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Die Erfindung betrifft ein (flüssiges) dentales Mattierungsmittel für Dentalaufnahmen, wobei ein solches Mattierungsmittel ein Haftmittel und ein Pigment enthält. Bei dem Pigment kann es sich z. B. um Titandioxid (TiO2) handeln. Dentales Mattierungsmittel meint insbesondere ein Mattierungsmittel für die intraorale Beschichtung der Mundhöhle für Dentalaufnahmen bzw. Scans, z. B. die Beschichtung eines oder mehrerer Zähne aber auch Restaurationen (Kronen, Brücken etc.) aus verschiedenen Materialien (Keramiken, Legierungen, Kunststoffen etc.) sowie Zahnweichgewebe (Zahnfleisch). Die Erfindung umfasst außerdem Mattierungsmittel für die extraorale Beschichtung, z. B. die Beschichtung von Dental-Modellen im Labor.
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In der Dentaltechnik und insbesondere bei der Herstellung von Zahnersatz oder dergleichen ist in der Regel die Herstellung von geeigneten Modellen erforderlich. Dazu wird in der Praxis bislang sehr häufig zunächst eine Abformung des Zahns bzw. Gebisses angefertigt und anschließend mit Hilfe des so gewonnen Negativ-Abdruckes, der im nächsten Arbeitsschritt vom Zahntechniker mit einem geeigneten Material, z. B. Gips ausgegossen wird, dass Modell hergestellt. Die Anfertigung eines solchen Abdruckes ist in der Regel zeit- und materialaufwendig, sie lässt sich nicht standardisieren und weist daher eine hohe Fehlerhäufigkeit auf. Außerdem wird sie von Patienten sehr häufig als unangenehm empfunden. Auch ist der konventionelle Abdruck häufig nicht ausreichend genau.
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Aus diesem Grunde ist man in der Praxis alternativ dazu übergegangen, mit geeigneten Systemen sogenannte "digitale Abformungen" anzufertigen. Hierbei werden mit geeigneten CAD-Systemen bzw. 3D-Kameras Aufnahmen bzw. Scans der Mundhöhle, insbesondere der Zähne, angefertigt und anschließend wird auf der Basis der aufgenommenen Daten der Zahnersatz, eine Reproduktion bzw. ein Modell des Zahns bzw. des Gebisses angefertigt, z. B. durch Fräsen oder Sintern. Dabei erfolgt zunächst eine dreidimensionale Vermessung des Zahns oder Gebisses. Solche dentalen CAD/CAM-Systeme verwenden z. B. einen Laser oder eine optische Streifenlichtquelle, um an den am Sensor empfangenen Daten ein dreidimensionales Bild der Situation im Mund darzustellen.
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Solche modernen Verfahren sind eine gute Alternative zur konventionellen Abformung. Problematisch ist jedoch die Tatsache, dass der Zahn das eingestrahlte Licht nicht immer einheitlich reflektiert, z. B. aufgrund der Transluzenz des Zahnmaterials. Außerdem führen Speichel, Kronen oder auch zahnärztliche Geräte während der Behandlung zu unerwünschten Reflexen, so dass das Messergebnis bzw. die daraus berechneten Daten verfälscht werden können. Aus diesem Grund ist es in der Praxis bei den meisten CAD-Systemen üblich, die zu vermessenden Flächen vor der Aufnahme mit einem Mattierungsmittel zu versehen, um eine gleichmäßig diffuse Reflektion zu erreichen. Solche Mattierungsmittel sind in der Regel mit einem Pigment, vorzugsweise Titandioxid, versehen. Es handelt sich z. B. um Suspensionen aus einem solchen Weißpigment in Alkohol, die mit einem Pinsel oder ähnlichem Applikator aufgetragen werden. Alternativ werden auch sogenannte Scanning Sprays eingesetzt, die sich in der Praxis gut bewährt haben.
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In der
US 2003/0175658 A1 wird im Übrigen ein Mattierungsmittel beschrieben, welches eine Mischung aus einem Pigment und einem Bindemittel ist, wobei als Bindemittel ein herkömmlicher Dentalkleber eingesetzt werden kann, der in Alkohol gelöst oder suspendiert ist.
