JP3800436B2

JP3800436B2 - Manufacturing method of dental tip

Info

Publication number: JP3800436B2
Application number: JP33086695A
Authority: JP
Inventors: 宏姫野; 和子姫野; 健一北; 正今西
Original assignee: 姫野和子; 宝塚化成株式会社
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2015-12-19
Also published as: JPH09168549A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックをマトリックスとし、充填材を強化材として成る樹脂成形体で形成され、例えば超音波スケーラーに装着して実使用に供される歯科用チップの製造方法に関し、更に詳しくは、駆動源である超音波発振器の発振振動数と実使用時に最適の状態で共振するように前記樹脂成形体の共振振動数を調整して歯科用チップを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
歯科治療において、歯面に付着する歯石の除去，ポケット内のデブライドメント，根面を滑沢する歯根面の無毒化を行う処置、すなわちスケーリングやルートプレーニングは基本処置として位置づけられる。
上記の基本処置は、主として、手用スケーラーとくに手用キュレットスケーラーを用いて行われているが、その外に、補助的に、エンジン用ロトソニック，タービン用エアスケーラー，超音波スケーラーを用いても従来から実施されている。
【０００３】
これらのうち、超音波スケーラーは、歯根面に沿うように３次元的に湾曲した複雑な形状に成形されている歯科用チップを、駆動源である超音波発振器に接続できる構造になっている。
また、超音波スケーラーの場合には、一般に、チップを根管治療用チップに代えることにより根管治療に使用することもできる。なお、ここでいう根管治療とは、根管の拡大，根管内から軟組織や壊死組織を除去する処置，根管内の拡大清掃，洗浄，根管充填などの処置、また同様の処置を手術を伴って逆から行う逆根管治療などの処置のことを指す。
【０００４】
なお、これら上記した歯科用チップは、一般に、治療対象個所を有効に治療できるような最適形状に設計される。そのため、実使用されている歯科用チップは、ほとんど同じような形状になっているのが通例である。
前記した歯科用チップは、超音波発振器に接続される基端部と、歯，根管，人工物，インプラント体や患部（以下、治療対象個所という）に接触して作用する先端部とから成る形状を有し、前記した超音波発振器の発振振動数に共振させた状態で実使用される。
【０００５】
したがって、この歯科用チップは、その固有振動数が、超音波発振器の発振振動数の近傍で共振可能な振動数となるように、材質や形状などが決められる。
このような超音波スケーラー用の歯科用チップの材質としては、従来、ステンレス鋼などの耐蝕性や耐摩耗性に富む硬質の金属材料が広く用いられてきた。これら材料から成る歯科用チップは、硬質で耐摩耗性に富むため、短時間で効率よく治療効果を発揮できるという点で有用であるが、その反面、硬質でありすぎるため、治療対象個所それ自体やその周囲の歯肉などをかえって損傷することがあり、新たにプラークの増加を誘発し、また傷が周囲組織を刺激して新たな歯周病の原因を引き起こすことがある。
【０００６】
また、これら金属材料の歯科用チップは、一般に、複雑に湾曲し、内部に洗浄用の細管が形成されていて、製造に高度の熟練を要し、大量生産に向かず、したがって高価である。そして、高価であるがために、上記金属材料の歯科用チップは、Ｂ型肝炎やエイズなどの口腔内疾病の感染防止のために、とくに、血液や唾液などに直接接触したものや細管を有するものは使用済みの器具を使い捨て、いわゆるディスポーザブル化は最近の医療用品の動向でもあるが、このことに充分有効に対応し得ない。
【０００７】
このようなことから、本発明者は、従来の金属材料の歯科用チップに代わるものを開発すべく研究を重ね、その結果、治療対象個所を損傷することがなく、製造も容易で安価であり、それゆえ使い捨ても可能な歯科用チップを開発し、既にそれを、特願平６−３３９７８７号として出願した。
ここで提案されている歯科用チップは、全体あるいは一部が、各種のプラスチックをマトリックスとし、これにカーボン繊維のような充填材を強化材として分散させた複合材料で構成されている。この複合材料において、充填材とプラスチックの種類や配合割合を適宜に選定することにより、適正な硬度と弾性率が付与される。
【０００８】
この歯科用チップを製造する場合には、まず、所定のプラスチックと充填材とを所定の割合で混合し、得られた混合物を、所定の型面加工が施されている金型の中に例えば射出成形して目的形状に成形される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した歯科用チップの場合、耐摩耗性や研削性の点から適正な硬度や弾性率は重要な具備特性であるが、それ以上に重要な特性は、超音波発振器から供給される振動エネルギーを効率よく治療対象個所に伝達できることである。そのためには、上記した歯科用チップを超音波スケーラーに装着して実使用した場合、超音波発振器から供給される振動エネルギーが有効に先端部にまで伝達されて治療効果を発揮するために、この歯科用チップが超音波発振器の発振振動数（これをｆとする）と有効に共振できるような固有振動数を有していることが好ましい。前記発振振動数ｆと歯科用チップの固有振動数（これをｆ₀とする）が一致している場合、すなわち、ｆ₀＝ｆである場合を最適とする。しかし、歯科用チップの固有振動数ｆ₀が、超音波発振器の発振振動数ｆの近傍、例えば、ｆ−５００（Hz）≦ｆ₀≦ｆ＋５００（Hz）にある場合でも、一応、有効な治療効果を発揮することができる。
