技術分野においてよく知られており、本明細書では特に記載しない。人の色知覚は、網膜が３種のスペクトルバンド（三刺激値）によって光を受容することによって規定される。これらとＣＩＥ  ＬＡＢ色は、通常は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄｅ Ｉ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）で規定された方法を用いて、フルスペクトルから計算される。明度（Ｌ＊）、赤色度（ａ＊）及び黄色度（ｂ＊）について、これらの測定からの値を計算することができる。線形変換を用いて、スペクトルの３つのサンプルのみから三刺激値が計算される。ＣＣＤカメラの赤、緑及び青のチャンネルによって与えられる３種のサンプリング・バンドを用いて、歯のＣＩＥカラーを正確に測定することができる。Ｌ、ａ及びｂの三刺激値計算のスペクトルである測定すべきスペクトル、及びサンプリングバンドのスペクトルの範囲に関連する特定の数値的基準の下で、線形変換を用いて、サンプリングバンド値から三刺激値を直接的に計算することができるということが見出された。
【００４３】
例えば、Ｘ＝（Ｌ、ａ、ｂ）ｓｕｐＴとして、ある対象物体の反射スペクトルから三刺激値の１つのベクトルを計算し、正確に同じ照明条件下でＣＣＤカメラによって測定した赤、緑及び青の値のベクトルを、ｒ＝（ｒ、ｇ、ｂ）ｓｕｐＴとすると、２つの量が何らかの非線形ベクトル関数によって関連づけられるような環境がある。上述した外観パッチの既知のＣＩＥ  ＬＡＢ色から較正する間に、線形変換のパラメータが導かれる。上述した方法によって、計算が迅速であること及び線形変換はコンピュータ計算の複雑さを低減することの２つの理由から、ＣＣＤカメラのイメージの各ピクセルについて、ＣＩＥ  ＬＡＢ色を調べることができる。
【００４４】
シェードタブの色は、表面のテクスチャー、セラミックの結晶の特質及び焼成プロセスにおける不均質性等による変化のために、必ずしも均一ではない。この理由から、シェードガイド色は、単一の部分からではなく、四角形の領域から採取される。多くの色値のサンプルを有することによって、シェードガイドにおける各タブの色の変動を統計的に定量化することができる。
【００４５】
シェードの表を一旦作成すると、ＣＣＤカメラによって測定される各ピクセルを、シェードガイドの色と比較することができる。ピクセル値及び周囲のピクセル値について、重み付き平均がなされる。中央部ピクセルは、平均に最も近い色を有するシェードガイドの色として分類される。
【００４６】
透光性及び色調を測定することの主たる困難性は、これらの２つの外観ファクターの情報が通常混同されるということに起因している。これらの２つの外観ファクターを整理するために、以下のような種々のアプローチを採用することができる。
−３つの色チャネルのための自動相関関数によって、透光性によってもたらされ得る汚点（ｂｌｕｒ）についての情報が提供される。構造化されたライティングを用いることによって、シグナルを増大させ、更に明確にすることができる。
−白色と黒色とを交替させる背景により収集される連続イメージを比較することによって、透光性を評価することができる。構造化した背景を用いて透光性を調べることもできる。−材料によって被覆された色空間の知識を用いて、色調及び透光性の変動を解析することもできる。
【００４７】
この出願では、以下のような、驚くべき二重の観察のために、後者のアプローチが可能である：
ａ．透光性が増大すると、強度が低下し、色相（ｈｕｅ）は青色の方へシフトする；及び
ｂ．典型的な歯についてのシェードが変動する際、強度の低下は色相の赤色方向（より高いａ＊値）へのシフトに対応する。
【００４８】
従って、透光性インデックスは、基準点（最も不透明な領域）について、赤色／青色の相対的な差と相対的な強度の変動との積によって決められる。対数スケールは知覚的により重要な測定値を提供する。
【００４９】
基準点は歯の最も不透明な領域である。これは歯の形態の知識によって定められる自然な不透明の領域にて始まる反復的処理によって得られる。
あらゆる点で、透光性値は小さな隣接点を越えるメディアンに基づいており、異常値による偏りが排除されている。透光性イメージ・マップはこのようにして作成される。
【００５０】
Ｌ＊ａ＊ｂ＊−色空間では、自然の歯について、シェードＬ＊は５５〜８５の間、ａ＊は４．０〜１０．０、並びにｂは１６．０〜２８．０ の範囲で変動することが示されている。我々は、明度Ｌ＊を等間隔にして、シェードの範囲を表１に示すように５つの群に分割することができる。
