説明

歯科用修復物の調製のためのプロセス

【課題】所望の修復物に有利に加工され得る、ガラスセラミックおよび/またはガラスが使用され得る、歯科用修復物を調製するためのプロセスを提供すること。
【解決手段】本発明は、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有するケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスが使用される、歯科用修復物を調製するためのプロセスに関し、この遷移金属酸化物は、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高い原子番号を有する元素を高い含有量で有するケイ酸リチウムガラスセラミックおよびガラスが使用される、歯科用修復物の調製のためのプロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
ケイ酸リチウムガラスセラミックは、非常に良好な機械的特性により特徴付けられ、この理由により、これらのガラスセラミックは、歯科分野において、そして主として、歯科用歯冠および小さいブリッジの調製のために、長期にわたり使用されている。公知のケイ酸リチウムガラスセラミックは通常、主成分として、SiO、LiO、Al、アルカリ金属酸化物(例えば、NaOまたはKO)および造核剤(例えば、P)を含有する。さらに、これらのガラスセラミックは、さらなる成分として、例えば、さらなるアルカリ金属酸化物および/またはアルカリ土類金属酸化物および/またはZnOを含有し得る。少量のさらなる金属酸化物、特に、着色性および蛍光性の金属酸化物を含有する、ガラスセラミックもまた公知である。
【0003】
特許文献1は、0重量%〜2重量%のZrO、ならびに0.5重量%〜7.5重量%、そして特に0.5重量%〜3.5重量%の着色性金属酸化物および蛍光性金属酸化物をさらに含有し得る、ケイ酸リチウムガラスセラミックを記載する。特許文献2は、実質的にZnOを含まず、そして上記量の着色性金属酸化物および蛍光性金属酸化物に加えて、0重量%〜4重量%のZrOをも含有し得る、類似のケイ酸リチウムガラスセラミックを記載するが、この文献において、高い強度を達成するために、0重量%〜2重量%という、より少量のZrOが好ましい。これらのガラスセラミックは、所望の歯科用修復物に、特にメタケイ酸リチウムガラスセラミックの形態で、CAD/CAM法によって加工され、ここで引き続く熱処理は、メタシリケート相の、高強度のジシリケート相への転換を起こす。
【0004】
特許文献3は、他の成分に加えて遷移金属酸化物もまた含有し得る、二ケイ酸リチウムガラスセラミックに関する。とりわけ、ガラスマトリックスの屈折率を増加させる目的で、少量の重元素(例えば、Sr、Y、Nb、Cs、Ba、Ta、Ce、EuまたはTb)を添加することが提唱されている。従って、例えば、CeOおよびTbは、0重量%〜1重量%の量で使用され得、NbおよびTaは、0重量%〜2重量%の量で使用され得、そしてZrOおよびYは、0重量%〜3重量%の量で使用され得る。1つの実施形態において、Taは、具体的な例は最大2.02重量%のこの酸化物を含有するものの、0.5重量%〜8重量%の量で存在し得ると記載されている。
【0005】
特許文献4および特許文献5は、例えば陶磁器類の製造のための、ガラスセラミックを開示し、このガラスセラミックは、着色剤として、特定の遷移金属酸化物(例えば、CeO、Co、Cr、CuO、Fe、MnO、NiOおよびV)を、0.01重量%〜7重量%の量で含有し得る。
【0006】
特許文献6および特許文献7は、歯科用修復物を形成するためのプロセス、およびこれらのプロセスにおいて使用され得るガラスセラミックを記載する。これらのガラスセラミックは特に、二ケイ酸リチウムガラスセラミックであり、0重量%〜5重量%の着色性酸化物(例えば、SnO、MnO、CeO、Fe、NiO、V、CrまたはTiO)を含有し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】欧州特許出願公開第1505041号明細書
【特許文献2】欧州特許出願公開第1688398号明細書
【特許文献3】米国特許第6455451号明細書
【特許文献4】米国特許第5176961号明細書
【特許文献5】米国特許第5219799号明細書
【特許文献6】米国特許第5507981号明細書
【特許文献7】米国特許第5702514号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ケイ酸リチウムベースの公知のガラスセラミックはしばしば、特に歯科材料として使用することに関する美的要件を充分には満足しない、光学特性を有する。従って、公知のガラスセラミックはしばしば、好ましくない屈折率を有する。特に、ガラスセラミックを用いると、結晶相の屈折率とガラス相の屈折率とが、通常、互いに顕著に異なるという問題があり、このことはほとんどの場合において、ガラスセラミックの望ましくない曇りをもたらす。類似の問題が、例えば、複合材の場合において存在する。なぜなら、公知のガラスセラミックの屈折率とガラスの屈折率とが、通常、ポリマー相の屈折率と異なるからである。従って、屈折率が容易に変更可能であるが、他の特性は実質的に損なわれない、ケイ酸リチウムベースのガラスセラミックが必要とされている。さらに、このようなガラスセラミックが、従来のガラスセラミックに匹敵する条件下で調製および結晶化され得ること、ならびにこれらのガラスセラミックが、歯科用修復物(例えば、インレーまたは歯冠)に有利に加工され得ることが、望ましい。
