JPWO2014083912A1

JPWO2014083912A1 - 歯科用一体型インプラントを製造する方法

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Publication number: JPWO2014083912A1
Application number: JP2014550060A
Authority: JP
Inventors: 克則行田; 正行高山; 良介池谷; 一男広田
Original assignee: GC Corp
Current assignee: GC Corp
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2017-01-05
Also published as: EP2913022B1; US20150289956A1; EP2913022A1; WO2014083912A1; EP2913022A4

Abstract

チタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャーにセラミック製のアバットメントが強固に密着固定されている歯科用一体型インプラントを製造する方法を提供する。口腔内側から顎骨側に向けて先細りになるテーパを設けた截頭円錐形の凹部1aが穿設されているチタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャー１を１００〜３００℃に加熱した状態で、顎骨側と反対側に補綴物固定部2bが設けられ顎骨側にインプラントフィクスチャー１の截頭円錐形の凹部1aと同じテーパを有する截頭円錐形の凸部2aが設けられた常温のセラミック製のアバットメント２の凸部2aをインプラントフィクスチャー１の凹部1aに圧入した後、常温まで冷却することにより、アバットメント２とインプラントフィクスチャー１とが一体を成した歯科用一体型インプラントを製造する。

Description

本発明は、口腔内側から顎骨側に向けて先細りになるテーパを設けた截頭円錐形の凹部が穿設されているチタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャーの凹部にセラミック製のアバットメントが強固に密着固定されている、アバットメントとインプラントフィクスチャーとが一体を成した歯科インプラント治療に用いられる歯科用一体型インプラントを製造する方法に関するものである。

歯が全顎的あるいは部分的に欠損した場合、従来は主に義歯による治療が行われていたが、機能性、審美性、操作性等多くの利点を有する歯科用インプラント治療が歯の欠損治療手段として広く普及してきている。この歯科インプラント治療では、欠損歯部の顎骨に形成された埋入穴内にインプラントフィクスチャーが埋入され、その口腔内側にアバットメントを介して歯科用補綴物が固定される。

通常、インプラントフィクスチャーにアバットメントを固定する方法として、アバットメントに形成されている貫通孔を貫通させてインプラントフィクスチャーに螺設されている雌ネジに固定用スクリューの雄ネジを螺合させることで固定する方法が広く行われている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この方法ではアバットメントに固定用スクリューのための貫通穴が必要であり、特にアバットメントに固定される上部構造部材である歯科用補綴物の固定装置の外径が細い場合にはアバットメントの歯科用補綴物の固定装置の取付部分の外径を細くする必要があるが、固定用スクリューのための貫通穴を確保しようとするとアバットメントの歯科用補綴物の固定装置の取付部分を殆ど設けることができないこともある。また、アバットメントの歯科用補綴物の固定装置の取付部分をなんとか確保できた場合であっても歯科用補綴物の厚みを十分に取れないことが多く、その結果、歯科用補綴物に充分な強度を付与できないという問題があった。

そこで、固定用スクリューを用いず、予めインプラントフィクスチャーとアバットメントとを一体に製造した歯科用一体型装具も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかしながら、歯科用一体型装具を一般的な棒材切削の方法で製造した場合、インプラントフィクスチャーとアバットメントの材質が同じものしか作製できない。そのため、例えば、インプラントフィクスチャーの材質が骨との生体親和性に優れたチタン又はチタン合金製であり、アバットメントの材質が審美性に優れたジルコニア等の酸化物のようなセラミック製である歯科用一体型インプラントを作製することができず、臨床適応にかなりの制限を受ける。

これに対し、チタン又はチタン合金粉末と結合材とを含むチタン成形体形成用組成物を成形したチタン成形体とセラミックス部材とを組み立て、脱脂処理及び焼結処理を施すことにより、両者を固着する製造方法も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしながらこの方法は、切削加工に比べ製造操作が煩雑で、セラミックス部材に結合材等の混入の可能性があるばかりか、チタン成形体の収縮により寸法制御が困難であるという問題がある。

