Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft in erster Linie die
konservierende Zahnheilkunde, insbesondere Verfahren und
Einrichtungen, die außerhalb des Hundes zum Herstellen
von Zahnersatz aus Zahnersatz- oder Verbundharzwerkstoffen
angewendet werden können. Ferner betrifft die Erfindung
ein Verfahren zum Herstellen eines Modells oder eines
Werkzeuges, das zum Herstellen von Zahnersatz verwendet
werden kann. Außerdem betrifft die Erfindung Modelle oder
Werkzeuge, die beispielsweise zum Restaurieren von
Kunstgegenständen, wie Statuen, verwendet werden können.
Beschreibung des einschlägigen Standes der Technik
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Trotz bemerkenswerter technologischer Fortschritte
in der Verwendung von Verbundharzwerkstoffen zur
konservierenden Zahnbehandlung können Amalgamfüllungen
gewöhnlich leichter eingesetzt und bei einer einzigen
Konsultation fertiggestellt werden und werden sie von zahlreichen
Behandlern als dauerhafter angesehen. Aus diesem Grunde
werden für posterioren Zahnersatz immer noch vorwiegend
Amalgamfüllungen verwendet, obwohl sie giftig sind, eine
unansehnliche Färbung haben und es gewöhnlich notwendig ist,
gesunde Teile eines Zahns zu entfernen, damit die
Amalgamfüllungen formschlüssig in eine Kavität eingesetzt werden
kann. Man kann Zahnersatzmaterial oder
Verbundharzwerkstoffe ebenfalls bei einer einzigen Konsultation einsetzen,
wenn sie in eine Kavität gestopft oder darin geformt werden,
dann durch Lichteinwirkung gehärtet und schließlich mit
einem Bohrer nachbearbeitet werden. Dabei ist aber das
Formen vor dem Härten eine mühsame Arbeit, ebenso das
Schleifen nach dem Härten. Ferner wird der Zahn beansprucht,
wenn das
Harz beim Härten schrumpft, und kann dies am Rand
zu Undichtigkeiten führen. Selbst wenn durch
schrittweise fortschreitendes Härten das Schrumpfen auf ein
Minimum reduziert wird und der Zahnarzt so geschickt ist,
daß er durch Formen des ungehärteten Harzes die
ursprüngliche Kontur des Zahns genau wiederherstellen kann, ist
die Arbeit so anstrengend und zeitraubend, daß der
Zahnarzt lieber das bequemer zu verarbeitende Amalgam verwendet.
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Es ist schon angeregt worden, die Wirkung des
Schrumpfens des Harzes dadurch auf ein Minimum
herabzusetzen, daß zum Formen von Zahnersatz, wie eines Inlays,
außerhalb des Mundes ein Modell oder ein Abdruck verwendet
wird. Ein derartiges Modell kann aus Dentalwerkstoff oder
Stuckgips hergestellt werden oder gemäß der US-PS 2 136 404
(Wheeler) aus einem thermoplastischen Harz oder gemäß der
Angaben von Jensen u. a. in "Polymerization Shrinkage and
Microleakage" in Posterior Composite Resin Dental
Restorative Materials, herausgegeben von Vanherle u. a., S. 243-262
(Peter Szulc Publishing Co., Niederlande, 1965) aus
einem Epoxidharz. In einer Seite auf S. 258 sind in dem
Artikel von Jensen Vorteile und Nachteile jedes der für
posteriore Inlays bestimmten Werkstoffe angegeben, die
innerhalb bzw. außerhalb des Mundes verformt werden. Die
zuletztgenannten Werkstoffe haben folgende Vorteile:
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"Verminderte Beanspruchung der Zahnhöcker durch die
Polymerisationsschrumpfung,
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bessere Anpassung an den hinteren Zahnfleischrand (kein
Überstand),
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Beherrschung der proximalen Berührungsstellen,
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bessere Konturen und bessere Anatomie,
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leichtere Herstellung einer glatteren Oberflache,
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gegebenenfalls höhere Abriebfestigkeit, weil das Harz im
Vakuum warmgehärtet werden kann".
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Die angeführten Nachteile der außerhalb des
Mundes hergestellten, posterioren Verbundinlays bestehen
darin, daß gewöhnlich mehr als eine Konsultation
erforderlich ist und daher ein provisorischer Zahnersatz verwendet
werden muß, und daß die Laborarbeiten die Kosten erhöhen.
