DD282615A5

DD282615A5 - Verfahren zur herstellung von zaehnen und kronen aus maschinell bearbeitbarer glaskeramik

Info

Publication number: DD282615A5
Application number: DD89328065A
Authority: DD
Inventors: Lutz Graefe
Original assignee: Zi Fuer Oekonomischen Metallei
Priority date: 1989-04-28
Filing date: 1989-04-28
Publication date: 1990-09-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kuenstlicher Zaehne und Kronen und bezieht sich auf Anwendungsgebiete in der Zahnmedizin. Sie sieht vor, dasz maschinell bearbeitbare Glaskeramik zum Einsatz kommt. Die Nachbildung des Zahnes erfolgt elektrooptisch, indem vom nachzubildenden Zahn (oder Modell) entsprechende Abbildungsinformationssignale erzeugt werden. Diese Signale werden in einem elektronischen Rechner zu elektrischen und/oder magnetischen Steuersignalen umgeformt, mit deren Hilfe eine Bearbeitungsmaschine den Zahn aus einem Glaskeramikblock herausarbeitet. Der Rechner wird dabei so gesteuert, dasz die Dicke einer aufzubringenden Glasur mit abgearbeitet wird. Der Zahn bzw. die Krone werden nach der maschinellen, spanenden Formgebung glasiert, mit einer im Ausdehnungskoeffizienten auf die Glaskeramik abgestimmten Glasur. Die Glasurbrandtemperaturen liegen 1 000 C. Durch die Anwendung weiszer, in Farbschattierungen einfaerbbarer, maschinell bearbeitbarer Glaskeramik, ist die getreue Nachbildung des Zahnes moeglich und es wird ein weitgehend natuerliches Aussehen erreicht. Es kann Edelmetall eingespart werden und der bisher uebliche, fehlerbehaftete Gieszprozesz wird umgangen.{Zaehne; Zahnmaterial; Glaskeramikzahn; Krone; Glaskeramikkrone; Zahnherstellung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist anwendbar in der Zahnmedizin. Sie kann insbesondere vorteilhaft zur Herstellung künstlicher Zähne und Kronen verwendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Für die technische Aufgabe der Herstellung künstlicher Zähne und Kronen sind verschiedene Verfahren in Anwendung und bekannt. Bei der Mehrzahl der künstlichen Zähne wird Keramik- oder Plastmaterial verwendet, Kronen werden größtenteils aus (Edel-)Metall gegossen.

Glaskeramik, Bioglas, Keramik (vornehmlich AI₂O₃-Keramik) wurden bisher insbesondere als Implantatmaterial im medizinischen Bereich getestet und auch schon erfolgreich eingesetzt. Bioaktive, maschinell bearbeitbare Glaskeramiken werden vor allem als Knochenersatz verwendet (6.Hermsdorfer Biokeramikeymposium Hermsdorf, Hermsdorf, Thür. 31.8.88; Schubert, Th.: „Klinische Erfahrungen beim Einsatz der Jenaer bioaktiven maschinell bearbeitbaren Glaskeramik"). Künstliche Zahnmaterialien auf Glaskeramikbasis, bei denen die Formgebung durch Gießen erfolgt, bo .chreibt ÜE 3424777. Seit 1985 wird ein von den Firmen De-Trey/Dentsply und Corning Glass entwickeltes Glaskeramik-System zur Herstellung mineralischer Kronen und Füllungen angeboten und unter dem Handelsnamen „Dicor" auf iem (west)europäischen Markt vertrieben. Das Besondere dieser Technik liegt in der aus Gußwachs modellierten Krone bzw. Füllung, welche nach der Wachsaustreibmethode in Glas gegossen wird. Der Glasrohling wird durch thermische Nachbehandlung auskristallisiert keramisiert- und mit mehreren Malvorgängen der Farbe des ftestzahnbestandes angepaßt. Die Vorteile dieses Verfahrens gegenüber anderen mineralischen Krongußsystemen werden nach I lerstellerangaben in

