緒   言

天 然 歯 は 、 可 視 域 の 光 で 観 察 で き る 色 の 他 に 、 目 に 見 え な い 紫 外 域 の 光 を 吸 収 し 、 可 視 域 で 発 光 す る 蛍 光 特 性 を 有 し て い る 。 天 然 歯 は 、 エ ナ メ ル 質 − 象 牙 質 − 歯 髄 で 構 成 さ れ て お り 、 各 々 で 異 な っ た 蛍 光 性 を 示 す が 、 歯 全 体 と し て は 青 白 く 発 光 す る 。 ま た 、 紫 外 光 は 太 陽 光 、 昼 光 灯 、 及 び 蛍 光 灯 な ど 様 々 な 光 源 下 で 異 な り 、 太 陽 光 に お い て は 刻 一 刻 と 変 化 す る た め 天 然 歯 に お け る 色 調 も そ れ ら 光 源 環 境 に よ っ て 変 化 す る 。 さ ら に 、 近 年 紫 外 光 を 含 む ブ ラ ッ ク ラ イ ト の 使 用 が 生 活 環 境 の 一 部 で 見 ら れ る 様 に な っ て 来 た め た め 、 人 工 歯 と の 比 較 が 明 確 化 さ れ て き た 。 し た が っ て 、 メ タ ル セ ラ ミ ッ ク ス 用 陶 材 （ 以 下 陶 材 と す る ） は 天 然 歯 と 同 様 な 蛍 光 特 性 が 求 め ら れ る 。

そ こ で 、 天 然 歯 の 表 面 お よ び 断 面 、 さ ら に エ ナ メ ル 質 、 象 牙 質 の 細 部 に わ た り 、 紫 外 光 （ 波 長 ：365nm） 下 で 観 察 を 行 い 、 そ れ ら の 結 果 を も と に 陶 材 の 開 発 を 行 っ た 。 そ の 結 果 、 天 然 歯 に 近 い 自 然 な 蛍 光 特 性 を 有 す る 陶 材 ゼ オ セ ラ イ ト を 開 発 し た 。こ の 蛍 光 特 性 に つ い て 、 ゼ オ セ ラ イ ト と 天 然 歯 お よ び 市 販 品 と 比 較 検 討 し た 。

5.2.2 実 験 方 法

  比 較 検 討 し た 陶 材 は ゼ オ セ ラ イ ト 、 日 本 製 A, B、 ド イ ツ 製 C、 ア メ リ カ 製 D、 リ ヒ テ ン シ ュ タ イ ン 製 E を 用 い た 。

1) 蛍 光 観 察

  天 然 歯 と 陶 材 の 蛍 光 を 目 視 に て 観 察 し た 。 観 察 に 使 用 し た 天 然 歯

588N 60kgf/cm

で ペ レ ッ ト 状 （ φ11.5  t 5.0mm） に 成 型 し 、 各 社 焼 成 ス ケ ジ ュ ー ル で 真 空 焼 成 1 回 、 大 気 焼 成 1 回 の 計 2 回 焼 成 を 行 な っ た 。 焼 成 し た ペ レ ッ ト は 樹 脂 に 包 埋 し 、 耐 水 研 磨紙#180〜#2000 で 研 磨 後 、 ダ イ ヤ モ ン ド 液 （3μm、1μm） で 鏡 面 に 仕 上 げ た 。 試 験 片 は エ タ ノ ー ル で 表 面 を 洗 浄 し 、試 験 試 料 と し た 。試 験 片 の 厚 み は 2.70±0.05mmと し た 。 観 察 は 、 紫 外 域 の 光 源 と し て 365nm の UV ラ ン プ （ ス ペ ク ト ロ ニ ク ス 社 製 ） を 用 い て 暗 室 で 観 察 し た 。

2) 蛍 光 分 光 曲 線 の 測 定

  蛍 光 観 察 で 使 用 し た 天 然 歯 と 陶 材 焼 成 ペ レ ッ ト の 蛍 光 分 光 曲 線 の 測 定 を 行 っ た 。測 定 は 分 光 蛍 光 光 度 計 FP-750（ 日 本 分 光 製 ）を 用 い 、 励 起 波 長 365nm、 蛍 光 波 長 300〜600nm で 行 っ た 。

