JP2019195584A - 歯冠修復物の作製方法、作業模型の製造装置及び作業模型 - Google Patents

Abstract

【課題】歯冠修復物の作製作業を容易にする。【解決手段】印象取得工程９０では、口腔内において歯冠修復物を装着すべき部位の印象を取得し、設計工程９２において歯冠修復物を装着すべき部位のＣＡＤデータが生成される。造形工程９４では、熱可塑性及び水溶性のＰＶＡを用い、熱溶解積層法が適用された３Ｄプリンタによって作業模型を造形する。成形工程９６では、作業模型上に歯冠修復物が成形され、取出し工程１００において作業模型から歯冠修復物が取り出される。ここで、作業模型が水溶性のＰＶＡによって造形されている。このため、作業模型を水に漬けることで、作業模型から歯冠修復物を取り外すことができて、歯冠修復物の作製を容易にできる。【選択図】図１

Description

本発明は、支台歯に装着される被覆冠などの歯冠修復物を製造する歯冠修復物の作製方法、歯冠修復物の作製に用いられる作業模型の製造装置、及び作業模型に関する。

歯科治療には、歯冠修復物を用いるものがある。この歯冠修復物の製造においては、例えば歯科医院において被験者の口腔内の印象採取を行なって、採取された印象に応じた石膏模型が作製される。次に、石膏模型が歯科技工所に送られ、歯科技工所等において石膏模型から歯冠修復物が成形され、形成された歯冠修復物が石膏模型から取り外される。

歯科医院では、歯科技工所から歯冠修復物を受け取ると、歯冠修復物を被験者の口腔内に装着する。この際、歯科医院では、高い適合性が得られるように、歯冠修復物の形状等が修正される。このため、被験者の口腔内に歯冠修復物を装着する歯科治療においては、治療に時間（日数）を要している。

近年、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術の普及や、切削技術及び造形技術の向上に伴い、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いた高精度の切削加工や造形が行なわれている。ＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いた切削加工では、ＣＡＤ技術によって作製した三次元データを用い、ＣＡＭ技術を利用するミリングマシンによって切削加工を行なうことで、高精度の加工物が得られる。
ＣＡＤ／ＣＡＭ技術を用いた造形には、ラピッドプロトタイピング技術が用いられた積層造形法があり、積層造形法では、三次元データから立体物を高精度で造形できる。

特許文献１では、光学走査技術を用いて患者についての歯用要素の形状及び寸法を測定し、測定によって得られたデータから三次元プリント技術を用いて歯用要素を製造するように提案している。

ところで、歯冠修復物の成形作業を行なうための作業模型の製造にＣＡＤ／ＣＡＭ技術や積層造形法を用いることで、歯冠修復物の製造を歯科医院によって行なうことができて、歯冠修復物を用いる歯科治療の治療時間の短縮を図ることが可能となる。

しかしながら、歯冠修復物には、作業模型を部分的に覆うように成形されたり、作業模型に比して小さく成形されたりするものがあり、このような歯冠修復物を模型から取り外す作業には、細心の注意を要し、歯科医院においては、歯冠修復物の製造作業が煩雑となる。

特表２００３−５０７１２０号公報

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、歯冠修復物の作製作業を容易にできる歯冠修復物の作製方法、歯冠修復物の作製作業を容易にできる作業模型の製造装置、及び作業模型を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る歯冠修復物の作製方法は、口腔内において歯冠修復物を装着すべき部位の印象を取得する取得工程と、溶媒による溶解性を有する造形用レジンを用い、前記印象に基づいて前記歯冠修復物を装着すべき部位についての作業模型を造形する造形工程と、前記口腔内に装着するための前記歯冠修復物を前記作業模型上に成形する成形工程と、前記溶媒を用い、前記作業模型から該作業模型上に成形された前記歯冠修復物を取り外す取外し工程と、を含む。

