JP2002224142A - 歯科用補綴物の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる歯科用
補綴物の作製方法の最大の問題点である歯科用補綴物の
設計の難しさを解消することによって、精度が良く、口
腔内適合性に優れた歯科用補綴物の作製方法を提供す
る。 【解決手段】 歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステム
を利用して作製する方法であって、計測センターでは患
者の口腔内を印象採得して作製された石膏模型又は患者
の口腔内を撮影した画像を基に計測した口腔内形状の三
次元座標情報をデジタル信号として蓄積し、得られた計
測データを設計センターに送信し、設計センターでは受
信した計測データに基づき図形表示装置上に口腔内形状
を三次元グラフィックで再現し、歯科用補綴物形状を設
計しデジタル信号として蓄積し、得られた歯科用補綴物
の設計データを加工センターへ送信し、加工センターで
は受信した設計データを切削・研削加工機に加工指令と
して伝達してブロック材料を切削加工することにより歯
科用補綴物を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インレー、クラウン、
ブリッジ等の歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭ装置を利用
して作製する歯科用補綴物の作製方法に関するものであ
り、更に詳細には、通信手段を利用したデータの送受信
により、歯科用補綴物の設計をＣＡＤ設計の専門知識を
有する歯科技工士を配置した設計センターで行う歯科用
補綴物の作製方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インレー，クラウン，ブリッジ等
の歯科用補綴物の作製は、ロストワックス鋳造法により
金属材料やセラミックス材料を鋳造して作製する方法が
一般的に採用されている。また、審美性に主眼を置いた
セラミックインレー，オールセラミッククラウン等の歯
科用補綴物は、耐火模型材上での陶材の築盛及び真空電
気炉での焼成により作製されている。

【０００３】通常、ロストワックス鋳造法による歯科用
補綴物の作製は、次のような手順で行われている。即
ち、口腔内を印象採得して得られた印象に石膏を注入・
硬化させて作製した石膏模型上で、修復する補綴物形状
をワックスを用いて作製し、得られた蝋型を耐火埋没材
中に埋没させ、埋没材の硬化後に電気炉中に入れて加熱
して蝋型を焼却させて得られた鋳型に金属やセラミック
ス材料を鋳造し、冷却後、鋳造物を埋没材から掘り出
し、切削・研磨して目的とするインレーやクラウン等の
歯科用補綴物が作製されている。また、セラミックイン
レー，オールセラミッククラウン等の場合には、耐火模
型材を用いて複模型を作製し、この複模型上に陶材を築
盛して目的とする歯科用補綴物形態を形成し、真空焼成
炉で焼成した後、耐火模型材を除去し、形態修正，研磨
を行う方法で作製されている。

【０００４】このような歯科用補綴物は、齲蝕の状態や
口腔内形状は患者一人一人によって異なるため、作製す
る歯科用補綴物も患者一人一人によって異なり、対合歯
や隣在歯の関係や咬合関係等を考慮して歯科技工士の勘
と経験に基づき形態が設計されて作製されている。しか
も前述のように歯科用補綴物の作製作業は繁雑で手作業
の工程が多いにも拘らず、更に完成した歯科用補綴物に
は数μｍ単位の極めて高い寸法精度が要求されるため、
歯科技工士の熟練ばかりでなく多大な時間と手間とが必
要となっている。

【０００５】このようなことから、一定品質の歯科用補
綴物を短時間で安定して多く供給できる方法として、近
年、コンピュータを利用して画面上でインレー，クラウ
ン，ブリッジ等の歯科用補綴物の設計を行い、切削加工
によって歯科用補綴物を作製するＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムが注目され、セレックシステム（独、シーメンス社の
システム）に代表されるようなＣＡＤ／ＣＡＭシステム
を用いた歯科用補綴物の設計・作製システムが注目され
てきている。このＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、支台歯形
成や窩洞形成した歯牙や場合によっては隣在歯や対合歯
の形状を読み取り、読み取った歯牙の形状を基に目的の
歯科用補綴物をコンピュータを用いて設計し、レジン硬
化体，セラミック焼結体，金属体等のブロック状材料を
自動切削加工機にセットして切削加工して目的とする歯
科用補綴物を作製する方法である。