【表１】
表１
2004520142.tif 000003
【００５１】
口の色のスキャナーの大部分は、どの色又はどの２色を混ぜたものを測定する色の近似に用いられたかについての示唆を有するので、本発明は２つの（またはそれ以上の）層を用いることによって、色の近似を行うことにする。象牙質ポーセレン（磁器）の透光性のために、異なるシェードを有する層は外側から観察される色に影響を及ぼし、図６に示すように、表面への間隔がより小さくなると、より強くなる。
【表２】
2004520142.tif 000004
【００５２】
積層（層状に）したポーセレンの色を計算するために、色Ｌ＊ａ＊ｂ＊ＣＩＥＬＡＢユニットの線形加成性の方法を用いた。
【００５３】
修復物の形を決めるニアネット（ｎｅａｒ ｎｅｔ）を製造するためのいくつかの方法によって、ソリッド・フリーフォーム・ファブリケーション（ＳＦＦ、ｓｏｌｉｄ ｆｒｅｅｆｏｒｍ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）として知られる多くの技術が導かれた（ＳＦＦの技術はコンピュータ制御ロボット工学を使用する。研削やミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）に優る利点の１つに、加工コストがより低いことがある。（実施例１））ソリッド・フリーフォーミングは、ベース以外の表面を限定することなく、材料の点、線又は面を付与することによって造形することである。このベースは、耐熱性の基礎ブロック又は平坦なプレートであってよい。これによって、広範な成形方法を用いる特定の工具又は成形型を用いることなく、製造しようとする修復物をコンピュータ・ソフトウェアを用いてデザインすることができるようになる。ＣＡＤソフトウェアによって製造される３Ｄコンピュータイメージをスライスして、２Ｄイメージとし、層毎に修復物を製造する加工ユニットの制御に用いる。今日では、ＳＦＦ技術には、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ（ｓｔｅｒｅｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ））、選択的レーザ焼結、セラミックの溶融析出（ＦＤＣ（ｆｕｓｅｄ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃｅｒａｍｉｃｓ））、ラミネーテッド・オブジェクト・マニュファクチュアリング（ＬＯＭ（ｌａｍｉｎａｔｅｄ ｏｂｊｅｃｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ））、３次元印刷（３ＤＰ（ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｐｒｉｎｔｉｎｇ））及びロボキャスティング等が含まれる。これらの最後の２つは実施例２及び３でそれぞれ使用する。
【００５４】
ステレオリソグラフィでは、光硬化性のセラミック懸濁液が用いられる。修復物を加工する際に、各層の懸濁液は紫外（ＵＶ）光によって硬化される。セラミックの溶融析出では、フィラメント状に押し出されたセラミック−バインダー配合物を用いる。使用されるハードウェアは、１００〜１５０℃に保持される加熱されたノズル（２５０〜６４０ミクロンの直径）である。これは、コンピュータ制御パターンによって溶融されたフィラメントを押し出し、最初は修復物の周囲に材料を析出させ、その後内側に析出させ、層を重ならせることを繰り返す。選択的レーザー焼結では、ＣＯ２レーザ光線を使用して、セラミック粉末を選択した領域に薄い層状に析出させて緻密化する。ラミネーテッド・オブジェクト・マニュファクチュアリング（ＬＯＭ）では、レーザでカットしたフォイルの層を重ねて、造形する。近年改良されたＬＯＭは、セラミックの加工に用いられている。テープ状に加工されたセラミックについて、テープからの個々のスライスが切り出され、積層されてコンピュータ支援デザインを組み立てる。
【００５５】
実施例１
色収差のないダブレットを有する光学システムにより光を分解すること、並びに干渉フィルタ及び光ディテクタ、例えば分光光度計のような光を分解するためのデバイスにより光を解析することによって対象物体の色を測定する方法
【００５６】
