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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer zahnärztlichen
Schablone und eine nach einem solchen Verfahren hergestellte zahnärztliche
Schablone.
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Für
Zahnprothesen kommen zunehmend Kieferimplantate zum Einsatz, bei
welchen der Kieferknochen im Bereich einer Zahnlücke angebohrt und
in die Bohrung eine Art Dübel eingesetzt wird, in welchem
ein sogenanntes Abutment als Träger eines künstlichen
Zahns befestigt wird.
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Für
eine stabile Verankerung der Zahnprothese im Kiefer ist die Positionierung
der Bohrung im Kieferknochen von besonderer Bedeutung. Gebräuchlich
ist die Verwendung einer Bohrschablone, welche mittels einer zu
an dem Kiefer vorhandenen Zähnen, Schleimhaut, Kieferkamm
bzw. Implantaten oder anderen Verankerungsmöglichkeiten
komplementären Negativform präzise am Kiefer ausrichtbar ist
und in welcher ein Kanal zur Ausrichtung und Führung des
Bohrers bei der Erzeugung der Bohrung im Kieferknochen vorbereitet
ist.
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Für
die Vorbereitung der Bohrschablone wird vorteilhafterweise eine
Röntgenschablone erzeugt, welche gleichfalls die genannte
komplementäre Negativform aufweist und über diese
in definierter Position im Mund des Patienten ausrichtbar ist. Die
Röntgenschablone wird typischerweise als ein Gusskörper
aus einem röntgentransparenten Material anhand eines Kiefermodells
des Patienten erstellt, wobei in einer durch ein Implantat zu füllenden
Lücke des Kiefermodells ein Formkörper als Platzhalter
eines Ersatzzahns positioniert und in dem röntgentransparenten
Material beim Gießen der Röntgenschablone in dieser
fest verankert wird. Der Formkörper ist durch Beimischen
eines Materials mit hoher Röntgenabsorption, wie beispielsweise
Bariumsulfat, röntgenopak. Die Röntgenschablone,
welche zusätzlich mehrere röntgenopake Referenzpunkte
enthält, wird in der durch die Negativform bestimmten definierten
Ausrichtung am Kiefer des Patienten eingesetzt und in dieser Stellung
wird eine ein räumliches Bild der Röntgenschablone
relativ zum Kiefer ergebende Röntgenaufnahme angefertigt.
Anhand einer solchen Aufnahme kann die optimale räumliche
Ausrichtung der Bohrung im Kieferknochen gewählt und die
Lage und Richtung des Kanals innerhalb der Schablone festgelegt
werden. Vorzugsweise wird die Röntgenschablone auch als
Bohrschablone verwandt, indem in der Röntgenschablone der
Führungskanal erzeugt wird.
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Die
grundsätzliche Vorgehensweise bei der Herstellung einer
Röntgenschablone, der Auswertung von unter Verwendung der
Röntgenschablone gewonnenen Röntgenbildern zur
Planung einer Bohrung in den Kieferknochen, die Erzeugung einer
Führungsbohrung in der Schablone unter Verwendung eines
Arbeitstisches mit einer relativ zu der Schablone des Werkstücks
um vier Schwenkachsen und mindestens eine Translationsachse verlagerbaren
Werkzeugaufnahme mit Skalen an den Achsen sowie der Einsatz der
Schablone als Bohrschablone im Mund des Patienten ist beispielsweise
in der
DE 103 46 129 A1 beschrieben.
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Aus
der
DE 195 10 294
A1 ist eine Röntgenschablone mit in röntgentransparentes
Material einer Schablone eingebetteten Kugeln als Zahnformen und
die dreidimensionale Auswertung von Röntgenbildern zur
Festlegung von Position und Richtung einer Kieferknochenbohrung
mittels eines Computers beschrieben, wobei neben den Röntgenbildern
auch mittels eines Registrierbogens ein Gipsmodell des Kiefers in
den Computer übertragen wird. Eine am Computer festgelegte
Bohrung wird in eine Operationsschablone übertragen.
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In
der
DE 199 52 962
B4 wird vorgeschlagen, die optisch sichtbare Oberfläche
des Kiefers einschließlich der vorhandenen Zähne
am Patienten zu vermessen und einen Messdatensatz zu generieren, welcher
mit einem weiteren Messdatensatz aus Röntgenaufnahmen korreliert
wird, um eine Bohrschablone herzustellen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes
Verfahren zur Herstellung einer zahnärztlichen Schablone
und eine mit einem solchen Verfahren hergestellte Schablone anzugeben.
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Erfindungsgemäße
Lösungen sind in den unabhängigen Ansprüchen
beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Die
Erzeugung der Zahnform unter Einsatz einer numerisch steuerbaren
Werkzeugeinrichtung nach Maßgabe von digitalen Steuerdaten
bietet bei hoher Genauigkeit der Ausbildung und Positionierung der
Zahnform eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung der
Schablone. Der Einsatz einer numerisch steuerbaren Werkzeugeinrichtung
bei der Erzeugung der Zahnform ermöglicht insbesondere
auch die vorteilhafte Einbindung einer solchen numerisch steuerbaren
Werkzeugeinrichtung für andere Verfahrensschritte bei der
Herstellung der Schablone, wobei vorteilhafterweise Ausrichtstrukturen
zwischen der Schablone und der Werkzeugeinrichtung und für
die Werkzeugeinrichtung relevante Parameter der Schablone in verschiedenen
Schritten genutzt werden.
