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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsstruktur zur Positionierung kieferorthopädischer Brackets.
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Es ist bekannt, dass in der Kieferorthopädie die Anwendung von Verfahren weit verbreitet ist, welche die Verwendung einer Mehrzahl auf den Zähnen eines Zahnbogens verklebter Brackets vorsehen. Diese Brackets weisen einen horizontal verlaufenden Schlitz, oder „slot“, auf und werden von einem auf geeignete Weise vorgeformten Metalldraht durchzogen, der dank seiner Elastizitätseigenschaften ein System kieferorthopädischer Kräfte in angemessener Intensität und Richtung auf die Zähne überträgt, die deren Verschiebung gemäß einem vorher festgelegten Schema bewirken – mit dem Ziel, eine veränderte Stellung der Zähne zu erhalten, entsprechend einer in funktionaler, biologischer und ästhetischer Hinsicht korrekteren Konfiguration. Beispiele für kieferorthopädische Brackets sind in
EP 876801 ,
US 5622494 und
US 5326259 beschrieben.
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Eine notwendige Bedingung für den Erfolg der kieferorthopädischen Behandlung ist die korrekte Fixierung der Brackets auf den Zähnen des zu behandelnden Zahnbogens. Es ist insbesondere notwendig, dass jedes Bracket mit demjenigen Zahn verbunden werde, für den es durch die Indikation auf Grundlage der Diagnostik und des resultierenden kieferorthopädischen Behandlungsansatzes bestimmt worden ist. Mit anderen Worten, jedes einzelne Bracket muss auf der Zahnoberfläche so fixiert werden, dass die exakten Werte für die räumliche Ausrichtung gewahrt sind.
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Die Befestigung der Brackets auf den Zähnen erfolgt mittels eines Klebstoffs einer bekannten Art, der zwischen dem sogenannten „Kotelett“ des Brackets und der Zahnoberfläche wirkt. Während der Fixierung muss der Benutzer das Bracket korrekt auf dem Zahn platzieren. Zur besseren Handhabung der Brackets während des Befestigungsvorgangs sind Einspannvorrichtungen bekannt, auch „Positionierungs-Jig“ oder einfach „Jig“ genannt. Diese Vorrichtungen haben einen Gehäuseteil, der das Bracket während der Fixierung am Zahn vorübergehend trägt, sowie einen Griff, der die Aufgabe des Kieferorthopäden erleichtert, indem er eine deutlich bessere Handhabung als beim direkten Anfassen des Brackets erlaubt.
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Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Ermöglichung einer Steuerungsstruktur, durch welche die Korrektheit der Fixierung der Brackets auf den behandelten Zahnbögen deutlich erhöht werden kann.
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Zu den Vorteilen der vorliegenden Erfindung gehören die folgenden:
- – Jedes einzelne Bracket wird auf dem zugehörigen Zahn genau gemäß jenen Parametern fixiert, die in der Untersuchungsphase der kieferorthopädischen Behandlung bestimmt worden sind, dank der exakten Übereinstimmung dieser Parameter mit den entsprechenden, von der Steuerungsstruktur angezeigten Werten;
- – es sind Referenzcodes vorgesehen, die jenen Zahn oder jene zwei Zähne zu identifizieren erlauben, für den oder die ein entsprechendes, mit derselben Steuerungsstruktur positionierbares Bracket bestimmt ist, und der Positionierungs-Jig ist mit Referenzcodes versehen, die den Codes auf der Steuerungsstruktur entsprechen, so dass Fehler vermieden werden;
- – die für einen gesamten Zahnbogen bestimmten Brackets können gleichzeitig, in einem einzigen Befestigungsvorgang, aufgeklebt werden, dank der Tatsache, dass die Steuerungsstruktur einen gesamten Zahnbogen umfassen kann;
- – je nach gewähltem Typus der kieferorthopädischen Behandlung können die Brackets in Sektoren unterteilt und in Gruppen am Zahnbogen befestigt werden; dies wird durch Steuerungsstrukturen ermöglicht, die die entsprechenden Abschnitte des Zahnbogens kopieren;
- – die der Erfindung entsprechenden Steuerungsstrukturen können in relativ einfacher und intuitiv einleuchtender Weise verwirklicht werden und bedeuten dadurch einen größeren technischen Fortschritt bei einem relativ mäßigen Anstieg der Kosten.
