DE102016216718B4

DE102016216718B4 - Telescope system and method of making same

Info

Publication number: DE102016216718B4
Application number: DE102016216718.9A
Authority: DE
Inventors: Rolf Ebert; Jan Teuchert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-09-05
Filing date: 2016-09-05
Publication date: 2023-07-27
Anticipated expiration: 2036-09-06
Also published as: DE102016216718A1

Abstract

Teleskopsystem zur Verwendung bei der zahnmedizinisch prothetischen Teleskoptechnik, umfassend ein Sekundärteleskop (20), das ein Sekundärgerüst mit einer Gitterstruktur mit einer Vielzahl von Öffnungen (22) umfasst, wobei das Sekundärgerüst mittels eines additiven Verfahrens, bevorzugt mit Hilfe eines Laserschmelzverfahrens, hergestellt ist.Telescope system for use in dental prosthetic telescopic technology, comprising a secondary telescope (20) which includes a secondary framework with a lattice structure with a large number of openings (22), the secondary framework being produced by means of an additive process, preferably using a laser melting process.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft ein Teleskopsystem zur Verwendung bei der zahnmedizinisch prothetischen Teleskoptechnik, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Teleskopsystems.The invention relates to a telescope system for use in dental prosthetic telescope technology and a method for producing such a telescope system.

Stand der TechnikState of the art

In der zahnärztlichen Prothetik steigt nicht zuletzt aufgrund der steigenden durchschnittlichen Lebenserwartung der Bevölkerung der Bedarf an zahnmedizinischer Prothetik immer weiter an. Während der absolut zahnlose Patient, der eine Vollprothese benötigt, immer seltener wird, rückt die Teilprothetik immer weiter in den Vordergrund.In dental prosthetics, the need for dental prosthetics is constantly increasing, not least because of the increasing average life expectancy of the population. While the completely edentulous patient who needs a full denture is becoming increasingly rare, partial dentures are becoming more and more important.

Die Teilprothetik lässt sich in den festsitzenden und herausnehmbaren Zahnersatz untergliedern. Festsitzender Zahnersatz wird vom Zahnarzt fest in den Mund eingegliedert und kann nur vom Zahnarzt wieder entfernt werden. Herausnehmbarer Zahnersatz kann nach dem Eingliedern auch vom Patienten entfernt werden. Zwar ist in Bezug auf den Tragekomfort des Patienten ein festsitzender Zahnersatz vorzuziehen, doch stößt der festsitzende Zahnersatz an seine technischen Grenzen, wenn zu große Schaltlücken oder gar Freiendlücken versorgt werden müssen. Bei großen Schaltlücken und Freiendlücken kann mithilfe der Implantologie ein fester Pfeiler in den Kieferknochen implantiert werden. Wenn dies aus medizinischen oder ökonomischen Gründen nicht möglich ist, werden herausnehmbare Teilprothesen verwendet.Partial prosthetics can be divided into fixed and removable dentures. Fixed dentures are firmly integrated into the mouth by the dentist and can only be removed again by the dentist. Removable dentures can also be removed by the patient after they have been fitted. Although a fixed denture is preferable in terms of patient comfort, the fixed dentures reach their technical limits when there are large gaps or even free-end gaps that need to be treated. In the case of large interstitial gaps and free-end gaps, a firm pillar can be implanted in the jawbone with the help of implantology. If this is not possible for medical or economic reasons, removable partial dentures are used.

Eine häufig verwendete Art einer Teilprothese ist die Teleskopprothese. Die Teleskopprothese ist eine herausnehmbare, vor allem parodontal getragene Teilprothese mit einer starren Kopplung zum Restzahnbestand. Eine Teleskopprothese besteht aus einer Verankerungskonstruktion, den Teleskopen, Prothesensätteln, welche die zu ersetzenden Zähne tragen, sowie deren Verbindungselemente. Teleskope sind Doppelkronen, die aus einem Primärteleskop und einem auch als Außenteleskop bezeichneten Sekundärteleskop bestehen. Das Primärteleskop wird auf einen geschliffenen Pfeilerzahn aufzementiert. Das Sekundärteleskop, an den der Rest des Zahnersatzes befestigt ist, wird über das Primärteleskop geschoben und stellt durch eine feinmechanische Passung den festen Halt des Zahnersatzes am Restgebiss her. Das Sekundärteleskop hält auf dem Primärteleskop entweder durch Reibung der beiden Kronen aufeinander oder durch die Adhäsionskraft. Der Vorteil einer Teleskopprothese für den Patienten liegt in der guten Prophylaxe, da die Prothese zu Reinigungszwecken aus dem Mund genommen werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch das Vermeiden von Klammern eine gute Ästhetik erzielt werden kann. Ein Nachteil besteht allerdings darin, dass die Haltekraft zwischen dem Sekundärteleskop und dem Primärteleskop verloren gehen kann.A commonly used type of partial denture is the telescopic denture. The telescopic prosthesis is a removable, primarily periodontally worn partial prosthesis with a rigid connection to the remaining dentition. A telescopic prosthesis consists of an anchoring structure, the telescopes, prosthetic saddles that carry the teeth to be replaced, and their connecting elements. Telescopes are double crowns consisting of a primary telescope and a secondary telescope, also known as an outer telescope. The primary telescope is cemented onto a ground abutment tooth. The secondary telescope, to which the rest of the denture is attached, is pushed over the primary telescope and creates a firm hold of the denture on the remaining dentition through a precision mechanical fit. The secondary telescope is held on the primary telescope either by friction between the two crowns or by the force of adhesion. The advantage of a telescopic prosthesis for the patient lies in the good prophylaxis, since the prosthesis can be removed from the mouth for cleaning purposes. Another benefit is that good esthetics can be achieved by avoiding staples. A disadvantage, however, is that the holding force between the secondary telescope and the primary telescope can be lost.

