コラム ”今知っておきたいこと ～多様化するCADCAM用歯科修復材料～”

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　伴　清治 先生（愛知学院大学歯学部）

1、有機系CAD/CAM用材料

  有機系材料は重合、熱軟化、切削操作により成型することが可能であるため、多様なCAD/CAMシステムにおいて利用可能である。例えば光造形法は光重合型レジン、インクジェット法はアクリル系モノマー、樹脂押出し法およびSLM法は熱可塑性樹脂が使用可能である。歯科修復物としては切削法が中心であり、表1にCAD/CAM用有機系歯科材料の組成と用途による分類を示す。材質的に以下の5種に大別される。

(1)アクリルレジン

  PMMA100%のディスクであり、ZENOTEC PMMA Cast、cara Cast PMMAおよびIPS AcryCADは鋳造・圧入原型用として用いられている。 Cercon Base PMMA、ZENOTEC Pro Fix、Telio CAD、Ceramill temp、cara Temp PMMA、山八レジンディスク、ベレッツァ　PMMAディスク（図１）は暫間被覆冠／プロビジョナルレストレーション用として利用されている。

図１　ベレッツァ　PMMAディスク

(2)ガラス繊維強化レジン

  Everest C-Tempはガラス繊維で強化した高分子であり均質構造を有している。曲げ強さ450MPa、曲げ弾性係数2GPaであり、臼歯部ロングスパンに適用可能である。さらに化学的溶解性および吸水率が低いため長期間（12ヶ月まで）のプロビジョナルレストレーションとして利用できる。さらに、レジン系材料で前装するコアとして利用することができる。

(3)コンポジットレジン

  表２にCAD/CAM用コンポジットレジン材料の特性比較を示す。 Paradigm MZ100は成型修復用コンポジットレジンZ100を基に作られており、Bis-GMA/TEDMA系モノマーに0.6µmのシリカ・ジルコニアフィラーが66vol％配合されている。光重合のコンポジットレジン用のステインやグレージングが使用可能である。また、口腔内でのリペアーが可能であり、インレー、アンレー、フルクラウン、ベニアに適用可能である。 CAD-Tempは単色のmonoColorと多層構造のmultiColorの2種がある。4本ブリッジまで適用可能となっている。高分子量で高架橋のアクリルレジンであるが、無機フィラーは15wt％と少なく、弾性係数は2.8GPaと小さく、柔軟である。MRP 材料(Microfiller Reinforced Polyacrylic)と呼称されている。

　2012年10月10日に日本国内販売が開始された３M社製Lava Ultimate（図２）はCAD/CAM切削用に開発されたコンポジットレジンで、約80wt%のフィラー含有量となっている。直径20nmのシリカと4−11nmのジルコニアナノサイズ粒子を凝集した0.6-10µmのナノクラスターと呼ばれる粒子が配合されている。レジンマトリックスは熱硬化性レジンが用いられている。レジンナノセラミック（RNC）と新しい分類ジャンルを提唱し、従来のガラスセラミックおよびコンポジットレジンを競合材料としており、クラウン、インレー、アンレー、ベニアを主な用途としている。高い破壊靭性、曲げ強さ、レジリエンスを有し、優れた耐久性を示し、対合歯の摩耗も少ないとしている。

図２　Lava Ultimate

  これに遅れること約1年後の2013年11月21日、Vita社はEnamicというCAD/CAM用コンポジットレジンブロックを日本で販売開始した。独では2013年3月に既に販売されていた。これは、多孔質ガラスを86wt%（75vol%）含み、その空隙にUDMAとTEGDMAモノマーを含浸・共重合し、高分子含有量を14wt%（25vol%）とした複合体である。セラミックネットワークがポリマーネットワークによって強化されたと表現されている。象牙質に近似した弾性係数30GPaを有しており、咬合応力を分散できるとしている。Ultimateより硬いが、曲げ強さおよび破壊靭性ともUltimateより少し小さい。

