DE19532171C2 - Verfahren zur Herstellung von Zahnprothesen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zahnprothesen unter Berücksichtigung der anatomischen Gegebenheiten des Patienten, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim heutigen Stand der Technik geht die Herstellung eines Zahnersatzes etwa wie im Folgenden dargelegt vor sich: Wenn ein Patient seine natürlichen Zähne verloren hat, wird eine Vollprothese aus Kunststoff als Ersatz angefertigt. Dabei nimmt der Zahnarzt einen Abdruck vom zahnlosen Oberkiefer und auch vom Unterkiefer. Diese Abdrucke dienen im Zahnlabor als Basis für je ein Gipsmodell der beiden Kieferkämme. Auf einem solchen Modell werden nunmehr die fertigen Kunststoffzähne aufge­ stellt und mit Wachs befestigt. Nach einer Einprobe im Mund des Patienten wird die Prothese in eine zweiteilige Form mit Gips eingebettet. Anschließend wird das Wachs ausgespült und durch einen Kunststoff ersetzt, welcher die Zähne nunmehr dauerhaft in ihrer Position hält.

Die Art und Weise, wie die Zähne in der Prothese stehen bzw. die Position der Zahnreihen zueinander während des Kauvorganges ist von entscheidender Bedeutung für die Funktion des Gebisses wie auch für die Gesundheit und Funktionsfähigkeit des Kiefers: das menschliche Kiefergelenk ist nicht, wie es den Anschein macht, ein Scharniergelenk, welches auf- und zuklappt. Der Unterkiefer ist nicht fix mit dem Kopf verbunden, sondern wird durch Muskeln gegen eine Gelenkbahn gedrückt. Beim Kauen vollzieht nun der Unterkiefer mit dem Gelenkkopf eine genau definierte Bahn, so daß die Zähne nicht aufeinanderschlagen, sondern vielmehr übereinander reiben. Eine Abweichung von der optimalen Zahnstellung oder eine fehlerhafte Zahnprothese können nicht nur eine rasche Zerstörung des Zahn­ ersatzes, sondern auch eine irreversible Schädigung des Kiefergelenkes nach sich ziehen.

Die "optimale" Anordnung der Zähne in einem künstlichen Gebiß ist von mehreren Faktoren abhängig. Einerseits ist dies der Informationsstand und das Können des Zahnarztes, welcher die Abdrucknahme, die Bißregistrierung, die Einprobe und die Eingliederung vornimmt, wobei natürlich auch eine Abhän­ gigkeit von der Gültigkeit der wissenschaftlichen Theorie gegeben ist, wie die Zähne aufzustellen sind, oder aber von den neuesten medizinischen Erkenntnissen und deren Anwendung. Andererseits kommt es wesentlich auf den Informationsstand des Zahntechnikers an, welcher die Prothese fertigt, wobei ein Faktor die Erfahrung des Zahntechnikers ist, welcher nicht nach System, sondern nach Er­ fahrungswerten arbeitet, und natürlich sein handwerkliches Geschick, da er die theoretischen Kennt­ nisse in ein funktionsfähiges Produkt umsetzen muß, abhängig davon, wie gut er bereits bekannte Methoden zur Aufstellung der Zähne in die Praxis umsetzt, ohne persönliche Präferenzen zu integrie­ ren.

Alle diese Einflußparameter bilden Risikofaktoren, welche jeder für sich und um so mehr in Kombinati­ on miteinander das Ergebnis negativ beeinflussen können. Fachleute schätzen, daß 60% bis 70% der heute angefertigten Prothesen nach dem neuesten Stand der Wissenschaft als "falsch" einzustufen sind.

Bei der DE 40 25 728 A1, aus der ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt ist, geht es um die Daten für einen Konstruktionsplan und somit für die Herstellung der Basen, um diese dann dem Kiefer angepaßt fräsen zu können und um in diese Basen auch Öffnungen zu fräsen, in welche dann die Zähne endgültig eingesetzt werden. Die Basen sollen aus einem Kunststoffblock ge­ fräst werden. Es sollen damit beim Aushärten des Materials der Zahnprothesen auftretende Schrump­ fungen und Spannungen vermieden werden. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist immer ein beson­ derer Umweg in Kauf zu nehmen, da nach der Zuordnung der Zähne zu der schließlich in eine Kunst­ stoffmasse eingebetteten Basis und nach Erstellen eines weiteren Abdruckes mit den in die Kunst­ stoffmasse eingesetzten Zähnen wiederum die Daten neu erfaßt werden müssen. Anhand dieser Da­ ten wird dann die Basis aus einem Kunststoffblock gefräst, die Öffnungen zur Aufnahme der Zähne werden gefräst und weiter müssen gegebenenfalls auch die Zähne gefräst werden. Schlußendlich müssen dann noch die Zähne in die jeweilige Basis eingesetzt werden. Mit den heute bei Zahnprothe­ sen einzusetzenden Materialien ergeben sich in der Regel keine Probleme mit einer Schrumpfung beim Aushärten, so daß ein Fräsen der Prothese (Basis) aus einem Kunststoffblock wohl als nicht notwendige und daher besonders aufwendige Maßnahme anzusehen ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem Fehlerquellen bei der Herstellung von Zahnprothesen praktisch vollständig aus­ geschaltet werden können.