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Als
Zahnform sei allgemein das in der Außenkontur durch das
röntgenopake zweite Material bestimmte Volumen an der ungefähren
Position des in der Zahnlücke vorgesehenen künstlichen
Zahns bezeichnet. Die Zahnform kann durch eine einfache geometrische
Form gegeben sein, ist aber vorzugsweise der Form des vorgesehenen
künstlichen Zahns angenähert. Vorteilhafterweise
kann eine Dateibibliothek mit Datensätzen zu mehreren verschiedenen
Zahnformen vorgegeben sein, aus welchen eine Zahnform auswahlbar
und gegebenenfalls auch in einzelnen oder mehreren Dimensionen skalierbar ist.
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In
anderer Ausführung kann individuell ein Modell einer Zahnform
erstellt werden, beispielsweise mittels eines CAD-Programms am Computer
oder typischerweise als ein als sogenanntes waxup hergestelltes
konkretes Zahnmodell, welches dann durch Abscannen digitalisiert
und in einen Computer eingegeben wird. Aus dem gewählten
Datensatz oder der digitalen Repräsentation eines Modells
gewonnenen und der in der Schablone vorgesehenen Position der Zahnform
werden die ersten Steuerdaten abgeleitet.
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Vorteilhafterweise
erfolgt eine Positionierung der Zahnform innerhalb der Schablone
am Bildschirm eines Computers unter Verwendung einer virtuellen
Repräsentation des Kiefers oder eines diesem entsprechenden.
Modells oder vorzugsweise einer die Zahnlücke mit erfassenden
Rohform der Schablone, welche dabei auch lediglich virtuell als Datei
vorhanden sein kann. Eine Repräsentation des Kiefers, eines
Kiefermodells oder der Schablone kann bei spielsweise durch Bildaufnahmen
aus vorzugsweise mehreren Richtungen oder vorzugsweise durch dreidimensionales,
insbesondere berührungsloses Messabtasten, z. B. mittels
eines Laserscanners gewonnen werden.
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In
erster vorteilhafter Ausführung kann das erste Material
der Schablone durch eines von verschiedenen, an sich bekannten numerisch
steuerbaren Aufbauverfahren, auch als generative Fertigungsverfahren
bezeichnet, wie insbesondere ein Stereo-Lithografieverfahren oder
ein dreidimensionales Materialdruckverfahren hergestellt werden.
Dabei kann insbesondere an der Position der Zahnlücke eine
Außenhülle aus dem ersten Material erzeugt und
ein von die ser umgebener Hohlraum ausgespart werden, welcher nachträglich
zumindest teilweise mit dem zweiten Material ausgefüllt
wird. Zusammen mit der Außenhülle kann auch ein
Kern aus dem ersten Material erzeugt und ein den Kern umgebender
Zwischenraum ausgespart werden, welcher nachträglich mit
dem zweiten Material ausgefüllt wird. Insbesondere bei
Aufbauverfahren mit quasi gleichzeitiger Applikation unterschiedlicher
Materialien, wie beispielsweise dreidimensionalen Druckverfahren,
können vorteilhafterweise in demselben Arbeitsgang die
Außenhülle und die zumindest teilweise aus dem
zweiten Material bestehende Zahnform hergestellt werden.
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In
bevorzugter Ausführungsform wird die Zahnform durch Materialabtrag,
insbesondere durch Fräsen, mittels der numerisch steuerbaren
Werkzeugeinrichtung erzeugt, wobei an dem für die Zahnform vorgesehenen
Volumen in der Schablone anfänglich zumindest teilweise,
vorzugsweise vollständig das erste Material vorliegt und
durch den Materialabtrag mittels der numerisch steuerbaren Werkzeugeinrichtung
ein Hohlraum als der Zahnform entsprechende Struktur erzeugt wird.
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Vorteilhafterweise
kann mittels einer durch Messabtasten des Kiefers oder eines durch
eine Abformung und gegebenenfalls einen Abguss erhaltenen Negativ-
oder Positiv-Kiefermodells erhaltenen Datei als digitale Repräsentation
der dreidimensionalen Kieferform auch die zu der Kieferform, insbesondere
der Reihe vorhandener Zähne und der Zahnlücke,
korrespondierende Negativform der Schablone aus einem gegebenenfalls
grob vorgeformten Block des röntgentransparenten ersten
Materials durch Materialabtrag mittels der steuerbaren Werkzeugeinrichtung
hergestellt werden. Die Herstellung der zu dem Kiefer komplementären
Negativform und die Erzeugung des Hohlraums können vorteilhafterweise
in einem Arbeitsgang erfolgen.
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In
anderer vorteilhafter Ausführung kann eine Rohform der
Schablone als Abformung aus dem ersten Material an einem im wesentlichen
mit dem Original-Kiefer übereinstimmenden Positiv-Kiefermodell
oder durch eines der genannten Aufbauverfahren erzeugt werden, wobei
das erste Material auch die Zahnlücke ausfüllt.
Nach Aushärten der so gewonnenen Rohform kann an der Position
der Zahnlücke mittels der numerisch steuerbaren Werkzeugeinrichtung
nach Maßgabe der zu einer gewählten Zahnform gespeicherten
Steuerdaten der Hohlraum in dem ersten Material durch Materialabtrag
erzeugt werden.
