(57)【要約】  本発明は、他の属性の中でもとりわけ、物理的取り扱い特性、効力、送達能力、反応性、重合、および／または硬化後の機械的特性を高めるために歯科材料にエネルギーを与える光子エネルギーの適用に関する。【選択図】図２８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を備えた装置を使用して、歯科用光重合性材料を周囲温度以上に加熱するステップと、
加熱された前記歯科用光重合性材料を歯の表面の空洞に適用するステップと、を備え、
光子エネルギーは、材料を光重合させず、前記歯科用光重合性材料、歯科用光重合性材料容器、または加熱添加剤に吸収され、光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率、または前記歯科用光重合性材料の加熱速度を含む１つ以上の特性を増加させることを特徴とする方法。
【請求項２】
光子エネルギーは、光子エネルギーなしで前記歯科用光重合性材料を加熱するのに比べて、前記歯科用光重合性材料の加熱速度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記装置は約０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーを放出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記装置は、約１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）の光子エネルギーを放出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記歯科用光重合性材料は、約５０℃〜約２５０℃の温度に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記歯科用光重合性材料は、約６０℃〜約８０℃の温度に加熱されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記歯科用光重合性材料を硬化させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記歯科用光重合性材料は、複合樹脂、高充填複合樹脂、グラスアイオノマー樹脂、シーラント、セメント、空洞ライナー、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
重合を開始するための前記光重合性材料による吸収に適した波長を放出する光子エネルギーの第２の供給源を適用することにより前記歯科用光重合性材料を硬化させるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記歯科用光重合性材料を加熱するために適用される光子エネルギーは、前記歯科用光重合性材料に存在する光開始剤の吸収と重ならないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器は、加熱添加剤、熱伝導性促進剤、または重合促進剤、またはそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記加熱添加剤は、光子エネルギー源から放出される光子エネルギーの放出スペクトルと重複する吸収スペクトルを有する染料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記熱伝導性促進剤は、前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の熱伝導性を向上させる添加剤であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記熱伝導率促進剤は、グラファイト繊維、グラフェンフレーク、セラミック粒子、金属酸化物、金属粒子、カーボンナノチューブ、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーは、前記歯科用光重合性材料の硬化ステップ中または硬化ステップの直前に放出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーの適用により、前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーで加熱されていない前記歯科用光重合性材料と比較した変換度および硬度から選択される前記歯科用光重合性材料の１つ以上の硬化後特性が増加することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーの適用は、前記歯科用光重合性材料の光分解、光退色、または光触媒から選択される１つ以上の光化学効果を刺激することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
光重合性歯科用組成物であって、
未反応モノマーと、
充填剤と、
少なくとも１つの光開始剤と、
光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率、または歯科用光重合性材料の加熱速度の増加を含む１つ以上の特性を増加させる加熱添加剤と、を備え、
前記加熱添加剤は、光重合後に前記光重合性歯科用組成物に不自然な歯の色を与えないことを特徴とする組成物。
【請求項１９】
前記加熱添加剤と少なくとも１つの前記光開始剤は、明確に異なる光子エネルギースペクトルによって活性化されることを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
【請求項２０】
前記加熱添加剤は、
０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の間の高い吸光度、
前記歯科用光重合性材料との適合性、
室温より高い温度での安定性、
前記歯科用光重合性材料内での可溶性および分散性、
前記歯科用光重合性材料の性能に悪影響を及ぼさないこと、
光子エネルギーから熱への高い変換効率、または、
それらの特性の組み合わせ、
の各特性の１つ以上を備えていることを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
【請求項２１】
前記加熱添加物は、光子エネルギー吸収促進剤または熱伝導促進剤またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
【請求項２２】
前記光子エネルギー吸収促進剤は、歯科用光重合性材料の約１０重量％までの濃度で前記歯科用光重合性材料に存在することを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
【請求項２３】
前記光子エネルギー吸収促進剤は、前記歯科用光重合性材料中に約０．００１％〜約０．５％の濃度で存在することを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
【請求項２４】
前記光子エネルギー吸収促進剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも１０％であることを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
【請求項２５】
前記光子エネルギー吸収促進剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも２５％であることを特徴とする請求項２４に記載の組成物。
【請求項２６】
前記光子エネルギー吸収促進剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも５０％であることを特徴とする請求項２４に記載の組成物。
【請求項２７】
前記熱伝導促進剤は、前記歯科用光重合性材料の熱伝導率を向上させる添加剤であることを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
【請求項２８】
前記熱伝導促進剤は、グラファイト粒子、グラフェン粒子、セラミック粒子、金属酸化物粒子、金属粒子、カーボンナノチューブ、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
【請求項２９】
前記熱伝導促進剤は、前記歯科用光重合性材料の約０．０１重量％〜約９０重量％の濃度で前記歯科用光重合性材料に存在することを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
【請求項３０】
前記熱伝導促進剤は、前記歯科用光重合性材料の約１重量％〜約１０重量％の濃度で前記歯科用光重合性材料に存在することを特徴とする請求項２１に記載の組成物。
【請求項３１】
前記組成物は、光開始剤または共開始剤またはそれらの組み合わせからなる重合促進剤をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
【請求項３２】
前記重合促進剤は、前記歯科用光重合性材料に存在する光重合性モノマーの光重合を増加させることを特徴とする請求項３１に記載の組成物。
【請求項３３】
前記重合促進剤は、重合の改善、硬化深度の改善、光子エネルギーを使用した変換度の改善、およびそれらの特性の組み合わせからなる1つ以上の特性を増加させることを特徴とする請求項３１に記載の組成物。
【請求項３４】
加熱添加剤は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す染料を含んでいることを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
【請求項３５】
前記染料は、組成物の約０．００１重量％〜約１０重量％含まれることを特徴とする請求項３４に記載の組成物。
【請求項３６】
前記組成物は、
ａ．約５〜３０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約６０〜９５重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜１重量％を含む共開始剤と、
ｅ．約０．００１〜１０重量％を含み０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す染料と、
を備えたことを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
【請求項３７】
前記組成物は、
ａ．約４０〜９０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約１〜２０重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜０．５重量％を含む共開始剤と、
ｅ．約０．００１〜１０重量％を含み０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す染料と、
を備えたことを特徴とする請求項１８に記載の組成物。
【請求項３８】
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
組成物または組成物中に存在する加熱添加剤の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を有する装置で請求項１８に記載の組成物を加熱するステップと、
加熱された前記組成物を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項３９】
歯科用組成物であって、
ポリイソプレン、
無機充填剤、
放射線不透過剤、
ワックスまたは樹脂、および
光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率、または歯科用組成物の加熱速度の増加を含む１つ以上の特性を増加させる加熱添加剤、
を備えたことを特徴とする組成物。
【請求項４０】
前記ポリイソプレンは、天然または合成のガッタパーチャを含んでいることを特徴とする請求項３９に記載の組成物。
【請求項４１】
前記ポリイソプレンは、前記組成物の約１０〜３０重量％含まれることを特徴とする請求項３９に記載の組成物。
【請求項４２】
前記充填剤は、前記組成物の約５０〜８５重量％含まれることを特徴とする請求項３９に記載の組成物。
【請求項４３】
前記放射線不透過剤は、前記組成物の約１〜３５重量％含まれることを特徴とする請求項３９に記載の組成物。
【請求項４４】
前記ワックスまたは樹脂は、前記組成物の約１〜１０重量％含まれることを特徴とする請求項３９に記載の組成物。
【請求項４５】
前記加熱添加剤は、前記組成物の約０．００１〜１０重量％含まれることを特徴とする請求項３９に記載の組成物。
【請求項４６】
前記組成物は、
ａ．前記組成物の約１０〜３０重量％を含む天然ガッタパーチャまたは合成ガッタパーチャと、
ｂ．前記組成物の約５０〜８５重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．前記組成物の約１〜３５重量％を含む放射線不透過剤と、
ｄ．前記組成物の約０〜１０重量％を含むワックスまたは樹脂と、
ｅ．前記組成物の約０．００１〜１０重量％を含み０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す加熱添加剤と、
を備えたことを特徴とする請求項３９に記載の組成物。
【請求項４７】
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
組成物または組成物中に存在する加熱添加剤の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を有する装置で請求項３９の組成物を加熱するステップと、
加熱された前記組成物を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項４８】
光重合性歯科用組成物であって、
未反応モノマーと、
充填剤と、
少なくとも１つの光開始剤は０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化され、他の少なくとも1つの光開始剤は外部の光子エネルギーによって活性化される少なくとも２つの光開始剤と、
ホウ酸塩誘導体からなる少なくとも１つの共開始剤と、を備え、
前記光開始剤は、光重合後に前記光重合性歯科用組成物に不自然な歯の色を与えないことを特徴とする組成物。
【請求項４９】
前記２つの光開始剤は、タイプＩまたはタイプＩＩの光開始剤またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５０】
前記光重合性材料は２つのタイプＩＩ光開始剤を含むことを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５１】
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、光重合を促進することを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５２】
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、組成物の約０．０００１〜０．５重量％の濃度で存在することを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５３】
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、組成物の約０．００１〜０．１重量％の濃度で存在することを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５４】
前記ホウ酸塩誘導体はホウ酸塩Ｖであることを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５５】
前記ホウ酸塩誘導体は、０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される少なくとも１つの前記光開始剤よりも少なくとも１０倍濃縮されていることを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５６】
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）で発生する光重合プロセス中に光退色および／または消費され、可視色を低減することを特徴とする請求項４８に記載の組成物。 
【請求項５７】
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、ラジカル形成を増加させると同時に材料の硬化を促進し、形成されたラジカルが枯渇すると同時に漂白し、完全な硬化を示す目に見える変化を提供することを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５８】
前記組成物は、
ａ．約５〜３０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約６０〜９５重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む第１の光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜０．５重量％を含み０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の吸光度を示す第２の光開始剤と、
ｅ．約０．０１〜５重量％を含むホウ酸塩誘導体共開始剤と、
を備えたことを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項５９】
前記組成物は、
ａ．約４０〜９０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約１〜２０重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む第１の光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜０．５重量％を含み０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の吸光度を示す第２の光開始剤と、
ｅ．約０．０１〜５重量％を含むホウ酸塩誘導体共開始剤と、
を備えたことを特徴とする請求項４８に記載の組成物。
【請求項６０】
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
組成物または組成物中に存在する光開始剤の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を有する装置で請求項４８の組成物を加熱するステップと、
加熱された前記組成物を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項６１】
材料容器であって、
熱可塑性樹脂と、前記容器を形成する少なくとも１つの光子エネルギー吸収促進剤添加剤と、
を備え、
前記添加剤が、光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率の向上、または内部に含まれる材料の加熱速度の増加を含む１つ以上の特性を増加させ、
前記添加剤は、熱可塑性プラスチック射出成形後に、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーに対して１より大きい光学密度値を持つことを特徴とする容器。
【請求項６２】
前記容器は、顔料、着色剤、可塑剤、または充填剤、またはそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項６３】
前記容器は、追加の光子エネルギー吸収促進剤添加剤、または少なくとも１つの熱伝導促進剤、またはそれらの組み合わせを前記容器の一体部分として含むことを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項６４】
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤は、歯科用光重合性材料容器の約０．０１〜２０重量％の濃度で前記容器に存在することを特徴とする請求項６３に記載の容器。
【請求項６５】
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤は、歯科用光重合性材料容器の約０．１〜５重量％の濃度で容器に存在することを特徴とする請求項６３に記載の容器。
【請求項６６】
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも１０％であることを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項６７】
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも２５％であることを特徴とする請求項６６に記載の容器。
【請求項６８】
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも５０％であることを特徴とする請求項６６に記載の容器。
【請求項６９】
前記熱伝導促進剤は、歯科材料容器の熱伝導率を向上させる添加剤であることを特徴とする請求項６３に記載の容器。
【請求項７０】
前記熱伝導促進剤は、グラファイト粒子、グラフェン粒子、セラミック粒子、金属酸化物粒子、金属粒子、カーボンナノチューブ、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項６３に記載の容器。
【請求項７１】
前記熱伝導促進剤は、約０．１〜５０重量％の濃度でハウジングに存在することを特徴とする請求項６３に記載の容器。
【請求項７２】
前記熱伝導促進剤は、歯科用光重合性材料容器の約１〜１０重量％の濃度で歯科用光重合性材料容器に存在することを特徴とする請求項６３に記載の容器。
【請求項７３】
前記ハウジングは、光が容器を通ってその中に収容された歯科用光重合性材料に伝達するのを十分にブロックし、それにより歯科用光重合性材料が容器内で硬化するのを防ぐことを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項７４】
前記熱可塑性樹脂は、前記容器の約５０〜９５重量％を構成することを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項７５】
光子エネルギー吸収促進剤添加剤は、組成物の約０．１〜５０重量％を構成することを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項７６】
前記容器は、前記容器の約９５重量％を構成する熱可塑性樹脂と、前記容器の約５重量％を構成する加熱添加物とを含むことを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項７７】
対必要とする対象の歯を治療する方法であって、
請求項６１に記載の容器を加熱するステップであって、
前記容器は、前記容器の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源、または前記容器内に存在する加熱添加物、または前記容器に収容された歯科材料を有する装置で加熱されるステップと、
加熱された前記歯科材料を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項７８】
歯科材料を保持するための容器であって、
ａ）熱可塑性樹脂を少なくともその軟化点まで加熱するステップと、
ｂ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御するステップと、
ｃ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御しながら、５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの高い光子エネルギー吸収を有する添加剤を約０．１〜５％加え、必要に応じて分散剤を加えるステップと、
ｄ）温度を少なくとも樹脂の軟化点まで維持しながら、ａ〜ｃの混合物を混合して、前記混合物を均質化するステップと、
ｅ）ａ〜ｄの加熱された前記混合物を歯科材料容器の形状を含む金型キャビティに押し出し、キャビティから取り出す前に冷却できるようにするステップと、
を備えたプロセスによって作られたことを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項７９】
歯科材料を保持するための容器であって、
ａ）熱可塑性樹脂を少なくともその軟化点まで加熱するステップと、
ｂ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御するステップと、
ｃ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御しながら、５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの高い光子エネルギー吸収を有する添加剤を約０．１〜５％加え、必要に応じて分散剤を加えるステップと、
ｄ）温度を少なくとも樹脂の軟化点まで維持しながら、ａ〜ｃの混合物を混合して、前記混合物を均質化するステップと、
ｅ）後で歯科材料容器の射出成形に使用できるようにａ〜ｄの混合物からペレットを作成するステップと、
を備えたプロセスによって作られたことを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項８０】
作られた前記容器は歯科材料で満たされていることを特徴とする請求項６１に記載の容器。
【請求項８１】
