CH719698B1 - Dentale Fixierungsschiene zur Stabilisierung von Zahnbewegungen. - Google Patents

Abstract

Es handelt sich bei der Erfindung um eine digital designte, maschinell fabrizierte dentale Fixierungsschiene (Retainer). Diese ist mit einem Transportstruktur zur Positionsfixierung beim Einsetzen versehen. Der Retainer ist aus mindestens zwei Befestigungselementen (4) und einem Verbindungselement (8) gebildet, das die Befestigungselemente miteinander verbindet. Die Befestigungselemente sind zur Fixierung an je einem Zahn geeignet und jeweils als Reservoir ausgeführt. Jedes Reservoir bildet ein Reservoirvolumen, das mit Bondingmaterial befüllbar ist, um das Reservoir an einem Zahn zu befestigen. Die perfekte Positionsplazierung und die nachfolgende Fixierung von Zähnen auf die Art des designten Retainers an den gegebenen Platz verhindert zukünftige Zahnbewegungen und Stressbelastungen der einzelnen Zähne und des Retainers. Die primäre Verwendung ist nach Zahnkorrekturen bei Kindern bis Erwachsene. Die Kombination von Materialwahl, Design, ihre Herstellungsart und Individualität löst mehrere Problemstellungen in der Zahnmedizin.

Description

Stand der Technik:

[0001] Retainer (bzw. dentale Fixierungsschienen) sind schon länger bekannt. Sie dienen im Wesentlichen dazu, die Zahnstellung eines Patienten zu fixieren. Das heißt, mittels eines Retainers wird ein Status quo bezüglich der Zahnstellung fixiert, um eventuellen Veränderungen der Zahnstellung im Laufe der Zeit vorzubeugen.

[0002] Typisch wird die Verwendung von Retainern als Nachbehandlung einer kieferorthopädischen Behandlung benutzt. Bei letzterem ging es um eine aktive Beeinflussung der Zahnstellung eines Patienten, indem mittels geeigneter Vorrichtungen Kräfte auf die Zähne ausgeübt werden, so dass diese mit der Zeit ihre Position oder Orientierung verändern. Nachdem eine solche kieferorthopädische Behandlung beendet ist und die Verwendung der jeweiligen Vorrichtung beendet ist, neigen die Zähne dazu, in ihre frühere Position zurückzukehren. Wenn keine Nachbehandlung durchgeführt wird, wird sich das durch die aktive Behandlung erzielte Ergebnis zumindest teilweise zurückbilden und folglich die aktive Behandlung zunichtemachen.

[0003] Daher wird im Anschluss an die aktive Behandlung typischerweise die Verwendung eines Retainers empfohlen, der die neu gewonnene Zahnposition fixiert. Um dies zu erreichen, werden solche Retainer mit mehreren Zähnen verbunden, wobei der Retainer geeignet ist, aufgrund der Eigenbeweglichkeit eines Zahns entstehende Kräfte aufzunehmen und diese Kräfte auf die übrigen Zähne zu verteilen. Dadurch wird eine Bewegung des Zahnes und der retinierten Zähne verhindert. Solche Retainer sind aus anderen Fällen bekannt, beispielsweise wird ein sogenannter „2-Punkt-Retainer“ beschrieben, der mit nur zwei Zähnen fest verbunden ist.

Nachteile:

[0004] Bei vorbekannten Retainern hat es sich als besonders nachteilig erwiesen, dass eine exakte Anpassung des jeweiligen Retainers an die individuellen Konturen der zu fixierenden Zähne einerseits sehr aufwendig ist und sich andererseits auch in der Regel durch nur geringe Präzision auszeichnet bei sorgfältiger Handhabung durch einen erfahrenen Zahntechniker. Dies liegt vor allem an der Herstellung der heute bekannten Retainern, die in einem manuellen Prozess durch Biegen eines Ausgangsmaterials, typischerweise eines Metalldrahts, an die Form des jeweiligen Zahnabdrucks angepasst werden.

[0005] Die Präzision einer solchen Bearbeitung ist naturgemäß begrenzt, wobei der fertige Retainer einen Abstand in der Größenordnung von wenigen Millimetern von einem zu fixierenden Zahn haben kann. Um diese „Lücke“ zwischen Retainer und Zahn zu schließen, ist es dann erforderlich, ein entsprechend größeres Klebeband (bzw. Klebermenge) vorzusehen, das trotz seines großen Abstands vom Zahn die Lücke des Retainers zur Zahnoberfläche zuverlässig umschließt und somit den Retainer mit den Zähnen kraftschlüssig verbindet. Dies ist sowohl für den Tragekomfort des Retainers als auch für dessen Haltbarkeit nachteilig, da beim Kauen Scherkräfte auftreten, die umso größer auf den Retainer bzw. dessen Haftband /Kunstoffkleber wirken, weil sie mehr „Angriffsfläche“ in der Mundhöhle bieten. Dies führt häufig dazu, dass ein Retainer lokal gelöst wird und dann manuell wieder fixiert werden muss. Ebenso kommt es regelmäßig zu einem Bruch des Retainers.

[0006] Weiterhin haben die bekannten Retainer den Nachteil, dass ihre rein passive Wirkung durch geringfügige versehentliche Dislokationen des Retainers „aktiviert“ werden kann. So kommt es regelmäßig vor, dass ein Retainer in einem Interdentalbereich, wo er sich frei, also unverklebt, von einem Zahn zum jeweiligen Nachbarzahn erstreckt, versehentlich verbogen wird, beispielsweise durch eine einwirkende Kaukraft.