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Durch die oben aufgeführten Vorteile werden die Nachteile der bekannten Technik auf optimale Weise überwunden und wird dementsprechend eine umfassende Verbesserung der kieferorthopädischen Behandlung erreicht, sowohl mit Blick auf deren Effektivität (nicht zuletzt dank der praktischen Unmöglichkeit einer falschen Fixierung der Brackets) wie auch mit Blick auf ihre Effizienz (dank der einfacheren Positionierung der Brackets).
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Diese und weitere Vorteile und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind; in dieser zeigen:
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1 bis 5 schematische, perspektivische Ansichten von schräg oben und eine mögliche Abfolge von Arbeitsschritten innerhalb eines Fixierungsvorgangs von kieferorthopädischen Brackets auf Zähnen, bei dem eine der vorliegenden Erfindung entsprechende Steuerungsstruktur Verwendung findet;
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6A, 6B schematische, perspektivische Darstellungen der Vorder- bzw. Rückseite eines „Positionierungs-Jigs“, der ein kieferorthopädisches Bracket abstützt;
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7A bis 8B eine der vorliegenden Erfindung entsprechende Steuerungsstruktur in einer Phase der Fixierung der Brackets am Zahnbogen, wobei 7A und 7B Ansichten eines Zahnbogens wiedergeben (perspektivisch schräg von oben bzw. als Unteransicht), an dem eine Steuerungsstruktur aus drei Teilen angebracht ist, während 8A und 8B Ansichten eines Zahnbogens wiedergeben (perspektivisch schräg von oben bzw. als Unteransicht), an dem eines der drei Teile der Steuerungsstruktur aus 7A–B angebracht ist;
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9A, 9B eine der vorliegenden Erfindung entsprechende Steuerungsstruktur in einer Phase der Fixierung der Brackets am Zahnbogen; wobei 9A und 9B Ansichten eines Zahnbogens wiedergeben (perspektivisch schräg von oben bzw. als Unteransicht), an dem eine einzige Steuerungsstruktur angebracht ist, welche anders als im vorherigen Beispiel nicht weiter unterteilt ist;
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10A, 10B perspektivisch schräg von oben bzw. als Unteransicht eine andere Ausführungsform einer Steuerungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, welche auch für die Fixierung eines Brackets an einem einzelnen Zahn des Zahnbogens verwendbar ist;
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11A, 11B perspektivisch schräg von oben bzw. als Unteransicht eine weitere Ausführungsform einer Steuerungsstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, welche auch für die Fixierung von Brackets an Zähnen von der Zahninnenseite aus verwendbar ist;
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12A bis 12D das Beispiel aus 11A–B, dargestellt in einer perspektivischen Sicht schräg von oben auf die Vorderseite bzw. in einer perspektivischen Sicht schräg von oben auf die Rückseite bzw. in der Draufsicht bzw. in einer Frontansicht der Rückseite;
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13 eine Unteransicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, in der die Steuerungsstruktur nur für einen einzelnen Zahn bestimmt und zugleich mit Befestigungsvorrichtungen ausgestattet ist, die geeignet sind, zwischen sich weitere Steuerungsstrukturen zu verbinden und so Teile des Zahnbogens zu beteiligen;
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14 unter Außerachtlassung einiger Teile, um andere besser sichtbar zu machen, eine seitliche Ansicht eines Positionierungs-Jigs, der mit einer der vorliegenden Erfindung gemäßen Steuerungsstruktur verknüpft wurde.
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Übereinstimmend mit den Abbildungen der beigefügten Zeichnungen ist eine Steuerungsstruktur 1 für die Fixierung kieferorthopädischer Brackets an entsprechenden Zähnen durch einen Korpus konstituiert, der sich gemäß einem Teil des Zahnbogens entwickelt und mit einer ersten Mehrzahl an Öffnungen 2 ausgestattet ist, die die Zähne des Patienten aufnehmen, sowie einer zweiten Mehrzahl an Öffnungen 3, die die Griffe 40 der Positionierungs-Jigs 4 aufnehmen.