歯科材料を加熱し、加熱された前記歯科材料を歯の表面または空洞に塗布するための装置であって、
ｈ．本体と、
ｉ．歯科材料容器と係合するために本体内に移動可能に取り付けられたプランジャと、
ｊ．前記プランジャに接続され、前記歯科材料容器から歯科材料を制御可能に分配する作動手段と、
ｋ．０．５ワット〜２０ワットの光パワーを生成するエレクトロルミネセンス源で構成されている、遠位に取り付けられた光子エネルギー放出源と、
ｌ．エレクトロルミネッセンス源と電気的に連通している充電式電源と、
ｍ．エレクトロルミネッセンス源が結合される、装置本体内に配置された、または装置本体の一部を構成する一次ヒートシンクと、
ｎ．前記歯科材料容器が前記エレクトロルミネッセンス源に近接して保持されるように、前記歯科材料容器を安全に受け入れるための装置本体上のレセプタクルと、
を備えたことを特徴とする装置。
【請求項８２】
前記光子エネルギー放出源は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーを放出できることを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項８３】
前記光子エネルギー放出源は、１．２４ｅＶ〜１．７７ｅＶ（１０００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光子エネルギーを放出することを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項８４】
前記エレクトロルミネッセンス源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオードまたはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項８５】
前記エレクトロルミネセンス源は、その中に歯科材料を有する歯科材料容器から約１ｃｍ未満であることを特徴とする請求項７９に記載の装置。
【請求項８６】
前記装置は、歯科材料を有する容器への光子エネルギー放射照度を増加させるためのレンズまたは光ファイバーを含むコリメータをさらに備えることを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項８７】
前記一次ヒートシンクは、前記装置内に含まれる二次ヒートシンクに結合されるか、前記装置のハウジングの一部を構成し、
前記二次ヒートシンクは、装置が５０℃を超える安全でない高温に達するのを防ぐことを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項８８】
前記一次ヒートシンクまたは二次ヒートシンクはヒートパイプに結合され、ヒートパイプは装置が高温に達するのを防ぐことを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項８９】
前記装置はさらにヒートセンサを備え、
前記ヒートセンサは、歯科材料が劣化したり治療中のオペレーターや患者に危険を及ぼしたりする可能性がある高温に前記装置が達するのを防ぎ、
前記ヒートセンサは、前記歯科材料の温度を間接的に監視し、光子エネルギー源の出力を低減または除去することができることを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９０】
歯科材料が劣化したり治療中のオペレーターや患者に危険を及ぼしたりする可能性がある望ましくない温度に達することなく、所望の温度を維持するためのループ制御フィードバックシステムをさらに備えることを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９１】
前記歯科材料または前記歯科材料容器の吸収特性を決定するための吸収センサをさらに備え、
前記吸収センサは、前記歯科材料の所望の温度を達成するために、光子エネルギー源の出力および/または持続時間を調整するための出力を提供することを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９２】
歯科用光重合性材料を硬化させるための追加の光源をさらに備えることを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９３】
追加の光源は、約３６５ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光を放射することを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９４】
歯科用光重合性材料を硬化させるための追加の光源は、５００ｍＷ〜３Ｗの光パワーを放出することを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９５】
歯科用光重合性材料を硬化させるための追加の光源は、７００ｍＷ〜１．５Ｗの光パワーを放出することを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９６】
光子エネルギー放出出力は、歯科用光重合性材料を硬化させるために、追加の光源の光子エネルギー放出出力とともに、遅延させて、または同時に使用されることを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９７】
硬化光および光子エネルギー源は、患者の口腔にアクセスするために装置の遠位に配置されることを特徴とする請求項８１に記載の装置。
【請求項９８】
光重合性歯科材料の硬化を促進するためのハンドヘルドマルチスペクトル装置であって、
ｆ．熱伝導体と、
ｇ．少なくとも２つの個別の放射スペクトルを生成する、少なくとも４つの個別の遠位に取り付けられた光子エネルギー源と、を備え、
ａ．１つの光子エネルギー源が中央に配置され、少なくとも３つの光子エネルギー源が中央に配置された光子エネルギー源の周囲に放射状に位置され、
ｂ．中央に位置する光子エネルギー源の出力は、少なくとも３つの放射状に位置する光子エネルギー放出源の出力につながるか、遅れるか、同時に使用され、
ｃ．少なくとも１つの発光スペクトルを使用して光重合性歯科材料を硬化させ、少なくとも１つの発光スペクトルを使用して硬化中に光重合性歯科材料の温度を周囲温度よりも高くし、
ｄ．少なくとも４つの前記光子エネルギー源は、発光ダイオードで構成され、
ｈ．少なくとも４つの個別の光子エネルギー源は、装置本体内にある少なくとも１つの一次ヒートシンクに結合され、
ｉ．少なくとも１つの前記一次ヒートシンクが前記熱伝導体に結合され、
ｊ．前記発光ダイオードは、直流電源に電気的に接続されていることを特徴とする装置。
【請求項９９】
前記直流電源は、取り外し可能な充電式電源からなることを特徴とする請求項９８に記載の装置。
【請求項１００】
少なくとも３つの放射状に取り付けられた前記発光ダイオードは、中央に位置する前記一次ヒートシンク上の発光ダイオードの周りの別の一次ヒートシンクに配置され、ほぼ均一なビームプロファイルと照明フィールドを提供することを特徴とする請求項９８に記載の装置。
【請求項１０１】
少なくとも４つの前記発光ダイオードがコリメートされて、１〜１０ｍｍの距離で約１ｃｍのスポットサイズを生成することを特徴とする請求項９８に記載の装置。
【請求項１０２】
光重合性歯科材料を硬化させるための少なくとも１つの前記光子エネルギー源は、５００ｍＷ〜３Ｗの光出力で３６５ｎｍ〜５００ｎｍの光を放射することを特徴とする請求項９８に記載の装置。
【請求項１０３】
硬化中に光重合性歯科材料の温度を周囲温度より高くするための少なくとも１つの前記光子エネルギー源は、５００ｍＷ〜３Ｗの光パワーで５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの光を放出することを特徴とする請求項９８に記載の装置。
【請求項１０４】
請求項８１または９８に記載の装置を用いて、歯科用複合材料または歯科用複合材料を含む容器を加熱するステップを備えることを特徴とする、必要とする対象の歯を治療する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他の属性の中でも特に、物理的取り扱い特性、有効性、送達能力、反応性、重合、および／または硬化後の機械的特性を高めるために歯科材料にエネルギーを与える光子エネルギーの適用に関する。
【背景技術】
【０００２】
根管や歯の修復など、多くの歯科処置では、外部環境から空間を効果的に修復および密閉するために、歯の内部の空間を洗浄および充填する必要がある。歯内治療中、開業医は化学機械的方法を使用して根管腔を拡大および洗浄する。具体的には、開業医は歯内治療薬を使用して、充填する前に破片、残存歯髄組織、および細菌を除去する。歯内治療器具の進歩にもかかわらず、歯内治療の失敗率は約３０％である。これらの失敗は、不適切な洗浄または修復の失敗による細菌の再コロニー化／根管の感染に起因している。多くの場合、修復処置は、歯の構造への材料の接着不良および／または細菌の再コロニー化／感染を促進する修復物周辺の微小漏れである歯内処置と同じ多くの理由で失敗する。したがって、歯科処置中に使用される材料は、適用される空間の複雑な形状に適合し、歯または空洞構造と効果的に結合して、材料が配置される領域を密封できる必要がある。歯科用溶液（例えば、歯内洗浄剤）および歯科材料（例えば、ガッタパーチャ、歯科用複合樹脂、すなわち、複合材料、歯科用シーラントなど）の有効性を向上させることで、これらの空隙のより良い洗浄と充填を促進し、成功率を高めることができる。
【０００３】
（歯科用複合材料）  
歯科用複合樹脂は、歯科専門家に、患者の自然な歯の色と一致すると定義される審美的に美しい方法で患者の歯列を修復する最も費用効果の高い方法の１つを提供する。化粧的な理由と消費者の需要を満たすために、複合樹脂は、金属修復物、最も具体的にはアマルガムの好ましい代替材料である。複合樹脂は最初、疑いと懐疑に直面したが、これには以下のような無数の欠点があった：耐摩耗性の低下、微小漏れ、身体の破壊、周辺破壊、再発性の崩壊、術後の感度、不適切な歯間接触と輪郭、色の劣化、つや出しまたはつや出しの維持不能。歯科用複合樹脂の物理的および機械的制限に加えて、歯科用複合樹脂の配置はテクニックに敏感である。複合樹脂の配置は、手順に細心の注意を払う必要があり、さもなければ、時期尚早に失敗する可能性がある。さらに、樹脂の配置中は歯を乾燥した状態に保つ必要があり、そうしないと、歯への接着力が低下して修復が失敗する場合がある。複合材料は、柔らかい生地のような状態のまま配置されるが、特定の青色の波長の光にさらされると、重合して硬化し、固体充填物になる。
【０００４】
複合樹脂は一般に、アクリレートモノマー（トリエチレングリコールジメタクリレート、ＴＥＧＤＭＡ、ウレタンジメタクリレート、ＵＤＭＡ、ビスフェノールＡグリシジルジメタクリレート、ビスＧＭＡなど）、無機充填剤（ガラスまたはセラミック）、光重合システム、そして、歯の色と色合いに合う着色剤および顔料で構成される。カンファーキノン（ＣＱ）は、光重合性歯科材料に使用される最も一般的な光開始剤である。ＣＱのピーク励起は約４７０ｎｍで、タイプＩＩの光開始剤であり、重合を開始するためのフリーラジカルを生成するために共開始剤を追加する必要がある。その他の光重合性歯科材料には、重合に共開始剤を必要としないジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド（ＴＰＯ）または１−フェニル１，２−プロパンジオン（ＰＰＤ）などのタイプＩ光開始剤が含まれる。市販の製品で使用されている光開始剤および／または共開始剤に関係なく、歯科材料の光吸収特性および散乱特性のために複合材料に数ミリメートル以上浸透できないため、すべての遊離モノマーを複合材料内のオリゴマーおよびポリマーに完全に変換することは臨床的に実用的ではない。歯の中に厚すぎる複合材を入れると、より深い複合材は部分的に柔らかいままになり、そして、この柔らかい非重合複合体は、最終的に修復の失敗、潜在的に有毒な遊離／未反応モノマーの浸出、および／または結合した関節の漏れを引き起こし、再発性の歯の病理をもたらす。この問題を克服するために、歯科医は、複合材を多数の増分で配置し、次の増分を追加する前に各２〜３ｍｍの部分を完全に硬化させて、各複合材の増分と完全な修復を通して重合を最大化するように訓練されている。さらに、臨床医は、患者の自然な咬合に一致するように複合充填材を慎重に構築する必要がある。充填量が高すぎると、患者の咬傷が不自然になる可能性があり、咀嚼過敏症や回復障害につながる可能性がある。前述の問題により、臨床医を助け、修復の成功を改善するために、歯科用複合材の改善された複合材組成物、硬化光、送達システム、配置方法および改善された硬化後特性が望ましい。
【０００５】
従来の歯科用複合材料の主な欠点（文献に記載されている）は、樹脂が重合収縮を示すという事実である。樹脂の重合は、モノマー分子のポリマーマトリックスへの変換を開始し、収縮につながる。このバルク収縮（重合収縮）は、硬化／重合プロセス中の体積減少とみなされる。材料は、粘性のあるものから、粘性弾性のあるもの、弾性のあるものまで段階的に変形する。粘性段階では、応力は存在しない。ただし、粘性弾性段階では、材料および材料と歯の界面に応力が発生する。複合材料の体積変化により、収縮応力が歯の空洞壁に伝達される。これらの応力、および結果として生じる重合収縮は、材料の選択、充填剤の含有量、照射される重合光源の放射照度と持続時間、樹脂の硬化特性、吸水、および空洞準備構成によって影響を受ける可能性がある。ライナーとベースの使用、重合光の変更、放射照度波形、インクリメンタルレイヤリング、充填剤含有量の増加、および結合技術の変更を含む多くのオプションが、歯の内部応力を制限するために提案されている。残念ながら、これらのいずれもこの現象の影響を完全に補償することはできない。
【０００６】
粘度を下げて複合材の適応を改善し、配置の容易さを改善する効果が重要であることが示されている。これは、流動性樹脂複合材料および流動性ライナーの開発の主な基本である。これらの流動性複合材料は、主に強化充填剤の含有量を減らし、マトリックスの化学的性質を変えることにより、より低い粘度を実現する。さまざまな研究により、低粘度の複合材料は適応性を改善し、微小漏れを低減できることが示されている。流動性複合材の使用は、象牙質接着剤とプレップ（ｐｒｅｐ）の内部表面の両方とのより密接な接触を確保し、複合材によって得られたシールを強化する方法として宣伝されている。修復物の種類によっては、歯の構造と複合材の間の完全な界面シールを達成するのが難しい場合がある。
【０００７】
シーリングを改善する１つの潜在的な方法は、低粘度の流動性複合材料を使用することであるが、ただし、これらの流動性複合材料は、存在する強化充填剤粒子のレベルが低いため、一般に高粘度材料ほど耐久性があるとは見なされていない。２番目のアプローチは、流動性ライナーを通常の複合材料と組み合わせて使用することである。３番目の選択肢は、粘度を下げるために加熱された従来の／高充填複合材を使用することです。この最後のアプローチでは、耐久性の高い従来の複合材料を使用でき、粘度を下げて歯組織とより完全な界面を形成し、流動性ライナーの必要性を排除する。また、流動性樹脂は従来の複合材料よりも充填量が少ないため、この３番目の選択肢は有利であると考えられており、充填剤含有量の減少により収縮率が高くなる。これは、複合材のシールと限界適合を改善するために大量の流動性複合材が使用される場合、修復技術において問題になる可能性がある。
【０００８】
前述のように、多くのポリマー樹脂は、加熱されるとより低い粘度を示す。この振る舞いの理論的根拠は、熱振動により複合モノマーまたはオリゴマーがさらに離れるように強制され、それらが互いにより容易にスライドできるようになることある。研究により、一般的なポリマーおよび樹脂複合材を加熱すると粘度が低下し、それにより適応性が向上することが示されている。Ｄｅｂら（Ｄｅｎｔ  Ｍａｔｅｒ．２０１１  Ａｐｒ；  ２７（４）：ｅ５１−９．）は、フィルムの厚さが減少することで示されるように、歯科用複合材の温度を上げると粘度が下がることを示している。同様の結果がブルームによって発見された（Ｄｅｎｔ  Ａｄｖ．２００６  Ｊａｎ；  ４．）。このように、予備加熱は樹脂の物理的および機械的特性を改善するため、予備加熱複合材料は近年の研究の焦点となっている。歯科用複合材の予備加熱は、粘度を低下させ、複合樹脂の硬化後の微小硬度を潜在的に高めることが示されている。臨床医が複合材を予備加熱するのを支援するために使用される現在利用可能な装置は、主に伝導性熱伝達に依存しており、他の課題と制限の中でも、長い加熱時間、手順を適用する時間に応じて複合材を冷却して潜在的に室温に到達させる送達ポイントでの加熱ではないこと、複数の複合材を迅速に加熱できないこと、および修復物内に配置された複合材を加熱できないことを含む、多くの欠点がある。
【０００９】
（硬化後の複合材料特性に及ぼす高温の影響）  
予備加熱が光重合性歯科材料の特性に及ぼす影響について懸念がある。いくつかの研究では、二重結合の変換（重合反応がどの程度完全に進行するかの尺度）および予備加熱処理後の複合材料の硬度を調査している。これらの研究は、複合材料がどれだけ速く完全に重合するかを決定する上で重要である。予備加熱により、変換率と硬度が改善され、マイナスの変化は生じない。一般に、変換率の増加は、高分子材料および複合材料の機械的特性の向上に相当する。したがって、予備加熱により、より耐久性のある複合材修復物が得られる場合がある。さらに、予備加熱された複合材の温度が高くなると、硬化中および硬化後に複合材の収縮が大きくなるという懸念があった。Ｅｌｈｅｊａｚｉ（Ｊ  Ｃｏｎｔｅｍｐ  Ｄｅｎｔ  Ｐｒａｃｔ．２００６  Ｊｕｌ  １；  ７（３）：１２−２１．）は、樹脂複合材の温度を上げると収縮が大きくなることを示した。この懸念に応えて、配置後、硬化前に約１５秒間、予備加熱された複合材料を冷却できることが提案された。文献に示された別の懸念は、複合材を予備加熱サイクルにさらすと、未使用の複合材の貯蔵寿命が短くなることであった。しかし、Ｄａｒｏｎｃｈら （Ｊ  Ｅｓｔｈｅｔ  Ｒｅｓｔｏｒ  Ｄｅｎｔ．２００６；  １８（６）：３４０−５１）は、予備加熱サイクルも２４時間の予備加熱延長も、モノマー転化率に大きな変化を引き起こさないことを示した。予備加熱が歯科材料に悪影響を及ぼさないことを示すいくつかの研究が存在するが、研究は矛盾しており、すべての歯科材料について包括的なものではない。
【００１０】
（閉塞）  
根管治療の成功は多くの要因に依存している。管（ｃａｎａｌ）からすべての有機基質を除去することから始まる。これには、冠状歯髄組織と歯根髄組織の除去が含まれる。完全なアクセスを実行し、歯根髄組織への直線アクセスを識別することにより、冠状歯髄組織が除去される。これにより、開業医は歯内治療用ファイルと洗浄（ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ）で歯根髄組織を除去できる。化学機械的機器だけで根管の約３０％が手付かずになるため、歯内療法の最も重要な部分は間違いなく洗浄である。したがって、根管の準備における効果的な洗浄の重要性は強調しすぎることはなく、歯内洗浄剤の活性／有効性を高めることが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
最後に、最終の目的は、管を３次元的に閉塞することで再感染を防ぐことである。歯内治療の成功を高めるために、管系は冠状および先端で効果的に密封されなければならない。先端シールは、漏れに対する主要な障壁である。多くの異なる閉塞技術があり、明確に優れていると特定された技術はない。閉塞部に熱を加えると成功率が上がり、従来の技術では密閉できない可能性のある管の不規則性と解剖学的構造の閉塞が可能になることが示されている。成功した閉塞の特徴は、セメント質と象牙質の接合部にできるだけ近い根管システム全体の３次元充填として定義および分類される。すなわち、特許管（ｐａｔｅｎｔ  ｃａｎａｌ）の存在下での過度の延長または充填不足なしで。適切なシールを確立するために、最小限の量の根管シーラーがコア充填材と併用される。
【００１２】
長年にわたって論争が根管閉塞を取り囲んでいる。臨床医も学者も同様に多くの温かい閉塞技術を研究、研究、応用、比較してきたが、他のどの技術よりも優れていると証明された単一の技術はなく、臨床医は試験を通して実験と好みを形成することができる。
【００１３】
歯内閉鎖後、歯の形状と咬合面を修復するために、冠状修復が完了する。不適切に配置された修復物からの冠状動脈漏出が歯内療法の失敗の重要な要因であることを示唆する合理的な証拠がある。したがって、歯科材料の適用および歯科材料の硬化を改善し、前述の歯科処置を実行するための新しい方法、組成物、および装置に対する満たされていない要求が残っている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本明細書に記載される本発明の実施形態の利点は、歯科用複合材料または歯科用複合材料の容器への光子エネルギーの印加により、材料が周囲温度を超えて椅子側（ｃｈａｉｒｓｉｄｅ）で迅速かつ効率的に加熱されることである。この発明の概念は、すべての歯科材料にも適用される。市販の複合加温器と比較して、開示された発明は、特に光子エネルギーから熱への高い変換効率がある場合、非常に効率的である。歯科用複合樹脂などの歯科用材料の温度を上げると、材料の物理的取り扱い特性と送達能力が向上し、歯科用複合材は流動性複合材と同様の粘度を示すことができるが、悪影響（高収縮、低摩耗保持、低硬度など）を受けないため、流動性複合材の必要性がなくなる。さらに、本発明は、歯科材料が配置されると、光子エネルギーの歯科材料への適用を可能にするため、ツールまたはワンド（ｗａｎｄ）から材料を分配した後でも、改善された取り扱い特性を達成できる。さらに、流動性と適応性の改善により、歯の小さな空隙を埋めることができ、低侵襲性の修復を行うことができる。さらに、複合材料を加熱することにより、製造業者は、より高い充填量の複合材料を開発し、商業化することができる。これは、高度に充填された材料の押し出しおよび操作の制約により、これまで不可能であった。通常、充填剤の含有量を増やすと、複合材料が厚くなりすぎて扱いにくくなるが、光子エネルギーを使用して加熱することにより、流動性は充填率の低い複合材料の流動性に戻るが、高充填複合材料の利点は維持される（すなわち、収縮応力の低減、耐久性の向上）。したがって、開示された発明は、冠状動脈修復をさらに改善し、それにより臨床結果を改善する。
【００１５】
本明細書に記載されるように、加熱して材料の流動性を高め、材料の適用および材料が適用される歯の表面への材料の適合を容易にする歯科材料が提供される。さらに、材料の加熱の結果として、複合材は、硬化すると、本明細書に記載の方法を使用せずに配置された歯科材料と比較して、硬化歯科材料の劣化なしに硬度および耐久性が増加する。
【００１６】
さらに、開示された発明は、光子エネルギーを利用して、歯内治療用洗浄剤を周囲温度よりも速く加熱し、光化学効果を促進し、それにより使用中に洗浄剤をより効果的にする。さらに、開示された発明の主な利点は、光子エネルギーの使用が歯科材料または歯科用複合樹脂に特に有害な影響を及ぼさないことである。さらに、本明細書に記載の発明により、ガッタパーチャまたは同様の閉塞材料を根管腔内に送達および適用することができ、取り扱いが改善され、以前に達成されたよりも低い粘度が得られる。粘度を下げて送達を改善することにより、本発明は、臨床医が複雑な根管解剖学の３次元充填をより確実に獲得し、歯内治療の失敗を大幅に減らすことを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一般的な有機結合と官能基の近赤外吸収バンドのグラフであって、有機および官能基構造のピーク吸収バンドと、それぞれの第１、第２、および第３倍音吸収バンドの詳細を示す。
【図２】面積交差図であって、Ａ１＝正規化された添加物スペクトルの曲線下面積（ＡＵＣ）、Ａ２＝正規化された光子エネルギー源スペクトルのＡＵＣ、Ａ３＝添加物のスペクトルと光子エネルギー源の発光スペクトルの面積交差であり、ある態様では、Ａ３はＡ１またはＡ２の少なくとも１０％であり、ある態様では、Ａ３はＡ１またはＡ２の少なくとも２５％であり、ある態様では、Ａ３はＡ１またはＡ２の少なくとも５０％である。
【図３】３つの市販の歯科用複合樹脂材料（別名、歯科用複合材料）の吸収と、ポリ（メチルメタクリレート）（すなわちアクリル）との比較のグラフである。この図は、複合樹脂の組成内にアクリレートベースのモノマーが存在するため、歯科用複合材の近赤外線吸収特性とアクリルの類似性を示している。これらの吸収特性は、光子エネルギーを使用した効率的な加熱に活用できる。たとえば、光子エネルギーでより高い吸収帯をターゲットにすると、歯科材料の加熱が速くなる。
【図４】ガッタパーチャおよび高度に充填された歯科用複合材料の吸光度のグラフである。これらの吸収特性は、光子エネルギーを使用した加熱に活用でき、この場合、より高い吸収率は、光子エネルギー変換効率の向上と加熱速度の向上につながる。
【図５】異なる顔料が熱可塑性樹脂に添加されたポリカーボネートプラスチックの吸収曲線のグラフである。この図は、材料自体だけでなく、材料の色に依存する近赤外吸収の依存性を示す。したがって、熱可塑性着色剤／顔料添加剤を使用して、材料容器の吸光度特性を変更できる。これらの吸収特性は、光子エネルギーを使用した加熱に活用でき、この場合、より高い吸収率は、光子エネルギー変換効率の向上と加熱速度の向上につながる。
【図６】市販の複合加温器を使用した複合コンパル（ｃｏｍｐｕｌｅ）内の内部温度のグラフである。この図は、現在の複合加温器が、本発明と比較して理想的な温度に到達するのに長いウォームアップ時間をどのように必要とするかを示している。
