Special Report

光学印象によるデジタルコピーデンチャー製作の可能性―臨床での活用に向けた精度検証川島茂

aShigeru Kawashimab

図 1-a，b

株式会社シケン（徳島県小松島市）

従来法によるコピーデンチャーの製作

は じめに
近年，歯科界ではデジタル化が進み，従来のアナログ

1．衛生面の問題的な印象採得や歯科技工士のワークフローが変化するこ

口腔内で機能的に問題なく使用されていても，床用樹とで，補綴装置の精度や作業の効率が向上することを脂や人工歯の経年劣化，歯石の沈着等で衛生面を損ねて我々は期待している．多数歯欠損症例における義歯製作いる義歯が，誤嚥性肺炎の要因になる可能性もある．こは，ワークフローが多くデジタル化の遅れている領域だのような場合，使い慣れた義歯の形態をそのままに，機が，光学印象の精度向上やデジタルを活用した人工歯排能的，審美的要素を変えずに新製義歯と同等の材料へ置列など，技術や歯科用材料の進化により，今後急速にデ換ができれば，衛生面での改善が期待できる．

図 2 『IScan D104i』（Imetric）

図 3 『TRIOS 3』（3Shape）

ジタル化が進んでいくと考える．
日本では 2013 年に高齢化率が 25％を超え，2025 年

2．災害時の対応には 30％以上になると言われている．そのような状況

災害時には，義歯を持たずに被災する可能性もあり，の中，今後は訪問歯科診療の需要も増えていくと予想さ

その後すぐに新製義歯を製作することは環境的に容易でれるが，使い慣れた使用義歯のコピーデンチャーを新製はない．

義歯として置き換えることが可能になれば，治療の幅も広がり患者満足も得られるだろう．
そこで今回，デジタル技術を利用した新しいワークフbc

図 4-a 〜 e 『TRIOS 3』によるスキャンデータ．RealColor スキャニングによりリアルな色調が再現できる

de

しかし義歯のデータが保存されていれば，来院することなく今まで使用していた義歯と同じコピーデンチャーの製作が可能になる．

ローのコピーデンチャー製作法を創出するため，デジタルコピーデンチャーの製作と検証を行った．

a3．訪問歯科診療での活用
訪問歯科診療では義歯を新製する場合，診療スペースデ ジタルコピーデンチャーの（図 2 〜 4）
．義歯全周のスキャンにかかる時間は技工用スキャナーで約 30 分，IOS は約 3 分と，スピードでデ ジタルコピーデンチャーの可能性と持ち込める機材が限られるうえ，時間的にも制約を受

従来コピーデンチャーは，複製義歯製作用のフラスコけるためその工程は容易ではない．現在使用している義とアルジネート印象材，複製義歯専用樹脂を使用して製歯をそのまま残し，コピーデンチャーを製作し治療用義作を行っていたが，精度，強度，審美性，耐久性には限歯からスタートする治療法もあるが，IOS（口腔内スキ現在の使用義歯（以下，マスターデンチャー）のスキャであることが課題である．IOS によるスキャニングの界があると感じている（図 1）．デジタルでの製作が可ャナー）の利用が可能になれば大幅にワークフローが改ンを，技工用スキャナー『IScan D104i』（Imetric）と，手順を図 5 〜 11 に示す．スキャニングの方法はいく

能になれば，以下の問題点が改善できると考える．

善できる．

IOS『TRIOS 3』（3Shape）の 2 機種を用いて行ったつかあり，これはあくまでも一例である．

001 歯科技工 September 2021 vol.49 no.9

精度検証に使用した機器及び材料

1．使用義歯のスキャン
今回，デジタルコピーデンチャーの精度検証にあたり，は圧倒的に IOS が有利との結果になった．
IOS のスキャニングについては，粘膜面から研磨面，咬合面にかけて連続で行うが，術者の慣れとコツが必要