Ein alternatives Teleskopsystem ist eine Stegkonstruktion. Mit einer Stegkonstruktion werden Pfeiler (entweder Zahnstümpfe oder Implantate) durch eine Primärkonstruktion miteinander verbunden. Als teleskopierende Stege werden dabei die parallelen und konisch gefrästen Verbindungselemente zwischen den Pfeilern bezeichnet. Der Unterschied zwischen einer Teleskopprothese und einer Stegkonstruktion besteht somit darin, dass eine Teleskopprothese auf primäre Pfeiler aufgesetzt und als Überkonstruktion sekundär verblockt wird, während bei einer Stegkonstruktion die Pfeiler primär verblockt werden, und anschließend eine Überkonstruktion darüber angeordnet wird. Auf die Überkonstruktion kann abschließend der individuelle, herausnehmbare Zahnersatz befestigt werden.An alternative telescopic system is a bar construction. With a bar construction, abutments (either tooth stumps or implants) are connected by a primary construction. The parallel and conically milled connecting elements between the pillars are referred to as telescoping webs. The difference between a telescopic prosthesis and a bar construction is that a telescopic prosthesis is placed on primary abutments and secondarily splinted as a superstructure, while with a bar construction the abutments are primarily splinted and then a superstructure is arranged over them. Finally, the individual, removable dentures can be attached to the superstructure.

Es gibt im Gussverfahren zwei herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Teleskopprothesen. Diese sind der konventionelle Zweiphasenguss sowie der Einstückguss. Der Verbinder der Prothesen, der die Teleskope der Prothese verbindet, soll nach dem Guss druckstellenfrei und plan auf dem Gaumen aufliegen sowie die Teleskope spannungsfrei miteinander verbinden. Der Verbinder soll somit möglichst keiner Größenveränderung unterliegen. Ebenso unterscheiden sich die Ansprüche an die Härte der Elemente. Die Teleskope sollen eine geringe Härte aufweisen, um die Friktionsflächen der Doppelkrone besser ausarbeiten zu können. Der Verbinder soll hingegen eine hohe Härte aufweisen, um die Teleskope sicher miteinander zu verbinden und den Kräften, die im Mund entstehen, entgegenwirken zu können. Dieses Problem wird dadurch gelöst, indem man beide Elemente getrennt voneinander aus unterschiedlichen Legierungen herstellt. Die Einzelteile werden dabei durch Löten, Lasern oder Kleben verbunden. Dieses Verfahren ist allerdings sehr zeit- und kostenintensiv.There are two conventional methods for manufacturing telescopic prostheses in the casting process. These are conventional two-phase casting and one-piece casting. After the casting, the connector of the prosthesis, which connects the telescopes of the prosthesis, should lie flat on the palate without pressure points and connect the telescopes with each other without tension. The connector should therefore not be subject to any change in size. The demands on the hardness of the elements also differ. The telescopes should have a low hardness in order to be able to work out the friction surfaces of the double crown better. The connector, on the other hand, should be very hard in order to securely connect the telescopes and counteract the forces that arise in the mouth. This problem is solved by manufacturing both elements separately from each other from different alloys. The individual parts are connected by soldering, lasering or gluing. However, this process is very time-consuming and expensive.

Herkömmliche Arbeitstechniken der Zahntechnik wurden teilweise durch neue Computertechnik ersetzt. Mittlerweile ist fast das gesamte zahntechnische Leistungsspektrum virtualisiert worden. Kronen und Brücken, Implantatarbeiten, Schienen und Modellgerüste, Arbeitsmodelle und Waxups und bisweilen sogar Teilprothesen werden schon virtuell konstruiert. Bei der Fertigung werden vor allen Dingen CNC Maschinen eingesetzt, die aus Rohlingen die gewünschten Teile herausfräsen. Die Fertigungsmöglichkeiten sind dabei allerdings begrenzt, da nicht alle Geometrien fräsbar sind und bei der Fertigung von Metallteilen der Materialverschleiß sehr groß ist. Das Fräsen hat den weiteren Nachteil, dass bei der Verwendung sehr teurer Einsatzstoffe die Kosten hoch sind, da sich die Materialkosten auf der Basis des Gewichts der Rohlinge berechnen.Conventional working techniques in dental technology were partially replaced by new computer technology. In the meantime, almost the entire range of dental services has been virtualized. Crowns and bridges, implant work, splints and model frameworks, working models and wax-ups and sometimes even partial dentures are already being constructed virtually. CNC machines are primarily used in production, which mill the desired parts out of blanks. However, the manufacturing options are limited, since not all geometries can be milled and the material wear is very high in the manufacture of metal parts. Milling has the further disadvantage that that the costs are high when using very expensive input materials, since the material costs are calculated on the basis of the weight of the blanks.

Die EP 2 452 650 A1 beschreibt einen Zahnprotheserahmen und dessen Herstellung. Nach der Bestimmung der Position einer Eintrittsöffnung eines Eintrittsabschnitts, die auf einer lingualen oder palatinalen Oberfläche eines künstlichen Zahns endet, wird die Position eines Auslassabschnitts bestimmt, der mit einem Implantat zusammenwirken kann. Nach der Bestimmung der Länge zwischen Eintrittsabschnitt und Auslassabschnitt wird ein Durchganskanal mit Hilfe eines additiven Fertigungsverfahrens hergestellt.The EP 2 452 650 A1 describes a denture frame and its manufacture. After determining the position of an entry opening of an entry section ending on a lingual or palatal surface of an artificial tooth, the position of an outlet section that can interact with an implant is determined. After determining the length between the inlet section and the outlet section, a through-channel is produced using an additive manufacturing process.

Die DE 10 2011 119 839 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellung einer dentalen Suprastruktur, wobei nach der Beschaffung von Stereo-Daten in Bezug auf die zahnmedizinische Situation ein Hauptkörper und mindestens ein Abstandshalter geformt werden. Dabei wird die Suprastruktur mittels eines Laser-Schmelzverfahrens erstellt und anschließend zumindest partiell gefräst. Mit Hilfe von Referenzkörpern, die auf eine Grundplatte aufgeschmolzen werden, wird die Lage der nachzufräsenden Bauteile bestimmt.The DE 10 2011 119 839 A1 describes a method for producing a dental superstructure, wherein a main body and at least one spacer are formed after the acquisition of stereo data relating to the dental situation. The superstructure is created using a laser melting process and then at least partially milled. The position of the components to be re-milled is determined with the aid of reference bodies that are melted onto a base plate.