[0007] Durch das Biegen wird die projizierte Länge des Retainers lokal reduziert, was dazu führt, dass der Retainer fortan die benachbarten Zähne aneinander zieht. Das heißt, der Retainer wird durch die ungewollte Verformung von einem passiven zu einem aktiven Element verändert, das nun nicht mehr als reines Fixierelement fungiert, sondern aktiv die Zahnstellung beeinflusst. Eine solche Beeinflussung muss jedoch in jedem Fall vermieden werden, da die aktive Zahnbehandlung typischerweise bereits zum Zeitpunkt der Verwendung des Retainers abgeschlossen ist und weitere Zahnbewegungen nicht erwünscht sind. Kommt es zu einer Verformung eines Retainers, kann es sogar erforderlich sein, diesen komplett auszutauschen.

[0008] Aus dem Vorstehenden wird deutlich, dass zwei Arten von Zahnbewegungen zu unterscheiden sind: Einerseits treten Zahnwanderungen auf, die eine kontinuierliche Bewegung des Zahns zurück in eine Fehlstellung darstellen, wobei diese Zahnwanderungen durch den Retainer unterdrückt werden sollen. Andererseits besitzen Zähne auch eine gewisse Eigenbeweglichkeit, wodurch die Zähne insbesondere bei auftretenden Kaubelastungen in einem gewissen Rahmen (ca. 0,2 mm) in alle Richtungen beweglich sind, wobei die Zähne nach Entlastung in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Diese Eigenbewegungen sind jedoch wegen der damit verbundenen Stimulation des Knochengewebes enorm wichtig und sollten durch einen Retainer so wenig wie möglich eingeschränkt werden.

[0009] Retainer aus Zirkonoxid, also einem keramischen Material. Da das Zirkonoxid nicht verformbar ist, wird der Retainer aus einem Block gefräst oder geschliffen. Zirkonoxid zeichnet sich durch eine hohe Biegefestigkeit aus und ist daher sehr steif und unnachgiebig. Wegen der dem spröden Keramikmaterial innewohnenden Bruchgefahr ist der bekannte Retainer jedoch sehr dickwandig und voluminös. Diese Eigenschaften der bekannten Retainer führen jedoch zu dem oben beschriebenen Nachteil des „Verriegelns“, das die Bewegung der Zähne in der Pfanne (Zahnpfanne) einschränkt und unphysiologisch wird, was schließlich zu einer Degeneration des Knochengewebes führt.

[0010] Der, erfindungsgemässe Retainer, insbesondere wenn als SLR-Retainer ausgeführt, lässt aufgrund der flexiblen Gestaltung des Verbindungsdrahtes und der etwas flexiblen Materialien eine gewisse Eigenbewegung zu.

Aufgabe:

[0011] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der bekannten Fixationsschienen/Drähte bzw. Retainer zu überwinden. Es ist auch Aufgabe damit verbundene Probleme des Ätzens und Klebens (bzw. insbesondere des Bondingprozesses) zu lösen. Weiter soll auch das Problem einer anfänglich falschen Platzierung des Retainers gelöst werden, bzw. auch das „Gap“-Problem (bzw. „Spalt“-Problem) soll eliminiert werden.

Lösung:

[0012] Die Aufgabe wird insbesondere gemäss Anspruch 1 gelöst.

[0013] Die Aufgabe wird im Weiteren durch einen mit mehreren Zähnen zusammenwirkenden und zum Stabilisieren der Zähne geeigneten Retainer gelöst, der mindestens einen länglichen Bogen aufweist, wobei der Bogen lokal eine gekrümmte Form aufweist, die der natürlichen Krümmung eines Unterkiefers oder eines Oberkiefers folgt und lokal individuell an einer Oberflächenkontur eines jeweiligen Anschlusszahnes angepasst ist, wobei der Retainer aus einem Metall oder zukünftig aus verstärkten Verbundwerkstoffen gedruckt und aus einem gedruckten oder gefrästen Formteil aus Metall herausgearbeitet ist.

[0014] Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen eines oben genannten Retainers gelöst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) eine Kontur von einzeln zu stabilisierenden Zähnen wird erfasst. b) der Retainer ist maschinell aus lasergedrucktem Metallpulver oder später 3D-gedruckt aus verstärktem Verbundwerkstoff oder der gleichen gefräst. c) Das Hinzufügen von Reservoirs zu dem Design mit verbessertem internem mechanischem Design erhöht die Langlebigkeit des Retainers und erleichtert das Einsetzen.

[0015] Der Begriff „Kontur“ der Zähne bedeutet hier quasi deren Topographie. Das bedeutet, dass die Erfassung der Kontur der Zähne die Erfassung der Zahnoberfläche umfasst, die mit dem Retainer zusammenwirken soll, so dass der behandelnde Arzt eine Information darüber erhält, welche Form der Retainer global und lokal haben sollte, um so eng wie möglich an den Zähnen anliegen zu können.

[0016] Bezüglich des oben beschriebenen Retainers wird die vorgenannte Aufgabe erfindungsgemäß weiter dadurch gelöst, dass das Metall aus einer Chrom-Cobalt-Legierung, wie sie in der Teilprothetik verwendet wird, geformt oder in eine Titanlegierung gefräst oder in einem 3D-Druckverfahren mit einem verstärktem Verbundwerkstoff hergestellt wird. Andere Materialien wie Nitinol könnten auch im gleichen Design verwendet werden.

