JP2000514688A - 新規なガラス組成物の歯のガラス柱及び支持柱の調製への使用、及びそのガラス柱の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、新規なガラス組成物の歯科用ガラス柱及び支持柱を調製することへの使用、並びにそのガラス柱の製造方法に関する。このガラス材料は高い％の三酸化ホウ素を含み、これはアルカリ酸化物含量を減らすのを可能にする。このようにして得られたガラス柱は生物適合性であり、最も好ましくは、上記架工義歯の支持のための臼歯がないとき、架工義歯の調製に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 新規なガラス組成物の歯のガラス柱及び支持柱の調製への使用、及びそのガラス 柱の製造方法 技術分野 本発明は新規なガラス組成物の歯のガラス柱及び支持柱の調製への使用、及び そのガラス柱の製造方法に関する。 背景技術 歯が失われると自然歯の完全な噛み合わせ及び咀嚼の調和を乱す。これらを無 視すると、肉体的、精神的調和に強く影響する。大臼歯の喪失が最も頻繁であり 、これは最初は架工義歯を挿入することによって置換することができる。しかし ながら、固定された架工義歯の構築は列端を支持する臼歯の喪失によって妨げら れ得る。この問題は取り外しできる義歯によってのみ解決され得る。替え歯の欠 如による不十分な咀嚼は、胃及び腸の機能に悪影響を与える。容貌も変わり、こ れは精神的障害を引き起こし得る。 歯を置換するための幾つかの方法が知られており、これには特に固定された又 は非固定の端を持った特別な架工義歯を提供する方法があり、その使用は当技術 分野で周知の問題を提起することがある。 １９９４年１１月１日に許可されたハンガリー特許２１０，２３７はガラス残 根を設けられた金属の架工義歯で、失われた臼歯を置換すること、及び前記金属 架工義歯を製造する方法に関する。上記特許による架工義歯は、従来の金属の架 工義歯体及びこの金属架工義歯体に取り付けられた、１又はそれ以上のガラス残 根（これ（そ れら）はテーパーの付いた（複数の）端部を持っている）を有する。この特許の 真髄は、前記金属架工義歯を支持するガラス残根は溶融ガラスから形成され、こ れは義歯床の形状に符合し、前記ガラス残根、又は複数のガラス残根の場合には 、それらの少なくとも１つは前記金属架工義歯の末端背部（ｂａｃｋ）要素に固 定されるということである。前記金属架工義歯を作るときは、溶融ガラス棒が従 来法で作られた模型の適当な位置にプレスされ、その後前記義歯床の形状に対応 するガラス型をゆっくりと冷却し、冷却後、歯肉の反対側を研削し切断し、ガラ ス残根を一時的に前記模型上に固定し、先に調製された金属架工義歯中に固定さ れる。既に１９３６年にドイツの歯科医によってガラス壺（ｃｒｏｃｋ）から作 られたガラス残根は、上述の手段に類似であるが、溶融の代わりにそれは研削の みから形成された。 上に引用したハンガリー特許によれば、前記ガラス棒は５２４〜５２６℃の温 度で適当に溶融した。その明細書に開示された適当なガラス組成は次の通りであ る：７３．０％のＳｉＯ₂、７．０％のＢ₂Ｏ₃／Ａｓ₂Ｏ₃／Ａｌ₂Ｏ₃、２．５〜 ５％のＭｇＯ及び残りＺｎＯ／ＢａＯ／ＰｂＯ／Ｆｅ₂Ｏ₃／Ｎａ₂Ｏ／Ｋ₂Ｏ。 特別の非固定端を有する架工義歯の耐久性は、歯肉の形状にピッタリ一致する 支持柱（おそらく複数の支持柱）を使用することによって実質的に増加し得る。 円形又は楕円形の断面形状の固定要素の妥当性に関して、非常に多数の要求が設 定され得る。