DE102020126122A1

DE102020126122A1 - Verfahren zur Herstellung einer kieferorthopädischen Apparatur

Info

Publication number: DE102020126122A1
Application number: DE102020126122.5A
Authority: DE
Inventors: Yong-min Jo
Original assignee: SCHEU-DENTAL GmbH; Scheu Dental GmbH
Current assignee: SCHEU-DENTAL GmbH; Scheu Dental GmbH
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-04-07

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer herausnehmbaren kieferorthopädischen Apparatur (1), welche dazu bestimmt ist, einen aufrechterhaltenden oder verändernden Einfluss auf die Stellung von Zähnen eines Patienten zu nehmen. Um das Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine exaktere Positionierung des Stellelements möglich ist sowie den Herstellungsprozess optimiert, sind erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte vorgesehen:a) Erstellen eines Abdrucks einer Ist-Position zumindest eines Teils einer Mundhöhle des Patienten, wobei eine Mehrzahl von Zähnen des Patienten sowie zumindest ein Teil des Mundbodens und/oder des Gaumens des Patienten erfasst werden;b) Erstellen eines dreidimensionalen Digitalmodells (12) auf Basis des Abdrucks;c) Anordnung eines virtuellen Stellelements (28) der Apparatur (1) in dem Digitalmodell (12) und Ergänzung des Digitalmodells (12) um eine virtuelle Positionierungshilfe (16) für das Stellelement (28);d) Herstellen eines dreidimensionalen Echtmodells auf Basis des ergänzten Digitalmodells (12), wobei das Echtmodell eine der virtuellen Positionierungshilfe (16) entsprechende echte Positionierungshilfe aufweist;e) Anbringen eines echten Stellelements an dem Echtmodell unter Zuhilfenahme der echten Positionierungshilfe;f) Herstellen der Apparatur (1) unter Einbeziehung des echten Stellelements; undg) Abnehmen der Apparatur (1) von dem Echtmodell.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer herausnehmbaren kieferorthopädischen Apparatur, welche dazu bestimmt ist, einen aufrechterhaltenden oder verändernden Einfluss auf die Stellung von Zähnen eines Patienten zu nehmen. Bekannt sind hier insbesondere sog. „herausnehmbare Zahnspangen“, die typischerweise gesondert für den Oberkiefer und den Unterkiefer eines Patienten hergestellt werden.
Stand der Technik
Verfahren zur Herstellung herausnehmbarer kieferorthopädischer Apparaturen sind im Stand der Technik bereits bekannt. Derartige Apparaturen sind dazu geeignet, die Stellung von Zähnen eines Patienten aufrechtzuerhalten oder bewusst in eine gewünschte Position zu überführen. Typischerweise erfolgt die Anfertigung einer herausnehmbaren kieferorthopädischen Apparatur wie folgt:
Zumindest ein Teil der Mundhöhle, insbesondere zumindest eine Mehrzahl von Zähnen sowie zumindest ein Teil des Gaumens und/oder des Mundbodens (je nachdem, ob der Oberkiefer oder der Unterkiefer oder beide Kiefer betroffen sind), wird mittels eines Abdrucks erfasst, wobei der Abdruck entweder digital oder mit einer Abformmasse erstellt werden kann. Ein digitaler Abdruck kann beispielsweise mittels eines Intraoralscanners vorgenommen werden, wobei die Mundhöhle des Patienten gescannt wird und hierbei Daten erfasst, die eine digitale Abbildung der Mundhöhle des Patienten erlauben. Derartige „digitalen Abdrücke“ sind in der Technik bekannt. Ein so erfasster Ist-Zustand der Mundhöhle beschreibt die Position von Zähnen zueinander sowie die Ausformung des Gaumens und/oder des Mundbodens und eine genaue Position der Zähne innerhalb der Mundhöhle.
Anhand des Abdrucks kann ein Echtmodell gefertigt werden, welches von dem zu behandelnden Arzt dazu genutzt wird, einen Konstruktionsplan für die herzustellende Apparatur zu fertigen. Das Echtmodell kann beispielsweise mittels Gips ausgeformt oder mittels Methoden des rapid prototypings, insbesondere des 3D-Drucks, hergestellt werden. Der Konstruktionsplan zeigt, welche Komponenten die Apparatur enthalten soll. Dies betrifft insbesondere Drähte, die mit einzelnen oder mehreren Zähnen in Eingriff gebracht werden und auf diese Weise Kräfte auf die Zähne übertragen oder von diesen übernehmen können.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Komponenten bekannt, die entweder passive oder aktive Eigenschaften haben können, das heißt entweder die Zähne lediglich stabilisieren und in ihrer jeweiligen Ist-Position halten oder die Zähne in Richtung einer Soll-Position bewegen sollen. Sowohl Einzelanfertigungen als auch vorgefertigte Komponenten können eingesetzt werden. Mittels des Konstruktionsplans kann nunmehr die Apparatur in einem Labor gefertigt werden. Die einzelnen Komponenten werden dabei an dem Echtmodel angebracht und typischerweise temporär mit Wachs fixiert. Zusätzlich zu den einzelnen Komponenten weist die Apparatur noch ein Stellelement auf, mittels dessen der Druck auf die Zähne im Laufe einer Behandlung angepasst und die Apparatur mithin „nachgestellt“ werden kann. Zur Positionierung des Stellelements wird anhand des Konstruktionsplans typischerweise eine Positionierungshilfe in Form eines Loches in das Echtmodell eingebracht. Diese Positionierungshilfe dient zur formschlüssigen Aufnahme einer Montagehilfe, die das Stellelement trägt und selbiges in der gewünschten Position relativ zu dem Echtmodell platziert. Hierzu wird ein Montageabschnitt der Montagehilfe mit der Positionierungshilfe in Eingriff gebracht, woraufhin das Stellelement relativ zu dem Echtmodell festgelegt ist.
