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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnschiene zur Behandlung von Zahnfehlstellungen, insbesondere durch Einzelzahnbewegung, weiter insbesondere einer Alignerschiene, durch Tiefziehen einer Folie oder eines Folienverbundes auf einem Kiefermodell.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Zahnschiene zur Behandlung von Zahnfehlstellungen, insbesondere eine Alignerschiene, erhältlich durch Tiefziehen einer Folie oder eines Folienverbundes auf einem Kiefermodell.
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Zahnfehlstellungen können einerseits zu Fehlbelastungen von Zähnen, Knochen und der Muskulatur führen, woraus sich Fehlbildungen der Zähne und Kiefer sowie der Kiefer- und Gesichtsmuskulatur entwickeln können. Andererseits werden Zahnfehlstellungen oftmals als ästhetisch störend empfunden und deshalb häufig auch ohne zahnmedizinische Notwendigkeit behandelt. Zur Korrektur von Zahnfehlstellungen sind verschiedene zahnmedizinische Apparaturen bekannt. So werden beispielsweise häufig herausnehmbare Zahnspangen oder festsitzende Zahnspangen zur Korrektur von Kiefer- und/oder Zahnfehlstellungen verwendet. Insbesondere feste Zahnspangen werden von Patienten häufig als störend empfunden. So kann beispielsweise das Sprachgefühl sowie die Aussprache des Patienten durch feste und lose Zahnklammern negativ beeinflusst werden. Zudem werden feste und herausnehmbare Zahnspangen als wenig ästhetisch ansprechend empfunden.
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Aus diesem Grund sind aus dem Stand der Technik sogenannte Alignerschienen bekannt, die aus einem durchsichtigen Kunststoff bestehen und besonders dünn ausgeführt sind. Entsprechende Zahnschienen können eine Dicke von weniger als 1 mm aufweisen. Bei der sogenannten „Alignertherapie“ wird die Kunststoffschiene bei ihrer Formgebung derart gestaltet, dass die Zahnschiene im Tragezustand einen leichten Druck auf die Zähne ausübt, welcher zur Folge hat, dass die Zähne im Kiefer in eine gewünschte Richtung gezielt bewegt werden. Zur Behandlung von Zahnfehlstellungen werden in der Regel mehrere Alignerschienen im zeitlichen Ablauf der Therapie benötigt, da die mögliche Zahnbewegung pro Zahnschiene begrenzt ist.
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Die einzelnen in der Regel im Tiefziehverfahren hergestellten Alignerschienen weisen mehrere Vertiefungen auf, wobei die Innenkontur einer Vertiefung der Außenkontur des jeweiligen zu bedeckenden Zahnes bzw. der Außenkontur der an dem Zahnfleisch herausragenden Teile der Zähne oder zumindest einem Bereich der Zahnkrone entspricht. Wird die Schiene über die Zähne des Ober- oder Unterkiefers gestülpt, nimmt die Schiene die Zahnkrone in diesen Vertiefungen auf. Die Schiene weist eine auf die Abformung der Zähne angepasste Passform auf, was zu einem sicheren Halt der Schiene auf den Zähnen führt. In der Regel wird die Zahnkrone von der Innenkontur der Vertiefung von allen zugänglichen Seiten aufgenommen. Der zur Korrektur der Zahnstellung erforderliche Druck kann deshalb grundsätzlich aus nahezu allen Raumrichtungen auf die Zähne ausgeübt werden.
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Die Vertiefungen der Zahnschiene entsprechen dabei einer Soll-Position der Zähne. Beim Überstülpen über die Zähne verformt sich die Alignerschiene elastisch, wodurch eine Kraft, die aus der elastischen Rückstellkraft des Materials der Schiene resultiert, auf die Zähne ausgeübt wird. Die Zahnschienen üben daher eine verhältnismäßig geringe Kraft auf die Zähne aus, wodurch eine besonders schonende Behandlung ermöglicht wird. Aus diesem Grund ist aber auch die Reichweite der Zahnbewegungen, die mit einer einzelnen Schiene erzielt werden kann, begrenzt. Auf dem Markt verfügbare Alignerschienen eigenen sich zu einer Zahnverschiebung von maximal 0,2 mm pro Schiene. Eine Zahnschiene muss dabei in der Regel 2 Wochen lang vom Patienten getragen werden, um die Zahnverschiebung von 0,2 mm zu erreichen. Wegen der mit einer Schiene zu erreichenden geringen Zahnverstellung ist bei der Alignertherapie für die Zahnkorrektur in der Regel der Einsatz von mehreren unterschiedlichen aufeinander abgestimmten Zahnschienen notwendig. Dies führt zu höheren Kosten und einer längeren Behandlungsdauer dieser Therapieform.