【０００６】このＣＡＤ／ＣＡＭシステムは、前述のよ
うな鋳造による方法等と比較して効率良く歯科用補綴物
を作製でき、設計が適切に行われていれば完成した歯科
用補綴物の精度も高く、口腔内への適合精度に優れた歯
科用補綴物を作製できる特長がある。しかし、ＣＡＤ／
ＣＡＭシステムでは、最終的な歯科用補綴物の形状を決
定する（形状を加工用の情報にする）計算はコンピュー
タで自動計算が可能であるが、齲蝕の状態や口腔内形状
は患者一人一人によって異なるため、その基となる歯科
用補綴物の理想的な形状付与を行う設計は最終的には人
手によって行うことが必要であり、この歯科用補綴物の
形状を設計し決定するためには、歯牙の解剖学的形状に
基づく熟練した歯科技工の知識や技術は勿論のこと、高
度なＣＡＤの設計操作の知識と技術とが求められ、この
設計操作の難しさに起因して適合精度に優れた理想的な
歯科用補綴物を作製することが難しく、ＣＡＤ／ＣＡＭ
システムの普及が阻害される一因となっている。

【０００７】更に、現在の歯科用補綴物は、その大部分
がロストワックス鋳造法で作製されることから、歯科技
工士学校等でもロストワックス法による歯科用補綴物の
作製方法については充分に教育が行われているが、ＣＡ
Ｄ／ＣＡＭシステムを用いた歯科用補綴物の作製方法に
ついてはほとんど教育されていないのが現状である。そ
のため、技工所等でＣＡＤ／ＣＡＭ装置を導入しても、
ＣＡＤの知識や技術が充分とは言い難い歯科技工士が理
想的な歯科用補綴物の設計を行うことは非常に難しく、
完成した歯科用補綴物の寸法精度や適合精度も、期待さ
れたほど良好なものは得られておらず、作製効率も期待
されているほど優れた状況にはなっていないのが現状で
ある。更に、従来のＣＡＤ／ＣＡＭシステムでは測定と
設計と加工とを行う機材を全て一ケ所に設置することが
要求されており、機材が高価なこともあって大きな技工
所や歯科医院等を除き一般の技工所には普及していると
は言えない状況にある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、前記
した従来のＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる歯科用補綴物
の作製方法の最大の問題点である歯科用補綴物の設計の
難しさを解消することによって、ＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムの本来の目的である、一定品質の歯科用補綴物を短時
間で安定して数多く供給でき、しかも作製された歯科用
補綴物を精度が良く、口腔内適合性にも優れたものにす
ることができる歯科用補綴物の作製方法を提供すること
を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく鋭意研究の結果、技工所，歯科医院等の計測
センターで口腔内形状を計測したデータを通信手段を利
用して設計センターに送付し、ＣＡＤ／ＣＡＭシステム
において最も難しい歯科用補綴物の設計行程を、熟練し
た歯科技工の知識と技術とを有し且つ充分なＣＡＤの設
計操作の知識と技術とを有する専門家を配した設計セン
ターが担当することによって、理想的な歯科用補綴物形
状の設計を集中的に行い、その後、この専門家による設
計データを通信手段を利用して加工センターに送信し、
ＣＡＭ装置に入力して切削加工することによって、得ら
れた歯科用補綴物は患者の口腔内に極めて良好に適合す
るものとなり、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を利用した歯科用補
綴物の作製を効率良く行えることを究明して本発明を完
成したのである。

