学術
水中域と乾燥域における床用樹脂の寸法変化の比較

須原淳次

徳島県歯科技工士会所属（株） シケンⅠ．はじめに歯科技工士は患者のニーズを考慮し, 機能的・審美的そして適合精度の高い歯科補綴物を製作し、長期間使用してもらえることを望んでいます。しかし,義歯の場合その保管方法によって,適合不良やクラック・変色等の不具合を生じる場合があります。
近年, 多種の床用樹脂が各メーカーから販売されていますが, 以前の床用樹脂と比較しても,マテリアルの進化に伴い, 強度・適合精度・操作性など格段に向上しています。その床用樹脂を使用して製作された義歯は, 水中もしくは, 洗浄剤に入れて保管するのが一般的に推奨されています。
口腔内は, 咀嚼嚥下時の湿状態と,それ以外の乾燥状態が日々繰り返されている。床用樹脂は吸水によって膨張し, 乾燥状態におくと, 収縮が生じる。
このような湿潤と乾燥を繰り返してしまうと, 床用樹脂表面層での水の増減が起こり床表面のクラッⅡ．実験材料

クの一因になったり, 床全体の変形につながると考えられます。また重合直後の状態では床用樹脂内部の水分が飽和状態になっておらず, 分子間に隙間がある状態なので, 水中保存し, 樹脂内部を水分で満たすことにより, 残留モノマーの還元や床の適合精度が向上するとも考えられます。
そこで, 水中域と乾燥域での保存方法における寸法変化はどのくらいなのか？また床用樹脂の種類によりどのくらい変化があるのか？具体的な数値が必要だと考えました。私が勤めている株式会社シケン
では, アクリルレジン・ポリカーボネイト・熱可塑性アクリルレジン・ポリアミド樹脂・ポリエステル樹脂など多種の床用樹脂を扱っています。今回は５種類の床用樹脂を使用し, 比較検証したので報告します。

１）床用樹脂①クィックアクロン（株式会社 ジーシー）②バイオカーボ（ハイデンタルジャパン株式会社）③アクリジェット（ハイデンタルジャパン株式会社）④エステショットブライト（株式会社アイキャスト）⑤アンカーアミド（株式会社 クエスト）

３）石膏①ニュープラストーン（株式会社 ジーシー）②コスモスＡ－１（株式会社キャスティングオカモト）③ハードロックイエロー（株式会社 クエスト）④クエストＴタイプ（株式会社 クエスト）⑤スルホンストーンＨ（ハイデンタルジャパン株式会社）

２）ワックスパラフィンワックスレギュラータイプ（株式会社 クエスト）４）スプルー
ピュアスプルーワックス（株式会社クエスト）

図１ アクリルレジン樹脂(クィックレジン)
参考資料 １）

図２ ポリカーボネイト樹脂(バイオカーボ)
参考資料 ２）

図３ 熱可塑性アクリルレジン樹脂(アクリジェット)
参考資料 ２）

図５ ポリエステル樹脂(エステショットブライト)

図４ ポリアミド樹脂(アンカーアミド)
参考資料 ３）

図６

熱可塑性の樹脂は乾燥機にて指定の時間乾燥させる。

Ⅲ．実験方法
１）模型製作
今回実験に使用する模型は, 歯科理工学の実験に使用していた, 無歯顎上顎臼歯部を切断し, 直線的に模型化した陰型を使用し,（図７)石膏模型計５０個製作した。(図８)

図７

今回使用したシリコン陰型。

２）ワックスアップ
５０個の石膏模型にパラフィンワックス１枚を３）埋没埋没とは蠟義歯のワックス部を樹脂におきかえるため, 義歯の陰型を作る操作である。

石膏は低膨張硬石膏を使用し, 混水比は水２４ｍｌ対し, 粉１００ｇを真空練和器で練和し, 気泡の混入を少なくするために, バイブレーター上で注入を行った。

図８

実験用石膏模型を５０個製作した。

圧接し, ワックスアップを行った。（図１０）
下表(図９)の石膏を使用し, 混水比は各メーカーの指定によりを埋没を行った。(図１３)

