DE102007022036A1

DE102007022036A1 - Additiv zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften für eine optische 3D-Vermessung, Dentalgips und Verfahren für die Herstellung eines Zahnmodells

Info

Publication number: DE102007022036A1
Application number: DE102007022036A
Authority: DE
Inventors: Norbert Ulmer
Original assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Current assignee: Sirona Dental Systems GmbH
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-05-08
Publication date: 2008-11-13

Abstract

In einem Werkstoff, etwa einem Dentalgips für die Herstellung eines Zahnmodells, wobei der Werkstoff in nicht ausgehärtetem pulvrigem oder flüssigem Zustand vorliegt, ist ein Additiv zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften des Werkstoffes vorhanden. In einem Verfahren zur Herstellung eines Dentalmodells unter Verwendung eines Dentalgipses, wobei der Dentalgips in pulvrigem oder flüssigem Zustand vorliegt, wird dem Dentalgips vor der Formgebung in einem Abdruck ein Additiv zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften zugegeben. Als Additiv kann ein Farbpigment auf der Basis von Cr/Sb/Ti-Oxid verwendet werden.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Additiv zur Verwendung mit Werkstoffen für die Herstellung von zahntechnischen Modellen und Schablonen zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften für eine optische 3D-Vermessung der Modelle und Schablonen sowie einen Dentalgips und ein Verfahren für die Herstellung eines Zahnmodells unter Verwendung eines Dentalgipses.
Stand der Technik
Für die Erstellung von Intraoralaufnahmen mit einer 3D-Messkamera ist es bekannt, vor der Aufnahme auf den zu vermessenden Bereich ein Kontrastmittel, genauer ein Puder aus Ti-Oxid auf die Zähne aufzubringen. Das in der Messkamera zum Einsatz kommende Messprinzip ist eine Streifenprojektion, genauer eine dynamische Streifenprojektion. Eine Vermessung ist dann nicht mehr möglich, wenn kein ausreichender Streifenkontrast mehr zur Verfügung steht, d. h. wenn die relative Signalamplitude des gemessenen Signals oder der relative Streifenkontrast bei Projektion eines stehenden Gittermusters zu klein ist. Das Kontrastmittel sorgt im wesentlichen dafür, dass sich die Oberfläche wie ein Lambertscher Strahler verhält.
Aus der DE 195 48 655 A1 ist ein Dentalgips bekannt, bei dem 0–1% anorganische und/oder organische Farbstoffe zur Erhöhung des Kontrasts vorgesehen sind. Weiterhin ist bekannt, dass 2–10% anorganische Pigmente wie Titandioxid, Chrom-III-Oxid, α-Eisen-III-Oxid verwendet werden können, um die Vermessung mit einem Laserlicht von 820 nm Wellenlänge zu verbessern.
Der Dentalgips liegt im nicht ausgehärteten Zustand als Pulver oder flüssig vor, wobei das Pulver mit einer Flüssigkeit angemischt werden kann. Der noch formbare Dentalgips wird in einen Abdruck eingefüllt und härtet in diesem Abdruck aus, so dass nach dem Entfernen des Abdrucks vom ausgehärteten Zahnmodell die Form einer Zahnsituation im Mund abgebildet ist.
Die Vermessung von Zahnmodellen aus Dentalgips in einer Vermessungseinrichtung mit hinreichend hoher Messgenauigkeit erfordert eine Durchführung von Tests bezüglich der Eignung des jeweils gewählten Dentalgipses für die Vermessung. Die Eignung kann dabei insbesondere auch vom gewählten Messprinzip abhängen, also bei einem Messprinzip ausreichend funktionieren und bei einem anderen Messprinzip hingegen versagen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, auf der Grundlage eines vorhandenen Werkstoffes für die Herstellung von zahntechnischen Modellen und Schablonen ein Additiv bereitzustellen, mit dessen Verwendung die Aufnahmequalität des Werkstoffes ausreichend ist, um mit einem bestimmten vorgegebenen Messverfahren eine ausreichend genaue optische 3D-Vermessungen durchzuführen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen für die optische 3D-Vermessung geeigneten Dentalgips bzw. Kunststoff und ein Verfahren zur Herstellung von für die optische 3D-Vermessung geeigneten zahntechnischen Modellen und Schablonen bereitzustellen.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das Additiv zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften der zahntechnischen Modellen und Schablonen ist auf das anzuwendende Messprinzip abzustimmen, insbesondere auch hinsichtlich der Reflexions- und Rückstreueigenschaften sowie des Absorptionsverhaltens bei der verwendeten Wellenlänge der Vermessung im Falle einer optischen Vermessung.