【0009】
本発明の目的は、上記欠点を回避し得、そして所望の修復物に有利に加工され得る、ガラスセラミックおよび/またはガラスが使用され得る、歯科用修復物を調製するためのプロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明は、例えば、以下を提供する:
(項目1)
歯科用修復物の調製のためのプロセスであって、該プロセスにおいて、ケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスが、
(i)プレスまたは
(ii)機械加工
によって該歯科用修復物に形成され、該ガラスセラミックおよび該ガラスが、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有し、該遷移金属酸化物は、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物、およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される、プロセス。
(項目2)
前記歯科用修復物が、インレー、アンレー、歯冠、前装、咬合局面および橋脚歯から選択される、上記項目に記載のプロセス。
(項目3)
前記プレスが、700℃〜1200℃の温度で実施される、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目4)
前記プレスが、2bar〜10barの圧力で実施される、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目5)
前記機械加工が、CAD/CAMプロセスで行われる、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目6)
前記ガラスセラミックが、メタケイ酸リチウムガラスセラミックまたは二ケイ酸リチウムガラスセラミックである、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目7)
前記ガラスが、メタケイ酸リチウム結晶および/または二ケイ酸リチウム結晶の形成のために適切な核を含む、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目8)
前記ガラスセラミックまたは前記ガラスが、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有し、該遷移金属酸化物が、Yの酸化物、Nbの酸化物、Laの酸化物、Taの酸化物、Wの酸化物、およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目9)
前記ガラスセラミックまたは前記ガラスが、以下の成分:
成分 重量%
SiO 54.0〜80.0、特に60.0〜70.0
LiO 11.0〜19.0、特に13.0〜17.0
Al 0.2〜8.0、特に1.0〜7.0
O 0.5〜13.5、特に1.0〜7.0
アルカリ土類金属酸化物 0〜6.0、特に0.1〜5.0
ZnO 0〜6.0、特に0.1〜5.0
遷移金属酸化物 8.5〜30.0、特に9.0〜25.0
0.5〜12.0、特に2.5〜6.0
ZrO 0.1〜4.0、特に0.5〜2.0
着色剤 0.1〜8.0、特に0.2〜2.0、および
蛍光剤、
のうちの少なくとも1つ、そして好ましくはすべてを含有する、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目10)
前記ガラスセラミックおよび前記ガラスが、ブランクの形態で使用される、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目11)
前記機械加工後に、少なくとも1回の熱処理が行われて、前記形成されたガラスまたは前記形成されたガラスセラミックを二ケイ酸リチウムガラスセラミックに転換する、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目12)
前記歯科用修復物が、二ケイ酸リチウムガラスセラミックベースである、上記項目のうちのいずれか1項に記載のプロセス。
(項目13)
歯科用修復物を調製するための、ケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスの使用であって、該ガラスセラミックまたは該ガラスが、
