WO2005120384A1 - Brackets - Google Patents

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WO2005120384A1
WO2005120384A1 PCT/EP2004/006286 EP2004006286W WO2005120384A1 WO 2005120384 A1 WO2005120384 A1 WO 2005120384A1 EP 2004006286 W EP2004006286 W EP 2004006286W WO 2005120384 A1 WO2005120384 A1 WO 2005120384A1
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bracket
tooth
brackets
base
slot
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Clemens Fricke
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Individual
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    • A61C7/12Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/14Brackets; Fixing brackets to teeth
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    • A61C7/145Lingual brackets
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    • A61C7/12Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/14Brackets; Fixing brackets to teeth
    • A61C7/148Brackets; Fixing brackets to teeth with occlusal or gingival archwire slot opening
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49567Dental appliance making
    • Y10T29/49568Orthodontic device making

Definitions

  • the invention relates to brackets for attachment to the inside or outside of a tooth with a slot for receiving a wire arch, the wire arch connecting the teeth via the brackets and exerting forces and torques in order to bring the teeth into an end position provided by the orthodontist, which is the ideal position if possible comes close.
  • fixed appliances In addition to removable braces, fixed appliances are used.
  • Such fixed orthodontic appliances usually include so-called brackets, which can be attached both buccally on the outside of the tooth and lingually on the inside of the tooth for the duration of the treatment. They are used to fix wire arches that exert corrective forces and torques on the teeth in order to ultimately bring them into their final position. The forces are based on elastic deformation. Ideally, this elastic deformation is eliminated when the teeth are in their end position, so that none other forces act on them.
  • the wire arch usually has a rectangular or round cross section, and runs through slots provided in the brackets, which are referred to as "slots". The cross section of the slots is matched to that of the wire arches provided for receiving, ie rectangular. Above that in the slots The use of such brackets as part of a fixed appliance plays an important role in adult treatment, which is becoming increasingly important.
  • brackets from the prior art are essentially rectangular and have a total of four projections, two of these projections being arranged opposite each other such that there is a gap between them through which the wire arch can run.
  • the two gaps between the described pairs of projections together form the slot. Accordingly, the slot in the patient's mouth is essentially horizontal.
  • additional means are therefore required.
  • these are elastic bands or wires that are attached to the projections mentioned.
  • brackets with various folding mechanisms for fixing the wire arches are also known.
  • the task is therefore to provide brackets and a method for producing the brackets according to the invention, in which the wearing comfort is significantly increased compared to brackets from the prior art and also a reliable definition in lingual technology the wire arches is possible.
  • the object is achieved according to the invention by a bracket for attachment to an inside or outside of the tooth with a slot for receiving a wire arch and a base lying against the inside or outside of the tooth, the slot being embedded in the base and extending essentially vertically in the oral cavity.
  • Essentially perpendicular means essentially perpendicular to the spatial axis, i. H. the slot runs almost parallel to the tooth surface.
  • the angle between the vertical spatial axis and the slot can be - 20 to + 20 °.
  • the wire arch running through the slots no longer has a tendency to slip out of the slots. Accordingly, the setting of the wire arch in the slots is less complex and requires only light elastic bands. The absence of additional fixing means also increases the wearing comfort.
  • the bracket according to the invention has an overall significantly rounder shape with fewer edges than a bracket from the prior art, since there is no need to form a total of four projections between which the slot runs. This improved shape is clearly noticeable to the patient, in particular when the bracket touches the tongue, so that the wearing comfort is increased.
  • the bracket according to the invention not only dispenses with the corners and edges that arise in conventional brackets due to the protruding projections, but advantageously also has a base with a rounded surface.
  • the base can have the shape of a drop covering the inner or outer tooth surface.
  • the base area of brackets from the prior art is essentially rectangular.
  • the base of the bracket according to the invention with a rounded surface encompasses large areas of the inside or outside of the tooth to which the brackets are attached, which not only increases the wearing comfort due to the rounding, but also additionally the adhesion of the bracket teeth improved.
  • the base covers a large part of the area (e.g. ⁇ 60%) of the inside or outside of the tooth. According to the invention, the risk of a bracket breaking out and the complications associated therewith are significantly reduced in comparison with the prior art, in which brackets only cover comparatively small areas of the tooth surface.
  • the slot is expediently embedded in the side of the bracket facing the crown, which in the case of a drop-shaped configuration is wider than the side facing the root. Sufficient space thus remains for the slot, without the adjacent areas of the bracket becoming too narrow for them to have sufficient resistance to the loads that occur. If the areas of the bracket adjacent to the slot and thus also to the wire arch used were too narrow, there would otherwise be a risk that the area of the bracket would break off due to the forces occurring and the wire arch would come loose.
  • the crown-side design of the slot in the bracket also has the advantage of easier accessibility for the treating orthodontist, which simplifies the insertion of the arch wire, which may have to be repeated in the course of an orthodontic treatment.
  • a slot on the side of the bracket facing the crown is also advantageous because, due to the leverage effect, higher torques can be exerted by the wire arch on the tooth connected to the bracket. Since the brackets according to the invention expediently cover large areas of the tooth surface, there is also a particularly large scope for the positioning of the slot, so that higher torques can be achieved than with conventional brackets with a small base area and a slot which is located in the middle of the bracket.
