DE102010036107A1

DE102010036107A1 - Dentales Tiefziehmaterial

Info

Publication number: DE102010036107A1
Application number: DE102010036107A
Authority: DE
Inventors: Christian Scheu; Tobias Paul
Original assignee: SCHEU-DENTAL GmbH; Scheu Dental GmbH
Current assignee: SCHEU-DENTAL GmbH; Scheu Dental GmbH
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2012-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Tiefziehfolie oder -platte, insbesondere zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder einer Mundschutzschiene. Tiefziehfolien oder -platten sind im Stand der Technik als einlagige oder zweilagige Folien oder Platten bekannt. Bei den bekannten zweilagigen Folien oder Platten handelt es sich um Verbundanordnungen, welche eine harte Außenseite aus beispielsweise Polycarbonat und eine weiche Innenseite aus z. B. Polyurethan aufweisen. Problematisch bei diesen Schienen ist, dass die Weichseite durch ihre offenporige Struktur leicht zu Verfärbungen neigt. Andere Materialien wiederum zeigen zwar keine Verfärbungen, sind jedoch nicht tiefziehfähig. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Tiefziehfolie oder -platte zu schaffen, welche ein weiches und tiefziehfähiges Material aufweist, das transparent ist und nicht zu Verfärbungen neigt. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Silikonblöcken und organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial enthält. Eine solche Folie oder Platte kann insbesondere ein aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan hergestelltes Copolymer enthalten.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tiefziehfolie oder -platte, insbesondere zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder einer Mundschutzschiene, sowie die Verwendung einer solchen Tiefziehfolie oder -platte für die dentale Tiefziehtechnik. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer zweilagigen Tiefziehfolie oder -platte, welche zur Verwendung in der dentalen Tiefziehtechnik vorgesehen ist.
Tiefziehfolien oder -platten sind in der Dentaltechnik zur Herstellung von dentalen Schienen allgemein bekannt. Hierbei wird die Tiefziehfolie oder -platte erhitzt und im aufgeweichten Zustand innerhalb eines Tiefziehgerätes über ein dentales Abformmodell, welches zumeist aus Gips besteht, tiefgezogen. Nach dem Abkühlen lässt sich die tiefgezogene Folie oder Platte als ausgeformte Schiene von dem Abformmodell entfernen und der Feinverarbeitung zuführen.
Auf diese Art und Weise lassen sich unterschiedliche dentale Schienen herstellen. Zu denken ist hierbei an kieferorthopädische Schienen, welche die Zahnstellung korrigieren oder stabilisieren, an Mundschutzschienen, welche dem Träger bei der Ausübung schlag- oder sturzgefährdeter Sportarten Sicherheit geben, sowie auch an sogenannte Knirscherschienen, welche während des Schlafes ein Aufeinanderknirschen der Zähne verhindern.
Die bisher bekannten Schienen bestehen aus einem thermoplastischen Kunststofffolienmaterial, insbesondere aus Materialien, wie z. B. Polycarbonat, Polyethylen, Polyethylenterephthalat oder auch Polyurethan. Insbesondere sind hierbei auch zweischichtige Verbundfolien bekannt, welche eine Hartseite und eine Weichseite aufweisen. Die Hartseite, welche der dentalen Schiene Stabilität verleiht, besteht dabei aus Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat, während die Weichseite der Folie oder Platte aus thermoplastischem Polyurethan besteht.
Eine solche zweischichtige Verbundfolie wird während des Tiefziehverfahrens über dem Abformmodell so angeordnet, dass die Weichseite der Folie die spätere Innenseite der dentalen Schiene bildet, welche in Kontakt mit den Zähnen und evtl. dem Zahnfleisch, steht. Die harte Außenseite ist den Zähnen abgewandt und hart genug, um die Zähne in ihrer Stellung zu manipulieren oder zu stabilisieren und/oder um diese vor Außeneinwirkungen, wie z. B. Schlägen, zu schützen.