Erfindungsgemäß werden zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß in einem PC-gestützten Softwaremodul anhand eines Rechenmoduls die "optimale" Stellung der Zähne in der Zahnprothese ermittelt und diese Daten als X-, Y- und Z-Daten ausgegeben werden, und daß dann mittels einer nu­ merisch gesteuerten Bearbeitungs- und/oder Montagevorrichtung und/oder Zuführanordnung das Un­ ter- und/oder Oberkiefermodell, ein Duplikatmodell oder eine Montageplatte und die Zähne in eine op­ timale gegenseitige Stellung gebracht und die, Zähne miteinander und die Zähne mit dem Unter- und/oder Oberkiefermodell, dem Duplikatmodel oder der Montageplatte verbunden werden oder für eine folgende exakte Montage der Zähne am Unter- und/oder Oberkiefermodell vorbearbeitet werden, und daß zwischen die einzeln oder gesamthaft im freien Raum mit Abstand vom Unter- und/oder Oberkiefermodell fixierten Zähne und das Kiefermodell eine sicher und vorzugsweise endgültig die Zähne haltende Kunststoffmasse eingebracht wird.

Durch die exakte elektronische Abnahme von Kieferkammverlauf, Kieferbewegung und Kieferrelation zueinander kann insgesamt die Festlegung einer Ausgangsposition vereinfacht und standardisiert wer­ den. Das Rechenmodell, welches die "optimale" Position und Ausrichtung der Zähne ermittelt, soll den modernsten Stand der Zahnmedizin und vor allem die Möglichkeit bieten, die jeweils neuesten Er­ kenntnisse der Wissenschaft in Form von Software-Updates in den Produktionsprozeß einfließen zu lassen. Durch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ergibt sich die Möglichkeit, die wissen­ schaftlichen Werte und Bedingungen und die tatsächlich durch Abmessen bzw. Abtasten festgehalte­ nen Werte gleich in eine Bearbeitungs- und/oder Montageeinrichtung und/oder Zuführanordnung ein­ fließen zu lassen, so daß die Zahnprothesen in immer gleichbleibender Qualität, also in optimaler An­ passung an den einzelnen Patienten, herstellbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren bringt auch deutliche Rationalisierungsfortschritte bei der Herstellung von Zahnersatz mit sich. Die Faktoren Qua­ lität und Rationalisierung sowie die Möglichkeit, den Ausschuß im Herstellungsprozeß zu minimalisie­ ren, bewirken insgesamt auch eine Reduktion von Material- und Energieeinsatz. Es können dadurch einige Arbeitsgänge eingespart werden, denn die Zähne sind in der optimalen Lage, es bedarf nicht einer vorherigen Wachseinbettung und Anprobe der Prothese, da gleich die Kunststoffmasse für die richtige Prothese eingebracht werden kann und die Zähne somit fixiert werden können, ohne daß es der Stifte, Bohrungen oder Zapfen bedarf.

Ein besonders vorteilhafter Verfahrensablauf ist dann gewährleistet, wenn als Zähne vorerst Modell­ zähne verwendet und anhand der X-, Y- und Z-Daten in eine für die endgültige Lage gegeneinander ausgerichtete Stellung gebracht und an einem Duplikatmodel oder einer Montageplatte befestigt wer­ den, daß anschließend eine Abdruckmasse auf die gesamte Zahnreihe der Modellzähne aufgesetzt und erhärtet wird, daß daraufhin die lagegerecht positionierten Modellzähne aus der Abdruckmasse herausgezogen und die endgültigen Originalzähne in die geformte Abdruckmasse eingedrückt werden, worauf dann die Zähne an einer Basisplatte mittels Wachs oder Kunststoff fest oder vorübergehend fest verbunden werden.

Es ist dadurch eine sowohl im Hinblick auf den Zeitaufwand als auch auf den Maschinenaufwand gün­ stige Lösung geschaffen worden. Es sind dadurch auch nur die Modellzähne entsprechend zu bear­ beiten oder mit einem Duplikatmodell oder einer Montageplatte fest zu verbinden. Für die Vorberei­ tung und für die Erstmontage stehen also immer die gleichen Zähne zur Verfügung, so daß Toleranz­ abweichungen praktisch nicht vorhanden sind. Vor allem aber müssen die endgültigen Originalzähne nicht für eine Befestigung an einem Duplikatmodell oder einer Montageplatte bearbeitet werden. Die Bearbeitung der Zähne und somit das notwendige Einspannen derselben ist gerade wegen der Tole­ ranzabweichungen bei einer ansonsten immer gleichbleibenden Formgebung stets problematisch.

Weiter wird vorgeschlagen, daß das Unter- und/oder Oberkiefermodell, ein Duplikatmodell oder eine Montageplatte und gegebenenfalls die Zähne mittels einer numerisch gesteuerten Bearbeitungsvor­ richtung für eine nachfolgende Handmontage vorbearbeitet werden.

Auch bei einer nachfolgenden Handmontage ist die exakte Anordnung der Zähne in der Prothese ge­ währleistet, da die Zähne nur noch in korrespondierend ausgebildete Bereiche des Kiefermodells ein­ gelegt oder eingeführt werden müssen. Durch die exakte Vorbearbeitung ist die richtige Lage aller Zähne gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht auch eine optimale Ansteuerung einer Bearbeitungsvorrich­ tung vor, indem nämlich das Unter- und/oder Oberkiefermodell, das Duplikatmodell oder eine Monta­ geplatte und gegebenenfalls die Zähne mittels der numerisch gesteuerten Bearbeitungsvorrichtung aufgrund der als X-, Y- und Z-Werte vorliegenden Daten vorbearbeitet werden, um den Ort, die Stel­ lung, die Neigung und die Tiefe der Zähne gegenüber dem Kiefermodell festzulegen. Es ist also stets eine dem jeweiligen Patienten exakt angepaßte Zahnprothese herstellbar.