(i)プレスまたは
(ii)機械加工
によって、該歯科用修復物に形成され、そして該ガラスセラミックおよび該ガラスは、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有し、該遷移金属酸化物は、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される、使用。
【0011】
(摘要)
本発明は、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有するケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスが使用される、歯科用修復物を調製するためのプロセスに関し、この遷移金属酸化物は、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される。
【0012】
上記目的は、添付の請求項1〜12に記載のプロセスによって達成される。本発明の主題はまた、請求項13に記載の使用である。
【発明の効果】
【0013】
本発明は、所望の修復物に有利に加工され得る、ガラスセラミックおよび/またはガラスが使用され得る、歯科用修復物を調製するためのプロセスを提供する。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明による、歯科用修復物を調製するためのプロセスは、ケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスが、
(i)プレス、または
(ii)機械加工
によって歯科用修復物に形成されることを特徴とし、ここでこのガラスセラミックおよびこのガラスは、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有し、この遷移金属酸化物は、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される。
【0015】
調製される歯科用修復物は、好ましくは、インレー、アンレー、歯冠、前装、咬合局面および橋脚歯である。
【0016】
好ましくは、ケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスが酸化ジルコニウムセラミック上にコーティングされた複合材であるような歯科用修復物は、除外される。特に好ましくは、このような複合材を含むような歯科用修復物は、除外される。
【0017】
この歯科用修復物は、好ましくは、優れた光学特性および機械的特性を有するように、二ケイ酸リチウムガラスセラミックをベースとする。
【0018】
このガラスセラミックおよびこのガラスは、好ましくは、本発明によるプロセスにおいて、ブランク(例えば、ブロックまたは円柱)の形態で使用される。
【0019】
ガラスセラミックまたはガラスのプレスまたは機械加工は、これらのガラスセラミックまたはガラスを、所望の歯科用修復物の形状にする。好ましくは、このプレスは、別の材料(例えば、酸化ジルコニウムセラミック)上へのプレスを包含しない。このようなプレスは、別の材料をコーティングするのに役立つ。
【0020】
このプレスは、通常、高温および高圧で実施される。このプレスを、700℃〜1200℃の温度で実施することが好ましい。さらに、このプレスは、2bar〜10barの圧力で実施されることが好ましい。プレス中、形状の変化は、使用される材料の粘性流によって起こる。
【0021】
この機械加工は、通常、材料除去プロセスによって実施され、そして特に、研削および/または切削によって実施される。この機械加工は、CAD/CAMプロセスで行われることが特に好ましい。さらに、形成されたガラスまたは形成されたガラスセラミックを二ケイ酸リチウムガラスセラミックに転換する目的で、機械加工後に、少なくとも1回の熱処理を実施することが好ましい。
【0022】
本発明において使用されるケイ酸リチウムガラスセラミックは、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有することを特徴とする。
【0023】
一般に、本発明において使用されるガラスセラミックまたは本発明において使用されるガラスの成分としての遷移金属酸化物は、この成分が添加されない対応するガラスセラミックまたは対応するガラスと比較して、色変化を実質的に起こさないことが好ましい。具体的には、この遷移金属酸化物は、無色かつ/または非蛍光性である。
【0024】
この遷移金属酸化物は、好ましくは、Y、Nb、La、Ta、Wの酸化物、およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される。
【0025】
8.5重量%〜30.0重量%、好ましくは9.0重量%〜25.0重量%、特に9.5重量%〜20.0重量%、好ましくは10.0重量%〜18.0重量%、より好ましくは10.5重量%〜16.0重量%、そして最も好ましくは11.0重量%〜15.0重量%の、上記群のうちの1つ以上から選択される遷移金属酸化物を含有する、ガラスセラミックが好ましい。
