JP6734080B2

JP6734080B2 - 義歯作製方法

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Publication number: JP6734080B2
Application number: JP2016051125A
Authority: JP
Inventors: 斎藤　浩史; 浩史斎藤; 佐智乃磯部; ピロリベネデット
Original assignee: Roland DG Corp
Current assignee: Roland DG Corp
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2036-03-15
Also published as: JP2017164202A

Description

本発明は、義歯を作製する義歯作製方法に関する。

従来から、レジン材等を所望の形状に切削することによって、歯冠補綴物を作製する歯冠補綴物作製装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の歯冠補綴物作製装置においては、レジン材の塗布および硬化により複数層からなる歯冠補綴物が作製される。この歯冠補綴物作製装置では、患者ごとにシェルモールド（すなわち鋳型）を作製して、この作製したシェルモールドを用いて複数層からなる歯冠補綴物を作製する。詳細には、まず下部シェルモールドをセットし、その下部シェルモールドに形成された所定歯型の窪みにディスペンサによりエナメル質用コンポジットレジンをスポット状に塗布し硬化させる。次に、象牙質用コンポジットレジンを上記エナメル質用コンポジットレジン上に塗布し硬化させる。そして、構造層用コンポジットレジンを上記象牙質用コンポジットレジン上に注入し硬化させる。このように、上記の歯冠補綴物作製装置では、ディスペンサによりレジン材をスポット状に塗布またはレジン材を注入することにより、複数層からなる歯冠補綴物を作製する。

特開２０１２−４５１９０号公報

ところで、上記歯冠補綴物の他に、従来から義歯部および当該義歯部を支持する歯肉部からなる義歯（いわゆる入れ歯）の作製も行われている。この場合、上記歯冠補綴物と同様に、患者ごとに歯型を作製し、作製した歯型を用いて義歯を作製していた。しかしながら、患者ごとに歯型を作製する必要があったため、労力がかかっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、労力およびコストを抑えて義歯を作製することができる義歯作製方法を提供することである。

本発明に係る義歯作製装置は、義歯部の３次元データ、および前記義歯部の材質と異なる材質からなり前記義歯部を支持する歯肉部の３次元データを記憶する記憶装置と、義歯部用被加工物を切削して前記義歯部を形成する第１加工ツールと、形成された前記義歯部の少なくとも下部に塗布され硬化した歯肉部用被加工物を切削して前記歯肉部を形成する第２加工ツールと、前記第１加工ツールおよび前記第２加工ツールを駆動する駆動装置と、を備え、前記第１加工ツールおよび前記第２加工ツールは前記駆動装置に対して着脱自在に設けられ、前記義歯部の３次元データを用いて前記第１加工ツールが装着された前記駆動装置を制御する義歯部加工制御部、および前記歯肉部の３次元データを用いて前記第２加工ツールが装着された前記駆動装置を制御する歯肉部加工制御部を有する制御装置をさらに備えている。

本発明に係る義歯作製装置によれば、３次元データに基づいて義歯部を第１加工ツールによる切削加工により作製し、３次元データに基づいて歯肉部を第２加工ツールによる切削加工により作製する。このように、義歯を構成する義歯部および歯肉部を切削加工により形成することができるので、従来のように患者ごとに歯型を作製する必要がない。そのため、労力およびコストを従来よりも抑えて義歯を作製することができる。

本発明によれば、労力およびコストを抑えて義歯を作製することが可能な義歯作製方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る義歯作製システムの構成を示す概略図である。本発明の一実施形態に係る義歯作製装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る義歯部用被加工物の保持状態とツールマガジンとを示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るスピンドルおよび加工ツールを示す図である。本発明の一実施形態に係る義歯作製装置によって作製される義歯部の一例を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る義歯作製装置によって作製される義歯の一例を示す斜視図である。円板状の義歯部用被加工物の切削により形成された義歯部の図である。図７の義歯部用被加工物の孔部に形成された歯肉部用被加工物を示す図である。図８の塗布領域に塗布された後に切削加工により作製された義歯の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る義歯作製処理を示すフローチャートである。