Weitere Verfahren zur Herstellung von Prothesen oder Implantaten mit additiven Fertigungsschritten sind aus der DE 10 2012 011 371 A1 , US 2008/0206710 A1 , GB 2,477,010 A und WO 2010/139031 A2 bekannt.Other methods for the production of prostheses or implants with additive manufacturing steps are from the DE 10 2012 011 371 A1 , U.S. 2008/0206710 A1 , GB 2,477,010A and WO 2010/139031 A2 known.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Teleskopsystem sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Teleskopsystems vorzuschlagen, die eine kostengünstige Fertigung bei hoher Präzision erlauben und zudem einen Zahnarzt in die Lage versetzen, das Sekundärteleskop auf dem Primärteleskop zu befestigen, wenn die Haltekraft zwischen diesen verloren gegangen sein sollte.The invention is based on the object of proposing a telescope system and a method for producing a telescope system that allow cost-effective production with high precision and also enable a dentist to attach the secondary telescope to the primary telescope if the holding force between them should have been lost.

Diese Aufgabe wird durch ein Teleskopsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Teleskopsystems mit dem Merkmal des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen folgen aus den übrigen Ansprüchen.This object is achieved by a telescope system having the features of claim 1 and a method for producing a telescope system having the feature of claim 8. Preferred embodiments follow from the remaining claims.

Das erfindungsgemäße Teleskopsystem zur Verwendung bei der zahnmedizinisch prothetischen Teleskoptechnik umfasst ein Sekundärteleskop, das ein Sekundärgerüst mit einer Gitterstruktur mit einer Vielzahl von Öffnungen umfasst, wobei das Sekundärgerüst mittels eines additiven Verfahrens, bevorzugt mithilfe eines Laserschmelzverfahrens, hergestellt ist.The telescope system according to the invention for use in dental prosthetic telescope technology comprises a secondary telescope which comprises a secondary framework with a lattice structure with a large number of openings, the secondary framework being produced using an additive method, preferably using a laser melting method.

Die Verwendung einer Gitterstruktur mit einer Vielzahl von Öffnungen besitzt die Vorteile, dass einerseits der Materialeinsatz trotz einer hohen Stabilität minimiert werden kann, und andererseits lichthärtendes Kompositmaterial eingesetzt werden kann, da dieses zum Aushärten durch die Öffnungen der Gitterstruktur hindurch belichtet werden kann. Ebenso können ein autopolymerisierender Kunststoff oder auch dual härtende Kunststoffe verwendet werden. Es ist somit kein Material erforderlich und zu bevorraten, das nicht ohnehin bereits in einem üblichen Zahnlabor vorhanden ist. Bei autopolymerisierenden Kunststoffen wird das Härten mit Licht initiiert und läuft anschließend selbständig ab.The use of a lattice structure with a large number of openings has the advantages that, on the one hand, the use of material can be minimized despite high stability, and, on the other hand, light-curing composite material can be used, since this can be exposed to light through the openings of the lattice structure for curing. Likewise, an autopolymerizing plastic or also dual-curing plastics can be used. It is therefore not necessary to stockpile any material that is not already available in a conventional dental laboratory. In the case of autopolymerizing plastics, curing is initiated with light and then proceeds independently.

Durch die Verwendung eines additiven Verfahrens bei der Herstellung des Teleskopsystems lässt sich der Materialeinsatz minimieren. Additive Verfahren zeichnen sich allgemein dadurch aus, dass nicht von einem Rohling ausgehend Material entfernt wird, sondern Schicht für Schicht des Materials aufgetragen wird, bis die gewünschte Geometrie entstanden ist. Die wichtigsten additiven Verfahren sind das Kunststoffdrucken, das Lasersintern sowie das Laserschmelzen.By using an additive process in the manufacture of the telescope system, the use of materials can be minimized. Additive processes are generally characterized by the fact that material is not removed starting from a blank, but rather the material is applied layer by layer until the desired geometry is created. The most important additive processes are plastic printing, laser sintering and laser melting.

Das Lasersintern ist ein Verfahren, welches das pulverförmige Ausgangsmaterial nicht vollkommen aufschmilzt, sondern lediglich einzelne Pulverkörner miteinander „verbäckt“.Laser sintering is a process that does not completely melt the powdery starting material, but merely "bakes" individual powder grains together.

Das Laserschmelzen ermöglicht es, das Material vollkommen miteinander zu verschmelzen, wodurch Endprodukte mit hervorragenden chemischen und physikalischen Eigenschaften entstehen. Bei den hierin beschriebenen Materialien liegt die Restporosität des hergestellten Produkts bei nur 0,02% bis 0,08% und die Größe einer Pore liegt im Bereich von etwa 10 bis 18 µm. Es lassen sich Oberflächen erzeugen, welche eine geringe Oberflächenrauigkeit aufweisen. Der Materialverlust beim Laserschmelzverfahren liegt nur im Bereich von 15 %, wodurch sich eine deutlich bessere Materialausnutzung als bei materialabtragenden Verfahren verwirklichen lässt.Laser melting allows the materials to be completely fused together, resulting in end products with excellent chemical and physical properties. With the materials described herein, the residual porosity of the manufactured product is only 0.02% to 0.08% and the size of a pore is in the range of about 10 to 18 µm. Surfaces can be produced which have a low surface roughness. The material loss in the laser melting process is only in the range of 15%, which means that a significantly better material utilization can be achieved than with material-removing processes.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Teleskopsystems umfasst die Schritte des optischen Scannens der Geometrie eines Primärelements, das ein Primärteleskop oder eine Stegkonstruktion ist, der elektronischen Verarbeitung der durch das optische Scannen gewonnenen Daten, sowie des Herstellens eines Sekundärteleskops, das auf das Primärelement so aufsetzbar ist, dass zwischen dem Primärelement und dem Sekundärteleskop ein bei der elektronischen Verarbeitung der Daten vorwählbarer Zwischenraum zur Infiltration mit einem fotopolymerisierbaren Kompositkunststoff vorgesehen ist. Das Sekundärteleskop wird dabei mittels eines additiven Verfahrens aus Metallpulver hergestellt, bevorzugt mithilfe eines Laserschmelzverfahrens.The method according to the invention for the production of a telescope system comprises the steps of optically scanning the geometry of a primary element, which is a primary telescope or a bar construction, electronic processing of the data obtained by optical scanning, and the production of a secondary telescope which can be placed on the primary element in such a way that between the primary element and the secondary telescope there is a gap which can be preselected during electronic processing of the data for infiltration with a photopolymerizable composite plastic. The secondary telescope is made of metal using an additive process powder, preferably using a laser melting process.

Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich die Schritte zur Herstellung eines Teleskopsystems weitgehend automatisieren. Durch die Möglichkeit der elektronischen Datenübermittlung kann zudem das optische Scannen der Geometrie eines Primärelements örtlich von der Herstellung des Teleskopsystems entkoppelt werden. So kann beispielsweise das optische Scannen in einer Zahnarztpraxis erfolgen, während die Herstellung des Sekundärteleskops in einem spezialisierten Fachbetrieb erfolgen kann. Der frei vorwählbare Zwischenraum zwischen den Außenabmessungen des Primärelements und den Innenabmessungen des Sekundärteleskops macht es möglich, unterschiedliche Bearbeitungsmaterialien einzusetzen, die zur optimalen Anwendung mit einer jeweils vorgegebenen Schichtdicke aufgetragen werden sollen.The steps for producing a telescope system can be largely automated with the aid of the method according to the invention. Due to the possibility of electronic data transmission, the optical scanning of the geometry of a primary element can also be locally decoupled from the manufacture of the telescope system. For example, the optical scanning can be done in a dentist's office, while the manufacture of the secondary telescope can be done in a specialized company. The freely selectable space between the outer dimensions of the primary element and the inner dimensions of the secondary telescope makes it possible to use different processing materials, which should be applied with a predetermined layer thickness for optimum use.

Es muss kein hochauflösender Scanner vorhanden sein, da entstehende Toleranzen mit dem Infiltrationsspalt des Teleskops ausgeglichen werden.A high-resolution scanner does not have to be available, since tolerances that arise are compensated for with the infiltration gap of the telescope.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Teleskopsystems besteht in dessen einfacher und schneller Herstellbarkeit. Messungen haben ergeben, dass ein Zahntechniker das erfindungsgemäße Teleskopsystem in einem Bruchteil der Zeit anfertigen kann, die für die Herstellung eines herkömmlichen Systems benötigt wird, was erhebliche Kosteneinsparungen mit sich bringt.A particular advantage of the telescopic system according to the invention is that it can be manufactured more easily and quickly. Measurements have shown that a dental technician can manufacture the telescopic system according to the invention in a fraction of the time required to manufacture a conventional system, which results in significant cost savings.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Metalllegierung aus den Hauptbestandteilen Co und Cr. Hierzu sind in der Zahntechnik mehrere geeignete Kobalt-Basislegierungen erhältlich, die auch als Pulver angeboten werden. Ein geeignetes Material ist beispielsweise RemaniumStar CL des Herstellers Dentaurum.According to a preferred embodiment of the invention, the metal alloy consists of the main components Co and Cr. For this purpose, several suitable cobalt base alloys are available in dental technology, which are also offered as a powder. A suitable material is, for example, RemaniumStar CL from the manufacturer Dentaurum.

Die Co-Cr Legierungen besitzen gute mechanische Eigenschaften, verzichten auf die teuren Edelmetalllegierungen, aber auch edelmetallreduzierte Legierungen und ersetzen die Ni-Basislegierungen, welche aufgrund der hohen Allergierate nur noch selten eingesetzt werden.The Co-Cr alloys have good mechanical properties, do without the expensive precious metal alloys, but also precious metal-reduced alloys and replace the Ni-based alloys, which are only rarely used due to the high allergy rate.

Nach einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Hauptbestandteile der Metalllegierung die Elemente Ti, Al und V. Titan-basierte Legierungen können bei starken Allergikern eingesetzt werden.According to an alternative preferred embodiment of the invention, the main components of the metal alloy are the elements Ti, Al and V. Titanium-based alloys can be used for severe allergy sufferers.

Vorzugsweise ist das Teleskopsystem einstückig mit einer über den Kiefer eines Patienten positionierbaren Metallprothese ausgebildet. Dies kann sowohl ein über den gesamten Kiefer verlaufender Sattel als auch ein Transversalband sein.The telescopic system is preferably designed in one piece with a metal prosthesis that can be positioned over the jaw of a patient. This can be either a saddle running over the entire jaw or a transversal band.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Gitterstruktur des Sekundärteleskops Höcker auf, die die Stabilität der Verblendung durch eine einheitliche Schichtstärke gewährleisten.According to a preferred embodiment of the invention, the lattice structure of the secondary telescope has humps, which ensure the stability of the veneer through a uniform layer thickness.

Vorzugsweise liegt der Anteil der Öffnungen der Gitterstruktur in der Metallmatrix im Sekundärteleskop, d.h. in demjenigen Bereich des Teleskopsystems, der über dem Primärelement zu liegen kommt, zwischen 50% und 80%. Mit anderen Worten entspricht dieser Anteil dem gesamten Flächenanteil der Öffnungen bezogen auf die gesamte Oberfläche des Sekundärteleskops im Bereich des Primärelements. Dieser Bereich bietet einen guten Kompromiss zwischen einer hohen Festigkeit des Sekundärteleskops und einer ausreichenden Größe der einzelnen Öffnungen, um ein lichthärtendes Kompositmaterial zwischen Primärelement und Sekundärteleskop verarbeiten zu können.The proportion of openings in the lattice structure in the metal matrix in the secondary telescope, i.e. in that region of the telescope system which comes to lie above the primary element, is preferably between 50% and 80%. In other words, this proportion corresponds to the total area proportion of the openings in relation to the entire surface of the secondary telescope in the area of the primary element. This range offers a good compromise between a high strength of the secondary telescope and a sufficient size of the individual openings to be able to process a light-curing composite material between the primary element and the secondary telescope.

