Three-dimensional data creation method of the outer peripheral position of the occlusal surface side of the keeper for the abutment for the implant

本発明は、インプラント用アバットメントの三次元データを作成する際に使用されるインプラント用アバットメントに対するキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データ作成方法に関する。

従来、インプラント治療に使用されるアバットメント等の歯科用補綴物を作製する作業は、殆どの行程が歯科技工士により手作業で行われていたため、歯科技工士の熟練度によって作製される歯科用補綴物の品質が左右されるという問題があった。 そこで安定した品質の歯科用補綴物を得るために、作製した歯科用補綴物の模型を三次元測定装置で測定して、得られた三次元データに基づいて自動切削加工機により歯科用切削ブロックを切削加工して歯科用補綴物を作製する歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムが開発されてきた。

このような歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムに使用される三次元測定装置では、レーザーを使用した非接触型の測定やプローブを使用した接触型の測定等が行われる（例えば、特許文献１及び２）。

しかしながら、これらの測定では凹部の形状を正確に測定することが難しいという問題がある。 即ち、凹部内部には死角が生じ易く、また凹部が外面から急な傾斜で形成されている場合には測定誤差が生じ易く非接触型か接触型かに拘わらず正確に測定することは難しいのである。

また口腔内に部分床や全部床の義歯を固定するための維持装置として、永久磁石の周囲を耐蝕性合金等で被覆した永久磁石構造体と、軟磁性体から成るキーパーとの間に作用する磁気吸引力を利用する磁性アタッチメントが開発され急速に普及した。

この磁性アタッチメントを維持装置として使用した場合、クラスプ等の機械的維持装置のように摩耗・破損する部分が無いため長期間の使用において維持力の減衰がなく、回転力等が加わってもその力を逃すことができるために支台に対して無理な負荷がかからず、着脱方向も限定されないため義歯の設計・製作が容易であり、更には着脱が容易で維持装置の形状が複雑とならないため清掃性に優れているなど数々の利点を有している。

このような磁性アタッチメントをインプラントに利用するには、患者の欠如歯部に埋入されているインプラントフィクスチャーの口腔内側に配備されるアバットメントの口腔内側にキーパーを埋入すると共に永久磁石構造体を義歯の顎堤側内面に埋め込むことによって利用することができ、このように維持装置として磁性アタッチメントを使用した場合、従来の維持装置を使用したインプラント治療と比べてインプラントフィクスチャーの植立方向が多少悪くても問題となり難いことやバーアタッチメントのように連結する必要がないため植立位置に制限がないなどの利点があり、義歯の維持装置として磁性アタッチメントを利用したインプラント治療が近年盛んに行われるようになってきている。

しかしながら、このような義歯の維持装置として磁性アタッチメントを利用したインプラント治療では、キーパーを埋め込むためのキーパー埋入部をアバットメントに穿設する必要があり、このキーパー埋入部は凹部であるため、キーパー埋入部を有するアバットメント模型を三次元測定装置で測定するとキーパー埋入部の内部形状を正確に測定することが難しく、歯科用ＣＡＤ／ＣＡＭシステムを使用して正確な形状のアバットメントを作製することが困難となっているのである。

本発明は前記の問題に鑑み、患者の欠如歯部に埋入されているインプラントフィクスチャーの口腔内側に配備されるインプラント用アバットメントの三次元データを得る際に使用されるインプラント用アバットメントに対するキーパー埋入部に埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データの作成方法を提供することを課題とする。