3) 組 成 分 析

  陶 材 の 組 成 分 析 を 蛍 光 X 線 分 析 装 置 RIX2000（ 理 学 社 製 ） を 用 い て 測 定 し た 。 な お 、 使 用 し た 陶 材 は ト ラ ン ス ル ー セ ン ト 陶 材 （ 無 色 透 明 ） を 使 用 し た 。

4) メ タ ル セ ラ ミ ッ ク ス 修 復 物 の 蛍 光 観 察

臨 床 的 試 験 と し て 、メ タ ル セ ラ ミ ッ ク ス 修 復 物 の 蛍 光 観 察 を 行 っ た 。 修 復 物 は 3 歯 ブ リ ッ ジ と し た 。 メ タ ル フ レ ー ム は 山 本 貴 金 属 地 金 ㈱ ク イ ン テ ス 52（52.0Au･1.0Pt･28.3Pd･13.0Ag） を 用 い て 作 製 し た 。 各 陶 材 の 色 調 は ビ タ シ ェ ー ド B1 と し オ ペ ー ク 、 デ ン チ ン 、 エ ナ メ ル 、

で 観 察 し た 。

5.2.3 結 果 ・ 考 察 1) 蛍 光 観 察

  図 5.2-1 に 天 然 歯 の 蛍 光 を 示 す 。 天 然 歯 は エ ナ メ ル 質 − 象 牙 質 − 歯 髄 で 構 成 さ れ て お り 、 蛍 光 は エ ナ メ ル 質 で 暗 く 、 象 牙 質 − 歯 髄 に 行 く に 従 い 、 明 る く 観 察 さ れ た 。 即 ち 、 可 視 光 で 観 察 さ れ る 色 調 と 同 様 、 蛍 光 も 一 様 で な く 歯 髄 、 象 牙 質 、 エ ナ メ ル 質 そ れ ぞ れ に よ り 異 な る 事 を 示 す 結 果 で あ っ た 。

  図 5.1-2 に 各 陶 材 焼 成 ペ レ ッ ト の 蛍 光 を 示 す。 そ の 蛍 光 性 は 様 々 で 色 調 は ゼ オ セ ラ イ ト 、A,B,C,E 陶 材 が 青 〜 白 系 、D 陶 材 の み が 緑 系 に 観 察 さ れ 、 明 る さ は A 陶 材 が 特 に 、 明 る く 観 察 さ れ た 。

Figure 5.2 -1 Fluorescence of natural teeth under 365nm light.

Figure 5.1 -2 Fluorescence of porcelains under 365nm light (A, B, C, D and E are other company’s products).

  図 5.2-3 に 蛍 光 観 察 で 使 用 し た 天 然 歯 と 陶 材 焼 成 ペ レ ッ ト の 蛍 光 分 光 曲 線 を 示 し 、 図 中 365nm 近 傍 の 大 き な ピ ー ク は 励 起 光 源 で あ る 。 一 般 的 に 、 ヒ ト が 色 と し て 確 認 で き る 波 長 は 約 400〜 700nm で 、 図 中 上 段 に 色 を 示 す 。 天 然 歯 は 、 約 400〜 600nm に か け て な だ ら か に 減 少 す る 蛍 光 を 示 し 、 ゼ オ セ ラ イ ト が 天 然 歯 に 最 も 近 い 蛍 光 特 性 を 示 し て い る こ と が 確 認 で き る 。 ま た 、 A 陶 材 は 約 400〜 430 nm に 大 き な ピ ー ク を 持 つ 蛍 光 で 、 明 る く 紫 白 い 色 調 を 示 す 。 B 陶 材 は 約 430 と 480 nm 付 近 に ブ ロ ー ド な ピ ー ク を 持 つ 蛍 光 で 青 緑 色 を 示 す 。 D 陶 材 は 約 4 8 0 と 540 nm に は っ き り と し た ２ つ の ピ ー ク を 持 つ 蛍 光 で 淡 い 緑 色 で 、 Ｅ 陶 材 は 、 明 瞭 な ピ ー ク を 持 た ず 短 波 長 か ら 急 激 に 減 少 す る 蛍 光 で 暗 い 紫 色 光 を 示 す 。い ず れ に し て も 、 ゼ オ セ ラ イ ト が 天 然 歯 に 一 番 近 い 蛍 光 性 を 示 し 、 他 の 陶 材 は い ず れ も 少 し 異 な っ た 蛍 光 を 示 し た 。   

Figure 5.2 -3 Fluorescent spectrum curve of natural tooth and porcelain under 365nm light (A, B, C, D and E are other company’s products).