Nach Positionierung der Komponenten sowie des Stellelements auf dem Echtmodell wird zumindest ein Apparaturkörper zur Verbindung aller Einzelteile an einer dafür vorgesehenen Stellen des Echtmodells erstellt, indem beispielsweise sowohl ein Granulat aus vorpolymerisiertem Kunststoff als auch ein Kunststoffmonomer auf die entsprechenden Stellen geschüttet wird und das Kunststoffmaterial anschließend auspolymerisiert. Bei diesem Vorgehen wird der Apparaturkörper derart ausgebildet, dass er sich an das Echtmodell anlegt und daraufhin letztlich gewissermaßen ein Negativ der Bereiche bildet, an denen der Apparaturkörper ausgebildet ist. Dies betrifft - je nach Kiefer des Patienten - insbesondere einen Gaumenbereich bzw. einen Mundbodenbereich des Echtmodells. Die Apparatur kann insbesondere zwei Apparaturkörper umfassen, die jeweils einer Hälfte der Apparatur zugeordnet sind. Die Apparaturkörper sind zwecks einer Verstellung ihrer Relativposition zueinander dann sinnvollerweise mittels des Stellelements miteinander gekoppelt, sodass infolge einer Bedienung des Stellelementes die Apparaturkörper voneinander weg oder aufeinander zu bewegt werden können.
Sind alle Komponenten miteinander verbunden kann die Apparatur von dem Echtmodell entnommen und durch Schleifen und Polieren nachbearbeitet werden. Ein derartiges Verfahren geht beispielsweise aus der WO 2014/118056 A1 hervor.
Die Positionierung der Positionierungshilfe, welches die Montagehilfe aufnimmt, in bzw. an dem Echtmodell erfolgt in der Regel ungefähr nach Augenmaß des jeweiligen Zahntechnikers. Infolgedessen kommt es in der Praxis häufig vor, dass das Stellelement in einer eher ungünstigen Position befindlich in den bzw. die Apparaturkörper eingefasst wird und die Apparatur insgesamt daraufhin nicht optimal funktionieren kann.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches eine bessere Positionierung des Stellelements zulässt.
Lösung
Die zugrunde liegende Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht die folgenden Verfahrensschritte vor:

a) Erstellen eines Abdrucks eines Ist-Zustands zumindest eines Teils einer Mundhöhle des Patienten, wobei eine Mehrzahl von Zähnen des Patienten sowie zumindest ein Teil des Mundbodens und/oder des Gaumens des Patienten erfasst werden;
b) Erstellen eines dreidimensionalen Digitalmodells auf Basis des Abdrucks;
c) Anordnen eines virtuellen Stellelements in dem Digitalmodell und Ergänzung des Digitalmodells um eine virtuelle Positionierungshilfe für das Stellelement;
d) Herstellen eines dreidimensionalen Echtmodells auf Basis des ergänzten Digitalmodells, wobei das Echtmodell eine der virtuellen Positionierungshilfe entsprechende echte Positionierungshilfe aufweist;
e) Anbringen eines dem virtuellen Stellelement entsprechenden echten Stellelements an dem Echtmodell unter Zuhilfenahme der echten Positionierungshilfe;
f) Herstellen der Apparatur unter Einbeziehung des Stellelements; und
g) Abnehmen der Apparatur von dem Echtmodell.

Die Erstellung eines Abdrucks kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Herkömmlich wird ein Abdruck mittels einer Abformmasse, die auf den Biss des Patienten gedrückt wird und dort aushärtet, hergestellt. Anschließend kann das so hergestellte Negativ mit einer weiteren Masse ausgegossen werden, sodass eine Kopie des Ist-Zustands zumindest des mittels der Abformmasse abgeformten Teils der Mundhöhle des Patienten wiedergegeben wird. Zur Erstellung des dreidimensionalen Digitalmodells wird die so erstellte Kopie mittels eines digitalen Abtastmittels abgetastet. Alternativ kann die Erstellung des Digitalmodells auch mit Hilfe geeigneter Hilfsmittel unmittelbar am Patienten erfolgen, sodass auf einen Abdruck mit einer Abformmasse verzichtet werden kann. Hierzu kann insbesondere auf einen Intraoralscanner zurückgegriffen werden.