[0017] Der Retainer ist in seinem installierten Zustand einer Zahnoberfläche zugewandt, an der der Retainer anliegt, und eine obere Oberfläche oder eine untere Oberfläche des Retainers einer ursprünglichen Metallebene entspricht. Chrom-Cobalt-Legierungen, Nickel-Titan-Legierungen und Nitinol sind Formgedächtnismaterialien, die für den erfindungsgemäßen Retainer besonders gut geeignet sind, da sie ein sogenanntes „pseudoelastisches“ Materialverhalten (manchmal auch „Superelastizität“ genannt) aufweisen. Dieses Materialverhalten bedeutet im Hinblick auf die vorliegende Erfindung, dass der Retainer sogar relativ große Auslenkungen erfahren kann, ohne dabei plastisch - also dauerhaft - verformt zu werden. Der elastische Bereich der Formgedächtnismaterialien ist aufgrund einer Phasenumwandlung innerhalb des Materials unter Zugeinwirkung ungewöhnlich groß ausgebildet und kann das Zwanzigfache des elastischen Bereichs eines „normalen“ Stahls, wie er für heutige Retainer üblich ist, überschreiten. Dies führt zu dem besonderen Vorteil, dass ein solcher erfindungsgemäßer Retainer praktisch nicht plastisch verformt werden kann, so dass ein „Knicken“ oder eine sonstige versehentlich bleibende Verformung des Retainers nicht möglich ist. Somit ist es nicht möglich, dass der erfindungsgemäße Retainer versehentlich aufgrund einer lokalen Auslenkung eines einzelnen Zahns aufgrund seiner Eigenbeweglichkeit „aktiviert“ wird (beispielsweise unter Einwirkung hoher lokaler Kaukräfte, verursacht z. B. durch Beißen auf ein Korn). Dadurch ist eine durch den Retainer verursachte Bewegung der Zähne vergleichbar mit einer kieferorthopädischen Behandlung bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Retainers ausgeschlossen.

[0018] Weiterhin ist das Formgedächtnismaterial vorteilhaft im Hinblick auf die oben beschriebene Problematik der fehlenden Stimulation des Alveolarknochens. Denn durch die Pseudoelastizität des Materials, also extrem geringe elastische Rückstellkräfte, werden kurzfristige Positionsänderungen der Zähne ermöglicht, die auf lokalen Kräften beruhen, die auf einzelne Zähne einwirken, also im Rahmen ihrer Eigenbeweglichkeit. Durch eine reversible, elastische Verformung des Retainers wird der aufgebrachten Kraft nachgegeben und der Zahn kann innerhalb der Zahnpfanne, also in der Zahnpfanne, wo der Zahn durch Kollagenfasern aufgehängt ist, in einem natürlichen Ausmaß ausgelenkt werden. Sobald die Krafteinwirkung nicht mehr vorhanden ist, kehren sowohl der Retainer als auch der betroffene Zahn in ihre ursprüngliche Form oder Position zurück.

[0019] Die Pseudoelastizität des Formgedächtnismaterials fördert darüber hinaus die Haltbarkeit des erfindungsgemäßen Retainers. Es unterliegt somit nicht der Gefahr eines verformungsbedingten Bruchs oder einer „Ermüdung“ der Rückstelleigenschaften. Außerdem ist das Formgedächtnismaterial aufgrund des niedrigen Elastizitätsmoduls relativ weich, so dass es leichter elastisch verformt werden kann. Somit ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Bruch einer Verbindung zu einem Zahn auftritt als bei Retainern nach dem Stand der Technik.

[0020] Weiterhin ist die geringe Steifigkeit positiv im Hinblick auf die Möglichkeit einer sagittalen und vertikalen Verformung der einzelnen Zähne, da der Retainer die verbundenen Zähne weniger steif koppelt bzw. verblockt. Dementsprechend ist ein Retainer, der aus einem Formgedächtnismaterial gebildet ist, auch im Hinblick auf einen geringeren Verriegelungseffekt bevorzugt.

[0021] Durch die Verwendung von Chrom-Cobalt- und Nickel-Titan-Legierungen sowie Nitinol wird ein bisher bestehender Interessenkonflikt bei der Verwendung und Ausbildung von Retainern gelöst: Einerseits strebt man danach, die Zähne kraftübertragend miteinander zu verbinden, um unerwünschten Zahnbewegungen und Zahnwanderungen entgegenzuwirken. Andererseits soll die physiologische Eigenbeweglichkeit der einzelnen Zähne so wenig wie möglich eingeschränkt werden. Beides ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. Retainer möglich, jedoch nicht mit den bisher bekannten Retainern. Denn Chrom-Cobalt- und Nickel-Titan-Legierungen, Nitinol und zukünftig andere verstärkte Verbundwerkstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass bei schnell auftretenden Belastungen eine (elastische) Verformung stattfinden kann und bei langsam auftretenden Belastungen keine Verformung des Retainers verursacht wird. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei Kaubewegungen die gewünschten kurzzeitig auftretenden Bewegungen der Zähne im Rahmen ihrer Eigenbeweglichkeit zugelassen werden, während kontinuierliche Bewegungen der Zähne oder Zahnwanderungen in Richtung einer Fehlstellung unterdrückt werden. Auch bei zulässigen Auslenkungen wirkt immer eine kleine Rückstellkraft in Richtung der Ausgangsstellung des Retainers.

[0022] Stahl beispielsweise hat eine gewisse Rückstellkraft, diese ist aber deutlich geringer und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Stahl dauerhaft verbogen wird und somit überhaupt keine Rückstellkraft ausübt, sondern im Gegenteil eine Kraft auf die Zähne ausübt, was sie in eine Fehlstellung lenkt.