大部分の口の色のスキャナーにはどの色又はどの２色を混ぜたものを用いて測定した色に近似させるかという指示が備えられているので、本発明では、２つ（又はそれ以上）の層、例えば半透明の象牙質の上に象牙質様のポーセレン層を重ねることによって、色を近似させることができる。象牙質ポーセレンの透光性によって、別のシェードを有する層は外側から見られる色に、図６に示すように、表面からの距離が小さい場合には、より強く影響する。
【００５７】
積分球光度計は、均一な拡散光源を達成するための技術として知られている。この型の照度は、艶消しされている表面の測定に有用である。拡散光を作り出すという、この技術又はその他のいずれもの技術の問題点は、光沢のある材料を照らすために使用される時に明らかである。所望の信号は鏡面反射部品によって混合される。歯のシェードの分類は、歯の表面のどの部分でも照度が少なくとも１パーセントの精度であると知られることを必要とする。
【００５８】
【表３】
原表２
2004520142.tif 000005
【００５９】
全体で１０枚のディスクを表２に従って製造した。サンプルの反射度測定値Ｒは、積分球光度計を備えた分光光度計を用いて得られた。
Ｌ＊、ａ＊及びｂ＊パラメータを予測し、例えば、式Ｌｌａｙｅｒ＊＝Ｃ１ｘｈ１ｘＬ１＊＋．．．＋ＣｉｘｈｉｘＬｉによって独立して評価した。［式中、Ｌ１＊は線形回帰から予測したＬ＊であり、Ｃ１は、厚さｈ１の層１の純粋なシェード１の濃度ファクターである。］
【００６０】
今日の既存のＣＡＤ／ＣＡＭシステムの大部分のものにおいて、修復物は歯科試験室又は歯科診療所において、大きな物質塊から製造されている。均一に着色された一体構造のブロック材料から修復物を機械加工することによっては、審美的要求及び強度的要求の両者を満足することはできない。尤も、本発明のシステムでは、クラウンは、機械加工された高力セラミックコアを用いて強化された、レイヤーされた生体様のセラミックを用いて、焼結又はミリングプロセスによって製造されている。このようにして、セラミック修復物の自由な製造において自然な審美性及び強度を向上させることが可能となる。
【００６１】
以下のシーケンスの種々の工程が提供される：
１．患者の口の光学的スキャニング、
２．石膏模型の光学的スキャニング、
３．修復物の設計
４．領域のシェード同定
５．層への移行
６．クラウン層形成のデザイン
７．製造方法
【００６２】
クラウンのレイヤーリングには一連の独創的な製造工程が必要である。それに続いて焼結工程及びミリング工程を行うために、修復物の内側のネガティブ部を最初に形成した耐熱性サポートを、機械加工装置の中で高い精度にて再現性よく再生できる必要がある。これは耐熱性ブロックの二重プリズム底部材によって解決した。
【００６３】
例１
測定に選ばれる歯を、歯ミガキペースト及び歯ブラシによって１分間ブラッシングする。測定の前に、唾液及び湿気を取るためにきれいな紙によって表面が拭われる。清浄化処理の直後に、分光放射測定カラーコンピュータによって歯の色を測定する。硫酸バリウムの白いポーセレン標準（Ｘ＝９５．７２０、ｙ＝１００．０１９、ｚ＝９２．１５９）を用いて装置の較正を行う。
【００６４】
図１において、鏡像の歯４のマッピングした輪郭線を、ＣＡＤによって設計したコンピュータのクラウン輪郭線３の輪郭に重ねる。図３において、シェードマッピングによって見出された３つの領域５、６及び７を、新たに設計した歯の２Ｄイメージに重ねる。領域５のマッピングによるｈ３を設計したクラウンに調節する。図３における領域５、６及び７を、それぞれの明度の値に従って同定する。
【００６５】
シェードマッピング解析装置を用いて、鏡像の歯（図１）の輪郭線に重ねた３つの異なる領域の同定を行う。領域６（図３）は主たる歯のシェード（ｍａｉｎ ｔｏｏｔｈ ｓｈａｄｅ）と称される。この歯のシェードから、ベース層９に適切な色が選ばれる。
【００６６】
このサンプルの歯の３つの領域の測定値は次の通りである：
【表４】
原表３
2004520142.tif 000006
【００６７】
より低い明度値の適合に最も近い切縁部のシェード領域７（図３）は、Ｌ＊＝７５．０、ａ＝４．０及びｂ＝１６．０である１−１−切縁部のシェード群である。
【００６８】
より高い明度値の適合に最も近い象牙質領域６のシェード（図３） は、Ｌ＊＝７５．０、ａ＝６．０及びｂ＝２５．５の群である２Ａ−２−象牙質部である。表５（原表４）はｈ２の計算を示す。
【００６９】
【表５】
原表４
2004520142.tif 000007
【００７０】
より高い明度適合を有する乳白色象牙質領域７は、２Ａ−２群である。用いられる平均ｈ１値は０．２０ｍｍである。