【0026】
驚くべきことに、本発明により、高い原子番号を有する高い含有量の遷移金属を使用することによって、ケイ酸リチウムベースのガラスセラミックおよびガラスの屈折率は、他の特性が実質的に損なわれずに、容易に調整され得る。特に、予測不可能なことに、高い原子番号を有する遷移金属の高い含有量は、通常、二ケイ酸リチウムの所望の結晶化を妨げず、望ましくない二次結晶相の形成ももたらさないことが示され、その結果、本発明により、優れた光学特性および機械的特性を有するガラスセラミックが得られる。
【0027】
54.0重量%〜80.0重量%、そして特に60.0重量%〜70.0重量%のSiOを含有するガラスセラミックが、さらに好ましい。
【0028】
さらに、11.0重量%〜19.0重量%、そして特に12.0重量%〜15.0重量%のLiOを含有するガラスセラミックが好ましい。
【0029】
このガラスセラミックが、0.5重量%〜12.0重量%、そして特に2.5重量%〜6.0重量%の造核剤を含有する場合に、特に好ましいことが示された。好ましい造核剤は、P、TiO、金属(例えば、Pt、Pd、Au、Ag)、またはこれらの混合物から選択される。特に好ましくは、このガラスセラミックは、Pを造核剤として含有する。驚くべきことに、特に造核剤としてのPは、所望の二ケイ酸リチウム結晶の形成をもたらし、一方で、望ましくない二次結晶相の形成を大いに防止する。
【0030】
本発明において使用されるガラスセラミックは、好ましくは、さらなるアルカリ金属酸化物を、0.5重量%〜13.0重量%、好ましくは1.0重量%〜7.0重量%、そして特に好ましくは2.0重量%〜5.0重量%の量で含有する。用語「さらなるアルカリ金属酸化物」とは、LiO以外のアルカリ金属酸化物をいう。このさらなるアルカリ金属酸化物は特に、KO、CsOおよび/またはRbOであり、そして特に好ましくは、KOである。KOの使用は、従来のガラスセラミックにおいて使用されるNaOと比較して、ガラス網目構造の強化に寄与すると仮定される。このガラスセラミックは、NaOを2.0未満、特に1.0未満、好ましくは0.5重量%未満含有すること、そして特に好ましくはNaOを本質的に含有しないことが好ましい。
【0031】
このガラスセラミックは、6.0重量%まで、そして特に0.1重量%〜5.0重量%のアルカリ土類金属酸化物を含有することがさらに好ましく、ここでこのアルカリ土類金属酸化物は特に、CaO、BaO、MgO、SrOまたはこれらの混合物である。
【0032】
このガラスセラミックは、6.0重量%まで、そして特に0.1重量%〜5.0重量%のZnOを含有することが、さらに好ましい。
【0033】
本発明において使用されるガラスセラミックはまた、さらなる成分を含有し得、これらのさらなる成分は、特に、三価元素の酸化物、さらなる四価元素の酸化物、さらなる五価元素の酸化物、融解加速剤、着色剤および蛍光剤から選択される。
【0034】
0.2重量%〜8.0重量%、特に1.0重量%〜7.0重量%、そして好ましくは2.5重量%〜3.5重量%の三価元素の酸化物を含有するガラスセラミックが好ましく、この酸化物は特に、Al、Biおよびこれらの混合物から選択され、そして好ましくは、Alである。
【0035】
用語「さらなる四価元素の酸化物」とは、SiO以外の四価元素の酸化物をいう。さらなる四価元素の酸化物の例は、ZrO、SnOおよびGeOであり、特に、ZrOである。
【0036】
用語「さらなる五価元素の酸化物」とは、P以外の五価元素の酸化物をいう。さらなる五価元素の酸化物の例は、Biである。
【0037】
少なくとも1種のさらなる四価元素の酸化物またはさらなる五価元素の酸化物を含有するガラスセラミックが好ましい。
【0038】
融解加速剤の例は、フッ化物である。
【0039】
着色剤および蛍光剤の例は、d元素およびf元素の、発色性または蛍光性の酸化物(例えば、Sc、Ti、Mn、Fe、Ag、Ce、Pr、Tb、ErおよびYb、特にTi、Mn、Fe、Ag、Ce、Pr、TbおよびErの酸化物)である。
【0040】
以下の成分:
成分 重量%
SiO 54.0〜80.0、特に60.0〜70.0
LiO 11.0〜19.0、特に12.0〜15.0
O 0.5〜13.5、特に1.0〜7.0
Al 0.2〜8.0、特に1.0〜7.0
アルカリ土類金属酸化物 0〜6.0、特に0.1〜5.0
ZnO 0〜6.0、特に0.1〜5.0
遷移金属酸化物 8.5〜30.0、特に9.0〜25.0
0.5〜12.0、特に2.5〜6.0
ZrO 0.1〜4.0、特に0.5〜2.0
着色剤 0.1〜8.0、特に0.2〜2.0および
蛍光剤
のうちの少なくとも1つ、そして好ましくは全てを含有するガラスセラミックが、特に好ましい。
【0041】
以下で使用される用語「主要結晶相」とは、他の結晶相と比較して体積の割合が最も高い結晶相をいう。
【0042】