Das in der Messkamera zum Einsatz kommende Messprinzip kann eine Streifenprojektion, genauer eine dynamische Streifenprojektion sein. Dadurch lässt sich ein im Markt bestehendes und im Stand der Technik befindliches Aufnahmesystem verwenden. Weiterhin können photogrammetrische oder interferometrische oder konfokale Messprinzipien zur Anwendung kommen.
Insbesondere kann bei der Aufnahme eine kontrastreiche Reflexion und/oder Streuung des Lichtes an der Objektoberfläche bereitgestellt werden.
Das Additiv kann vorteilhafterweise in pulvrigem oder flüssigem Zustand vorliegen.
Das Additiv kann vorteilhafterweise ein Farbpigment auf Cr/Sb/Ti-Oxid-Basis aufweisen und vorzugsweise zu mindestens 25 Vol.% aus dem Farbpigment bestehen.
Ein erfindungsgemäßes Additiv ist insbesondere für einen Werkstoff wie einem Dentalgips für die Herstellung eines Zahnmodells oder wie einem Kunststoff für die Herstellung eines Bissregistrats geeignet.
Insbesondere in Wechselwirkung mit einer Wellenlänge von 700–900 nm des für die optische Vermessung verwendeten Lichts lassen sich für dieses Farbpigment sehr gute Reflexionseigenschaften feststellen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Dentalgips für die Herstellung eines Zahnmodells, wobei der Dentalgips in nicht ausgehärtetem pulvrigem oder flüssigem Zustand vorliegt, wobei ein Additiv zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften des Dentalgipses vorhanden ist. Das Additiv weist ein Farbpigment auf Cr/Sb/Ti-Oxid-Basis auf.
Im Falle einer optischen Vermessung des aus einem solchen Dentalgips hergestellten Modells sind dessen Reflexions- und Rückstreueigenschaften sowie des Absorptionsverhalten verbessert, wobei das Additiv auf das anzuwendende Messprinzip und auf die verwendete Wellenlänge der Vermessung abzustimmen ist.
Vorteilhafterweise ist das Additiv in einer Menge von 0,5 Gew.% bis 50 Gew.% im Dentalgips vorhanden, insbesondere in einem Anteil von 5 bis 15 Gew.%. Die Menge an Additiv ist dabei so festzulegen, dass die Wechselwirkung mit den übrigen Eigenschaften des Modellgipses nicht nachhaltig negativ beeinflußt wird, etwa die Maßhaltigkeit oder die Festigkeit.
Die übrigen, für die Erstellung eines Zahnmodells relevanten Eigenschaften des Dentalgipses ohne Additiv sollen dabei trotz der Zumischung des Additivs im wesentlichen unverändert beibehalten werden.
Vorteilhafterweise wird der Anteil des Additivs bzw. das Additiv selbst so ausgewählt, dass der Rückstreukoeffizient des ausgehärteten Dentalgipses um mindestens 25% gegenüber dem Dentalgips ohne Additiv erhöht wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Dentalmodells unter Verwendung eines Dentalgipses, wobei der Dentalgips in einem pulvrigen oder flüssigen Zustand vorliegt. Dem Dentalgips wird vor der Formgebung in einem Abdruck ein Additiv zur Verbesserung der Scan-Eigenschaften zugegeben.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Dentalmodells ausgehend von einem Abdruck, in dem der Abdruck mit einem Dentalgips ausgefüllt wird und der Dentalgips im Abdruck aushärtet besteht darin, dass der Abdruck in einem ersten Schritt mit einem Additiv mit guten Eigenschaften für eine optische Vermessung beschichtet wird, etwa durch Pudern oder durch Einpinseln, dass in einem zweiten Schritt der mit dem Additiv versehen Abdruck mit dem Dentalgips ausgefüllt und dass in einem dritten Schritt das Dentalmodell aus dem Abdruck entnommen wird, etwa zum Zweck der optischen Vermessung.
Ausführungsbeispiel der Erfindung
Ein bekannter Dentalgips für die Herstellung von hochgenauen Zahnmodellen besteht auf einer Calciumsulfat-Basis und wird unter dem Handelsnamen FujiRock EP (PearlWhite) von dem Unternehmen GC vertrieben.
Ein derartiger Dentalgips liegt als Pulver vor und wird vor der Erstellung eines Modells mit Wasser zu einer zähen Masse angerührt.
Vor dem Einfüllen in ein Abdruck des herzustellenden Zahnmodells wird dieser zähen Masse erfindungsgemäß ein Additiv hinzugefügt mit dem Zweck, die Eigenschaften für eine optische Vermessung zu verbessern. Das Additiv kann dabei gut wasserlöslich sein und als Pulver oder als Flüssigkeit vorliegen.