また、現在のインプラント治療の問題点としてインプラント周囲炎の問題がある。インプラントフィクスチャーとアバットメントとの界面に微小な隙間が存在すると、この隙間で嫌気性細菌が増殖し、増殖した細菌がインプラント周囲の骨吸収を引き起こすことによりインプラント周囲炎が惹起される可能性が指摘されている。そこでアバットメントをインプラントフィクスチャーに隙間が生じないように取り付ける方法として、インプラントフィクスチャーの嵌合穴とアバットメントの嵌入部を共に同じテーパを設けた截頭円錐形とし、このテーパにより両部材を嵌合させる態様の歯科用インプラントも存在する（例えば、特許文献４参照。）。このような構造にすれば、インプラントフィクスチャーとアバットメントとの界面における隙間の発生を防ぐことが可能であり、インプラント周囲炎は惹起し難いが、この歯科用インプラントはインプラントフィクスチャーを顎骨に残したままでのアバットメント交換を前提としているため、その嵌合力が不足する虞があるばかりか、アバットメントに雌ネジを螺設する必要があるのでアバットメントを金属に比べて強度が劣るが審美性に優れているジルコニア等の酸化物のようなセラミック製とすることができないという問題があった。

特開２００４−１１３７１８号公報特開２００５−３２９２４４号公報特開２００９−２８３５８号公報特開２０１２−７５４６６号公報

本発明は上記の各問題点に鑑み、歯科インプラント治療に用いられるインプラントを、生体親和性に優れたチタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャーと、審美性に優れたジルコニア等の酸化物のようなセラミック製のアバットメントとから成り、固定用スクリュー等の固定用部材や結合材等を用いることなく、インプラントフィクスチャーとアバットメントとを界面の適合精度が高い状態で密着固定した歯科用一体型インプラントを製造する方法を提供することを課題とする。

本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意研究の結果、口腔内側から顎骨側に向けて先細りになるテーパを設けた截頭円錐形の凹部が穿設されているチタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャーと、顎骨側と反対側に補綴物固定部が設けられ顎骨側にインプラントフィクスチャーの截頭円錐形の凹部と同じテーパを有する截頭円錐形の凸部が設けられたセラミック製のアバットメントとを準備し、常温のアバットメントの凸部を１００〜３００℃に加熱したインプラントフィクスチャーの凹部に圧入した後、常温まで冷却することにより、アバットメントとインプラントフィクスチャーとが界面の適合精度が高い状態で密着固定されて一体を成した歯科用一体型インプラントを製造することができることを究明して本発明を完成したのである。そしてこの方法でアバットメントとインプラントフィクスチャーとが一体を成した歯科用一体型インプラントを製造する際に、インプラントフィクスチャーの截頭円錐形の凹部とアバットメントの截頭円錐形の凸部との両テーパ角度が０．５〜６°であると、アバットメントとインプラントフィクスチャーとが界面の適合精度が高い状態とすることができることも究明したのである。

即ち本発明は、口腔内側から顎骨側に向けて先細りになるテーパを設けた截頭円錐形の凹部が穿設されているチタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャーを１００〜３００℃に加熱した状態で、顎骨側と反対側に補綴物固定部が設けられ顎骨側にインプラントフィクスチャーの截頭円錐形の凹部と同じテーパを有する截頭円錐形の凸部が設けられた常温のセラミック製のアバットメントの凸部をインプラントフィクスチャーの凹部に圧入した後、常温まで冷却することにより、アバットメントとインプラントフィクスチャーとが一体を成した歯科用一体型インプラントを製造する方法であり、インプラントフィクスチャーの截頭円錐形の凹部とアバットメントの截頭円錐形の凸部との両テーパ角度が０．５〜６°であると好ましい歯科用一体型インプラントを製造する方法である。

本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法によれば、固定用スクリュー等の固定用部材や結合材等を用いることなく、アバットメントを審美性に優れたジルコニア等の酸化物のようなセラミック製でアバットメントに固定される上部構造部材である歯科用補綴物の固定装置の外径が細い場合にも対応でき、生体親和性に優れたチタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャーとの界面の適合精度が高い、アバットメントとインプラントフィクスチャーとが密着固定されて一体を成した歯科用一体型インプラントを製造することができるのである。

本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法に使用されるインプラントフィクスチャーの一実施例を示す断面説明図である。本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法に使用されるアバットメントの一実施例を示す断面説明図である。図１に示したインプラントフィクスチャーと図２に示したアバットメントとを本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法により製造した状態を示す断面説明図である。

以下、本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法について図面により詳細に説明する。

図面中、１は欠損歯部の顎骨に形成された埋入穴内に埋入され、その口腔内側にアバットメントを介して歯科用補綴物が固定されるインプラントフィクスチャーであり、生体親和性に優れた純チタン又はチタン合金で製作されている。純チタンとしては、通常ＪＩＳ規格の２種又は４種が広く用いられ、またチタン合金の種類としては、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ合金, Ｔｉ６Ａｌ７Ｎｂ等が使用される。このインプラントフィクスチャー１には、口腔内側から顎骨側に向けて先細りになるテーパを設けた截頭円錐形の凹部1aが穿設されている。そして、このインプラントフィクスチャー１の顎骨側の外周には図示した実施例のように雄ネジ1bが螺設されている場合が多い。

