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Die
Erfindung betrifft einen Wurzelstift zur endodontischen Komplexversorgung,
einen Grundkörper
aus einer faserverstärkten
Kunststoffmatrix aufweisend.
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Bei
der zahnmedizinischen Versorgung, d. h. beim Wiederaufbau verloren
gegangener koronaler Zahnsubstanz gewinnen Wurzelstifte zunehmend
an Bedeutung. Es handelt sich dabei eine klinisch etablierte Methode,
welche jährlich
weltweit millionenfach am Patienten angewendet wird. Der Aufbau
endodontisch behandelter Zähne
ist Voraussetzung für deren
langfristige Erhaltung und für
die Umsetzung eines vorausschauenden therapeutischen Gesamtkonzeptes.
Insbesondere unter Schonung der gesunden Zahnhartsubstanz ist eine
zuverlässige
Verankerung für
definitive Restaurationen erforderlich. Der wachsende Bedarf, unter
besonderer Berücksichtigung
demoskopischer Verschiebungen innerhalb der Alterspyramide, hat
zur Entwicklung neuer Werkstoffe, konstruktiver Lösungen und
adhäsiver
Techniken geführt.
Dabei werden klassische Behandlungsprinzipien zunehmend in Frage
gestellt. Die physikalischen Eigenschaften des Dentins sind durch
die endodontische Behandlung nicht wesentlich verändert. Eine
Schwächung
wird aber infolge des Zahnhartsubstanzverlustes durch die Zugangskavität, die Entfernung
des Kavumdaches und durch Vorbohrungen für Wurzelkanalstifte verursacht.
Metallische und auch keramische Wurzelkanalstifte sind Platz beanspruchend
und vermögen
die Stabilität
des endodontisch behandelten Zahnes zumeist nicht zu steigern.
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Eine
Aufbereitung des Wurzelkanals zur Füllungs- oder Stiftverankerung
ist ohne erhöhtes
Risiko direkt nach der Applikation der Wurzelfüllung möglich. Die Verweildauer einer
temporären
Versorgung vor allem in Kombination mit temporären Stiften ist aufgrund des
Frakturrisikos und des erhöhten
Risikos der Reinfektion der Wurzelkanäle so kurz wie möglich zu
halten.
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Mit
der Adhäsivtechnik
ist die Beherrschung vieler klinischer Situationen unter Verzicht
auf konventionelle Wurzelkanalstifte zwar möglich, wobei die Zähne mit
einer zentralen Zugangskavität
durch plastische Kompositmaterialien direkt aufgebaut werden, so
dass bei geringer und mittelstarker Destruktion der Zahnhartsubstanz
sich in den meisten Fällen
eine Überkronung
umgehen lässt.
Jedoch stark geschädigte
Zähne,
die einer Wurzelkanalbehandlung unterzogen wurden und die anschließend zuwenig
Substanz zur Versorgung mit einer Krone aufweisen, müssen durch
einen Stiftaufbau stabilisiert werden, der einer Krone genügend Retention
bietet.
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Das
grundlegende Verfahren dazu ist mittlerweile eine klinisch etablierte
Methode, welche jährlich
weltweit millionenfach am Patienten angewendet wird. Der Aufbau
endodontisch behandelter Zähne
ist Voraussetzung für
deren langfristige Erhaltung und für die Umsetzung eines vorausschauenden
therapeutischen Gesamtkonzeptes.
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Ein
wesentlicher Nachteil sind die bei den bisher üblichen konventionellen Techniken
vorliegenden Misserfolgsraten. Infolge Wurzelfrakturen, Stiftbrüchen und
Retentionsverlust von Stiftaufbauten werden diese zwischen 5 und
14% beziffert. Nach der Aufbereitung eines Wurzelkanals wird dieser
für eine
definitive Wurzelfüllung
zunächst
mit einem Endo-Sealer versehen und nachfolgend mit Guttapercha aufgefüllt. Für den Einsatzzweck
Wurzelkanalfüllung
kommen unterschiedlichste Materialklassen zur Anwendung. Vielfach
werden Materialien auf Epoxidharz-Basis verwendet. Außerdem werden
auch Zinkoxid-/Eugenol- sowie Glasionomerzemente aber auch Silikon-Materialien
genutzt. Liegt nach der Präparation
nicht mehr ausreichend Zahnhartsubstanz für eine adhäsive Retention des Aufbaus
vor, werden Wurzelkanalstifte eingesetzt. Der größte Anteil der derzeit verwendeten
Wurzelstifte wird aus Metall bzw. Legierungen oder Keramiken gefertigt.