  • the brackets according to the invention have particular advantages in the so-called lingual technique, in which the brackets are attached lingually, ie on the tongue side to the inner surface of the tooth.
  • the lingual technique is particularly aesthetically advantageous because lingual brackets are not visible from the outside.
  • many people do this Patients viewed as a great advantage, since wearing orthodontic devices is far less socially accepted here than among adolescents. This often prevents adults from having the tooth position corrected from a medical point of view.
  • the bracket according to the invention is particularly suitable for the lingual technique, since lingually attached brackets are more exposed than the buccally attached brackets for contact with the tongue. Accordingly, the shape of the brackets is also “felt” more strongly with the tongue, so that the rounding of the brackets and thus the increase in comfort are particularly important here.
  • brackets It is intended to individually adapt the shape of the brackets and thus also the shape of the base to the teeth, so that the brackets can be clearly positioned on each tooth.
  • the latter are necessary because the bracket shape, in particular the base area, is standardized and is not adapted to the individual tooth shape of the patient, or because of the small area of the base, no clear positioning can be achieved in the usual bracket.
  • the position, the angle of inclination and the depth of the slots for each tooth should also be adapted individually, the course of the slots in the individual brackets and thus also the course of the through Slots laid archwire is adapted to the optimized shape of the dental arch after treatment.
  • the brackets according to the invention should also allow the best possible torque to be applied to the tooth connected to the bracket. Since in conventional brackets the slot is formed as a space between the projections on the bracket, which is located in the middle of the bracket, and the brackets have a standardized basic shape, the slot and thus the arch wire on the tooth cannot be fixed in any position be so that the effective lever arm u. May not be optimal is.
  • the individually adapted brackets according to the invention allow the surface of the base and the position of the slot to be selected so that an optimal torque is exerted on the tooth. With a large distance between the slot and thus also the wire arch that is laid through it from the jaw, the torque exerted is particularly high, for example.
  • the brackets according to the invention Since it is intended to adapt the brackets according to the invention individually to each individual tooth of the patient, it makes sense to mill the brackets under computer control, which naturally also requires the use of a millable material.
  • Zirconium oxide is particularly advantageous here as a ceramic material, since zirconium oxide is tooth-colored and accordingly inconspicuous. Such tooth-colored, inconspicuous brackets are desirable for many people for aesthetic reasons. Ceramic materials are already used in orthodontics, but mostly cast and not milled.
  • the brackets according to the invention can also be produced from a metallic material such as titanium or a plastic.
  • brackets can be obtained from a monomer bath, for example by polymerization, for example with the aid of radiation.
  • a ceramic mass (with hardenable plastic as a binder) can also be solidified in the desired shape by means of radiation.
  • the brackets according to the invention can have a hook starting from the base, which serves as a starting point for ligatures or additional elements for delivering forces and torques.
  • the hook in conjunction with a ligature attached to it can effect the retention of the wire arch in the slot.
  • the hook is advantageously also rounded.
  • the bracket can be provided with a bite plateau.
  • Bite plateau represents a flattening of the bracket on the crown side, the for contact with the corresponding teeth of the opposing jaw or with aids attached to these teeth.
  • the teeth of the opposing jaw exert a force on the bracket and thus also on the tooth connected to it, which in the long run is moved intrusively deeper into the jaw.
  • bite plateaus are particularly suitable for maxillary anterior teeth.
  • the individual brackets should be shaped in such a way that they already contain all the information needed to bring the teeth into the intended end position.
  • standardized brackets are usually used, which only have differences for the individual tooth types, but do not take into account the specific conditions of the tooth of each individual patient.
  • the retention of the wire arch and thus the forces and torques acting on the dental arches are therefore not optimized, but require constant control and, if necessary, correction by the orthodontist treating them.
  • the treatment becomes more complex because the orthodontist has to check the progress of the treatment at comparatively short intervals, and often also takes a long time overall.
  • a method for producing individualized brackets has already been disclosed in EP 0 667 753 B1, in which the anatomical shapes in the patient's mouth are measured and an ideal dental arch shape is derived, on the basis of which the shape of the brackets and the arch wire are determined.
  • the individual orthodontic appliance is then manufactured with the previously constructed configuration, in particular using a CNC machine-readable code to control the production system.
  • brackets are used with regard to the basic shape and, with the aid of the equipment, slots are milled into slotless standard brackets at the calculated angle and at the calculated depth.
  • the brackets produced in this way have the disadvantages already mentioned above from the prior art, in particular the moderate wearing comfort and the tendency of Wire arch to slip out of the slots, and moreover, due to their not completely individualized basis, they cannot be positioned on the tooth without a transmission aid.
  • the brackets according to the invention have a significantly different shape than those in the prior art mentioned and, moreover, should in particular also have an individualized base, so that positioning on the tooth without a transmission aid is possible.
  • the method for producing the brackets therefore advantageously has the following steps:
  • the shape of the dental arch is scanned before the treatment, which can be done both in the patient's mouth and using a model made from the dental arch.
  • a simulation of the treatment goal with regard to functional aspects of the stomatognathic system is carried out.