本発明者は前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、患者から採得した印象に基づいて製作しインプラントフィクスチャーが埋入されている位置に対応した位置にフィクスチャーアナログが埋入されている石膏模型上でフィクスチャーアナログの咬合面側に係合させたベース材に蝋材で作製したアバットメント模型に凹部であるキーパー埋入部を形成してもこのキーパー埋入部を直接的に三次元測定することは非常に困難であるため、このキーパー埋入部に埋入させたいキーパーは永久磁石構造体とセットで上市されていてその三次元データが既知であることに着目して、埋入させたいキーパーの位置の三次元データが得られれば、このキーパーの位置の三次元データに所定の接着剤用の隙間等を加味することによってキーパー埋入部の正確な位置の三次元データを得ることができ、また埋入させたいキーパーの位置の三次元データについては新たに三次元測定装置で測定するまでもなく、予め得られているキーパーの形状の三次元既知データをＣＡＤ等のコンピュータシステムに取り込んで、キーパーの一部分である咬合面側の外周を三次元測定してその位置さえ分かれば、予め得られている形状の三次元既知データの咬合面側の外周部分の三次元データを測定された咬合面側の外周の位置の三次元測定データと一致させることによって、予め得られている形状の三次元既知データからキーパー全体の位置の三次元データを正確に作成することができ、更にキーパーの咬合面側の面と同形で平行な基準面を有するキーパーアナログをアバットメント模型に装着して三次元測定すれば、キーパーの咬合面側の外周を突出した位置で正確に測定することができ、またこれらを簡便に行う方法として、キーパーアナログをアバットメント模型上に突出させて載置したキーパーアナログ付きアバットメント模型をベース材と共に三次元測定装置に設置して測定したその外形状の三次元測定データに基づいて、キーパーアナログの基準面の法線ベクトル及び基準面の外周を得る第１ステップと、キーパーアナログの基準面の外周をキーパーアナログの基準面の法線ベクトルに沿ってキーパーアナログの基準面からキーパーアナログの高さだけアバットメント模型側へ移動させた位置をキーパーの咬合面側の外周の位置としてキーパーの咬合面側の外周の三次元データを得る第２ステップとを行えば、最終的なインプラント用アバットメントの三次元データの作成の前段階であるキーパーの咬合面側の面の三次元データを正確且つ容易に作成できることを究明して本発明を完成させたのである。

即ち本発明は、患者から採得した印象に基づいて製作しインプラントフィクスチャーが埋入されている位置に対応した位置にフィクスチャーアナログが埋入されている石膏模型上でフィクスチャーアナログの咬合面側に係合させたベース材に蝋材でアバットメント模型を作製し、アバットメント模型上で埋入させたいキーパーの咬合面側の面の向きと咬合面側の面の位置とを決め、アバットメント模型と反対側に位置させる基準面の形状が埋入させたいキーパーの咬合面側の面と同形でアバットメント模型側に位置させる面が基準面と平行なキーパーアナログを、基準面が埋入させたいキーパーの咬合面側の面と平行となるように決められたキーパーの咬合面側の面の位置からアバットメント模型上に突出させて載置したキーパーアナログ付きアバットメント模型をベース材と共に三次元測定装置に設置して測定したその外形状の三次元測定データに基づいて、インプラントフィクスチャーの咬合面側に固定されるインプラント用アバットメントに対する埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データ作成方法であって、
キーパーアナログの基準面の法線ベクトル及び基準面の外周を得る第１ステップと、キーパーアナログの基準面の外周をキーパーアナログの基準面の法線ベクトルに沿ってキーパーアナログの基準面からキーパーアナログの高さだけアバットメント模型側へ移動させた位置をキーパーの咬合面側の外周の位置としてキーパーの咬合面側の外周の三次元データを得る第２ステップとから成るインプラント用アバットメントに対する埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データ作成方法である。