[0023] Hinsichtlich des Merkmals des Retainers gemäß der Erfindung, dass eine bearbeitete laserbedruckte Oberfläche des Retainers in seinem installierten Zustand einer Zahnoberfläche zugewandt ist, an der der Retainer anliegt, und eine obere Oberfläche oder eine untere Oberfläche des Retainers der ursprünglichen Ebene des Metalls entspricht ist dies von Vorteil, da auf diese Weise eine biegefreie Trennung des Retainers möglich ist bzw. erfolgt. Das bedeutet, dass der Retainer in der Form hergestellt wird, in der er letztendlich an den Zähnen eines Patienten anliegt. Ein Biegen des Metalls zur Herstellung des Retainers ist bei einem Material mit superelastischen Eigenschaften überhaupt nicht möglich, da keine bleibenden Verformungen vorgenommen werden können. Der erfindungsgemäße Retainer ist somit ein fertiges Produkt, das ohne weitere Bearbeitung verwendet werden kann. Als vorteilhaftes Veredelungsverfahren kommt auch Elektropolieren in Frage.

[0024] Bei einem erfindungsgemäßen Retainer, der in Bondingbereichen mittels eines Bondingmaterials mit den jeweiligen Nachbarzähnen nicht kraftübertragend verbunden ist und vorzugsweise in und mit einem Bondingmaterial an dem jeweiligen Zahn haftend eingebettet ist, Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn in jedem der Bondingbereiche ein maximaler Abstand zwischen einer jeweiligen Zahnfläche und einer Position des Retainers, die senkrecht zur jeweiligen Zahnfläche gemessen den geringsten Abstand zu dieser Zahnfläche aufweist, höchstens 2-2,5 mm beträgt, vorzugsweise höchstens 1,5-2 mm. Ein solcher Retainer ist besonders genau an die natürliche Kontur der jeweiligen Zähne angepasst. Dies hat den Vorteil, dass das Einsetzen eines solchen Retainers für den behandelnden Fachmann besonders einfach ist, da der Retainer nur in einer einzigen Position praktisch exakt an den Zähnen anliegt.

[0025] Daher ist ein versehentliche „schräges“ Einsetzen fast unmöglich. Darüber hinaus begünstigt die exakte Anpassung gemäß der obigen Erklärung und das einzigartige Design die Verwendung dünner Bondingbereiche, was sich wiederum positiv auf die Haltbarkeit und Störanfälligkeit des Retainers auswirkt. Außerdem wird eine dünne Schicht des Bondingmaterials und das Design vom Patienten als weniger störend empfunden.

[0026] Vorteilhafterweise sind Verbindungselemente des Retainers lokal so geformt, dass sie zumindest teilweise in mindestens einen Interdentalraum zwischen zwei benachbarten Zähnen hineinragen, so dass eine Relativbewegung zwischen dem Retainer und den Zähnen in Längsrichtung des Retainers blockiert wird, auch wenn der Retainer an den Zähnen im unverbundenen Zustand anliegt.

[0027] Der Retainer verläuft im Wesentlichen gerade zwischen zwei benachbarten Verbindungsstellen, also auf dem kürzest möglichen Weg. Beim erfindungsgemäßen Retainer verläuft der Retainer jedoch in einer Art „Umweg“, da der Retainer in die Interdentalräume hochgeführt wird. Dies hat zur Folge, dass eine „Einbaulänge“ des erfindungsgemäßen Retainers, d.h. eine abgewickelte Länge desselben, deutlich kürzer ist als die abgewickelte Länge eines herkömmlichen Retainers. Hier kommt wieder das pseudoelastische Verhalten der Materialien zum Tragen, denn nur bei Verwendung eines pseudoelastischen Materials kann durch eine Vergrößerung des an sich kurzen Abstandes zwischen zwei Zähnen eine spürbare Erhöhung der Auslenkbarkeit erreicht werden.

[0028] Durch die vergrößerte Länge zwischen zwei Klebeverbindungen verkürzt das neue Design den Abstand zwischen den flexiblen interdentalen Verbindungen des Retainers. Wird hingegen ein starres Material wie Keramik für einen Retainer verwendet, kann dieser zwar auch so gestaltet werden, dass er in die Interdentalräume benachbarter Zähne hineinragt, jedoch wird die Flexibilität bzw. Elastizität des Retainers nicht erhöht, sondern durch die Steifigkeit des keramischen Materials werden weiterhin keine ausreichenden Eigenbewegungen der Zähne ermöglicht.

[0029] Die geringe Querschnittsgröße des erfindungsgemäßen Retainers und die abgeflacht konturierte Gestaltung der Reservoirs führt zudem dazu, dass die Übergänge zur Zahnoberfläche relativ flach gestaltet werden können. Dies fördert zum einen die Haltbarkeit des Retainers, da eine Angriffsfläche für Scherkräfte minimiert werden kann und zum anderen den Tragekomfort, da der Patient nur geringe Unebenheiten auf den Zahnoberflächen spürt.

[0030] Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Retainer als sogenannter „6-Punkt-Retainer“ (kann im Unterkiefer auch zum „8-Punkt-Retainer“ erweitert werden) eingesetzt und ist als solcher mit mehr als zwei Zähnen oder mehr als drei Zähnen in einer nicht kraftschlüssigen Art verbunden. Eine Verwendung als sogenannter „2-Punkt-Retainer“ ist jedoch prinzipiell denkbar.

[0031] Für die Verbindung des Retainers mit den Zähnen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Retainer-Reservoirs in den dafür vorgesehenen Bonding-Reservoirs vollständig mit dem Bondingmaterial gefüllt sind. Dies bedeutet, dass der Retainer durch das Klebematerial innerhalb der Reservoire gefüllt wird. Auf diese Weise und in Kombination mit der inneren Gestaltung der Reservoirs wird eine besonders dauerhafte Verbindung zwischen Retainer und Zahn erreicht.

