第1章

歯科用ジルコニアの最新基本情報① 歯科用ジルコニアの動向
厚生労働省は薬事工業生産動態統計 1）を毎年公表しス」の中心は CAD/CAM 切削加工ジルコニアである．

ているが，筆者は 1985 年から現在に至るまで統計表

この変遷は，歯科技工用器具・装置の推移（図 2）のからデータを抜粋し，歯科材料・機器の生産・輸入総中で，2009 年以降に CAD/CAM 装置の総額だけが急額をグラフ化している．歯科用セラミックス材料の推激に増加していることとも連動している．また，ス移（図 1）では，「陶歯」が減少の一途をたどっている．

キャナーの販売台数（図 3）の着実な伸びをみても，「金属焼付用陶材」は 2002 年以降，15 億円前後であCAD/CAM による歯科修復物の製作が歯科技工の中るが，内訳は激変している．2000 年は生産・輸入総心になっていくものと思われる．額の約 81 ％は国内使用であったが，2020 年の国内使一方，CAD/CAM ハイブリッドレジン冠が 2014 年

用は約 16 ％で輸出は約 84 ％になっている．なお，両4 月に保険適用されたことは，歯冠修復材料市場に与年の輸入額は 0.37 および 0.22 億円ときわめて少なえる影響がきわめて大きく，これまで順調に伸びてきい．国内での金属焼付陶材の利用が激減していること

た CAD/CAM オールセラミックス冠（ほとんどがジがわかる．

ルコニアと考えられる）の出荷額が 2014 年には鈍化

一方，2005 年以降増加傾向にある「その他のセラした（ 図 4 ）．これに対して，保険適用の CAD/CAMミックス」は，ジルコニア等の CAD/CAM 切削用セ用ハイブリッドレジンは当初，小臼歯だけの適用でラミックスが中心であり，2005 年に Cercon が日本国あったが，2017 年に大臼歯，2020 年には前歯にも保内での薬事承認を取得して以来，急激に増加してい険適用となり，CAD/CAM 用ハイブリッドレジンのる．そして，2014 年で「その他のセラミックス」の出荷額は着実に伸びている． この数字からも，改め生産・輸入総額が「金属焼付用陶材」を越えている．

て，日本における保険行政の影響の大きさを感じる．

2019 年より「その他のセラミックス」は「切削加工しかし，CAD/CAM 用ハイブリッドレジンの出荷額用セラミックス」と「加圧成形用セラミックス」に統とほぼ同程度に切削加工用ジルコニアの出荷額も増加

計上の品目名が変更された．
「切削加工用セラミック

し，2021 年度で約 28.3 億円に達している 2）．

50

陶歯生産＋輸入総額（億円）

金属焼付用陶材40

歯科用陶材
その他の歯科用陶材

30

その他のセラミックス
切削加工用セラミックス
加圧成形用セラミックス

20

10

1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
20092010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020

06

補綴臨床別冊／ジルコニア修復の常識と鉄則図 1 歯科用セラミックスの生産・輸入総額の推移（文献 1）よりグラフ化）．

ジルコニア
修復常識

ジルコニア修復物は割れにくいが，絶対に割れないわけではないの常識と鉄則

01

セラミックスのなかではジルコニアは抜群に強いが，条件によっては割れる．割れないセラミック
スはない．ただし，適正に使用すれば，ジルコニア修復物が割れることは稀である．

ジルコニアは「ホワイトメタル」と称して日本に紹し，金属とは異なり，塑性変形をほとんどせず，耐力介されたため，いまだにジルコニアは金属であると誤以上の荷重が負荷されれば破断する（①）1）．金属の解している歯科関係者がいる．ジルコニアはジルコニ

場合は，破断の前に曲がったり伸びたりという変形がウム（Zr）という金属元素と酸素（O）の化合物であ生じる（②）．一方，他の歯科用セラミックスと比較り，ZrO2 の化学式で表される酸化物である．したがっすると，ジルコニアは抜群に優れた機械的性質と耐久て，金属とは異なる挙動の機械的性質を示す．

性を有しており（③）2，3），審美歯科修復物としての信ジルコニアは歯質および他の修復材料よりも弾性係頼性は高い．クラウン，ブリッジ，アバットメント，数が大きく，硬く，耐力も純チタンより大きい．しかインプラントフィクスチャーなどの多くの審美歯科修

