(57)【要約】      （修正有）【課題】セラミックスコア、特にジルコニアを主成分とするコア材を被覆し、熱的、化学的に安定したセラミックス歯冠用陶材組成物を提供する。【解決手段】オールセラミックコア上に築成し焼成する二層より構成される陶材組成物セットにおいて、第一の層が、ガラス組成物で、二種以上のガラスフリットを配合してなるセラミックス歯冠用陶材第１層組成物であり、第二の層が、ガラス組成物で、二種以上のガラスフリットを配合してなるセラミックス歯冠用陶材第２層組成物から構成される陶材組成物セット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オールセラミックス歯冠修復物を作製する陶材組成物であって、オールセラミックコア上に築成し焼成する二層より構成される陶材組成物セットにおいて、オールセラミックコア上に築盛し、焼成する第一の層は、
SiO2 40.0〜60.0質量％、
Al2O3 8.0〜14.0質量％、
B2O3 0.5〜4.0質量％、
Na2O 3.0〜6.0質量％、
K2O 5.0〜9.0質量％、
CaO 0.5〜3.0質量％、
MgO 0.1〜2.0質量％
ZrO2  5.0〜15.0質量％を含むガラス組成物からなる二種以上のガラスフリットを配合してなるセラミックス歯冠用陶材第１層組成物であり、
第一の層の上に築盛し、焼成する第二の層は、
SiO2：50.0〜70.0質量%、
Al2O3：12.0〜21.0質量%、
B2O3：2.0〜9.0質量%、
Li2O：0.05〜0.2質量%、
Na2O：4.0〜12.0 質量%、
K2O：4.0〜12.0 質量%、
CaO：0.5〜5.0 質量%、
MgO：0.1〜2.0 質量%を含むガラス組成物からなる二種以上のガラスフリットを配合してなるセラミックス歯冠用陶材第２層組成物から構成される陶材組成物セット。
【請求項２】
線形熱膨張係数が25〜500℃の範囲において、8.1×10-6K-1〜10.0×10-6K-1を有することを特徴とする請求項１記載のセラミックス歯冠用陶材組成物。
【請求項３】
セラミックスコア材の上に、第一の層である陶材組成物を築盛し、焼成し、その上にワックスにて歯冠部分を形成する第一ステップと、第一ステップで作製した部材を埋没材に包埋後ロストワックス法にて、脱蝋してできた空隙に、第二の層である陶材組成物で製作されたセラミックスペレットを、プランジャーを用いて加熱、加圧法で鋳込む第二ステップを経る方法で、オールセラミックス歯冠修復物を作製する請求項１及び２記載のセラミックス歯冠用陶材組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯冠修復物を製作するために使用され、特にオールセラミックス歯冠修復物を作製する際に使用することのできるセラミックス歯冠用陶材組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、メタルセラミックス歯冠修復物に比べて、生体親和性に富む点や色調、透光性等の審美的に優れている点からオールセラミックス歯冠修復物が提唱されている。また、機械的強度および靭性に優れたジルコニアを主成分とするセラミックスが、コア材として使用され、臼歯部を含む多数歯ブリッジも可能になった。
オールセラミックス歯冠修復物に使用されるセラミックスコアには、鋳造様式を利用するキャスタブルセラミックス、加熱加圧様式を利用するプレッサブルセラミックス、CAD/CAM様式を利用したブロック状のマシナブルセラミックス等、様々な材質が挙げられるが、いずれも審美性を高めるために、それらセラミックスコアの上層にセラミックス歯冠用陶材を用いて歯冠修復物を作製している。
【０００３】
使用方法は、支台を適合良く被覆するセラミックスコアを作製した後、セラミックス歯冠用陶材を水または専用練和液で練和し、筆またはスパテュラ等のインスツルメントによって作製されたセラミックスコア上に練和物を築盛し、所望の歯冠形態を製作する。セラミックスコアが象牙色に合わせて作製される場合、エナメル色陶材のみ使用する場合もある。また、焼成する方法については、メタルセラミックス用陶材と同様に、市販の歯科用陶材焼成炉において乾燥工程を施した後、昇温速度は40〜80℃/minにおいて、好ましくは真空焼成工程を施して最適な焼成温度まで焼成する。
一般にオールセラミックス歯冠修復物用にメタルセラミックス用陶材を用いることができないことは知られている。それは、陶材側に過度の応力が掛かり、コアからの剥離、割れ、破折等が生じるため使用することが出来ないためと考えられる。
【０００４】