最も重要な要求は次のようである： ａ）咀嚼から生じる歪みに耐える適当な剛性と、口の中で生じる化学反応に対 する長期的抵抗性； ｂ）人間の組織の中で使用されたときの長期組織耐性及び不活性性； ｃ）歯科製作所条件（ｄｅｎｔａｌ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉ ｏｎｓ）での使用のための適当な軟化特性、及び咀嚼負荷の下でもその構造が静 止した状態を維持し、かつその剛性が維持されるようなその後の塑性。 経験によれば、特に無機ガラスがこれらの要求を満たす。しかしながら、それ らの組成の故に、殆どのガラスは上記の要求を満たさないので、歯の目的には適 していない。他の幾つかのガラスは妥協によってのみ使用することができる。そ れ故、上記使用の条件を最も適当に満たす特別の組成のガラスを提供する需要が ある。本発明の目的は、そのような特別の組成のガラスを案出することであった 。 架工義歯の自由端の支持体として提供される所謂支持柱は、従来法で固定され た架工義歯と較べて応力の分布が変わったことを考慮しても、咀嚼の間に起こる 一般に知られている高い圧縮力及び剪断力に耐える実質的な機械的抵抗力を持た なければならない。緊張の掛かっていない（ｕｎｓｔｒａｉｎｅｄ）シリケート ガラスは、この目的に適しているように見える。これの弾性率は、通常５００〜 ８００ｍＰａであり、その圧縮強さは従来のプラスチック材料に較べると高い。 このガラスのモース硬度５〜７は、食品によって掻き傷を生じない支持柱を作 るに十分高い。即ち、表面のミクロな掻き傷は破損に重要な役割を演ずる。表面 のミクロな掻き傷は機械的性質も劣化させるであろう。そのようなガラスは、本 発明による適用において明らかに歯と同じような浸食に曝されるものではないと しても、高い耐磨耗性を示す。 ガラスの熱及び電気の伝導率は低い。ガラスは、口の中にガルバニ電池を形成 し、他の金属から作られ口の中に構築される部分の腐 食を促進するという危険性が何らない。 好ましくは、挿入されるべき物質は化学的抵抗性を有するべきである。シリケ ートガラスは通常この要請を満たす。しかしながら、ガラスとこのガラスに接触 する溶液、例えば唾液との間の複合反応は考慮されるべきである。そのような反 応は基本的に、それらの相互作用中に存在する２つのプロセスに基本的に分けら れる。第１のプロセスの結果、水素イオンは溶液からガラス表面上へと移動し、 ガラスの内部へゆっくり拡散することにより浸透する。同時並行的に、アルカリ イオン、特にナトリウムイオンは溶液中を水素イオンと同じ量で移動する。この 部分的プロセスはこの溶液をアルカリ性にする。第２のプロセスは、ガラスのポ リマー構造のゆっくりした劣化をもたらし、その間にガラスを構成する元素は溶 液中へ行く。両方のプロセスは、通常の体温では通常ゆっくりと進行する。しか しながら、速度はこのガラスの組成に従って大きく変わり得る。不利益な場合に は、実質的に局部的なpHの増加及び／又は組織に対する有害な有毒物質の溶解を 考慮しなければならない。 構造材料の選択及び使用されるべき技術の簡単なことも重要なファクターであ る。即ち、支持柱は通常の歯科技工士の製作所で容易に、短時間で、架工義歯中 に形成され、固定されるのが望ましい。この観点から、歯のガラス支柱は特に有 利である。本発明のガラス柱は、簡単に適当な温度に加熱でき、次いで、プラス ター模型の適当な位置に、好ましくはこの目的のために設計された道具を用いて 、プレスし、望ましくないストレスを避けるために秩序立てて冷却する。上述の ハンガリー特許は上記要請の全てを満たしている訳ではない。 図面の説明 本発明を添付の図面を引用しながら以下に更に説明する。 図１は、支持柱を作るために使用されるガラス柱製品を予備成形する製造プロ セスを示す。 