- verbesserter Paßgenauigkeit

- höherer Stabilität

- einfacherer Herstellung

- verbesserter Ästhetik

- geringere Plaqueanlagerung

gesehen. Aufgrund der außerordentlich hohen Transparenz des Glaskeramikmaterials müssen keramikverblendete Stiftaufbauten verwendet werden, um Farbveränderungen zu vermeiden (Riedling, W.; Mitschcle, K.: Eine Methode zur Versorgung kariös zerstörter, wurzelkanalbehandelter Zähne ,nit gegossener Glaskeramik; „Die Quintessenz" [1988) S. 1003-

Ein „Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes" beschreibt DE 3320395. Darin wird ein Verfahren zum Abtasten des Gebisses im Mund mittels Strahlen verwendet. Die Signale werden einem Rechner zugeführt. Der Rechner steuert eine Bearbeitungsmaschine welche den Zahnersatz herstellt, dabei wird nicht auf das Material eingegangen, aus dem de* Zahnersatz hergestellt wird. Es wird auf ein an .".ich bekanntes Verfahren zurückgegriffen, DE OS 2936847, wo ein Arbeitsmodell eines Gebisses oder eines Gebißteiles durch eine Bearbeitungs- insbesondere Fräsmaschine, die rechnergestützt ist, hergestellt wird.

DD 205070 beschreibt ein „Verfahren zur Herstellung von Implantaten aus Bio-Glaskeramik" zur Verwendung als Knochen- oder Zahnersatz. Es wird Glaskeramik pulverisiert, mit Plastifikatoren versetzt, geform und durch Sintern verfestigt.

DD 261741 betrifft die Herstellung von Inlays aus bearbeitbarer Glaskeramik. Nach elektrooptischer Abtastung werden aus maschinell bearbeitbarer Glaskeiamik die Inlays hergestellt.

Eine umfassende Beschreibung des Einsatzes von Glaskeramik in der Medizin isi in Vogel, W., und Höland, W.: Zur Entwicklung von Bioglaskeramiken für die Medizin; Angew. Chem. 99 (1987) S.541-558 und in Vogel, W.: Zur Entwicklung kieselsäurefreier Phosphatglaskeramiken für die Medizin; Wissenschaftliche Zeitschrift der Friedrich-Schiller-Universität, Naturwissenschaftliche Reihe, 37 (1987) 5/6; S.841-854, zusammengestellt. Es werden die verschiedensten Entwicklungen von in der Medizin verwendbaren Glaskeramiken, meist maschinell bearbeitbar und biokompatibel oder bioaktiv, vorgestellt (DÜR-Wirtschafts-Pat. 113885, DOS 2452076, DOS 2208236, DDR-Wirtschafts-Pat. 0153108, DDR-Wirtschafts-Pat. 242216,

DDR-Wirtschafts-Pat. 23772, DOS 2606540, DDR-Wirtschafts-Pat. 259561/1, DBP3142013, DDR-Wirtschafts-Pat. 2776665). Die Entwicklungen sind verstärkt in Richtung Verbesserung der Bioaktivität bzw. Erhöhung der Biokompatibilität gerichtet worden. Die Anwendung konzentri Jrt sich vor allem auf Implantate.

Die Herstellung von Zähnen und Kronen aus Glaskeramik unter Ausnutzung von automatisierten, maschinellen Bearbeitungsverfahren und dem Aufbringen einer Glasur, ist bisher nicht bekannt geworden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin maschinell bearbeitbare Glaskeramik für die Herstellung von Zähnen und Kronen zum Einsatz zu bringen unter Ausnutzung elektrooptischer Abtast- und automatisierter, maschineller Bearbeitungsverfahren. Damit können die bekannten Vorteile anorganisch-nichtmetallischer Materialien genutzt werden. Durch die Anwendung dieses neuen Wirkprinzips für die Zahntechnik, ist die getreue Nachbildung des natürlichen Zahnes möglich. Die Bearbeitungsmaschine wird programmseitig so gesteuert, daß nach der Bearbeitung eine Glasur aufgebracht werden kann, dadurch wird ein weitgehend natürliches Aussehen der· Zahnes erreicht.