本発明において使用されるガラスセラミックは、好ましくは、メタケイ酸リチウムを主要結晶相として有する。特に、このガラスセラミックは、ガラスセラミック全体に対して5体積%より多く、好ましくは10体積%より多く、そして特に好ましくは15体積%より多くのメタケイ酸リチウム結晶を含有する。
【0043】
さらに好ましい実施形態において、このガラスセラミックは、二ケイ酸リチウムを主要結晶相として有する。特に、このガラスセラミックは、ガラスセラミック全体に対して5体積%より多く、好ましくは10体積%より多く、そして特に好ましくは15体積%より多くの二ケイ酸リチウム結晶を含有する。
【0044】
本発明において使用される二ケイ酸リチウムガラスセラミックは、特に良好な機械的特性により特徴付けられ、そして本発明において使用されるメタケイ酸リチウムガラスセラミックの熱処理により製造され得る。これはまた、本発明に従う、所望の歯科用修復物への高温でのプレスによって、影響を受け得る。
【0045】
高い原子番号を有する遷移金属のその高い含有量にもかかわらず、本発明において使用される二ケイ酸リチウムガラスセラミックは通常、良好な半透明性を有し、そして非晶質−非晶質相分離が起こらないこともまた、驚くべきことである。
【0046】
本発明において使用される二ケイ酸リチウムガラスセラミックは、良好な機械的特性に加えて、高い化学耐性もまた有する。
【0047】
本発明によるプロセスにおいてもまた、上記本発明において使用されるガラスセラミックの成分を含有するケイ酸リチウムガラス使用され得る。このガラスの好ましい実施形態に関して、本発明において使用されるガラスセラミックの上記好ましい実施形態が参照される。驚くべきことに、高い原子番号を有する遷移金属の高い含有量にもかかわらず、均質な透明なガラスが得られ得、このガラスは、非晶質−非晶質相分離または自発的結晶化などの望ましくない現象を示さないことが、示された。これらのガラスは、本発明において使用されるガラスセラミックの熱処理による調製に適切である。
【0048】
メタケイ酸リチウム結晶および/または二ケイ酸リチウム結晶の形成に適切な核を有するケイ酸リチウムガラスが、特に好ましい。
【0049】
核を有する本発明において使用されるガラスは、対応して構成された出発ガラスの熱処理により製造され得る。さらなる熱処理によって、本発明によるメタケイ酸リチウムガラスセラミックが次いで形成され得、これは次に、さらなる熱処理によって、本発明による二ケイ酸リチウムガラスセラミックに転換され得る。出発ガラス、核を有するガラス、およびメタケイ酸リチウムガラスセラミックは、結果として、高強度二ケイ酸リチウムガラスセラミックの製造のための前駆体とみなされ得る。この転換のために必要とされる熱処理はまた、高温でのプレス中に影響を受け得る。これは、所望の歯科用修復物のために使用されるガラスまたはガラスセラミックの形成に影響を与えるのみでなく、これらのガラスまたはガラスセラミックを転換させる(例えば、核を有するガラスの、ガラスセラミックへの転換、またはメタケイ酸リチウムガラスセラミックの、二ケイ酸リチウムガラスセラミックへの転換)ための、プレスをもたらす。
【0050】
本発明において使用されるガラスおよびガラスセラミックは、通常、ブランクの形態である。なぜなら、これらのブランクは容易に、この形態でさらに加工され得るからである。
【0051】
本発明において使用されるガラスセラミックおよび本発明において使用される核を有するガラスの調製のためのプロセスは、このガラスセラミックまたはこのガラスの成分を有する出発ガラスが、450℃〜950℃の範囲での少なくとも1回の熱処理に供されることを特徴とする。
【0052】
従って、この出発ガラスは、少なくとも8.5重量%の、上に規定されたような少なくとも1種の遷移金属の酸化物を含有する。さらに、この出発ガラスはまた、好ましくは、ケイ酸リチウムガラスセラミックの形成を可能にする目的で、適切な量のSiOおよびLiOを含有する。さらに、この出発ガラスはまた、さらなる成分(例えば、本発明において使用されるケイ酸リチウムガラスセラミックについて上に与えられたもの)を含有し得る。ガラスセラミックについてもまた好ましいものとして与えられた実施形態が、好ましい。
【0053】
出発ガラスを調製するために、その手順は特に、適切な出発材料(例えば、カーボネート、酸化物、ホスフェートおよびフッ化物)の混合物が、特に1300℃〜1600℃、好ましくは1450℃〜1500℃の温度で、2時間〜10時間融解されるプロセスである。特に高い均質性を達成するために、得られたガラス融解物は、ガラス顆粒を形成する目的で水に注がれ、そして得られた顆粒が次いで、再度融解される。
【0054】
次いで、この融解物は、型に注がれて、出発ガラスのブランク(いわゆる固体ガラスブランクまたはモノリシックブランク)を製造し得る。冷却は、好ましくは、500℃の温度から室温まで、3K/分〜5K/分の冷却速度で行われる。このことは、応力のないガラス製品を製造するために特に有利である。
【0055】