【００１０】即ち、本発明に係る歯科補綴物の作製方法
は、歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステムを利用して
作製する方法であって、計測センターでは、患者の口腔
内を印象採得して作製された石膏模型を基に計測した口
腔内形状又は患者の口腔内を撮影した画像を基に計測し
た口腔内形状の三次元座標情報をデジタル信号として蓄
積し、得られた計測データを通信手段を使用して設計セ
ンターに送信し、設計センターでは、受信した計測デー
タに基づき図形表示装置上に口腔内形状を三次元グラフ
ィックで再現した後に、歯科用補綴物形状を設計しデジ
タル信号として蓄積し、得られた歯科用補綴物の設計デ
ータを通信手段を使用して加工センターへ送信し、加工
センターでは、受信した設計データを切削・研削加工機
に加工指令として伝達してブロック材料を切削加工する
ことにより歯科用補綴物を作製することを特徴とする歯
科用補綴物の作製方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る歯科補綴物の作製方
法を実施するには、先ず、歯科医院等で歯科用印象材を
用いて患者の口腔内（歯牙形状や歯列形状）を印象採得
して石膏模型を作製する。例えば、患者の下顎左側６番
のクラウンをレジン材料を用いて作製する場合には、形
成した支台歯（下顎左側６番）とその隣在歯（例えば下
顎左側５番と７番）の歯列形状と対合歯側（上顎左側５
〜７番等の目的部位と対合関係にある歯列）の歯列形状
とを歯科用シリコーン印象材のような精密印象材で印象
採得し、この採得した印象により歯科用石膏を用いてそ
れぞれ分割可撤式の石膏模型を作製する。ここで支台歯
としては、天然歯の歯冠部又は歯根部を切削形成したも
のである場合に他に、欠如歯部の顎骨内に埋入したイン
プラントフィクスチャーの口腔内側に固定されて歯科補
綴物の下部構造体が固着されるようになっている場合も
ある。

【００１２】次いで、作製された石膏模型の三次元座標
を計測できる計測器が設備されている計測センターで石
膏模型の三次元座標を計測しデジタル信号として蓄積
し、得られた計測データを通信手段を使用して設計セン
ターに送信する。この際、石膏模型の三次元座標の計測
器が設備されている計測センターは通常、技工所，歯科
医院等である。

【００１３】計測センターでは、分割可撤式石膏模型の
支台歯部分を計測台に歯科用ユーティリティーワックス
等を用いて固定し、計測器を用いて支台歯の三次元座標
情報を計測し、次いで支台歯側の歯列形状と対合歯側の
歯列形状との三次元座標情報を計測する。この際、上下
顎の歯列の位置関係は、予め上下顎の石膏模型を計測す
る際に基準点を設けておき、上顎歯列の石膏模型計測情
報と下顎歯列の石膏模型計測情報との基準点を合わせる
ことで上下顎歯列の位置関係を図形表示上でグラフィッ
ク表示できるようにしておくことが好ましい。なお、支
台歯の三次元座標情報を計測する計測器としては、非接
触式の計測器を用いると、石膏模型の再利用や歯科医院
等へ返却して歯科医院等が後日の治療の参考資料と使用
する場合の弊害にならないので好ましい。

【００１４】非接触式の測定器としてはレーザー測定器
を用いることが好ましく、レーザー測定器を用いる場合
は石膏模型を黒系に着色しておくとレーザー光の散乱を
低減することができ好ましい。石膏模型の三次元座標情
報の計測が終了したら、得られた三次元座標情報をデジ
タル信号としてコンピューター内のメモリやフロッピー
（登録商標）ディスク，ＭＯ等の外部保存装置等に蓄積
する。

【００１５】一方、患者の口腔内を撮影した画像を基に
計測して口腔内形状の三次元座標情報を得る方法として
は、先ず、歯科医院等で歯科で一般的に用いられている
口腔内カメラ等を用いて患者の口腔内の目的とする歯牙
に対して方向を変えて複数（好ましくは５〜６枚）の画
像を撮影する。次いで、測定器が設備されている計測セ
ンターで、これらの画像を基にコンピューターを用いた
三次元データへの変換処理による計測を行い、口腔内形
状の三次元座標情報を得る。

