CH719050A1 - Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells basierend auf digitalen Patientendaten. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwendung im zahntechnischen Bereich, welches es ermöglicht ein Dentalmodel basierend auf digitalen Patientendaten so zu erstellen, dass es in einem physischen Artikulator automatisch lagegerecht positioniert werden kann. Die Erfindung umfasst zudem auf diese Weise hergestellte Dentalmodelle und Computerprogramme, die speziell für das Verfahren entwickelt wurden.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Prothetik und insbesondere auf die Erstellung eines Zahnersatzes basierend auf digitalen Patientendaten.

[0002] Der Zahnarzt arbeitet mit einem Zahntechniker zusammen. Dieser erstellt anhand der Daten, die der Zahnarzt ihm übermittelt, einen Zahnersatz. Dafür fertigt er ein Zahnmodell oder Arbeitsmodell an, das auf einer Abformung der Kiefer und Zähne des Patienten basiert.

[0003] Die vom Zahntechniker hergestellten Modelle, z.B. aus Hartgips, sollen die MundSituation oder Zahn-Situation darstellen, und zwar möglichst genau so wie sie im Mund des Patienten vorliegt.

[0004] Insbesondere bei komplexen Arbeiten, z.B. bei der totalen Sanierung, ist eine präzise Abformung sowie eine korrekte Zuordnung der Kiefer zueinander (Bissnahme) nicht ausreichend. Die korrekte Lage der Kiefer im Gesicht und im Schädel ist entscheidend. Dabei gibt es einen funktionellen Aspekt der Zuordnung der Kiefer zueinander und zum Kiefergelenk, sowie ästhetische Komponenten (Lachen, Zahnstellung zur symmetrischen Ausgestaltung der Zähne und deren Größe), die in der Werkstückausführung eine entscheidende Rolle spielen.

[0005] Die Registrierung und Einbeziehung von Referenzen wie der Rotationsachse des Kiefergelenks, der Camper Ebene, der Frankfurt Ebene, der bi-pupillaren Linie und der Nasenachse sind entscheidend für diese Aspekte. Dafür ist eine Registrierung und Einbeziehung der korrekten Kieferlage zum Gesicht/Schädel unverzichtbar.

[0006] Zur Registrierung der entsprechenden Parameter nutz man häufig eine Gesichtsbogenvermessung. Die ermittelten Daten werden dann auf den Artikulator übertragen, der die Kieferposition und die Kiefergelenkbewegungen nachahmt. Die Zahnmodelle eines Patienten können dafür in der richtigen horizontalen, vertikalen und gelenkbezogenen Position einartikuliert und somit in einem Artikulator fixiert werden. Die Position der Zahnmodelle sollte dabei möglichst exakt der Lage im Schädel des Patienten entsprechen.

[0007] Neben der klassischen Modellherstellung aus Gips mit Hilfe einer Abformung aus plastischem Material im Patientengebiss als Negativform setzt sich immer mehr eine digitale Technik durch. Dabei können verschiedene oder alle Schritte der Modellherstellung und eventuell auch der Zahnersatzherstellung digital durchgeführt werden. Der Zahnarzt kann eine digitale Abformung mittels Intraoralscanner, z.B. unter Verwendung des Systems der Firma Itero, Primescan von Dentsply Sirona, Trios<®>von 3Shape oder Lava¿, vornehmen und die entsprechenden Daten in digitaler Form an den Zahntechniker senden. Dieser kann dann Modelle mit diversen CAD-Softwareprodukten digital erzeugen. Auch ein Zwischenschritt funktioniert, indem Abformungen aus plastischem Material gescannt werden und anschließend mit einer Software bearbeitet werden. Im 3-D Druck können dann Zahnmodelle hergestellt werden, die zur Herstellung des Zahnersatzes mittels herkömmlicher Methoden genutzt werden.

[0008] Ein 3D-gedrucktes Zahnmodell muss daher anschließend in einem physischen und soliden Artikulator benutz werden können. Bislang existiert kein zufriedenstellendes System, welches dem Zahntechniker erlaubt, die Gesichts-/ Schädelinformationen des Patienten in eine CAD Software und von dort zu einem physischen Artikulator zu transferieren.

[0009] Die heutigen Systeme bieten keine Möglichkeit die Modelle effizient und genau in einen Artikulator zu setzen. Es müssen die digital erstellten und im 3D Druckverfahren gedruckten Modelle analog mit Gips, dem analogen Gesichtsbogen und der physischen Bissnahme (Bissregistrierung oder Kieferrelationsbestimmung) im Artikulator fixiert werden. Also nur mit Hilfe eines analogen Gesichtsbogens können die im 3D Druck hergestellten Modelle schädelbezüglich in den Artikulator montiert werden. Dafür muss jedoch für jedes Modell der Artikulator entsprechend der Messwerte eingestellt werden. Die Artikulation jedes Zahnmodells muss individuell und separat pro Modell vorgenommen werden mit einem Zeitaufwand von ca. 20 bis 30 Minuten pro Kiefer.

[0010] Es existieren digitale Gesichtsbögen, die eine Integration der Messwerte zur schädelbezogenen Lage und eine automatische Datenübernahme in die entsprechende CAD-Software ermöglichen. Dabei wird dann aber auch ein virtueller Artikulator verwendet. Dies ist jedoch nur dann zielführend, wenn eine modellfreie Herstellung eines Zahnersatzes vorgenommen wird.

[0011] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Herstellung eines Zahnersatzes, z.B. einer Prothese, zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren basiert dabei auf digital übermittelten Patientendaten und einem daraus erstellten Zahnmodell und ermöglicht eine schädelbezogene Ausrichtung der Modelle im Artikulator. Das bedeutet, dass die schädelbezogene Ausrichtung aus den Scann-Daten, die der Zahnarzt dem Techniker übermittelt, automatisch erhalten wird. Diese Aufgabe wird durch die Verfahren, Systeme und Software gemäß den Patentansprüchen gelöst. Die Verfahren der vorliegenden Erfindung sind insbesondere geeignet, die schädelachsbezogene Lage des Ober- und oder Unterkiefers in digitale Modelle zur Herstellung eines Zahnersatzes zu integrieren. Die Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, ein 3D-gedrucktes Zahnmodell in einem physischen Artikulator zu benutzen und dieses dabei ohne großen Aufwand in einer anatomisch korrekten Schädel-Achs-Relation im physisch existierenden Artikulator zu positionieren. Eine Übertragung der realen Mundsituation in den Artikulator ist nicht mehr notwendig. Es ist möglich den Artikulator mit zuvor festgelegten Einstellungen zu verwenden. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht im 3D-Druckverfahren hergestellte Zahnmodelle in einem konventionellen Artikulator zu nutzen, dabei aber die sich für jedes Modell wiederholende, lagegerechte, konventionelle Artikulierung mittels Gipses zu vermeiden.

[0012] Die Erfindung ermöglicht es erstmals, die Modelle nach Möglichkeit bereits in der Computersoftware so zu designen und im 3D-Druck herzustellen, dass sie automatisch die räumlich dreidimensionalen Informationen der Schädelsituation möglichst genau abbilden.

[0013] Die Individualisierung der lagebezogenen Modelle wirkt sich vorteilhaft auf die statische Okklusion (Schlussbiss) aus, wodurch weniger nachträgliche okklusale Korrekturen durch Einschleifen notwendig werden. Hieraus wiederum resultiert eine Zeitersparnis bei der zahnärztlichen Behandlung und somit auch der Belastung des Patienten.

[0014] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwendung im zahntechnischen Bereich, das folgende Schritte umfasst: Eine analoge Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer und eine Digitalisierung der analogen Abformung, oder Eine digitale Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer; Erstellen einer ersten Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Bissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten; Import der digitalen Daten aus der Digitalisierung der analogen Abformung oder aus der digitalen Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Software, Ausrichtung der Zahnkränze bzw. der Kiefer auf eine vordefinierte Okklusionsebene eines bestimmten Artikulators (mittelwertige Montage) in der Software Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so erstellt wird, dass die Stellung der Zahnreihen des Ober- und/oder Unterkiefers in Schlussbissstellung auf der vordefinierten Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet sind, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell in der Designsoftware aufgefüllt wird, und Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells. Das Herstellen des analogen Zahnmodells findet bevorzugt in einem additiven Herstellungsverfahren statt, wobei die Verwendung eines 3D-Druckverfahrens besonders geeignet ist.