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Auch wenn sich mit Hilfe von Mattierungsmitteln die dreidimensionale Vermessung von Zähnen stark verbessern lässt, so sind die bekannten Mattierungsmittel doch verbesserungsfähig, und zwar insbesondere hinsichtlich Handhabung, Entfernbarkeit und Verträglichkeit. Der Einsatz ist in der Regel auf die Vermessung einzelner Zähne bzw. kleiner Flächen beschränkt. – Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein dentales (flüssiges) Mattierungsmittel für die Beschichtung eines oder mehrerer Zähne für die Dentalaufnahmen zu schaffen, welches sich durch hohe Verträglichkeit, einfache Entfernbarkeit und gute Handhabbarkeit auszeichnet. Außerdem soll das Mattierungsmittel einfach und kostengünstig herstellbar sein.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen dentalen Mattierungsmittel, dass als Haftmittel ein (organischer) physikalisch abbindender, flüssiger Klebstoff auf Wasserbasis verwendet wird, der mit dem Pigment (z. B. Titandioxid) vermischt ist. Das Mattierungsmittel ist folglich flüssig, es handelt sich um eine Mattierungsflüssigkeit. Der flüssige Klebstoff dient als Träger für das Pigment. Während der Klebstoff selbst eine Lösung auf Wasserbasis ist, ist das Mattierungsmittel eine Dispersion aus (flüssigem) Klebstoff und (festen) Pigment-Partikeln. Bevorzugt wird als Haftmittel ein organischer, physikalisch kalt abbindender Klebstoff verwendet. Besonders bevorzugt wird als Haftmittel bzw. Klebstoff ein Leim oder Kleister verwendet.
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Leim meint im Rahmen der Erfindung eine wässrige Lösung von natürlichen oder synthetischen Polymeren. Leime gehören zu der Klasse der einkomponentigen, physikalisch abbindenden Klebstoffe, bei denen das Lösungsmittel Wasser während des Prozesses des Verklebens entweicht.
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Kleister meint im Rahmen der Erfindung ein wässriges Quellungsprodukt, das im Gegensatz zu Leimen schon bei niedrigeren Feststoffkonzentrationen eine hochviskose, nicht fadenziehende Masse bildet.
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Leime oder Kleister werden erfindungsgemäß aus natürlichen oder synthetischen Polymeren und Wasser hergestellt. Besonders bevorzugt kommt als Polymer ein Polysaccharid zum Einsatz, vorzugsweise ein natürliches Polysaccharid. So kann der Leim oder Kleister für das erfindungsgemäße Mattierungsmittel z. B. auf Basis von Stärke, Dextrin, Cellulose (Methylcellulose, Carboxymethylcellulose), Gummi-Arabicum, Xanthan, Alginat und/oder Dextran hergestellt werden.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich Handhabung und Verträglichkeit von Mattierungsmitteln für den beschriebenen Zweck erheblich verbessern lassen, wenn als Haftmittel Bioklebstoffe bzw. physikalisch abbindende, flüssige Klebstoffe auf Wasserbasis, besonders bevorzugt in Form von Leimen und/oder Kleistern eingesetzt werden. Solche Leime oder Kleister zeichnen sich durch eine sehr gute Biokompatibilität aus. Sie lassen sich einfach auf die gewünschten Flächen in der Mundhöhle, z. B. einen oder mehrere Zähne aufbringen und insbesondere nach der Aufnahme besonders einfach wieder entfernen. Dabei erfolgt eine einwandfreie Haftung des mit dem Haftmittel vermischten Pigments, so dass die Messergebnisse deutlich verbessert werden. Es werden sehr gleichmäßig Schichtdicken erreicht und der Einsatz ist nicht mehr auf einzelne Zähne beschränkt. Das erfindungsgemäße Mattierungsmittel eignet sich für die Beschichtung sämtlicher Bereiche innerhalb der Mundhöhle, das heißt Zähne oder Restaurationen (Kronen, Brücken etc.) aus verschiedenen Materialien (Keramiken, Legierungen, Kunststoffen etc.) sowie Zahnweichgewebe (Zahnfleisch). Das Mattierungsmittel kann auch für extraorale dentale Anwendungen eingesetzt werden, z. B. für das Scannen von dentalen Modellen im Labor.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kommt als Polymer für die Herstellung des Klebstoffs bzw. Leims oder Kleisters Stärke zum Einsatz. Stärke ist ein Polysaccharid aus 20 % bis 30 % Amylose (wasserlöslich) und 70 % bis 80 % Amylopektin (wasserunlöslich). Stärke zeichnet sich unter anderem durch α-glykosidische Verknüpfungen aus, und zwar sowohl der Amylose als auch des Amylopektins.