Nach einem besonderen Verfahrenschritt ist als numerisch gesteuerte Bearbeitungsvorrichtung ein Bohrautomat eingesetzt, in welchem das Unter- oder Oberkiefermodell, ein Duplikatmodell oder eine Montageplatte und gegebenenfalls auch die Zähne befestigt werden, wobei sowohl in dem Kiefermo­ dell, dem Duplikatmodell oder der Montageplatte und gegebenenfalls auch in den Zähnen Bohrlöcher zur Aufnahme von Stiften hergestellt werden.

Beim Einsatz von Bohrlöchern und Stiften zur ordnungsgemäß ausgerichteten Lagebestimmung der Zähne im Unter- und/oder Oberkiefermodell ergeben sich besondere Vorteile. So ist es möglich, die Zähne in exakter Lage am Kiefermodell zu montieren und gleich in dieser Stellung den Kunststoffteil zu fertigen, da die Lage der Zähne ja der optimalsten Lösung entspricht. Es kann somit die Wachsanpro­ be am Patienten entfallen. Eine solche "Vorablagesicherung", wie sie mit den Bohrlöchern und den Stiften möglich ist, könnte im Rahmen der Erfindung auch auf andere Weise erzielt werden, doch muß auf jeden Fall eine zumindest vorübergehend feste Verbindung zwischen den Kiefermodellen und den Zähnen geschaffen werden.

Eine kostengünstige und Arbeitsaufwand einsparende Variante ergibt sich dann, wenn als Zähne be­ reits mit Bohrlöchern versehene Modellzähne eingesetzt werden.

In diesem Zusammenhang ist es auch von besonderem Vorteil, daß die Bohrlöcher zumindest in den Kiefermodellen, in den Duplikatmodellen oder in den Montageplatten aufgrund der als X-, Y- und Z- Werte vorliegenden Daten in unterschiedlichen Neigungen und mit unterschiedlicher Tiefe hergestellt werden, wobei der Ort, die Stellung, die Neigung und die Tiefe der Bohrlöcher zusammen mit den ein­ zusetzenden Stiften die optimale gegenseitige Stellung der Zähne und eine optimale Stellung gegen­ über dem endgültigen Unter- oder Oberkiefermodell bewirken.

Allein durch die Anordnung, Neigung und Tiefe der Bohrlöcher wird erreicht, daß die Zähne am richti­ gen Ort in der richtigen Neigung und in der richtigen Tiefe angeordnet sind. Es ist dabei sinnvoll, wenn diese unterschiedlichen Werte allein bei den Bohrlöchern in den Kiefermodellen berücksichtigt werden. Es wäre zwar auch denkbar, die Neigung und die Tiefe der Bohrlöcher an den Zähnen zu bestimmen oder mitzubestimmen, doch ist es aus Herstellungsgründen einfacher, die Zähne in gleichbleibender Weise mit Bohrlöchern und Stiften zu bestücken, wobei dann natürlich diese Anordnung in dem Re­ chenmodell und somit in den sich auswirkenden X-, Y- und Z-Werten integriert ist.

Die einfachste Anordnung ist dann gegeben, wenn für jeden Zahn bzw. für jeden Modellzahn wenig­ stens zwei achsparallele Bohrlöcher gefertigt bzw. vorgefertigt und jeweils eine entsprechende Anzahl von Stiften eingesetzt werden. Bei zwei Bohrlöchern und zwei Stiften ist auch bereits die Gewähr ge­ geben, daß auch die erforderliche Drehlage der Zähne in Bezug auf die Kiefermodelle exakt eingehal­ ten wird.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es ferner vorteilhaft, daß für die Bearbeitungs- und/oder Montagevorrichtung und/oder die Zuführanordnung eine Steuerungssoftware für fünf Achsen einge­ setzt wird, und zwar drei Achsen für die Bearbeitungs- bzw. Montagevorrichtung bzw. für die Zuführ­ anordnung und zwei Achsen für das Kiefermodell, das Duplikatmodell oder die Montageplatte.

Es ist somit eine exakte Zuordnung zwischen dem Bohrwerkzeug an sich und dem zu bearbeitenden Teil, nämlich dem Unter- oder Oberkiefermodell möglich. Mit dem Bohrwerkzeug kann die erforderliche X-, Y- und Z-Stellung angefahren werden, wogegen die notwendige Neigung der Bohrungen durch entsprechende Achsverstellung der Halterung des Kiefermodells, Duplikatmodell oder der Montage­ platte erreicht werden kann.

Im Rahmen der Erfindung sind auch weitere Varianten des Verfahrens denkbar. Eine solche Möglich­ keit sieht vor, daß die Zähne an ihren einzubettenden Enden mit einem oder mit mehreren, für die Montage bis in die Kiefermodelle, Duplikatmodell oder Montageplatten reichenden Zapfen ausgestattet und an den Kiefermodellen, Duplikatmodellen oder Montageplatten in die entsprechenden Öffnungen hergestellt werden.

Es müssen also nicht unbedingt Bohrlöcher und Stifte sein, um nach dem erfindungsgemäßen Verfah­ ren die zumindest vorübergehende Befestigung zwischen den Zähnen und den Kiefermodellen zu be­ wirken. Es sollen einfach an den Zähnen und an den Kiefermodellen zueinander korrespondierende Vorsprünge, also beispielsweise Zapfen, Stifte oder Stege und an den Kiefermodellen dazu korrespon­ dierende Öffnungen, Bohrungen oder Nuten vorgesehen werden.