Problematisch bei den bekannten Schienen ist, dass die Weichseite aus Polyurethan mit der Zeit Verfärbungen aufweist, die beispielsweise durch den Genuss färbender Getränke, wie Tee oder Kaffee, zustande kommen. Da der Träger eine solche kosmetische Beeinträchtigung nicht toleriert, sind diese Schienen für den längeren Gebrauch nicht geeignet.
Im Stand der Technik sind des Weiteren Dentalschienen bekannt, welche Polymermixturen aufweisen, die harte und weiche Komponenten miteinander verbinden.
Die Druckschrift US 2005/0100853 A1 beschreibt eine thermoplastische Folie, aus welcher sich Dentalschienen zur Korrektur der Zahnstellung formen lassen. Das Material der Folie ist eine Mischung aus thermoplastischen Polymeren. Diese Schienen können einschichtig oder auch mehrschichtig aus Mischungen hergestellt werden, welche Polyethylene, Polypropylene, Polyamide, Polyester und viele andere Polymere beinhalten können. Als besonders bevorzugt hebt diese Druckschrift Mixturen aus Polycarbonaten und Polyestern hervor, welche z. B. PC-PCCD, PC-PETG, PC-PET, PC-PBT, PC-PCT, PC-PCTG beinhalten. Weiterhin wird in dieser Druckschrift die Beimischung weicher Bestandteile, wie z. B. Polydimethylsiloxan, offenbart.
US 2006/0078841 A1 und US 2006/0078688 A1 offenbaren eine Dentalschiene zur Ausrichtung der Zähne sowie ein Verfahren zur Herstellung der Schiene, bei welchem eine Beschichtung und Laminierung mit transparenten Materialien erfolgt. Als transparente Materialien werden weiche Materialien wie beispielsweise Silikone vorgeschlagen. Da Silikone jedoch nicht tiefziehfähig sind, ergibt sich das Problem, dass die Silikonschicht der Dentalschiene zwar beim Tiefziehen der Dentalschiene mit verformt wird, dabei jedoch nicht die exakte Form des Abformmodells annimmt. Im Ergebnis ist die Dentalschiene nicht exakt an die Zahnform bzw. den Kiefer des Trägers angepasst.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Tiefziehfolie oder -platte zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder Mundschutzschiene bereitzustellen, welche ein weiches und gleichzeitig tiefziehfähiges Material enthält und darüber hinaus auch bei längerem Gebrauch seine Transparenz behält und nicht zu Verfärbungen neigt.
Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, dass die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Silikonblöcken oder organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial, insbesondere vom Typ Geniomer^®, enthält. Dieses Material wird von der Wacker Chemie AG unter dem Markennamen Geniomer oder auch Tectosil vertrieben (siehe www.geniomer.com). In Frage kommendes Polymermaterial ist z. B. in der Offenlegungsschrift DE 10 2008 002 075 A1 angegeben. Dieses Material aus Silikonblöcken und organischen Blöcken wird bisher unter anderem im Bereich der Herstellung von Solarzellen eingesetzt. Die Vorteile sind insbesondere eine hervorragende Hitze- und UV-Beständigkeit. Darüber hinaus bietet das Material eine dauerhafte Elastizität sowie eine geringe Biofilmbildung und ebenfalls eine geringe Neigung zu Verfärbungen. Darüber hinaus bietet das Polymermaterial die für das Tiefziehverfahren wichtigen Eigenschaften der Tiefziehfähigkeit und der sehr schnellen physikalischen Vernetzung durch Abkühlen. Darüber hinaus sind für das Material keine Zugaben von Katalysatoren erforderlich.
Es existieren bisher verschiedene Geniomer-Typen auf dem Markt, welche sich prinzipiell alle für die vorliegende Erfindung eignen. Insbesondere sei hier der Typ Geniomer 80 genannt, es ist aber auch jeder andere Typ geeignet, welcher stabile Materialeigenschaften bei unterschiedlichen Temperaturen aufweist. Als besonders geeignet erweisen sich grundsätzlich diejenigen Geniomer-Typen, welche für die Extrusion entwickelt wurden.