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Für die Ausführung der Steuerungsstruktur ist ein Abdruck des Zahnbogens des für die kieferorthopädische Behandlung bestimmten Patienten zu erstellen. Der Abdruck kann manuell mit Gips oder ähnlichen Materialien hergestellt werden, oder aber mittels eines dreidimensionalen Scans sowie eines Softwareprogramms zur Herstellung des Korpus der Steuerungsstruktur mit Hilfe eines dreidimensionalen Druckers oder einer anderen Vorrichtung, die in der Lage ist, den hergestellten Scan zur Ausformung eines Steuerungsstrukturkorpus 1 zu verwenden. Die Steuerungsstruktur 1 ist deshalb mit einer ersten Mehrzahl an Öffnungen 2 zur Aufnahme der Zähne des Patienten ausgestattet, wie auch in 1 bis 2 zu sehen ist, sowie einer zweiten Mehrzahl an Öffnungen 3, die für die Jigs 4 bestimmt sind, wie nachfolgend beschrieben.
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In 6A und 6B ist die Gestalt eines Jigs 4 besser sichtbar. In der abgebildeten Version hat der Jig 4 einen Korpus, dessen Form im Wesentlichen die eines „L“ ist, mit einem Querschnitt, der im Beispiel quadratisch ausfällt. Das Jig 4 hat eine Halterung 41, die dank ihrer Dimensionierung das Bracket 5 tragen kann und mit leichter Überlagerung zwischen die beiden Flügelchen 50 des Brackets 5 gelangt. Auf die Halterung 41 kann ein Referenzcode 42 zur Identifizierung des dem Bracket zugeordneten Zahns eingeprägt oder aufgedruckt sein; der Code 42 kann den entsprechenden Code gemäß dem internationalen Zahnschema FDI repräsentieren.
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Der Querschnitt des Jigs 4 kann, vor allem korrespondierend mit dem Griff 40, außer der Form eines Quadrats, wie im Beispiel, auch die eines Rechtecks oder eines Polygons besitzen, um die Möglichkeit der Rotation innerhalb der auf der Steuerungsstruktur 1 vorgesehenen Öffnung 3 auszuschließen.
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In Abhängigkeit von der auszuführenden kieferorthopädischen Behandlung, muss jedes Bracket 5 gemäß einer genauen Position und Ausrichtung am Zahn befestigt werden. Die zweite Menge Öffnungen 3 der Steuerungsstruktur 1 ist so angeordnet und geformt, dass sie den Parametern der jeweiligen Behandlung Rechnung tragen kann. In der Praxis wird jede einzelne Öffnung 3 unter Beachtung der vom Kieferorthopäden während der Behandlungsplanung ermittelten Koordinaten erstellt. Die quadratische (oder jedenfalls polygonale) Lochung, die die Öffnung 3 definiert, ist so gearbeitet, dass sie den Jig 4 korrekt ausrichtet, wenn er in jene gesteckt wird, womit präzise Werte für die Befestigung geliefert werden, sowohl in Bezug auf die Position relativ zum Zahn als auch in Bezug auf die relative Neigung. Die Lochungen 3 können manuell vorgenommen werden, oder automatisch, mittels derselben Maschine zur Formung der Steuerungsstruktur, welche die Daten von dem Softwareprogramm erhält, das diese aufgrund des durchgeführten Scans sowie des therapeutischen Ansatzes des Kieferorthopäden festgelegt hat. Mit anderen Worten: Die Lochungen 3, deren Querschnitt dem der Griffe 40 des Jigs 4 entspricht, sind so gearbeitet, dass das von den Jigs 4 abgestützte Bracket 5, wenn es in die Lochung 3 gesteckt wird, im Hinblick auf die Zahnoberfläche die vorgesehene Position besitzt und zugleich die Ausrichtung aufweist, die notwendig ist, um es unter die Wirkung des kieferorthopädischen Drahtes zu stellen. Die manuell vorgegebenen oder von der direkten Verwendung des durchgeführten Scans stammenden Werte legen also eine eindeutige Konfiguration der Lochungen 3 fest, die exakt diejenige Konfiguration widerspiegelt, die die Brackets 5 auf den Zähnen aufweisen müssen.
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Die erste Phase der Befestigung der Brackets auf den Zähnen sieht vor, dass die Steuerungsstruktur 1, wie in 1 gezeigt, in Kontakt mit dem zugehörigen Zahnbogen 10 des Patienten gebracht wird; auf diese Weise gelangen die Zähne 11 des Bogens in die entsprechenden Öffnungen 2 der Steuerungsstruktur 1.
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Daraufhin wird, wie in 2 gezeigt, ein erster Jig 4 in die entsprechenden Öffnung 3 der Steuerungsstruktur 1 eingeführt.
