歯科矯正用アーチワイヤー

Noble Metal alloyEdit

金、プラチナ、イリジウム、銀などの貴金属やそれらの合金は、耐食性が良いため歯科矯正の分野で早くから使用されてきました。これらの合金は、延性が高く、熱によって硬さが変化し、弾力性があり、はんだ付けがしやすいという特性も持っていました。これらの合金の欠点は以下の通りである。弾力性が低く、引張強度が低い、コストが高い。プラチナとパラジウムの組成は、合金の融点を上げ、耐腐食性を向上させた。銅材料は、材料の冷間加工とともに、合金に強度を与えている。貴金属線の合金組成は、金（55〜65％）、白金（5〜10％）、パラジウム（5〜10％）、銅（11〜18％）、ニッケル（1〜2％）であった。これはIV号金型鋳造合金の組成に近いものである。 1887年にエドワード・アングルが歯科矯正に初めてGerman Silverを導入し、貴金属に代わる歯科矯正を試みた。当時、John Nutting Farrarは、口腔内の変色を引き起こす材料を使用しているとして、Angleを非難しています。そして1888年、彼はジャーマンシルバーを中心とした合金組成の変更を開始した。しかし、アングルの組成は再現が極めて困難であったため、矯正歯科ではSilver系合金の使用は普及しませんでした。

ステンレスアーチワイヤー編

1929年、矯正器具にステンレススチールが導入された。これは、本当に矯正歯科で貴金属合金の使用を置き換える最初の材料であった。貴金属に比べ、鋼線合金は比較的安価であった。また、成形性に優れ、複雑な矯正器具の製作にもはんだ付けや溶接で容易に使用することができました。ステンレス鋼合金は、クロム（17～25％）とニッケル（8～25％）、炭素（1～2％）を含む「18-8」オーステナイト系であり、その組成は、クロム（17～25％）、ニッケル（8～25％）、炭素（1～2％）である。このステンレス合金の中のクロムは、薄い酸化膜を形成し、酸素の拡散を遮断することで耐食性を発揮する。アングルは、矯正歯科医としての最後の年にステンレス鋼を使用しました。彼は、患者の口の中で結紮（けっさつ）用ワイヤーとして使用した。当時、Emil Herbstはステンレス鋼ベースの合金の主な反対者であった。彼によると、彼はステンレス鋼よりも貴金属合金の使用を好んでいた。 1950年までに、300シリーズステンレス鋼合金は、ヨーロッパの矯正歯科医が患者の不正咬合にActivator装置のような機能的な装置を使用すると信じていたので、米国の矯正歯科医の大部分によって使用されていた。また、他のアーチワイヤーに比べ安価であるため、矯正治療における作業用アーチワイヤーとして容易に使用することができます。

Multi-Strand Stainless Steel archwiresEdit

このタイプのステンレスアーチワイヤーは、0.008インチのSSワイヤーを複数本コイル状に巻いたもので、抜歯後のスペース閉鎖によく使われます。 3種類あります。同軸型、編組型、撚り型があります。コアキシャルタイプは0.008inの素線を6本束ねたものです。編組アーチワイヤーは8本、撚りアーチワイヤーは3本である。これらのワイヤーは、丸い形状または長方形の形状のステンレス鋼ワイヤーを提供することができます。従来のステンレスアーチワイヤーとは性質が大きく異なる。剛性が低く、歯科矯正の初期レベリングやアライメントに使用することができます。しかし、弾性限界が低いため、食べ物など他の力が加わると容易に変形してしまう。

Australian archwireEdit

Arthur J. Wilcockは、Raymond Beggとともに1940年代にオーストラリアで「オーストラリアン・アーチワイヤー」を作り出した。彼はオーストラリアのビクトリア州出身の冶金学者であった。このアーチワイヤーは、いわゆるベッグ・テクニックで盛んに使用された。ベッグは、軽くて柔軟性があり、口の中で長時間活動できるステンレス製のワイヤーを探していました。このワイヤーは、高い弾力性と靭性を持ち、熱処理が施されていた。最初に作られたワイヤーは、0.018インチの寸法でした。これらのワイヤーは、永久変形に対する抵抗力が強いため、深い咬み合わせの治療によく使用されます。

Cobalt-Chromium ArchwireEdit

1950年代、コバルトクロム合金は矯正歯科で使用され始めました。ロッキーマウンテン矯正歯科では、1950年代にコバルトクロム合金をElgiloyとして初めて販売しました。コバルト（40％）、クロム（20％）、鉄（16％）、ニッケル（15％）で構成されるこの合金を導入したのは、エルジン・ナショナル・ウォッチ・カンパニーです。エルジロイは弾力性と強度が高いが、剛性は弱い。これらの線材は、現在でもRemaloy、Forestaloy、Bioloy、Masel、Elgiloyと呼ばれる合金として販売されている。しかし、現在の治療ではワイヤーを複雑に曲げる必要がないため、歯科矯正分野での使用は減少しています。