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Die
Erzeugung des Hohlraums durch Materialabtrag erfolgt in bevorzugter
Ausführung mittels einer mehrachsig numerisch steuerbaren
Werkzeugeinrichtung, wobei insbesondere bei Vorliegen von mehr als
drei steuerbaren Achsen, vorzugsweise wenigstens fünf Achsen
weitgehend beliebige Zahnformkonturen als Hohlraum modelliert werden
können. Beim Aufbauverfahren kann beim Aufbau von erstem
Material die gewünschte Form des Hohlraums auch ohne Materialabtrag
gleich direkt während des Aufbaus hergestellt werden. Insbesondere bei
einer Werkzeugeinrichtung mit höchstens drei numerisch
steuerbaren Achsen kann vorgesehen sein, die Schablone zumindest
in dem Bereich der Zahnlücke in zwei Abschnitte zu unterteilen,
in jedem Abschnitt einen Teil des Hohlraums zu erzeugen und die beiden
Abschnitte zusammen zu fügen, wobei sich die Teil-Hohlräume
zu dem für die Zahnform vorgesehenen Hohlraum ergänzen.
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Der
Hohlraum wird zumindest teilweise mit röntgenopaken zweitem
Material ausgefüllt, wobei das zweite Material zumindest
eine Mantelschicht an den Wänden des Hohlraums bildet.
Zum Einbringen des zweiten Materials in den Hohlraum weist dieser vorteilhafterweise
eine vorzugsweise auf der dem Kiefer zuweisenden Seite befindliche Öffnung
auf. Das zweite Material wird vorteilhafterweise in ungeformtem
Zustand in den Hohlraum eingebracht und in die sem verfestigt. Als
ungeformter Zustand des zweiten Materials sei ein Zustand verstanden,
welcher eine Formanpassung des eingebrachten Materials an die Innenwand
des Hohlraums zulässt. Beispielsweise kann das zweite Material
mit pastöser Konsistenz vorliegen und durch mechanische
Einwirkung mittels eines Hilfsmittels den Hohlraum ausfüllend
in diesem verformt werden. Der ungeformte Zustand kann auch durch
eine lose, insbesondere auch schüttfähige oder
rieselfähige Konsistenz, z. B. als Pulver oder Ansammlung
von Partikeln des zweiten Materials gegeben sein. Eine Abscheidung
des zweiten Materials kann auch durch Vernebeln einer flüssigen
Phase des zweiten Materials, durch Abscheiden von einem Gasstrom
zugesetzten zweiten Material oder durch Abscheiden aus einer Gasphase
des zweiten. Materials oder einer Vorstufe davon erfolgen. Vorzugsweise
ist der ungeformte Zustand durch eine fließfähige
Konsistenz des zweiten Materials gegeben, welcher vorteilhafterweise
bereits beim Einbringen des zweiten Materials vorliegt, in anderer Ausführung
auch durch Verflüssigen von in anderer Konsistenz in den
Hohlraum eingebrachten zweiten Materials erzeugbar ist.
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Das
zweite Material kann insbesondere ein polymerisierbarer Kunststoff,
z. B. PMMA sein, welchem eine Substanz mit hoher Röntgenabsorption, insbesondere
Bariumsulfat, beigemischt ist. Vorzugsweise wird der gesamte Hohlraum
mit dem zweiten Material gefüllt, wobei vorteilhafterweise
das zweite Material im Volumenüberschuss eingebracht wird und über
die Öffnung des Hohlraums übersteht und der Überstand
nach Verfestigung des zweiten Materials abgetragen wird, wobei der
Materialabtrag vorteilhafterweise wieder mittels der numerisch steuerbaren
Werkzeugeinrichtung erfolgt und vorteilhafterweise mit einer abschließenden
Feinbearbeitung der Oberfläche des ersten Materials kombiniert
werden kann.
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In
besonders vorteilhafter Ausführung enthält die
Zahnform zusätzlich zu dem zweiten Material ein drittes
Material, welches vorteilhafterweise im wesentlichen röntgentransparent
ist und innerhalb der Zahnform einen Kern bildet, welcher mehrseitig
von dem eine Mantelschicht an der Innenwand des Hohlraums bildenden
zweiten Material umgeben ist. Das dritte Material nimmt vorteilhafterweise
wenigstens 5%, insbesondere wenigstens 10% des Volumens des Hohlraums
ein.
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In
bevorzugter Ausführungsform wird der Hohlraum im wesentlichen
vollständig, insbesondere nach einer der bereits beschriebenen
Vorgehensweisen, mit dem zweiten Material ausgefüllt und
nach dessen Verfestigung wird durch Materialabtrag, vorzugsweise
wiederum mittels der numerisch steuerbaren Werkzeugeinrichtung ein
Innenhohlraum in dem zweiten Material erzeugt, welcher von der Mantelschicht
aus dem zweiten Material begrenzt ist, die an der den Hohlraum begrenzenden
Innenfläche des ersten Materials anliegt. In den so erzeugten
Innenhohlraum wird das röntgentransparente dritte Material
vorteilhafterweise wiederum in ungeformtem, insbesondere in fließfähigem
Zustand eingebracht und in dem Innenhohlraum verfestigt. Das dritte
Material füllt den Innenhohlraum vorzugsweise vollständig aus.