【図７】様々な光子エネルギー源および空間配置を使用して３つの異なる市販の歯科用複合材料を加熱する時間のグラフである。この図は、熱拡散も複合材料および複合コンパル自体内の熱の分布と伝達に重要な役割を果たしているため、必ずしも光出力のみが熱速度に変換されるわけではないことを示している。したがって、本発明を実施するには、最適な性能および入力電力（すなわち効率）を維持するために、歯科材料および／または歯科材料容器に向けられた光子エネルギー源の適切な光出力および空間配向を利用する必要がある。
【図８】異なる温度での様々な複合材料の粘度対せん断速度のグラフである。この図は、すべてのせん断速度で、市販の歯科用複合材料の粘度が温度の上昇とともに低下し、低下した粘度が取り扱い特性と歯および／または空洞への送達を改善することを示している。
【図９】室温での流動性複合材と比較した、温度に対する高充填複合材の流動性のグラフである。この図は、高度に充填された複合材を加熱すると、高度に充填された複合材の流動性が流動性複合材と同等以上になることを示しており、これにより、臨床医が熱を使用して、流動性複合材を歯腔修復のライナーとして使用する必要性をなくすことができることを実証した。
【図１０】様々な市販の歯科用複合材料が様々な温度で維持および硬化されたときの硬化後の微小硬度のグラフである。この図は、周囲温度よりも高い温度では、硬化中に歯科用複合材料の重合が増加し、２ｍｍのパックの上部と下部の微小硬度が高くなることを示している。
【図１１】様々な市販の歯科用複合材料が様々な温度で維持および硬化されたときの硬化後のモノマーおよびオリゴマーの変換のグラフである。この図は、周囲温度よりも高い温度では、硬化中に歯科用複合材料内のモノマーからオリゴマーおよびポリマーへの変換の程度が増加し、２ｍｍパックの上部および下部の微小硬度が高くなることを示している。
【図１２】適用された光子エネルギー（８５０ｎｍ）および硬化光（同時に４０５ｎｍおよび４７０ｎｍ）の様々なマルチスペクトルパターンにさらされた高充填複合材の硬化後の微小硬度値のグラフである。Ｇ３トップとＧ１トップ、およびＧ４トップとＧ１トップの間で統計的に有意な差（ｐ＜０．０５）が観察された。この図は、開示された波長範囲内の光子エネルギーの追加が、重合後の硬化および微小硬度値の増加への変換度を強化することを示している。
【図１３】室温と比較して光子エネルギーまたはオーブンからの延長された高温を適用した後の様々な市販の歯科用複合材料の硬化後微小硬度値のグラフである。データは、フォトンエネルギーまたはオーブンから生じる高温（８０℃）の１時間の適用は、硬化後の室温（未処理）複合体と比較して微小硬度値が統計的に有意に変わらなかったため、複合体に悪影響を与えなかったことを示している。
【図１４】本発明の例示的な一実施形態による送達装置の等角図である。
【図１５】図１４の装置の分配先端部および複合体の部分破断底面図であって、光重合性歯科材料を含む歯科用容器に向けられた光子エネルギー源の化合物および空間的配向の保持を示す。
【図１６】本発明の別の例示的な実施形態による送達装置の等角図である。
【図１７】マルチスペクトル装置で使用するための少なくとも３つの光子エネルギーエミッタ（すなわちＬＥＤ）からなるパッケージの例示的な実施形態であり、少なくとも２つの個別の放射スペクトルを放射して歯科用複合材料を硬化させ、加熱のために光子エネルギーを適用する。左の画像は、クローバー型ＰＣＢ上の３つの光子エネルギーエミッタ（つまりＬＥＤ）の向きを示すパッケージの上面図である。右の画像は、クローバーＰＣＢに平行な平面上にある中央に配置された光子エネルギーエミッタ３２ｃ（つまりＬＥＤ）を示すパッケージの断面であり、ここでは、クローバーＰＣＢにある３つのＬＥＤのうち２つが示されている。
【図１８】歯科用複合材料の硬化および加熱のための光子エネルギーの適用のために少なくとも２つの別個の発光スペクトルを放出するマルチスペクトル装置で使用する光子エミッタのパッケージの例示的実施形態である。
【図１９】歯科用複合材料の硬化および加熱のための光子エネルギーの適用のための少なくとも２つの別個の発光スペクトルを放出するマルチスペクトル装置で使用する光子エミッタのパッケージの例示的な実施形態である。
【図２０】様々な着色された市販の歯科用容器から得られたＶｉｓｈａｙＶＣＮＬ４０１０センサ（赤外線エミッタ、Ｉ２Ｃインターフェイス、および割り込み機能を備えた完全統合型の近接および周囲光センサ）からの特定の光子エネルギー帯域内の１５秒の光子エネルギーにさらされた歯科材料の内部温度と比較したＮＩＲ反射値を示すグラフである。この図は、センサから一定の距離で、測定されたＮＩＲ反射率とＮＩＲ  ＬＥＤに１５秒間さらされた後の物体の温度変化（波長、電力、時間、および時間の間に強い相関（Ｒ２＝０．９７）があることを示しており、オブジェクト間の距離はすべて一定に保たれた）。したがって、センサを使用して、所定の歯科材料または材料の容器を所望の温度に加熱し、必要に応じて一定の期間にわたって所望の温度を維持するために必要な光子エネルギーの量を決定できる。さらに、センサの測定値は、「プラットフォーム」システムを実装するために挿入されたオブジェクトを識別するための「指紋」になる可能性がある（つまり、装置は特定の材料または材料容器でのみ動作する）。
【図２１】開示された波長帯域内の光子エネルギーおよび硬化のための４７０ｎｍの光を同時に適用することによりマルチスペクトル光にさらされたときのフィルテック最高複合物（ｆｉｌｔｅｋ  ｓｕｐｒｅｍｅ  ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の硬化後微小硬度値を示すグラフである。アスタリスクは、「４７０ｎｍ」グループと比較して統計的に有意に異なる値を示す。この図は、開示された波長範囲内の光子エネルギーの追加が、重合後の硬化度および微小硬度値の増加への変換の変換度を強化することを示している。
【図２２】様々な波長での生体組織の吸収係数を示すグラフであり、歯にとって特に重要なのは、オキシヘモグロビン、タンパク質、水、およびヒドロキシアパタイトである。ヒドロキシアパタイトと水は、市販の硬化光スペクトルに対して低い吸収係数、つまり４７０ｎｍでのピーク発光を示すが、オキシヘモグロビンの吸収係数は、開示されている光子エネルギースペクトルの１０００〜１００００倍の吸光度であり、市販の硬化ライトが歯髄内の温度上昇と安全性に懸念を抱く理由である。したがって、開示された発明は、複合微小硬度（図２１）を増加させ、オキシヘモグロビンおよび歯髄吸収を減少させ、臨床効果および安全性を改善するために５２０ｎｍから２５００ｎｍの光子エネルギーを利用できる。
【図２３】光子エネルギー吸収剤／色素を様々な濃度で添加した場合の歯科用複合材料（Ｇｒａｎｄｉｏ  ＳＯ、ＶＯＣＯ）温度の上昇を示すグラフである。ＬＵＮＩＲ１色素の濃度が０．１％以上の場合、統計的に有意に改善された加熱が観察された。この図は、光子エネルギー吸収色素を複合材料に追加すると、約１５秒間の光子エネルギーへの曝露後に温度が大幅に上昇することから明らかなように、光子エネルギーの熱へのエネルギー変換効率が大幅に向上することを示している。
【図２４】光子エネルギー吸収剤／色素（ＩＣＧ）を様々な濃度で添加した場合の歯科用複合材料（フィルテック・スプリームＦｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ）の吸収の増加を示すグラフである。濃度が１ｐｐｍを超えるＩＣＧ色素では、統計的に有意に高い吸光度が観察された。図は、複合材料に光子エネルギー吸収染料を追加すると、歯科材料の吸収特性が大幅に向上することを示している。この増加した吸光度は、光子エネルギーを使用して材料の加熱速度を上げるためのターゲットにできる。
【図２５】ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂から得られた加熱プロファイルを示すグラフであり、異なる吸収染料が組み込まれている場合と組み込まれていない場合に、９４０ｎｍの一定光子エネルギー源に約３０秒間さらされた。温度測定値は合計約６０秒間記録された。グラフは、適用された光子エネルギー源に見合ったより高い吸光度値を持つ色素を組み込むことにより、色素のない樹脂または染料／顔料の吸収が少ない樹脂と比較して、加熱速度と温度の全体的なゲインを大幅に増加できることを示している。さらに、光子エネルギーが停止すると、３０秒から６０秒の間にＰＭＭＡのＮＩＲ色素の温度測定が急速に低下することから明らかなように、材料の温度は容易に低下する。これは、光子エネルギーが停止すると材料がより速く冷却できるため、本発明の追加の利点である。したがって、開示された本発明の装置において熱い材料が温められた場合、装置の電源を切ることができ、触れる前に材料は急速に冷却される。逆に、市販の加温ユニットは、通常、金属ブロックを加熱するため、熱を大幅に長時間維持する。金属ブロックは、主に伝導により材料に熱を伝達する。
【図２６】同等の総光パワーの硬化放出にさらされた場合の、様々な濃度での追加の光開始剤（６６０ＨＮｕ）および共開始剤（ホウ酸塩Ｖ（ＢｏｒａｔｅＶ））の有無による、市販の複合材（Ｉｖｏｃｌａｒ  Ｅｖｏ−Ｃｅｒａｍ  Ａ２シェード）の硬化後の微小硬度値を示すグラフ。同時に４７０ｎｍと６６０ｎｍにさらされた０．００５％６６０ＨＮｕと０．０５％ホウ酸塩Ｖを追加で組み込むＩｖｏｃｌａｒ  Ｅｖｏ−Ｃｅｒａｍの微小硬度値の改善が見られた。この図は、重合および微小硬度値の改善が、追加で組み込まれた光開始剤および共開始剤の濃度に依存することを示している。さらに、図２７に示すように、様々な組成物の光重合後、緑／青から標準のＡ２色調への目に見える色の変化が視覚化された。特に、緑／青の色は、０．０５％以下の６６０ＨＮｕ濃度では硬化後に目立たなかった。したがって、これらの濃度を使用して、臨床医に完全／成功した治療の可視的な指標を提供できる。逆に、硬化後の０．１％６６０ＨＮｕのサンプルでは緑色／青色の残りの色が観察されるため、審美的な歯科用途には推奨されない。
【図２７】組み込まれた添加剤によって導入された色が硬化時に失われ、臨床医に成功した／完全な硬化を示していることを実証している図である。
【図２８】本発明の別の例示的実施形態による送達装置の等角図である。
【図２９】本発明の別の例示的実施形態による送達装置の等角図である。差し込み画像は、コンパル／材料容器を受け取るための装置のレセプタクルにあるコンパル／材料容器を示している。
【図３０】装置の一部の断面図である。差し込み画像は、コンパル／材料容器を受け取るための装置のレセプタクルにあるコンパル／材料容器と、装置のプランジャが歯科材料容器と接触して歯科材料を押し出す様子を示している。
【図３１】図２５内の等尺性側面プロファイル画像の断面図である。
【図３２】装置のさまざまなコンポーネントを示す図２４に示された装置の分解図である。
【図３３】本発明の例示的な一実施形態によるマルチスペクトル硬化光装置の等角断面図である。
【図３４】本発明の例示的な一実施形態によるマルチスペクトル硬化光装置の底面図である。
【図３５】歯科用複合材料の硬化および加熱のための光子エネルギーの適用のために少なくとも２つの別個の発光スペクトルを放出するマルチスペクトル装置で使用するための少なくとも３つの光子エミッタ（すなわちＬＥＤ）からなるパッケージの例示的な実施形態である。
【図３６】歯科材料容器の本発明の一例示的実施形態の吸光度対波長特性を示すグラフであって、熱可塑性樹脂（ポリカーボネート）には、約８００ｎｍから約１１００ｎｍおよび５５０ｎｍ未満の高い吸光度をもつ光子エネルギー吸収色素（Ｅｐｏｌｉｔｅ  ７６５７）が組み込まれている（サンプルの厚さは２ｍｍ）。この色素／添加剤は同時に光子エネルギー範囲内で高い吸光度をもたらすため、光子エネルギーエミッタを使用した容器および／または材料の加熱速度の増加、および青色光範囲（４００〜５００ｎｍ）でのターゲット設定が可能であり、容器内の歯科材料を光重合することから重合光をうまくブロックする。
【図３７】歯科材料および／または歯科材料容器を加熱、制御および識別するために使用される１つの例示的な装置の一般化された機能構成要素を示すブロック図である。歯科材料および／または歯科材料容器の温度は、センサフィードバックループを使用して制御および維持できる。さらに、センサを使用して、材料または容器が存在する場合にのみ光子エネルギー源が光子エネルギーを放出するようにできる。最後に、センサを使用して、フィードバックに基づいてさまざまな材料および／または容器を具体的に識別することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の段落は、本明細書に記載される本発明の実施形態をより詳細に定義する。以下の実施形態は、本発明のここに記載されている特定の態様、実施形態、または範囲から逸脱することなく適切な修正および適合がなされ得ることが当業者に容易に明らかであるように、本発明を限定するかまたはその範囲を狭めることを意味しない。本明細書で引用したすべての特許および刊行物は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
【００１９】
本明細書を解釈するために、次の用語と定義が適用され、適切な場合は、単数形で使用される用語にも複数形が含まれ、逆も同様である。以下に示す定義が参照により本明細書に組み込まれる文書と矛盾する場合、以下に示す定義が優先するものとする。
【００２０】
本明細書で使用される「室温」または周囲温度という用語は、約２０℃〜約２７℃の範囲の一般的な周囲温度を指す。
【００２１】
「治療する」という用語は、障害に関連する状態、症状、またはパラメーターを改善するのに有効な量、方法、または方法で治療を施すことを指す。一部の態様では、治療とは、虫歯などの歯の病気の治療を指す。
【００２２】
「予防」という用語は、統計的に有意な程度または当業者が検出可能な程度まで、障害の進行を予防または低減することを指す。
【００２３】
本明細書で使用される「実質的に」という用語は、大部分またはかなりの程度を意味するが、完全ではない。
【００２４】
本明細書で使用する場合、「ａ」または「ａｎ」は、特に明記しない限り、１つまたは複数を意味する。
【００２５】
「備える」、「からなる」、「有する」、「持っている」などの用語は、「含む」を意味する。「患者」または「被験者」という用語は、哺乳類およびヒトを指す。したがって、一態様では、対象は哺乳動物、またはそれを必要とする哺乳動物である。一態様では、対象はヒト、またはそれを必要とするヒトである。一態様では、ヒトまたはそれを必要とするヒトは医学的患者である。被験者は、０歳〜９９歳以上までである。
【００２６】
本明細書には、歯科材料および歯科材料のハウジングまたは容器を加熱するために光子エネルギーを適用する方法が記載されている。本明細書には、加熱添加剤および光重合促進剤系の含有に基づいて強化された加熱特性および光重合特性を有する歯科材料組成物および歯科材料容器またはハウジングも記載される。本明細書にさらに記載されるのは、歯科用組成物（例えば、本明細書に開示される歯科用組成物）を加熱、送達、および硬化するために光子エネルギーの特定の波長を適用できる装置である。本明細書には、本明細書に開示される方法および装置を用いて患者を治療する方法も記載される。一例または実施形態は、本発明の特定の用途または態様を議論する、または具体的に関連し得るが、例または実施形態は、本発明の他の詳細な態様にさらに関連し、想定し得ることが理解される。例えば、特定の装置または方法は、歯科用複合材料に関連して議論され得るが、同じ装置または方法は、一般に他の歯科材料に適用可能であり得る。
【００２７】
発明者は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（すなわち２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）、０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（すなわち２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）、または１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（すなわち１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）の光子エネルギーを使用して高い変換効率を備えた歯科材料の取り扱い特性、機械的特性、性能特性を強化できると報告している。歯科材料には、複合材料、樹脂、グラスアイオノマー樹脂、セメント、空洞ライナー、歯内洗浄剤、歯内閉鎖材料、ガッタパーチャ、麻酔薬、およびシーラントが含まれるが、これらに限定されない。したがって、本明細書に記載の発明は、歯科材料を加熱する方法、光重合性歯科材料の重合を改善する方法、歯科材料加熱および送達装置、歯科材料加熱および硬化装置、および歯科材料組成物を含む。
【００２８】
０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（つまり２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の指定範囲外の光子エネルギーは、高い変換効率で歯科材料の取り扱い特性、機械的特性、および性能特性を強化するために、本発明によって依然として想定されている。特に、紫外線の波長は高い光子エネルギー（具体的には、紫外線Ａ波長：３１５ｎｍ〜４００ｎｍ、３．９３ｅＶ〜３．０９ｅＶ）であり、多くの材料は４００ｎｍ未満で本質的に高い吸光度を示すため、紫外線の使用が利用できる。４００ｎｍ未満の波長は歯科材料、特に光重合性歯科材料に有害な影響を与える可能性があり、イオン化による潜在的な安全性の懸念があるので、これらの他の波長も可能だが、ここでさらに説明するいくつかの特定の実施形態は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（つまり２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の指定範囲内の光子エネルギーを利用する。特に懸念されるのは、歯科材料の光重合であって、材料自体に紫外線を直接使用すると発生する可能性があるが、しかし、いくつかの実施形態では、歯科材料の容器が４００ｎｍ未満の波長に対して少なくとも２の光学密度値を有する場合、歯科材料の容器を加熱するために紫外線を利用できる。すなわち、歯科材料の容器は４００ｎｍ以下の光の１％未満を透過する。逆に、他のいくつかの実施形態では、他の非光重合性歯科材料、特に歯内洗浄剤に紫外線を使用して、光化学効果により性能特性を向上させることができる。
【００２９】
（歯科材料を加熱するために光子エネルギーを適用する方法）
本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、歯科材料に悪影響を及ぼすことなく光子エネルギーを使用して周囲温度より高い温度で歯科材料を加熱する方法である。一実施形態は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（すなわち、２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーで歯科材料を加熱して、歯科材料を周囲温度よりも高い温度まで迅速に加熱する方法である。いくつかの態様では、歯科材料は約５０℃〜約２５０℃の温度に加熱される。いくつかの態様では、歯科材料は約５０℃〜約１００℃の温度に加熱される。いくつかの他の態様では、歯科材料は６０℃〜約８０℃の温度に加熱される。いくつかの態様では、適用される光子エネルギーは１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）である。いくつかの実施形態において、歯科材料を加熱するための光子エネルギーは、歯科材料の塗布の前に適用される。歯科材料または歯科材料の容器の基本吸収周波数／波長および／または倍音振動帯に適用される光子エネルギーを調整することにより、他の光子エネルギー波長を利用することができる。特に、基本周波数を超える共振周波数は、倍音と呼ばれる。電磁スペクトルでは、倍音帯域は基本吸収周波数の倍数である。エネルギーは吸収される周波数に比例し、その周波数は波数に比例するため、スペクトルに現れる最初の倍音は基本波の波数の約２倍になる。つまり、最初の倍音ｖ= １→２は基本波のエネルギーの約２倍、ｖ＝０→１です。たとえば、３４６５ｎｍに基本吸収を持つ塩酸（ＨＣｌ）などの振動する二原子分子は、最初の倍音吸収帯が１７３３ｎｍ（実際に１７６４ｎｍに観測）、２番目の倍音吸収帯が１１５５ｎｍ（実際に１１９８ｎｍに観測）、３番目の倍音吸収帯が８６６ｎｍ（実際に９１５ｎｍで観測）、および４番目の倍音吸収帯が６９３ｎｍ（実際に７４６ｎｍで観測）になる。したがって、同等の振動運動を得るには、基本吸収周波数／波長で必要なエネルギーと比較して、最初の倍音で非常に多くのエネルギーが必要になる。分子振動が増加すると熱が発生するため、基本的な吸収および／または倍音帯を対象にして物体や材料を加熱することができる。
【００３０】
歯科材料に関しては、基本的な吸収帯は通常、指定された光子エネルギー範囲（０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ、つまり２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の外側にある。したがって、歯科材料の倍音帯は、本明細書に記載されるいくつかの実施形態によって標的にされる。具体的には、光重合性歯科材料（すなわち、複合材料、樹脂、セメント、シーラントなど）に対し、使用前または使用中（すなわち、ｉｎ  ｖｉｖｏ）に光子エネルギーを適用すると、材料が周囲温度よりも速く加熱されるが、硬化前または硬化後の光重合性材料に早期に硬化したり、悪影響を与えたりすることはなく、適用された光子エネルギーが材料に組み込まれた光開始剤を活性化した場合に発生する可能性がある。
【００３１】
臨床的には、加熱された光重合性材料は、流動性が向上して歯の表面への光重合性材料の塗布と適合を容易にするために、有利である。この同じ概念は、一般にすべての歯科材料に当てはまる。さらに、硬化中または硬化の直前に光子エネルギーを加えて温度を上げることにより、光重合性材料の機械的特性を向上させることができ、標準的な硬化と比較して、硬化後の特性（変換度と微小硬度）が向上することが示されている。したがって、本明細書で説明するいくつかの態様では、適用される光子エネルギーは、光重合性材料の光開始剤を活性化するために使用される吸収ピークとは別の波長にある。
【００３２】
所望の加熱のために歯科材料に適用される光子エネルギーの種類と量は、さまざまな成分（分子や結合など）の吸収倍音領域に基づいて決定できる。たとえば、さまざまなコンポーネントとそれぞれの倍音領域を図１に示す。ほとんどの成分は複数の倍音領域に吸収があるため、いくつかの実施形態は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（つまり、２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）に含まれる倍音領域の組み合わせ帯域領域、一次吸収帯域の波長を利用して、これらの複合材料に光子エネルギーを適用することに関する。いくつかの実施形態において、利用される光子エネルギーは、１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（すなわち、１０００ｎｍ〜６５０ｎｍ）である。
【００３３】
いくつかの実施形態では、適用される光子エネルギーは、第３の倍音領域、またはより大きな倍音、または特定の光子エネルギー範囲／波長内の他の成分吸収特性にあり、過度に高いエネルギー要件なしに達成できる加熱の程度および速度に関して特定の利点を提供する。開示された実施形態は、歯科材料および／または歯科材料容器用に調整された光子エネルギーを使用して、電源からのエネルギーを熱に変換するのに非常に効率的である。
【００３４】
現在の既存のＬＥＤ技術を使用すると、第３の倍音帯域内の光子放出を実現できるが、一方、第１または第２倍音帯の光子の放出には、ダイオードレーザーと、はるかに低い光エネルギー出力のはるかに高い費用が必要である。基本的に、短波長の光は周波数が高く、光子エネルギーが高くなる。波長と周波数の関係を考えると、周波数が高くなるほど波長が短くなる。したがって、短波長は長波長よりもエネルギーが高くなる。このように、特定の例では吸光度は低くなるが、第３の倍音は高エネルギーを持ち、より効果的かつ効率的な加熱特性を示すことができる波長を利用する。さらに、複合材料で使用されるコンポーネントに関する情報を使用して、選択した領域の特定の波長を特に複合材に当てて、分子と結合の吸収が最も高い波長で複合材料の加熱に効率的に影響を与えることができる。
【００３５】
いくつかの実施形態において、光子エネルギーは、麻酔薬（注射時の痛みを軽減する）、ガッタパーチャ（歯内根管閉塞用）、歯科用複合材料、シーラント、セメント、キャビティライナー、およびグラスアイオノマー樹脂を含む歯科材料（例、粘度の低下、取り扱い特性の改善、空隙の減少、および硬化後の機械的特性の改善）および歯内洗浄剤（効力および反応性の増加）に適用されるが、これらに限定されない。
【００３６】
したがって、いくつかの実施形態では、本明細書の光子エネルギーは、歯科材料サンプルの効率的な加熱のために特に構成された装置を利用して適用される。
【００３７】
（光子エネルギーを適用して材料の性能または反応性を高める方法）
一実施形態は、光子エネルギーを歯科材料に適用して、光化学効果により材料の性能または反応性を高める方法である。この方法は、光線力学療法や光増感剤の使用とは明確に異なる。１つの態様は、特定範囲内の光子エネルギーを光重合性歯科材料に使用することであり、これにより歯科材料の機械的特性がさらに向上する。理論に束縛されることなく、適切な波長または電子ボルトが光開始剤に適合している場合、これは２光子効果を使用して実行できる。たとえば、２光子効果を介してカンフォロキノンを含む材料を重合するには、８８０ｎｍ〜９６０ｎｍの帯域で光子エネルギーを適用する。