Gemäß einer besonderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Zähne einzeln oder gesamthaft in einer Montagevorrichtung und/oder Zuführanordnung in ihrer Lage entsprechend den X-, Y- und Z-Daten zugeführt oder gehalten und einzeln oder gesamthaft im freien Raum mit Ab­ stand vom Unter- oder Oberkiefermodell fixiert. Es bedarf bei einem solchen Verfahren keiner vorgän­ gigen Bearbeitung der Zähne oder des Kiefermodells, da die Zähne bis zur endgültigen Fixierung im freien Raum in der richtigen Lage zum Kiefermodell gehalten werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Kiefermodell, in welchem über Stifte Zähne positioniert gehalten sind;

Fig. 2 das gleiche Kiefermodell mit einer Darstellung, welche nur die Stifte zeigt;

Fig. 3 für die Montage vorbereitete Zähne, in welchen bereits entsprechende Stifte einge­ setzt sind;

Fig. 4 eine Bearbeitungseinrichtung zur Herstellung von Bohrlöchern, in welche anschlie­ ßend die Stifte eingesetzt werden;

Fig. 5 eine anstelle eines Kiefermodells eingesetzte Montageplatte, in welcher Modellzähne fixiert werden;

Fig. 6 einen Schnitt durch die Montageplatte mit den eingesetzten Modellzähnen und einer aufgebrachten Abdruckmasse;

Fig. 7 einen Schnitt durch die Abdruckmasse mit eingesetzten Originalzähnen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Zahnprothesen unter Berücksichtigung der anatomischen Gegebenheiten des Patienten werden vorerst die Daten der Neigung der Kiefergelenk­ bahn und der Bewegung des Unterkiefers des Patienten abgetastet oder ausgemessen. Diese Daten werden in elektronische Impulse umgesetzt. Das vom Patienten abgenommene Unter- und Oberkie­ fermodell wird z. B. mit einem Digitizer abgetastet oder auf eine andere Art und Weise ausgemessen. Es kann hier auch ein geeignetes elektronisches Meßverfahren eingesetzt werden, wobei ein solches Meßverfahren auch bei der Bestimmung der anatomischen Gegebenheiten des Patienten eingesetzt werden könnte. Mittels einer entsprechenden Software werden die ermittelten Daten für die weitere Verarbeitung aufbereitet.

Anschließend wird in einem PC-gestützten Softwaremodul anhand eines speziellen Rechenmoduls die "optimale" Stellung der Zähne in der Zahnprothese ermittelt, wobei dann diese Daten als X-, Y- und Z- Daten ausgegeben werden. Mittels einer numerisch gesteuerten Bearbeitungs- und/oder Montagevor­ richtung und/oder Zuführanordnung werden das Unter- und/oder Oberkiefermodell und/oder die Zähne in eine optimale gegenseitige Stellung gebracht und miteinander verbunden oder aber für eine folgen­ de exakte Montage der Zähne am Unter- und/der Oberkiefermodell vorbearbeitet. Dieses Software­ modul kann stets in Updates den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen angepaßt werden, so daß immer der aktuellste Stand der Technik in der Zahnmedizin eingehalten werden kann.

In den Zeichnungen ist ein Beispiel unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, nach welchem eine Bearbeitung der Zähne und des Kiefermodells vorgesehen ist. In den Fig. 1 bis 3 sind ein Oberkiefermodell 1 und zwei Zähne 2 und 3 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Zähne 2, 3 mit Stiften 4 versehen sind, welche die Zähne 2, 3 in einer bestimmten Stellung (Lage, Neigung, Tiefe usw.) gegenüber dem Oberkiefermodell 1 halten. In einer entsprechenden Halterung 5 sind die Zähne 2, 3 bereits mit Stiften 4 bestückt gehalten, so daß die Zähne nach dem exakten Bohren der Bohrlö­ cher in dem Oberkiefermodell 1 einfach durch Einstecken in die richtige Lage gebracht werden kön­ nen. Es ist bereits anhand der Zeichnung ersichtlich, daß eine exakte Anpassung der Lage und Höhe der Zähne 2, 3 an den Patienten notwendig ist, denn unabhängig vom gerade gegebenen Zustand und der Höhe des Kieferkammes bedarf es einer entsprechenden Ausrichtung der Zähne in Anpassung an die anatomischen Gegebenheiten des Patienten.

Das Unter- und/oder Oberkiefermodell 1 und gegebenenfalls auch die Zähne 2, 3 werden mittels einer numerisch gesteuerten Bearbeitungsvorrichtung für eine nachfolgende Handmontage vorbearbeitet. Es ist natürlich auch denkbar, nach dem Bearbeitungsvorgang auch die Montage zu automatisieren.