[0032] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird der Retainer in einem Stück hergestellt. Dies ist der Normalfall bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens, da bei der Herstellung des Retainers aus dem Metall ein einziges zusammenhängendes Stück entsteht, das den kompletten Retainer bildet.

[0033] Die Erfindung wie umschlossen von einer fiktiven inneren Hüllparabel und einer fiktiven äußeren Hüllparabel. Der Retainer kommt mit seiner, im Grundriss gesehen, einteiligen Stabilisator-Hüllparabel. Diese Sicherung der transportierenden Hüllparabel wird also durch Rotation aus dem Retainer durch rotierende Metallermüdung an den Fixierungspunkten (bzw. Abbrichstellen) gelöst. In besonderen Fällen, in denen die Drehachse nicht günstig ist, können auch andere Arten von Hüllparabeln verwendet werden. Je weiter der Retainer diesen Interdentalräumen folgt, desto genauer liegt er auf den Zähnen auf und desto größer ist die freie Länge zwischen den benachbarten Verbindungsstellen. In dieser Hinsicht ist ein Retainer, der die beschriebenen Abstände aufweist, besonders vorteilhaft.

[0034] Ferner kann es von Vorteil sein, wenn der Retainer zumindest teilweise eine aufgeraute Oberfläche aufweist, wobei vorzugsweise die Oberflächen innerhalb der Bonding-Reservoire des Retainers aufgeraut sind. Eine solche Aufrauhung ermöglicht ein besseres Haftvermögen zwischen dem Retainer und dem Material, mit dem der Retainer mit den Zähnen verbunden ist. Das im Inneren der Reservoirs gestaltete Element verbessert das Haftvermögen zwischen dem Bonding-Komposit und dem Retainer zusätzlich.

[0035] In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Retainer durch Elektropolieren oder Plasmapolieren behandelt werden. Die Vorteile eines solchen Retainers wurden bereits oben erläutert. Dies würde die Rauheit der inneren Oberfläche der Reservoirs glätten, so dass die mechanische Verbindung des Retainers mit dem Bonding-Komposit weniger stark ist, was wiederum durch das fixierende innere Design der Reservoirs kompensiert wird.

[0036] Schließlich ist es besonders vorteilhaft, wenn die Crom-Cobolt- und Nickel-Titan-Legierungen eine Temperatur zwischen 25° C und 35° C, vorzugsweise zwischen 27° C und 33° C, besonders bevorzugt zwischen 29° C und 31° C aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass der gewünschte Bereich des spannungsinduzierten Martensit-Plateaus bei der Dehnung des Werkstoffs umso zuverlässiger erreicht wird, je näher die Temperatur an der Temperatur liegt, bei der das Werkstück eingesetzt wird, was im Falle der Retainer der Körpertemperatur von etwa 37° C entspricht.

Lösung Kurzbeschreibung:

[0037] Die zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art durch folgende Verfahrensschritte gelöst: A) Die erfasste Kontur der Zähne wird in ein vorzugsweise digitales Modell umgewandelt und der Retainer basierend auf dem Modell konstruiert. B) Der entworfene Retainer wird aus dem Metall, das aus einer Chrom-Cobalt-, Nickel-Titan-Legierung oder Nitinol besteht, auf der Grundlage des Modells mittels eines computergesteuerten Prozesses, bei dem ein Maschinenlaser Metall schmilzt, gedruckt oder fräst den Retainer und seine Transportstrukturen. Im eingebauten Zustand steht der Retainer mit hoher Präzision der Zahnoberfläche gegenüber. C) Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass eine Verbesserung der Präzision bei der Anpassung des Retainers an die jeweiligen Zahnkonturen des Patienten erreicht wird. D) Durch die spezielle Gestaltung der Reservoire wird sowohl die Wirkung des Retainers als auch der Tragekomfort erheblich verbessert. E) Weiterhin können versehentliche Behandlungsfehler, die auf einer versehentlichen Aktivierung eines Retainers beruhen, vermieden werden. F) Überätzen von Zahnoberflächen, die nicht mit 35%iger Phosphorsäure geätzt werden müssen, durch Hinzufügen von Reservoirs zum Design wird eliminiert. G) Gleiches gilt für den Bonding-Prozess, bei dem punktuelles Bonding durch Öffnung in Reservoirs das Problem von Harz-Bonding-Material auf Wurzeloberflächen und Nachbarzähnen weiter minimiert.

[0038] Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Präzision des fertigen Retainers gegenüber heute bekannten Retainern in der Weise, dass lokal ein Abstand des Retainers von der jeweiligen Zahnoberfläche, an der er anliegen soll, sehr gering ist. Aus der erfassten Kontur lässt sich mit Hilfe eines Computers mit entsprechender CAD-Software (Computer Aided Design) ein besonders genaues Modell für einen Retainer gewinnen. Basierend auf diesem Modell kann mittels eines computergesteuerten Bearbeitungsprozesses (Computer Aided Manufacturing-CAM) schließlich der Retainer automatisch aus dem Metall (oder später 3D-Druck in verstärkten Verbundwerkstoffen) in der exakten Form herausgearbeitet werden, die durch das CAD-Modell vorgegeben wird. Dieses Verfahren wird daher auch als „CAD-CAM-Verfahren“ bezeichnet. Wird der erfindungsgemäße Retainer aus dem Metall herausgearbeitet, handelt es sich bei diesem Verfahren um ein sogenanntes subtraktives Verfahren. Wird der erfindungsgemäße Retainer ausgearbeitet in einem Lasermelting 3D Druckverfahren so handelt es sich um ein sogenanntes additives Verfahren, bei dem Metallpulver mit dem Laser verschmolzen wird, was auch beim 3D-Druck in verstärkten Verbundwerkstoffen der Fall ist.