【００３８】
別の実施形態は、歯科材料の光分解（すなわち、酸化およびフリーラジカル生成を含むことができる光による材料の変化）、光退色（すなわち、色素の光化学的変化により色素の可視色または蛍光特性を低減または除去する）または光触媒作用（すなわち、光による化学反応の加速）を含む光化学効果を刺激するための光子エネルギーの使用である。臨床的には、これは消毒特性、審美特性、および安全性を促進するのに役立つ場合がある。歯内洗浄剤に関しては、光子エネルギーの適用は、次亜塩素酸ナトリウムやクロルヘキシジンなどの一般的に使用される灌漑の消毒特性を強化するために使用でき、特定の波長の光子エネルギーによって反応性またはフリーラジカル生成が増加する。上記の方法は、本明細書でさらに説明する歯科材料に添加剤を組み込むことによりさらに強化することができる。
【００３９】
（エネルギー変換効率と熱伝達の向上による加熱改善のための添加剤）
別の実施形態は、歯科材料または歯科材料容器に１つ以上の加熱添加剤を添加することにより歯科材料の加熱を改善する方法を含む。いくつかの態様では、加熱添加剤は光子エネルギー吸収促進剤または熱伝導率促進剤である。本明細書で説明するように、光子エネルギーの吸収、光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率、および／または材料の加熱速度を高めるため，特定の光子エネルギー吸収促進剤（吸収色素など）および熱伝導率促進剤を含む加熱添加剤を歯科材料および／または歯科材料の容器に追加する。いくつかの態様では、本明細書に記載の方法は、１つ以上の加熱光子エネルギー吸収促進剤、１つ以上の熱伝導率促進剤またはそれらの任意の組み合わせを歯科材料または歯科材料容器に追加することを含む。
【００４０】
適切な光子エネルギー吸収促進剤は、次の特性の１つ以上を示す。（例：０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（即ち：２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ））の間の高い吸光度、３．９３ｅＶ〜３．０９ｅＶ（３１５ｎｍ〜４００ｎｍ）の高紫外線Ａ吸収、生体適合性、材料に不自然な歯の色を与えないこと、材料および／または容器との互換性、安定性、熱安定性を示すこと（例：射出成形に使用する場合）、材料および／または容器内で可溶性および分散性、素材の性能に悪影響を及ぼさないこと、および、光子エネルギーから熱への高変換効率、またはそれらの特性の組み合わせ。紫外線を吸収する添加剤は、多くの紫外線吸収染料が無色であるため、使用すると有利であるが、ただし、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶを吸収する他の染料も無色であるか、歯科材料に許容できる色を与える場合がある。例えば、わずかに黄色または黄褐色の色を与える添加剤は、わずかに黄色または黄褐色の歯科材料のさまざまな色合いに含めることが許容される場合がある。上記の特性のいくつかを満たす例示的かつ非限定的な光子エネルギー吸収促進剤には、以下の色素分類が含まれる。シアニン、ポリシアニン、フルオロン、アンミニウム、トリサミニウム、金属ジチオレン錯体、アントロキノン、ペリアリーレン（すなわち、セステリレンおよびセテリレンテトラカルボン酸ビスイミド）、スクアライン、フタロシアニン、フタロシアニン金属錯体、ポリメチンシアニン、ポロフィリン、塩素、ベンゾクロリン、チアジン、量子ドット、および単層カーボンナノチューブ。前述の基準の１つまたは複数を満たす適切な市販の染料には、以下が含まれるが、これらに限定されない。Ｃｙ３、Ｃｙ５、フルオレセイン、インドシアニングリーン、メチレンブルー、トルイジンブルー、Ｌｕｍｉｎｏｃｈｅｍの吸収染料（例：ＬＵＮＩＲ８／１;ブダペスト、ハンガリー）、エポリンからの吸収染料（すなわち、エポライト４１１３、４８３１、４０１９、７８０９、４１０５、３１３０、３１６９、３０３６、４０１９、４１２９、４１１３、５２６２、５８３９、６６６１、６１５８、５６３６、６０８４；ニューアーク、ニュージャージー州）、ＱＣＲ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓの吸収色素（ＮＩＲ８０６Ｆ、ＮＩＲ８５６Ａ、ＮＩＲ８８６Ａ、ＮＩＲ８４８Ａ、ＮＩＲ９４９Ａ、ＮＩＲ７２８Ａ、ＮＩＲ７００Ａ、ＮＩＲ７３９Ｂ、フロリダ州ポートセントルーシーが望ましい）。以下はＣｙ３とＣｙ５の構造であり、より高い波長のシアニン色素が同様の構造を共有しており、シアニン色素は生体適合性があることが示されているため有利である。
【化１】
2020529873.tif 000003
吸収シアニン色素（Ｃｙ３およびＣｙ５）
【００４１】
別の態様では、光子エネルギー吸収促進剤は、１以上の吸光度／光学密度値をもたらす濃度で、開示された光子エネルギー範囲内の光子エネルギーで、歯科材料または歯科材料の容器に加えられる。
【００４２】
選択された光子エネルギー吸収促進剤、光子エネルギー吸収促進剤のスペクトル、および光子エネルギー源のスペクトルは、望ましい全体的な加熱性能を達成するための重要な態様を表している。図２を参照して、光子エネルギー吸収促進剤の正規化吸光度（Ａ１）スペクトルと光子エネルギー源の正規化発光スペクトル（Ａ２）の面積交差（Ａ３）には、光子エネルギー吸収の改善とその後の加熱を実現するために、少なくともある程度のオーバーラップが必要である。一態様では、光子エネルギー吸収促進剤の正規化された吸光度スペクトルと光子エネルギー源の正規化された放射スペクトルの面積交差は、添加剤または光子エネルギー源の曲線下面積の少なくとも１０％でなければならない。別の態様では、この面積交差は少なくとも２５％である。別の態様では、この面積交差（Ａ３）は少なくとも５０％である。
【００４３】
別の態様では、歯科材料の光子エネルギー吸収を高めるために、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が約０．００１％〜１０％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．００５％〜７％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．０１％〜３％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．０１％〜１％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．００１％、約０．００５％、約０．０１％、約０．０５％、約０．１％、約０．２％、約０．４％、約０．８％、約１％、約２％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％、または約１０％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。
【００４４】
別の態様では、歯科材料容器の光子エネルギー吸収を高めるために、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が約０．１％〜２５％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．１％〜２０％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．１％〜１５％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．１％〜１０％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．１％〜５％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．１％〜１％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の光子エネルギー吸収促進剤が、約０．１％、約０．５％、約１％、約２％、約４％、約５％、約７％、約９％、約１１％、約１３％、約１５％、約１７％、約２０％、または約２５％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。
【００４５】
別の態様では、１つ以上の熱伝導率促進剤が歯科材料に追加される。適切な熱伝導率促進剤は、材料および／または材料容器の熱伝導率を向上させる。これにより、材料および／または材料容器全体に熱がより迅速に分散するか、材料とその容器の間の熱伝導性が向上する。熱伝導率を改善する例示的かつ非限定的な添加剤には、グラファイト粒子、グラフェン粒子、セラミック粒子（金属窒化物、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素など）、金属酸化物粒子（酸化アルミニウムなど）、金属粒子、炭素、およびカーボンナノチューブが含まれる。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜８０％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜５０％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜３０％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜１０％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜１％（重量％）の濃度で歯科材料に添加される。
【００４６】
別の態様では、１つ以上の熱伝導率促進剤が歯科材料容器に追加される。適切な熱伝導率促進剤は、材料および／または材料の容器の熱伝導率を向上させる。これにより、材料および／または材料容器全体に熱がより迅速に分散するか、材料とその容器の間の熱伝導性が向上する。熱伝導率を改善する例示的かつ非限定的な添加剤には、グラファイト粒子、グラフェン粒子、セラミック粒子（金属窒化物、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素など）、金属酸化物粒子（酸化アルミニウムなど）、金属粒子、炭素、およびカーボンナノチューブが含まれる。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜８０％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜５０％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜３０％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜１０％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。別の態様では、１つ以上の熱加熱添加剤が約０．０１％〜１％（重量％）の濃度で歯科材料容器に添加される。
【００４７】
（材料の重合を改善するための添加剤（光開始剤および共開始剤））  
別の実施形態では、光重合促進剤システムは、光重合性歯科材料組成物に組み込まれる。このようなシステムを含めると、光子エネルギーを使用して重合、硬化深度、および変換度を向上させることができる。タイプＩ光開始剤と、共開始剤を含むタイプＩＩ光開始剤、または共開始剤を含む２つのタイプＩＩ光開始剤が含まれているため、本明細書に記載の光重合エンハンサーシステムは、他の既知の光重合システムとは明らかに異なり、少なくとも１つのタイプＩまたはタイプＩＩの光開始剤は、適切な範囲の光子エネルギーで活性化される。一部の態様では、光開始剤の少なくとも１つが活性化される光子エネルギーの範囲は約０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）であり、本明細書では「特定の光開始剤」と呼ばれる。
【００４８】
一態様では、光重合促進剤システムは、少なくとも１つの共開始剤を含むタイプＩ光開始剤およびタイプＩＩ光開始剤を含み、光開始剤の少なくとも１つまたはすべてが特定の光開始剤である。別の態様では、光重合性促進剤システムは、少なくとも１つの共開始剤を有する２つのタイプＩＩ光開始剤を含み、光開始剤の１つまたはすべてが特定の光開始剤である。別の態様では、共開始剤は、特定の光開始剤の濃度以上の濃度で存在する。別の態様では、共開始剤および他の特定されていない光開始剤は、特定された光開始剤の濃度以上の濃度で存在する。別の態様では、共開始剤と他の特定されていない光開始剤の組み合わせは、特定された光開始剤の濃度以上の濃度で存在する。別の態様では、共開始剤の少なくとも１つはホウ酸塩Ｖである。別の態様では、特定の光開始剤は、光重合性歯科材料全体の約０．０００１重量％〜２重量％の濃度で組み込まれる。別の態様では、特定の光開始剤は、光重合性歯科材料全体の約０．０００１重量％〜１重量％の濃度で組み込まれる。別の態様では、特定の光開始剤は、光重合性歯科材料全体の約０．０００１重量％〜０．５重量％の濃度で組み込まれる。
【００４９】
別の態様において、光重合促進剤システムは、少なくとも１つの共開始剤を含むタイプＩ光開始剤およびタイプＩＩ光開始剤、または少なくとも１つの共開始剤を含む２つのタイプＩＩ光開始剤を含み、ここで、特定の光開始剤は、光重合性歯科材料全体の０．０００１重量％〜０．５重量％の濃度で組み込まれ、共開始剤および他の光開始剤は、特定の光開始剤の濃度以上の濃度で存在し、共開始剤の少なくとも１つはホウ酸塩Ｖである。別の態様では、光重合性促進剤システムは、少なくとも１つの共開始剤を含むタイプＩ光開始剤およびタイプＩＩ光開始剤、または少なくとも１つの共開始剤を含む２つのタイプＩＩ光開始剤を含み、ここで、特定の光開始剤は、光重合性歯科材料全体の０．００１重量％〜０．１重量％の濃度で組み込まれ、共開始剤の少なくとも１つには、特定の光開始剤の少なくとも１０倍の濃度のホウ酸塩Ｖが含まれ、他の光開始剤は特定の光開始剤の濃度以上の濃度である。
【００５０】
別の態様では、光重合性歯科材料に追加された特定の光開始剤または共開始剤は、０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）または１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）の光子エネルギーの適用の結果、その可視色を失う可能性があり、（つまり、漂白または無色になる）および／または０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）または１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）の光子エネルギーの適用後に発生する光重合プロセス中に消費される。臨床応用中に、光重合性歯科材料（例えば、歯科用複合材料）は、明確な色として始まり、硬化すると所望の歯の色合いに変化する。この特性により、臨床医は完全に硬化したことを視覚的に確認することができる。
【００５１】
別の態様では、特定の光開始剤は、０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の光子エネルギーを吸収し、光漂白されるか、無色になる。別の態様では、特定の光開始剤は、ラジカル形成の増加により材料の硬化を促進し、同時に、形成されたラジカルが枯渇するにつれて漂白される。したがって、いくつかの態様では、特定の光開始剤は硬化プロセスに関与し、完全な硬化を示す目に見える変化を提供する。これらの態様では、特定の光開始剤は、本明細書に開示されている濃度の別の光開始剤および／または共開始剤と組み合わせて使用される。
【００５２】
特定の光開始剤と組み合わせて使用できる例示的かつ非限定的なタイプＩの光開始剤には、ＴＰＯ（ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド）、２−ベンジル−２−（Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ）−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタン−１−オン（ＢＤＭＢ）、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（ＤＭＰＡ）、ビスアシルホスフィンオキシド（ＢＡＰＯ）、アシルゲルマン誘導体、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、α−ジアルコキシアセトフェノン、α−ヒドロキシアルキルフェノン、α−アミノアルキルフェノン、アシルホスフィンオキシド、およびフルオロン染料を含む。特定の光開始剤と組み合わせて使用できる例示的かつ非限定的なタイプＩＩ光開始剤には、１−フェニル１，２−プロパンジオン（ＰＰＤ）、カンフォロキノン（ＣＱ）、エチル−４−（ジメチルアミノ）ベンゾエート（ＥＤＢ）、ベンジル（ＢＺ）およびシアニン色素を含む。特定の光開始剤と併用できる追加の適切な光開始剤には、アセトフェノン、チタノセン、ゲルマン系化合物、ベンゾフェノン誘導体、ジベンゾイルフェロセン、イリジウム錯体、ピレン誘導体、チオバルビツール酸誘導体、ベンジルおよびベンゾイン化合物、ベンゾフェノン、チオキサントン、スルホニウム、ヨードニウム、ペリアリーレン（特にセクステリレン、特にセクテリレンテトラカルボン酸ビスイミド）、スクアライン、フタロシアニンおよびフタロシアニン金属錯体、ポリメチンシアニン、ポロフィリン、塩素、ベンゾクロリン、チアジン、および構造Ｓ１として示されるシアニンベースの光開始剤を含む。市販の光重合開始剤には、Ｓｐｅｃｔｒａ  Ｇｒｏｕｐ  Ｌｉｍｉｔｅｄ、Ｉｎｃ．の光重合開始剤（Ｈ−Ｎｕ  ６６０、Ｈ−Ｎｕ  ７８０、Ｈ−Ｎｕ  ８１５）が含まれるが、これらに限定されない。
【化２】
2020529873.tif 000004
【００５３】
タイプＩおよび特定の光開始剤、またはタイプＩＩおよび特定の光開始剤とともに使用できる共開始剤の例示的かつ非限定的なクラスには、アミンベースの共開始剤（例えばエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート（ＤＭＡＢＥ）、４−ジメチルアミノベンゾニトリル（ＤＭＡＢＮ）、２−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート（ＤＭＡＥＭＡ）またはその他のピリジニウムベースの化合物）、ホウ酸塩ベースの共開始剤（例えば、ホウ酸塩Ｖと呼ばれるブチルトリフェニルホウ酸塩、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム）、およびヨードニウム塩が含まれる。市販の共開始剤には、Ｓｐｅｃｔｒａ  Ｇｒｏｕｐ  Ｌｉｍｉｔｅｄ、Ｉｎｃ．の共開始剤（例：ホウ酸塩Ｖ、ヨードニウム塩であるＨ−Ｎｕ  ２５４）が含まれるが、これらに限定されない。
【００５４】
（材料の反応性を改善するための添加物（光触媒））
別の実施形態は、１つ以上の光触媒を含むことにより歯科材料の反応性を改善する方法を含む。光触媒の組み込みは、適用された光子エネルギーを吸収すると考えられており、他の歯科材料特性を向上させる光触媒として機能する。例示的かつ非限定的な光触媒には、金属酸化物などが含まれる。この光触媒の潜在的な用途は、金属酸化物を歯内洗浄剤または口腔リンス内に配置し、消毒を改善するために光子エネルギーにさらすことである。
【００５５】
（歯科材料で患者を治療する方法）
本明細書に記載される別の実施形態は、歯科材料で患者を治療する方法であって、光子エネルギー放出源からの光子エネルギーを使用する装置を使用して、歯科材料を周囲温度以上に加熱するステップと、材料の硬化前に（もし塗布する場合、すなわち歯科用光重合性材料の硬化前）、加熱された歯科材料を歯の表面または歯腔に塗布するステップと、を備える。
【００５６】
本書で説明するように、光子エネルギーは、約０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）または約１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）のエネルギーを含む。一態様では、歯科材料は歯科用光重合性材料である。別の態様では、歯科材料を加熱する放出光子エネルギーは、材料を早期に硬化または重合させず、本明細書に記載の歯科材料、歯科材料容器、または加熱添加剤の適切な吸収波長にある。
【００５７】
歯科用光重合性材料には、複合樹脂、高充填複合樹脂、グラスアイオノマー樹脂、シーラント、セメント、空洞ライナー、またはそれらの組み合わせが含まれる。加熱された歯科材料を塗布するステップに続いて、患者を治療する方法は、歯科材料を硬化させるステップをさらに含む。一態様において、硬化するステップは、重合を開始するために歯科材料に存在する光重合性材料の吸収スペクトルを有する第２の光子エネルギー源を適用するステップをさらに含む。したがって、この態様では、患者の治療中、歯科用光重合性材料を加熱するために適用される光子エネルギーは、歯科用光重合性材料に存在する光開始剤の吸収と重ならない。
【００５８】
（歯科材料を加熱および分配する装置）
本明細書に記載される本発明の装置は、より高い充填剤含有量を有する歯科用複合材料の作成を可能にする。充填剤の含有量が多いほど、硬化時の収縮が少なくなり、硬く、耐摩耗性が高く、修復物が長持ちする。ただし、高度に充填された複合材料は、流動性が低く、分注のための押出力が高く、成形能力が低く、限界適合性が低いため、使用が制限される。光重合性材料を予備加熱すると、粘度が低下し、充填剤とモノマーの分子構造が再配列され、内部応力と不均一性が減少するため、高充填複合材の臨床使用が改善される。さらに、光重合性材料を予備加熱し、高温で硬化させると、複合材料の体積膨張（すなわち熱膨張）が増加し、重合による体積減少を相殺できる。これにより、複合材の収縮、漏れ、ストレス、術後の痛みが大幅に軽減される。
【００５９】
したがって、別の実施形態は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（すなわち、２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーを放出することができる装置であり、歯科材料を加熱および／または分配するために使用することができる。一態様では、利用される光子エネルギーは、歯科材料を加熱および分配するために、１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）または１．２３ｅＶ〜１．７７ｅＶ（すなわち、１０００ｎｍ〜７００ｎｍ）の間であり、適用された光子エネルギーは人間の目には見えず、より安全である。光子エネルギー源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオードなどのエレクトロルミネッセンス源に限定され、０．５Ｗ〜２０Ｗまたは１Ｗ〜８Ｗの光パワーを提供する。
【００６０】
本明細書で説明する適切な装置はコードレスであり、さらに、リチウムイオン電池、スーパーコンデンサ、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、またはニッケル水素電池などの充電式エネルギー源を組み込んでもよい。別の態様では、装置は、歯科材料を内部に有するコンピュータまたは容器を含む。歯科材料の適用後に装置からコンパルを取り外し、同じ手順または後続の手順での後続の適用のために別のコンパルまたは容器と交換することができる。
【００６１】
別の態様では、光子エネルギー源は、効率的なエネルギー伝達を確実にするために、コンパルまたは容器に近接して配置される。別の態様では、光子エネルギー源とコンパルまたは容器との間の距離は１ｃｍ未満である。あるいは、別の態様では、光子エネルギー源は、レンズまたは光ファイバーを介してコリメートされて、より高いエネルギーのコンパルまたは容器への移動を保証し、および／または光子エネルギー源をコンパルまたは容器からより大きな距離に配置できるようにする。
【００６２】
別の態様では、歯科材料を劣化させたり、装置の操作者または装置で治療されている患者にとって危険な高温から装置を避けたりするために、ツールまたはワンドは光子エネルギー源を効果的に熱管理する。これは、光子エネルギー源をプリント回路基板または金属被覆プリント回路基板などの一次ヒートシンクに配置することで実現でき、一次ヒートシンクは、装置ハウジング内に含まれるか、装置ハウジングを構成する二次または三次ヒートシンクにさらに結合することができる。さらに、ヒートパイプを使用すると、熱管理が容易になる。適切な熱管理により、装置本体と接触可能な表面は、医療機器の場合、一般に約５０℃を超える温度として定義される危険な高温に達することがない。
【００６３】
別の態様では、歯科材料に生じる過剰な温度または望ましくない温度の悪影響を最小限に抑えるために、装置は、適用される光子エネルギーを制御するセンサを含む。図３７に示されているブロック図で詳しく説明されているように、温度センサを使用して、光子エネルギーの適用中にツール／ワンド内の歯科材料の温度を監視し、オブジェクトが望ましい温度になったときを判断し、この情報を適用された光子エネルギー源にフィードバックして、エミッタの出力を低減または切り離す。例示的かつ非限定的な温度センサには、サーミスタ、ＩＲ温度センサ、サーモパイル、熱電対、または抵抗温度検出器（ＲＴＤ）が含まれる。温度センサは、装置の一部である代わりに、加熱される対象の一部でもある。これは、サーミスタをオブジェクトに埋め込むか、温度の変化に関連して電気特性（抵抗、静電容量、またはインダクタンス）を変化させる材料でオブジェクトを作成し、次に、装置と電気的に接続することで実行できる。適切な温度センサは、Ｖｉｓｈａｙ  Ｄａｌｅ（ＴＦＰＴ）、Ｐａｎａｓｏｎｉｃ（ＡＭＧ８８）、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（ＴＭＰ００７）、Ｄｉｇｉｌｅｎｔ、Ｉｎｃ．（２４０−０８０）、およびＴＥ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ（Ｎｉ１０００ＳＯＴ）から入手できる。