Das Unter- und/oder Oberkiefermodell 1 und gegebenenfalls auch die Zähne 2, 3 werden mittels der numerisch gesteuerten Bearbeitungsvorrichtung aufgrund der als X-, Y- und Z-Werte vorliegenden Daten vorbearbeitet werden, um den Ort, die Stellung, die Neigung und die Tiefe der Zähne im Kiefer­ modell festzulegen. Die Verstellmöglichkeiten in den entsprechenden Richtungen sind in Fig. 4 ent­ sprechende mit den Buchstaben X, Y und Z und Richtungspfeilen gekennzeichnet. Als numerisch ge­ steuerte Bearbeitungsvorrichtung wird gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ein Bohrautomat 6 eingesetzt, in weichem das Unter- oder Oberkiefermodell 1 und gegebenenfalls auch die Zähne 2, 3 befestigt werden. Für die Zähne 2, 3 kann für die Bearbeitung und auch für die nachfolgende Bear­ beitung ein als Zahnhalter 7 wirkender Aufbau vorgesehen werden. wobei sowohl in dem Kiefermodell 1 als auch in den Zähnen 2, 3 Bohrlöcher zur Aufnahme von Stiften 4 hergestellt werden.

Die Bohrlöcher werden zumindest in den Kiefermodellen aufgrund der als X-, Y- und Z-Werte vorlie­ genden Daten in unterschiedlichen Neigungen und mit unterschiedlicher Tiefe hergestellt werden, wo­ bei der Ort, die Stellung, die Neigung und die Tiefe der Bohrlöcher zusammen mit den einzusetzenden Stiften 4 die optimale Stellung der Zähne 2, 3 am Unter- oder Oberkiefermodell 1 bewirken. Zweck­ mäßigerweise werden für jeden Zahn wenigstens zwei achsparallele Bohrlöcher gefertigt und jeweils eine entsprechende Anzahl von Stiften eingesetzt. Die Anordnung von jeweils zwei Bohrlöchern und zwei Stiften 4 reicht völlig aus, da dann auch schon eine exakte Ausrichtung in "Achsrichtung" der Zähne 2, 3 erreicht ist.

Es ist verfahrensmäßig am einfachsten, wenn alle Zähne 2, 3 in gleicher Weise vorbearbeitet werden und daß die unterschiedlichen Stellungen, Neigungen, Tiefen usw. durch unterschiedliche Bearbeitung der Unter- oder Oberkiefermodelle 1 geschaffen werden.

Für die Bearbeitungs- und/oder Montagevorrichtung kann eine Steuerungssoftware mit fünf Achsen eingesetzt werden, und zwar drei Achsen X, Y und Z für den Bearbeitungs- bzw. Montageteil und zwei Achsen A und B für das Kiefermodell 1. Diese beiden Drehachsen A und B sowie der Halterungsteil für das Kiefermodell 1 sind ebenfalls der Fig. 4 zu entnehmen. Die in den drei Achsen X, Y und Z ver­ stellbare Spindeleinheit 8 des Bohrautomaten 6 ist mit einem entsprechenden Bohrwerkzeug 9 be­ stückt. Die ganze Bearbeitungs- und Montagevorrichtung ist auf einer Grundplatte 10 montiert und zweckmäßig mit einem die ganze Vorrichtung umschließenden Gehäuse mit Fensteröffnungen verse­ hen, da es sich hier doch um eine hochpräzise mechanische Vorrichtung handelt.

Für die Anzeige der Daten (Meßdaten; X-, Y- und Z-Daten; Funktionswerte) und für die räumliche Dar­ stellung der vorgesehenen optimalen Stellung der Zähne ist die zusätzliche Anordnung eines Bild­ schirmes vorteilhaft. Natürlich sind Möglichkeiten zum Ausdruck der Daten oder auch zum Ausdruck einer zeichnerisch bildlichen Darstellung der optimalen Stellung der Zähne vorgesehen.

Ein besonderer Verfahrensablauf wird anhand der Fig. 5 bis 7 erläutert. Es kann hier ein Dupli­ katmodell oder aber in einfacher Weise eine beispielsweise ebene Montageplatte 12 anstelle des Kie­ fermodells 1 eingesetzt werden. Es können hier auch vorerst Modellzähne 2', 3' eingesetzt werden, welche in sinnvoller Weise bereits mit vorgefertigten Bohrlöchern versehen sind, wenn ein Verfahrens­ ablauf mit den Bohrlöchern und Stiften 4 erfolgt. Es kann dadurch eine teure und arbeitsaufwendige Bearbeitung aller Zähne vermieden werden und außerdem ist man von Fertigungstoleranzen bei den industriell gefertigten Zähnen unabhängig. Es stellt ja ein besonderes Problem dar, alle Originalzähne in exakt gleicher Weise in eine Halterung einzuspannen, um eine exakte Bearbeitung (Herstellung ei­ ner Bohrung) durchführen zu können. Es werden hier also die Modellzähne 2', 3' mit den Stiften 4 ver­ sehen und entsprechend den vorgegebenen X-, Y- und Z-Daten werden zur Erzielung einer optimalen Stellung eines jeden Zahnes in der Montageplatte 12 Löcher gebohrt, wobei in gleicher Weise wie bei der Erläuterung zu den Fig. 1 bis 3 die Einbohrtiefe, die Neigung des Bohrloches oder auch die Länge der einzusetzenden Stifte 4 Einstellmöglichkeiten für eine exakte Positionierung der Modellzähne 2', 3' sind. Mittels der Stifte 4 erfolgt also eine exakte Positionierung und eine entsprechende Befestigung der Modellzähne 2', 3' an der Montageplatte 12. Anstelle der Stifte könnten im Sinne der Erfindung auch andere Teile oder andere Verfahrensschritte eingesetzt werden. Beispielsweise könnte die Mo­ dellzähne auch an der Montageplatte angeklebt oder mit einer Abgußmasse befestigt werden. Daher kann auch die Montageplatte eben ausgeführt oder aber mit entsprechenden Erhebungen oder Ver­ tiefungen versehen werden.

