DE102020122214A1

DE102020122214A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kürzen von Prothesenzähnen für Dentalprothesen

Info

Publication number: DE102020122214A1
Application number: DE102020122214.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Uwe Stange; Matthias Möller; Stefan Payer; Silke Gall; Karl-Heinz Renz
Original assignee: Kulzer GmbH; Kulzer and Co GmbH
Current assignee: Kulzer GmbH
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2022-03-03
Also published as: WO2022043201A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kürzen von vorkonfektionierten Prothesenzähnen mit den Schritten:A) Erzeugen oder Bereitstellen eines virtuellen 3D-Modells einer Dentalprothese mit einem virtuellen Modell einer Prothesenbasis und mit zumindest einem virtuellen Modell von zumindest einem in der Prothesenbasis anzuordnenden bearbeiteten Prothesenzahn (4);B) Berechnen eines von zumindest einem Prothesenzahn (4) mit bekannter Geometrie abzuschneidenden zervikalen Volumens (9) durch Vergleichen des virtuellen Modells des bearbeiteten Prothesenzahns (4) mit einem virtuellen Modell eines vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) mit Hilfe eines CAD-Verfahrens;C) Berechnen einer Schnittfläche zum Abtrennen des in Schritt B) berechneten abzuschneidenden zervikalen Volumens (9);D) Fixieren eines vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) mit einer Halterung (12, 30), wobei der vorkonfektionierte Prothesenzahn (4) zumindest in einem zervikalen Bereich zumindest zu 90 Gew% aus einem Kunststoff besteht;E) Entfernen des in Schritt B) berechneten abzuschneidenden zervikalen Volumens (9) von dem fixierten vorkonfektionierten Prothesenzahn (4) durch zumindest einen Schnitt mit einem Laserstrahl (24), wobei der Laserstrahl (24) relativ zu dem zumindest einen fixierten Prothesenzahn (4) und/oder der Prothesenzahn (4) in der Halterung (12, 30) relativ zu dem Laserstrahl (24) entsprechend der zumindest einen berechneten Schnittfläche in Schritt C) geführt wird.Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen von Dentalprothesen und eine Vorrichtung zum Umsetzen eines solchen Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kürzen von vorkonfektionierten Prothesenzähnen für Dentalprothesen. Die Dentalprothesen werden mit den gekürzten Prothesenzähnen hergestellt, wobei die Dentalprothesen in Form von dentalen Teilprothesen oder Vollprothesen gefertigt werden. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen von Dentalprothesen in Form von dentalen Teilprothesen oder Vollprothesen, wobei die Dentalprothesen mehrere Prothesenzähne und eine Prothesenbasis als Zahnfleischimitat zum Auflegen auf eine Gingiva aufweisen und wobei die Prothesenzähne in der Prothesenbasis befestigt werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Umsetzen eines solchen Verfahrens.
Neben handwerklichen Techniken gewinnen digitale Fertigungsmethoden auch im Dentalbereich immer mehr an Bedeutung. Zahnersatz und andere dentale Formteile, wie zum Beispiel Kronen, Brücken und 3-dimensionale Modelle des Mundraums eines Patienten, werden seit einigen Jahren mittels CAD/CAM-Technologien subtraktiv in Fräsverfahren hergestellt (CAM - Computer-Aided Manufacturing, Deutsch: rechnerunterstützte Fertigung, CAD - Computer-Aided Design, Deutsch: rechnerunterstützte Konstruktion). Auch bei der Herstellung und dem Entwurf von dentalen Teil- und Vollprothesen mit Prothesenbasis zur Auflage auf der Gingiva und darin befestigten oder angeordneten Prothesenzähnen, werden zunehmend CAD/CAM-Verfahren angewendet.
Ferner gewinnen generative CAM-Verfahren wie Stereolithographie und DLP (Digital Light Processing) für Dentalprodukte auf Polymerbasis wie zum Beispiel für Provisorien, Prothesen, KFO-Apparaturen (Kiefer-Orthopädie-Apparaturen), Aufbissschienen, Bohrschablonen oder Dentalmodellen immer mehr an Bedeutung.
Im Rahmen des digitalen Designs von prothetischen Arbeiten, insbesondere von Teil- oder Totalprothesen wird die Konstruktion in einen „weißen“ Zahnanteil (die Prothesenzähne) und einen farbigen Prothesenbasisanteil (die Prothesenbasis) aufgegliedert.
Es gibt Verfahren, wie beispielsweise die aus der DE 10 2009 056 752 A1 oder der WO 2013/124 452 A1 bekannten Verfahren, bei denen eine dentale Teil- beziehungsweise Totalprothese digital aufgestellt und über CAD/CAM-Verfahren produziert wird. Aus dem Patent DE 103 04 757 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz bekannt, bei dem eine virtuelle Aufstellung der Zähne in ein virtuelles Modell erfolgt und die Herstellung einer Prothesenbasis auf der Basis des virtuellen Modells erfolgt. Die EP 2 742 906 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Zahnbogen mit einer Abformmasse verbunden wird, wobei die Abformmasse in einem individualisierten Abformlöffel enthalten ist und einen Abdruck der Mundraumsituation des Patienten enthält. Die Oberfläche der Form mit dem Zahnbogen wird digitalisiert und anschließend rechnerisch ein virtuelles Modell des Zahnbogens möglichst passend in dem virtuellen Modell der Prothesenbasis positioniert und orientiert.
Die WO 2016/091 762 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Dentalprothese, bei dem eine Schablone erzeugt wird, mit der mehrere Prothesenzähne in der gewünschten Lage und Orientierung zueinander an einer Prothesenbasis befestigt werden können. Die Prothesenzähne werden dabei durch basales Schleifen in einem zervikalen Bereich eingekürzt, um die gewünschte Bisshöhe herzustellen. Die WO 2016/110 392 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Dentalprothese, bei dem ein plastisch verformbares Verbindungsmittel in Zahnfächer einer Prothesenbasis eingebracht wird, um eine manuelle Korrektur der Ausrichtung der Prothesenzähne in der Prothesenbasis zu ermöglichen. Aus der DE 10 2008 019 694 B3 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung dentaler Körper aus Keramik mit einem Laser bekannt. Zum Bearbeiten von Kunststoffzähnen ist das System nicht geeignet. Dabei werden dentale Formkörper durch Abtragen der Keramik mit einem Laser aus einem keramischen Vollkörper erzeugt, wobei während der Herstellung die Bearbeitung optisch kontrolliert wird. Die dentalen Formkörper werden im Übermaß erzeugt, um die mit dem Laser nicht erreichbare Oberflächengüte nachträglich erzeugen zu können. Dies macht eine Nachbearbeitung in Form einer Präzisionsbearbeitung und einer Glättung erforderlich. Bei dem Verfahren kommt ein Faser-Laser mit einer hohen Leistung von mehr als 500 W zum Einsatz. Dies macht Sicherheitseinrichtungen notwendig. Die für die Steuerung der Schnittführung notwendige Scanner-Optik macht das Verfahren und die Einrichtung kostspielig. Anders lässt sich mit dem vertikalen Fokus des Systems kein sauberer Abtrag führen.