第２の態様に係る歯冠修復物の作製方法は、第１の態様の歯冠修復物の作製方法において、前記造形工程は、熱可塑性を有する前記造形用レジンを用い、熱溶解積層法によって前記作業模型を造形する。

第３の態様に係る歯冠修復物の作製方法は、第１の態様又は第２の態様の歯冠修復物の作製方法において、前記造形用レジンは、水溶性のポリビニールアルコールが用いられる。

また、第２の態様又は第２の態様を引用する第３の態様の歯冠修復物の作製方法においては、前記作業模型には、表面にコーティング剤が塗布されて、前記歯冠修復物が成形されてもよい。

本発明の第４の態様に係る作業模型の製造装置は、口腔内において歯冠修復物を装着すべき部位の印象を取得する取得部と、溶媒による溶解性を有する造形用レジンを用い、前記印象に基づいて、前記口腔内に装着するための前記歯冠修復物の成形に用いられると共に、前記溶媒によって前記歯冠修復物を取り外し可能な作業模型を造形する造形部と、を備える。

第４の態様に係る作業模型の製造装置においては、前記造形部は、熱溶解積層法によって前記作業模型を造形することが含まれてもよい。また、第４の態様に係る作業模型の製造装置においては、前記造形用レジンとして水溶性のポリビニールアルコールが用いられてもよい。

第５の態様に係る作業模型は、口腔内に装着するための歯冠修復物の成形に用いられる作業模型であって、溶媒による溶解性を有する造形用レジンによって、前記口腔内における前記歯冠修復物を装着すべき部位の印象形状に形成され、前記溶媒によって溶解可能とされている。

また、第５の態様に係る作業模型においては、前記造形用レジンは、熱可塑性を有してもよく、前記造形用レジンは、水溶性のポリビニールアルコールが用いられてもよい。

以上説明したように本発明の態様によれば、口腔内において歯冠修復物を装着すべき部位の作業模型上において成形された歯冠修復物は、作業模型から容易に取り外すことができるので、歯冠修復物の作製作業が容易となる。

また、本発明の態様によれば、熱溶解積層法を用いて作業模型を造形することで、歯冠修復物を成形するための作業模型の製造を容易にできて、歯冠修復物の作製作業が容易になる。

本実施形態に係る作製工程を示す流れ図である。 本実施形態に係る製造システムの概略構成図である。 ３Ｄプリンタの概略構成図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、口腔内の主要部を示す概略斜視図であり、（Ａ）は、クラウンが装着された状態を示し、（Ｂ）は、クラウンの装着前の状態を示す。 本実施形態に係る作業模型を示す斜視図である。 （Ａ）は、クラウンが成形された状態の作業模型を示す斜視図、（Ｂ）は、作業模型からのクラウンの取り外しを示す斜視図である。 （Ａ）は、被覆冠の適合性試験の試験結果を示す図表であり、（Ｂ）は、適合性試験の測定位置を示す被覆冠の主要部の断面図である。

以下に、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
本実施形態では、被験者の口腔内に装着される歯冠修復物の成形に用いられる作業模型を製造して、歯冠修復物を作製する。歯冠修復物としては、被覆冠（クラウン）、暫間被覆冠（仮歯）、インレー、アンレー、ブリッジなどの歯冠補綴物が適用される。本実施形態では、歯冠修復物の一例として被覆冠を適用し、被覆冠の製造を説明する。

本実施形態では、ＣＡＤ（Computer Aided Design、コンピュータ支援による設計）技術及びＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing、コンピュータ支援による製造）技術（ＣＡＤ／ＣＡＭ技術）を用いて作業模型を製造することで、被験者（患者）に適合した歯冠修復物の作製を可能とする。図１には、本実施形態に係る被覆冠の作製工程が流れ図にて示されている。

図１に示すように、本実施形態に係る作製工程は、印象取得工程９０、設計工程９２、造形工程９４、成形工程９６、及び仕上げ工程９８を含み、成形工程９６と仕上げ工程９８との間に取外し工程１００が含まれる。