Wenn nun also die Modellzähne 2', 3' in ihrer Position fest gehalten sind, wird beispielsweise mit einem in der Zahntechnik üblichen Abdrucklöffel 13 eine Abdruckmasse 14 auf die gesamte Zahnreihe oder entsprechend auf einen einzelnen Zahn aufgedrückt. Nach dem Erhärten der Abdruckmasse 14 wer­ den die Modellzähne 2', 3' aus der Abdruckmasse 14 herausgezogen bzw. der Abdrucklöffel 13 samt der Abdruckmasse wird von der mit den Modellzähnen 2', 3' bestückten Montageplatte 12 abgehoben. Durch die Abdruckmasse 14 wird nun sozusagen ein Negativ der Zahnreihe geschaffen, so daß nur noch die endgültigen Originalzähne 2, 3 in die vorgeformten Öffnungen eingedrückt werden müssen. Die aufeinanderfolgenden Originalzähne 2, 3 haben dann schon die exakt richtige Position, wobei hier dann auch in einem üblichen Rahmen liegende Toleranzabweichungen keine Rolle spielen, da die Ab­ druckmasse 14 aus einem zumindest übliche Toleranzabweichungen zulassenden elastischem Mate­ rial besteht.

Die in die Abdruckmasse 14 eingesteckten Originalzähne 2, 3 werden sodann in eine entsprechende Position zu einem Kiefermodell 1 bzw. einer darüber gelegten Basisplatte gebracht, so daß dann die Zähne mit Wachs oder einem geeigneten Kunststoff fest oder vorübergehend fest mit der Basisplatte und natürlich auch die Zähne der Zahnreihe gegenseitig verbunden werden können.

Das Aufstellen und Einstecken der Modellzähne 2', 3' in die Montageplatte kann mittels einer entspre­ chend gesteuerten Montagevorrichtung oder aber von Hand aufgrund der vorhandenen Datenangaben erfolgen. Es kann ja auch bei einer nachfolgenden Handmontage keine Abweichung von der optima­ len Stellung der Zähne geben, da die Bohrlöcher exakt vorbereitet sind und die Länge der Stifte 4 vor­ geschrieben wird.

Die endgültige Anpassung der Zähne an die oder die Verbindung der Zähne mit der Basisplatte in An­ passung an das Kiefermodell kann in der Bearbeitungs- und Montagevorrichtung gemäß Fig. 4 oder aber in einem Artikulator oder einem artikulatorähnlichen Gerät stattfinden.

Ob und mit welchen Mitteln gegebenenfalls die Stifte 4 in den Bohrlöchern - eventuell auch nur in den Zähnen 2, 3 - zusätzlich verklebt oder auf sonstige Art unverschieblich festgehalten werden, soll nicht näher erläutert werden, da dem Fachmann hier mannigfache Möglichkeiten offenstehen.

Im Rahmen der Erfindung können auch andere Varianten als Bohrlöcher und Stifte 4 eingesetzt wer­ den. So wäre es auch denkbar, die Zähne 2, 3 an ihren einzubettenden Enden 11 mit einem oder mit mehreren, für die Montage bis in die Kiefermodelle 1 reichenden Zapfen auszustatten und an den Kie­ fermodellen 1 dann die entsprechenden Öffnungen herzustellen. Weiter könnten auch entsprechende Stege oder Rippen vorgesehen werden, gegebenenfalls in einer Art Kreuzschlitzform, wobei dann am Kiefermodell 1 korrespondierende Öffnungen, Nuten oder dergleichen vorgesehen werden. Bei sol­ chen Anordnungen, welche in axialer Richtung nur ein kurzes Ineinandergreifen bewirken, könnte es notwendig sein, daß die Zähne 2, 3 beispielsweise durch Verkleben zumindest vorübergehend mit dem Kiefermodell 1 verbunden werden.

Es wäre aber auch denkbar, keine Vorbearbeitung durchzuführen und die Zähne 2, 3 ohne Stifte 4 oder sonstige vorstehende Verbindungsteile auszubilden und durch eine Art Roboter als Montagevor­ richtung die Zähne an die richtige Stelle am Kiefermodell setzen zu lassen. Es können dann bei­ spielsweise die Zähne in dem Roboter raumkoordinatenbezogen gegenüber dem z. B. als Gipsmodell ausgeführten Kiefermodell gehalten werden, bis die Kunststoffmasse für die sichere und endgültige Halterung der Zähne sorgt. In diesem Zusammenhang können verschiedenste Montagevorrichtungen und/oder Zuführanordnungen vorgesehen werden, welche die Zähne einzeln oder gesamthaft ihrer Lage entsprechend den X-, Y- und Z-Daten zuführen und/oder halten. Die Zähne 2, 3 werden dann also im freien Raum mit entsprechendem Abstand vom Kiefermodell 1 fixiert gehalten, wobei an sich das bisher übliche Wachs für eine nachfolgende Anprobe der Prothese beim Patienten eingebracht werden könnte. Nachdem aber die Zähne aufgrund der ermittelten und errechneten Daten bereits in der optimalen Stellung gehalten werden, kann gleich die die Zähne endgültig haltende und fixierende Kunststoffmasse, welche ja Teil der endgültigen Prothese ist, eingebracht werden.