[0015] Dieses Verfahren erlaubt die Montage der Zahnmodelle mittels Handelsüblichen, analogen, mittelwertigen Artikulatoren, ohne die Modelle mit Gips fixieren zu müssen. Es hat den Vorteil, dass der Arbeitsaufwand am Patienten geringer wird und keine Geräte oder physischen Abdrücke per Post in das zahntechnische Labor gesendet werden müssen. Wenn der Zahnarzt nicht über eine Scanner Ausrüstung verfügt oder der Patient es sich so wünscht, kann aber auch ein digitaler Scan der herkömmlich erstellten, analogen Zahnabdrücke verwendet werden. Es kann also eine mittelwertige Montage durchgeführt werden. Die digitalen Datensätze des Patientenkiefers werden dafür in der okklusalen Ebene des digitalen Artikulators platziert. Normalweise wird das mit einem Dreieck repräsentiert, welches je nach Artikulatortyp anderes platziert wird. Die Positionierung der digitalen Patientenkiefer beeinflusst die Funktion und die Präzision der Simulation der okklusalen Bewegung und schlussendlich der Okklusion in der Software, so wie auf einem konventionalen physischen Artikulator. Der Import der digitalen Daten bezeichnet hierin generell das Hochladen von Daten aus externen Quellen in die CAD-Software. Die externen Daten können dabei von einem oder mehreren Scannern stammen oder als Datei auf einem Speichermedium vorhanden sein.

[0016] Eine semi-individuelle, digitale Montage erlaubt generell eine präzisere Positionierung. Dies ist mit dem obigen Verfahren möglich, wenn man es um 2 Aufnahmen des Patienten zur Erfassung der Kieferposition im 3-dimensionalen Raum erweitert.

[0017] Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwendung im zahntechnischen Bereich, das folgende Schritte umfasst: Eine analoge Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer und eine Digitalisierung der analogen Abformung oder Eine digitale Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer; Erfassung der Position des oder der Kiefer im 3-dimensionalen Raum bzw. deren Lage im Schädel und zu bestimmten Bezugspositionen im Schädel durch eine erste Aufnahme (z.B. ein 3D-Foto oder ein 3D Scan) des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten; Import der digitalen Daten aus der Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Software; Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so erstellt wird, dass die Stellung der Zahnreihen des Ober- und/oder Unterkiefers in Schlussbissstellung auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet sind, die Sockelplatte oder Sockelplatten (des Artikulators) in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand aufgefüllt wird, und Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells.

[0018] In einem ersten Schritt erfasst ein Dentalscanner (geeignet sind gängige Laborscanner oder Praxisscanner) dreidimensional einen oder beide Kiefer oder herkömmlich erstellte Zahnabdrücke des Patienten. Dabei werden die einzelnen Kiefer in ein digitales 3D-Modell übertragen. Die Digitalisierung eines kompletten Gebissabdrucks kann danach z.B im STL-Format (Standard Trian-gulation Language) zur Verfügung stehen. Unter einem Zahnabdruck versteht man den mithilfe einer entsprechenden Abformmasse (auf einem Abformlöffel) genommenen Abdruck der Zähne. Als Material kommen klassischerweise Spezialgips oder Silikon zur Verwendung. Alternativ können auch modernere Techniken, die einen digitalen Abdruck ermöglichen eingesetzt werden.

[0019] Im Anschluss an den Dentalscan der Zähne, wird ein dreidimensionaler Datensatz des Gesichts des Patienten erstellt, um die Zahnstellungen lagegerecht zum Schädel des Patienten in dem freien Raum der Design Software korrekt in den virtuellen Artikulator der Software zu Positionieren. Dafür werden zwei unterschiedliche Aufnahmen des Patienten benötigt. Diese Aufnahmen können Fotografien sein und sind bevorzugt ein 3D-Scan und weiter bevorzugt ein 3D-Scan in Farbe. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn die erste Aufnahme des Patienten eine 3D-Afnahme ist. Die Scans können z.B. von Scan-Apps auf Handys erstellt werden. Für die erste Aufnahme beißt der Patient auf eine Gebissgabel. Die Gebissgabel, die bei der ersten Aufnahme des Patienten zur Anwendung kommt, bezeichnet dabei ein Hilfsmittel, welches aus einer Platte besteht, auf die der Patient mit den Zähnen des Oberkiefers und Unterkiefers beißt. Die Gebissgabel kann zudem ein Referenzelement umfassen, welches nach dem Zubeißen außen am Mund zu liegen kommt. Dieses Referenzelement kann außen liegende Registrierungspunkte (Orientierungsornamente) aufweisen. Es können 2, 3 oder bevorzugt 5 Registrierungspunkte vorhanden sein. Es ist bevorzugt, dass das Referenzelement der Gebissgabel mindestens einen Durchmesser von 2 cm, weiter bevorzugt von mindestens 4 cm aufweist. Diese Größe erlaubt es, dass die Aufnahmen des Patienten auch mit 3D-Kamera Apps aufgenommen werden können, die in Handys zur Verfügung stehen (z.B. ¿Heges¿ kompatibel ab IPhone<®>X mit jedem IPhone<®>, die eine farbige Aufnahme des Patientengesichts in 3 Dimensionen macht).

[0020] Die Gebissgabel kann mit einem Abformungsmaterial (z. B. Abformgipse, Zinkoxid-Eugenol-Pasten, Kunststoffabformmassen wie Silikon Polyäther oder Polysulfide) versehen sein, um die Position der Kiefer und insbesondere des Oberkiefers des Patienten während der Aufnahme zu fixieren. Das erfindungsgemäße Verfahren kann folgenden zusätzlichen Schritt umfassen, Digitalisierung der Bissgabel und Import der digitalen Daten der Bissgabel in die CAD-Software. Dieser Schritt ist nur einmal pro Bissgabel und Software notwendig und nur dann, wenn die Daten der entsprechenden Bissgabel nicht bereits vorab (mit Erwerb/Erstellung der Software) vorhanden sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem oder alternativ folgenden zusätzlichen Schritt umfassen, Digitalisierung der Bissgabel inklusive einem Zahnabdruck des Patienten auf der Bissgabel und Import der digitalen Daten in die CAD-Software.

[0021] Eine weitere Aufnahme (ein zwei- oder ein dreidimensionales Foto bzw. ein 3D-Scan) dient als Grundlage für oder wird direkt als Oberflächenscan des Gesichts erstellt. Diese Aufnahme ermöglicht es das digitale Gebissmodell in einen Oberflächenscan des Gesichts einzufügen. Bei der zweiten Aufnahme des Patienten soll der Gesichtsausdruck ¿Lächeln¿ sichtbar sein. Beim Lächeln sollte der Mund leicht geöffnet sein und die Zähne sollten leicht zu sehen sein, die Mundwinkel sind sichtbar angehoben. Dies gilt für beide Seiten, die Mundwinkel werden also beide nach oben bewegt.

[0022] Der Schritt ¿Erfassung der Position des oder der Kiefer im 3-dimensionalen Raum bzw. deren Lage im Schädel und zu bestimmten Bezugspositionen im Schädel durch eine erste Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten¿ kann alternativ also auch wie folgt beschrieben werden: ¿Erstellen einer ersten Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten und in einer Software die digitale Datensätze der Gebissgabel mit der digitale Abformung des Oberkiefers sowie der ersten und zweiten Aufnahme des Gesichts des Patienten matchen¿. Matchen bedeutet, dass man die virtuellen Abbildungen sinnvoll zusammenfügt, bzw. übereinanderlegt. Mehrere Aufnahmen von Gesicht und Gebissmodell werden also miteinander verbunden (registriert), was ein virtuelles Modell erlaubt, dass die Position der Kiefer im Schädel des Patienten zeigt. In einer Software kann somit ein Avatar des Patientenkopfes erstellt werden, welches die genaue Position der Kiefer im Schädel wiedergibt. Diese Position kann dann innerhalb der Software auf den digitalen Artikulator übertragen werden. Anschließend können die digitalen Zahnmodelle erstellt werden, die als Vorlage für die physischen Modelle im additiven Verfahren dienen. Die semi-individuelle Montage im digitalen Artikulator ersetzt die Registrierung der Patientendaten mit Hilfe eines traditionellen Gesichtsbogens. Damit können funktionelle und ästhetische Vorteile bei der Herstellung der Rekonstruktion erlangt werden.