【００１０】
この固有振動数ｆ₀は、各種の要因によって規定されるが、最も大なる影響を与える因子は、当該歯科用チップの形状と材質である。
したがって、上記した複合材料の歯科用チップの場合、プラスチックと充填材との配合割合が一定であり、かつ形状も全く同一である場合には、それらの歯科用チップは全てある値の固有振動数を有していることになる。
【００１１】
更に、各種の超音波発振器が市販されているが、それら発振器は全て同一の発振周波数の超音波を発振するとは限らず、厳密にいえば、異なった発振周波数の超音波を発振する。
したがって、前記したように臨床に最適な形状になっている歯科用チップを超音波スケーラーに装着して実使用した場合、採用する超音波発振器の機種によっては、当該歯科用チップがその機種の最適発振振動数と共振しないことも起こりうる。そのような場合には、成形された既存の歯科用チップの例えば基幹部を手作業で研削して使用発振振動数と共振可能となるように再加工することが必要になる。
【００１２】
そして、この歯科用チップの場合、その形状を変更するときには、変更する形状に対応した金型を新たに製作することが必要になる。しかしながら、そのような対策は、製造された歯科用チップの製造コストを著しく高めることになり、また、その形状を実使用時の最適形状にできない場合もある。そのような場合にも、前記したような再加工が必要になる。
【００１３】
このように、特願平６−３３９７８７号で提案した歯科用チップは、特性的には優れたものであるが、実際の治療現場で採用する際には、採用する発振振動数の関係で上記したような問題が生じてくる。
また、超音波発振器の出力パワーが小さい状態で操作することは、治療時に治療対象個所や周囲の正常組織の損傷を防ぐことができるという点で好ましいことである。しかし、前記出力パワーを小さくしていくと、有効な振動伝達を実現させるためには、そのときの発振振動数で共振する振動数の範囲はより狭くなっていくため、歯科用チップは共振動作を起こしづらくなる。したがって、前記歯科用チップにとっては、安全性の向上，患者の不快感を解消するために、超音波発振器の出力パワーをより小さく設定したいのであるが、出力パワーを小さくすればするほど共振する振動数の幅も狭くなり、発振振動数と好適に共振する固有振動数の調整が重要になってくる。
【００１４】
本発明は、上記したような問題を解決し、特願平６−３３９７８７号で提案された歯科用チップを製造する際に、新たに金型の設計変更を行うことなく、術者が採用する発振振動数に対応して、その発振振動数と有効に共振できる共振振動数を有し、また超音波発振器の出力パワーが小さい場合であっても、その発振振動数と共振できるように調整することができる歯科用チップを安価に製造する方法の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、プラスチックに充填材を配合して成る複合材料を成形して、駆動源に接続される基端部と治療対象個所に作用する先端部とを備えた超音波スケーラー用の歯科用チップを一体成形する際に、組成が異なる前記複合材料を２種類選定し、前記２種類の複合材料の混合比率を変化させてそれぞれの混合比率に対応する成形体を製造し、得られた成形体の固有振動数をそれぞれ測定することにより固有振動数と混合比率との相関関係を把握し、その相関関係に基づいて歯科用チップ成形時における２種類の複合材料の混合比率を決定し、その混合比率で前記２種類の複合材料を混合し、得られた混合物を成形することを特徴とする歯科用チップの製造方法が提供される。
【００１６】
そして、本発明の製造方法では、前記２種類の複合材料の混合比率を変化させてそれぞれの混合比率に対応する成形体を製造し、得られた成形体の固有振動数をそれぞれ測定することにより固有振動数と混合比率との相関関係を把握し、その相関関係に基づいて歯科用チップ成形時における２種類の複合材料の混合比率が決定される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明方法で製造される歯科用チップ例を示す断面図である。歯科用チップＡは、基端部１と先端部２とを備え、基端部１は、軸線に沿って直線状に伸びる接続部１ａと、この接続部１ａに対して１方向に屈曲する支柱部１ｂとから成る。そして、前記支柱部１ｂからは、歯根面や歯根分岐部内や根管内の複雑な形状に適合するように、更に複雑に屈曲して先端部２が連続して形成されている。
【００１８】
接続部１ａの内部には例えばねじ部１ｃが形成され、ここに超音波発振器が螺合されることにより、振動エネルギーが歯科用チップＡの全体に供給されるようになっている。また、基端部１には、ねじ部１ｃから先端部の方向に液路３が形成され、その開口３ａから洗浄水や薬液を噴出できるようになっている。
この歯科用チップＡは、プラスチックをマトリックスとし、ここに所定量の充填材が分散して成る樹脂成形体で構成されており、次のようにして製造される。
【００１９】
まず、プラスチックに充填材の所定量を混合して、組成が異なる２種類の複合材料ａ，ｂを調製する。
その場合、複合材料ａ，ｂは次のようにして調製される。
