補綴歯およびその製造方法
重合性材料をモールドに射出成形して外側外部ポリマー層を形成すること、次に重合性材料をモールドに射出成形して、第１の外部層上に付けられる内側ポリマー層を形成すること、次に重合性材料をモールドに射出成形して、内側外部層上に付けられる固いコアを形成することを含む人工歯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数層から成るポリマー材料の補綴歯を成形するための、重合性材料の射出成形に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｄｅｈｏｆｆ他は補綴歯を開示している。Ｒｏｃｍｅｒ他は、米国特許第４，３９６，４７６号および１９９９年６月１５日出願の米国特許出願第０９／３３３，７２７号において、歯製造用重合性組成物を開示している。Ｋｕｒａ他は、米国特許第５，９８９，０３１号において、歯を成形するための、熱可塑性プラスチックの射出成形を開示している。ＤＩＮ １３９１４によれば、歯科用補綴物（ｄｅｎｔａｌ ｐｒｏｓｔｈｅｓｅｓ）を製造するための人工歯（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｔｅｅｔｈ）は、自然の歯に類似していることが望ましいことから、いくつかの層から成っていなければならない。このような多層からなる歯は従来、異なる色のプレス用材料をプレス用金型（ｔｏｏｌ）に手で入れて、プレス加工により独占的に製造されてきた。歯のプレス加工は非常に労働集約的である。適当な位置に手で置かれた層の分布は不規則であることを免れない。プレス加工に必要な余分な量のために、モールドの分割面にかなりのバリが生成する。このために後処理が必要となる。このように、従来の多層歯の製造にはかなりの製造労力が伴うので、これらの歯は比較的高価である。
【０００３】
本発明は、製造を大幅に自動化でき、層の再現性のある配列構成が保証され、また特にバリの生成もまた最少化され、その結果製造コストが小さくなる、数層から成る人工歯を作り出すという課題に基づいている。
【０００４】
本発明は、複数のパーツから成る歯科用歯モールドおよび厚さの均一なゾーンがあるエナメル層をもつ補綴歯を提供する。本発明の好ましい実施形態による補綴歯は、組（ｓｅｔ）内で容易に咬合し、ファミリ内でもそれに応じてそうである。本発明による補綴歯は、総入れ歯／部分義歯（ｄｅｎｔｕｒｅ）を作るのに有用であり、また歯冠、インプラント歯および補綴歯がその上にあるシェードガイドとして有用である。
【０００５】
歯のモールドは人工歯の作製に歯科産業で用いられている。精巧化ステップは、最終の仕上げの研磨ステップを含み、それにより、歯を作る材料をその中に入れて成形することにより作り出される人工歯の表面性が高度に精巧な（ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）モールドが得られる。
【０００６】
Ｄｅｈｏｆｆ他は、米国特許第５，４５２，２１９号（ケース１６１９）において、歯のモールド製造方法を開示している。Ｅｒｄｌｅは、オーストラリア特許第１２４，０８３号において、セラミック物品および材料ならびにそれらの着色またはシェーディング方法を開示している。Ｓａｆｆｉｒは、米国特許第２，３８０，５６８号において、人工歯を開示している。Ｋｅｌｌｙは、米国特許第２，５１４，０７５号において、人工歯を開示している。Ｅｒｄｌｅは、米国特許第２，５１７，１００号において、セラミック物品を成形し、また物品の異なる部分に沿って異なる色またはシェードを付ける方法を開示している。Ｂｕｄｉｓｈは、米国特許第２，６４３，４５５号において、人工歯を開示している。Ｒｙｄｉｎは、米国特許第２，６７７，１５０号において、人工歯の製造方法を開示している。Ｓｌａｃｋ，Ｊｒは、米国特許第２，６７８，４７０号において、重合方法を開示している。Ｓａｆｆｉｒは、米国特許第３，１２６，４２９号において、異なる色の層をもつ歯をキャスティングする方法を開示している。Ｃｏｎｎａｎは、米国特許第３，２１８，７１１号において、人工歯を開示している。Ｓｗｉｎｓｏｎは、米国特許第３，８６１，０４４号において、歯と歯のインレーを合わせる方法を開示している。Ｈｅｉｔｌｉｎｇｅｒ他は、米国特許第４，３２４，５４６号において、義歯の製造装置および方法を教示している。Ｔａｎａｋａは、米国特許第４，３９２，８２９号において、金属陶材による歯の修復および実施方法を開示している。Ｆａｕｎｃｅは、米国特許第４，４３３，９５９号において、カラーシステムを含むコンポジットラミネート歯ベニアを開示している。Ｗｈｉｔｅは、米国特許第４，４３６，６８４号において、３次元モデルおよび内部体の構造体のモールドキャビティの製造方法を記載している。
【０００７】
Ｔａｎａｋａは、米国特許第号４，４８１，２２７号において、焼き固めることができる陶材歯修復物の着色方法を開示している。Ｍｏｅｒｍａｎｎ他は、米国特許第４，５７５，８０５号において、個別対応の形状のインプラントを作製する方法および装置を開示している。
【０００８】
Ｄｕｒｅｔ他は、米国特許第４，６１１，２８８号において、補綴物の製造のための本体部分の印象を取るシステムを記載している。
【０００９】
Ｍｏｅｒｍａｎｎ他は、米国特許第４，６１５，６７８号において、米国特許第４，５７５，８０５号に開示される型の装置によりインプラントをそれから機械加工できる半加工品（ｂｌａｎｋ）を教示している。Ｍｉｌｌｅｒは、米国特許第４，６１７，１５９号において、歯のシェード試料を成形する方法を開示している。Ａｍｄｕｒ他は、米国特許第４，６４５，４５４号において、陶材製品と方法を開示している。Ｂｌａｉｒ他は、米国特許第４，６５０，４１８号において、歯の修復シェーディングを開示している。Ｄｕｒｅｔ他は、米国特許第４，６６３，７２０号および４，７４２，４６４号において、歯科用補綴物の製造方法を開示している。Ｗａｔａｎａｂｅ他は、米国特許第４，６８１，６３３号において、高強度リン酸カルシウムガラスセラミック材料を開示している。Ｃｏｒｂｅｔｔは、米国特許第４，７２２，６８９号において、被覆された一時的歯冠を開示している。Ｂｒａｎｄｅｓｔｉｎｉ他は、米国特許第４，７６６，７０４号において、１回の操作で歯科用材料の半加工品から、個別対応の形状の歯の修復パーツを機械加工する方法および装置を開示している。Ｂｒａｂｄｅｓｔｉｎｉ他は、米国特許第４，８３７，７３２号において、調製された歯およびそれらの直近の３次元形状を定めるデータの獲得を容易にする方法を教示している。
【００１０】
Ｒｏｔｓａｅｒｔは、米国特許第４，９７０，０３２号において、人工歯および歯冠の製造方法を開示している。Ｇｒｏｓｓｍａｎ他は、米国特許第５，０８９，３０６号において、つやのある歯の構成体を開示している。Ｈａｓｅｇａｗａ他は、米国特許第５，１２７，８３４号において、人工歯およびそれらの製造方法を開示している。Ｒｏｔｓａｅｒｔは、米国特許第５，１５１，０４４号において、人工歯および歯冠の作製用半加工品を開示している。Ｅｍｍｏｎｓは、米国特許第５，３０８，２４３号において、天然のような歯科用陶材修復物を作り出す方法および組成物ならびにそのようにして作り出された歯科用陶材修復物を開示している。Ｏｄｅｎは、米国特許第５，３４２，２０１号において、セラミック人工歯修復物の製造方法を開示している。
【特許文献１】Ｒｏｃｍｅｒ他、米国特許第４，３９６，４７６号
【特許文献２】Ｒｏｃｍｅｒ他、米国特許出願第０９／３３３，７２７号（１９９９年６月１５日出願）
【特許文献３】Ｋｕｒａ他、米国特許第５，９８９，０３１号
【非特許文献１】ＤＩＮ １３９１４
【特許文献４】Ｄｅｈｏｆｆ他、米国特許第５，４５２，２１９号（ケース１６１９）
【特許文献５】Ｅｒｄｌｅ、オーストラリア特許第１２４，０８３号
【特許文献６】Ｓａｆｆｉｒ、米国特許第２，３８０，５６８号
【特許文献７】Ｋｅｌｌｙ、米国特許第２，５１４，０７５号
【特許文献８】Ｅｒｄｌｅ、米国特許第２，５１７，１００号
【特許文献９】Ｂｕｄｉｓｈ、米国特許第２，６４３，４５５号
【特許文献１０】Ｒｙｄｉｎ、米国特許第２，６７７，１５０号
【特許文献１１】Ｓｌａｃｋ，Ｊｒ、米国特許第２，６７８，４７０号
【特許文献１２】Ｓａｆｆｉｒ、米国特許第３，１２６，４２９号
【特許文献１３】Ｃｏｎｎａｎ、米国特許第３，２１８，７１１号
【特許文献１４】Ｓｗｉｎｓｏｎ、米国特許第３，８６１，０４４号
【特許文献１５】Ｈｅｉｔｌｉｎｇｅｒ他、米国特許第４，３２４，５４６号
【特許文献１６】Ｔａｎａｋａ、米国特許第４，３９２，８２９号
【特許文献１７】Ｆａｕｎｃｅ、米国特許第４，４３３，９５９号
【特許文献１８】Ｗｈｉｔｅ、米国特許第４，４３６，６８４号
【特許文献１９】Ｔａｎａｋａ、米国特許第４，４８１，２２７号
【特許文献２０】Ｍｏｅｒｍａｎｎ他、米国特許第４，５７５，８０５号
【特許文献２１】Ｄｕｒｅｔ他、米国特許第４，６１１，２８８号
【特許文献２２】Ｍｏｅｒｍａｎｎ他、米国特許第４，６１５，６７８号
【特許文献２３】米国特許第４，５７５，８０５号
【特許文献２４】Ｍｉｌｌｅｒ、米国特許第４，６１７，１５９号
【特許文献２５】Ａｍｄｕｒ他、米国特許第４，６４５，４５４号
【特許文献２６】Ｂｌａｉｒ他、米国特許第４，６５０，４１８号
【特許文献２７】Ｄｕｒｅｔ他、米国特許第４，６６３，７２０号
【特許文献２８】Ｄｕｒｅｔ他、米国特許第４，７４２，４６４号
【特許文献２９】Ｗａｔａｎａｂｅ他、米国特許第４，６８１，６３３号
【特許文献３０】Ｃｏｒｂｅｔｔ、米国特許第４，７２２，６８９号
【特許文献３１】Ｂｒａｎｄｅｓｔｉｎｉ他、米国特許第４，７６６，７０４号
【特許文献３２】Ｂｒａｂｄｅｓｔｉｎｉ他、米国特許第４，８３７，７３２号
【特許文献３３】Ｒｏｔｓａｅｒｔ、米国特許第４，９７０，０３２号
【特許文献３４】Ｇｒｏｓｓｍａｎ他、米国特許第５，０８９，３０６号
【特許文献３５】Ｈａｓｅｇａｗａ他、米国特許第５，１２７，８３４号
【特許文献３６】Ｒｏｔｓａｅｒｔ、米国特許第５，１５１，０４４号
【特許文献３７】Ｅｍｍｏｎｓ、米国特許第５，３０８，２４３号
【特許文献３８】Ｏｄｅｎ、米国特許第５，３４２，２０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
厚さが一定のゾーンがあるエナメル層をもつ人工歯を提供することが本発明の目的である。
【００１２】
第１の唇側全長および第１の裏面長さをもつ歯の第１の組の第１の歯、ならびに第２の唇側全長および第２の裏面長さをもつ歯の第２の組の第２の歯を含み、第１と第２の唇側全長の比が実質的に第１と第２の裏面長さの比に等しい補綴歯のファミリを提供することが本発明の目的である。
【００１３】
本体の切縁端部（ｉｎｃｉｓａｌ ｅｎｄ）の本体の唇側の面の３つの曲がった隆起の間に２つのほぼ対称な曲がった溝がある歯本体を含み、溝は切縁端部で最も深く、また実質的に切縁端（ｉｎｃｉｓａｌ ｅｄｇｅ）から歯の全長の少なくとも約１５パーセントまで延びる補綴歯を提供することが本発明の目的である。
【００１４】
歯のそれぞれは歯の同じ組の同じ側からのものである、少なくとも１本の上側の歯および少なくとも１本の下側の歯の少なくとも一部分の画像を得て、その画像に対応する初期データを修正して修正データを生成し、修正データを用いて作られたモールドで修正補綴歯を成形することにより、咬合中、修正補綴歯が、初期データを用いるモールドで作られた補綴歯より、歯の表面のより大きな部分に渡って接触するようにすることが本発明の目的である。
【００１５】
本明細書では、歯の組は、総義歯または部分義歯をとわず単一の入れ歯のように、同一の個人が使用する歯を表す。
【００１６】
本明細書では、歯のファミリは、歯の大きさおよび／またはシェードは異なるが共通の形状を有する歯の組を表す。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
人工歯の製造方法は以下のことを含む：重合性材料をモールド内に射出成形して、外側外部ポリマー層を形成すること。次に、重合性材料をモールド内に射出成形して、最初の外側層上に適用された内側ポリマー層を形成すること。次に、重合性材料をモールド内に射出成形して、内側外部層に適用された固いコアを形成すること。
【００１８】
高い成形圧と歯のシェーディングが限定されるという問題は、射出に低圧が用いられ、成形サイトでシェーディングを個別対応でブレンドできるということから、本発明により解決される。
【００１９】
本発明は、射出成形は完全自働で行われ、したがってまた層の再現性のある配列構成を保証できるという理由で、射出成形技術によりかなりのコスト低減を実現できるという認識に依存している。これは多成分射出成形法を含み、材料成分が歯本体内部に層を形成するので、個々の材料成分を着色することにより天然の歯の外観に最も良く近づけることができる。
【００２０】
厚さが実質的に一定のゾーンがあるエナメル層をもつ補綴歯。この歯は、補綴歯シェード層および／またはシェーダ（ｓｈａｄｅｒ）モールドパーツ外側表面の歯のパターンを画像化すること、ならびにプログラムに導かれるフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）によりモールド内で歯のパターンを形作ることにより作製される歯科用の歯モールドパーツを用いて成形される。
【００２１】
本発明は、歯の第１の組の第１の歯が第１の唇側全長および第１の裏面長さをもち、また歯の第２の組の第２の歯が第２の唇側全長および第２の裏面長さをもつことを含む、補綴歯のファミリを提供する。第１の唇側全長と第２の唇側全長の比が実質的に第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に等しい。好ましくは、第１の歯は第１のシェード長さをもち、第２の歯は第２のシェード長さをもち、第１のシェード長さと第１の唇側全長の比は、第２のシェード長さと第２の唇側全長の比に実質的に等しい。
【００２２】
本発明は、本体の切縁端部の本体の唇側表面の３つの曲がった隆起の間にほぼ対称な２つの曲がった溝がある歯本体を含む補綴歯を提供する。この溝は切縁端部で最も深く、切縁端から歯の全長の少なくとも約１５パーセントまで延びる。
【００２３】
本発明は、歯の同じ組の同じ側からの、少なくとも１本の上側の歯および少なくとも１本の下側の歯の少なくとも一部分の画像を表示し、次にその画像に対応する初期データを修正して修正データを生成し、修正データを用いて作られたモールドで容易に咬合する補綴歯を成形することにより、咬合中、容易に咬合する補綴歯が、初期データを用いるモールドで作られた補綴歯より、歯の表面のより大きな部分に渡って接触する、容易に咬合する補綴歯の製造方法を提供する。
【００２４】
本発明は、添付図に示される実施形態に基づいてより詳細に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図では、本発明による人工歯の同一の部位には同じ参照番号が付けられている。
図１および２から分かるように、本発明による歯は固いコア１をもつ歯本体から成る。固いコア１は歯の基礎的要素をなし、その上にさらなる外部層２および３が積み重ねられる。これに関連して、固いコア１の基部側４は露出したままであり、歯の口蓋側５、唇側６および切縁側７は外部層２、３により形作られている。固いコア１は基部側４の反対側が丸くされたほぼ円錐台の形状に作り上げられている。固いコア１に直接被さる外部層２は、基部側４の端の部分では厚さが薄くなっており、歯の基部では、例えば０．２ｍｍに相当する薄い厚さで形作られている。しかし、歯の切縁側７の方に向かって、外部層２は厚さをかなり増し、そして固いコア１と共に、それが事実上歯の基本構造を成すように形作られている。最外層３は表面の至るところで本質的に同じ厚さであり、示されるように、口蓋側５は外部層３によりさらに成形されており、他方、外部層３は、図２に示されるように、他の部分がそうであるように、唇側６の部分ではほぼ一定の厚さをもつ。めくら穴８は、大きさは個々の歯の大きさに合わせられており、またその直径および深さはそれぞれほぼ２〜３ｍｍおよびほぼ４〜６ｍｍであり、固いコア１の基部側４に歯軸に沿って形作られている。めくら穴８は、滑らかな壁面で形作られているので、如何なる鋭い角も存在せず、したがってまた引っ張りクラックは生じ得ない。めくら穴８は、一方では、射出成形工程を実施するために、固いコア１を射出型内に取り付けるのに、また他方で歯科用補綴物を作る際に出来上がった歯をプラスチック床に固定するのに役立つ。本発明による歯を作製するための材料として、ＤＩＮ １３９３１またはＩＳＯ ３３３６の要件を満たす透明（アモルファス）プラスチックを用いることができる。特に、透明ポリマーを用いることができる。適切なプラスチック材料はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）および／またはそのコポリマーである。耐衝撃性の変性ＰＭＭＡを使用することが有利である。屈折率が等しいプラスチックの混合物を用いることもまた本発明では実施できるであろう。このような混合物は、標準的なＰＭＭＡと耐衝撃性の変性ＰＭＭＡからなり、標準的ＰＭＭＡが３０％で耐衝撃性変性ＰＭＭＡが７０％の混合比が実用的である。しかし、ポリメタクリルメチルイミド（ＰＭＭＩ）とメチルメタクリレート−スチレンコポリマーの混合物を用いることもまた可能であり、６０％のＰＭＭＩと４０％のメチルメタクリレート−スチレンコポリマーが存在すれば実用的である。６０％を超えるメチルメタクレレート含量をもつメチルメタクリレートとスチレンのコポリマーの混合物を用いることもまた本発明では可能である。
【００２６】
バインダとしての役を果たすプラスチック添加剤を含む、Ａｌ２Ｏ３またはＺｒＯ２などのセラミック粉末から成る射出成形可能なセラミック材料（ｍａｓｓ）が製造原料として使用されればまた本発明では利点がありうる。
【００２７】
この射出成形可能なセラミック材料は、射出成形機で加工され、射出成形された歯は、射出成形機から所謂グリーン生成物として取り出される。そのバインダはバインダ除去オーブンでグリーン生成物から取り除かれる、すなわち、バンダとして用いられたプラスチック添加剤は追い出され、その結果バインダは、形状の如何なる変化も、ありうるとしても可能な限り回避された状態で、成形物（ｃａｓｔｉｎｇ）からできるだけ完全に除去される。次に、焼成オーブンでの焼成工程、必要とされる何らかの仕上げ作業がある。
【００２８】
本発明によれば、固いコア１および外部層は異なる着色をされる。例えば、固いコア１は有利には、暗く着色され、透光性の外部層２はいくらかより明るく着色され、また最外層３は明るく透光性である。より一層透光性の外部層を設けることもまた実用的でありうる。層２、３の被覆構造により、天然の歯に最も良く合致する色調の外観を実現できる。このことにより、言うまでもなく、分離線のない色調の移り変わりが可能になる。本発明による歯にめくら穴８を形成することにより、固定穴を後で穿つ必要がないので、クラックを生じる鋭い角を作り出す危険が除かれる。
【００２９】
特に、多成分射出成形法が、本発明による歯を作るために用いられる。３層の歯、すなわち図１および２の歯が作られる場合、固いコア１のコア材料は第１の金型キャビティへの第１ステップである。その後、金型は開き、射出成形された固いコア１がある方の半金型（ｔｏｏｌ ｈａｌｆ）は１２０度回転する。ここで、使用されるタイプのプラスチック材料は可塑性であるが、形が安定なコンシステンシがすでにあり、ほぼそのガラス転位温度まで冷却されている。金型を閉じると、固いコア１は、外部層２を射出するための第２の、いくらかより大きいキャビティに移動する。ここでは、コアと外部層２の間の界面に、２つの層が融合しうる温度がある。コアの回りに外部層２を射出した後、金型は開き、移動式半金型はさらに１２０度回転して、射出被覆された固いコア１は、金型が閉じるときには第３のキャビティに移動している。仕上げられた歯の形状寸法に対応するこのキャビティ内で、外側層３が歯の上に射出される。十分に冷めた後、金型は開き仕上がった歯が放出される。外部層３を外部層２の上に射出する際の温度条件は、プラスチック層２を固いコア１上に射出する際のものと同じである。仕上がった歯が放出された後、移動式半金型はさらに１２０度回転して、金型はその最初の位置に戻る。全射出サイクルは完全に自働的に進むもので、作製される本発明による歯の層は、この方法により各サイクルにおいて同一である。層１、２、３は、好ましくは、同じプラスチック材料からなり、これらの材料は有利には異なる着色が施されている。順次追加される個々の層の射出は非常に迅速に行われるので、下の層との接触表面に生じる接触温度は個々のプラスチックの軟化温度より高い。
【００３０】
いくつかの歯、例えば歯の完全な組を、一度に射出成形するように、本発明に従って使用される射出成形型を構成することができる。
【００３１】
本発明による製造プロセスのための別法として、歯の本体の適切に層化された構造が、異なる着色を施された材料の計量供給のみによって達成され、そのためその歯の外形をもつキャビティだけが必要とされる多成分射出成形法を用いることもまた可能である。この場合、例えば３台の可塑化ユニットを用いて、最外層３用の成分および外部層２用の成分が、射出モールドの供給機チャネルに次々に計量供給され、それから、固いコア１用の次の成分がある第３の可塑化ユニットに切り替えた後、３つ全部が、モールドの充填が膨張流動で起こるような仕方で金型に射出される。溶融した先端が進むにつれ、先端の材料の一部分が低温のモールド壁面に固着して外部層３を形成する。計量供給は、この成分の材料が、モールドが完全に充填されるまで流れの先端にあるように選択されるべきである。モールドの壁面に垂直な温度勾配のために、続く成分は最初のものに類似の挙動を示し、中間の外部層２を形作り、コア材料１を包み込む。基部側からの射出の場合、図１および２に示されるものに似た層構造が得られるが、固いコア１はその基部側も外部層２および３により包み込まれる、図５を参照。方法の特性により、外部層２、３の厚さは基部側から切縁に向かってわずかに増加し、このことは歯の外観を向上させる。計量供給される量、材料温度、金型温度および射出速度などの加工パラメータの選択により、外部層２および３の厚さに影響を与えることができる。射出可能なセラミック材料は、射出成形機での加工で、充填プラスチックに類似の仕方で振舞うので、射出成形可能なセラミック材料を用いる場合でさえも、前記の利点のある方法を適用することができる。
【００３２】
本発明に従って作られる側面の歯は、原則的に、図１および２による前歯と同じ層の積み重ねをもつが、側面の歯の形のために、固いコア１ならびに外部層２および３の基本的な構造に相違がある。この場合、咬合側７が切縁側７に代わり、頬側６が唇側６に代わる。
【００３３】
図３および４に、射出成形され仕上がった歯本体を射出モールドから取り出す際に、その分割面の位置のために作り出された、本発明による側面の歯のモールドマークの筋道が示されている。本発明によれば、挿入された状態ではヒトの口でそれらが見えないように、モールドマークが仕上がった歯の本体上で走っているようにすることができる。図３の舌側からの斜視図に示される、本発明による側面の歯の歯本体では、舌側のモールドマーク１０は、歯本体の舌側１１および咬合表面１２の間の変わり目を走っていることが認められる。本発明による側面の歯の頬側からの図を示す図４において、頬側のモールドマーク１３は、歯本体の頬側１４および基部１５の間の変わり目にあることが認められる。図３および４から、歯本体の２つの側面１７、１８上のモールドマーク１６はそれぞれ、舌側のモールドマーク１０と頬側のモールドマーク１３の端部を結んでほぼ対角線状に走っていることもまた明らかである。
【００３４】
前歯として成形された、本発明による歯要素では、モールドマークは、それらが歯本体の基部から歯の切縁に走るように、歯本体の２つの側面上中央に配置される。
【００３５】
以下に、本発明は図６〜１３をより詳細に参照して説明される。本発明の好ましい実施形態による補綴歯１００は、図６に示されるように、唇側の面１０４およびシェーダ面１０６があるエナメル層１０２、エナメル面１１０および裏面１１２があるシェード層１０８ならびにシェーダ面１１６がある裏面層１１４を含む。本明細書では、歯全長（ＴＬ）は、歯の切縁端の先端（Ｉ）から、切縁端（Ｉ）から最も離れた、裏面１１４の端上の位置（ＢＥ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。
【００３６】
本明細書では、唇側全長（Ｌ）は、図６に示されるように、歯の切縁端の先端（Ｉ）から、歯頚（ｎｅｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｏｔｈ）の最も高い位置と最も低い位置の間の中間の、歯頚の外側面上の位置（ＰＬ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。
【００３７】
本明細書では、裏面長さ（Ｂ）は、図６に示されるように、歯の切縁端の先端（Ｉ）から、歯頚上の好ましくは最も高い位置あたりにある、第２の裏面層の端部（ＰＢ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。裏面長さ（Ｂ）の中間点（ＰＭＢ）でのシェード層の厚さ（ＳＴ）は、好ましくは、約０．０９インチである。
【００３８】
本明細書では、シェード層長さ（Ｓ）は、図６に示されるように、歯の切縁端先端（Ｉ）から、エナメル層が減少から一定の厚さに転じる位置（ＰＳ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。シェード層長さ（Ｓ）の中間点（ＰＭＳ）でのエナメルの厚さ（ＥＴ）は、好ましくは約０．０３１インチである。
【００３９】
歯頚から唇側表面の中心まで、一定高さでの横断面（ｌａｔｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ）内でエナメル層の厚さが一様な多層歯が提供される。この一様なエナメルの厚さは、前歯の唇側表面のコピーをオフセットして得て、エナメル表面のオフセットコピーから曲がった表面を部分的に形作ってシェード層外側表面の画像を形成することにより画像化される。シェーダモールドパーツは、後に材料、好ましくは金属の固体ブロックに刻まれて、シェード層の外側表面の画像に対応するモールド表面を与える。