[0023] Der Schritt ¿Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so erstellt wird, dass die Stellung der Zahnreihen des Ober- und/oder Unterkiefers in Schlussbissstellung auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet sind, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wurde¿ findet innerhalb einer entsprechenden Designsoftware (CAD Software) statt und kann verschiedene Unterschritte umfassen: 1. digitale Daten, die die Gebissgabel repräsentieren mit den digitalen Abformungen des Ober- und/oder Unterkiefers des Patienten matchen (auch übereinanderlegen oder zusammenfügen); 2. digitale Daten der ersten Aufnahme vom Patienten mit der Gebissgabel mit den digitalen Daten, die die Gebissgabel repräsentieren matchen; 3. digitale Daten der zweiten Aufnahme vom lächelnden Patienten mit den digitalen Daten, die die Gebissgabel repräsentieren matchen; 4. alle Ergebnisse der Schritte 1 bis 3 mit den digitalen Daten der zweiten Aufnahme vom lächelnden Patienten auf den digitalen Artikulator ausrichten; 5. Einfügen der Sockelplatte oder Sockelplatten (diese können abhängig vom verwendeten Artikulator an vordefinierten Stellen eingeblendet werden).

[0024] Es werden also mehrere digitale Aufnahmen von Gesicht und Gebissmodell miteinander verbunden (registriert), was eine virtuelle Positionierung der Kiefer in Okklusion ermöglicht. Das Resultat dieses Schrittes sind ein Datensatz für den Unter- und/oder Oberkiefer. Diese Datensätze umfassen die Zahnkränze der Kiefer, Sockelplatten (es müssen die zur Basisplatte passenden Halteelemente vorhanden sein), sowie eine Positionierung der Zahnkränze auf den Sockelplatten, die eine automatische Positionierung im physischen Artikulator in der individuellen Okklusionsebene ermöglicht. Jedes Modell kann als Ganzes in einem additiven Verfahren, z.B mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Die Sockelplatten können dabei alle weiter unter beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Es kann je nach Art der Vorrichtung zur additiven Fertigung von Vorteil sein, wenn die Platte ein Muster von Aussparungen aufweist, z.B. in Form von Sechsecken, Quadraten oder runden Löchern. Ein Aspekt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist somit eine Anfertigung des analogen Zahnmodels mit Hilfe eines additiven Herstellungsverfahrens. Dies kann insbesondere ein 3D-Druckverfahren sein. Die Sockelplatten des Zahnmodells können zudem verschiedene Halteelemente (alternativ auch Verbindungselement genannt) umfassen.

[0025] In einem Artikulator (Kausimulator) können die so hergestellten Modelle (für beide Kiefer) montiert und die Bewegung der Kiefergelenke simuliert werden. Die Modelle dienen dann der Herstellung von Zahnkronen, Zahnbrücken, Inlays, Onlays, Teilkronen oder für Zahnersatz auf Zahnimplantaten. Dabei kann deren Stellung im Mund und die Auswirkung auf die Bewegung und die Okklusion der Kiefer fortlaufend im Artikulator überprüft werden.

[0026] Die Erfindung kann folgende Elemente des herkömmlichen Herstellungsprozesses eines Zahnmodels ersetzen: den Einsatz eines physischen Gesichtsbogen eine physische Bissnahme eine manuelle Zuordnung der Modelle mit Gips im Artikulator.

[0027] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahren kann man digitale und analoge Artikulatoren tarieren, in einem Arbeitsschritt Zahnmodelle in einer CAD Software für einen 3D-Druck erstellen, die in einem Artikulator automatisch eine Position einnehmen, die der räumlichen Position im Schädel entsprechen.

[0028] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, das die Schritte des bislang beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Zahnmodells umfasst (zumindest die essentiellen Schritte (s. Anspruch 1, sowie eventuell alle als optional beschriebenen Schritte) und zudem die folgenden Schritte umfasst: Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator Ausarbeitung eines Zahnersatzes mit Hilfe des Zahnmodells.

[0029] Alternativ kann das Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, auch wie folgt definiert werden: Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, das die folgenden Schritte umfasst: ¿ Einsetzen eines Zahnmodels in einen analogen Artikulator, wobei das Zahnmodell zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, wobei das Zahnmodell nach einem hierin beschriebenen Verfahren erhältlich ist, und ¿ Ausarbeitung eines Zahnersatzes mit Hilfe des Zahnmodells.

[0030] Das Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator umfasst dabei bevorzugt eine Reponierung in Okklusion. Die Reponierung in Okklusion kann so erfolgen, dass keine individuellen, patientenbezogenen Einstellungen des Artikulators benötigt werden. Dies ist jedoch nur mit den speziellen Zahnmodellen möglich, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt wurden. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Modelle so zu fertigen, dass der Zahnkranz automatisch in der richtigen Position zur Sockelplatte liegt.

[0031] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft somit ein Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, wobei das Zahnmodell nach einem der hierin beschriebenen Verfahren erhältlich ist.

[0032] Zudem umfasst die Erfindung ein Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, das zusammen mit den Sockelplatten in einem additiven Verfahren hergestellt wurde und wobei das Zahnmodell dadurch charakterisiert ist, dass der Patientenkiefer (Zahnkranz) auf eine Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte in einer vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wurde. Grundlage für diese individuelle Ausführung sind digitale Daten zur Schädellage des Kiefers. Diese Daten werden durch zwei digitale Aufnahmen des Patienten gewonnen, einmal mit einer Bissgabel im Mund und einmal vom lächelnden Patienten.

[0033] Die Zahnmodelle können so ausgestaltet sein, dass sie mit Hilfe der Sockelplatten im Artikulator befestigt werden können. Dafür kann die Sockelplatte mit mindestens einem Halteelement versehen sein, das komplementär zu einem Halteelement auf einer Basisplatte ausgestaltet ist. Grundsätzlich kommt dafür jedes Element in Frage, dass eine sichere Halterung zweier Platten aneinander gewährleistet. Es ist jedoch bevorzugt, wenn diese Elemente die Verbindung nur in einer bestimmten räumlichen Position zulassen. Zudem ist es von Vorteil, wenn diese Elemente in einem herkömmlichen 3D-Drucker gut herstellbar sind.

[0034] Beispiele für solche Verbindungselement sind: Schienenführungen, Nut-Federverbindungen, Schwalbenschwanzverbindungen, magnetische Verbindungen, und generell jede Art von formschlüssigen Verbindungen. Die Halteelemente sollten reversibel sein, so dass die Platten auch leicht wieder voneinander getrennt werden können. Es ist zudem von Vorteil, wenn die Verbindungen so ausgestaltet sind, dass sie mit wenig Kraftaufwand und durch Aufklappen des Artikulators wieder voneinander gelöst werden können (Magnete nicht zu stark sind) bzw. die Platten durch seitliches Verschieben wieder gelöst werden können (z.B. parallele Anordnung der Schienen).

[0035] Die Basisplatten, an welchen die Sockelplatten befestigt werden können, können im Artikulator dauerhaft montiert werden. Die entsprechende Position kann dann in der Software zum Design der Zahnmodelle hinterlegt werden. Diese dauerhafte Montierung kann mit herkömmlichem Gips oder mit Klebsoffen erfolgen. Die Basisplatten können grundsätzlich auch ein integraler Bestandteil eines Artikulators sein. Bislang sind solche Artikulatoren jedoch noch nicht auf dem Markt.