すなわち、複合材料ａ，ｂをそれぞれ例えば射出成形して成形体ａ’，ｂ’にしたときに、得られた成形体ａ’の固有振動数がｆ₁，成形体ｂ’の固有振動数がｆ₂になった場合、それぞれの固有振動数ｆ₁，ｆ₂が、使用する超音波発振器の発振振動数と共振可能な振動数になるように、複合材料ａ，ｂの組成が選定される。換言すれば、成形体ａ’，ｂ’それ自体でも歯科用チップの素材として使用できるように、複合材料ａ，ｂの組成が調整される。
【００２０】
このような複合材料ａ，ｂを構成するプラスチックとしては、例えば、ポリフェニレンサルファイドの外にポリアミド，ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，液晶ポリマー，ポリカーボネート，ポリエーテルエーテルケトン，ポリエーテルケトン，ポリエーテルサルホン，ポリサルホン，ポリエーテルイミド，ポリアミドイミド，ポリイミド，ポリアセタールをあげることができる。
【００２１】
次に、充填材としては、無機質充填材と有機質充填材を使用することができる。
充填材として無機質充填材を用いる場合には、例えば、カーボン繊維，繊維状チタン酸カリウム，ガラス繊維，アルミナ繊維や、酸化チタン，ボロン，タルクなどをあげることができる。これらは、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を適宜に混合して用いてもよい。
【００２２】
また、充填材として有機質充填材を用いる場合には、例えば、アラミド（芳香族ポリアミド）繊維，ポリエチレン繊維，ポリビニルアルコール繊維，ポリアリーレート繊維，ポリブチレンテレフタレート繊維などをあげることができる。これらは、それぞれ単独で用いてもよいし、２種以上を適宜に混合して用いてもよい。
【００２３】
なお、複合材料の調製時に、無機質充填材と有機質充填材は、それぞれ単独で別々に用いてもよく、また、混合して一緒に用いてもよい。
その場合、有機質充填材は、一般に、振動エネルギーの吸収による減衰能が大きいので、それを用いて製造した成形体も振動エネルギーの減衰能は大きくなり、例えば、超音波発振器の出力パワーを小さくすると共振動作を起こさないような傾向が表れてくるので、このことを考慮にいれて、充填材を選定することが好ましい。超音波発振器の出力パワーを小さくしても共振動作を発揮させるためには、充填材として無機質充填材を選定することが好ましい。
【００２４】
このようなことを考慮に入れると、プラスチックとしては耐蝕性，耐薬品性が優れ、無毒であるということからしてポリフェニレンサルファイドが好適であり、充填材としては、カーボン繊維や繊維状チタン酸カリウムが好適である。
複合材料ａ，ｂの調製時における充填材の配合量は、その複合材料の成形体に付与する固有振動数，硬度，曲げ弾性率を考慮して適宜に決められる。
【００２５】
本発明においては、目的とする歯科用チップの製造に先立ち、次のような準備操作が行われる。
すなわち、複合材料ａと複合材料ｂの混合比率を様々に変えて混合し、得られた各混合物を例えば射出成形して組成が異なる混合物の成形体を製造し、超音波発振器の最適発振振動数に対するそれぞれ成形体の共振振動数を測定し、その共振振動数を前記した混合比率に対してプロットして共振振動数と混合比率の相関関係を表わすグラフを作成しておく。
【００２６】
そして、目的とする共振振動数を有する歯科用チップの製造に移る。すなわち、その共振振動数がｆ_nである歯科用チップを製造する場合、前記したグラフから、共振振動数がｆ_nになる複合材料ａと複合材料ｂの混合比率を読み取る。
そして、読み取った混合比率となるように、複合材料ａと複合材料ｂを混合した状態で例えば所定型面の金型内に射出成形する。かくして、所定の形状と目的とする共振振動数ｆ_nを有する歯科用チップが複合材として得られる。
【００２７】
このように、本発明方法によれば、金型の形状を変えなくても、複合材料ａ，ｂの混合比率を変えるだけ、すなわち成形体の組成を変えるだけで、成形される歯科用チップの共振振動数を任意の値に変化させることができる。すなわち、使用目的にとって最適の共振振動数を有する歯科用チップを２種類の複合材料を所定の比率で混合するだけで製造することができる。
【００２８】
【実施例】
実施例１
(1) 共振振動数と混合比率との関係図の作成
ポリフェニレンサルファイド６０重量％と、平均径0.３〜0.６μｍ，アスペクト比１５〜６７の繊維状チタン酸カリウム４０重量％を混合して複合材料ａを調製した。
【００２９】
また、ポリフェニレンサルファイド６０重量％と、平均径８μｍ，アスペクト比１００のカーボン繊維３０重量％，平均径0.３〜0.６μｍでアスペクト比１５〜６７の繊維状チタン酸カリウム１０重量％を混合して複合材料ｂを調製した。
上記した複合材料ａと複合材料ｂとの混合比率を変えた状態で２種類の材料を金型内に射出成形して、図１で示した形状の歯科用チップ各２０個を製造した。
【００３０】
そして、各歯科用チップの共振振動数ｆ_nを測定して平均値と標準偏差を求め、その結果を表１と図２に示した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
(2) 共振振動数が３２kHzになる歯科用チップの製造
まず、図２において、共振振動数値が３２kHzである曲線上の点Ａを求め、そのときの混合比率を読み取った。複合材料ａは５５重量％，複合材料ｂは４５重量％になっている。
ついで、複合材料ａと複合材料ｂが上記の混合比率となるようにして射出成形を行い、図１で示した形状の歯科用チップを製作し、その共振振動数を測定したところ、平均値は３2.０５kHz，標準偏差は±0.１２kHzであった。すなわち、目標とする固有振動数との誤差は、平均値で0.０５kHzであった。
【００３３】
実施例２
(1) 共振振動数と混合比率との関係図の作成