また、特許第2983961号においては、アルカリシリケートガラスが紹介されている。リチウムシリケートガラスセラミックスまたはジルコニアを主成分とするコア材で使用されるが、上記結晶性ガラスを混合して用いた場合には陶材としての透明性が低下してしまい、陶材の色調を調整するための着色顔料や蛍光材、不透明材等を添加しても、多様な色調表現が難しくなるため問題となった。
【０００５】
また、特開2000−139959号においては、セラミックス製コアを用いた歯冠修復物を作製する際に使用する歯科用陶材が紹介されているが、ディオプサイト系、マイカ系、アパタイト系のガラスセラミックスコア材に使用する歯科用陶材で、対象とするセラミックスコアの熱膨張係数を、４〜６×１０−６K -1以下に限定しているため、ジルコニアを主成分とするセラミックスに対しては、適合しない。
一方、特開2005-187436号においては、ジルコニアを主成分とするセラミックス
コア材に使用される陶材であり、二層により形成されるが、コア材表面に築盛される第一層の成分のSiO2、Al2O3の合計量が78.5〜89.8質量％と高く、コア材に固着する時に高粘性となり、塗れ性が落ちると考えられる。
【０００６】
【特許文献１】特許第2983961号
【特許文献２】特開2000-139959号
【特許文献３】特開2005-187436号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、本発明の目的は、セラミックスコア、特にジルコニアを主成分とするのコア材を被覆し、熱的、化学的に安定したセラミックス歯冠用陶材組成物を提供することであり、さらに、透明性が高く、歯科用陶材として色調を調整するため添加される着色材、蛍光材および不透明材等の材料特性を変化させることなく、審美的により天然歯に近い歯冠修復物を作製することの出来るセラミックス歯冠用陶材組成物で、セラミックスコア、特にジルコニアを主成分とするコア材に強固に接着し、歯冠修復物を作製する陶材焼成時にコア部からの剥離や割れ、一部でも脱離することのないセラミックス歯冠用陶材組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
オールセラミックス歯冠修復物を作製する陶材組成物であって、オールセラミックコア上に築成し焼成する二層より構成される陶材組成物セットである。前記目的を達成するため、、オールセラミックコア上に築盛し、焼成する第一の層の組成が
SiO2 40.0〜60.0質量％、
Al2O3 8.0〜14.0質量％、
B2O3 0.5〜4.0質量％、
Na2O 3.0〜6.0質量％、
K2O 5.0〜9.0質量％、
CaO 0.5〜3.0質量％、
MgO 0.1〜2.0質量％
ZrO2  5.0〜15.0質量％を含むガラス組成物を二種以上のガラスフリットとして配合して調整することは好ましい。
【０００９】
第一の層の上に築盛し、焼成する第二の層は、
SiO2：50.0〜70.0質量%、
Al2O3：12.0〜21.0質量%、
B2O3：2.0〜9.0質量%、
Li2O：0.05〜0.2質量%、
Na2O：4.0〜12.0 質量%、
K2O：4.0〜12.0 質量%、
CaO：0.5〜5.0 質量%、
MgO：0.1〜2.0 質量%を含むガラス組成物を二種以上のガラスフリットとして配合して調整することは好ましい。
【００１０】
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は25℃〜500℃の範囲における線形熱膨張係数が8.1×10-6K-1〜10.0×10-6K-1を有することを特徴とするものである。
また、切削特性の向上と熱膨張係数を調整するために、リューサイト析出結晶化ガラスを10〜45質量％含むことを特徴とするものである。
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物はオールセラミックス歯冠修復物を作製するためのセラミックスコア、特にジルコニアを主成分とするコア材で、25℃〜500℃の範囲における線形熱膨張係数が10.0×10-6K-1〜10.5×10-6K-1を有するコアに築盛、焼成されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明のセラミックスコア材の上に、第一の層である陶材組成物を築盛し、焼成し、その上にワックスにて歯冠部分を形成する第一ステップと、第一ステップで作製した部材を埋没材に包埋後ロストワックス法にて、脱蝋してできた空隙に、第二の層である陶材組成物で製作されたセラミックスペレットを、プランジャーを用いて加熱、加圧法で鋳込む第二ステップを経て、オールセラミックス製歯冠修復物を作製する方法を用いることは好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、セラミックスコア、特にジルコニア主体のコア材との剥離や割れなどが起ることなく、熱的および化学的に安定したオールセラミックス歯冠修復物を好適に製作されることが可能になる。