[0036] Die Erfindung umfasst daher ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, wobei zusätzlich der Artikulator durch das Befestigen einer ersten Basisplatte für das Oberkiefermodell und einer zweiten Basisplatte für das Unterkiefermodell mit Hilfe eines Abstandhalters vorbereitet wird. Dieser Schritt ist allerdings nicht bei jeder Durchführung des Verfahrens notwendig. Es reicht die einmalige Vorbereitung eines spezifischen Artikulators für alle weiteren Durchführungen. Natürlich müsste eine neue Vorbereitung stattfinden, wenn sich die Basisplatten lockern oder die Halteelemente sich abgenutzt haben. Auch sonstige Beschädigungen an den Basisplatten oder dem Artikulator würden eine neue Vorbereitung notwendig machen. Bei der Befestigung der Basisplatten ist es wichtig, dass diese in einem bestimmten Abstand zueinander befestigt werden, welcher in der Software zum Design der Zahnmodelle erfasst werden kann. Daher ist es von Vorteil einen Abstandshalter zu verwenden. Dieser kann einteilig sein und 2 Platten aufweisen, die mit den Basisplatten des Artikulators komplementäre Verbindungselemente aufweist (die gleichen wie die Sockelplatten) und die über einen stabilen Stab in einem festen, normierten Abstand und parallel zueinander verbunden sind. So können beide Basisplatten in einem bestimmten normierten Abstand zueinandergehalten werden. Dabei können verschiedene Abstandshalter zum Einsatz kommen (eventuell hat jedes Labor einen Artikulator pro Abstandshalter voreingestellt). Diese Abstandshalter unterscheiden sich im Abstand (in der Höhe) den die beiden Platten einnehmen. Der Abstand entspricht dabei der Höhe des Zwischenraumes, den die Sockelplatten mit einnehmen sollen., bzw. in den digitalen Datensätzen zum Erstellen der Zahnmodelle einnehmen. Es ist hilfreich verschiedene Abstandshalter mit verschiedenen, vordefinierten Abständen vorzusehen. Die unterschiedlichen Abstände bzw. Höhen dienen dazu, das natürliche Spektrum der Abstände der Kiefer widerzuspiegeln und optimal einzustellen (Kinder haben natürlich besonders kleine Abstände, Patienten mit besonders großem Schädel, Kieferknochen entsprechend größere Abstände).

[0037] Es ist zudem von Vorteil, wenn die Basisplatten so im Artikulator befestigt werden, dass sie in gewünschter Relation auf die Rotationsachse des Artikulators positioniert werden. Dazu hat es sich bewährt eine zusätzliche Montagehilfe zu verwenden, die jeweils auf den Artikulator abgestimmt ist. Diese Montagehilfe dient dazu eine gewählte Position auf den physischen Artikulator zu übertragen. Der Artikulator kann also mit Hilfe der Montagehilfe tariert werden. Dazu sollte sie nur in einer Orientierung in den Artikulator einlegbar sein. Dies kann z.B. durch Ausschnitte gewährleistet sein, die passend zu den Holmen des Artikulators sind. Dann kann man die Montagehilfe an diese Holme anlegen. Ansonsten besteht die Montagehilfe aus einer Platte mit einem Positionierungselement auf welches oder an welchem die Basisplatte für das Unterkiefermodell befestigt werden kann und welches die Positionierung bestimmt. Die Montagehilfe muss also mindestens 2 Positionierungselemente aufweisen, ein erstes zur eindeutigen Befestigung der Basisplatte und ein zweites zur eindeutigen Positionierung der Montagehilfe selbst innerhalb des Artikulators. Das erste Positionierungselement hat dabei bevorzugt ein Gegenstück auf der Basisplatte, welches z.B. eine formschlüssige Verbindung erlaubt.

[0038] Ein Aspekt der Erfindung betrifft daher ein System zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens umfassend: eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter sowie die erste und zweite Basis über mindestens ein Halteelement miteinander verbunden werden können. Mögliche Halteelemente sind Magnete, oder Verbindungspartner, die einen Formschluss ermöglichen wie Schienen, Spunde, Nut und Federn.

[0039] Das System kann auch eine Serie von Abstandhaltern beinhalten, mit denen verschiedene Abstände eingestellt werden können. Dazu sind die erste und zweite Basis in unterschiedlich großen Abständen, möglichst in parallelen Flächen liegend, miteinander verbunden. Die Serie kann auch unterschiedliche Abstandshalter mit unterschiedlichen Basisplatten (und zudem auch unterschiedlichen Abständen) umfassen, die den Unterschieden der handelsüblichen Artikulatoren Rechnung tragen. Auch können verschiedene Montagehilfen enthalten sein, die jeweils auf verschiedene Artikulatortypen abgestimmt sind.

[0040] Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm (eine Software), welches eine Abfolge bzw. Auswahl von Befehlen umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer einem Anwender erlauben, beziehungsweise den Computer veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Dies sind insbesondere folgende Schritte: Import der digitalen Daten aus der Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Software; Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so hergestellt wird, dass der Patientenkiefer auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wurde.

[0041] Des Weiteren kann das Computerprogramm optional die Herstellung des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells steuern. Dies kann z.B. über die Steuerung (das Senden von befehlen/Daten) eines 3D-Druckers erfolgen. Dabei gelten alle obigen Ausführungen zum Herstellungsverfahren und insbesondere zu diesen Schritten auch im Zusammenhang mit dem Computerprogramm. Das Computerprogramm muss es zudem insbesondere ermöglichen die Daten der oben beschriebenen Abformungen (Oberkiefer, Unterkiefer, Bissgabel mit oder ohne Abdruck) und der beiden Patientenaufnahmen in geeigneter Wiese zu matchen. Zudem muss man die Daten/Position der Sockelplatten hinterlegen können, und diese ebenfalls mit den Abformungen und der ersten sowie der zweiten Aufnahme vom Gesicht des Patienten matchen. Diese Aufnahmen können herkömmliche, digitale Fotografien sein, sind aber bevorzugt 3D-Fotographien bzw. 3D-Scans des Patientengesichts. Zusätzlich kann das Computerprogramm so ausgestaltet sein, dass ein Befehl eine automatische Auffüllung des Raums zwischen den Sockelplatten und den digitalen Zahnkränzen in Okklusion anhand der Patientendaten erstellt.

[0042] Der Anwender kann dann ein digitales, dreidimensionales Zahnmodell erstellen, wobei er die Daten aus der digitalen Abformung eines Ober und/oder Unterkiefers mit digitalen Daten einer ersten und einer zweiten Patientenaufnahme matchen kann. Hinzu kann er Daten einer Bissgabel nehmen. Die Überlagerung aller dieser Daten ermöglicht es dem Anwender ein digitales Zahnmodell zu erstellen, welches als ¿Bauplan¿ für ein analoges Zahnmodell dient. Dieses Zahnmodell umfasst einen Zahnkranz, der so auf einer Sockelplatte angebracht ist, dass die Befestigung der Sockelplatte in einer vordefinierten Ebene im Artikulator den Zahnkranz/Kiefer automatisch in semindividueller Okklusion im Artikulator montiert.

[0043] Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, das eine Abfolge von Befehlen umfasst, mittels derer eine Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodels (3-D Drucker) in die Lage versetzt wird, ein erfindungsgemäßes Zahnmodell zu erstellen, wenn das Computerprogramm in der Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells oder von einem Computer ausgeführt wird, der diese Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells steuert. Die Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells kann dabei eine Vorrichtung zur additiven Fertigung sein. Dabei handelt es sich bevorzugt um einen Kunststoffdruck (Polymerdruck oder 3D Druck mit Kunststoff).

[0044] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen computerlesbaren Datenträger, auf dem ein hierin beschriebenes Computerprogramm bzw. eine hierin beschriebene Software gespeichert ist.