印象取得工程９０では、被験者の口腔内において被覆冠を装着すべき部位の印象を採取するなどして被覆冠を装着すべき部位の印象データ（例えば、画像データ）を取得する。設計工程９２では、ＣＡＤ技術を用い、印象取得工程９０によって採取された印象データに基づいて被覆冠を装着すべき部位の三次元データ（ＣＡＤデータ）を作製する。造形工程９４では、ＣＡＭ技術を用い、設計工程９２によって作成されたＣＡＤデータから得られるＣＡＭデータを用い、被覆冠を装着すべき部位の作業模型を造形（製造）する。

この後、成形工程９６では、造形工程９４において造形された作業模型上で被覆冠の成形が行なわれ、取外し工程１００では、作業模型から被覆冠が取り外される。この後、仕上げ工程９８では、例えば、取外し工程１００において取り外された被覆冠が被験者の口腔内に装着され、必要に応じて成形調整されて仕上げられる。

本実施形態では、印象取得工程９０〜造形工程９４において（少なくとも造形工程９４）において、ＣＡＤ／ＣＡＭ技術が適用された製造装置としての製造システム１０が用いられ、成形工程９６、取外し工程１００及び仕上げ工程９８においては、主に歯科技工士や歯科医師などによる手作業で行なわれる。図２には、本実施形態に係る製造装置としての製造システム１０の概略構成がブロック図にて示されている。

製造システム１０は、処理装置１２を備えており、処理装置１２には、例えば、パーソナルコンピュータ本体が用いられる。また、製造システム１０には、印象取得手段としての口腔内スキャナ１４、及び造形部を構成する造形装置（三次元造形装置）としての３Ｄプリンタ１６が設けられている。

処理装置１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等がバス（何れも図示省略）によって接続された主処理部１８を備えている。また、処理装置１２は、不揮発性記憶媒体としてのＨＤＤ２０、キーボードやマウス等の入力デバイス２２、液晶モニタ（ＬＣＤ）等の表示デバイス２４、通信インターフェース２６、及び入出力インターフェース２８等を備えている。処理装置１２では、主処理部１８、ＨＤＤ２０、入力デバイス２２、表示デバイス２４、通信インターフェース２６、及び入出力インターフェース２８が相互にデータ交換可能に接続されている。

処理装置１２は、主処理部１８においてＲＯＭに記憶されたＯＳ（オペレーティングシステム）をＣＰＵが読み出してＲＡＭに展開しながら実行することで動作する。また、ＨＤＤ２０には、各種のデータが記憶される記憶領域３０が設けられていると共に、アプリケーションプログラムが記憶されており、主処理部１８では、ＣＰＵがアプリケーションプログラムを読み出してＲＡＭに展開しながら実行することで、アプリケーションプログラムに応じて機能する。なお、処理装置１２は、通信インターフェース２６を介して、ＬＡＮや公衆通信回線網（インターネット）に接続されることで、ＬＡＮや公衆通信回線網を介したデータやプログラム等の送受信が可能となっている。主処理部１８は、通信インターフェース２６を介して取得されるプログラムを実行してもよい。

ＨＤＤ２０に記憶されるアプリケーションプログラムには、印象取得プログラム３２、ＣＡＤプログラム（三次元ＣＡＤソフトウェア）３４及びＣＡＭプログラム３６が含まれている。また、処理装置１２の入出力インターフェース２８には、口腔内スキャナ１４及び３Ｄプリンタ１６が接続されており、口腔内スキャナ１４及び３Ｄプリンタ１６は、主処理部１８によって作動が制御される。

処理装置１２は、印象取得プログラム３２が実行されることで、口腔内スキャナ１４を用いて印象データを取得する取得部（印象取得部）として機能し、処理装置１２は、ＣＡＤプログラム３４が実行されることで、印象データから三次元データを生成する設計部として機能する。また、処理装置１２は、ＣＡＭプログラム３６が実行されることで、３Ｄプリンタ１６を用いて三次元データから作業模型を造形する造形部として機能する。