【００４０】
図６および６Ａに示されるように、補綴歯１００はエナメルの厚さが実質的に一定のゾーンＺがあるエナメル層１０２を含む。唇側の面１０４上に選択された任意の点、例えば位置１５０で、歯の中心軸Ｅに垂直に延びるエナメルの厚さは、選択された点の０．００５インチ内の任意の他の点での厚さの０．００３インチ以内にある。本発明の好ましい実施形態では、エナメルの厚さには平均の厚さがあり、前記の平均の厚さの変動は、前記のゾーン内では２０％より小さく、また前記ゾーンは、少なくとも０．０１インチの直径をもつ円形である。厚さが実質的に一定のゾーンは、好ましくは、歯の唇側全長の少なくとも２０パーセントと７５パーセントの間に広がっている。好ましくは、実質的に一定のエナメルの厚さの変動は、シェード層に垂直に延び重なる任意のエナメルゾーン内で２５％より小さく、そのゾーンは少なくとも２ｍｍ２、より好ましくは少なくとも４ｍｍ２、最も好ましくは少なくとも８ｍｍ２である。より好ましくは、実質的に一定のエナメルの厚さの変動は、ゾーン内で２０％より小さい。好ましくは、ゾーンの領域は実質的に円形である。好ましくは、エナメルの厚さは約０．００３と約０．０３インチの間である。好ましくは、エナメルの厚さは、歯の切縁端部の近くで、約０．０８と０．０３インチの間である。好ましくは、エナメルの厚さは、歯の裏面端部近くで０．００３インチより小さい。好ましくは、歯は歯頚部材（ｎｅｃｋ ｍｅｍｂｅｒ）をもつ。好ましくは、歯は、歯の全長の０と２０パーセントの間の、本体の切縁端部で、本体の唇側の面上の３つの実質的により厚い領域の間に、全体として対称な２つの領域を含む。
【００４１】
好ましくは、歯のファミリの中で、一定の寸法比をもつ多層前歯が提供される。これらの寸法は、図６および１１に示されるように、歯のファミリからの歯の長手方法横断面で測られる。
【００４２】
一定の寸法比をもつ前歯が本発明により提供される。このような歯のファミリ内のすべての歯は義歯を作るに際して類似の特性を示す。本発明に従って作られた上側および下側の歯の咬合は、従来技術による歯の場合より容易で完全である。ファミリ内の、小、中および大きな歯は全て同じ咬合特性を示す。
【００４３】
３次元の歯の表面、歯の層、および／または歯のモールドパーツパターンは保存、編集および／またはデジタル化されたデータから、ビデオディスプレイモニタに表示される。オペレータは、歯のモールドに望まれる、歯の大きさと形状ならびに唇側の線紋（ｓｔｒｉａｔｉｏｎ）などの表面パターンの性質を調査、測定および／または修正する。視覚的分析と、歯の既知の形状寸法の値、例えば長さ、幅、厚みとの比較により、オペレータはキーボードなどの入力デバイスによりデータを追加および／または省略するかを決定する。望ましい３次元表面パターンはこうして作り出され表示される。
【００４４】
表示される３次元表面パターンに使用されるデータは、ＣＡＭあるいはコンピュータ支援製造により利用されて、歯のモールド作製のための工具軌跡プログラムを作り出す。この工具軌跡プログラムは機械工具を誘導し制御するために使用される。機械は好ましくは多軸のものである。プログラムは、適切な基材、例えばスチール、ニッケル、アルミニウム、セラミック、プラスチックあるいは何らかの機械加工できる材料の、歯のモールドのフライス加工において、１つまたは複数のフライスを誘導する。スチールが好ましい基材である。モールドが刻まれた後、歯パスプログラムは、好ましくは、モールドに対する仕上げ研磨の実施を誘導し制御する。仕上げ研磨ステップは表面仕上げを良くし、モールドは人工歯の作製に適したものとなる。最後の手による仕上げ研磨ステップは任意である。
【００４５】
人工歯作製用の歯のモールドには、歯の上に唇側の線紋またはマーキングを作り出すために高度の輪郭の精巧さが必要であり、複数の金型が、人工歯に天然の外観を与えることができる色のブレンド生み出すために必要である。
【００４６】
エナメル、シェーダ、ならびに裏面および第２の裏面のモールドパーツの画像化が、本発明の好ましい実施形態では、中切、側切、および犬歯の補綴歯を作るためのモールドパーツ作製に役立つ。歯のファミリをもつ、歯の異なる組のための、画像化されたエナメル、裏面シェーダおよび第２の裏面についての寸法配分は、ファミリ内の歯に比例的な整合性を与える。特定の点が選ばれ、それらの間の長さは、歯のファミリ内では一定の比に保たれる。好ましくは、厚み寸法は、歯の形状およびエナメルの厚さの整合性を保つために、表面のトポグラフィから測定される。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態では、シェーダおよび第２の裏面は、最初に歯の唇側全長（Ｌ）を求めることにより画像化される。シェーダの位置および第２の裏面のブレンド開始位置、ＰＳおよびＰＢはそれぞれ、歯の唇側全長（Ｌ）に、歯のファミリのそれぞれの歯の組で異なる定数を掛けることにより求められる。このとき裏面長さ（Ｂ）は、それぞれ、歯のファミリ内のそれぞれの歯の組に対する定数により表される部分に分けられる。中切および側切歯シェーダモールド表面輪郭の形状と位置および／またはブレンドの厚さが求められ、また／または発展させられる。
【００４８】
ディスプレイ２０２上のエナメルモールドパーツ２００およびエナメル層２００Ａの画像が図７に示されている。シェーダモールドパーツ３００およびシェーダ層３００Ａの画像が図８に示されており、第２の裏面モールドパーツ３３０および第２の裏面層３３０Ａの画像が図４に示されている。裏面モールドパーツ３５０および裏面層３５０Ａの画像が図１０に示されている。ディスプレイ２０２はコンピュータシステム２０４に接続されている。好ましくは、歯エナメルモールドパーツ２０８は、コンピュータ支援製造システム２０６により金属基材でフライス加工される。モールドパーツ２０８、３０８、３３２および３５２は、図７から１０により示されるように、コンピュータ支援製造システム２０６により、複数の成形サイト２０９、３０９、３３４および３５４をもつように削られる。好ましくは、シェーダ層画像３００に対応する、シェーダ層１０８のようなシェーダ層がある歯１００のような歯科用補綴歯は、シェーダモールドパーツ３０８のようなシェーダモールドパーツの成形サイトで形作られる。それぞれのモールドパーツは、そこに複数の成形サイトをもつように、コンピュータ支援製造システム２０６により削られて、各サイトは層の画像に対応する歯の層を形作れるようになっている。好ましくは、成形加工は、工具パスプログラムを用いて、歯のモールドパーツの直接的な機械削りおよび／または仕上げ研磨を誘導することを含む。好ましくは、重合性のアクリレート材料が、一対のモールドパーツの間に順次挿入されて、エナメル、シェーダ、第２の裏面および裏面層をもつ補綴歯を次々に形作る。このように、本発明の好ましい実施形態により、図１に示されるように、エナメル層、シェーダ層、第２の裏面層および裏面層を含む補綴歯が提供される。
【００４９】
シェーダ層３００は、図８に示されるように、歯の切縁端部のシェーダ層の唇側の面に、隆起イメージ３１４、３１６および３１８に対応する３つの曲がった隆起の間に、溝イメージ３１０および３１２に対応するほぼ対称な曲がった２つの溝をもつ。この溝は切縁端部で最も深く、切縁端から歯の全長の少なくとも約１５％まで実質的に延びている。それぞれの溝３１０および３１２は実質的に滑らかな底がある。溝３１０および３１２の側面は、切縁端部３２０に対向する溝の端部で、隆起３１、３１６および３１８の頂上の面と交差する。溝３１０および３１２は、シェーダ層３００の長さの少なくとも約５％延びている。好ましくは、歯は、歯シェーダ層および歯エナメル層を含む。好ましくは、それぞれの溝の深さは、それぞれの溝の幅の約０．５から１．５倍である。好ましくは、シェーダモールドパーツの、切縁端に隣接する上側表面の横断面は正弦曲線を形作る。
【００５０】
図１０Ａに示されるように、容易に交合する補綴歯を作るためのモールドは、少なくとも１本の上側の歯と少なくとも１本の下側の歯の、少なくとも一部分の画像を表示することにより作られる。それぞれの歯は、歯の同じ組の同じ側からのものである。画像に対応するデータは修正されて、少なくとも１本の少なくとも一部分は、他の歯のイメージの少なくとも一部分に、よりよく対応するようになる。歯はこのデータを用いて作製されたモールドで成形される。成形されたこれらの補綴歯の咬合中、成形された上側および下側の補綴歯は、歯の画像を表示して前もって修正しない場合に接触するであろうものより、それぞれの歯の表面のより大きな部分に渡って接触する。
【００５１】
本発明の好ましい実施形態では、表面モールドパーツの唇側表面画像から、シェーダモールドパーツの外側表面を画像化すること、工具軌跡プログラムを用いてシェーダモールドパーツを削ること、およびシェーダモールドパーツをもつモールドでシェードパターンをもつ歯を成形することを含む、歯にシェードパターンを徐々に厚くする（ｆａｎｎｉｎｇ）方法が提供される。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態では、第１のファミリの第１の歯および第２のファミリの第２の歯を含む歯のファミリが提供される。第１の歯は、歯の全長と、歯の歯頚の唇側表面上の最も深い点から歯の切縁端までの長さとの第１の比をもつ。第２の歯は、歯の全長と、歯の歯頚の唇側表面上の最も深い点から歯の切縁端までの長さとの第２の比をもつ。第１および第２の比は実質的に等しい。このような補綴歯は、好ましくは、第１の外側表面をもつ第１の歯および第２の外側表面をもつ第２の歯を含む組として提供される。
【００５３】
図１１に示される本発明の好ましい実施形態では、補綴歯４００のファミリが提供される。歯４００のファミリは、歯の、４０２、４０４および４０６の組を含む。歯の４０６の組は、前歯４０８および後歯４１０を含む。歯の４０４の組は、前歯４１２および後歯４１４を含む。歯の４０６の組は、前歯４１６および後歯４１８を含む。前歯４０８は、上側の歯４２０および下側の歯４２２を含む。後歯４１０は、上側の歯４２４および下側の歯４２６を含む。前歯４１２は、上側の歯４２８および下側の歯４３０を含む。後歯４１４は、上側の歯４３２および下側の歯４３４を含む。前歯４１６は、上側の歯４３６および下側の歯４３８を含む。後歯４１８は、上側の歯４４０および下側の歯４４２を含む。上側中央の前歯４４４および４４６は、互いに鏡像となる形状をもつ。上側前歯４２８は、互いに鏡像となる形状をもつ中央の歯４５２および４５４を含む。下側前歯中央の歯４４８および４５０は、互いに鏡像となる形状をもつ。下側中央の歯４５６および４５８は、互いに鏡像となる形状をもつ。下側中央の歯４６４および４６６は、互いに鏡像となる形状をもつ。
【００５４】
歯の４０２の組の歯４４４は、第１の唇側全長、および第１の裏面長さをもつ。歯の４０４の組の歯４５２は、第２の唇側全長、および第２の裏面長さをもつ。第１の唇側全長と第２の唇側全長の比は、第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に実質的に等しい。歯４０４は、第１のシェーダ長さをもち、歯４５２は第２のシェーダ長さをもち、第１のシェーダ長さと第１の唇側全長の比は、第２のシェーダ長さと第２の唇側全長の比に実質的に等しい。好ましくは、これらの比のこの一致は、ファミリ４００内の異なる組の対応する臼歯、切歯および犬歯に存在する。好ましくは、裏面長さは唇側全長と実質的に同じ乃至その９４パーセントである。好ましくは、シェーダ長さは唇側全長と実質的に同じ乃至その６８パーセントである。
【００５５】
好ましくは、本発明の補綴歯のエナメルの厚さの変動は、厚さに等しい直径をもつ円形ゾーン内で２０％より小さい。より好ましくは、エナメルの厚さの変動は、エナメルの厚さの２倍に等しい直径をもつ円形ゾーン内で１５％より小さい。最も好ましくは、エナメルの厚さの変動は、エナメルの厚さの３倍に等しい直径をもつ円形ゾーン内で２５％より小さい。
【００５６】
好ましくは、歯の唇側全長の２０パーセントと７５パーセントの間の唇側表面上の選択された点でのエナメルの厚さは、その選択された点の０．００５インチ以内の他の任意の点での厚さの０．００３インチ以内にある。好ましくは、エナメルの外側表面ならびにシェード層とエナメルの境界面は、厚さが一定のエナメルゾーン内で同一の輪郭をもつ。
【００５７】
歯１００のような補綴歯は、総入れ歯および／または部分義歯、歯冠、インプラント歯およびシェードガイドを作るのに役立つ。図１２は補綴歯５０２を支えるシェードガイドアーム５００を示す。アーム５００にはベンド５０４および５０６がある。歯５０２はコネクタ５０８によりアーム５００に連結されている。図８に示されるように、インプラント歯冠６０１には、実質的に一定の厚さのゾーンをもつエナメル層６０２およびシェード層６０３がある。歯冠６０１はコア６０４により支えられている。コア６０４はポスト６０６に連結している。ポスト６０６はスリーブ６０８により支えられている。スリーブ６０８はカーボンインプラント６１０に接着される。
【００５８】
本発明の好ましい実施形態では、歯エナメル外側表面を表すデジタル情報またはデータが、ＣＡＤ／ＣＡソフトウェアプログラム搭載コンピュータ、例えばコネチカット州サウスウィンザのＧｅｒｂｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃが市販するＳａｂｒｅ ５０００ ＣＡＤ／ＣＡＭ Ｓｙｓｔｅｍのメモリから作製される、あるいは引き出される。データはＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いて編集され、２および／または３次元の（複数の）モデルがビデオディスプレイモニタ上に表示される。次にオペレータはエナメル外側表面のコピーをオフセットして得て、そのコピーを編集してシェーダ外側表面をデザインする。受け入れられる表面パターンが得られると、ソフトウェアが使われて、歯のモールドを作製するための工具軌跡プログラムを生成する。工具軌跡プログラムの数値座標の形態のデータは、メモリディスクに集められフロッピディスクにダウンロードするか、あるいは移される。
【００５９】
本発明の好ましい実施形態では、フロッピディスクは、フライス加工、駆動、穿孔および輪郭形成機、例えばマサチューセッツ州ミルフォードのＢｏｓｔｏｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが市販する、ＢｏｓｔｏＭａｔｉｃ Ｍｏｄｅｌ ３１２−１Ｓ垂直ＣＮＣベッド型精密フライス加工、ドリル加工、穿孔および輪郭形成機、のハードディスクドライブにダウンロードされる。工具軌跡プログラムは、歯のモールド作製で機械を誘導し制御するのに使用される。平均送り速度は、寸法が小さくなるミルによる連続４回のパスで、３０，０００ｒｐｍで、６インチ／分（レンジ４．５〜１０インチ／分）である。４分の１インチのエンドミル（Ｂａｓｓｅｔｔ）の次に、８分の１インチのエンドミル（Ｂａｓｓｅｔｔ）、次に１６分の１インチのホール（ｈａｌｌ）エンドミル（Ｂａｓｓｅｔｔ）、次に３２分の１インチのボールエンドミル（ＴＳＣ Ｃａｒｂｉｄｅ）が使われる。工具経路の精度は０．０００２インチであり、ステップオーバレンジは０．０００５〜０．００１インチである。この機械は４軸が可能であるが、３軸だけがモールドの作製に用いられた。モールドは４１６快削ステンレル鋼のブロックに削られる。得られたモールドは、７倍の倍率で熟練した目で、そのモールドからの石膏印象（ｓｔｏｎｅ ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）をアルミニウムブロンズマスターダイと比較する主観的目視評価により、表面仕上げの品質について試験される。機械加工されたモールドはマスターダイの表面ディテールおよび仕上げの約９５％を包含する。モールドは、試験成形のために標準のアルミニウムモールドフレームに装着されるクーポン（ｃｏｕｐｏｎ）である。
【００６０】
仕上げの研磨は、例えば仕上げ研磨工具を用いる工具軌跡仕上げプログラムで実施される。仕上げ研磨工具はハードウッド研磨棒を備え、ダイヤモンドペーストと共に用いられる；仕上げ研磨ステップは可能な限り完全な許容できる表面ディテールと仕上げに近づけるために行われる。歯科用ハンドピース（パワーツール）、ブラシ（合成剛毛）、および高級ベンガラを用いて、最終の手による研磨ステップを実施してもよい。
【００６１】
裏面モールドパーツの作製では、アルミニウムブロンズマスターダイのスキャンによるデジタル化された情報が、フライス加工機のハードディスクドライブにダウンロードしてもよい状態になるまで処理される。シェーダモールドパーツの作製では、軟らかいバビット（Ｂａｂｂｉｔｔ）マスターシェーダダイ（グレアフリー（ｇｌａｒｅｆｒｅｅ）の物質でコーティングされていない）が、回転支持台の上に置かれ、前記のアルミニウムブロンズマスターダイの場合と同様に処理される。データは、アルミニウムブロンズマスターダイの情報の場合と同様に、フライス加工機のハードディスクドライブにダウンロードしてもよい状態になるまで処理される。データは編集中にスクリーン上で滑らかにされて、シェーダモールドパーツを表面モールドパーツに確実にフィットさせる。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態では、成形されたエナメル層（コーティング）を各々がもつ、高度に輪郭の精巧な歯科用歯を繰返し成形する方法が提供される。この方法は、任意に、歯科用の歯のモデルのスキャニングを含む。この方法は、少なくとも３つのモールドパーツを作製するためのフライス加工を含む。それぞれのパーツは、第１のミルを用いて、第１の工具軌跡に沿って材料を除去する第１のパスを実施することによってフライス加工して、複数の歯科用補綴歯を成形できるようになっている複数のキャビティがあるモールドパーツを作製するために第１の金属ブロックに複数のキャビティを形作る。フライス加工は編集されたデータを用いるフライス加工プログラムにより誘導管理される。編集されたデータはデザインプログラムを用いて反射データを編集することにより得られる。反射データは歯のモデルの表面を表わすものである。編集されたデータは歯科用人工歯の表面を表わすものである。編集データは、フライス加工プログラムにより、工具軌跡に沿ってフライス加工を誘導するように改変される。モールドパーツは、成形されたエナメル層（コーティング）を各々がもつ高度に輪郭の精巧な歯科用人工歯を繰返し成形するのに使用される。モデルのスキャニングが行われるとき、それぞれの前記キャビティは、モールドで成形される歯科用歯のモデルの一部分とは反対の凹凸をもつものである。プログラムは、歯科用モデルの表面の輪郭を画像化すること、およびモデルの表面輪郭の画像化に応じてデータの読み取り値を生成することからなるステップにより作り出される。
【００６３】
本発明の実施形態では、成形されたエナメル層（コーティング）および高度に輪郭の精巧な唇側の線紋を各々がもつ歯科用人工歯を作る方法が提供される。任意に、スキャンされる歯科用歯のモデルが供用される。歯のモデルからの反射が受け取られ、電気信号に変えられ、次にそれが反射データに変換される。反射データは、デザインプログラムを用いて高度に輪郭の精巧な唇側線紋を加えるために編集されて、編集データとなり、歯の金属モールドパーツが作製される。作製ステップ（工程）は、前記の歯のモールドパーツのフライス加工機を誘導するための編集データを用いることを含む。フライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行い、第１のミルは第１のミルエンドをもち、第２のミルは第２のミルエンドをもち、第２のミルエンドは、寸法では第１のミルエンドより小さい。高度に輪郭の精巧な人工歯は、モールドパーツを用いて繰返し成形される。それぞれの歯は、成形されたエナメル層（コーティング）と高度に輪郭の精巧な唇側線紋をもつ。スキャニングは、歯科用の歯のモデル上にレーザ光線を当てることを含みうる。任意のスキャニングステップには、前記の当てるステップおよび受け取るステップの間、歯科用の歯のモデルを回転することが含まれていてもよい。歯のモデルは、歯のレプリカを含む３次元ワックスまたは金属であろう。
【００６４】
モデルにはけばけばしさのないコーティングが施されていてもよい。処理ステップは、編集データから、歯のモデルの編集された３次元表面パターンを作り出すこと、歯科用の歯のモデルの表面パターンを評価すること、および編集データから工具軌跡プログラムを作り出すことを含むであろう。評価ステップは、歯科用の歯のモデルの表面パターンの目視による分析ならびに歯のモデルの既知の形状寸法との比較を含むであろう。作製ステップは、歯科用の歯のモールドパーツを仕上げ研磨するための、前記の工具軌跡プログラムを用いることを含んでいてもよい。
【００６５】
本発明の好ましい実施形態では、成形された被覆（ｃｏａｔｉｎｇ）および唇側の線紋を各々がもつ歯科用人工歯の成形方法が提供される。この方法は、任意に、３次元表面ロケーションをもつ歯の３次元レプリカを、このレプリカを回転させながら、スキャンすることを含む。前記レプリカからの反射は受け取られ、電気信号に変えられ、それらはデジタル化されて反射データとなる。反射データは、ＣＡＤ／ＣＡＭプログラムを用いるコンピュータで、高度に輪郭の精巧な唇側線紋を加えるために編集される。工具軌跡プログラムが編集されたデータを用いて作り出される。歯のモールドは、工具軌跡プログラムを用いて、第１、第２および第３の歯科用人工歯の金属モールドパーツの機械フライス加工を誘導して作製される。第１の金属部分からの第１の金属モールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行って第１の金属部分をフライス加工することを含む。第１のミルは第１のミルエンドをもつ。第２のミルは第２のミルエンドをもつ。第２のミルエンドは寸法では第１のミルエンドより小さい。
【００６６】
第２の金属部分からの第２の金属モールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行って第２の金属部分をフライス加工することを含む。
【００６７】
第３の金属部分からの第３の金属モールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行って第３の金属部分をフライス加工することを含む。
【００６８】
作製ステップでは、モールドパーツの機械仕上げ研磨を誘導するために、工具軌跡プログラムが使用されるであろう。好ましくは、モールドパーツの少なくとも１つの研磨は、仕上げ工具軌跡プログラムにより誘導される。好ましくは、モールドを作るための、歯科用補綴歯の層のパターンのフライス加工は、編集データを用いるフライス加工プログラムにより誘導される。編集データは、好ましくは、デザインプログラムを用いて反射データを編集することにより得られる。反射データは歯のモデルの表面を表わすものである。編集データは、前記の編集された歯科用補綴歯の表面を表わすものである。データはフライス加工プログラムによりフライス加工を誘導するように改変される。
【００６９】
研磨は、好ましくは、仕上げ工具軌跡および仕上げ研磨工具、例えばウッドの工具を用いる仕上げ研磨を含む。工具は、好ましくは、ペースト、例えばダイヤモンドペーストと共に使用される。
【００７０】
本発明の好ましい実施形態では、成形されたエナメル層（コーティング）および唇側の線紋を各々がもつ歯科用人工歯の成形方法が提供される。この方法は、モールド作製用材料の第１および第２の部分に、人工歯の複数の層のパターンをフライス加工して第１および第２のモールドパーツを作製することを含む。フライス加工は、編集データを用いるフライス加工プログラムにより誘導される。編集データは、デザインプログラムを用いて反射データを編集することにより得られる。反射データは歯のモデルの表面を表わすものである。編集データは人工歯の表面を表わすものである。編集データは、フライス加工プログラムにより、前記の第１および第２のモールドパーツのフライス加工を誘導するように改変される。第１のモールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行うことを含む。第１のミルは第１のミルエンドをもつ。第２のミルは第２のミルエンドをもつ。第２のミルエンドは、寸法では第１のミルエンドより小さい。第２のモールドパーツのフライス加工は、第３のミルで第１のパスを行い、第４のミルで第２のパスを行うことを含む。第３のミルは第３のミルエンドをもつ。第４のミルは第４のミルエンドをもつ。第３のミルエンドは、寸法では第４のミルエンドより小さい。モールドで重合性材料を繰返し成形することにより、成形された重合性材料エナメル層（コーティング）及び唇側線紋を各々がもつ、高度に輪郭の精巧な歯科用人工歯が形作られる。
【００７１】
好ましくは、モールド作製材料は、容易に機械加工および研磨のできるものであり、例えば鋼、ニッケル、アルミニウム、セラミックまたはプラスチックである。
【００７２】
好ましくは、モールド作製材料は、鋼、ニッケル、アルミニウム、セラミックまたはプラスチックである。好ましくは、フライス加工は、第２のミルエンドをもつ第２のミルを用いて、工具軌跡に沿って第２のパスを行うことを含む。第２のミルエンドは、寸法では第１のミルエンドより小さい。好ましくは、フライス加工は、第３のミルエンドをもつ第３のミルを用いて、工具軌跡に沿って第３のパスを行うことを含む。第３のミルエンドは、寸法では第２のミルエンドより小さい。好ましくは、フライス加工は、第４のミルエンドをもつ第４のミルを用いて、工具軌跡に沿って第４のパスを行うことを含む。第４のミルエンドは、寸法では第３のミルエンドより小さい。好ましくは、モールドパーツは、表面モールドパーツ、シェーダモールドパーツ、第２の裏面モールドパーツまたは裏面モールドパーツである。好ましくは、第２のパーツとの接触点はモールドの表面パターンを用いて与えられる。好ましくは、第１のミルによるフライス加工は、第２の工具軌跡に沿って第１のパスを実行して材料を除去し、第２のブロックに複数のキャビティを形成して、複数のキャビティをもつ第２のモールドパーツを作製することによる。好ましくは、第２のミルによるフライス加工は、第２の工具軌跡に沿って第２のパスを実行して、第２のブロックから材料を除去することによる。
