JP2532884B2

JP2532884B2 - 歯科矯正用ワイヤ―の荷重レベル調節方法

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Publication number: JP2532884B2
Application number: JP21550487A
Authority: JP
Inventors: 不二夫三浦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1996-09-11
Anticipated expiration: 2011-09-11
Also published as: JPS6458250A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、歯科矯正の領域において、不正咬合状態に
ある歯列を理想的な歯列弓に矯正するために使用される
歯科矯正用ワイヤーの内、特に、超弾性Ni−Ti系合金か
らなる歯科矯正用ワイヤーの荷重レベルを調節する方法
に関するものである。

「従来の技術」通常の歯科矯正治療は、患者の歯面にブラケットを接
着固定する一方、該各ブラケットにアーチ状に成形され
た矯正用ワイヤーを結紮線を介して縛着して、当該アー
チ状ワイヤーの曲げや引張りより生じる荷重を、矯正し
たい歯に加えることにより行なわれる。

そして、斯る矯正用ワイヤーとして、従前は、ステン
レス鋼やコバルトクロム合金等からなるワイヤーが使用
されていたが、これらのワイヤーは、その性質上、弾性
限界が低いので、過度の曲げ加工等を加えると、永久変
形を起こして、矯正治療の目的が果たせなくなるばかり
か、たわみ量の僅かな増減に対しても、荷重が急激に増
加したり減少するので、歯の移動に伴ってワイヤーのた
わみ量が変化すると、歯の移動に必要な荷重が得られな
くなると言う問題点を有していた。

従って、従前においては、サイズの異なる数種類のワ
イヤーを用意しなければならないので、治療が徒に煩雑
になっていた。

この為、近年は、従前の矯正用ワイヤーの根第点に鑑
み、超弾性効果を有するNi−Ti系合金からなるワイヤー
が使用される傾向にある。

従って、斯るNi−Ti系合金からなるワイヤーを使用す
れば、その超弾性の発現域では、たわみ量が変化して
も、荷重レベルは略一定に維持されるので、従前ワイヤ
ーが抱える材質上の問題点は一応解決できることとな
る。

「発明が解決しようとする問題点」然し乍ら、歯科矯正治療には、歯の周囲に損傷を与え
ることなく、矯正の程度や治療過程に応じて、最適な矯
正力で歯を目的の方向に移動させることが強く要求され
ると共に、矯正対象となる歯の種類によっても、矯正力
を適宜選択することが強く要求されているので、超弾性
Ni−Ti系合金からなるワイヤーの下でも、斯る要求は当
然のこととして満足されなければならない。

そこで、Ni−Ti系合金が有する超弾性については、特
開昭60−203249号公報からも明らかな如く、通常、冷間
圧延された原線は、加工硬化型合金で荷重レベルが高い
ものではあるが、加熱時間と加熱温度を選択して、ある
条件下で、１回の熱処理を行なえば、荷重レベルの低い
超弾性領域が発現できることが知られているので、上記
の要求を満足するためには、当該熱処理時の加熱時間と
加熱温度を適揃選択して、超弾性Ni−Ti系合金からなら
ワイヤーに、所望の荷重レベルを設定することは可能と
なる。

しかし、この公知技術は、言わば、工場で超弾性Ni−
Ti系合金からなるワイヤーを製造するための最初の熱処
理に関するものに過ぎず、矯正医のチェアサイドで、既
に熱処理された同一ワイヤーの荷重レベルを上昇させた
り低下させるためのものでは決してない。

反面、歯科矯正治療は、治療の初期においては、荷重
レベルの比較的弱いワイヤーを用いてレベリング等を行
なった後、治療の進行に伴って、荷重レベルの高いもの
を順に使用するのが通例であるから、このような場合に
は、当然のこととして、上記した特開昭60−203249号公
報に示す公知技術では対応しきれないので、やはり、結
果的には、矯正の程度や治療段階に応じた最適荷重のワ
イヤーをその都度個々に用意しなければならない。

従って、矯正臨床上では、特に、一旦設定された荷重
レベルの上昇を含め、同一ワイヤーの荷重レベルを、治
療の進行に応じて、可逆的に調節することが強く熱望さ
れている。

「問題点を解決するための手段」而して、本発明は、斯る実情に鑑み種々の研究を行な
った結果、超弾性Ni−Ti系合金からなる歯科矯正用ワイ
ヤーを、先に施された加熱処理温度以上又は以下の温度
で、所定時間再加熱処理した後冷却することにより、そ
の荷重レベルを可逆的に調節できる荷重レベル調節方法
を提供せんとするものである。