Das Polymermaterial des Typs Geniomer^® ist ein Copolymer aus Silikon und Harnstoff. Durch die Harnstoffbrücken erhält das Silikonmaterial seine thermoplastische Verformbarkeit und kann somit für die dentale Tiefziehtechnik verwendet werden. Das Material lässt sich im Extrusionsverfahren oder durch Spritzguss zu Halbzeug oder fertigen Platten umformen, die für die Verwendung in dentalen Tiefziehgeräten geeignet sind.
Besonders bevorzugt enthält die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan hergestelltes Copolymer. Diese beiden Stoffe dienen als Ausgangsmaterial zur Herstellung des Geniomer^®-Materials, wobei sich mit Hilfe von thermischen Umformverfahren aus Granulat Halbzeug in Form von Flachware oder direkt fertig konfektionierten Geometrien herstellen lässt. Die gängigen Verfahren sind die Plattenextrusion und das Spritzgießen. Zur weitergehenden Darstellung des für die vorliegende Erfindung benutzten Geniomer^® sei auf die Druckschrift DE 10 2008 002 075 A1 verwiesen. Die dort offenbarten Merkmale des Polymermaterials werden hiermit als Merkmale der Erfindung einbezogen.
Die beiden Bestandteile des Polymermaterials, Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan, werden bevorzugt entweder als alternierende Struktur aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan oder als Pfropfstruktur aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan ausgebildet. Durch die Art der Struktur des Copolymers lassen sich die mechanischen Eigenschaften des Materials an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Insbesondere lässt sich hierdurch die Flexibilität des Materials erhöhen oder verringern.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Tiefziehfolie einlagig aus dem vorbekannten Material hergestellt wird.
Alternativ sieht eine weitere Ausgestaltung vor, dass die Tiefziehfolie oder -platte eine zweilagige Verbundanordnung ist, wobei eine erste Weichlage ein aus Silikonblöcken und organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial enthält und eine zweite Hartlage einen thermoplastischen Kunststoff größerer Härte, insbesondere Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat, enthält. Das Ausgangsmaterial für die Silikonblöcke kann dabei wiederum Diisocyanat sein, wobei das Ausgangsmaterial für die organischen Blöcke dannn α,ω-Aminosiloxan ist.
Dieser erfindungsgemäße Verbund zwischen einer Weichlage und einer Hartlage verbessert den Tragekomfort der dentalen Schiene durch eine Verbesserung der Druckverteilung innerhalb der Schiene und einen verbesserten Halt der Dentalschiene auf den Zähnen. Somit kann die Weichlage auf der Innenseite der Dentalschiene den Komfort für den Träger verbessern, während die äußere Hartlage Einwirkungen von außen abfängt und diese verteilt über Ausdehnung der Weichlage ableitet. Da gemäß der Erfindung auch die Weichlage der Dentalschiene aus einem thermoplastischen Material besteht, passt sich diese beim Tiefziehen optimal der Zahnoberfläche an. Hierdurch kommt es nicht wie im Stand der Technik zu einem ungenügenden Kontakt zwischen Zähnen und Schiene, sondern die Zähne sitzen stattdessen bestmöglich in der sie umgebenden Struktur der Zahnschiene. Auch hierdurch wird der Halt der Schiene auf den Zähnen verbessert. Dies ist insbesondere bei mechanischen Einwirkungen von Vorteil, wie sie bei den Trägern von Sportmundschutzschienen, Knirscherschienen oder Schnarchtherapieschienen vorkommen.