[0045] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch (und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu): Figur 1 zeigt einen herkömmlichen Artikulator mit einer Okklusionsebene Figur 2 zeigt einen herkömmlichen Artikulator mit einer Okklusionsebene und Zahnkränzen eines Ober- und eines Unterkiefers, die auf dieser Ebene angeordnet wurden. Figur 3 zeigt ein Schema, welches das Verhältnis der Zahnreihen im Schädel zum Artikulator verdeutlicht. Figur 4 zeigt einen herkömmlichen Artikulator mit einer Okklusionsebene und Zahnkränzen eines Ober- und eines Unterkiefers, die auf dieser Ebene angeordnet wurden zusammen mit einer Projektion von Basisplatten. Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Zahnmodell eines Patienten zeigt eine mögliche Ausgestaltung von Sockelplatten für ein erfindungsgemäßes Zahnmodell Figur 6 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells im Artikulator und einen dazu passendend Abstandhalter Figur 7 zeigt beispielhafte Sockelplatten Figur 8 zeigt eine Schemazeichnung der Sockelplatten aus Figur 7 in einem erfindungsgemäßen Zahnmodell. Figur 9 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells im Artikulator zusammen mit dem dazugehörigen Abstandhalter. Figur 10 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells im Artikulator zusammen mit dem dazugehörigen Abstandhalter. Figur 11 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells. Figur 12 zeigt Sockelplatten, die zu den Basen aus Figur 11 korrespondieren. Figur 13 zeigt den Abstandshalter, der zu den Sockelplatten aus Figur 11 korrespondiert. Figur 14 zeigt den Abstandshalter aus Figur 13 zusammen mit den zugehörigen Basen. Figur 15 zeigt eine Montagehilfe zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Figur 16 zeigt eine Montagehilfe zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 17 zeigt das erfindungsgemäße System umfassend eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter. Figur 18 zeigt das erfindungsgemäße System umfassend eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter. Figur 19 zeigt ein System umfassend eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter im Bezug zu einem Artikulator. Figur 20 zeigt ein System umfassend eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und ein Zahnmodell im Bezug zu einem Artikulator. Figur 21 zeigt ein Schema, welches das ins Verhältnis bringen der Patientenaufnahme mit der Gebissgabel zum Artikulator verdeutlicht. Figur 22 zeigt eine mögliche Ausformung einer Gebissgabel. Figur 23 zeigt ein System umfassend eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und ein Zahnmodel im Bezug zu einem Artikulator mit einem Analysemittel wie es in Figur 24 im Detail gezeigt wird. Figur 24 zeigt ein Analysemittel, mit dem man die Auswirkung der Veränderung der Okklusionsebene auf ein Zahnmodell messen und in eine Software übertragen kann. Der umgekehrte Weg ist ebenfalls möglich.

[0046] Figur 1zeigt eine Zeichnung eines volljustierbaren Artikulators 1. Artikulatoren sind Geräte zur Simulation der Kiefergelenksbewegung. Dazu werden Modelle der Zahnbögen des Ober- und Unterkiefers eines Patienten in Okklusion in dem Artikulator befestigt. Die nun mögliche Simulation der Bewegung der Modelle zueinander ist notwendig zur Anfertigung von Zahnersatz, Teil- und Totalprothesen oder Schienen. Volljustierbare Artikulatoren können nach patientenindividuellen Messwerten eingestellt werden. Das Ziel ist eine möglichst naturgetreue Übertragung der Mundsituation. Die hier beschriebenen Verfahren und Modell eignen sich für alle gängigen Artikulatoren.

[0047] Die Okklusionsebene (auch Kauebene oder Okklusalebene) 2 ist in der Figur 1 beispielhaft eingezeichnet. Sie beschreibt die räumliche Ebene, auf der sich die Zähne des Ober- und Unterkiefers treffen. Konstruiert wird sie uneinheitlich. Wie diese im Einzelfall bestimmt und gemessen wird, ist jedoch für die vorliegende Erfindung nicht relevant. Alle allgemein gängigen Methoden zur Bestimmung der Okklusionsebene sind mit der Erfindung in Einklang. zu bringen.

[0048] Figur 2zeigt eine Zeichnung des volljustierbaren Artikulators 1 aus Figur 1 aus einem anderen Winkel und zusätzlich mit der schematischen Zeichnung eines Zahnkranzes des Ober- 3 und Unterkiefers 4 in Stellung zur Okklusionsebene 2.

[0049] Figur 3zeigt eine Zeichnung eines Schädels 20 mit der Position des Oberkiefers 3 und Unterkiefers 4, die eine feste Position im Schädel haben. Diese Positionen im Patientenschädel müssen auch korrekt auf den Artikulator übertragen werden (Kieferrelationsbestimmung; veraltet Bissnahme). Mit dem Gesichtsbogen 21 wird die Übertragung individuell am Patienten gemessener Parameter in den Artikulator ermöglicht. Dazu wird der Gesichtsbogen beidseitig am äußeren Gehörgang positioniert, sowie mit einer Nasenstütze an der Glabella (knöcherne Erhebung des Stirnbeins über der Nasenwurzel) fixiert. Anschließend wird eine Gebissgabel gegen die Kauflächen der Oberkieferzähne gedrückt. Mit Hilfe eines Gelenks wird die Gebissgabel fest am Gesichtsbogen arretiert und verschraubt. Damit ist die Registrierung am Patienten abgeschlossen. Im nächsten Schritt wird der Gesichtsbogen mit Gebissgabel und Gestänge am Artikulator befestigt und anschließend das Oberkiefermodell auf der Gebissgabel einartikuliert.

[0050] Die vorliegende Erfindung stellt Mittel bereit, wie diese im Falle von digitalen Aufnahmen und computergestützter Herstellung von Modellen mittels additiver Verfahren auf analoge Artikulatoren vereinfacht wird. Die in Figur 3 gezeigten Verfahren werden durch die Erfindung ersetzt.

[0051] Figur 4zeigt eine Zeichnung des volljustierbaren Artikulators 1 aus Figur 1 mit einem Zahnkranz des Ober- 3 und Unterkiefers 4 in Stellung zur Okklusionsebene 2 sowie Basisplatten 5, wie sie die Erfindung vorsieht. Diese Abbildungen können so während eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer CAD-Software erstellt werden. Anschließend werden die passenden Sockelplatten der Modelle eingefügt und der freie Raum zwischen den Zahnkränzen und der Sockelplatte im Design Verfahren aufgefüllt. Auf diese Weise entsteht das CAD-Modell am Computer, das der Herstellung der analogen Zahnmodelle im additiven Verfahren (z.B. 3D-Druck) zu Grunde liegt.

[0052] Figur 5zeigt beispielhaft die Abbildung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells in einer CAD-Software. Die Abformungen des Oberkiefers 3 und des Unterkiefers 4 sind entsprechend der digitalen Aufnahmen erstellt und anhand der Daten aus den Gesichtsscans des Patienten auf die individuelle Okklusionsebene ausgerichtet worden. Hinzukommen die Sockelplatten 8, deren Position und Ausgestaltung in der Software hinterlegt wurden. Der Zwischenraum 6 wird dann am Computer aufgefüllt. Die Sockelplatten können verschiedene Halteelemente 7 umfassen, mit welchen die Modelle an den Basisplatten im Artikulator befestigt werden können. Hier werden beispielhaft Gleitschienen gezeigt. Diese können am Ende zudem mit einem Stoppelement ausgestaltet sein, z.B. ein Schnappverschluss.

[0053] Figur 6zeigt ein Beispiel für die Ausgestaltung der Sockelplatten 8. In Figur 6 A ist eine Aufsicht von schräg oben gezeigt. Figur 6 B zeigt die Platte für den Oberkiefer seitlich von vorne. Die Ausgestaltung richtet sich dabei in erster Linie nach der Fertigungsmethode, bzw. den Fähigkeiten des zur Verfügung stehenden 3-D Druckers. So kann die eigentliche Sockelplatte massiv sein oder es können Öffnungen 9 vorhanden sein. Diese können insbesondere in einem regelmäßigen Muster vorliegen. Dabei können die Öffnungen, rund, viereckig oder sechseckig sein. Die eigentliche Platte kann dabei eine an die Mundform angepasste Form haben. Dies bedeutet die Platten sind hinten breiter als vorne. Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, dass die Platte des Oberkiefers sich von der Platte des Unterkiefers unterscheidet. So kann die Platte des Unterkiefers vorne abgerundet sein, wohin gehend die des Oberkiefers vorne eine Spitze aufweist.