表 5.2 -1 に 各 陶 材 の 組 成 分 析 値 を 示 す 。 各 陶 材 の 主 成 分 は 、SiO2, Al2O3, K2O お よ び Na2O で 構 成 さ れ て お り 、 蛍 光 に 関 与 し て い る 成 分 と し て ゼ オ セ ラ イ ト は CeO2,Tb4O7 が 含 有 さ れ て い る 事 が 特 徴 で あ る 。 ま た 、 ゼ オ セ ラ イ ト 、A，B お よ び C 陶 材 に Y2O3が 含 ま れ て い る こ と に つ い て は 、 蛍 光 顔 料 （Ce を ド ー プ し た Y2SiO5） の 添 加 を 示 唆 し て い る 。

Table 5.2-1 Composition of porcelain (A, B, C, D and E are other company’s products)

ZEO CE LIGHT A B C D E

（Japan） （Japan） （Japan） （German （U.S.A.） (Liechtenstein) y ）

SiO2 62.5 64 63.1 65.1 63.1 60.1

Al²O³ 16 15 15.6 14.5 10.4 15.4

K2O 11 10 11.1 12.8 10.1 10.7

Na²O 7.72 8.3 8.13 5.27 7.47 7.45

MgO 0.34 0.6 0.59 0.02 3.46 ―

CaO 1.29 0.87 1.32 0.7 2.28 1.08

BaO ― 0.03 ― 0.22 ― 1.52

Sb²O³ ― 0.77 0.05 0.72 ― ―

CeO2 0.69 0.02 0.01 0.03 0.19 ―

Tb⁴O⁷ 0.42 ― ― ― 2.82 ―

F ― ― ― 0.38 ― 0.79

Y²O³ 0.02 0.19 0.17 0.03 ― ―

Fe2O3 0.0099 0.032 0.086 0.033 0.053 0.025  (wt%)  

Li, B：Non-Aanalysis

図 5.2-4 に 各 陶 材 製 メ タ ル セ ラ ミ ッ ク ス 修 復 物 の 蛍 光 写 真 、表 5.2 -2 に 目 視 に よ る 各 陶 材 製 メ タ ル セ ラ ミ ッ ク ス 修 復 物 と 天 然 歯 の 蛍 光 比 較 を 示 す 。  

ゼ オ セ ラ イ ト は 天 然 歯 と 同 様 な 青 白 い 色 調 を 示 し て い る 。A 陶 材 は 、 や や 白 く ま た 、 明 る さ が 陶 材 の 厚 み の 違 い に よ っ て 異 な り 、 陶 材 の 厚 み が 1mm 以 下 の 部 分 で は 少 し 暗 く 観 察 さ れ た 。B 陶 材 は A 陶 材 と 同 様 、 厚 み の 薄 い 部 分 は 少 し 暗 く 観 察 さ れ 、 ま た 、 強 く 蛍 光 を 発 す る 粒 状 の も の が 全 体 に 観 察 さ れ た 。C 陶 材 は A,B 陶 材 に 見 ら れ た 陶 材 の 厚 み に よ る 蛍 光 の 差 は 観 察 さ れ ず 、 D 陶 材 は 、 先 に 述 べ た 焼 成 ペ レ ッ ト の 観 察 、 ス ペ ク ト ル デ ー タ と 同 様 に 緑 色 を 呈 し 、 Ｅ 陶 材 は 色 調 が 部 分 的 に 異 な り 歯 頚 部 付 近 で 緑 、 切 縁 に か け て 焼 成 ペ レ ッ ト で 観 察 さ れ た 同 様 な 紫 色 を 呈 し た 。 い ず れ に し て も ゼ オ セ ラ イ ト 以 外 は 天 然 歯 と 異 な る 蛍 光 を 示 し た 。  

最 後 に 、図 5.2‑5 は 上 顎 1 番 の 天 然 歯 と ゼ オ セ ラ イ ト 製 人 工 歯 の 蛍 光 を 示 す 。 ゼ オ セ ラ イ ト は 天 然 歯 と 同 様 な 蛍 光 性 を 示 し て い る こ と が 観 察 さ れ ま す 。 こ れ は 、 ゼ オ セ ラ イ ト が す べ て の 色 調 の 陶 材 に 蛍 光 特 性 を 付 与 し て い る た め 、 通 常 の 築 盛 に よ っ て 天 然 歯 と 同 様 な 蛍 光 特 性 を 再 現 す る こ と が で き る 事 を 示 す 。 

Figure 5.2 -4 Metal -ceramic restorations under 365nm light (A, B, C, D and E are other company’s products).

