DE202020005408U1

DE202020005408U1 - Kieferorthopädische Vorrichtungen und Materialien

Info

Publication number: DE202020005408U1
Application number: DE202020005408.9U
Authority: DE
Original assignee: Smylio Inc
Current assignee: Smylio Inc
Priority date: 2019-11-11
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2021-03-29
Anticipated expiration: 2030-03-17
Also published as: EP3880115A1; CN115335002A; EP4079256A1; CA3157978A1; US11324571B2; CA3157978C; US20210137643A1; US20210137642A1; ES2916583T3; EP3880115B1; EP4079256B1; WO2021096551A1; CN115335002B

Abstract

Kieferorthopädische Vorrichtung, aufweisend:
ein Laminatmaterial, welches geformt ist, um über Zähne zu passen, wobei das Laminatmaterial aufweist:
eine erste Schicht, welche ein transparentes Material aufweist;
eine zweite Schicht, welche ein blickdichtes oder transluzentes Material aufweist; und
eine dritte Schicht, welche das transparente Material aufweist, wobei die zweite Schicht zwischen der ersten und dritten Schicht ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Wirkung der U.S. Provisional Anmeldung mit der Nummer 62/933,977 , welche am 11. November 2019 angemeldet wurde, wobei diese als Ganzes per Verweis hier aufgenommen ist.
Hintergrund
Ein Ziel der Kieferorthopädie ist es, Zähne eines Patienten an Positionen zu bewegen, an welchen Funktion und/oder Ästhetik optimiert ist. Traditionell werden Vorrichtungen, wie Spangen, auf Zähne eines Patienten durch einen behandelnden Arzt aufgesetzt und das Set an Spangen übt kontinuierliche Kraft auf die Zähne aus und drängt diese schrittweise an ihre angestrebten Positionen. Über die Zeit und mit einer Serie von Klinikbesuchen und reaktiven Anpassungen der Spangen durch den Arzt bewegen die Vorrichtungen die Zähne auf ihren finalen Bestimmungsort.
Neuerdings sind Alternativen zu konventioneller kieferorthopädischer Behandlung mit traditionell angebrachten Vorrichtungen (beispielsweise Spangen) verfügbar geworden. Beispielsweise sind Systeme mit einer Serie von geformten Plastikschienen von Align Technology, Inc., San Jose, Calif. unter dem Handelsnamen Invisalign® System handelsüblich erwerbbar geworden. Das Invisalign® System ist in vielzähligen Patenten und Patentanmeldungen, welche Align Technology, Inc. zugewiesen sind, beschrieben, umfassend, beispielsweise, U.S. Pat. Nos. 6,450,807 und 5,975,893 . Solche Schienen werden üblicherweise aufgrund einer transparenten Kunststoffkonstruktion „klare“ Schienen genannt. Ähnlich konstruierte (das heißt dickere) klare Retainer (beispielsweise ESSIX Retainer) existieren ebenso als eine Nachbehandlungsoption für Kieferorthopädiepatienten.
Klare Schienen und Retainer sind unter vielen Patienten aufgrund der Einfachheit der Verwendung und ästhetischer Gründe beliebt, da mit dem klaren Plastik damit geworben wird, dass es sehr viel weniger von anderen bemerkbar ist. Während klare Schienen und Retainer für viele ästhetisch annehmbarer sind, sind solche Vorrichtungen nicht „unsichtbar“. Die Vorrichtungen fügen den Zähnen aufgrund von Lichtwechselwirkungen mit dem transparenten Kunststoff einen unnatürlichen Glanz hinzu. Für manche Patienten reduziert dieser Glanzeffekt die Bereitschafft zum Tragen der Vorrichtung.
Zusammenfassung der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf kieferorthopädische Vorrichtungen und Materialien, wie in den folgenden Abschnitten zusammengefasst. Manche Ausführungsformen beziehen sich auf kieferorthopädische Vorrichtungen und Materialien, welche einen weniger wahrnehmbaren Glanz und eine natürlichere orale Erscheinung haben. In manchen Ausführungsformen kann eine Vorrichtung eine weiße transluzente oder blickdichte Schicht an Material aufweisen, welche durch eine transparente Schicht eines Materials bedeckt ist.
Manche Ausführungsformen beziehen sich auf eine kieferorthopädische Vorrichtung. Die kieferorthopädische Vorrichtung kann aus einem Laminatmaterial, welches geformt ist, um über Zähne zu passen, ausgebildet sein. Das Laminatmaterial kann eine erste Schicht, welche ein transparentes Material aufweist, eine zweite Schicht, welche ein blickdichtes oder transluzentes Material aufweist; und eine dritte Schicht, welche auch das transparente Material aufweist, umfassen. Die zweite Schicht kann zwischen der ersten und dritten Schicht sein.
