JP2021137404A - イットリアとアルミナの配合が異なる層を有するジルコニア被切削体 - Google Patents
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Abstract
Description
切端部の透光性を高めようとすれば歯頚部の強度が低下し、歯頚部の強度を高めようとすれば切端部の透光性が低下するため、強度と透光性の両立が困難であった。
前記層LAから切り出した試験片を1550℃において焼結させた焼結体を焼結体SA、前記層LBから切り出した試験片を1550℃において焼結させた焼結体を焼結体SBとし、焼結体SAの試料厚さ1mmにおけるコントラスト比をコントラスト比CA、焼結体SBの試料厚さ1mmにおけるコントラスト比をコントラスト比CBとしたとき、コントラスト比CA及びCBが下記式(3)を満たし、
前記層LAと前記層LBの間に、積層方向に向かってイットリア濃度、アルミナ濃度、コントラスト比の変化方向が変化しない中間層を少なくとも二つ含む歯科切削加工用ジルコニア被切削体に関する。
層LAのイットリア濃度−層LBのイットリア濃度>1.0mоl%・・・(1)
0.0wt%<層LBのアルミナ濃度−層LAのアルミナ濃度<0.3wt%・・・(2)
0.71≦(コントラスト比CA)/(コントラスト比CB)≦0.86・・・(3)
本発明は、イットリアおよびアルミナを含む歯科切削加工用ジルコニア被切削体であって、イットリア濃度とアルミナ濃度が所定の関係にある層Aおよび層Bを有することを特徴としている。
具体的には、イットリアとアルミナを含む歯科切削加工用ジルコニア被切削体であって、向かい合う二つの平行な平面の間において、一方の平面から面間距離の40%までの区間を区間A、他方の平面から面間距離の40%までの区間を区間Bとしたとき、区間A中に層LAを含み、区間B中に層LBを含む。
本発明の歯科切削加工用ジルコニア被切削体は、積層方向の両端面が平行な平面により構成されていることが好ましい。この場合には、積層方向の両端面が、向かい合う二つの平行な平面を構成する。この場合には、層LA及び層LBは、向かい合う二つの平行な平面に平行であることが好ましい。
なお積層方向の両端面が平行な平面により構成されていない場合には、本発明における向かい合う二つの平行な平面は、積層方向において最も外側に位置する2点間の任意の位置における平行な仮想平面とすることができる。この場合、仮想平面は、それぞれ積層方向の両端面の少なくとも一部を含む平面であることが好ましい。あるいは、仮想平面は、その全体がそれぞれ、歯科切削加工用ジルコニア被切削体中に存在するものとすることができる。
本発明における面間距離とは、向かい合う二つの平行な平面において、一方の平面の重心と、その重心を通り当該平面に垂直な直線と他方の平面との交点との間の距離を指す。
本発明において、区間中に層が含まれるとは、区間中に、層の一部が含まれればよく、層の体積の50%以上が含まれることが好ましく、層の全体が含まれることが最も好ましい。
本発明における層のイットリア濃度とは、当該層に含まれる全てのイットリウム(及びイットリウム化合物)を、酸化物換算した場合における濃度を示すものである。また、本発明における層のアルミナ濃度とは、当該層に含まれる全てのアルミニウム(及びアルミニウム化合物)を、酸化物換算した場合における濃度を示すものである。
層LAのイットリア濃度−層LBのイットリア濃度>1.0mоl%・・・(1)
0.0wt%<層LBのアルミナ濃度−層LAのアルミナ濃度≦0.3wt%・・・(2)
さらに、下記式(5)及び(6)を満たすことがより好ましい。
層LAのイットリア濃度−層LBのイットリア濃度≧2.5mоl%・・・(5)
0.08wt%<層LBのアルミナ濃度−層LAのアルミナ濃度≦0.2wt%・・・(6)