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Vor diesem Hintergrund ist es aus dem Stand der Technik weiter bekannt, Zahnschienen mit Federbolzenschrauben zur gezielten Einzelzahnbewegung zu versehen. Die Federbolzenschraube, auch Dehnschraube genannt, übt dabei eine gezielte Kraft auf einen Zahn aus. Die Federbolzenschraube kann durch eine Schlitzdrehung in ihrer Länge verstellt werden und mit der Zahnverstellung „mitwachsen“, wobei mit einer Schiene Zahnbewegungen von 5 bis 7 mm möglich sind.
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Nachteilig an dem Einsatz von Federbolzenschrauben ist zum einen die Notwendigkeit, die Federbolzenschraube in regelmäßigen Abständen durch Drehung manuell zu verstellen, um weiterhin Druck auf den zu verstellenden Zahn auszuüben und die Zahnverstellung weiter fortzuführen. Das Nachziehen der Federbolzenschraube wird von Patienten als aufwendig empfunden und auch häufig vergessen, was zu einer Verlängerung der Therapiedauer führt. Zum anderen ist das Befestigen der Federbolzenschraube in der Zahnschiene mit einem hohen manuellen Aufwand verbunden und kann lediglich von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnschiene zur Behandlung von Zahnfehlstellungen, insbesondere durch Einzelzahnbewegung, weiter insbesondere zur Herstellung einer Alignerschiene, und eine Zahnschiene, insbesondere eine Alignerschiene, zur Verfügung zu stellen, wobei die Zahnschiene in einfacher Weise herstellbar ist und eine Zahnkorrektur mit geringem Aufwand für den Patienten und bei geringen Kosten ermöglicht. Insbesondere soll die Zahnschiene eine verkürzte Behandlungsdauer von Zahnfehlstellungen im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Therapieformen zulassen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird gleichermaßen durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch eine Zahnschiene mit den Merkmalen von Anspruch 9 oder von Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung betritt eine Zahnschiene und deren Herstellung, wobei die Zahnschiene wenigstens ein separates mit der Zahnschiene verbundenes Verstellelement zur gerichteten Zahnbewegung von einer IST-Position in eine Soll-Position aufweist, wobei das Verstellelement zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, aus einem elastischen Kunststoffmaterial besteht und/oder ein elastisches Kunststoffmaterial aufweist und wobei eine gerichtete Zahnbewegung durch eine im Tragezustand der Zahnschiene auf den Zahn wirkende Rückstellkraft des Verstellelements bewirkt wird.
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Bei einem „Verstellelement“ im Sinne der Erfindung handelt es sich um eine von der Zahnschiene separate Funktionseinheit bzw. ein separates Bauteil, dass vorzugsweise aus einem anderen Material besteht und/oder ein anderes Material als die Zahnschiene aufweist. Vorzugsweise unterscheiden sich die mechanischen, insbesondere die elastischen Eigenschaften des Verstellelements von den Eigenschaften der Zahnschiene. Besonders bevorzugt weist das Verstellelement eine höhere Elastizität auf als die Zahnschiene.
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Die Zahnschiene wird vom Patienten über die Zähne des Kiefers gestülpt, wobei das Verstellelement vom Zahn mittelbar oder unmittelbar verdrängt bzw. in Richtung zur Zahnschiene gedrückt und zwischen der Zahnschiene und dem Zahn mittelbar oder unmittelbar gestaucht wird. Die an den Zähnen befestigte Zahnschiene dient dabei als festes, unverschiebbares Gegenlager. Die Rückstellkraft des Verstellelementes bewirkt eine Bewegung des Zahns in Richtung der ausgeübten Kraft, bis das Verstellelement seine Stauchung vollständig oder im Wesentlichen vollständig abgebaut hat. Über den kompletten Rückstellweg der Stauchung übt das Verstellelement eine vorzugsweise gleichbleibende Kraft auf den zu verstellenden Zahn aus. Das Tragen der Zahnschiene kann zu Beginn durch einen leichten Aufbissdruck gekennzeichnet sein.
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Der Patient muss das Verstellelement während der Therapie nicht manuell einstellen und an die bereits erfolgte Zahnbewegung anpassen, wie dies beispielsweise bei Zahnschienen der Fall ist, die Federbolzenschrauben als Verstellelemente vorsehen. Die Therapie kann somit in einer für den Patienten sehr komfortablen Weise erfolgen. Gleichzeitig sorgt das Verstellelement aufgrund der Zahnverstellung durch elastische Rückstellkräfte für eine schonende Kraftübertragung auf den Zahn. Ein zu verstellender Zahn lässt sich zudem unter der Wirkung des Verstellelements bereits mit einer Zahnschiene über eine vergleichsweise große Strecke bei vergleichsweise kürzerer Behandlungsdauer von einer Ist-Position in eine Soll-Position bewegen.