Die Werkstoffeigenschaften dieser Materialklassen unterscheiden
sich jedoch sehr stark von denen der Zahnhartsubstanz. Nicht angepasste
Härten
und Struktur-Moduli werden zunehmend für nachfolgend auftretende Wurzelfrakturen
verantwortlich gemacht. Ein häufiger
Versagensgrund dieser Versorgungen liegt auch bei den Stiftbrüchen. In
letzter Zeit wird jedoch auch verstärkt in dem Bereich der faserverstärkten Kunststoffmaterialien
für den
Einsatz als Wurzelkanalstift geforscht. Diese Komposit-Werkstoffe
zeigen im Hinblick auf einen Stiftaufbau ein deutlich günstigeres
Potential als Metalle und Keramiken. Wesentlicher Nachteil der bisher
im klinischen Einsatz befindlichen Wurzelstifte ist die hohe Struktursteifigkeit
und das „Aufspleissen” im Bereich
des höchsten
Biegemomentes bei glasfaserverstärkten Stiften.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil ist die mangelnde bzw. nur unter
größten Problemen
mögliche
Wiederentfernbarkeit nach Stiftfrakturen. Ein weiterer Nachteil
resultiert aus dem Herstellungsverfahren, bei dem aus stangenförmigen Halbzeugen mittels
Dreh- und/oder Fräsprozessierung
die Stifte gefertigt werden. Die dabei erzielte Oberflächenqualität genügt keinesfalls
den Anforderungen und führt bei
Biegebeanspruchung zu o. g. „Aufspleißungen”.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Wurzelstift bereitzustellen,
der eine erhöhte
Sicherheit gegenüber
Stift- und Zahnwurzelbrüchen,
Aufspleißungen
aus dem Faser-Matrix-Verbund und damit einhergehenden bakteriellen
Infiltrationen bietet.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Wurzelstift mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Dazu
ist erfindungsgemäß ein Wurzelstift vorgesehen,
der einen Grundkörper
aus einer faserverstärkten
Kunststoffmatrix aufweist, wobei in den Grundkörper zumindest zwei Arten von
Fasern eingearbeitet sind, die ein unterschiedliches Benetzungsverhalten
und/oder unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen. Die
zumindest zwei Arten von Fasern sind vorzugsweise als radial angeordnete
zumindest zweilagige Kurzfaserverstärkungen angeordnet, wobei die Fasern
mit einer höheren Längssteifigkeit
im Zentrum des Wurzelstiftes und die Fasern mit einer geringeren
Längssteifigkeit
im Randbereich befindlich sind. Vorzugsweise werden dabei die Fasern
mit einer geringeren Längssteifigkeit
der Hauptbeanspruchungsrichtung des Wurzelstiftes folgend ausgerichtet.
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Die
Fasern mit der geringeren Längssteifigkeit
werden in einem definiertem Abstand zur Längsachse im Grundkörper positioniert,
wobei diese vorzugsweise senkrecht ausgerichtet sind oder in einem Winkel
zu dieser gewickelt sind.
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Die
Wicklung der Fasern mit geringerer Längssteifigkeit kann entlang
der Längsachse
mit einer unterschiedlichen Dichte vorgesehen sein, um Zonen mit
einer höheren
Belastung steifer auszugestalten.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform des
Wurzelstifts sind im Wurzelstiftvolumen und über die Wurzelstiftlänge zwei
oder mehr Zonen mit unterschiedlicher Biege- und Torsionssteifigkeit
in Abhängigkeit
von der Faserverteilung in der Kunststoffmatrix ausgebildet, so
dass der Wurzelstift den auf ihn einwirkenden Belastungen sicher
entgegenwirken kann.