【００７３】
好ましい射出成形組成物が以下の説明と実施例により提供される。
一般に、本発明の新規な組成物は、歯科用装具（ａｐｐｌｉａｎｃｅ）、人工歯、口蓋補綴物、ならびに類似の物品の成形、組立て、および修理に役立つ。さらに、これらの組成物を、歯の詰め物に、また口腔補綴物との接着を実施するか、あるいは天然の歯を侵食、損傷またはう蝕から守るかの何れかのために、その表面コーティングに利用できる。
【００７４】
本発明の好ましい形態により、通常の従来技術の歯科用アクリル装具のものよりかなり改良された化学的および物理的性質をもつ歯科用補綴装具に、既知の技術により容易に簡便に成形しうる硬化性歯科用組成物が提供される。特に、例えば、本発明に従って調製された前駆体ブレンド組成物から作られた補綴歯などの歯科用装具は、今日市場で販売されている通常のプラスチックの歯の耐グラインド性より６倍も大きい耐グラインド性により特徴づけられる。さらに、通常のアクリルプラスチックの歯は、グラインディングで、溶融しねじ曲がり、軟らかいプラスチックの破片を生成する傾向があるが、本発明に従って作り出された歯は、グラインディングで、陶材の歯が生成するのとほとんど同じ仕方で、細かい砂のような破片を生じる。
【００７５】
さらに、本発明の前駆体ブレンド組成物から作られた補綴歯は、通常のアクリルプラスチックの歯の耐化学薬品性をはるかに凌ぎ、また陶材の歯のそれに近い耐化学薬品性により特徴づけられる。本発明の補綴歯の耐溶剤性は、例えば、本発明の前駆体ブレンドから作られた補綴歯は、メチルメタクリレートモノマーに３週間浸漬した後に元のままであり、一方、従来のアクリルプラスチックの歯では、メチルメタクリレートにより通常２４時間以内に構造的な品質低下が起こるという事実により示されるように、市販のアクリルの歯のそれをはるかに凌ぐ。
【００７６】
優れた耐化学薬品性をもつにもかかわらず、本発明に従って作られた補綴歯は、予想外にも、標準の処理方法を用いて、市販の義歯床システムと非常に強い化学的接着を形成することが見出された。このように、本発明に従って作られた歯は、それらが義歯床とよく接着し、歯と義歯床の間へのしみ込みを無くするので、不潔な臭気と周辺の変色を防ぐという点で、陶材の歯より優れている。
【００７７】
陶材の歯との比較では、本発明に従って作られた補綴歯は、義歯処理中の耐破砕性と義歯が図らずも陶器の洗面台にまたは床へ落下した場合の耐衝撃性に特徴がある。本明細書に記載される歯はまた、義歯同志で咬合時に、陶材の歯がそうであるように、カチカチという音を出すこともない。通常のアクリルの歯との比較では、本発明に従って作られた補綴歯は、抜群の耐モノマー性および耐溶剤性；抜群の熱安定性、向上した硬度、密度、および耐変色性；ならびに優れた加水分解安定性；により特徴づけられる。本発明の前駆体ブレンド組成物のあるものはまた、固有の性質として乳白色である歯を与える。この特徴は歯の外観を向上させ、通常のアクリルプラスチックの歯よりも歯の外観をより「天然のもののよう」にする。最後に、本発明の硬化性組成物から作られた歯は、成形されると、光沢が優れている。義歯作製中、これらの歯の光沢は、優れた耐化学薬品性により、通常のプラスチックの歯のそれより、より元のままに保たれる。
【００７８】
このように成形された補綴歯は、均一な微細構造をもつものとしてさらに特徴づけられるであろう。このような微細構造は、本発明の実施により成形された物品の優れた物理的性質に機能的に関連づけられると考えられており、物品の見本の適切な調製後に、適当な拡大手段によりそれを確かめることができる。
【００７９】
手短に言えば、本発明の歯科用硬化性組成物は、後により詳細に記載されるように、特定の比率で組合わせ、寝かし熟成させると、補綴歯および他の歯科用デバイスに成形できる前駆体ブレンドを生成する成分のブレンドを含む。この前駆体ブレンドは、架橋されたポリマーとモノマー、前記モノマーの架橋剤、および任意の未架橋ポリマーおよび／または開始剤を合わせることにより、そして前記の組合せを寝かしあるいは熟成させることにより、本発明に従って生成される。架橋ポリマーは、約０．００１ミクロンから約５００ミクロンの範囲の平均直径をもつ独立した粒子の形態にある。前記粒子の少なくとも５０重量％が、好ましくは約１５０ミクロンより小さく、より好ましくは１００ミクロンより小さい直径をもつのが好ましい。望ましければ、２種以上の異なる架橋ポリマーを用いてもよい。架橋ポリマーの特徴は、それが、前駆体ブレンドの調製に用いられる液体の重合性モノマー成分に溶けないであろうが、これを吸収するかまたは吸い込むであろうということである。未架橋ポリマーは、用いられる場合、液体の重合性モノマーに溶解しうるもの、あるいはそれに分散するものとして特徴づけられるであろう。本発明の組成物の液体重合性モノマー成分は、本発明の実施に用いられる、このような未架橋ポリマーを溶解または分散させ、架橋剤を溶解させるかまたはそれと混和し、また架橋ポリマーの粒子を膨潤させる能力があるモノマーである。望ましければ、２種以上のこのような液体重合性モノマーの混合物を用いてもよい。
【００８０】
本発明に従って生成される前駆体ブレンドの成分の相対的比率は、それから作り出される最終の硬化または固化生成物に望ましい性質、特に、耐グラインド性、耐摩耗性、接着強度、耐衝撃性、モノマーおよび他の溶剤に対する耐性、耐変色性、熱安定性、および加水分解安定性を持たせるために重要であるということが見出された。こうして、約１０から約７０重量パーセントの架橋ポリマー、約０から約５０重量パーセントの未架橋ポリマー、約２０から約６６重量パーセントの重合性モノマー、および約０．０１から約２７重量パーセントの前記モノマーの架橋剤、ならびにこれらと共に少量の開始剤およびある場合にはこの開始剤の活性化剤のブレンドが、当技術分野で現在使用されている通常のアクリルシステムのものよりはるかに優れた性質により特徴づけられる補綴歯および義歯床の作製に特に有用であるブレンドを提供するということが見出された。抜群の耐グラインド性、耐摩耗性、モノマーおよび他の溶剤に対する耐性、耐変色性、熱安定性、および加水分解安定性がある補綴歯を、１３から５２重量パーセントの架橋ポリマー、１３から３４重量パーセントの未架橋ポリマー、２５から５５重量パーセントの重合性モノマー、７から２２重量パーセントの架橋剤、および約２重量パーセントまでの開始剤を含む前駆体ブレンドから本発明に従って作製することができる。
【００８１】
一般に、本発明の実施に有用な架橋ポリマーは、モノマーまたはモノマーのブレンドと適正な比率の架橋剤とを合わせて形成される。本発明の実施に有用な架橋ポリマーの製造に使用するのに適するモノマーは、通常、例えばアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステル、Ｎ−ビニルラクタム、アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン、アルケン、およびウレタンなどの多様なモノマーの何れかを含むであろう。同様に、これらの架橋ポリマーを得るのに、２種以上のモノマーの混合物を用いてもよい。
【００８２】
本発明の架橋ポリマーの調製に有用な好ましいモノマー化学種には、＃＃ＳＴＲ１＃＃の構造に一般に従うアクリル酸、低級アルキルアクリル酸エステルが含まれる：Ｒ１は水素または１から約６個の炭素原子を含むアルキル基であり、またＲ２は、（ａ）１から約２０個、好ましくは１から約６個の炭素原子を含むアルキルまたはシクロアルキル基；（ｂ）フェニル；および（ｃ）アルキル基が１から約６個の炭素原子を含むアルキル基置換フェニルの何れかである。様々な置換基が基Ｒ１およびＲ２の何れかあるいは両方に存在してもよい。したがって、ヒドロキシ、アミノ、チオールおよびハロゲン（例えば、フッ素、塩素など）官能基が存在してもよく、後者が好ましい。フッ素は特に適した有用な置換基である。
【００８３】
本発明の実施に用いられる架橋ポリマーの製造に有用なモノマーの特に好ましい例には、メチル−、エチル−、イソプロピル−、ｔｅｒｔ−ブチルオクチル−、ドデシル−、シクロヘキシル−、クロロメチル−、テトラクロロエチル−、ペルフルオロオクチル−、ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−、ヒドロキシブチル−、３−ヒドロキシフェニル−、４−ヒドロキシフェニル−、アミノエチル−、アミノフェニル−、およびチオフェニル−、アクリレート、メタクリレート、エタクリレート、プロパクリレート、ブタクリレートおよびクロロメタクリレート、ならびにビスフェノールＡ、ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシビフェニル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、および２，２−ビス（４−ヒドロキシ−２，３，５，６−テトラフルオロフェニル）プロパンのアクリル酸同族体モノエステルが含まれる。他の適切な化学種は、当分野の技術者には明らかであろう。望ましければ、本発明の実施に有用な架橋ポリマーを得るために、２種以上の異なるモノマーの混合物を用いてもよい。
【００８４】
本発明の架橋ポリマー成分の製造に有用な架橋剤は、モノマー化学種を架橋できる多様な２−または多官能性の構造部分を含む。一般に、このような架橋で活性サイトとして機能する反応性官能基はエチレン性官能基であるが、後に記載されるように、反応性があり有効な他の架橋性官能基も同様に有用である。ポリマーの配合に架橋剤を用いることは当分野の技術者にはよく知られており、彼らは、このような架橋剤は少なくとも２つの反応性官能基をもっていなければならないということを同様に認識している。
【００８５】
適切な架橋剤を、当分野の技術者には明らかであるように、アクリルおよび低級アクリルアクリル酸ジエステル、アルコールから生成されるアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステルでそのアルコールが第２の反応性官能基をもつもの、ウレタンジアクリレートおよびジメタクリレート、ポリビニル化合物、ジビニル芳香族化合物などの多官能性モノマーの数多くの族から選択することができる。
【００８６】
好ましくは、架橋剤は不飽和酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、プロパクリル酸、ブタクリル酸など、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、マロン酸、またはアコニット酸などのエステル含む。他の不飽和酸は、当分野の技術者には容易に明らかとなるであろう。これらの酸は、好ましくは、不飽和または多価アルコールの何れかと反応して、本発明の架橋ポリマーの配合に役立つ、有効な多官能性架橋剤であるエステルを生成する。通常、これらのアルコールは１個または複数のヒドロキシ官能基をもち、２から約３０個の炭素原子をもつ。例えば、有用なアルコールには、アリルアルコール、メタリルアルコール、クロチルアルコール、ビニルアルコール、ブテニルアルコール、イソブテニルアルコールおよび類似の不飽和アルコール、ならびにエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、グリセロール、１，３，３−トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジヒドロキシフェノール、およびビスフェノールＡなどのアルキリデンビスフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、レゾルシノール、ヒドロキノンなどのポリオールが含まれる。
【００８７】
本発明の実施に好ましい架橋剤には、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ビニルアクリレート（メタクリレートおよびＣ１からＣ２０の同族体）、ジメタリルフマラート、Ｎ−アリルアクリルアミド、クロチルアクリレート、アリルクロトナート、アリルシンナメート、ジアリルマレアートなどの、一塩基または二塩基不飽和酸と不飽和一価アルコールとのエステルが含まれる。他の好ましい化学種は、エチレン「グリコール」ジアクリレート（ジメタクリレートおよびＣ２〜Ｃ４０同族体）、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ならびにビスフェノールＡのジアクリレートおよびジメタクリレートエステルなどの、多価アルコールのジ−、トリ−、およびよりエステル基の多いエステル、さらに一般式、＃＃ＳＴＲ２＃＃に対応し、Ｒ３およびＲ４は同一であっても異なっていてもよく、水素または１から約６個の炭素原子を含むアルキル基であり、ｎは１から約１０の整数である、アクリレートおよびアルキルアクリレートエステルである。別法として、架橋剤は式、＃＃ＳＴＲ３＃＃に従うものでもよく、Ｒ５およびＲ６は同一であっても異なっていてもよく、水素または１から約６個の炭素原子を含むアルキル基であり、またＡは、（ａ）ビフェニル、１から約６個の炭素原子をそのアルキリデン部分に含むジフェニルアルキリデン、ジフェニルスルホン、ジフェニルスルホキシド、ジフェニルエーテル、およびジフェニルスルフィド；（ｂ）（ａ）群のジグリシジル誘導体；および（ｃ）（ａ）群または（ｂ）群の何れかのジウレタン誘導体；からなる群から選択される芳香族部分である。さらに、架橋剤はグリシジルアクリレートもしくはアリルアクリレート、ジビニル（トリビニルまたはよりビニル基の多い同族体）ベンゼン、置換ジビニルベンゼン、および類似の化合物であってもよい。さらに、２種以上の架橋剤の混合物は本発明の実施に有用である。
【００８８】
ビス−ＧＭＡ、ならびにヒドロキシエチルメタクリレートと２，２，４−トリメチルヘキシル−１，６−ジイソシアネートとの反応で生成するウレタンジアクリレートのような化合物は特に有用であり、ジアリルマレアート、エチレン「グリコール」ジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートおよびビスフェノールＡのジメタクリレートエステルも同様である。
【００８９】
架橋ポリマーは、前記の、１種のモノマーまたは複数のモノマーと１種の架橋剤または複数の架橋剤の混合物を重合させることにより生成される。本発明の実施に用いられる架橋ポリマーの製造に使用される架橋剤の量は重要な因子である。こうして製造されたポリマー粒子がモノマー成分で膨潤するか、またはそれを吸収して本発明の前駆体ブレンドを生成する能力は、このような架橋ポリマーの製造に使用される架橋剤の量に直接関係するということが見出された。
【００９０】
本発明の実施に有用な架橋ポリマーの物理化学的性質が、前記の適切な架橋ポリマーの配合に用いられるモノマーと架橋剤の相対的比率を決める。このような架橋ポリマーは、本発明の前駆体ブレンドのモノマー成分に曝されたとき、それらの構造的同一性を実質的に維持するように、十分によく架橋されていなければならない。同時に、それらは、モノマー成分で膨潤できないか、またはそれを吸収できないほど完全に架橋されていてはならない。したがって、架橋剤の比率を、それがどうであるかではなくその結果により記述する方が都合がよい。後により詳細に説明されるように、架橋ポリマーは細かい粒子の形態で用いられるということを考慮して、そこに用いられる架橋剤の最少量を、架橋ポリマー粒子が本発明のモノマー成分に曝された際にその粒子としての独立性を失うことにならないのに十分であるような量であるとして定めるのが好都合である。同様に、そこに用いられる架橋剤の最大量は、それを超えると、得られる架橋ポリマー粒子がモノマー成分に曝されたときに、その有意な量で膨潤できないか、またはそれをさらに吸収することができないような量である。この点に関して、架橋ポリマー粒子の大多数が、架橋ポリマー粒子がそれ自身の重量の少なくとも１０％の量のモノマー成分で膨潤するか、またはそれだけ吸収した場合に、それは有意な割合のモノマー成分で膨潤する、またはそれを吸収すると言われるであろう。好ましくは、架橋剤の量は、それ自体の重量の約１０から約５００パーセントのモノマー成分を吸収する能力がある架橋ポリマーが得られるように用いられる。
【００９１】
本発明の架橋ポリマーに含めるのに適切な架橋剤の比率の最小値および最大値は、成分モノマーと架橋剤の化学物質が何であるかにより変わるであろうということが、当分野の技術者には明らかであろう。しかし、通常、架橋剤は、得られる架橋ポリマーの、少なくて約０．０１重量％、多くて約３０重量％、好ましくは約０．２重量％から約１０重量％含まれる。どのようなモノマー−架橋剤システムでも、前記の要求を考慮して架橋剤の最適な比率を突き止めることは、十分に当分野の技術者の通常の知識の範囲内にある。
【００９２】
モノマーおよび架橋剤からの、本発明の実施に有用な架橋ポリマーの製造を、当分野の技術者に知られている多くの方法の何れかによって実施することができる。例えば、開始剤を添加して、あるいは添加しないで、成分の混合物を重合が起こるのに十分な温度に加熱することにより、ポリマーを生成させることができる。この目的では、過酸化ベンゾイル、過酸化ジクミルおよび当分野の技術者によく知られている他の物質などの過酸化物型の開始剤を用いることができ、いくつかの配合では活性化剤を使用すると利点がある。別法として、光または高エネルギー放射線を利用する、光化学または放射線開始反応により、構成成分から本発明の架橋ポリマーを生成させることができる。光化学開始反応では、当分野の技術者によく知られている方法で、全体の重合効率を上げるために、光化学増感剤またはエネルギー移動化合物を用いてもよい。
【００９３】
架橋ポリマーの重合は多様な方法で実施することができ、その全ては当分野の技術者に知られている。例えば、Ｇｒｉｍの米国特許第２，６７３，１９４号に教示される懸濁重合、乳化重合、塊状重合または他の有用で都合のよい何らかの方法により、それらを生成させることができる。後により詳細に記載されるように、細かく粒子化された顆粒またはビーズの形態で利用できる架橋ポリマーを得ることが望ましいので、懸濁重合が特に好都合である。しかし、塊状に生成したポリマーの塊を粉砕して有用な生成物とすることもできる。架橋ポリマー粒子の大きさは本発明にとって重要である。指摘されたように、架橋ポリマーは、小さな個別の粒子またはビーズの形態であることが望ましい。平均の粒径は約０．００１ミクロンから約５００ミクロンであるべきである。少なくとも５０重量％の粒子が１５０ミクロン未満であることが好ましく、１００ミクロン未満であることがより好ましい。
【００９４】
前記の架橋ポリマーに加えて、前駆体ブレンドのポリマー成分は、未架橋ポリマーを含んでいてもよい。このような未架橋ポリマーは、本発明の実施に用いられる架橋ポリマーの調製に有用であるとしてすでに開示された、単官能性モノマー化学種の何れかから生成される。例えば、前記の式Ｉに従うモノマー化学種、その１から約２０個の炭素原子をもつ脂肪族アルコールまたはフェノールのアクリルおよびＣ１からＣ６の低級アルキルアクリルエステル、あるいはそれらの混合物が適切であり、フッ化ビニリデンも同様である。ポリメリックメチルメタアクリレートおよびメチルアクリレートが好ましい。式Ｉに従う部類が最も好ましいが、架橋ポリマーに含めるのに適切な単官能性モノマーであるとして開示された他の物質のそれぞれおよび組合せも、未架橋ポリマーの配合に用いるのに適切な材料である。モノマーの混合物もまた全く有用である。当分野の技術者に知られている何れかの重合手法によって、モノマーから未架橋ポリマーを生成させることができる。例えば、開始剤、増感剤、活性化剤、または連鎖移動剤を用いて、または用いないで、熱または光化学重合を用いることができる。同様に、塊状または懸濁重合を利用することもできる。好ましくは、未架橋ポリマーは、平均分子量が約１００，０００から約２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、特に約５００，０００から約９００，０００ｇ／ｍｏｌであるとして特徴づけられるべきである。ポリマーは粒子の形態で使用されるが、架橋ポリマーと異なり、未架橋ポリマーでは粒径分布は重要ではないという点で、それらは架橋ポリマーと違っている。したがって、約５００ミクロンのような、大きさが都合よく小さいどのようなポリマー粒子またはビーズでも用いることができる。大きさがより小さいものはモノマーを吸収し、それに一層容易に溶解するので好ましいが、より大きいものも同様に用いることができる。
【００９５】
本発明の実施に用いられる未架橋ポリマーは架橋ポリマーと全く性質が異なる。架橋ポリマーは、本発明の前駆体ブレンドのモノマー成分で膨潤するか、またはそれを吸収しうるものとして、またこのような膨潤でそれらの独立した粒子の個別性を失わないような物理的および物理化学的構造をもつものとして定義された。この物理的定義は、同様に、それに含まれる架橋剤の比率に関係づけられた。比較して、未架橋ポリマー粒子は、モノマー成分に曝されたときそれらの粒子的分離性を保たず、十分な時間とモノマー成分が与えられるとそれに溶解する。
【００９６】
本発明の前駆体ブレンド配合に用いるのに適する重合性モノマーは、多様なモノマーの何れかを含みうる。こうして、アクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステル、Ｎ−ビニルラクタム、アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン、アルケン、ウレタンアクリレートまたはメタクリレート、ならびに他のモノマー化学種を本発明の実施に用いることができる。
【００９７】
好ましいモノマー化学種は、一般に前記の式Ｉに従うと分かるアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステルである。本発明の実施に有用な重合性モノマーの特に好ましい例には、メチル−、エチル−、イソプロピル−、ｔｅｒｔ−ブチル、オクチル−、ドデシル−、シクロヘキシル−、クロロメチル−、テトラクロロエチル−、ペルフルオロオクチル−、ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−、ヒドロキシブチル−、３−ヒドロキシフェニル−、４−ヒドロキシフェニル−、アミノエチル−、アミノフェニル−、およびチオフェニル−、アクリレート、メタクリレート、エタクリレート、プロパクリレート、ブタクリレートおよびクロロメタクリレート、ならびにビスフェノールＡ、ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシビフェニル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、および２，２−ビス（４−ヒドロキシ−２，３，５，６−テトラフルオロフェニル）プロパンの同族体モノアクリル酸エステルが他の適切な化学種は、当分野の技術者には明らかであろうし、彼らはさらに、２種以上の異なる重合性モノマーの混合物を用いることもできることを認めるであろう。
【００９８】
すでに記載したように、本発明の前駆体ブレンドの重合性モノマー成分は、室温で通常液体であり、前駆体ブレンドをさらに構成する、未架橋ポリマーを溶解または分散させ、また架橋ポリマーを膨潤させるか、またはそれにより吸収される能力をもつ。さらに、重合性モノマーは後に記載される架橋剤により架橋されうる。
【００９９】
本発明の実施に有用な重合性モノマーの架橋剤は、モノマー化学種を架橋できる多様な二−または多官能性の構造部分を含む。一般に、この架橋で活性サイトとして機能する反応性官能基はエチレン性官能基であるが、他の架橋性の反応性官能基も同じ様に有用である。ポリマーの配合および製造に架橋剤を用いることは当分野の技術者にはよく知られており、彼らは、このような架橋剤は少なくとも２つの反応性官能基をもっていなければならないということを同様に理解するであろう。適切な架橋剤を、当分野の技術者には明らかであるように、アクリルおよび低級アルキルアクリル酸ジエステル、アルコールから生成するアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステルでそのアルコールが第２の反応性官能基をもつもの、ウレタンジアクリレートおよびジメタクリレート、ポリビニル化合物、ジビニル芳香族化合物などの多官能性モノマーの数多くの族から選択することができる。
【０１００】
好ましくは、重合性モノマーの架橋剤は、不飽和酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、プロパクリル酸、ブタクリル酸など、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、マロン酸、またはアコニット酸などのエステル含む。他の不飽和酸は、当分野の技術者には容易に明らかとなるであろう。これらの酸は、好ましくは、不飽和または多価アルコールの何れかと反応して、本発明の実施に有用なモノマー化学種の有効な多官能性架橋剤であるエステルを生成する。例えば、有用なアルコールには、アリルアルコール、メタリルアルコール、クロチルアルコール、ビニルアルコール、ブテニルアルコール、イソブテニルアルコールおよび類似の不飽和アルコール、ならびにエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジヒドロキシフェノール、ビスフェノールＡなどのアルキリデンビスフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、レゾルシノール、ヒドロキノンなどのポリオールが含まれる。
【０１０１】
本発明の実施に好ましい架橋剤には、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ビニルアクリレート（メタクリレートおよび同族体）、ジメタリルフマラート、Ｎ−アリルアクリルアミド、クロチルアクリレート、アリルクロトナート、アリルシンナメート、ジアリルマレアートなどの、二塩基不飽和酸モノマーと不飽和一価アルコールとのエステルが含まれる。他の好ましい化学種は、エチレン「グリコール」ジアクリレート（ジメタクリレートおよびＣ２〜Ｃ６同族体）、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ならびにビスフェノールＡのジメタクリレートエステルなどの、多価アルコールのジ−、トリ−、およびよりエステル基の多いエステル、さらに前記の式ＩＩに対応する、他のアクリレートおよびアルキルアクリレートエステルである。別法として、架橋剤は前記の式ＩＩＩに従うものでもよい。さらに、重合性モノマーの架橋剤は、グリシジルアクリレートもしくはアリルアクリレート、ジビニル（トリビニルまたはよりビニル基の多い同族体）ベンゼン、置換ジビニルベンゼン、および類似の化合物でありうる。さらに、２種以上の架橋剤の混合物は本発明の実施に有用である。