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Vorzugsweise liegt das Verstellelement im Tragezustand der Zahnschiene unmittelbar gegen wenigstens einen Zahn an. Durch die Stauchung des Verstellelements beim Einsetzen der Zahnschiene auf die Zähne des Kiefers wird eine Rückstellkraft auf einen zu bewegenden Zahn übertragen, was zu einer gerichteten Zahnverstellung führt. Die Kraft wirkt somit direkt gegen den zu verstellenden Zahn. Die Rückstellkraft des gestauchten Verstellelementes bewirkt eine Bewegung des Zahns in Richtung der ausgeübten Kraft, bis die Stauchung vollständig oder im Wesentlichen vollständig abgebaut ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass für die Herstellung der Schiene durch Tiefziehen ein Kiefermodell ausgewählt wird, das wenigstens einen Platzhalter für ein separates Verstellelement aufweist. Durch den Platzhalter wird beim Tiefziehen der Folie ein Aufnahmeraum geschaffen, der es zulässt, das Verstellelement nach dem Tiefziehen der Folie in den Aufnahmeraum einzubringen und mit der Zahnschiene zu verbinden. Durch die Größe, Form und Position des Platzhalters an dem Kiefermodell wird die Größe, Form und Position eines Aufnahmeraums an der Zahnschiene zur Aufnahme eines Verstellelements festgelegt. Der Platzhalter wird gebildet durch einen Vorsprung am Kiefermodell, der über den abgeformten Zahnbogen bzw. einen Zahn des Kiefermodells vorsteht. Der Vorsprung wird während des Tiefziehvorgangs mit abgeformt und bildet einen Aufnahmebereich in der Zahnschiene für das Verstellelement. Im Vergleich zur nachträglichen Schaffung eines Aufnahmeraums für das Verstellelement, beispielsweise durch Einbringen einer Bohrung in die Zahnschiene nach erfolgtem Tiefziehen, wird erfindungsgemäß der Aufnahmeraum bereits während des Tiefziehvorgangs ausgebildet, woraus eine vereinfachte Herstellung der erfindungsgemäßen Zahnschiene resultiert.
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Bei der erfindungsgemäßen Zahnschiene ist das Verstellelement dementsprechend in einen bereits beim Tiefziehen der Folie geschaffenen Aufnahmeraum eingebracht und mit der Zahnschiene verbunden, vorzugsweise rein stoffschlüssig, gegebenenfalls aber auch stoff- und/oder formschlüssig.
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Im Rahmen einer Zahnkorrektur kann eine erste Zahnschiene eingesetzt werden, die wenigstens ein erstes Verstellement aufweist. Im Tragezustand bewirkt dann die erste Zahnschiene unter der Wirkung des ersten Verstellelements eine Zahnverschiebung wenigstens eines Zahns von einer Ist-Position in eine erste Soll-Position. Hat der Zahn die erste Soll-Position erreicht, kann eine erneute Kieferabformung erfolgen zur Herstellung einer zweiten an die neue Zahnstellung angepassten Zahnschiene mit wenigstens einem zweiten Verstellelement, um den zu verstellenden Zahn von der ersten Soll-Position in eine zweite, beispielsweise eine finale Soll-Position zu verschieben. Das erste Verstellelement und das zweite Verstellelement können dabei im Hinblick auf Dimensionierung, Material und/oder elastische Rückstellkräfte des Verstellelements gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.
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Generell kann eine Zahnschiene auch mehrere gleich oder unterschiedlich ausgebildete Verstellelemente aufweisen, um verschiedene Zähne vorzugsweise unabhängig voneinander bei gleichen oder unterschiedliche Verstell- bzw. Rückstellkräften verstellen zu können.
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In vorteilhafter Weise ist das Verstellelement fest, d.h. nicht zerstörungsfrei lösbar mit der Zahnschiene verbunden. Die Kraftübertragung zwischen dem Verstellelement und der Zahnschiene ist dabei besonders vorteilhaft sichergestellt.
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Um den Montageaufwand zu verringern, kann das Verstellelement manuell in den Aufnahmeraum eingeklebt werden, wobei, vorzugsweise, das Verstellelement im Wesentlichen lediglich über eine stoffschlüssige (Klebstoff-)Verbindung an der Zahnschiene gehalten ist. Zusätzlich kann das Verstellelement jedoch auch aufgrund seiner elastischen Eigenschaften beim Einbringen in den Aufnahmeraum reversibel verformt werden und aufgrund elastischer Rückstellkräfte eine formschlüssige Verbindung mit der Zahnschiene eingehen. Beispielsweise kann das Verstellelement bei der Befestigung mit der Zahnschiene auch in eine den Aufnahmeraum begrenzende Hinterschneidung in und/oder an der Zahnschiene eingedrückt werden.