Zur Herstellung der Prothesenzähne besteht die Möglichkeit, die notwendigen Geometrien individuell zu fertigen, zum Beispiel durch Fräsen oder Drucken. In den meisten Fällen wird jedoch bevorzugt auf vorkonfektionierte Formkörper, zum Beispiel künstliche vorkonfektionierte Prothesenzähne zurückgegriffen. Diese haben aufgrund der exzellenten Ästhetik, der guten Materialeigenschaften sowie der hohen Fertigungspräzision durch industrielle Prozesse grundsätzliche Vorteile.
Vorkonfektionierte Prothesenzähne oder Prothesenzahnsegmente werden in einer großen Vielfalt angeboten, jedoch kann nicht jeder Anwendungsfall ohne Veränderung des Produkts realisiert werden. In vielen Fällen sind die vorkonfektionierten Prothesenzähne in einem zervikalen Bereich zu kürzen oder aber auch in der Dicke zu verändern, damit Sie innerhalb der definierten Außengeometrien der zukünftigen Prothese bleiben und sich funktional und ästhetisch gut einfügen.
Für den notwendigen Bearbeitungsvorgang sind verschiedene Verfahren bekannt. So kann beispielsweise ein Kürzen von in einem Rahmen mit Wachs definiert positionierten Prothesenzähnen erfolgen. Alternativ können die vorkonfektionierten Prothesenzähne auch manuell verändert werden, was jedoch die Verwendung eines vorab gefertigten Fixierschlüssels notwendig macht. Weitere bekannte Verfahren erfordern ein nachträgliches Kürzen der eingesetzten Zähne und Entfernen der überständigen Bereiche.
Die WO 2016/069 921 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Halterung von Prothesenzähnen, bei der eine zervikale (basale) Bearbeitung von vorkonfektionierten Prothesenzähnen ermöglicht wird. Ein weiteres Verfahren zur Halterung von Prothesenzähnen zum Zweck der zervikalen Bearbeitung ist aus der WO 2017/093 432 A1 bekannt. Mit der WO 2017/005 905 A1 wird vorgeschlagen, einen Satz Prothesenzähne, die in einer Schrumpffolie fixiert sind, zu bearbeiten. Dabei muss die Schrumpffolie mit der CAM-Vorrichtung in den Bereichen entfernt werden, an denen die Prothesenzähne bearbeitet werden sollen. Aus der US 2019/0 167 394 A1 ist eine Schablone bekannt, bei der die basal zu bearbeitenden Prothesenzähne an den Stellen abgedeckt werden, die nicht bearbeitet und damit gekürzt werden sollen. Die freiliegenden Bereiche der basalen Enden der Prothesenzähne können mit der Schablone auf einfache Weise manuell abgefräst werden.
Bei der Herstellung von herausnehmbarem Zahnersatz, wie dentalen Voll- und Teilprothesen, die mit Hilfe digitaler Daten mit einer CAD-Konstruktion gefertigt wurden, gibt es technische Lösungsansätze, die Daten der Prothesenbasis und der Zähne zu separieren. Die Prothesenbasis kann dabei durch ein generatives oder auch subtraktives Fertigungsverfahren hergestellt werden. Als Prothesenzähne kommen vorkonfektionierte Prothesenzähne aus Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat (PMMA), oder auch individuell hergestellte Prothesenzähne oder Zahnbögen aus den gleichen Ausgangsmaterialien in Frage. In jedem Fall müssen an der Prothesenbasis Zahnfächer zur Aufnahme dieser Prothesenzähne vorgesehen sein, in welche dann in einem nachgeschalteten manuellen Fertigungsschritt, die Prothesenzähne oder die Zahnbögen, zum Beispiel durch Kleben, befestigt werden.
Für den Prozess der digitalen Totalprothesen- (full denture) oder Teilprothesenfertigung ist es nötig, die vorkonfektionierte Prothesenzähne zervikal (basal) zu kürzen, um die Zahnhöhe der Prothesenzähne an den Patienten-Kiefer beziehungsweise an die Mundraumsituation des Patienten anzupassen.
Aus der EP 2 571 451 B1 und der EP 2 666 438 A2 sind Verfahren hierfür bekannt, bei denen vorkonfektionierte Prothesenzähne in einer Halterung in Wachs eingebettet werden und anschließend zervikal mittels CAM-Verfahren abgefräst werden. Die so gekürzten Prothesenzähne werden von dem Wachs befreit und anschließend in eine Prothesenbasis eingesetzt und dort eingeklebt, um eine Dentalprothese herzustellen. Hieran ist nachteilig, dass Teile des Wachses zusammen mit den abzutragenden Teilen der Prothesenzähne mit abgefräst werden müssen. Es ist notwendig, die Prothesenzähne zervikal zu kürzen, um die Zahnhöhe an den Kiefer des Patienten anzupassen, also um die Bisshöhe der Dentalprothese passend zu den Bedürfnissen des Patienten einzustellen. Zudem sind CAM-Fräsen teuer und aufwendig und nicht in jedem zahntechnischen Labor vorhanden.
Allen Verfahren gemein ist, dass es sich um eine mechanische Bearbeitung handelt, die zur Erreichung einer genügenden Präzision eine sehr stabile Fixierung erfordert. Diese kann durch Einspannen in ein Haltersystem oder aber durch Eingießen in ein Haltemedium, wie zum Beispiel Wachs erfolgen. Nachteilig bei der Bearbeitung der im allgemeinen kleinteiligen Prothesenzähne und Prothesenzahnsegmente ist dabei, dass aufgrund der notwendigen Zugänglichkeit der zu kürzenden zervikalen Bereiche kaum sichere Fixierungsflächen zur Verfügung stehen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere soll eine Möglichkeit gefunden werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine passgenaue zervikale Bearbeitung von vorkonfektionierten Prothesenzähnen möglich ist, die möglichst leicht, schnell und kostengünstig durchführbar ist. Dabei soll es nur zu einer möglichst geringen mechanischen Belastung der Prothesenzähne kommen. Die mechanische Belastung soll dabei geringer sein, als bei herkömmlichen Fräsverfahren. Zudem soll nach der Bearbeitung wenn möglich eine zum Einkleben der bearbeiteten Prothesenzähne geeignete Rauigkeit der Oberfläche vorliegen. Des Weiteren soll eine individuelle Formgebung im zervikalen Bereich ermöglicht werden, so dass die bearbeiteten Prothesenzähne derart indexiert sind, dass eine eindeutige Position und die Lage beziehungsweise die Orientierung der bearbeiteten Prothesenzähne in der Prothesenbasis vorgegeben ist.
Die Aufgaben der Erfindung werden gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 12. Bevorzugt Varianten werden mit den Unteransprüchen 2 bis 11 und 13 bis 15 beansprucht.