In manchen Ausführungsformen kann die erste und dritte Schicht zumindest anteilsweise Glykol-modifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG) aufweisen.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht ein transluzentes Material sein und die zweite Schicht kann zumindest etwas kristallisiert sein, um einen relativen Grad an Transluzenz bereitzustellen.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht zumindest anteilsweise ein Polyurethan aufweisen.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht zumindest etwas kristallisiert sein, um einen relativen Grad an Transluzenz bereitzustellen.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht während der Ausbildung der kieferorthopädischen Vorrichtung dekristallisiert werden, um einen Grad von Transluzenz der zweiten Schicht zu bestimmen.
In manchen Ausführungsformen ist der Grad an Transluzenz der zweiten Schicht abhängig davon, wie lange und/oder welcher Umfang von Hitze auf das Laminatmaterial während eines Thermoformens appliziert wird.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht zumindest anteilsweise ein thermoplastisches Elastomer, wie thermoplastisches Copolyester, aufweisen.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht zumindest anteilsweise Maleinsäureanhydrid gepfropftes PE (HDPE) aufweisen.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht zumindest anteilsweise reaktives Terpolymer aufweisen.
In manchen Ausführungsformen kann das Laminatmaterial zwischen 0,025 und 0,045 Zoll dick sein.
Manche Ausführungsformen beziehen sich auf ein Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung, welches ein zwischen 0,025 und 0,045 Zoll dickes Laminat sein kann und das eine transluzente oder blickdichte Schicht und zumindest eine transparente Schicht aufweisen kann.
In manchen Ausführungsformen kann das Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung eine erste transparente Schicht und zweite transparente Schicht aufweisen, und die transluzente Schicht kann zwischen der ersten und der zweiten transparenten Schicht sein.
In manchen Ausführungsformen kann das Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung dimensioniert sein, um zu handelsüblichen kieferorthopädischen Vorrichtungen zu passen.
In manchen Ausführungsformen kann die erste transparente Schicht und die zweite transparente Schicht jeweils ein transparentes Copolyester sein und die transluzente oder blickdichte Schicht kann ein thermoplastisches Copolyester sein.
In manchen Ausführungsformen kann die erste transparente Schicht und die zweite transparente Schicht jeweils aus einem transparenten Glykol-modifizierten Polyethylenterephthalat (PETG) bestehen und die transluzente oder blickdichte Schicht kann aus einem thermoplastischen Copolyester (TPC/TPE-E) bestehen.
Manche Ausführungsformen beziehen sich auf ein Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung mit einem zwischen 0,025 und 0,040 Zoll dicken Polymerlaminat, welches lediglich eine einzelne transluzente Schicht zwischen zwei transparenten Schichten aufweist.
Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden einer kieferorthopädischen Vorrichtung. Ein Laminatmaterial kann in eine Thermoformeinrichtung für kieferorthopädische Vorrichtungen platziert werden. Das Laminatmaterial kann eine erste Schicht eines transparenten Materials; eine zweite Schicht eines kristallisierten thermoplastischen Elastomers; und eine dritte Schicht des transparenten Materials aufweisen. Die zweite Schicht kann zwischen der ersten und der dritten Schicht sein. Das Laminatmaterial kann in die kieferorthopädische Vorrichtung gemäß Druck-, Heiz- und Zeiteinstellungen der Thermoformeinrichtung für kieferorthopädische Vorrichtungen thermogeformt werden. Zumindest die Heiz- und Zeiteinstellungen können so ausgewählt werden, dass zumindest teilweise das thermoplastische Elastomer der zweiten Schicht so dekristallisiert, dass die zweite Schicht relativ transparenter wird.
Die Heiz- und Zeiteinstellungen können so gewählt sein, dass zumindest teilweise das thermoplastische Elastomer der zweiten Schicht dekristallisiert, um transluzent zu werden.
Erhöhen eines Umfangs an Heizenergie, welche dem Laminatmaterial zugeführt wird, und/oder Erhöhen der Zeitdauer, während welcher das Laminatmaterial erhitzt wird, kann dazu führen, dass die zweite Schicht eine größere relative Transparenz aufweist.
Die Heizeinstellungen können eine Einstellung von 220°C (427°F) aufweisen.
Die Zeiteinstellung kann eine Heizzeit von 30 - 60 s aufweisen.
Erhöhen des Umfangs an Wärme, welche dem Laminatmaterial zugeführt wird, und/oder Erhöhen der Zeitdauer, während welcher das Laminatmaterial thermogeformt wird, kann dazu führen, dass sich ein Transluzenzwert der zweiten Schicht erhöht.
Figurenliste
Für ein besseres Verständnis von zumindest bestimmten Ausführungsformen wird auf die vorliegende detaillierte Beschreibung verwiesen, welche in Verbindung mit den beiliegenden Figuren gelesen werden soll.