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In
anderer Vorgehensweise kann das zweite Material bereits nur als
Mantelschicht an der Wand des Hohlraums abgeschieden werden, wobei
ein von der Mantelschicht umgebener Innenhohlraum frei bleibt, in
welchen das dritte Material eingebracht wird. Die Mantelschicht
aus dem zweiten Material kann dabei insbesondere in einer den Hohlraum
nur teilweise ausfüllenden Menge in den Hohlraum eingebracht
und insbesondere mittels eines Schleuderguss- oder Taumelguss(Rotationsguss)-Verfahrens an
der Wand des Hohlraums verteilt werden.
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In
wieder anderer Ausführung kann ein Kernkörper
aus dem dritten Material in den Hohlraum mit Abstand zu dessen Wand
eingesetzt und in Position gehalten werden, bis ein den Zwischenraum
zwischen dem Kernkörper und der Wand des Hohlraums in fließfähigem
Zustand ausfüllendes zweites Material verfestigt ist.
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Ein
Aufbau der Zahnform aus verschiedenen Materialien kann bei Einsatz
eines der bereits erwähnten Aufbauverfahrens auch durch
Erzeugen einer Mantelschicht zusammen mit dem Abscheiden des ersten
Materials erzeugt werden, wobei entweder ein Innenhohlraum ausgespart
oder auch in demselben Arbeitsgang bereits der Innenhohlraum mit dem
dritten und gegebenenfalls einem weiteren Material zumindest teilweise
ausgefüllt werden kann. In anderer Vorgehensweise können
eine Außenhülle aus dem ersten Material um den
Hohlraum und ein Kern aus dem dritten Material, welches dabei insbesondere
auch mit dem ersten Material identisch sein kann, in einem Arbeitsgang
eines Aufbauverfahrens erzeugt und dabei ein Zwischenraum zwischen
Kern und Innenwand des Hohlraums ausgespart werden, welcher nachträglich
mit dem zweiten Material ausgefüllt wird.
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Der
Aufbau der Zahnform aus wenigstens zwei verschiedenen Materialien
ermöglicht insbesondere eine detailliertere Strukturauflösung
innerhalb der Zahnform bei der Röntgenaufnahme und den daraus
abgeleiteten Darstellungen in verschiedene Schnittebenen. Das dritte
Material kann mit dem röntgentransparenten ersten Material
und/oder bei einem aus einem röntgentransparenten Grundmaterial
und einem röntgenabsorbierenden Zusatz bestehenden zweiten
Material mit dessen Grundmaterial identisch sein. In anderer Ausführung
kann das dritte Material besonders für die Ausbildung des
Bohrkanals bzw. die Aufnahme einer Hülse als Bohrhilfe
ausgewählt werden.
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In
der Zahnform kann vorteilhafterweise noch wenigstens eine Zentrierstruktur
vorgesehen sein, welche die Mitte der Zahnstruktur in einer zu einer
Kanalebene des Kiefers annähernd parallelen Schnittebene
markiert und bei der Röntgenaufnahme hervortritt. Eine
solche Zentrierstruktur ist vorteilhafterweise durch ein röntgentransparentes
Material gebildet, welches das erste Material oder das dritte Material
oder ein weiteres Material sein kann. Als weiteres Material kommt
insbesondere auch Luft in Betracht, wobei die Zentrierstruktur insbesondere
als Aussparung oder als nachträglich senkrecht zu der genannten
Schnittebene erzeugte Bohrung ausgeführt sein kann. Vorteilhafterweise
können an senkrecht der Kanalebene entgegen gesetzten Enden
der Zahnform je eine von zwei Zentrierstrukturen oder eine durchgehende
Zentrierstruktur vorgesehen sein.
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Durch
Ausbildung einer zu einer Aufnahme und/oder Gegenstruktur an der
Werkzeugeinrichtung komplementären Ausrichtstruktur an
der Schablone wird bei mehrmaligem Einsetzen der Schablone in die
Werkzeugeinrichtung, beispielsweise für die Herstellung
des Hohlraums, für die Erzeugung eines Innenhohlraums,
für die abschließende Oberflächenbearbeitung,
für die Erzeugung eines Führungskanals, immer
eine gleichbleibend präzise Ausrichtung relativ zum Werkzeug
gewährleistet. Die Ausrichtstruktur kann durch eine Formgebung
des ersten Materials oder durch einen fest mit der Schablone verbundenen
Ausrichtkörper, Aussparungen etc. gegeben sein. Die Ausrichtung
mittels der Ausrichtstruktur bleibt vorteilhafterweise auch unbeeinflusst
von einer eventuell durch den Zahnarzt oder Röntgenarzt
vorgenommenen Passkorrektur.
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Die
Schablone mit der Zahnform dient primär als Röntgenschablone,
durch welche die Festlegung der Position und Ausrichtung einer Bohrung
in dem Kieferknochen mit hoher Präzision aus Schnittbilddarstellungen
der Röntgen aufnahme vorgenommen werden kann. Die Schablone
enthält vorteilhafterweise in dem ersten Material fixiert
mehrere röntgenopake Referenzpunkte. Vorzugsweise wird
die Schablone danach auch als Bohrschablone für die Ausführung
der Bohrung benutzt.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei
zeigt:
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1 eine
erste Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine
Ausführungsform mit geteilter Schablone,
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3 eine
Ausführungsform mit einem Innenkern,
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4 eine
Variante mit geteilter Schablone und Innenkern,
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5 eine
Ausführung mit einer röntgenopaken Mantelschicht,
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6 eine
Variante mit einer langgestreckten Zentrierstruktur,
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7 eine
Ausführung mit einem Kernkörper,
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8 Ausführungsformen
mit Aufbauverfahren.