Die Aufgaben der Erfindung werden also gelöst durch ein Verfahren zum Kürzen von vorkonfektionierten Prothesenzähnen für Dentalprothesen in Form von dentalen Teilprothesen oder Vollprothesen, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:

A) Erzeugen oder Bereitstellen eines virtuellen 3D-Modells einer Dentalprothese mit einem virtuellen Modell einer Prothesenbasis als Zahnfleischimitat und mit zumindest einem virtuellen Modell von zumindest einem in der Prothesenbasis anzuordnenden bearbeiteten Prothesenzahn zur Nachbildung zumindest eines Zahns;
B) Berechnen eines von zumindest einem vorkonfektionierten Prothesenzahn mit bekannter Geometrie abzuschneidenden zervikalen Volumens durch Vergleichen des zumindest einen virtuellen Modells des zumindest einen bearbeiteten Prothesenzahns mit zumindest einem virtuellen Modell des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns mit Hilfe eines CAD-Verfahrens, wobei das abzuschneidende zervikale Volumen auf einer zervikalen Seite des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns angeordnet ist;
C) Berechnen zumindest einer Schnittfläche zum Abtrennen des in Schritt B) berechneten abzuschneidenden zervikalen Volumens von dem zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahn;
D) Fixieren von zumindest einem vorkonfektionierten Prothesenzahn mit einer Halterung, wobei der vorkonfektionierte Prothesenzahn zumindest in einem zervikalen Bereich zumindest zu 90 Gew% aus einem Kunststoff besteht;
E) Entfernen des in Schritt B) berechneten abzuschneidenden zervikalen Volumens von dem zumindest einen fixierten vorkonfektionierten Prothesenzahn durch zumindest einen Schnitt mit einem Laserstrahl, wobei der Laserstrahl relativ zu dem zumindest einen fixierten Prothesenzahn und/oder der Prothesenzahn in der Halterung relativ zu dem Laserstrahl entsprechend der zumindest einen berechneten Schnittfläche in Schritt C) geführt wird.

Dentalprothesen und damit dentale Teilprothesen und Vollprothesen sind zum Ersatz von vollständig verlorengegangenen Zähnen vorgesehen. Sie weisen zumindest einen Prothesenzahn und eine Prothesenbasis auf. Die Prothesenbasis ist ein Zahnfleischimitat. Eine Prothesenbasis kann auf einem zahnlosen Kiefer aufgelegt beziehungsweise dort befestigt werden. Der Prothesenzahn oder die Prothesenzähne dienen der Nachbildung verlorengegangener Zähne und sollen vor allem auch die Kaufunktion des Kiefers aber auch den ästhetischen Eindruck wiederherstellen.
Ein Prothesenzahn weist einen koronalen und einen zervikalen Bereich auf. Der zervikale Bereich ist dem koronalen Bereich gegenüberliegend angeordnet. Der koronale Bereich umfasst die Beißfläche (Okklusionsfläche) des Prothesenzahns und die umliegenden angrenzenden seitlichen Bereiche und soll vorzugsweise nicht bearbeitet werden. Der zervikale Bereich dient der Verankerung des Prothesenzahns in der Prothesenbasis und ist basal angeordnet. Hierzu kann der zervikale Bereich eines Prothesenzahns in einem passenden Zahnfach in der Prothesenbasis eingesetzt und mit diesem verbunden werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Kunststoff ein Polymethylmethacrylat-Kunststoff oder ein Kunststoff aus einem Methacrylatcopolymer ist.
Damit der Laserstrahl relativ zu dem zumindest einen fixierten Prothesenzahn und/oder der Prothesenzahn in der Halterung relativ zu dem Laserstrahl entsprechend der zumindest einen berechneten Schnittfläche in Schritt C) geführt wird, wird die vom Laserstrahl gebildete Linie so geführt, dass die Linie die zumindest eine berechnete Schnittfläche vollständig durchfährt, wobei die Linie des Laserstrahls immer in der Schnittfläche liegt und zwar insbesondere über die gesamte Schnittfläche.
Bevorzugt wird nur ein Schnitt mit dem Laserstrahl geführt. Es ist aber auch möglich den zumindest einen Prothesenzahn wenigstens einmal neu zu Positionieren und dann jeweils einen weiteren Schnitt durchzuführen. Hierfür kann eine automatisierte Positionierung des zumindest einen Prothesenzahns vorgenommen werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schnittfläche die zervikale Achse des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns schneidet, bevorzugt die Schnittfläche senkrecht oder nahezu senkrecht zur zervikalen Achse liegt. Wenn die Schnittfläche nahezu senkrecht zur zervikalen Achse des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns liegt, soll die Schnittfläche (im Mittel) nicht mehr als 30° gegen die zervikale Achse geneigt sein, bevorzugt nicht mehr als 15° gegen die zervikale Achse geneigt sein. Die zervikale Achse erstreckt sich von dem koronalen Ende zum zervikalen Ende des Prothesenzahns und verläuft vorzugsweise durch den Schwerpunkt des jeweiligen Prothesenzahns.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Schnittfläche gewellt und/oder gestuft ist. Hierdurch kann eine Indexierung des zumindest einen bearbeiteten Prothesenzahns auf der zervikalen Seite erzeugt werden. Hierdurch kann eine eindeutige Positionierung der Prothesenzähne in der Prothesenbasis sichergestellt werden.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass durch das Entfernen des abzuschneidenden zervikalen Volumens in Schritt E) die Zahnhöhe des zumindest einen Prothesenzahns verringert wird, besonders bevorzugt um mindestens 1 % verringert wird. Die Zahnhöhe entspricht der Länge der zervikalen Achse innerhalb des Volumens des Prothesenzahns.
Die koronale Seite des zumindest einen Prothesenzahns wird vorzugsweise nicht geschnitten und bleibt besonders bevorzugt unverändert.
Es kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Schnittfläche durch zumindest eine Schnittebene realisiert wird.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Schnittfläche eine Grenzfläche zwischen dem von dem zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahn abzuschneidenden zervikalen Volumen und dem jeweils restlichen Prothesenzahn beinhaltet.
Hierdurch wird ein Abtrennen des abzuschneidenden zervikalen Volumens in möglichst wenigen Schritten ermöglicht.
Ferner kann vorgesehen sein, dass in Schritt B) ein Berechnen mehrerer von mehreren vorkonfektionierten Prothesenzähnen mit bekannter Geometrie abzuschneidender zervikaler Volumen erfolgt, in Schritt D) mehrere vorkonfektionierte Prothesenzähne fixiert werden und in Schritt E) die mehreren vorkonfektionierten Prothesenzähne mit dem Laserstrahl geschnitten werden, wobei vorzugsweise die Schnittflächen in Schritt B) derart gewählt werden, dass jeder der in Schritt E) bearbeiteten Prothesenzähne eine individuelle zervikale Form erhält.
Hierdurch kann eine Verwechslung der Positionen der bearbeiteten vorkonfektionierten Prothesenzähne beim Einsetzen in eine Prothesenbasis mit passenden Zahnfächern verhindert werden.
Auch kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn vollständig oder zumindest in einem zervikalen Bereich aus einem Kunststoff besteht.
Die Bearbeitung des zumindest einen Prothesenzahns mit Laserschnitten wird hierdurch ermöglicht oder zumindest wesentlich erleichtert.
Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass der Kunststoff zumindest ein anorganisches Pigment und/oder zumindest einen anorganischen Füllstoff aufweist.
Hierdurch können das optische Erscheinungsbild und die mechanischen Eigenschaften der Prothesenzähne verbessert werden.
Besonders bevorzugt weist der Kunststoff bis zu 5 Gew%, ganz besonders bevorzugt zwischen 1 Gew% und 5 Gew% des zumindest einen anorganischen Pigments und/oder des zumindest einen anorganischen Füllstoffs auf.
Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Schnitte noch mit üblichen Lasern durchführen lassen, gleichzeitig aber die Vorteile hinsichtlich des optischen Erscheinungsbilds und der mechanischen Eigenschaften des zumindest einen Prothesenzahns durch Pigmente und Füllstoffe verbessern lassen.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Kopf eines Lasers zum Erzeugen des Laserstrahls und/oder eine Optik bewegt wird, um den Laserstrahl relativ zu dem zumindest einen fixierten Prothesenzahn zu bewegen.