１次埋没

２次埋没

３次埋没

クィックアクロン

コスモスＡ－１

ハードロックイエロー

コスモスＡ－１

アクリジェット

クエストＴタイプ

ハードロックイエロー

クエストＴタイプ

バイオカーボクエストＴタイプ

ハードロックイエロー

クエストＴタイプ

エステブライトハードロックイエロー

スルホンストーンＨ

ハードロックイエロー

アンカーアミド

ハードロックイエロー

スルホンストーンＨ

ハードロックイエロー

図９

１次埋没・２次埋没・３次埋没別石膏の種類。

図１１ 実験用石膏模型にワックスアップを行った。

図１２

１次埋没し、スプルーイング。

コスモスＡ－１
クエストＴタイプ
ハードロックイエロー

スルホンストーンＨ

石膏

水

１００ｇ
１００ｇ
１００ｇ
１００ｇ

４６ｍｌ
３５ｍｌ
２３ｍｌ
２４ｍｌ

図１４２次埋没。

図１５ フラスコをクランプで固定し,石膏を注入した。

図１６

３次埋没。

図１７ 真空練和機で石膏を練和し,埋没を行った。

４）脱ロウ
脱ロウとはフラスコ埋没後, 蠟義歯のワックスを除去する操作のことである。通常はフラスコを６０℃の温水中に約８分間浸漬しておいてから, フラスコ上下部を分割し, ワックスを塊で取り除き, 熱湯を

図１８

図１３ 今回使用した石膏混水比表。石膏の種類はコスモスＡ－１は普通石膏・クエ
ストＴタイプは耐圧石膏・ハードロックイ
エローは硬石膏・スルホンストーンＨは耐圧硬石膏。

コスモス重合システムは脱ロウ・洗浄を自動で行える。

かけて完全に洗い流すが, 今回はコスモス重合システム(ＥＨ－２３)使用し,１５分間で脱ロウを行った。
(図１８)また熱可塑性樹脂の溶解はコスモス樹脂溶解機を使用する。(図１９)図１９コスモス樹脂溶解機。

５）重合
重合とは小さい分子(モノマー)が互いに多数結合して高分子（ポリマー）になる化学反応のことである。一般的に使用される加熱重合レジンは加熱温度が６０℃以上になると, 過酸化ベンゾイルが分解してラジカルを作り、モノマーと反応して、付加反応によって分子鎖が成長し, 停止反応により重合する.
また熱可塑性の樹脂は, 粉液混合法とは異なり, ポリマーを高温で軟化し、射出成形機で加圧注入し室温まで冷却すると成形する。
（クィックアクロン）
混液比はポリマー２０ｇに対して, モノマー９．
５ｍｌで練和し, 硬化を待ちます。填入時期には注意が必要で, 早すぎると気泡の混入や重合収縮が大きくなり, 遅すぎると粒状の気泡が混入し, 未重合の原因になる。
加熱重合レジンの樹脂は４段階の物理的変化し,砂状→糸引き状→餅状→ゴム状と変化し,餅状の段階で填入し,重合します。また重合方法も１ステップ法
・２ステップ法などありますが, 今回使用したクィックアクロンは１００℃の温度１５分間で重合が可能だ。

図２０ 樹脂をカップにセットし, コスモス重合システムを使用し, 填入後５分間仮重合を行う。

図２２ 熱可塑性樹脂は樹脂溶解機でメーカー指定時間溶解を行う。

（アクリジェット）乾燥機８０℃に設定し, ４時間乾燥させ, 樹脂溶
解機２６０℃に設定し, ２５分間で溶解後射出成形した。
（バイオカーボ）
乾燥機１２０℃に設定し, ４時間乾燥させ, 樹脂溶解機３００℃に設定し, ２０分間溶解後射出成形した。
（エステショットブライト）
乾燥機７０℃に設定し, ２４時間乾燥させ, 樹脂溶
解機２７０℃に設定し, ２５分間溶解後射出成形した。
（アンカーアミド）
乾燥機１００℃に設定し, ６時間乾燥させ, 樹脂溶解機３１０℃に設定し, １５分間溶解後射出成形した。
熱可塑性樹脂は乾燥時間・温度に注意しないと,樹脂の変色や物性劣化の原因になる。
射出成形(図２３)・填入(図２０)・重合(図２１)はコスモス重合システムを使用し, ５種類の樹脂を模型各１０個づつ製作した。

