(57)【要約】【課題】  セラミック製歯科用補綴物の表面を簡便に効率良く強化することができるセラミックス製歯科用補綴物の表面処理方法であり、特に自動切削加工機で作製されたセラミックス製歯科用補綴物に最適な強化方法を提供する。【解決手段】  ナトリウムイオンを含有するブロック状のセラミックスを、自動切削加工機で目的とする歯科用補綴物の形状に切削加工した後、硝酸カリウムまたは硝酸タリウムの粉末と共に坩堝に入れ、硝酸塩の分解点よりも低く且つ前記セラミックスの歪点よりも低い温度まで過熱して硝酸塩を溶融した後、硝酸塩と共に冷却することを特徴とするセラミックス製歯科用補綴物の処理方法とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナトリウムイオンを含有するブロック状のセラミックスを、目的とする歯科用補綴物の形状に切削加工した後、硝酸カリウムまたは硝酸タリウムの粉末と共に坩堝に入れ、硝酸塩の分解点よりも低く且つ前記セラミックスの歪点よりも低い温度に過熱して硝酸塩を溶融した後、硝酸塩と共に冷却することを特徴とするセラミックス製歯科用補綴物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロック状のセラミックスを目的とする歯科用補綴物の形状に切削加工した後に歯科用補綴物の物理的特性を改善する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
う蝕等により部分的に欠損した歯の修復に使用される材料としては、無機物と有機物とからなるコンポジットレジンと呼ばれる複合材料や、金属或いはセラミックスが用いられている。中でも、天然歯に近い色調を再現できるセラミックスは、審美性に優れ且つ耐磨耗性にも優れており、クラウンやブリッジなどの歯科用補綴物の材料として評価が高い。
【０００３】
セラミックス製歯科用補綴物の作製方法は、大別してホットプレスセラミック法と全て築盛して作製するレイヤリング法がある。前者はまず、口腔内で採得した陰型をもとに作製された石膏模型にワックスアップを行い目的とする歯科用補綴物の形成をなしたワックス模型を作製する。次に耐火材にワックス模型を埋没してファーネスにてワックス模型を焼き飛ばし耐火性の鋳型を作製する。その後、専用ファーネスを用いて高温に加熱したセラミックスインゴットを耐火性の鋳型に加圧注入してセラミックス製歯科用補綴物を作製する。この方法で作製されたセラミックス製歯科用補綴物は更に表面にステインニングを施したり、セラミックスに専用ベニア陶材を築盛して天然歯に似せた色調を再現する。
【０００４】
レイヤリング法は全て築盛にて歯科用補綴物の形状を作製する方法である。例えば、口腔内で採得した陰型をもとに作製された耐火模型に泥状のアルミナやスピネル等を塗布した後に焼結してコアフレームを作製し、ランタンガラスを築盛して浸透焼結させることによりセラミックスコアを作製する。その後、余剰なランタンガラスを除去し必要に応じてオペークデンチン陶材を築盛し焼結する。次に、天然歯の象牙質にあたる部分にはデンチン色を、天然歯のエナメル質にあたる部分にはエナメル色を、目的とする形態となるように順次築盛し焼結する。
【０００５】
このようなセラミックス製歯科用補綴物のホットプレスセラミック法やレイヤリング法による作製作業は非常に繁雑で手作業の工程が多く、更に極めて高い寸法精度が要求されるため一度に作製できる数に限界があった。そこで、短時間で安定した品質のセラミックス製歯科用補綴物を多く作製できる手段として、近年、コンピュータを利用して画面上で歯科用補綴物の設計を行い自動切削加工によって歯科用補綴物を作製する歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムが注目されている。この歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、支台歯形成や窩洞形成した歯牙、場合によっては隣在歯や対合歯の形状を読み取りデータとして保管し、このデータを基にコンピュータを用いて歯科用補綴物を目的の形状に設計し、自動切削加工機にセットされたブロック状に焼結されたセラミックス材料を設計された形状の歯科用補綴物に切削加工する作製方法である。
【０００６】
このような歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いれば、ほぼ完成形に近い歯科用補綴物を得ることができるので、あとは多少の形態修正を加えたりステイン陶材を用いて天然歯に似た特徴をつけるために模様を描くだけで短時間で安定した品質の歯科用補綴物を作製できる。しかしながらセラミックスは本来脆い材料であるため、口腔内に装着されたセラミックス製歯科用補綴物は大きな外力を受けると破損することが多かった。中でも自動切削加工機で作製されたセラミックス製歯科用補綴物は一度焼結されたセラミックスブロックを切削して作製されるため、従来のホットプレスセラミック法やレイヤリング法にて作製された焼結体であるセラミックス製歯科用補綴物と比較すると切削加工による影響から完成後の歯科用補綴物表面には極微少な傷が残ってしまい、この極微少な傷が一般的な研磨では取り除くことができずに補綴物の破損の原因となってしまう虞があった。