The International Journal of Dental Technology 002

Special Reportadaa

光学印象によるデジタルコピーデンチャー製作 の可能性

bce

図 5-a 〜 e 義歯の左側後縁部の粘膜面からスキャンデータ読み込みを開始し，前歯部へと移り，右側後縁部まで進める

bb

図 9-a，b そのまま右側から前歯の順で咬合面のスキャンデータ読み込みを行う

ab

図 10-a，b 左側咬合面へと移り，左側人工歯の舌側面から前歯へ移動するab

図 11-a，b 右側人工歯舌側面に移り，最終的に口蓋面のスキャンデータ読み込みで終了する

ababc

図 6-a，b 口蓋部全体のスキャンデータ読み込みを終了する

図 7-a，b 左側粘膜面から辺縁部を囲むように頰側研磨面と人工歯の頰側面までのスキャンを行い，同じような範囲で前歯部へ進む

図 12-a 〜 c

CAD 上で義歯床部と人工歯部のデータを分離する

2．コピーデンチャー加工前の準備

a003 歯科技工 September 2021 vol.49 no.9b

図 8-a，b右側へと移る

義歯床部と人工歯部を分割して加工するため，マスタる作業を行った（図 12）．作業には 40 分を要したが，ーデンチャーのスキャンデータを，Autodesk 社製の今後この工程は CAD ソフトの進化で自動化できること

CAD ソフト『PowerShape』を使用しデータを分離すを期待している．

The International Journal of Dental Technology 004

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光学印象によるデジタルコピーデンチャー製作 の可能性

図 13 義歯床用樹脂『アクロン』（ジーシー）

図 15 『LF-160』（松浦機械製作所）

図 17 『Denture Base LP Resin』（Formlabs）

図 14 『ピュア PMMA ディスク』（クエスト）ab

図 20-a 〜 c マスターデンチャーと，技工用スキャ
ナー・IOS のスキャンデータをもとにミリング加工したコピーデンチャーの比較（正面観）．a：マスター
デンチャー．b：技工用スキャナー．c：IOS

cab

図 21-a 〜 c 同，前歯部のクリアランス．a：マスターデンチャー．b：技工用スキャナー．c：IOS．
赤丸部の再現性に変化がみられる

c

図 16 『DWX-52DC』（DGSHAPE）

図 18 『Denture Teeth Resin』（Formlabs）

図 19 『Form 2』（Formlabs 社）

3．加工法についてデジタルデータでコピーデンチャーを製作するため，Base LP Resin』（Formlabs），人工歯部に『Denture

ミリング加工法と積層 3D プリント加工法の 2 つの方法

Teeth Resin』（Formlabs）の A2 を使用し，歯科用を用いた．ミリング加工法では，義歯床部は義歯床用樹

3D プリンター『Form 2』（Formlabs）で 3D 積層プ脂（アクロン；ジーシー）を重合したディスクを製作し，リント加工を行った（図 17 〜 19）．これらのレジン『LF-160』（松浦機械製作所）でミリング加工を行い，材料は，アメリカで FDA の認証は取得しているものの，人工歯部は『ピュア PMMA ディスク』（クエスト）の日本国内では未承認材料であるため，研究目的としてのA2 を『DWX-52DC』（DGSHAPE）でミリング加工し使用については被験者の承諾を得ている．積層 3D プリ

た（図 13 〜 16）．加工時間は義歯床部が約 360 分，ント加工法の所要時間は義歯床部が約 150 分，人工歯マスターデンチャーと正面観で比較すると，技工用ス人工歯部で約 180 分を要した．その後，レジンセメン部で約 90 分を要し，人工歯部の接着はミリング加工法

キャナーと IOS のスキャンデータをもとに同一材料でト（レジセム；松風）で義歯床部と人工歯部を接着し，と同様にレジンセメントで接着，研磨して完成した．時

切削加工されたコピーデンチャーであっても，技工用ス側方面観を確認すると，IOS を使用したデジタルコ研磨して完成した．

間的にはミリング加工法より積層 3D プリント加工法のキャナーを使用したもののほうが人工歯部の再現性は高ピーデンチャーの第一大臼歯に早期接触があり，口腔内ほうが 300 分ほどの時間短縮となった．