【００７１】
【表６】
原表５
2004520142.tif 000008
【００７２】
製造した歯のアーチで型をつくり、石膏を入れた。製造物を含む石膏鋳造物（ｇｙｐｓｕｍ ｃａｓｔ）のモデルをマージンの明白なスキャニングのために白／黒コントラストでマークした。
【００７３】
金属−セラミック・クラウンの自動化製造における次の工程は、鋳造物のレーザースキャニングによって得られる光学的型取りである。ＣＡＤ／ＣＡＭシステムはファースト・レーザー・ストライプ走査方法を利用して、製造物及び迅速な周囲及び対合する歯についての３Ｄ外面的形態を測定する。型に投影されるストレートなレーザー・ストライプを組織の３Ｄ咬み合わせジオメトリーによって変形し、この変形をコンピュータによって用いて組織の表面におけるそれらのポイントの実際の３Ｄ位置を測定する。電荷結合素子（ＣＣＤ、ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）カメラは投影されるラインをスキャンする。モデルをスキャナー・クランピング・デバイス内に配置し（図５参照）、挿入経路をスキャナーの垂直方向ｚ−軸に隣接させて一致させる。
【００７４】
０．２ｍｍの連続的なスキャンラインの間隔のステップを用いて、製造物全体のアーチのラフな全体スキャンを行い、グレースケールｚ−チャートに変換する。スキャンにおけるこの立体模型マップでは、製造物、隣接接触及びスキャン領域の程度、並びに隣接エレメントの位置が入力される。切縁部及び最終臼歯におけるカスプチップ（ｃｕｓｐｔｉｐ）対称性をマウスを用いてスクリーンをクリックすることによってマークする。この情報から、そしゃく系における咬合平面の向きを規定し、スキャナーソフトウェアは影になる部分を防止するスキャニング・プロトコルを作成する。
【００７５】
次に、モデル上の対合型（ａｎｔａｇｏｎｉｓｔ ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を、０．０５ｍｍの連続的スキャン・ラインの間のステップを用いて、高解像度にてファイン・スキャンする。型から取り出した後、製造物と共に鋳造物をスキャンする。製造した歯のコンピュータによって形成した表面をスキャンデータから取り出す。スキャニング方法の精度は、０．０１ｍｍ以内であることが好ましい。
【００７６】
クラウンの型の設計は、以下の手順の工程で続けられる：ライブラリーから適切な要素を選択すること、スクリーン上で残っている自然の歯にはまり合うクラウンの型をつくり、コンピュータによって密接に接触する状態に調節すること。ダイの上で上顎第２小臼歯をチャンファー・マージン製造物により設計する。プログラムライブラリーの理論的な歯の一般的な形態の広汎なコレクションから、適切な歯がオペレータによって選ばれる。アーチの中で完全な鏡像要素が見出されると、それをスキャンして、標準の歯として用いることができる。スキャンの咬み合わせ及び頬舌（ｂｕｃｃｏｌｉｎｇ）の様子において、オペレータによって示される遠心側及び近心側（ｍｅｓｉａｌ ａｎｄ ｄｉｓｔａｌ）の接触は、一般的な歯のフィッティングにおける第１段階である。新しいクラウンの縁部ラインが、ダイのスキャンから自動的に隔離された製造物ラインに合わせられる。
【００７７】
舌と頬の境界をマウスでクリック及びドラッグし、隣接する歯と自然に見える列にて嵌まるように、歯の形を整える。ワーピング・アルゴリズムによって、変形フィールド及び変形ベクトルがフィールド内で形成され、マウスにより示されるドラッグ・ベクトルによって向けられるように新しい形態が形成される。このようにして、ブラシ又はスパチュラによってポーセレンを形成するのと同様に、新しいクラウンの外側輪郭線をマウスによってインタラクティブに調整することができる。クラウンを歯列にフィットさせた後、遠心側及び近心側の接触を隣接する歯の±０．０２ｍｍ以内にコンピュータにより調節する。
【００７８】
対合する咬み合わせ表面の質に関連して、中央の歯と歯との接触が得られる。得られる接触は、規定の程度が低い咬み合わせ表面の簡単な中央接触への理想的な対合表面である場合には、複雑なトリ−ポディック（ｔｒｉ−ｐｏｄｉｃ）咬み合わせ状態から変動する。
【００７９】