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Der Jig 4 stützt das entsprechende Bracket 5 ab, auf dessen „Kotelett“ eine gewisse Menge Klebepaste aufgetragen wurde. Die Identifizierung des korrekten, zu verwendenden Jig wird durch den Referenzcode 42 erleichtert.
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Das Bracket 5 wird auf den Zahn 11 aufgesetzt und eventuell überschüssige Klebepaste wird entfernt, um die verbleibende Paste dann zu polymerisieren und die Verbindung zwischen Bracket 5 und Zahn 11 so stabil werden zu lassen.
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In der darauf folgenden Phase (dargestellt in 4) wird der Jig 4 herausgezogen und wird folglich, wie in 5 gezeigt, auch die Steuerungsstruktur 1 am Ende der Behandlung entfernt.
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Die Entfernung der Steuerungsstruktur 1 erfolgt, wenn alle Brackets 5 des Zahnbogens, der behandelt werden sollte, an den Zähnen befestigt worden sind, oder anders gesagt: wenn alle für die Steuerungsstruktur 1 bestimmten Jigs 4 verwendet wurden. Um die Zuordnung der einzelnen Jigs 4 zu den entsprechenden Lochungen 3, die sie aufnehmen sollen, noch weiter zu erleichtern, kann die Steuerungsstruktur 1 mit Referenzcodes 12 zur Identifizierung des Zahns versehen werden, für den das Bracket bestimmt ist; analog zu dem, was für den Code 42 des Jigs 4 vorgesehen ist, kann der auf der Steuerungsstruktur 1 vorgesehene Code 12 den entsprechenden Code gemäß dem internationalen Zahnschema FDI repräsentieren.
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Die Übereinstimmung zwischen den Codes 12 und 42 erlaubt es, Fehler bei der Anbringung der Brackets praktisch auszuschließen; außerdem trägt sie in evidenter Weise zur Verringerung der benötigten Zeit bei.
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7A–B, 8A–B zeigen eine am Zahnbogen 10 eines Patienten befestigte Steuerungsstruktur 1, die aus drei Teilen zusammengesetzt ist, welche ihrerseits jeweils verschiedene Teile des Zahnbogens betreffen.
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9A–B zeigen eine am Zahnbogen 10 eines Patienten befestigte Steuerungsstruktur 1, die sich ohne weitere Unterteilung über den gesamten betroffenen Zahnbogen erstreckt.
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10A–B zeigen eine am Zahnbogen 10 eines Patienten befestigte Steuerungsstruktur 1, die aus einer Steuerungsstruktur 1 zur Befestigung eines Brackets 5 auf einem einzelnen Zahn 11 des Zahnbogens besteht. Dieser Steuerungsstrukturtypus ist insbesondere zur Ersetzung einzelner Brackets geeignet, sollten sich diese von dem Zahn, an dem sie befestigt waren, einmal abgelöst haben. In der Praxis bedeutet die Realisierung einer „Einzel“-Steuerungsstruktur 1 die Möglichkeit, ein einzelnes Bracket 5 auf sichere und präzise Weise zu befestigen, dank der Steuerungsstruktur 1, die mit ihrer Öffnung 2 die Gestalt des Zahns, für den das Bracket bestimmt ist, reproduziert (dank der wie weiter oben beschriebenen, mittels dreidimensionalen Scans ermittelten Daten) und die über eine einzige Öffnung 3 für den entsprechenden Jig 4 verfügt, der die Position des Brackets auf dem Zahn festlegt.
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In 13 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hierbei wird eine Steuerungsstruktur 1, ausgestattet mit den Öffnungen 2, 3, für die Positionierung eines Brackets 5 auf einem einzelnen Zahn 11 verwendet. In diesem Fall ist die Steuerungsstruktur 1, anders als im vorhergehenden Beispiel, mit einer oder zwei Verbindungsteilen 13, 14 ausgestattet, die mehrere Steuerungsstrukturelemente 1 miteinander verbinden können. Auf diese Weise ist es möglich, modulare Steuerungsstrukturen 100 mittels der Verbindung mehrerer einzelner Steuerungsstrukturen 1 zu bilden. Je nach Position innerhalb der Struktur 100 ist jede Steuerungsstruktur 1 mit zwei Verbindungsteilen 13, 14 ausgestattet, sofern sie sich in einer mittleren Position befindet, oder mit einem einzigen Verbindungsteil 13 oder 14, wenn sie sich auf einer der beiden äußeren Positionen befindet.