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Eine
Variation, d. h. eine Abnahme der Biege- und Torsionssteifigkeit
von proximal nach distal wird bevorzugt. Dies wird durch eine entsprechende Verteilung
der Fasern und/oder durch eine Veränderung des Volumens, beispielsweise
durch Verjüngung
erreicht.
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Vorzugsweise
nimmt die Biege- und Torsionssteifigkeit von proximal 1 zu distal
1/3 ab.
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Die
Verjüngung
des Grundkörpers
des Wurzelstiftes kann stufenweise oder kontinuierlich von proximal
nach distal erfolgen, wobei der proximale Bereich auch zylindrische
Abschnitte aufweisen kann.
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Die
resultierende distale Spitze des Wurzelstiftes ist abgerundet ausgestaltet.
Die Abrundung kann dazu nach außen
oder auch nach innen ausgeformt sein.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung besitzt der Wurzelstift zumindest ein axiales Verdrängungselement,
das vorzugsweise als entlang der Längsachse angeordneter Verdrängungskanal
ausgebildet ist. Dadurch kann der beim Einsetzen des Stiftes verdrängte Zement abgeleitet
werden, ohne dass der hydraulische Druck zu einer Schädigung des
Wurzelspitze führt.
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Ansonsten
besitzt der Wurzelstift bzw. der Grundkörper vorzugsweise einen Retentionskopf bzw.
Setzkopf, der proximal angeordnet ist.
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Die
Kunststoffmatrix des Wurzelstifts ist vorzugsweise ein mit Füllstoffen
versehenes Epoxidharz oder ein gefülltes Methylmethacrylat, dessen
Oberfläche
bevorzugterweise mittels Gelcoat versiegelt ist. Dazu wird die Oberfläche des
Wurzelstiftes vorzugsweise mittels eines Tauchbades in einer niedrigviskosen
Lösung
des ursprünglichen
Polymers bzw. des Matrixpolymers versiegelt.
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Zur
Optimierung der Materialeigenschaften des Wurzelstifts kann die
Kunststoffmatrix Füllstoffe enthält, nämlich vorzugsweise
Röntgenkontrastmittel und
und/oder nanodisperse Materialien.
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Diese
sind vorzugsweise aus folgender Gruppe ausgewählt: Carbon-Nanotubes, Zinn
ummanteltes SiO2, nanodisperses Ag und/oder
Au, CeO, SnO2 und/oder WO3.
Besonders bevorzugt sind dabei Zinn umannteltes SiO2,
nanodisperses Silber oder Silberkolloide, Goldkolloide, CeO und
WO3.
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Als
Fasern mit einer höheren
Längssteifigkeit
werden vorzugsweise Kohlefasern und als Fasern mit einer geringeren
Längssteifigkeit
Glasfasern und/oder Kunststoffasern, vorzugsweise Aramid eingesetzt.
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Die
Herstellung des Wurzelstiftes ist auf die Anwendung kostengünstiger
Gieß-
und Wickelverfahren unter Verwendung von Prepregs ausgelegt.
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Vorteilhafterweise
vermeidet der erfindungsgemäße Wurzelstift
Aufspleißungen
aus dem Faser-Matrix-Verbund, Stift- und Zahnwurzelbrüche und verbessert
daher die endodontischen Versorgung. Zudem ist eine Kostensenkung
durch verbesserte Herstellung und infolge höherer Lebensdauer, Verbesserung
der Stift-Stumpfaufbauten
und die Möglichkeit
zur Kombination mit Veneers oder Okklusalkappen gegeben.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wurzelstiftes sind in den
Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
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1.
in einem Querschnitt ein erfindungsgemäßer Wurzelstift,
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2.
in einer geschnittenen Seitenansicht der Wurzelstift nach 1,
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3.
in einer geschnittenen Seitenansicht der Wurzelstift nach einen
zweiten Ausführungsform,
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4.
in einer geschnittenen Seitenansicht der Wurzelstift nach einer
dritten Ausführungsform.