２は顎骨側と反対側に補綴物固定部2bが設けられ顎骨側にインプラントフィクスチャー１の截頭円錐形の凹部1aと同じテーパを有する截頭円錐形の凸部2aが設けられている優れた審美性と高い強度とを有するジルコニア等のセラミック製のアバットメントである。ジルコニアは通常イットリアで部分安定化されたものが広く知られているが、セリア部分安定化型ジルコニアやアルミナ等との複合酸化物を用いることもできる。このアバットメント２の補綴物固定部2bの形状は、横断面が非円形である部分を少なくとも一部有することが好ましい。これは、横断面が非円形である部分を有することにより、インプラント埋入ドライバー等の力の伝達部分となることや、本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法で製造されたインプラントは、欠損歯部の顎骨に形成された埋入穴内に埋入される前にアバットメント２とインプラントフィクスチャー１とが一体を成しているため、欠損歯部の顎骨に形成された埋入穴内に埋入された状態でアバットメント２に固定される歯科用補綴物の方向を規定できることから好ましいのである。また、アバットメント２の截頭円錐形の凸部2aは、インプラントフィクスチャー１の凹部1aに圧入してインプラントフィクスチャー１に固定される部分とインプラントフィクスチャー１の凹部1aの口腔内側と補綴物固定部2bとの間で歯肉に当接する部分とから成っており、この歯肉に当接する部分が歯肉の減退等により露出した場合等に審美性が損なわれないようにするためにセラミック製でなければならないのである。

本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法においては、インプラントフィクスチャー１を１００〜３００℃に加熱した状態で、アバットメント２の凸部2aをインプラントフィクスチャー１の凹部1aに圧入した後、常温まで冷却することにより、アバットメント２とインプラントフィクスチャー１とが強固に密着固定されて一体を成した歯科用一体型インプラントを製造するのである。ここで、インプラントフィクスチャー１の加熱温度が１００〜３００℃でなければならないのは、温度が１００℃未満では、インプラントフィクスチャー１の凹部1aが広がる効果が弱くなり、３００℃を超えると、操作上の危険性が増大するからであり、好ましくは１２０〜２００℃である。

かかる操作において、アバットメント２の凸部2aとインプラントフィクスチャー１の凹部1aとが共に同じテーパを有する截頭円錐形を成しているので、加熱により拡がったインプラントフィクスチャー１の凹部1aに常温のアバットメント２の凸部2aを圧入することにより、インプラントフィクスチャー１の凹部1aにアバットメント２の凸部2aが広い面積でしっかり嵌合するので、アバットメント２が金属に比べて強度が劣るセラミック製であってもアバットメント２とインプラントフィクスチャー１とが強固に密着して固定されて一体を成した歯科用一体型インプラントを製造することができるのである。

ここでアバットメント２の凸部2aとインプラントフィクスチャー１の凹部1aとの同じテーパのテーパ角度（アバットメント２の中心軸を含む縦断面において、その中心軸とテーパ面とのなす角で定義される。）は０．５〜６°、さらに好ましくは１〜３°である。これは、テーパ角度が０．５°未満であると、アバットメント２の凸部2aの顎骨側先端の直径とインプラントフィクスチャー１の凹部1aの口腔内側の直径とに大きな差異が生じないのでインプラントフィクスチャー１の凹部1aにアバットメント２の凸部2aを挿入し難いので好ましくなく、６°を超えると１００〜３００℃に加熱したインプラントフィクスチャー１の凹部1aにアバットメント２の凸部2aを圧入した後に常温まで冷却する際にインプラントフィクスチャー１の凹部1aの収縮力が凹部1aの口腔内側と顎骨側とで大きな差が生じてアバットメント２の凸部2aが破壊される危険性があるからである。