【００６４】
さらに、物体が所望の温度に達すると、装置はパルス幅変調（ＰＷＭ）、比例積分微分コントローラー（ＰＩＤ）、または別の制御ループフィードバックシステムアプローチを使用して、歯科材料に悪影響を与える可能性のある望ましくない温度に到達することなく所望の温度を維持できることが想定される。さらに、歯科材料の吸光度と必要な電力の差、および所望の温度に達するまでの時間を考慮するために、温度センサの代わりに、または温度センサに加えて、別のセンサを使用して、オブジェクトの吸収度を判断し、それに応じて光子エネルギー源への電力を調整することができる。これは、サーモパイル、ＲＧＢセンサ、近接センサ、フォトトランジスタ、フォトダイオード、周囲光センサ、ＣＭＯＳセンサ、またはＣＣＤセンサを使用して、反射率または透過率を測定することで、特定の波長の光子エネルギーに対する物体の吸収または色を直接または間接的に決定することによって実現できる。適切なセンサは、Ｖｉｓｈａｙ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＶＣＮＬ４０２０Ｘ０１、ＶＥＭＬ６０４０）、Ｒｏｈｍ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＢＨ１６８０ＦＶＣ）、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（ＴＭＰ００７）、Ｅｖｅｒｌｉｇｈｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｃｏ  Ｌｔｄ（ＰＤ１５−２２Ｃ  ／  ＴＲ８）、Ｋｉｎｇｂｒｉｇｈｔ（ＡＰＡ３０１０Ｐ３ＢＴ）、ＯｍｎｉＶｉｓｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．（ＯＶ０９７４０−Ａ４６Ａ）、東芝（ＴＣＤ１１０３ＧＦＧ）から入手できる。
【００６５】
さらに、センサの測定値は、「指紋」として機能し、クローズドプラットフォームシステムを実装するための挿入されたオブジェクト、容器、または材料を識別することができるので、吸収の測定に使用される同じセンサ、または前述のセンサの１つの個別の実装を、センサの測定値がメーカーの特定のオブジェクトまたは容器または材料でのみ動作するように実装できる。これにより、製造業者はこの装置を使用して自身の製品のみを加熱することができる。さらに、安全機能として、装置は上記のセンサのいずれかを使用して、開始前または加熱中にオブジェクトが存在するかどうかを判断し、オブジェクトが存在する場合にのみ光子エネルギーが放出されるように組み込むことができる。
【００６６】
別の態様によると、加熱および分配に使用される装置には、３６５ｎｍ〜５００ｎｍの硬化用光源と、塗布された複合材を加熱および／または硬化させるために、複合材の塗布後に複合材に向けて活性化および誘導できる、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（つまり２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）、１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（つまり１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）、または１．２４ｅＶ〜１．７７ｅＶ（つまり１０００ｎｍ〜７００ｎｍ）の追加の光子エネルギー源と、を備える。硬化用光源と光子エネルギー源の両方は、それぞれ５００ｍＷ〜３Ｗまたは７００ｍＷ〜１．５  Ｗの光パワーを放射する。別の態様において、光子エネルギーは、硬化用光源と比較して約数秒の短い遅延の前、同時、または後に適用され、結果として得られる歯科用複合材料の特性を調節することができる。光子エネルギーは、複合材料（すなわち、モノマーや充填剤などの複合材料内の成分、または組み込まれた添加剤）、または複合材料への添加剤によって直接吸収され、硬化前の加熱にも使用できる前述の添加剤のいずれかで、硬化中に歯科材料を加熱する。
【００６７】
別の態様では、硬化用光および光子エネルギー源は、口腔内でのアクセスを容易にするために装置の遠位に配置される。あるいは、別の態様では、硬化用光および／または光子エネルギー源をレンズまたは光ファイバーを介してコリメートして、配置された材料へのより高いエネルギー伝達を確保し、および／または硬化用光および光子エネルギー源を装置の非遠位位置に配置できるようにする。装置は、歯科用複合材料を劣化させ、装置の操作者または装置で治療されている患者にとって危険な、高温にならないように、硬化光と光子エネルギー源を効果的に熱管理する。これは、光子エネルギー源を一次ヒートシンク（プリント回路基板または金属被覆プリント回路基板）に配置することで実現でき、このヒートシンクは、装置ハウジングに含まれるか又は装置ハウジング／本体を備える二次または三次ヒートシンクにさらに結合できる。さらに、ヒートパイプを使用すると、熱管理が容易になる。臨床的に、開示された光子エネルギー装置の使用および使用方法は、表面硬度、変換の程度、硬化の深さを改善し、収縮および漏れを低減し、修復材料の段階的な階層化と硬化を改善し、手順の効率を改善することができる。別の態様では、これは、歯科材料を分配せず、光重合性材料の硬化、すなわちマルチスペクトル硬化光に限定される別個の装置で達成することもできる。
【００６８】
本明細書で説明される一実施形態は、図１４〜１６または２８〜３２のいずれか１つによる装置である。一態様では、装置は、図１７〜１９または３５のいずれか１つによる光子エミッタのパッケージを有する。
【００６９】
（光重合性歯科材料の硬化を促進する装置）
本発明の別の実施形態によれば、ツールまたはワンドは、光子エネルギーを使用して、光重合性歯科材料を周囲温度以上に加熱し、光重合性歯科材料を硬化させることができる。これは、その場（ｉｎ  ｓｉｔｕ）および／または生体内（ｉｎ  ｖｉｖｏ）での高温での光重合性歯科材料の硬化をもたらし、これは、光重合性歯科材料の機械的特性に大きな利益をもたらす。一態様では、この装置は熱伝導性本体を有し、別の態様では、この装置は口内での容易なアクセスを容易にするために細長い。加えて、装置は、少なくとも２つの個別の放射スペクトルを生成する少なくとも４つの個別の遠位に取り付けられた光子エネルギー放射源を含む。一態様では、これらの光子エネルギー放出源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されている。少なくとも１つのＬＥＤ発光スペクトルを使用して光重合性歯科材料を硬化し、少なくとも１つのＬＥＤ発光スペクトルを使用して、硬化前または硬化中に光重合性歯科材料の温度を周囲温度よりも高くする。一態様では、光重合性歯科材料を硬化させるための放出源は、３６５ｎｍ〜５００ｎｍの光を５００ｍＷ〜３Ｗの光パワーで放出する。別の態様では、光重合性歯科材料を硬化するための放出源は、４２０ｎｍ〜４９０ｎｍの光を７００ｍＷ〜１．５Ｗの光パワーで放出する。別の態様では、硬化中に光重合性歯科材料の温度を周囲温度よりも高くするための放出源は、５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの光を５００ｍＷ〜３Ｗの光パワーで放出する。別の態様では、硬化中に光重合性歯科材料の温度を周囲温度よりも高くするための放出源は、６００ｎｍ〜１０００ｎｍの光を７００ｍＷ〜２Ｗの光パワーで放出する。
【００７０】
これらの少なくとも４つのＬＥＤの空間的方向により、ほぼ均一なビームプロファイルが確保され、照明フィールド全体で光パワーが大きく変化しないことが発見された。一態様において、１つのＬＥＤは、装置の遠位ヘッド内の中央に配置され、少なくとも３つのＬＥＤは、中央に配置されたＬＥＤの周りに放射状に配置される。これらの少なくとも４つのＬＥＤは、同じＰＣＢまたは別々の平行ＰＣＢに配置でき（図１７〜１９および３５を参照）、同じ平面または別々の平行平面に配置できる。しかし、別の態様では、少なくとも４つのＬＥＤはビームプロファイルをほぼ同じ方向に放射するため、ビームプロファイルをコリメートして均一な照明フィールドを提供できる。さらに、半径方向に３つ以上のＬＥＤを組み込む場合、均一なビームプロファイルを得るには、ＬＥＤ間の間隔（つまり、角度分離）を等しくする必要がある。たとえば、３つのＬＥＤは約１２０°の角度で分離する必要があり（図１７および３５を参照）、４つのＬＥＤは約９０°の角度で分離し、５つのＬＥＤは約７２°の角度で分離する必要がある。別の態様では、中央に配置された１つのＬＥＤが別のＰＣＢに含まれる３つのＬＥＤに囲まれた独自のＰＣＢに含まれ、３つのＬＥＤは同じ平面に１２０°離れて配置される。
【００７１】
臨床手順に応じて、さまざまなＬＥＤは、それ自体または相互に異なる発光出力と持続時間を持っている場合がある。例えば、中央に配置されたＬＥＤの出力は、少なくとも３つの放射状に配置されたＬＥＤの出力に先行、遅延、または同時に使用される。臨床医がその場および／または生体内で光重合性歯科材料を軟化および／または操作したい場合、装置には、材料の温度を上げるために光重合性歯科材料のみを照らす設定を組み込むことができ、これにより、材料の粘度が低下する。この時点で、硬化前に材料を操作して所望の形状／構造にすることができる。あるいは、光重合性歯科材料の温度を物理的操作なしにその場および／または生体内で上昇させることも可能であり、その粘度を下げ、歯の表面への適合を改善するのに有利である。次いで、加熱された光重合性歯科材料は、歯の表面に最も適合しながら、高温でその場および／または生体内で硬化させることができる。この状況を達成するためのセットアップ例では、３６５ｎｍ〜５００ｎｍのスペクトルで光重合性歯科材料を照射して約３〜約３０秒間硬化させる直前に、５２０ｎｍ〜２５００ｎｍのスペクトルで光重合性歯科材料を照射し、その温度を約５から約３０秒間上昇させる。一態様では、装置には、さまざまな臨床手順／優先度のために２〜５種類の事前にプログラムされた設定があり、各モードでは、少なくとも２つの発光スペクトルのパワー、持続時間、およびオーバーラップ特性が異なり、少なくとも１つの発光スペクトルは指定された光子エネルギー範囲内にある。
【００７２】
別の態様では、光子エネルギー放出源（例えばＬＥＤ）の適切な熱管理を確実にするために、光子エネルギー放出源は装置内に配置された一次ヒートシンクに結合される。別の態様では、これらの一次ヒートシンクは熱伝導体に結合されている。あるいは、別の態様では、少なくとも３つの半径方向に配置されたＬＥＤ用の一次ヒートシンクは、中央に配置されたＬＥＤの一次ヒートシンクに結合され、次いで熱伝導体に結合される。最後に、別の態様では、これらの光子エネルギー放出源は、直流電源と電気的に連絡している。別の態様では、この直流電源は、リチウムイオン電池などの取り外し可能な再充電可能な電源である。
【００７３】
オプションで、このマルチスペクトル硬化装置内に他の歯科装置を組み込むことができ。これには、トランスイルミネーターが含まれるが、これに限定されない。
【００７４】
別の実施形態は、図３３〜３４のいずれか１つに記載の装置である。一態様では、装置は、図１７〜１９および３５のいずれか１つによる光子エミッタのパッケージを有する。
【００７５】
（歯科材料および容器の組成）
別の実施形態は、歯科材料組成物である。いくつかの態様では、歯科材料は光重合性歯科材料組成物である。本明細書に記載の歯科材料組成物は、エネルギー変換効率、熱伝達、および／または重合特性が向上している。
【００７６】
いくつかの態様では、本明細書に記載の光重合性歯科材料組成物には以下が含まれる。アクリレートモノマー（例えば、トリエチレングリコールジメタクリレート、ＴＥＧＤＭＡ、ウレタンジメタクリレート、ＵＤＭＡ、およびビスフェノール−Ａ−グリシジルジメタクリレート、ビス−ＧＭＡなど）、無機充填剤（例：ガラスまたはセラミック、すなわち二酸化ケイ素、結晶性シリカ、ホウケイ酸ガラス、酸化ジルコニウム、ジルコニア−シリカなど）、光重合系（例、アミン系共開始剤を含むカンフォロキノン）、オプションで歯の色に合わせて１つ以上の顔料または着色剤、オプションで１つ以上の加熱添加剤、オプションで重合促進剤系、そして、オプションで１つ以上の熱伝導率促進剤。本明細書で説明するように、加熱添加剤、重合促進剤系、および熱伝導性促進剤は、材料のエネルギー変換効率、熱伝達特性、および／または重合度を改善する。
【００７７】
一態様では、歯科材料組成物は、約１重量％〜約４０重量％のアクリレートモノマーを含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約５重量％〜約３０重量％のアクリレートモノマーを含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約５重量％〜約２０重量％のアクリレートモノマーを含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約５重量％〜約１５重量％のアクリレートモノマーを含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約１重量％、５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、または４０重量％のアクリレートモノマーを含む。
【００７８】
別の態様では、歯科材料組成物は、約３０重量％〜約９５重量％の無機充填剤を含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約６０重量％〜約９５重量％の無機充填剤を含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約５重量％〜約２０重量％の無機充填剤を含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約５重量％〜約１５重量％の無機充填剤を含む。別の態様では、歯科材料組成物は、約１重量％、５重量％、１０重量％、１５重量％、２０重量％、２５重量％、３０重量％、３５重量％、または４０重量％の無機充填剤モノマーを含む。
【００７９】
いくつかの態様において、加熱添加剤、重合促進剤系および熱伝導性促進剤は、上記の具体化された方法によって記載された濃度で、本明細書に記載の歯科材料組成物に提供される。
【００８０】
光重合性歯科材料の例示的な実施形態を、表１〜２に示す。この例示的な歯科材料組成物は、材料の加熱を著しく増加させるための光子エネルギー吸収促進剤として吸収染料（例えば、ＬＵＮＩＲ１）を含む。本明細書に記載されるように、追加の加熱添加剤および／または重合促進剤を開示された組成物に添加して、材料のエネルギー変換効率、熱伝達特性、および／または重合特性をさらに高めることができる。あるいは、開示された光子エネルギー範囲内の任意の光子エネルギーに合わせて材料の吸収特性を調整するために、他の添加剤を組み込むことができる。
【表１】
2020529873.tif 000005
【表２】
2020529873.tif 000006
【００８１】
さらなる例示的な実施形態を表３に示す。この例示的な歯科材料組成物は、２つのタイプＩＩ光開始剤（カンフォロキノンおよびＨ−Ｎｕ  ６６０;  Ｈ−Ｎｕ  ６６０は本明細書に記載の特定の光開始剤である）および重合を著しく増加させる別の共開始剤（ホウ酸塩Ｖ）を有する光重合促進剤系を含む。また、この組成物は、「青／緑」から「歯の色合い」に色を変える配合物をもたらし、これにより、臨床医は複合材が十分に硬化したことを確認できる（図２７参照）。本明細書に記載されるように、追加の加熱添加剤および／または重合促進剤を開示された組成物に添加して、材料のエネルギー変換効率、熱伝達特性、および／または重合特性をさらに高めることができる。あるいは、開示された光子エネルギー範囲内の任意の光子エネルギーに合わせて材料の吸収特性を調整するために、他の添加剤を組み込むことができる。
【表３】
2020529873.tif 000007
【００８２】
別の例示的な構成を表４に示す。この例示的な歯科材料組成物は、２つのタイプＩＩ光開始剤（カンフォロキノンおよびＨ−Ｎｕ  ６６０；  Ｈ−Ｎｕ  ６６０は本明細書に記載の特定の光開始剤である）および共重合開始剤（ホウ酸塩Ｖ）を有する歯科用複合材料を含む。この組成物はまた、「青」から「歯の色合い」に色を変える配合物をもたらし、それにより、複合体が十分に硬化したことを臨床医が確認できる。本明細書で説明するように、材料のエネルギー変換効率、熱伝達特性、および／または重合特性をさらに高めるために、追加の加熱添加剤および／または重合促進剤を追加してもよい。あるいは、開示された光子エネルギー範囲内の任意の光子エネルギーに合わせて材料の吸収特性を調整するために、他の添加剤を組み込むことができる。
【表４】
2020529873.tif 000008
【００８３】
本明細書に記載の光開始剤系を利用する光重合性組成物のさらなる例は、歯科用シーラント用の配合物である表５〜６に示す。
【表５】
2020529873.tif 000009
【表６】
2020529873.tif 000010
【００８４】
（歯内充填材）
別の実施形態は、エネルギー変換効率および／または熱伝達特性の向上を示す、歯科材料、特にガッタパーチャなどの歯内充填材料用の組成物である。
【００８５】
一態様において、ガッタパーチャ歯内充填のための開示された組成物は、以下の構成要素を含む。ガッタパーチャまたは他のポリイソプレン誘導体、無機充填剤（ガラスまたはセラミック、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、二酸化ケイ素、結晶性シリカ、ホウケイ酸ガラス、酸化ジルコニウム、ジルコニア−シリカなど）、放射線不透過剤（例えば、硫酸バリウム、硫酸ビスマス、タングステン）、安定剤（抗酸化剤、ブチル化ヒドロキシトルエンなど）、ワックスまたは樹脂（例えば、金属ステアリン酸錯体、ステアリン酸亜鉛、ポリエチレングリコール、パラフィンワックス、パルミテート、カルナウバワックスなど）、および、材料のエネルギー変換効率および／または熱伝達特性を改善するための少なくとも１つの加熱添加剤。これらの加熱添加剤は、本明細書に記載の濃度で歯科材料（例えば、ガッタパーチャ）に組み込まれる。
【００８６】
別の例示的な構成を表７〜８に示す。この例示的なガッタパーチャ歯内充填材歯科材料組成物は、材料の加熱を著しく増加させる光子エネルギー吸収促進剤として吸収色素（すなわち、インドシアニングリーン）を含む。材料のエネルギー変換効率および／または熱伝達特性をさらに高めるために、開示された組成物に追加の添加剤を追加してもよい。あるいは、開示された光子エネルギー範囲内の任意の光子エネルギーに合わせて材料の吸収特性を調整するために、他の添加剤を組み込むことができる。
【表７】
2020529873.tif 000011
【表８】
2020529873.tif 000012
【００８７】
（歯科材料容器）
別の実施形態は、開示された光子エネルギーで照射されたとき、エネルギー変換効率および／または熱伝達の向上を示す歯科材料容器である。
【００８８】
歯科材料容器用の開示された組成物は、以下の成分を含む。熱可塑性樹脂（例：ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンなど）、および、材料のエネルギー変換効率および/または熱伝達特性を改善するための少なくとも１つの添加剤。組成物はまた、着色剤または他の顔料、可塑剤、または他の充填剤（例えば、ガラス繊維、カーボンブラックなど）を含んでもよい。歯科用複合材料などの光重合性歯科材料に関しては、添加剤、着色剤、顔料、またはその他の充填剤は、容器内の光重合性材料を硬化させる重合光が容器を通過して複合材料に達するのを十分にブロックする必要がある。
【００８９】
歯科材料の容器の組成例は、表９〜１４に記載されている。以下の表は、加熱添加剤を組み込んだ容器の処方を詳細に示しており、内部にある材料の加熱速度と全体的な温度変化を大幅に増加させる。
【表９】
2020529873.tif 000013
【表１０】
2020529873.tif 000014
【００９０】
材料容器のエネルギー変換効率および／または熱伝達特性をさらに高めるために、上記の組成物に追加の添加剤を加えることができる。これらの添加剤は、以下に開示される濃度で組み込まれる。例えば、窒化ホウ素を組成物に添加して、容器の熱伝達特性を高めることができる。
【表１１】
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【表１２】
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【００９１】
または、他の添加剤を使用して、開示されている光子エネルギー範囲内の任意の光子エネルギーに合わせて容器の吸収特性を調整することができる。さらに、材料容器の特性を強化するために、他の充填剤を追加できる。たとえば、グラスファイバーを追加して容器の強度を高めることができる。
【表１３】
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【表１４】
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【００９２】
別の実施形態は、熱可塑性樹脂および加熱添加剤を含む本明細書に記載の歯科用容器の製造方法である。一態様では、この方法は、熱可塑性樹脂を少なくともその軟化点まで加熱するプロセスを含む。別の態様では、この方法は、樹脂温度を少なくともその軟化点に維持および制御するステップをさらに含む。別の態様では、この方法は、添加剤を約０．１〜５％添加するステップをさらに含む。適切な添加物には、５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの高い光子エネルギー吸収を有するものが含まれる。別の態様において、この方法は、添加剤および任意に分散剤を添加する間、樹脂の温度がその軟化点に維持されるステップを含む。別の態様では、この方法は、少なくとも樹脂の軟化点まで温度を維持しながら、樹脂、添加剤、および任意の分散剤を含む混合物を混合および均質化するステップを含む。別の態様では、この方法は、樹脂、添加剤、および任意の分散剤を含む均質化混合物を、歯科材料容器形状を含む金型キャビティに押し出し、キャビティから取り出す前に冷却するステップを含む。あるいは、別の態様では、歯科材料容器の射出成形に後で使用できるように、樹脂、添加剤、および任意の分散剤を含む均質化され加熱された混合物がペレットに形成される。
【００９３】
別の実施例は、上記のプロセスによって作製された歯科材料容器である。形成された歯科材料容器は、歯科材料で満たされるのに適している。さらに、上記のプロセスによって作製され、歯科材料を含む成形歯科材料容器は、本明細書に記載の歯科材料を迅速に加熱するために光子エネルギーで加熱されるのに適している。
【００９４】
（実施例）  
（例１：光子エネルギーの麻酔薬、ガッタパーチャ、歯科用複合材料および歯科／歯内洗浄剤への適用−吸収性と性能）
開示された実施例の利点は、以下を含むがこれらに限定されない歯科材料の光子エネルギーの適用から導き出すことができる。麻酔薬（注射中の痛みを軽減する）、ガッタパーチャ（歯内根管閉塞用）、歯科用複合材、シーラント、セメント、空洞ライナー、グラスアイオノマー樹脂（例：粘度の低下、取り扱い特性の改善、ボイドの減少、硬化後の機械的特性の改善）および歯内洗浄剤（有効性と反応性の増加）。たとえば図３において、３つの複合材料、つまりＦｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ、Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ＴＰＨ３、Ｅｓｈｅｔ．Ｘ  ＨＡの吸光度がアクリルの吸光度と比較され、３つの主要な複合材料がアクリル素材と同様の吸収を示すことを示している。これは、歯科用複合材料の主な組成がアクリルモノマーであり、これが吸収に起因する主な構造であることを示し、これは、これが吸収に起因する主要構造であり、複合体内のアクリルモノマーとオリゴマーを加熱するために、倍音バンドに対応する特定の波長バンドを選択できることを示している。
【００９５】
さらに、ガッタパーチャを含む歯科材料の場合、次の構造を持つ。
【化３】
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【００９６】
ガッタパーチャの近赤外ＩＲ光子を使用した吸収と加熱のターゲット結合は、テルペン分子であり、ＣＣ単結合とＣＣ二重結合を持っている。これは図４にも明確に示されており、ガッタパーチャおよび近赤外線の適用および加熱を対象とすることができる高度に充填された複合材料、例えばＥｓｈｅｔ．Ｘ  ＨＡの様々な結合および分子のピークを示している。さらに、複合材を形成する材料とは別に、複合材／歯科材料の容器、またはコンパルは、特定の材料、添加剤、および／または、すべての光子エネルギーを複合材料またはその中の歯科材料に渡す低吸収、またはコンパル／材料容器自体を加熱する高吸収のいずれかを示す色で設計することができる。図５に示すように、異なる色／不透明度の同一のプラスチック材料（ポリカーボネート）に対して異なる吸収特性が得られる。これらの提供された吸収／倍音バンドのいずれも、光子エネルギーを使用した歯科材料および／または歯科材料容器の加熱の対象にできる。
【００９７】
