-
Die Erfindung betrifft eine Prothesenerzeugungsvorrichtung, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
-
Prothesenerzeugungsvorrichtungen sind in zahlreichen Formen bekannt geworden. Sie dienen regelmäßig der Herstellung von Prothesenzahnträgern, in welche Prothesenzähne, häufig vorkonfektionierte Prothesenzähne, einsetzbar sind. Die Prothesenzahnträger werden typischerweise in einem CAD/CAM-Verfahren per Fräsen erzeugt, können aber auch generativ, etwa per Rapid Prototyping, hergestellt werden. Als Basis dient hierbei eine Abformvorrichtung für die Formerfassung des Kieferkamms des Patienten, oder eine entsprechende Scanvorrichtung, so dass insofern stets eine beliebig ausgestaltete Formerfassungsvorrichtung vorliegt, die die Mundsituation des Patienten wiedergibt.
-
Basierend hierauf wird in einer Bearbeitungsvorrichtung die Zuordnung und Auswahl gewünschter Zähne vorgenommen, und die Zahnkavitäten in dem Prothesenzahnträger in geeigneter Form, also auch hinsichtlich der Lage und Größe, vorgegeben.
-
Derartige Prothesenzähne sind häufig aus zahnfarbenen Kunststoff, und auch die Prothesenzahnträger bestehen typischerweise aus einem fleischfarbenen Kunststoff wie beispielsweise PMMA. Das Mittel der Wahl für die Befestigung der Prothesenzähne in den Prothesenzahnträgern ist dementsprechend ein spezieller Bond-Klebstoff, der schrumpffrei bzw. mindestens schrumpfarm aushärtet und den Klebespalt bei richtiger Verarbeitung gut ausfüllt.
-
Typischerweise ist für den Klebespalt konstruktiv eine Stärke von 50 μm bis 150 μm, oder gegebenenfalls bis 200 μm vorgesehen.
-
Es ist seit langem bekannt, dass Probleme bestehen, die exakte Position der Zähne in einem Prothesenzahnträger festzulegen. Zwar lässt sich durch eine Abformvorrichtung unter Verwendung geeigneter Abformmassen die exakte Form des Kieferkamms ohne weiteres erfassen. Hierdurch lässt sich aber nicht ohne weiteres auf die erforderliche Lage der ausgewählten Prothesenzähne im Raum an den Prothesenzahnträger schließen. Um dies zu ermöglichen, wurden früher regelmäßig Wachsmodelle ausgebildet, und es erfolgte eine Wachsanprobe am Patienten. Um diesen Schritt entfallen zu lassen, ist es auch vor recht langer Zeit bereits vorgschlagen worden, eine Lage der Zähne in Relation zueinander zu ermöglichen. So schlägt die
DE 195 32 171 A1 ein Kiefermodell mit Bohrlöchern und Stiften an einer Montageplatte vor, die der exakten Ausrichtung der Zähne dienen sollen.
-
Diese Lösung ist hier für je separat gefertigte und individuelle Zähne geeignet und erfordert einen hohen Arbeitsaufwand. Mittlerweile haben sich jedoch vorkonfektionierte Prothesenzähne durchgesetzt, die eine höhere Passgenauigkeit und auch im übrigen eine bessere Qualität aufweisen. Diese Zähne, die je als Zahnsatz in verschiedenen Größen vorliegen, lassen sich ohne weiteres auch für Vollprothesen einsetzen, vorausgesetzt, der richtige Zahnsatz wird ausgewählt, und es erfolgt eine auch unter gnathologischen Gesichtspunkten zutreffende Lagebestimmung und -fixierung.