[0054] Die in diesem Beispiel gezeigten Haltemittel oder Verbindungsmittel 7 bestehen aus 4 seitlich angesetzten Ringen (sie können direkt oder über kleine Stege angesetzt sein). Die Ringe können zudem leicht nach unten versetzt angebracht werden (s. Figur 6B). In den Ringen können kleine Magnete eingesetzt sein. Diese sind bevorzugt dünner als die Ringe, schließen diese nach unten ab und bilden so einen Boden in den Ringen. Natürlich müssen die Haltemittel so gewählt werden, dass die analogen, passenden Basisplatten vorhanden sind und im Artikulator eingefügt wurden oder werden können. Bei dem gezeigten Beispiel können dies an die Platten angebrachte Pins sein, an deren unterem Ende ebenfalls kleine Magnete angebracht wurden (s. Figur 10).

[0055] Figur 7zeigt ein anderes Beispiel für die Ausgestaltung von Sockelplatten 8. Die Grundform der Sockelplatten kann dabei ein Rechteck mit angesetztem Dreieck an der langen Seite sein (Seitenansicht eines Hauses mit Satteldach). Dabei können die Ecken abgeschrägt sein (45°). Als Halteelemente 7 dienen hier Rillen für Stege, die sternförmig von einer kreisförmigen Vertiefung in der Mitte ausgehen. In dieser Vertiefung kann eine Eisenplatte angebracht werden, um die Haltekraft zu verstärken, wenn diese von der Basisplatte magnetisch gehalten wird. Alternativ kann ein kleiner Magnet angebracht werden, wenn die Eisenplatte auf der Basisplatte angebracht wurde. Natürlich können auch 2 gleiche Magnete angebracht werden, die sich anziehen. Die Rille zur hinteren Seite kann dabei breiter sein als die anderen Rillen. Die Breite kann z.B. dem Umfang der runden Vertiefung in der Mitte entsprechen.

[0056] Figur 8zeigt eine schematische Abbildung eines erfindungsgemäßen Zahnmodels mit den Sockelplatten 8 aus Figur 7 mit den entsprechenden Haltemitteln 7. Es ist zu sehen, dass die beiden Sockelplatten parallel zueinander ausgerichtet sind und in ihren Ebenen an identischen Positionen angebracht sind. Mit anderen Worten sie liegen deckungsgleich übereinander. Die Zahnkränze der beiden Kiefer (3 und 4) können mit Hilfe der Daten aus den beiden Gesichtsaufnahmen des Patienten nun so in das Model eingefügt werden, dass die Kontaktpunkte in der Okklusionsebene liegen und die natürliche Zahnstellung einnehmen. Der Raum zwischen den Platten und den Oberkiefermodeln kann nun vom Anwender in der Software ausgefüllt werden. Ein Zahnmodell, dass mit Hilfe der entsprechenden digitalen Daten gedruckt wird (3D-Druck), kann in einen Standard mäßig vorbereiteten und voreingestellten Artikulator eingefügt werden, wobei die Haltemittel die Verbindung zwischen Sockelplatten und Basisplatten vermitteln. Die Zahnmodelle sind dabei durch das spezielle Herstellungsverfahren bereits mit allen anatomischen und Lagebedingten Aspekten versehen, so dass sich die Zahnkränze automatisch in der korrekten Schädelposition befinden.

[0057] Figur 9 A und Bzeigen eine Basisplatte 5 aus verschiedenen Richtungen. Die Basisplatte 5 hat in diesem Beispiel als Verbindungselement 7.1 zwei Spunde oder Schienen, die paarig und parallel zueinander angeordnet sind. Diese passen genau in eine entsprechende Nut an einer Sockelplatte (siehe Figur 5) und bilden dann eine Schwalbenschwanzverbindung. Am hinteren Ende kann noch ein Schnappverschluss 10 angebracht sein, der die Basisplatte mit der entsprechenden Sockelplatte arretieren kann. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Bereich 11 vorgesehen, in welchen ein Klebstoff oder Gips eingefüllt werden kann. Dieser Bereich kann durch einen aufgesetzten Rand in Kreisform gebildet werden. Es können zudem kleiner Ausbuchtungen oder Vertiefungen 14 vorhanden sein, die einen Formschluss mit einem Klebstoff ermöglichen.

[0058] InFigur 9Cwird ein Abstandshalter gezeigt. Dieser dient zur einmaligen Vorbereitung des analogen physischen Artikulators für das erfindungsgemäße Verfahren. Er besteht aus einer Sockelplatte 8.1 wie sie für die Oberkiefermodelle vorgesehen ist, einer Sockelplatte 8.2 wie sie für die Unterkiefermodelle vorgesehen ist und einem Stamm 12 (alternativ eine Säule), der beide verbindet und somit den Abstand der beiden Platten voneinander definiert. Die beiden Sockelplatten können verschiedene Haltemittel 7.2 aufweisen, die auf die entsprechenden Basisplatten abgestimmt sein sollten. Hier sind es parallel verlaufende Nute 7.2, die die Schienen 7.1 der Basisplatte aus Figur 9A und B aufnehmen können.

[0059] Figur 10zeigt eine Variation der Gegenstände aus Figur 9. Ein Unterschied besteht in der Ausgestaltung der Verbindungselemente 7.3 und 7.4, die hier als Magnetverschlüsse ausgebildet sind. Die Verbindungselemente sind dabei seitlich an den Platten angesetzt. Es können z.B. 4 Stück verwendet werden. Dabei ist es zudem von Vorteil, wenn ein Element des Verschlusses in einer Vertiefung liegt und das andere Element erhöht angebracht ist, z.B. auf einem pinförmigen Element, welches dann in die Vertiefung eingreifen kann bzw. in dieser zu liegen kommt. Figur 10 A zeigt die Basisplatte 5 in verschiedenen Ansichten. Am Boden wird zudem der mögliche Unterschied zwischen der Platte für den Oberkiefer und den Unterkiefer gezeigt. Figur 10 B bildet den dazu gehörigen Abstandhalter ab. Diese weißt einen sechseckigen statt einem runden Stamm 12 auf. Der Querschnitt des Stamms kann beliebig ausgebildet sein. Aus Gründen des besseren Handlings ist es bevorzugt, dass der Querschnitt deutlich kleiner ist, als der Querschnitt der Platten 8.1. Die komplementär ausgebildeten Verbindungselemente können so angebracht werden oder ausgestaltet sein, dass ein Vertauschen der Paarungen aus Basisplatte und zugehöriger Sockelplatte bzw. Platte des Abstandshalters nicht möglich ist. Dann passt auf eine Basisplatte nur die Sockelplatte des Oberkiefers und auf die andere Basisplatte nur die Sockelplatte des Unterkiefers. Dies kann z.B. durch die Größe der Verbindungselemente, die Anordnung der Verbindungselemente oder die Art der Verbindungselemente erreicht werden.

[0060] Figur 11zeigt eine weitere Variante der Verschlusselemente 7. Hier trägt die Basisplatte 5 sternförmig angeordnete Stege 7.5, in deren Mitte ein Magnetverschluss 13 angebracht sein kann. Dieser kann leicht erhöht liegen. Es ist bevorzugt, dass 5 Stege verwendet werden. Die Stege können verschiedene Querschnitte haben. Bevorzugt ist ein trapezförmiger Querschnitt, wie hier gezeigt. Die entsprechenden Sockelplatten inFigur 12sind dann mit passgenauen Rillen ausgestattet, in welche die Stege eingreifen können. Auch hier kann in der Mitte ein Magnetverschluss liegen. Der Magnetverschluss besteht dabei aus passenden Magneten oder einem Magnet und einem magnetischen Metallteil, die so angebracht wurden, dass sie eine Haltekraft ausüben, wenn die Basisplatte und die Sockelplatte aufeinanderzuliegen kommen.