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In dem Artikel von Jensen wird auf die Verwendung
von Abdrücken aus Epoxidharz zum Formen von Zahnersatz und
in der Patentschrift Wheeler wird auf die Verwendung von
Zahnmodellen aus bestimmten thermoplastischen Harzen
hingewiesen. Derartige Abdrücke oder Modelle werden
gewöhnlich aus Dentalwerkstoff oder Stuckgips hergestellt. Im
Stand der Technik wird Stuckgips im allgemeinen als der
Abdruckwerkstoff angesehen, mit dem andere Werkstoffe
verglichen werden. In der Patentschrift Wheeler ist angegeben,
daß die dort angeführten thermoplastischen Harze schleifbar
sind, aber bei ziemlich hohen Temperaturen geschmolzen
werden müssen, was zu einer unzulässigen Schrumpfung des
Modells und zu schlecht sitzendem Zahnersatz führen kann. Wie
das Epoxidharz braucht auch Stuckgips lange Zeit zum
Erhärten, so daß zwei Konsultationen des Zahnarztes notwendig
sind und dazwischen ein provisorischer Zahnersatz
erforderlich ist. Das Erfordernis zweier Konsultationen kann
besonders für weit vom Zahnarzt entfernt wohnenden Patienten
äußerst unangenehm sein, und die Tatsache, daß ein Zahnarzt
ein Dentallabor in Anspruch nehmen muß, kann unangenehm
sein, wenn es bis zum nächsten Labor sehr weit ist.
Angabe der Erfindung
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Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von
Zahnersatz außerhalb des Mundes während einer einzigen
Konsultation. Dabei können die vorgenannten Vorteile erzielt
werden, die in dem Artikel von Jensen angeführt sind, und
werden die vorgenannten Nachteile beseitigt oder auf ein
Minimum reduziert. Man kann die Erfindung auch auf
nichtdentale Restaurierungen anwenden. Dabei wird ein
dauerhaftes Modell geschaffen, das innerhalb von Minuten nach
seiner Herstellung verwendbar ist. Diese Vorteile werden
mit einem Verfahren erzielt, in dem ein gummiartiger,
hitzebeständiger Abdruck eines nachzubildenden Gegenstandes
(z. B. eines oder mehrerer Zähne, von Zahnfleisch oder eines
anderen lebenden oder nichtlebenden Gegenstandes)
hergestellt und durch Füllen des Abdruckes mit härtbarem Harz
ein Modell hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Füllen der Abdruck teilweise mit einem flüssigen oder
pulverförmigen Harz gefüllt wird, z. B. indem die
verformend wirkenden Flächen (z. B. die Zahnflächen) des Abdruckes
ganz oder teilweise mit einem flüssigen oder
pulverförmigen duroplastischen Harz überzogen oder bestäubt werden
und daß der Abdruck dann mit einem schmelzflüssigen
thermoplastischen Harz weiter gefüllt wird, so daß das Härten
des duroplastischen Harzes durch Wärme von dem
schmelzflüssigen thermoplastischen Harz beschleunigt wird.
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Die aus gehärtetem duroplastischem Harz
bestehenden Flächen des Modells können leichter spanend bearbeitet
werden als ein vollständig aus thermoplastischem Harz
bestehendes Modell. Dies ist wichtig bei einem Modell von
menschlichen Zähnen, weil dort häufig Werkstoff
abgeschliffen werden muß, z. B. an den Zahnfleischrändern. Eine
Oberfläche aus gehärtetem duroplastischem Harz ist auch
vorteilhaft, wenn das Modell zum Formen dentalem oder
nichtdentalem Instandsetzungsteilen verwendet wird, weil das
duroplastische Harz gewöhnlich eine sehr verschleißfest ist.
Dies ist wichtig, wenn der Instandsetzungsteil wiederholt
auf dem Modell angebracht und von ihm abgenommen wird, und
ist besonders wichtig, wenn der Instandsetzungsteil
wenigstens teilweise aus einem Metall, wie Gold, besteht.
Da der thermoplastische Teil des Modells nicht besonders
hitze- oder abriebfest zu sein braucht, kann man
thermoplastische Harze mit optimalen Eigenschaften hinsichtlich
der Schmelztemperatur und der Schrumpfung verwenden.
Ferner härtet das duroplastische Harz viel schneller, wenn
der Abdruck mit schmelzflüssigem thermoplastischem Harz
gefüllt wird, weil dann das duroplastische Harz in einen
zähen und abrieb- und hitzefesten Zustand erhärtet und
das Modell innerhalb von Minuten nach seinem Formen
verwendet werden kann.
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Es wird angenommen, daß das nach dem
vorstehenden Modellherstellungsverfahren hergestellte Modell auch
selbst neu ist und für die verschiedensten dentalen und
nichtdentalen Zwecke verwendet werden kann. Beispielsweise
können den vorgenannten Schritten folgende Schritte folgen:
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(a) auf einen instandzusetzenden Teil des Modells
wird (gewöhnlich nach dem Auftragen eines Antihaftmittels
auf das Modell) ein Instandsetzungsharz aufgetragen;
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(b) das aufgetragene Instandsetzungsharz wird zu
einer gewünschten Kontur geformt; und
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(c) zum Erzielen eines Instandsetzungsteils wird
das Instandsetzungsharz gehärtet.