1 ist eine Perspektivansicht einer kieferorthopädischen Vorrichtung gemäß manchen Ausführungsformen.
2A ist eine Explosionsansicht einer kieferorthopädischen Vorrichtung gemäß manchen Ausführungsformen.
2B ist ein Querschnitt eines Laminatmaterials gemäß manchen Ausführungsformen.
3 ist eine Perspektivansicht eines Prozesses zum Formen von einer kieferorthopädischen Vorrichtung gemäß manchen Ausführungsformen.
4A ist ein Foto eines Querschnitts eines Laminatmaterials gemäß manchen Ausführungsformen.
4B ist ein Foto des Laminatmaterials aus 4A, welches in eine kieferorthopädische Vorrichtung geformt ist, gemäß manchen Ausführungsformen.

Die Figuren zeigen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zwecke alleiniger Illustration, wobei die Figuren gleiche Bezugszeichen verwenden, um gleiche Elemente zu identifizieren. Ein Fachmann wird in der folgenden Diskussion erkennen, dass alternative Ausführungsformen der Strukturen und Verfahren, welche in den Figuren gezeigt sind, ohne Abweichung von den Prinzipien der hierin beschriebenen Erfindung verwendet werden können.
Detaillierte Beschreibung
Ausführungsformen sind gezeigt, welche sich auf kieferorthopädische Vorrichtungen beziehen, die aus mehreren Schalen zum Zweck der Maximierung von Arbeitselastizität konstruiert sind, welche hierin als die Fähigkeit einer kieferorthopädischen Vorrichtung definiert ist, sich elastisch zu verformen, um sich an initialen Positionen der Zähne zu befestigen.
Bevor die vorliegende Erfindung in weiterem Detail beschrieben wird, ist es zu verstehen, dass die Erfindung nicht durch spezielle Ausführungsformen, welche beschrieben sind, limitiert wird, welche natürlich variieren können. Es soll verstanden werden, dass die hierin verwendete Terminologie lediglich zum Zweck der Beschreibung spezieller Ausführungsformen verwendet wird und nicht gedacht ist, limitierend zu sein, da der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung lediglich durch die angehängten Ansprüche limitiert wird.
Da, wo ein Bereich von Werten bereitgestellt ist, ist es zu verstehen, dass jeder dazwischenliegende Wert, bis zum Zehntel der Einheit des unteren Limits, außer der Kontext beschreibt es anders, zwischen dem oberen und dem unteren Limit des Bereichs und jeder andere beschriebene oder dazwischenliegende Wert in dem beschriebenen Bereich von der Erfindung umfasst ist. Die oberen und unteren Limits von den kleineren Bereichen können unabhängig in den kleineren Bereichen inkludiert sein und sind auch durch die Erfindung umfasst, vorbehaltlich jegliches speziell exkludierten Limits in dem besagten Bereich. Wo der besagte Bereich ein oder beide Limits inkludiert, sind Bereiche, welche einer der beiden oder beide von den inkludierten Limits exkludiert, ebenfalls in der Erfindung inkludiert.
Wenn nicht anders definiert haben alle technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke, welche hier verwendet werden, dieselbe Bedeutung, wie normalerweise von einem Fachmann, an den die Erfindung gerichtet ist, verstanden werden. Obwohl irgendwelche Verfahren oder Materialien, welche ähnlich oder gleich zu denen hierin beschriebenen sind, auch in der Praxis oder zum Testen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden nun repräsentative illustrative Verfahren und Materialien beschrieben.
Es soll festgestellt werden, dass Singularformen „ein“, „eine“ und „die“, wie hierin und in den angehängten Ansprüchen verwendet, Pluralbezüge umfassen, außer wenn es der Kontext deutlich anders sagt. Es wird ferner notiert, dass die Ansprüche verfasst sein können, um jegliches optionale Element auszuschließen. Als solche soll diese Angaben dazu dienen, um als Ursprungsoffenbarung zur Verwendung einer solchen exklusiven Terminologie, wie „einzig“, „allein“ und Ähnliche in Verbindung mit dem Vortrag von Anspruchselementen, oder der Verwendung von einer „negativen“ Limitation, zu fungieren.