Wenn die Öffnungen der Gitterstruktur nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen hexagonal geformt sind, lässt sich mit minimalem Materialeinsatz eine sehr hohe Festigkeit erzielen. Es ist bekannt, dass eine Wabenstruktur besonders hohe Festigkeitswerte erreicht, so dass man sich dieses Prinzip bei der Gestaltung der Primärteleskop zu Nutze machen kann.If, according to a preferred embodiment of the invention, the openings of the lattice structure are essentially hexagonal in shape, a very high level of strength can be achieved with minimal use of material. It is known that a honeycomb structure achieves particularly high strength values, so that this principle can be used when designing the primary telescope.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst dies weiterhin den Schritt des Entspannens des hergestellten Teleskopsystems in einem Hochtemperaturofen unter Schutzgasatmosphäre. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass das hergestellte Teleskopsystem im Wesentlichen spannungsfrei wird, wodurch spannungsinduzierte Verformungen minimiert werden können.According to a preferred embodiment of the method, this also includes the step of relaxing the manufactured telescope system in a high-temperature furnace under a protective gas atmosphere. This measure ensures that the manufactured telescope system is essentially stress-free, as a result of which stress-induced deformations can be minimized.

Vorzugsweise schließt die Herstellung des Teleskopsystems mit einer Oberflächenbehandlung in Form eines Mikrostrahlens der Oberfläche insbesondere im Bereich des Sekundärteleskops ab, wobei bevorzugt Partikel aus Aluminiumoxid eingesetzt werden.The manufacture of the telescope system preferably ends with a surface treatment in the form of microblasting of the surface, particularly in the area of the secondary telescope, with particles of aluminum oxide preferably being used.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft mit Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert, wobei

1 allgemein ein Teleskopsystem darstellt; und
2 schematisch die Gestaltung eines Sekundärteleskops eines erfindungsgemäßen Teleskopsystems darstellt.

The invention is explained in more detail below, purely by way of example, with reference to the figures, in which

1 generally represents a telescope system; and
2 schematically represents the design of a secondary telescope of a telescope system according to the invention.

Beschreibung einer bevorzugten AusführungsformDescription of a preferred embodiment

In der 1 ist ein Teleskopsystem dargestellt, das allgemein mit Referenz 10 bezeichnet ist und auf dem Gipsabdruck eines Kiefers angeordnet ist. Das Gebiss des anhand des Gipsabdrucks dargestellten, beispielhaften Patienten weist auf beiden Seiten des Kiefers Freiendlücken auf, die nach dem ersten Prämolaren beginnen. Die ersten Prämolaren sind beschliffen, um die Teleskope des Teleskopsystems zu tragen. Die beiden Teleskope 12 des Teleskopsystems 10 sind mit den zur Auflage auf dem zahnlosen Gaumen bestimmten Sätteln 14 verbunden. Die beiden Sättel 14 sind weiterhin über eine Transversale 16 miteinander verbunden. Das Vorsehen einer Transversale ist hier nur beispielhaft. Das erfindungsgemäße Teleskopsystem kann ebenso verwendet werden, um Schaltlücken zu überbrücken und würde in diesem Fall nur im Bereich eines einzelnen Quadranten angeordnet werden.In the 1 Illustrated is a telescope system, generally indicated by the reference 10, placed on the plaster cast of a jaw. The dentition of the exemplary patient shown on the basis of the plaster cast shows free-end gaps on both sides of the jaw, which begin after the first premolar. The first premolars are ground to support the telescopes of the telescope system. The two telescopes 12 of the telescope system 10 are connected to the saddles 14 designed to rest on the edentulous palate. The two saddles 14 are also connected to one another via a transversal 16 . The provision of a transversal is only exemplary here. The telescopic system according to the invention can also be used to bridge switching gaps and would in this case only be arranged in the area of a single quadrant.

Der Aufbau der Teleskope 12 ist dabei am besten in 2 zu sehen. Auf den beschliffenen Pfeilerzahn des Patienten wird dabei ein Primärteleskop 18 aufzementiert, das fest mit dem Pfeilerzahn verbunden wird und vom Patienten nicht abgenommen werden kann. Über dem Primärteleskop 18 ist ein Sekundärteleskop 20 angeordnet, wobei allerdings ein fester Abstand zwischen den Außenabmessungen des Primärteleskops 18 und den Innenabmessungen des Sekundärteleskops 20 vorgesehen ist. Dieser Abstand dient dazu, das aus Metall gefertigte Sekundärteleskop 20 mit einer etwa 0,5 mm dicken Kunststoffschicht überziehen zu können.The structure of the telescopes 12 is best in 2 to see. A primary telescope 18 is cemented onto the ground abutment tooth of the patient, which is firmly connected to the abutment tooth and cannot be removed by the patient. A secondary telescope 20 is arranged above the primary telescope 18, although a fixed distance between the outer dimensions of the primary telescope 18 and the inner dimensions of the secondary telescope 20 is provided. This distance serves to be able to cover the secondary telescope 20, which is made of metal, with a plastic layer about 0.5 mm thick.

Anstelle eines Primärteleskops kann in gleicher Weise das erfindungsgemäße Teleskopsystem und dessen Herstellung auch bei einer Stegkonstruktion eingesetzt werden.Instead of a primary telescope, the telescope system according to the invention and its production can also be used in a web construction in the same way.