-
Ein Schritt in die richtige Richtung lässt sich in diesem Zusammenhang der
EP 2 030 590 entnehmen. Während andere Versuche, die exakte Raumlage der Zähne mit Mitteln ähnlich denen der
DE 195 32 171 A1 sicherzustellen, sich als wenig praxisgerecht erwiesen haben und von der Genauigkeit her unbefriedigend waren, zeigt diese Lösung eine externe Positionierhilfe mit einer Mehrzahl von Ausnehmungen. Diese sind über die dortige Stange miteinander verbunden, so dass eine Art Transferschablone bereitgestellt wird. Die dortige Stange soll gemäß, Absatz [0014] die exakte Position der dortigen Transferschablone vorgeben.
-
Bei dieser Lösung muss die erreichte Position fixiert werden, bevor die Transferschablone entfernt wird. Eine derartige Lösung ist jedoch für die vorläufige Anpassung nicht geeignet.
-
Ferner ist es bereits vorgeschlagen worden, extern angeordnete Positionierhilfen für die Prothesenzähne bereitszustellen, die eine gewisse Elastizität aufweisen und den Prothesenzahn in die richtige Position bringen sollen. Grundsätzlich ist es möglich, durch eine Erfassung nach vorläufigen Einsetzen in die Prothesenbasis und erneutes Scannen auch hierbei etwaige okklusale Fehlstellen zu erkennen und die erforderliche Nachbearbeitung durchzuführen. Diese Lösung ist jedoch vergleichsweise aufwändig und berücksichtigt auch nicht den Gesichtspunkt, dass der Prothesenzahn innerhalb der Zahnkavität nach Möglichkeit zentriert sein sollte, um eine gleichförmige Dicke des Klebespalts, die nach Möglichkeit den Bereich zwischen 80 μm und 110 μm nicht verlassen sollte, zu gewährleisten.
-
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Prothesenerzeugungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die heutigen Erfordernisse gerade auch beim Scannen der Mundsituation besser Rechnung trägt und eine präzise und damit qualitativ hochwertige Verankerung der Prothesenzähne in der Prothesenbasis sicherstellt.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
In an sich bekannter Weise wird bei der erfindungsgemäßen Prothesenerzeugungsvorrichtung in der bevorzugten Ausführungsform zunächst ein Scan der Mundsituation vorgenommen. Alternativ kann aber auch über eine beliebige andere Formerfassungsvorrichtung, wie beispielsweise auch eine Abformvorrichtung, die Mundsituation des Patienten oder eines Modells von Zähnen oder Zahnbögen die erforderliche Erfassung der räumlichen Daten vorgenommen werden. Datensätze mit bestehenden Zähnen aus einer Zahnbibliothek werden ausgewählt, und zwar von einer Bearbeitungsvorrichtung, die die Auswahl entweder automatisch oder geschützt durch einen Benutzereingriff vornimmt. Beispielsweise lässt sich bei einem weit ausladenden Zahnbogen ohne weiteres ein Zahnsatz mit einer entsprechend größeren Grundform von der Bearbeitungsvorrichtung automatisch auswählen.
-
Bevorzugt werden dann in dreidimensionaler Darstellung die ausgewählten Prothesenzähne des Zahnsatzes der Zahnbibliothek in den gescannten Mundraum eingeblendet. Der Bediener kann dann gegebenenfalls die Höhenlage, aber auch die Auswahl des betreffenden Zahnsatzes bei Bedarf korrigieren, wobei auch ästhetischen Gesichtspunkten hinsichtlich der Form der Zähne Rechnung getragen werden kann.
-
Im Falle des Einsatzes einer Abformvorrichtung können auch die so gewonnenen Informationen über die Mundsituation des Patienten extracorporal gescannt werden und der Bearbeitungsvorrichtung zugeleitet werden, um die erforderliche Ein- und Anpassung vorzunehmen.
-
Bevorzugt ist es vorgesehen, auch dynamische Gesichtspunkte von der Bearbeitungsvorrichtung berücksichtigen zu lassen. Hierzu lässt sich beispielsweise ein Modell des Kieferkamms mit dem Prothesenzahnträger per Rapid Prototyping erzeugen, in das dann die ausgewählten Prothesenzähne probeweise eingesetzt werden.