また、焼成温度が860〜1060℃の範囲にあるためセラミックスコア、特にジルコニア主体のコア材の熱安定温度域において融着することが出来、歯冠修復物作製の焼成過程を短縮することが可能となる。さらに、研削特性に優れることから、焼成後の形態修正が容易になる。
【００１３】
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、オールセラミック歯冠修復物、特にジルコニアを主体としたコア材とのマッチングがよく、焼成後の歯冠色の発色に優れた特性を有する。
更に、透明性、発色性に優れ、生成物の色安定性にも優れているため着色材による色調整が良好に行える。本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、色調を調整するための着色顔料や蛍光材、不透明材等を添加するが、これらの材料を添加することによる材料特性の変化がほとんどなく、多様な色調表現が可能である。
更に、安定した高強度、強靭性が得られる為に歯冠修復物作製における信頼性が高い材料となる。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、焼成時の形態維持性に優れることから、目的とする歯冠形態を維持することができる。
【００１４】
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、オールセラミックス歯冠修復物の作製方法の一種である多層築盛を行ったとしても層間での剥離、変形、離脱、クラック等の発生頻度が非常に少ない。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、歯冠修復物作成後に黒点や白点、気泡が発生しにくい材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物ついての構成成分などについて詳述する。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物で、第一の層の組成においてSiO2の含有量は40.0〜60.0質量%、好ましくは45〜58質量%である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてAl2O3の含有量は8.0〜14.0質量%、好ましくは10.0〜13.5質量%である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてB2O3の含有量は0.5〜4.0質量%、好ましくは1.0〜4.0質量%である。
【００１６】
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてNa2O及びK2Oの含有量はそれぞれ3.0〜6.0質量%および5.0〜9.0質量%で、Na2O、K2Oの含有量について、好ましくはそれぞれ4.0〜6.0質量%および6.0〜8.5質量%である。さらに好ましくは、Na2OとK2Oの配合の和が10.0〜14.5質量%であることが好ましい。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてCaOの含有量は0.5〜3.0質量%、好ましくは0.8〜3.0質量%である。またMgOの含有量は0.1〜２.0質量%、好ましくは0.1〜1.0質量%、更に好ましくは0.3〜0.8質量%である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてZrO2の含有量は5.0〜15.0質量%、好ましくは10.0〜15.0質量%である。
【００１７】