Hiermit kann der Laserstrahl zum Erzeugen des Schritts auch bei feststehendem Laser und feststehendem zumindest einem Prothesenzahn zum Erzeugen des gewünschten Schnitts geführt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zum Erzeugen des Laserstrahls ein CO₂-Laser verwendet wird.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Laserstrahl eine Leistung von weniger als 1 kW hat, bevorzugt eine Leistung zwischen 4 W und 400 W hat, besonders bevorzugt eine Leistung zwischen 20 W und 200 W hat.
Die Leistung bezieht sich hierbei auf die vom Laser mit dem Laserstrahl abgegebene Leistung (Strahlleistung) und nicht auf die vom Laser aufgenommene Leistung.
Hierdurch kann der zumindest eine Prothesenzahn schnell und präzise geschnitten werden, ohne dass die Oberfläche des Laser-Schnitts zusätzlich nachbearbeitet werden muss und ohne dass die Gefahr besteht, dass der bearbeitete Prothesenzahn durch den Energieeintrag aufgrund thermischer Spannungen im Material platzt oder bricht.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass zum Fixieren des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns in Schritt D) der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn mit der Halterung eingespannt wird.
Hiermit wird eine stabile Halterung des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns ermöglicht, so dass auch eine Bewegung des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns gegen den Laserstrahl möglich ist.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Halterung eine Negativform zur Aufnahme des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns aufweist, wobei bevorzugt die Negativform eine zu koronalen Bereichen des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns passende Negativform aufweist und/oder die Negativform aus einem elastischen Material besteht, insbesondere aus Gummi oder aus Silikon besteht.
Hierdurch wird die Bearbeitung des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns weiter vereinfacht. Das elastische Material muss weich genug sein, damit der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn in die Negativform manuell eingesteckt werden kann. Dabei kann der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn keinen Schaden nehmen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Dentalprothesen in Form von dentalen Teilprothesen oder Vollprothesen, die Dentalprothesen aufweisend mehrere Prothesenzähne und eine Prothesenbasis als Zahnfleischimitat zum Auflegen auf eine Gingiva, wobei die Prothesenzähne in der Prothesenbasis befestigt werden, wobei das Verfahren eines der zuvor geschilderten erfindungsgemäßen Verfahren umfasst und das Verfahren zusätzlich einen Schritt F) umfasst: F) Befestigen des in Schritt E) bearbeiteten zumindest einen Prothesenzahns in zumindest einem passenden Zahnfach einer Prothesenbasis, wobei vorzugsweise der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn in das zumindest eine passende Zahnfach der Prothesenbasis eingeklebt wird.
Hiermit wird eine komplette Herstellung einer Dentalprothese ermöglicht.
Es kann vorgesehen sein, dass vor einem Befestigen des in Schritt E) bearbeiteten zumindest einen Prothesenzahns in der Prothesenbasis keine Nachbearbeitung der mit dem Laserstrahl erzeugten Schnittfläche erfolgt.
Hiermit wird das Verfahren besonders einfach, schnell und kostengünstig umsetzbar.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden ferner gelöst durch eine Vorrichtung zum Umsetzen eines erfindungsgemäßen Verfahrens, die Vorrichtung aufweisend ein Berechnungsmodul zum Durchführen der Berechnungen der Verfahrensschritte B) und C), eine Halterung zum Fixieren von zumindest einem vorkonfektionierten Prothesenzahn in einer eindeutigen Position,
einen Laser zum Erzeugen eines Laserstrahls,
eine steuerbare Bewegungseinrichtung, mit der der Laserstrahl des Lasers relativ zur Halterung beweglich ist, indem die Halterung gegen den Laser beweglich ist und/oder der Laser gegen die Halterung beweglich ist und/oder der Laserstrahl mit Hilfe eines beweglichen Kopfs oder einer beweglichen Optik gegen die Halterung beweglich ist, und
eine Steuerung zur Steuerung eines Bewegungsablaufs der Bewegungseinrichtung, so dass der Laserstrahl des Lasers relativ zu der Halterung entsprechend der Berechnung nach Schritt C) des Berechnungsmoduls beweglich ist, so dass der zumindest eine in der Halterung in der eindeutigen Position fixierte Prothesenzahn auf der zervikalen Seite mit dem Laserstrahl entsprechend der Schnittfläche geschnitten wird.
Die Vorrichtung kann vorzugsweise ein automatisches Rüstsystem für das Wechseln der zu beschneidenden vorkonfektionierten Prothesenzähne aufweisen.
Die Bewegungseinrichtung kann vorzugsweise zumindest einen Motor, insbesondere zumindest einen Elektromotor aufweisen.
Das Berechnungsmodul ist vorzugsweise programmiert zum Durchführen der Berechnungen der Verfahrensschritte B) und C).
Es kann vorgesehen sein, dass der Laser ein CO₂-Laser mit einer Leistung von weniger als 1 kW ist, bevorzugt mit einer Leistung zwischen 4 W und 400 W, besonders bevorzugt mit einer Leistung zwischen 20 W und 200 W ist.
Die Leistung bezieht sich hierbei auf die vom Laser mit dem Laserstrahl abgegebene Leistung (Strahlleistung) und nicht auf die vom Laser aufgenommene Leistung.
Hierdurch kann der zumindest eine Prothesenzahn schnell und präzise geschnitten werden, ohne dass die Oberfläche des Laser-Schnitts zusätzlich nachbearbeitet werden muss.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Halterung eine Negativform zur Aufnahme des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns umfasst, wobei bevorzugt die Negativform eine zu koronalen Bereichen des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns passende Negativform aufweist und/oder die Negativform aus einem elastischen Material besteht, insbesondere aus Gummi oder aus Silikon besteht.
Hierdurch wird die Bearbeitung des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns vereinfacht.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Laserstrahl des Lasers mit der steuerbaren Bewegungseinrichtung derart beweglich ist, dass ein Schnitt mit einem Profil erzeugbar ist, insbesondere mit einem Stufenprofil und/oder einem Wellenprofil erzeugbar ist.
Hierdurch können individualisierte Formen erzeugt werden, die eine eindeutige Positionierung in einer Prothesenbasis erlauben.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass vorkonfektionierte Prothesenzähne, die im Wesentlichen aus einem Kunststoff bestehen, mit einem Laserstrahl durch Schnitte in einem zervikalen Bereich gekürzt werden können, um die gewünschte Bisshöhe und Okklusion einer damit gefertigten Dentalprothese zu erreichen. Hierzu werden die mit dem Laserstrahl bearbeiteten Prothesenzähne mit einer Prothesenbasis verbunden. Mit dem Laserstrahl kann nicht nur der Schnitt derart präzise geführt werden, dass eine Feinbearbeitung überflüssig ist, sondern es wird auch eine zur Verklebung der bearbeiteten Prothesenzähne besonders gut geeignete Oberflächenrauigkeit der Schnittflächen erzeugt. Auf einfache Weise kann mit dem Laserstrahl auch eine Indexierung der zervikalen Bereiche der Prothesenzähne vorgenommen werden, so dass jeder der bearbeiteten Prothesenzähne nur genau zu einem Zahnfach und damit zu genau einer Position in der Prothesenbasis passt. Zudem kann so auch die Lage der Prothesenzähne in der Prothesenbasis vorgegeben werden. Dadurch können falsche Positionierungen und Ausrichtungen der Prothesenzähne verhindert werden.