最初に、本発明の一実施形態に係る義歯作製システム１００について説明する。図１に示すように、義歯作製システム１００は、義歯作製装置１とデータ作成装置７０とを備えている。図６に示すように、図１の義歯作製装置１により作製される義歯ＧＳ３は、義歯部ＧＳ１および当該義歯部ＧＳ１を下方から支持する歯肉部ＧＳ２を備えている。なお、本実施形態の義歯作製装置１により作製される義歯ＧＳ３を仮歯として用いてもよい。義歯部ＧＳ１の材質と歯肉部ＧＳ２の材質とは異なっている。義歯部ＧＳ１の材料の例としては、ＰＭＭＡ、ジルコニア、グラスセラミックス、Ｐｅｅｋ、グラスファイバー、およびハイブリッドレジン等が挙げられる。本実施形態では、義歯部ＧＳ１の材料として、コスト面等からＰＭＭＡを好適に用いることができる。また、歯肉部ＧＳ２材料の例としては、レジン材等が挙げられる。義歯部ＧＳ１は歯肉部ＧＳ２よりも硬い。図１においては、一つの義歯作製装置１を設けた例を示しているが、義歯作製装置１は２以上設けてもよい。なお、義歯作製装置１を２以上設けた場合の各義歯作製装置１の構成はそれぞれ同じである。義歯作製装置１とデータ作成装置７０とは有線通信が可能にラインＬ１により接続されている。なお、義歯作製装置１とデータ作成装置７０とは無線による通信も可能である。データ作成装置７０として、例えばＣＡＤ／ＣＡＭ装置を用いることができる。ただし、ＣＡＤ／ＣＡＭに限定されるものではない。

データ作成装置７０は、義歯部ＧＳ１の３次元データと歯肉部ＧＳ２の３次元データとを作成し、これらの３次元データの合成からなる義歯ＧＳ３の３次元データを作成する。例えば、データ作成装置７０は、図５に示すような義歯部ＧＳ１の３次元データを作成する。また、データ作成装置７０は、図６に示すような歯肉部ＧＳ２の３次元データを作成する。さらに、データ作成装置７０は、義歯部ＧＳ１の３次元データと歯肉部ＧＳ２の３次元データとを合成することにより、義歯ＧＳ３の３次元データを作成する。なお、上記各３次元データに表される画像は、データ作成装置７０のディスプレイ７０ａ（図１参照）に表示される。

次に、義歯作製装置１の構成について詳しく説明する。図２に示すように、相互に直交する軸を、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸とし、義歯作製装置１はＸ軸とＹ軸とで構成される平面に置かれるものとする。以下、左方および右方とは、図２のフロントカバー７に向かって義歯作製装置１を見た場合の左方および右方である。また、図２のフロントカバー７に向かって義歯作製装置１を見た場合に、当該義歯作製装置１に近付く方を後方、遠ざかる方を前方とする。同図中の左方をＬ、右方をＲとし、前方をＦ、後方をＲｅとし、上方をＵ、下方をＤとする。但し、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、義歯作製装置１の設置態様を何ら限定するものではない。

図２に示すように、義歯作製装置１の外観形状は箱状に形成されている。義歯作製装置１は、ベース部２、左外壁部３、右外壁部４、天面部５および後面部６を有するケース１０と、フロントカバー７とを備えている。ケース１０の前方は開口されている。左外壁部３は、ベース部２の左端において上方に延びている。右外壁部４は、ベース部２の右端において上方に延びている。後面部６は、ベース部２の後端において上方に延びている。後面部６は、左外壁部３の後端および右外壁部４の後端に接続されている。天面部５は、左外壁部３の上端、右外壁部４の上端および後面部６の上端に接続されている。ベース部２、左外壁部３、右外壁部４、天面部５、および後面部６によって、内部空間８が形成されている。この内部空間８は、義歯部用被加工物２４（図３参照）および歯肉部用被加工物２６（図８参照）に対して切削加工が行われる加工エリアである。フロントカバー７は、左外壁部３の前端および右外壁部４の前端において上下方向に移動することによって開閉自在に構成されている。フロントカバー７には窓部７ａが設けられている。作業者は窓部７ａから内部空間８を視認することができる。

義歯作製装置１は、制御装置５０および記憶装置５１を備えている。制御装置５０は、義歯部加工制御部５０ａおよび歯肉部加工制御部５０ｂを有している。義歯部加工制御部５０ａは、第１加工ツール２３（図４参照）を用いて義歯部用被加工物２４（図３参照）を切削することによって義歯部ＧＳ１（図６参照）を作製する際にスピンドル３３（図４参照）を制御する。また、歯肉部加工制御部５０ｂは、第２加工ツール２３ｂ（図４参照）を用いて歯肉部用被加工物２６（図８参照）を切削することによって歯肉部ＧＳ２（図６参照）を作製する際にスピンドル３３（図４参照）を制御する。義歯部加工制御部５０ａおよび歯肉部加工制御部５０ｂは、それぞれ公知のパーソナルコンピュータや汎用コンピュータなどに設けられるＣＰＵ（中央演算処理装置）と、ＣＰＵが実行するプログラム等が格納されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）およびＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等により実現可能である。前記のＲＯＭには、義歯を作製するための義歯作製プログラムが記憶されている。前記義歯作製プログラムは、例えばＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）等の記録媒体ＫＢ（図１参照）から読み込まれる。なお、前記義歯作製プログラムをインターネットを通じてダウンロードするようにしてもよい。記憶装置５１は例えばハードディスクやメモリ等である。