Alternativ dazu kann auch dem als trockenen Pulver vorliegenden Dentalgips vor dem Anmischen mit Wasser ein Additiv in Pulverform trocken untergemischt werden, so dass beim Anmischen der Pulvermischung mit Wasser eine Vermischung des Additivs mit dem Pulver zwangsläufig erfolgt.
Obwohl technisch gesehen eine Veränderung der optischen Eigenschaften im Bereich der Oberfläche des Modells ausreichend wäre, ist eine mögliche homogene Verteilung des Additivs in der angemischten Masse vorteilhaft. Dazu ist es erforderlich, dass das Additiv nicht ausflockt oder ähnliches.
Die so hergestellte angemischte formbare Masse weist nach dem Aushärten bestimmte vorgegebene optische Eigenschaften auf, die speziell auf die Wellenlänge einer nach einem bestimmten Messprinzip arbeitenden optischen Vermessungseinrichtung abgestimmt ist.
In einer weiteren Ausführung ist es möglich, das im Wasser gelöste Additiv mit einem Pinsel auf die Oberfläche des fertigen Gipsmodells aufzutragen, also eine Beschichtung herzustellen.
Ein Auftrag mit einem Pinsel kann dazu führen, dass das Additiv in die Oberfläche des herkömmlichen Dentalgipsmodells einzieht, das bereits getrocknet ist. Dadurch wird nur dort das Additiv benötigt, wo die für die Vermessung relevante Oberfläche liegt.
Für die Vermessung wird der im Abdruck ausgehärtete Dentalgips aus dem Abdruck als Modell entnommen, wobei das Modell vor der Vermessung gegebenenfalls noch bearbeitet werden kann. Diese Präparationen sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
Im Gegensatz zu einer Beschichtung des Modells mit einem Puder und der Vermessung des beschichteten Modells lässt sich bei der Vermessung des unbeschichteten Modells eine höhere Genauigkeit erreichen, da die tatsächliche Schicht dicke der Beschichtung unbekannt ist und von einer Stelle zur anderen um eine Mehrfaches variieren kann, je nach dem, mit welchem Geschick die Beschichtung aufgebracht wurde.
Die Verwendung des Additivs in einem Dentalgips führt darüber hinaus dazu, dass das Additiv ein Mindestmaß an optischen Eigenschaften des zu vermessenden Zahnmodells gewährleistet, unabhängig von den optischen Eigenschaften des Dentalgipses selbst.
Der Anwender muss bei Verwendung des erfindungsgemäßen Additivs keinen speziell für eine optische Vermessung konzipierten Werkstoff erwerben, sondern kann den von ihm üblicherweise eingesetzten Werkstoff verwenden. Das Additiv wird in einem der bei der Herstellung des Gipsmodells ohnehin notwendigen Arbeitsschritte zugemischt oder alternativ dazu in geeigneter Weise nachträglich auf das Modell aufgebracht. Bei einer Schablone oder im Fall eines Bissregistrats kann eine Beschichtung erfolgen.
Durch das Additiv werden die optischen Eigenschaften des Dentalgipses verändert, wobei die auftretenden Effekte typischerweise von der Wellenlängen abhängig sind. Deshalb muss bei der Auswahl des Additivs die im optischen Messsystem verwendete Wellenlänge berücksichtigt werden. Für den Wellenlängenbereich im nahen Infrarot mit einer Wellenlänge von 820 nm eigenen sich gemäß der Erfindung Farbstoffe bzw. Pigmente mit Cr/SB/Ti-Oxid-Struktur.
Bei Messsystemen, welche mit Wellenlängen arbeiten, die nicht im für den Menschen sichtbaren Spektralbereich liegen, ist es wünschenswert, das Additiv derart zu gestalten, dass es im sichtbaren Spektralbereich die optischen Eigenschaften des Gipses nicht verändert. Dies hat den praktischen Vorteil, dass der Anwender keine oder nur eine margi nale Farbveränderung des von ihm als Grundstoff eingesetzten Dentalgipses wahrnimmt.
Es ist dabei denkbar, verschiedene Additive zu mischen bzw. ein Additiv zu verwenden, welches für verschiedene Wellenlängen ausreichend gute Aufnahmeeigenschaften aufweist.
Weiterhin ist es möglich, das Additiv in Verbindung mit einem Bissregistrat zu verwenden, das aus einer Grundmasse aus Kunststoff besteht und das zwischen die Zähne des Oberkiefers und Unterkiefers eingebracht wird, um die Okklusalflächen der Zähne des Oberkiefers und Unterkiefers zu erfassen.
Das Additiv kann auch in einem vorgefertigten Dentalgips enthalten sein, so dass der Anwender kein Additiv hinzufügen muss, sondern einen Dentalgips erhält, der entsprechende Scan-Qualitäten aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19548655 A1 [0003]