Unter einem „dreidimensionalen Digitalmodell“ wird ein Modell verstanden, dass in Form von Daten vorliegt, mittels derer die Positionen der Zähne und des Mundbodens und/oder Gaumens virtuell mittels einer Datenverarbeitungsanlage grafisch dargestellt werden können.
Die Besonderheit der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Digitalmodell dazu genutzt werden kann, die Position des Stellelements, wie es im Zuge der Herstellung der Apparatur an dem späteren Echtmodell positioniert werden soll, bereits virtuell festzulegen. Die festgelegte Position kann mit Hilfe der Positionierungshilfe an bzw. in dem Digitalmodell festgelegt werden und somit auf das Echtmodell, welches auf Basis des Digitalmodells hergestellt wird, übertragen werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Fertigstellung des Echtmodells sowie die Anbringung der echten Positionierungshilfe im gleichen Arbeitsschritt durchgeführt werden können. Im Gegensatz dazu wird im Stand der Technik zunächst das Echtmodell fertiggestellt und anschließend eine Positionierungshilfe an einer im Auge des Betrachters richtigen Stelle des Echtmodells angebracht, insbesondere mittels manueller Bearbeitung. Idealerweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Echtmodell auf Basis des Digitalmodells mit den Methoden des rapid prototypings hergestellt, insbesondere mittels eines 3D-Druckverfahrens. Bei Verwendung eines solchen Verfahrens kann die Positionierungshilfe besonders einfach entsprechend ihrer Positionierung in dem Digitalmodell in das Echtmodell umgesetzt werden. Mithin ist es besonders von Vorteil, wenn die Positionierungshilfe im Zuge der Herstellung des Echtmodells unmittelbar mit ausgebildet wird, sodass das Echtmodell nach seiner Fertigstellung direkt und ohne gesonderte Nachbearbeitung bereits die Positionierungshilfe aufweist.
Die in dem Echtmodell vorhandene Positionierungshilfe wird dazu genutzt, dass ein echtes Stellelement, welches vorzugsweise dem virtuellen Stellelement entspricht, an dem Echtmodell platziert werden kann. Dies erfolgt beispielsweise mittels einer Montagehilfe, wobei analog zum Stand der Technik ein Montageabschnitt der Montagehilfe mit der Positionierungshilfe in Eingriff gebracht wird. Das echte Stellelement ist daraufhin an dem Echtmodell genauso positioniert wie zuvor das virtuelle Stellelement an dem Digitalmodell. Auf diese Weise wird die digital geplante Position des Stellelements von dem Digitalmodell exakt auf das reale Echtmodell übertragen, wodurch Ungenauigkeiten infolge manueller Bearbeitung des Echtmodells, beispielsweise mittels eines Bohrers, vermieden werden und gleichzeitig ein dadurch bedingter Aufwand zur Nachbearbeitung des erstellten Echtmodells gegenüber dem Stand der Technik gänzlich entfällt.
Anschließend kann die Apparatur gemäß den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrensschritten, beispielsweise durch Auftragen und Aushärten eines Kunststoffmaterials, durch Weiterbearbeiten und schließlich Entnahme von dem Echtmodell, weiter hergestellt werden. Das Stellelement, das hierbei in die Apparatur mit eingearbeitet wird, weist daraufhin an der Apparatur genau eine zuvor geplante Position auf. Die Effektivität des Stellelements kann mithin bei der Planung seiner Positionierung berücksichtigt werden, wobei das virtuelle Stellelement vorzugsweise an dem Digitalmodell in solcher Weise positioniert wird, dass das echte Stellelement an der späteren Apparatur bestmöglich wirken kann.
Vorteilhafterweise ist das echte Stellelement von einer Stellschraube gebildet. Die Stellschraube ermöglicht eine Kraftausübung auf zumindest auf ein oder mehrere Teile der Apparatur, insbesondere auf Apparaturkörper der Apparatur. Insbesondere ist es denkbar, dass ein Stellbereich der Stellschraube von einer Person manuell bedienbar, insbesondere verdrehbar, ist, wobei beispielsweise eine Drehbewegung mittels eines Gewindes in eine Linearbewegung übersetzt und auf diese Weise beispielsweise zwei benachbarte Apparaturkörper voneinander weg oder aufeinander zu bewegt werden. Auf diese Weise kann die Apparatur besonders einfach in ihrer Form verändert werden, wodurch letztlich die gewünschte Einstellung von Druck- und Zugkräften auf die Zähne des Patienten bewirkt werden kann. Insbesondere kann die Apparatur in Abhängigkeit einer Veränderung der Positionen der Zähne infolge der kieferorthopädischen Behandlung nachgeführt werden. Letztlich können folglich die Zähne Schritt für Schritt in eine gewünschte Soll-Position überführt werden.