図２は、先に成形された製品、及びガラス柱を適用する間に使用される特別の 道具（はめ込み具）の断面図である。 図３は、歯肉の形状に従って成形された歯肉上に置かれた支持柱の断面図を示 す。 発明の開示 本発明の１つの目的は、製品の全ての部分の物理的・化学的特性が上記の主要 な要求に常に適合するように、商業的に調製することもできる、完全に生物適合 性の（ｂｉｏ−ｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ）材料を提供することである。 この目的は、本発明により、次の組成のガラス組成物によって達成される。 シリカ ＳｉＯ₂ ７０〜７５％ 三酸化ホウ素 Ｂ₂Ｏ₃ １２〜１８％ 酸化ナトリウム Ｎａ₂Ｏ ４〜８％ 酸化カリウム Ｋ₂Ｏ ０．５〜２．０％ 酸化アルミニウム Ａｌ₂Ｏ₃ ０．８〜２％ この材料の物理的特性は、以下のようである： このガラス材料は１５６０〜１６００℃の炉中で溶融する。 作業温度：１４００℃。 線膨張係数：４〜４．２・１０^-6Ｋ^-1。 圧縮強さ：１２０〜１５０ｍＰａ。 耐酸性：加水分解クラス（ｈｙｄｒｏｌｙｔｉｃ ｃｌａｓｓ）Ｉ。 耐アルカリ性：加水分解クラスＩＩ。 前記組成物を調べてみると、主成分の他に、それは不活性で痛み及び健康障害 を起こすことのできないままである、随伴不純物としての少量の亜鉛及びマグネ シウム（Ｚｎ０．０１％及びＭｇＯ０．００６％）を含み得る。この組成物は健 康に有害な鉛及びバリウムを含まない。 軟化温度は、歯科技工士の製作所で入手可能な熱源でこの材料を成形するに十 分低いものである。この有利な性質は、高いホウ素含量に起因し、これはそうで なければ必須の高いアルカリ含量を減少させることができる。酸化ナトリウムの 濃度を減少させると、このガラスの化学的抵抗性に非常に有利に影響する。一方 では、低アルカリ含量は、有機体中での腐食によるガラスから移動する物質の量 が少ないので有利であり、無視できる程の量の溶解した成分は無毒でもある。一 方では、低ナトリウム濃度の故に、腐食は歯肉の近くのpH値を本質的に増大させ ないのは有益である。 本発明の他の目的は、上記ガラス組成物、好ましくは歯科技工において使用す るに適した用意のできた形態で現れる組成物から作られるガラス支柱である。 先に述べたハンガリー特許に開示されたプロセスによれば、前記ガラス残根は ガラス棒を前記模型にプレスすることにより形成される。前記ガラス棒は相当な 長さで溶融されなければならず、それを模型にプレスする間に、この溶融した残 根はガラス棒の長さ方向軸に沿って変形する傾向がある。従って、この方法はや やこしく、適当な熟練がなければ、高い不良品割合を出すリスクがある。 前記材料組成及びそれによる本発明によるガラスの物理的化学的特性は一定で あり、これは容易な取扱いを提供する。本発明に従うガラスの製造と使用の好ま しい方法を、以下に詳細に説明する。 ガラスは、その組成が上述の記載に一致する原料から、１５８０〜１６００℃ で、適当にはこの目的で建造され維持されている炉（他の目的のために使用され る炉の場合には、溶融なべの壁に残っている部分は望ましくない汚染物を生じる 事があるから、それらは、好ましくは除かれるべきである）中で、溶融され、次 いで太さ４mmのガラス棒を引き上げる。加熱されたガラスは、材料組成に応じて 、種々の方法で外側温度で作用するから、望ましくない応力を避けるために直接 冷却により冷却される。本発明によるガラスにおいては、望ましくない応力が急 速な冷却の間に生じるから、４５０℃未満に冷却されるまで、原料中で制御され た冷却温度が使用されなければならない。 このようにして製造された棒は、柱製造用の原料を構成する。