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Die
Abbildungen zeigen jeweils Schnitte durch eine Röntgenschablone
in verschiedenen Herstellungsstadien, wobei die Darstellungen auf
den Schablonenbereich, welcher im Kiefer bzw. Kiefermodell einer
Zahnlücke entspricht, beschränkt sind und die
Schnittebene senkrecht zur Kauebene durch eine Mittel-achse der
Zahnform verläuft. Die Außenkontur der Zahnform,
welche durch die Form eines in einem röntgentransparenten
ersten Material bestimmt ist, ist dabei für alle Beispiele
einheitlich gewählt. Die Röntgenschablonen weisen
dabei an einer dem Kiefer abgewandten, vorzugsweise ebenen Fläche
AF Ausrichtstrukturen AR auf, mittels welcher die Schablone in einer
Werkzeugeinrichtung in reproduzierbar eindeutiger Position eingesetzt
werden kann. Das Grundmaterial, aus welchem die Röntgenschablone überwiegend
besteht, ist als röntgentransparentes erstes Material M1
oder einfach nur erstes Material M1 bezeichnet. Im Ausgangszustand
kann das erste Material in Form eines Abgusses von einem Kiefermodell
mit einer zum Kiefermodell bzw. Originalkiefer komplementären
Negativform vorgegeben sein, welche auch die Zahnlücke
im Kiefermodell mit dem ersten Material ausfüllt. In anderer
Ausführung kann ein noch nicht auf den Kiefer bzw. ein
Kiefermodell individuell angepaßter Block aus dem ersten
Material bereit gestellt sein, in welchen die zum Originalkiefer
komplementäre Negativform durch Materialabtrag, insbesondere
Fräsen, eingebracht wird. Die Ausführungen anhand
der Abbildungen sind auf beide Ausgangssituationen anwendbar.
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1 zeigt
eine erste vorteilhafte Ausführung, bei welcher in eine
Roh-Form aus dem ersten Material von einer der Anlagefläche
AF abgewandten Seite her ein Hohlraum HR mittels eines numerisch steuerbaren
Werkzeugs durch Materialabtrag erzeugt wird. Die Innenwand IW des
Hohlraums HR bestimmt die Zahnform des als Platzhalter eines Zahnes
für eine Röntgenaufnahme in den Hohlraum HR einzubringenden
Materials. Die Form des Hohlraumes HR bzw. dessen Innenwand IW kann
vorteilhafterweise als ein Datensatz für die numerisch
steuerbare Werkzeugeinrichtung aus einer verschiedene Konturen umfassenden
Bibliothek von Datensätzen ausgewählt werden.
Ein Datensatz kann auch durch Erstellen und Abscannen eines individuell
erstellten Modells für die Zahnform gewonnen werden. Aus dem
gewählten oder individuell gewonnenen Datensatz und der
Position innerhalb der Schablone ergeben sich die ersten Steuerdaten.
Der Hohlraum HR weist vorteilhafterweise annähernd die
Form eines später in die Zahnlücke einzusetzenden
Zahnes auf und zeigt im skizzierten Beispiel eine sich von der der Anlagefläche
AF abgewandten Kieferseite zur Anlagefläche AF hin aufweitende
Form. Bei der Form des Hohlraums ist zusätzlich eine erste
Zentrierstruktur Z1 mit berücksichtigt, welche gegenüber
der Kauflächennachbildung des Hohlraumes HR von der Auflagefläche
AF weg in den Hohlraum vorspringt.
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Nach
Herstellung des Hohlraumes HR in dem ersten Material M1, wofür
wegen der sich von der Öffnung HO her aufweitenden Form
des Hohlraumes vorteilhafterweise eine Werkzeugeinrichtung mit mehr
als drei, insbesondere mit wenigstens fünf numerisch steuerbaren
Achsen benutzt wird, wird der Hohlraum mit einem zweiten Material
M2 befüllt. Das zweite Material M2 ist ein röntgenopakes
Material und wird vorteilhafterweise ungeformten, insbesondere in
fließfähigem Zustand in den Hohlraum HR eingebracht
und in dem Hohlraum verfestigt. Wie in 1(B) angedeutet,
kann vorteilhafterweise das zweite Material M2 im Überschuss
in den Hohlraum eingebracht werden, so dass sich ein Überstand
UM des zweiten Materials über die Öffnung des
Hohlraumes hinaus ergibt. Durch eine nachträgliche materialabtragende
Bearbeitung der der Auflagefläche AF abgewandten Kieferseite
der Röntgenschablone zumindest im Bereich der Zahnlücke
wird der Materialüberschuss UM des zweiten Materials M2
abgetragen, wobei vorteilhafterweise auch zugleich eine Endbearbeitung
der dem Kiefer bzw. in der Zahnlücke dem Zahnfleisch zugewandten
Fläche EF der Röntgenschablone zu der abschließenden
Schablonenform nach 1(C) erfolgen
kann. In 1(C) ist auch dargestellt,
dass auf der der Anlagefläche AF und der ersten Zentrierstruktur
Z1 abgewandten Seite der Schablone eine zweite Zentrierstruktur
Z2 in Form einer Vertiefung in dem zweiten Material M2 hergestellt
wird. Die Zentrierstrukturen Z1 und Z2 liegen vorteilhafterweise
auf einer Mittellängsachse LA der Zahnform, welche annähernd
in Flächenschwerpunkten von zur Anlagefläche AF
parallelen Schnittflächen durch die Zahnform liegt.