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Es ist nicht ausgeschlossen, dass bei einer gleichen Schiene unterschiedliche Verstellelemente gegeneinander ausgetauscht werden können, um unterschiedlich große Rückstellkräfte und/oder Verstellwege bereitzustellen. So kann beispielsweise ein Verstellelement nach dem Erreichen eines Therapiezwischenziels manuell von der Schiene getrennt und durch ein anderes Verstellelement mit größerer Rückstellkraft ausgetauscht werden, das zum Erreichen eines weiteren Therapieziels verwendet wird.
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Unterschiedliche Verstellelemente können unterschiedliche Geometrien, Größen und elastische Eigenschaften, insbesondere unterschiedliche Elastizitätsmodule, aufweisen. Unterschiedliche Verstellelemente können aus Materialien mit unterschiedlichen Elastizitätsmodulen bestehen und/oder solche Materialien aufweisen. Verstellelemente können somit individuell an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. So kann beispielsweise ein Verstellelement zur gleichzeitigen Verstellung mehrerer Zähne größer dimensioniert sein als ein Verstellelement zur gezielten Einzelzahnverstellung.
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Der durch den Platzhalter geschaffene Aufnahmeraum in der Zahnschiene ist vorzugsweise lediglich einseitig geöffnet. Die Größe und Form des Aufnahmeraums ist vorzugsweise an die Größe und Form eines mit der Schiene zu verbindenden Verstellelements angepasst.
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Das Verstellelement kann mit einem Befestigungsende stirnseitig und, vorzugsweise, im Wesentlichen vollflächig auf die Zahnschiene aufgeklebt bzw. an die Zahnschiene geklebt ist. Die Verklebung des Verstellelements mit der Zahnschiene stellt eine stabile Verbindung sicher.
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Die im Tragezustand von einem Verstellelement der erfindungsgemäßen Zahnschiene auf wenigstens einen Zahn übertragene Rückstellkraft ist unter anderem abhängig vom Elastizitätmodul des Materials des Verstellelements, dem erreichten Stauchweg des Verstellelements beim Einsetzen der Zahnschiene in den Mund und der Dimensionierung sowie der Form des Verstellelements.
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Beispielsweise kann das Verstellelement die Form eines Rotationskörpers, insbesondere die Form eines einschaligen Hyperboloids, aufweisen. Die Außenfläche des Verstellelements kann durch Rotation einer Hyperbel um ihre Nebenachse entstehen und ein zusammenhängendes Flächenstück sein. Auch andere Rotationskörper sind möglich. Bei einer hyperboloiden Form kann das Verstellelement unterschiedlich große im Wesentlichen kreisförmige Stirnflächen aufweisen.
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Ein zur Befestigung des Verstellelements an der Zahnschiene vorgesehenes Befestigungsende des Verstellelements kann eine ebene bzw. flache, nicht gewölbte Stirnfläche aufweisen. Das Gleiche gilt vorzugsweise für eine Stirnfläche an dem gegenüberliegenden Kraftübertragungsende des Verstellelements. Alternativ kann die Stirnfläche aber auch nicht eben, beispielsweise gewölbt, ausgebildet sein.
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Eine einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Zahnschiene sieht vor, dass ein vorgefertigter Platzhalter vor dem Tiefziehen der Folie auf ein bereit gestelltes Kiefermodell, insbesondere ein Kiefermodell aus Gips, aufgebracht, insbesondere aufgeklebt wird. Für eine vereinfachte Herstellung kann die Erfindung vorsehen, dass ein Gipsmodell erstellt wird und dass der Platzhalter auf das Gipsmodell, bzw. auf wenigstens einen bei der Zahnbehandlung mit der Zahnschiene zu bewegenden Zahn des Gipsmodells, aufgebracht wird.
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Es ist zweckmäßig, wenn der Platzhalter auf der Zahninnenseite auf das Kiefermodell aufgebracht wird. Der Platzhalter kann dazu palatinal/lingual auf wenigstens einen zu bewegenden Zahn des Gipsmodells aufgeklebt werden. Die fertige Zahnschiene weist dementsprechend das Verstellelement auf der Zahninnenseite des Patienten auf.
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Der Platzhalter kann eine im Vergleich zum Verstellelement und/oder im Vergleich zum Material der Zahnschiene größere Härte und/oder geringere Elastizität aufweisen. Wird die Zahnschiene nach dem Tiefziehen der Folie vom Kiefermodell abgezogen, kann es zu einer bereichsweisen Verformung der Schiene um den Platzhalter herum kommen, so dass dieser aus der Schiene austreten kann.