【０１０２】
ビス−ＧＭＡ、ならびにヒドロキシエチルメタクリレートまたはアクリレートと２，２，４−トリメチルヘキシル−１，６−ジイソシアネートとの反応で生成するウレタンジメタクリレート（以後「ウレタンジメタクリレート」または「ジアクリレート」と呼ばれる）のような化合物は特に有用であり、エチレン「グリコール」ジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートおよびビスフェノールＡのジメタクリレートエステルも同様である。対応するアクリレートは同様に有用であり、ジアリルマレアートも同様である。
【０１０３】
前記の成分に加えて（すなわち、架橋ポリマー、未架橋ポリマー、重合性モノマーおよび重合性モノマー用の架橋剤）、前駆体ブレンドは、任意の追加成分をさらに含んでいてもよい。これらには、当分野の技術者が思い浮かべるであろうように、開始剤、活性化剤、顔料、充填材、放射線不透過剤（ｒａｄｉｏｐａｑｕｉｎｇａｇｅｎｔ）、接着性向上剤および他の材料が含まれるであろう。例えば、本発明の前駆体ブレンドに遊離基または光化学開始剤を含めてその硬化反応速度（ｋｉｎｅｔｉｃｓ）を変化させることは有用である。この点に関して、過酸化ジクミルまたはベンゾイルなどの過酸化物型開始剤は有用である。同様に、得られる歯科用装具の外観、密度、および物理的性質を変えるために、顔料および充填材を加えてもよい。無機材料、特にシリカおよびチタニアは、有用な充填材および顔料であるが、多様な他の有用な顔料および充填材が、当分野の技術者には明らかであろう。一般に、充填材および放射線不透過剤は、本発明の前駆体ブレンド組成物の重量の主な部分をなし、開始剤、活性化剤、顔料、および接着性向上剤は、全体としても、これらがその一部分である本発明の前駆体ブレンド組成物の重量のわずかな部分を成すであろう。
【０１０４】
本発明の前駆体ブレンドは、成分化学種を適正な比率で合わせて混合し、その後エージングまたは熟成させることにより形成される。いくつかの技法がこのために利用でき、他の技法も当分野の技術者には明らかであろう。例えば、架橋ポリマー、未架橋ポリマー、重合性モノマーおよび前記重合性モノマー用の架橋剤を、例えば過酸化物開始剤および顔料をそれと一緒に含めて、適正な比率で合わせることが可能である。次に、この組合せを入念に混合し、寝かせて一様な外観の前駆体ブレンドが得られる。このブレンドは、その望みの用途に応じて、ドウ（ｄｏｕｇｈ）のコンシステンシがあるか、あるいは多少流動性があってもよい。こうして生成された前駆体ブレンドを、型を用いる成形、押出し、ブラシ塗り、成形、工作のどれかで、あるいは通常の別の何らかの方法で形作り、重合または硬化させて優れた性質をもつ固い歯科用装具とすることができる。この重合または硬化のために、通常、熱または放射エネルギーを用いることが必要とされる。
【０１０５】
前駆体ブレンドを、補綴デバイスに含めるための人工歯に成形することが特に有用である。しかし、前駆体ブレンドは、詰め物、歯、ブリッジ、歯冠、前装、ピットおよび裂溝のシーラント、義歯床および歯科用裏装材料、矯正治療スプリント材料、ならびに矯正治療装具の接着剤を含めて、非常に広範な歯科用途に適するということが理解されるべきである。補綴置換あるいは骨などの様々な硬い身体構造体の修理に、また手術、特に口腔手術中の再建のために、本発明の材料を利用することもできる。
【０１０６】
本発明の前駆体ブレンドの成分間の化学的および物理的関係の本質が本発明の実施にとって重要である。これらの関係の中の主たるものは、架橋ポリマー粒子が、本発明のモノマー成分で膨潤するか、またはそれを吸収しうるという必要性である。同じ様に重要なのは、未架橋ポリマーが含まれる場合、モノマー成分に溶解しうるという要求である。本発明によれば、前記の有用な技法の何れかにより生成された前駆体ブレンドは、架橋ポリマーが、モノマー−架橋剤混合物で実質的に十分に膨潤し、それにより完全に浸透された状態になるか、あるいはそれを実質的に吸収したということ、および未架橋ポリマーが使用された場合、それに実質的に溶解したということが確実となるのに十分な時間、寝かされる。このように、本明細書では、「寝かされる」または「エージング」は、重合性モノマーとそれに溶けた架橋剤の混合物で架橋ポリマー粒子を実質的に十分に膨潤させるのに十分な期間、前駆体ブレンド成分をブレンド内で互いに関連させて保持することを表す。しばしば、エージング過程は、平衡に近づく際の混合物のコンシステンシの変化に現れる。このような平衡にほぼ達するのに必要な時間は、ブレンド技法、材料の相対的比率、粒径およびポリマーの分子量ならびに混合物の実際の温度により変動するであろう。一般に、１から７日のエージング時間が、望ましい平衡にほぼ達するのに適切であることが見出された。前記の考察を考慮して、ある配合の最適なエージング時間を突き止めることは、十分に当分野の技術者の能力の範囲内にあることが理解されるべきである。
【０１０７】
本発明の前駆体ブレンドの配合に特に有用な別の技法は、予備膨潤法と呼ばれ、架橋ポリマー粒子を、最終の前駆体ブレンドの最後の混合から遠く離れた前の時点で、重合性モノマーおよび前記モノマーの架橋剤の混合物で膨潤するか、またはそれを吸収させるようにする。この好ましい技法によれば、架橋ポリマー粒子は、重合性モノマーおよび架橋剤（前記モノマーに溶けている）の混合物とブレンドされる。次に、このブレンドは、架橋ポリマー粒子が、モノマー−架橋剤混合物で、実質的に十分に膨潤するか、あるいはそれにより完全に浸透されるのに十分な時間、寝かせられる。通常、モノマーの量として、モノマーが、それと合わせられている架橋粒子により完全に吸収されるであろうと思われる量が選択される。次に、この「予備膨潤させた」架橋ポリマー−モノマーの組合せを、未架橋ポリマーならびに追加量の重合性モノマーおよび架橋剤と混合して前駆体ブレンドとすることができる。この技法は、エージングが最終の混合に先立って行われているという事実により、本発明の前駆体ブレンドの配合の時間を節約させ、また配合をより簡便にする。こうして生成された前駆体ブレンドを、型を用いる成形、ブラシ塗り、押出し、成形、工作のどれかで、あるいはバッチ混合技法で有用なそれらに類似する別の方法で形作って、類似の有用な物品を作り出すことができる。他の技法は後の例に記載されており、さらに別の技法が当分野の技術者には明らかであろう。
【０１０８】
前駆体ブレンドの重合で、相互侵入高分子網目またはＩＰＮと呼んでよい３次元構造体が生成されると考えられている。こうして生成すると想定されるＩＰＮ構造体は、本発明の実施により作られる物品により示される、思わぬ発見によって得られた、優れた化学的および物理化学的性質の組合せに寄与する主な要因であると考えられている。相互侵入高分子網目は、従来のグラフトポリマーに関連はあるが異なっている。一般に、第２のポリマーが、第１のポリマーと直に接触する状態で合成されたとき、得られる材料は、一方のポリマーの他方への実際の化学的グラフトの程度に関わらず、グラフトポリマーとして知られている。しかし、ＩＰＮは、第２のポリマーの生成前に第１のポリマーが３次元網目へと実質的に架橋されている場合、またその第２のポリマーが、それもまた３次元網目へと実質的に架橋されるような仕方で生成される場合に、形成されると考えられる。
【０１０９】
このように、ＩＰＮを、同じ空間部分に共存するが、如何なる共有結合も共有している必要はない、架橋され、したがってまた３次元的に配列された２つ以上の高分子網目からなるものとして見ることができる。２つの網目は、実際に、それらの間の共有結合をそれらがもつ必要がないという意味で独立している；それらは物理的に、一方の中に他方がトラップされており、共有結合を破壊しないではどのような物理的操作によっても分離できない。
【０１１０】
相互侵入高分子網目の理解にとって中心となるのは、ＩＰＮはそれ自体では物質ではなく、むしろ構造を記述する用語であるという認識である。一般的なＩＰＮの本性の検討には、Ｌ．Ｈ，Ｓｐｅｒｌｉｎｇ等による最近の論文、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、ｖｏｌ．９、Ｎｏ．４（１９７６）；Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、ｖｏｌ．９、Ｎｏ．５（１９７６）；Ｊ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．１２、１４１ページ（１９７７）；およびＪ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．１６、５８３ページ（１９７８）；ならびにそこに引用された文献を参照。また、Ｋｌｅｐｎｅｒ ｅｔ ａｌ、Ｊ．Ｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔ、ｖｏｌ．５、１９６ページ（Ｏｃｔ．１９７３）も参照。
【０１１１】
両方のポリマーの架橋はしっかりしたものであることが望ましいように思われるが、様々な度合いの架橋が、予備成形ポリマーおよびｉｎ ｓｉｔｕで生成されるポリマーのいずれでも可能である。さらに最初と第２のポリマーが同じ原料で生成されたときでさえ、ＩＰＮを形成することができることが認識されるべきである。例えば、適切に架橋された、２つの独立なポリメタクリレートの網目は互いに侵入してＩＰＮを形成することができる。同様に、ＩＰＮは、２種以上のポリマーを最初のポリマーとして用いうるように、２つの網目だけに限定される必要はなく、また２種以上のモノマーを第２の高分子網目を形成するために用いることもできる。２種以上の架橋剤の混合物を、それぞれの網目の形成に用いてもよい。
【０１１２】
本発明では、相互侵入高分子網目が形成されうると考えられている。
したがって、粒子状の架橋ポリマーが、架橋剤と混合されたモノマーで膨潤するか、またはかかるモノマーを吸収したとき、そして吸収された、モノマーと架橋剤の混合物が、続いて重合されたとき、相互侵入高分子網目が粒子状架橋ポリマーの領域内で形成されたとみなすことができる。本発明に従って形成された物品に優れた化学的および物理化学的性質を付与するのは、粒子状架橋ポリマーの膨潤および前駆体ブレンドの重合の後に生成する粒子塊に局在するこの相互侵入高分子網目構造であると考えられている。本発明の前駆体ブレンドの調製で行われるエージング処理は、架橋ポリマーによる、モノマー−架橋剤での実質的に十分な膨潤、それによる完全な浸透、あるいはその実質的に完全な吸収を実現するために、またその平衡にほぼ達するために必要であると考えられている。しかし、相互侵入高分子網目および本発明へのそれらの応用に関する前記の検討は、本発明を限定する要素であると解釈されるべきではなく、むしろ本発明のケースに適用しうるものとして提案されたメカニズムとして解釈されるべきである。
【０１１３】
指摘されたように、本発明の組成物は優れた化学的および物理化学的性質を示す。したがって、本発明の組成物で作られた物品は優れた耐グラインド性、耐モノマー性、および義歯床への接着強度を示す。さらに、このような物品は独特の微細構造を示す。
補綴歯
【実施例１】
【０１１４】
前駆体ブレンドを次の組成物から調製した：
４７．８３％ メチルメタクリレート
０．１７％ 過酸化ベンゾイル
１２．００％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
２５．８０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９８．４：１．６）
１２．４０％ ポリ（メチルメタクリレート）
１．８０％ 顔料
１００．００％
【０１１５】
架橋ポリマーは粒子の形態であり、その４６重量％は７４ミクロン未満の大きさであり、残りは約５００ミクロン未満の大きさであった。ポリ（メチルメタクリレート）の平均分子量は８０，０００ｇ／ｍｏｌｅであった。
【０１１６】
過酸化ベンゾイルおよび２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）−プロパンを室温でメチルメタクリレートに溶解してモノマー溶液とした。ポリマーおよび顔料をモノマー溶液の入っている遊星運動型ドウミキサに投入し、目で見て均一になるまで内容物を攪拌した。補綴歯を、歯の本体が外側から内側へ積み重なっていくように、重合性材料の計量された射出により射出成形した。外側および内側外部層を、ポリマーは除かれた前駆体ブレンドから最初に成形する。コアを、前駆体ブレンド混合物を室温で７日間寝かせた後に得られたものから成形する。得られた歯は、グラインドで粉末状の細かい破片を生じ、義歯床に接着し、耐衝撃性および耐摩耗性である。
【実施例２】
【０１１７】
実施例１に記載された方法を用いて、以下の組成の前駆体ブレンドを調製し、それで補綴歯を成形した。
組成物：
２７．８３％ メチルメタクリレート
．１７％ 過酸化ベンゾイル
２．１１％ ２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート
２．３７％ エチレン「グリコール」ジメタクリレート
１．５２％ ウレタンジアクリレート
４３．３０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９８．８：１．２）
２１．６５％ ポリ（メチルメタクリレート）
１．０５％ 顔料
１００．００％
室温で２４時間のエージング後に、補綴歯の成形に適するゲル状のコンシステンシが得られた。
【実施例３】
【０１１８】
以下の組成物は、実施例１の技法に従って処理された後、補綴歯に成形しうる前駆体ブレンドとなった：
４７．８３％ メチルメタクリレート
０．１７％ 過酸化ベンゾイル
１２．００％ ビス−ＧＭＡ
２５．８０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（７０：３０）
１２．４０％ ポリ（メチルメタクリレート）
１．８０％ 顔料
１００．００％
【実施例４】
【０１１９】
２ステップの「予備膨潤」混合法を用いて、以下の組成の前駆体ブレンドを調製し、それで補綴歯を成形した：
ステップ１
４２．４０％ メチルメタクリレート
０．２５％ 過酸化ベンゾイル
６．００％ ウレタンジアクリレート
１．５０％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
４９．８５％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９０：１０）
１００．００％
【０１２０】
架橋ポリマーは粒子の形態であり、その５０重量％は１００ミクロン未満の大きさであり、残りは約５００ミクロン未満の大きさであった。
ステップ２
２８．１４％ ポリ（メチルメタクリレート）
６０．４３％ メチルメタクリレート
０．３６％ 過酸化ベンゾイル
１０．２０％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
０．８７％ 顔料
１００．００％
ポリ（メチルメタクリレート）の分子量は、８５０，０００ｇ／ｍｏｌｅであった。
【０１２１】
この実施例では、ステップ１とステップ２の材料の重量比は、１．１４対１．００である。ステップ１を、モノマー、架橋剤および開始剤の溶液を調製し、架橋ポリマーを加えることにより実施した。この混合物を約２分間攪拌してポリマーを濡らし、モノマーが失われないように蓋をして、室温に１週間置いた。架橋コポリマーは、１週間の「予備膨潤」期間中に、モノマー溶液を完全に吸収した。このコポリマーはこの処理で膨潤したが、個々のコポリマー粒子の一体性は保たれた。この「予備膨潤」混合物はゲル状ではなかったが、容易にくずれる、ゴム状でスポンジ状の塊のコンシステンシがあった。
【０１２２】
ステップ２を、ステップ１で得た「予備膨潤されたもの」を、遊星運動型ドウミキサに投入し、「予備膨潤」塊をバラバラに（ｆｉｎｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）壊すように十分に混合することにより実施した。ポリ（メチルメタクリレート）および顔料をミキサに入れ、均一な分散体が得られるまで混合を続けた。ステップ２の組成物に記載されたモノマーおよび開始剤の溶液をミキサに投入し、均一なゲルのコンシステンシとなるまで混合を続けた。ゲル状混合体を保存容器に移し、補綴歯の成形に適するコンシステンシが得られるまで、約３日間、室温で寝かせた。
【実施例５】
【０１２３】
実施例４に記載された２ステップの「予備膨潤」法を用いて、以下の組成の前駆体ブレンドを調製し、それで補綴歯を成形した。
ステップ１
３９．９０％ メチルメタクリレート
０．２４％ 過酸化ベンゾイル
９．９８％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
４９．８８％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９８：２）
１００．００％
ステップ２
３６．３７％ ポリ（メチルメタクリレート）
４９．９２％ メチルメタクリレート
．３２％ 過酸化ベンゾイル
１２．１９％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）プロパン
１．２０％ 顔料
１００．００％
この実施例では、ステップ１とステップ２の材料の重量比は、０．４６対１．００である。室温で２４時間のエージング後に、補綴歯の成形に適するゲル状のコンシステンシが得られた。
【実施例６】
【０１２４】
前駆体ブレンドを次の組成から調製した：
２４．６７％ メチルメタクリレート
０．２５％ 過酸化ベンゾイル
２４．６７％ エチレン「グリコール」ジメタクリレート
４９．７０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９９．８：０．２）
０．７１％ 顔料
１００．００％
【０１２５】
メチルメタクリレート、過酸化ベンゾイル、およびエチレン「グリコール」ジメタクリレートを室温で混合しモノマー溶液とした。ポリマーおよび顔料を、モノマー溶液が入っている遊星運動型ドウミキサに投入し、次に目で見て均一になるまで混合した。ポリマーはモノマー溶液を室温の密封容器内での最初の７日間の接触で完全に吸収し、エージングを成形の前に７日間続けた。一体となった補綴前歯を次の一連の工程でトランスファ成形した。
１．３分、１３８℃、２９０ｐｓｉ
２．２分、１３８℃、１３００ｐｓｉ
３．５分、１３００ｐｓｉで冷却
４．３時間、１１８℃
【０１２６】
得られた補綴歯は、グラインドで細かい粉末状の破片を生じ、磨くと優れた光沢をもち、耐摩耗性であり、メチルメタクリレートおよび他の溶剤に対する耐性があり、加水分解安定性があり、２２０℃で１時間加熱しても認められる品質の低下あるいは歪みを全く示さず、また義歯床材料によく接着する。
【０１２７】
特許請求の範囲に記載されたその範囲から逸脱することなく、様々な変更および変化が本発明の実施および使用においてなされうるといことが、当分野の技術者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】前歯として本発明に従って作製された人工歯を横切る矢状面の断面を示す図である。
【図２】図１の歯を横切る正面の断面を示す図である。
【図３】本発明による側面の歯の斜視図である。
【図４】本発明による側面の歯の斜視図である。
【図５】本発明による歯のさらなる実施形態の、図２と同じ断面を示す図である。
【図６】本発明による補綴歯の概略的側面図である。
【図６Ａ】本発明による補綴歯の部分的な概略的側面図である。
【図７】本発明による、エナメル層およびエナメルモールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図８】本発明による、シェード層およびシェーダモールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図９】本発明による、第２の裏面層および第２の裏面モールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図１０】本発明による、裏面層および裏面モールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図１０Ａ】本発明による、上側および下側臼歯を表示するシステムの概略的全体図である。
【図１１】本発明による補綴歯の組のファミリの概略図である。
【図１２】本発明によるシェードガイド部材の概略図である。
【図１３】本発明によるインプラント歯冠の概略的横断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数層から成るポリマー材料の補綴歯を成形するための、重合性材料の射出成形に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｄｅｈｏｆｆ他は補綴歯を開示している。Ｒｏｃｍｅｒ他は、米国特許第４，３９６，４７６号および１９９９年６月１５日出願の米国特許出願第０９／３３３，７２７号において、歯製造用重合性組成物を開示している。Ｋｕｒａ他は、米国特許第５，９８９，０３１号において、歯を成形するための、熱可塑性プラスチックの射出成形を開示している。ＤＩＮ １３９１４によれば、歯科用補綴物（ｄｅｎｔａｌ ｐｒｏｓｔｈｅｓｅｓ）を製造するための人工歯（ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｔｅｅｔｈ）は、自然の歯に類似していることが望ましいことから、いくつかの層から成っていなければならない。このような多層からなる歯は従来、異なる色のプレス用材料をプレス用金型（ｔｏｏｌ）に手で入れて、プレス加工により独占的に製造されてきた。歯のプレス加工は非常に労働集約的である。適当な位置に手で置かれた層の分布は不規則であることを免れない。プレス加工に必要な余分な量のために、モールドの分割面にかなりのバリが生成する。このために後処理が必要となる。このように、従来の多層歯の製造にはかなりの製造労力が伴うので、これらの歯は比較的高価である。
【０００３】
本発明は、製造を大幅に自動化でき、層の再現性のある配列構成が保証され、また特にバリの生成もまた最少化され、その結果製造コストが小さくなる、数層から成る人工歯を作り出すという課題に基づいている。
【０００４】
本発明は、複数のパーツから成る歯科用歯モールドおよび厚さの均一なゾーンがあるエナメル層をもつ補綴歯を提供する。本発明の好ましい実施形態による補綴歯は、組（ｓｅｔ）内で容易に咬合し、ファミリ内でもそれに応じてそうである。本発明による補綴歯は、総入れ歯／部分義歯（ｄｅｎｔｕｒｅ）を作るのに有用であり、また歯冠、インプラント歯および補綴歯がその上にあるシェードガイドとして有用である。
【０００５】
歯のモールドは人工歯の作製に歯科産業で用いられている。精巧化ステップは、最終の仕上げの研磨ステップを含み、それにより、歯を作る材料をその中に入れて成形することにより作り出される人工歯の表面性が高度に精巧な（ｈｉｇｈ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）モールドが得られる。
【０００６】
Ｄｅｈｏｆｆ他は、米国特許第５，４５２，２１９号（ケース１６１９）において、歯のモールド製造方法を開示している。Ｅｒｄｌｅは、オーストラリア特許第１２４，０８３号において、セラミック物品および材料ならびにそれらの着色またはシェーディング方法を開示している。Ｓａｆｆｉｒは、米国特許第２，３８０，５６８号において、人工歯を開示している。Ｋｅｌｌｙは、米国特許第２，５１４，０７５号において、人工歯を開示している。Ｅｒｄｌｅは、米国特許第２，５１７，１００号において、セラミック物品を成形し、また物品の異なる部分に沿って異なる色またはシェードを付ける方法を開示している。Ｂｕｄｉｓｈは、米国特許第２，６４３，４５５号において、人工歯を開示している。Ｒｙｄｉｎは、米国特許第２，６７７，１５０号において、人工歯の製造方法を開示している。Ｓｌａｃｋ，Ｊｒは、米国特許第２，６７８，４７０号において、重合方法を開示している。Ｓａｆｆｉｒは、米国特許第３，１２６，４２９号において、異なる色の層をもつ歯をキャスティングする方法を開示している。Ｃｏｎｎａｎは、米国特許第３，２１８，７１１号において、人工歯を開示している。Ｓｗｉｎｓｏｎは、米国特許第３，８６１，０４４号において、歯と歯のインレーを合わせる方法を開示している。Ｈｅｉｔｌｉｎｇｅｒ他は、米国特許第４，３２４，５４６号において、義歯の製造装置および方法を教示している。Ｔａｎａｋａは、米国特許第４，３９２，８２９号において、金属陶材による歯の修復および実施方法を開示している。Ｆａｕｎｃｅは、米国特許第４，４３３，９５９号において、カラーシステムを含むコンポジットラミネート歯ベニアを開示している。Ｗｈｉｔｅは、米国特許第４，４３６，６８４号において、３次元モデルおよび内部体の構造体のモールドキャビティの製造方法を記載している。
【０００７】
Ｔａｎａｋａは、米国特許第号４，４８１，２２７号において、焼き固めることができる陶材歯修復物の着色方法を開示している。Ｍｏｅｒｍａｎｎ他は、米国特許第４，５７５，８０５号において、個別対応の形状のインプラントを作製する方法および装置を開示している。
【０００８】
Ｄｕｒｅｔ他は、米国特許第４，６１１，２８８号において、補綴物の製造のための本体部分の印象を取るシステムを記載している。
【０００９】