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Besonders bevorzugt wird im Rahmen der Erfindung aus Stärke ein Stärkekleister als Haftmittel hergestellt, der mit dem Pigment (z. B. Titandioxid) vermischt wird. Stärkekleister ist eine wässrige Lösung aus aufgeschlossener Stärke. Da native Stärke nicht in kaltem Wasser löslich ist, wird sie bei erhöhter Temperatur in eine lösliche Form überführt. Dazu kann die Stärke zunächst mit kaltem Wasser vermischt werden, so dass das Wasser an der Oberfläche der Stärkekörner anhaftet. Anschließend wird die Hülle der Stärkekörner im Zuge der Erwärmung wasserdurchlässig, wobei Amylose und Amylopektion Wasser anlagern und quellen. Unter zunehmender Anlagerung von Wasser quellen die Molekülketten weiter, so dass sich Stärkekleister bildet. Die aufgeplatzten Stärkekörner steigern dabei die Wasseraufnahme.
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Versuche haben gezeigt, dass ein solcher Stärkekleister in Verbindung mit einem entsprechenden Pigment besonders gut als Mattierungsmittel für die beschriebenen dentalen Zwecke geeignet ist. Das Mattierungsmittel haftet hervorragend am Zahn und lässt sich dennoch nach der Aufnahme einfach entfernen. Das Mattierungsmittel zeichnet sich durch hervorragende Biokompatibilität aus, was durch entsprechende Zellvitalitätstests (MTT) nachgewiesen werden konnte. Praxistests führten im Zuge der Aufnahme mit herkömmlichen Kamerasystemen zu hervorragenden Ergebnissen.
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Dabei lässt sich Stärke auf unterschiedliche Weise gewinnen, z. B. Kartoffelstärke, Maisstärke, Reisstärke oder Weizenstärke. Im Rahmen der Versuche wurden besonders gute Ergebnisse mit Kartoffelstärke erzielt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden erläutert:
Besonders bevorzugt kommt im Rahmen der Erfindung Stärke und insbesondere unmodifizierte Stärke bzw. unmodifizierter Stärkekleister zum Einsatz. Die Erfindung umfasst grundsätzlich aber auch die Verwendung modifizierter Stärke, z. B. quaternisierte Stärke.
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Bevorzugt wird ein Stärkekleister als Haftmittel verwendet, welcher 3 Gew.-% bis 20 Gew.-% Stärke enthält.
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Der Anteil des Pigments (z. B. Titandioxid) innerhalb der Mischung aus Pigment und Leim bzw. Kleister kann 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 15 Gew.-% bis 30 Gew.-% betragen.
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Das erfindungsgemäße Mattierungsmittel besteht im Wesentlichen aus Leim/ Kleister und Pigment. Es weist z. B. Leim/Kleister (z. B. Stärkekleister) mit einem Anteil von 50 Gew.-% bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 70 Gew.-% bis 85 Gew.-% und ein Pigment mit einem Anteil von 5 Gew.-% bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 15 Gew.-% bis 30 Gew.-% auf. Ergänzend kommen Zusätze für das Mattierungsmittel in Betracht, z. B. Farbstoffe, Geschmacksstoffe und/oder Konservierungsmittel.