口腔内スキャナ１４としては、口腔内において被覆冠を装着すべき部位の表面形状を読み取って（印象採取）、印象データを取得可能な機能を有する。印象データは、被覆冠を装着すべき部位の表面形状が得られるものであればよく、三次元画像データ（ボリュームデータ）であってもよく、連続した二次元画像データ（スライスデータ）であってもよい。このような口腔内スキャナ１４としては、接触プローブ式、レーザ計測式及びＣＣＤカメラ方式の何れか適用されていてもよいが、操作性などの観点からＣＣＤカメラ方式が好ましい。

本実施形態では、作業模型の造形にラピッドプロトタイピング技術と呼ばれる積層造形法が適用されている。積層造形法には、光造形法、粉末焼結法、インクジェット法、シート積層法、及び熱溶解積層法（押し出し法）などがある。また、本実施形態では、造形材料として熱可塑性及び溶媒による溶解性を有する造形用レジンが用いられ、造形用レジンとしては、歯科用レジンが用いられることが好ましい。ここから、作業模型の造形には、インクジェット法、シート積層法及び熱溶解積層法の何れかの積層造形法を適用することが好ましい。

近年、熱溶解積層法（ＦＤＭ：Fused Deposition Modeling）が適用されたＦＤＭ方式の造形装置が普及している。このため、ＦＤＭ方式の造形装置は、構造が簡略であり、小型化及び低コスト化が図られており、ＦＤＭ方式の造形装置は、個人的に取得して利用可能となっている。ここから、本実施形態では、ＦＤＭ（熱溶解積層法）方式が適用された３Ｄプリンタ１６を用いている。図３には、３Ｄプリンタ１６の概略構成が示されている。

造形用レジンには、歯科用レジンとしても多用されているＰＶＡ（ポリビニルアルコール）があり、ＰＶＡは、水溶性を有し、洗濯のりとして用いられるほどの安全性を有している。ここから、本実施形態では、熱可塑性及び溶媒による溶解性を有する造形用レジンとして、水溶性を有するＰＶＡを適用している。

図３に示すように、３Ｄプリンタ１６には、フィラメント状のＰＶＡ４０が用いられており、３Ｄプリンタ１６には、フィラメント状のＰＶＡ４０が巻き取られたリール４２が装填される。３Ｄプリンタ１６には、加熱ヘッド４４が設けられており、リール４２から引出されたＰＶＡ４０が一対の送りロール４６によって加熱ヘッド４４へ送り込まれる。

加熱ヘッド４４は、ＰＶＡ４０を加熱することで流動可能な液状にして、液状のＰＶＡ４０をノズル４８内に押込む。これにより、ＰＶＡ４０は、細糸状にされながらノズル４８から押し出される。

また、３Ｄプリンタ１６には、ステージ５０が設けられており、ステージ５０がノズル４８に対向されている。ステージ５０は、図示しない移動走査手段によってノズル４８（加熱ヘッド４４）に対して、ノズル４８との接離方向（Ｙ軸方向）、及び各々がノズル４８との接離方向と交差しかつ互いに交差する２方向（Ｘ軸方向及びＺ軸方向）の３方向に相対移動可能とされている。

３Ｄプリンタ１６では、処理装置１２によって制御されてステージ５０がノズル４８に対して相対移動されながら、ノズル４８からＰＶＡ４０が押し出される。これにより、３Ｄプリンタ１６では、ステージ５０上に細糸状のＰＶＡ４０による層が形成されると共にＰＶＡ４０の層が積層されて、立体物が造形される。