ポリアセタール８０重量％と、平均径８μｍ，アスペクト比１００のカーボン繊維２０重量％を混合して複合材料ｃを調製した。
また、ポリアセタール７０重量％と、平均径0.３〜0.６μｍ，アスペクト比１５〜６７の繊維状チタン酸カリウム３０重量％を混合して複合材料ｄを調製した。
【００３４】
上記した複合材料ｃと複合材料ｄとの混合比率を変えた状態で２種類の材料を金型内に射出成形して、図１で示した形状の歯科用チップ各２０個を製造した。
そして、各歯科用チップの共振振動数ｆ_nを測定して平均値と標準偏差を求め、その結果を表２と図３に示した。
【００３５】
【表２】

【００３６】
(2) 共振振動数が３２kHzになる歯科用チップの製造
まず、図３において、共振振動数値が３２kHzである曲線上の点Ｂを求め、そのときの混合比率を読み取った。複合材料ｃは８０重量％，複合材料ｄは２０重量％になっている。
ついで、複合材料ｃと複合材料ｄが上記の混合比率となるようにして射出成形を行い、図１で示した形状の歯科用チップを製作し、その共振振動数を測定したところ、平均値は３2.０３kHz，標準偏差は±0.２２kHzであった。すなわち、目標とする共振振動数との誤差は、平均値で0.０３kHzであった。
【００３７】
実施例３
(1) 共振振動数と混合比率との関係図の作成
ポリフェニレンサルファイド６０重量％，平均径0.３〜0.６μｍ，アスペクト比１５〜６７の繊維状チタン酸カリウム３５重量％、繊維径１２μｍのアラミド繊維５重量％を混合して複合材料ｅを調製した。
【００３８】
ポリフェニレンサルファイド７０重量％、平均径８μｍ，アスペクト比１００のカーボン繊維２０重量％，平均径0.３〜0.６μｍ，アスペクト比１５〜６７の繊維状チタン酸カリウム５重量％、繊維径１２μｍのアラミド繊維５重量％を混合して複合材料ｆを調製した
上記した複合材料ｅと複合材料ｆとの混合比率を変えた状態で２種類の材料を、金型内に射出成形して、図１で示した形状の歯科用チップ各２０個を製造した。
【００３９】
そして、各歯科用チップの共振振動数ｆ_nを測定して平均値と標準偏差を求めその結果を表３と図４に示した。
【００４０】
【表３】

【００４１】
(2) 共振振動数が３２kHzになる歯科用チップの製造
まず、図４において、共振振動数値が３２kHzである曲線上の点Ｃを求め、そのときの混合比率を読み取った。複合材料ｅは７2.５重量％，複合材料ｆは２7.５重量％になっている。
ついで、複合材料ｅと複合材料ｆが上記の混合比率となるようにして射出成形を行い、図１で示した形状の歯科用チップを製作し、その共振振動数を測定したところ、平均値は３2.１４kHz，標準偏差は±0.３０kHzであった。すなわち、目標とする共振振動数との誤差は、平均値で0.１４kHzであった。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明方法で製造された歯科用チップは、プラスチックをマトリックスとしているので、従来の金属材料製の歯科用チップに比べて軟質であり、治療対象個所や周囲の正常組織を損傷することがない。そして、本発明では、２種類の複合材料を所定の割合で混合して例えば射出成形法で製造することができるので、大量生産することができる。
【００４３】
そして、本発明方法では、固有振動数が異なる歯科用チップを製造するときに、前記した２種類の複合材料の混合比率を変えることによって簡便に目的を達成することができるので、新しい金型の製造などを行うことが不要になり、その製造コストは大幅に低減する。
このような本発明方法を適用することなく、所望する固有振動数を有するあるチップ形状の成形体を製作しようとした場合には、膨大な試作片を製作してプラスチックと充填材との適正な配合割合などを決定せざるを得ないことを考えると、本発明方法の工業的な有用性は明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯科用チップの１例を示す断面図である。
【図２】複合材料ａ，ｂの混合比率と得られた成形体の共振振動数との関係を示すグラフである。
【図３】複合材料ｃ，ｄの混合比率と得られた成形体の共振振動数との関係を示すグラフである。
【図４】複合材料ｅ，ｆの混合比率と得られた成形体の共振振動数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１基端部
１ａ駆動源との接続部
１ｂ支柱部
１ｃねじ部
２先端部
３液路
３ａ液路３の開口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a dental tip formed of a resin molded body having a plastic as a matrix and a filler as a reinforcing material, and is mounted on, for example, an ultrasonic scaler and used for actual use. The present invention relates to a method for manufacturing a dental chip by adjusting an oscillation frequency of an ultrasonic oscillator as a source and a resonance frequency of the resin molded body so as to resonate in an optimum state in actual use.