  • a computer with the software provided is used. Compared to the manual creation of a setup, however, more aspects can be taken into account in the simulation on the computer, which places the treatment on a broader scientific basis, while the conventional treatment is significantly more influenced by the experience of the orthodontist treating it.
  • the shape of the brackets and the wire arch is then calculated and determined using suitable software.
  • the forces and torques acting on the teeth are taken into account.
  • the data generated in this way are used for computer-controlled milling of the brackets.
  • the setup can also be manually prepared in a conventional manner before the setup thus created is scanned in order to obtain the data required to simulate the shape of the bracket and archwire generate and then carry out the computer-controlled milling of the brackets.
  • the further orthodontic treatment provides for the brackets according to the invention to be fastened to the inside or outside of the teeth using a conventional acid etching technique or also using a glass ionomer cement, light curing being carried out, and guiding the wire arch through the slots ,
  • the wire arch is defined in the individual slots by a ligature.
  • the rest of the treatment is classic orthodontic.
  • the corresponding software for carrying out a virtual setup and for simulating the optimal bracket and wire arch shape essentially corresponds to the software used for CAD and CAM processes. From the calculations, the computer generates a CNC machine-readable code to control the manufacturing system.
  • a laser is preferably used for scanning, but it is also possible to use ultrasound scanners, video imaging, mechanical scanning or other image generation apparatus.
  • the scanner, in particular the laser should be such that it can capture the structure of the teeth as precisely as possible, in particular undercuts etc. being important in order to adapt the shape of the base of the bracket as precisely as possible to the tooth surface for optimum positioning.
  • the simulation of the bracket shape also serves to determine the angles and depth of the slots embedded in the brackets. These slots are adapted to the optimal simulated shape of the dental arch after the treatment.
  • An orthodontic treatment based on the brackets produced according to the invention thus leads to the optimal dental arch shape in a much more targeted manner than was previously possible. This is all the more true since it is possible with the aid of the described method to individually determine the shape of the brackets for each individual tooth.
  • the invention is illustrated by the accompanying drawings.
  • Fig. 1 Shows a bracket according to the invention, which is attached to a tooth in a side view.
  • the bracket according to the invention which is provided with the reference number 1 in its entirety, is attached lingually to the inside of the tooth of tooth 2, which is an upper jaw front tooth.
  • the bracket 1 can be attached to a tooth 2 using a conventional acid etching technique.
  • the bracket 1 is composed of a base 3 and a hook 4 extending from the base 3, a slot 6 being inserted into the base 3 toward the crown 5.
  • the slot 6 serves to accommodate the wire arch and, like this, has a rectangular cross section.
  • the base 3 has an overall teardrop shape and is wider on the crown side than at the end facing the root. The base 3 tapers towards the root in cross-section.
  • the base 3 is wide enough in cross section to easily accommodate a slot 6 without the areas adjacent to the slot 6 becoming too fragile due to the small material cross section.
  • a hook 4 extends from the base of the base, so that an additional slot 7 is formed which serves to fix the ligature to secure the wire arch in slot 6.
  • the bracket 1 also has a flat on the side of the crown 5 of the tooth 2, which represents a bite plateau 8. This serves to make contact with the corresponding teeth of the opposing jaw or with aids attached to these teeth. In this way, a force arises in the direction of arrow 9, which in the long run intrusively moves tooth 2 deeper into the jaw.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bracket (1) zur Befestigung an einer Zahninnen- oder Zahnaußenseite, wobei das Bracket (1) eine am Zahn (2) anliegende Basis (3) aufweist, in die ein Slot (6) zur Aufnahme eines Drahtbogens eingelassen ist. Dieser Slot (6) verläuft im Mundraum im wesentlichen senkrecht, so daß der Drahtbogen, der seine Kräfte und Drehmomente im wesentlichen waagerecht entfaltet, optimal positioniert im Slot (6) sitzt. Die erfindungsgemäßen Brackets (1) sind in ihrer Gesamtheit deutlich runder ausgeführt als Brackets aus dem Stand der Technik und bewirken somit einen erhöhten Tragekomfort für den Patienten. Darüber hinaus sieht die Erfindung vor, die Form der Brackets (1) individuell jedem einzelnen Zahn (2) eines Patienten anzupassen, um auf diese Weise die Bewegung des Zahnbogens in seine Idealposition und die Befestigung der Brackets (1) am Zahn (2) zu optimieren.

Description

Brackets
Die Erfindung betrifft Brackets zur Befestigung an Zahninnen- oder Zahnaußenseiten mit einem Slot zur Aufnahme eines Drahtbogens, wobei der Drahtbogen die Zähne über die Brackets verbindet und Kräfte und Drehmomente ausübt, um die Zähne in eine vom Kieferorthopäden vorgesehene Endposition zu bringen, die der Idealposition möglichst nahekommt.
Bei vielen Menschen weicht die Stellung der Zähne von der Idealposition ab. Eine Optimierung der Zahnstellung ist für die betroffenen Personen nicht nur aus ästhetischen Gründen wünschenswert, sondern auch aus medizinischen. So kann eine falsche Zahnstellung zu einer Vielzahl von Problemen im Bereich des stomatognathen Systems führen. Insbesondere bei zu starken Abweichungen der Zähne von der Idealstellung ist eine kieferorthopädische Behandlung nahezu unumgänglich, um Folgeschäden zu verhindern.