Das Sekundärteleskop 20 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 22 versehen, die im Ausführungsbeispiel nach 2 durch Stege 24 voneinander getrennt sind. Im Ausführungsbeispiel nach 2 besitzen die Öffnungen eine hexagonale Geometrie, die bei minimalem Materialeinsatz eine besonders hohe Stabilität ermöglicht. Die Oberseite 26 des Sekundärteleskops 20 ist im vorliegenden Beispiel nach 2 flach ausgestaltet, kann aber ebenso Höcker aufweisen, um die Form des beschliffenen Zahnes nachzubilden.The secondary telescope 20 is provided with a plurality of openings 22 according to the embodiment 2 are separated from each other by webs 24. In the embodiment after 2 the openings have a hexagonal geometry, which enables a particularly high level of stability with minimal use of material. The top 26 of the secondary telescope 20 is in the present example 2 designed flat, but can also have humps to imitate the shape of the ground tooth.

Das Sekundärteleskop 20 weist sowohl außenseitig eine Kunststoffschicht 28, als auch innenseitig auf der dem Primärteleskop 18 zugewandten Seite eine Kunststoffschicht 30 auf.The secondary telescope 20 has a plastic layer 28 both on the outside and a plastic layer 30 on the inside on the side facing the primary telescope 18 .

Diese Kunststoffschichten sind auch in demjenigen Bereich vorhanden, in dem das Sekundärteleskop 20 in die weiteren Teile des Teleskopsystems 10 übergeht, wie in 2 lediglich angedeutet ist.These plastic layers are also present in the area where the secondary telescope 20 merges into the other parts of the telescope system 10, as shown in FIG 2 is only indicated.

Das Material des Metallgitters des Sekundärteleskops wie auch des gesamten Teleskopsystems lässt sich frei wählen, sofern sich das Material in einem additiven Verfahren verarbeiten lässt. Als Materialien besonders bevorzugt sind eine CoCr-Legierung oder eine TiAlV-Legierung, wie Ti₆Al₄V oder Ti₆Al₄Nb. Diese Legierungen sind frei von Edelmetallen, weisen gute mechanische Kennwerte auf und insbesondere die TiAlV-Legierung ist für Allergiker geeignet. Da das gesamte Teleskopsystem einstückig hergestellt ist, müssen keine Einzelteile miteinander verlasert, verlötet oder verklebt werden. Auf diese Weise lassen sich Fügekanten vermeiden, die häufig die Schwachstellen von Teleskopsystemen darstellen. Darüber hinaus werden Werkstoffpaarungen vermieden, die Korrosion begünstigen können.The material of the metal grid of the secondary telescope as well as the entire telescope system can be freely selected, provided the material can be processed in an additive process. A CoCr alloy or a TiAlV alloy, such as Ti ₆ Al ₄ V or Ti ₆ Al ₄ Nb, is particularly preferred as a material. These alloys are free of precious metals, have good mechanical characteristics and the TiAlV alloy in particular is suitable for allergy sufferers. Since the entire telescope system is manufactured in one piece, no individual parts have to be lasered, soldered or glued together. In this way, joint edges can be avoided, which often represent the weak points of telescopic systems. In addition, material pairings that can promote corrosion are avoided.

Die einstückige Herstellung des erfindungsgemäßen Teleskopsystems mit der Gitterstruktur im Bereich des Sekundärteleskops wird mittels Laserschmelzen hergestellt.The one-piece production of the telescope system according to the invention with the lattice structure in the area of the secondary telescope is produced by means of laser melting.

Mithilfe des Laserschmelzens lassen sich sehr filigrane und komplexe Strukturen herstellen. Derartige Gitterstrukturen minimieren den Materialeinsatz und erreichen trotzdem hohe Festigkeitswerte.Laser melting can be used to produce very filigree and complex structures. Such lattice structures minimize the use of material and still achieve high strength values.

Das bevorzugt eingesetzte CoCr-Pulvermaterial besteht idealerweise aus sphärischen Körnern, die einen Teilchendurchmesser von 15 bis 45 µm besitzen.The preferably used CoCr powder material ideally consists of spherical grains which have a particle diameter of 15 to 45 μm.

Die Primärteleskope werden in herkömmlicher Weise aufgewachst oder in einer CAD Software designed und mittels SLM (Synthetic Layer Microstructure) über Schichtauftrag oder aber mittels Fräsverfahren hergestellt werden. Anschließend werden die senkrechten Flächen des Formteils mithilfe eines Parallelfräsgeräts und einem Null Grad Wachsschaber bearbeitet. Das positive Formteil wird dann mithilfe von Einbettmasse in eine negative Gussform umgewandelt. Die vorgewärmte Gussform wird mithilfe einer Gussmaschine mit der verwendeten Legierung gefüllt. Nach einer Abkühlungsphase wird die Einbettmasse entfernt und das Primärteleskop durch Sandstrahlen gereinigt. Anschließend werden die senkrechten Flächen, die als Friktionsflächen dienen, nachbearbeitet und poliert.The primary telescopes are waxed up in a conventional manner or designed in CAD software and manufactured using SLM (Synthetic Layer Microstructure) via layer application or using milling processes. The vertical surfaces of the molded part are then processed using a parallel milling device and a zero-degree wax scraper. The positive mold is then converted into a negative mold using investment material. The preheated mold is filled with the alloy used using a casting machine. After a cooling period, the investment material is removed and the primary telescope cleaned by sandblasting. Then the vertical surfaces, which serve as friction surfaces, are reworked and polished.