次に、切削対象である義歯部用被加工物２４を保持する保持部について説明する。図３に示すように、義歯作製装置１の内部空間８（図２参照）には、保持部２５、支持部３１およびツールマガジン３２が設けられている。義歯部用被加工物２４は、例えば円板状に形成されている。保持部２５は、例えば半円弧状に形成された一対の把持部（図示せず）を有している。義歯部用被加工物２４は、保持部２５の上記一対の把持部に部分的に挟持される。支持部３１は、保持部２５に連結され当該保持部２５を回転可能に支持している。詳しくは、保持部２５の前部には図示しない第１回転軸が接続されており、保持部２５の後部には図示しない第２回転軸が接続されている。前記第１回転軸は、保持部２５の前方に設けられた駆動部２７に接続されている。駆動部２７は例えばモータである。駆動部２７は、前記第１回転軸をＸ軸回りの方向Ｔ１に回転させる。駆動部２７により前記第１回転軸が方向Ｔ１に回転すると、保持部２５は方向Ｔ１に回転する。これにより、義歯部用被加工物２４を方向Ｔ１に回転させることができる。支持部３１は、Ｘ軸方向に延びた第１板部３１ａとＹ軸方向に延びた第２板部３１ｂとを備えている。支持部３１の第２板部３１ｂは、前記第２回転軸を支持している。支持部３１は図示しない駆動部により前後方向に移動する。これにより、義歯部用被加工物２４を前後方向に移動させることができる。さらに、支持部３１は図示しない駆動部によりＹ軸回りの方向Ｔ２に回転する。これにより、義歯部用被加工物２４を方向Ｔ２に回転させることができる。ツール交換の際には、スピンドル３３（図４参照）により加工ツール２３の上部２３ａが把持されるようになっている。なお図３には、切削加工を行う前の義歯部用被加工物２４が図示されている。

図４に示すように、義歯作製装置１の内部空間８（図２参照）には、スピンドル３３が上下方向に延びるように設けられている。スピンドル３３には図示しないモータが接続されており、当該スピンドル３３はＺ軸回りに回転可能に構成されている。また、スピンドル３３は、図示しない駆動部によって左右方向および上下方向に移動するように構成されている。スピンドル３３は、ハウジング６０と、第１加工ツール２３の上部２３ａを把持する把持部６１とを備えている。第１加工ツール２３はスピンドル３３に保持されている。第１加工ツール２３は、義歯部用被加工物２４（図３参照）を切削して義歯部ＧＳ１（図６参照）を作製する際に用いられる加工ツールである。スピンドル３３がＺ軸回りに回転することによって、第１加工ツール２３もＺ軸回りに回転する。義歯部用被加工物２４の切削の際には、第１加工ツール２３はＺ軸回りに回転する。制御装置５０の義歯部加工制御部５０ａ（図２参照）は、記憶装置５１（図２参照）に予め記憶された義歯部ＧＳ１の３次元データに基づいてスピンドル３３の動作を制御する。本実施形態では、図７に示すように、義歯部加工制御部５０ａは、第１加工ツール２３が義歯部用被加工物２４の外縁部２４ｂよりも径方向の内側の部分において当該義歯部用被加工物２４の厚み方向に貫通する孔部２４ａを形成しつつ孔部２４ａの内側に義歯部ＧＳ１を形成するようにスピンドル３３を制御する。このとき、孔部２４ａの周壁部の一部と義歯部ＧＳ１の一部とを連結する例えばピン状のサポート部ＳＰが形成される。これにより、形成された義歯部ＧＳ１が、サポート部ＳＰによって、加工後の義歯部用被加工物２４に接続された状態を維持することができる。なお、１枚の義歯部用被加工物２４から複数人分の義歯部ＧＳ１を作製してもよい。また、図７では５つのサポート部ＳＰを図示したが、義歯部ＧＳ１を支持し得るものであれば、サポート部ＳＰの数や形状は特に限定されるものではない。