以下に、本実施形態の作用として、製造システム１０が用いられた被覆冠（歯冠修復物）の製作を説明する。

本実施形態では、被覆冠としてのクラウン６０を成形して、成形したクラウン６０が被験者の口腔内に装着される。図４（Ａ）には、クラウン６０が装着された口腔内の主要部が斜視図にて示され、図４（Ｂ）には、クラウン６０の装着前の口腔内の主要部が斜視図にて示されている。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、口腔内には、小臼歯６２及び大臼歯６４があり、口腔内おいてクラウン６０（図４（Ａ）参照）の装着すべき部位は、小臼歯６２と大臼歯６４との間の部位とされている。
図４（Ａ）に示すように、口腔内では、印象（印象データ）の取得（印象採取）に先立って、小臼歯６２と大臼歯６４との間に支台歯６６が支台築造される。支台歯６６は、咬合面側などが欠損して、一部が歯肉６８から露出した天然歯が用いられて支台築造されてもよい。また、支台歯６６は、ファイバーポストなどの支台築造体が用いられて支台築造されていてもよい。

図１に示す印象取得工程９０では、支台築造された口腔内に対して、口腔内スキャナ１４を用いてクラウン６０が装着されるべき部位の印象取得が行なわれる。これにより、口腔内スキャナ１４によって小臼歯６２から大臼歯６４までの範囲（図４（Ｂ）参照）が撮像されて、口腔内におけるクラウン６０が装着されるべき部位の三次元画像（画像データ）が印象データとして取得される。

本実施形態では、印象データに基づいてクラウン６０の成形に用いる作業模型７０を造形する。図５には、作業模型７０の概略構成が斜視図にて示されている。

設計工程９２では、印象データから三次元データ（ＣＡＤデータ）が生成される。図５に示すように、ＣＡＤデータは、作業模型７０の三次元データとされている。この作業模型７０には、例えば、歯肉６８部分に対応された略矩形ブロック状のベース部７２が含まれ、ベース部７２上に、小臼歯６２に対応する小臼歯部７４、大臼歯６４に対応する大臼歯部７６、及び支台歯６６に対応する支台歯部７８が含まれる。設計工程９２において生成されるＣＡＤデータには、ベース部７２、小臼歯部７４、大臼歯部７６、及び支台歯部７８が一体に含まれる。

次の造形工程９４では、ＣＡＤデータがＳＴＬ（Stereo lithography）データに変換され、変換されたＳＴＬデータに基づいて３Ｄプリンタ１６の作動が制御される。これにより、ＣＡＤデータに対応する作業模型７０が造形される。造形された作業模型７０は、３Ｄプリンタ１６から取り出される。

３Ｄプリンタ１６から取り出された作業模型７０は、成形工程９６においてクラウン６０の成形に用いられる。また、取外し工程１００では、作業模型７０からクラウン６０が取外される。図６（Ａ）には、クラウン６０が成形された状態の作業模型７０が斜視図にて示され、図６（Ｂ）には、作業模型７０からのクラウン６０の取り外しの概略が斜視図にて示されている。

クラウン６０の成形には、例えば、光硬化型のコンポジットレジンが用いられる。成形工程９６では、作業模型７０の支台歯部７８にコンポジットレジンが薄厚に塗られながら、光が照射される。これにより、図６（Ａ）に示すように、作業模型７０には、コンポジットレジンが盛られて硬化されて成形されたクラウン６０が支台歯部７８を被覆するように成形される。

この後、取外し工程１００において、作業模型７０の支台歯部７８に成形されたクラウン６０を作業模型７０から取り外されることで、支台歯６６に装着されるクラウン６０が作製される。

図４（Ａ）に示すように、作製されたクラウン６０は、接着等によって口腔内の支台歯６６に装着される。また、支台歯６６に装着されたクラウン６０は、咬合性（適合性）等が調整されて仕上げられる（仕上げ工程９８）。

ここで、作業模型７０には、水溶性のＰＶＡ４０が用いられており、ＰＶＡ４０は、水が付着することで水の付着した部分が順次溶解する。作業模型７０は、流れ落ちる水に漬けられたり、水によって濯がれたりすることで、表面から柔軟になる。このため、例えば、クラウン６０と支台歯部７８との間に水を浸み込ませることで、クラウン６０が作業模型７０から容易に取り外される。