Konstruktiv ist es besonders vorteilhaft, wenn das echte Stellelement einander gegenüberliegende Einschlussbereiche sowie einen mittleren Stellbereich aufweist, wobei die Einschlussbereiche im Zuge der Herstellung der Apparatur jeweils in mindestens einen Apparaturkörper eingeschlossen werden, sodass eine Kraft übertragende Verbindung des Stellelements mit dem mindestens einen Apparaturkörper ausgebildet ist. Das heißt, dass der mindestens eine Apparaturkörper vorzugsweise derart an das Echtmodell angeformt wird, dass dieser einen Einschlussbereich des an dem Echtmodell positionierten echten Stellelements einschließt. Vorteilhafterweise weist die Apparatur zwei Apparaturkörper auf, die jeweils einen der Einschlussbereiche des Stellelements einschließen. Die Kraft übertragende Verbindung ist deshalb von Vorteil, weil somit die Kräfte des Stellelements auf den mindestens einen Apparaturkörper übertragen werden können. Der Stellbereich des Stellelements, der eine Einstellung des Stellelements ermöglicht und beispielsweise durch eine Schraube ausgeformt ist, wird vorzugsweise freigelassen und nicht in dem mindestens einen Apparaturkörper eingeschlossen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass das Stellelement frei zugänglich bleibt und in der vorstehend beschriebenen Weise in regelmäßigen Abständen nachgestellt werden kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Herstellung der Apparatur eine Anformung mindestens zweier Apparaturkörper an den Gaumen bzw. den Mundboden des Echtmodells umfasst. Das heißt, dass die fertige Apparatur mindestens zwei Apparaturkörpern umfasst. Es ist jedoch denkbar, dass zunächst nur ein Apparaturkörper gefertigt wird, der nach Entnahme von dem Echtmodell in zwei oder mehr Apparaturkörper geteilt wird. Die Apparaturkörper sind insbesondere derart ausgeformt, dass sie sich an die entsprechenden Konturen des Gaumens oder Mundbodens anpassen. Dies kann besonders einfach mittels einer Herstellung der Apparaturkörper mittels Anformung an das Echtmodell erfolgen. Die Anformung kann beispielsweise mittels eines eingangs beschriebenen, im Stand der Technik bekannten Herstellverfahrens unter Zuhilfenahme eines Granulats aus vorpolymerisiertem Kunststoff erfolgen, das auf die entsprechenden Stellen des Echtmodells geschüttet wird und das Kunststoffmaterial anschließend auspolymerisiert. Hierbei werden idealerweise Einschlussbereiche des Stellelements mit eingefasst, sodass letzteres gewissermaßen in den fertigen Apparaturkörper „eingegossen“ ist.
Die Erfindung weiter ausgestaltend ist vorgesehen, dass die Apparatur mindestens eine Komponente umfasst, mittels dessen die Apparatur an Zähnen des Patienten lagerbar ist, wobei vorzugsweise mindestens eine Komponente in Kraft übertragender Weise mit allen Apparaturkörpern verbunden ist, wobei weiter vorzugsweise jeweils Einschlussabschnitte der Komponente in die Apparaturkörper eingeschlossen sind. Typischerweise bestehen die jeweiligen Komponenten aus einem Zahndraht der entweder vorgefertigt oder als Einzelanfertigung in die gewünschte Form gebogen wird, so dass er seinen Zweck erfüllt. Die Komponenten dienen unter anderem dazu, die Apparatur an die Zähne anzulagern, so dass die Apparatur in die Mundhöhle eingesetzt oder entnommen werden kann. Die Apparatur wird also lösbar an den Zähnen angelagert. Weiterhin können die Komponenten sowohl aktiv als auch passiv ausgeformt sein. Aktive Komponenten haben als Aufgabe die Zähne in die gewünschte Soll-Stellung zu überführen, während passive Komponenten die Aufgabe haben die Zähne an ihrer Ist-Stellung zu halten. Entsprechend sind aktive Komponenten dazu hergerichtet, Druck- oder Zugkräfte auf einen jeweiligen Zahn aufzubringen, womöglich auch in Form eines Kräftepaars, mittels dessen ein Drehmoment abbildbar ist. Passive Komponenten dienen hingegen lediglich der Aufnahme und Abtragung von Kräften, die ein oder mehrere jeweilige Zähne infolge einer (ungewollten) Bewegung auf die Komponenten ausüben. Infolge der Kraftaufnahme mittels der Komponenten bleiben die Zähne zumindest im Wesentlichen in ihrer Position.