Nach der Herstellung des Primärelements, d.h. der Stegkonstruktion oder des Primärteleskops wird dessen Geometrie elektronisch bestimmt. Dazu wird ein Streifenlichtscanner oder Laserscanner eingesetzt, dessen Auflösung hoch genug ist, um eine Messgenauigkeit von weniger als 20 µm zu erreichen. Der Scanner und die dazugehörige Software erzeugen ein 3D-Modell. Ein Problem beim Scannen kann darin bestehen, dass die Metallflächen zu stark reflektieren, was zu Fehlern beim Scannen führen kann. Daher kann es sinnvoll sein, das Primärteleskop vor dem Scannen mit einem herkömmlichen Scanspray einzusprühen. Das Scannen des Primärelements kann auch in-situ erfolgen. Dabei ist allerdings Sorge zu tragen, dass auch diejenigen Stellen der Primärelemente digitalisiert werden, die durch benachbarte Zähne verdeckt sind.After the production of the primary element, ie the bar construction or the primary telescope, its geometry is determined electronically. For this purpose, a structured light scanner or laser scanner is used, the resolution of which is high enough to achieve a measuring accuracy of less than 20 µm. The scanner and associated software create a 3D model. A problem with scanning can be that the metal surfaces are too reflective, which can lead to scanning errors. It can therefore be useful to spray the primary telescope with a conventional scan spray before scanning. The primary element can also be scanned in-situ. However, care must be taken to ensure that those areas of the primary elements that are covered by neighboring teeth are also digitized.

Für die Herstellung des Sekundärteleskops werden einerseits die digitalisierten Daten des oder der Primärteleskope verwendet, andererseits aber auch anhand eines Kieferabdrucks des Patienten die Geometrie der übrigen Teile des zu fertigenden Teleskopsystems, wie zum Beispiel eines Sattels oder eines Tranversalbands benötigt. Diese zusätzlichen Informationen lassen sich durch die Erfassung der Geometrie des Kieferabdrucks des Patienten gewinnen.For the manufacture of the secondary telescope, on the one hand the digitized data of the primary telescope(s) is used, but on the other hand the geometry of the other parts of the telescope system to be manufactured, such as a saddle or a traversal band, is also required based on a jaw cast of the patient. This additional information can be obtained by capturing the geometry of the patient's jaw impression.

In einem nächsten Schritt wird ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Primärteleskop und dem Sekundärteleskop vorgegeben. Üblicherweise liegt dieser Abstand im Bereich von 0,5 mm. Dieser Abstand dient für die spätere Innenbeschichtung mit Kunststoffmaterial. Der Abstand kann auch fest in der Software vorgegeben werden.In a next step, a predetermined distance between the primary telescope and the secondary telescope is specified. This distance is usually in the range of 0.5 mm. This distance is used for the later interior coating with plastic material. The distance can also be specified in the software.

Die nun vorliegenden elektronischen Daten definieren das Teleskopsystem noch ohne Öffnungen. Mithilfe einer geeigneten Software wird daher im nächsten Schritt die gewünschte Gitterstruktur des Sekundärteleskops im Bereich jedes Primärteleskops konstruiert. Auch die übrigen Teile des Teleskopsystems wie Sättel oder ein Transversalband können mit Öffnungen versehen werden, um den Materialeinsatz zu optimieren oder weitere Funktionalitäten vorzusehen. Dabei hat es sich als die am besten geeignete Geometrie erwiesen, die Öffnungen im Bereich des Sekundärteleskops hexagonal zu gestalten. Nach dem Erzeugen der gewünschten Gitterstruktur liegen die elektronischen Daten vor, um das zu fertigende Teleskopsystem in einzelne Schnitte zu unterteilen, die den aufzutragenden Schichten beim Laserschmelzen entsprechen.The electronic data now available define the telescope system without openings. With the help of suitable software, the next step is to construct the desired grid structure of the secondary telescope in the area of each primary telescope. The other parts of the telescope system, such as saddles or a transversal band, can also be provided with openings in order to optimize the use of materials or to provide additional functionalities. It has proven to be the most suitable geometry to design the openings in the area of the secondary telescope hexagonally. After the desired lattice structure has been created, the electronic data is available to subdivide the telescope system to be manufactured into individual sections that correspond to the layers to be applied during laser melting.

Beim selektiven Laserschmelzen werden die in ca. 30 µm unterteilten Schichtdaten des zu fertigenden Teleskopsystems verwendet, um einzelne Schichtbilder zu erzeugen, die mithilfe des Lasers nacheinander belichtet werden. Abhängig von der gewünschten Geometrie werden dabei zuerst Stützen erzeugt, um anschließend die einzelnen Flächen zu belichten. Sollen der Energieeintrag und dadurch hervorgerufene Spannungen gering gehalten werden, kann die zu belichtende Fläche in kleine Quader unterteilt werden, die in unterschiedlicher Reihenfolge belichtet werden, damit keine zu große lokale Hitzeentwicklung entsteht. Wenn eine Schicht aufgetragen wurde, werden die Schichtdaten der nachfolgenden Schicht abgearbeitet, indem die Fläche der danach folgenden Schicht belichtet wird. Bei der Fertigung eines Teleskopsystems wird dieser Schritt ca. 500-600 mal wiederholt. Anschließend wird das überschüssige Metallpulver aus der Vorrichtung entfernt und das hergestellte Teleskopsystem freigelegt. Für einen optimalen Materialeinsatz wird das überschüssige Pulver durch Sieben wieder aufbereitet und kann wieder verwendet werden.With selective laser melting, the layer data of the telescope system to be manufactured, divided into approx. 30 µm, is used to generate individual layer images that are exposed one after the other using the laser. Depending on the desired geometry, supports are first created in order to then expose the individual areas. If the energy input and the resulting stresses are to be kept low, the area to be exposed can be divided into small cuboids that are exposed in a different order so that there is no excessive local heat development. When a layer has been applied, the layer data of the subsequent layer is processed by exposing the surface of the subsequent layer. When manufacturing a telescope system, this step is repeated about 500-600 times. The excess metal powder is then removed from the device and the manufactured telescope system is exposed. For an optimal use of material, the excess powder is reprocessed by sieving and can be reused.

Nach dem Entnehmen des Teleskopsystems folgt ein thermischer Prozess unter Schutzgasatmosphäre. Die Schutzgasatmosphäre verhindert das Oxidieren des Teleskopsystems. Außerdem beeinflusst die Wärmebehandlung die Kristallisierung und führt zu einer homogenen Kornstruktur des Bauteils. Die Härte des Materials nimmt durch die thermische Behandlung ab und die Biegefestigkeit des Materials steigt. Verspannungen innerhalb des hergestellten Teleskopsystems werden abgebaut.After removing the telescope system, a thermal process follows in a protective gas atmosphere. The protective gas atmosphere prevents the telescope system from oxidizing. In addition, the heat treatment influences the crystallization and leads to a homogeneous grain structure of the component. The hardness of the material decreases due to the thermal treatment and the flexural strength of the material increases. Tensions within the manufactured telescope system are reduced.