顆粒を調製する目的で、この融解物を再度水に入れることもまた可能である。次いで、この顆粒は、粉砕および必要に応じてさらなる成分(例えば、着色剤および蛍光剤)の添加後にプレスされて、ブランク(いわゆる粉末未焼結コンパクト)を形成し得る。
【0056】
最後に、この出発ガラスはまた、顆粒化後に粉末を形成するように加工され得る。
【0057】
次いで、この出発ガラスは、例えば固体ガラスブランク、粉末未焼結コンパクトまたは粉末の形態で、450℃〜950℃の範囲での少なくとも1回の熱処理に供される。1回目の熱処理は、メタケイ酸リチウム結晶および/または二ケイ酸リチウム結晶を形成するのに適切な核を有する本発明において使用されるガラスを調製するために、500℃〜600℃の範囲の温度で最初に実施されることが好ましい。次いで、このガラスは、好ましくは、より高温(特に、570℃より高温)での少なくとも1回のさらなる温度処理に供されて、メタケイ酸リチウムまたは二ケイ酸リチウムの結晶化を起こし得る。
【0058】
この少なくとも1回の熱処理はまた、本発明によるプロセスにおいて、高温でのプレス中に行われ得る。この熱処理によって、使用されるガラスまたはガラスセラミックを機械加工した後に転換させること、および特に、このガラスまたはガラスセラミックを高強度の二ケイ酸リチウムガラスセラミックに転換することもまた、可能である。
【0059】
歯科用修復物(例えば、インレー、アンレー、歯冠、前装、咬合局面または橋脚歯)は、本発明において使用されるガラスセラミック、および本発明において使用されるガラスから、調製され得る。従って、本発明はまた、歯科用修復物の調製のための、これらのガラスセラミックまたはガラスの使用に関する。これに関連して、ガラスセラミックまたはガラスは、プレスまたは機械加工によって、所望の歯科用修復物に形成されることが好ましい。このプレスは、特に、高圧(例えば、2bar〜10bar)および高温(例えば、700℃〜1200℃)で実施される。特に、EP 231 773に開示されるプロセスおよびプレス炉が使用され得る。適切な炉は、例えば、LiechtensteinのIvoclar Vivadent AGのProgramat EP 5000である。プレスのために、特に、本発明の出発ガラス、ならびに好ましくは、本発明の核を有するガラス、本発明のメタケイ酸リチウムガラスセラミック、および本発明の二ケイ酸リチウムガラスセラミックが、例えばブランクの形態で、使用され得る。
【0060】
機械加工は、通常、CAD/CAMプロセスで実施され、そしてこのプロセスは、特に、本発明のメタケイ酸リチウムおよび二ケイ酸リチウムガラスセラミックを、好ましくは適切なブランクの形態で使用する。この機械加工は、特に、材料除去プロセス(例えば、研削および切削)によって行われる。
【0061】
プレスまたは機械加工によって所望の形状にされた歯科用修復物の調製後、この歯科用修復物はさらに、特に熱処理されて、前駆体(例えば、出発ガラス、核を有するガラスまたはメタケイ酸リチウム)を、二ケイ酸リチウムガラスセラミックに転換し得る。
【0062】
最後に、本発明によるガラスおよびガラスセラミックはまた、他のガラスおよびガラスセラミックと混合されて、望ましく調整された特性を有する歯科材料を与え得る。従って、本発明によるガラスまたは本発明によるガラスセラミックを含有する、ガラスまたはガラスセラミックは、本発明のさらなる実施形態を表す。従って、本発明によるガラスまたは本発明によるガラスセラミックは、特に、無機物/無機物複合材の主成分として使用され得るか、または他の多数のガラスおよび/もしくはガラスセラミックと組み合わせて使用され得る。これらの複合材または組み合わせは、好ましくは、歯科材料として使用される。これらの複合材および組み合わせを、焼結されたブランクの形態で使用することが特に好ましい。無機物−無機物複合材および混合物を製造するための他のガラスおよびガラスセラミックの例は、DE 43 14 817、DE 44 23 793、DE 44 28 839、DE 196 47 739、DE 197 25 552およびDE 100 31 431に開示されている。これらのガラスおよびガラスセラミックは、シリケート、ボレート、ホスフェートまたはアルミノシリケートの群に属する。好ましいガラスおよびガラスセラミックは、SiO−Al−KO型(立方晶系もしくは正方晶系の白榴石結晶を有する)、SiO−B−NaO型、アルカリ−シリケート型、アルカリ−亜鉛−シリケート型、シリコ−ホスフェート型および/またはSiO−ZrO型のものである。このようなガラスおよび/またはガラスセラミックを、本発明によるガラスおよび/またはガラスセラミックと混合することによって、例えば、熱膨張係数を、所望の様式で、6〜20×10−6×1/Kという広い範囲で調整することが可能である。
【0063】
本発明は、実施例を参照しながら以下により詳細に記載される。
【実施例】
【0064】
(実施例1〜10 − 組成および結晶相)
表Iに与えられる組成(それぞれ重量%単位)を有する、合計10個のガラスおよびガラスセラミックを、対応する出発ガラスを融解し、続いて制御された核形成および結晶化のための熱処理により調製した。