Elgiloyには4種類の弾力性があります。

ニッケルチタン（Niti）アーチワイヤEdit

NiTi 合金は、1960 年にメリーランド州シルバースプリングにある海軍兵器研究所で働くウィリアム F. ビュラーによって開発されたものである。ニチノールという名前は、ニッケル（Ni）、チタン（Ti）、海軍兵器研究所（nol）に由来しています。アンドレアソンによって発表された、最初のニッケルチタン（NiTi）歯科矯正用合金。この合金はビューラーの研究に基づいて作られた。導入以来、ニチ合金で作られたワイヤーは矯正治療において重要な役割を果たすようになった。ワイヤーの組成は、ニッケルが55％、チタンが45％です。最初のニッケルチタン矯正ワイヤー合金は、現在3Mユニテックとして知られているユニテックコーポレーションによって販売されました。この合金は、剛性が低く、超弾性で、スプリングバックが大きく、弾性域が広く、脆いという欠点がありました。初期のニチワイヤーには、冷間加工による形状記憶効果がなかった。

擬弾性ニチアスアーチワイヤは1986年に市販され、日本ニチアス、中国ニチアスとして知られている。日本製Nitiアーチワイヤーは1978年に古河電工で生産が開始された。日本製の合金はSentalloyとして販売された。 1990年代には熱活性化型NiTi合金が普及し、市販されるようになった。中国製のNitiワイヤーも1978年に中国北京の研究所でHua Cheng Tien博士によって開発されました。このワイヤーは、Charles Burstone博士によって初めて歯列矯正の文献に報告されました。これらの合金はオーステナイト活性合金であり、オーステナイト相からマルテンサイト相への転移は、ワイヤーに力が加わることにより起こります。この合金はRohit SachdevaとSuchio Miyasakiの協力で開発された。当初は3つの温度遷移の形態があった。超弾性（CuNiTi 27℃）、熱活性化（CuNiTi 35℃）、（CuNiTi 40℃）の3種類である。この合金は、ニッケル、チタン、銅（5％）、クロム（0.2～0.5％）で構成されています。

Shape memoryEdit

Nitiワイヤーは形状記憶というユニークな特性を持つことが知られています。オーステナイト系とマルテンサイト系の2種類があります。温度遷移領域(TTR)と呼ばれる温度相が、この2つの相を定義する役割を担っている。 TTR温度以下では、ニチワイヤの結晶はマルテンサイト形で存在し、TTR以上では、結晶はオーステナイト形として存在する。オーステナイト相は高温、低応力で発生し、マルテンサイト相は低温、高応力で発生する。オーステナイト相は体心立方構造（BCC）、マルテンサイト相は歪んだ単斜晶、三斜晶、六方晶の構造を持つ。線材はTTR以上の温度で製造され、加工される。この温度以上で温められると、線材は元の形状を記憶し、それに適合するようになる。

超弾性編

Nitiワイヤーは超弾性として知られるもう一つのユニークな特性を持つことが知られています。これは、形状記憶合金Nitiに存在する「ゴムのような」挙動です。超弾性ニチワイヤーは、他のニチワイヤーに比べ、優れたスプリングバックを有しています。

ベータチタン（TMA）アーチワイヤEdit

純チタンは2つの相で存在することができます。アルファとベータです。アルファ相は低温（885℃以下）を表し、ベータ相は高温（885℃以上）を表します。チャールズ・J・バーストンとゴールドバーグ博士は、モリブデンと純チタンを組み合わせて、βチタンを開発しました。この合金は、ステンレス鋼やコバルトクロムニッケルワイヤーに比べ、より低い生体力学的な力を発生させることを可能にするために考案されました。また、成形性、スプリングバックもステンレス鋼より優れている。そのため、この合金はベータチタン合金として知られるようになりました。チタン（79％）、モリブデン（11％）、ジルコニウム（6％）、スズ（4％）で構成されている。この合金は、TMAまたはチタン-モリブデン合金という名前で商業的に知られています。この合金はニッケルを含まず、ニッケルアレルギーの患者さんにも使用できます。 TMAワイヤーは表面が粗く、矯正歯科で使用されるワイヤーの中で最も摩擦が大きいことが、1989年にKusyらによって行われた研究で明らかになりました。

Connecticut new archwire (CNA) Edit

このタイプのアーチワイヤーは、ベータチタンのブランドであり、

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