Zur Herstellung einer zweilagigen Tiefziehfolie oder -platte sieht die Erfindung ein Verfahren vor, welches die Verfahrensschritte Oberflächenaktivierung der Hartlage, insbesondere durch Koronabehandlung oder Plasmabehandlung, sowie Laminierung der Weichlage und der oberflächenaktivierten Hartlage in einer Heizpresse umfasst. Hierbei wird die Oberfläche des härteren thermoplastischen Materials, z. B. des Polycarbonats oder des Polyethylenterephthalats, vor dem Heißfügen beispielsweise mittels eines Plasmastrahls (sogenannte Koronabehandlung) aktiviert, um einen besseren Verbund der beiden Lagen zu erreichen. Im Anschluss an die Plasmabehandlung der Hartlage erfolgt das Heißlaminieren in einer Heizpresse. Hierbei wird die Weichlage mit der plasmaaktivierten Hartlage verbunden. Das so hergestellte Material verbindet die materialtechnischen Vorteile der verwendeten Materialien. In der Praxis erzeugt dieses spezielle Laminierverfahren einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Verbund beider Lagen. Die durch das Laminierverfahren hergestellte Tiefziehfolie oder -platte lässt sich in den aus dem Stand der Technik bekannten Tiefziehgeräten so anwenden wie eine herkömmliche einlagige Tiefziehfolie oder -platte. Da sowohl die Weich- als auch die Hartlage tiefziehfähig sind, lässt sich ein Abformergebnis höchster Präzision erreichen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden näher erläutert:
Zur Herstellung einer zweilagigen Tiefziehfolie oder -platte werden eine einlagige Tiefziehfolie oder -platte aus einem harten thermoplastischen Kunststoff wie z. B. Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat und eine einlagige Tiefziehfolie oder -platte aus dem weichen Polymermaterial Geniomer^® der Wacker Chemie AG verwendet. Die Folie bzw. Platte aus Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat stellt die Hartlage für den zweilagigen Verbund dar, während das weichere Geniomer^® die Weichlage der Verbundanordnung ist.
Zur Herstellung des Verbundes wird das Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat mittels eines Plasmastrahls aktiviert. Anschließend wird die aktivierte Seite der Hartlage auf die Weichlage gelegt und in einer Heizpresse durch Laminieren verbunden. Nach dem Abkühlen der Verbundanordnung kann die zweilagige Tiefziehfolie oder -platte innerhalb eines üblichen Tiefziehgerätes verwendet werden. Hierbei wird die zweilagige Tiefziehfolie oder -platte mit ihrer Weichlage auf das Abformmodell gelegt und mit Hilfe des Tiefziehverfahrens zu einer dentalen Schiene geformt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2005/0100853 A1 [0008]
US 2006/0078841 A1 [0009]
US 2006/0078688 A1 [0009]
DE 102008002075 A1 [0011, 0014]

Claims

Tiefziehfolie oder -platte, insbesondere zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder einer Mundschutzschiene, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Silikonblöcken und organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial, insbesondere vom Typ Geniomer^®, enthält.
Tiefziehfolie oder -platte, insbesondere zur Herstellung einer kieferorthopädischen Schiene oder einer Mundschutzschiene, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefziehfolie oder -platte ein aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan hergestelltes Copolymer enthält.
Tiefziehfolie oder -platte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymer eine alternierende Struktur aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan aufweist.
Tiefziehfolie oder -platte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolymer eine Pfropfstruktur aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan aufweist.
Tiefziehfolie oder -platte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefziehfolie oder -platte eine zweilagige Verbundanordnung ist, wobei eine erste Weichlage ein aus Silikonblöcken und organischen Blöcken bestehendes Polymermaterial enthält und eine zweite Hartlage einen thermoplastischen Kunststoff größerer Härte, insbesondere Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat, enthält.
Tiefziehfolie oder -platte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefziehfolie oder -platte eine zweilagige Verbundanordnung ist, wobei eine erste Weichlage ein aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan hergestelltes Copolymer enthält und eine zweite Hartlage einen thermoplastischen Kunststoff größerer Härte, insbesondere Polycarbonat oder Polyethylenterephthalat, enthält.
Verfahren zur Herstellung einer zweilagigen Tiefziehfolie oder -platte nach Anspruch 5 oder 6, welches die Verfahrensschritte – Oberflächenaktivierung der Hartlage, insbesondere durch Koronabehandlung oder Plasmabehandlung, – Laminierung der Weichlage und der oberflächenaktivierten Hartlage in einer Heizpresse umfasst.
Verwendung eines aus Silikonblöcken und organischen Blöcken bestehenden Polymermaterials, insbesondere vom Typ Geniomer^®, für die dentale Tiefziehtechnik.
Verwendung eines aus Diisocyanat und α,ω-Aminosiloxan hergestellten Copolymers für die dentale Tiefziehtechnik.