[0002]
[Prior art]
In dental treatment, removal of tartar adhering to the tooth surface, debridement in the pocket, detoxification of the tooth surface that slides on the root surface, that is, scaling and root planing are positioned as basic treatments.
The above-mentioned basic measures are mainly performed using a hand scaler, particularly a hand curette scaler, but in addition to that, a lotosonic engine, turbine air scaler, or ultrasonic scaler may be used as an auxiliary. It has been implemented conventionally.
[0003]
Among these, the ultrasonic scaler has a structure in which a dental chip formed in a complicated shape that is three-dimensionally curved along the root surface can be connected to an ultrasonic oscillator that is a driving source.
In the case of an ultrasonic scaler, generally, the tip can be used for root canal treatment by replacing it with a tip for root canal treatment. In addition, root canal treatment here refers to procedures such as enlargement of the root canal, removal of soft tissue and necrotic tissue from the root canal, enlarged cleaning of the root canal, washing, root canal filling, and the like. It refers to treatment such as reverse root canal therapy that is performed from the reverse side with surgery.
[0004]
In addition, these above-mentioned dental tips are generally designed in an optimal shape that can effectively treat a treatment target site. For this reason, the dental chips that are actually used usually have almost the same shape.
The above-mentioned dental chip is composed of a proximal end portion connected to an ultrasonic oscillator and a distal end portion that acts in contact with a tooth, a root canal, an artificial object, an implant body, or an affected area (hereinafter referred to as a treatment target site). It has a shape and is actually used in a state where it resonates with the oscillation frequency of the ultrasonic oscillator described above.
[0005]
Therefore, the material, shape, and the like of the dental chip are determined so that the natural frequency becomes a frequency that can resonate in the vicinity of the oscillation frequency of the ultrasonic oscillator.
As a material of such a dental tip for an ultrasonic scaler, conventionally, a hard metal material having a high corrosion resistance and wear resistance such as stainless steel has been widely used. Dental tips made of these materials are hard and wear-resistant, so they are useful in that they can exhibit a therapeutic effect efficiently in a short time, but on the other hand, they are too hard, so the site to be treated itself And the surrounding gingiva may be damaged, newly causing an increase in plaque, and the wound may irritate the surrounding tissue and cause a new cause of periodontal disease.
[0006]
Further, dental tips made of these metal materials are generally curved in a complicated manner, have thin tubules formed therein, require high skill in manufacturing, are not suitable for mass production, and are therefore expensive. In addition, because of the high cost, the dental tips made of the above metal material have, in particular, those that are in direct contact with blood, saliva, or the like in order to prevent infection of oral diseases such as hepatitis B and AIDS. As for the thing, the used instrument is disposable, so-called disposableization is also a trend of recent medical supplies, but it cannot cope with this effectively enough.
[0007]
For this reason, the present inventor has conducted research to develop an alternative to a conventional dental tip made of a metal material. As a result, the treatment site is not damaged, and the manufacture is easy and inexpensive. Therefore, a dental chip that can be disposable has been developed and has already been filed as Japanese Patent Application No. 6-339787.
The dental chip proposed here is entirely or partially composed of a composite material in which various plastics are used as a matrix and fillers such as carbon fibers are dispersed as reinforcing materials. In this composite material, appropriate hardness and elastic modulus are imparted by appropriately selecting the type and blending ratio of the filler and the plastic.
[0008]
When manufacturing this dental chip, first, a predetermined plastic and a filler are mixed at a predetermined ratio, and the obtained mixture is put into a mold subjected to a predetermined mold surface processing, for example. It is molded into the target shape by injection molding.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of the above-mentioned dental tip, appropriate hardness and elastic modulus are important characteristics from the viewpoint of wear resistance and grindability, but more important characteristics are vibrations supplied from an ultrasonic oscillator. It is to be able to efficiently transmit energy to the treatment site. For this purpose, when the above-described dental tip is mounted on an ultrasonic scaler and actually used, the vibration energy supplied from the ultrasonic oscillator is effectively transmitted to the distal end portion to exert a therapeutic effect. It is preferable that the dental chip has a natural frequency that can effectively resonate with the oscillation frequency of the ultrasonic oscillator (this is assumed to be f). The case where the oscillation frequency f and the natural frequency of the dental chip (which is assumed to be f ₀ ) coincide, that is, the case where f ₀ = f is optimal. However, even if the natural frequency f ₀ of the dental chip is in the vicinity of the oscillation frequency f of the ultrasonic oscillator, for example, f−500 (Hz) ≦ f ₀ ≦ f + 500 (Hz), an effective treatment is possible. The effect can be demonstrated.