Table.1

最小厚さと連結部断面積（3M 社の Lava で公示されている数字）
．
前歯部修復

適用症例
単冠臼歯部修復

肉厚

断面積

肉厚

断面積

0.3 mm-0.5 mm-2

３本ブリッジ

0.5 mm7 mm

0.5 mm

9 mm2

４本ブリッジ

0.5 mm7 mm2

0.5 mm9/12/9 mm2

４つのポンティックの 6 本ブリッジ

0.7 mm

10 mm2--① 3 点曲げ試験時の荷重 - 変位曲線（文献 1）より引用・改変）．純チタンはジルコニアより小さい荷重で曲がってしまうが，折れない．ジルコニアは限界の荷重（耐力）を超えると破折する．

800700荷重（N)600500400ジルコニア 2×2 mm

300

アルミナ 2×2 mm

200

純チタンφ2 mm

10000.028

アクリル 2.9×2.9 mm
0.20.40.6
変位（mm）

0.8

補綴臨床別冊／ジルコニア修復の常識と鉄則

1.0② 曲げ試験時の挙動を材質により比較した模式図．
金属は曲がるが，ジルコニアは限界の荷重（耐力）を越えると破折する．

ジルコニア

金属

ジルコニア
修復の常識と鉄則

06

常識

ジルコニアを鏡面研磨すると生じる
真珠光沢は“構造色”である

我々の身の回りに存在する “色” は「色素」と呼ばれる分子（有機および無機化合物）によって可視光線が吸収あるいは放出されることによるものと，「構造色」と呼ばれる光の波長程度あるいはそれ以下の微細な構造による光学現象に由来する発色の二つに大別される．
3Yジルコニアの場合も粒子の大きさ（200 〜 600 nm）が可視光線波長（380 〜 780 nm）に近似した多結晶体であり，比較的均質で，形態も球状に近く，フォトニック結晶として作用し構造色が生じるものと考えられる．修復物としてはこの真珠様光沢に違和感を覚える人も多いと聞く．鏡面研磨の程度を落とせば，この現象は押さえられる．しかし，咬合に関与しない部位であれば，この処置でもよいが，咬合部位は対合歯の摩耗に関係するため必ず鏡面研磨仕上げにしなければならない．

3Y のジルコニアを鏡面研磨すると表面は真珠のよ放出されることによるものと，「構造色」と呼ばれるうな光沢を呈するようになる ．これは微細組織を反光の波長程度あるいはそれ以下の微細な構造による光映する “ 構造色 ” という現象である．この理解を深め学現象に由来する発色の二つに大別される 2）．

1)

基本的な光の振る舞いには「反射」「屈折」「干渉」「回るため，色の発現について説明する．
“ 色 ” とは「可視光線により視細胞が刺激を受ける折」「散乱」がある．これらの振る舞いを微細構造によことによって感じられるもの」である．我々の身の回りうまく利用することで構造色は発現する（①）．自りに存在する “ 色 ” は「色素」と呼ばれる分子（有機然界で見られる構造色は，具体的には薄膜，多層膜，および無機化合物）によって可視光線が吸収あるいは回折格子，フォトニック結晶，微粒子などの微細な構薄膜（干渉）

規則的に並んだ物体による回析格子（回析）

多層膜（干渉）①

回析格子（回析）微粒子（レイリー散乱）

微粒子（ミー散乱）

構造色を誘起する種々の微細構造模式図．

PRACTICE IN PROSTHODONTICS Extra issue61チェアサイド

鉄則の常識と鉄則

01

ジルコニアの種類によって，最適な支台歯削除量や支台歯形態は異なる

ジルコニアの種類によって修復物の肉厚は変える必要があり，支台歯削除量および CAD/CAM 切削に適した支台歯形態にすべきである．

イットリア系ジルコニアは 12 種類が現在流通してを成型していくため，それに対応した支台歯の形態におり，日本では従来型 TZP（3Y-HA），高透光性 TZPする必要がある（④，⑤）．特に，マージン部の形態は（3Y），高強度 PSZ（4Y），高透光性 PSZ（5Y および重要で，強調されたシャンファーまたは線角を丸めた6Y）の 5 種とその積層型が主に流通している ．種類

2）．歯ラウンデッドショルダーが推奨されている（⑥）

によって強度と透光性が異なるため，形成すべき支台

科用 CAD/CAM システムでは，アンダーカットはブ

歯形態は当然異なる．

ロックアウトされるようになっている．ショルダーは1）

従来型 TZP（3Y-HA）では，透光性が低いため陶内面が角張った形状で，光が正確に反射されずスキャ材を前装するのが一般的であり，高透光性 TZP およ

ニングのエラーが生じやすく，エラーの部分は削り残

び PSZ（3Y，4Y，5Y および 6Y）では，陶材を前装しや削りすぎになる3）．

しないモノリシックジルコニア冠（またはフルジルコ

さらに，先端が鋭利な支台歯も CAD/CAM 切削のニア冠）として用いられる（①）．したがって，陶材場合は大きな影響を及ぼす．修復物の内面の先端が鋭の厚みが不要となるため，歯質削除量は格段に少なく利で最小径のミリングバーが入らない場合は，自動補なる．しかし，ジルコニアは種類によって強度は異な正により工具逃げが付与される．そのため，鋭利な箇