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Die in 1 bis 5, und 7A bis 10B dargestellten Steuerungsstrukturen sind dazu geeignet, die Brackets von außen (von der Labialseite des Zahnbogens) zu befestigen; die in 11A–B und 12A–D dargestellte Steuerungsstruktur eignet sich für die Befestigung von innen (von der Lingualseite) her.
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Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Steuerungsstruktur 1 mit einer ersten Menge Öffnungen 2, in die die Zähne des Patienten aufgenommen werden, und einer zweiten Menge Öffnungen 3, die für die Jigs 4 bestimmt sind, ausgestattet. Die Jigs 4 werden so in die Lochungen 3 der Steuerungsstruktur 1 gesteckt, dass die freien Enden der Griffe 40 außen (auf der Labialseite) erscheinen. Die Halterungen 41, die das Bracket 5 abstützen, sind intern auf die Steuerungsstruktur 1 abgestimmt, das heißt auf dessen zur Lingualseite hin präsentierten Konkavseite.
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Die Befestigung der Brackets 5 auf den Zähnen 11 des Patienten kann gemäß dem im Folgenden beschriebenen Verfahren erfolgen.
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Auf Basis der durchgeführten Erhebungen wird die Steuerungsstruktur 1 erstellt, wobei die Bildung der Öffnungen 2 im Wesentlichen analog zu jener erfolgt, die für die Steuerungsstrukturen für die labiale Befestigung vorgesehen ist, während die Öffnungen 3 Schlaufen sind, die es erlauben, die Jigs 4 auf der konkaven Lingualseite einzuführen, so dass die entsprechenden Griffe 40 auf der konvexen Lingualseite erscheinen.
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Nachdem die Steuerungsstruktur 1 auf dem entsprechenden Teil des Zahnbogens befestigt wurde, wird der Jig 4 eingeführt, dessen Griff 40 und dessen Halterung 41 auf der labialen bzw. lingualen Seite erscheinen. Auf diese Weise wird jedes der Brackets 5 von einer entsprechenden Halterung 41 der Jigs 4 abgestützt, während es sich zugleich in Übereinstimmung mit der internen (lingualen) Seite des Zahns befindet, für den es bestimmt ist. Der Benutzer drückt das bedarfsgerecht mit Klebepaste versehene Bracket 5 schließlich an die Zahninnenseite, an der es dadurch zu haften beginnt, bevor es anschließend durch die Polymerisation fixiert wird. Die Entfernung der Jigs 4 und der Steuerungsstruktur 1 vervollständigen das Verfahren.
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Somit wird eine Steuerungsstruktur für die Positionierung kieferorthopädischer Brackets zum Zweck einer kieferorthopädischen Behandlung, insbesondere solcher Brackets 5 geschaffen, die die mittels eines Positionierungs-Jigs 4 positionierbar sind, der über eine Halterung 41 verfügt, welche ein Bracket 5 während des Vorgangs seiner Befestigung am Zahn stabil abstützen kann und gleichzeitig jederzeit abnehmbar sein lässt; wobei die Steuerungsstruktur 1 über mindestens eine erste Öffnung 2 verfügt, welche gemäß dem dreidimensionalen Wachstum eines Zahns 11 ausgebildet ist, so dass sie eine eindeutige Entsprechung zwischen Zahn 11 und Steuerungsstruktur 1 erlaubt, sowie über mindestens eine zweite Öffnung 3, die die Form des Querschnitts des Positionierungs-Jigs 4 erhält und so auf der Steuerungsstruktur positioniert wird, dass der Jig 4 nach seiner Einfügung in eine eindeutige Position zur Steuerungsstruktur 1 gebracht ist, um das Bracket 5 auf der entsprechenden Zahnoberfläche 11 gemäß dem kieferorthopädischen Behandlungsplan zu konfigurieren.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht beschränkt auf das, was vorstehend beschrieben und illustriert wurde, sie kann vielmehr im Hinblick auf die Art und Anordnung des verwendeten Materials weitgehend modifiziert werden, ohne dabei vom Geltungsbereich der Erfindung abzukommen, der vorstehend beschrieben wurde und im Folgenden beansprucht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 876801 [0002]
- US 5622494 [0002]
- US 5326259 [0002]
