(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の層を備える複層構造の人工歯であって、咬合面側第２層以上内側のいずれかの層において、咬合面側第１の層よりも耐磨耗性及び／又は硬度が高い内層を備えており、
前記第１の層のビッカーズ硬度が１５以上３０以下であり、
前記咬合面側第２層以上内側のいずれかの層のビッカーズ硬度が７０以上２００以下であり、
前記第１の層は、ポリメチルメタクリレートを含む材料により構成されており、
前記咬合面側第２層以上内側のいずれかの層は、ウレタンジメタクリレートを含む材料により構成されている、人工歯。
【請求項２】
請求項１に記載の人工歯と、義歯床、とを備える、義歯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、咬合（噛み合せ）機能を改善することのできる人工歯及び義歯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、咬合の異常と全身的な症状（頭痛、肩こり、背中の痛み等）との因果関係が研究されてきている。例えば、総義歯の調整や口腔内にスプリントを装着することにより患者の咬合状態を矯正することによって、種々の全身症状が改善されたことがこれまでにも報告されている（例えば、中村昭二「咬合関連症の発症因子およびその診断と治療」：P.J.A.Occlusion.Health.Vol.1(1995)）。
【０００３】
一方、従来の義歯は、天然歯の代用として使用されることから原則として、ヒトの天然歯と同等の形状・機能を有するように設計・作製されている。従って、臼歯の咬合面の形状についてみても、典型的な天然臼歯（小臼歯および／または大臼歯）の咬合面と同等の形状を有するように設計・構築されていた。
また、その咬合面を構成する材料は硬いものが選択され、磨耗しにくいよう作製されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
人工歯あるいは義歯を装着するには、技工士や歯科医師は、被装着者の歯列の状態やかみ合わせの状態を勘案して、上記のように天然状に設計された人工歯の咬合面を切削加工する必要があった。場合によっては、切削加工により、咬合面の形状を大きく変化させる必要がある場合もあった。
また、装着初期に咬合面を調整しても、被装着者における実際の咬合状態は、装着後の装着者の咀嚼運動その他の咬合に影響する各種の生活習慣等によって徐々に変化するものである。
しかしながら、咬合面を構成する材料が硬くあるいは耐磨耗性が高い場合、切削加工が困難であり、技工士や歯科医師による初期の咬合調整が容易でなかった。さらに、装着後の個人の咬合状態の変化に対応して磨耗されないため、被装着者は、咬合異常に悩まされることになってしまっていた。また、このような咬合不良も、咬合面材料が硬いために切削による調整が困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、良好な咬合状態が得られやすい人工歯及び義歯を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記した課題を解決するための手段として、以下の発明を創作した。
本発明は、２以上の層を備える複層構造の人工歯であって、咬合面側第２層以上内側のいずれかの層において、咬合面側第１の層よりも耐磨耗性及び／又は硬度が高い内層を備える、人工歯を提供する。
この人工歯によると、咬合面側第２層以上内側において第１層よりも耐磨耗性及び／又は硬度が高い内層を備えるため、人工歯の装着者の咀嚼運動やその他の咬合に関連する生活習慣に対応して第１層において磨耗が進行しても、この内層において、当該磨耗は抑制される。このため、この内層により、咬合面の過度の磨耗が回避され、咬合状態の過度の変化が回避される。したがって、人工歯装着者個別に良好な咬合状態の得られる人工歯となっている。また、かかる内層により、強度の充分な人工歯が提供される。
なお、本明細書において「咬合面」とは、特にことわらない限り、いわゆる咬頭および辺縁に囲まれる対合歯に面する部分（典型的には解剖学的咬合面）をいう。
硬度の測定方法は、特に限定しないが、ＪＩＳ Ｚ２２４４に従うことが好ましく、当該試験方法によって測定されるビッカーズ硬度を基準とすることが好ましい。また、耐磨耗性の測定方法は特に限定しないが、ＪＩＳ Ｋ７２０４による耐磨耗試験に従うことが好ましく、当該試験によって得られる磨耗減量を基準とすることが好ましい。
【０００７】