Neben herausnehmbaren Zahnspangen kommen dabei festsitzende Apparaturen zur Anwendung. Derartige festsitzende kieferorthopädische Apparaturen umfassen meist sogenannte Brackets, die sowohl bukkal an der Zahnaußenseite als auch lingual an der Zahninnenseite für die Zeit der Behandlung dauerhaft angebracht werden können. Sie dienen der Fixierung von Drahtbögen, die korrigierende Kräfte und Drehmomente auf die Zähne ausüben, um sie letztlich in ihre Endposition zu bringen. Die Kräfte basieren auf einer elastischen Verformung. Idealerweise ist diese elastische Verformung aufgehoben, wenn sich die Zähne in ihrer Endposition befinden, so daß keine weiteren Kräfte auf sie einwirken. Der Drahtbogen weist üblicherweise einen rechteckigen oder runden Querschnitt auf, und verläuft durch in den Brackets vorgesehene Schlitze, die als „Slots" bezeichnet werden. Der Querschnitt der Slots ist an den der zur Aufnahme vorgesehenen Drahtbögen angepaßt, d. h. rechteckig. Über den in den Slots festgelegten Drahtbogen sind die Zähne miteinander verbunden. Die Verwendung derartiger Brackets als Teil einer festsitzenden Apparatur spielt gerade auch in der Erwachsenenbehandlung, die zunehmend an Bedeutung gewinnt, eine große Rolle.
Herkömmliche Brackets aus dem Stand der Technik sind im wesentlichen rechteckig und weisen insgesamt vier Vorsprünge auf, wobei jeweils zwei dieser Vorsprünge so gegenüberliegend angeordnet sind, daß sich zwischen ihnen eine Lücke befindet, durch die der Drahtbogen verlaufen kann. Die beiden zwischen den beschriebenen Vorsprungspaaren befindlichen Lücken bilden zusammen den Slot. Entsprechend verläuft der Slot im Mund des Patienten im wesentlichen waagerecht. Um den durch den Slot verlaufenden Drahtbogen dauerhaft festzulegen, benötigt man daher zusätzliche Mittel. Klassischerweise handelt es sich hierbei um elastische Bänder oder Drähte, die an den genannten Vorsprüngen befestigt werden. Mittlerweile sind jedoch auch Brackets mit diversen Klappmechanismen zur Festlegung der Drahtbögen bekannt.
Nachteilig macht sich bei diesem Stand der Technik zum einen bemerkbar, daß die Slots waagerecht verlaufen, so daß die durch die Slots verlaufenden vorgeformten Drahtbögen in der Lingualtechnik die Tendenz haben, aus den Slots herauszurutschen. Entsprechend ist eine besonders große Sorgfalt bei der Fixierung der Drahtbögen in den Slots notwendig. Zum anderen ist aufgrund der vergleichsweise kantigen Gestalt der Brackets mit insgesamt vier Vorsprüngen, die zusätzliche Ecken zur Befestigung eines elastischen Bands aufweisen können, der Tragekomfort für den Patienten nicht unerheblich eingeschränkt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich daher die Aufgabe, Brackets sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Brackets zur Verfügung zu stellen, bei denen der Tragekomfort im Vergleich zu Brackets aus dem Stand der Technik deutlich erhöht ist und auch in der Lingualtechnik eine sichere Festlegung der Drahtbögen möglich ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Bracket zur Befestigung an einer Zahninnen- oder Zahnaußenseite mit einem Slot zur Aufnahme eines Drahtbogens und einer an der Zahninnen- oder Zahnaußenseite anliegenden Basis, wobei der Slot in die Basis eingelassen ist und im Mundraum im wesentlichen senkrecht verläuft.
Im wesentlichen senkrecht bedeutet hierbei im wesentlichen senkrecht zur Raumachse, d. h. der Slot verläuft nahezu parallel zur Zahnoberfläche. Der Winkel zwischen der vertikalen Raumachse und dem Slot kann - 20 bis + 20° betragen.
Da die durch den Drahtbogen hervorgerufenen Kräfte im wesentlichen horizontal wirken, hat der durch die Slots verlaufende Drahtbogen keine Tendenz mehr, aus den Slots herauszurutschen. Entsprechend ist auch die Festlegung des Drahtbogens in den Slots weniger aufwendig und erfordert nur leichte elastische Bänder. Durch den Verzicht auf zusätzliche Festlegungsmittel wird auch der Tragekomfort weiter erhöht.
Das erfindungsgemäße Bracket weist eine im ganzen deutlich rundere Form mit weniger Kanten als ein Bracket aus dem Stand der Technik, da hier auf die Ausbildung von insgesamt vier Vorsprüngen, zwischen denen der Slot verläuft, verzichtet werden kann. Diese verbesserte Form wird für den Patienten insbesondere bei Berührung der Brackets mit seiner Zunge deutlich spürbar, so daß der Tragekomfort erhöht wird.