柱製造用に使用 される道具は次のようである：酸素／プロパンガス加熱バーナー、図１に示され ているような柱の形状を有するプレス型、ペンチ、及びこの方法に従って最終製 品を冷却するための熱処理室又は熱絶縁マット。 柱製造の好ましいプロセスは次のようである：先に製造したガラス棒を加熱バ ーナーで９００〜１２００℃に加熱し、６００〜７００℃に加熱されたプレス型 中での成形のためにプレスされ、別のバーナーによって着実に６００〜７００℃ に維持される。このプレス型は、好ましくはこの温度に維持される。それは、こ れより高い温度ではこの材料が道具に付着し、これより低い温度では製品は冷却 が速過ぎて、有害な応力を生じるからである。このプレス型の形状に適合された 後（約１秒）、それは炎によって棒から分離され、前記柱は前記プレス型から突 き出しマンドレルによって取り出され、熱処理室に置かれ、ここで室温に徐々に 冷却される。 その後、分離の位置に形成された凸表面はダイヤモンドディスク によって長さ方向の軸に直角に磨かれ、これによって歯科専門技術者の将来の作 業を促進する。 このようにして得られた柱は、商業的マーケティング又は直接使用の用意がで きたことになる。 支持柱を形成するための歯科技工士による使用は、次のようにして達成される ： 前記ガラス柱を図２のクランプ中に入れ、酸素／プロパンによりこの材料が軟 化し、変形可能になるまで、白熱に（温度約９００〜１２００℃）加熱する。 前記軟化された材料は、調製されたプラスター模型上に示された位置にウェブ に直角な方向に安定した運動でプレスされ、その後その表面を炎の上に短時間保 持して繰り返し加熱し、次いでセラミックマット中に落とし、またセラミックマ ットで覆い、ここで、上記の方法で調製された支持柱は一工程でその全体を均一 に少なくとも４５０℃未満に冷却され、こうしてプレスされた表面上の有害な応 力を回避する。 プレスされた表面の反対側の支持柱の端は、現在ガラス産業で使用されている ダイヤモンドカッター及びダイヤモンドグラインダーによって架工義歯中に挿入 の要請に適合するように形成される。この方法で調製された支持柱は、模型上の 柱歯に適合するように処理され、セメント接着剤によって仕上げられた架工義歯 中に固定される。 本発明によるガラスから作られた支持柱及び／又は本発明による支持柱を約１ ５０人の患者に使用し、定期的マクロ検査、Ｘ線制御、及び固定され、後に取り 外される架工義歯を調べることが可能かを調べた。支持柱の下の環境においても 、環境付近においても、病理学的変化はなんら見られなかった。作業の前及び後 に撮られたＸ 線パノラマ写真を比較すると、支持柱及び最後の柱歯の下の骨の輪郭は同じであ った。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次の組成のガラスの歯科技工（ｄｅｎｔａ１ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）のた めの使用： シリカ ＳｉＯ₂ ７０〜７５％ 三酸化ホウ素 Ｂ₂Ｏ₃ １２〜１８％ 酸化ナトリウム Ｎａ₂Ｏ ４〜８％ 酸化カリウム Ｋ₂Ｏ ０．５〜２．０％ 酸化アルミニウム Ａｌ₂Ｏ₃ ０．８〜２％。 ２．請求項１に記載のガラス組成物から作られていることを特徴とする生物適 合性の歯科支持柱を提供するのに適したガラス柱。 ３．前記ガラス組成物を９００〜１２００℃に加熱し、プレス型中で所定の形 状にプレスし、次いで一工程で室温に連続的に冷却することを特徴とする請求項 ２に記載のガラス柱の製造方法。 ４．金属又は他の材料から作られた、隠れた又は隠れていない架工義歯用の支 持柱の調製への、請求項１に記載のガラス組成物の、又は請求項２に記載のガラ ス柱の使用。