この人工歯において、前記第１層のビッカーズ硬度が１５以上６０以下であることが好ましい。第１層が当該範囲の硬度を備えると、人工歯の装着者の咀嚼運動やその他の咬合に関連する生活習慣に対応して良好な咬合状態が得られるように、咬合面側が磨耗される。このため、人工歯装着者個別に良好な咬合状態の得られ易い人工歯となっている。
【０００８】
これらの人工歯において、咬合面側第２層以上の内側のいずれかの層のビッカーズ硬度が２５以上２００以下である、人工歯も提供する。この人工歯によると、人工歯装着後における咬合面の磨耗の過度な進行を効果的に抑制できる。
【０００９】
上記したいずれかの人工歯において、前記第１の層は、ポリアルキル（メタ）アクリレートを主体とすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、上記したいずれかの人工歯と、義歯床、とを備える、義歯を提供する。この義歯によると、義歯装着者個別に良好な咬合状態が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の人工歯及び義歯の実施形態について詳細に説明する。
本発明の人工歯は、少なくとも２層以上の複層構造を有している。複層構造は、咬合面を含む層と、それより内層側、すなわち、下層側（歯根側）の２層以上の層とから構成されている。通常、このような複層構造の人工歯は、合成樹脂を積層状態で成形することによって得られている。
図１に、３層４，６，８を有する３層構造の人工歯２の断面を示し、図２に、４層１４，１６、１８、２０を有する４層構造の人工歯１２の断面を示す。これらの人工歯２，１２の最下面の層８，２０は、いずれも接着層としても機能する。なお、義歯床との接着は、このような成形接着層でなく、接着剤を塗布して形成する場合もある。
【００１２】
本発明の人工歯は、咬合面を含む第１層とそれより内側のいずれか１の内層とは、この内層の方が耐磨耗性及び／又は硬度が高く形成されている。具体的には、当該内層の材料は、第１層の材料よりも耐磨耗性及び／又は硬度が高くなっている。
当該内層は、第２層に形成してもよく、また、第３層に形成してもよい。第１層よりも内層側に形成されていればよい。好ましくは、第２層に形成する。
【００１３】
本発明の人工歯においては、咬合面を含む第１層のビッカーズ硬度が１５以上６０以下であることが好ましい。ビッカーズ硬度は、ＪＩＳ Ｚ２２４４に従って測定される。なお、試験条件は、荷重１ｋｇあたり、１５秒間とする。
第１層が当該範囲の硬度であると、装着者個別の咬合状況により適度に咬合面が磨耗されるとともに、内層により過度の磨耗の進行が抑制されて、良好な咬合状態を安定して維持することができる。より好ましい上限は３０であり、さらに好ましくは、２５である。また、より好ましい下限は２０である。
【００１４】
また、当該第１層は、ＪＩＳ Ｋ７２０４による耐磨耗試験において、１０ｍｇ以下の磨耗減量であることが好ましい。この範囲の磨耗量であると、人工歯装着者の装着時における咀嚼運動等により、適度に咬合面が磨耗される。１０ｍｇを超えると削合しやすくかつ磨耗しやすいが、磨耗が激しすぎて適正な咬合が得られにくい。より好ましくは、５ｍｇ以下である。なお、上記耐磨耗試験の測定条件は、回転数３００回転、回転速度６０ｒｐｍ、温度２３℃、磨耗輪ＣＳ１７とする。
【００１５】
本発明の人工歯において、第１層は上記ビッカーズ硬度が１５以上６０以下で、かつ、上記磨耗量が１０ｍｇ以下であることが、好ましい。より好ましくは、上記ビッカーズ硬度が３０以下、さらに好ましくは２５以下であって、かつ磨耗減量が１０ｍｇ以下、より好ましくは、５ｍｇ以下である。
【００１６】
当該耐磨耗性及び／又は硬度を備える第１層を構成する材料としては、特に限定しないが、好ましくは、ポリアルキル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリル系樹脂を主体とする。アルキル基は、炭素数１〜４であることが好ましい。炭素数の異なる（メタ）アクリレートモノマーの共重合体も好ましく使用できる。また、好ましくは、ポリメチル（メタ）アクリレートを主体とする。また、構成材料は、架橋剤等の添加により架橋を施して、架橋度を調節することができる。さらに、各種無機フィラー等の各種充てん材を添加して耐磨耗性及び／又は硬度を調節することもできる。特に充てん材としては、シリカ等を用いることが好ましい。
【００１７】
このような第１層を備えると、装着者自身による良好な咬耗が得られて装着者個別の良好な咬合状態が得られるとともに、汚れの耐付着性が向上し、変色及びプラークの付着が抑制される。
また、良好な切削性が得られとともに、歯科医師あるいは歯科技工士の人工歯あるいは義歯の咬合調整が非常に簡易化される。