【００１６】このようにして得られた計測データは計測
センターからＥメール，インターネット等の通信手段を
利用して設計センターに送信される。この計測データの
通信時には患者の口腔内部位の測定データの他に、患者
の氏名，年齢，口腔内写真，識別番号の情報も同時に通
信され、これらの測定情報には暗号等を付与して患者の
プライバシーを保護することが好ましい。また、計測セ
ンターから計測データを設計センターに送信した際に、
受信した設計センターから自動的に設計データの返送予
定日が通知される設定がされていることが好ましい。

【００１７】設計センターでは、ＣＡＤ／ＣＡＭシステ
ムにおいて最も難しい歯科用補綴物の設計行程を担当す
るため、少なくとも設計処理のための設備を保有し、熟
練した歯科技工の知識と技術とを有し、且つ充分なＣＡ
Ｄの設計操作の知識と技術とを有する専門家が配置され
ており、計測センターから送信されてきた計測データに
基づき、例えばコンピューターのＣＲＴ画面等の図形表
示装置を使用し、図形表示装置上に表示した口腔内形状
の三次元グラフィックを基に理想的な歯科用補綴物の形
状となる歯科用補綴物の設計処理を行う。

【００１８】具体的には、先ず、図形表示装置に支台歯
形状の三次元グラフィック表示を行い、必要に応じて支
台歯の隣在歯や対合歯等の形状を三次元グラフィック表
示する。この時、目的の歯科用補綴物の大まかな形状情
報を予めコンピューターのデータベース内に蓄積してお
き、このデータベースから必要に応じて取り出して支台
歯（前記の場合は下顎左側６番）の形状情報に画像上で
合成することが好ましい。この歯科用補綴物の大まかな
形状情報としては、人の標準的な歯牙の形状が蓄積され
ており、標準的な歯牙の形状は歯科の部位毎の標準形状
であっても良いし、更に、年齢，性別等で異なる形状情
報を付加することも好ましく、予め記録しておいた患者
本人の健全な状態の時の歯牙の形状情報を用いることも
できる。クラウンの場合には、位置関係を図形表示装置
上に三次元グラフィック表示し、両者間の空間スペース
に収まるように任意にクラウン形状を設計し、図形表示
装置上で咬合関係をシュミレーションしてコンタクトポ
イントなど対合歯との関係の調整を行い、クラウン形状
を決定する。また、歯科用補綴物がブリッジの場合には
欠如歯部分も設計することが必要であるが、この場合に
は上記方法により設計した欠如歯部の両側に位置するク
ラウンの外形線の任意の位置に接触点を設け、適宜の大
きさの欠如歯部分（ポンティック部分）を設計した後、
図形表示装置上で対合歯との関係の調整と着脱方向の確
認とを行い、ブリッジ形状を決定する。また、必要に応
じて歯科用補綴物に裂溝を付与したり変形させたりする
ことも可能である。なお、これらの歯科用補綴物の設計
の際にも、予め登録しておいたブリッジの標準データを
用いると設計を容易に進めることができる。また、歯科
補綴物が前歯等で審美性が要求される場合には、歯科用
補綴物の唇面部や咬合面部等を歯冠用レジンやポーセレ
ンベニア等で作製するように一定厚みだけオフセットを
かけて設計しても良いことは勿論である。