[0010]
The natural frequency f ₀ is defined by various factors, and the most influential factor is the shape and material of the dental tip.
Therefore, in the case of the above-mentioned dental tips made of composite materials, when the blending ratio of the plastic and the filler is constant and the shape is exactly the same, all these dental tips have a certain natural frequency. Will have.
[0011]
Furthermore, although various types of ultrasonic oscillators are commercially available, these oscillators do not always oscillate ultrasonic waves having the same oscillation frequency, and strictly speaking, ultrasonic waves having different oscillation frequencies are oscillated.
Therefore, when a dental tip having the optimal shape for clinical use as described above is attached to an ultrasonic scaler and actually used, depending on the type of ultrasonic oscillator to be used, the dental tip may be optimal for that model. It can happen that it does not resonate with the oscillation frequency. In such a case, it is necessary to rework so that, for example, the backbone portion of the existing dental tip that has been molded is manually ground to be able to resonate with the used oscillation frequency.
[0012]
In the case of this dental chip, when the shape is changed, it is necessary to newly manufacture a mold corresponding to the changed shape. However, such a measure significantly increases the manufacturing cost of the manufactured dental tip, and the shape thereof may not be the optimum shape in actual use. Even in such a case, reprocessing as described above is required.
[0013]
As described above, the dental tip proposed in Japanese Patent Application No. 6-339787 is excellent in characteristics, but when employed in an actual treatment site, the above-mentioned relationship is caused by the oscillation frequency employed. The problem that has occurred.
In addition, it is preferable to operate the ultrasonic oscillator with a low output power in terms of preventing damage to a treatment target site and surrounding normal tissue during treatment. However, if the output power is reduced, the frequency range of resonance at the oscillation frequency at that time becomes narrower in order to realize effective vibration transmission. It becomes difficult to wake up. Therefore, for the dental chip, in order to improve safety and to eliminate patient discomfort, it is desirable to set the output power of the ultrasonic oscillator smaller. However, the vibration that resonates as the output power decreases. The range of the number is also narrowed, and it is important to adjust the oscillation frequency and the natural frequency that suitably resonates.
[0014]
The present invention solves the above-described problems, and employs the operator without newly changing the mold design when manufacturing the dental tip proposed in Japanese Patent Application No. 6-339787. Corresponding to the oscillation frequency, it has a resonance frequency that can effectively resonate with that oscillation frequency, and even if the output power of the ultrasonic oscillator is small, it is adjusted so that it can resonate with that oscillation frequency An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a dental chip that can be manufactured at low cost.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, in the present invention, a composite material formed by blending a filler with plastic is molded, and a proximal end portion connected to a driving source and a distal end portion acting on a treatment target site are formed. When integrally forming a dental tip for an ultrasonic scaler provided, two types of the composite materials having different compositions are selected, and the mixing ratios of the two types of composite materials are changed to correspond to the respective mixing ratios. The correlation between the natural frequency and the mixing ratio is grasped by measuring the natural frequency of the obtained molded body, and two types of composites at the time of dental chip molding based on the correlation There is provided a method for producing a dental tip , wherein a mixing ratio of materials is determined, the two kinds of composite materials are mixed at the mixing ratio, and the resulting mixture is molded .
[0016]
And in the manufacturing method of the present invention, by changing the mixing ratio of the two types of composite materials, manufacturing a molded body corresponding to each mixing ratio, and measuring the natural frequency of the obtained molded body, respectively. The correlation between the natural frequency and the mixing ratio is grasped, and the mixing ratio of the two types of composite materials at the time of dental chip molding is determined based on the correlation.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a dental chip manufactured by the method of the present invention. The dental tip A includes a proximal end portion 1 and a distal end portion 2, and the proximal end portion 1 has a connection portion 1a extending linearly along the axis, and a support column that bends in one direction with respect to the connection portion 1a. Part 1b. Further, from the support column 1b, a distal end portion 2 is continuously formed by bending in a more complicated manner so as to conform to a complicated shape in the root surface, the root branching portion, or the root canal.
[0018]
For example, a screw portion 1c is formed inside the connecting portion 1a, and an ultrasonic oscillator is screwed into the screw portion 1c, so that vibration energy is supplied to the entire dental tip A. Further, a liquid path 3 is formed in the base end portion 1 in the direction from the screw portion 1c to the distal end portion, and washing water and chemicals can be ejected from the opening 3a.
This dental chip A is made of a resin molded body in which a predetermined amount of filler is dispersed in a plastic matrix, and is manufactured as follows.
[0019]
First, two kinds of composite materials a and b having different compositions are prepared by mixing a predetermined amount of a filler with plastic.
In that case, the composite materials a and b are prepared as follows.