「作用」本発明にあっては、Ni50.0〜51.5at％・残部Tiからな
る合金、又は、Ti含有量の1.0at％以下を、Ｖ・Cr・Mn
・Fe・Co・Cu・Zr・Nb・Mo・Ta及び貴金属から選ばれる
元素の１種又は２種以上で微量置換した超弾性Ni−Ti系
合金の材料自体に、先に施された加熱処理温度以上の温
度で、所定時間再加熱処理した後冷却すると、先の処理
時に付与された荷重レベルを上げられ、逆に、先に施さ
れた加熱処理温度以下の温度で、所定時間再加熱処理し
た後冷却すると、先の処理時に付与された荷重レベルを
下げることができる特性を有することを知見し、当該特
性を超弾性Ni−Ti系合金からなる歯科矯正用ワイヤーの
荷重レベルの調節方法に応用することにより、１本の同
一ワイヤーに対して、矯正の程度や治療過程等に応じた
最適な矯正力を自在に設定することが初めて可能とな
る。

しかも、荷重レベルを上げるためには、常法により、
500〜530℃の範囲で２〜120分間、再加熱処理した後冷
却し、逆に、下げるためには、350〜480℃の範囲で２〜
120分間、再加熱処理した後冷却すれば、特に、荷重レ
ベルを可逆的に調節する上では、極めて有効であること
が判明した。

従って、１本のワイヤーの全体又は部分に対して、上
記の再加熱処理と冷却を施し、必要に応じて、荷重レベ
ルを可逆的に調節すれば、設定荷重の異なるNi−Ti系合
金ワイヤーをその都度個々に用意せずとも、１本のワイ
ヤーの使用で、歯列矯正のほとんどの部分を賄うことが
可能となるので、矯正医のチェアサイドで行なう調節方
法としては頗る最適なものである。

「実施例」 Ni50.5at％・残部Tiからなる合金で、0.018″×0.02
5″の角型原線を製作した。尚、この原線は、冷間伸線
等の冷間加工によって、充分に加工硬化している必要が
ある。

次いで、当該原線をアーチ状に成形固定して、510℃
で２〜５分間加熱処理して、アーチ形状を記憶させ、３
点曲げ試験を行ない荷重を測定したところ、第１図に示
すたわみ−荷重曲線No.0が得られた。

そこで、この原線を電気炉を用いて、440℃で10分間
加熱処理した後水冷して、３点曲げ試験を行ない荷重を
測定したところ、第１図に示すたわみ−荷重曲線No.1が
得られ、該曲線No.1は上記曲線No.0と比較すると、最大
たわみ量での荷重及び超弾性発現領域での荷重が、いず
れも明らかに低くなっている。

そして、今度は、この加熱処理された原線を、510℃
で２分間加熱処理した後水冷して、同様に、３点曲げ試
験を行ない荷重を測定したところ、第１図に示すたわみ
−荷重曲線No.2が得られ、該曲線No.2は曲線No.1と比較
すると、最大たわみ量での荷重及び超弾性発現領域での
荷重が、いずれも明らかに上昇したことを示している。

従って、以上のことからして、先に施された加熱処理
温度以下の温度で、所定時間再加熱処理した後水冷する
と、先の処理時に付与された荷重レベルが下げられ、逆
に、先に施された加熱処理温度以上の温度で、所定時間
再加熱処理した後水冷すると、先の処理時に付与された
荷重レベルを上げられることが判明した。

又、上記曲線No.0の原線に対して、440℃・20分の再
加熱・水冷と、510℃・２分の再加熱・水冷とを繰り返
し行なったところ、第２図に示す図表から明らかな如
く、荷重レベルの低下と上昇が順に繰り返された。

即ち、最大たわみ量2mmの荷重は、最初の着熱処理時
に1120gであったものが、840g・1,080g・800g・1,020g
・760g・980gと変化し、又、除荷時におけるたわみ量1m
mの荷重は、最初の加熱処理時に625gであったものが、2
80g・620g・240g・530g・170g・460gと変化した。尚、
図中、各荷重数値の中間に記載されている数字は、夫々
の低下率及び上昇率を示すものである。

従って、同一の原線に対して、荷重レベルの調節を繰
り返す度に、全体のレベルは僅かに低下するが、基本的
には、荷重レベルを可逆的に繰り返し調節できることが
判明した。