Das erfindungsgemäße Bracket verzichtet nicht nur auf die bei herkömmlichen Brackets aufgrund der hervortretenden Vorsprünge entstehenden Ecken und Kanten, sondern hat vorteilhafterweise auch eine Basis mit abgerundeter Oberfläche. Insbesondere kann die Basis die Form eines die Zahninnen- oder Zahnaußenfläche bedeckenden Tropfens haben. Im Gegensatz dazu ist die Grundfläche bei Brackets aus dem Stand der Technik im wesentlichen rechteckig. Die Basis des erfindungsgemäßen Brackets mit abgerundeter Oberfläche umgreift große Bereiche der Zahninnen- oder Zahnaußenseite, an der die Brackets befestigt sind, was nicht nur den Tragekomfort aufgrund der Abrundung erhöht, sondern zusätzlich auch noch die Haftung des Brackets auf den Zähnen verbessert. Typischerweise bedeckt die Basis einen Großteil der Fläche (z. B. ≥ 60 %) der Zahninnen- oder Zahnaußenseite. Die Gefahr des Haurausbrechens eines Brackets und die damit verbundenen Komplikationen werden so im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem Brackets nur vergleichsweise kleine Bereiche der Zahnoberfläche bedecken, erfindungsgemäß deutlich vermindert.
Der Slot ist sinnvollerweise in die zur Krone weisende Seite des Brackets eingelassen, die bei tropfenförmiger Ausgestaltung im Vergleich zur der Wurzel zugewandten Seite breiter ist. Für den Slot verbleibt somit ausreichender Raum, ohne daß die angrenzenden Bereiche des Brackets zu schmal werden, als daß sie noch eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen die auftretenden Belastungen hätten. Eine zu schmale Ausbildung der an den Slot und damit auch den eingesetzten Drahtbogen angrenzenden Bereiche des Brackets würde ansonsten die Gefahr bergen, daß der Bereich des Brackets aufgrund der auftretenden Kräfte abbricht und sich der Drahtbogen löst. Die kronenseitige Ausbildung des Slots im Bracket weist darüber hinaus den Vorteil einer einfacheren Zugänglichkeit für den behandelnden Kieferorthopäden auf, was das Einsetzen des Drahtbogens, das im Laufe einer kieferorthopädischen Behandlung gegebenenfalls wiederholt erfolgen muß, vereinfacht.
Desweiteren ist ein Slot auf der zur Krone weisenden Seite des Brackets auch deshalb vorteilhaft, weil so aufgrund der Hebelwirkung höhere Drehmomente durch den Drahtbogen auf den mit dem Bracket verbundenen Zahn ausgeübt werden können. Da die erfindungsgemäßen Brackets sinnvollerweise große Bereiche der Zahnoberfläche bedecken, besteht auch für die Positionierung des Slots ein besonders großer Spielraum, so daß sich höhere Drehmomente erzielen lassen als bei herkömmlichen Brackets mit kleiner Grundfläche und einem Slot, der sich in der Mitte des Brackets befindet.
Besondere Vorteile weisen die erfindungsgemäßen Brackets in der sogenannten Lingualtechnik auf, bei der die Brackets lingual, d. h. zungenseitig an der Zahninnenfläche, befestigt werden. Die Lingualtechnik ist insbesondere in ästhetischer Hinsicht vorteilhaft, da lingual angebrachte Brackets von außen nicht sichtbar sind. Gerade in der Erwachsenenbehandlung wird dies von vielen Patienten als großer Vorteil angesehen, da das Tragen kieferorthopädischer Vorrichtungen hier weit weniger gesellschaftlich akzeptiert ist als bei Jugendlichen. Dies hindert Erwachsene häufig daran, die aus medizinischer Sicht wünschenswerte Korrektur der Zahnstellung vornehmen zu lassen.
Das erfindungsgemäße Bracket bietet sich gerade für die Lingualtechnik besonders an, da lingual angebrachte Brackets stärker als bukkal angebrachte zur Berührung mit der Zunge freigestellt sind. Entsprechend wird die Form der Brackets auch stärker mit der Zunge „erfühlt", so daß die Abrundungen des Brackets und damit die Erhöhung des Tragekomforts hier eine besonders hohe Bedeutung haben.
Es ist vorgesehen, die Form der Brackets und damit auch die Form der Basis den Zähnen individuell anzupassen, so daß die Brackets an jedem Zahn eindeutig positionierbar werden. Dies ermöglicht es, auf die zur Positionierung von Brackets aus dem Stand der Technik üblicherweise verwendeten Übertragungshilfen zu verzichten. Letztere sind notwendig, da die Bracketform, insbesondere die Grundfläche, standardisiert und nicht an die individuelle Zahnform des Patienten angepaßt ist bzw. in den üblichen Brackets wegen der kleinen Fläche der Basis keine eindeutige Positionierung zu erzielen ist.
Neben der individuellen Anpassung der Form der Brackets an die Zahninnen- oder Zahnaußenfläche sollen auch die Lage, der Neigungswinkel und die Tiefe der Slots für jeden Zahn individuell angepaßt werden, wobei der Verlauf der Slots in den einzelnen Brackets und somit auch der Verlauf des durch die Slots verlegten Drahtbogens der Optimierten Form des Zahnbogens nach der Behandlung angepaßt ist.