新しいクラウンは、レリーフ・マップ（立体模型地図）としてスクリーン上に表示される対合する歯に重ねられる。ＣＡＤプログラムは 顎力学（ｇｎａｔｈｏｌｏｇｉｃ）原理に従って、一般的な歯を（形を保存して）パラメータ的に変形させる。対合する歯との接触のサーチを指示するアンカー・ポイントとして、ライブラリーの歯における接触の好ましいポイントが用いられる。対合する歯への歯と歯との最大の接触を得るように、クラウンの接触の種々のフィールドを変形させる。理論的な歯をスキャンした対合歯に接触させるので、スキャニングの精度と同程度、例えば０．０１ｍｍの精度にて接触すると考えられる。
【００８０】
咬み合わせ表面は、咬頭（ｃｕｓｐｓ）が干渉することなく、窩（ｆｏｓｓａｅ）へ逃げたり戻ったりするようにする必要がある。適切な補綴製造によって、動的条件及び静的条件の両者について機能的な接触関係を確実に回復することができるようにする必要がある。上顎の歯と下顎の歯とは調和した方法にて接触し、最適な機能、支持構造への最小の外傷、及び歯牙発生中の負荷の均一な配分が可能となる。アーチの完全性及び適切な機能が時間の経過に伴って維持されるべきであれば、歯の位置安定性（ｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）は重要である。
【００８１】
歯の内側表面及び外側表面の設計を行った後、セメントとセラミック・コアとの間、及び象牙質（ｄｅｎｔｉｎ）と切縁部ポーセレンとの間などの種々の境界表面の規定を行う。ソフトウェアは、オペレータによって指定されるように、縁部ギャップ（０．０３ｍｍ）、全セメント厚さ（０．０５〜０．１０ｍｍ）、及びセラミックコア・ダイのセメント厚さ（０．０２ｍｍ）を用いて修正して、内側表面について計算する。クラウンのセメントギャップのジオメトリーによって、縁部から２ｍｍの距離であるダイとセラミックコアとの間のセメント厚さが、縁部セメントギャップよりも小さく規定されることを確保する。このようにして、内側のセラミックからの良好なサポートによって、装着の間及びそしゃくの間に、クラウンにかかる負荷の大部分を取り去ることになるセットアップが形成される。アルミナセメント（ｈｉｇｈ−ａｌｕｍｉｎａ）コアの下部構造がダイに最も近いので、ポーセレンのショルダー部にかかるストレスは緩和される。０．７〜０．８ｍｍのセラミックコアの厚さが用いられる。修復物の計算された厚さのマッピングにより、設計されたレイヤーの形成又は外側の輪郭のインタラクティブな訂正を必要とする可能性のある薄いスポットがオペレータに示される。
【００８２】
レイヤーリングの制御された型によって、切縁部及びボディ部ポーセレンの審美的効果、例えば自然な透光性及び乳光色（乳白色感）を得ることができる。アルミナセメントコアに明暗をつけて、より透光性のセラミック層のための背景のトーンを設ける。
【００８３】
標準的なダイヤモンドのグラインディング用具を使用して、修復物をミリングする。個々の用具それぞれの正確に測定した寸法を、キーボードによって、スクリーン上のミラー（Ｍｉｌｌｅｒ）・ソフトウェアのダイアログウィンドウに入力する。
【００８４】
以下の切断用具を使用する：直径５．３ｍｍのダイヤモンドシリンダー研削機、直径９．３ｍｍのディスク研削機、直径０．９ｍｍのダイヤモンド・ポインテッドツール。使用して、ゼロスイッチに対してリセットすると、用具は自動的に交換される。
【００８５】
単一の要素のために工場標準化され、前もって形成された耐熱体のブロックであって、ミリング装置把持デバイスに正確にフィットするブロックは、柔らかく機械加工に適する材料により形成され、近遠心の（ｍｅｓｉｏｄｉｓｔａｌ）歯の最大直径を含むのに十分に大きい直径の円柱である。耐火物の膨張は、シリカ、マグネシアまたはアルミナなどの構成酸化物の割合を変えることによってバランスをとる。
【００８６】
耐熱性ブロックをミリング機械の高精度バイスに取り付け、円筒状ダイスバー及び丸いカーバイドバーを用いてクラウンの内側表面のネガを精密にミリングする。
【００８７】
次の処理工程では、適当なカラーシェード（Ｃシェード）の円筒形状の高力セラミックを、ドライバッグ静水圧技術によって、耐熱性ブロック上でプレスし、真空中で予備焼結する。前もって決められた量のセラミックを、中央部に基礎耐熱性ブロックを有するラバーモールドに入れる。水圧がかけられる膜の内側にモールドを載置する。焼成後、セラミックは最終的な焼結の間に生じるであろう収縮を考慮に入れて計算された大きめの寸法になる。高力セラミックの最終的な厚さは０．６ｍｍである。それから、適切なシェード領域６−シェード（図３）で歯科用ポーセレンペースト を適用する。カプセルから耐熱性型上の溶融アルミニウム酸化物系セラミック層にポーセレンを適用し、真空中で標準化された条件にて焼成する。ポーセレンの焼成後、耐熱性ブロックをミリング機の精密バイスに戻し、象牙質部と切縁部との境界をミリングする。その後、シェード領域６の象牙質部ポーセレンにおける第２の層を同様にして適用する。