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Bei
Durchführung einer Röntgenaufnahme erscheint auf
typischen Röntgenbilddarstellungen das röntgentransparente
erste Material M1 der Röntgenschablone dunkel und die durch
das zweite Material M2 in dem Hohlraum HR gebildete Zahnform erscheint
durch die röntgenopake Eigenschaft im Röntgenbild
hell und hebt sich damit zusammen mit den gleichfalls hell erscheinenden
bestehenden Zähnen des Kiefers und dem Kieferknochen von
dunklem Hintergrund ab. Insbesondere bei der Darstellung am Computer
ist die Darstellungsart aber flexibel und kann auch Farben mit einschließen.
Die Durchführung einer Röntgenaufnahme und deren
Auswertung sind beispielsweise aus dem eingangs genannten Stand
der Technik an sich bekannt und deshalb nicht weiter beschrieben.
Für die Röntgenaufnahme und deren Auswertung enthält
die Schablone typischerweise noch mehrere räumlich verteilte
Referenzpunkte aus einem röntgenopaken Material. Diese
gebräuchlich verwandten Referenzpunkte sind in den Abbildungen
gleichfalls nicht mit eingezeichnet.
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2 zeigt
eine Variante mit einer zumindest im Bereich der Zahnlücke
und der dort vorgesehenen Zahnform geteilte Schablone nach 2(A), wobei eine Trennfläche
zwischen einem ersten Abschnitt TA und einem zweiten Abschnitt TB
zumindest annähernd parallel zu der Anlagefläche
AF verläuft. In den beiden Abschnitten TA und TB werden
getrennt Teil-Hohlräume HA bzw. HB erzeugt. Durch die Vorgabe
der Form des gesamten Hohlraums oder der Teil-Hohlräume
als digitale Steuerdatensätze ist die Erzeugung der Teil-Hohlräume
mittels einer numerisch steuerbaren Werkzeugeinrichtungen problemlos
möglich. An den einander zuweisenden Flächen des
ersten und des zweiten Abschnittes sind zusätzlich zueinander
komplementäre Positionier strukturen PS hergestellt, mittels
welcher die getrennt hergestellten Abschnitte TA und TB zu der in 2(B) dargestellten zusammengesetzten Form
so miteinander verbunden werden, dass sich die Teil-Hohlräume
HA und HB zu dem gewünschten gesamten Hohlraum HR ergänzen.
Die Abschnitte TA und TB können insbesondere entlang der
Trennfläche miteinander verklebt werden.
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Die
Trennfläche zwischen den Abschnitten TA und TB kann vorteilhafterweise
so gewählt werden, dass die Teil-Hohlräume von
der Trennfläche her jeweils nur von der Trennfläche
weg sich verengende Wandverläufe zeigen, so dass für
die Herstellung solcher Teil-Hohlräume auch eine einfachere Werkzeug-Einrichtung
mit nur drei numerisch steuerbaren Achsen eingesetzt werden kann.
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Nach
Zusammenfügen der beiden Teilabschnitte TA und TB zu der
in 2(B) skizzierten zusammengefügten
Schablone kann wiederum der Hohlraum HR mit dem zweiten Material,
beispielsweise nach Art der 1, befüllt
werden und auch, wie in 2(C) dargestellt,
eine zweite Zentrierstruktur ZZ in dem zweiten Material erzeugt
werden.
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In 3 ist
eine Ausführung dargestellt, bei welcher eine Zahnform
hergestellt wird, welche eine Mantelschicht SM aus dem röntgenopaken
zweiten Material M2 und einen Kern aus einem dritten, röntgentransparenten
Material enthält. In der in 3 skizzierten
Variante wird hierbei entsprechend 1(A) und 1(B) ein Hohlraum in dem ersten Material
erzeugt und mit dem zweiten Material befüllt und dabei
die in 1(B) dargestellte Situation
erhalten, welche in 3(A) aufgegriffen
ist. Nach Verfestigung des zweiten Materials M2 in dem Hohlraum HR
wird mittels der numerisch steuerbaren Werkzeugeinrichtung durch
teilweisen Abtrag des zweiten Materials ein Innenhohlraum HI erzeugt,
welcher von einer Mantelschicht SM aus dem zweiten Material M2 umgeben
ist.
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Die
Mantelschicht SM liegt an der Innenwand IW des Hohlraumes an. Der
Innenhohlraum HI wird wie in 3(B) skizziert
vorteilhafterweise bis zu der ersten Zentrierstruktur Z1 ausgeführt.
Der Innenhohlraum HI wird danach gemäß 3(C) mit einem dritten, wieder röntgentransparenten
Material M3 ausgefüllt, welches vorteilhafterweise auch
in fließfähigem Zustand in den Innenhohlraum HI
eingebracht und in diesem verfestigt wird. Die der Auflagefläche
AF abgewandte Fläche EF der Schablone kann erforderlichenfalls
nachbearbeitet werden.