Insbesondere sollen die erfindungsgemäßen Brackets auch die Ausübung möglichst optimaler Drehmomente auf den mit dem Bracket verbundenen Zahn erlauben. Da bei herkömmlichen Brackets der Slot als Zwischenraum zwischen den am Bracket befindlichen Vorsprüngen gebildet wird, der sich in der Mitte des Brackets befindet, und die Brackets eine standardisierte Grundform haben, kann der Slot und damit auch der Drahtbogen am Zahn nicht in jeder beliebigen Position festgelegt werden, so daß der wirksame Hebelarm u. U. nicht optimal ist. Im Gegensatz dazu erlauben es die erfindungsgemäßen, individuell angepaßten Brackets, die Oberfläche der Basis und die Lage des Slots so zu wählen, daß ein optimales Drehmoment auf den Zahn ausgeübt wird. Bei großem Abstand des Slots und damit auch des hindurchgelegten Drahtbogens vom Kiefer ist das ausgeübte Drehmoment beispielsweise besonders hoch.
Da es vorgesehen ist, die erfindungsgemäßen Brackets individuell an jeden einzelnen Zahn des Patienten anzupassen, ist es sinnvoll, die Brackets computergesteuert zu fräsen, was naturgemäß auch die Verwendung eines fräsbaren Materials bedingt. Besonders vorteilhaft ist hier Zirkonoxid als keramisches Material, da Zirkonoxid zahnfarben und entsprechend unauffällig ist. Derartige zahnfarbene, unauffällige Brackets sind aus ästhetischen Gründen für viele Menschen wünschenswert. Keramische Materialien werden zwar bereits in der Kieferorthopädie verwendet, zumeist jedoch gegossen und nicht gefräst. Alternativ können die erfindungsgemäßen Brackets aber auch aus einem metallischen Werkstoff wie Titan oder einem Kunststoff hergestellt werden.
In letzterem Fall können die Brackets beispielsweise durch Polymerisation, etwa mit Hilfe von Strahlung, aus einem Monomerbad gewonnen werden. Auch kann eine keramische Masse (mit härtbarem Kunststoff als Bindemittel) mittels Strahlung in der gewünschten Form verfestigt werden.
Die erfindungsgemäßen Brackets können einen von der Basis ausgehenden Hook aufweisen, der als Ansatzpunkt für Ligaturen oder zusätzliche Elemente zur Abgabe von Kräften und Drehmomenten dient. Insbesondere kann der Hook in Verbindung mit einer daran angesetzten Ligatur die Retention des Drahtbogens im Slot bewirken. Hierbei kann zwischen Hook und Basis ein zusätzlicher Schlitz zur Festlegung der Ligatur liegen. Vorteilhafterweise ist auch der Hook abgerundet ausgebildet.
Für den Fall, daß bei der kieferorthopädischen Behandlung eine intrusive
Zahnbewegung, d. h. ein tieferes Eintreiben des Zahnes in den Kiefer, gewünscht ist, kann das Bracket mit einem Aufbißplateau versehen sein. Dieses
Aufbißplateau stellt eine Abflachung des Brackets auf der Kronenseite dar, die zum Kontakt mit den entsprechenden Zähnen des Gegenkiefers oder aber mit an diesen Zähnen angebrachten Hilfsmitteln freigestellt ist. Im Rahmen der normalen Kau- und Mundschließbewegungen wird damit von den Zähnen des Gegenkiefers eine Kraft auf das Bracket und damit auch auf den hiermit verbundenen Zahn ausgeübt, der auf die Dauer intrusiv tiefer in den Kiefer hineinbewegt wird. Bei lingualer Befestigung der Brackets kommen derartige Aufbißplateaus insbesondere bei maxillaren Frontzähnen in Frage.
Wie bereits erwähnt, ist es vorteilhaft, die kieferorthopädische Behandlung für einzelne Patienten zu individualisieren. Dabei sollen die individuellen Brackets so geformt werden, daß in ihnen bereits sämtliche Informationen enthalten sind, um die Zähne in die vorgesehene Endposition zu bringen. In der klassischen Kieferorthopädie werden üblicherweise standardisierte Brackets verwendet, die lediglich Unterschiede für die einzelnen Zahnarten aufweisen, nicht jedoch die speziellen Gegebenheiten des Zahnes jedes einzelnen Patienten berücksichtigen. Die Halterung des Drahtbogens und somit die auf die Zahnbögen wirkenden Kräfte und Drehmomente sind somit nicht optimiert, sondern bedürfen der ständigen Kontrolle und ggf. der Korrektur durch den behandelnden Kieferorthopäden. Die Behandlung wird dadurch aufwendiger, da der Kieferorthopäde in vergleichsweise kurzen Zeitabständen den Fortgang der Behandlung überprüfen muß, und häufig auch insgesamt langwieriger.
Ein Verfahren zur Herstellung individualisierter Brackets ist bereits in der EP 0 667 753 B1 offenbart, in der die anatomischen Formen im Mund des Patienten vermessen werden und eine ideale Zahnbogenform abgeleitet wird, auf deren Basis die Form der Brackets und des Drahtbogens festgelegt werden. Anschließend wird der individuelle kieferorthopädische Apparat mit der zuvor konstruierten Konfiguration hergestellt, wobei insbesondere ein CNC- maschinenlesbarer Code zur Steuerung der Fertigungsanlage eingesetzt wird.