-
Bereits hierbei kann erfindungsgemäß die erfindungsgemäße Justiervorrichtung eingesetzt werden, denn auch dort ist es wichtig, dass die eingesetzten Prothesenzähne die die exakte Stellung haben, die später im Mund des Patienten vorgesehen ist. Das Modell lässt sich dann beispielsweise in einen Artikulator einspannen und die Bewegung der Prothesenzähne mit der eingestellten Kondylenbahnneigung lässt sich dann ebenfalls erfassen und so eine Art Feedback hinsichtlich der vorgesehenen Prothesenzähne und des vorgesehenen Prothesenzahnträgers gewinnen.
-
Für die endgültige Bereitstellung des Modells lässt sich dann in der Bearbeitungsvorrichtung die erforderliche Korrektur basierend auf dem Ergebnis der Justiervorrichtung auslösen.
-
Alternativ ist es möglich, anstelle der Herstellung eines Prothesenzahns und des Prothesenzahnträgers lediglich per CAD bereitzustellen und dann die Bewegung in der Okklusionsstellung bzw. in okklusionsnahen Stellungen gleichsam in Form eines virtuellen Articulators darzustellen und in der Bearbeitungsvorrichtung zu überprüfen.
-
Die Bearbeitungsvorrichtung kann dann von sich aus einen geeigneten Zahnsatz vorschlagen, oder gegebenenfalls auch einzelne Prothesenzähne, die gegenüber einem Standard-Zahnsatz besser geeignet wären, um möglichst keine okklusalen Fehlkontakte zu erzeugen.
-
Auch hier besteht die Möglichkeit, die Nachkorrektur am Bildschirm vorzunehmen, was sowohl hinsichtlich der Auswahl des betreffenden Prothesenzahns als auch hinsichtlich seiner Lage und Ausrichtung im Raum gilt.
-
Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, dass die Justiervorrichtung externe Flächen des Zahns, also solche, an denen großflächige Kontaktmöglichkeiten bestehen, für die Justierung verwendet. Hierdurch ist eine besonders formtreue Justierung mit einer stabilen und großflächigen Anlage möglich, so dass gleichsam eine Selbstjustierung realisierbar ist.
-
Hierdurch ist es auch gleichzeitig möglich, eine Übertragung der Prothesenzähne in die je zugehörigen Zahnkavitäten gleichsam automatisch bereitzustellen. Nachdem die Justiervorrichtung auch mehrere Zähne in einem Zuge justieren kann, ist für den Zahntechniker die Handhabung wesentlich vereinfacht. Beispielsweise kann der Zahnsatz ohne weiteres probeweise in den Prothesenzahnträger eingesetzt werden, und eine mehrfache Kontrolle, gegebenenfalls unter Entfernung von okklusalen Fehlstellen, ist mit ganz geringem Arbeitsaufwand realisierbar.
-
In erfindungsgemäß bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die Justierung bereits am Bildschirm, wobei die externen Flächen des Zahnes für diese verwendet werden. Der Zahntechniker kann hierbei erkennen, inwiefern eine Fehlstellung vorliegt, und es ist auch möglich, beispielsweise bei okklusalen Fehlstellen einen Zahn in einer kleineren Größe gleichsam virtuell einzufügen, wobei es sich versteht, dass dann bevorzugt eine entsprechende Anpassung realisiert wird.
-
In erfindungsgemäß günstiger Weise lässt sich diese Anpassung mittles eines – an sich bekannten – virtuellen Artikulators überprüfen. Nachdem ein besonderes Augenmerk auf die Okklusionsstellung gelegt wird, lässt sich bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Justiervorrichtung beispielsweise auch die Kauschlaufe simulieren, oder beispielsweise auch eine Laterotrusion (Benett-Bewegung), wie es bei Standard-Artikulatoren ebenfalls möglich ist.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die Korrektur einer etwaigen Fehlstellung ohne weiteres, und zwar am Bildschirm oder in der modifizierten Ausgestaltung nach Fertigung des Prothesenzahnträgers.