Mit der vorliegenden Erfindung erfolgt also direkter Präzisionsschnitt mit dem Laserstrahl auf das Endmaß und in hoher Oberflächengüte, ein Abtragen auf Endmaß ist nicht notwendig. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können vorkonfektionierte Prothesenzähne aufweisend PMMA-basierte Kunststoffe mit Anteilen anorganischer Pigmente und Füllstoffe geschnitten werden. Mit der vorliegenden Erfindung wird es auch ermöglicht, dass ein Laserstrahl eines Lasers als Schneidlaser sich über dem statischen vorkonfektionierten Prothesenzahn bewegt. Dies ermöglicht vorteilhaft direkte senkrechte Schnitte mit dem Laserstrahl. Besonders vorteilhaft ist ferner, dass die Schnittführung vordefiniert ist und ohne Überprüfung oder Kontrollmessungen gemäß einer hinterlegten Vorgabe präzise umgesetzt werden kann. Es kann für das Schneiden der vorkonfektionierten Prothesenzähne mit dem Laserstrahl ausreichend sein, wenn von diesen in dem zervikalen Bereich ein Teil abgeschnitten wird, um die gewünschte Zahnhöhe der Prothesenzähne zu erreichen. Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ferner möglich, einen CO₂-Laser mit einem beweglichen Kopf direkt zu verwenden.
Es wurde auch überraschend gefunden, dass ein mittelwertiger Fokus für den Laser zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausreicht und saubere Schnitte auch mit Dicken zwischen 10 mm und 20 mm ermöglicht werden.
Die Erfindung stellt ein Verfahren bereit, vorkonfektionierte Prothesenzähne, bevorzugt vorkonfektionierte Prothesenzähne aus PMMA und Meth-/acrylatcopolymeren, ohne die genannten Nachteile mit hoher Präzision zu kürzen. Die vorkonfektionierten Prothesenzähne können besonders bevorzugt bis zu 5 Gew% Pigmente und/oder anorganische Füllstoffe enthalten. Bei größeren Anteilen anorganischer Füllstoffe oder Pigmente wird das Durchführen des zumindest einen Schnitts mit dem Laserstrahl aufwendiger, beispielsweise, indem ein Laser mit einer größeren Leistung verwendet werden muss.
Zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Software zur Definition der Schnittflächen und Schnittebenen mit dem Laserstrahl, ein Laser, bevorzugt ein CO₂-Laser, mit einer Leistung zwischen 20 W und 200 W und eine steuerbare Bewegungseinrichtung verwendet werden. Die steuerbare Bewegungseinrichtung kann zur Positionierung und Bewegung des zumindest einen Prothesenzahns gegen den Laserstrahl oder umgekehrt verwendet werden. Die steuerbare Bewegungseinrichtung dient dabei als Ausrichtesystem und kann zum Beispiel durch einen Roboterarm oder andere 3-dimensional bewegliche Halterungen realisiert werden.
Die Prothesenzähne lassen sich mit Hilfe des Lasers mit hoher Geschwindigkeit und geradem gleichmäßigem Schnitt durchtrennen. Die Schnittflächen sind dabei präzise definiert. Es entstehen keinerlei mechanische Kräfte, die eine erfolgte Positionierung des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns in der Halterung verändern. Die Oberflächen der Schnittflächen sind nach dem Schnitt leicht angeraut, was zusätzliche Vorteile bei der späteren Einbindung (zum Beispiel beim Verkleben) in die Prothesenbasis mit sich bringen kann.
Die Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können für ein definiertes Vor-Ort Kürzen im Dentallabor oder alternativ für ein industrielles Kürzen beim Hersteller der vorkonfektionierten Prothesenzähne angewendet werden, gegebenenfalls gekoppelt mit einem Service zur individuellen Ausführung. So könnte zum Beispiel das Labor die benötigten Geometrien digital an den Hersteller übermitteln, der dann gemäß den Vorgaben die Kürzung der vorkonfektionierten Prothesenzähne mit einem erfindungsgemäßen Verfahren ausführt und die bearbeiteten (gekürzten) Prothesenzähne dem Kunden in exakt benötigter Form bereitstellt.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von fünf schematisch dargestellten Figuren und einem Flussdiagramm erläutert, ohne jedoch dabei die Erfindung zu beschränken. Dabei zeigt:

1: eine schematische perspektivische Ansicht einer Prothesenbasis oder eines virtuellen Modells einer Prothesenbasis für eine dentale Vollprothese zur Versorgung eines zahnlosen Oberkiefers,
2: eine schematische perspektivische Ansicht eines Satzes provisorischer Prothesenzähne oder eines virtuellen Modells von Prothesenzähnen für eine dentale Vollprothese zur Versorgung eines zahnlosen Oberkiefers,
3: eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kürzen von vorkonfektionierten Prothesenzähnen,
4: eine schematische Aufsicht auf eine Halterung zur Positionierung von vorkonfektionierten Prothesenzähnen,
5: eine schematische Querschnittansicht der Halterung nach 4 mit eingesetzten vorkonfektionierten Prothesenzähnen, wobei der Schnitt senkrecht zur Aufsicht nach 4 verläuft, und
6: den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kürzung von vorkonfektionierten Prothesenzähnen und zum Herstellen einer Dentalprothese.

In den Figuren werden teilweise auch bei unterschiedlichen Ausführungen für gleichartige Teile und Bereiche teilweise die gleichen Bezugszeichen verwendet. Dies gilt insbesondere für die Prothesenzähne 4 und deren Teile und virtuellen Modelle. Bei allen Querschnittansichten sind geschnittene Flächen schraffiert dargestellt.
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Prothesenbasis 1 beziehungsweise eines virtuellen Modells der Prothesenbasis 1. Die Prothesenbasis 1 kann zur Auflage beziehungsweise zur Befestigung auf der Gingiva verwendet werden. Die Prothesenbasis 1 kann als Zahnfleischimitat ausgeführt sein. Die Prothesenbasis 1 kann aus einem rosafarben eingefärbten Kunststoff bestehen. Die Färbung und Transparenz kann passend zu einer Zahnfleischoptik gewählt werden. Auf einer Seite der Prothesenbasis 1 können eine Vielzahl von Zahnfächern 2 zur Fixierung von Prothesenzähnen (in 1 nicht gezeigt) vorgesehen sein. Die Prothesenbasis 1 kann eine Gaumenplatte 3 aufweisen, die U-förmig von dem die Gingiva auf dem Kiefersattel nachbildenden Bogen umrahmt wird. Eine Prothesenbasis für einen Unterkiefer hätte dementsprechend keine Gaumenplatte 3 und würde stattdessen eine Ausnehmung für die Zunge aufweisen.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Satzes Prothesenzähne 4 beziehungsweise eines virtuellen Modells der Prothesenzähne 4. Das virtuelle Modell der Prothesenzähne 4 und der Prothesenbasis 1 kann aus einem virtuellen Modell einer Dentalprothese gewonnen werden, indem das virtuelle Modell der Dentalprothese durch File-Splitting in das virtuelle Modell der Prothesenbasis 1 und das virtuelle Modell der Prothesenzähne rechnerisch getrennt wird. Die Prothesenzähne 4 können zum Einsetzen in die Prothesenbasis 1 nach 1 vorgesehen sein. Die Prothesenzähne 4 können vereinzelt vorliegen, so wie dies in der 2 dargestellt und erfindungsgemäß bevorzugt ist, so dass die Prothesenzähne 4 dann einzeln vorliegen und nicht miteinander verbunden sind.