Für die Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind mehrere Vorrichtungen erforderlich, mit der die einzelnen Verfahrensschritte abgedeckt werden können. Mit einem ersten Gerät wird die Kiefergelenkbahnneigung und die Bewegung des Unterkiefers des Patienten gemessen, der die Pro­ these erhalten soll. Dieses Gerät tastet die anatomischen Eigenheiten ab und setzt die Daten in elek­ tronische Impulse um. Damit in Verbindung steht ein Softwaremodul, welches diese Impulse speichert und für die elektronische Weiterverarbeitung aufbereitet. Ein weiteres Gerät, zweckmäßig ein Digitizer, sorgt für das Abtasten des Unter- und Oberkiefermodells. Eine zugehörige Software bereitet die er­ mittelten Daten für die weitere Verarbeitung auf. In einem PC-gestützten Softwaremodul wird anhand eines Rechenmodells die "optimale" Stellung der Zähne in der Prothese ermittelt. Diese Daten werden als X-, Y- und Z-Werte ausgegeben. Das Softwaremodul errechnet den optimalen Ort, an dem der betreffende Zahn aufgestellt werden soll, die Höhe des Zahnes sowie den Aufstellwinkel. Das Re­ chenmodell berücksichtigt die jeweils modernsten Erkenntnisse der Zahnmedizin über Kieferrelation, Kaubewegung und Zahnstellung und kann laufend den neuesten technischen und medizinischen Er­ kenntnissen angepaßt werden. Es liefert zudem Ergebnisse, welche unabhängig vom Ausbildungs­ stand und methodischen Präferenzen des jeweiligen Zahntechnikers objektivierbar und jederzeit re­ produzierbar sind. Schließlich werden dann gemäß dem gezeigten Beispiel in einem numerisch ge­ steuerten Bohrautomaten sowohl das als Gipsmodell ausgestattete Kiefermodell oder ein Duplikatmo­ dell aus beliebigem Material oder eine Montageplatte aus beliebigem Material als auch die Zähne, wel­ che in der Prothese befestigt werden sollen oder entsprechende Modellzähne, eingespannt. Sodann werden Bohrlöcher für die Aufnahme der Stifte im Kiefermodell, im Duplikatmodell oder in der Monta­ geplatte sowie in den einzelnen Zähnen hergestellt oder es werden beispielsweise bereits vorgebohrte Modellzähne eingesetzt. Die Plazierung der Bohrlöcher im Kiefermodell, im Duplikatmodell oder in der Montageplatte bestimmt den Aufstellort des Zahnes, die Tiefe der Bohrung sowie die Länge des einge­ setzten Stiftes bestimmen die Höhe und der Bohrwinkel im Kiefermodell, im Duplikatmodell oder in der Montageplatte ergibt die spätere Neigung des Zahnes.

Ob nun direkt die Zähne eingesetzt werden oder aber das Herstellverfahren über den vorherigen Ein­ satz von Modellzähnen geführt wird, es ergibt sich immer eine gleichbleibende Qualität der fertigen Prothese nach dem letzten Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse. Beim Einsatz von Stiften er­ geben sich erfindungsgemäß ebenfalls eine Reihe von Möglichkeiten. In der Regel werden die Stifte als Stäbe mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt sein. Es ist aber auch denkbar, Stifte mit anderer Querschnittsform, z. B. quadratisch, drei- oder mehreckig oder elliptisch, vorzusehen. Es könnten dann auch bei anderer als kreisförmiger Querschnittsform zylindrische Bohrlöcher hergestellt werden. Mit entsprechender Toleranz der Bohrung können die Eckbereiche der Stifte in die Bohrungswandung formschlüssig einpressen, so daß u. U. auch ein einziger Stift für jeden Zahn ausreichen würde, wenn dadurch schon die Verdrehsicherheit gewährleistet ist. Mittels eines entsprechenden Fräsers oder eines anderen Werkzeuges kann aber auch ein im Querschnitt andersförmiges "Bohrloch" hergestellt werden, um die mehreckigen oder ovalen Stifte einsetzen zu können. Für die Stifte können die geeig­ neten Materialien eingesetzt werden. So ist es denkbar, hier Stahl, insbesondere rostfreien Stahl, Aluminium, Messing oder andere Metalle, aber auch Kunststoffe, z. B. faserverstärkte Kunststoffe ein­ zusetzen.