く，歯冠形態が明確にコピーされているのが確認できるでも干渉が強いことが確認された（図 22）．

積層 3D プリント加工法では，義歯床部に『Denture005 歯科技工 September 2021 vol.49 no.9

装 着時口腔内の観察
1．ミリング加工法（図 20）．
前歯部のクリアランスについては，IOS でスキャンしたデジタルコピーデンチャーの右側中切歯舌側面（赤丸部）の再現性に変化が見られ，こちらも技工用スキャナーに優位性があることがわかった（図 21）．

The International Journal of Dental Technology 006

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光学印象によるデジタルコピーデンチャー製作 の可能性

ababc

図 22-a 〜 c 同，側方面観．a：マスターデンチャー．
b：技工用スキャナー．c：IOS．赤丸部で早期接触が認められた

図 24-a 〜 c 同，前歯部のクリアランス．a：マスターデンチャー．b：技工用スキャナー．c：IOS．
ミリング加工したコピーデンチャー同様，赤丸部の再現性に問題があった

cababc

図 23-a 〜 c マスターデンチャーと，技工用スキャ
ナー・IOS のスキャンデータをもとに積層 3D プリント加工したコピーデンチャーの比較（正面観）．a：マ ス タ ー デ ン チ ャ ー．b： 技 工 用 ス キ ャ ナ ー．c：IOS

図 25-a 〜 c 同，側方面観．a：マスターデンチャー．
b：技工用スキャナー．c：IOS．3D プリント積層法によるコピーデンチャーでも，第一大臼歯部に早c期接触がみられた

2．積層 3D プリント加工法
使用材料の違いはあるが，ミリング加工法と比較する歯冠形態を再現できていることが確認される（図 23）．と審美的には再現性は低く感じられる．スキャナーの比前歯部のクリアランス，側方面から見た臼歯部についフ ィットチェッカーによる粘膜面適合検査

ャーと積層 3D プリント法のデジタルコピーデンチャー

較ではミリング加工時と同様に，技工用スキャナーを使ては，ミリング加工法と同じような傾向が確認され，技フィットチェッカーを用いて，粘膜面の適合状態を調ともに，前方部と後縁部が封鎖されており同じような状用したコピーデンチャーのほうが，IOS のデータから工用スキャナーのほうが再現性は高いと感じる（図 24，べた．マスターデンチャーとそれぞれのコピーデンチャ態が確認できる．適合性については IOS より技工用ス加工したものよりもはっきりとメリハリがある審美的な25）．

ーの比較では，ミリング加工法のデジタルコピーデンチキャナーに優位性が認められる（図 26）．

007 歯科技工 September 2021 vol.49 no.9

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Special Reporta

光学印象によるデジタルコピーデンチャー製作 の可能性

babcd

図 26-a，b フィットチェッカーによる粘膜面適合検査．a：上段がマスターデンチャー，下段が技工用スキャナーのデータをもとに，ミリング加工（左），積層 3D プリント加工（右）したコピーデン
チャー．b：IOS により取得したデータから，ミリング加工（左），積層 3D プリント加工（右）により製作したコピーデンチャー

図 28-a 〜 d 同，咬合面観．a：技工用スキャナーのデータからミリング加工で製作．b：技工用スキャナーのデータから積層 3D プリント加工で製作．c：IOS のデータからミリング加工法で製作．d：IOSのデータから積層 3D プリント法で製作
acbabcdd

図 27-a 〜 d マスターデンチャーと各コピーデンチャーの STL データのマッチングによる比較（正面観）．a：技工用スキャナーのデータからミリング加工で製作．b：技工用スキャナーのデータから積層3D プリント加工で製作．c：IOS のデータからミリング加工法で製作．d：IOS のデータから積層 3D プ
リント法で製作

デ ジタルデータのマッチング比較によるデジタルコピーデンチャーが，マスターデンチャーと比較しても特に誤差が少ない青色となっていること

マスターデンチャーと各加工法により製作したデジタが確認され，体積差も少ない．同じように積層 3D プリ

ルコピーデンチャーの STL データの座標軸を合わせ，ント加工法のコピーデンチャーでも，IOS と比較し技データを重ね合わせて誤差をカラーチャートで色分けし工用スキャナーを使用したほうに優位性がみられる（図画像に示した．誤差が 0 〜 100μm 程度までであれば27）．