ツールマガジン３２は、支持部３１の第１板部３１ａに接続されている。ツールマガジン３２は、箱状に形成され、加工ツール２３，２３ｂ，２３ｃを収容する。詳細には、ツールマガジン３２の上面には孔部が形成されており、この孔部に加工ツール２３，２３ｂ，２３ｃがそれらの上部が露出された状態で挿通される。なお、図４では、加工ツール２３についてはツールマガジン３２に収容されずにスピンドル３３に保持された状態が示されている。第２加工ツール２３ｂは、第１加工ツール２３と同様にスピンドル３３に保持される。第２加工ツール２３ｂは、歯肉部用被加工物２６（図８参照）を切削して歯肉部ＧＳ２（図６参照）を作製する際に用いられる加工ツールである。ツールマガジン３２には、第３加工ツール２３ｃも収容されている。第１加工ツール２３、第２加工ツール２３ｂおよび第３加工ツール２３ｃの直径を異なる値に設定してもよい。例えば、第１加工ツール２３、第２加工ツール２３ｂおよび第３加工ツール２３ｃの順で直径が小さくなるように設定してもよい。義歯部ＧＳ１を作製した後、歯肉部ＧＳ２を作製する際には、スピンドル３３による加工ツールの交換処理、すなわち、第１加工ツール２３を第２加工ツール２３ｂに交換する処理が実行される。

義歯部ＧＳ１の削り出しが終了した後、義歯作製装置１のフロントカバー７（図２参照）を開け、義歯部ＧＳ１がサポート部ＳＰにより繋がった状態の義歯部用被加工物２４を取り出す。そして、図８に示すように、義歯部ＧＳ１の下部および義歯部ＧＳ１と孔部２４ａの周壁部とを連結するように孔部２４ａの位置に歯肉部用被加工物２６を手作業により塗布する。なお、図８の斜線部分が歯肉部用被加工物２６である。歯肉部用被加工物２６が垂れることを防ぐため、義歯部用被加工物２４の孔部２４ａの下方に受け皿を設けるとよい。上記塗布の精度は高くなくてもよい。すなわち、歯肉部用被加工物２６を粗放に塗ってもよい。歯肉部用被加工物２６を塗布後、当該歯肉部用被加工物２６を硬化させる。

歯肉部用被加工物２６の硬化後、義歯作製装置１のフロントカバー７（図２参照）を開け、義歯部ＧＳ１が繋がった状態の義歯部用被加工物２４を保持部２５（図３参照）にセットする。制御装置５０の歯肉部加工制御部５０ｂ（図２参照）は、記憶装置５１（図２参照）に予め記憶された歯肉部ＧＳ２の３次元データに基づいてスピンドル３３の動作を制御する。これにより、歯肉部用被加工物２６が第２加工ツール２３ｂ（図４参照）によって削り出されて歯肉部ＧＳ２が作製される。なお、歯肉部ＧＳ２の削り出しの際に、上述のサポート部ＳＰはカットされる。以上により、図９に示すように、義歯部ＧＳ１および歯肉部ＧＳ２からなる義歯ＧＳ３を作製することができる。なお、歯肉部用被加工物２６の切削時にインプラント用の穴を形成するようにしてもよい。この場合、義歯ＧＳ３を例えばインプラントを埋め込んだ状態で固定する仮歯（いわゆるインプラントプロビジョナルレストレーション）として用いることもできる。

続いて、上記と重複するが、義歯作製処理のフローについて簡単に説明する。図１０に示すように、最初に、データ作成装置７０によって義歯部ＧＳ１の３次元データおよび歯肉部ＧＳ２の３次元データを作成する（ステップＳ１）。次に、義歯作製装置１の第１加工ツール２３により義歯部用被加工物２４の切削を行うことによって、義歯部ＧＳ１を作製する（ステップＳ２）。次に、義歯部ＧＳ１が繋がった状態の義歯部用被加工物２４を取り出し、歯肉部用被加工物２６を塗布し硬化させる（ステップＳ３）。次いで、歯肉部用被加工物２６が形成された義歯部用被加工物２４を義歯作製装置１に戻して、第２加工ツール２３ｂにより当該歯肉部用被加工物２６の削り出しを行うことによって、歯肉部ＧＳ２を作製する（ステップＳ４）。これにより、義歯部ＧＳ１および歯肉部ＧＳ２からなる義歯ＧＳ３が作製される。このように作製された義歯ＧＳ３を技工士が研磨することによって（ステップＳ５）、義歯ＧＳ３の作製が完了する。