また、圧入方法は特に限定されないが、例えば、アバットメント２を凸部2aを上方に向けた状態で簡易的な型の上に直立させ、上方より加熱されたインプラントフィクスチャー１の凹部1aを嵌合させ、ボール盤等を用いて圧入する方法を例示できる。この際、インプラントフィクスチャー１が加熱されて膨張しているので凹部1aは僅かに拡がった状態となっているので、加熱しない場合に比べ、アバットメント２とインプラントフィクスチャー１とはより深く嵌合することとなり、より強固に一体化される効果を奏する。圧入後は、インプラントフィクスチャー１は自然放冷により室温に戻る。なお、一般的なインプラントフィクスチャーの大きさが直径２〜１０ｍｍであることから、アバットメント２の凸部2aをインプラントフィクスチャー１の凹部1aに挿入し４０〜１００ｋｇｆの力で圧入することが好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例＞チタン合金としてＴｉ６Ａｌ４Ｖを選択し、その棒材からインプラントフィクスチャー１を加工した。インプラントフィクスチャー１は直径３ｍｍ、長さ１０ｍｍに切削加工し、アバットメント２を嵌合させるため口腔内側に２．４ｍｍの直径からテーパ角度２°にて内部に３ｍｍの深さまで截頭円錐形の凹部1aを形成した(図１)。一方、イットリアで部分安定化されたジルコニア粉末をモールド中で加工し、等方圧で１ｔを加え成形した成形体を１３００℃で３時間焼成し、顎骨側にテーパ角度２°で長さが５ｍｍの凸部2aを有し口腔内側に長さが６ｍｍの截頭四角錐状の補綴物固定部2bを設けたアバットメント２を作製した(図２)。＜圧入一体化工程＞アバットメント２を凸部2aを上方に向けた状態で簡易的な型の上に直立させて固定し、乾燥機にて１５０℃に加熱したインプラントフィクスチャー１の凹部1aを上方より嵌合させ、ボール盤を用いて６０ｋｇｆの力で圧入した状態で常温まで冷却し、アバットメント２とインプラントフィクスチャー１とが強固に密着して固定されて一体を成した歯科用一体型インプラントを製造した。製造した歯科用一体型インプラントのアバットメント２とインプラントフィクスチャー１との界面を顕微鏡で観察したところ隙間は全く認められず、適合精度が非常に良いことが確認された。さらに、アバットメント２の口腔内側端部に軸に対して横方向に２５Ｎｃｍのモーメントをかけてもアバットメント２とインプラントフィクスチャー１との界面に隙間は観察されなかった。

＜比較例＞実施例とそれぞれ全く同様なインプラントフィクスチャー１とアバットメント２とを作製し、常温のインプラントフィクスチャー１の凹部1aにアバットメント２の凸部2aを６０ｋｇｆの力で圧入してインプラントフィクスチャー１の凹部1aにアバットメント２を凸部2aが嵌合された歯科用インプラントを製造した。製造後のアバットメント２とインプラントフィクスチャー１との界面を顕微鏡で観察したところ隙間は認められず、適合は非常に良いことが確認されたが、さらに、アバットメント２の口腔内側端部に軸に対して横方向に１Ｎｃｍのモーメントをかけると、アバットメント２とインプラントフィクスチャー１との界面に５μｍ以上のはっきりとした隙間が観察された。

以上より、実施例では、アバットメントの口腔内側端部に２５Ｎｃｍのモーメントをかけた場合でも、アバットメントとインプラントフィクスチャーとの界面に隙間は観察されず、適合精度が高いことが確認されたのに対し、比較例では、１Ｎｃｍのモーメントをかけた場合に、界面に５μｍ以上の隙間が確認された。よって、本発明に係る歯科用一体型インプラントを製造する方法によれば、界面の適合精度が高く、強固に密着して一体化した歯科用一体型インプラントを製造することが可能である。

１インプラントフィクスチャー 1a 截頭円錐形の凹部 1b 雄ねじ２アバットメント 2a 截頭円錐形の凸部 2b 補綴物固定部

Claims

口腔内側から顎骨側に向けて先細りになるテーパを設けた截頭円錐形の凹部(1a)が穿設されているチタン又はチタン合金製のインプラントフィクスチャー(１)を１００〜３００℃に加熱した状態で、顎骨側と反対側に補綴物固定部(2b)が設けられ顎骨側にインプラントフィクスチャー(１)の截頭円錐形の凹部(1a)と同じテーパを有する截頭円錐形の凸部(2a)が設けられた常温のセラミック製のアバットメント(２)の該凸部(2a)をインプラントフィクスチャー(１)の凹部(1a)に圧入した後、常温まで冷却することにより、アバットメント(２)とインプラントフィクスチャー(１)とが一体を成した一体型インプラントを製造する方法。
インプラントフィクスチャー(１)の截頭円錐形の凹部(1a)とアバットメント(２)の截頭円錐形の凸部(2a)との両テーパ角度が０．５〜６°である請求項１に記載の一体型インプラントを製造する方法。