Die jeweiligen Einschlussabschnitte der Komponenten, die vorteilhafterweise dem Gaumen und/oder Mundboden zugewandt, das heißt oral, angeordnet sind, können in die Apparaturkörper eingebettet sein. Die Einschlussabschnitte einer Komponente können dabei in einem Apparaturkörper oder in mehreren Apparaturkörpern eingebettet sein. Sind die Einschlussabschnitte einer Komponente in unterschiedlichen Apparaturkörpern eingebettet, entsteht eine Kraft übertragende Verbindung zwischen der einzelnen Komponente und den jeweilig betroffenen Apparaturkörpern. Sind die Einschlussabschnitte einer Komponente in dem gleichen Apparaturkörper angeordnet, entsteht eine Kraft übertragende Verbindung zwischen der Komponente und nur dem einen betroffenen Apparaturkörper.
Mithilfe des Stellelements kann nicht nur die Position der Apparaturkörper zueinander, sondern ebenfalls die Position der jeweiligen Komponenten verändert werden, so dass die entsprechenden Zähne optimal in ihre Soll-Position überführt werden können.
Konstruktiv ist es besonders vorteilhaft, wenn das virtuelle Stellelement in einem Gaumenbereich beziehungsweise Mundbodenbereich des Digitalmodells angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass das echte Stellelement ebenfalls in einem Gaumenbereich beziehungsweise dem Mundbodenbereich der Apparatur angeordnet ist. Diese Anordnung ist insbesondere deshalb von Vorteil, da der bzw. die Apparaturkörper sich im Wesentlichen im Gaumenbereich beziehungsweise Mundbodenbereich befinden und ihre Position zueinander dort am besten ändern können. Bei einer Ausbildung mit zwei Apparaturkörpern kann insbesondere eine mittige Anordnung des Stellelements zwischen den Apparaturkörpern eine optimale Kraftverteilung des Stellelements auf die Apparaturkörper und somit eine bestmögliche Positionsänderung der Apparaturkörper zueinander ermöglichen. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des Stellelements im Gaumen und/oder Mundbodenbereich besteht darin, dass eine dortige Positionierung ausreichend Platz zulässt, um das Stellelement zu platzieren und ebenfalls zu verstellen.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, dass das virtuelle Stellelement gemeinsam mit einer zugehörigen virtuellen Montagehilfe in dem Digitalmodel angeordnet wird. Bei der Positionierung des Stellelements auf dem Echtmodell ist häufig eine echte Montagehilfe erforderlich, da das Stellelement vorzugsweise „schwebend“ über dem Echtmodell platziert wird, so dass sich der mindestens eine Apparaturkörper vorzugsweise einen gesamten Einschlussbereich des Stellelements umfassend einschließend kann, das heißt insbesondere auch in einem Bereich zwischen Stellelement und Echtmodell. Folglich ist es besonders von Vorteil, wenn die echte Montagehilfe bereits als virtuelle Montagehilfe digital dargestellt und an dem digitalen Modell angebracht werden kann, um die Position des späteren echten Stellelements an dem Echtmodell zu planen. Die virtuelle Montagehilfe entspricht dabei vorzugsweise der echten Montagehilfe. Dies lässt sich damit erklären, dass bereits digital die Ausmaße der Montagehilfe und somit die Position der Montagehilfe mit berücksichtigt werden können.
Eine konstruktive Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, dass die virtuelle Positionierungshilfe in einer zu einem Montageabschnitt der virtuellen Montagehilfe abgestimmten Form an dem Digitalmodell ergänzt wird. Das heißt, dass die Positionierungshilfe an dem Digitalmodell derartig ausgeformt ist, dass sie mit dem Montageabschnitt der virtuellen Montagehilfe zusammenwirken kann.
Vorteilhafterweise ist die virtuelle Positionierungshilfe von einem Formschlusselement gebildet, insbesondere einer sich in den virtuellen Gaumen beziehungsweise den virtuellen Mundboden hinein erstreckenden Ausnehmung („Loch“) oder einem über von dem virtuellen Gaumen beziehungsweise dem virtuellen Mundboden vorstehenden Zapfen. Das virtuelle Formschlusselement an dem Digitalmodell ist dabei derart ausgeformt, dass es mit dem Montageabschnitt der virtuellen Montagehilfe einen Formschluss bildet. Hierbei ist es von Vorteil, wenn das echte Formschlusselement dem virtuellen Formschlusselement nachgebildet wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das echte Stellelement mit einer Montagehilfe zusammenwirkt, die einen auf die echte Positionierungshilfe abgestimmten Montageabschnitt aufweist, mittels dessen die Montagehilfe gemeinsam mit dem Stellelement unter Verwendung der Positionierungshilfe, vorzugsweise in eindeutiger Position, an dem Echtmodell angebracht wird. Das heißt, dass der Montageabschnitt der echten Montagehilfe an der Positionierungshilfe angeordnet werden kann, um somit das Stellelement in die gewünschte Position auf dem Echtmodell anzuordnen. Vorzugsweise weist die echte Positionierungshilfe analog zu der virtuellen Positionierungshilfe ein Formschlusselement auf, welches vorzugsweise dem virtuellen Formschlusselement entspricht. Dieses echte Formschlusselement kann dann lösbar mit dem Montageabschnitt der echten Montagehilfe verbunden werden. Zwischen der Positionierungshilfe und dem Montageabschnitt besteht somit vorzugsweise eine lösbare formschlüssige Verbindung.