すなわち、図６（Ｂ）に二点鎖線で示すように、作業模型７０は、水によって溶解するので、クラウン６０に対して実質的に消失しているとみなせる状態になる。したがって、クラウン６０は、支台歯部７８を覆うように成形されたり、一部が支台歯部７８内に埋め込まれるように成形されたりしていても、作業模型７０から容易に取り外すことができて、クラウン６０の作製作業が容易になる。

また、作業模型７０の造形には、ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタ１６が用いられている。ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタ１６は、小型化及び低コスト化されて普及されている。このため、歯科医院などにおいても容易に導入可能となるので、歯科医院においてクラウン６０の作製作業を行なうことができて、クラウン６０の作製作業を容易にできる。しかも、クラウン６０の作製のために、歯科技工所を用いる必要が無くなるので、クラウン６０の作製時間を短縮できるのみならず、歯科医院によって短時間にクラウン６０を作製できる。

さらに、口腔内の印象取得から作業模型７０の製造までの時間を短縮できるので、例えば、印象取得からクラウン６０の作製及び口腔内への装着までを数時間（１日以内）で行なうことも可能となるので、被験者からクラウン６０を用いた早急な治療が望まれた場合にも、被験者の要求に合わせた治療を行なうことが可能となる。

したがって、本実施形態に係る製造システム１０を用いることで、クラウン６０の作製作業が容易となると共に、クラウン６０を迅速に作製できて、被験者の早急な治療が可能となる。

一方、本実施形態では、ＦＤＭ方式が適用された３Ｄプリンタ１６を用いた。この３Ｄプリンタ１６では、ノズル４８からステージ５０上に押し出される細糸状のＰＶＡ４０によって一筆書きされるように作業模型７０が造形される。このため、作業模型７０の表面が粗くなることがあり、この作業模型の表面の粗さが、クラウン６０の内面（支台歯６６側の面）の粗さとして現れることがある。

ここで、作業模型７０を造形する際の、３Ｄプリンタ１６の制御パラメータを調整することで、作業模型７０の仕上り精度の向上を図ることが可能となる。また、造形された作業模型７０の表面に対して、表面処理を施すことで、作業模型７０の表面仕上りの向上を図ることができる。

以下に、作業模型を造形する際の制御パラメータ及び造形された作業模型の仕上りを説明する。
作業模型の造形には、３ＤプリンタとしてValue 3D magix MF-1000（武藤工業株式会社製、ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタの商品名）を使用し、ＰＶＡには、ＰＶＡフィラメント（武藤工業株式会社製の水溶性サポート材フィラメントの商品名）を使用した。

作業模型は、既製の支台歯模型Ａ５５Ａ−４６１（株式会社ニッシン製の商品名）を適用し、支台歯模型を口腔内スキャナによってスキャンして得られた印象データを用いて造形した。

また、制御パラメータには、積層厚さ（ピッチ）、積層数（層密度）、積層スピード（ステージとノズルの垂直・水平方向移動速度）、積層温度としてのステージの温度及びノズルの温度を用い、以下のように設定した。

試験例１
積層厚さ（ピッチ）：０．１ｍｍ
積層数 ：下部 ３層、上部 １０層
積層スピード ：下部 ２０ｍｍ／sec、上部 ３０ｍｍ／sec
積層温度 ：ステージ ０°Ｃ、ノズル ２００°Ｃ

試験例２
積層厚さ（ピッチ）：０．２ｍｍ
積層数 ：下部 １０層、上部 ５層
積層スピード ：下部 ２０ｍｍ／sec、上部 ３０ｍｍ／sec
積層温度 ：ステージ ５５°Ｃ、ノズル １８５°Ｃ

試験例３
積層厚さ（ピッチ）：０．１ｍｍ
積層数 ：下部 １０層、上部 １０層
積層スピード ：下部 ２０ｍｍ／sec、上部 ２０ｍｍ／sec
積層温度 ：ステージ ０°Ｃ、ノズル ２００°Ｃ

