DE19603189A1

DE19603189A1 - Leuchtende, kieferorthopädische Vorrichtungen

Info

Publication number: DE19603189A1
Application number: DE19603189A
Authority: DE
Inventors: Farrokh Farzin-Nia; Ronald M Malerstein; Albert Ruiz-Vela
Original assignee: Ormco Corp
Current assignee: Ormco Corp
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1996-08-01
Also published as: US5692895A; FR2729846A1

Description

Die Erfindung betrifft kieferorthopädische Vorrichtungen, insbesondere kiefer orthopädische Vorrichtungen, die leuchten oder lumineszieren.

Im Laufe der Jahre haben sich kieferorthopädische Vorrichtungen (appliances) wie Klammern (brackets), Klammerdrähte (archwires), Bänder (bands) und dergleichen entwickelt, um verschiedenen kieferorthopädischen und ästhetischen Anforderun gen von Kieferorthopäden und Patienten zu genügen. Beispielsweise sind im allgemeinen helle oder zahnschmelzfarbene Kunststoff-Klammern teilweise entwickelt worden, um Patienten zu gefallen, die wünschen, daß ihre kiefer orthopädische Arbeit zu der natürlichen Erscheinung ihrer Zähne paßt.

Es wird aber angenommen, daß es ein anderes Segment innerhalb der Gruppe der kieferorthopädischen Patienten gibt, insbesondere jüngere Patienten, die Spaß an einem kieferorthopädischen System hätten, das nicht nur die Zähne ausrichtet, sondern auch beim Tragen Spaß bringt, und das eine einzigartige, sogar farbreiche Erscheinungsform aufweist.

Demzufolge werden kieferorthopädische Komponenten benötigt, beispielsweise eine kieferorthopädische Klammer oder kieferorthopädi scher Klammerdraht, die nicht nur im Rahmen ihrer kieferorthopädischen Behand lung wirksam sind, sondern die den Patienten, insbesondere jüngeren Patienten beim Tragen Spaß bringen.

In ihrem breitesten Aspekt betrifft die Erfindung leuchtende (lumineszierende), kieferorthopädische Vorrichtungen. Der Begriff "kieferorthopädische Vorrichtung" umfaßt beliebige, kieferorthopädische Komponenten, die für eine Zeit im Mund befestigt sind, um eine Korrektur des Bisses und der Zahnposition zu unterstützen. Beispiele von kieferorthopädischen Vorrichtungen sind etwa Klammern, Klammer drähte und Bänder, auf die sie jedoch nicht beschränkt sind. Die leuchtenden Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung bringen ein "Spaß-Element" in kieferorthopädische Behandlungen, indem sie es Patienten, insbesondere jüngeren Patienten ermöglichen, ihre im Dunkeln leuchtenden Klammern ihren Freunden oder Familien - angeberisch - zu zeigen. Darüber hinaus bieten solche Vorrichtungen weitere Vorteile wie etwa besseres Gefallen und größere Zufriedenheit auf Seiten des Patienten aufgrund der spaßigen Farben und des Leuchteffekts, während gleichzeitig eine wirksame, kieferorthopädische Behandlung vorgenommen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden kieferorthopädische Klammern aus einem kieferorthopädischen Klammermaterial hergestellt, das ein leuchtendes Pigment enthält. Typischerweise ist das Klammermaterial ein Kunststoff, Keramik oder Metall. Wenn Kunststoff verwendet wird, enthält der Kunststoff bevorzugt Polycarbonat, und noch bevorzugter ist das Polycarbonat mit Glasfasern verstärkt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Glasfasern einen Gewichtsanteil in dem Klammermaterial im Bereich von etwa 20% bis etwa 40%.