【００１８】
前記内層の耐磨耗性及び／又は硬度は、この第１層のそれよりも高くなっている。当該内層の耐磨耗性及び／又は硬度は、人工歯装着者個別の咬合状況における磨耗を過度に進行させない程度に形成される。
好ましくは、当該内層のビッカーズ硬度２５以上２００以下である。この範囲内において有効な磨耗抑制が可能であり、２５未満であると磨耗によって安定咬合が得られ難くなり、２００を超えるともろくなりやすいからである。より好ましくは、３０以上１５０以下である。特に、硬度が７０以上であると、高い咀嚼による磨耗のストッパー効果がある。
また、当該内層のＪＩＳ Ｋ７２０４の磨耗減量は、好ましくは、０．１ｍｇ以上３ｍｇ以下である。この範囲内において有効な磨耗抑制が可能であり、０．１ｍｇ未満であるともろくなりやすく、３ｍｇを超えると磨耗により安定咬合が得られにくくなる。より好ましくは、０．０５ｍｇ以上２ｍｇ以下である。
【００１９】
当該耐磨耗性及び／又は硬度を備える第２層を構成する材料としては、特に限定しないが、好ましくは、ウレタンジメタクリレート等の共重合体等のウレタン系樹脂である。また、当該構成材料は、架橋剤等の添加により架橋を施して、架橋度を調節することができる。さらに、各種無機フィラー等の各種充てん材を添加して耐磨耗性及び／又は硬度を調節することが好ましい。特に充てん材としては、シリカ等を用いることが好ましい。
【００２０】
このような内層を備えることにより、第１層において磨耗が進行しても、この内層において、当該磨耗は抑制され、咬合面の過度の磨耗が回避され、咬合状態の変化が回避される。この結果、装着者個別の咬合状態が安定し維持される。また、かかる内層により、強度の充分な人工歯が提供され、咬合時の安定性も向上する。
【００２１】
第２の人工歯において、内層が第２層に形成される場合、第１層と内層における耐磨耗性及び／又は硬度の関係は、図３に示すようになる。この形態において、第２層よりも耐磨耗性及び／又は硬度の高い第３層以上の層を備えることもできる。また、第３層以上の層において、第２層よりも耐磨耗性及び／又は硬度の低い層を備えることもできる。
また、内層が第３層に形成される場合、第１層と第２層と第３層とにおける耐磨耗性及び／又は硬度の関係は、図４に示す２つの形態がある。すなわち、第２層の耐磨耗性及び／又は硬度は、第１層よりも高くても低くてもよい。これらの形態において、第３層よりも耐磨耗性及び／又は硬度の高い第４層以上の層を備えることもできる。また、第４層以上の層において、第３層よりも耐磨耗性及び／又は硬度の低い層を備えることもできる。本発明の人工歯には、これらのいずれの形態も包含する。
【００２２】
このような本発明の人工歯を備える義歯は、これらの人工歯を義歯床に接合することによって得られる。かかる人工歯を備えることにより、本発明の義歯は、装着者に個別の良好な咬合状態が得られる義歯となっている。総義歯の場合、すべての人工歯に本発明の人工歯を使用してもよいが、特に、これらの人工歯を、上下顎の第１及び第２小臼歯、第１及び第２大臼歯のいずれか１歯以上に備えることが好ましい。これらの歯は、咬合状態に大きく影響するからであり、また、咬耗しやすい歯であるからである。なかでも、上下顎の第２小臼歯及び第１大臼歯のうちのいずれか１歯以上に、本発明の人工歯を備えることが好ましい。これらの歯は、咬合重心に大きく影響するからである。さらに、好ましくは、下顎の第２小臼歯及び第１大臼歯のいずれかあるいは双方に本発明の人工歯を備える。
【００２３】
なお、本発明の人工歯を備えるインプラントも提供することができる。このインプラントによれば、装着者に個別の良好な咬合状態が得られる。また、耐汚れ付着性に優れ、咬合調整も容易なインプラントが得られる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の人工歯の製造例に関する実施形態を具体例を挙げて説明する。
以下の実施例では、表１及び表２に示す配合原料をそれぞれ用意し、表１の構成に基づいてコンポジットレジン歯１，及び表２の構成に基づいて、コンポジットレジン歯２をそれぞれ作製した。なお、表１及び２に示す第２層は、本発明における内層である。
【表１】
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【表２】
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【００２５】
すなわち、各表に示す各層の組成物をそれぞれ調整し、歯型のキャビティを有する成形型に、第１層の組成物から順にキャビティに導入し、第３層までの組成物の導入を完了後、１００℃で１０分間加熱して、それぞれコンポジットレジン歯１、２を得た。