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物で、第二の層の組成においてSiO2の含有量は50.0〜70.0質量%、好ましくは52.0〜62.0質量%である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてB2O3の含有量は2.0〜9.0質量%、好ましくは3.0〜7.0質量%である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてAl2O3の含有量は12.0〜21.0質量%、好ましくは15.0〜21.0質量%である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてLi2Oの含有量は0.01 〜0.2質量%、好ましくは0.02〜0.1質量%である。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてNa2O及びK2Oの含有量はそれぞれ4.0〜12.0質量%および4.0〜12.0 質量%で、Na2O、K2Oの含有量について、好ましくはそれぞれ5.0〜10.0質量%および5.0〜10.0質量%である。さらに好ましくは、Na2OとK2Oの配合の和が11.0〜18.0質量%であることが好ましい。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物の上記組成においてCaOの含有量は0.5〜5.0 質量%、好ましくは1.0〜4.0質量%である。またMgOの含有量は0.1〜2.0 質量%、好ましくは0.2〜0.6質量%である。
【００１８】
更に上記セラミックス歯冠用陶材組成物には、25℃〜500℃の範囲における線形熱膨張係数が8.1×10-6K-1〜10.0×10-6K-1であることに悪影響に及ぼさない範囲において、前記必須成分以外に各種金属酸化物を配合することが可能である。
上記のセラミックス歯冠用陶材組成物は一般的な当分野で既知の方法により製造することが出来る。
すなわち、上記組成に調整するために、二種以上のガラスフリットから調整されることが可能で、そのガラスフリットの原料物質は、幅広く一般的に使われているセラミックス原料を使うことができる。各成分そのものおよび／または大気中で加熱されたときに上記成分になり得る物質であれば特に限定されず、予め得られるガラス組成を計算により求め、各原料調合を決定して混合される。また、原料物質を混合する方法は特に限定されることなく、均一に分散されることが好ましい。
【００１９】
これら混合された原料物質を少なくとも1200℃以上で溶融し、ガラスを生成させる。溶融する方法は特に限定されること無く、混合原料物質が全て溶解し均一に非晶質形成し、成分の昇華等が起ることがなければよい。溶融物を冷却する方法についても特に限定されることはなく、水中において急冷することが出来る。
このガラスを乾燥し、粉砕される。ガラスを粉砕する方法は特に限定されること無く、また所望の粉砕粒度に分級する方法についても特に限定されることはない。
さらに、本発明におけるセラミックス歯冠用陶材組成物のガラスの10〜45質量％、好ましくは10〜40質量%をリューサイト析出結晶化ガラスとすることが好ましい。リューサイト結晶を析出させる工程は、通法の方法により製作される。例えば、上記ガラスフリットを900℃〜1050℃で、5時間〜12時間熱処理することにより析出できる。
【００２０】
また、本発明におけるセラミックス歯冠用陶材組成物としての使用形態によって好適な平均粒子径は異なるが、第一の層の組成物では平均粒子径5〜???mの粉体が好ましく、より好ましくは6?〜8??mの粉体である。また、第二の層の組成物では平均粒子径18〜35μmの粉体が好ましく、より好ましくは20〜30μmの粉体である。
また、本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物は、着色顔料や蛍光材およびSｎO2、TiO2、ZrO2、ZrSiO4、CeO2等の不透明材、耐火材の中から少なくとも1つが添加されることが好ましい。更に着色顔料や蛍光材の中から少なくとも1つが添加されることが好ましく、また更に着色顔料や蛍光材の両方が添加されることが好ましい。着色顔料は無機顔料が使用されることが好ましい。
【００２１】
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物を例えばセラミックスコアに個別に応じて築盛し、焼成することにより、オールセラミックス歯冠修復物が得られる。このセラミックスコア材がジルコニアを主成分とする、部分安定化ジルコニアセラミックスおよび安定化ジルコニア多結晶体であれば特に限定されることは無いが、セラミックスコアの25℃〜500℃の範囲における線形熱膨張係数が10.0×10-6K-1〜10.5×10-6K-1で、セラミックス歯冠用陶材組成物の熱膨張率よりも高いものが好ましい。
本発明のセラミックス歯冠用陶材組成物を用いて、オールセラミックス歯冠修復物を作製する方法はセラミックスコアに築盛し、焼成される通法の方法である。