Die Nachbildung d6"$ Zahnes erfolgt elektrooptisch, indem vom nachzubildenden Zahn oder dessen Modell entsprechende Abbildungsinformationssignale erzeugt werden, diese werden in einem elektronischen Rechner zu elektrischen und/oder magnetischen Steuersignalen umgeformt, mit deren Hilfe eine Bearbeitungsmaschine den Zahn aus einem Glaskeramikblock herausarbeitet. Der Rechner wird dabei so gesteuert, daß die Dicke der aufzubringenden Glasur mit abgearbeitet wird und zur Gewährleistung der Festigkeit eine Mindestwandstärke nicht unterschritten wird.

Zur Anwendung kommen bekannte, zahnfarbene maschinell bearbeitbare Glaskeramiken, die nnch der Formgebung eine Glasur erhalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, maschinell bearbeitbare und glasierte Glaskeramik als neuartiges Zahnmaterial mit einer für die Zahn- und Kronenherstellung neuen Technologie, zum Einsatz zu bringen. Die Vorteile der Erfindung im Vergleich zu bereits bekannten technischen Lösungen sind in

- der Einsparung von Edelmetall

- der hohen Genauigkeit der Fertigung (da keine Gußschwindung bzw. andere Gußfehler auftreten)

- der Farbe des natürlichen Zahnes

- der Vermeidung von Metallkontamination zusehen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in der Weise gelöst, daß die Nachbildung des Zahnes elektrooptisch erfolgt, indem vom herzustellenden Zahn entsprechende Abbildungsinformationssignale erzeugt werden. Diese Signale werden in einem elektronischen Rechner zu elektrischen und/oder magnetischen Steuersignalen umgeformt, mit deren Hilfe eine Bearbeitungsmaschine den Zahn oder die Krone aus einem Glaskeramikblock herausarbeitet. Ist der nachzubildende bzw. zu ersetzende Zahn nicht mehr oder nur zu Teilen vorhanden, wird ein Modell hergestellt (wie auch bisher üblich), danach erfolgt die elektrooptische Abtastung am Modell. Auf einem dem Rechner angeschlossenen Bildschirm ist die bildliche Darstellung und vor allem Korrektur der Form des Zahnes möglich. Zur maschinellen Bearbeitung der Glaskeramik wird der Rechner so gesteuert, daß die Dicke einer noch aufzubringenden Glasur mit abgearbeitet wird. Der Piatzbedarf für die Glaskeramik beträgt okklusal etwa 1,5 bis 2,0m. η sowie an allen anderen Flächen etwa 1,0 bis 1,5 mm. Mitunter verhindert die Anatomie der Zähne, daß diese Anforderungen in allen Fällen erfüllt werden. Sind die Zähne wurzelkanalbehandelt, spielt dieser Sachverhalt eine untergeordnete Rolle. Nach der maschinellen Bearbeitung wird der Zahn oder die Krone glasiert (handelsübliche Glasur, deren Ausdehnungskoeffizient auf die Glaskeramik abgestimmt ist), die Einbrenntemperaturen können dabei unter 1000⁰C liegen und sind mit den in zahntechnischen Labors vorhandenen Öfen erreichbar. Die Befestigung des Zahnes oder der Krone erfolgt in der bisher üblichen Weise, durch Einzementieren auf den vorhandenen Stumpf oder eingebrachten Stift.

Zur Anwendung kommen maschinell bearbeitbare Glaskeramiken mit weißer Farbe (in den Farbtönen der Zähne einfärbbar) und möglichst hoher mechanischer Festigkeit, zum Beispiel aus den Systemen NaJZK₂O-MgO-AI₂Oa-SiO₂-F mit ebenen blättchenförmigen (DDR-Wirtschafts-Pat. 113885 und DOS 245207) oder gebogenen Glimmerkristallen oder mit Glimmer und Cordieritkristallen zugleich, wie sie u. a. von Vogel, Höland und Naum jnn 1985 entwickelt wurden (DDR-Wirtschafts-Patent 242216). Aber auch die ursprünglich für die Kieferorthopädie/Orthodontie entwickelte Glimmer-Cordierit-Glaskeramik (DDR-Wirtschafts-Pat. 242171) kann verwendet werden. Voraussetzung für die Anwendung zur Herstellung von Zähnen und Kronen sind die möglichst hohe mechanische Festigkeit, die maschinelle Bearbeitbarkeit und das Aufbringen einer Glasur. Neben den Vorteilen des Werkstoffes Glaskeramik