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer Wurzelstift 100 im
Querschnitt dargestellt. Der Wurzelstift 100 ist mit einer
Schicht Gelcoat 10 umgeben, die eine glatte Oberfläche des
Wurzelstiftes 100 gewährleistet.
Im Zentrum des Wurzelstiftes 100 ist entlang der Längsachse
ein Verdrängungskanal 11 angeordnet,
um bei Einsetzen des Wurzelstiftes 100 überschüssigen Zement abzuleiten. Der
Wurzelstift 100 bzw. dessen Grundkörper 12 besteht aus
einer Kunststoffmatrix 13, in die Kurzfaserverstärungen eingearbeitet
sind. Diese Kurzfaserverstärkungen bestehen
aus Fasern mit einer höheren
Längssteifigkeit 14 im
Zentrum des Wurzelstiftes 100 und die Fasern mit einer
geringeren Längssteifigkeit 15 im Randbereich 16,
wobei die Faser 14 und 15 senkrecht ausgerichtet
sind. Zudem sind die Fasern 14 und 15 locker verteilt. 2 zeigt
einen der 1 entsprechenden Wurzelstift 100 in
einer geschnittenen Seitenansicht. Der Wurzelstift 100 ist
konisch ausgestaltet und ist an seinem distalen Ende 17 abgerundet.
Die Fasern 14 und 15 erstrecken sich durchgehend
von proximal Ende 18 zum distalen Ende 17, wobei
die Fasern 14 einen gleichbleibenden Abstand zum Verdrängungskanal 11 und
die Fasern 15 einen gleichbleibenden Abstand zum Gelcoat 10 aufweisen.
Eine zweite Ausführungsform
des Wurzelstifts 100 ist in 3 dargestellt.
Diese Ausführungsform
weist an seinem proximalen Ende 18 einen zylindrischen
Abschnitt 19 auf, an den sich ein konischer Abschnitt 20 anschließt. Das
proximale Ende 17, an dem der Verdrängungskanal 11 mündet ist
nach innen abgerundet bzw. die Öffnung 21 des Verdrängungskanals
ist erweitert. Die zum Verdrängungskanal 10 benachbarten
Fasern 14 sind bei dieser Ausführungsform wiederum durchgehend
ausgestaltet, jedoch enden diese in einem definiertem Abstand zur
erweiterten Öffnung 21 des
Verdrängungskanals 11.
Ebenso werden die Fasern 15 nicht bis zum distalen Ende 17 geführt, sondern
enden in etwa in der Mitte des konischen Abschnitts 20,
wobei die Fasern 15 in Einzelabschnitte unterteilt sind.
In 4 wird eine dritte Ausführungsform des Wurzelstifts 100 dargestellt,
die einen zylindrischen Abschnitt 19 am proximalen Ende 18 und
einen konischen Abschnitt 20 am distalen Ende 17 aufweist.
Ein Verdrängungskanal
ist nicht vorgesehen. Die im Randbereich 16 angeordneten
Fasern 15 sind in Form einer Wicklung 22 angeordnet,
wobei die Dichte der Wicklung 22 von proximal nach distal
abnimmt. Bei den einzelnen Figuren nicht beschriebenen Bezugszeichen
entsprechen denen in den anderen Figuren.
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- 100
- Wurzelstift
- 10
- Gelcoat
- 11
- Verdrängungskanal
- 12
- Grundkörper
- 13
- Kunststoffmatrix
- 14
- Fasern
mit einer höheren
Längssteifigkeit
- 15
- Fasern
mit einer geringeren Längssteifigkeit
- 16
- Randbereich
- 17
- distales
Ende
- 18
- proximales
Ende
- 19
- zylindrischer
Abschnitt
- 20
- konischer
Abschnitt
- 21
- Öffnung
- 22
- Wicklung