Figure 5.2 -5 Fluorescence of a natural tooth and ZEO CE LIGHT.

Table 5.2 -2 Visual evaluation with the natural tooth in the fluorescence characteristic

本 研 究 は 、 蛍 光 特 性 に お い て 天 然 歯 の 表 面 、 断 面 、 エ ナ メ ル 質 、 象 牙 質 な ど の 蛍 光 を 詳 細 に 観 察 、 そ れ ら の 結 果 を 参 考 に 、 蛍 光 性 を 付 与 し た 陶 材 ゼ オ セ ラ イ ト を 開 発 した 。

  ゼ オ セ ラ イ ト と 5 種 の 陶 材 に つ い て 、 陶 材 焼 成 体 、 メ タ ル セ ラ ミ ッ ク ス 修 復 物 を 作 製 し 、 そ れ ら の 蛍 光 写 真 、 蛍 光 ス ペ ク ト ル を 示 し 、 天 然 歯 と の 違 い を 明 確 に し た こ と に よ り 以 下 の 結 果 を 得 た 。 

１ ．   各 陶 材 の 蛍 光 性 は 様 々 で あ っ た 。  

２ ．   蛍 光 強 度 お よ び 色 調 が 天 然 歯 と 全 く 異 な る 陶 材 も 見 ら れ た 。 ３ ．   ゼ オ セ ラ イ ト は 、天 然 歯 と 同 様 な 蛍 光 特 性 を も つ こ と が 明 ら か

に な っ た 。

文   献

山 添 正 稔 ， 田 中 秀 和 ， 星 川 武 ， 山 本 裕 久 ， 安 楽 照 男 ： 金 属 焼 付 用 陶 材 の 蛍 光 特 性 ， 日 本 歯 科 技 工 学 会 雑 誌 ：86~89，2001

5.3.1  緒 言  

  ア ン ケ ー ト 調 査 （ 調 査 集 計 ： 1 0 1 件 ） を 行 っ た と こ ろ 、 補 修 用 陶 材 の 使 用 術 者 は 74％ と 非 常 に 多 か っ た（ 図 5.3‑1）。ま た 、そ の 使 用 途 は 、 対 合 歯 や 隣 接 歯 と の コ ン タ ク ト 部 の 補 足 が 1 番 多 く 49％ 、次 い で 気 泡 や ク ラ ッ ク の 補 修 が 4 0％ 、 マ ー ジ ン 部 の 補 修 ･ 補 足 が 7％ 、 そ の 他 4％

で あ っ た （ 図 5.3‑ 2）。こ れ ら の 補 修 は 、 い ず れ も 補 綴 物 完 成 後 の 部 分 的 な 個 所 に 限 定 し て 行 わ れ て い る と は い え 、 不 可 欠 な 状 況 下 に あ る 事 が 分 か る 。 こ れ ら で の 補 修 は 、 焼 成 さ れ た エ ナ メ ル 陶 材 の 表 面 性 状 や 形 状 に 影 響 を 及 ぼ さ な い 、 低 温 で 焼 成 で き る こ と が 望 ま れ る 。 こ の 低 融 化 に は フ ラ ッ ク ス 成 分 の 増 量 を 伴 う た め に 、 機 械 的 、 熱 的 、 化 学 的 特 性 等 に 問 題 が 生 じ る 。  

そ こ で 、補 修 陶 材 の 物 理 ･ 化 学 的 特 性 お よ び 補 修 移 行 部 の 観 察 、およ び 臨 床 的 検 討 に つ い て 、 ゼ オ セ ラ イ ト と 他 社 陶 材 と の 比 較 検 討 を 行 っ た 。  