-
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht eines Prothesenzahnträgers mit zwei eingesetzten Prothesenzähnen, unter Darstellung der Justiervorrichtung; und
-
2 eine weitere Ansicht einer erfindungsgemäßen Justiervorrichtung.
-
Die in 1 in Teilen dargestellte Prothesenerzeugungsvorrichtung 100 weist eine Justiervorrichtung 20 und einen (Oberkiefer-)Prothesenzahnträger 10 auf. Beide weisen eine Vielzahl von Ausnehmungen 21 und 11 für Schneidezähne auf, von denen die Schneidezähne 31 und 33 in 1 dargestellt sind. In die Ausnehmungen 21 der Justiervorrichtung 20 passen inzisale und/oder okklusale Bereiche des zugehörigen Prothesenzahns 31 bzw. 33. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind mesiale und distale Bereiche des Prothesenzahns 33 bzw. 31 je von der Justiervorrichtung 20 abgestützt.
-
Die Prothesenzähne 31 und 33 sind in den zugehörigen Zahnkavitäten 11 eingeklebt. Hierzu ist eine Klebefuge 26 vorgesehen, deren Dicke auf einen Durchschnittswert von etwa 100 μm ausgelegt ist.
-
Für das probeweise Einsetzen der Prothesenzähne in den Prothesenzahnträger 10 kann auch Wachs vorgesehen sein, das dann vor dem endgültigen Einbringen des Bond-Klebstoffs entfernt wird.
-
Die Justiervorrichtung besteht aus einem vergleichsweise hart eingestellten Kunststoff wie PMMA. Sowohl das Klebewachs als auch der – noch flüssige – Bond-Kleber ist demgegenüber nachgiebiger. Wenn das Klebewachs gegenüber dem Prothesenzahnträger 10 unterschiedlich gefärbt ist, beispielsweise dunkelblau, lässt sich rein visuell recht gut erkennen, ob die erwünschte gleichmäßige Schichtdicke des Klebewachses – und damit eine gleichförmig dicke Klebefuge 26 – in der vorgesehenen Form zu erreichen ist, oder ob eine Nachbearbeitung erforderlich ist.
-
Beim Einsetzen in einen Artikulator würde beispielsweise der Bereich 310 des Prothesenzahns 31 als okklusaler Störkontakt gelten, der über die Okklusalseite 22 hinausragt und dazu führt, dass die Klebefuge 26 im Zervikalbereich zu stark reduziert würde. Zur Optimierung der Interkuspidation kann der betreffende Störkontakt daher manuell abgeschliffen werden.
-
Die Justiervorrichtung 20 besteht bevorzugt aus transparenten Kunststoff, so dass eine visuelle Kontrolle der Zähne auch durch diese hindurch möglich ist.
-
Bevorzugt wird die Justiervorrichtung 20 separat basierend auf den CAD-Daten hergestellt und trägt der virtuellen Aufstellung der Zähne in dem Prothesenzahnträger Rechnung. Sie lässt sich aus einer Standard-PMMA-Scheibe fräsen, oder in beliebiger anderer geeigneter Weise herstellen, beispielsweise auch per Rapid-Prototyping.
-
Die Justiervorrichtung 20 ist so ausgelegt, dass sie nach der Art eine Transferschablone die Prothesenzähne 31, 33 festhält, so dass der gesamte Zahnsatz mit der Justiervorrichtung 20 je in die betreffenden Kavitäten einsetzbar ist.
-
Die vestibuläre Seite der Prothesenzähne 31 und 33 zeigt erfindungsgemäß Fensteraussparungen der Justiervorrichtung. Mit diesen lässt sich die korrekte Höhenlage der Zähne in den Ausnehmungen 21 kontrollieren.