In den 1 und 2 wird nicht unterschieden zwischen den virtuellen Modellen der Prothesenbasis 1 und der Prothesenzähne 4 einerseits und der physischen Prothesenbasis 1 den physischen Prothesenzähnen 4 andererseits, da beide in der schematischen Darstellung gleich aussehen. Die 1 und 2 zeigen also sowohl die virtuellen Modelle der Prothesenbasis 1 und der Prothesenzähne 4 als auch eine physische Prothesenbasis 1, die anhand des virtuellen Modells der Prothesenbasis 1 gefertigt wurde, und physische Prothesenzähne 4, die anhand des virtuellen Modells der Prothesenzähne 4 mit einem erfindungsgemäßen Verfahren gekürzt wurden.
Die Prothesenzähne 4 beziehungsweise die anhand des virtuellen Modells der Prothesenzähne 4 gekürzten physischen Prothesenzähne 4 (die bearbeiteten Prothesenzähne 4) bestehen vorzugsweise aus einem zahnfarbenem Kunststoff, In dem Kunststoff können keramische oder anorganische Füllstoffe enthalten sein. Jeder Prothesenzahn 4 kann eine koronale Seite 6 (Kaufläche) und eine zervikale Seite 8 (basale Oberfläche) aufweisen. Die zervikale Seite 8 kann in den durch die Zahnfächer 2 gebildeten Vertiefungen in der Prothesenbasis 1 eingeklebt werden, um die Dentalprothese herzustellen. Die Zahnfächer 2 können eine Indexierung aufweisen, so dass die bearbeiteten Prothesenzähne 4 mit passender zervikaler Oberfläche nur in einer bestimmten Orientierung in der Prothesenbasis 1 einzusetzen sind und jeder bearbeitete Prothesenzahn 4 nur genau zu einem Zahnfach 2 passt.
Die Zahnfächer 2 können bevorzugt derart zu den basalen Gegenstücken auf der zervikalen Seite 8 der bearbeiteten Prothesenzähne 4 passen, dass die bearbeiteten Prothesenzähne 4 in die durch die Zahnfächer 2 gebildeten Vertiefungen eingesteckt werden können und dort durch Presspassung gehalten werden.
Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umsetzung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kürzen von vorkonfektionierten Prothesenzähnen 4. Die vorkonfektionierten Prothesenzähne 4 werden auf einer zervikalen Seite 8 gekürzt. Hierzu kann ein abzuschneidendes zervikales Volumen 9 des vorkonfektionierten Prothesenzahns 4 abgeschnitten werden.
Die Vorrichtung kann ein Berechnungsmodul 10 aufweisen, in dem das abzuschneidende zervikale Volumen 9 mit Hilfe von virtuellen Modellen berechnet wird. Der vorkonfektionierte Prothesenzahn 4 kann mit Hilfe einer Halterung 12 positioniert werden. Die Halterung 12 kann hierzu zumindest eine Pumpe 14, mehrere Saugrohre 16 und mehrere Saugnäpfe 18 aufweisen. Der vorkonfektionierte Prothesenzahn 4 kann mit der Halterung 12 während des Verfahrens positioniert werden. Es ist auch möglich, dass der vorkonfektionierte Prothesenzahn 4 mit der Halterung 12 gegen den Rest der Vorrichtung bewegt wird. Die Halterung 12 kann zusätzlich einen Roboterarm (nicht gezeigt) aufweisen, mit dem der Prothesenzahn 4 bewegt werden kann.
Die Vorrichtung weist einen Laser 20 auf. Der Laser 20 kann ein CO₂-Laser mit einer abgegebenen Leistung (Strahlungsleistung) von 100 W sein. Am Laser 20 kann ein Kopf 22 zum Ablenken eines mit dem Laser 20 erzeugten Laserstrahls 24 angeordnet sein. Bewegliche optische Teile des Kopfs 22 oder der gesamte Kopf 22 können mit einer Bewegungseinrichtung 26, wie beispielsweise einem Motor oder aufweisend zumindest einen Motor, bewegt werden. Dadurch kann der Laserstrahl 24 relativ zu der Halterung 12 und dem damit gehaltenen vorkonfektionierten Prothesenzahn 4 bewegt werden. Die Halterung 12 hält den vorkonfektionierten Prothesenzahn 4 vorzugsweise auf einer koronalen Seite 6, damit der Laserstrahl 24 nicht auf die Halterung 12 trifft.
Die Bewegungseinrichtung 26 kann von einer Steuerung 28 gesteuert werden, so dass der Bewegungsablauf des Laserstrahls 24 von der Steuerung 28 gesteuert wird. Die Steuerung 28 ist mit dem Berechnungsmodul 10 verbunden. Dadurch kann die Steuerung 28 den Bewegungsablauf des Laserstrahls 24 entsprechend der Berechnungen durch das Berechnungsmodul 10 steuern. Die Lage und die Position des vorkonfektionierten Prothesenzahns 4 sind durch die Halterung 12 festgelegt und bekannt. Es ist möglich, die genaue Lage und Position zusätzlich zu messen und diese Information von der Steuerung 28 nutzen zu lassen, um eine exakte Führung des Laserstrahls 24 relativ zum vorkonfektionierten Prothesenzahn 4 sicherzustellen.
Die Steuerung 28 kann auch mit der Halterung 12 verbunden sein, um die Haltefunktion ein- und auszuschalten und/oder um die Halterung 12 gegen den Laserstrahl 24 zu bewegen.
Alternativ zu der in 3 gezeigten Halterung 12 kann auch eine einfachere Halterung 30 verwendet werden, wie sie in den 4 und 5 gezeigt ist. Die Halterung 30 kann aus einem elastischen Material wie Gummi oder Silikon bestehen oder aus einem anderen leicht elastisch verformbaren Material, wie einem Schaumstoff oder ähnliches. Das elastisch verformbare Material der Halterung 30 sollte dabei zumindest so formstabil sein, dass das Eigengewicht der Prothesenzähne 4 nicht zu einer derartigen Verformung der Halterung 30 führt, dass die Positionen der Prothesenzähne 4 in der Halterung 30 verändert und damit ungenau werden. In der Halterung 30 können mehrere Aufnahmen 32 zur Aufnahme von Prothesenzähnen 4 vorgesehen sein. Die Prothesenzähne 4 können mit der koronalen Seite 6 voraus in die Aufnahmen 32 der eingesteckt werden, wobei sich die Wandungen der Aufnahmen 32 elastisch verformen und sich dann wieder an die Prothesenzähne 4 seitlich anlegen. Dadurch können die Prothesenzähne 4 in der Halterung 30 gehalten werden. Die Aufnahmen 32 sind kürzer als die Zahnhöhe der Prothesenzähne 4, so dass die zervikale Seite 8 der Prothesenzähne 4 vorsteht und mit dem Laserstrahl 24 bearbeitet werden kann. Da mit dem Laserstrahl 24 keine nennenswerte Kraft auf die Prothesenzähne 24 ausgeübt wird, bleiben die Prothesenzähne 4 in der gewünschten Position. Daher kann auch ein sehr leicht elastisch verformbares Material, wie beispielsweise ein Schaumstoff, als Material für die Halterung 30 verwendet werden. Die Lage und die Position der Aufnahmen 32 in der Halterung 30 sind bekannt und festgelegt, so dass die Lage und die Position der darin fixierten Prothesenzähne 4 ebenfalls bekannt sind.