Claims

Additiv zur Verwendung mit Werkstoffen für die Herstellung von zahntechnischen Modellen und Schablonen zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften für eine optische 3D-Vermessung der Modelle und Schablonen, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv ein auf das anzuwendende Messprinzip abgestimmtes Farbpigment aufweist
Additiv nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbpigment auf einer Cr/Sb/Ti-Oxid-Basis aufgebaut ist.
Additiv nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in pulvrigem oder flüssigem Zustand vorliegt.
Additiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Farbpigmenten im Additiv mindestens 25% beträgt.
Additiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein Dentalgips für die Herstellung eines Zahnmodells ist.
Additiv nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein Kunststoff für die Herstellung eines Bissregistrats ist.
Dentalgips für die Herstellung eines Zahnmodells, wobei der Dentalgips in nicht ausgehärtetem pulvrigem oder flüssigem Zustand vorliegt, wobei ein Additiv zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften des Dentalgipses vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv ein Farbpigment auf Cr/Sb/Ti-Oxid-Basis aufweist.
Dentalgips nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv in einer Menge von 0,5 Gew.% bis 50 Gew.% im Dentalgips vorhanden ist, insbesondere in einem Anteil von 5 bis 15 Gew.%.
Verfahren zur Herstellung eines Dentalmodells unter Verwendung eines Dentalgipses, wobei der Dentalgips in pulvrigem oder flüssigem Zustand vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dentalgips vor der Formgebung in einem Abdruck ein Additiv zur Verbesserung der Aufnahmeeigenschaften zugegeben wird.
Verfahren zur Herstellung eines Dentalmodells von einem Abdruck, in dem der Abdruck mit einem Dentalgips ausgefüllt wird und der Dentalgips im Abdruck aushärtet, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdruck in einem ersten Schritt mit einem Additiv mit guten Eigenschaften für eine optische Vermessung beschichtet wird, etwa durch Pudern oder durch Einpinseln, dass in einem zweiten Schritt der mit dem Additiv versehene Abdruck mit dem Dentalgips ausgefüllt wird und dass in einem dritten Schritt das Dentalmodell aus dem Abdruck entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv ein Farbpigment auf Cr/Sb/Ti-Oxid-Basis aufweist.