Geeignete leuchtende Pigmente können phosphoreszierende Pigmente oder fluoreszierende Pigmente oder deren Mischungen sein. Beispiele von phosphoreszie renden Pigmenten sind Zinksulfid, dem Kupfer beigegeben, Zinksulfid, dem Kupfer und Mangan beigegeben ist, und deren Mischungen. Vorzugsweise hat das leuchtende Pigment einen Gewichtsanteil in dem Klammermaterial von etwa 10% bis etwa 1 5%. Das leuchtende Pigment kann in dem Klammermaterial verteilt sein oder auf die äußeren Klammeroberflächen aufgetragen sein. Wenn das Pigment aufgetragen ist, können Verfahren wie Glasieren (glazing), Beschießen (bom barding), Ionenstrahlimplantation (ion-beam implantation) oder Plasmabeschichtung (plasma coating) angewendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das leuchtende Pigment ein phosphoreszierendes Pigment, das Zinksulfid, dem Kupfer beigegeben ist, enthält. Dieses Pigment hat den Vorteil, daß es der Klammer eine im wesentlichen natürliche Erscheinung bei Tageslicht gibt, während es der Klammer ermöglicht, bei Dunkelheit oder bei schwachen Lichtverhältnissen ein grünlich-weißes Nach-Leuchten auszusenden, nachdem die Klammer einer Lichtquelle ausgesetzt worden ist. Falls erwünscht, können andere leuchtende Pigmente verwendet werden, um unterschiedliche Tageslicht- und Nachleucht- Farben zu erzeugen.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Erfindung auf kieferorthopädische Klammerdrähte gerichtet, die ein leuchtendes Pigment enthalten. Typischerweise ist das Pigment ein phosphoreszierendes und/oder fluoreszierendes Pigment, das auf den Klammerdraht aufgebracht ist durch Verfahren wie etwa Glasieren, Beschießen, Ionenstrahlimplantation, Plasmabeschichtung und dergleichen.

Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Durchschnittsfachleuten auf dem Fachgebiet aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform einer leuchtenden, kieferorthopädi schen Klammer weist diese ein kieferorthopädisches Klammermaterial auf, das ein leuchtendes Pigment enthält. Typischerweise ist das Klammermaterial ein Kunststoff, Keramik oder Metall, und wenn ein Kunststoff verwendet wird, kann der Kunststoff einer von vielen Kunststoffen sein, die für kieferorthopädische Klammern verwendet werden, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist. Vorzugsweise ist der Kunststoff ein Polycarbonat. Um die Steifigkeit und Festigkeit der Klammer zu erhöhen, ist es bevorzugt, den Kunststoff mit Glasfasern zu verstärken. Ver stärkende Glasfasern sind vorzugsweise in dem Kunststoff im Bereich von etwa 20% bis etwa 40% des Gewichts des Klammermaterials vorhanden. Dieser Bereich stellt eine gewünschte Balance aus Festigkeit und äußerer Erscheinung dar. Unterhalb von 20% kann die mechanische Festigkeit der Seitenteile des Klammer körpers reduziert sein, was die Klammern einem frühzeitigen Scheitern aussetzen kann. Oberhalb von etwa 40% läßt die erhöhte Undurchsichtigkeit der Klammern aufgrund des Glasanteils die Klammern weniger ästhetisch ansprechend und somit weniger wünschenswert für einige Patienten aussehen.

Das Klammermaterial enthält weiterhin ein leuchtendes Pigment. Eine Reihe von leuchtenden Pigmenten kann vorteilhafterweise verwendet werden. Beispiele sind Pigmente mit einer im allgemeinen natürlichen oder zahnfarbenen Erscheinung bei Tageslicht, Pigmente mit einer kräftigen Farbe bei Tageslicht und Pigmente, die bei Dunkelheit für einige Minuten oder Stunden, nachdem sie einer Lichtquelle ausgesetzt worden sind, ein Licht einer bestimmten Farbe aussenden. Eines der bevorzugten Pigmente zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist ein Pigment, das Kristalle aus mit Kupfer gedoptem Zinksulfid aufweist. Dieses spezielle Pigment gibt der Kunststoff-Klammer einen verhältnismäßig natürlichen Ton bei Tageslicht, während die typische Erscheinung des "Leuchtens im Dunkeln" bereitgestellt wird, nachdem sie einer Lichtquelle ausgesetzt worden ist. Das Leuchten selbst ist zurückzuführen auf die einzigartigen Eigenschaften des kristallinen Zinksulfids, während Kupfer als Aktivator hinzugegeben wird. Das Kupfer ermöglicht es dem Kristall, Licht zu absorbieren und dieses Licht langsam mit der Zeit auszusenden.

Falls erwünscht, kann der Klammerkörper eine Mischung aus sowohl phosphoreszie renden Pigmenten als auch fluoreszierenden Pigmenten enthalten. Das fluoreszieren de Pigment gibt der Klammer bei normalem Tageslicht ein Leuchten, während das phosphoreszierende Pigment der Klammer ein "Leuchten im Dunkeln" verleiht. Weiterhin kann die kieferorthopädische Kunststoff-Klammer, wenn nur ein Leuchten bei Tageslicht erwünscht ist, nur ein fluoreszierendes Pigment aufweisen, im Gegensatz zu einer Kombination aus sowohl fluoreszierenden als auch phospho reszierenden Pigmenten. Solche phosphoreszierende Pigmente, fluoreszierenden Pigmente und deren Mischungen sind von Anbietern wie United Mineral & Chemical Corp. (UMC), 1100 Valley Brook Avenue, Lyndhurat, NJ 07071, U.S.A., unter den Bezeichnungen GSSU, GSS, GFP und GSR erhältlich.