  2014年4月1日にCAD/CAM用コンポジットレジンブロックが日本国内において健康保険適用材料となり、グラディアおよびセラスマート（図３）、松風ブロックＨＣ（図４）が利用可能となった。また、2014年6月1日にLava Ultimateおよび6月2日にVita Enamicが健康保険適用材料となった。これらは既存の硬質レジンの組成・製造技術を活用し、加圧・加熱重合させたもので100％近い重合率で良好な機械的性質と優れた化学的耐久性を有している。小臼歯の歯冠補綴物にのみ保険適用可能であるが、金属製補綴物の代替えとして、審美性を優先する場合の選択肢が増えることは歓迎すべきことである。さらに、山本貴金属社からはKZR-CAD HRが市販されるなど、これらに相当するCAD/CAM用コンポジットレジンブロックが各社から次々と供給されると思われる。

図３　セラスマート		図４　松風ブロックＨＣ

(4)ワックス

  ZENOTEC WaxおよびCeramill Waxの融解温度は100〜130℃でワックスとしては高温であり、CAD/CAMでの切削が可能である。焼却残渣はなく、鋳造原型として、またセラミックおよび前装陶材の圧入原型として利用される。山八ワックスディスク、ベレッツァ　WAXディスク（図５）、松風ディスクワックスと国内メーカーもワックスディスクを提供しているが、成分的にはワックスよりもレジンに近い。

図５　ベレッツァ　WAXディスク

(5)ポリウレタン

  ZENOTEC Modelが該当する。作業可能最高温度は80℃であるが、熱膨張係数は50-55x10^-6/Kと比較的低く、歯列模型などの大きな模型が精度良く製作可能である。また、曲げ強さは50〜55MPaと壊れにくく、寸法安定性も良好である。

 

表1　 CAD/CAM用有機系材料の組成と用途による分類

組成分類	用途	商品名	製造メーカー
アクリルレジン	鋳造・圧入原型	ZENOTEC PMMA Cast	Wieland
		Ceramill PMMA	Amann Girrbach
		IPS AcryCAD	Ivoclar Vivadent
		cara Cast PMMA	Heraeus Kulzer
	暫間クラウン	Cercon Base PMMA	DeguDent
		ZENOTEC Pro Fix	Wieland
		Telio CAD	Ivoclar Vivadent
		Ceramill temp	Amann Girrbach
		cara Temp PMMA	Heraeus Kulzer
繊維強化レジン		山八レジンディスク	山八歯科工業
コンポジットレジン		ベレッツァ　PMMAディスク	アイキャスト
		Everest C-Temp	Kavo
		Paradigm MZ100	３M Espe
		VITA CAD-Temp	Vita
	クラウン	*Lava Ultimate	３M Espe
		*Enamic	Vita
		*グラディア・ブロック	GC
		*セラスマート	GC
		*ブロックHC	松風
		Ceramill comp	Amann Girrbach
		KZR-CADハイブリッドレジン	山本貴金属
ワックス	鋳造・圧入原型	ZENOTEC Wax	Wieland
		Ceramill Wax	Amann Girrbach
		山八ワックスディスク	山八歯科工業
		ベレッツァ　WAXディスク	アイキャスト
		松風ディスクワックス	松風
ポリウレタン	歯列模型	ZENOTEC Model	Wieland

*健康保険適用材料

 

表2　CAD/CAM用コンポジットレジン材料の特性比較（メーカー公示値）

商品名	製造メーカー	曲げ強さ（MPa）	弾性係数（GPa）	ビッカース硬さ
Paradigm MZ100	3M Espe	140	7	-
VITA CAD-Temp	Vita	80	2.8	-
Ceramill comp	Amann Girrbach	191	13.812	81.5
*Lava Ultimate	3M Espe	235	15	100
*Enamic	Vita	150-160	30	250
*グラディア・ブロック	GC	208	-	107
*セラスマート	GC	240	-	74
*ブロックHC	松風	191	-	66
KZR-CAD HR	山本貴金属	235±5	8±0.2	90±5

*健康保険適用材料