【０００７】
一方、従来からセラミックス製歯科用補綴物の破損を防ぐ方法として、歯科用補綴物を作製後に特定の無機金属塩を含む組成物を塗布して３８０℃以上であって該金属塩の融点及び該歯科用補綴物の歪点の何れかよりも低い温度で加熱し、歯科用補綴物と金属塩との間でイオン交換反応を行わせることで歯科用補綴物を強化する方法が行われていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
そこで自動切削加工機で作製されたセラミックス製歯科用補綴物においても、このような方法で歯科用補綴物を強化することも考えられるが、この方法は無機金属塩の融点よりも低い温度、即ち、非溶融状態下での熱処理であったためイオン交換反応は非効率的で現実的でなく強化処理が充分に行えていなかった。また、歯科用補綴物は複雑な形状をしていることが多いのでイオンを供給する無機金属塩を含む組成物を補綴物表面に塗布する方法では塗布した組成物の量が歯科用補綴物の形状によっては薄くなってしまう箇所があり部分的に表面改質のためのイオン量が不足して十分な強化を行えないという問題もあった。
【０００９】
【特許文献１】特公昭63-6017号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、セラミック製歯科用補綴物を簡便に効率良く強化することができるセラミックス製歯科用補綴物の処理方法であり、特に自動切削加工機で作製されたセラミックス製歯科用補綴物に最適な処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、従来の無機金属塩を用いたイオン交換による処理方法と比較して効率よくイオン交換可能であり、更に、歯科用補綴物が複雑な形状であっても均等に歯科用補綴物表面のイオンを交換可能な処理方法を見出したのである。
【００１２】
即ち本発明はナトリウムイオンを含有するブロック状のセラミックスを、目的とする歯科用補綴物の形状に切削加工した後、硝酸カリウムまたは硝酸タリウムの粉末と共に坩堝に入れ、硝酸塩の分解点よりも低く且つ前記セラミックスの歪点よりも低い温度に過熱して硝酸塩を溶融した後、硝酸塩と共に冷却することを特徴とするセラミックス製歯科用補綴物の処理方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るセラミックス製歯科用補綴物の処理方法は、セラミック製歯科用補綴物を効率良く強化することができるセラミックス製歯科用補綴物の処理方法であり、特に自動切削加工機で作製されたセラミックス製歯科用補綴物に最適な優れたセラミックス製歯科用補綴物の処理方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るセラミックス製歯科用補綴物の処理方法は、先ず歯科用ＣＡＤ/ＣＡＭシステムによりブロック状のセラミックスから歯科用補綴物を切削加工にて歯科用補綴物を作製する。自動切削加工機としては従来から使用されている歯科用の加工機が使用でき、回転を与えて切削加工に使用される工具が用いられ外周や端面に切刃を持ち通常は回転の中心軸と垂直の方向に切削が行われる装置、即ちフライス旋盤であれば特に制限無く使用可能である。
【００１５】
自動切削加工機で目的とする歯科用補綴物の形状に切削されるブロック状のセラミックスとしては、本発明に係る処理方法を行うためにナトリウムを含有するセラミックスであることが必要である。具体的には、カリ長石又は石英との混合物を主原料とし、これにＫ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｂ２Ｏ等の媒溶材を加えて溶融して作った低融点の珪酸塩ガラスが挙げられる。したがって、カリ長石に不純物としてＮａ２Ｏが含まれていない場合でも、熱処理の過程でＮａ２Ｏが含有されることになるのである。特に好ましくは、これらの珪酸塩ガラスを低温で数回再熱処理を施すことによって析出されるリューサイト（Ｋ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・４ＳｉＯ２）結晶化ガラスである。リューサイト結晶化ガラスはガラスとほぼ同じ屈折率を持ち、ガラス中にリューサイト結晶が存在しても透明度を損なうことがない。リューサイト結晶化ガラスはカリ長石の溶融によって得ることができるが、主原料のままでは融点が１３００℃前後と高くなるために、Ｋ２Ｏ，Ｎａ２Ｏ，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＣａＯ，Ｂ２Ｏ等の添加物を主原料に添加して高温(１２００℃〜１３００℃)で溶融して得た非晶質の粉末を更に低温(７００℃〜１０００℃)で数回熱処理することによってリューサイト結晶を析出させて焼結温度(８００℃〜１０００℃)を下げている。