ここで、試験例２の仕上りは、作業模型の表面に多数の空洞部分が現れ、形状の判別が困難な状態となっている。
また、試験例３の仕上りは、試験例２に比して空洞部分が現れてない点で評価できるが、部分的に湾曲するなどの歪みが生じている。

これに対して、試験例１では、表面にバリ（樹脂の突起）が現れ、粗さは残るものの、ベース部、小臼歯部、大臼歯部、及び支台歯部の各々の形状が明瞭に再現されている。

このように、ＦＤＭ方式の３Ｄプリンタを用いて造形を行なった場合であっても、制御パラメータを調整して、より適正な制御パラメータを選択することで、作業模型の表面粗さが目立つのを抑制できる。

次に、試験例１によって得られた作業模型について、表面処理を施した。表面処理には、歯科用に市販されているアルギン酸ナトリウムを用い、アルギン酸ナトリウムによって作業模型の表面をコーティングした。これにより、作業模型では、コーティング前にあった表面のバリ（突出した樹脂）を溶解できて、作業模型の表面をより滑らかにできた。

したがって、ＦＤＭ方式の造形装置（３Ｄプリンタ）を用いて作業模型を造形する際、制御パラメータの設定と共に、造形された作業模型に対して表面処理を行なうことで、作業模型の表面粗さをより抑制できて、表面品質や仕上りを向上できる。

次に、造形された作業模型を用いて成形される被覆冠の適合性試験について説明する。試験では、表面処理した試験例１の作業模型に光重合型のコンポジットレジンを用いて被覆冠（クラウン）を成形し、成形した被覆冠を支台歯模型にかぶせた状態で支台歯模型と被覆冠との間にホワイトシリコーンを充填した。この後、複数個所においてホワイトシリコーンの厚さを計測した。

図７（Ｂ）には、ホワイトシリコーンを充填した状態における作業模型及び被覆冠が断面図にて示され、図７（Ａ）には、被覆冠と支台歯模型との間の隙間ｔ（μｍ）が図表にて示されている。なお、隙間ｔは、ホワイトシリコーンの厚さとしている。また、ホワイトシリコーンの厚さは、被覆冠の根元部分の位置Ｐ１、被覆冠の側面（周面）の根元側の位置Ｐ２、被覆冠の側面の咬合面側の位置Ｐ３、及び被覆冠の咬合面上の位置Ｐ４の４箇所にて測定した。

一般に、被覆冠として金属を用いた鋳造冠は、支台歯との間の隙間が３０μｍ〜５０μｍの範囲で用いられるが、コンポジットレジンを用いた被覆冠では、支台歯との間に接着性セメントが使用される。このため、位置Ｐ１〜Ｐ４における隙間ｔとしては、１００μｍ以下であり、かつ狭すぎないことが要求される。特に、位置Ｐ１において隙間ｔが１００μｍを越えると、被覆冠にがたつきが生じる。

また、位置Ｐ２〜Ｐ４の範囲では、隙間ｔが小さく（３０μｍ〜７０μｍ）、適合性が過度に良好となっていると、支台歯から被覆冠が浮いてしまう。このため、位置Ｐ２〜Ｐ４において隙間ｔが狭すぎると、ワックス等をスペーサとして充填する必要がある。

これに対して、作製された被覆冠では、位置Ｐ１における隙間ｔが１００μｍ以下であるので、被覆冠にがたつきが生じることがない。また、この被覆冠では、位置Ｐ２〜Ｐ４において、隙間ｔが７０μｍ以上となっているので、ワックスを不要にできる。したがって、本発明が適用されて製造された作業模型を用いて作製された被覆冠は、支台歯に対して良好な適合性が得られる。