【実施例】
【００２２】
以下に本発明をさらに具体的に説明するために、実施例および比較例を記するが、かかる本発明に何等限定されるものではない。尚、実施例および比較例における焼成温度、熱膨張率および焼付評価の評価法を以下に示す。
【００２３】
（焼成温度の評価）
歯科用陶材を蒸留水で練和し、練和物をボタン型（3mm×10mmφ）に充填し、振動を与え、コンデンスと吸水を繰り返し、成型体を作製した。作製した成型体を陶材焼成用真空電気炉  ツインマット（松風製）にて真空焼成を行った。焼成温度の決定は次のように行なった。焼温スピードを１分ごとに10℃ずつ温度上昇させ、設定温度になれば1分間係留し焼成完了とした。設定温度は10度ずつ変え、焼成物を作製した。焼成物が均一に半透明となり、表面にわずかに光沢を呈する温度を焼成温度とした。
【００２４】
（熱膨張測定評価）
上記焼成試験で使用した歯科用陶材を蒸留水で練和し、棒状（6×6×25mm）型に充填し、振動を与え、コンデンスと吸水を繰り返し成型体を作製した。作製した成型体を陶材焼成用真空電気炉  ツインマット（松風製）にて焼成を行った。試験体の焼成条件は１回目、真空で上記焼成温度評価法にて得られた最終焼成温度付近まで昇温した。２回目は同様のスケジュールで大気焼成した。得られた2回焼成物の両端を研磨し平行面を出して、20×5×5mmの大きさに調整した試料を試験体として熱膨張計TMA8140C（リガク社製）にて測定した。
【００２５】
（焼付評価）
実施例１で調整したガラスを素地として着色材、蛍光材等を混合して、ボディー陶材を調整した。またインサイザル陶材には、上記添加剤に加えて乳白材等を混合した。この試料を築盛筆により、5%Y2O3部分安定化ジルコニアの基板（10×10×0.5mm）および  ジルコニアコア（セルコンベース、ノーベルバイオケア社製）に築盛し、陶材焼成用真空電気炉  ツインマット（松風製）にて焼成を行った。目視において陶材表面にひび、割れ、ジルコニアコアとの剥離等が観察されず良好な結果が得られたときは○、ひび、割れ、ジルコニアコアとの剥離が観察されたときは×と評価した。
【００２６】
（組成評価）
実施例にある陶材組成物を、専用キャップに詰めてプレス成型機（プレス圧20ｔ）で試料を作製し、蛍光X線分析装置ZSX100ｅ（リガク社製）で定性分析を行った。
【００２７】
（鋳込み成型評価）
ジルコニアコアに実施例５の陶材組成物を0.15mm厚に築盛・焼成後、歯科用ワックスを用いて歯冠形態にワックスアップを施した。その後、歯科用埋没材を用いて包埋後、脱蝋した。プレスファーネスに設置して第二層の陶材組成物で製作したガラスセラミックスペレットをプランジャーを用いて鋳込んだ。鋳込みスケジュールは700℃で予備加熱後940℃まで50℃／分で昇温した。940℃において20分係留したのち、5分間でガラスペレットの鋳込みを行い自然放冷した後、埋没材中から掘り出して試験体を得た。目視において陶材表面にひび、割れ、ジルコニアコアとの剥離等が観察されず良好な結果が得られたときは○、ひび、割れ、ジルコニアコアとの剥離が観察されたときは×と評価した。
【００２８】
＜実施例１〜５、比較例１，２＞
第一の層の陶材組成物をえる為に、二種以上のガラスフリットと、リューサイト析出結晶化ガラスおよび結晶性セラミックを配合して、表１に記載の酸化物成分になるように調整、調合した組成物を用いて物性評価を実施した。得られた焼成温度、線形熱膨張係数および焼付評価の結果を表２に示す。
【００２９】
【表１】
2007126360.tif 000002
【００３０】
表1に記載の成分を粉砕し、第一の層の陶材組成物を得た。焼成温度を評価し、線形熱膨張係数を測定した。また、焼付評価の結果をあわせて表2に示す。
【００３１】
【表２】
2007126360.tif 000003
【００３２】
＜実施例６〜１１、比較例３〜５＞
第二の層に使用できる陶材組成物について、二種以上のガラスフリットと、リューサイト析出結晶化ガラスおよび結晶性セラミックスを配合して、表3に記載の酸化物成分になるように調整、調合した組成物を用いて物性評価を実施した。得られた焼成温度、線形熱膨張係数、焼付評価および鋳込み成型評価の結果を表４に示す。
【００３３】
【表３】
2007126360.tif 000004
【００３４】
表1に記載の成分を粉末として、実施例１と同様にしてガラス組成物を調整し、陶材組成物を得た。焼成温度を評価し、線形熱膨張係数を測定した。また、焼付評価および鋳込み成型評価の結果をあわせて表2に示す。
【００３５】
【表４】
2007126360.tif 000005