【００８８】
それから、適切なシェードの領域７における透光性の切縁部ポーセレン（図３）を、ミリングした象牙質部ポーセレン上で冷圧プレスし、焼成し、クラウンの外側表面をミリングする。最後の段階は、切縁部層の温度を３０度下回る温度へ熱することによるセルフ・グレージング（艶出し）工程である。この温度へ迅速に温度上昇させると、表面層のみを軟化させ、従ってスランプを生じることなく、細部を精密に再製した艶出しされた表面を形成することができる。同時に、研削操作によって損なわれた可能性のある表面の結着性を、この最終的な艶出し工程の間に修復させることもできる。耐熱体を研削によって取り除き、通常の方法でエア・アブレーションする前に、最終的処理として艶出し工程を行うので、最終的な修復物を磨くことは必ずしも必要ではない。
【００８９】
例２
修復物は実施例１に記載したのと同様に設計した。
１つの方法は、３Ｄインクジェットプリンティングである。３Ｄインクジェットプリンティングでは、バインダー溶液を用いてセラミック粉末を固定する。最初に、本発明による設計をＳＴＬ−ファイルへ変換する。そこでは、設計した修復物を１００又はそれ以上の２次元断面（例えば、図２及び４）にスライスする。手順は以下の通りである：
【００９０】
１．印刷機によって、ソースピストンからの歯科材料粉末の層を拡げ、構造ピストン（ｂｕｉｌｄ ｐｉｓｔｏｎ）の表面を被覆する。プラテン逆転リレーにより不明確なオーバープリンティングを許容する。隣接する層をプリントする間の時間遅れを制御する。プリンタの解像度は２００×２１６ｄｐｉであった。連続的インクジェット印刷に、ＢＩＯ．ＤＯＴマイクロドーザー（ｍｉｃｒｏｄｏｓｅｒ）（ＢＩＯ．ＤＯＴ Ｌｔｄ．、Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ、ｃａｍｂｒｉｄｓｈｉｒｅ、英国）の改良型を用いた。３つの主たるセクションを有する：
【００９１】
ｉ．インクジェットプリント部を有し、セラミックインクが流れ、濾過され及び再循環されるように、ガスを用いてセラミックインクを加圧するインク制御ユニット、
ｉｉ．インクの小滴を形成し、方向付けし、及びプリントするユニット、並びに  ｉｉｉ．光学トラックが取り付けられ、自動化マルチ−レイヤード印刷のための位置決め（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を提供するスライディング・テーブル。
【００９２】
セラミックインクは、アパーチャが減少する一連の金属及びポリマーフィルターを有するインラインフィルターを通して、約４００ｋＰａの圧力下で、６０マイクロメートルの直径のノズルへポンプ送りされる。ノズルで形成される流れは、６４キロヘルツの周波数の圧電式駆動ロッドにより形成される圧力波によって小滴に分割される。小滴は、５０−２８５Ｖの範囲の電圧を有するチャージ電極によって同時に帯電させられる。小滴に有効な帯電が行われたかを、チャージ電極内の検出器によって調べる。適切に帯電した小滴は１８ｋＶの高電圧プレートによって偏向させられた。未帯電の小滴は偏向させられず、メイン・ジェットの直下に配されている戻りチューブを通って集められ、リザーバへポンプ送りされる。小滴は、ＬＥＤ照明によって、プリントヘッドの窓を通して視認可能であった。小滴の形状は、変調電圧を制御することによって変化させることができた。
【００９３】
インクは、２重量％のＨｙｐｅｒｍｅｒ ＫＤ１（ＩＣＩ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ、Ｍｉｄｌｅｓｂｏｒｏｕｇｈ、英国）を用いて分散させた。酢酸ブチル−エタノールの２成分溶媒混合物中に２重量％の硝酸アンモニウムを存在させて、導電性インクを調製した。ポリビニルブチラール及びセバシン酸ジブチルをそれぞれバインダー及び可塑剤として用いた。
【００９４】