本発明に係るインプラント用アバットメントに対するキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データ作成方法は、インプラント用アバットメントのキーパー埋入部の正確な三次元データを得る際に使用されるキーパー埋入部に埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データの作成するための作成方法であり、患者から採得した印象に基づいて製作しインプラントフィクスチャーが埋入されている位置に対応した位置にフィクスチャーアナログが埋入されている石膏模型上でフィクスチャーアナログの咬合面側に係合させたベース材に蝋材でアバットメント模型を作製し、アバットメント模型上で埋入させたいキーパーの咬合面側の面の向きと咬合面側の面の位置とを決め、アバットメント模型と反対側に位置させる基準面の形状が埋入させたいキーパーの咬合面側の面と同形でアバットメント模型側に位置させる面が基準面と平行なキーパーアナログを、基準面が埋入させたいキーパーの咬合面側の面と平行となるように決められたキーパーの咬合面側の面の位置からアバットメント模型上に突出させて載置したキーパーアナログ付きアバットメント模型をベース材と共に三次元測定装置に設置して測定したその外形状の三次元測定データに基づいて、インプラントフィクスチャーの咬合面側に固定されるインプラント用アバットメントに対する埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データ作成方法であって、測定したキーパーアナログ付きアバットメント模型の外形状の三次元測定データに基づいて、キーパーアナログの基準面の法線ベクトル及び基準面の外周を得る第１ステップと、キーパーアナログの基準面の外周をキーパーアナログの基準面の法線ベクトルに沿ってキーパーアナログの基準面からキーパーアナログの高さだけアバットメント模型側へ移動させた位置をキーパーの咬合面側の外周の位置としてキーパーの咬合面側の外周の三次元データを得る第２ステップとから成り、アバットメント模型と反対側に位置させる基準面の形状がキーパーの咬合面側の面と同形で平行な基準面を有するキーパーアナログをアバットメント模型に装着して三次元測定をするので、三次元測定し易い突出した位置で測定してキーパーアナログの基準面の外周をキーパーアナログの基準面の法線ベクトルに沿ってキーパーアナログの基準面からキーパーアナログの高さだけアバットメント模型側へ移動させることによって埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データを正確に作成することができ、またこの得られたキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データから、予め既知データとしてＣＡＤ等のコンピュータシステムに取り込んでおいたキーパー全体の形状の三次元既知データを使用することでキーパー全体の位置の三次元データを容易に作成することができ、この埋入させたいキーパー全体の位置の三次元データに所定の接着剤用の隙間等を加味することでキーパー埋入部の正確な位置の三次元データを得ることができるので、従来直接的に三次元測定することが困難であったキーパー埋入部の三次元データを、埋入させたいキーパーの一部である咬合面側の外周位置を三次元測定するだけで正確且つ容易に得ることができるのである。

ベース材に作製されたアバットメント模型を示す斜視図である。

図１のアバットメント模型上にキーパーアナログを突出させて載置した状態を示す斜視図である。

図２のキーパーアナログの基準面をキーパーアナログの高さだけアバットメント模型側に移動させたキーパーの咬合面側の外周位置を示す説明図である。

図３のキーパーの咬合面側の外周からキーパー埋入部の三次元データを作成する手順を示す説明図である。

アバットメントの咬合面側の部位の外形状を整えてアバットメントの三次元測定データを修正する手順を示す説明図である。

以下、図面を用いて本発明に係るインプラント用アバットメントに対するキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データ作成方法について詳細に説明する。

図面中、Ｂはアバットメントに形成されるキーパー埋入部であり、Ｋはキーパー埋入部Ｂに埋入させたいキーパーである。 またKaはキーパーＫの咬合面側の面、KbはキーパーＫの咬合面側の外周である。

１は患者から採得した印象に基づいて製作しインプラントフィクスチャーが埋入されている位置に対応した位置にフィクスチャーアナログが埋入されている石膏模型上でフィクスチャーアナログの咬合面側に係合させたベース材1aに蝋材で作製されたアバットメント模型である。

このアバットメント模型１は、患者から採得した印象に基づいて製作しフィクスチャーアナログが埋入されている石膏模型上で作製されるので、マージンライン等を正確に反映させることができ、このようなアバットメント模型１で本発明に係る埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置の三次元データ作成方法によって作成することによって、埋入させたいキーパーの咬合面側の外周位置を導けば、最終的にマージンライン等の位置関係が非常に正確に反映されたキーパー埋入部Ｂの三次元データを作成することができるのである。