-
In einer modifizierten Ausgestaltung, die anhand des Prothesenzahns 33 dargestellt ist, ist es vorgesehen, für die Vermeidung von Störkontakten das zervikale Ende des konfektionierten Zahns durch den Prothesenzahnträger 10 hindurchragen zu lassen. Dies muss selbstverständlich dann bereits vom CAD-Entwurf her so realisiert sein, und in diesem Fall wird der den Prothesenzahnträger 10 durchtretende Bereich 330 des Prothesenzahns 33 nach dem Einkleben und Erhärten des Klebstoff im wesentlichen bündig mit der Basalseite des Prothesenzahnträgers entfernt, beispielsweise abgeschliffen oder abgefräst.
-
Die Justiervorrichtung kann in beliebiger geeigneter Weise die seitlichen Flächen des Zahnes – außerhalb des Zervikalbereichs des Zahnes – umfassen und zur Justierung einsetzen. Durch eine Führung, die deutlich länger als in 1 dargestellt ist, lässt sich auch die Achsausrichtung beeinflussen, wenn dies erwünscht ist. Die recht harte Justiervorrichtung 20 vermag eine Justierung der Prothesenzähne 33 und 31 in der Kavität 11 dergestalt vornehmen, dass die Klebefuge 26 gleichmäßig dick ist, wobei eine Abweichung um beispielsweise plus/minus 15% unkritisch ist.
-
Erfindungsgemäß ist es günstig, dass die Justiervorrichtung 20 keinen physikalischen Kontakt mit dem Prothesenzahnträger 10 hat. Die Ausrichtung der Zähne richtet sich insofern rein nach gnathologischen Gesichtspunkten, wie sie beispielsweise in einem virtuellen Artikulator vorgegeben sind, und der Prothesenzahnträger 10 ist bei flüssigem Klebstoff auf den Zähnen gleichsam schwimmend gelagert.
-
Aus 2 ist ersichtlich, dass die Prothesenzähne 31 und 33 an der Justiervorrichtung in im wesentlichen U-förmigen Ausnehmungen 21 gelagert ist. Das U ist je zur Vestibulärseite hin offen, und der betreffende Zahn ist zusätzlich zu der mesialen und distalen Abstützung auch palatinal bzw. lingual abgestützt, und in den Bereichen 25 teilweise auch vestibulär. Die dort vorgesehenen Stützstellen 25 erlauben es, die Justierung in allen drei Raumrichtungen vorzunehmen.
-
Mit der erfindungsgemäßen Prothesenerzeugungsvorrichtung wird nun dergestalt gearbeitet, dass zunächst die Mundsituation in an sich bekannter Weise erfasst wird, wie zuvor beschrieben mit der erfindungsgemäßen Formerfassungsvorrichtung, beispielsweise einer Scanvorrichtung. In an sich bekannter Weise wird per CAD basierend auf der Mundsituation und einer Zahnbibliothek ein Zahnsatz ausgewählt und beispielsweise auf einem Bildschirm in der gewünschten Position eingeblendet. Bei einer Vollprothese werden hier zunächst Referenzpunkte am Kiefer des Patienten festgemacht und als Basis für die Auslegung des Prothesenzahnträgers verwendet, beispielsweise sechs Referenzpunkte pro Kiefer.
-
Bei der virtuellen Realisierung der Justiervorrichtung ist es nun vorgesehen, dass die Seitenflächen der Prothesenzähne je erfasst werden. Jeder Prothesenzahn lässt sich damit in einer Art Raumraster um wenige Millimeter oder gegebenenfalls sogar wenige 10 Mikrometer am Bildschirm bewegen, und zwar sowohl translatorisch als auch rotatorisch. Die Justiervorrichtung begrenzt die Bewegungsmöglichkeiten des Zahns, der aber auch unter ästhetischen Gesichtspunkten vom Benutzer festlegbar ist, basierend auf einem Vorschlag des Rechners.