以上のように、本実施形態によれば、３次元データに基づいて義歯部ＧＳ１を第１加工ツール２３による切削加工により作製し、３次元データに基づいて歯肉部ＧＳ２を第２加工ツール２３ｂによる切削加工により作製する。このように、義歯ＧＳ３を構成する義歯部ＧＳ１および歯肉部ＧＳ２を切削加工により形成することができるので、従来のように患者ごとに歯型を作製する必要がない。そのため、労力を従来よりも抑えて義歯ＧＳ３を作製することができる。

また、本実施形態によれば、義歯部用被加工物２４の外縁部２４ｂよりも径方向の内側の部分において孔部２４ａが形成されつつ当該孔部２４ａの内側に義歯部ＧＳ１が形成される。すなわち、義歯部用被加工物２４の外縁部２４ｂを切削対象とせずに残すようにする。このことによって、義歯部ＧＳ１を形成した後に、義歯部用被加工物２４を取り出して歯肉部用被加工物２６を塗布し、その後に義歯作製装置１に戻して保持部２５にセットする際に、セットし易くなる。このため、作業効率が向上する。

また、本実施形態によれば、孔部２４ａの周壁部の一部と義歯部ＧＳ１の一部とを連結する例えばピン状のサポート部ＳＰが形成される。これにより、形成された義歯部ＧＳ１が、サポート部ＳＰによって、加工後の義歯部用被加工物２４に接続された状態を維持することができる。このため、孔部２４ａに対する義歯部ＧＳ１の位置がずれることを防ぐことができるので、歯肉部用被加工物２６を塗布する際に義歯部ＧＳ１と歯肉部用被加工物２６との相対位置関係を認識することができる。これにより、歯肉部用被加工物２６を精度良く塗布することができる。

また、本実施形態によれば、義歯部ＧＳ１の下部および義歯部ＧＳ１と孔部２４ａの周壁部とを連結するように孔部２４ａの位置に歯肉部用被加工物２６が塗布される。このことによって、歯肉部用被加工物２６の塗布領域が認識し易くなり、作業効率が向上する。

また、本実施形態によれば、第１加工ツール２３および第２加工ツール２３ｂを収容するツールマガジン３２をケース１０内に設けるようにした。これにより、ケース１０内で加工ツールの交換を行うことによって、１台の義歯作製装置１で義歯部ＧＳ１および歯肉部ＧＳ２を作製することができる。

なお、上記実施形態では、技工士により歯肉部用被加工物２６が塗布されることとしたが、これに限定されるものではない。義歯作製装置１に塗布装置を設け、当該塗布装置により塗布するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、保持部２５により一つの義歯部用被加工物２４を保持する構成について説明したが、これに限定されるものではない。保持部２５に長尺状の固定部材を設けて、当該固定部材に複数の義歯部用被加工物２４を保持させる構成を採用してもよい。

また、上記実施形態では、義歯作製システム１００においてデータ作成装置７０に接続される義歯作製装置１を一台としたが、これに限定されるものではない。データ作成装置７０に対して複数の義歯作製装置１をそれぞれ接続するようにしてもよい。

さらに、上記実施形態では、加工ツール２３，２３ｂをＸＹＺ座標系において３次元的に移動させることとしたが、これに限定されるものではない。加工ツール２３，２３ｂを３次元的に移動させることができれば、例えば極座標系などを採用してもよい。

１義歯作製装置
８内部空間
１０ケース
２３第１加工ツール
２３ｂ第２加工ツール
２４義歯部用被加工物
２４ａ義歯部用被加工物の孔部
２４ｂ義歯部用被加工物の外縁部
２５保持部
２６歯肉部用被加工物
３２ツールマガジン（ツール収容部）
３３スピンドル（駆動装置）
５０制御装置
５０ａ義歯部加工制御部
５０ｂ歯肉部加工制御部
５１記憶装置
７０データ作成装置
１００義歯作製システム
ＧＳ１義歯部
ＧＳ２歯肉部
ＧＳ３義歯
ＫＢ記録媒体
ＳＰサポート部

Claims

義歯部の３次元データ、および前記義歯部の材質と異なる材質からなり前記義歯部を支持する歯肉部の３次元データを準備する工程と、
前記義歯部の３次元データを用いて、義歯部用被加工物を第１加工ツールにより切削することにより前記義歯部を形成する工程と、
形成された前記義歯部の少なくとも下部に歯肉部用被加工物を塗布し硬化させる工程と、
前記第１加工ツールを第２加工ツールに交換する工程と、
硬化した前記歯肉部用被加工物を前記歯肉部の３次元データを用いて前記第２加工ツールにより切削することにより前記歯肉部を形成する工程と、を備えた、義歯作製方法。