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Im
Röntgenbild erscheint die aus der Mantelschicht SM aus
dem zweiten Material und dem Kern aus dem dritten Material M3 bestehende
Zahnform entsprechend der röntgenabsorbierenden Eigenschaften
der verschiedenen Materialien als eine sich hell von dunklem Hintergrund
abhebende Hülle, wogegen das Innere der Zahnform durch
die röntgentransparente Eigenschaft des dritten Materials
M3 wieder dunkel erscheint. Dunkel erscheint innerhalb der Kaufläche
der Mantelschicht auch die erste Zentrierstruktur Z1.
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4 zeigt
eine zu 2 entsprechende Abwandlung der
Vorgehensweise nach 3 zur Erzeugung einer Zahnform
mit einer röntgenopaken Mantelschicht und einem röntgentransparentem Kern.
Dabei wird ausgehend von der in zwei Teilabschnitte TA und TB geteilten
Schablone und entsprechend 2(A) die
Erzeugung von Teil-Hohlräumen HA bzw. HB röntgenopakes
zweites Material M2 separat in die beiden Teil-Hohlräume
eingebracht, was in 4(A) mit Füllungen
M2A im Teil-Hohlraum HA und M2B im Teil-Hohlraum HB bezeichnet ist.
Bei unverändert getrennten Abschnitten TA und TB der Röntgenschablone
werden in dem verfestigten zweiten Material Teil-Innenhohlräume
IA im Abschnitt TA bzw. IB im Abschnitt TB hergestellt, welche wiederum als
sich von der Trennfläche weg ausschließlich verengende
Hohlräume ausgeführt sind, so dass auch für
die Erzeugung dieser Teil- Innenhohlräume IA und IB eine
Werkzeugeinrichtung in einfacher Ausführung eingesetzt
werden kann. Das zweite Material verbleibt als Teil-Mantelschichten
SA im Abschnitt TA bzw. SB im Abschnitt TB, wie in 4(B) dargestellt.
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Nach
Zusammenfügen der beiden Abschnitte TA und TB der Schablone,
wie zu 2 bereits beschrieben, entsteht die in 4(C) dargestellte Schablone mit einer
aus den Teil-Mantelschichten SA und SB gebildeten durchgehenden
Mantelschicht und einem durch die Teil-Innenhohlräume IA
und IB gebildeten Innenhohlraum HI entsprechend 3(B).
Der Innenhohlraum HI kann nun wiederum mit dem röntgentransparenten
dritten Material gefüllt werden.
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In 5 ist
eine weitere Variante zur Erzeugung einer Mantelschicht SS aus einem
röntgenopaken Material in einem Hohlraum HR der Schablone dargestellt,
wobei in dieser Variante das röntgenopake zweite Material
bereits nur als eine Mantelschicht SS an der Innenwand des Hohlraumes
HR abgeschieden wird und einen Innenhohlraum HS frei läßt. Die
Mantelschicht SS kann insbesondere dadurch hergestellt werden, dass
zweites Material in fließfähiger Form in den Hohlraum
HR, eingebracht und in diesem nach Art eines Schleudergussverfahrens oder
insbesondere eines Taumelgussverfahrens an der Innenwandfläche
verteilt und verfestigt wird. Bei dem Taumelgussverfahren, welches
auch als Rotationsgussverfahren bekannt ist, wird hierfür
die Öffnung des Hohlraumes HR verschlossen. Eine eventuell
die Öffnung überdeckende Schicht als Fortsetzung
der Mantelschicht SS kann nachträglich wieder entfernt
werden, um den gebildeten Innenhohlraum HS für die weitere
Befüllung mit dem dritten Material zu öffnen.
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6 zeigt
eine Ausführungsform einer Schablone, bei welcher in den
Kern aus dem dritten Material M3 eine Zentrierstruktur M4 in Form
einer in Richtung der Längsachse LA verlaufenden Bohrung hergestellt
it. Die Zentrierstruktur M4 kann in diesem Beispiel zur Kontrastierung
gegenüber dem umgebenden dritten Material M3 mit einem
wiederum röntgenopaken Material gefüllt sein.
Zentrierstrukturen in Form von langgestreckten Bohrungen sind auch
in den materialhomogen aus dem zweiten Material bestehenden Zahnformen
nach 1 und 2 möglich und in einem
solchen Fall mit einem röntgentransparenten Material gefüllt,
welches auch Luft sein kann.
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7 zeigt
eine weitere Variante zur Erzeugung einer Zahnform mit einer Mantelschicht
aus dem röntgenopaken zweiten Material M2 und einem Kern
KK aus einem röntgentransparenten Material. Hierbei wird
in den in dem ersten Material M1 erzeugten Hohlraum HR beispielsweise
im Stadium der in 1(A) skizzierten
Art ein Kernkörper KK aus röntgentransparentem
Material eingesetzt und in definierter Position innerhalb des Hohlraums
HR mit Abstand zur Innenwand IW gehalten. Die Mittel zur Stabilisierung
der Position des Kernkörpers KK sind in 7(A) nicht
mit eingezeichnet. Zwischen dem Kernkörper KK und der Innenwand
IW des ersten Materials M1 entsteht dabei ein Zwischenvolumen VZ,
welches den Kernkörper KK umgibt. Eine gegebenenfalls vorliegende
Zentrierstruktur Z1 reicht vorteilhafterweise bis zu dem Kernkörper
KK.