２．装置は、ゆるい粉体に濃厚化された顔料又はコロイド状寸法のセラミックを含むバインダー溶液を印刷して、第１の断面を形成する。ロール圧密成形（ｒｏｌｌ ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ）によって型にしたセラミック粒子の各層をスキャンしたプリンタノズルに、バインダー溶液を通過させる。セラミック粒子をインク中で分散及び安定化させ、分散しなかった凝集体は、沈殿させたり、印刷の直前にオンラインで濾過したりして除き、その後の焼結で高密度が得られるようにする。インク組成物は各印刷位置で変更することができ、優れた解像度を有する組成及び微細構造の要素に変更できる。バインダーを印刷すると、粉体は接着され、同時に顔料の２Ｄカラープリントが析出する。残りの粉体はゆるい状態に保たれ、上側に印刷される層を支持する。レーザープリンタを用いて、レーザーで粉体を焼結することもできる。
【００９５】
３．断面が完成すると、構造ピストンをわずかに下げ、その表面に粉体の新しい層を拡がらせて、プロセスが繰り返される。
４．歯科治療的修復物（ｄｅｎｔａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ）は、その部分がゆるい粉体によって完全に包囲及び被覆されるようになるまで、構造ピストン内で層を重ねて成長する。
【００９６】
５．最後に構造ピストンを上昇させ、ゆるい粉体を吸引して、完成したパーツを現させる。このシステムによれば、無比の製造速度を達成することができる。それは、最終的修復物の体積の大部分を粉体が占め、即座にばらすことができるからである。修復物は艶出しする必要がある。艶出しした後は、修復物は、設計したような自然な外観及び色を有する。
【００９７】
例３
もう１つの方法はロボキャスティング（ｒｏｂｏｃａｓｔｉｎｇ）である。これは、無効審判し得る程度（１容量％以下）の有機バインダー含量を有する、ニアネット（ｎｅａｒ−ｎｅｔ）成形された修復物を製造することができるスラリー析出技術である。修復物は、実施例１に記載したように本発明に従って設計した。ロボキャスティングでは、疑似塑性懸濁液（固体容積フラクション約０．５０）を最初の例において記載したように基材上に析出させる：基礎耐熱性ブロック（例１）、２Ｄ表面（図２）に従って、精密なパターンで、最小限で乾燥させ、析出させた懸濁液に液体から固体への転移（ｌｉｑｕｉｄ−ｔｏ−ｓｏｌｉｄ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）を経させて、パターン化した修復物の構造物に凝固させる。懸濁液は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムの指示によって、可動式Ｘ−Ｙテーブル上で精密なパターンにて析出させる。層を順次積ねる構造シーケンス（図５）を用いて、３Ｄ修復物を製造する。最初に、修復物のＣＡＤデザインをＳＴＬファイルに変換し、その修復物を１００又はそれ以上の２次元断面（例えば、図２及び４）にスライスする。
【００９８】
ポーセレン粉体（Ｓｉｎｔａｇｏｎ、Ｅｌｅｐｈａｎｔ Ｄｅｎｔａｌ Ｂ．Ｖ．） を振動式ボールミル中で４時間で粉砕した。分散剤として、アンモニウムポリメタクリレート（ＡＰＭＡ）の２５％水溶液であるＤａｒｖａｎ Ｃ（Ｒ．Ｔ． Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｃｏ．）を、ポーセレンの１．２重量％の量で使用した。８０．８モル％の加水分解度及び２８７００ｇ／モルの平均分子量を有する、部分的に加水分解されたＰＶＡ（４０５Ｓ、Ｋｕｒａｒａｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｒｐ．、東京、日本）を添加した。架橋剤として、Ｔｙｚｏｒ  ＴＥ（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｄｅｅｐｗａｔｅｒ、ＮＪ）を使用した。これはＰＶＡと反応してゲルを形成するからである。Ｔｙｚｏｒ  ＴＥ は８．３重量％のチタンを含み、種々のオルガノチタネートキレートの２５重量％溶液（イソプロピルアルコール中）である。ＨＮＯ３又はＮＨ４ＯＨを用いて、ＰＨ８．５に調節した。懸濁液の脱泡を、０．２５容量％の１−オクタノールを添加して行い、注型前に低速ロール・ミルを用いて２時間混合した。架橋剤濃度は、溶液１ｍＬ中にチタン０．００６３ｇ（チタン−０．００６３ｇ／溶液−ｍＬ）であった。ポーセレン懸濁液及び架橋剤（Ｔｙｚｏｒ  ＴＥ）溶液を、別の３０ｍＬポリエチレンシリンジに入れた。システムは２ノズルのデリバリーシステムから成っている。シリンジをＳＦＦ装置（ＣＡＭＭ３、Ｒｏｌａｎｄ、東京、日本）に取り付けた。混合チャンバー内でのキレーションを最小とするために、いずれにもゲルキャスティング成分を１５℃まで冷却する冷却コイルが取り付けられていた。