【0065】
これらの出発ガラスを最初に、100g〜200gの規模で、慣習的な素材から1400℃〜1500℃で融解し、そして水に注ぐことにより、ガラスフリットに転換した。次いで、これらのガラスフリットを、均質化のために、1450℃〜1550℃で1時間〜3時間、2回目として融解した。得られたガラス融解物を予熱した型に注いで、ガラスモノリスを製造した。これらのガラスモノリスを、熱処理によって、本発明によるガラスおよびガラスセラミックに転換した。
【0066】
全ての熱処理の完了後に得られた結晶相を、高温X線回折(HT−XRD)により、各場合において表Iに列挙される温度で決定した。驚くべきことに、二ケイ酸リチウムを主要結晶相として含有するガラスセラミックが常に得られた。高い原子番号を有する遷移金属の高い含有量にもかかわらず、これらの遷移金属において二次結晶相は見られなかった。
【0067】
最後に、それぞれのガラス相の屈折率を、Abbe屈折率測定機(20℃、589nm)を使用して決定した。本発明によるガラスセラミックが、比較ガラスセラミックよりかなり高い屈折率を有することが示された。
【0068】
【表1】

(実施例11 - ホットプレスまたは機械加工(CAD/CAM)による歯科用修復物の直接調製)
(A)核を有するガラスのブランク
最初に、実施例7および実施例8による組成を有するガラスを、酸化物および炭酸塩の形態の対応する原料をTurbolaミキサー中で30分間混合し、次いでこの混合物を白金坩堝内で1450℃で120分間融解することによって調製した。微細に分割されたガラス顆粒を得る目的で、この融解物を水に注いだ。特に高い均質性を有するガラス融解物を得る目的で、これらのガラス顆粒を再度、1530℃で150分間融解した。温度を30分間にわたって1500℃まで下げ、引き続いて、a)矩形ガラスブランク(12.5mm×14mm×40mm)およびb)12.5mmの直径を有する円柱形ガラスブランクを、予熱した分離可能な鋼型または黒鉛型に注いだ。次いで、得られた矩形ガラスブロックまたはガラス円柱を、その組成に依存して500℃〜560℃の範囲で熱処理して、メタケイ酸リチウム結晶および/または二ケイ酸リチウム結晶のための核を生成し、そしてガラスの応力を軽減した。
【0069】
得られた核を有するブランクを、以下の代替例に従って加工して、修復物にした。
【0070】
(B)核を有するガラス、メタケイ酸リチウムまたは二ケイ酸リチウムガラスセラミックのホットプレス
i)核を有するガラス円柱(A)を、プレス炉EP600(Ivoclar Vivadent AG)により900℃〜950℃の温度でホットプレスにより加工して、歯科用修復物(例えば、インレー、アンレー、前装、部分歯冠、歯冠および咬合局面)を得た。
【0071】
ii)核を有するガラス円柱(A)を、650℃〜750℃で20分間、1回目の結晶化に供した。加熱速度は、1分間あたり15℃であった。この1回目の結晶化後、メタケイ酸リチウムが、主要結晶相として検出された。900℃〜950℃のプレス温度での、プレス炉EP600(Ivoclar Vivadent AG)を用いたメタケイ酸リチウムガラス円柱のホットプレスによって、歯科用修復物(例えば、インレー、アンレー、前装、部分歯冠、歯冠および咬合局面)を製造することが可能であった。このホットプレスは、メタケイ酸リチウムを二ケイ酸リチウムに転換した。
【0072】
iii)核を有するガラス円柱(A)を、ii)に従う1回目の結晶化に続いて、840℃〜880℃で5分〜30分間のさらなる熱処理に供した。この処理後の結晶相の分析は、二ケイ酸リチウムを主要結晶相として有する、本発明によるガラスセラミックを示した。この2回目の結晶化後に得られた結晶化円柱を、引き続いて、プレス炉EP600(Ivoclar Vivadent AG)を用いた900℃〜950℃のプレス温度でのホットプレスにより、歯科用修復物(例えば、インレー、アンレー、前装、部分歯冠、歯冠および咬合局面)に加工した。
【0073】
(C)メタケイ酸リチウムの機械加工(CAD/CAMプロセス)
核を有する矩形ガラスブロック(A)を、(B)(ii)に従う1回目の結晶化に供して、メタケイ酸リチウムの結晶化を行った。次いで、この生成したメタケイ酸リチウムガラスセラミックブロックを、CAD/CAMプロセス(例えば、Sirona,Cerec 2(登録商標)またはCerec 3(登録商標))により機械加工して、歯科用修復物(例えば、インレー、アンレー、前装、部分歯冠、歯冠および咬合局面)を得た。引き続いて、これらの修復物を、840℃〜880℃で5分間〜1時間の、2回目の結晶化に供した。この処理後の結晶相の分析は、二ケイ酸リチウムを主要結晶相として有する、本発明によるガラスセラミックを示した。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
歯科用修復物の調製のためのプロセスであって、該プロセスにおいて、ケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスが、