Hierbei werden jedoch hinsichtlich der Grundform herkömmliche Brackets verwendet und mit Hilfe der Apparatur Slots im berechneten Winkel und in berechneter Tiefe in schlitzlose Standardbrackets gefräst. Die so hergestellten Brackets weisen die oben bereits aufgeführten Nachteile aus dem Stand der Technik auf, insbesondere den mäßigen Tragekomfort und die Tendenz des Drahtbogens, aus den Slots herauszurutschen, und können darüber hinaus aufgrund ihrer nicht vollständig individualisierten Basis nicht ohne Übertragungshilfe am Zahn positioniert werden.
Die erfindungsgemäßen Brackets haben hingegen eine deutlich andere Gestalt als die im genannten Stand der Technik und sollen darüber hinaus insbesondere auch eine individualisierte Basis aufweisen, so daß eine Positionierung am Zahn ohne Übertragungshilfe möglich wird. Das Verfahren zur Herstellung der Brackets weist daher vorteilhafterweise folgende Schritte auf:
Zunächst wird die Form des Zahnbogens vor der Behandlung eingescannt, was sowohl im Mund des Patienten als auch anhand eines vom Zahnbogen angefertigten Modells erfolgen kann. Anschließend wird eine Simulation des Behandlungszieles in bezug auf funktioneile Aspekte des stomatognathen Systems durchgeführt. Dies bedeutet letztlich die virtuelle Optimierung der Zahnbogenstellung mit den Zähnen des Patienten in der Endposition, was dem manuellen Erstellen eines Setups nach dem Stand der Technik entspricht. Hierbei wird ein Computer mit einer dafür vorgesehenen Software verwendet. Im Vergleich zur manuellen Erstellung eines Setups können jedoch bei der Simulation am Computer mehr Aspekte berücksichtigt werden, wodurch die Behandlung insgesamt auf eine breitere wissenschaftlichere Grundlage gestellt wird, während die herkömmliche Behandlung deutlich stärker vom Erfahrungsschatz des behandelnden Kieferorthopäden geprägt ist.
Anhand der durchgeführten Simulation des Behandlungszieles wird anschließend die Form der Brackets sowie des Drahtbogens wiederum mit einer geeigneten Software errechnet und festgelegt. Dabei werden insbesondere die auf die Zähne einwirkenden Kräfte und Drehmomente berücksichtigt. Die so generierten Daten dienen dem computergesteuerten Fräsen der Brackets.
Alternativ kann auch das Setup zunächst manuell in konventioneller Weise hergestellt werden, bevor das so hergestellte Setup gescannt wird, um die notwendigen Daten zur Simulation der Bracket- und Drahtbogenform zu generieren und anschließend die computergesteuerte Fräsung der Brackets durchzuführen.
Die weitere kieferorthopädische Behandlung sieht vor, die erfindungsgemäßen Brackets an den Zahninnen- bzw. Zahnaußenseiten über eine herkömmliche Säure-Ätztechnik oder auch durch Verwendung eines Glas-Ionomer-Zements zu befestigen, wobei eine Lichthärtung durchgeführt wird, und den Drahtbogen durch die Slots zu führen. Der Drahtbogen wird in den einzelnen Slots durch eine Ligatur festgelegt. Im übrigen erfolgt die Behandlung klassisch kieferorthopädisch.
Die entsprechende Software zur Durchführung eines virtuellen Setups und zur Simulation der optimalen Bracket- und Drahtbogenform entspricht im wesentlichen Software, wie sie für CAD- und CAM-Verfahren verwendet wird. Aus den Berechnungen erzeugt der Computer einen CNC-maschinenlesbaren Code zur Steuerung der Fertigungsanlage.
Zum Scannen wird vorzugsweise ein Laser verwendet, möglich ist aber auch die Verwendung von Ultraschallscanner, Videoimaging, mechanischer Abtastung oder anderer Bilderzeugungsapparaturen. Der Scanner, insbesondere der Laser, sollte dabei so beschaffen sein, daß er die Struktur der Zähne möglichst genau erfassen kann, wobei insbesondere auch Hinterschneidungen etc. bedeutsam sind, um die Form der Basis des Brackets zwecks optimaler Positionierbarkeit möglichst exakt an die Zahnoberfläche anzupassen.
Neben der Optimierung der Haftung der Brackets an der Zahnoberfläche dient die Simulation der Bracketform auch der Festlegung von Winkeln und Tiefe der in die Brackets eingelassenen Slots. Diese Slots werden an die ebenfalls simulierte optimale Form des Zahnbogens nach der Behandlung angepaßt. Eine kieferorthopädische Behandlung, die auf den erfindungsgemäß hergestellten Brackets basiert, führt somit deutlich zielgerichteter zur optimalen Zahnbogenform als dies bislang möglich war. Dies gilt um so mehr, als es mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens möglich ist, die Form der Brackets für jeden einzelnen Zahn individuell festzulegen. Die Erfindung wird verdeutlicht anhand der beigefügten Zeichnungen.
Fig. 1 : Zeigt ein erfindungsgemäßes Bracket, das an einem Zahn befestigt ist in der Seitenansicht.