図 29-a 〜 d 同，粘膜面観．a：技工用スキャナーのデータからミリング加工で製作．b：技工用スキャ
ナーのデータから積層 3D プリント加工で製作．c：IOS のデータからミリング加工法で製作．d：IOSのデータから積層 3D プリント法で製作色）の変化となっている．それを踏まえ歯列だけに注目最も重要な粘膜面の比較では，圧倒的にミリング加工

青で表示され，緑が約 250μm，黄色は約 300μm，オ次に咬合面の比較になるが，口蓋部についてはマスタしてみると，誤差は 100 〜 200μm 程度で咬合調整は法のコピーデンチャーに優位性が確認される．技工用ス

レンジは約 380μm，赤が約 500μm と，誤差が増えてーデンチャーがメタルプレートで厚みが 0.5mm と薄く必要だが，IOS のほうに優位性があることが確認される．

キャナーのデータをもとにミリング加工されたコピーデ

いくにつれて赤系の色味になっていく．

なっており，デジタルコピーデンチャーでの再現が不可

特に IOS を使用したミリング加工法のコピーデンチャ

ンチャーは，被験者も違いをはっきりと確認することは能と判断しデータ修正を行ったため，500μm 以上（赤ーに優位性がみられる（図 28）．

難しいと感じていた（図 29）．

正面観は，技工用スキャナーを用いたミリング加工法

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光学印象によるデジタルコピーデンチャー製作 の可能性

表 1 ブーリアン演算による，マスターデンチャーと技工用スキャナーのデータから製作したコピーデンチャーとの総体積（mm3）の誤差メッシュの体積（ミリング）

技工用スキャナー
originalab

メッシュの体積（3D プリンター）

16840.345045

copy

16250.249354

16805.346274①（original）−（copy）

322.784942

465.824454②（copy）−（original）

82.888116

430.818236（①）＋（②）405.673058

896.642690

表 2 同，IOS のデータから製作したコピーデンチャーとの総体積（mm3）の誤差
メッシュの体積（ミリング）

口腔内スキャナー
originaldc

図 30-a 〜 d 従来法で製作したコピーデンチャーとマスターデンチャーのデータマッチングによる比較．a：正面観．b：咬合面観．口蓋部は製作時，意図的に厚みを調整している．c，d：粘膜面観．500
μm 以上の変化がみられる赤丸部 5 カ所については，装着時に調整が必要となるメッシュの体積（3D プリンター）

15793.036071

copy

15812.196999

16101.763657①（original）−（copy）

233.586130

324.377986②（copy）−（original）

252.754318

632.392892（①）＋（②）486.340448

956.770878

表 3 同，従来法により製作したコピーデンチャーとの総体積（mm3）の誤差
従来法

図 31 従来法で製作したコピーデンチャー装着
時の口腔内．矢印部のような歯頸部，歯間乳頭の再現性が明確でない

メッシュの体積（レプリカ）

3000

2749.688432

2500
2000

original

16840.345045

copy

14646.323482①（original）−（copy）

2471.766529

500②（copy）−（original）

277.921903

0（①）＋（②）2749.688432

1500
1000

956.770878

896.64269
486.340448

405.673058

ミリング

3Dプリンター

技工用スキャナー

ミリング

3Dプリンター

口腔内スキャナー

従来法

図 32 マスターデンチャーと各コピーデンチャーのブーリ
アン演算による総体積の誤差比較（mm3）

数 値化による比較

IOS 積層 3D プリントコピーデンチャー，従来法コピー

さらに比較のため，複製義歯専用樹脂を使用し従来法30）．なお，咬合面観の口蓋部に大きく変化が表れて『PowerShape』にてブーリアン演算を行い，マスタで製作したコピーデンチャーも計測を行った．収縮の少いるのは，製作時に強度を考慮して意図的に厚みの調整ーデンチャーと各コピーデンチャーの総体積の誤差を計