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Bei im Mund des Patienten einzementiertem
Zahnersatz kann der Zement die polymerisationsbedingte
Schrumpfung des zum Herstellen des Zahnersatzes verwendeten
Materials kompensieren und dadurch das Auftreten von winzigen
Undichtigkeiten verhindern. Dasselbe Verfahren kann bei
nichtdentalen Instandsetzungsarbeiten angewendet werden,
beispielsweise beim Restaurieren von Kunstgegenständen, wie
Marmorstatuen, insbesondere wenn der Instandsetzungsteil
dieselbe Form und Kontur haben soll wie der restaurierte
Gegenstand.
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Ein Vorteil des neuartigen Verfahrens und des
neuartigen Modells in der Zahnheilkunde besteht vor allem
darin, daß das Modell viel schneller hergestellt werden
kann als die derzeit verwendeten Modelle aus Stuckgips
oder Epoxidharz. So kann der Zahnarzt bei einer einzigen
Konsultation ein Modell eines oder mehrerer Zähne
herstellen und zum Herstellen von Zahnersatz verwenden, der
dann mit dem Zahn oder den Zähnen verklebt wird.
Infolgedessen ist kein provisorischer Zahnersatz mehr
erforderlich. In dem neuartigen Modellherstellungsverfahren dauert
das Herstellen des Abdruckes zwar ebensolang wie in dem
derzeit zum Herstellen von Zahnersatz außerhalb des Mundes
angewendeten Verfahren. Aber für die nächsten beiden
Schritte des Verfahrens wird viel weniger Zeit benötigt, weil
eine Kombination von duroplastischen und thermoplastischen
Harzen viel schneller (z. B. innerhalb von wenigen Minuten)
erhärtet als Stuckgips oder vollständig aus Epoxidharz
bestehende Modelle. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß
mit Ausnahme der Herstellung des hitzebeständigen
gummiartigen Abdruckes alle Schritte anstatt vom Zahnarzt von
einer Zahnarzthelferin durchgeführt werden können und der
Zahnarzt inzwischen einen anderen Patienten behandeln kann,
um zu dem ersten Patienten zurückzukehren, wenn der
Zahnersatz zum Einsetzen bereit ist. Dadurch können Kosten
gespart werden, weil die Arbeitszeit eines Zahnarztes
angesichts seiner Ausbildung und seines Könnens gewöhnlich viel
teurer ist als die einer Zahnarzthelferin. Dieselbe
Kostensenkung kann zwar auch bei der derzeitigen Herstellung von
Zahnersatz außerhalb des Mundes erzielt werden, doch kann
diese Kostensenkung durch die Kosten des Transports von
Abdrücken oder Modellen zwischen der Praxis des Zahnarztes
und einem Dentallabor und einer weiteren Konsultation durch
den Patienten mehr als wettgemacht werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das
neuartige Verfahren zum Herstellen des neuartigen Modells
derart abgeändert werden, daß vor dem Schritt, in dem das
Härten des duroplastischen Harzes durch Wärme von dem
schmelzflüssigen thermoplastischen Harz beschleunigt wird,
in einem zusätzlichen Schritt mit dem thermoplastischen
Harz ein flexibles, maßhaltiges Stützelement verklebt wird.
Nach diesem abgeänderten Verfahren hergestellte Modelle
können von Hand gebogen oder mit einem Messer oder einem
anderen scharfen Werkzeug eingeschnitten werden, damit in
dem erstarrten thermoplastischen Harz an einer oder
mehreren Stellen saubere Spalte vorhanden sind, z. B. in den
interproximalen Räumen auf den Seiten einer Zahnnachbildung.
Dann wirkt das flexible Stützelement als ein Scharnier, so
daß das Modell an diesen Spalten geöffnet werden kann,
um einen Teil des Modells (z. B. die mesiale und die distale
Fläche einer Zahnnachbildung) loszulösen und freizulegen.
Auf diese Weise kann man ohne weiteres durch Manipulieren
des Modells den Zugang beispielsweise aus einer Nachbildung
eines einzigen Zahns bestehenden Teil des Modells
erleichtern.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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In der Zeichnung zeigt
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Fig. 1 in Seitenansicht ein erstes gemäß der
Erfindung hergestelltes Modell,
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Fig. 2 das Modell nach Fig. 1, das geknickt
worden ist, um proximale Bereiche einer der
Zahnnachbildungen freizulegen, auf der Zahnersatz hergestellt werden
kann, und
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Fig. 3
zeigt in Seitenansicht, zu einem
Mittelschnitt weggeschnitten, ein zweites Modell gemäß der
Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
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Gemäß der Fig. 1 ist aus einem nicht gezeigten
gummiartigen dentalen Abdruck aus Poly(vinylsiloxan) ein
Modell 10 hergestellt worden, das Zahnnachbildungen 11a,
11b, 11c und 11d, die alle aus gehärtetem duroplastischem
Harz bestehen, und eine Zahnfleischnachbildung 12 aus einem
ersten thermoplastischen Harz aufweist. Mit der Basis der
Zahnfleischnachbildung 12 ist ein flexibles Stützelement
16 stoffschlüssig verbunden, das vorzugsweise aus einem
zweiten thermoplastischen Harz besteht, das zäh und
flexibel ist. Die Zahnnachbildungen sind zäh und sehr hitze-
und abriebfest. Ihre Polymerisation (Härtung) wurde durch
die Berührung mit dem ersten thermoplastischen Harz in
seinem schmelzflüssigen Zustand beschleunigt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung sind in der Zahnfleischnachbildung 12 auf je einer
Seite der Zahnstumpfnachbildung 15 zwei Spalte 17
ausgebildet worden. Dies kann ohne weiteres dadurch geschehen,
daß das erste thermoplastische Harz mit einer Rasierklinge
eingeritzt und dann zum Aufweiten der Spalte das Modell
geknickt wird.