Die Prothesenzähne 4 in der Halterung 30 können demzufolge präzise mit dem Laserstrahl 24 geschnitten und so gekürzt werden. Die zervikale Seite 8 steht aus der Halterung 30 vor und kann so gut von dem Laserstrahl 24 bearbeitet beziehungsweise geschnitten werden. Mit dem Laserstrahl 24 kann das abzuschneidende zervikale Volumen 9 auf der zervikalen Seite 8 der vorkonfektionierten Prothesenzähne 4 abgeschnitten werden. Dabei kann eine Stufe 34 in Form zumindest eines Knicks erzeugt werden. Diese Stufe 34 kann für jeden der vorkonfektionierten Prothesenzähne 4 anders gewählt werden, um so eine Indexierung der bearbeiteten Prothesenzähne 4 zu erreichen, die eine eindeutige Positionierung der bearbeiteten Prothesenzähne 4 in der Prothesenbasis 1 erlaubt.
Die Vorrichtung kann vorzugsweise ein automatisches Rüstsystem (nicht gezeigt) für das Wechseln der zu beschneidenden vorkonfektionierten Prothesenzähne 4 aufweisen.
Im Folgenden wird ein beispielhaftes Verfahren anhand der mit 3 beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Der Ablauf des beispielhaften Verfahrens ist in dem Diagramm nach 6 dargestellt. Die Beschreibung ist aber ohne weiteres auch auf andere Ausführungsbeispiele übertragbar.
In einem ersten Arbeitsschritt 100 kann ein Einlesen vorhandener CAD-Daten zur Form einer Dentalprothese erfolgen. Die Daten können in einem Speicher gespeichert werden, auf den das Berechnungsmodul 10 und gegebenenfalls auch die Steuerung 28 Zugriff haben. Hierzu kann eine Datenschnittstelle (nicht gezeigt) vorhanden sein, über die die CAD-Daten in die Vorrichtung eingelesen werden. Das CAD-Modell der Dentalprothese kann mit Hilfe von virtuellen Modellen von vorkonfektionierten Prothesenzähnen erzeugt werden, die in einer zur Mundraumsituation eines Patienten passenden Prothesenbasis positioniert werden. Solche Verfahren sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Aus den eingelesenen CAD-Daten kann in einem zweiten Arbeitsschritt 101 mittels File-Splitting ein CAD-Modell der Prothesenzähne 4 und ein CAD-Modell der Prothesenbasis 1 erzeugt werden.
In einem dritten Arbeitsschritt 102 kann ein Vergleich der Form der Prothesenzähne 4 gemäß dem CAD-Modell der Dentalprothese mit der Form der vorkonfektionierten Prothesenzähne 4 erfolgen. Mit dem Berechnungsmodul 10 kann hieraus das von den vorkonfektionierten Prothesenzähnen 4 abzuschneidende zervikale Volumen 9 berechnet werden.
Es können auch in unterschiedlichen Kürzungsgraden vorliegende vorkonfektionierte Prothesenzähne verwendet werden. Mit dem Verfahren können dann aus einer Mehrzahl unterschiedlich langer vorkonfektionierter Prothesenzähne mit gleicher koronaler Form diejenigen ausgewählt werden, bei denen das geringste Volumen zervikal entfernt werden muss. Die zu diesen bereits vorgekürzten Prothesenzähnen bekannten Formen der jeweiligen Prothesenzähne können dann für die Umsetzung des Verfahrens verwendet werden, um das von den vorkonfektionierten Prothesenzähnen 4 abzuschneidende zervikale Volumen 9 zu berechnen.
Nach dem dritten Arbeitsschritt 102 kann ein vierter Arbeitsschritt 103 erfolgen, in dem eine Berechnung eines Bewegungsablaufs des Laserstrahls 24 mit Hilfe des Berechnungsmoduls 10 erfolgt. Dabei wird eine bekannte Position und Orientierung des in der Halterung 12, 30 gehaltenen vorkonfektionierten Prothesenzähne 4 angenommen. Diese Daten werden im Folgenden von der Steuerung 28 zur Steuerung der Bewegungseinrichtung 26 verwendet.
In einem fünften Arbeitsschritt 104 kann mit Hilfe der Steuerung 28 die Bewegungseinrichtung 26 so gesteuert werden, dass der Laserstrahl 24 das abzuschneidende zervikale Volumen 9 von dem vorkonfektionierten Prothesenzahn 4 abtrennt.
Anschließend kann in einem sechsten Arbeitsschritt 105 der so zervikal gekürzte Prothesenzahn 4 entnommen werden. Das Verfahren kann solange wiederholt werden, bis alle Prothesenzähne 4 gekürzt sind. Dabei kann das Verfahren auch rekursiv geführt werden. Beispielsweise kann nach dem sechsten Arbeitsschritt 105 das Verfahren mit dem dritten Arbeitsschritt 102 oder mit dem fünften Arbeitsschritt 104 fortgesetzt werden, um einen weiteren vorkonfektionierten Prothesenzahn 4 zu kürzen.
Optional kann anschließend zum sechsten Arbeitsschritt 105 in einem siebten Arbeitsschritt 106 der bearbeitete Prothesenzahn 4 in ein passendes Zahnfach 2 einer Prothesenbasis 1 zur Herstellung einer Dentalprothese eingeklebt werden.