[0039] Im Ergebnis erzeugt das erfindungsgemäße Verfahren einen Retainer, der sich exakt an die Kontur der erfassten Zähne anschmiegt und einen sicheren Sitz aufweist. Insbesondere ist eine nachträgliche Verformung oder Bearbeitung des Retainers, sei es maschinell oder von Hand, nicht erforderlich und steht bei Verwendung einer Chrom-Cobalt- oder Nickel-Titan-Legierung in einem additiven Verfahren nicht mehr im Wege. Insbesondere bei Herstellung aus Nitinol mit seinen pseudoelastischen Eigenschaften sogar unmöglich, da das Material nach einer aufgeprägten Verformung wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt. Der erfindungsgemäße Retainer erhält somit nach seiner Ausarbeitung direkt seine endgültige Form (sowohl global als auch lokal), wobei keine weiteren Anpassungen notwendig oder möglich sind.

Vorteile:

[0040] Die Verbindungsstellen, an denen der Retainer mit dem jeweiligen Zahn verbunden werden soll, können deutlich flacher ausgeführt werden, als dies nach dem Stand der Technik der Fall ist. Das heißt, eine Schichtdicke des erforderlichen Kunststoffmaterials, das die Verbindungsstelle bildet, ist kleiner. Denn der Retainer liegt sehr eng oder direkt an der entsprechenden Zahnoberfläche an. Die Kunststoffschicht, mit der solche Retainer typischerweise mit den Zähnen verbunden werden, muss eine vergleichsweise geringe Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zur Zahnoberfläche aufweisen, um den Retainer vollständig zu umschließen oder einzubetten oder zu umhüllen (im Falle des Reservoirs Retainer vollgefüllte Reservoires).

[0041] Die im Stand der Technik regelmäßig erforderliche Überbrückung von Freiräumen zwischen Retainer und Zahn ist nicht erforderlich. Die Reservoirs bringen einen angenehmeren Tragekomfort mit sich, da die räumliche Ausdehnung des Fremdkörpers, den der Retainer mit dem Bondingmaterial letztendlich im Mund des Patienten darstellt, sehr gering ist. Außerdem erleichtert es die Mundhygiene des Patienten.

[0042] Andererseits weist eine dünnere Kunststoffverklebung aufgrund seiner geringen Abmessungen innerhalb der Mundhöhle eine deutlich kleinere Oberfläche auf als dies bei Kunststoffverklebungen nach dem Stand der Technik heute der Fall ist und wird daher deutlich geringeren Scherkräften bzw. Kaukräften ausgesetzt. Letzteres ist für die Haltbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und Design hergestellten Retainers besonders vorteilhaft, da die Wahrscheinlichkeit einer Ablösung des Retainers von einem oder mehreren Zähnen durch solche Krafteinwirkungen deutlich reduziert wird. Auch im Hinblick auf die Haltbarkeit des Retainers ist es vorteilhaft, dass durch die Pseudoelastizität des Chrom-Cobalt, Nickel-Titan-Legierung oder dem Nitinol bei einer Krafteinwirkung durch Kauen und einer resultierenden Drahtdurchbiegung weniger Spannung, d. h. Spannung, in dem Retainer-Zahn-Komposit erzeugt wird, was zu einem Spannungsbruch in dem Komposit oder Verbindungsbereich von Schmelz und Komposit führen könnte.

[0043] Die neuen Wege zur Herstellung von nicht plastisch verformbaren Retainern aus mehr oder weniger effektivem Formgedächtnismaterial und 3D Druck sind auch der Grund dafür, dass solche Retainer noch nicht auf dem Markt erhältlich sind. Somit sind die derzeit bekannten Fertigungsverfahren, die wie beschrieben, eine individuelle Ausformung des Retainers in Bezug auf die jeweils durch Biegen zu fixierende Zahnreihe erfordern, nicht geeignet bzw. nicht anwendbar, um einen solchen Retainer aus einer Chrom-Cobalt-, Nickel-Titan-Legierung oder Nitinol zu formen, da es nicht dauerhaft oder plastisch verformt werden kann. Erst durch das erfindungsgemäße Verfahren - d.h. durch das Ausarbeiten des Retainers aus einem Metall oder 3D-Laserschmelzmetall entsprechend der vorgegebenen Orientierung ist der Einsatz eines Formgedächtnismaterials überhaupt denkbar.

[0044] Ein weiterer wichtiger Vorteil eines präzise geformten Retainers ist seine Einfachheit in Bezug auf seine Anwendung oder Einführung bei einem Patienten. Bei Retainern nach dem Stand der Technik, sucht der behandelnde Arzt, Stellen des Retainers, an denen ein Abstand zwischen demselben und dem zu fixierenden Zahn relativ groß ist, manuell anzubringen und anschließend zu bandagieren. Während dieser Anwendung wird der Retainer elastisch verformt und entwickelt dementsprechend eine Rückstellkraft, die ihn in seine vorherige Position zurückbewegen möchte. Durch die Fixierung des Retainers am Zahn bleibt diese Rückstellkraft erhalten und wirkt fortan auf den jeweiligen Zahn. Das bedeutet, dass der Retainer nicht mehr als rein passives Element wirkt, das die Zähne lediglich in ihrer aktuellen Position fixiert, sondern aktiviert wird und aufgrund der Kraft eine Bewegung des jeweiligen Zahns bewirkt. Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird der Retainer jedoch genau an die Zähne angepasst, so dass eine derartige unbeabsichtigte Aktivierung desselben nahezu ausgeschlossen und insbesondere nicht erforderlich ist. Somit kann durch das Verfahren der spätere Behandlungserfolg deutlich verbessert werden und die Verwendung eines Retainers ist deutlich sicherer, eliminiert Behandlungsfehler und spart Zeit, als im Stand der Technik. Der Retainer ist derart aus Metall herausgearbeitet, dass eine Bearbeitungsfläche des Retainers im eingebauten Zustand einer Zahnfläche zugewandt ist, an der der Retainer anliegt und die an die jeweiligen Oberflächenkonturen der jeweiligen Zähne angepasst ist und an obere Fläche oder untere Fläche des Retainers und Reservoirs entspricht einer ursprünglichen Ebene.