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In der Fig. 2 ist das Modell im gebogenen
Zustand gezeigt, in dem die (strichpunktiert angedeutete)
Zahnstumpfnachbildung 15 ohne weiteres zugänglich ist. Der
Zahnersatz 21 (eine vollständige Krone) ist auf der
Zahnstumpfnachbildung 15 aufgesetzt. Zur Kontrolle der
interproximalen Berührungsstellen zwischen dem Zahnersatz 21
und den benachbarten duroplastischen Zahnnachbildungen 11c
und 11d kann man das Modell in die in Fig. 1 gezeigte
Ausgangsstellung bringen, in der es nicht geknickt ist.
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Das erste thermoplastische Harz kann
vorzugsweise sauber gebrochen werden, damit die
Zahnstumpfnachbildung 15 leichter abgelöst werden kann. Der Ausdruck
"sauber gebrochen" besagt, daß beim Ritzen einer 1,27 cm
dicken Platte aus dem thermoplastischen Harz und
darauffolgenden Biegen der Platte bei Zimmertemperatur die
Platte an der Ritzlinie unter Bildung von zwei passend
aneinanderlegbaren Flächen ohne sichtbare Dehnung bricht.
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Gemäß der Fig. 3 hat jede Zahnnachbildung eines
(mit Hilfe eines nicht gezeigten, gummiartigen
Dentalabdruckes hergestellten) Modells 30 einen Kern 32 aus einem
ersten thermoplastischen Harz und eine dünne Schale 33 aus
einem duroplastischen Harz, das für eine hohe Abrieb- und
Hitzefestigkeit sorgt. Zum Herstellen des duroplastischen
Harzes in situ kann man den Abdruck umkehren und die
Zahnnachbildungsflächen und den den Zahnfleischrand
nachbildenden Teil des Modells mit ungehärtetem duroplastischem
Harz in flüssiger oder Pulverform überziehen. Dann wird
auf den Abdruck das erste thermoplastische Harz
schmelzflüssig aufgetragen und erhärten gelassen. Das Härten des
duroplastischen Harzes wird durch Wärme von dem
schmelzflüssigen thermoplastischen Harz beschleunigt. Die
Zahnnachbildungen und die Zahnfleischnachbildung 34 bestehen
zum grüßten Teil aus dem ersten thermoplastischen Harz,
so daß Kosten gespart werden und die Härtezeit kurz ist.
Andererseits gewährleistet die Schale 33 aus dem gehärteten
duroplastischen Harz eine hohe Verschleißfestigkeit und
erleichtert sie das Entfernen der Zahnfleischnachbildung
durch Abschleifen, so daß der Zugang für ein probeweises
Einsetzen von Zahnersatz erleichtert wird. Mit der den
Zahnnachbildungen entgegengesetzten Basis der
Zahnfleischnachbildung 34 ist ein aus einem zähen, flexiblen zweiten
thermoplastischen Harz bestehendes, flexibles Stützelement
36 stoffschlüssig verbunden, das an Spalten 37 in der
Zahnfleischnachbildung als ein Scharnier wirksam sein kann,
damit das Modell 30 in derselben Weise verwendet werden
kann wie gemäß den Fig. 1 und 2. Das flexible
Stützelement 36 ist mit Zähnen 30 ausgebildet und wird in Form
eines vorgeformten festen Streifens in das schmelzflüssige
erste thermoplastische Harz gepreßt, aus dem die
Zahnfleischnachbildung 34 hergestellt wird. Dank der Zähne
und der relativ schwachen stoffschlüssigen Verbindung
zwischen dem ersten und dem zweiten thermoplastischen Harz
können eine Zahnnachbildung 35 und eine
Zahnfleischnachbildung zwischen den Spalten 37 als Einheit 39 von dem
Modell 30 abgenommen werden und kann diese Einheit
wiederholt genau in ihrer ursprünglichen Stellung wieder
angebracht werden.