Das erfindungsgemäße Bracket, daß in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist, ist lingual an der Zahninnenseite des Zahns 2 befestigt, bei dem es sich um einen Oberkieferfrontzahn handelt. Die Befestigung des Brackets 1 an einem Zahn 2 kann über eine herkömmliche Säure-Ätztechnik erfolgen. Das Bracket 1 setzt sich aus einer Basis 3 und einem von der Basis 3 ausgehenden Hook 4 zusammen, wobei zur Krone 5 hin ein Slot 6 in die Basis 3 eingelassen ist. Der Slot 6 dient der Aufnahme des Drahtbogens und hat wie dieser einen rechteckigen Querschnitt. Die Basis 3 hat insgesamt eine Tropfenform und ist kronenseitig breiter als am der Wurzel zugewandten Ende. Zur Wurzel hin läuft die Basis 3 im Querschnitt sich verjüngend aus. Auf der Seite der Krone 5 hingegen ist die Basis 3 im Querschnitt breit genug, um problemlos einen Slot 6 aufzunehmen, ohne daß die an den Slot 6 angrenzenden Bereiche aufgrund des geringen Materialquerschnitts zu fragil werden. Wurzelseitig geht von der Basis ein Hook 4 aus, so daß sich ein zusätzlicher Schlitz 7 bildet, der der Festlegung der Ligatur zur Sicherung des Drahtbogens im Slot 6 dient.
Das Bracket 1 weist darüber hinaus auf der Seite der Krone 5 des Zahnes 2 eine Abflachung auf, die ein Aufbißplateau 8 darstellt. Dieses dient dem Kontakt mit den entsprechenden Zähnen des Gegenkiefers oder aber mit an diesen Zähnen angebrachten Hilfsmitteln. Auf diese Weise entsteht eine Kraft in Richtung des Pfeiles 9, die auf die Dauer den Zahn 2 intrusiv tiefer in den Kiefer hineinbewegt.

Claims

Patentansprüche
1. Bracket zur Befestigung an einer Zahninnen- oder Zahnaußenseite mit einem Slot (6) zur Aufnahme eines Drahtbogens, wobei das Bracket (1 ) eine an der Zahninnen- oder Zahnaußenseite anliegende Basis (3) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Slot (6) in die Basis (3) eingelassen ist und im Mundraum im wesentlichen senkrecht verläuft.
2. Bracket nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (3) eine abgerundete Oberfläche aufweist.
3. Bracket nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (3) tropfenförmig ausgebildet ist.
4. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (3) eine Fläche ≥ 60 % der Zahninnen- oder Zahnaußenseite bedeckt.
5. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Slot (6) in die zur Krone (5) des Zahnes (2) weisende Seite der Basis (3) eingelassen ist.
6. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bracket (1) am Zahn (2) lingual befestigt ist.
7. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form des Brackets (1) einschließlich der Basis (3) für jeden Zahn (2) individuell festgelegt ist.
8. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bracket (1) ohne Übertragungshilfe am Zahn (2) positionierbar ist.
9. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage, der Neigungswinkel und die Tiefe des Slots (6) individuell für jeden Zahn (2) an die optimierte Form des Zahnbogens nach der Behandlung angepaßt ist.
10. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bracket (1) aus einem fräsbaren Material gefertigt ist.
11. Bracket nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bracket (1) ganz oder teilweise aus Keramik, vorzugsweise Zirkonoxid besteht.
12. Bracket nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bracket (1) ganz oder teilweise aus Titan besteht.
13. Bracket nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bracket (1) ganz oder teilweise aus Kunststoff besteht.
14. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bracket (1) einen Hook (4) aufweist, der als Ansatzpunkt für Ligaturen zur Retention des Drahtbogens im Slot (6) dient.
15. Bracket nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bracket (1) ein Aufbißplateau (8) aufweist, das dem Kontakt mit entsprechenden Gegenkieferzähnen dient.
16. Verfahren zur Herstellung eines Brackets (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit folgenden Schritten a) Scannen des Zahnbogens vor der Behandlung im Mund des Patienten oder anhand eines Modells des Zahnbogens, b) Simulation des Behandlungszieles in bezug auf funktioneile
Aspekte des stomatognathen Systems mit Hilfe einer dafür vorgesehenen Software, c) Festlegung der Form der Brackets (1) und des Drahtbogens anhand der durchgeführten Simulation des Behandlungszieles mit Hilfe einer dafür vorgesehenen Software und d) computergesteuertes Fräsen oder Auspolimerisieren der Brackets (1 ) entsprechend der zuvor festgelegten Form.
17. Verfahren zur Herstellung eines Brackets (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit folgenden Schritten a) manuelle Herstellung eines Setups, b) Scannen des hergestellten Setups, c) Festlegung der Form der Brackets (1) und des Drahtbogens anhand des durchgeführten Setups mit Hilfe einer dafür vorgesehenen Software und d) computergesteuertes Fräsen der Brackets (1) entsprechend der zuvor festgelegten Form.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß zum Scannen ein Laser verwendet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Slots (6) in der Weise in die Brackets (1) eingelassen werden, daß sie an die optimierte Form des Zahnbogens nach der Behandlung angepaßt sind.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Brackets (1) einschließlich der Basis (3) für jeden Zahn (2) einzeln festgelegt wird.
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