図２１ 専用カップに交換し, １５分間重合を行う。

図２３

コスモス重合システムで３分間射出成形を行う。

６）間隙量の計測
２４時間常温放冷後, 試験片を破損しないように慎重にエアーカッターで割り出し, 石膏溶解液に２４時間浸けておき, 余分な石膏を除去した。
次に試験片を研磨後, (図２４)再度模型に戻して,試験片と模型の各間隙(図２５)を計測記録した。
７月から８月の１ヵ月間「乾燥保存」「水中保存」したものを分類し, それぞれ１週間ごとに計４回試
験片と模型の各間隙を計測し, 数値の変化を記録して表にまとめた。(図３０・３１)

図２４

図２６

実験に使用する試験片。

乾燥機２５℃に設定し, 試験片を保存した。

図２８

デジタルノギスで各間隙を計測した。

より正確な数値を算出するために, 各条件で各樹脂５個の模型を計測し,平均値を結果値として考察した。
乾燥保存は送風常温乾燥機を２５℃に設定し, 保存した。(図２６)
水中保存はプラスチック容器に約１８℃の水道水を入れ, 保存した。(図２７)
計測器は株式会社ミツトヨ デジマチックキャリ
パＣＤ－１０ＣＰＸを使用した。(図２８)図２５計測する試験片と模型の各間隙部位。

図２７

約１８℃の水中に, 試験片を保存した。

図２９

デジマチックキャリパＣＤ－１０ＣＰＸ。

乾燥保存間隙寸法変化 推移表（ｍｍ）
0.4
クィックアクロン

0.3

アクリジェット

0.2

バイオカーボ

0.1

エステブライト

0１２日

7月5日

１９日

アンカーアミド

３１日

水中保存間隙寸法変化推移表（ｍｍ）
0.4

クィックアクロン

0.3

アクリジェット

0.2

バイオカーボ

0.1

エステブライトアンカーアミド

0１２日

7月5日

１９日

abc

a' b'

クイックアクロン 0.31

0.30
0.18
0.26
0.09
0.09

0.33
0.19
0.28
0.10
0.10

0.32
0.18
0.27
0.09
0.08

アクリジェット
バイオカーボエステブライトアンカーアミド

0.19
0.25
0.08
0.07

0.32
0.17
0.26
0.08
0.08

図３０ 乾燥保存間隙寸法変化量(ｍｍ)

３１日

abc

a' b'

クイックアクロン 0.08

0.10
0.05
0.08
0.02
0.02

0.11
0.06
0.09
0.03
0.03

0.09
0.04
0.07
0.03
0.02

アクリジェット
バイオカーボエステブライトアンカーアミド

0.04
0.070.020.03

0.08
0.04
0.06
0.030.02

図３１ 水中保存間隙寸法変化量(ｍｍ)Ⅳ．結果
乾燥保存の平均間隙寸法変化量は, クィックアクロン０．３１８ｍｍ・アクリジェット０．１８２ｍｍ・バイオカーボ０．２６４ミリ・エステショット
ブライト０．０８８ｍｍ・アンカーアミド０．０８４ｍｍとなった。

水中保存の平均間隙寸法変化量は, クィックアクロン０．０９０ｍｍ・アクリジェット０．０４８ｍｍ・バイオカーボ０．０７８ｍｍ・エステショット
ブライト０．０２６ｍｍ・アンカーアミド０．０２４ｍｍとなった。

Ⅴ．考察
今回の実験結果は,「水中保存」の場合, 最終的に５種とも微細な寸法変化はあったが, その数値は小さかった。一方「乾燥保存」の場合はクィックアクロン(加熱重合レジン)の寸法変化が最も大きい数値を示し, その他の樹脂も「水中保存」のものと比較すると, その数値は大きかった。
水中保存することで, 乾燥保存と比べて寸法変化を約２８％に抑える結果になったが, 義歯は口腔内に長時間装着していることもあり, 耐液性・吸水性に関しても安定性が求められることと, それについての検証を試みる必要があると示唆される。

今回の義歯における床用樹脂の寸法安定性についての検証結果からは、義歯は乾燥を防ぎ、水中で保管するのが望ましいと考える。
[参考資料]
1) 株式会社ジーシー ＨＰ写真.
2) ハイデンタルジャパン株式会社 ＨＰ写真.
3) 株式会社クエスト ＨＰ写真.
4) 医歯薬出版株式会社 歯科技工士教本～歯科理工学Ⅰ.