【００２６】
得られたレジン歯１、２の審美性はいずれも良好であった。
また、表１及び２の第１層及び第２層の組成物をそれぞれ歯型成形時と同条件で成形して、直径１５ｍｍ×厚さ２ｍｍの大きさの成形体Ａ（表１の第１層に対応する成形体）、Ｂ（表１の第２層対応成形体）、Ｃ（表２の第１層対応成形体）及びＤ（表２の第２層対応成形体）を得た。
これらの成形体Ａ〜Ｄにつき、ＪＩＳ Ｚ２２４４のビッカーズ硬さ試験方法により、試験を行った。なお、荷重１ｋｇあたり１５秒間の測定条件とした。結果を表３に示す。
また、表１及び２の第１層及び第２層の組成物をそれぞれ歯型成形時と同条件で成形して、直径１２０ｍｍ×厚さ５ｍｍの大きさの成形体Ｅ（表１の第１層に対応する成形体）、Ｆ（表１の第２層対応成形体）、Ｇ（表２の第１層対応成形体）及びＨ（表２の第２層対応成形体）を得た。
また、これらの成形体Ｅ〜Ｈにつき、ＪＩＳ Ｋ７２０４に基づいて耐磨耗試験を行った。測定条件は、回転数３００回、回転速度６０ｒｐｍ、試験温度２３℃、磨耗輪ＣＳ１７、試験荷重５００ｇとした。結果を表３に併せて示す。
【表３】
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【００２７】
表３に示すように、レジン歯１及び２の第２層の硬さは、それぞれの第１層よりも高かった。また、各第２層の磨耗量は、対応する第１層よりも少なく、各第２層の耐磨耗性が第１層の耐磨耗性よりも高かった。
【００２８】
次に、これらのレジン歯１及び２を、図５に示す義歯の歯列の下顎第２小臼歯及び第１大臼歯（左右）として使用して、２種の総義歯Ｌ，Ｍを作成した。
なお、義歯作成にあたり、レジン歯２の第１層の配合で全体を成形した人工歯であるたレジン歯３，レジン歯２の第１層と第２層を逆にして第３層はそのままで成形した人工歯であるレジン歯４も併せて作成した。成形条件は、レジン歯１及び２と同様とした。レジン歯３は、従来のアクリルレジン歯であり、レジン歯４は、従来の硬質レジン歯である。
なお、図５の義歯の歯列において、△の印の人工歯は、レジン歯３であり、□の印の人工歯は、レジン歯４である。
比較例として、図５の義歯において下顎第２小臼歯と第１大臼歯をレジン歯３とレジン歯４とした２種の総義歯Ｏ，Ｐも作成した。
これら４種の総義歯を、それぞれ総義歯の必要な患者に装着して、実使用における性能テストを実施した。表４に、下顎第２小臼歯と第１大臼歯の表層部の削合性と変色についての観察結果を示すとともに、各人における咬合の安定性についての経過観察結果を示す。
【００２９】
【表４】
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表４に示すように、義歯Ｍ，Ｎの下顎第２小臼歯及び第１大臼歯のレジン歯１及び２の削合性は良好で、歯科医師による咬合調整が容易であった。また、これらのレジン歯１及び２は、装着から６０日経過しても装着時の表面色を備えており、変色もなく汚れの付着等は見られなかった。
さらに、義歯Ｍ，Ｎでは、装着当初３０日までは、咬合が変化するが、その後特に歯科医師による咬合調整がなくても安定した咬合が得られるようになった。すなわち、装着者個別の良好な咬合状態が装着から３０日程度で形成され、かつ維持された。これは、第１層が使用により磨耗して、装着者個別の磨耗状態を形成し、これが、第２層により安定して保持されることを示している。
【００３０】
これに対し、義歯Ｏの第２小臼歯及び第１大臼歯のレジン歯３の削合性は良好で変色しないものの、使用による咬合状態は安定せず、限りなく変化する。また、義歯Ｐのレジン歯４は、削合が困難であり、しかも変色しやすい。さらに、装着後において咬合調整を繰り返す必要があった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の人工歯の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の人工歯の一実施形態を示す図である。
【図３】本発明の人工歯における耐磨耗性及び／又は硬度の関係を示す図である。
【図４】本発明の人工歯における耐磨耗性及び／又は硬度の関係を示す図である。
【図５】総義歯の歯列における人工歯の構成を示す図である。
２，１２  人工歯
４，１４  第１層
６、１６  第２層
８，１８  第３層
２０  第４層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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