層LAのイットリア濃度−層LBのイットリア濃度が1.0mоl%以下の場合、層LAの透光性を高めるためにイットリア濃度を高くすれば、必然的に層LBのイットリア濃度も比較的高くなり、高い強度が求められる層LBに十分な強度を付与できない。層LBに高い強度を付与するためにイットリア濃度を低くすれば、必然的に層LAのイットリア濃度も比較的低くなり、高い透光性が求められる層LAに十分な透光性を付与できない。すなわち強度と透光性の両立が困難となる。
層LAのアルミナ濃度が層LBのアルミナ濃度以上の場合、ジルコニア焼結体内での透光性の変化が小さくなりすぎ、ジルコニア焼結体に天然歯に類似の色調再現性を付与させることが困難となる。また層LBのアルミナ濃度−層LAのアルミナ濃度≧0.3wt%の場合、ジルコニア焼結体内での透光性の変化が大きくなりすぎ、ジルコニア焼結体に天然歯に類似の色調再現性を付与させることが困難となる。
0.71≦(コントラスト比CA)/(コントラスト比CB)≦0.86・・・(3)
さらに、下記式(6)を満たすことがより好ましい。
0.76≦(コントラスト比CA)/(コントラスト比CB)≦0.83・・・(6)
(コントラスト比CA)/(コントラスト比CB)が0.71未満である場合、ジルコニア焼結体内での透光性の変化が大きくなりすぎ、天然歯に類似の色調再現性が得られない場合が生じうるため好ましくない。また、(コントラスト比CA)/(コントラスト比CB)が0.86より大きい場合、ジルコニア焼結体内での透光性の変化が小さくなりすぎ、天然歯に類似の色調再現性が得られない場合が生じうるため好ましくない。なお、前記層LAおよび層LBの厚さが、前記1mmの試験体の作製に十分でない場合は、十分な厚さを持つ同一組成の歯科切削加工用ジルコニア被切削体から試験体を作製すればよい。
各実施例ごとに、以下に示すように第一層を形成するジルコニア粉末と第五層を形成するジルコニア粉末を混合して中間層を形成するジルコニア粉末を作製した。
金型(φ100mm)に、第1層を形成する粉末を所定量充填し、上面をすりきって平坦にならした。次に、第1層を形成する粉末上に、第2層を形成する粉末を充填し、上面をすりきって平坦にならした。この操作を第n層を形成するまで繰り返したのち、プレス成形(面圧:50MPa)を行い、ジルコニア粉末がn層積層した成形体(全体厚さ14.5mm、第1層厚さ4.3mm、第n層厚さ5.1mm、各中間層厚さ=5.1mm/中間層数)を得た。さらに、成形体をCIP処理(最大負荷圧力:200MPa、開放後負荷圧力:0MPa、保持時間:1分間)した。その後、電気炉で仮焼(1000℃、30分間)し、ジルコニア仮焼結体を作製した。
イットリウム量評価用試験体は、各ジルコニア被切削体を用いて、丸板状(φ14mm×1.6mm)に切削加工して作製した。蛍光X線分析装置(リガク社製)を用いて、各試験体に含まれる酸化物換算のイットリウム(酸化イットリウム:Y2О3)のモル分率を測定した。
アルミナ量評価用試験体は、各ジルコニア被切削体を用いて、丸板状(φ14mm×1.6mm)に切削加工して作製した。蛍光X線分析装置(リガク社製)を用いて、各試験体に含まれるアルミナの重量分率を測定した。
透光性評価用試験体は、各歯科切削加工用ジルコニア被切削体を用いて、丸板状(φ14mm×1.6mm)に切削加工して作製した。各試験体は、焼成炉にて完全焼結(焼成温度:1550℃、昇温速度:5℃/分、保持時間:2時間)させた。その後、平面研削盤にて各試験体の厚さ(1.0mm)を調整した。なお、透光性の評価は、コントラスト比の測定により行った。コントラスト比は、分光測色計(コニカミノルタ社製)を用いて測定した。各試験体の下に白板を置いて測色した時のY値をYwとし、試験体の下に黒板を置いて測色した時のY値をYbとした。コントラスト比は、以下の式をより算出した。
コントラスト比が、0に近づくほど、その材料は透明であり、コントラスト比が1に近づくほどその材料は不透明である。
コントラスト比=(Yb/Yw) (式)