【００１９】次いで、支台歯のマージンラインに歯科用
補綴物のマージンを合わせる設計操作と、歯科用補綴物
にセメントスペースを確保するための設計操作とを行
う。図形表示装置に三次元グラフィック表示された歯科
用補綴物に対して支台歯の形状に基づき歯科用補綴物の
マージンの外形線を変形させて歯科用補綴物のマージン
が支台歯のマージンラインに一致するように設計した
後、セメント層を確保するため一定の部位・厚みをその
分だけオフセットをかけて設計する。なお、セメント層
を確保するための一定部位とその厚みは、一般的にマー
ジン部から０.２〜２ｍｍ程度上方で厚さ２０〜１５０
μｍ程度であることが好ましい。歯科用補綴物の形状が
決定したら、加工するブロック材料の材質や大きさ等を
図形表示装置上で設定し、加工の際の支持部となるレス
トを図形表示装置上で付加する。レストは鋳造のスプル
ー線に相当し図形表示装置上で円筒形状で三次元グラフ
ィック表示され、マウス等の装置を用いて移動・回転・
径の変更を行い、咬合面やマージン部を避けるように形
態的に最も適した位置に設定する。その後、コンピュー
ターによる自動処理により設定した材料の大きさと作製
する歯科用補綴物の大きさとを比較し、設計された歯科
用補綴物が使用する材料より大きい場合はレストの設定
位置を変更するか、使用予定である材料をより大きめの
ものに変更する。以上のように歯科用補綴物の設計のた
めの条件を決めた後、最終的なコンピューターによる自
動計算（いわゆるＣＡＤの計算）を行い、その計算結果
である設計情報をデジタル信号としてコンピューター内
のメモリやフロッピーディスク，ＭＯ等の外部保存装置
等に蓄積する。

【００２０】このようにして得られた設計データは、設
計センターからＥメール，インターネット等の通信手段
を利用して加工センターに送信される。この設計データ
の送信時には、使用するブロック材料に関する形状，色
調，型番等の情報も同時に送信されることが好ましい。
このようにＣＡＤ／ＣＡＭシステムにおいて最も難しい
歯科用補綴物の設計行程が設計センターの専門家により
行われるため、理想的な形態で適合精度に優れた歯科用
補綴物の設計が効率良く行えるのである。

【００２１】加工センターには、少なくともＣＡＤ／Ｃ
ＡＭシステムの切削・研削加工機が設備されており、設
計センターから送信されてきた設計データがＮＣ制御の
切削・研削加工機に加工指令情報として伝達される。同
時に、使用するブロック材料が選択されて自動切削加工
機に取り付けられ、ダイヤモンドバーやカーバイドバー
等の切削具を用いて設計センターでの設計データに基づ
き切削加工されて、歯科用補綴物が作製される。なお、
作製された歯科用補綴物は石膏模型を用いた場合は計測
センターに送られ、最初に計測した石膏模型上にセット
されて、歯科医院に戻されることになる。ここで、本発
明に係る歯科用補綴物の作製方法においては、ＣＡＤ／
ＣＡＭシステムの計測器と切削・研削加工機の両装置が
同一の技工所等に設備されている場合には、加工センタ
ーは計測センターと同一施設になってもよいことは勿論
である。

【００２２】

【発明の効果】以上に詳述したように、本発明に係る歯
科補綴物の作製方法は、ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用
した歯科用補綴物の作製において、最も難しい歯科用補
綴物の設計行程を、通信手段を利用することにより設計
センターの専門家が担当することで、理想的な形態で適
合精度に優れた歯科用補綴物を作製することができたも
のであり、このような利点を有する本発明に係る歯科補
綴物の作製方法の歯科分野に貢献する価値は非常に大き
なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂本 友貴 東京都板橋区蓮沼町76−１ 株式会社ジー シー内 Ｆターム(参考） 4C059 DD02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯科用補綴物をＣＡＤ／ＣＡＭシステム
   を利用して作製する方法であって、 計測センターでは、患者の口腔内を印象採得して作製さ
   れた石膏模型を基に計測した口腔内形状又は患者の口腔
   内を撮影した画像を基に計測した口腔内形状の三次元座
   標情報をデジタル信号として蓄積し、得られた計測デー
   タを通信手段を使用して設計センターに送信し、 設計センターでは、受信した計測データに基づき図形表
   示装置上に口腔内形状を三次元グラフィックで再現した
   後に、歯科用補綴物形状を設計しデジタル信号として蓄
   積し、得られた歯科用補綴物の設計データを通信手段を
   使用して加工センターへ送信し、 加工センターでは、受信した設計データを切削・研削加
   工機に加工指令として伝達してブロック材料を切削加工
   することにより歯科用補綴物を作製することを特徴とす
   る歯科用補綴物の作製方法。