Eine „eindeutige Position“ im Sinne dieser Anmeldung sieht vor, dass die Montagehilfe lediglich auf genau eine Art und Weise mit der Positionierungshilfe zusammenwirken kann. Das heißt, dass es nicht möglich ist, dass das an der Montagehilfe fixierte Stellelement beispielsweise versehentlich verkehrtherum oder in sonstiger falscher Ausrichtung an dem Echtmodell angebracht wird. Dies kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, dass eine der Montagehilfe zugewandte Fläche des Formschlusselements der virtuellen und entsprechend der echten Positionierungshilfe eine geometrische Form aufweist, die lediglich eine einzige Positionierung der Montagehilfe zulässt. Die Montagehilfe, vorzugsweise der Montageabschnitt der Montagehilfe, weist vorteilhafterweise ebenfalls ein Formschlusselement, vorzugsweise in Form eines Zapfens oder einer Ausnehmung auf, welches entsprechend mit dem Formschlusselement der Positionierungshilfe korrespondiert. Eine der Positionierungshilfe zugewandte Fläche des Formschlusselements der Montagehilfe weist vorteilhafterweise die gleiche Form auf, wie die der Fläche des Formschlusselements der Positionierungshilfe. Als mögliche geometrische Formen seien hier eine D-Form oder ein Trapez angeführt. Selbstverständlich ist auch eine runde oder quadratische Ausformung denkbar, wobei an einer Position des Kreises oder des Quadrates vorteilhafterweise beispielsweise eine kleine Rille oder eine Rundung vorgesehen ist, mittels der die eindeutige Positionierung bestimmt werden kann. An dieser Stelle soll noch darauf hingewiesen werden, dass sämtliche Ausformungen, die lediglich eine einzige Ausrichtung der Montagehilfe zulassen, vom Schutzbereich mit umfasst sein sollen.
Schließlich ist vorgesehen, dass die Montagehilfe von dem Stellelement abgenommen wird, vorzugsweise nach dem Abschluss der Herstellung der Apparatur. Nachdem die Komponenten sowie das Stellelement mit dem Apparaturkörper bzw. den Apparaturkörpern verbunden wurden, kann die Montagehilfe von dem Stellelement entnommen werden, ohne dass letzteres seine Position in Abhängigkeit der Apparaturkörper und der Komponenten ändert. Die Montagehilfe wird nach Fertigstellung der Apparatur nicht mehr benötigt. Sie kann für die Positionierung eines weiteren Stellelements einer weiteren Apparatur verwendet oder entsorgt werden. Eine Entnahme der Montagehilfe ist insbesondere deshalb von Vorteil, weil diese unnötig viel Platz in der Mundhöhle des Patienten einnehmen würde. Dies würde zu Unannehmlichkeiten bei dem Patienten führen.
Figurenliste
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:

1: Draufsicht einer Apparatur mit einem Stellelement,
2: Draufsicht eines dreidimensionalen Digitalmodells mit einer Positionierungshilfe,
3: Isometrische Ansicht einer Montagehilfe mit einem Stellelement,
4: Draufsicht des dreidimensionalen Digitalmodells gemäß 1 mit einem Stellelement und einer Montagehilfe,
5: Querschnitt durch das dreidimensionale Digitalmodell gemäß 2 mit dem Stellelement und der Montagehilfe.

Die 1 zeigt eine Ausführungsform einer Apparatur 1, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann. Die Apparatur 1 weist mehrere Komponenten 201, 202 sowie zwei Apparaturkörper 301, 302 auf. Die Komponenten werden von einem Zahndraht 4 gebildet, der in die gewünschte Form gebogen wurde. Einschlussabschnitte 501, 502 der Komponenten 201, 202, die üblicherweise oral, also zur inneren Mundhöhle hin, ausgerichtet sind, werden bei der Herstellung der Apparaturkörper 301, 302 eingeschlossen. Die Einschlussabschnitte 501 einer labialen Komponente 201 sind mit beiden Apparaturkörpern 301, 302 verbunden, wohingegen die Einschlussabschnitte 502 der anderen Komponenten 202 jeweils entweder von dem Apparaturkörper 301 oder von dem Apparaturkörper 302 eingeschlossen sind.
Die beiden Apparaturkörper 301, 302 sind weiterhin über ein echtes Stellelement 6, welches in diesem Ausführungsbeispiel von einer Stellschraube 7 gebildet wird, miteinander verbunden. Dazu weist das Stellelement 6 zwei sich gegenüberliegende echte Einschlussbereiche 801, 802 auf, wobei der eine Einschlussbereich 801 dem einem Apparaturkörper 301 und der andere Einschlussbereich 802 dem Apparaturkörper 302 zugeordnet ist. Zwischen den beiden Einschlussbereichen 801, 802 befindet sich ein echter Stellbereich 9, in dem sich eine Schraube 10 zum Einstellen des Stellelements 6 befindet. Das Stellelement 6 befindet sich im vorliegenden Beispiel in einem Gaumenbereich 11 der Apparatur 1.