Ｍｏｅｒｍａｎｎ他は、米国特許第４，６１５，６７８号において、米国特許第４，５７５，８０５号に開示される型の装置によりインプラントをそれから機械加工できる半加工品（ｂｌａｎｋ）を教示している。Ｍｉｌｌｅｒは、米国特許第４，６１７，１５９号において、歯のシェード試料を成形する方法を開示している。Ａｍｄｕｒ他は、米国特許第４，６４５，４５４号において、陶材製品と方法を開示している。Ｂｌａｉｒ他は、米国特許第４，６５０，４１８号において、歯の修復シェーディングを開示している。Ｄｕｒｅｔ他は、米国特許第４，６６３，７２０号および４，７４２，４６４号において、歯科用補綴物の製造方法を開示している。Ｗａｔａｎａｂｅ他は、米国特許第４，６８１，６３３号において、高強度リン酸カルシウムガラスセラミック材料を開示している。Ｃｏｒｂｅｔｔは、米国特許第４，７２２，６８９号において、被覆された一時的歯冠を開示している。Ｂｒａｎｄｅｓｔｉｎｉ他は、米国特許第４，７６６，７０４号において、１回の操作で歯科用材料の半加工品から、個別対応の形状の歯の修復パーツを機械加工する方法および装置を開示している。Ｂｒａｂｄｅｓｔｉｎｉ他は、米国特許第４，８３７，７３２号において、調製された歯およびそれらの直近の３次元形状を定めるデータの獲得を容易にする方法を教示している。
【００１０】
Ｒｏｔｓａｅｒｔは、米国特許第４，９７０，０３２号において、人工歯および歯冠の製造方法を開示している。Ｇｒｏｓｓｍａｎ他は、米国特許第５，０８９，３０６号において、つやのある歯の構成体を開示している。Ｈａｓｅｇａｗａ他は、米国特許第５，１２７，８３４号において、人工歯およびそれらの製造方法を開示している。Ｒｏｔｓａｅｒｔは、米国特許第５，１５１，０４４号において、人工歯および歯冠の作製用半加工品を開示している。Ｅｍｍｏｎｓは、米国特許第５，３０８，２４３号において、天然のような歯科用陶材修復物を作り出す方法および組成物ならびにそのようにして作り出された歯科用陶材修復物を開示している。Ｏｄｅｎは、米国特許第５，３４２，２０１号において、セラミック人工歯修復物の製造方法を開示している。
【特許文献１】Ｒｏｃｍｅｒ他、米国特許第４，３９６，４７６号
【特許文献２】Ｒｏｃｍｅｒ他、米国特許出願第０９／３３３，７２７号（１９９９年６月１５日出願）
【特許文献３】Ｋｕｒａ他、米国特許第５，９８９，０３１号
【非特許文献１】ＤＩＮ １３９１４
【特許文献４】Ｄｅｈｏｆｆ他、米国特許第５，４５２，２１９号（ケース１６１９）
【特許文献５】Ｅｒｄｌｅ、オーストラリア特許第１２４，０８３号
【特許文献６】Ｓａｆｆｉｒ、米国特許第２，３８０，５６８号
【特許文献７】Ｋｅｌｌｙ、米国特許第２，５１４，０７５号
【特許文献８】Ｅｒｄｌｅ、米国特許第２，５１７，１００号
【特許文献９】Ｂｕｄｉｓｈ、米国特許第２，６４３，４５５号
【特許文献１０】Ｒｙｄｉｎ、米国特許第２，６７７，１５０号
【特許文献１１】Ｓｌａｃｋ，Ｊｒ、米国特許第２，６７８，４７０号
【特許文献１２】Ｓａｆｆｉｒ、米国特許第３，１２６，４２９号
【特許文献１３】Ｃｏｎｎａｎ、米国特許第３，２１８，７１１号
【特許文献１４】Ｓｗｉｎｓｏｎ、米国特許第３，８６１，０４４号
【特許文献１５】Ｈｅｉｔｌｉｎｇｅｒ他、米国特許第４，３２４，５４６号
【特許文献１６】Ｔａｎａｋａ、米国特許第４，３９２，８２９号
【特許文献１７】Ｆａｕｎｃｅ、米国特許第４，４３３，９５９号
【特許文献１８】Ｗｈｉｔｅ、米国特許第４，４３６，６８４号
【特許文献１９】Ｔａｎａｋａ、米国特許第４，４８１，２２７号
【特許文献２０】Ｍｏｅｒｍａｎｎ他、米国特許第４，５７５，８０５号
【特許文献２１】Ｄｕｒｅｔ他、米国特許第４，６１１，２８８号
【特許文献２２】Ｍｏｅｒｍａｎｎ他、米国特許第４，６１５，６７８号
【特許文献２３】米国特許第４，５７５，８０５号
【特許文献２４】Ｍｉｌｌｅｒ、米国特許第４，６１７，１５９号
【特許文献２５】Ａｍｄｕｒ他、米国特許第４，６４５，４５４号
【特許文献２６】Ｂｌａｉｒ他、米国特許第４，６５０，４１８号
【特許文献２７】Ｄｕｒｅｔ他、米国特許第４，６６３，７２０号
【特許文献２８】Ｄｕｒｅｔ他、米国特許第４，７４２，４６４号
【特許文献２９】Ｗａｔａｎａｂｅ他、米国特許第４，６８１，６３３号
【特許文献３０】Ｃｏｒｂｅｔｔ、米国特許第４，７２２，６８９号
【特許文献３１】Ｂｒａｎｄｅｓｔｉｎｉ他、米国特許第４，７６６，７０４号
【特許文献３２】Ｂｒａｂｄｅｓｔｉｎｉ他、米国特許第４，８３７，７３２号
【特許文献３３】Ｒｏｔｓａｅｒｔ、米国特許第４，９７０，０３２号
【特許文献３４】Ｇｒｏｓｓｍａｎ他、米国特許第５，０８９，３０６号
【特許文献３５】Ｈａｓｅｇａｗａ他、米国特許第５，１２７，８３４号
【特許文献３６】Ｒｏｔｓａｅｒｔ、米国特許第５，１５１，０４４号
【特許文献３７】Ｅｍｍｏｎｓ、米国特許第５，３０８，２４３号
【特許文献３８】Ｏｄｅｎ、米国特許第５，３４２，２０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
厚さが一定のゾーンがあるエナメル層をもつ人工歯を提供することが本発明の目的である。
【００１２】
第１の唇側全長および第１の裏面長さをもつ歯の第１の組の第１の歯、ならびに第２の唇側全長および第２の裏面長さをもつ歯の第２の組の第２の歯を含み、第１と第２の唇側全長の比が実質的に第１と第２の裏面長さの比に等しい補綴歯のファミリを提供することが本発明の目的である。
【００１３】
本体の切縁端部（ｉｎｃｉｓａｌ ｅｎｄ）の本体の唇側の面の３つの曲がった隆起の間に２つのほぼ対称な曲がった溝がある歯本体を含み、溝は切縁端部で最も深く、また実質的に切縁端（ｉｎｃｉｓａｌ ｅｄｇｅ）から歯の全長の少なくとも約１５パーセントまで延びる補綴歯を提供することが本発明の目的である。
【００１４】
歯のそれぞれは歯の同じ組の同じ側からのものである、少なくとも１本の上側の歯および少なくとも１本の下側の歯の少なくとも一部分の画像を得て、その画像に対応する初期データを修正して修正データを生成し、修正データを用いて作られたモールドで修正補綴歯を成形することにより、咬合中、修正補綴歯が、初期データを用いるモールドで作られた補綴歯より、歯の表面のより大きな部分に渡って接触するようにすることが本発明の目的である。
【００１５】
本明細書では、歯の組は、総義歯または部分義歯をとわず単一の入れ歯のように、同一の個人が使用する歯を表す。
【００１６】
本明細書では、歯のファミリは、歯の大きさおよび／またはシェードは異なるが共通の形状を有する歯の組を表す。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
人工歯の製造方法は以下のことを含む：重合性材料をモールド内に射出成形して、外側外部ポリマー層を形成すること。次に、重合性材料をモールド内に射出成形して、最初の外側層上に適用された内側ポリマー層を形成すること。次に、重合性材料をモールド内に射出成形して、内側外部層に適用された固いコアを形成すること。
【００１８】
高い成形圧と歯のシェーディングが限定されるという問題は、射出に低圧が用いられ、成形サイトでシェーディングを個別対応でブレンドできるということから、本発明により解決される。
【００１９】
本発明は、射出成形は完全自働で行われ、したがってまた層の再現性のある配列構成を保証できるという理由で、射出成形技術によりかなりのコスト低減を実現できるという認識に依存している。これは多成分射出成形法を含み、材料成分が歯本体内部に層を形成するので、個々の材料成分を着色することにより天然の歯の外観に最も良く近づけることができる。
【００２０】
厚さが実質的に一定のゾーンがあるエナメル層をもつ補綴歯。この歯は、補綴歯シェード層および／またはシェーダ（ｓｈａｄｅｒ）モールドパーツ外側表面の歯のパターンを画像化すること、ならびにプログラムに導かれるフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）によりモールド内で歯のパターンを形作ることにより作製される歯科用の歯モールドパーツを用いて成形される。
【００２１】
本発明は、歯の第１の組の第１の歯が第１の唇側全長および第１の裏面長さをもち、また歯の第２の組の第２の歯が第２の唇側全長および第２の裏面長さをもつことを含む、補綴歯のファミリを提供する。第１の唇側全長と第２の唇側全長の比が実質的に第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に等しい。好ましくは、第１の歯は第１のシェード長さをもち、第２の歯は第２のシェード長さをもち、第１のシェード長さと第１の唇側全長の比は、第２のシェード長さと第２の唇側全長の比に実質的に等しい。
【００２２】
本発明は、本体の切縁端部の本体の唇側表面の３つの曲がった隆起の間にほぼ対称な２つの曲がった溝がある歯本体を含む補綴歯を提供する。この溝は切縁端部で最も深く、切縁端から歯の全長の少なくとも約１５パーセントまで延びる。
【００２３】
本発明は、歯の同じ組の同じ側からの、少なくとも１本の上側の歯および少なくとも１本の下側の歯の少なくとも一部分の画像を表示し、次にその画像に対応する初期データを修正して修正データを生成し、修正データを用いて作られたモールドで容易に咬合する補綴歯を成形することにより、咬合中、容易に咬合する補綴歯が、初期データを用いるモールドで作られた補綴歯より、歯の表面のより大きな部分に渡って接触する、容易に咬合する補綴歯の製造方法を提供する。
【００２４】
本発明は、添付図に示される実施形態に基づいてより詳細に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図では、本発明による人工歯の同一の部位には同じ参照番号が付けられている。
図１および２から分かるように、本発明による歯は固いコア１をもつ歯本体から成る。固いコア１は歯の基礎的要素をなし、その上にさらなる外部層２および３が積み重ねられる。これに関連して、固いコア１の基部側４は露出したままであり、歯の口蓋側５、唇側６および切縁側７は外部層２、３により形作られている。固いコア１は基部側４の反対側が丸くされたほぼ円錐台の形状に作り上げられている。固いコア１に直接被さる外部層２は、基部側４の端の部分では厚さが薄くなっており、歯の基部では、例えば０．２ｍｍに相当する薄い厚さで形作られている。しかし、歯の切縁側７の方に向かって、外部層２は厚さをかなり増し、そして固いコア１と共に、それが事実上歯の基本構造を成すように形作られている。最外層３は表面の至るところで本質的に同じ厚さであり、示されるように、口蓋側５は外部層３によりさらに成形されており、他方、外部層３は、図２に示されるように、他の部分がそうであるように、唇側６の部分ではほぼ一定の厚さをもつ。めくら穴８は、大きさは個々の歯の大きさに合わせられており、またその直径および深さはそれぞれほぼ２〜３ｍｍおよびほぼ４〜６ｍｍであり、固いコア１の基部側４に歯軸に沿って形作られている。めくら穴８は、滑らかな壁面で形作られているので、如何なる鋭い角も存在せず、したがってまた引っ張りクラックは生じ得ない。めくら穴８は、一方では、射出成形工程を実施するために、固いコア１を射出型内に取り付けるのに、また他方で歯科用補綴物を作る際に出来上がった歯をプラスチック床に固定するのに役立つ。本発明による歯を作製するための材料として、ＤＩＮ １３９３１またはＩＳＯ ３３３６の要件を満たす透明（アモルファス）プラスチックを用いることができる。特に、透明ポリマーを用いることができる。適切なプラスチック材料はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）および／またはそのコポリマーである。耐衝撃性の変性ＰＭＭＡを使用することが有利である。屈折率が等しいプラスチックの混合物を用いることもまた本発明では実施できるであろう。このような混合物は、標準的なＰＭＭＡと耐衝撃性の変性ＰＭＭＡからなり、標準的ＰＭＭＡが３０％で耐衝撃性変性ＰＭＭＡが７０％の混合比が実用的である。しかし、ポリメタクリルメチルイミド（ＰＭＭＩ）とメチルメタクリレート−スチレンコポリマーの混合物を用いることもまた可能であり、６０％のＰＭＭＩと４０％のメチルメタクリレート−スチレンコポリマーが存在すれば実用的である。６０％を超えるメチルメタクレレート含量をもつメチルメタクリレートとスチレンのコポリマーの混合物を用いることもまた本発明では可能である。
【００２６】
バインダとしての役を果たすプラスチック添加剤を含む、Ａｌ２Ｏ３またはＺｒＯ２などのセラミック粉末から成る射出成形可能なセラミック材料（ｍａｓｓ）が製造原料として使用されればまた本発明では利点がありうる。
【００２７】
この射出成形可能なセラミック材料は、射出成形機で加工され、射出成形された歯は、射出成形機から所謂グリーン生成物として取り出される。そのバインダはバインダ除去オーブンでグリーン生成物から取り除かれる、すなわち、バンダとして用いられたプラスチック添加剤は追い出され、その結果バインダは、形状の如何なる変化も、ありうるとしても可能な限り回避された状態で、成形物（ｃａｓｔｉｎｇ）からできるだけ完全に除去される。次に、焼成オーブンでの焼成工程、必要とされる何らかの仕上げ作業がある。
【００２８】
本発明によれば、固いコア１および外部層は異なる着色をされる。例えば、固いコア１は有利には、暗く着色され、透光性の外部層２はいくらかより明るく着色され、また最外層３は明るく透光性である。より一層透光性の外部層を設けることもまた実用的でありうる。層２、３の被覆構造により、天然の歯に最も良く合致する色調の外観を実現できる。このことにより、言うまでもなく、分離線のない色調の移り変わりが可能になる。本発明による歯にめくら穴８を形成することにより、固定穴を後で穿つ必要がないので、クラックを生じる鋭い角を作り出す危険が除かれる。
【００２９】
特に、多成分射出成形法が、本発明による歯を作るために用いられる。３層の歯、すなわち図１および２の歯が作られる場合、固いコア１のコア材料は第１の金型キャビティへの第１ステップである。その後、金型は開き、射出成形された固いコア１がある方の半金型（ｔｏｏｌ ｈａｌｆ）は１２０度回転する。ここで、使用されるタイプのプラスチック材料は可塑性であるが、形が安定なコンシステンシがすでにあり、ほぼそのガラス転位温度まで冷却されている。金型を閉じると、固いコア１は、外部層２を射出するための第２の、いくらかより大きいキャビティに移動する。ここでは、コアと外部層２の間の界面に、２つの層が融合しうる温度がある。コアの回りに外部層２を射出した後、金型は開き、移動式半金型はさらに１２０度回転して、射出被覆された固いコア１は、金型が閉じるときには第３のキャビティに移動している。仕上げられた歯の形状寸法に対応するこのキャビティ内で、外側層３が歯の上に射出される。十分に冷めた後、金型は開き仕上がった歯が放出される。外部層３を外部層２の上に射出する際の温度条件は、プラスチック層２を固いコア１上に射出する際のものと同じである。仕上がった歯が放出された後、移動式半金型はさらに１２０度回転して、金型はその最初の位置に戻る。全射出サイクルは完全に自働的に進むもので、作製される本発明による歯の層は、この方法により各サイクルにおいて同一である。層１、２、３は、好ましくは、同じプラスチック材料からなり、これらの材料は有利には異なる着色が施されている。順次追加される個々の層の射出は非常に迅速に行われるので、下の層との接触表面に生じる接触温度は個々のプラスチックの軟化温度より高い。
【００３０】
いくつかの歯、例えば歯の完全な組を、一度に射出成形するように、本発明に従って使用される射出成形型を構成することができる。
【００３１】
本発明による製造プロセスのための別法として、歯の本体の適切に層化された構造が、異なる着色を施された材料の計量供給のみによって達成され、そのためその歯の外形をもつキャビティだけが必要とされる多成分射出成形法を用いることもまた可能である。この場合、例えば３台の可塑化ユニットを用いて、最外層３用の成分および外部層２用の成分が、射出モールドの供給機チャネルに次々に計量供給され、それから、固いコア１用の次の成分がある第３の可塑化ユニットに切り替えた後、３つ全部が、モールドの充填が膨張流動で起こるような仕方で金型に射出される。溶融した先端が進むにつれ、先端の材料の一部分が低温のモールド壁面に固着して外部層３を形成する。計量供給は、この成分の材料が、モールドが完全に充填されるまで流れの先端にあるように選択されるべきである。モールドの壁面に垂直な温度勾配のために、続く成分は最初のものに類似の挙動を示し、中間の外部層２を形作り、コア材料１を包み込む。基部側からの射出の場合、図１および２に示されるものに似た層構造が得られるが、固いコア１はその基部側も外部層２および３により包み込まれる、図５を参照。方法の特性により、外部層２、３の厚さは基部側から切縁に向かってわずかに増加し、このことは歯の外観を向上させる。計量供給される量、材料温度、金型温度および射出速度などの加工パラメータの選択により、外部層２および３の厚さに影響を与えることができる。射出可能なセラミック材料は、射出成形機での加工で、充填プラスチックに類似の仕方で振舞うので、射出成形可能なセラミック材料を用いる場合でさえも、前記の利点のある方法を適用することができる。
【００３２】
本発明に従って作られる側面の歯は、原則的に、図１および２による前歯と同じ層の積み重ねをもつが、側面の歯の形のために、固いコア１ならびに外部層２および３の基本的な構造に相違がある。この場合、咬合側７が切縁側７に代わり、頬側６が唇側６に代わる。
【００３３】
図３および４に、射出成形され仕上がった歯本体を射出モールドから取り出す際に、その分割面の位置のために作り出された、本発明による側面の歯のモールドマークの筋道が示されている。本発明によれば、挿入された状態ではヒトの口でそれらが見えないように、モールドマークが仕上がった歯の本体上で走っているようにすることができる。図３の舌側からの斜視図に示される、本発明による側面の歯の歯本体では、舌側のモールドマーク１０は、歯本体の舌側１１および咬合表面１２の間の変わり目を走っていることが認められる。本発明による側面の歯の頬側からの図を示す図４において、頬側のモールドマーク１３は、歯本体の頬側１４および基部１５の間の変わり目にあることが認められる。図３および４から、歯本体の２つの側面１７、１８上のモールドマーク１６はそれぞれ、舌側のモールドマーク１０と頬側のモールドマーク１３の端部を結んでほぼ対角線状に走っていることもまた明らかである。
【００３４】
前歯として成形された、本発明による歯要素では、モールドマークは、それらが歯本体の基部から歯の切縁に走るように、歯本体の２つの側面上中央に配置される。
【００３５】
以下に、本発明は図６〜１３をより詳細に参照して説明される。本発明の好ましい実施形態による補綴歯１００は、図６に示されるように、唇側の面１０４およびシェーダ面１０６があるエナメル層１０２、エナメル面１１０および裏面１１２があるシェード層１０８ならびにシェーダ面１１６がある裏面層１１４を含む。本明細書では、歯全長（ＴＬ）は、歯の切縁端の先端（Ｉ）から、切縁端（Ｉ）から最も離れた、裏面１１４の端上の位置（ＢＥ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。
【００３６】
本明細書では、唇側全長（Ｌ）は、図６に示されるように、歯の切縁端の先端（Ｉ）から、歯頚（ｎｅｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｏｔｈ）の最も高い位置と最も低い位置の間の中間の、歯頚の外側面上の位置（ＰＬ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。
【００３７】
本明細書では、裏面長さ（Ｂ）は、図６に示されるように、歯の切縁端の先端（Ｉ）から、歯頚上の好ましくは最も高い位置あたりにある、第２の裏面層の端部（ＰＢ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。裏面長さ（Ｂ）の中間点（ＰＭＢ）でのシェード層の厚さ（ＳＴ）は、好ましくは、約０．０９インチである。
【００３８】
本明細書では、シェード層長さ（Ｓ）は、図６に示されるように、歯の切縁端先端（Ｉ）から、エナメル層が減少から一定の厚さに転じる位置（ＰＳ）までの、歯の長い中心軸（Ｅ）に沿って測られる長さを表す。シェード層長さ（Ｓ）の中間点（ＰＭＳ）でのエナメルの厚さ（ＥＴ）は、好ましくは約０．０３１インチである。
【００３９】
歯頚から唇側表面の中心まで、一定高さでの横断面（ｌａｔｉｔｕｄｉｎａｌ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ）内でエナメル層の厚さが一様な多層歯が提供される。この一様なエナメルの厚さは、前歯の唇側表面のコピーをオフセットして得て、エナメル表面のオフセットコピーから曲がった表面を部分的に形作ってシェード層外側表面の画像を形成することにより画像化される。シェーダモールドパーツは、後に材料、好ましくは金属の固体ブロックに刻まれて、シェード層の外側表面の画像に対応するモールド表面を与える。
【００４０】
図６および６Ａに示されるように、補綴歯１００はエナメルの厚さが実質的に一定のゾーンＺがあるエナメル層１０２を含む。唇側の面１０４上に選択された任意の点、例えば位置１５０で、歯の中心軸Ｅに垂直に延びるエナメルの厚さは、選択された点の０．００５インチ内の任意の他の点での厚さの０．００３インチ以内にある。本発明の好ましい実施形態では、エナメルの厚さには平均の厚さがあり、前記の平均の厚さの変動は、前記のゾーン内では２０％より小さく、また前記ゾーンは、少なくとも０．０１インチの直径をもつ円形である。厚さが実質的に一定のゾーンは、好ましくは、歯の唇側全長の少なくとも２０パーセントと７５パーセントの間に広がっている。好ましくは、実質的に一定のエナメルの厚さの変動は、シェード層に垂直に延び重なる任意のエナメルゾーン内で２５％より小さく、そのゾーンは少なくとも２ｍｍ２、より好ましくは少なくとも４ｍｍ２、最も好ましくは少なくとも８ｍｍ２である。より好ましくは、実質的に一定のエナメルの厚さの変動は、ゾーン内で２０％より小さい。好ましくは、ゾーンの領域は実質的に円形である。好ましくは、エナメルの厚さは約０．００３と約０．０３インチの間である。好ましくは、エナメルの厚さは、歯の切縁端部の近くで、約０．０８と０．０３インチの間である。好ましくは、エナメルの厚さは、歯の裏面端部近くで０．００３インチより小さい。好ましくは、歯は歯頚部材（ｎｅｃｋ ｍｅｍｂｅｒ）をもつ。好ましくは、歯は、歯の全長の０と２０パーセントの間の、本体の切縁端部で、本体の唇側の面上の３つの実質的により厚い領域の間に、全体として対称な２つの領域を含む。
【００４１】
好ましくは、歯のファミリの中で、一定の寸法比をもつ多層前歯が提供される。これらの寸法は、図６および１１に示されるように、歯のファミリからの歯の長手方法横断面で測られる。
【００４２】
一定の寸法比をもつ前歯が本発明により提供される。このような歯のファミリ内のすべての歯は義歯を作るに際して類似の特性を示す。本発明に従って作られた上側および下側の歯の咬合は、従来技術による歯の場合より容易で完全である。ファミリ内の、小、中および大きな歯は全て同じ咬合特性を示す。
【００４３】
３次元の歯の表面、歯の層、および／または歯のモールドパーツパターンは保存、編集および／またはデジタル化されたデータから、ビデオディスプレイモニタに表示される。オペレータは、歯のモールドに望まれる、歯の大きさと形状ならびに唇側の線紋（ｓｔｒｉａｔｉｏｎ）などの表面パターンの性質を調査、測定および／または修正する。視覚的分析と、歯の既知の形状寸法の値、例えば長さ、幅、厚みとの比較により、オペレータはキーボードなどの入力デバイスによりデータを追加および／または省略するかを決定する。望ましい３次元表面パターンはこうして作り出され表示される。
【００４４】
表示される３次元表面パターンに使用されるデータは、ＣＡＭあるいはコンピュータ支援製造により利用されて、歯のモールド作製のための工具軌跡プログラムを作り出す。この工具軌跡プログラムは機械工具を誘導し制御するために使用される。機械は好ましくは多軸のものである。プログラムは、適切な基材、例えばスチール、ニッケル、アルミニウム、セラミック、プラスチックあるいは何らかの機械加工できる材料の、歯のモールドのフライス加工において、１つまたは複数のフライスを誘導する。スチールが好ましい基材である。モールドが刻まれた後、歯パスプログラムは、好ましくは、モールドに対する仕上げ研磨の実施を誘導し制御する。仕上げ研磨ステップは表面仕上げを良くし、モールドは人工歯の作製に適したものとなる。最後の手による仕上げ研磨ステップは任意である。
【００４５】
人工歯作製用の歯のモールドには、歯の上に唇側の線紋またはマーキングを作り出すために高度の輪郭の精巧さが必要であり、複数の金型が、人工歯に天然の外観を与えることができる色のブレンド生み出すために必要である。
【００４６】
エナメル、シェーダ、ならびに裏面および第２の裏面のモールドパーツの画像化が、本発明の好ましい実施形態では、中切、側切、および犬歯の補綴歯を作るためのモールドパーツ作製に役立つ。歯のファミリをもつ、歯の異なる組のための、画像化されたエナメル、裏面シェーダおよび第２の裏面についての寸法配分は、ファミリ内の歯に比例的な整合性を与える。特定の点が選ばれ、それらの間の長さは、歯のファミリ内では一定の比に保たれる。好ましくは、厚み寸法は、歯の形状およびエナメルの厚さの整合性を保つために、表面のトポグラフィから測定される。
【００４７】
本発明の好ましい実施形態では、シェーダおよび第２の裏面は、最初に歯の唇側全長（Ｌ）を求めることにより画像化される。シェーダの位置および第２の裏面のブレンド開始位置、ＰＳおよびＰＢはそれぞれ、歯の唇側全長（Ｌ）に、歯のファミリのそれぞれの歯の組で異なる定数を掛けることにより求められる。このとき裏面長さ（Ｂ）は、それぞれ、歯のファミリ内のそれぞれの歯の組に対する定数により表される部分に分けられる。中切および側切歯シェーダモールド表面輪郭の形状と位置および／またはブレンドの厚さが求められ、また／または発展させられる。
【００４８】