各歯科切削加工用ジルコニア被切削体を、加工機(ローランド社製、DWX51D)を用いて上顎左側中切歯形状に加工した。その後ジルコニア焼結炉(松風社製、エステマットシンタ)を用いて、1550℃で2時間焼成してクラウン試験体を得た。クラウン試験体の審美性を以下の通り目視により評価した。
◎:高い審美性が求められる症例にも十分適用可能である
〇:高い審美性が求められる症例にも適用可能である
△:高い審美性が求められる症例には向かない
×:高い審美性が求められる症例には適用できない
層LAのイットリア濃度−層LBのイットリア濃度>1.0mоl%・・・(1)
0.0wt%<層LBのアルミナ濃度−層LAのアルミナ濃度<0.3wt%・・・(2)
0.71≦(コントラスト比CA)/(コントラスト比CB)≦0.86・・・(3)
を満たすことから、天然歯に類似した外観を有し、高い審美性が求められる症例に適用可能であることを確認した。
層Aのアルミナ濃度−層Bのアルミナ濃度=0wt%
であることから(コントラスト比A)/(コントラスト比B)が大きく、高い審美性が求められる症例には向いていないことを確認した。
層Aのイットリア濃度−層Bのイットリア濃度=1.0mоl%
であることから、(コントラスト比A)/(コントラスト比B)が大きく、高い審美性が求められる症例には適用できないことを確認した。
層Aのアルミナ濃度−層Bのアルミナ濃度=−0.35wt%
であることから、(コントラスト比A)/(コントラスト比B)が小さく、高い審美性が求められる症例には向いていないこと確認した。
Claims (6)
- イットリアとアルミナを含む歯科切削加工用ジルコニア被切削体であって、向かい合う二つの平行な平面の間において、一方の平面から面間距離の40%までの区間を区間A、他方の平面から面間距離の40%までの区間を区間Bとしたとき、区間A中に含まれる層LA及び区間B中に含まれる層LBが、下記式(1)及び(2)を満たし、
前記層LAから切り出した試験片を1550℃において焼結させた焼結体を焼結体SA、前記層LBから切り出した試験片を1550℃において焼結させた焼結体を焼結体SBとし、焼結体SAの試料厚さ1mmにおけるコントラスト比をコントラスト比CA、焼結体SBの試料厚さ1mmにおけるコントラスト比をコントラスト比CBとしたとき、コントラスト比CA及びCBが下記式(3)を満たし、
前記層LAと前記層LBの間に、積層方向に向かってイットリア濃度、アルミナ濃度、コントラスト比の変化方向が変化しない中間層を少なくとも二つ含む歯科切削加工用ジルコニア被切削体。
層LAのイットリア濃度−層LBのイットリア濃度>1.0mоl%・・・(1)
0.0wt%<層LBのアルミナ濃度−層LAのアルミナ濃度<0.3wt%・・・(2)
0.71≦(コントラスト比CA)/(コントラスト比CB)≦0.86・・・(3)
- いずれの層においても、安定化剤として3mol%〜7mol%のイットリアを含有することを特徴とする請求項1に記載の歯科切削加工用ジルコニア被切削体。
- コントラスト比CAが0.70以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の歯科切削加工用ジルコニア被切削体。
- コントラスト比CBが0.74以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の歯科切削加工用ジルコニア被切削体。
- 前記歯科切削加工用ジルコニア被切削体は、積層方向の両端面が平行な平面により構成されており、
前記積層方向の両端面が、前記向かい合う二つの平行な平面を構成することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の歯科切削加工用ジルコニア被切削体。 - 前記層LA及び前記層LBは、前記向かい合う二つの平行な平面に平行であることを特徴とする請求項5に記載の歯科切削加工用ジルコニア被切削体。
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