Mit der maschinellen Abnahme der Bestimmungsdaten im Kiefer über die modellhafte Umsetzung in einem Rechenprogramm bis zur elektronisch gesteuerten Herstellung des Zahnersatzes in einem ge­ schlossenen Datensystem wird die Zahnprothetik von den vielen individuellen Einflußfaktoren unab­ hängig, welche die Qualität eines Zahnersatzes derzeit noch maßgeblich beeinflussen.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich sowohl für die Teil- als auch die Totalprothetik einsetzen und wirkt sich auch vorteilhaft bei der Kieferregulierung bei Kindern aus, da hier beispielsweise im fast umgekehrten Sinne die Idealstellung der Zähne feststellbar ist und die Regulierung solange durchge­ führt wird, bis sich die Stellung der Zähne einer Idealstellung beim entsprechenden Patienten nähert.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Zahnprothesen unter Berücksichtigung der anatomischen Gegeben­ heiten des Patienten, wobei die Daten der Neigung der Kiefergelenkbahn und der Bewegung des Un­ terkiefers des Patienten abgetastet oder ausgemessen und erfaßt sowie in elektronische Impulse um­ gesetzt und wobei ein Unter- und ein Oberkiefermodell abgetastet oder ausgemessen und mittels einer zugehörigen Software die ermittelten Daten für die weitere Verarbeitung aufbereitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einem PC-gestützten Softwaremodul anhand eines Rechenmoduls die "opti­ male" Stellung der Zähne in der Zahnprothese ermittelt wird und diese Daten als X-, Y- und Z-Daten ausgegeben werden und daß dann mittels einer numerisch gesteuerten Bearbeitungs- und/oder Mon­ tagevorrichtung (6) und/oder Zuführanordnung das Unter- und/oder Oberkiefermodell (1), ein Dupli­ katmodell oder eine Montageplatte (12) und die Zähne (2, 3, 2', 3') in eine optimale gegenseitige Stel­ lung gebracht und die Zähne (2, 3, 2', 3') miteinander und die Zähne (2, 3, 2', 3') mit dem Unter- und/oder Oberkiefermodell (1), dem Duplikatmodell oder der Montageplatte (12) verbunden werden oder für eine folgende exakte Montage der Zähne (2, 3) am Unter- und/oder Oberkiefermodell (1) vor­ bearbeitet werden, und daß zwischen die einzeln oder gesamthaft im freien Raum mit Abstand vom Unter- und/oder Oberkiefermodell (1) fixierten Zähne (2, 3) und das Kiefermodell (1) eine sicher und vorzugsweise endgültig die Zähne haltende Kunststoffmasse eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zähne (2, 3) vorerst Modellzähne (2', 3') verwendet und anhand der X-, Y- und Z-Daten in eine für die endgültige Lage gegeneinander aus­ gerichtete Stellung gebracht und an einem Duplikatmodell oder einer Montageplatte (12) befestigt wer­ den, daß anschließend eine Abdruckmasse (14) auf die gesamte Zahnreihe der Modellzähne (2', 3') aufgesetzt und erhärtet wird, daß daraufhin die lagegerecht positionierten Modellzähne (2', 3') aus der Abdruckmasse (14) herausgezogen und die endgültigen Originalzähne (2, 3) in die geformte Abdruck­ masse (14) eingedrückt werden, worauf dann die Zähne (2, 3) an einer Basisplatte mittels Wachs oder Kunststoff fest oder vorübergehend fest verbunden werden.

3. Verfahren noch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Unter- und/oder Oberkiefer­ modell (1), ein Duplikatmodell oder eine Montageplatte (12) und gegebenenfalls die Zähne (2, 3) mit­ tels einer numerisch gesteuerten Bearbeitungsvorrichtung (6) für eine nachfolgende Handmontage vorbearbeitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Unter- und/oder Oberkie­ fermodell (1), das Duplikatmodell oder eine Montageplatte (12) und gegebenenfalls die Zähne (2, 3) mittels der numerisch gesteuerten Bearbeitungsvorrichtung (6) aufgrund der als X-, Y- und Z-Werte vorliegenden Daten vorbearbeitet werden, um den Ort, die Stellung, die Neigung und die Tiefe der Zähne (2, 3) gegenüber dem Kiefermodell (1) festzulegen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als numerisch gesteu­ erte Bearbeitungsvorrichtung (6) ein Bohrautomat eingesetzt ist, in welchem das Unter- oder Oberkie­ fermodell (1), ein Duplikatmodel oder eine Montageplatte (12) und gegebenenfalls auch die Zähne (2, 3) befestigt werden, wobei sowohl in dem Kiefermodell (1), dem Duplikatmodell oder der Montageplatte (12) und gegebenenfalls auch in den Zähnen (2, 3) Bohrlöcher zur Aufnahme von Stiften (4) hergestellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zähne bereits mit Bohrlöchern verse­ hene Modellzähne (2', 3') eingesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrlöcher zumindest in den Kiefer­ modellen (1), in den Duplikatmodellen oder in den Montageplatten (12) aufgrund der als X-, Y- und Z- Werte vorliegenden Daten in unterschiedlichen Neigungen und mit unterschiedlicher Tiefe hergestellt werden, wobei der Ort, die Stellung, die Neigung und die Tiefe der Bohrlöcher zusammen mit den ein­ zusetzenden Stiften die optimale gegenseitige Stellung der Zähne (2, 3) und eine optimale Stellung gegenüber dem endgültigen Unter- oder Oberkiefermodell (1) bewirken.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Zahn (2, 3) oder Modellzahn (2', 3') wenigstens zwei achsparallele Bohrlöcher gefertigt oder vorgefertigt und jeweils eine entsprechende Anzahl von Stiften (4) eingesetzt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bearbeitungs- und/oder Montagevorrichtung (6) und/oder die Zuführanordnung eine Steuerungssoftware für fünf Ach­ sen eingesetzt wird, und zwar drei Achsen (X, Y, Z) für die Bearbeitungs- oder Montagevorrichtung bzw. für die Zuführanordnung und zwei Achsen (A, B) für das Kiefermodell (1), das Duplikatmodell oder die Montageplatte (12).

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2, 3) an ihren einzubettenden Enden (11) mit einem oder mit mehreren, für die Montage bis in die Kiefermo­ delle (1), Duplikatmodelle oder Montageplatten (12) reichenden Zapfen ausgestattet und an den Kie­ fermodellen (1) oder Duplikatmodellen oder Montageplatten (12) die entsprechenden Öffnungen her­ gestellt werden.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (2, 3) einzeln oder gesamthaft in einer Montagevorrichtung und/oder Zuführanordnung in ihrer Lage ent­ sprechend den X-, Y- und Z-Daten zugeführt oder gehalten werden und einzeln oder gesamthaft im freien Raum mit Abstand vom Unter- oder Oberkiefermodell (1) fixiert werden.