ディスプレイ２０２上のエナメルモールドパーツ２００およびエナメル層２００Ａの画像が図７に示されている。シェーダモールドパーツ３００およびシェーダ層３００Ａの画像が図８に示されており、第２の裏面モールドパーツ３３０および第２の裏面層３３０Ａの画像が図４に示されている。裏面モールドパーツ３５０および裏面層３５０Ａの画像が図１０に示されている。ディスプレイ２０２はコンピュータシステム２０４に接続されている。好ましくは、歯エナメルモールドパーツ２０８は、コンピュータ支援製造システム２０６により金属基材でフライス加工される。モールドパーツ２０８、３０８、３３２および３５２は、図７から１０により示されるように、コンピュータ支援製造システム２０６により、複数の成形サイト２０９、３０９、３３４および３５４をもつように削られる。好ましくは、シェーダ層画像３００に対応する、シェーダ層１０８のようなシェーダ層がある歯１００のような歯科用補綴歯は、シェーダモールドパーツ３０８のようなシェーダモールドパーツの成形サイトで形作られる。それぞれのモールドパーツは、そこに複数の成形サイトをもつように、コンピュータ支援製造システム２０６により削られて、各サイトは層の画像に対応する歯の層を形作れるようになっている。好ましくは、成形加工は、工具パスプログラムを用いて、歯のモールドパーツの直接的な機械削りおよび／または仕上げ研磨を誘導することを含む。好ましくは、重合性のアクリレート材料が、一対のモールドパーツの間に順次挿入されて、エナメル、シェーダ、第２の裏面および裏面層をもつ補綴歯を次々に形作る。このように、本発明の好ましい実施形態により、図１に示されるように、エナメル層、シェーダ層、第２の裏面層および裏面層を含む補綴歯が提供される。
【００４９】
シェーダ層３００は、図８に示されるように、歯の切縁端部のシェーダ層の唇側の面に、隆起イメージ３１４、３１６および３１８に対応する３つの曲がった隆起の間に、溝イメージ３１０および３１２に対応するほぼ対称な曲がった２つの溝をもつ。この溝は切縁端部で最も深く、切縁端から歯の全長の少なくとも約１５％まで実質的に延びている。それぞれの溝３１０および３１２は実質的に滑らかな底がある。溝３１０および３１２の側面は、切縁端部３２０に対向する溝の端部で、隆起３１、３１６および３１８の頂上の面と交差する。溝３１０および３１２は、シェーダ層３００の長さの少なくとも約５％延びている。好ましくは、歯は、歯シェーダ層および歯エナメル層を含む。好ましくは、それぞれの溝の深さは、それぞれの溝の幅の約０．５から１．５倍である。好ましくは、シェーダモールドパーツの、切縁端に隣接する上側表面の横断面は正弦曲線を形作る。
【００５０】
図１０Ａに示されるように、容易に交合する補綴歯を作るためのモールドは、少なくとも１本の上側の歯と少なくとも１本の下側の歯の、少なくとも一部分の画像を表示することにより作られる。それぞれの歯は、歯の同じ組の同じ側からのものである。画像に対応するデータは修正されて、少なくとも１本の少なくとも一部分は、他の歯のイメージの少なくとも一部分に、よりよく対応するようになる。歯はこのデータを用いて作製されたモールドで成形される。成形されたこれらの補綴歯の咬合中、成形された上側および下側の補綴歯は、歯の画像を表示して前もって修正しない場合に接触するであろうものより、それぞれの歯の表面のより大きな部分に渡って接触する。
【００５１】
本発明の好ましい実施形態では、表面モールドパーツの唇側表面画像から、シェーダモールドパーツの外側表面を画像化すること、工具軌跡プログラムを用いてシェーダモールドパーツを削ること、およびシェーダモールドパーツをもつモールドでシェードパターンをもつ歯を成形することを含む、歯にシェードパターンを徐々に厚くする（ｆａｎｎｉｎｇ）方法が提供される。
【００５２】
本発明の好ましい実施形態では、第１のファミリの第１の歯および第２のファミリの第２の歯を含む歯のファミリが提供される。第１の歯は、歯の全長と、歯の歯頚の唇側表面上の最も深い点から歯の切縁端までの長さとの第１の比をもつ。第２の歯は、歯の全長と、歯の歯頚の唇側表面上の最も深い点から歯の切縁端までの長さとの第２の比をもつ。第１および第２の比は実質的に等しい。このような補綴歯は、好ましくは、第１の外側表面をもつ第１の歯および第２の外側表面をもつ第２の歯を含む組として提供される。
【００５３】
図１１に示される本発明の好ましい実施形態では、補綴歯４００のファミリが提供される。歯４００のファミリは、歯の、４０２、４０４および４０６の組を含む。歯の４０６の組は、前歯４０８および後歯４１０を含む。歯の４０４の組は、前歯４１２および後歯４１４を含む。歯の４０６の組は、前歯４１６および後歯４１８を含む。前歯４０８は、上側の歯４２０および下側の歯４２２を含む。後歯４１０は、上側の歯４２４および下側の歯４２６を含む。前歯４１２は、上側の歯４２８および下側の歯４３０を含む。後歯４１４は、上側の歯４３２および下側の歯４３４を含む。前歯４１６は、上側の歯４３６および下側の歯４３８を含む。後歯４１８は、上側の歯４４０および下側の歯４４２を含む。上側中央の前歯４４４および４４６は、互いに鏡像となる形状をもつ。上側前歯４２８は、互いに鏡像となる形状をもつ中央の歯４５２および４５４を含む。下側前歯中央の歯４４８および４５０は、互いに鏡像となる形状をもつ。下側中央の歯４５６および４５８は、互いに鏡像となる形状をもつ。下側中央の歯４６４および４６６は、互いに鏡像となる形状をもつ。
【００５４】
歯の４０２の組の歯４４４は、第１の唇側全長、および第１の裏面長さをもつ。歯の４０４の組の歯４５２は、第２の唇側全長、および第２の裏面長さをもつ。第１の唇側全長と第２の唇側全長の比は、第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に実質的に等しい。歯４０４は、第１のシェーダ長さをもち、歯４５２は第２のシェーダ長さをもち、第１のシェーダ長さと第１の唇側全長の比は、第２のシェーダ長さと第２の唇側全長の比に実質的に等しい。好ましくは、これらの比のこの一致は、ファミリ４００内の異なる組の対応する臼歯、切歯および犬歯に存在する。好ましくは、裏面長さは唇側全長と実質的に同じ乃至その９４パーセントである。好ましくは、シェーダ長さは唇側全長と実質的に同じ乃至その６８パーセントである。
【００５５】
好ましくは、本発明の補綴歯のエナメルの厚さの変動は、厚さに等しい直径をもつ円形ゾーン内で２０％より小さい。より好ましくは、エナメルの厚さの変動は、エナメルの厚さの２倍に等しい直径をもつ円形ゾーン内で１５％より小さい。最も好ましくは、エナメルの厚さの変動は、エナメルの厚さの３倍に等しい直径をもつ円形ゾーン内で２５％より小さい。
【００５６】
好ましくは、歯の唇側全長の２０パーセントと７５パーセントの間の唇側表面上の選択された点でのエナメルの厚さは、その選択された点の０．００５インチ以内の他の任意の点での厚さの０．００３インチ以内にある。好ましくは、エナメルの外側表面ならびにシェード層とエナメルの境界面は、厚さが一定のエナメルゾーン内で同一の輪郭をもつ。
【００５７】
歯１００のような補綴歯は、総入れ歯および／または部分義歯、歯冠、インプラント歯およびシェードガイドを作るのに役立つ。図１２は補綴歯５０２を支えるシェードガイドアーム５００を示す。アーム５００にはベンド５０４および５０６がある。歯５０２はコネクタ５０８によりアーム５００に連結されている。図８に示されるように、インプラント歯冠６０１には、実質的に一定の厚さのゾーンをもつエナメル層６０２およびシェード層６０３がある。歯冠６０１はコア６０４により支えられている。コア６０４はポスト６０６に連結している。ポスト６０６はスリーブ６０８により支えられている。スリーブ６０８はカーボンインプラント６１０に接着される。
【００５８】
本発明の好ましい実施形態では、歯エナメル外側表面を表すデジタル情報またはデータが、ＣＡＤ／ＣＡソフトウェアプログラム搭載コンピュータ、例えばコネチカット州サウスウィンザのＧｅｒｂｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃが市販するＳａｂｒｅ ５０００ ＣＡＤ／ＣＡＭ Ｓｙｓｔｅｍのメモリから作製される、あるいは引き出される。データはＣＡＤ／ＣＡＭシステムを用いて編集され、２および／または３次元の（複数の）モデルがビデオディスプレイモニタ上に表示される。次にオペレータはエナメル外側表面のコピーをオフセットして得て、そのコピーを編集してシェーダ外側表面をデザインする。受け入れられる表面パターンが得られると、ソフトウェアが使われて、歯のモールドを作製するための工具軌跡プログラムを生成する。工具軌跡プログラムの数値座標の形態のデータは、メモリディスクに集められフロッピディスクにダウンロードするか、あるいは移される。
【００５９】
本発明の好ましい実施形態では、フロッピディスクは、フライス加工、駆動、穿孔および輪郭形成機、例えばマサチューセッツ州ミルフォードのＢｏｓｔｏｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが市販する、ＢｏｓｔｏＭａｔｉｃ Ｍｏｄｅｌ ３１２−１Ｓ垂直ＣＮＣベッド型精密フライス加工、ドリル加工、穿孔および輪郭形成機、のハードディスクドライブにダウンロードされる。工具軌跡プログラムは、歯のモールド作製で機械を誘導し制御するのに使用される。平均送り速度は、寸法が小さくなるミルによる連続４回のパスで、３０，０００ｒｐｍで、６インチ／分（レンジ４．５〜１０インチ／分）である。４分の１インチのエンドミル（Ｂａｓｓｅｔｔ）の次に、８分の１インチのエンドミル（Ｂａｓｓｅｔｔ）、次に１６分の１インチのホール（ｈａｌｌ）エンドミル（Ｂａｓｓｅｔｔ）、次に３２分の１インチのボールエンドミル（ＴＳＣ Ｃａｒｂｉｄｅ）が使われる。工具経路の精度は０．０００２インチであり、ステップオーバレンジは０．０００５〜０．００１インチである。この機械は４軸が可能であるが、３軸だけがモールドの作製に用いられた。モールドは４１６快削ステンレル鋼のブロックに削られる。得られたモールドは、７倍の倍率で熟練した目で、そのモールドからの石膏印象（ｓｔｏｎｅ ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）をアルミニウムブロンズマスターダイと比較する主観的目視評価により、表面仕上げの品質について試験される。機械加工されたモールドはマスターダイの表面ディテールおよび仕上げの約９５％を包含する。モールドは、試験成形のために標準のアルミニウムモールドフレームに装着されるクーポン（ｃｏｕｐｏｎ）である。
【００６０】
仕上げの研磨は、例えば仕上げ研磨工具を用いる工具軌跡仕上げプログラムで実施される。仕上げ研磨工具はハードウッド研磨棒を備え、ダイヤモンドペーストと共に用いられる；仕上げ研磨ステップは可能な限り完全な許容できる表面ディテールと仕上げに近づけるために行われる。歯科用ハンドピース（パワーツール）、ブラシ（合成剛毛）、および高級ベンガラを用いて、最終の手による研磨ステップを実施してもよい。
【００６１】
裏面モールドパーツの作製では、アルミニウムブロンズマスターダイのスキャンによるデジタル化された情報が、フライス加工機のハードディスクドライブにダウンロードしてもよい状態になるまで処理される。シェーダモールドパーツの作製では、軟らかいバビット（Ｂａｂｂｉｔｔ）マスターシェーダダイ（グレアフリー（ｇｌａｒｅｆｒｅｅ）の物質でコーティングされていない）が、回転支持台の上に置かれ、前記のアルミニウムブロンズマスターダイの場合と同様に処理される。データは、アルミニウムブロンズマスターダイの情報の場合と同様に、フライス加工機のハードディスクドライブにダウンロードしてもよい状態になるまで処理される。データは編集中にスクリーン上で滑らかにされて、シェーダモールドパーツを表面モールドパーツに確実にフィットさせる。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態では、成形されたエナメル層（コーティング）を各々がもつ、高度に輪郭の精巧な歯科用歯を繰返し成形する方法が提供される。この方法は、任意に、歯科用の歯のモデルのスキャニングを含む。この方法は、少なくとも３つのモールドパーツを作製するためのフライス加工を含む。それぞれのパーツは、第１のミルを用いて、第１の工具軌跡に沿って材料を除去する第１のパスを実施することによってフライス加工して、複数の歯科用補綴歯を成形できるようになっている複数のキャビティがあるモールドパーツを作製するために第１の金属ブロックに複数のキャビティを形作る。フライス加工は編集されたデータを用いるフライス加工プログラムにより誘導管理される。編集されたデータはデザインプログラムを用いて反射データを編集することにより得られる。反射データは歯のモデルの表面を表わすものである。編集されたデータは歯科用人工歯の表面を表わすものである。編集データは、フライス加工プログラムにより、工具軌跡に沿ってフライス加工を誘導するように改変される。モールドパーツは、成形されたエナメル層（コーティング）を各々がもつ高度に輪郭の精巧な歯科用人工歯を繰返し成形するのに使用される。モデルのスキャニングが行われるとき、それぞれの前記キャビティは、モールドで成形される歯科用歯のモデルの一部分とは反対の凹凸をもつものである。プログラムは、歯科用モデルの表面の輪郭を画像化すること、およびモデルの表面輪郭の画像化に応じてデータの読み取り値を生成することからなるステップにより作り出される。
【００６３】
本発明の実施形態では、成形されたエナメル層（コーティング）および高度に輪郭の精巧な唇側の線紋を各々がもつ歯科用人工歯を作る方法が提供される。任意に、スキャンされる歯科用歯のモデルが供用される。歯のモデルからの反射が受け取られ、電気信号に変えられ、次にそれが反射データに変換される。反射データは、デザインプログラムを用いて高度に輪郭の精巧な唇側線紋を加えるために編集されて、編集データとなり、歯の金属モールドパーツが作製される。作製ステップ（工程）は、前記の歯のモールドパーツのフライス加工機を誘導するための編集データを用いることを含む。フライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行い、第１のミルは第１のミルエンドをもち、第２のミルは第２のミルエンドをもち、第２のミルエンドは、寸法では第１のミルエンドより小さい。高度に輪郭の精巧な人工歯は、モールドパーツを用いて繰返し成形される。それぞれの歯は、成形されたエナメル層（コーティング）と高度に輪郭の精巧な唇側線紋をもつ。スキャニングは、歯科用の歯のモデル上にレーザ光線を当てることを含みうる。任意のスキャニングステップには、前記の当てるステップおよび受け取るステップの間、歯科用の歯のモデルを回転することが含まれていてもよい。歯のモデルは、歯のレプリカを含む３次元ワックスまたは金属であろう。
【００６４】
モデルにはけばけばしさのないコーティングが施されていてもよい。処理ステップは、編集データから、歯のモデルの編集された３次元表面パターンを作り出すこと、歯科用の歯のモデルの表面パターンを評価すること、および編集データから工具軌跡プログラムを作り出すことを含むであろう。評価ステップは、歯科用の歯のモデルの表面パターンの目視による分析ならびに歯のモデルの既知の形状寸法との比較を含むであろう。作製ステップは、歯科用の歯のモールドパーツを仕上げ研磨するための、前記の工具軌跡プログラムを用いることを含んでいてもよい。
【００６５】
本発明の好ましい実施形態では、成形された被覆（ｃｏａｔｉｎｇ）および唇側の線紋を各々がもつ歯科用人工歯の成形方法が提供される。この方法は、任意に、３次元表面ロケーションをもつ歯の３次元レプリカを、このレプリカを回転させながら、スキャンすることを含む。前記レプリカからの反射は受け取られ、電気信号に変えられ、それらはデジタル化されて反射データとなる。反射データは、ＣＡＤ／ＣＡＭプログラムを用いるコンピュータで、高度に輪郭の精巧な唇側線紋を加えるために編集される。工具軌跡プログラムが編集されたデータを用いて作り出される。歯のモールドは、工具軌跡プログラムを用いて、第１、第２および第３の歯科用人工歯の金属モールドパーツの機械フライス加工を誘導して作製される。第１の金属部分からの第１の金属モールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行って第１の金属部分をフライス加工することを含む。第１のミルは第１のミルエンドをもつ。第２のミルは第２のミルエンドをもつ。第２のミルエンドは寸法では第１のミルエンドより小さい。
【００６６】
第２の金属部分からの第２の金属モールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行って第２の金属部分をフライス加工することを含む。
【００６７】
第３の金属部分からの第３の金属モールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行って第３の金属部分をフライス加工することを含む。
【００６８】
作製ステップでは、モールドパーツの機械仕上げ研磨を誘導するために、工具軌跡プログラムが使用されるであろう。好ましくは、モールドパーツの少なくとも１つの研磨は、仕上げ工具軌跡プログラムにより誘導される。好ましくは、モールドを作るための、歯科用補綴歯の層のパターンのフライス加工は、編集データを用いるフライス加工プログラムにより誘導される。編集データは、好ましくは、デザインプログラムを用いて反射データを編集することにより得られる。反射データは歯のモデルの表面を表わすものである。編集データは、前記の編集された歯科用補綴歯の表面を表わすものである。データはフライス加工プログラムによりフライス加工を誘導するように改変される。
【００６９】
研磨は、好ましくは、仕上げ工具軌跡および仕上げ研磨工具、例えばウッドの工具を用いる仕上げ研磨を含む。工具は、好ましくは、ペースト、例えばダイヤモンドペーストと共に使用される。
【００７０】
本発明の好ましい実施形態では、成形されたエナメル層（コーティング）および唇側の線紋を各々がもつ歯科用人工歯の成形方法が提供される。この方法は、モールド作製用材料の第１および第２の部分に、人工歯の複数の層のパターンをフライス加工して第１および第２のモールドパーツを作製することを含む。フライス加工は、編集データを用いるフライス加工プログラムにより誘導される。編集データは、デザインプログラムを用いて反射データを編集することにより得られる。反射データは歯のモデルの表面を表わすものである。編集データは人工歯の表面を表わすものである。編集データは、フライス加工プログラムにより、前記の第１および第２のモールドパーツのフライス加工を誘導するように改変される。第１のモールドパーツのフライス加工は、第１のミルで第１のパスを行い、第２のミルで第２のパスを行うことを含む。第１のミルは第１のミルエンドをもつ。第２のミルは第２のミルエンドをもつ。第２のミルエンドは、寸法では第１のミルエンドより小さい。第２のモールドパーツのフライス加工は、第３のミルで第１のパスを行い、第４のミルで第２のパスを行うことを含む。第３のミルは第３のミルエンドをもつ。第４のミルは第４のミルエンドをもつ。第３のミルエンドは、寸法では第４のミルエンドより小さい。モールドで重合性材料を繰返し成形することにより、成形された重合性材料エナメル層（コーティング）及び唇側線紋を各々がもつ、高度に輪郭の精巧な歯科用人工歯が形作られる。
【００７１】
好ましくは、モールド作製材料は、容易に機械加工および研磨のできるものであり、例えば鋼、ニッケル、アルミニウム、セラミックまたはプラスチックである。
【００７２】
好ましくは、モールド作製材料は、鋼、ニッケル、アルミニウム、セラミックまたはプラスチックである。好ましくは、フライス加工は、第２のミルエンドをもつ第２のミルを用いて、工具軌跡に沿って第２のパスを行うことを含む。第２のミルエンドは、寸法では第１のミルエンドより小さい。好ましくは、フライス加工は、第３のミルエンドをもつ第３のミルを用いて、工具軌跡に沿って第３のパスを行うことを含む。第３のミルエンドは、寸法では第２のミルエンドより小さい。好ましくは、フライス加工は、第４のミルエンドをもつ第４のミルを用いて、工具軌跡に沿って第４のパスを行うことを含む。第４のミルエンドは、寸法では第３のミルエンドより小さい。好ましくは、モールドパーツは、表面モールドパーツ、シェーダモールドパーツ、第２の裏面モールドパーツまたは裏面モールドパーツである。好ましくは、第２のパーツとの接触点はモールドの表面パターンを用いて与えられる。好ましくは、第１のミルによるフライス加工は、第２の工具軌跡に沿って第１のパスを実行して材料を除去し、第２のブロックに複数のキャビティを形成して、複数のキャビティをもつ第２のモールドパーツを作製することによる。好ましくは、第２のミルによるフライス加工は、第２の工具軌跡に沿って第２のパスを実行して、第２のブロックから材料を除去することによる。
【００７３】
好ましい射出成形組成物が以下の説明と実施例により提供される。
一般に、本発明の新規な組成物は、歯科用装具（ａｐｐｌｉａｎｃｅ）、人工歯、口蓋補綴物、ならびに類似の物品の成形、組立て、および修理に役立つ。さらに、これらの組成物を、歯の詰め物に、また口腔補綴物との接着を実施するか、あるいは天然の歯を侵食、損傷またはう蝕から守るかの何れかのために、その表面コーティングに利用できる。
【００７４】
本発明の好ましい形態により、通常の従来技術の歯科用アクリル装具のものよりかなり改良された化学的および物理的性質をもつ歯科用補綴装具に、既知の技術により容易に簡便に成形しうる硬化性歯科用組成物が提供される。特に、例えば、本発明に従って調製された前駆体ブレンド組成物から作られた補綴歯などの歯科用装具は、今日市場で販売されている通常のプラスチックの歯の耐グラインド性より６倍も大きい耐グラインド性により特徴づけられる。さらに、通常のアクリルプラスチックの歯は、グラインディングで、溶融しねじ曲がり、軟らかいプラスチックの破片を生成する傾向があるが、本発明に従って作り出された歯は、グラインディングで、陶材の歯が生成するのとほとんど同じ仕方で、細かい砂のような破片を生じる。
【００７５】
さらに、本発明の前駆体ブレンド組成物から作られた補綴歯は、通常のアクリルプラスチックの歯の耐化学薬品性をはるかに凌ぎ、また陶材の歯のそれに近い耐化学薬品性により特徴づけられる。本発明の補綴歯の耐溶剤性は、例えば、本発明の前駆体ブレンドから作られた補綴歯は、メチルメタクリレートモノマーに３週間浸漬した後に元のままであり、一方、従来のアクリルプラスチックの歯では、メチルメタクリレートにより通常２４時間以内に構造的な品質低下が起こるという事実により示されるように、市販のアクリルの歯のそれをはるかに凌ぐ。
【００７６】
優れた耐化学薬品性をもつにもかかわらず、本発明に従って作られた補綴歯は、予想外にも、標準の処理方法を用いて、市販の義歯床システムと非常に強い化学的接着を形成することが見出された。このように、本発明に従って作られた歯は、それらが義歯床とよく接着し、歯と義歯床の間へのしみ込みを無くするので、不潔な臭気と周辺の変色を防ぐという点で、陶材の歯より優れている。
【００７７】
陶材の歯との比較では、本発明に従って作られた補綴歯は、義歯処理中の耐破砕性と義歯が図らずも陶器の洗面台にまたは床へ落下した場合の耐衝撃性に特徴がある。本明細書に記載される歯はまた、義歯同志で咬合時に、陶材の歯がそうであるように、カチカチという音を出すこともない。通常のアクリルの歯との比較では、本発明に従って作られた補綴歯は、抜群の耐モノマー性および耐溶剤性；抜群の熱安定性、向上した硬度、密度、および耐変色性；ならびに優れた加水分解安定性；により特徴づけられる。本発明の前駆体ブレンド組成物のあるものはまた、固有の性質として乳白色である歯を与える。この特徴は歯の外観を向上させ、通常のアクリルプラスチックの歯よりも歯の外観をより「天然のもののよう」にする。最後に、本発明の硬化性組成物から作られた歯は、成形されると、光沢が優れている。義歯作製中、これらの歯の光沢は、優れた耐化学薬品性により、通常のプラスチックの歯のそれより、より元のままに保たれる。
【００７８】
このように成形された補綴歯は、均一な微細構造をもつものとしてさらに特徴づけられるであろう。このような微細構造は、本発明の実施により成形された物品の優れた物理的性質に機能的に関連づけられると考えられており、物品の見本の適切な調製後に、適当な拡大手段によりそれを確かめることができる。
【００７９】
手短に言えば、本発明の歯科用硬化性組成物は、後により詳細に記載されるように、特定の比率で組合わせ、寝かし熟成させると、補綴歯および他の歯科用デバイスに成形できる前駆体ブレンドを生成する成分のブレンドを含む。この前駆体ブレンドは、架橋されたポリマーとモノマー、前記モノマーの架橋剤、および任意の未架橋ポリマーおよび／または開始剤を合わせることにより、そして前記の組合せを寝かしあるいは熟成させることにより、本発明に従って生成される。架橋ポリマーは、約０．００１ミクロンから約５００ミクロンの範囲の平均直径をもつ独立した粒子の形態にある。前記粒子の少なくとも５０重量％が、好ましくは約１５０ミクロンより小さく、より好ましくは１００ミクロンより小さい直径をもつのが好ましい。望ましければ、２種以上の異なる架橋ポリマーを用いてもよい。架橋ポリマーの特徴は、それが、前駆体ブレンドの調製に用いられる液体の重合性モノマー成分に溶けないであろうが、これを吸収するかまたは吸い込むであろうということである。未架橋ポリマーは、用いられる場合、液体の重合性モノマーに溶解しうるもの、あるいはそれに分散するものとして特徴づけられるであろう。本発明の組成物の液体重合性モノマー成分は、本発明の実施に用いられる、このような未架橋ポリマーを溶解または分散させ、架橋剤を溶解させるかまたはそれと混和し、また架橋ポリマーの粒子を膨潤させる能力があるモノマーである。望ましければ、２種以上のこのような液体重合性モノマーの混合物を用いてもよい。
【００８０】
本発明に従って生成される前駆体ブレンドの成分の相対的比率は、それから作り出される最終の硬化または固化生成物に望ましい性質、特に、耐グラインド性、耐摩耗性、接着強度、耐衝撃性、モノマーおよび他の溶剤に対する耐性、耐変色性、熱安定性、および加水分解安定性を持たせるために重要であるということが見出された。こうして、約１０から約７０重量パーセントの架橋ポリマー、約０から約５０重量パーセントの未架橋ポリマー、約２０から約６６重量パーセントの重合性モノマー、および約０．０１から約２７重量パーセントの前記モノマーの架橋剤、ならびにこれらと共に少量の開始剤およびある場合にはこの開始剤の活性化剤のブレンドが、当技術分野で現在使用されている通常のアクリルシステムのものよりはるかに優れた性質により特徴づけられる補綴歯および義歯床の作製に特に有用であるブレンドを提供するということが見出された。抜群の耐グラインド性、耐摩耗性、モノマーおよび他の溶剤に対する耐性、耐変色性、熱安定性、および加水分解安定性がある補綴歯を、１３から５２重量パーセントの架橋ポリマー、１３から３４重量パーセントの未架橋ポリマー、２５から５５重量パーセントの重合性モノマー、７から２２重量パーセントの架橋剤、および約２重量パーセントまでの開始剤を含む前駆体ブレンドから本発明に従って作製することができる。