  5.3.2  実 験 方 法  

本 実 験 に 使 用 し た 陶 材 は 、 ゼ オ セ ラ イ ト お よ び 他 の 市 販 陶 材 （ 日 本 製 、 A,B、 ヨ ー ロ ッ パ 製 C,E、 ア メ リ カ 製 D） を 用 い た 。 使 用 陶 材 の 種 類 、 焼 成 ス ケ ジ ュ ー ル 、 お よ び 臨 床 的 検 討 実 験 に 使 用 し た 合 金 の 組 成 と 熱 膨 張 係 数 を 表 5.3 ‑1〜 3 に 示 す 。  

図 5.3‑1  補 修 用 陶 材 の 使 用 術 者    

   図 5.3‑ 2  補 修 用 陶 材 の 使 用 用 途   稀 に 使 用 す

る 58%

よく使用する

16% 使用しない

26%

調査集計：101件

そ の 他 クラックの補修 4 %

5 % マ ー ジ ン の 修 正

7 %

気 泡 の 修 正 35%

コンタクトエリア 49%

調査集計：101件

（複数回答）

Table 5.3‑ 1 Products name and producing country of commercial porcelains for tests used 

Table 5.3‑2  Firing schedule of repairing and dentine/enamel porcelain light (A, B, C, D an d E are other company’s products) 

Table 5.3‑ 3 Composition and coefficient of thermal expansion of noble metal for dental ceramics for tests used 

1) Ｘ 線 回 折 分 析 

イ ト に つ い て は 、 主 要 な ピ ー ク 12 本 か ら 結 晶 量 を 求 め た 。 2)  熱 膨 張  

試 験 片 の 作 製 は 、 ス テ ン レ ス 製 冶 具 を 用 い て 乾 式 で 784N

（80kgf/cm²） の 荷 重 で 角 柱 状 （5.0×6.5×23.0mm） に 成 型 し た 。 焼 成 は 歯 科 用 ポ ー セ レ ン フ ァ ー ネ ス （ デ ン ケ ン 社 製 ） を 用 い 表 4.3 -2 に 示 す 各 陶 材 指 定 の 焼 成 ス ケ ジ ュ ー ル で 行 っ た 。 な お 、 試 験 片 は 各 陶 材 に つ き 2 検 体 作 製 し た 。 試 験 片 の 調 整 は 、 エ メ リ ー 紙 （ ＃180） を 用 い て 4.0×5.0×20.0mm、 両 端 面 の 平 行 度 が ±0.025mm 以 内 と な る よ う に 軸 方 向 に 垂 直 に 調 整 し た 。測 定 は 熱 膨 張 測 定 機 TD5010S（ マ ッ ク サ イ エ ン ス 社 製 ） を 用 い て 大 気 中 に て 昇 温 速 度 5℃/min で 行 い 50〜 500℃ の 平 均 線 膨 張 係 数 を 求 め た 。 ま た 、 ガ ラ ス 転 移 温 度 が 500℃ 以 下 の も の に つ い て は 、50〜400℃ の 平 均 線 膨 張 係 数 を 求 め た 。 

3)   粒 度 分 析  

測 定 は 、 レ ー ザ ー 回 折 式 粒 度 分 布 測 定 装 置 SALD‑2000A（ 島 津 製 作 所 社 製 ） を 用 い て 行 い 、 粒 度 形 状 は 、 走 査 型 電 子 顕 微 鏡 （ 日 立 ハ イ テ ク ノ ジ ー ズ 製 ） を 用 い て 観 察 を 行 っ た 。  

4)   補 修 部 の 観 察  

試 験 片 の 作 製 は 、 表 4.3 -1 に 示 す 各 社 デ ン チ ン ･ エ ナ メ ル 陶 材 を 乾 式 で 588N（60kgf/cm²） の 荷 重 で ス テ ン レ ス 製 冶 具 を 用 い て ペ レ ッ ト 状 （ 直 径 φ ：11.5、 厚 さ t ：5.0mm） に 成 型 し 、 焼 成 は 歯 科 用 ポ ー セ レ ン フ ァ ー ネ ス （ デ ン ケ ン 社 製 ） を 用 い 、 表 5.3 -2 に 示 す 焼 成 ス ケ ジ ュ ー ル で 行 っ た 。 な お 、 ゼ オ セ ラ イ ト 、D、E 陶 材 は 、 未 焼 結 で あ