スキャナーの比較では技工用スキャナーのほうが IOSない樹脂を使用しており変化は少ないと考えられたが，を行っているためである．

算し，比較を行った（表 1 〜 3，図 32）．その結果，より誤差が少なく，加工法の比較ではミリング加工法のデンチャーとなった．

後方の上顎結節付近と一部の辺縁が明らかに大きく変化

実際に装着された従来法によるコピーデンチャーを見誤差が少ない順に，技工用スキャナーミリング加工コピほうが積層 3D プリント法より誤差が少ない結果となっしている．粘膜面で 500μm 以上の変化が確認される赤ると，特に審美面で矢印のような歯頸部，歯間乳頭の歯ーデンチャー，IOS ミリング加工コピーデンチャー，技た．また，いずれのデジタルコピーデンチャーも，従来丸部 5 カ所に調整が必要であることが理解できる（図

肉の再現が明確化できないのが確認される（図 31）．

工用スキャナー積層 3D プリントコピーデンチャー，法で製作したコピーデンチャーより誤差が少なかった．

011 歯科技工 September 2021 vol.49 no.9

The International Journal of Dental Technology 012

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表4

今回検証したコピーデンチャーの使用材料，被験者の評価等．オレンジで示した部分が被験者の主観的評価

印象法

マスター

技工用スキャナー

IOS

従来法

デジタル

デジタル

アナログ
（従来法）

製作方法
加工方法

マスター
（金属床タイプ）ミリング

3D プリントミリング

3D プリント

レプリカ

適合◎

◎

〇〇×〇

咀嚼◎◎

〇〇〇〇違和感

◎◎

◎

〇××

食べられないものなし

なし

厚い肉

厚い肉

たくわん・肉たくわん・肉

主観的点数

100

98

90

90

75

80

総体積の誤差0405.673058

896.64269

486.340448

956.770787

2749.688432

メーカー名

クエスト

クエスト

Formlabs

クエスト

Formlabs

亀水化学工業

ハードピュアピュア PMMA
ディスク A2

DentureTeeth Resin
A2

ピュア PMMA
ディスク A2

DentureTeeth Resin
A2

レプリカ歯冠色

医療機器分類

管理医療機器管理医療機器一般医療機器管理医療機器一般医療機器管理医療機器メーカー名

Heraeus
Kulzerジーシー

Formlabs

ジーシー

Formlabs

亀水化学工業

PalaXpress

床用樹脂アクロンを重合Denture
Base LP
Resin

床用樹脂アクロンを重合

DentureBase LP
Resin

レプリカ床色管理医療機器管理医療機器輸入管理医療機器

輸入管理医療機器

材料名

材料名

人工歯部

義歯床部

医療機器分類検 証のまとめルの許容できる適合性はすべてのスキャン方法と加工法

今回の使用材料等を表 4 に示す．また，被験者が現で満たしていると示唆される．

在使用しているマスターデンチャーは 2 年以上使用しており，リライン，咬合調整などはなく，問題なく使用しお わりにている状態である．被験者の主観的評価になるが，これ長年使い慣れた義歯でも材質による経年劣化は避けらを 100 点として，数週間ほど使用してもらった今回製れないが，デジタルを活用することにより，機能面を損作した 5 タイプのコピーデンチャーの評価も行った．

なわず衛生面での改善や，精度，機能，審美，耐久性にスキャン方法の比較では，IOS が 1 顎 3 分でスキャ優れたコピーデンチャーの製作が可能になる．

ンを行うことができ，時間的に優位性があるが，精度の歯科技工士の減少，特にデンチャーワークを行う歯科面では技工用スキャナーのほうが高いことを確認した．

技工士の減少が予想される中で，デンチャーワークのデ加工法による違いでは，加工時間は積層 3D プリント加ジタル化はコスト面などを考えると 3D プリント積層法工法が短い一方で，精度的にはミリング加工法に優位性が主流になるのではないかと感じている．今後，さらなを認める結果となった．ただ，どの製作方法も誤差る使用材料の進化も期待されるので，引き続き臨床での300μm 以内の精度が保たれていることから，臨床レベ研究を進めていきたい．

013 歯科技工 September 2021 vol.49 no.9