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Das Abdruckmaterial, aus dem eine Matrize für
den nachzubildenden Gegenstand hergestellt wird, worauf
das Modell in dieser Matrize geformt werden kann, ist ein
härtbares gummiartiges Material, das so hitzefest ist, daß
es der Hitze des schmelzflüssigen thermoplastischen Harzes
gewachsen ist. Zu den geeigneten Abdruckmaterialien gehören
Silicone, Polyether und Polysulfide, die durch
Additionspolymerisation oder Kondensation härtbar sind. Dabei werden
die Silicone bevorzugt, weil die Polyether und Polysulfide
im allgemeinen mit einem Antihaftmittel versehen werden
müssen, damit das gehärtete Modell leicht abgenommen werden
kann. Alginate und Hydrokolloide werden derzeit als
ungeeignet angesehen, weil sie nicht genügend hitzefest sind.
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Das duroplastische Harz soll ein warmhärtbares
Einkomponenten- oder Mehrkomponenten-Harzmaterial sein, das
im gehärteten Zustand so zäh und so hitze- und abriebfest
ist, daß das Modell mit Wachs behandelt werden oder der
Zahnersatz wiederholt probeweise eingesetzt werden kann.
Die besten Ergebnisse sind mit einem duroplastischen Harz
erzielt worden, das aus einem Zweikomponenten-Epoxidharz
besteht. Ausgezeichnete Ergebnisse sind jedoch auch mit
einem duroplastischen Harz erzielt worden, das aus einem
Zweikomponenten-Urethanharz besteht. Weitere geeignete
duroplastische Harze sind in "Powder Coatings", Kirk-Othmer
Encyclopedia of Chemical Technolgy, 3. Auflage, Band 19,
S. 1-27 (1982) beschrieben und umfassen Polyurethane und
Polyacrylharze. Man kann aber auch Phenolharze verwenden.
Man kann das duroplastische Harz bei erhöhter Temperatur
oder Zimmertemperatur als Flüssigkeit oder als Pulver
verwenden. Vorzugsweise bildet es auf einer oder mehreren
Arbeitsflächen des Modells eine dünne Auflage und hat es
eine Dicke von weniger als etwa 2 mm. Bei Modellen für
dentale Zwecke kann das duroplastische Harz eine Außenschale
oder die ganze Zahnnachbildung und/oder gegebenenfalls
einen Teil der Zahnfleischnachbildung bilden.
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Vorstehend wurde darauf hingewiesen, daß das erste
thermoplastische Harz vorzugsweise sauber bruchfähig ist.
Zu den geeigneten sauber bruchfähigen thermoplastischen
Harzen, die gut maßhaltig sind, gehören aromatische
thermoplastische Harze, wie Copolymere des Vinyltoluols und
Alpha-Methylstyrols, Polyamide und Polyesteramide. Die
Fähigkeit einer aus dem Harz bestehenden Platte zum
sauberen Bruch kann durch einen Zusatz von Füllstoffen, wie
Quarz, Mikrohohlperlen aus Glas, Aluminiumpulver, Ruß,
Titandioxid oder mikrokristallinen Wachsen, verbessert
werden. Die Fähigkeit zum sauberen Bruch kann ferner durch
den Zusatz von glasartigen Modifikatoren verbessert werden,
beispielsweise von Kolophonium, Kolophoniumestern, aliphatischen
Kohlenwasserstoffharzen, aromatischen
Kohlenwasserstoffharzen, Polyterpenen und Kombinationen derselben.
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Das erste thermoplastische Harz erhärtet
vorzugsweise so schnell, wie dies unter Aufrechterhaltung
einer genügenden Maßhaltigkeit, Stabilität und anderer
erwünschter physikalischer Eigenschaften möglich ist.
Gegebenenfalls kann das Härten dadurch beschleunigt
werden, daß das Modell während des Erhärtens des ersten
thermoplastischen Harzes in einem geeigneten Kühlmittel,
wie Wasser, abgeschreckt wird.
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Das wie vorstehend angegeben in dem Verfahren
gegebenenfalls verwendete, flexible Stützelement besteht,
wie vorstehend angegeben, aus einem zweiten
thermoplastischen Harz, das zäh und flexibel ist. Das Stützelement
kann aber auch aus einem textilen Flächengebilde (Gewebe
oder Vliesstoff) bestehen, das mit einem Harz imprägniert
sein kann, oder aus einer Folie aus Kunststoff, wie
Polypropylen oder orientiertem Poly(ethylenterephthalat),
einem Klebeband, Leder oder Gummi. Das Stützelement kann
einen Füllstoff, wie magnetisierbare Teilchen, enthalten,
damit das Modell an einem Blech, wie einem Metallflügel
eines Artikulators lösbar befestigt werden kann. Das
bevorzugte, zähe und biegsame zweite thermoplastische Harz
kann einfach zur Bildung einer Schicht auf das
erstgenannte thermoplastische Harz gegossen werden oder es kann,
wie vorstehend angegeben, in Form eines vorgeformten festen
Streifens auf das erstgenannte thermoplastische Harz
gelegt werden, wenn dieses noch schmelzflüssig ist. Der
vorgeformte Streifen kann gegebenenfalls mit Zähnen oder
Warzen ausgebildet sein.