次に 図６および図７を参照すると、光子エネルギーで複合体および／またはコンパルを標的とする能力は、複合体を所望の温度に加熱するのに必要な時間の大幅な短縮も提供する。言い換えれば、光子エネルギーを使用すると、有害な影響なしに加熱速度が大幅に増加する。比較のために、図６に示すように、市販の複合加温器で複合体を加熱するのは遅く、１０分で約６０℃に達する。対照的に、図７に示すように、光子エネルギーを使用して、同じ複合材料を２０秒未満で同じ温度（６０℃）に加熱でき、これは、手順時間を大幅に短縮し、オフィスの効率を高めるため、臨床医にとって非常に有利である。異なる複合材料（および他の歯科材料）は、複合材料自体の組成、材料容器の組成、および／または複合材料または容器の熱伝達特性に基づいて、より速く加熱される。これらの同じ概念は、すべての歯科材料に当てはまる。加熱時間と加熱率は、光子エネルギー源の量と空間的方向にも関連している。すなわち、４Ｗの出力を持つ単一のエミッタは効果的であるが、１Ｗの出力を持つ４つのエミッタがそれぞれ複合容器の周囲に向けられている場合ほど効率的ではない。本発明の好ましい実施形態では、１〜約６個の発光ダイオードを利用して、約１０秒〜６０秒で約６０℃〜８０℃の歯科材料を加熱する装置が作成される。
【００９８】
（例２：高温での歯科材料の粘度の決定）  
１つの追加の検討事項は、複合材料および／または歯科材料を加熱するための望ましい目標温度である。これにより、望ましい取り扱いおよび／または性能特性を達成するために必要な光子エネルギーのタイプと量が決まる。さらに、光重合性歯科材料の場合、光子エネルギーが過剰であってはならず、これは、適用前に光重合性歯科材料を早期に硬化させる場合がある。例示的な一実施形態では、複合体は、約５０℃〜約１００℃、より好ましくは約６０℃〜約８０℃の温度に加熱することができる。
【００９９】
これをより具体的に決定するために、以下の評価（図８）が実施された。
【０１００】
（方法）
４つの予備加熱された樹脂ベースのナノ複合材［Ｈｅｒｃｕｌｉｔｅ  Ｕｌｔｒａ（Ｋｅｒｒ，  Ｏｒａｎｇｅ，  ＣＡ）、Ｔｅｔｒｉｃ  ＥｖｏＣｅｒａｍ（Ｉｖｏｃｌａｒ  Ｖｉｖａｄｅｎｔ、Ｓｃｈａａｎ、Ｌｉｅｃｈｔｅｎｓｔｅｉｎ）、Ｆｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ（３Ｍ、Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）およびＧｒａｎｄｉｏ（Ｖｏｃｏ、Ｃｕｘｈａｖｅｎ 、Ｇｅｒｍａｎｙ）］のレオロジー特性は、ステンレス鋼の平行平板形状のセットアップ（直径２０ｍｍ）を使用して、環境制御付き剪断レオメーター（Ｋｉｎｅｘｕｓ、Ｍａｌｖｅｒｎ、ＵＫ）を使用して実施された。複合サンプル（０．２ｇ）をレオメーターの下部プレートに置き、上部プレートを、０．５ｍｍのギャップ距離でサンプルの表面に静かに触れるまで下げた。レオメーターはさまざまな温度（２５℃、３７℃、および６０℃）に設定され、複合材料が指定温度にあることを確実にするために、測定前に５分の遅延が採用された。せん断速度は、ランプモードで０．１から１０ｓ−１に直線的に増加した。
【０１０１】
（結果）
結果は、せん断速度を上げると粘度が低下することを示している。また、テストしたすべてのせん断速度について、粘度は加熱温度の関数として次の順で変化する：６０℃＜３７℃＜２５℃。
【０１０２】
（結論）
使用する樹脂複合材料に関係なく、歯科用ナノ複合材料を予備加熱すると流動性が大幅に向上し、機械的結合とシール強度が向上することがわかった。したがって、せん断速度と温度を上げると、せん断粘度が大幅に低下した。
【０１０３】
加えて、図８に示すように、２つの追加の複合体に対して同様の評価が実施された。これらの評価の結果、高度に充填された複合材を加熱する利点は、特定の温度で流動性複合材のように振る舞うことであることがわかる。この温度は、特定の複合材ブランドによって異なるが、高度に充填された複合材は、望ましい流動性を実現するために約６０℃以上に加熱する必要がある。さらに高充填された複合材の場合、この目標温度はさらに高くなると予想され、おそらく約７０℃または約８０℃である。製品に関係なく、光子エネルギーを使用して、流動性などの性能と操作特性を強化できる。流動性は歯への配置を助け、高充填複合材は流動性複合材よりも耐久性がある。
【０１０４】
（例３：歯科材料に対する温度の影響）
いくつかの態様では、複合材料を硬化または固くさせる温度まで複合材料を加熱することは望ましくない。たとえば、温度が１４０℃を超えると、一部の歯科用複合材料が（自己硬化／重合または成分の蒸発により）硬化し始め、臨床的に使用できなくなる。この温度は歯科用複合材料の組成によって異なり、一部の複合材料は２００℃で完全性を維持している。この実験の概要を以下に示す。
【０１０５】
（方法）
３つの製造業者の歯科用複合材料と１つの製造業者のガッタパーチャ（それぞれ３つのサンプル）をホットプレート上に置き、６０℃に昇温した。複合材料に熱電対を配置して温度を監視した。温度は３分ごとに５℃ずつ１５０℃まで上昇した。１５０℃の後、温度は３分ごとに１０℃ずつ上昇した。金属製のへら（ｓｐａｔｕｌａ）を使用してサンプルを調べ、観察結果を記録しました。
【０１０６】
（結果）
６０℃では、３つのブランドすべてで複合材料の粘度が大幅に低下し、以前のデータをサポートしている。ガッタパーチャは非常に柔らかかったが、まだ粘性があった。１１５℃まで、ガッタパーチャは６０℃での複合材料に似たものになり、へらで簡単に操作できるようになったが、ねばねばした（ｓｔｒｉｎｇｙ）振る舞いがあった。１３０℃では、ガッタパーチャの糸引き（ｓｔｒｉｎｇｉｎｅｓｓ）がなくなり、粘度が大幅に低下し、容易に可鍛性になった。１４０℃までに、３つの複合材料ブランドのうち２つが硬化し始めた。ホットプレートから取り外すと、２つの硬化した複合材料は、わずかな圧力で操作すると簡単に砕けた。複合材料の３番目のブランドは、２００℃まで硬化または崩壊しなかった。それは影響を受けていないようで、この温度でまだ硬化することができた。ガッタパーチャは２００℃まで影響を受けていないようであった。２００℃〜２５０℃の間で、目に見える臭気のある煙が発生し始めたが、変色したり、材料特性が著しく変化したりしなかった。
【０１０７】
（結論）  
複合材料は、性能の低下を防ぐために１４０℃未満の温度に維持する必要があり、１００℃未満の温度で望ましい流動性に既に達しているため、１００℃を超える温度は臨床的には必要が無い。ガッタパーチャは２００℃を超えて加熱すべきでなく、約１１５℃〜約２００℃のこの温度以下で、望ましい流動性にも達する。これらの温度境界は、本発明において考慮される。いくつかの態様では、光子エネルギーの使用は、歯科材料の温度を約２００℃以上に上昇させない。いくつかの態様では、光子エネルギーの使用は、歯科材料の温度を約１４０℃以上に上昇させない。
【０１０８】
別のベンチトップテスト（データは提供しない）では、ヒートブロックとオーブンを１２０℃と１５０℃の高温にし、非常に高温の要素からの主な伝導加熱が歯科用複合材料とコンパルのウォームアップ時間を短縮できるかどうかを決定した。複合材料は３０秒以上かけて８０℃に達したが、急速に温度が１００℃を超えて硬化し、材料が使用できなくなった。このデータは、市販の複合加温ユニットと同様に、伝導加熱が、複合体に有害な影響を与えることなく安全かつ制御された方法で複合体を迅速に加温できないことを裏付けている。
【０１０９】
次亜塩素酸ナトリウムを含む歯科用洗浄剤は、高温（６０℃まで）で性能が向上しますが、より高温では急速に劣化するため、沸点（１００℃）以上に加熱するべきでない。したがって、一実施形態では、光子エネルギーを使用して、歯科用液体／洗浄剤を約３０℃〜約１００℃で加熱する。
【０１１０】
要約すると、特定の歯科材料を、悪影響を与えることなく強化するために加熱すべき特定の温度は、歯科材料の組成に大きく依存する。
【０１１１】
図１３は、歯科用複合材料の硬化特性に対する長時間の高温および近赤外（ＮＩＲ）光子エネルギー曝露の悪影響をテストするために収集されたデータの概要を示している。
【０１１２】
（方法）
３つの異なる市販の複合材料ブランドが、３つの条件のそれぞれでテストされた：室温２０℃（コントロール）、オーブンで８０℃、光子エネルギーによる８０℃。高温グループでは、オーブンを８０℃にし、複合材料を１時間、中に置いた。ＮＩＲ露光では、ＮＩＲ用ＬＥＤ（９４０ｎｍ）が熱電対とマイクロコントローラーとともに使用された。フィードバックのために熱電対を複合材料に挿入し、ＬＥＤを１００％オンにして、複合材料の温度を８０℃に上げた。これには１分も要しなかった。この時点で、マイクロコントローラーは変調を伴うパルスに切り替わり、１時間一定温度を維持した。２ｍｍのパック型（Ｐａｒａｄｉｇｍ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｄｉｓｃｓ、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ＳＫＵ：７６９６５）を使用して複合材料を分配してパックに成形し、市販の硬化ライトを使用して２０秒間硬化した。高温グループでは、オーブンまたはＮＩＲ用ＬＥＤ器具から取り出した直後にディスペンスが行われた。
【０１１３】
（結果）
データから明らかなように、対流式オーブンからの高温への長時間の暴露または近赤外光子エネルギーの吸収は、室温で保存された歯科用コンポジットと比較して、硬化後の微小硬度値に統計的に影響しなかった。さらに、試験した歯科用複合材料の観察された審美性に変化はなかった。
【０１１４】
（結論）
光子エネルギーを使用して複合材料を８０℃に維持しても、材料に悪影響はなかった。
【０１１５】
（例４：近接センサを使用した吸光度測定実験）
８９０ｎｍの赤外線（ＩＲ）ＬＥＤと反射ＩＲ光子エネルギーを測定するＩＲフォトトランジスタの両方を組み込んだ近接センサ（Ｖｉｓｈａｙ  ＶＣＮＬ４０１０センサ−赤外線エミッタ、Ｉ２Ｃインターフェイス、および割り込み機能を備えた完全統合型近接および周囲光センサ）を使用してテストを実行した。通常、このセンサはオブジェクトの距離を測定するために使用されるが、図２０に示すテスト結果は、センサから一定の距離で、測定されたＩＲ反射率とＩＲ用ＬＥＤへの１５秒間の露出後のオブジェクトの温度変化の間に強い相関（Ｒ２＝０．９７）があることを示している（波長、電力、時間、距離はすべて物体間で一定に保たれた）。テストしたオブジェクトはすべて、市販のさまざまな色の歯科用複合材料コンパルであった。したがって、センサを使用して、特定の歯科材料または材料容器を所望の温度に加熱し、必要に応じて一定の期間にわたって所望の温度を維持するために必要な光子エネルギーの量を決定できる。さらに、センサの測定値は、「指紋」として機能して、挿入されたオブジェクトを識別し、クローズドプラットフォームシステムを実装できる（つまり、装置は特定の材料または材料容器でのみ動作する）。
【０１１６】
（例５：歯科用複合材料の微小硬度と温度）
複合材料の流動性の向上に加えて、複合材料の加熱によって、塗布後に硬化したときの複合材料の硬度または耐久性に関して向上することが確認されている。これを説明するために、以下の評価を実施し、結果を図１０にグラフで示した。
【０１１７】
（方法）
カスタム加熱セットアップを使用して、２ｍｍ×３ｍｍの複合材料パック（高さ×直径）を指定された温度（２５、４０、６０、および８０℃）に加熱した。複合材料パックをさまざまな温度で硬化させ（Ｐａｒａｄｉｇｍ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ、３Ｍ、セントポール、ミネソタ州）、３７℃で暗い容器に２４時間保管した。微小硬度は、以下の実験条件下でＨＭＶ−Ｇ微小硬度計（島津製作所、京都）を使用して、サンプルの上面と底面で測定された。力の設定−ＨＶ０．２（１．９６１Ｎ）、 ホールド時間−１０秒。微小硬度測定の前に、１８０、５００、１５００グリットのサンドペーパーを使用して複合サンプルを滑らかにし、サンプルを水平にし、分析のためにサンプルの表面を研磨した。４つの樹脂ベースのナノ複合材料をテストした（それぞれｎ＝９）：Ｈｅｒｃｕｌｉｔｅ  Ｕｌｔｒａ（Ｋｅｒｒ）、Ｔｅｔｒｉｃ  ＥｖｏＣｅｒａｍ（Ｉｖｏｃｌａｒ  Ｖｉｖａｄｅｎｔ）、Ｆｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ（３Ｍ）、Ｇｒａｎｄｉｏ（Ｖｏｃｏ）。独立スチューデントｔ検定（ａ＝０．０５）を使用して、温度結果間の統計的有意性を比較した。
【０１１８】
（結果）
微小硬度の結果を次の図１０にまとめる。ＧｒａｎｄｉｏおよびＦｉｌｔｅｋ複合材料を６０℃以上で予備加熱すると、サンプルの上面と底面の両方で統計的に有意に微小硬度が増加した（ｐ＜０．０２）。Ｔｅｔｒｉｃ複合材料を６０℃に予備加熱すると、サンプルの上面で統計的に有意に微小硬度が増加した（ｐ＝０．０４７）。Ｈｅｒｃｕｌｉｔｅ複合材料を８０℃に予備加熱すると、サンプルの上面の微小硬度が統計的に有意に増加した（ｐ＜０．０５）。
【０１１９】
（結論）
歯科用複合材料の微小硬度を高めるには、複合材料を高温で硬化させることが望ましい。特に、６０℃〜８０℃は、テストされた複合材料の微小硬度を高めるための目標範囲である。したがって、温度を上げると重合が増加し、微小硬度がより高くなるため、硬化前または硬化中に光重合性歯科材料の温度を上げる添加剤は、それ自体が重合促進剤として機能する。したがって、いくつかの態様では、光子エネルギーを使用して、歯科材料、特に歯科用光重合性材料を約６０℃〜約８０℃の温度に加熱する。
【０１２０】
（例６：歯科用複合材の変換度と温度）
歯科用複合材料の塗布および硬化前の複合材料の加熱または予備加熱の結果としての耐久性の向上の別の尺度として、高温での複合材料の変換の程度も以下の評価手順に従って評価したので 、その結果を図１１に示す。
【０１２１】
（測定）
２ｍｍ×３ｍｍの複合パック（高さ×直径）を指定の温度（２５℃、４０℃、６０℃、および８０℃）に加熱するために、カスタム加熱セットアップが使用された。複合材料パックをさまざまな温度で硬化させ、３７℃で暗い容器に２４時間保管した。ＤｏＣを、ｉＤ５ＡＴＲアクセサリを装備したＮｉｃｏｌｅｔ  ｉＳ５分光計（マサチューセッツ州ウォルサムのＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を使用して、マイクロ減衰全反射フーリエ変換赤外分光法（ｍｉｃｒｏ−ＡＴＲ  ＦＴＩＲ）でサンプルの上面で、以下の仕様で測定した：波数範囲＝４０００〜６５０ｃｍ−１、３２スキャン／秒、および２ｃｍ−１の解像度。４つの樹脂ベースのナノ複合材料（それぞれｎ＝５）をテストした：Ｈｅｒｃｕｌｉｔｅ  Ｕｌｔｒａ（Ｋｅｒｒ）、Ｔｅｔｒｉｃ  ＥｖｏＣｅｒａｍ（Ｉｖｏｃｌａｒ  Ｖｉｖａｄｅｎｔ）、Ｆｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ  Ｕｌｔｒａ（３Ｍ）およびＧｒａｎｄｉｏ（Ｖｏｃｏ）。独立スチューデントｔ検定（ａ＝０．０５）を使用して、温度結果間の統計的有意性を比較した。
【０１２２】
（結果）
変換度の結果を図１１に示す。４つの複合ブランドすべてが、２５℃と比較して６０℃に加熱された複合材料の統計的に有意に増加した変換度（ＤｏＣ）を示した（ｐ＜０．０５）。Ｈｅｒｃｕｌｉｔｅを除くすべての複合材料ブランド（ｐ＝０．１１）は、２５℃と比較して８０℃に加熱された複合材料の統計的に有意なＤｏＣの増加を示した（ｐ＜０．０３）。Ｇｒａｎｄｉｏのみが、２５℃と比較して４０℃に加熱した場合にＤｏＣの統計的に有意な増加を示した（ｐ＝０．０２）。
【０１２３】
（結論）
高温での歯科用複合材料の硬化は、より高いＤｏＣをもたらす。特に、ＤｏＣを最大化するための目標範囲は６０℃〜８０℃である。したがって、いくつかの態様では、光子エネルギーを使用して、歯科材料、特に歯科用光重合性材料を約６０℃〜約８０℃の温度に加熱する。
【０１２４】
（例７：ポリウェーブ／マルチスペクトル硬化）
光重合性歯科材料の予備加熱は、硬化時に光重合性歯科材料を強化するため、４４０〜５００ｎｍの青色光および５２０ｎｍを超える第２波長の組み合わせの利点が評価された。複合微小硬度に対する光子エネルギーと硬化用光放射の組み合わせの影響を次の実験に従って調査したので、その結果を図１２にグラフで示す。
【０１２５】
（方法）
カスタムセットアップを使用して、Ｆｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ複合材料の近赤外光子エネルギーと硬化を同時に調査した。簡単に言えば、セットアップは、２ｍｍのパック型（Ｐａｒａｄｉｇｍ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｄｉｓｃｓ、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ＳＫＵ：７６９６５）を固定近赤外ＬＥＤダイパッケージ（５ｍｍ離れた４つのダイ８５０ｎｍＬＥＤ、ＬＥＤＥｎｇｉｎ、カリフォルニア州サンノゼ、１Ａで動作）の上で、固定された歯科用硬化ライト（２ｍｍ離した; Ｖａｌｉａｎｔ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ、Ｖｉｓｔａ  Ｄｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｒａｃｉｎｅ、ＷＩ）の下に配置した。５つの異なるグループをテストし、各グループはｎ＝３とした：Ｇ１）Ｖａｌｉａｎｔの標準的な２０秒の治療モード（ＮＩＲなし）、Ｇ２）Ｖａｌｉａｎｔのブースト３秒治療モード（ＮＩＲなし）、Ｇ３）Ｖａｌｉａｎｔの標準的な２０秒間の治療＋２０秒間のＮＩＲ（０秒間の遅延、つまり同時）、Ｇ４）ＮＩＲ（０〜２５秒）＋Ｖａｌｉａｎｔの標準的な２０秒治療（５〜２５秒から）、すなわち５秒ＮＩＲが先行、およびＧ５）ＮＩＲ（０〜１３秒）＋Ｖａｌｉａｎｔのブースト３秒治療（１０〜１３秒）、つまり１０秒ＮＩＲが先行。複合材料サンプルは、実施例５で説明した微小硬度評価を受けた。独立スチューデントｔ検定（ａ＝０．０５）を使用して、実験グループ間の統計的有意性を比較した。
【０１２６】
（結果）
複合硬度の結果は、次の図１２に示されている。Ｇ３とＧ４は、Ｇ１と比較して、複合サンプルの上面で統計的に有意に増加した微小硬度を示した（それぞれｐ＝０．０３と０．０２）。Ｇ２とＧ５の結果を比較すると、統計的有意性は観察されなかった（ｐ＝０．１１）。 ただし、グループ間比較では、Ｇ５の結果はサンプルの両側で平均結果が高いことが明らかになった。したがって、より大きなサンプルセットが、これらのグループ間の真の傾向を解明するのに役立つかもしれない。
【０１２７】
（結論）
この方法は硬化プロセスに悪影響を及ぼさないため、５２０ｎｍ以上の波長と硬化光を同時にまたは連続して使用すると、硬化した複合材料の微小硬度が向上するようである。さらに、指定された波長範囲（５２０ｎｍ〜２５００ｎｍ）内の他の波長が複合材料の微小硬度に及ぼす影響を、以下の実験に従って評価したので、その結果を図２１にグラフで示す。
【０１２８】
（方法）
カスタムセットアップを使用して、さまざまな波長の光子エネルギーの同時適用とＧｒａｎｄｉｏ  ＳＯ複合材料の硬化を調査した。セットアップは、サンプルから５ｍｍ離れた３つの青色ＬＥＤ（４７５ｎｍ  Ｃｒｅｅ  ＸＬａｍｐ  ＸＰ−Ｅ２）のリングで構成され、中央に４番目の交換可能なＬＥＤがある。青色ＬＥＤの出力は、市販の硬化ライト（Ｖａｌｉａｎｔ  Ｃｕｒｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ、Ｖｉｓｔａ  Ｄｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｒａｃｉｎｅ、ＷＩ）で使用されるのと同じ光エネルギーレベルに複合材料サンプルがさらされるように調整された。交換可能なＬＥＤは、すべて同じ光出力を発するように調整され、３つの青色ＬＥＤからの光出力は一定に保たれた。光パワー測定は、光パワーメーター（Ｓ３１０Ｃセンサ、ＰＭ１００Ｄコンソール、Ｔｈｏｒ  Ｌａｂｓ、ニュートン、ニュージャージー州）を使用して実行された。交換可能なＬＥＤでテストされた波長は、５２３ｎｍ、５９０ｎｍ、６２３ｎｍ、６６０ｎｍ、７４０ｎｍ、８５０ｎｍ、および９４０ｎｍ（ＬｅｄＥｎｇｉｎ  ＬＺ１）であった。交換可能ＬＥＤの１０秒間の露出は、交換可能ＬＥＤと青色ＬＥＤの組み合わせ出力の２０秒の露出に先行した。つまり、交換可能なＬＥＤは３０秒間発光する間に、最後の２０秒間に３つの青色ＬＥＤが発光し、すなわち、指定された波長内の光子エネルギーが重合光を１０秒先導する。前述の「複合材料の微小硬度と温度」のセクションで説明したように、複合材料サンプルの微小硬度評価を行った。独立スチューデントｔ検定（ａ＝０．０５）を使用して、実験グループ間の統計的有意性を比較した。
【０１２９】
（結果）
テストした波長の微小硬度データを図２１に示す。５２３ｎｍ、５９０ｎｍ、６２３ｎｍ、６６０ｎｍ、８５０ｎｍ、および９４０ｎｍを使用した場合、上部硬度は著しく高くなった。５２３ｎｍ、６２３ｎｍ、６６０ｎｍ、８５０ｎｍ、および９４０ｎｍを使用すると、底部の微小硬度は大幅に向上した。
【０１３０】
（結論）
複数の波長は、４７０ｎｍの標準的な青色重合光と組み合わせると、パックの上部と下部で硬化後の微小硬度が改善されたことを示した。これらの波長は、より硬い複合材料が長寿命で摩耗の減少を示すため、臨床的に使用するのに有利である。さらに、ヒドロキシアパタイトと水は、市販の硬化光スペクトル、すなわち４７０ｎｍでのピーク発光に対して低い吸収係数を示すが、オキシヘモグロビン吸収係数は、開示された光子エネルギースペクトルよりも１０００〜１００００倍高い吸光度である（図２２参照）。これが、市販の硬化ライトが歯髄内の温度上昇と安全性に懸念を抱く理由である。したがって、開示された発明は、５２０ｎｍと２５００ｎｍの間の光子エネルギーを利用して、複合微小硬度を増加させ（図２１）、オキシヘモグロビンおよび歯髄吸収を減少させ、臨床効果および安全性を改善できる。
【０１３１】
さらに、光放出を硬化する前の光子エネルギー放出の記載された「先行（ｌｅａｄ）」は、本発明の成功した例示的な実施形態を実証する。テスト中に２つの個別の発光スペクトルを使用しても、有害な影響は観察されなかった。１つの発光スペクトルは、開示された光子エネルギー範囲（５２０ｎｍ〜２５００ｎｍ）内である。
【０１３２】
（例８：歯科用複合材料またはガッタパーチャに加熱添加剤を組み込むことによる加熱の改善）
近赤外波長での歯科材料の吸収を強化し、したがって、適用された光子エネルギーの歯科材料の温度上昇への変換を改善するために、近赤外色素（すなわち、光子エネルギー吸収促進剤）が追加された。最初の評価では、２つの異なるＮＩＲ色素をガッタパーチャと複合材料の添加剤として使用し、次の実験に従って加熱を評価した。
【０１３３】
（方法）
２つの近赤外色素が調査された（ニッケル（ＩＩ）５，９，１４，１８，２３，２７，３２，３６−オクタブトキシ−２，３−ナフタロシアニン、Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、ウィスコンシン州ミルウォーキー；とＱＣＲ＃ＮＩＲ８４８Ａ（ＱＣＲ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ、フロリダ州ポートセントルーシー））。色素を〜０．３ｍＬクロロホルム（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）にさまざまな濃度で溶解して、ガッタパーチャまたは１ｗ／ｗ％または２．５ｗ／ｗ％で２ｗ／ｗ％または５ｗ／ｗ％歯科用複合材料（Ｆｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ）の染料を生成した。染料が溶解したら、粉末化したガッタパーチャまたは歯科用複合材料を混合物に加え、滑らかになるまで追加の約０．５ｍＬのクロロホルムと手でブレンドした。新たに形成されたガッタパーチャ／複合材料は、クロロホルムを蒸発させるために、ドラフト内に約３０分間放置された。ガッタパーチャサンプルを１２０℃のホットプレート上の時計皿に５分間置いて柔らかくした。ガッタパーチャパックは、カスタムの高さ２ｍｍ×直径３．４ｍｍの金型を使用して作成された。サーミスタをガッタパーチャパックに入れ、８５０ｍｍの４ダイＬＥＤパッケージを使用してサンプルを３ｍｍの距離で加熱しました。複合材料サンプルは、パックの作成に熱が必要なかったことを除いて、同様の方法で形成された。
【０１３４】
（結果）
加熱結果は、以下の表１５〜１６に記載されている。表１５は、ガッタパーチャ（ＧＰ）に近赤外色素＃１を追加した後の結果を示している。近赤外色素＃１は、ニッケル（ＩＩ）５，９，１４，１８，２３，２７，３２，３６−オクタブトキシ−２，３−ナフタロシアニンで、８４５〜８５１ｎｍの吸光度と１１１Ｌ／ｇ＊ｃｍの吸光係数を有する。試験組成物は、粉末ガッタパーチャに２％または５％の色素＃１を含んでいた。
【表１５】
2020529873.tif 000020
【０１３５】
表１６に、ガッタパーチャに近赤外色素＃２を追加した後の結果を示す。表１７は、さまざまな濃度の近赤外色素＃２を市販の歯科用複合材料Ｆｉｌｔｅｋに添加した後の結果を示している。近赤外色素＃２は、３３０Ｌ／ｇ＊ｃｍの吸光係数を持つＱＣＲ＃ＮＩＲ８４８Ａ（ロット＃０５１９−１６Ａ−８４８４）であった。試験組成物は、粉末ガッタパーチャに２％または５％のＮｉ  ＩＲ色素を含んでいた。
【表１６】
2020529873.tif 000021
【表１７】
2020529873.tif 000022
【０１３６】
（結論）