又、合金組成については、Ni50.0〜51.5at％・残部Ti
からなる合金、又は、Ti含有量の1.0at％以下をＶ・Cr
・Mn・Fe・Co・Cr・Zr・Nb・Mo・Ta及び貴金属から選ば
れる元素の１種又は２種以上で微量置換した合金の範囲
内であれば、上記と同様な結果が得られたと共に、丸型
・俵型やその他の断面形状の原線においても、同様な結
果が得られた。

依って、斯る荷重レベルの可逆的な調節方法を、超弾
性Ni−Ti系合金からなる矯正用ワイヤーに対して応用す
れば、矯正の程度や治療過程に応じた最適な荷重を、そ
の都度、１本のワイヤーに対して繰り返し設定すること
が可能となるので、例えば、最初は、荷重レベルを意図
的に弱く設定しておいて、該弱レベルのワイヤーを用い
てレベリング等の初期治療を行ない、治療の進行に伴っ
て、当該同一ワイヤーの荷重レベルを順次強くしていけ
ば、１本の矯正用ワイヤーで、歯列矯正のほとんどの部
分を賄うことが初めて可能となる訳である。

又、この可逆的な調節方法は、矯正用ワイヤー全体に
対して施せることは勿論であるが、その部分に対して施
して、１本のワイヤーにおいて、部分的に荷重レベルを
自在に上げたり下げたりすることも十分に可能となる。

従って、部分的に荷重レベルを変化させると、特に、
矯正対象となる歯の種類、即ち、前歯や小臼歯や大臼歯
の夫々に対する最適な矯正力が、１本の矯正用ワイヤー
から得られることとなるので、患者の歯の周囲に損傷を
与えることなく、歯の移動が迅速且つ確実に行なえる結
果、矯正治療も極めて合理的となる。

尚、矯正用ワイヤーの全体又は部分に対して、荷重レ
ベルを可逆的に調節する場合には、電気炉加熱・通電加
熱・ソルトバス等の加熱手段等を採用することとなる
が、特に、ワイヤーの部分に対して、荷重レベルを調節
する場合には、ワイヤーの調節必要部分を、一対の通電
用プライヤーで把持して、該プライヤー間に電位差を与
えて通電加熱することが好ましい。

「発明の効果」以上の如く、本発明の調節方法によれば、１本の歯科
矯正用ワイヤーの全体又は部分に対して、荷重レベルを
可逆的に調節することが初めて可能となるので、荷重レ
ベルが異なるワイヤーをその都度個々に用意せずとも、
１本のワイヤーの使用で、矯正の程度・治療過程及び矯
正対象の歯の種類等に応じた最適な矯正力を初めて提供
できる結果、矯正治療の向上に飛躍的に貢献できること
となった。

しかも、治療の進行に応じて、荷重レベルを上げられ
ることは、既述した如く、矯正臨床上の要請にも十二分
に応えられることは言うもでもないが、以下の利点をも
併せて期待できる。

即ち、患者個々のアーチ形態や治療方針等に基づい
て、歯科矯正用ワイヤーに対して、オフセットベントや
ループやフック等を付加するケースがある。このような
場合に、従来の如き、治療の進行に応じて、別に用意さ
れた荷重レベルの高いものを順に使用すると、当該別の
各ワイヤーにも上記の付加要素を正確に再製作しなけれ
ばならない訳があるが、本発明の下では、１本の同一ワ
イヤーの荷重レベルを上昇させるだけで、今までの付加
要素をそのまま使用できるので、この点からも、チェア
サイドでの作業時間が大巾に短縮できることともなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の調節方法の下での荷重レベルの調節関
係を示すたわみ−荷重曲線図、第２図は荷重レベルの繰
り返し調節における荷重の可逆的変化を示す説明図であ
る。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超弾性Ni−Ti系合金からなる歯科矯正用ワ
イヤーを、先に施された加熱処理温度以上又は以下の温
度で、所定時間再加熱処理した後冷却することにより、
その荷重レベルを可逆的に調節することを特徴とする歯
科矯正用ワイヤーの荷重レベル調節方法。
【請求項２】荷重レベルを上昇させるため、500〜530℃
の範囲で２〜120分間、再加熱処理した後冷却すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷重レベル調
節方法。
【請求項３】荷重レベルを低下させるため、350〜480℃
の範囲で２〜120分間、再加熱処理した後冷却すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷重レベル調
節方法。