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Der Platzhalter kann aus einem harten Kunststoffmaterial bestehen, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise aus Polymethylmethacrylat (PMMA). Die Folie zur Herstellung der Zahnschiene kann dagegen beispielsweise aus einem Material bestehen, dass in der
DE 10 2013 010 354 A1 beschrieben ist. Beispielsweise können Folien aus Polycarbonat (PC) eingesetzt werden oder aus Polyethylenterephthalat (PET) oder auch deren Kombinationen.
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Das Verstellelement besteht vorzugsweise aus Silikon und/oder weist Silikon auf. Das Verstellelement kann aus einem Kunststoffmaterial mit einer Shore-Härte nach DIN ISO 7619-1:2012-02 zwischen 30 und 80 Shore-A, vorzugsweise zwischen 40 und 70 Shore-A, weiter vorzugsweise zwischen 50 und 60 Shore-A, bestehen oder ein solches Kunststoffmaterial aufweisen.
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Um Platz für die Zahnbewegung bei der Behandlung von Zahnfehlstellungen zu haben, kann vor dem Tiefziehen der Folie eine Auftragsmasse, insbesondere eine elastische Auftragsmasse, wie Silikon, Hartwachs oder auch Knete, auf das Kiefermodell zur Bildung einer Ausblockung aufgebracht werden.
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Eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorsehen, dass auf der Grundlage eines Gipsmodells eines zu behandelnden Kiefers eines Patienten und/oder eines Intraoralscans ein virtuelles 3D-Modell des zu behandelnden Kiefers erstellt wird, dass in dem virtuellen 3D-Modell wenigstens ein Platzhalter zur Schaffung des Aufnahmeraums simuliert wird und dass auf der Grundlage des simulierten virtuellen 3D-Modells das Kiefermodell für den Tiefziehvorgang der Zahnschiene hergestellt wird. Zur Erfassung der Patientensituation kann eine konventionelle Abformung eines zu behandelnden Kiefers sowie Gegenkiefers erfolgen und die Übergabe an ein Labor mit dort folgendem Gießen von Gipsmodellen. Auf Grundlage dieser Modelle und/oder von Intraoralscans lässt sich mit einer geeigneten Software ein virtuelles 3D-Modell erstellen, das eine Simulation beispielsweise von Rotation, Extrusion/Intrusion, Mesial-/Distal-Torque und labial/lingual-Bewegungen zulässt. Im Übrigen kann es die Software zulassen, einen Platzhalter zu simulieren, d.h. einen vorspringenden an die Form des Verstellelements angepassten Bereich. Durch 3D-Druck kann auf der Grundlage des 3D-Modells dann ein Kiefermodell aus Kunststoff hergestellt werden, das bereits den Platzhalter als integralen Bestandteil aufweist. Durch Rapid-Prototyping lassen sich auf einfache Weise solche Kiefermodelle aus Kunststoff herstellen. Eine Nachbehandlung des Kiefermodells durch Fräsen ist möglich. Die Herstellung der Zahnschiene erfolgt dann durch Tiefziehen auf dem Kiefermodell aus Kunststoff.
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Weiter vorzugsweise ist das Verstellelement zur Einzelzahnbewegung durch Übertragung einer Druckkraft auf lediglich einen Zahn des Patienten dimensioniert und/oder an der Zahnschiene angeordnet. Die Dimensionierung des Verstellelements kann dabei so angepasst sein, dass das Verstellelement lediglich gegen einen Zahn anliegt oder lediglich auf einen Zahn eine Rückstellkraft ausübt, was zu einer individuellen Verstellung eines einzelnen Zahns durch die Rückstellkraft des Verstellelementes führt. Alternativ kann ein Verstellelement aber auch gegen mehr als einen Zahn anliegen und zur gemeinsamen Verstellung von wenigstens zwei Zähnen vorgesehen sein und eine entsprechend größere Dimensionierung aufweisen.
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Besonders bevorzugt liegt das Verstellelement im Tragezustand der erfindungsgemäßen Zahnschiene im Wesentlichen mittig gegen eine Zahnfläche an. Auf diese Weise wird eine präzise, zielgerichtete Bewegung eines Zahns in eine gewünschte Soll-Position ermöglicht.
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Bevorzugt ist das Verstellelement einstückig aus einem elastischen Material ausgebildet. Weiter vorzugsweise weist das Verstellelement zumindest über seine Erstreckung in Richtung des zu verstellenden Zahns konstante und/oder homogene Materialeigenschaften auf.