[0061] Figur 13bildet einen Abstandhalter 16 ab, der neben dem Stamm 12, die beiden Platten 8.1 aufweist, die zu den Basisplatten 5 aus Figur 11 komplementär sind. Diese Platten 8.1 und 8.2 weisen Rillen 7.6 auf, die die Stege der Basisplatten aufnehmen können. Der Abstandshalter kann einen hohlen Stamm 14 aufweisen. Dieser kann auf die beiden Platten aufgesetzt werden oder kontinuierlich in diese übergehen. Ist der Stamm hohl, können auch die beiden Platten eine Öffnung ausweisen, die dem Querschnitt des Hohlraums im Stamm entsprechen.

[0062] Figur 14zeigt die zusammengefügten Basisplatten 5 mit dem Abstandshalter aus Figur 13. Wie man sieht kommen die Stege 7.5 in den Rillen 7.6 zu liegen. Es kann sein, dass die Platten des Abstandhalters kleiner sind, als die Basisplatten. In diesem Fall können auch die Stege länger sein als die Rillen und über diese hinausragen. Der Bereich 11 der Basisplatten, der der Befestigung der Basisplatten am Artikulator dient, kann sowohl in seiner Wand als auch im Bodenbereich Vertiefungen 14 aufweisen (z.B. runde Aussparungen, eckige Vertiefungen oder längliche Kerben) die einen Formschluss mit einem aushärtenden, flüssigen Material wie Klebstoff, Gips oder flüssigen Thermoplasten ermöglichen.

[0063] Figur 15zeigt eine Montagehilfe 15. Dabei handelt es sich, genau wie beim Abstandshalter, um ein Hilfsprodukt, welches dazu dient die einmalige Montage der beiden Basisplatten in einem Artikulator zu vereinfachen. Die Montagehilfe kann eine Platte sein die eine beliebige Grundform aufweist aber eine definierte Dicke hat. Die Montagehilfe dient dazu die Basisplatten in einer vordefinierten und in den digitalen Daten erfassten Position innerhalb des Artikulators zu befestigen. Dazu kann sie an einem Ende Strukturen 17 aufweisen, die eine bestimmte, z.B. mittige, Ausrichtung im Artikulator erlauben. Die Form dieser Strukturen kann entsprechend an den Typ des Artikulators angepasst werden. Hier gezeigt sind zwei halbkreisförmige Aussparungen die es erlauben die Montagehilfe z.B. an zwei Säulen des Artikulators auszurichten oder generell an bestimmten Teilen des Artikulators. Auf der Montagehilfe kann sich eine Struktur 18 befinden, die eine bestimmte Position der Basisplatte auf der Montagehilfe definiert. Dabei kann es sich z.B. um einen Ring handeln oder einen niedrigen Zylinder in welchen der Bereich 11 der Basisplatten, der der Befestigung der Basisplatten am Artikulator dient, passgenau hineingestellt werden kann.

[0064] Figur 16zeigt eine alternative Montagehilfe 15. Die Strukturen 17, die eine bestimmte, z.B. mittige, Ausrichtung im Artikulator erlauben, sind hier Ausschnitte in Form eines Halbreises mit direkt benachbartem Viertelkreis, der an 2 Seiten offen ist. Auf der Montagehilfe befindet sich eine Struktur 18, die eine bestimmte Position der Basisplatte auf der Montagehilfe definiert. Diese Struktur 18 kann zusätzlich ein Positionierungselement 22 aufweisen, welches eine genaue Positionierung einer Basisplatte auf der Montagehilfe erlaubt. Dabei handelt es sich z.B. um eine Einkerbung, eine Nut, eine Erhebung, die eine komplementäre Struktur auf der Basisplatte hat und eine verdreh-sichere Ausrichtung der Basisplatte gewährleistet.

[0065] Figur 17 und Figur 18zeigen jeweils ein erfindungsgemäßes System wobei der Abstandshalter sowie die erste und zweite Basisplatte über mindestens ein Halteelement 7 miteinander verbunden werden können. Diese Halteelemente sind in Figur 17 Stege auf dem Abstandshalter und komplementäre Rillen auf den Basisplatten. Figur 18 nutzt 4 seitlich angebrachte Magnetverschlüsse. Die Magnete oder respektive eisenhaltigen Platten liegen dabei auf oder in einem seitlich angebrachten Zylinder. Diese können so ausgeformt sein, dass auf den Zylindern der Basisplatte ein Kegelstumpf sitz, der das Verschlussteil trägt und die Zylinder des Abstandshalters eine konusförmige Öffnung besitzen, in welchen das zweite Verschlussteil sitz und in welche der Kegelstumpf hineinpasst. Die Anordnung der Verschlussteile bzw. deren tragende Strukturen kann natürlich auch umgekehrt angeordnet sein.

[0066] Figur 19zeigt ein System umfassend aus einer Montagehilfe 15, einer erste Basisplatte 5 für das Oberkiefermodell, einer zweiter Basisplatte 5 für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter 16 im Bezug zu einem Artikulator 1. Wenn die Basisplatte 5 des Unterkiefers auf die Montagehilfe aufgesetzt wird, haben die Basisplatten im Artikulator eine definierte Position, die so auch in der Software zum Design der Zahnmodelle hinterlegt werden kann. Danach wird zunächst die Basisplatte des Oberkiefers in dieser Position befestigt. Dies kann mit Hilfe einer zähen, aushärtenden Substanz wie Gips oder Klebstoff geschehen. Danach wird die Montagehilfe entfernt und die untere Basisplatte (die für den Unterkiefer) ebenfalls im Artikulator befestigt. Danach kann der Abstandhalter ebenfalls entfernt werden. Nun können alle Zahnmodelle, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden in diesen vorbereiteten Artikulator eingesetzt werden. Ohne weitere Einstellungen vornehmen zu müssen, sind dabei die Zahnreihen so angeordnet, dass sie in der Okklusionsebene des Patienten aufeinandertreffen. Die entsprechende Vorbereitung des Artikulators ist nur einmalig vorzunehmen.

[0067] Figur 20zeigt die Bestandteile, deren Daten in der Software vorliegen können, damit die Zahnmodelle mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens modelliert und hergestellt werden können. Diese sind hier zum besseren Verständnis im Bezug zu einem Artikulator 1 gezeigt. Die Software enthält die Daten zur Form und Position der beiden Basisplatten 5. Hinzu kommen die Daten der passenden Sockelplatten mit komplementären Verbindungselementen. Zwischen diesen Bestandteilen liegt ein Zwischenraum mit vordefinierter Höhe. Dort hinein müssen nun anhand der digitalen Daten der Abformung vom Unterkiefer 4 und/oder Oberkiefer 3 diese angeordnet werden. Dabei dienen die Daten aus den beiden Aufnahmen des Gesichts des Patienten dazu die individuelle Okklusionsebene zu bestimmen, an der die Zähne aufeinandertreffen sollten. Der nun freibleibende Raum zwischen den Kieferabformungen und den Sockelplatten muss aufgefüllt werden. Er muss dabei zumindest soweit aufgefüllt werden, dass ein stabiles Zahnmodell entstehen kann. Die vordefinierte Höhe kann dabei durchaus in verschiedenen Varianten in der Software zur Auswahl stehen, z.B. Short, Medium, und Tall. Die unterschiedlichen Höhen dienen dazu, das natürliche Spektrum der Höhenabstände der Kiefer widerzuspiegeln und optimal einzustellen. Zudem hilft es beim Drucken, dass die Modelle nicht zu groß (dick) werden und Material gespart werden kann. Entsprechend ist in solchen Fällen der physische Abstandshalter zum Einstellen des Artikulators entweder in verschiedenen, entsprechend angepassten Größen (Höhen) vorhanden oder er ist in den entsprechenden Schritten verstellbar. Der Abstandshalter kann aber auch in der Ausformung der Basisplatten sowie des Abstands an spezielle Artikulatoren(typen) angepasst sein. Figur 21zeigt ein Schema, welches das ins Verhältnis bringen der Patientenaufnahme mit der Gebissgabel zum Artikulator verdeutlicht. Am Computer wird die Aufnahme des Patienten gerastert. Nun wird eine digital vorhandene Aufnahme des Artikulators (virtueller Artikulator) mit dem Kopf des Patienten abgeglichen. Dabei wird der Artikulator an verschiedenen Bezugspunkten am Schädel des Patienten (Augen, Ohren, Kinn) und an einem Referenzelement 23 der Gebissgabel ausgerichtet. Hinzu kommen die Daten der Gebissgabel, eventuell mit der digitalen Abformung der Abdrücke auf der Gebissgabel. Zusammen mit den Daten der zweiten Patientenaufnahme, auf welcher er lächelt, so kann eine individuelle Okklusionsebene innerhalb des Artikulators bestimmt werden.