-
Wenn es sich herausstellt, dass der vorgeschlagene Zahnsatz in Hinblick auf eine besondere Situation – gerade beispielsweise bei der Teilprothetik – zu groß oder zu klein oder aus ästhetischen Gründen unpassend ist, schlägt die Bearbeitungsvorrichtung von sich aus einen alternativen Zahnsatz vor, oder ermöglicht den Zahntechniker zumindest die Auswahl eines alternativen Zahnsatzes. Auch hier kommt die virtuelle Justiervorrichtung dergestalt zum Einsatz, dass nun eine Justierung der Höhenlage und Postion jedes einzelnen Zahns vorgenommen wird.
-
Wenn sich herausstellt, dass ein Zahnsatz im Übrigen sehr gut passend ist, jedoch basale Bereiche 330 oder okklusale Störkontakte 310 erzeugen würde, wird dieser dennoch für das vorgesehene Design festgelegt, und es werden die erwünschten Änderungen vorgenommen, nachdem die Zähne 31 und 33 in den Prothesenzahnträger 10 eingeklebt sind und der Klebstoff erhärtet ist.
-
Wenn der CAD-Entwurf insofern fertiggestellt ist, erfolgt optional ein Einsatz der virtuellen Prothese in einen virtuellen Artikulator, der insbesondere prüft, inwiefern sich möglicherweise bei der Interkuspidation Probleme ergeben, die dann vom Entwurf her ebenfalls berücksichtigt werden können.
-
Nach Fertigstellung des Entwurfs wird nun die Prothesenbasis basierend auf der CAD/CAM-Vorgabe von der Bearbeitungsvorrichtung erzeugt, bevorzugt durch Fräsen aus einer 98 mm Scheibe, wobei der fleischfarbene Prothesenzahnträger 10 jedoch zunächst über Stege mit der Scheibe verbunden bleibt.
-
Die Zahnkavitäten 11 sind zu diesem Zeitpunkt bereits fertig erstellt.
-
Der selektierte Zahnsatz wird nun in die Justiervorrichtung 20 gemäß 1 eingesetzt, wobei die Zähne dort fixiert sind und der gesamte Zahnsatz in einem Zuge in den Prothesenzahnträger 10 einführbar ist.
-
Nun kommt die Justiervorrichtung 20 dergestalt zum Einsatz, dass durch Flächenanlage an den Kronenflächen des Zahnes die Justiervorrichtung die Lage des zervikalen Bereichs des Zahnes in der Klebestufe justiert. Dies schließt auch die Möglichkeit ein, dass okklusale Störkontakte 310 später entfernt werden.
-
Nach der gegebenenfalls wachsunterstützten Einprobe wird nun Klebstoff, beispielsweise Bond-Klebstoff eingebracht, und auch während des Erhärtens des Klebstoffs verbleibt die Justiervorrichtung 20 in der in 1 dargestellten Position, dass sich keine Verschiebungen ergeben können.
-
Zu diesem Zeitpunkt sind die Trennstege zwischen dem Prothesenzahnträger und der 98 mm Scheibe im Übrigen noch nicht entfernt, und die Scheibe kann nun samt dem Prothesenzahnträger und den eingesetzten Zähnen nach Erhärtung des Klebstoffs erneut in eine Fräsmaschine eingespannt werden, so dass sowohl die Störstellen 310 als auch die Störstellen 330 entfernbar sind.
-
Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, die Prothesenbasis im Rapid-Prototyping Verfahren generativ aufzubauen; auch hier besteht die Möglichkeit, etwaige Störkontakte 310 bzw. 330 im Nachhinein – also nach Fertigstelltung – zu entfernen, sei es durch maschinelles Fräsen oder durch manuelles Beschleifen.
-
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
-
- DE 19532171 A1 [0006, 0008]
- EP 2030590 [0008]