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Geeignete zweite thermoplastische Harze sind so
zäh und flexibel, daß das Modell wiederholt (z. B. ein
halbes Dutzend mal oder öfter) zwischen den in den Fig. 1
und 2 gezeigten Stellungen hin- und hergebogen werden kann,
ohne daß das Modell sichtbar bleibend verformt wird. Zu
diesen Harzen gehören Ethylen/Vinylacetatcopolymere,
Styrol-Butadien-Blockcopolymere, Butylelastomere und
Polyamide, die jeweils mit Harzen, Weichmachern,
Streckmitteln und Füllstoffen compoundiert werden können,
damit die gewünschten physikalischen Eigenschaften, wie
Flexibilität, Adhäsion und Maßhaltigkeit, erzielt werden.
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Dentalmodelle gemäß der Erfindung können zum
Herstellen jedes beliebigen Zahnersatzes verwendet werden;
dazu gehören Inlays, Onlays, Furniere, Kronen und Brücken.
Zwar kann Zahnersatz in allen diesen Formen vollständig
aus Zahnersatzwerkstoff oder Verbundharz hergestellt
werden, doch kann man auf den vorstehend erläuterten,
neuartigen Modellen auch andere Zahnersatzmaterialien formen,
zu denen z. B. Metalle, wie Gold, keramische Werkstoffe,
wie Porzellan, und Kombinationen von Metall und Keramik
gehören. In das Modell können gegebenenfalls Stifte oder
andere verstellbare Festlegemittel (die gegebenenfalls
mit einem geeigneten Antihaftmittel überzogen sein können)
eingesetzt werden, um das Abnehmen und Wiedereinsetzen von
einzelnen Zahnnachbildungen zu erleichtern.
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In den nachstehenden Beispielen von
thermoplastischen und duroplastischen Harzen und Modellen gemäß der
Erfindung sind alle Teile als Gewichtsteile angegeben.
Duroplastisches Harz A
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Dieses Zweikomponenten-Epoxidharz ist eine
Flüssigkeit mit einer Gelzeit von 4 min bei 21ºC. Es enthält
folgende Bestandteile:
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Komponente A Teile
-
Poly-(glycidylether) von Bisphenol A
mit einem Epoxidäquivalentgewicht von etwa
200 ("Epon" 828, Shell) 100
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Siliciumdioxid, durchschnittliche Korngröße
4,3 Mikrometer ("Imsil" A-25, Illinois Mineral) 20
-
Titandioxid, spezifisches Gewicht 3,0 bis 43,
("Ti-Pure" R-960, E.I. du Pont der Nemours) 5
-
Fluorkohlenstofftensid ("Fluorad" FC-430, 3M) 0,5
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Teil B Teile
-
Polymercaptan ("Capcure" 3-800, Diamond
Shamrock) 90
-
Diamethylaminomethylphenol ("DMP-30",
Rohm & Hass) 10
-
"Imsil" A-25 20
-
"Ti-Pure" R-960 5
-
"Fluorad" FC-430 0.5
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Ein Formling aus dem duroplastischen Harz wurde
zu einem Stab von 12,73 cm·1,31 cm·1,27 cm vergossen,
dessen lineare Schrumpfung in dar Längsrichtung 0,13%
betrug.
Thermoplastisches Harz B
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Mit Hilfe einer Heizplatte (Corning PC-35) und
eines Heizbandes (Temco Electric Heater Corp.) wurden 50
Teile modifiziertes Harz auf Kohlenwasserstoffbasis,
Säurezahl 90 bis 100, ("Pexalyn" A500; Hercules) bei einer
Temperatur von etwa 171ºC geschmolzen. Der Schmelze wurden
150 Teile eines Copolymers aus Vinyltoluol und Alpha-
Methylstyrol ("Piccotex" 100, Hercules) zugesetzt; dabei
wurde mit einem luftbetriebenen Mischer geführt. Nachdem
ein homogenes Gemisch erhalten worden war, wurden in
kleinen Teilmengen und unter Mischen mit starker
Scherwirkung 225 Teile "Imsil" A-25 und danach in kleinen
Teilmengen 30 Teile "Ti-P" "Ti-Pure" R-960 zugesetzt. Danach
wurde die Temperatur etwa 12 min auf 232ºC gehalten, wobei
kontinuierlich gemischt wurde, und wurde dann das Harz
entnommen und in ein Werkzeug zum Herstellen eines
Formlings gegossen, der in einer Heißschmelz-spritzpistole
verwendbar war. Diese Formlinge werden als
"thermoplastisches Harz B" bezeichnet.
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Ein (in dem auch für das duroplastische Harz A
verwendeten Werkzeug geformter) Stab aus dem
thermoplastischen Harz B hatte eine lineare Schrumpfung von 0,52%. Der
Stab konnte durch Biegen von Hand sauber gebrochen werden.