り，透光性の高いジルコニアは強度が劣るため（②），

所は余分に切削が行われる（⑦）3）．余分に切削を行う

修復物の厚みは大きくする必要があり，支台歯削除量も増えることになる．各社は，それぞれに適応する最低厚みを呈示している（例えば ③，④）．
また，金属鋳造冠の場合とは異なり，切削で修復物

従来型 TZP（3Y-HA）

0.5 mm高透光性 TZP（3Y）

1.5～2.0 mm
0.4 mm

透過率（％）

前装陶材

50

高透光性PSZ
高透光性（6Y）
PSZ（5Y）

高強度PSZ（4Y）
高透光性TZP（3Y）40

従来型TZP（3Y-HA）

0.2 mm
陶材前装ジルコニア冠

モノリシックジルコニア冠① 陶材前装ジルコニア冠とモノリシックジルコニア冠の構成比較（文献 1）より引用・改変）．モノリシックジルコニア
冠は陶材に相当する厚みが不要であるため，歯質削除量は少なくてすむ．

66

補綴臨床別冊／ジルコニア修復の常識と鉄則

30

500

600

700

800

900

1000 1100 1200

曲げ強さ（MPa）② 5 種イットリア系ジルコニアの曲げ強さの比較（文献 1）より引用・改変）．イットリア含有量が増すと透光性は高くなるが強度は低下する．

ラボサイド鉄則

ジルコニアの研磨作業時間を短くするためには，形態修正・研磨に適切な器具・材料を順序正しく使用しなければならないの常識と鉄則03

フルジルコニア修復物表面は口腔内に露出するため，咬合調整のための研削による形態修正後，ダイヤモンドペーストで鏡面に仕上げることが必須である．鏡面研磨することで化学的耐久性が向上し，摩擦摩耗性が改善され，結果として対合歯の摩耗と破損のリスクを軽減することに繋がる．

ジルコニアは硬く強いので「他の修復材料に比較し先端で応力誘起相転移が生じるため，深いクラックはて研磨に時間がかかる」と言われ続けている．しかし，生じにくいと考えられる．したがって，大きな砥粒をジルコニアの形態修正・研磨に適切な器具・材料を順用いて，少しでも深いクラックを発生させるのが効率

序正しく使用すれば，研磨作業時間は短くすることが的である．歯科用ジルコニアの形態修正用ダイヤモンできる．まず，形態修正のための研削と鏡面にするた

ドポイントは比較的大きなダイヤモンド砥粒を金属まめの研磨の基礎についてセラミックスに特化して説明

たはガラスなどの剛性の強い材料でステンレス鋼シャする．

フトに固定されたものである（②）2）．

セラミックスの形態修正のための研削では，粉状鏡面研磨は物を磨くことで表面を鏡面のように滑らチップが砥粒進行方向からだけでなく，通過後の加工かに仕上げることをいう．鏡面研磨の機構は主に以下面からも飛び出してくる（①） ．これは，砥粒とのの三つの説が提示されている 3-5）．

接触応力により加工面に亀裂（クラック）が生じ，砥❶ 微小切削説：研磨材のもつ物体を削り取る力によっ粒の通過後に応力が急激に開放されるためクラックのて表面を少しずつ切削することで凹凸が平坦化され肩部が押し上げられ破片が離脱する．ジルコニアのよる．粗工程の研磨は主としてこの作用による．この場

うに結晶粒子間の結合が大きいセラミックスでは，粒合，微細な砥粒はポリッシャーに弾性的に抱えこまれ内破壊が多く生じる．しかし，ジルコニアはクラックており（③），加工物表面に浅く作用し，微少な切り1）

砥粒通過後の加工面からのチップ運動方向
砥粒2

砥粒1
未加工面

加工物

①116

砥粒前縁の切れ刃によるクラック

セラミックス材料の粗研削の模式図（文献 1）より改変）．
補綴臨床別冊／ジルコニア修復の常識と鉄則② ジルコニア形態修正用ダイヤモンドポイント．左からシンターダイヤ，スーパーコース，ビトリファイドダイヤ（松風）．シンターダイヤは金属を焼結，ビトリファイドダイヤ
はガラスでダイヤモンド砥粒が固定されている．