ポーセレン懸濁液及び架橋剤を制御された割合にて混合チャンバーへポンプ送りし、パドル型ミキサーを用いて均質化し、チップオリフィスから押し出し、可動式Ｘ−Ｙテーブル上の耐熱性基礎ブロックに精密なパターンで析出させた。層を重ねる構造シーケンスを用いて、ｚ軸を段階的に大きくとり、３次元形成を実施した。Ｘ−Ｙテーブル及び、従って耐熱性ブロックを３０℃まで加熱して、析出させた層の中でのゲル化動力学を向上させた。修復物を空気中で乾燥させ、真空中で９００℃にて５分間の焼結を行った。得られる修復物は、設計されたように非常に自然な外観及び色を有している。
【００９９】
この発明は、必ずしもセラミック材料のみに限定される訳ではなく、アクリル系複合材料を用いて同じ方法を実施することもできる。
【０１００】
本発明について詳細に説明したが、この明細書では特定の態様のみについて記載しているのであって、本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によってのみ規定されるということに注意されたい。例えば、材料については特定のものを記載しているが、本発明はそれらに限られるのではなく、セラミックまたはポーセレン材料の代わりに、アクリル系材料をも使用することができる。人工歯の積層構成を製造するための方法であって、明らかに記載した方法以外の方法を採用することもできる。その例には、ステレオリソグラフィ及び溶融析出等がある。本願の特許請求の範囲の範囲内のいずれか又はすべての付加又は変更は、当業者であればなし得るものである。さらに、本発明の方法によれば、連続する系の形態であっても、複数の層を形成するように用いることができ、或いは１又はそれ以上のピクセルの形態であっても、自然の歯又は対応する歯に対応させて人工歯の外側表面に複数の領域を規定し及び製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、患者の口の中の歯の自然な配列であって、その中に修復する必要がある１本の歯を含む配列を示す模式図である。
【図２】本発明によって製造される人工歯の断面図である。
【図３】本発明によって製造される人工歯の模式図である。
【図４】本発明によって製造される人工歯の断面図である。
【図５】本発明によって製造される人工歯の構成を示す断面図である。
【図６】２つの被覆層の厚さの割合の効果を示すグラフである。
【国際公開パンフレット】
2004520142.tif 000009
2004520142.tif 000010
2004520142.tif 000011
2004520142.tif 000012
2004520142.tif 000013
2004520142.tif 000014
2004520142.tif 000015
2004520142.tif 000016
2004520142.tif 000017
2004520142.tif 000018
2004520142.tif 000019
2004520142.tif 000020
2004520142.tif 000021
2004520142.tif 000022
2004520142.tif 000023
2004520142.tif 000024
2004520142.tif 000025
2004520142.tif 000026
2004520142.tif 000027
2004520142.tif 000028
2004520142.tif 000029
2004520142.tif 000030
2004520142.tif 000031
2004520142.tif 000032
2004520142.tif 000033
2004520142.tif 000034
2004520142.tif 000035
2004520142.tif 000036
2004520142.tif 000037
2004520142.tif 000038
2004520142.tif 000039
2004520142.tif 000040
2004520142.tif 000041
2004520142.tif 000042
2004520142.tif 000043
2004520142.tif 000044
2004520142.tif 000045
【国際調査報告】
2004520142.tif 000046
2004520142.tif 000047
2004520142.tif 000048