Nach dem Entspannen des Teleskopsystems werden die möglichen Stützen entfernt, bevor in einem abschließenden Schritt das Teleskopsystem mikrogestrahlt wird, um die gewünschte Oberflächengüte herzustellen.After relaxing the telescope system, the possible supports are removed before, in a final step, the telescope system is microblasted to produce the desired surface finish.

Die Gitterstruktur des Sekundärteleskops kann anschließend mit Metallprimer behandelt werden. Anschließend wird Opaker von innen und außen auf die Gitterstruktur des Sekundärteleskops aufgetragen und anschließend mit UV-Licht ausgehärtet.The grid structure of the secondary telescope can then be treated with metal primer. Opaque is then applied to the lattice structure of the secondary telescope from the inside and outside and then cured with UV light.

Abschließend wird die Gitterstruktur des Sekundärteleskops mit Kunststoff infiltriert und anschließend das gesamte Teleskopsystem mit einer standardisierten Kunststoffschicht überzogen und im Lichthärtegerät auspolymerisiert.Finally, the lattice structure of the secondary telescope is infiltrated with plastic and then the entire telescope system is covered with a standardized plastic layer and polymerized in the light curing device.

Das Vorsehen der Öffnungen im Sekundärteleskop besitzt den weiteren Vorteil, dass ein Zahnarzt/Zahntechniker das Sekundärteleskop passgenau auf das Primärteleskop aufsetzen kann. Dazu wird die Innenseite des Sekundärteleskops mit lichthärtendem Kunststoffmaterial überzogen, woraufhin das Sekundärteleskop auf das Primärteleskop aufgesetzt wird, das überschüssige Kunststoffmaterial entfernt wird und anschließend das Kunststoffmaterial belichtet und ausgehärtet wird. Das UV-Licht kann dabei durch die Öffnungen im Sekundärteleskop hindurch treten, was bei einem Sekundärteleskop aus Metall und ohne Öffnungen nicht möglich wäre. Auf diese Weise lässt sich eine sehr hohe Passgenauigkeit erzielen.Providing the openings in the secondary telescope has the further advantage that a dentist/dental technician can place the secondary telescope on the primary telescope with a precise fit. For this purpose, the inside of the secondary telescope is coated with light-curing plastic material, whereupon the secondary telescope is placed on the primary telescope, the excess plastic material is removed and then the plastic material is exposed and cured. The UV light can pass through the openings in the secondary telescope, which would not be possible with a secondary telescope made of metal and without openings. In this way, a very high fitting accuracy can be achieved.

Selbst eine Reparatur des Teleskopsystems in der Zahnarztpraxis ist möglich. Sollte die Passgenauigkeit und damit Friktion zwischen dem Primärteleskop und dem Sekundärteleskop verloren gegangen sein, lässt sich die Innenseite des Sekundärteleskops erneut mit Kunststoff beschichten und dieser wie oben beschrieben erneut ausgehärtet werden.Even a repair of the telescope system in the dental practice is possible. Should the passage If accuracy and thus friction between the primary telescope and the secondary telescope have been lost, the inside of the secondary telescope can be coated again with plastic and this can be cured again as described above.

Das erfindungsgemäße Teleskopsystem lässt sich stark automatisiert fertigen, hat einen geringen Materialverbrauch und damit Kosten und ermöglicht sogar eine einfache kostengünstige erneute Anpassung durch einen Zahnarzt/Zahntechniker, wenn dies erforderlich sein sollte.The telescope system according to the invention can be manufactured in a highly automated manner, has low material consumption and thus costs, and even allows a simple, cost-effective re-adaptation by a dentist/dental technician, if this should be necessary.

Claims

Telescope system for use in dental prosthetic telescopic technology, comprising a secondary telescope (20) which includes a secondary framework with a lattice structure with a large number of openings (22), the secondary framework being produced by means of an additive process, preferably using a laser melting process.

telescopic system claim 1 , characterized in that the secondary telescope (20) consists of a metal alloy whose main components are the elements Co and Cr.

telescopic system claim 1 , characterized in that the secondary telescope (20) consists of a metal alloy whose main components are the elements Ti, Al and V.

Telescope system according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary telescope (20) is constructed in one piece with a metal prosthesis which can be positioned over a patient's jaw.

Telescope system according to one of the preceding claims, characterized in that the lattice structure of the secondary telescope (20) has humps corresponding to the physiological formation of the tooth to which the secondary telescope (20) of the telescope system (10) can be attached.

Telescope system according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of openings (22) in the lattice structure in the metal matrix in that area which comes to lie over a primary element (18) designed as a primary telescope or web construction is between 50% and 80%.

Telescope system according to one of the preceding claims, characterized in that a large number of openings (22) of the lattice structure are essentially hexagonally shaped.

A method of manufacturing a telescope system according to any one of the preceding claims, comprising the steps of: - optically scanning the geometry of a primary element (18) which is a primary telescope or a ridge construction; - electronic processing of data obtained by optical scanning; - Manufacture of a telescope system (10) with a secondary telescope (20), which can be placed on the primary element (18) in such a way that between the primary element (18) and the secondary telescope (20) there is a gap, which can be preselected during electronic processing of the data, for infiltration with a photopolymerizable or dual-curing or autopolymerizing composite plastic; characterized in that the telescope system (10) is produced from metal powder by means of an additive process, preferably with the aid of a laser melting process.

procedure after claim 8 , further comprising the step of: - relaxing the manufactured telescope system (10) in a high-temperature furnace under a protective gas atmosphere.

procedure after claim 8 or 9 , comprising the final step of microblasting the telescope system (10), in particular in the area of the secondary telescope (20), preferably with particles of Al ₂ O ₃ .