(i)プレスまたは
(ii)機械加工
によって該歯科用修復物に形成され、該ガラスセラミックおよび該ガラスが、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有し、該遷移金属酸化物は、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物、およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される、プロセス。
【請求項2】
前記歯科用修復物が、インレー、アンレー、歯冠、前装、咬合局面および橋脚歯から選択される、請求項1に記載のプロセス。
【請求項3】
前記プレスが、700℃〜1200℃の温度で実施される、請求項1または2のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項4】
前記プレスが、2bar〜10barの圧力で実施される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項5】
前記機械加工が、CAD/CAMプロセスで行われる、請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項6】
前記ガラスセラミックが、メタケイ酸リチウムガラスセラミックまたは二ケイ酸リチウムガラスセラミックである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項7】
前記ガラスが、メタケイ酸リチウム結晶および/または二ケイ酸リチウム結晶の形成のために適切な核を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項8】
前記ガラスセラミックまたは前記ガラスが、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有し、該遷移金属酸化物が、Yの酸化物、Nbの酸化物、Laの酸化物、Taの酸化物、Wの酸化物、およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される、請求項1〜7のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項9】
前記ガラスセラミックまたは前記ガラスが、以下の成分:
成分 重量%
SiO 54.0〜80.0、特に60.0〜70.0
LiO 11.0〜19.0、特に13.0〜17.0
Al 0.2〜8.0、特に1.0〜7.0
O 0.5〜13.5、特に1.0〜7.0
アルカリ土類金属酸化物 0〜6.0、特に0.1〜5.0
ZnO 0〜6.0、特に0.1〜5.0
遷移金属酸化物 8.5〜30.0、特に9.0〜25.0
0.5〜12.0、特に2.5〜6.0
ZrO 0.1〜4.0、特に0.5〜2.0
着色剤 0.1〜8.0、特に0.2〜2.0、および
蛍光剤、
のうちの少なくとも1つ、そして好ましくはすべてを含有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項10】
前記ガラスセラミックおよび前記ガラスが、ブランクの形態で使用される、請求項1〜9のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項11】
前記機械加工後に、少なくとも1回の熱処理が行われて、前記形成されたガラスまたは前記形成されたガラスセラミックを二ケイ酸リチウムガラスセラミックに転換する、請求項1〜10のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項12】
前記歯科用修復物が、二ケイ酸リチウムガラスセラミックベースである、請求項1〜11のいずれか1項に記載のプロセス。
【請求項13】
歯科用修復物を調製するための、ケイ酸リチウムガラスセラミックまたはケイ酸リチウムガラスの使用であって、該ガラスセラミックまたは該ガラスが、
(i)プレスまたは
(ii)機械加工
によって、該歯科用修復物に形成され、そして該ガラスセラミックおよび該ガラスは、少なくとも8.5重量%の遷移金属酸化物を含有し、該遷移金属酸化物は、イットリウムの酸化物、41〜79の原子番号を有する遷移金属の酸化物およびこれらの酸化物の混合物からなる群より選択される、使用。

【公開番号】特開2012−223552(P2012−223552A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−206373(P2011−206373)
【出願日】平成23年9月21日(2011.9.21)
【出願人】(501151539)イフォクレール ヴィヴァデント アクチェンゲゼルシャフト (54)
【氏名又は名称原語表記】Ivoclar Vivadent AG
【住所又は居所原語表記】Bendererstr.2 FL−9494 Schaan Liechtenstein
【Fターム(参考)】