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公開番号2025085965
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023199693
出願日2023-11-27
発明の名称歯科医療用部材とその製造方法
出願人国立大学法人東京科学大学,地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター
代理人弁理士法人お茶の水内外特許事務所
主分類A61K 6/818 20200101AFI20250530BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】接着力に優れた歯科医療用部材とその製造方法を提供すること。
【解決手段】ジルコニア(Zr)材料を基体とし、前記基体が、シリコン(Si)イオンまたはリン(P)イオンが注入されたイオン注入領域を有し、表面から深さ20nm以内のイオン注入量が、2×10¹²個/cm²以上である歯科医療用部材、および、ジルコニア(Zr)材料からなる基体に対して、シリコン(Si)イオンまたはリン(P)イオンを注入してイオン注入領域を形成する工程を有し、表面から深さ20nm以内のイオン注入量が、2×10¹²個/cm²以上である歯科医療用部材の製造方法。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
ジルコニア（Ｚｒ）材料を基体とし、
前記基体が、シリコン（Ｓｉ）イオンまたはリン（Ｐ）イオンが注入されたイオン注入領域を有し、
表面から深さ２０ｎｍ以内のイオン注入量が、２×１０
１２
個／ｃｍ
２
以上であることを特徴とする歯科医療用部材。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
ジルコニア（Ｚｒ）材料からなる基体に対して、シリコン（Ｓｉ）イオンまたはリン（Ｐ）イオンを注入してイオン注入領域を形成する工程を有し、
表面から深さ２０ｎｍ以内のイオン注入量が、２×１０
１２
個／ｃｍ
２
以上であることを特徴とする歯科医療用部材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯科医療用部材とその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
歯科のう蝕（むし歯）治療において、う蝕部分を除去（切削）した後に人工材料を用いて歯冠修復を行い、咬合機能を回復させることが行われている。従来、いわゆる銀歯と呼ばれる銀を主体とする合金の金属材料が用いられているが、金属アレルギーのリスクがあること、審美的に劣ることから、メタルフリー部材への転換が図られている。
メタルフリー部材としては、コンポジットレジンとジルコニアが実用化されている。コンポジットレジンは、接着強度は十分であるが機械的強度はジルコニアに劣り、また着色しやすいという問題がある。一方、ジルコニアは、機械的特性に優れ、着色しにくく審美性にも優れているが、接着強度に劣るという問題がある。
【０００３】
歯科医療に用いるジルコニア材料は、歯科病院または歯科技工所で製造される。ジルコニア材料からなる歯科医療用部材は、接着力向上のために表面を粗面化してアンカー効果を高めるブラスト法などが行われているが、これは歯科医師の指示内容や歯科技工士の技量等によるバラツキが大きいという問題がある。
歯科医療用ではないが、医療用材料の研究として、人工股関節全置換術における表面処理に関する報告にて、イオン注入も含めていくつかの手法が報告されている（非特許文献１）。
また、歯科領域においては、インプラント体のチタン表面に対するイオン注入に関する報告がいくつか挙げられている（非特許文献２～４等）。国内からはセラミックス材へのフッ素イオン注入による表面改質の報告などが報告されている（非特許文献５）。一方ジルコニアに対する研究として、Ａｒイオン照射によるジルコニア多形体の構造的特性に関する報告があるものの、臨床と結びつく報告は未だ少ない（非特許文献６）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
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ＬａｍｐｅＩｅｔａｌ．，“Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｖｅｒｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｔｉｔａｎｉｕｍｓｕｒｆａｃｅｃｒｅａｔｅｄｂｙｉｏｎｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”，ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ，２０１９；１４：４７０９-４７２１．
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ＫｕｒｐａｓｋａＬｅｔａｌ．，“ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＡｒ－ｉｏｎｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｚｉｒｃｏｎｉａａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙＲａｍａｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ”，ＳｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍＡｃｔａＰａｒｔＡ：ＭｏｌｅｃｕｌａｒａｎｄＢｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒＳｐｅｃｔｒｏｓｃ，１９５，１５，１８４－１９０，２０１８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、接着力に優れた歯科医療用部材とその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題を解決するための手段は以下のとおりである。
１．ジルコニア（Ｚｒ）材料を基体とし、
前記基体が、シリコン（Ｓｉ）イオンまたはリン（Ｐ）イオンが注入されたイオン注入領域を有し、
表面から深さ２０ｎｍ以内のイオン注入量が、２×１０
１２
個／ｃｍ
２
以上であることを特徴とする歯科医療用部材。
２．ジルコニア（Ｚｒ）材料からなる基体に対して、シリコン（Ｓｉ）イオンまたはリン（Ｐ）イオンを注入してイオン注入領域を形成する工程を有し、
表面から深さ２０ｎｍ以内のイオン注入量が、２×１０
１２
個／ｃｍ
２
以上であることを特徴とする歯科医療用部材の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の歯科医療用部材は、接着力に優れている。本発明の歯科医療用部材は、イオン注入法という再現性に優れた手法を用いるため、作業者の手腕に依るところが小さく、所望の接着力を安定して発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
加速電圧１００ｋｅＶである実験１におけるシリコンイオン注入後のジルコニア基体の外観を示す画像。
実験１におけるシリコンイオン注入面の引張強度のイオン注入量の依存性を示すグラフ。
実験１におけるシリコンイオン注入面の表面粗さのイオン注入量の依存性を示すグラフ。
実験１におけるシリコンイオン注入面の接触角のイオン注入量の依存性を示すグラフ。
実験１で調製したサンプルのイオン注入なし（ｂｌａｎｋ）とＳｉイオン注入量１×１０
１５
個／ｃｍ
２
の領域（ｃ）との境界部分における、ＴＯＦ－ＳＩＭＳ測定による水酸基の存在比を示す画像。
実験１と、加速電圧５０ｋｅＶである実験２におけるシリコンイオン注入面の引張強度のイオン注入量の依存性を示すグラフ。
加速電圧５０ｋｅＶと１００ｋｅＶとにおけるＳｉイオンの深さ方向分布のシミュレーション結果を示すグラフ。
実験１、２のＳｉイオン注入量１×１０
１３
個／ｃｍ
２
、１×１０
１４
個／ｃｍ
２
、１×１０
１５
個／ｃｍ
２
における、表面から深さ２０ｎｍまでのＳｉイオン存在量（累積存在量）を示すグラフ。
実験３におけるリンイオン注入後のジルコニア基体の外観を示す画像。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
・歯科医療用部材
本発明の歯科医療用部材は、ジルコニア（Ｚｒ）材料を基体とし、
この基体が、シリコン（Ｓｉ）イオンまたはリン（Ｐ）イオンが注入されたイオン注入領域を有し、
表面から深さ２０ｎｍ以内のイオン注入量が、２×１０
１２
個／ｃｍ
２
以上である。
【００１０】
・基体
本発明の歯科医療用部材で用いる基体は、ジルコニア材料からなる。ジルコニア材料は、ジルコニアを主体とするものであればよく、酸化シリコン（ＳｉＯ
２
）、酸化アルミニウム（Ａｌ
２
Ｏ
３
）、酸化イットリウム（Ｙ
２
Ｏ
３
）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ
２
）、酸化ランタン（Ｌａ
２
Ｏ
３
）等を含むこともでき、また、Ｙ、３Ｙ－ＨＡ、４Ｙ、５Ｙ、６Ｙと呼ばれる歯科用ジルコニア材料を用いることもできる。ジルコニア材料は、ジルコニア（ＺｒＯ
２
）を、例えば８０質量％以上、８５質量％以上、９０質量％以上含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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