Die in der voranstehenden Beschreibung, sowie den Ansprüchen, Figuren und Ausführungsbeispielen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Prothesenbasis
2: Zahnfach
3: Gaumenplatte
4: Prothesenzahn
6: Koronale Seite
8: Zervikale Seite
9: Abzuschneidendes zervikales Volumen
10: Berechnungsmodul
12: Halterung
14: Pumpe
16: Saugrohr
18: Saugnapf
20: Laser
22: Kopf
24: Laserstrahl
26: Bewegungseinrichtung
28: Steuerung
30: Halterung
32: Aufnahme
34: Stufe
100: Arbeitsschritt: Einlesen vorhandener Daten zur Form einer Dentalprothese
101: Arbeitsschritt: Erzeugen eines virtuellen Modells der Prothesenzähne
102: Arbeitsschritt: Berechnen des zu entfernenden zervikalen Bereichs
103: Arbeitsschritt: Berechnen eines Bewegungsablaufs des Laserstrahls
104: Arbeitsschritt: Steuerung der Bewegung des Laserstrahls entsprechend der Berechnung
105: Arbeitsschritt: Entnehmen des bearbeiteten gekürzten Prothesenzahns
106: Arbeitsschritt: Verbinden des Prothesenzahns mit einer Prothesenbasis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009056752 A1 [0005]
WO 2013/124452 A1 [0005]
DE 10304757 B4 [0005]
EP 2742906 A1 [0005]
WO 2016/091762 A1 [0006]
WO 2016/110392 A1 [0006]
DE 102008019694 B3 [0006]
WO 2016/069921 A1 [0010]
WO 2017/093432 A1 [0010]
WO 2017/005905 A1 [0010]
US 2019/0167394 A1 [0010]
EP 2571451 B1 [0013]
EP 2666438 A2 [0013]

Claims

Verfahren zum Kürzen von vorkonfektionierten Prothesenzähnen für Dentalprothesen in Form von dentalen Teilprothesen oder Vollprothesen, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: A) Erzeugen oder Bereitstellen eines virtuellen 3D-Modells einer Dentalprothese mit einem virtuellen Modell einer Prothesenbasis (1) als Zahnfleischimitat und mit zumindest einem virtuellen Modell von zumindest einem in der Prothesenbasis (1) anzuordnenden bearbeiteten Prothesenzahn (4) zur Nachbildung zumindest eines Zahns; B) Berechnen eines von zumindest einem vorkonfektionierten Prothesenzahn (4) mit bekannter Geometrie abzuschneidenden zervikalen Volumens (9) durch Vergleichen des zumindest einen virtuellen Modells des zumindest einen bearbeiteten Prothesenzahns (4) mit zumindest einem virtuellen Modell des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) mit Hilfe eines CAD-Verfahrens, wobei das abzuschneidende zervikale Volumen (9) auf einer zervikalen Seite (8) des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) angeordnet ist; C) Berechnen zumindest einer Schnittfläche zum Abtrennen des in Schritt B) berechneten abzuschneidenden zervikalen Volumens (9) von dem zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahn (4); D) Fixieren von zumindest einem vorkonfektionierten Prothesenzahn (4) mit einer Halterung (12, 30), wobei der vorkonfektionierte Prothesenzahn (4) zumindest in einem zervikalen Bereich zumindest zu 90 Gew% aus einem Kunststoff besteht; E) Entfernen des in Schritt B) berechneten abzuschneidenden zervikalen Volumens (9) von dem zumindest einen fixierten vorkonfektionierten Prothesenzahn (4) durch zumindest einen Schnitt mit einem Laserstrahl (24), wobei der Laserstrahl (24) relativ zu dem zumindest einen fixierten Prothesenzahn (4) und/oder der Prothesenzahn (4) in der Halterung (12, 30) relativ zu dem Laserstrahl (24) entsprechend der zumindest einen berechneten Schnittfläche in Schritt C) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schnittfläche durch zumindest eine Schnittebene realisiert wird und/oder die zumindest eine Schnittfläche eine Grenzfläche zwischen dem von dem zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahn (4) abzuschneidenden zervikalen Volumen (9) und dem jeweils restlichen Prothesenzahn (4) beinhaltet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt B) ein Berechnen mehrerer von mehreren vorkonfektionierten Prothesenzähnen (4) mit bekannter Geometrie abzuschneidender zervikaler Volumen (9) erfolgt, in Schritt D) mehrere vorkonfektionierte Prothesenzähne (4) fixiert werden und in Schritt E) die mehreren vorkonfektionierten Prothesenzähne (4) mit dem Laserstrahl (24) geschnitten werden, wobei vorzugsweise die Schnittflächen in Schritt B) derart gewählt werden, dass jeder der in Schritt E) bearbeiteten Prothesenzähne (4) eine individuelle zervikale Form erhält.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn (4) vollständig oder zumindest in einem zervikalen Bereich aus einem Kunststoff besteht.
Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff zumindest ein anorganisches Pigment und/oder zumindest einen anorganischen Füllstoff aufweist, wobei bevorzugt der Kunststoff bis zu 5 Gew%, ganz besonders bevorzugt zwischen 1 Gew% und 5 Gew% des zumindest einen anorganischen Pigments und/oder des zumindest einen anorganischen Füllstoffs aufweist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Kopf (22) eines Lasers (20) zum Erzeugen des Laserstrahls (24) und/oder eine Optik bewegt wird, um den Laserstrahl (24) relativ zu dem zumindest einen fixierten Prothesenzahn (4) zu bewegen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des Laserstrahls (24) ein CO₂-Laser verwendet wird und/oder der Laserstrahl (24) eine Leistung von weniger als 1 kW hat, bevorzugt eine Leistung zwischen 4 W und 400 W hat, besonders bevorzugt eine Leistung zwischen 20 W und 200 W hat.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) in Schritt D) der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn (4) mit der Halterung (12, 30) eingespannt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (30) eine Negativform zur Aufnahme des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) aufweist, wobei bevorzugt die Negativform eine zu koronalen Bereichen des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) passende Negativform aufweist und/oder die Negativform aus einem elastischen Material besteht, insbesondere aus Gummi oder aus Silikon besteht.
Verfahren zum Herstellen von Dentalprothesen in Form von dentalen Teilprothesen oder Vollprothesen, die Dentalprothesen aufweisend mehrere Prothesenzähne (4) und eine Prothesenbasis (1) als Zahnfleischimitat zum Auflegen auf eine Gingiva, wobei die Prothesenzähne in der Prothesenbasis (1) befestigt werden, wobei das Verfahren ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst und das Verfahren zusätzlich durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: F) Befestigen des in Schritt E) bearbeiteten zumindest einen Prothesenzahns (4) in zumindest einem passenden Zahnfach (2) einer Prothesenbasis (1), wobei vorzugsweise der zumindest eine vorkonfektionierte Prothesenzahn (4) in das zumindest eine passende Zahnfach (2) der Prothesenbasis (1) eingeklebt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Befestigen des in Schritt E) bearbeiteten zumindest einen Prothesenzahns (4) in der Prothesenbasis (1) keine Nachbearbeitung der mit dem Laserstrahl (24) erzeugten Schnittfläche erfolgt.
Vorrichtung zum Umsetzen eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, die Vorrichtung aufweisend ein Berechnungsmodul (10) zum Durchführen der Berechnungen der Verfahrensschritte B) und C), eine Halterung (12, 30) zum Fixieren von zumindest einem vorkonfektionierten Prothesenzahn (4) in einer eindeutigen Position, einen Laser (20) zum Erzeugen des Laserstrahls (24), eine steuerbare Bewegungseinrichtung (26), mit der der Laserstrahl (24) des Lasers (20) relativ zur Halterung (12, 30) beweglich ist, indem die Halterung (12, 30) gegen den Laser (20) beweglich ist und/oder der Laser (20) gegen die Halterung (12, 30) beweglich ist und/oder der Laserstrahl (24) mit Hilfe eines beweglichen Kopfs (22) oder einer beweglichen Optik gegen die Halterung (12, 30) beweglich ist, und eine Steuerung (28) zur Steuerung eines Bewegungsablaufs der Bewegungseinrichtung (26), so dass der Laserstrahl (24) des Lasers relativ zu der Halterung (12, 30) entsprechend der Berechnung nach Schritt C) des Berechnungsmoduls (10) beweglich ist, so dass der zumindest eine in der Halterung (12, 30) in der eindeutigen Position fixierte Prothesenzahn (4) auf der zervikalen Seite (8) mit dem Laserstrahl (24) entsprechend der Schnittfläche geschnitten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (20) ein CO₂-Laser mit einer Leistung von weniger als 1 kW ist, bevorzugt mit einer Leistung zwischen 4 W und 400 W, besonders bevorzugt mit einer Leistung zwischen 20 W und 200 W ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (30) eine Negativform zur Aufnahme des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) umfasst, wobei bevorzugt die Negativform eine zu koronalen Bereichen des zumindest einen vorkonfektionierten Prothesenzahns (4) passende Negativform aufweist und/oder die Negativform aus einem elastischen Material besteht, insbesondere aus Gummi oder aus Silikon besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl (24) des Lasers (20) mit der steuerbaren Bewegungseinrichtung (26) derart beweglich ist, dass ein Schnitt mit einem Profil erzeugbar ist, insbesondere mit einem Stufenprofil und/oder einem Wellenprofil erzeugbar ist.