[0045] Besonders vorteilhaft ist das Verfahren auch dann, wenn die Kontur der zu stabilisierenden Zähne intraoral erfasst wird. Ermöglicht wird dies durch „Intraoralscanner“. Besonders hochwertig sind mittlerweile herkömmliche Abformverfahren, bei denen ein Abdruck (Negativ) der zu stabilisierenden Zähne mittels einer Abformmasse hergestellt wird und ein Positiv durch Ausgießen der Abformung mit einer Gipsmasse entsteht. Dennoch ist die Präzision von Intraoralscans prozessbedingt besser, da auch bei Verwendung guter Abformmaterialien immer eine trocknungsbedingte Schrumpfung stattfindet und bei der Übertragung der Konturinformationen des natürlichen Zahnes auf die Abdruckschablone und wiederum von der Schablone zu der fertigen Form tritt zwangsläufig Fehler auf. Außerdem entstehen beim Abformvorgang regelmäßig Blasen durch eingeschlossene Luft, die sich negativ auf die Präzision des Positivs auswirken. Bei den heute üblichen Retainern spielt dies keine Rolle, da deren Präzision solch kleine Abweichungen zwischen Modell und echtem Zahn nicht erkennen kann. Bei Retainern, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden, kann der intraorale Scan jedoch einen Vorteil im Endergebnis des Retainers liefern.

[0046] Am Beispiel der Tischplatten würde dies bedeuten, dass der Retainer nur abschnittsweise mit seiner Unterseite auf der ebenen Tischplatte aufliegen würde und ansonsten von der Tischplatte abgehoben wäre. Eine solche Möglichkeit, den Retainer mit einer zusätzlichen Abmessung auszubilden, ermöglicht möglicherweise eine bessere Anpassung des Retainers an die Gesamtform des Zahnbogens. In einem besonders vorteilhaften Verfahren wird der Retainer nach dem Ausschneiden aus dem Metall oder Laserschmelzen an der Außenfläche elektropoliert, plasmapoliert oder handpoliert, wobei Kanten abgerundet werden. Eine solche Behandlung des Retainers reduziert die Mikrorauigkeit und die Nanorauigkeit seiner Oberfläche und erschwert somit das Anhaften potenziell schädlicher Keime, wobei die Innenoberfläche dennoch eine ausreichende Nanorauigkeit aufweist, um eine mechanische Verbindung zu den Kompositen herzustellen. Außerdem wird die Korrosionsbeständigkeit des Retainers erhöht.

[0047] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Retainer erreicht, der mit einer Vielzahl von Zähnen zusammenwirkt und konfiguriert ist, um die Vielzahl von Zähnen zu stabilisieren, wobei der Retainer mindestens einen länglichen Bogen umfasst, der zu einer natürlichen Krümmung eines Unterkiefers oder eines Oberkiefers geformt ist. Der Retainer ist maschinell aus Metall gefertigt und weist eine erste und eine zweite parallel zueinander verlaufende Fläche auf. Eine untere Seite des Retainers entspricht der ersten zueinander parallelen Fläche und eine obere Seite des Retainers entspricht der zweiten zueinander parallelen Fläche.

[0048] Der Retainer kann mit mindestens zwei Zähnen kraftübertragend verbunden sein. Der Retainer kann einstückig ausgebildet sein. Der Retainer kann in Draufsicht betrachtet von einer inneren Hüllparabel und einer äußeren Hüllparabel umschließbar sein.

[0049] Der Retainer kann eine zumindest teilweise aufgeraute Oberfläche aufweisen, und alle Oberflächen, die sich in Längsrichtung des Retainer erstrecken, können aufgeraut sein. Eine Oberfläche des Retainer kann zumindest teilweise durch Elektropolieren oder Plasmapolieren behandelt werden.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IN KÜRZE:

[0050] Retainer zur Erhaltung der Zahnstellung im Allgemeinen oder nach kieferorthopädischer Behandlung. Mit (a) Transportstruktur (alternative auch Trage- und Haltestruktur genannt), (b) Verbindungselementen, (c) Reservoiren mit Fixierungsfähigkeit. (a): Transportstruktur individuell und entsprechend der Zahnrotationsachse einstellbar. (b): Verbindungselemente individuell platzierbar nach oben, mittig oder unten je nach okklusalem Platzangebot. (c): Designs der Reservoirs: Verschiedene Designoptionen verfügbar. Die Erfindung mit den Reservoirs als Teil des Retainers und die innere Gestaltung der Reservoirs ist ein wichtiges Element des Designs.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0051] Nachfolgend wird die oben beschriebene Erfindung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform, die in den Figuren schematisch dargestellt ist, im Detail erläutert, wobei: FIG. 1 bis 3 zeigen Draufsichten auf einen auf eine Zahnreihe gesetzten erfindungsgemäßen Retainer (in drei Varianten), wobei eine Erweiterung auf die nächsten Zähne möglich ist. Die Reservoirs (3) des Retainers haben verschieden Formen in Abhängigkeit von der Zahnstruktur. Der Retainer ist mit stützender Transportstruktur (bzw. Trage- und Haltestruktur) gezeigt. Verwendet an einem Modell des Oberkiefers. Je nach Zahnstruktur können die Verbindungselemente verschiedene Positionen an den Reservoirs haben. Fig. 4 zeigt eine transversale Ansicht einer erfindungsgemässen Struktur in einem Schnittbild. Dargestellt ist eine Seitenansicht eines Retainers inkl. Transportstruktur. FIG. 5 zeigt eine transversale Ansicht einer erfindungsgemässen Struktur, in Nahaufnahme. Dargestellt ist ein Retainer-Reservoir (4) in Nahaufnahme. Schraffiert die Zahnschmelzoberfläche. FIG. 6 zeigt eine transversale Ansicht der erfindungsgemässen Reservoirstruktur. Dargestellt ist ein Retainer-Reservoir (4). FIG. 7 zeigt eine Teilansicht eines Retainers (ohne Transportstruktur). Dargestellt ist die Teilansicht beispielhaft über zwei Retainer-Reservoire (4), die über ein Verbindungselement (8) verbunden sind, und weitere an die Reservoire anschliessende Verbindungselemente zu weiteren (hier nicht gezeigten) Reservoire. Retainer-Reservoirs und Verbindungselemente sind derart angeordnet, dass die Verbindungselemente an den Retainer-Reservoirs möglichst von den Seitenrandbereichen entfernt ansetzen.Die Reservoire können unterschiedliche Formen haben abhängig von der Zahnstruktur, für welche der Retainer produziert worden ist. FIG. 8 zeigt eine transversale Ansicht einer erfindungsgemässen Struktur, in Nahaufnahme. Dargestellt ist ein Retainer-Reservoir (4), das mit einem Bondingmaterial (10) auf einem Zahn (7) befestigt ist, in Nahaufnahme. Schraffiert die Zahnschmelzoberfläche. FIG. 9 zeigt eine transversale Ansicht der erfindungsgemässen Reservoirstruktur. Dargestellt ist ein Retainer-Reservoir (4), das mit einem Bondingmaterial (10) auf einem Zahn (7) befestigt ist.

Legende

[0052] Fig.1: Rotationshalterung (1) Abbruchstelle (2) Reservoir-Design 1 (3) Fig. 2: Rotationshalterung (1) Abbruchstelle (2) Reservoir-Design 2 (3) Fig. 3: Rotationshalterung (1) Abbruchstelle (2) Reservoir-Design 3 (3) Fig. 4: Rotationshalterung (1) Abbruchstelle (2) Transportstruktur (9) Reservoir (4) Reservoirvolumen (5) Zahnebene (6) Zahn von der Seite (7) Fig.5: Reservoir (4) Reservoirvolumen (5) Zahn von der Seite (7) Fig. 6: Zahn von der Seite (7) Reservoir (4) Reservoirvolumen (5) Fig. 7: Reservoir-Element (4) Verbindungselement (8) Fig.8: Reservoir (4) Komposit (Bondingmaterial) (10) Zahn von der Seite (7) Fig. 9: Zahn von der Seite (7) Reservoir (4) Komposit (Bondingmaterial) (10)

Claims (9)

1. Retainer geeignet zum Zusammenwirken mit mehreren Zähnen zwecks Stabilisierung der Zähne und Aufrechterhaltung der Zahnstellung, wobei der Retainer zumindest gebildet ist aus – wenigstens zwei Befestigungselementen, welche geeignet sind zur Fixierung an je einem Zahn, und – wenigstens einem Verbindungselement (8), wobei die wenigstens zwei Befestigungselemente über das wenigstens eine Verbindungselement (8) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass – jedes der wenigstens zwei Befestigungselemente (3, 4) als Reservoir (3, 4) ausgeführt ist, welches ein Reservoirvolumen (5) definiert, das zwecks der Fixierung an einem Zahn mit Bondingmaterial (10) befüllbar ist, und – der Retainer zum Transportieren und zur Positionierung auf den Zähnen eine Transportstruktur (9) aufweist.

2. Retainer nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Reservoir (3,4) mit einer Öffnung versehen ist, sodass vorzugsweise zwecks der Fixierung an einem Zahn ein punktueller Bonding-Prozess durch die Öffnung hindurch möglich ist.

3. Retainer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Retainer aus einem Metall oder einem verstärkten Verbundwerkstoff gefertigt ist.

4. Retainer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Retainer aus einem Formgedächtnismaterial gefertigt ist.

5. Retainer nach dem vorangehenden Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Formgedächtnismaterial ausgewählt ist aus Chrom-Cobalt-Legierungen, Nickel-Titan-Legierungen oder Nitinol.

6. Retainer nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Transportstruktur (9) derart angelegt ist, dass diese durch Rotationsbewegung gegenüber den Befestigungselementen an dafür vorgesehenen Bruchstellen (2) lösbar ist.

7. Retainer nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebung des Retainers von der Zahnstruktur abhängt, für die er hergestellt ist, z.B indem die Reservoire (3, 4) und vorzugsweise die Transportstruktur (9) an den jeweiligen Einzelzahn individualisiert angepasst ausgeführt sind.

8. Retainer nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Retainer einstückig ausgebildet ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Retainers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Erfassen der Kontur und Position einzeln zu stabilisierender Zähne, einschließlich Erfassen der Zahnoberfläche, die mit dem Retainer zusammenwirken soll, b) aufgrund der erfassten Kontur, Position und Zahnoberfläche Erstellen eines Modells eines Retainers gemäss einem der Ansprüche 1-8, vorzugsweise mit Hilfe eines Computers mit entsprechender CAD-Software, c) maschinelles Fertigen des Retainers mittels Fräsen, Lasersintern oder 3D-Druck.