[0068] Figur 22zeigt eine Gebissgabel, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann. Diese Gebissgabel entspricht nicht einem herkömmlichen Abdrucklöffel. Sie besteht aus einer starren Platte 22, aus Metall oder Kunststoff, und kann mit einem verformbaren Abformmaterial auf beiden Seiten bestrichen werden. Die Platte kann die ungefähre Form eines Kiefers aufweisen. Sie kann mit Löchern versehen sein, damit eine Abdruckmasse besser hält. Der Patient muss während der Aufnahme des Gesichts auf diese Platte beißen. Wurde zuvor eine Abdruckmasse aufgebracht, muss er solange zubeißen, bis die Masse sich verfestigt hat. Die Gebissgabel kann dann anschließend eingescannt werden so dass digitale Daten erfasst und versendet werden können. Ansonsten kann ein Zahnarzt die Gebissgabel auch ins Zahnlabor senden, wo die digitale Abformung dann vorgenommen werden kann. Senkrecht zur Platte ist zudem ein Referenzelement 23 angebracht, welches beim Beißen außen am Mund zu liegen kommt. Als Referenzelement ist jeder deutlich sichtbare, äußere Bestandteil der Gebissgabel geeignet. Bevorzugt ist, wenn das Referenzelement mindestens 3 Registrierungspunkte besitzt. Dies können Ecken sein oder außen aufgesetzte Strukturen wie Kegel, Halbkugeln oder Pyramiden. Das Referenzelement und besonders die Registrierungspunkte können in der Software dazu genutzt werden, die Gebissgabel und damit die Okklusionsebene mit dem Schädel und dessen Referenzpunkten in die richtige räumliche Beziehung zueinander zu setzen. Das Referenzelement kann, wie hier gezeigt, gebogen sein (und damit die Form des Mundes nachbilden) und seitlich jeweils einen Einschnitt 24 aufweisen. Zudem können an unterschiedlichen Stellen Erhebungen 25 (z.B. kleine Halbkugeln) angebracht sein. Das Referenzelement kann mit einem kleinen Steg an der Platte befestigt werden, wobei der Steg bevorzugt 0,5 bis 1,5 cm lang ist. Alternativ kann das Referenzelement ein Rechteck sein und gegebenenfalls ebenfalls aufgesetzte Strukturen umfassen.

[0069] Figur 24zeigt ein Analysemittel 26, mit dem man die Auswirkung der Veränderung des Inklusionswinkels auf ein Zahnmodel messen und in eine Software übertragen kann. Es besteht aus einer Platte 27, auf welche ein Zahnmodell des Unterkiefers oder Oberkiefers aufgelegt werden kann. Am vorderen Ende ist die Platte über ein Scharnier 29 mit einer Halterung 30 versehen. Diese Halterung entspricht einer Sockelplatte wie sie hier für ein Zahnmodel beschrieben wurde und umfasst entsprechend Verbindungselemente, die eine Befestigung auf einer Basisplatte 5 im Artikulator ermöglichen. Entlang einer Skala 28, welche in die Platte eingreift, kann die Platte nun in der Höhe und um den Inklinationswinkel justiert werden.

[0070] Figur 23zeigt die Anordnung des Analysetools 26 im Artikulator 1. Dieses Analysetool kann auch digital vorliegen. Man kann es während des CAD Designs einblenden und ausblenden, sowie die Höhe und den Inklinationswinkel der Platte ändern.

[0071] Das physisch vorhandene Analysetool erlaubt eine Kontrolle zwischen dem digitalen Design und den physischen Rekonstruktionen/Modellen. So kann man eine Änderung am physischen Artikulator mit dem Analysetool analysieren und dann die gewonnenen Informationen auf die CAD Software der Skala übertragen. Das bedeutet, dass das Analysetool ermöglicht, das man verschiedene Positionen testen kann und dann die Werte in die CAD Software übernehmen kann, sodass das digitale Zahnmodell die gleiche Position einnimmt wie das physisch vorhandene Modell. Das gleiche ist auch genau umgekehrt möglich: Die Informationen können von der CAD Software auf den physischen Artikulator übertragen werden.

Claims (16)

1. Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwendung im zahntechnischen Bereich, das folgende Schritte enthält: ¿ Analoge oder digitale Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer; ¿ Erfassung der Position des oder der Kiefer im 3-dimensionalen Raum durch eine erste Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten; ¿ Im Fall einer analogen Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer eine Digitalisierung der analogen Abformung; ¿ Import der digitalen Daten aus der Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Software; ¿ Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so hergestellt wird, dass der Patientenkiefer analog zu seiner Schädellage im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wird, und ¿ Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem zusätzlichen Schritt ¿ Digitalisierung der Gebissgabel und Import der digitalen Daten der Gebissgabel in die CAD-Software.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das analoge Zahnmodell mit Hilfe eines additiven Herstellungsverfahrens angefertigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei auch die Sockelplatte des Zahnmodells mit Hilfe des additiven Herstellungsverfahrens angefertigt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste und zweite Aufnahme des Patienten ein 3D-Foto oder ein 3D-Scan ist.

6. Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes umfassend die Schritte des Verfahrens aus Anspruch 1 und zudem die folgenden Schritte: ¿ Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator und ¿ Ausarbeitung eines Zahnersatzes mit Hilfe des Zahnmodells.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator eine Reponierung in Okklusion umfasst.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei eine Reponierung in Okklusion keine individuellen, patientenbezogenen Einstellungen des Artikulators benötigt.

9. Verfahren gemäß Anspruch 6, mit dem zusätzlichen Schritt ¿ Vorbereitung des Artikulators umfassend das Befestigen einer ersten Basis für das Oberkiefermodell und einer zweiten Basis für das Unterkiefermodell mit Hilfe eines Abstandhalters.

10. Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, wobei das Zahnmodell nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5 erhältlich ist.

11. Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, das zusammen mit den Sockelplatten in einem 3D-Druckverfahren hergestellt wurde und wobei das Zahnmodell dadurch charakterisiert ist, dass der Patientenkiefer (Zahnkranz) auf eine Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte in einer vordefinierten Ebene liegt und der Abstand individuell an die Schädellage des Patienten angepasst aufgefüllt wurde.

12. System zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6-9 umfassend ¿ eine Montagehilfe, ¿ eine erste Basis für das Oberkiefermodell ¿ eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und ¿ einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter sowie die erste und zweite Basis über mindestens ein Halteelement miteinander verbunden werden können.

13. System gemäß Anspruch 12, wobei das mindestens eine Halteelement einen Magneten, eine Schienenführung, eine Schwalbenschwanzverbindung oder eine Nut-Federverbindung umfasst.

14. Computerprogramm, das eine Abfolge von Befehlen umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, diesen veranlassen, die folgenden Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-8 auszuführen. ¿ Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so hergestellt wird, dass der Patientenkiefer (Zahnkranz) auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wurde, und ¿ Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells.

15. Computerprogramm, das eine Abfolge von Befehlen umfasst, mittels derer eine Vorrichtung zur Erstellung eines Dentalmodells (3-D Drucker) in die Lage versetzt wird, ein Dentalmodell gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10 zu erstellen, wenn das Computerprogramm in der Vorrichtung zur Erstellung eines Dentalmodells oder von einem Computer ausgeführt wird, der diese Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells steuert.

16. Computerlesbarer Datenträger, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 oder 15 gespeichert ist.