Thermoplastisches Harz C
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Nach dem auch für das thermoplastische Harz B
verwendeten Verfahren wurden unter Erhitzung und Rühren
nachstehende Bestandteile gemischt:
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Bestandteil Teile
-
"Piccotex" 100 150
-
Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt 84 bis 87ºC
("Bowax" 993; Boler Chemical) 34
-
"Imsil" A-25 200
-
"Ti-Pure" R-960 10
Thermoplastisches Harz D
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Nach demselben Verfahren wurden unter Erhitzen
und Rühren folgende Bestandteile vermischt:
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Bestandteil Teile
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"Piccotex" 100 370
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Polyethylenglykoldibenzoat ("Benzoflex" 2-45, Velsicol) 30
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"Imsil" A-25 250
-
"Ti-Pure" R-960 200
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Ruß ("Sterling" R-V7688, Cabot) 3
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Ein Stab aus dem so erhaltenen thermoplastischen
Harz D hatte eine lineare Schrumpfung von 0,005 cm oder
0,04%.
Thermoplastisches Harz E
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Nach demselben Verfahren wurden unter Erhitzen
und Rühren folgende Bestandteile gemischt:
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Bestandteil Teile
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"Piccotex" 100 240
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Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, 18% Vinylacetat
("Elvax" 410, E.I. du Pont de Nemours) 88
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Modifiziertes Kolophonium, Säurezahl 94
("Regalite" 355, Hercules) 160
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"Imsil" A-25 246,4
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"Ti-Pure" R-960 40
-
Eisenoxidrot 1,6
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Glas-Mikrohohlperlen, durchschnittliche Dichte
0,23 g/cm³ (3M) 24
-
Ein Stab aus den so erhaltenen thermoplastischen
Harz E hatte eine lineare Schrumpfung von 0,056 cm oder
0,44%.
Beispiel 1
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Es wurde das in Fig. 3 gezeigte Dentalmodell
hergestellt. Die Zahnnachbildungen wurden im wesentlichen
vollständig aus thermoplastischem Harz nachgebildet, und
das Zahnfleisch wurde fast vollständig aus zwei
thermoplastischen Harzen nachgebildet. Zum Formen des Modells
wurde ein gummiartiges dentales Abdruckmaterial auf der
Grundlage von Poly(vinylsiloxan) ("Express" Type 1, 3M)
verwendet, das auf einem Modell von zwei Backenzähnen und zwei
zweihöckerigen Zähnen aus "Typodont" ("R862", Columbia
Dentoform) geformt worden war. Mit Hilfe einer mit einem
statischen Mischer versehenen Doppellaufspritze ("EPX" 3M)
wurde das duroplastische Harz A ungefähr bis zu den
Zahnfleischrandteilen in den Abdruck gespritzt. Danach wurde mit
einer Heißschmelz-Spritzpistole ("Polygun" TC, 3M) bei
einer Schmelzkammertemperatur von etwa 199ºC das
thermoplastische Harz E eingespritzt. Bei noch schmelzflüssigem
thermoplastischem Harz E wurde ein gezahnter Streifen aus
einem zähen und flexiblen thermoplastischen Harz in das
schmelzflüssige Harz gepreßt. Der Streifen war etwa 100 mm
breit und 40 mm lang und hatte eine durchschnittliche Dicke
von 5 mm. Zu seiner Herstellung war in einem Werkzeug mit
einer gezahnten Fläche ein Heißschmelzklebstoff geformt
worden, der eine Brookfield-Viskosität von 5 Pa·s bei 191ºC,
eine Zugfestigkeit von 2,76 MPa und eine Dehnung von 750%
hatte (Heißschmelzklebstoff "Jet-Melt" 3792, 3M). Fach 10 min
war das thermoplastische Harz E unter der Einwirkung der
Wärme von dem thermoplastischen Harz gehärtet worden. Das
so erhaltene Modell konnte aus dem Dentalabdruck
herausgenommen werden und stellte eine ausgezeichnete Nachbildung
dar. Seine Zahnnachbildungsflächen konnten mit einem Bohrer
ohne weiteres bearbeitet werden. Nach einem mehrere
Sekunden dauernden Auflegen eines auf eine Temperatur von etwa
260ºC erhitzten Wachsauftragspachtels war keine Beschädigung
der Zähne erkennbar.
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Das Modell konnte zum Herstellen von Zahnersatz,
wie Inlays verwendet werden, indem Zahnersatzmaterial oder
Verbundharz in den Hohlraum der Packenzahnnachbildung
gespritzt wurde. Um dies zu erleichtern, wurde die aus dem
thermoplastischen Harz E bestehende Zahnfleischnachbildung
auf der mesialen und der distalen Seite der
Backenzahnnachbildung eingeritzt und das Modell dann mit der Hand
gebogen, wobei die Zahnfleischnachbildung an jeder
Ritzlinie sauber brach, so daß das Modell in der in Fig. 2
der Zeichnung dargestellten Weise aufgeklappt werden konnte.