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Vorzugsweise lässt sich mit einer erfindungsgemäßen Zahnschiene bereits eine Zahnbewegung von einer Ist-Position in eine Soll-Position über eine Strecke von wenigstens 0,2 mm, weiter vorzugsweise von wenigstens 0,5 mm, bevorzugt von 1 mm bis 2 mm erreichen. Damit kann mit einer einzelnen erfindungsgemäßen Zahnschiene dieselbe Zahnverstellung wie im Rahmen der Alignertherapie mit beispielsweise fünf Zahnschienen erreicht werden. Die erreichbare Zahnbewegung hängt von dem Grad der Stauchung des Verstellelements beim Eingliedern der Zahnschiene und den daraus resultierenden Rückstellkräften ab. Aufgrund der übertragenen Rückstellkräfte kommt es zur Zahnbewegung und zur Ausdehung des Verstellelements, so dass die Rückstellkräfte mit zunehmender Zahnverstellung abnehmen. Die maximale Zahnbewegung bzw. -verstellung ist dann erreicht, wenn die Rückstellkräfte so gering sind, dass eine weitere Zahnbewegung nicht mehr erfolgt oder eine deutliche Verlängerung der Tragedauer erfordern würde. Es kann dann eine zweite erfindungsgemäße Zahnschiene zur Anwendung kommen, die an die veränderte Zahnstellung angepasst ist und/oder ein an die veränderte Zahnstellung angepasstes Verstellelement aufweist, das größere Rückstellkräfte auf den Zahn überträgt. Die Zahnverschiebung um einen Milimeter kann dabei innerhalb von beispielsweise zwei bis vier Wochen erfolgen, so dass nach dieser Zeit eine zweite Zahnschiene zur weiteren Zahnverstellung angefertigt und verwendet werden kann.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Verstellelement zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, aus Silikon besteht und/oder Silikon aufweist. Durch den Einsatz eines Silikonmaterials kann über den gesamten Weg der Stauchung eine im Wesentlichen gleichbleibende Rückstellkraft erzielt werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass das Verstellelement aus einem biokompatiblen Silikon besteht, um eine negative Wechselwirkung mit dem Körper auszuschließen. Weiter vorzugsweise kann ein additionsvernetzendes Silikon als Material verwendet werden, beispielsweise ein unter dem Handelsnamen „Odontosil 50“ oder „Odontosil 60“ der Firma Dreve Dentamid GmbH, Unna (DE), vertriebenes Silikonmaterial.
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Bevorzugt weist das Kunststoffmaterial eine Shore-Härte nach DIN ISO 761-1:2012-02 zwischen 30 bis 80 Shore-A, vorzugsweise zwischen 40 bis 70 Shore-A, weiter vorzugsweise zwischen 50 bis 60 Shore-A, auf. Auf diese Weise kann ein vorteilhaftes Verformungsverhalten des Verstellelements erreicht werden. Bei im Rahmen der Erfindung aufwendig durchgeführten Versuchsreihen hat wobei sich gezeigt, dass sich der Einsatz eines elastischen Kunststoffmaterials mit einer Shore-Härte in den oben genannten Bereichen besonders vorteilhaft auf die Rückstellkraft auswirkt, die im Wesentlichen über den gesamten Weg der Stauchung konstant bleibt. Des Weiteren kann eine Beschädigung der Zähne, insbesondere der Zahnoberflächen, wirkungsvoll vermieden werden. Auch ein versehentlicher Kontakt mit dem Zahnfleisch, beispielseise beim Einsetzten der Zahnschiene, hat keinen negativen Einfluss auf das Patientengewebe.
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Das Verstellelement kann vorzugsweise eine Rückstellung nach Verformung gemäß ISO 4823 von wenigstens 90 %, weiter vorzugsweise von wenigstens 95 %, bevorzugt von wenigstens 99,5, erreichen.
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In vorteilhafter Weise wird im Tragezustand der Zahnschiene von dem Verstellelement eine Rückstellkraft bzw. Druckkraft von weniger als 1 N, vorzugsweise von weniger als 0,7 N, weitervorzugsweise von weniger als 0,5 N, auf einen zu verstellenden Zahn ausgeübt. Damit ist eine wirkungsvolle Zahnbewegung sichergestellt.
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Gleichzeitig können Zahnbeschädigungen, insbesondere Beschädigungen der Zahnoberflächen, durch den Zahnkontakt mit dem Verstellelement wirkungsvoll ausgeschlossen bzw. vermieden werden.
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Die Größe eines Verstellelements kann an den zu verstellenden Zahn angepasst sein. So kann beispielsweise ein Verstellelement zur Verstellung der oberen mittleren Schneidezähne und zur Verstellung aller Eckzähne einen Durchmesser von 3 mm bis 5 mm, vorzugsweise von ca. 4 mm, aufweisen. Zur Verstellung der oberen seitlichen Schneidezähne und aller unteren Schneidezähnen kann das Verstellelement einen Durchmesser von 2 mm bis 4 mm, vorzugsweise von im Wesentlichen 3 mm, aufweisen. Der Durchmesser kann sich dabei bevorzugt auf den Kraftübertragungsabschnitt des Verstellelements beziehen.