Um eine derartige Apparatur 1 zu fertigen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zunächst ein Abdruck der Zähne sowie des Gaumens eines Patienten, beispielsweise mittels eines digitalen Abtastmittels oder einer Gipsmasse, erstellt wird. Anhand dieses Abdrucks lässt sich ein dreidimensionales Digitalmodell 12, gemäß 2, der Zähne 13 zueinander sowie der Zahnposition in der Mundhöhle sowie des Gaumens 14 erstellen. Sollte eine Apparatur des Unterkiefers gefertigt werden, würde selbstverständlich ein Abdruck des Mundbodens anstatt des Gaumens gefertigt und digitalisiert werden.
Die 2 zeigt das dreidimensionale Digitalmodell 12. Es soll unter anderem dazu genutzt werden, eine Position 15 des virtuellen Stellelements 28, gemäß 3, festzulegen und somit auch eine Position des echten Stellelements 6 an dem späteren Echtmodell zu bestimmen. Wenn die Position 15 festgelegt wurde, wird diese mit Hilfe einer virtuellen Positionierungshilfe 16 an dem Digitalmodell 12 ergänzt. Die Position 15 der Positionierungshilfe 16 wird vorzugsweise derart gewählt, dass die Apparaturkörper 301, 302 die Einschlussbereiche 801, 802 des Stellelements 6 gemäß 1 nach Fertigstellung umschließen und der Stellbereich 9 frei bleiben kann. Die virtuelle Positionierungshilfe 16 ist hier ein Formschlusselement 17. Eine einer Montagehilfe 18 gemäß 3 im eingebauten Zustand zugewandte Fläche 19 des Formschlusselements 17 der Positionierungshilfe 16 hat im vorliegenden Beispiel eine viereckige Form, wobei eine Seite 20 des Vierecks schräg verläuft, also mit den beiden benachbarten Seiten 21 keinen 90° Winkel ausformt.
Ein passendes Gegenstück, nämlich ein Montageabschnitt 22 der virtuellen Montagehilfe 18, wird in der 3 dargestellt. Der Montageabschnitt 22 bildet ebenfalls ein Formschlusselement 23 aus. Eine der Positionierungshilfe 16 zugewandte Fläche 24 des Formschlusselements 23 der Montagehilfe 22 weist die gleiche viereckige Form auf wie die Fläche 19 des Formschlusselements 17 der Positionierungshilfe 16. Dadurch wird eine eindeutige Positionierung des Montageabschnitts 22 an der Positionierungshilfe 16 ermöglicht. Die vorliegende Anmeldung soll jedoch nicht auf diese Form eingeschränkt werden. Es sind sämtliche geometrische Formen denkbar, wobei Formen, die eine eindeutige Positionierung zu lassen, zu bevorzugen sind. Die 4 zeigt das Digitalmodell 12 mit der daran angebrachten virtuellen Montagehilfe 18.
Die 5 zeigt einen Querschnitt durch das Digitalmodell 12 mitsamt der daran ergänzten Positionierungshilfe 16, dem Stellelement 28 und der Montagehilfe 18. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Formschlusselement 17 der Positionierungshilfe 16 von einer Ausnehmung 25 und die Montagehilfe 18 von einem in die Ausnehmung 25 passenden Zapfen 26 gebildet. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass die Positionierungshilfe ein Zapfen ist, der in eine von der Montagehilfe gebildete Ausnehmung passt.
Die Montagehilfe 18 ist derart ausgeformt, dass sie in einem Griffbereich 27 optimal von einer Person gegriffen werden kann.
Nachdem die Positionierungshilfe 16 in dem dreidimensionalen Digitalmodell 12 platziert wurde, wird ein Echtmodell, beispielsweise mittels eines 3D-Druckers, auf Basis des Digitalmodells 16 gefertigt. Bei der Fertigstellung des Echtmodells ist bereits eine echte Positionierungshilfe vorhanden und muss nicht nachträglich manuell angebracht werden.
Eine der virtuellen Montagehilfe 18 entsprechende echte Montagehilfe wird sodann mit ihrem Montageabschnitt lösbar mit der Positionierungshilfe verbunden, wobei aufgrund der komplementären Ausformung von Montagehilfe und Positionierungshilfe hier lediglich eine einzige relative Positionierung der Montagehilfe an dem Echtmodell möglich ist. Das echte Stellelement ist lösbar an der echten Montagehilfe gelagert, sodass das Stellelement effektiv ebenfalls in einer eindeutigen Position relativ zu dem Echtmodell festgelegt ist. Schließlich werden die Komponenten mittels Wachs ebenfalls an dem Echtmodell fixiert bevor anschließend ein Apparaturkörper aus Kunststoff gefertigt wird. Nach Aushärtung der Kunststoffmasse kann die Montagehilfe von der Apparatur entnommen werden. Anschließend wird der Apparaturkörper in zwei Apparaturkörper zerteilt, insbesondere zersägt oder zerschnitten. Zur Fertigstellung der Apparatur wird diese von dem Echtmodell entnommen, geschliffen und poliert. Der Stellbereich des echten Stellelements ist an der fertigen Apparatur frei und kann manipuliert werden. Hierdurch ist eine Verstellung der beiden Apparaturkörper relativ zueinander möglich.