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Das
Zwischenvolumen VZ wird danach mit dem fließfähigen
zweiten Material M2 ausgefüllt und das zweite Material
wird in dem Zwischenraum VZ verfestigt und fixiert den Kernkörper
KK in dem Hohlraum HR, wobei das zweite Material eine an der Innenwand
IW anliegende und den Kernkörper KK umgebende Mantelschicht
bildet.
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8 zeigt
mehrere Varianten des Einsatzes eines Aufbauverfahrens, bei welchem
schichtweise Material abgeschieden wird. Solche Aufbauverfahren sind
auch als generative Fertigungsverfahren bezeichnet und in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.
Die Vorrichtungen zur Ausführung solcher Aufbauverfahren
sind numerisch steuerbar und können daher auch die numerisch
steuerbare Werkzeugeinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung bilden oder zusammen mit einer materialabtragenden, numerisch
steuerbaren Werkzeugeinrichtung als die numerisch steuerbare Werkzeugeinrichtung
im Sinne der Erfindung angesehen werden.
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In 8(A) ist ein Verfahren dargestellt, bei welchem
materialhomogen röntgentransparentes erstes Material M1
abgeschieden wird und. dabei ein von einer Innenwand IW begrenzter
Hohlraum HR ausgespart wird. Beider schichtweisen Abscheidung können
auch die als Vertiefungen gegen die Auflagefläche AF ausgebildeten
Ausrichtstrukturen AR und/oder eine in den Hohlraum HR ragende Zentrierstruktur
Z1, welche zu 1 bereits ausführlich
beschrieben wurden, in einem Arbeitsgang mit erzeugt werden. Der
Hohlraum HR kann nachfolgend zumindest teilweise in einer der bereits
vorangehend beschriebenen Arten mit dem zweiten Material ausgefüllt
werden.
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8(B) zeigt eine Variante, bei welcher
bei dem schichtweisen Aufbau in einem Arbeitsgang innerhalb einer
Schicht sowohl erstes Material M1 als auch zweites Material M2 abgeschieden
werden kann. Dabei kann der in dem Beispiel nach 8(A) ausgesparte
Hohlraum HR vollständig oder wie in 8(B) skizziert
auch nur teilweise mit dem Material M2 versehen werden, welches
dann analog zu 3(B) eine Mantelschicht
um einen Innenhohlraum HI bildet, welcher analog zu den bereits
beschriebenen Verfahren zumindest teilweise mit einem dritten Material
ausgefüllt werden kann. Bei vollständigem Ausfüllen
der Zahnform einschließlich des in 8(B) frei
gelassenen Innenhohlraums HI entsteht eine Schablone analog zu 1,
bei welcher das zweite Material M2 als vollständig die
Zahnform bildendes röntgenopakes Material belassen werden kann
oder bei welchem durch ein nachfolgendes materialab tragendes Verfahren
in dem zweiten Material ein Innenhohlraum erzeugt und dieser zumindest
teilweise mit dem dritten Material befüllt werden kann.
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Bei
der in 8(C) dargestellten Ausführungsform
wird bei dem schichtweisen Aufbau zusätzlich zu der Variante
nach 8(B) innerhalb des in 8(B) ausgesparten Innenhohlraums während des
schichtweisen Abscheidens von Material auch noch drittes Material
M3 abgeschieden und im Bedarfsfallinnerhalb des dritten Materials
M3 noch eine Zentrierstruktur ZI ausgespart, welche auch mit einem
weiteren Material, insbesondere einem gegenüber dem dritten
Material M3 stärker röntgenabsorbierenden Material
ausgefüllt sein könnte oder nachträglich
ausgefüllt werden kann.
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8(D) zeigt eine dem Beispiel nach 7 ähnliche
Vorgehensweise, bei welcher während des schichtweisen Aufbaus
materialhomogen aus dem ersten Material M1 eine Außenhülse
mit einer Innenwand IW und innerhalb der Außenhülse
von der Innenwand IW beabstandet ein Kernkörper KA erzeugt wird,
welcher über die Zentrierstruktur Z1 mit dem zuvor abgeschiedenen
Material verbunden ist. Beim Abscheiden des ersten Materials wird
ein Zwischenraum ZR zwischen der Innenwand IW und dem Kernkörper
KA ausgespart, welcher danach mit dem zweiten Material ausgefüllt
wird.
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Die
Abbildungen zeigen verschiedene Vorgehensweisen bei der Herstellung
einer Röntgenschablone. Eine solche Röntgenschablone
kann vorteilhafterweise in an sich bekannter Art nach Auswertung
der Röntgenaufnahmen zu einer Bohrschablone umgearbeitet
werden. Die definierte Ausrichtung der Schablone in definierter
Position in der numerisch steuerbaren Werkzeugeinrichtung ermöglicht
hierbei auf besonders vorteilhafte Weise eine schnelle und präzise
Erzeugung einer Führungsbohrung bzw. einer Aufnahmebohrung
für eine Füh rungshülse in der Schablone,
welche danach als Bohrschablone erneut benutzt werden kann, um die
Bohrung im Kieferknochen vorzunehmen. Die vorstehend und die in
den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren
Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination
vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens
in mancherlei Weise abwandelbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 10346129
A1 [0005]
- - DE 19510294 A1 [0006]
- - DE 19952962 B4 [0007]