That is, when the composite materials a and b are respectively formed by injection molding into the molded bodies a ′ and b ′, the obtained molded body a ′ has a natural frequency f ₁ and the molded body b ′ has a natural frequency. When f ₂ is reached, the compositions of the composite materials a and b are selected so that the natural frequencies f ₁ and f ₂ can resonate with the oscillation frequency of the ultrasonic oscillator to be used. . In other words, the compositions of the composite materials a and b are adjusted so that the molded bodies a ′ and b ′ themselves can be used as the raw material for the dental tip.
[0020]
Examples of the plastic constituting the composite materials a and b include, in addition to polyphenylene sulfide, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, liquid crystal polymer, polycarbonate, polyether ether ketone, polyether ketone, polyether sulfone, Examples thereof include polysulfone, polyetherimide, polyamideimide, polyimide, and polyacetal.
[0021]
Next, an inorganic filler and an organic filler can be used as the filler.
When an inorganic filler is used as the filler, for example, carbon fiber, fibrous potassium titanate, glass fiber, alumina fiber, titanium oxide, boron, talc and the like can be mentioned. Each of these may be used alone, or two or more of them may be appropriately mixed and used.
[0022]
Moreover, when using an organic filler as a filler, an aramid (aromatic polyamide) fiber, a polyethylene fiber, a polyvinyl alcohol fiber, a polyarylate fiber, a polybutylene terephthalate fiber etc. can be mention | raise | lifted, for example. Each of these may be used alone, or two or more of them may be appropriately mixed and used.
[0023]
At the time of preparing the composite material, the inorganic filler and the organic filler may be used independently or may be mixed and used together.
In that case, since the organic filler generally has a large damping capacity due to absorption of vibration energy, the molded body manufactured using the same also has a large vibration energy damping capacity. For example, when the output power of the ultrasonic oscillator is reduced. Since a tendency not to cause the resonance operation appears, it is preferable to select the filler in consideration of this. In order to exhibit the resonance operation even when the output power of the ultrasonic oscillator is reduced, it is preferable to select an inorganic filler as the filler.
[0024]
Taking this into consideration, polyphenylene sulfide is preferred because it has excellent corrosion resistance and chemical resistance as a plastic and is non-toxic, and as a filler, carbon fiber or fibrous potassium titanate. Is preferred.
The blending amount of the filler at the time of preparing the composite materials a and b is appropriately determined in consideration of the natural frequency, hardness, and flexural modulus to be given to the composite material.
[0025]
In the present invention, the following preparatory operations are performed prior to the production of the desired dental tip.
That is, various mixing ratios of the composite material a and the composite material b are mixed, and the obtained mixture is, for example, injection-molded to produce a molded body of a mixture having a different composition. The optimum oscillation frequency of the ultrasonic oscillator The resonance frequency of each molded body is measured with respect to the above, and the resonance frequency is plotted with respect to the above-mentioned mixing ratio to create a graph showing the correlation between the resonance frequency and the mixing ratio.
[0026]
And it moves to manufacture of the dental chip | tip which has the target resonant frequency. That is, if the resonant frequency to produce a dental tip is f _n, the graph above, reads the mixing ratio of the composite material a composite material b that resonance frequency is f _n.
Then, the composite material a and the composite material b are mixed so that the read mixing ratio is obtained, for example, by injection molding into a mold having a predetermined mold surface. Thus, a dental tip having a predetermined shape and a target resonance frequency f _n is obtained as a composite material.
[0027]
As described above, according to the method of the present invention, the dental tip to be molded can be formed only by changing the mixing ratio of the composite materials a and b, that is, by changing the composition of the molded body, without changing the shape of the mold. The resonance frequency can be changed to an arbitrary value. That is, a dental chip having an optimum resonance frequency for the intended use can be manufactured by simply mixing two kinds of composite materials at a predetermined ratio.
[0028]
【Example】
Example 1
(1) Preparation of relationship diagram between resonance frequency and mixing ratio Mixing 60% by weight of polyphenylene sulfide and 40% by weight of fibrous potassium titanate having an average diameter of 0.3 to 0.6 μm and an aspect ratio of 15 to 67. Composite material a was prepared.
[0029]
Also, 60% by weight of polyphenylene sulfide, 30% by weight of carbon fibers having an average diameter of 8 μm and an aspect ratio of 100, and 10% by weight of fibrous potassium titanate having an average diameter of 0.3 to 0.6 μm and an aspect ratio of 15 to 67 are mixed. Thus, composite material b was prepared.
Two kinds of materials were injection-molded into a mold while changing the mixing ratio of the composite material a and the composite material b, and 20 dental chips each having the shape shown in FIG. 1 were manufactured.
[0030]
Then, the resonance frequency f _n of each dental chip was measured to obtain an average value and a standard deviation, and the results are shown in Table 1 and FIG.
[0031]
[Table 1]

[0032]
(2) Manufacture of a dental chip having a resonance frequency of 32 kHz First, in FIG. 2, a point A on the curve where the resonance vibration value is 32 kHz was obtained, and the mixing ratio at that time was read. The composite material a is 55% by weight, and the composite material b is 45% by weight.