近赤外色素を追加すると、堆積したＮＩＲ光子エネルギーの効率が歯科材料の温度上昇に対して大幅に向上し、複合材料やガッタパーチャなどの歯科材料の加熱が速くなる。一実施形態では、歯科材料の急速加熱を促進するために５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの光子エネルギーを吸収する少なくとも１０ｐｐｍ（０．００１％）の濃度の添加剤が歯科材料組成物に添加される。さらに、この添加剤は歯科材料容器に添加できる。
【０１３７】
別のテストでは、ＮＩＲ色素を複合材料に添加することを検討した。次の実験に従って加熱速度／特性を評価した。その結果を図２３にグラフで示す。
【０１３８】
（方法）
１つの近赤外色素が調査された（ＬＵＮＩＲ１）。この色素を計量し、キュベットに入れた。歯科用複合材料（Ｇｒａｎｄｉｏ  ＳＯ、ＶＯＣＯ  ＧｍＢＨ）を正確な量で添加して、色素の濃度０．１０重量％、０．５０重量％、１．０重量％、および２．０重量％の複合材料０．１ｍｇを作成した。これらは、歯科材料の制御に対してのみテストされた。次に、この複合材料を近赤外ＬＥＤ（９４０ｎｍ ＬｅｄＥｎｇｉｎ  ＬＺ１）に１５秒間暴露した。複合材料の開始温度と終了温度は、複合材料内に配置された熱電対を使用して測定された。独立スチューデントｔ検定（ａ＝０．０５）を使用して、実験グループ間の統計的有意性を比較した。
【０１３９】
（結果）
試験した色素濃度の複合材料の温度変化データを図２３に示す。規準と４つの色素濃度のそれぞれの間で統計的に有意な差が見られた。異なる色素濃度パーセンテージ間で温度を比較した場合、統計的有意性は見つからなかった。ＬＵＮＩＲ１の濃度に関係なく、複合材料の色は元の歯の樹脂の色合いから目立った変化はなかった。
【０１４０】
（結論）
光子エネルギー吸収色素を複合材料に追加すると、堆積された光子エネルギーが熱に変換され、歯科材料の温度が上昇する効率が大幅に向上する。統計的差異はないが、色素濃度が高くなると温度上昇が増加するという、正の傾向が観察されている。したがって、一実施形態では、歯科材料の急速加熱を促進するために５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの光子エネルギーを吸収する少なくとも０．１％の濃度の添加剤が歯科複合材料に添加される。さらに、添加剤は、歯科材料に不自然な歯の色の変化をもたらしてはならない。
【０１４１】
別のテストでは、異なる色素を複合材料に追加することを検討した。複合材料ブレンドの吸光度特性を以下の実験に従って評価した。その結果を図２４にグラフで示す。
【０１４２】
（方法）
インドシアニングリーン（ＩＣＧ）は、生体内での使用がＦＤＡに承認され、８００ｎｍにピーク吸光度を持つ、よく知られた生体適合性色素である。ＩＣＧを〜０．３ｍｌのクロロホルム（ウィスコンシン州ミルウォーキーのシグマアルドリッチ）に溶解し、さまざまな量で添加して、歯科用複合材料（Ｆｉｌｔｅｋ  Ｓｕｐｒｅｍｅ、ｓｈａｄｅ  Ａ２）に１ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、および１０００ｐｐｍの濃度の色素を生成した。次に、混合物を滑らかになるまで手で混合し、光が保護されたドラフト内で〜１０分間放置してクロロホルムを蒸発させた（室内光で複合材が硬化しないように、光保護が必要だった）。次に、サンプルをフーリエ変換分光法にかけ、８００ｎｍの吸光度を測定した。
【０１４３】
（結果）
図２４が示すように、１０ｐｐｍのＩＣＧは８００ｎｍでの歯科用複合材料の吸光度の有意な増加をもたらした。ＩＣＧ濃度がさらに増加すると、吸光度が増加した。１ｐｐｍＩＣＧの吸光度は、０ｐｐｍＩＣＧとほぼ同じだった。１ｐｐｍおよび１０ｐｐｍのＩＣＧ濃度は、元の複合材料歯の色合いから複合材料の色を顕著に変更しなかった。しかし、１００ｐｐｍおよび１０００ｐｐｍのＩＣＧは緑色の複合材料ブレンド／混合物をもたらし、これが不自然な歯の色を構成する。
【０１４４】
（結論）
１ｐｐｍを超える濃度の光子エネルギー吸収色素ＩＣＧを追加すると、８００ｎｍでの材料吸収が大幅に増加した。１０ｐｐｍのＩＣＧを追加しても元の歯科用複合材料の色合いから複合材料の色が著しく変化することはなかったため、１０ｐｐｍＩＣＧは歯科用複合材料に適用できる。審美的な懸念のため、１００ｐｐｍおよび１０００ｐｐｍは歯科用複合材料に使用することはできない。ただし、１００ｐｐｍおよび１０００ｐｐｍは、非審美的手順または審美性に関係のない歯科材料（たとえば、歯の内部に充填され、美容的に視覚化されないガッタパーチャ）で使用できる。
【０１４５】
（例９：硬化を改善するための光開始剤としての遠赤色または近赤外色素添加剤＋複合材料）
歯科用複合材料に対する光開始剤と共開始剤の組み合わせである遠赤色色素と硬化の特性を以下に従って評価し、その結果を図２６に示す。
【０１４６】
（方法）
歯科用複合材料（Ｉｖｏｃｌａｒ  Ｅｖｏ−Ｃｅｒａｍ）を、０．００５重量％から０．１重量％のさまざまな濃度の遠赤色光開始剤（Ｈ−Ｎｕ  ６６０、Ｓｐｅｃｔｒａ  Ｇｒｏｕｐ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）と、１０ｘ倍の濃度で使用する共開始剤（ホウ酸塩Ｖ）とともに使用した。 また、比較のために、未加工複合材料と、開始剤なしで１重量％の共開始剤を含む複合材料もテストした。複合材料のパックは、深さ２．３５ｍｍ、幅３．４５ｍｍで作成された。遠赤（６６０ｎｍ  ＬｅｄＥｎｇｉｎ  ＬＺ１）と青（４７５ｎｍ  Ｃｒｅｅ  ＸＬａｍｐ  ＸＰ−Ｅ２）のＬＥＤを組み合わせて、すべてのバリエーションに対して硬化を行った。赤色のＬＥＤが最初に１０秒間アクティブになり、続いて赤色と青色のＬＥＤが同時に２０秒間アクティブになった。また、未加工複合材料および共開始剤のみの複合材料に赤色の代わりに追加の青色ＬＥＤが規準としてテストされた。硬化後、複合パックの上部と下部の表面微小硬度を測定した。独立スチューデントｔ検定（ａ＝０．０５）を使用して、実験グループ間の統計的有意性を比較した。
【０１４７】
（結果）
テスト条件に対する微小硬度データを図２６に示す。０．００５％６６０ｎｍ開始剤＋０．０５％ホウ酸塩Ｖの上部で大幅な増加が見られた。０．１％６６０ｎｍ開始剤＋１．０％ホウ酸塩Ｖ、０．０５％６６０ｎｍ開始剤＋０．５％ホウ酸塩Ｖ、および０％６６０ｎｍ開始剤＋１．０％ホウ酸塩Ｖの硬度が著しく低いことがわかった。さらに、図２７に示すように、様々な複合材料の光重合後、緑／青から標準のＡ２色調への目に見える色の変化が視覚化された。特に、緑／青の色は、０．０５％以下の６６０ＨＮｕ濃度では硬化後に目立たなかった。したがって、これらの濃度を使用して、臨床医に完全／成功した治療の可視的な指標を提供することができる。逆に、硬化後の０．１％６６０ＨＮｕサンプルでは、緑色／青色が残った。
【０１４８】
（結論）
追加の開始剤と共開始剤を遠赤色波長とともに使用すると、硬化した複合材料の微小硬度に影響がある。濃度が高すぎると、実際には底面の硬度に悪影響を与える可能性があり、これは潜在的に、この深さに達する前にエネルギーが開始剤によって吸収されるためである。ただし、青色光のみを使用する場合と比較して、微小硬度を改善する濃度を選択できる。特に、０．００５％６６０Ｈ−Ｎｕおよび０．０５％ホウ酸塩Ｖを市販の歯科用複合材料に添加し、６６０ｎｍおよび青色（４７０ｎｍなど）の光を使用して硬化させると、硬化後の複合材料がより硬くなる。
【０１４９】
（例１０：遠赤色または近赤外色素添加剤＋容器材料）
遠赤色または近赤外波長での歯科材料ハウジングの吸収を強化し、したがって、適用された光子エネルギーの歯科材料の温度上昇への変換を改善するために、ＮＩＲ色素を含むプラスチックを以下に従って評価した。 その結果を図２５にグラフで示す。
【０１５０】
（方法）
ＮＩＲ  ＬＥＤ（１Ａで動作する９４０ｎｍ  ＬＺ１  ＬｅｄＥｎｇｉｎ）を使用して、同様の厚さのさまざまなプラスチック材料を加熱した。熱電対は、ＬＥＤ放射の中心で、ＬＥＤ放射への露出の反対側のプラスチックに接着された。ＬＥＤが３０秒間アクティブになり、ＬＥＤがオフになった後、さらに３０秒間の温度データが記録された。テストした材料は、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）（透明、オレンジ、黒と白）、ＮＩＲ吸収色素を埋め込んだポリカーボネート（ＰＣ）（外観は透明なオレンジ）、および２つの市販の複合材料コンパル（黒と青） である。
【０１５１】
（結果）
材料の加熱曲線を図２５に示す。ＮＩＲ色素を使用したＰＣでは、変化率とピーク温度変化の両方が大きくなります。他の材料の中で、加熱に最適なのは黒色の複合材料コンパルだったが、ピーク温度はＮＩＲ色素を使用したＰＣのピーク温度よりも６０％低くなった。
【０１５２】
（結論）
プラスチック材料にＮＩＲ色素を追加すると、堆積されたＮＩＲ光子エネルギーの温度上昇に変換される効率が向上する。
【０１５３】
（例１１：歯科複合材料の加熱および歯科複合材料の塗布のための装置、および、歯科複合材料の加熱および歯科用光重合性複合材料の硬化のための装置）
本明細書に記載されるのは、歯科材料、例えば歯科用複合材料の塗布を実施するための例示的な具体化された装置である。分配または送達装置の例示的な一実施形態を、図１４〜１５に示す。装置は、ハンドルと、装置から複合材料を分配するように動作するアクチュエータまたはトリガーと、を含む本体を備えている。アクチュエータは、図１６に示すように、バネ付勢グリップとして追加で形成できる。図１５に示すように、本体は近赤外光／光子エネルギーを放出するエミッタも含むことができ、さらに、エミッタからの光がコンパルおよび／またはその中に含まれる歯科材料に当たるように、コンパルがエミッタに隣接する本体に解放可能に取り付けられる。エミッタからの光／光子は、コンパルおよび／または歯科材料に当たり、材料を所望の温度に加熱することにより歯科材料に影響を与え、引き続いてトリガーが作動して、歯科材料をコンパルから分配する。使い果たされると、コンパルは本体から外され、新しいコンパルがそれに取り付けられて、装置を使用して追加の歯科材料を加熱および分配することができる。本体は、装置がコードレスであるように、電池などの内部電源（図示せず）をさらに含むことができる。あるいは、装置は、装置に動作可能に接続され、電源と解放可能に係合可能なプラグ（図示せず）などを介して適切な外部電源（図示せず）に接続することができる。
【０１５４】
装置は、近赤外線エミッタと連続してまたは同時に動作させることができる硬化光源（図示せず）をさらに含むか、または形成することができ、赤外線エミッタは硬化装置の一部とすることができる。装置はまた、エミッタおよび／または光源の作動のための適切なアクチュエータまたはボタンを含む。加えて、装置は、近赤外線エミッタと連続してまたは同時に動作させることができる硬化光源（図示せず）を含むか、または形成することができ、赤外線エミッタは硬化装置の一部とすることができる。
【０１５５】
図２８を参照すると、分配または送達装置の例示的な一実施形態が示される。装置１は、外側ハウジング２、装置を保持するためのハンドヘルドグリップ３、ベース４、アクチュエータ５、上部ハウジング６、および本明細書に記載の歯科材料を含むことができる取り外し可能なコンパル８を覆う取り外し可能なオートクレーブ可能な（ａｕｔｏｃｌａｖａｂｌｅ）スリーブ７を含む主要な外側本体を有する。グリップ３は、保持クリップ１１を有する取り外し可能な充電式エネルギー源ドア９をさらに含む。上部ハウジング６は、１つ以上のＬＥＤインジケータ１２をさらに覆い、装置は、オン／オフボタンまたはスイッチ１３をさらに含む。
【０１５６】
図２９を参照すると、これは、上記の装置１の別の側面斜視図および装置の遠位先端部分１４を示す。示されているように、遠位先端部１４は、オートクレーブ可能なスリーブ７によって覆われているコンパル８を含む。コンパル８はプランジャ１６の遠位に取り付けられ、プランジャ１６はコンパル内に伸びて、アクチュエータ５を押し下げると歯科材料がオリフィス１５から放出される。
【０１５７】
ここで図３０および３１を参照すると、外側ハウジング２およびオートクレーブ可能なスリーブ７が取り外された装置１の側面矢状（ｓａｇｉｔｔａｌ）斜視図が示されている。示されるように、装置は、再充電可能なエネルギー源２５に接続されたメインプリント回路基板（ＰＣＢ）２４を含む。ＰＣＢ２４は、１つ以上の制御センサ２０および１つ以上の光子エネルギーエミッタ２１が取り付けられた二次ＰＣＢ１８に接続されたワイヤまたはワイヤリボン２３にさらに接続される。光子エネルギーエミッタ２１は、レンズ１７で覆われており、光子エネルギーエミッタ２１は、コンパル８に非常に近接している（例えば、１ｃｍ未満）。本明細書に記載されるように、１つ以上の光子エネルギーエミッタ２１は、コンパル８に含まれる歯科材料の１つ以上の成分によって吸収されて加熱する光子エネルギーを放出する。さらに、本明細書で説明するように、１つまたは複数の光子エネルギーエミッタ２１は、コンパル８などの歯科材料容器の１つまたは複数の成分によって吸収される光子エネルギーを放出し、歯科材料容器を加熱し、それによってそこに含まれている歯科材料を加熱する。二次ＰＣＢ１８はまた、それに取り付けられた１つ以上の光子エネルギーエミッタ２１の一次ヒートシンクとして機能することができる。さらに、二次ＰＣＢ１８を覆うのは二次ヒートシンク１９であり、これは、上にある装置の上部ハウジング６またはノーズコーン底部１８の一部を含むことができる。図３０の下部の画像は、上記のような装置の遠位先端部１４の側面矢状斜視を示している。
【０１５８】
ここで図３２を参照すると、装置の展開図が示されている。示されているのは、外側ハウジング２Ｌ（左側ハウジング）と２Ｒ（右側ハウジング）、上部ハウジング６、ノーズコーン底部２２、装置を保持するためのハンドヘルドグリップ３、ベース４、左右に保持クリップ１１を有する充電式エネルギー源ドア９、アクチュエータ５、取り外し可能なオートクレーブ可能なスリーブ７、ＬＥＤインジケータ１２である。また、アクチュエータ５に蝶番式に接続されたプランジャ１６も示されており、コンパル８まで遠位に延びている。さらに、接続されたワイヤまたはワイヤリボン２３を介して再充電可能なエネルギー源２５に接続された少なくとも１つの光子エネルギー放出エミッタ２１を有するメインＰＣＢ２４が示されている。複数の光子エネルギーエミッタ２１が取り付けられ、ワイヤまたはワイヤリボン２３から切り離された二次ＰＣＢ１８が示されている。１つ以上の光子エミッタ２１を覆うレンズ１７は、コンパル８に近接して（例えば、１ｃｍ未満）示されている。
【０１５９】
図１７〜１９および３５は、歯科用複合材料の硬化および加熱のための光子エネルギーの適用のために少なくとも２つの別個の放出スペクトルを放出する、本明細書に記載の開示マルチスペクトル装置に組み込むことができる光子エミッタ（すなわちＬＥＤ）のパッケージの実施形態である。 一態様では、ＬＥＤは２つの別個のＰＣＢ上に存在し、同じ平面上または異なる平面上にある。これらの図には示されていないが、２つの異なる放射源を同じＰＣＢに配置して同じ平面に配置するか、または、異なるスペクトルの放射用に複数のダイを組み込んだ単一のＬＥＤパッケージを作成できる。一態様において、様々な光子エネルギー源（すなわち、ＬＥＤ）は、図１７〜１９および３５に示されるように、別個の平面上の別個のＰＣＢ上にあり、この構成は、同じＬＥＤパッケージ上の複数のダイと比較して、コリメーションと光／光子エネルギーの照明が改善される。具体的には、一態様では、１つのＬＥＤを含む別のＰＣＢに対して高い位置にあるＰＣＢ上でクローバー構成に配置された３つのＬＥＤ（すなわち、１２０度離れている）を必要とする（図１７および３５を参照）。この構成により、ＬＥＤの間隔を狭くすることができ、より小さなサイズの光学部品（リフレクター、コリメーターなど）と均一な照明フィールドを使用して、ＬＥＤのスペクトル放射パターンを簡単にコリメートできる。
【０１６０】
具現化されたＬＥＤ構成をさらに詳述し、図１７〜１９を参照すると、マルチスペクトル装置３８の光または光子放出部分は、同じプリント回路基板（ＰＣＢ）に配置され、同じ平面上に存在できるそこにある光子エミッタ２１ａの異なるセットを含むことができ、または、それらは２つの別々のＰＣＢ上に存在し、同じ平面または異なる平面のいずれかに存在することができ、又は、最後に、異なる波長の光または異なるエネルギーの光子を放出するために複数のダイを組み込んだ単一のＬＥＤパッケージを作成できる。
【０１６１】
図１７では、マルチスペクトル装置３８は、ＬＥＤ３２ａ、３２ｂ、および３２ｃを囲むエミッタ２１ａ用のコリメータ本体または装置ハウジング３０をさらに含み、そこでは、ＬＥＤ３２ａ、３２ｂ、および３２ｃは、異なる平面に配置することができる同じまたは異なるＰＣＢ２７ａおよび２７ｂに取り付けられている。ＬＥＤ  ３２ａ、３２ｂ、および３２ｃは、少なくとも２つの異なる発光スペクトルを放出する必要があり、少なくとも１つの発光スペクトルは指定された光子エネルギー範囲内にある。ＬＥＤ３２ａ、３２ｂ、および３２ｃは、コリメータ本体または装置ハウジング３０内に配置され、コリメータ表面２９ａと整列して、レンズ２９ｂを通してコリメータ本体または装置ハウジング３０から光および／または光子を導き出す。図１７および図１８では、ＬＥＤ３２ｃはコリメータ本体またはデバイスハウジング３０の外側の周りに配置されるとともに、ＬＥＤ３２ａは、図１７の実施形態に示すように、コリメータ本体またはデバイスハウジング３０内に配置される。
【０１６２】
別の具体化された装置が図３３および図３４に示されており、これは歯科材料を硬化および／または加熱するためのマルチスペクトル装置３８である。装置３８は、３つの放射状に配置された光子エネルギーエミッタ（すなわちＬＥＤ）３４を備えた中央光子エネルギーエミッタ（すなわちＬＥＤ）３５を含む。中央光子エネルギーエミッタ３５は、熱伝導性本体４１に結合された一次ヒートシンク上に配置されている。３つの放射状に配置された光子エネルギーエミッタ３４は、中央光子エネルギーエミッタ３５の一次ヒートシンクに平行であり、熱伝導性本体４１にも結合された別個の一次ヒートシンクに配置される。装置３８は、オプションとして、光学トランスイルミネーター３９を含むことができる。装置３８は、ＰＣＢ４３、ボタン４２、取り外し可能および再充電可能なバッテリーパック４４、および動作モードを選択するための回転ノブ４０を含む。
【０１６３】
ここで図３５を参照すると、マルチスペクトル装置３８内に含めるためのセットアップ３３が示されている。セットアップ３３は、ヒートシンク／ＰＣＢ３６上の放射状に配置された３つの光子エネルギーエミッタ（すなわちＬＥＤ）３４を、ヒートシンク／ＰＣＢ３６に平行な別のヒートシンク／ＰＣＢ３７に取り付けられた中央ＬＥＤ３５の周りに含む。両方のヒートシンクは、熱伝導性本体４１に結合されている。この例では、４つのＬＥＤ３４および３５は、少なくとも２つの明らかに異なるスペクトルを放射する。少なくとも１つのスペクトルを使用して光重合性材料を周囲温度よりも高くし、少なくとも１つのスペクトルを使用して光重合性材料を硬化する。
【０１６４】
以下の記述は例示であり、本明細書に記載される本発明の実施形態の範囲内である：
記述１．
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を備えた装置を使用して、歯科用光重合性材料を周囲温度以上に加熱するステップと、
加熱された前記歯科用光重合性材料を歯の表面の空洞に適用するステップと、を備え、
光子エネルギーは、材料を光重合させず、前記歯科用光重合性材料、歯科用光重合性材料容器、または加熱添加剤に吸収され、光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率、または前記歯科用光重合性材料の加熱速度を含む１つ以上の特性を増加させることを特徴とする方法；
記述２．
光子エネルギーは、光子エネルギーなしで前記歯科用光重合性材料を加熱するのに比べて、前記歯科用光重合性材料の加熱速度を増加させることを特徴とする記述１に記載の方法；
記述３．
前記装置は約０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーを放出することを特徴とする記述１〜２のいずれか１つに記載の方法；
記述４．
前記装置は、約１．２３ｅＶ〜２．０６ｅＶ（１０００ｎｍ〜６００ｎｍ）の光子エネルギーを放出することを特徴とする記述１〜３のいずれか１つに記載の方法；
記述５．
前記歯科用光重合性材料は、約５０℃〜約２５０℃の温度に加熱されることを特徴とする記述１〜４のいずれか１つに記載の方法；
記述６．
前記歯科用光重合性材料は、約６０℃〜約８０℃の温度に加熱されることを特徴とする記述１〜５のいずれか１つに記載の方法；
記述７．
前記歯科用光重合性材料を硬化させるステップをさらに備えることを特徴とする記述１〜６のいずれか１つに記載の方法；
記述８．
前記歯科用光重合性材料は、複合樹脂、高充填複合樹脂、グラスアイオノマー樹脂、シーラント、セメント、空洞ライナー、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする記述１〜７のいずれか１つに記載の方法；
記述９．
重合を開始するための前記光重合性材料による吸収に適した波長を放出する光子エネルギーの第２の供給源を適用することにより前記歯科用光重合性材料を硬化させるステップをさらに備えることを特徴とする記述１〜８のいずれか１つに記載の方法；
記述１０．
前記歯科用光重合性材料を加熱するために適用される光子エネルギーは、前記歯科用光重合性材料に存在する光開始剤の吸収と重ならないことを特徴とする記述１〜９のいずれか１つに記載の方法；
記述１１．
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器は、加熱添加剤、熱伝導性促進剤、または重合促進剤、またはそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする記述１〜１０のいずれか１つに記載の方法；
記述１２．
前記加熱添加剤は、光子エネルギー源から放出される光子エネルギーの放出スペクトルと重複する吸収スペクトルを有する染料であることを特徴とする記述１〜１１のいずれか１つに記載の方法；
記述１３．
前記熱伝導性促進剤は、前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の熱伝導性を向上させる添加剤であることを特徴とする記述１１〜１２のいずれか１つに記載の方法；
記述１４．
前記熱伝導率促進剤は、グラファイト繊維、グラフェンフレーク、セラミック粒子、金属酸化物、金属粒子、カーボンナノチューブ、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする記述１１〜１３のいずれか１つに記載の方法；
記述１５．
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーは、前記歯科用光重合性材料の硬化ステップ中または硬化ステップの直前に放出されることを特徴とする記述１〜１４に記載の方法；
記述１６．
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーの適用により、前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーで加熱されていない前記歯科用光重合性材料と比較した変換度および硬度から選択される前記歯科用光重合性材料の１つ以上の硬化後特性が増加することを特徴とする記述１〜１５のいずれか１つに記載の方法；
記述１７．
前記歯科用光重合性材料または前記歯科用光重合性材料容器の吸収波長にある光子エネルギーの適用は、前記歯科用光重合性材料の光分解、光退色、または光触媒から選択される１つ以上の光化学効果を刺激することを特徴とする記述１〜１６のいずれか１つに記載の方法；
記述１８．
光重合性歯科用組成物であって、
未反応モノマーと、
充填剤と、
少なくとも１つの光開始剤と、
光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率、または歯科用光重合性材料の加熱速度の増加を含む１つ以上の特性を増加させる加熱添加剤と、を備え、
前記加熱添加剤は、光重合後に前記光重合性歯科用組成物に不自然な歯の色を与えないことを特徴とする組成物；
記述１９．
前記加熱添加剤と少なくとも１つの前記光開始剤は、明確に異なる光子エネルギースペクトルによって活性化されることを特徴とする記述１８に記載の組成物；
記述２０．
前記加熱添加剤は、
０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の間の高い吸光度、
前記歯科用光重合性材料との適合性、
室温より高い温度での安定性、
前記歯科用光重合性材料内での可溶性および分散性、
前記歯科用光重合性材料の性能に悪影響を及ぼさないこと、
光子エネルギーから熱への高い変換効率、または、
それらの特性の組み合わせ、
の各特性の１つ以上を備えていることを特徴とする記述１８〜１９のいずれか１つに記載の組成物；
記述２１．
前記加熱添加物は、光子エネルギー吸収促進剤または熱伝導促進剤またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする記述１８〜２０のいずれか１つに記載の組成物；
記述２２．
前記光子エネルギー吸収促進剤は、歯科用光重合性材料の約１０重量％までの濃度で前記歯科用光重合性材料に存在することを特徴とする記述２１に記載の組成物；
記述２３．
前記光子エネルギー吸収促進剤は、前記歯科用光重合性材料中に約０．００１％〜約０．５％の濃度で存在することを特徴とする記述２１〜２２のいずれか１つに記載の組成物；
記述２４．
前記光子エネルギー吸収促進剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも１０％であることを特徴とする記述２１〜２３のいずれか１つに記載の組成物；
記述２５．