- hohe Genauigkeit der Fertigung (du keine Gußschwindung bzw._/«mde<_ve Gußfohler auftreten)

- Farbe des natürlichen Zahnes und damit verbesserter Ästhetik

- Vermeidung von Metallkontamination

- hohe ästhetische Wirkung

werden Vorzüge in der neuen Technologie und in der Einsparung von Edelmetallen gesehen.

Die Erfindung wird dadurch realisiert, daß

1. mit Hilfe elektrooptisch^ Abtastung vom nachzubildenden Zahn Abbildungsinformationssignalo erzeugt werden. Ist der Zahn nicht mehr oder nur zu Teilen vorhanden, werden die Abbildungsinformntionssignale vom Modell (Modellherstellung wie bisher üblich) abgenommen oder es wird eine Zahnform verwendet, die aus einem Grundsortiment an Zahnformen stammt, welche im Rechner gespeichert sind

2. die Abbildungsinformationssignale werden entweder im elektronischen Rechner gespeichert oder

3. direkt umgeformt zu elektrischen und/oder magnetischen Steuersignalen, mit deren Hilfe eine Bearbeitungsmaschine den Zahn oder die Krone aus einem Glaskeramikblock herausarbeitet.

4. der Rechner wird so gesteuert, daß die Dicke einer aufzubringenden Glasur mit abgearbeitet wird und zur Gewährleistung der mechanischen Festigkeit, insbesondere bei Krcnen, eine Mindestwandstärke nicht unterschritten wird

5. eventuell notwendige Korrekturen der Zahn-oder Kronenform können durch Darstellung auf einem dem Rechner angeschlossenen Bildschirm, mitteis Bildschirmkorrektur vorgenommen werden

6. die Glaskeramiken sind in unterschiedlichen Farbschattierungen herstellbar und werden entsprechend der Farbe der vorhandenen Zahne, ausgesucht. Möglich ist auch die Farbgebung durch die Glasur, aber auch die farbliche Beeinflussung durch den Zement (Adhesor-Zement wird beispielsweise in vier Farbtönen angeboten) kann ausgenutzt werden, da die Glaskeramiken transparent sind

7. zur Erzeugung eines weitgehend natürlichen Aussehens wird eine Glasur aufgebracht, es können die niedrigbrennenden Glasuren (Einbrenntemperatur: < 1000°C), deren Ausdehnungskoeffizient auf die Glaskeramik abgestimmt ist, verwendet werden, auch durch die Glasur ist die Farbtönung beeinflußbar

8. die Befestigung des Zahnes bzw. der Krone auf dem vorhandenen Stumpf oder Stift geschieht wie auch bisher durch Einzementieren.

Die speziellen Möglichkeiten der Anwendung der Erfindung sind die Herstellung von Zähnen und Kronen. Die spezifischen Vorteile der Erfindung sind zu sehen in

- der Einsparung von Edelmetall

- der Farbe, die der des natürlichen Zahnes gleicht

- der Vermeidung von Metallkontamination.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Zähnen und Kronen aus maschinell bearbeitbarer Glaskeramik, gekennzeichnet dadurch, daß aus einem Glaskeramikblock der Zahn oder die Krone durch maschinelle Bearbeitung herausgearbeitet und anschließend glasiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Nachbildung des künstlichen Zahnes durch elektrooptische Abtastverfahren des natürlichen Zahnes oder des Modelles erfolgt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der künstliche Zahn oder die Krone um den Betrag mehr abgearbeitet wird, den eine aufzubrennende Glasur an Dicke aufbringt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß Formänderungen des künstlichen Zahnes oder der Krone an einer dem Rechner angeschlossenen Bildschirmdarstellung vorgenommen werden können.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Rechner ein Grundsortiment an Zahnformen anbietet, welches bei Bedarf entsprechend Anspruch 4 verändert werden kann.