２はアバットメント模型１上で埋入させたいキーパーＫの咬合面側の面Kaの向きと咬合面側の面Kaの位置とを決めた後に、アバットメント模型１上に突出して載置される、アバットメント模型１と反対側に位置させる基準面2aの形状が埋入させたいキーパーＫの咬合面側の面Kaと同形でアバットメント模型１側に位置させる面が基準面2aと平行なキーパーアナログである。

このキーパーアナログ２は決められたキーパーＫの咬合面側の面Kaの位置から基準面2aが埋入させたいキーパーＫの咬合面側の面Kaと平行となるようにアバットメント模型１上に突出させて載置され、本発明ではこのキーパーアナログ２付きアバットメント模型１をベース材1aと共に三次元測定装置に設置して測定したその外形状の三次元測定データに基づいて、インプラントフィクスチャーの咬合面側に固定されるインプラント用アバットメントに対する埋入させたいキーパーＫの咬合面側の外周Kb位置の三次元データが作成されるのである。

３はキーパーアナログ２の基準面2aの外周2abをキーパーアナログ２の基準面2aの法線ベクトル2aaに沿ってキーパーアナログ２の基準面2aからキーパーアナログ２の高さ2bだけアバットメント模型１側へ移動させた位置であり、この位置３の三次元データが本発明に係るキーパーＫの咬合面側の外周Kb位置の三次元データとなるのである。

本発明に係るインプラント用アバットメントに対するキーパーＫの咬合面側の外周Kb位置の三次元データ作成方法によって実際にその三次元データを作成するには、先ず石膏模型上でフィクスチャーアナログの咬合面側に係合させたベース材1aに図１のように蝋材でアバットメント模型１を作製し、そのアバットメント模型１上で埋入させたいキーパーＫの咬合面側の面Kaの向きと咬合面側の面Kaの位置とを決めるのである。 そしてフィクスチャーアナログからベース材1aと共に取り外したアバットメント模型１に図２の如く、アバットメント模型１と反対側に位置させる基準面2aの形状が埋入させたいキーパーＫの咬合面側の面Kaと同形でアバットメント模型１側に位置させる面が基準面2aと平行なキーパーアナログ２を、決められたキーパーＫの咬合面側の面Kaの位置から基準面2aが埋入させたいキーパーＫの咬合面側の面Kaと平行となるようにアバットメント模型１上に突出させて載置させるのである。

このようなキーパーアナログ２が載置されたアバットメント模型１全体を三次元測定装置で測定して、このキーパーアナログ２付きアバットメント模型１の全体形状について三次元データを得て、その三次元データからキーパーアナログ２の基準面2aの法線ベクトル2aa及び基準面2aの外周2abを得るのである（第１ステップ）。

次に第１ステップで得られたキーパーアナログ２の基準面2aの外周2abを、図３のようにキーパーアナログ２の基準面2aの法線ベクトル2aaに沿ってキーパーアナログ２の基準面2aからキーパーアナログ２の高さ2bだけアバットメント模型１側へ移動させた位置３をキーパーＫの咬合面側の外周Kbの位置としてキーパーＫの咬合面側の外周Kbの三次元データを得るのである（第２ステップ）。

このようにして本発明に係る作成方法によって図４(I)のようにキーパーＫの咬合面側の外周Kbの三次元データを作成した後に、キーパー埋入部Ｂの三次元データを作成するには、図４(II)のように、予め得られているキーパーＫ全体の形状の三次元既知データを、本発明に係る作成方法によって得られたキーパーＫの咬合面側の外周Kbの三次元データと一致させることによって、予め得られている形状の三次元既知データからキーパーＫ全体の位置の三次元データを得て、更に図４(III)の如く、所定の接着剤用の隙間等を加味することでキーパー埋入部Ｂの正確な位置の三次元データを得ることができるのである。

かくして、三次元測定装置で測定したアバットメント模型１の外形状の三次元測定データとキーパー埋入部Ｂの位置の三次元データとから、キーパー埋入部Ｂを有するアバットメントの最終的な三次元データが得られるのであるが、更にキーパー埋入部Ｂを有するアバットメントの最終的な三次元データを以下に示すように修正する場合もある。