前記光子エネルギー吸収促進剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも２５％であることを特徴とする記述２４に記載の組成物；
記述２６．
前記光子エネルギー吸収促進剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも５０％であることを特徴とする記述２４〜２５のいずれか１つに記載の組成物；
記述２７．
前記熱伝導促進剤は、前記歯科用光重合性材料の熱伝導率を向上させる添加剤であることを特徴とする記述２１〜２６のいずれか１つに記載の組成物；
記述２８．
前記熱伝導促進剤は、グラファイト粒子、グラフェン粒子、セラミック粒子、金属酸化物粒子、金属粒子、カーボンナノチューブ、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする記述２１〜２７のいずれか１つに記載の組成物；
記述２９．
前記熱伝導促進剤は、前記歯科用光重合性材料の約０．０１重量％〜約９０重量％の濃度で前記歯科用光重合性材料に存在することを特徴とする記述２１〜２８のいずれか１つに記載の組成物；
記述３０．
前記熱伝導促進剤は、前記歯科用光重合性材料の約１重量％〜約１０重量％の濃度で前記歯科用光重合性材料に存在することを特徴とする記述２１〜２９のいずれか１つに記載の組成物；
記述３１．
前記組成物は、光開始剤または共開始剤またはそれらの組み合わせからなる重合促進剤をさらに含むことを特徴とする記述１８〜３０のいずれか１つに記載の組成物；
記述３２．
前記重合促進剤は、前記歯科用光重合性材料に存在する光重合性モノマーの光重合を増加させることを特徴とする記述３１に記載の組成物；
記述３３．
前記重合促進剤は、重合の改善、硬化深度の改善、光子エネルギーを使用した変換度の改善、およびそれらの特性の組み合わせからなる１つ以上の特性を増加させることを特徴とする記述３１〜３２のいずれか１つに記載の組成物；
記述３４．
加熱添加剤は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す染料を含んでいることを特徴とする記述１８〜３３のいずれか１つに記載の組成物；
記述３５．
前記染料は、組成物の約０．００１重量％〜約１０重量％含まれることを特徴とする記述１８〜３４のいずれか１つに記載の組成物；
記述３６．
前記組成物は、
ａ．約５〜３０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約６０〜９５重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜１重量％を含む共開始剤と、
ｅ．約０．００１〜１０重量％を含み０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す染料と、
を備えたことを特徴とする記述１８〜３５のいずれか１つに記載の組成物。
記述３７．
前記組成物は、
ａ．約４０〜９０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約１〜２０重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜０．５重量％を含む共開始剤と、
ｅ．約０．００１〜１０重量％を含み０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す染料と、
を備えたことを特徴とする記述１８〜３６のいずれか１つに記載の組成物；
記述３８．
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
組成物または組成物中に存在する加熱添加剤の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を有する装置で記述１８〜３７のいずれか１つに記載の組成物を加熱するステップと、
加熱された前記組成物を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法；
記述３９．
歯科用組成物であって、
ポリイソプレン、
無機充填剤、
放射線不透過剤、
ワックスまたは樹脂、および
光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率、または歯科用組成物の加熱速度の増加を含む１つ以上の特性を増加させる加熱添加剤、
を備えたことを特徴とする組成物；
記述４０．
前記ポリイソプレンは、天然または合成のガッタパーチャを含んでいることを特徴とする記述３９に記載の組成物；
記述４１．
前記ポリイソプレンは、前記組成物の約１０〜３０重量％含まれることを特徴とする記述３９〜４０のいずれか１つに記載の組成物；
記述４２．
前記充填剤は、前記組成物の約５０〜８５重量％含まれることを特徴とする記述３９〜４１のいずれか１つに記載の組成物；
記述４３．
前記放射線不透過剤は、前記組成物の約１〜３５重量％含まれることを特徴とする記述３９〜４２のいずれか１つに記載の組成物；
記述４４．
前記ワックスまたは樹脂は、前記組成物の約１〜１０重量％含まれることを特徴とする記述３９〜４３のいずれか１つに記載の組成物；
記述４５．
前記加熱添加剤は、前記組成物の約０．００１〜１０重量％含まれることを特徴とする記述３９〜４４のいずれか１つに記載の組成物；
記述４６．
前記組成物は、
ａ．前記組成物の約１０〜３０重量％を含む天然ガッタパーチャまたは合成ガッタパーチャと、
ｂ．前記組成物の約５０〜８５重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．前記組成物の約１〜３５重量％を含む放射線不透過剤と、
ｄ．前記組成物の約０〜１０重量％を含むワックスまたは樹脂と、
ｅ．前記組成物の約０．００１〜１０重量％を含み０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の吸光度を示す加熱添加剤と、
を備えたことを特徴とする記述３９〜４５のいずれか１つに記載の組成物；
記述４７．
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
組成物または組成物中に存在する加熱添加剤の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を有する装置で記述３９〜４６のいずれか１つの組成物を加熱するステップと、
加熱された前記組成物を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法；
記述４８．
光重合性歯科用組成物であって、
未反応モノマーと、
充填剤と、
少なくとも１つの光開始剤は０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化され、他の少なくとも１つの光開始剤は外部の光子エネルギーによって活性化される少なくとも２つの光開始剤と、
ホウ酸塩誘導体からなる少なくとも１つの共開始剤と、を備え、
前記光開始剤は、光重合後に前記光重合性歯科用組成物に不自然な歯の色を与えないことを特徴とする組成物；
記述４９．
前記２つの光開始剤は、タイプＩまたはタイプＩＩの光開始剤またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする記述４８に記載の組成物；
記述５０．
前記光重合性材料は２つのタイプＩＩ光開始剤を含むことを特徴とする記述４８〜４９のいずれか１つに記載の組成物；
記述５１．
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、光重合を促進することを特徴とする記述４８〜５０のいずれか１つに記載の組成物；
記述５２．
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、組成物の約０．０００１〜０．５重量％の濃度で存在することを特徴とする記述４８〜５１のいずれか１つに記載の組成物；
記述５３．
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、組成物の約０．００１〜０．１重量％の濃度で存在することを特徴とする記述４８〜５２のいずれか１つに記載の組成物；
記述５４．
前記ホウ酸塩誘導体はホウ酸塩Ｖであることを特徴とする記述４８〜５３のいずれか１つに記載の組成物；
記述５５．
前記ホウ酸塩誘導体は、０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される少なくとも１つの前記光開始剤よりも少なくとも１０倍濃縮されていることを特徴とする記述４８〜５４のいずれか１つに記載の組成物；
記述５６．
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）で発生する光重合プロセス中に光退色および／または消費され、可視色を低減することを特徴とする記述４８〜５５のいずれか１つに記載の組成物； 
記述５７．
０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の範囲内の光子エネルギーによって活性化される前記光開始剤は、ラジカル形成を増加させると同時に材料の硬化を促進し、形成されたラジカルが枯渇すると同時に漂白し、完全な硬化を示す目に見える変化を提供することを特徴とする記述４８〜５６のいずれか１つに記載の組成物；
記述５８．
前記組成物は、
ａ．約５〜３０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約６０〜９５重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む第１の光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜０．５重量％を含み０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の吸光度を示す第２の光開始剤と、
ｅ．約０．０１〜５重量％を含むホウ酸塩誘導体共開始剤と、
を備えたことを特徴とする記述４８〜５７のいずれか１つに記載の組成物；
記述５９．
前記組成物は、
ａ．約４０〜９０重量％を含む未反応アクリレートモノマーと、
ｂ．約１〜２０重量％を含む無機充填剤と、
ｃ．約０．００１〜０．５重量％を含む第１の光開始剤と、
ｄ．約０．００１〜０．５重量％を含み０．４９ｅＶ〜１．９０ｅＶ（２５００ｎｍ〜６５０ｎｍ）の吸光度を示す第２の光開始剤と、
ｅ．約０．０１〜５重量％を含むホウ酸塩誘導体共開始剤と、
を備えたことを特徴とする記述４８〜５８のいずれか１つに記載の組成物；
記述６０．
必要とする対象の歯を治療する方法であって、
組成物または組成物中に存在する光開始剤の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源を有する装置で記述４８〜５９のいずれか１つの組成物を加熱するステップと、
加熱された前記組成物を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法；
記述６１．
材料容器であって、
熱可塑性樹脂と、前記容器を形成する少なくとも１つの光子エネルギー吸収促進剤添加剤と、
を備え、
前記添加剤が、光子エネルギーから熱へのエネルギー変換効率の向上、または内部に含まれる材料の加熱速度の増加を含む１つ以上の特性を増加させ、
前記添加剤は、熱可塑性プラスチック射出成形後に、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーに対して１より大きい光学密度値を持つことを特徴とする容器；
記述６２．
前記容器は、顔料、着色剤、可塑剤、または充填剤、またはそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする記述６１に記載の容器；
記述６３．
前記容器は、追加の光子エネルギー吸収促進剤添加剤、または少なくとも１つの熱伝導促進剤、またはそれらの組み合わせを前記容器の一体部分として含むことを特徴とする記述６１〜６２のいずれか１つに記載の容器；
記述６４．
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤は、歯科用光重合性材料容器の約０．０１〜２０重量％の濃度で前記容器に存在することを特徴とする記述６３に記載の容器；
記述６５．
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤は、歯科用光重合性材料容器の約０．１〜５重量％の濃度で容器に存在することを特徴とする記述６３〜６４のいずれか１つに記載の容器；
記述６６．
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも１０％であることを特徴とする記述６１〜６５のいずれか１つに記載の容器；
記述６７．
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも２５％であることを特徴とする記述６６に記載の容器；
記述６８．
前記光子エネルギー吸収促進剤添加剤の正規化された吸収スペクトルと光子エネルギー源の正規化された発光スペクトルの面積交差は、いずれかのスペクトルの曲線下面積の少なくとも５０％であることを特徴とする記述６６〜６７のいずれか１つに記載の容器；
記述６９．
前記熱伝導促進剤は、歯科材料容器の熱伝導率を向上させる添加剤であることを特徴とする記述６３〜６８のいずれか１つに記載の容器；
記述７０．
前記熱伝導促進剤は、グラファイト粒子、グラフェン粒子、セラミック粒子、金属酸化物粒子、金属粒子、カーボンナノチューブ、およびそれらの組み合わせから選択されることを特徴とする記述６３〜６９のいずれか１つに記載の容器；
記述７１．
前記熱伝導促進剤は、約０．１〜５０重量％の濃度でハウジングに存在することを特徴とする記述６３〜７０のいずれか１つに記載の容器；
記述７２．
前記熱伝導促進剤は、歯科用光重合性材料容器の約１〜１０重量％の濃度で歯科用光重合性材料容器に存在することを特徴とする記述６３〜７１のいずれか１つに記載の容器；
記述７３．
前記ハウジングは、光が容器を通ってその中に収容された歯科用光重合性材料に伝達するのを十分にブロックし、それにより歯科用光重合性材料が容器内で硬化するのを防ぐことを特徴とする記述６１〜７２のいずれか１つに記載の容器；
記述７４．
前記熱可塑性樹脂は、前記容器の約５０〜９５重量％を構成することを特徴とする記述６１〜７３のいずれか１つに記載の容器；
記述７５．
光子エネルギー吸収促進剤添加剤は、組成物の約０．１〜５０重量％を構成することを特徴とする記述６１〜７４のいずれか１つに記載の容器；
記述７６．
前記容器は、前記容器の約９５重量％を構成する熱可塑性樹脂と、前記容器の約５重量％を構成する加熱添加物とを含むことを特徴とする記述６１〜７５のいずれか１つに記載の容器；
記述７７．
対必要とする対象の歯を治療する方法であって、
記述６１〜７６のいずれか１つに記載の容器を加熱するステップであって、
前記容器は、前記容器の吸収波長にある光子エネルギーを放出する光子エネルギー放出源、または前記容器内に存在する加熱添加物、または前記容器に収容された歯科材料を有する装置で加熱されるステップと、
加熱された前記歯科材料を歯の表面に塗布するステップと、
を備えたことを特徴とする方法；
記述７８．
歯科材料を保持するための容器であって、
ａ）熱可塑性樹脂を少なくともその軟化点まで加熱するステップと、
ｂ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御するステップと、
ｃ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御しながら、５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの高い光子エネルギー吸収を有する添加剤を約０．１〜５％加え、必要に応じて分散剤を加えるステップと、
ｄ）温度を少なくとも樹脂の軟化点まで維持しながら、ａ〜ｃの混合物を混合して、前記混合物を均質化するステップと、
ｅ）ａ〜ｄの加熱された前記混合物を歯科材料容器の形状を含む金型キャビティに押し出し、キャビティから取り出す前に冷却できるようにするステップと、
を備えたプロセスによって作られたことを特徴とする記述６１〜７７のいずれか１つに記載の容器；
記述７９．
歯科材料を保持するための容器であって、
ａ）熱可塑性樹脂を少なくともその軟化点まで加熱するステップと、
ｂ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御するステップと、
ｃ）前記樹脂の温度を少なくともその軟化点に維持および制御しながら、５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの高い光子エネルギー吸収を有する添加剤を約０．１〜５％加え、必要に応じて分散剤を加えるステップと、
ｄ）温度を少なくとも樹脂の軟化点まで維持しながら、ａ〜ｃの混合物を混合して、前記混合物を均質化するステップと、
ｅ）後で歯科材料容器の射出成形に使用できるようにａ〜ｄの混合物からペレットを作成するステップと、
を備えたプロセスによって作られたことを特徴とする記述６１〜７７のいずれか１つに記載の容器；
記述８０．
作られた前記容器は歯科材料で満たされていることを特徴とする記述６１〜７９のいずれか１つに記載の容器；
記述８１．
歯科材料を加熱し、加熱された前記歯科材料を歯の表面または空洞に塗布するための装置であって、
ａ．本体と、
ｂ．歯科材料容器と係合するために本体内に移動可能に取り付けられたプランジャと、
ｃ．前記プランジャに接続され、前記歯科材料容器から歯科材料を制御可能に分配する作動手段と、
ｄ．０．５ワット〜２０ワットの光パワーを生成するエレクトロルミネセンス源で構成されている、遠位に取り付けられた光子エネルギー放出源と、
ｅ．エレクトロルミネッセンス源と電気的に連通している充電式電源と、
ｆ．エレクトロルミネッセンス源が結合される、装置本体内に配置された、または装置本体の一部を構成する一次ヒートシンクと、
ｇ．前記歯科材料容器が前記エレクトロルミネッセンス源に近接して保持されるように、前記歯科材料容器を安全に受け入れるための装置本体上のレセプタクルと、
を備えたことを特徴とする装置；
記述８２．
前記光子エネルギー放出源は、０．４９ｅＶ〜２．３８ｅＶ（２５００ｎｍ〜５２０ｎｍ）の光子エネルギーを放出できることを特徴とする記述８１に記載の装置；
記述８３．
前記光子エネルギー放出源は、１．２４ｅＶ〜１．７７ｅＶ（１０００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光子エネルギーを放出することを特徴とする記述８１〜８２のいずれか１つに記載の装置；
記述８４．
前記エレクトロルミネッセンス源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオードまたはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする記述８１〜８３のいずれか１つに記載の装置；
記述８５．
前記エレクトロルミネセンス源は、その中に歯科材料を有する歯科材料容器から約１ｃｍ未満であることを特徴とする記述８１〜８４のいずれか１つに記載の装置；
記述８６．
前記装置は、歯科材料を有する容器への光子エネルギー放射照度を増加させるためのレンズまたは光ファイバーを含むコリメータをさらに備えることを特徴とする記述８１〜８５のいずれか１つに記載の装置；
記述８７．
前記一次ヒートシンクは、前記装置内に含まれる二次ヒートシンクに結合されるか、前記装置のハウジングの一部を構成し、
前記二次ヒートシンクは、装置が５０℃を超える安全でない高温に達するのを防ぐことを特徴とする記述８１〜８６のいずれか１つに記載の装置；
記述８８．
前記一次ヒートシンクまたは二次ヒートシンクはヒートパイプに結合され、ヒートパイプは装置が高温に達するのを防ぐことを特徴とする記述８１〜８７のいずれか１つに記載の装置；
記述８９．
前記装置はさらにヒートセンサを備え、
前記ヒートセンサは、歯科材料が劣化したり治療中のオペレーターや患者に危険を及ぼしたりする可能性がある高温に前記装置が達するのを防ぎ、
前記ヒートセンサは、前記歯科材料の温度を間接的に監視し、光子エネルギー源の出力を低減または除去することができることを特徴とする記述８１〜８８のいずれか１つに記載の装置；
記述９０．
歯科材料が劣化したり治療中のオペレーターや患者に危険を及ぼしたりする可能性がある望ましくない温度に達することなく、所望の温度を維持するためのループ制御フィードバックシステムをさらに備えることを特徴とする記述８１〜８９のいずれか１つに記載の装置；
記述９１．
前記歯科材料または前記歯科材料容器の吸収特性を決定するための吸収センサをさらに備え、
前記吸収センサは、前記歯科材料の所望の温度を達成するために、光子エネルギー源の出力および/または持続時間を調整するための出力を提供することを特徴とする記述８１〜９０のいずれか１つに記載の装置；
記述９２．
歯科用光重合性材料を硬化させるための追加の光源をさらに備えることを特徴とする記述８１〜９１のいずれか１つに記載の装置；
記述９３．
追加の光源は、約３６５ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光を放射することを特徴とする記述８１〜９２のいずれか１つに記載の装置；
記述９４．
歯科用光重合性材料を硬化させるための追加の光源は、５００ｍＷ〜３Ｗの光パワーを放出することを特徴とする記述８１〜９３のいずれか１つに記載の装置；
記述９５．
歯科用光重合性材料を硬化させるための追加の光源は、７００ｍＷ〜１．５Ｗの光パワーを放出することを特徴とする記述８１〜９４のいずれか１つに記載の装置；
記述９６．
光子エネルギー放出出力は、歯科用光重合性材料を硬化させるために、追加の光源の光子エネルギー放出出力とともに、遅延させて、または同時に使用されることを特徴とする記述８１〜９５のいずれか１つに記載の装置；
記述９７．
硬化光および光子エネルギー源は、患者の口腔にアクセスするために装置の遠位に配置されることを特徴とする記述８１〜９６のいずれか１つに記載の装置；
記述９８．
光重合性歯科材料の硬化を促進するためのハンドヘルドマルチスペクトル装置であって、
ａ．熱伝導体と、
ｂ．少なくとも２つの個別の放射スペクトルを生成する、少なくとも４つの個別の遠位に取り付けられた光子エネルギー源と、を備え、
ａ．１つの光子エネルギー源が中央に配置され、少なくとも３つの光子エネルギー源が中央に配置された光子エネルギー源の周囲に放射状に位置され、
ｂ．中央に位置する光子エネルギー源の出力は、少なくとも３つの放射状に位置する光子エネルギー放出源の出力につながるか、遅れるか、同時に使用され、
ｃ．少なくとも１つの発光スペクトルを使用して光重合性歯科材料を硬化させ、少なくとも１つの発光スペクトルを使用して硬化中に光重合性歯科材料の温度を周囲温度よりも高くし、
ｄ．少なくとも４つの前記光子エネルギー源は、発光ダイオードで構成され、
ｃ．少なくとも４つの個別の光子エネルギー源は、装置本体内にある少なくとも１つの一次ヒートシンクに結合され、
ｄ．少なくとも１つの前記一次ヒートシンクが前記熱伝導体に結合され、
ｅ．前記発光ダイオードは、直流電源に電気的に接続されていることを特徴とする装置；
記述９９．
前記直流電源は、取り外し可能な充電式電源からなることを特徴とする記述９８に記載の装置；
記述１００．
少なくとも３つの放射状に取り付けられた前記発光ダイオードは、中央に位置する前記一次ヒートシンク上の発光ダイオードの周りの別の一次ヒートシンクに配置され、ほぼ均一なビームプロファイルと照明フィールドを提供することを特徴とする記述９８〜９９のいずれか１つに記載の装置；
記述１０１．
少なくとも４つの前記発光ダイオードがコリメートされて、１〜１０ｍｍの距離で約１ｃｍのスポットサイズを生成することを特徴とする記述９８〜１００のいずれか１つに記載の装置；
記述１０２．
光重合性歯科材料を硬化させるための少なくとも１つの前記光子エネルギー源は、５００ｍＷ〜３Ｗの光出力で３６５ｎｍ〜５００ｎｍの光を放射することを特徴とする記述９８〜１０１のいずれか１つに記載の装置；
記述１０３．
硬化中に光重合性歯科材料の温度を周囲温度より高くするための少なくとも１つの前記光子エネルギー源は、５００ｍＷ〜３Ｗの光パワーで５２０ｎｍ〜２５００ｎｍの光を放出することを特徴とする記述９８〜１０２のいずれか１つに記載の装置；
記述１０４．
記述８１〜１０３のいずれか１つに記載の装置を用いて、歯科用複合材料または歯科用複合材料を含む容器を加熱するステップを備えることを特徴とする、必要とする対象の歯を治療する方法。
【０１６５】
本明細書の本発明は、その記載された実施形態に関連して記載されているが、特に記載されていない追加、修正、置換、および削除が、添付の特許請求の範囲で定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく行われ得ることを当業者は理解するであろう。したがって、前述の詳細な説明は限定ではなく例示と見なされること、および本発明の精神および範囲を定義することを意図しているのは、すべての同等物を含む以下の特許請求の範囲であることを理解されたい。
【図１】
2020529873.tif 000023
【図２】
2020529873.tif 000024
【図３】
2020529873.tif 000025
【図４】
2020529873.tif 000026
【図５】
2020529873.tif 000027
【図６】
2020529873.tif 000028
【図７】
2020529873.tif 000029
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際調査報告】
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