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Das Volumen eines Verstellelements kann vorzugsweise in einem Bereich zwischen 20 mm3 und 125 mm3, weiter vorzugsweise zwischen 25 mm3 und 100 mm3, bevorzugt zwischen 28 mm3 und 75 mm3, liegen. Damit werden ausreichend hohe Rückstellkräfte für die Zahnverstellung erreicht.
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Das Verstellelement kann ein Verhältnis der Länge zur Breite von 0,5 bis 1,5, vorzugsweise von 0,7 bis 1,2, weiter vorzugsweise von 0,8 bis1,1, bevorzugt von 0,9 bis 1,0, aufweisen. Das Verhältnis der Länge des Kraftübertragungsabschnitts in axialer Richtung zur Gesamtlänge des Verstellelements kann von 0,2 bis 0,6, vorzugsweise von 0,25 bis 0,5, bevorzugt von 0,3 bis 0,4, betragen. Das Verhältnis des Durchmessers des Kraftübertragungsabschnitts zum maximalen Durchmesser des Verstellelements kann zwischen 0,4 bis 0,9, vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,8, bevorzugt zwischen 0,6 und 0,7, betragen.
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Ein Kiefermodell kann dann mit einer dünnen, tiefgezogenen Folie, beispielsweise einer unter dem Handelsnamen bekannten ISOFOLAN Folie, bedeckt werden, um das Kiefermodell zu isolieren und eine glatte Oberfläche für die Innenseite der Zahnschiene zu erhalten. Darüber kann dann die eigentliche Zahnschiene eingearbeitet werden. Hierfür kann eine dickere Folie, beispielsweise eine unter dem Handelsnamen bekannte CA-Folie, beispielsweise aus einem abrasionsfesten PET-G Material, tiefgezogen werden. Die dickere Folie kann dabei eine Dicke von ca. 0,75 mm aufweisen.
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Es versteht sich, dass eine Zahnschiene mit einem Verstellelement auch mit anderen Elementen zur Zahnbehandlung, die bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind, kombiniert werden kann. So kann beispielsweise eine Zahnschiene mit zwei Zahnschienenteilen, die über eine Dehnschraube miteinander verbunden sind, um beispielsweise den Zahnbogen eines Kiefers zu weiten, auch wenigstens ein erfindungsgemäßes Verstellelement zur gezielten Einzelzahnbewegung aufweisen.
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Weiter versteht es sich, dass die Merkmale der zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung bedarfsweise miteinander kombiniert werden können, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist. Durch die gewählte Absatzformatierung ist eine Kombination der in unterschiedlichen Absätzen beschriebenen Erfindungsmerkmale nicht ausgeschlossen.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen
- 1 bis 4 schematisch Verfahrensschritte bei der Herstellung einer Zahnschiene nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und
- 5 schematisch ein Verstellelement zur Verwendung bei einer erfindungsgemäßen Zahnschiene.
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Anhand der 1 bis 4 wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Zahnschiene 2 zur Behandlung von Zahnfehlstellungen durch Einzelzahnbewegung beschrieben. Das beschriebene Verfahren ist jedoch nicht auf die Behandlung durch Einzelzahnbewegung beschränkt, sondern kann bei geeigneter Ausgestaltung der Zahnschiene 2 auch zur gleichzeitigen Therapie einer Fehlstellung von mehreren Zähnen eingesetzt werden.
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1 zeigt in einer Teilansicht ein Gipsmodell 1 zur Herstellung einer in 3 und 4 im Ausschnitt gezeigten Zahnschiene 2 durch Tiefziehen einer Folie auf dem Gipsmodell 1. 1 zeigt schematisch mehrere Zähne 3 des Gipsmodells mit einer Ansicht der Zahninnenseiten. Nach Herstellung des Gipsmodells 1 durch Abformung eines zu behandelnden Kiefers eines Patienten wird ein vorgefertigter Platzhalter 4 aus einem harten Kunststoffmaterial vorzugsweise palatinal/lingual auf einen zu bewegenden einzelnen Zahn 3 des Gipsmodells 1 geklebt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Platzhalter 4 auf den in 1 mittig gezeigten Zahn 3 geklebt.
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Gemäß 2 wird anschließend die Vorderfläche bzw. Zahnaußenseite des auf der Zahninnenseite mit dem Platzhalter 4 ausgerüsteten Zahns 3 des Gipsmodells 1 beispielsweise mit Hartwachs 5 ausgeblockt, damit sich ein zu behandelnder Zahn des Patienten im Tragezustand der Zahnschiene 2 ungehindert in die vorgesehene Richtung bewegen kann.