Next, injection molding was performed so that the composite material a and the composite material b had the above-mentioned mixing ratio, a dental chip having the shape shown in FIG. 1 was manufactured, and the resonance frequency was measured. The standard deviation was ± 0.12 kHz at 32.05 kHz. That is, the error from the target natural frequency was 0.05 kHz on average.
[0033]
Example 2
(1) Preparation of relationship diagram between resonance frequency and mixing ratio A composite material c was prepared by mixing 80% by weight of polyacetal and 20% by weight of carbon fibers having an average diameter of 8 μm and an aspect ratio of 100.
Further, a composite material d was prepared by mixing 70% by weight of polyacetal and 30% by weight of fibrous potassium titanate having an average diameter of 0.3 to 0.6 μm and an aspect ratio of 15 to 67.
[0034]
Two types of materials were injection-molded into a mold while changing the mixing ratio of the composite material c and the composite material d, and 20 dental chips each having the shape shown in FIG. 1 were manufactured.
Then, the resonance frequency f _n of each dental chip was measured to obtain an average value and a standard deviation, and the results are shown in Table 2 and FIG.
[0035]
[Table 2]

[0036]
(2) Manufacture of a dental chip having a resonance frequency of 32 kHz First, in FIG. 3, a point B on the curve where the resonance vibration value is 32 kHz was obtained, and the mixing ratio at that time was read. The composite material c is 80% by weight, and the composite material d is 20% by weight.
Next, injection molding was performed so that the composite material c and the composite material d had the above mixing ratio, and the dental chip having the shape shown in FIG. 1 was manufactured, and the resonance frequency was measured. The standard deviation was ± 0.22 kHz. That is, the error from the target resonance frequency was 0.03 kHz on average.
[0037]
Example 3
(1) Preparation of relationship diagram between resonance frequency and mixing ratio Polyphenylene sulfide 60% by weight, average diameter 0.3-0.6 μm, aspect ratio 15-67 fibrous potassium titanate 35% by weight, fiber diameter 12 μm A composite material e was prepared by mixing 5% by weight of aramid fibers.
[0038]
70% by weight polyphenylene sulfide, 20% by weight carbon fiber with an average diameter of 8 μm, 100% aspect ratio, 5% by weight fibrous potassium titanate with an average diameter of 0.3 to 0.6 μm, 15 to 67 aspect ratio, and 12 μm fiber diameter In the state where the mixing ratio of the composite material e and the composite material f described above, in which the composite material f was prepared by mixing 5% by weight of the fiber, two types of materials were injection-molded into the mold. Twenty dental tips of the indicated shape were produced.
[0039]
Then, the resonance frequency f _n of each dental chip was measured to obtain an average value and a standard deviation, and the results are shown in Table 3 and FIG.
[0040]
[Table 3]

[0041]
(2) Manufacture of a dental chip having a resonance frequency of 32 kHz First, in FIG. 4, a point C on the curve where the resonance vibration value is 32 kHz was obtained, and the mixing ratio at that time was read. The composite material e is 72.5% by weight, and the composite material f is 27.5% by weight.
Next, injection molding was performed so that the composite material e and the composite material f had the above mixing ratio, and the dental chip having the shape shown in FIG. 1 was manufactured and the resonance frequency was measured. The standard deviation was ± 0.30 kHz at 32.14 kHz. That is, the error from the target resonance frequency was 0.14 kHz on average.
[0042]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the dental tip manufactured by the method of the present invention uses a plastic as a matrix, and thus is softer than a conventional dental tip made of a metal material. Normal tissue is not damaged. In the present invention, since two kinds of composite materials can be mixed at a predetermined ratio and manufactured by, for example, an injection molding method, mass production can be performed.
[0043]
In the method of the present invention, when manufacturing dental tips having different natural frequencies, the object can be achieved simply by changing the mixing ratio of the two types of composite materials described above. There is no need for manufacturing, and the manufacturing cost is greatly reduced.
When trying to manufacture a chip-shaped molded body having a desired natural frequency without applying such a method of the present invention, a vast number of prototypes are manufactured and appropriate plastic and filler materials are produced. Considering that the blending ratio and the like must be determined, the industrial utility of the method of the present invention is clear.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a dental tip of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of composite materials a and b and the resonance frequency of the obtained molded body.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of composite materials c and d and the resonance frequency of the obtained molded body.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the mixing ratio of composite materials e and f and the resonance frequency of the obtained molded body.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base end part 1a Connection part 1b with a drive source Support | pillar part 1c Screw part 2 Tip part 3 Liquid path 3a Opening of liquid path 3

Claims

A composite material made of a plastic and a filler is molded, and a dental tip for an ultrasonic scaler having a proximal end connected to a driving source and a distal end acting on a treatment target is integrally molded. In this case, two types of the composite materials having different compositions are selected, and a mixture corresponding to each mixing ratio is manufactured by changing the mixing ratio of the two types of composite materials, and the natural frequency of the obtained molded body is obtained. To determine the correlation between the natural frequency and the mixing ratio, and to determine the mixing ratio of the two types of composite materials at the time of dental tip molding based on the correlation. A method for producing a dental tip, comprising mixing different types of composite materials and molding the resulting mixture .