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Gegenstand der Erfindung ist nicht nur das Mattierungsmittel selbst, sondern auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mattierungsmittels. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass als Haftmittel ein Leim oder Kleister verwendet wird, der mit einem Pigment vermischt wird. Der Leim oder Kleister wird dabei vorzugsweise als wässrige Lösung oder als wässriges Quellprodukt eines Polysaccharids hergestellt. Als Polysaccharid kann in der beschriebenen Weise z. B. Stärke verwendet werden, welche mit Wasser vermischt und bevorzugt über eine vorgegebene Quellzeit bei vorgegebener Quelltemperatur verkleistert wird. Die Quelltemperatur kann zwischen 50°C und 100°C, vorzugsweise 60°C bis 100°C betragen. Das bedeutet, dass die Stärke entweder mit Wasser solcher Temperatur vermischt wird oder das (bevorzugt) Stärke zunächst mit kaltem Wasser vermischt wird (z. B. Zimmertemperatur) und dass das Wasser bzw. die Mischung anschließend auf die Quelltemperatur erwärmt wird oder entsprechend erwärmtes Wasser zugegeben wird. Die Quellzeit beträgt vorzugsweise 10 Minuten bis 90 Minuten, besonders bevorzugt 20 Minuten bis 60 Minuten.
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Das auf diese Weise hergestellte Haftmittel (Leim/Kleister) zeichnet sich nicht nur durch gute Haftung am Zahnmaterial aus, sondern auch an anderen Materialien, insbesondere Metallen, Keramik etc.. Auch dieses ist für dentale Aufnahmen von Bedeutung.
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Insgesamt steht im Rahmen der Erfindung die Verwendung des beschriebenen Mattierungsmittels zum Auftragen auf ein oder mehrere Zähne für Dentalaufnahmen, insbesondere für intraorale Aufnahmen im Vordergrund. Das Mattierungsmittel kann dabei z. B. mit einem Auftragsgerät, z. B. einem Pinsel oder dergleichen auf den Zahn bzw. auf die Zähne oder andere Bereiche der Mundhöhle aufgetragen werden. Das Auftragen mit einem solchen Gerät bietet sich z. B. dann an, wenn ein Mattierungsmittel mit verhältnismäßig hoher Viskosität, z. B. Stärkekleister, verwendet wird. Alternativ liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, das Mattierungsmittel als Mundspüllösung zu applizieren. Außerdem umfasst die Erfindung auch die Verwendung des beschriebenen Mattierungsmittels zum extraoralen Auftragen auf dentale Modelle. In diesem Zusammenhang kann das Mattierungsmittel auch aufgesprüht werden, z. B. mit einem Pumpzerstäuber.
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Im Folgenden wird die Erfindung eines möglichen Ausführungsbeispiels erläutert, durch welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt wird:
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Zunächst wird 10 g bis 20 g Stärke (z. B. Kartoffelstärke) mit 10 ml kaltem, destilliertem Wasser versetzt. Diese Mischung wird anschließend mit 120 ml destilliertem Wasser vermischt, welches eine Temperatur von 60°C bis 100°C aufweist. Es erfolgt dann eine Verkleisterung über eine Quellzeit von etwa 20 bis 60 Minuten, so dass sich ein Stärkekleister bildet. Während dieser Zeit ist es vorteilhaft, die Mischung mehrfach (oder auch kontinuierlich) mit geeigneten Vorrichtungen zu durchmischen. Um ein übermäßiges Verdunsten des Wassers während des Erwärmens zu minimieren, wird das Reaktionsgefäß bevorzugt abgedeckt bzw. verschlossen. Der resultierende Stärkekleister wird anschließend über einen vorgegebenen Zeitraum von mehreren Stunden, z. B. 1 bis 3 Tage, gelagert, vorzugsweise bei Raumtemperatur. Dabei wird das Gefäß verschlossen, um Verunreinigungen, Verdunsten von Wasser etc. zu vermeiden. Anschließend wird der Stärkekleister aufgerührt und mit z. B. 3 g bis 8 g Titandioxid je 20 mg Stärkekleister vermischt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2003/0175658 A1 [0005]