なお、以上説明した本実施形態では、光硬化型のコンポジットレジンを用いて、作業模型７０上にクラウン６０を成形するように説明した。ここで、歯科医療の分野においては、仮歯（暫間被覆冠）などの作製にＭＭＡ（Methyl Methacrylate、メタクリル酸メチル）系レジンが用いられる。ここから、光硬化型のコンポジットレジンに替えて、ＭＭＡ系レジンを用いることで、作業模型は、仮歯の作製に用いることができる。

また、本実施形態では、造形部に用いる造形装置として熱溶解積層法が適用された３Ｄプリンタ１６を例に説明した。しかしながら、造形装置は、ＰＶＡを加熱溶解しながら吐出することで造形するインクジェット方式が適用されてもよい。また、造形装置は、シート状のＰＶＡを所定形状に切断すると共に、切断したシート状を積層する積層方式が適用されてもよい。

また、本実施形態では、溶媒による溶解性を有する造形用レジンとして水溶性のＰＶＡを適用した。しかしながら、溶媒による溶解性を有する造形用レジンは、水溶性であればＰＶＡ以外であってもよく、また、水溶性に限らず水以外の溶媒に対して溶解性を有する造形用レジンであってもよい。これらの場合、溶媒及び造形用レジンは、歯冠修復物の素材の耐性、相性、安全性などを考慮して選択されればよい。

さらに、本実施形態では、印象を取得する取得工程として口腔内スキャナ１４による印象採取を例に説明した。しかしながら、取得工程は、口腔内において歯冠修復物を装着すべき部位の印象データを入手できればよく、印象は、印象データが通信インターフェース２６や入出力インターフェース２８等に入力されることで取得されてもよい。

また、本実施形態では、熱溶解積層法を適用して作業模型７０を造形した。しかしながら、歯冠修復物の作製に用いられる作業模型は、熱溶解積層法などの積層造形法に限らず、ミリングマシンなどの切削装置が用いられて、切削加工によって製造されてもよい。

１０ 製造システム
１２ 処理装置
１４ 口腔内スキャナ
１６ ３Ｄプリンタ
３２ 印象取得プログラム
３４ ＣＡＤプログラム
３６ ＣＡＭプログラム
４０ ＰＶＡ
６０ クラウン
６６ 支台歯
７０ 作業模型
７８ 支台歯部
９０ 印象取得工程
９２ 設計工程
９４ 造形工程
９６ 成形工程
９８ 仕上げ工程
１００ 取外し工程

Claims (5)

1. 口腔内において歯冠修復物を装着すべき部位の印象を取得する取得工程と、
   溶媒による溶解性を有する造形用レジンを用い、前記印象に基づいて前記歯冠修復物を装着すべき部位についての作業模型を造形する造形工程と、
   前記口腔内に装着するための前記歯冠修復物を前記作業模型上に成形する成形工程と、
   前記溶媒を用い、前記作業模型から該作業模型上に成形された前記歯冠修復物を取り外す取外し工程と、
   を含む歯冠修復物の作製方法。
2. 前記造形工程は、熱可塑性を有する前記造形用レジンを用い、熱溶解積層法によって前記作業模型を造形する請求項１に記載の歯冠修復物の作製方法。
3. 前記造形用レジンは、水溶性のポリビニールアルコールが用いられる請求項１又は請求項２に記載の歯冠修復物の作製方法。
4. 口腔内において歯冠修復物を装着すべき部位の印象を取得する取得部と、
   溶媒による溶解性を有する造形用レジンを用い、前記印象に基づいて、前記口腔内に装着するための前記歯冠修復物の成形に用いられると共に、前記溶媒によって前記歯冠修復物を取り外し可能な作業模型を造形する造形部と、
   を備える作業模型の製造装置。
5. 口腔内に装着するための歯冠修復物の成形に用いられる作業模型であって、
   口腔内に装着するための歯冠修復物の成形に用いられる作業模型であって、溶媒による溶解性を有する造形用レジンによって、前記口腔内における前記歯冠修復物を装着すべき部位の印象の形状に形成され作業模型。