Nun konnte die Backenzahnnachbildung mit den Fingern
erfaßt und zusammen mit der zwischen den Spalten vorhandenen
Zahnfleischnachbildung von der gezahnten Fläche getrennt
und in Form einer Einheit herausgehoben werden, die der in
Fig. 3 gezeigten Einheit 39 ähnelte, aber eine vollständig
aus duroplastischem Harz bestehende Backenzahnnachbildung
besaß.
Beispiel 2
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In der im Beispiel 1 beschriebenen Weise wurde
ein Dentalmodell hergestellt, doch wurde das Spritzen eines
flüssigen duroplastischen Harzes durch das Streuen eines
pulverförmigen duroplastischen Epoxidharzes ("Scotchkone"
203, 3M) aus einer Quetschflasche aus Kunststoff in dem
umgekehrt gehaltenen Dentalabdruck ersetzt. Um das
Auftragen des Pulvers zu erleichtern, war der Abdruck in einem
Ofen auf 65ºC vorgewärmt worden. Dann wurde der
Dentalabdruck herumgedreht, so daß überschüssiges Pulver
herausfallen konnte und eine gleichmäßige Pulverschicht
zurückblieb, die die Zahnflächen und die ihnen benachbarten Teile
der Zahnfleischflächen bedeckte.
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Nun wurde der Abdruck erneut umgedreht und wurden
die Zahn- und die Zahnfleischteile des Abdruckes mit dem
thermoplastischen Harz E ausgefüllt, das wie im Beispiel 1
mit einer Heißschmelz-Spritzpistole gespritzt wurde. Ein
gezahnter Streifen aus dem auch in Beispiel 1 verwendeten,
zähen und flexiblen thermoplastischen Harz wurde in das
schmelzflüssige thermoplastische Harz E gepreßt. Dann
wurde das Modell abkühlen gelassen, wobei es innerhalb
von 10 min erhärtete. Danach konnte des Modell aus dem
Dentalabdruck herausgenommen und sofort danach zum
Herstellen von Zahnersatz verwendet werden. Das Pulver aus
dem duroplastischen Epoxidharz war durch die Wärme des
schmelzflüssigen thermoplastischen Harzes E
aufgeschmolzen und unter Bildung einer duroplastischen Schale
gehärtet worden, die eine gleichmäßige Dicke von etwa 1 mm
hatte. Die mit dem gehärteten duroplastischen Harz
bedeckten Flächen des Modells konnten ohne weiteres mit
einem Bohrer bearbeitet werden. Nachdem die Schale mehrere
Sekunden lang mit einem erhitzten Wachsauftragspachtel in
Berührung gehalten worden war, konnte keine Beschädigung
der Zähne festgestellt werden.
Beispiel 3
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Zum Herstellen eines Dentalmodells wurde
derselbe gummiartige Dentalabdruck verwendet wie im Beispiel
1. Danach wurde mit der auch im Beispiel 1 verwendeten
Doppellaufspritze in den Abdruck annähernd bis zu den
Zahnfleischrändern eine duroplastische Zwei-Komponenton-
Urethanharzzusammensetzung ("Dyne-Cast", Kindt-Collins)
gespritzt. Sofort danach wurde mit einer Heißschmelz-
Spritzpistole ein zähes, flexibles thermoplastisches Harz
ungefähr bis zu den Zahnfleischrändern in den Abdruck
gespritzt. Dieses thermoplastische Harz hatte eine
Brookfield-Viskosität
von 14,5 Pa·s bei 191ºC, eine
Zugfestigkeit von 3,3 MPa und eine Dehnung von 600%
(Klebstoff "Jet-Melt" 3758, 3M). Nach etwa 10-minütigen
Kühlen wurde das erhaltene Modell aus dem Abdruck
herausgenommen und konnte es sofort zum Herstellen von
Zahnersatz verwendet werden. Das Modell stellte eine
ausgezeichnete Nachbildung dar, und sein duroplastisches Harz
war durch die Wärme von dem thermoplastischen Harz
gehärtet worden. Die aus dem gehärteten duroplastischen
Harz bestehenden Zahnnachbildungen könnten mit einem Bohrer
ohne weiteres bearbeitet werden. Nachdem ein erhitzter
Wachsauftragspatel die Zahnnachbildungen mehrere Sekunden
lang berührt hatte, war keine Beschädigung der Zähne
erkennbar.
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Die Zahnfleischnachbildung das Modells wurde
auf jeder Seite der Backenzahnnachbildung etwa bis zur
Hälfte der 12 mm betragenden Dicke der
Zahnfleischnachbildung eingeschnitten. Dann diente der nicht
eingeschnittene Teil der Zahnfleischnachbildung als ein Scharnier,
das einen leichten Zugang zu den proximalen Flächen der
Zahnnachbildung und ein Rückstellen der Zahnnachbildungen
annähernd in die ursprüngliche Stellung ermöglichte. Die
einander gegenüberliegenden Schnittflächen lagen zwar
nicht genau passend aneinander, aber dieser
Ungenauigkeit wurde bei der Herstellung von typischem Zahnersatz
keine beträchtliche Bedeutung zugemessen.