Bezugszeichenliste

1: Apparatur
201, 202: Komponente
301, 302: Apparaturkörper
4: Zahndraht
501, 502: Einschlussabschnitte
6: Stellelement
7: Stellschraube
801, 802: Einschlussbereich
9: Stellbereich
10: Schraube
11: Gaumenbereich
12: Digitalmodell
13: Zähne
14: Gaumen
15: Position
16: Positionierungshilfe
17: Formschlusselement
18: Montagehilfe
19: Fläche
20: Seite
21: Seite
22: Montageabschnitt
23: Formschlusselement
24: Fläche
25: Ausnehmung
26: Zapfen
27: Griffbereich
28: Stellelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/118056 A1 [0007]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer herausnehmbaren kieferorthopädischen Apparatur (1), welche dazu bestimmt ist, einen aufrechterhaltenden oder verändernden Einfluss auf die Stellung von Zähnen eines Patienten zu nehmen, das Verfahren umfassend die folgenden Verfahrensschritte: a) Erstellen eines Abdrucks einer Ist-Situation zumindest eines Teils einer Mundhöhle des Patienten, wobei eine Mehrzahl von Zähnen des Patienten sowie zumindest ein Teil des Mundbodens und/oder des Gaumens des Patienten erfasst werden; b) Erstellen eines dreidimensionalen Digitalmodells (12) auf Basis des Abdrucks; c) Anordnen eines virtuellen Stellelements (28) in dem Digitalmodell (12) und Ergänzung des Digitalmodells (12) um eine virtuelle Positionierungshilfe (16) für das Stellelement (28); d) Herstellen eines dreidimensionalen Echtmodells auf Basis des ergänzten Digitalmodells (12), wobei das Echtmodell eine der virtuellen Positionierungshilfe (16) entsprechende echte Positionierungshilfe aufweist; e) Anbringen eines echten Stellelements an dem Echtmodell unter Zuhilfenahme der echten Positionierungshilfe; f) Herstellen der Apparatur (1) unter Einbeziehung des echten Stellelements; und g) Abnehmen der Apparatur (1) von dem Echtmodell.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das echte Stellelement (6) von einer Stellschraube gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das echte Stellelement (6) einander gegenüberliegende Einschlussbereiche (808, 802) sowie einen mittleren Stellbereich (9) aufweist, wobei die Einschlussbereiche (801, 802) im Zuge der Herstellung der Apparatur (1) in zumindest einem Apparaturkörper (301, 302) eingeschlossen werden, sodass eine Kraft übertragende Verbindung des Stellelements (6) mit dem mindestens einen Apparaturkörper (301, 302) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Apparatur (1) eine Anformung mindestens zweier Apparaturkörper (301, 302) an den Gaumen bzw. den Mundboden des Echtmodells umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Apparatur (1) mindestens eine Komponente (201, 202) umfasst, mittels der die Apparatur (1) an Zähnen des Patienten lagerbar ist, wobei vorzugsweise mindestens eine Komponente (201, 202) in Kraft übertragender Weise mit allen Apparaturkörpern (301, 302) verbunden ist, weiter vorzugsweise jeweilige Einschlussabschnitte (501, 502) der Komponente (201, 202) in die Apparaturkörper (301, 302) eingeschlossen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle Stellelement (28) in einem Gaumenbereich bzw. Mundbodenbereich des Digitalmodells (12) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das virtuelle Stellelement (28) gemeinsam mit einer zugehörigen virtuellen Montagehilfe (18) in dem Digitalmodell (12) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Positionierungshilfe (16) in einer zu einem Montageabschnitt (22) der virtuellen Montagehilfe (18) abgestimmten Form an dem Digitalmodell (12) ergänzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Positionierungshilfe (16) von einem Formschlusselement (17) gebildet ist, insbesondere von einer sich in den virtuellen Gaumen bzw. den virtuellen Mundboden hinein erstreckenden Ausnehmung (25) oder von einem über von dem virtuellen Gaumen bzw. dem virtuellen Mundboden vorstehenden Zapfen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das echte Stellelement mit einer Montagehilfe zusammenwirkt, die einen auf die echte Positionierungshilfe abgestimmten Montageabschnitt aufweist, mittels dessen die Montagehilfe gemeinsam mit dem Stellelement unter Verwendung der Positionierungshilfe in, vorzugsweise eindeutiger, Position an dem Echtmodell angebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe von dem Stellelement abgenommen wird, vorzugsweise nach der Abschluss der Herstellung der Apparatur (1).