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Im nächsten Verfahrensschritt wird das mit dem Platzhalter 4 präparierte Gipsmodell 1 eingesetzt, um eine Kunststofffolie tiefzuziehen. Beispielsweise kann eine 0,7 mm dicke Kunststofffolie auf dem präparierten Gipsmodell 1 tiefgezogen werden. Durch den von Platzhalter 4 geschaffenen Hohlraum wird ein Aufnahmeraum für ein Verstellelement 6 geschaffen, wobei das Verstellelement 6 in 5 gezeigt ist. Die Form des Platzhalters 4 entspricht vorzugsweise im Wesentlichen der Form des Verstellelements 6. Das Verstellelement 6 besteht aus einem elastischen Kunststoffmaterial, wie Silikon, und bewirkt eine gerichtete Zahnbewegung durch eine im Tragezustand der Zahnschiene 2 auf den Zahn des Patienten wirkende Rückstellkraft des Verstellelements 6.
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Das Verstellelement 6 kann in den in der Zahnschiene 2 durch den Platzhalter 4 beim Tiefziehen gebildeten Aufnahmeraum eingeklebt werden, nachdem die Zahnschiene 2 nach Beendigung des Tiefziehvorgangs vom Gipsmodell 1 abgenommen worden ist. Das Einkleben des Verstellelements 6 in den Aufnahmeraum erfolgt manuell.
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3 zeigt das Verstellelement 6 in einer Ansicht von vorne, während 4 die Zahnschiene 2 in einer Ansicht von oben auf den Bereich zeigt, der beim Tragen der Zahnschiene 2 auf die zu behandelnden Zähne aufgestülpt wird. Im Tragezustand wirkt das Verstellelement 6 gegen eine Zahninnenfläche eines zu bewegenden Zahns des Patienten, der in Folge des vom Verstellelement 6 ausgeübten Drucks in die vom Verstellelement 6 abgewandte Richtung bewegt wird.
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Das Verstellelement 6 kann mit einer Länge von beispielsweise ca. 1 mm über die Außenfläche der Zahnschiene 2 hervorstehen und damit eine Zahnbewegung von ca. 1 mm bewirken. Es versteht sich, dass die in den Figuren gezeigten Abmessungen nicht maßstabsgetreu sind. Auch kann die Form des Platzhalters 4 und des Verstellelements 6 von den in den 1 bis 5 gezeigten Formen abweichen. Das Gleiche gilt für die Befestigungstiefe, mit der das Verstellelement 6 in die Zahnschiene 2 eindringt bzw. in der Zahnschiene 2 befestigt ist und für die Höhe des über die Zahnschiene 2 hervorstehenden Abschnitts des Verstellelements 6.
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In 4 ist gezeigt, dass das Verstellelement 6 die Form eines Hyperboloids aufweisen kann. Eine erste insbesondere kreisförmige Stirnfläche 7 an einem Befestigungsende 8 des Verstellelements 6 und/oder eine zweite insbesondere kreisförmige Stirnfläche 9 an einem Kraftübertragungsende 10 des Verstellelements 6 kann eben bzw. flache und nicht gewölbt ausgebildet sein, um eine vollflächige Anlage des Verstellelements 6 an der Zahnschiene 2 einerseits und an einen Zahn des Patienten andererseits zu erreichen. Es ist aber nicht ausgeschlossen, dass wenigstens eine Stirnfläche 7, 9 nicht eben ausgebildet ist, sondern beispielsweise gewölbt ist, um in Abhängigkeit von dem Oberflächenverlauf der Zahnschiene 2 und/oder eines Zahns des Patienten eine bessere Anlage des Verstellelements 6 sicherzustellen.
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Das Verstellelement 6 kann gleich große oder, wie in 5 gezeigt, unterschiedlich große Stirnflächen 7, 9 aufweisen. Auch kann eine Kraftübertragungsfläche 9 am Kraftübertragungsende 10 des Verstellelemnts 6 größer sein als eine Befestigungsfläche 7 am Befestigungsende 8 des Verstellelements 6.
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Die gezeigte Ausführungsform des Verstellelements 6 bedingt eine einfache Montage der Zahnschiene 2 durch An- und/oder Einkleben des Verstellelements 6 an und/oder in den durch den Platzhalter 4 geschaffenen Aufnahmeraum und stellt eine gleichmäßige Kraftübertragung der zur Verstellung eines Zahns erforderlichen Druckkräfte sicher.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gipsmodell
- 2
- Zahnschiene
- 3
- Zahn
- 4
- Platzhalter
- 5
- Hartwachs
- 6
- Verstellelement
- 7
- Stirnfläche
- 8
- Befestigungsende
- 9
- Stirnfläche
- 10
- Kraftübertragungsende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013010354 A1 [0032]