【００１６】
自動切削加工機で目的とする歯科用補綴物の形状に切削されたセラミックス製歯科用補綴物は、硝酸カリウムまたは硝酸タリウムの粉末と共に坩堝に入れ、硝酸塩の分解点よりも低く且つ前記セラミックスの歪点よりも低い温度に過熱して硝酸塩を溶融する。本発明に用いる硝酸塩を溶融させる温度は、硝酸塩の分解点を超えると硝酸塩が分解して不安定となるため好ましくなく、浸漬させるセラミックス製歯科用補綴物の歪点を超えると、熱処理によりイオン交換が行われても表面に圧縮応力が発生しないか、発生しても圧縮応力が緩和されるため残留する圧縮応力は弱くて強化が充分に行われない。具体的には３３５℃〜３８０℃未満であることが好ましい。また硝酸カリウムは比較的安全な物質であり、また融点が３３３℃と比較的低温であるため処理作業の効率の面からも最も好ましい。
【００１７】
本発明においては、セラミックス製歯科用補綴物を硝酸塩粉末と共に坩堝に入れる際には歯科用補綴物を硝酸塩粉末中に埋没させると歯科用補綴物表面により効率よく硝酸塩を接触させることができるので好ましい。逆に硝酸塩を溶融した後にセラミックス製歯科用補綴物を入れると、温度の制御が難しく処理を安定して行えなかったり、複雑な形状の歯科用補綴物の細部に気泡を巻き込む虞があり硝酸塩を均一に接触させ難くなってしまうので適さない。
【００１８】
硝酸塩の分解点よりも低く且つ前記セラミックスの歪点よりも低い温度に過熱した後にセラミックス製歯科用補綴物を硝酸塩中で保持させる時間は１分から１時間であることが好ましい。１分以内であると、イオン交換が充分に行われずその効果が低く、セラミックス製歯科用補綴物の大きさにもよるが１時間以上浸漬し保持しても効果の向上が期待できない。５分から３０分であることが特に好ましい。
【００１９】
前記浸漬に先立って、自動切削加工機で切削することにより作製されたセラミックス製歯科用補綴物に必要に応じて修正用陶材を用いてマージン部や咬合面などに多少の形態修正を加えたり、ステイン陶材を用いて天然歯に似た模様を描いたり、グレーズ陶材を用いて艶を出したりしても構わない。
【００２０】
本発明においては、セラミックス製歯科用補綴物を特定の硝酸塩と共に過熱し硝酸塩を溶融した後、硝酸塩と共に冷却する。硝酸塩中でセラミックス製歯科用補綴物を硝酸塩と共に冷却すると硝酸塩から取り出して冷却した場合よりも温度変化を最小に抑えることが可能となり、熱衝撃によるセラミックス製歯科用補綴物表面でのクラックの発生を抑えることができる。冷却は坩堝ごと室温に取り出して冷却する方法が最も簡単で効果的であり、十分に冷却した後は再結晶化した硝酸を水やお湯で溶かしてセラミックス製歯科用補綴物を取り出し、余分な硝酸塩をスチームクリーナー等で除去した後に口腔内へ適用する。このとき洗浄の効果を分かりやすくするために硝酸塩中に顔料を０．１〜５重量％程度含ませておくと良い。
【実施例】
【００２１】
実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２２】
ナトリウムを含有するブロック状のセラミックス（商品名  ＧＮ−Ｉセラミックブロック：ジーシー社製）を、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムの自動切削加工機（商品名  ＧＮ−Ｉ：ジーシー社製）も用いて、ＩＳＯ６８７２（Ｄｅｎｔａｌ  Ｃｅｒａｍｉｃ）８．３Ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈの寸法に準じた大きさに切削したものを試験片とした。また、実施例４においては、切削した試験片の表面に専用のステイン・グレーズ陶材を焼き付けた後、本発明に係る処理方法を施した。処理方法は硝酸カリウム粉末に試験片が埋没するように坩堝に入れ、処理温度まで過熱した後、処理時間保持して坩堝ごと室温にて冷却した。条件を表１と表２に纏めて示す。
【００２３】
前記方法で準備した試験片を、ＩＳＯ６８７２（Ｄｅｎｔａｌ  Ｃｅｒａｍｉｃ）８．３Ｆｌｅｘｕｒａｌ  ｓｔｒｅｎｇｔｈに準じる方法を用いて３点曲げ試験を行った。結果を表１と表２に示す。
【００２４】
表１
2007151694.tif 000002
【００２５】
表２
2007151694.tif 000003
【００２６】
以上の結果より、本発明に係るセラミックス製歯科用補綴物の処理方法を用いれば、ステイン・グレーズ陶材を焼き付けを行うか否かに拘わらずその処理前と比較してセラミックス製歯科用補綴物の強度を高めることができる。