【００８１】
一般に、本発明の実施に有用な架橋ポリマーは、モノマーまたはモノマーのブレンドと適正な比率の架橋剤とを合わせて形成される。本発明の実施に有用な架橋ポリマーの製造に使用するのに適するモノマーは、通常、例えばアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステル、Ｎ−ビニルラクタム、アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン、アルケン、およびウレタンなどの多様なモノマーの何れかを含むであろう。同様に、これらの架橋ポリマーを得るのに、２種以上のモノマーの混合物を用いてもよい。
【００８２】
本発明の架橋ポリマーの調製に有用な好ましいモノマー化学種には、＃＃ＳＴＲ１＃＃の構造に一般に従うアクリル酸、低級アルキルアクリル酸エステルが含まれる：Ｒ１は水素または１から約６個の炭素原子を含むアルキル基であり、またＲ２は、（ａ）１から約２０個、好ましくは１から約６個の炭素原子を含むアルキルまたはシクロアルキル基；（ｂ）フェニル；および（ｃ）アルキル基が１から約６個の炭素原子を含むアルキル基置換フェニルの何れかである。様々な置換基が基Ｒ１およびＲ２の何れかあるいは両方に存在してもよい。したがって、ヒドロキシ、アミノ、チオールおよびハロゲン（例えば、フッ素、塩素など）官能基が存在してもよく、後者が好ましい。フッ素は特に適した有用な置換基である。
【００８３】
本発明の実施に用いられる架橋ポリマーの製造に有用なモノマーの特に好ましい例には、メチル−、エチル−、イソプロピル−、ｔｅｒｔ−ブチルオクチル−、ドデシル−、シクロヘキシル−、クロロメチル−、テトラクロロエチル−、ペルフルオロオクチル−、ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−、ヒドロキシブチル−、３−ヒドロキシフェニル−、４−ヒドロキシフェニル−、アミノエチル−、アミノフェニル−、およびチオフェニル−、アクリレート、メタクリレート、エタクリレート、プロパクリレート、ブタクリレートおよびクロロメタクリレート、ならびにビスフェノールＡ、ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシビフェニル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、および２，２−ビス（４−ヒドロキシ−２，３，５，６−テトラフルオロフェニル）プロパンのアクリル酸同族体モノエステルが含まれる。他の適切な化学種は、当分野の技術者には明らかであろう。望ましければ、本発明の実施に有用な架橋ポリマーを得るために、２種以上の異なるモノマーの混合物を用いてもよい。
【００８４】
本発明の架橋ポリマー成分の製造に有用な架橋剤は、モノマー化学種を架橋できる多様な２−または多官能性の構造部分を含む。一般に、このような架橋で活性サイトとして機能する反応性官能基はエチレン性官能基であるが、後に記載されるように、反応性があり有効な他の架橋性官能基も同様に有用である。ポリマーの配合に架橋剤を用いることは当分野の技術者にはよく知られており、彼らは、このような架橋剤は少なくとも２つの反応性官能基をもっていなければならないということを同様に認識している。
【００８５】
適切な架橋剤を、当分野の技術者には明らかであるように、アクリルおよび低級アクリルアクリル酸ジエステル、アルコールから生成されるアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステルでそのアルコールが第２の反応性官能基をもつもの、ウレタンジアクリレートおよびジメタクリレート、ポリビニル化合物、ジビニル芳香族化合物などの多官能性モノマーの数多くの族から選択することができる。
【００８６】
好ましくは、架橋剤は不飽和酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、プロパクリル酸、ブタクリル酸など、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、マロン酸、またはアコニット酸などのエステル含む。他の不飽和酸は、当分野の技術者には容易に明らかとなるであろう。これらの酸は、好ましくは、不飽和または多価アルコールの何れかと反応して、本発明の架橋ポリマーの配合に役立つ、有効な多官能性架橋剤であるエステルを生成する。通常、これらのアルコールは１個または複数のヒドロキシ官能基をもち、２から約３０個の炭素原子をもつ。例えば、有用なアルコールには、アリルアルコール、メタリルアルコール、クロチルアルコール、ビニルアルコール、ブテニルアルコール、イソブテニルアルコールおよび類似の不飽和アルコール、ならびにエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、グリセロール、１，３，３−トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジヒドロキシフェノール、およびビスフェノールＡなどのアルキリデンビスフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、レゾルシノール、ヒドロキノンなどのポリオールが含まれる。
【００８７】
本発明の実施に好ましい架橋剤には、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ビニルアクリレート（メタクリレートおよびＣ１からＣ２０の同族体）、ジメタリルフマラート、Ｎ−アリルアクリルアミド、クロチルアクリレート、アリルクロトナート、アリルシンナメート、ジアリルマレアートなどの、一塩基または二塩基不飽和酸と不飽和一価アルコールとのエステルが含まれる。他の好ましい化学種は、エチレン「グリコール」ジアクリレート（ジメタクリレートおよびＣ２〜Ｃ４０同族体）、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ならびにビスフェノールＡのジアクリレートおよびジメタクリレートエステルなどの、多価アルコールのジ−、トリ−、およびよりエステル基の多いエステル、さらに一般式、＃＃ＳＴＲ２＃＃に対応し、Ｒ３およびＲ４は同一であっても異なっていてもよく、水素または１から約６個の炭素原子を含むアルキル基であり、ｎは１から約１０の整数である、アクリレートおよびアルキルアクリレートエステルである。別法として、架橋剤は式、＃＃ＳＴＲ３＃＃に従うものでもよく、Ｒ５およびＲ６は同一であっても異なっていてもよく、水素または１から約６個の炭素原子を含むアルキル基であり、またＡは、（ａ）ビフェニル、１から約６個の炭素原子をそのアルキリデン部分に含むジフェニルアルキリデン、ジフェニルスルホン、ジフェニルスルホキシド、ジフェニルエーテル、およびジフェニルスルフィド；（ｂ）（ａ）群のジグリシジル誘導体；および（ｃ）（ａ）群または（ｂ）群の何れかのジウレタン誘導体；からなる群から選択される芳香族部分である。さらに、架橋剤はグリシジルアクリレートもしくはアリルアクリレート、ジビニル（トリビニルまたはよりビニル基の多い同族体）ベンゼン、置換ジビニルベンゼン、および類似の化合物であってもよい。さらに、２種以上の架橋剤の混合物は本発明の実施に有用である。
【００８８】
ビス−ＧＭＡ、ならびにヒドロキシエチルメタクリレートと２，２，４−トリメチルヘキシル−１，６−ジイソシアネートとの反応で生成するウレタンジアクリレートのような化合物は特に有用であり、ジアリルマレアート、エチレン「グリコール」ジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートおよびビスフェノールＡのジメタクリレートエステルも同様である。
【００８９】
架橋ポリマーは、前記の、１種のモノマーまたは複数のモノマーと１種の架橋剤または複数の架橋剤の混合物を重合させることにより生成される。本発明の実施に用いられる架橋ポリマーの製造に使用される架橋剤の量は重要な因子である。こうして製造されたポリマー粒子がモノマー成分で膨潤するか、またはそれを吸収して本発明の前駆体ブレンドを生成する能力は、このような架橋ポリマーの製造に使用される架橋剤の量に直接関係するということが見出された。
【００９０】
本発明の実施に有用な架橋ポリマーの物理化学的性質が、前記の適切な架橋ポリマーの配合に用いられるモノマーと架橋剤の相対的比率を決める。このような架橋ポリマーは、本発明の前駆体ブレンドのモノマー成分に曝されたとき、それらの構造的同一性を実質的に維持するように、十分によく架橋されていなければならない。同時に、それらは、モノマー成分で膨潤できないか、またはそれを吸収できないほど完全に架橋されていてはならない。したがって、架橋剤の比率を、それがどうであるかではなくその結果により記述する方が都合がよい。後により詳細に説明されるように、架橋ポリマーは細かい粒子の形態で用いられるということを考慮して、そこに用いられる架橋剤の最少量を、架橋ポリマー粒子が本発明のモノマー成分に曝された際にその粒子としての独立性を失うことにならないのに十分であるような量であるとして定めるのが好都合である。同様に、そこに用いられる架橋剤の最大量は、それを超えると、得られる架橋ポリマー粒子がモノマー成分に曝されたときに、その有意な量で膨潤できないか、またはそれをさらに吸収することができないような量である。この点に関して、架橋ポリマー粒子の大多数が、架橋ポリマー粒子がそれ自身の重量の少なくとも１０％の量のモノマー成分で膨潤するか、またはそれだけ吸収した場合に、それは有意な割合のモノマー成分で膨潤する、またはそれを吸収すると言われるであろう。好ましくは、架橋剤の量は、それ自体の重量の約１０から約５００パーセントのモノマー成分を吸収する能力がある架橋ポリマーが得られるように用いられる。
【００９１】
本発明の架橋ポリマーに含めるのに適切な架橋剤の比率の最小値および最大値は、成分モノマーと架橋剤の化学物質が何であるかにより変わるであろうということが、当分野の技術者には明らかであろう。しかし、通常、架橋剤は、得られる架橋ポリマーの、少なくて約０．０１重量％、多くて約３０重量％、好ましくは約０．２重量％から約１０重量％含まれる。どのようなモノマー−架橋剤システムでも、前記の要求を考慮して架橋剤の最適な比率を突き止めることは、十分に当分野の技術者の通常の知識の範囲内にある。
【００９２】
モノマーおよび架橋剤からの、本発明の実施に有用な架橋ポリマーの製造を、当分野の技術者に知られている多くの方法の何れかによって実施することができる。例えば、開始剤を添加して、あるいは添加しないで、成分の混合物を重合が起こるのに十分な温度に加熱することにより、ポリマーを生成させることができる。この目的では、過酸化ベンゾイル、過酸化ジクミルおよび当分野の技術者によく知られている他の物質などの過酸化物型の開始剤を用いることができ、いくつかの配合では活性化剤を使用すると利点がある。別法として、光または高エネルギー放射線を利用する、光化学または放射線開始反応により、構成成分から本発明の架橋ポリマーを生成させることができる。光化学開始反応では、当分野の技術者によく知られている方法で、全体の重合効率を上げるために、光化学増感剤またはエネルギー移動化合物を用いてもよい。
【００９３】
架橋ポリマーの重合は多様な方法で実施することができ、その全ては当分野の技術者に知られている。例えば、Ｇｒｉｍの米国特許第２，６７３，１９４号に教示される懸濁重合、乳化重合、塊状重合または他の有用で都合のよい何らかの方法により、それらを生成させることができる。後により詳細に記載されるように、細かく粒子化された顆粒またはビーズの形態で利用できる架橋ポリマーを得ることが望ましいので、懸濁重合が特に好都合である。しかし、塊状に生成したポリマーの塊を粉砕して有用な生成物とすることもできる。架橋ポリマー粒子の大きさは本発明にとって重要である。指摘されたように、架橋ポリマーは、小さな個別の粒子またはビーズの形態であることが望ましい。平均の粒径は約０．００１ミクロンから約５００ミクロンであるべきである。少なくとも５０重量％の粒子が１５０ミクロン未満であることが好ましく、１００ミクロン未満であることがより好ましい。
【００９４】
前記の架橋ポリマーに加えて、前駆体ブレンドのポリマー成分は、未架橋ポリマーを含んでいてもよい。このような未架橋ポリマーは、本発明の実施に用いられる架橋ポリマーの調製に有用であるとしてすでに開示された、単官能性モノマー化学種の何れかから生成される。例えば、前記の式Ｉに従うモノマー化学種、その１から約２０個の炭素原子をもつ脂肪族アルコールまたはフェノールのアクリルおよびＣ１からＣ６の低級アルキルアクリルエステル、あるいはそれらの混合物が適切であり、フッ化ビニリデンも同様である。ポリメリックメチルメタアクリレートおよびメチルアクリレートが好ましい。式Ｉに従う部類が最も好ましいが、架橋ポリマーに含めるのに適切な単官能性モノマーであるとして開示された他の物質のそれぞれおよび組合せも、未架橋ポリマーの配合に用いるのに適切な材料である。モノマーの混合物もまた全く有用である。当分野の技術者に知られている何れかの重合手法によって、モノマーから未架橋ポリマーを生成させることができる。例えば、開始剤、増感剤、活性化剤、または連鎖移動剤を用いて、または用いないで、熱または光化学重合を用いることができる。同様に、塊状または懸濁重合を利用することもできる。好ましくは、未架橋ポリマーは、平均分子量が約１００，０００から約２，０００，０００ｇ／ｍｏｌ、特に約５００，０００から約９００，０００ｇ／ｍｏｌであるとして特徴づけられるべきである。ポリマーは粒子の形態で使用されるが、架橋ポリマーと異なり、未架橋ポリマーでは粒径分布は重要ではないという点で、それらは架橋ポリマーと違っている。したがって、約５００ミクロンのような、大きさが都合よく小さいどのようなポリマー粒子またはビーズでも用いることができる。大きさがより小さいものはモノマーを吸収し、それに一層容易に溶解するので好ましいが、より大きいものも同様に用いることができる。
【００９５】
本発明の実施に用いられる未架橋ポリマーは架橋ポリマーと全く性質が異なる。架橋ポリマーは、本発明の前駆体ブレンドのモノマー成分で膨潤するか、またはそれを吸収しうるものとして、またこのような膨潤でそれらの独立した粒子の個別性を失わないような物理的および物理化学的構造をもつものとして定義された。この物理的定義は、同様に、それに含まれる架橋剤の比率に関係づけられた。比較して、未架橋ポリマー粒子は、モノマー成分に曝されたときそれらの粒子的分離性を保たず、十分な時間とモノマー成分が与えられるとそれに溶解する。
【００９６】
本発明の前駆体ブレンド配合に用いるのに適する重合性モノマーは、多様なモノマーの何れかを含みうる。こうして、アクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステル、Ｎ−ビニルラクタム、アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン、アルケン、ウレタンアクリレートまたはメタクリレート、ならびに他のモノマー化学種を本発明の実施に用いることができる。
【００９７】
好ましいモノマー化学種は、一般に前記の式Ｉに従うと分かるアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステルである。本発明の実施に有用な重合性モノマーの特に好ましい例には、メチル−、エチル−、イソプロピル−、ｔｅｒｔ−ブチル、オクチル−、ドデシル−、シクロヘキシル−、クロロメチル−、テトラクロロエチル−、ペルフルオロオクチル−、ヒドロキシエチル−、ヒドロキシプロピル−、ヒドロキシブチル−、３−ヒドロキシフェニル−、４−ヒドロキシフェニル−、アミノエチル−、アミノフェニル−、およびチオフェニル−、アクリレート、メタクリレート、エタクリレート、プロパクリレート、ブタクリレートおよびクロロメタクリレート、ならびにビスフェノールＡ、ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシビフェニル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、および２，２−ビス（４−ヒドロキシ−２，３，５，６−テトラフルオロフェニル）プロパンの同族体モノアクリル酸エステルが他の適切な化学種は、当分野の技術者には明らかであろうし、彼らはさらに、２種以上の異なる重合性モノマーの混合物を用いることもできることを認めるであろう。
【００９８】
すでに記載したように、本発明の前駆体ブレンドの重合性モノマー成分は、室温で通常液体であり、前駆体ブレンドをさらに構成する、未架橋ポリマーを溶解または分散させ、また架橋ポリマーを膨潤させるか、またはそれにより吸収される能力をもつ。さらに、重合性モノマーは後に記載される架橋剤により架橋されうる。
【００９９】
本発明の実施に有用な重合性モノマーの架橋剤は、モノマー化学種を架橋できる多様な二−または多官能性の構造部分を含む。一般に、この架橋で活性サイトとして機能する反応性官能基はエチレン性官能基であるが、他の架橋性の反応性官能基も同じ様に有用である。ポリマーの配合および製造に架橋剤を用いることは当分野の技術者にはよく知られており、彼らは、このような架橋剤は少なくとも２つの反応性官能基をもっていなければならないということを同様に理解するであろう。適切な架橋剤を、当分野の技術者には明らかであるように、アクリルおよび低級アルキルアクリル酸ジエステル、アルコールから生成するアクリルおよび低級アルキルアクリル酸エステルでそのアルコールが第２の反応性官能基をもつもの、ウレタンジアクリレートおよびジメタクリレート、ポリビニル化合物、ジビニル芳香族化合物などの多官能性モノマーの数多くの族から選択することができる。
【０１００】
好ましくは、重合性モノマーの架橋剤は、不飽和酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、プロパクリル酸、ブタクリル酸など、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、マロン酸、またはアコニット酸などのエステル含む。他の不飽和酸は、当分野の技術者には容易に明らかとなるであろう。これらの酸は、好ましくは、不飽和または多価アルコールの何れかと反応して、本発明の実施に有用なモノマー化学種の有効な多官能性架橋剤であるエステルを生成する。例えば、有用なアルコールには、アリルアルコール、メタリルアルコール、クロチルアルコール、ビニルアルコール、ブテニルアルコール、イソブテニルアルコールおよび類似の不飽和アルコール、ならびにエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジヒドロキシフェノール、ビスフェノールＡなどのアルキリデンビスフェノール、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシジフェニルエーテル、ジヒドロキシジフェニルスルホキシド、レゾルシノール、ヒドロキノンなどのポリオールが含まれる。
【０１０１】
本発明の実施に好ましい架橋剤には、アリルアクリレート、アリルメタクリレート、ビニルアクリレート（メタクリレートおよび同族体）、ジメタリルフマラート、Ｎ−アリルアクリルアミド、クロチルアクリレート、アリルクロトナート、アリルシンナメート、ジアリルマレアートなどの、二塩基不飽和酸モノマーと不飽和一価アルコールとのエステルが含まれる。他の好ましい化学種は、エチレン「グリコール」ジアクリレート（ジメタクリレートおよびＣ２〜Ｃ６同族体）、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ならびにビスフェノールＡのジメタクリレートエステルなどの、多価アルコールのジ−、トリ−、およびよりエステル基の多いエステル、さらに前記の式ＩＩに対応する、他のアクリレートおよびアルキルアクリレートエステルである。別法として、架橋剤は前記の式ＩＩＩに従うものでもよい。さらに、重合性モノマーの架橋剤は、グリシジルアクリレートもしくはアリルアクリレート、ジビニル（トリビニルまたはよりビニル基の多い同族体）ベンゼン、置換ジビニルベンゼン、および類似の化合物でありうる。さらに、２種以上の架橋剤の混合物は本発明の実施に有用である。
【０１０２】
ビス−ＧＭＡ、ならびにヒドロキシエチルメタクリレートまたはアクリレートと２，２，４−トリメチルヘキシル−１，６−ジイソシアネートとの反応で生成するウレタンジメタクリレート（以後「ウレタンジメタクリレート」または「ジアクリレート」と呼ばれる）のような化合物は特に有用であり、エチレン「グリコール」ジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートおよびビスフェノールＡのジメタクリレートエステルも同様である。対応するアクリレートは同様に有用であり、ジアリルマレアートも同様である。
【０１０３】
前記の成分に加えて（すなわち、架橋ポリマー、未架橋ポリマー、重合性モノマーおよび重合性モノマー用の架橋剤）、前駆体ブレンドは、任意の追加成分をさらに含んでいてもよい。これらには、当分野の技術者が思い浮かべるであろうように、開始剤、活性化剤、顔料、充填材、放射線不透過剤（ｒａｄｉｏｐａｑｕｉｎｇａｇｅｎｔ）、接着性向上剤および他の材料が含まれるであろう。例えば、本発明の前駆体ブレンドに遊離基または光化学開始剤を含めてその硬化反応速度（ｋｉｎｅｔｉｃｓ）を変化させることは有用である。この点に関して、過酸化ジクミルまたはベンゾイルなどの過酸化物型開始剤は有用である。同様に、得られる歯科用装具の外観、密度、および物理的性質を変えるために、顔料および充填材を加えてもよい。無機材料、特にシリカおよびチタニアは、有用な充填材および顔料であるが、多様な他の有用な顔料および充填材が、当分野の技術者には明らかであろう。一般に、充填材および放射線不透過剤は、本発明の前駆体ブレンド組成物の重量の主な部分をなし、開始剤、活性化剤、顔料、および接着性向上剤は、全体としても、これらがその一部分である本発明の前駆体ブレンド組成物の重量のわずかな部分を成すであろう。
【０１０４】
本発明の前駆体ブレンドは、成分化学種を適正な比率で合わせて混合し、その後エージングまたは熟成させることにより形成される。いくつかの技法がこのために利用でき、他の技法も当分野の技術者には明らかであろう。例えば、架橋ポリマー、未架橋ポリマー、重合性モノマーおよび前記重合性モノマー用の架橋剤を、例えば過酸化物開始剤および顔料をそれと一緒に含めて、適正な比率で合わせることが可能である。次に、この組合せを入念に混合し、寝かせて一様な外観の前駆体ブレンドが得られる。このブレンドは、その望みの用途に応じて、ドウ（ｄｏｕｇｈ）のコンシステンシがあるか、あるいは多少流動性があってもよい。こうして生成された前駆体ブレンドを、型を用いる成形、押出し、ブラシ塗り、成形、工作のどれかで、あるいは通常の別の何らかの方法で形作り、重合または硬化させて優れた性質をもつ固い歯科用装具とすることができる。この重合または硬化のために、通常、熱または放射エネルギーを用いることが必要とされる。
【０１０５】
前駆体ブレンドを、補綴デバイスに含めるための人工歯に成形することが特に有用である。しかし、前駆体ブレンドは、詰め物、歯、ブリッジ、歯冠、前装、ピットおよび裂溝のシーラント、義歯床および歯科用裏装材料、矯正治療スプリント材料、ならびに矯正治療装具の接着剤を含めて、非常に広範な歯科用途に適するということが理解されるべきである。補綴置換あるいは骨などの様々な硬い身体構造体の修理に、また手術、特に口腔手術中の再建のために、本発明の材料を利用することもできる。
【０１０６】
本発明の前駆体ブレンドの成分間の化学的および物理的関係の本質が本発明の実施にとって重要である。これらの関係の中の主たるものは、架橋ポリマー粒子が、本発明のモノマー成分で膨潤するか、またはそれを吸収しうるという必要性である。同じ様に重要なのは、未架橋ポリマーが含まれる場合、モノマー成分に溶解しうるという要求である。本発明によれば、前記の有用な技法の何れかにより生成された前駆体ブレンドは、架橋ポリマーが、モノマー−架橋剤混合物で実質的に十分に膨潤し、それにより完全に浸透された状態になるか、あるいはそれを実質的に吸収したということ、および未架橋ポリマーが使用された場合、それに実質的に溶解したということが確実となるのに十分な時間、寝かされる。このように、本明細書では、「寝かされる」または「エージング」は、重合性モノマーとそれに溶けた架橋剤の混合物で架橋ポリマー粒子を実質的に十分に膨潤させるのに十分な期間、前駆体ブレンド成分をブレンド内で互いに関連させて保持することを表す。しばしば、エージング過程は、平衡に近づく際の混合物のコンシステンシの変化に現れる。このような平衡にほぼ達するのに必要な時間は、ブレンド技法、材料の相対的比率、粒径およびポリマーの分子量ならびに混合物の実際の温度により変動するであろう。一般に、１から７日のエージング時間が、望ましい平衡にほぼ達するのに適切であることが見出された。前記の考察を考慮して、ある配合の最適なエージング時間を突き止めることは、十分に当分野の技術者の能力の範囲内にあることが理解されるべきである。
【０１０７】