即ち、このようにアバットメント模型１の外形状の三次元測定データとキーパー埋入部Ｂの位置の三次元データとが正確に得られても、キーパー埋入部Ｂの一部がアバットメントの外部に位置したりキーパー埋入部Ｂの一部のアバットメントの肉厚が薄くなるような不具合が生じたり、キーパー埋入部Ｂの周囲を取り巻くアバットメントの形状によっては埋入されたキーパーＫと永久磁石構造体との間の磁力による維持力が十分に得られない場合がある。 このような場合には三次元測定装置の測定によって得られたアバットメントの外形状の三次元測定データをその形状を整えるように修正する必要が生じる。

例えば本発明に係る作成方法によってキーパー埋入部Ｂの正確な位置の三次元データを作成した際に、キーパー埋入部Ｂの一部がアバットメントの外部に位置したりキーパー埋入部Ｂの一部のアバットメントの肉厚が薄くなるような不具合が生じた場合には、本発明に係る作成方法では三次元測定装置によって既にアバットメントの外形状の三次元測定データが得られているので、アバットメントの外部に突出したキーパー埋入部Ｂの一部を覆ったり肉厚の薄い部分の肉厚が厚くなるように、コンピューター上でアバットメントの外形状を盛り上げる等の修正をすればよいのである。

またキーパー埋入部Ｂを取り巻くアバットメントの咬合面側の部位が例えば図５(I)のように僅かに先細り状になっていて、キーパー埋入部Ｂに埋入されたキーパーＫと永久磁石体との間で磁力の流れが損なわれ易い場合には、キーパーＫの咬合面側の外周Kb位置から埋入させたいキーパーＫの高さだけアバットメント側へ移動させた位置で、図５(II)のようにその先細り状をなすアバットメントの咬合面側の部位をアバットメントの三次元測定データから取り除き、そして図５(III)の如くアバットメントの咬合面側に新たにその部位の断面と同じ断面を有する柱状の部位を加えれば、キーパーＫと永久磁石構造体との間の磁力による維持力が得やすくなるのである。

また図５(II)のようにアバットメントの咬合面側の部位を取り除く際には、必ずしも埋入させたいキーパーＫの高さだけ取り除く必要はなく、アバットメントのマージンラインに達しないようにアバットメントの咬合面側の部位を取り除くことができれば、取り除く部位の高さは埋入させたいキーパーＫの高さよりも低くしたり高くしたりしてもよい。

そして、キーパー埋入部Ｂの一部がアバットメントの外部に位置したりキーパー埋入部Ｂの一部のアバットメントの肉厚が薄くなるような不具合は、先に図４のような行程でキーパー埋入部Ｂの三次元データを作成しなければ不具合を見つけることはできないが、アバットメントの咬合面側の部位を新たに柱状にするような場合には、必ずしも先にキーパー埋入部Ｂの三次元データを作成する必要はないので、先に図５のような行程でアバットメントの形状を整えてアバットメントの三次元測定データを修正した後に、図４のような行程でキーパー埋入部Ｂの三次元データを作成し、これらの三次元データから最終的なアバットメントの三次元データを得てもよいのである。

このように本発明に係る作成方法に従ってキーパーＫの咬合面側の外周Kbの三次元データの作成を行えば、キーパーＫの咬合面側の外周Kbの三次元データを正確且つ容易に作成することができ、またこのキーパーＫの咬合面側の外周Kbの三次元データを使用することによって、従来、三次元測定装置で測定することが困難であったキーパー埋入部Ｂを有するアバットメントの三次元データを正確且つ容易に作成することができるようになるのである。

１ アバットメント模型
1a ベース材 ２ キーパーアナログ
2a 基準面
2aa 法線ベクトル
2ab 外周
2b 高さ ３ キーパーアナログの基準面の外周をキーパーアナログの高さだけアバットメント模型側へ移動させた位置 Ｋ キーパー
Ka 咬合面側の面
Kb 咬合面側の外周 Ｂ キーパー埋入部