In Abhängigkeit von dem speziell ausgewählten Pigment kann die Klammer eine natürliche Tageslicht-Erscheinung oder eine farbige Tageslicht-Erscheinung aufweisen. Mehrere Tageslicht-Farben sind erhältlich, einschließlich beispielsweise gelb, orange, rot, grün und blau. Zusätzlich sind mehrere phosphoreszierende Pigmente erhältlich, die jeweils ein verschiedenfarbiges Nachleuchten im Dunkeln aussenden. Wie zuvor diskutiert, enthalten die traditionellen im Dunkeln nachleuch tenden, phosphoreszierenden Pigmente Kristalle aus mit Kupfer gedoptem Zinksulfid. Dieses Pigment hat bei Tageslicht eine natürliche Erscheinung und sendet im Dunkeln ein grünlich-weißes Licht aus, nachdem es durch eine Lichtquelle aktiviert worden ist. Zusätzlich sind andere phosphoreszierende Pigmente erhältlich, die Licht anderer Farben im Dunkeln aussenden, wie beispielsweise gelb, orange oder blau. Die gelbes und oranges Licht aussendenden Pigmente enthalten mit Kupfer und Mangan gedoptes Zinksulfid, während das ein blaues Licht aussendende Pigment Kalzium- und Strontiumsulfid, das mit Wismut gedopt ist, enthält.

Die erfindungsgemäßen Klammern können durch herkömmliche Gieß-Techniken hergestellt werden, wie sie auf dem Fachgebiet bekannt sind, und vorzugsweise werden die Klammern durch Spritz-Gieß-Techniken hergestellt. Zusätzlich wird das Pigment der Kunststoff-Komposition unter Verwendung von herkömmlichen Pigmen tationsverfahren zugegeben. Beispiele solcher Verfahren sind das Verteilen des Pigments innerhalb des Klammermaterials oder das Auftragen des Pigments auf die äußeren Oberflächen des Klammermaterials. Zum Auftragen des Pigments können Verfahren wie Glasieren, Beschießen, Ionenstrahlimplantation, Plasmabeschichtung und dergleichen verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Pigment einen Gewichtsanteil in dem Klammermaterial in dem Bereich von etwa 10% bis etwa 15% auf. Es ist gefunden worden, daß dieser Bereich ein gewünschtes Maß an Leuchten gewährleistet und gleichzeitig einen durchscheinenden Charakter der Klammer sicherstellt.

Andere leuchtende, kieferorthopädische, erfindungsgemäße Vorrichtungen können die gleichen phosphoreszierenden und/oder fluoreszierenden Pigmente unter Erzielung gleicher Vorteile verwenden. Für die Erfindung soll unter dem Begriff "kieferorthopädische Vorrichtung" jegliche kieferorthopädische Komponente verstanden werden, die für eine Zeit im Mund befestigt ist, um eine Korrektur des Bisses und der Zahnposition zu unterstützen. Nicht beschränkende Beispiele sind etwa Klammern (brackets), Klammerdrähte (archwires) und Bänder (bands). Da unterschiedliche kieferorthopädische Vorrichtungen aus unterschiedlichen Materialarten hergestellt sind, kann die Pigmentation der verschiedenen Arten von Vorrichtungen durch geeignete Pigmentationstechniken erzielt werden. Solche Techniken können das Verteilen des Pigments innerhalb des Materials der Vorrichtung oder das Aufbringen des Pigments auf äußere Oberflächen der Vorrichtung sein. Geeignete Aufbringungs-Techniken wie Glasieren, Beschießen, Ionenstrahlimplantation, Plasmabeschichtung und dergleichen können verwendet werden.

Die leuchtenden, kieferorthopädischen Vorrichtungen gemäß der Erfindung werden dazu angeregt, im Dunkeln zu leuchten, indem sie einer Lichtquelle ausgesetzt werden. Die Intensität und Dauer des Nachleuchtens hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich der Größe der Pigment-Partikel, der Pigmentkonzen tration, der Art der anregenden Lichtquelle und der Intensität der Lichtquelle. In Abhängigkeit von der Balance dieser Faktoren kann das Leuchten für einen Zeitabschnitt im Bereich von einigen wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden wahrnehmbar sein. Die bevorzugte Anregungs-Lichtquelle zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung ist eine Standard-Wolframglühwendel-Lichtquelle. Obwohl ultraviolettes Licht eine wirksamere Anregungs-Lichtquelle ist, wird nicht empfohlen, sie zum Anregen der Klammer zu verwenden, da sie in größeren Mengen schädlich für Augen und Haut sein kann.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die bevorzugten Aus führungsformen und -beispiele beschränkt ist, und daß verschiedene Änderungen und Modifikationen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne dessen Bereich zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Leuchtende, kieferorthopädische Klammer (bracket) mit einem kiefer orthopädischen Klammermaterial, das ein leuchtendes Pigment enthält.

2. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klammermaterial aus einer Stoffgruppe ausgewählt ist, die Kunststoff, Keramik und Metall enthält.

3. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klammermaterial Kunststoff ist.

4. Klammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Polycarbonat ist.

5. Klammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polycarbonat verstärkende Glasfasern enthält.

6. Klammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil an Glasfasern in dem Klammerma terial im Bereich von etwa 20% bis etwa 40% liegt.

7. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil an leuchtenden Pigmenten in dem Klammermaterial im Bereich von etwa 10% bis etwa 15% liegt.

8. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leuchtende Pigment aus einer Stoffgruppe ausgewählt ist, die ein phosphoreszierendes Pigment, ein leuchtendes Pigment und deren Mischungen enthält.

9. Klammer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das phosphoreszierende Pigment aus einer Stoff gruppe ausgewählt ist, die Zinksulfid, dem Kupfer beigegeben ist, Zinksulfid, dem Kupfer und Mangan beigegeben ist, sowie deren Mischungen enthält.

10. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leuchtende Pigment in dem Klammermaterial verteilt ist.

11. Klammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leuchtende Pigment auf das Klammermaterial aufgebracht ist.

12. Klammer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment aufgebracht ist durch ein Verfahren aus den Verfahrensgruppen Glasieren, Beschießen, Ionenstrahlimplantation und Plasmabeschichtung.

13. Phosphoreszierende, kieferorthopädische Kunststoff-Klammer mit: einem Kunststoff-Klammermaterial, das ein in diesem verteiltes phosphoreszieren des Pigment enthält;
wobei das Kunststoff-Klammermaterial ein Polycarbonat ist, das mit Glasfasern verstärkt ist, die einen Gewichtsanteil in dem Kunststoff-Klammermaterial von etwa 20% bis etwa 40% haben;
wobei das phosphoreszierende Pigment Zinksulfid enthält, dem Kupfer beigegeben ist, wobei das Pigment einen Gewichtsanteil in dem Kunststoff-Klammermaterial in dem Bereich von etwa 10% bis etwa 15% hat.

14. Leuchtender, kieferorthopädischer Klammerdraht (archwire) mit einem kiefer orthopädischen Klammerdraht, der ein leuchtendes Pigment enthält.

15. Klammerdraht nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment den Klammerdraht beschichtet.

16. Klammerdraht nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Klammerdraht beschichtet ist durch ein Verfahren aus den Verfahrensgruppen Glasieren, Beschießen, Ionenstrahlimplantation und Plasmabeschichtung.

17. Klammerdraht nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das leuchtende Pigment aus einer Stoffgruppe ausgewählt ist, die ein phosphoreszierendes Pigment, ein fluoreszierendes Pigment und deren Mischungen enthält.

18. Klammerdraht nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment ein phosphoreszierendes Pigment enthält.

19. Klammerdraht nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das phosphoreszierende Pigment aus einer Stoffgruppe ausgewählt ist, die Zinksulfid, dem Kupfer beigegeben ist, Zinksulfid, dem Kupfer und Mangan beigegeben ist, sowie deren Mischungen enthält.

20. Klammerdraht nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das phosphoreszierende Pigment den Klammerdraht beschichtet.

21. Leuchtende, kieferorthopädische Vorrichtung (appliance), die verwendet wird, um Zähne zur Korrektur des Bisses und der Zahnposition zu bewegen, mit einem Material der kieferorthopädischen Vorrichtung, das ein leuchtendes Pigment enthält.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der kieferorthopädischen Vorrichtung aus einer Stoffgruppe ausgewählt ist, die Kunststoff, Keramik und Metall enthält.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment aus einer Stoffgruppe ausgewählt ist, die ein phosphoreszierendes Pigment, ein leuchtendes Pigment und deren Mischungen enthält.

24. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment in dem Material der kieferorthopädischen Vorrichtung verteilt ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment auf das Material der kieferorthopädischen Vorrichtung aufgebracht ist.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment aufgebracht ist durch ein Verfahren aus den Verfahrensgruppen Glasieren, Beschießen, Ionenstrahlimplantation und Plasmabeschichtung.