本発明の前駆体ブレンドの配合に特に有用な別の技法は、予備膨潤法と呼ばれ、架橋ポリマー粒子を、最終の前駆体ブレンドの最後の混合から遠く離れた前の時点で、重合性モノマーおよび前記モノマーの架橋剤の混合物で膨潤するか、またはそれを吸収させるようにする。この好ましい技法によれば、架橋ポリマー粒子は、重合性モノマーおよび架橋剤（前記モノマーに溶けている）の混合物とブレンドされる。次に、このブレンドは、架橋ポリマー粒子が、モノマー−架橋剤混合物で、実質的に十分に膨潤するか、あるいはそれにより完全に浸透されるのに十分な時間、寝かせられる。通常、モノマーの量として、モノマーが、それと合わせられている架橋粒子により完全に吸収されるであろうと思われる量が選択される。次に、この「予備膨潤させた」架橋ポリマー−モノマーの組合せを、未架橋ポリマーならびに追加量の重合性モノマーおよび架橋剤と混合して前駆体ブレンドとすることができる。この技法は、エージングが最終の混合に先立って行われているという事実により、本発明の前駆体ブレンドの配合の時間を節約させ、また配合をより簡便にする。こうして生成された前駆体ブレンドを、型を用いる成形、ブラシ塗り、押出し、成形、工作のどれかで、あるいはバッチ混合技法で有用なそれらに類似する別の方法で形作って、類似の有用な物品を作り出すことができる。他の技法は後の例に記載されており、さらに別の技法が当分野の技術者には明らかであろう。
【０１０８】
前駆体ブレンドの重合で、相互侵入高分子網目またはＩＰＮと呼んでよい３次元構造体が生成されると考えられている。こうして生成すると想定されるＩＰＮ構造体は、本発明の実施により作られる物品により示される、思わぬ発見によって得られた、優れた化学的および物理化学的性質の組合せに寄与する主な要因であると考えられている。相互侵入高分子網目は、従来のグラフトポリマーに関連はあるが異なっている。一般に、第２のポリマーが、第１のポリマーと直に接触する状態で合成されたとき、得られる材料は、一方のポリマーの他方への実際の化学的グラフトの程度に関わらず、グラフトポリマーとして知られている。しかし、ＩＰＮは、第２のポリマーの生成前に第１のポリマーが３次元網目へと実質的に架橋されている場合、またその第２のポリマーが、それもまた３次元網目へと実質的に架橋されるような仕方で生成される場合に、形成されると考えられる。
【０１０９】
このように、ＩＰＮを、同じ空間部分に共存するが、如何なる共有結合も共有している必要はない、架橋され、したがってまた３次元的に配列された２つ以上の高分子網目からなるものとして見ることができる。２つの網目は、実際に、それらの間の共有結合をそれらがもつ必要がないという意味で独立している；それらは物理的に、一方の中に他方がトラップされており、共有結合を破壊しないではどのような物理的操作によっても分離できない。
【０１１０】
相互侵入高分子網目の理解にとって中心となるのは、ＩＰＮはそれ自体では物質ではなく、むしろ構造を記述する用語であるという認識である。一般的なＩＰＮの本性の検討には、Ｌ．Ｈ，Ｓｐｅｒｌｉｎｇ等による最近の論文、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、ｖｏｌ．９、Ｎｏ．４（１９７６）；Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、ｖｏｌ．９、Ｎｏ．５（１９７６）；Ｊ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．１２、１４１ページ（１９７７）；およびＪ．Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ、ｖｏｌ．１６、５８３ページ（１９７８）；ならびにそこに引用された文献を参照。また、Ｋｌｅｐｎｅｒ ｅｔ ａｌ、Ｊ．Ｅｌａｓｔｏｐｌａｓｔ、ｖｏｌ．５、１９６ページ（Ｏｃｔ．１９７３）も参照。
【０１１１】
両方のポリマーの架橋はしっかりしたものであることが望ましいように思われるが、様々な度合いの架橋が、予備成形ポリマーおよびｉｎ ｓｉｔｕで生成されるポリマーのいずれでも可能である。さらに最初と第２のポリマーが同じ原料で生成されたときでさえ、ＩＰＮを形成することができることが認識されるべきである。例えば、適切に架橋された、２つの独立なポリメタクリレートの網目は互いに侵入してＩＰＮを形成することができる。同様に、ＩＰＮは、２種以上のポリマーを最初のポリマーとして用いうるように、２つの網目だけに限定される必要はなく、また２種以上のモノマーを第２の高分子網目を形成するために用いることもできる。２種以上の架橋剤の混合物を、それぞれの網目の形成に用いてもよい。
【０１１２】
本発明では、相互侵入高分子網目が形成されうると考えられている。
したがって、粒子状の架橋ポリマーが、架橋剤と混合されたモノマーで膨潤するか、またはかかるモノマーを吸収したとき、そして吸収された、モノマーと架橋剤の混合物が、続いて重合されたとき、相互侵入高分子網目が粒子状架橋ポリマーの領域内で形成されたとみなすことができる。本発明に従って形成された物品に優れた化学的および物理化学的性質を付与するのは、粒子状架橋ポリマーの膨潤および前駆体ブレンドの重合の後に生成する粒子塊に局在するこの相互侵入高分子網目構造であると考えられている。本発明の前駆体ブレンドの調製で行われるエージング処理は、架橋ポリマーによる、モノマー−架橋剤での実質的に十分な膨潤、それによる完全な浸透、あるいはその実質的に完全な吸収を実現するために、またその平衡にほぼ達するために必要であると考えられている。しかし、相互侵入高分子網目および本発明へのそれらの応用に関する前記の検討は、本発明を限定する要素であると解釈されるべきではなく、むしろ本発明のケースに適用しうるものとして提案されたメカニズムとして解釈されるべきである。
【０１１３】
指摘されたように、本発明の組成物は優れた化学的および物理化学的性質を示す。したがって、本発明の組成物で作られた物品は優れた耐グラインド性、耐モノマー性、および義歯床への接着強度を示す。さらに、このような物品は独特の微細構造を示す。
補綴歯
【実施例１】
【０１１４】
前駆体ブレンドを次の組成物から調製した：
４７．８３％ メチルメタクリレート
０．１７％ 過酸化ベンゾイル
１２．００％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
２５．８０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９８．４：１．６）
１２．４０％ ポリ（メチルメタクリレート）
１．８０％ 顔料
１００．００％
【０１１５】
架橋ポリマーは粒子の形態であり、その４６重量％は７４ミクロン未満の大きさであり、残りは約５００ミクロン未満の大きさであった。ポリ（メチルメタクリレート）の平均分子量は８０，０００ｇ／ｍｏｌｅであった。
【０１１６】
過酸化ベンゾイルおよび２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）−プロパンを室温でメチルメタクリレートに溶解してモノマー溶液とした。ポリマーおよび顔料をモノマー溶液の入っている遊星運動型ドウミキサに投入し、目で見て均一になるまで内容物を攪拌した。補綴歯を、歯の本体が外側から内側へ積み重なっていくように、重合性材料の計量された射出により射出成形した。外側および内側外部層を、ポリマーは除かれた前駆体ブレンドから最初に成形する。コアを、前駆体ブレンド混合物を室温で７日間寝かせた後に得られたものから成形する。得られた歯は、グラインドで粉末状の細かい破片を生じ、義歯床に接着し、耐衝撃性および耐摩耗性である。
【実施例２】
【０１１７】
実施例１に記載された方法を用いて、以下の組成の前駆体ブレンドを調製し、それで補綴歯を成形した。
組成物：
２７．８３％ メチルメタクリレート
．１７％ 過酸化ベンゾイル
２．１１％ ２，２，２−トリフルオロエチルアクリレート
２．３７％ エチレン「グリコール」ジメタクリレート
１．５２％ ウレタンジアクリレート
４３．３０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９８．８：１．２）
２１．６５％ ポリ（メチルメタクリレート）
１．０５％ 顔料
１００．００％
室温で２４時間のエージング後に、補綴歯の成形に適するゲル状のコンシステンシが得られた。
【実施例３】
【０１１８】
以下の組成物は、実施例１の技法に従って処理された後、補綴歯に成形しうる前駆体ブレンドとなった：
４７．８３％ メチルメタクリレート
０．１７％ 過酸化ベンゾイル
１２．００％ ビス−ＧＭＡ
２５．８０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（７０：３０）
１２．４０％ ポリ（メチルメタクリレート）
１．８０％ 顔料
１００．００％
【実施例４】
【０１１９】
２ステップの「予備膨潤」混合法を用いて、以下の組成の前駆体ブレンドを調製し、それで補綴歯を成形した：
ステップ１
４２．４０％ メチルメタクリレート
０．２５％ 過酸化ベンゾイル
６．００％ ウレタンジアクリレート
１．５０％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
４９．８５％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９０：１０）
１００．００％
【０１２０】
架橋ポリマーは粒子の形態であり、その５０重量％は１００ミクロン未満の大きさであり、残りは約５００ミクロン未満の大きさであった。
ステップ２
２８．１４％ ポリ（メチルメタクリレート）
６０．４３％ メチルメタクリレート
０．３６％ 過酸化ベンゾイル
１０．２０％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
０．８７％ 顔料
１００．００％
ポリ（メチルメタクリレート）の分子量は、８５０，０００ｇ／ｍｏｌｅであった。
【０１２１】
この実施例では、ステップ１とステップ２の材料の重量比は、１．１４対１．００である。ステップ１を、モノマー、架橋剤および開始剤の溶液を調製し、架橋ポリマーを加えることにより実施した。この混合物を約２分間攪拌してポリマーを濡らし、モノマーが失われないように蓋をして、室温に１週間置いた。架橋コポリマーは、１週間の「予備膨潤」期間中に、モノマー溶液を完全に吸収した。このコポリマーはこの処理で膨潤したが、個々のコポリマー粒子の一体性は保たれた。この「予備膨潤」混合物はゲル状ではなかったが、容易にくずれる、ゴム状でスポンジ状の塊のコンシステンシがあった。
【０１２２】
ステップ２を、ステップ１で得た「予備膨潤されたもの」を、遊星運動型ドウミキサに投入し、「予備膨潤」塊をバラバラに（ｆｉｎｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）壊すように十分に混合することにより実施した。ポリ（メチルメタクリレート）および顔料をミキサに入れ、均一な分散体が得られるまで混合を続けた。ステップ２の組成物に記載されたモノマーおよび開始剤の溶液をミキサに投入し、均一なゲルのコンシステンシとなるまで混合を続けた。ゲル状混合体を保存容器に移し、補綴歯の成形に適するコンシステンシが得られるまで、約３日間、室温で寝かせた。
【実施例５】
【０１２３】
実施例４に記載された２ステップの「予備膨潤」法を用いて、以下の組成の前駆体ブレンドを調製し、それで補綴歯を成形した。
ステップ１
３９．９０％ メチルメタクリレート
０．２４％ 過酸化ベンゾイル
９．９８％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシフェニル）プロパン
４９．８８％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９８：２）
１００．００％
ステップ２
３６．３７％ ポリ（メチルメタクリレート）
４９．９２％ メチルメタクリレート
．３２％ 過酸化ベンゾイル
１２．１９％ ２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）プロパン
１．２０％ 顔料
１００．００％
この実施例では、ステップ１とステップ２の材料の重量比は、０．４６対１．００である。室温で２４時間のエージング後に、補綴歯の成形に適するゲル状のコンシステンシが得られた。
【実施例６】
【０１２４】
前駆体ブレンドを次の組成から調製した：
２４．６７％ メチルメタクリレート
０．２５％ 過酸化ベンゾイル
２４．６７％ エチレン「グリコール」ジメタクリレート
４９．７０％ ポリ（メチルメタクリレート−コ−エチレンジメタクリレート）
（９９．８：０．２）
０．７１％ 顔料
１００．００％
【０１２５】
メチルメタクリレート、過酸化ベンゾイル、およびエチレン「グリコール」ジメタクリレートを室温で混合しモノマー溶液とした。ポリマーおよび顔料を、モノマー溶液が入っている遊星運動型ドウミキサに投入し、次に目で見て均一になるまで混合した。ポリマーはモノマー溶液を室温の密封容器内での最初の７日間の接触で完全に吸収し、エージングを成形の前に７日間続けた。一体となった補綴前歯を次の一連の工程でトランスファ成形した。
１．３分、１３８℃、２９０ｐｓｉ
２．２分、１３８℃、１３００ｐｓｉ
３．５分、１３００ｐｓｉで冷却
４．３時間、１１８℃
【０１２６】
得られた補綴歯は、グラインドで細かい粉末状の破片を生じ、磨くと優れた光沢をもち、耐摩耗性であり、メチルメタクリレートおよび他の溶剤に対する耐性があり、加水分解安定性があり、２２０℃で１時間加熱しても認められる品質の低下あるいは歪みを全く示さず、また義歯床材料によく接着する。
【０１２７】
特許請求の範囲に記載されたその範囲から逸脱することなく、様々な変更および変化が本発明の実施および使用においてなされうるといことが、当分野の技術者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】前歯として本発明に従って作製された人工歯を横切る矢状面の断面を示す図である。
【図２】図１の歯を横切る正面の断面を示す図である。
【図３】本発明による側面の歯の斜視図である。
【図４】本発明による側面の歯の斜視図である。
【図５】本発明による歯のさらなる実施形態の、図２と同じ断面を示す図である。
【図６】本発明による補綴歯の概略的側面図である。
【図６Ａ】本発明による補綴歯の部分的な概略的側面図である。
【図７】本発明による、エナメル層およびエナメルモールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図８】本発明による、シェード層およびシェーダモールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図９】本発明による、第２の裏面層および第２の裏面モールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図１０】本発明による、裏面層および裏面モールドパーツを表示するシステムの概略的全体図である。
【図１０Ａ】本発明による、上側および下側臼歯を表示するシステムの概略的全体図である。
【図１１】本発明による補綴歯の組のファミリの概略図である。
【図１２】本発明によるシェードガイド部材の概略図である。
【図１３】本発明によるインプラント歯冠の概略的横断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合性材料を射出成形して、外側外部ポリマー層（３）を形成すること、
重合性材料を射出成形して、第１の外部層（３）上に適用された内側ポリマー層（２）を形成すること、および
重合性材料を射出成形して、内側外部層（２）上に適用された固いコア（１）を形成すること
を含む人工歯の製造方法。
【請求項２】
歯の本体が外側から内側に積み重なるように、いくつかの重合性成分の制御され計量された射出による１回の射出工程で歯が製造される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の歯が１つの射出成形用具により射出成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
補綴歯のファミリが前記方法で成形され、前記補綴歯のファミリが、シェード層長さ（Ｓ）と裏面長さ（Ｂ）の第１の比をもつ歯の第１の組の第１の歯、およびシェード層長さと裏面長さの第２の比をもつ歯の第２の組の第２の歯を含み、前記第１の比および第２の比が実質的に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および第２の歯の端部が切縁であり、前記第１の比が５パーセント以内で前記第２の比に等しい請求項４に記載のファミリ。
【請求項６】
補綴歯のファミリが前記方法で成形され、前記補綴歯のファミリが、
第１の唇側全長（Ｌ）および第１の裏面長さ（Ｂ）をもつ歯の第１の組の第１の歯、なばびに第２の唇側全長および第２の裏面長さをもつ歯の第２の組の第２の歯を含み、
第１の唇側全長と第２の唇側全長の比が、第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に実質的に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の歯が第１のシェーダ長さをもち、前記第２の歯が第２の長さをもち、前記第１のシェーダ長さと前記第１の唇側全長の比が、前記第２のシェーダ長さと前記第２の唇側全長の比に実質的に等しい請求項６に記載の補綴歯のファミリ。
【請求項８】
前記歯のそれぞれが臼歯である請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項９】
前記歯のそれぞれが切歯である請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項１０】
前記歯のそれぞれが犬歯である請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項１１】
前記第１のシェーダ長さが、前記第１の唇側全長の６８パーセントに実質的に等しい請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項１２】
第１の唇側全長と第２の唇側全長の比が５パーセント以内で第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に等しい請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１３】
前記歯のそれぞれが切歯である請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１４】
前記歯のそれぞれが犬歯である請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１５】
前記第１の裏面長さが前記第１の唇側全長の９４パーセントに実質的に等しい請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１６】
前記重合材料が、
（Ａ）０％から約５０％の、成分（Ｂ）に溶解しうる未架橋ポリマー；
（Ｂ）約２０％から約６６％の、一官能性重合性モノマー；
（Ｃ）約１０％から約７０％の、約５００ミクロンまでの平均直径をもつ独立した粒子の形態の、前記モノマーに膨潤しうる架橋ポリマー；および
（Ｄ）約７％から約２７％の、前記重合性モノマーと反応性がある二−または多官能性架橋剤；
のブレンドを含み、前記パーセンテージは前記組成物中のＡ、Ｂ、ＣおよびＤの全重量に対してのものであり、前記組成物は硬化して水に感受性のない物品となりうる請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記架橋ポリマーが約１３重量％から約５２重量％の量で存在する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記未架橋ポリマーが約１３重量％から約３４重量％の量で存在する請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記重合性モノマーが約２５重量％から約５５重量％の量で存在する請求項１６に記載の方法。
【請求項１】
重合性材料を射出成形して、外側外部ポリマー層（３）を形成すること、
重合性材料を射出成形して、第１の外部層（３）上に適用された内側ポリマー層（２）を形成すること、および
重合性材料を射出成形して、内側外部層（２）上に適用された固いコア（１）を形成すること
を含む人工歯の製造方法。
【請求項２】
歯の本体が外側から内側に積み重なるように、いくつかの重合性成分の制御され計量された射出による１回の射出工程で歯が製造される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の歯が１つの射出成形用具により射出成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
補綴歯のファミリが前記方法で成形され、前記補綴歯のファミリが、シェード層長さ（Ｓ）と裏面長さ（Ｂ）の第１の比をもつ歯の第１の組の第１の歯、およびシェード層長さと裏面長さの第２の比をもつ歯の第２の組の第２の歯を含み、前記第１の比および第２の比が実質的に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１および第２の歯の端部が切縁であり、前記第１の比が５パーセント以内で前記第２の比に等しい請求項４に記載のファミリ。
【請求項６】
補綴歯のファミリが前記方法で成形され、前記補綴歯のファミリが、
第１の唇側全長（Ｌ）および第１の裏面長さ（Ｂ）をもつ歯の第１の組の第１の歯、なばびに第２の唇側全長および第２の裏面長さをもつ歯の第２の組の第２の歯を含み、
第１の唇側全長と第２の唇側全長の比が、第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に実質的に等しい請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の歯が第１のシェーダ長さをもち、前記第２の歯が第２の長さをもち、前記第１のシェーダ長さと前記第１の唇側全長の比が、前記第２のシェーダ長さと前記第２の唇側全長の比に実質的に等しい請求項６に記載の補綴歯のファミリ。
【請求項８】
前記歯のそれぞれが臼歯である請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項９】
前記歯のそれぞれが切歯である請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項１０】
前記歯のそれぞれが犬歯である請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項１１】
前記第１のシェーダ長さが、前記第１の唇側全長の６８パーセントに実質的に等しい請求項７に記載の歯のファミリ。
【請求項１２】
第１の唇側全長と第２の唇側全長の比が５パーセント以内で第１の裏面長さと第２の裏面長さの比に等しい請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１３】
前記歯のそれぞれが切歯である請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１４】
前記歯のそれぞれが犬歯である請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１５】
前記第１の裏面長さが前記第１の唇側全長の９４パーセントに実質的に等しい請求項６に記載の歯のファミリ。
【請求項１６】
前記重合材料が、
（Ａ）０％から約５０％の、成分（Ｂ）に溶解しうる未架橋ポリマー；
（Ｂ）約２０％から約６６％の、一官能性重合性モノマー；
（Ｃ）約１０％から約７０％の、約５００ミクロンまでの平均直径をもつ独立した粒子の形態の、前記モノマーに膨潤しうる架橋ポリマー；および
（Ｄ）約７％から約２７％の、前記重合性モノマーと反応性がある二−または多官能性架橋剤；
のブレンドを含み、前記パーセンテージは前記組成物中のＡ、Ｂ、ＣおよびＤの全重量に対してのものであり、前記組成物は硬化して水に感受性のない物品となりうる請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記架橋ポリマーが約１３重量％から約５２重量％の量で存在する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記未架橋ポリマーが約１３重量％から約３４重量％の量で存在する請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記重合性モノマーが約２５重量％から約５５重量％の量で存在する請求項１６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１０Ａ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１０Ａ】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２００６−５０３６３９（Ｐ２００６−５０３６３９Ａ）
【公表日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５４６６３８（Ｐ２００４−５４６６３８）
【出願日】平成１４年１０月２３日（２００２．１０．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００２／０３３８１９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３７１１２
【国際公開日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【出願人】（５９０００４４６４）デンツプライ インターナショナル インコーポレーテッド (85)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年１０月２３日（２００２．１０．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００２／０３３８１９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３７１１２
【国際公開日】平成１６年５月６日（２００４．５．６）
【出願人】（５９０００４４６４）デンツプライ インターナショナル インコーポレーテッド (85)
【Ｆターム（参考）】
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