Wie für einen Fachmann beim Lesen der Offenbarung klar werden wird, hat jede der einzelnen Ausführungsformen, welche hierin beschrieben und gezeigt sind, diskrete Komponenten und Merkmale, welche ohne Weiteres von Merkmalen getrennt oder mit Merkmalen kombiniert werden können, bezüglich jeder von den mehreren Ausführungsformen, ohne vom Geltungsbereich oder der Wesensart der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Jedes wiedergegebene Verfahren kann in der Reihenfolge von Ereignissen wie wiedergegeben oder in jeder anderen Reihenfolge, welche logisch plausibel ist, ausgeführt werden.
1 zeigt eine kieferorthopädische Vorrichtung 10, welche von einem Patienten getragen werden kann, um eine inkrementelle Repositionierung von einzelnen Zähnen zu erreichen oder zum Zwecke von Positionserhaltung von bewegten Zähnen nach Abschluss einer kieferorthopädischen Behandlung (d.h. ein „Retainer“). In manchen Ausführungsformen kann die kieferorthopädische Vorrichtung 10 aus einem Laminat aus geeigneten Schichten von Polymermaterial ausgebildet sein. Die kieferorthopädische Vorrichtung 10 kann über alle Zähne, welche in einem oberen oder unteren Kiefer vorhanden sind, passen, oder über weniger als alle Zähne.
In manchen Ausführungsformen werden nur manche Zähne, welche von der Vorrichtung aufgenommen werden, durch die Vorrichtung repositioniert, während andere Zähne eine Basis oder einen Ankerbereich zum Halten der Vorrichtung am Ort bereitstellen, während diese Kraft gegen den Zahn oder die Zähne, welche für Repositionierung anvisiert sind, aufbringt. In manchen Fällen werden einige oder die meisten oder sogar alle der Zähne an einem Punkt während der Behandlung repositioniert. Zähne, die bewegt werden, können auch als eine Basis oder Anker zum Halten der Vorrichtung dienen, wenn sie vom Patienten getragen wird. Typischerweise werden keine Drähte oder andere Mittel zum Halten einer Vorrichtung an der Stelle über den Zähnen bereitgestellt. In manchen Fällen kann es jedoch wünschenswert oder notwendig sein, individuelle Anker an Zähnen mit entsprechenden Aufnahmen oder Öffnungen in der Vorrichtung bereitzustellen, so dass die Vorrichtung eine ausgewählte Kraft auf den Zahn aufbringen kann. Grundlegende Verfahren zum Bestimmen eines kieferorthopädischen Behandlungsplans, wobei eine Serie von inkrementellen Vorrichtungen sowie Anweisungen zum Formen von orthopädischen Vorrichtungen verwendet werden, sind bekannt, und sind beispielsweise in U.S. Pat. N. 6,450,807 und 5,975,893 beschrieben, welche hierin per Bezugnahme integriert sind, aber nur zu so einem Ausmaß, dass sich diese Bezugnahmen nicht mit neuen Lehren, welche hierin offenbart sind, widersprechen.
Eine Vorrichtung kann als ein Teil von einem Set oder einer Vielzahl von Vorrichtungen designt und/oder bereitgestellt sein. In so einer Ausführungsform kann jede Vorrichtung so eingerichtet sein, dass ein zahnaufnehmender Hohlraum eine Geometrie entsprechend einer intermediären oder finalen Zahnanordnung, welche für die Vorrichtung beabsichtigt ist, hat. Die Zähne des Patienten können fortschreitend von einer anfänglichen Zahnanordnung zu einer Ziel-Zahnanordnung durch Platzieren einer Serie von schrittweise positionsanpassenden Vorrichtungen über die Zähne des Patienten repositioniert werden. Eine Ziel-Zahnanordnung kann eine geplante finale Zahnanordnung sein, welche für die Zähne des Patienten am Ende aller geplanten kieferorthopädischen Behandlung ausgewählt ist. Alternativ kann eine Zahnanordnung eine von vielen intermediären Anordnungen für die Zähne des Patienten während des Verlaufs der kieferorthopädischen Behandlung sein. So ist zu verstehen, dass eine Ziel-Zahnanordnung eine jegliche geplante resultierende Anordnung der Zähne des Patienten sein kann, welche einer oder mehreren schrittweisen Repositionierungsstufen folgt. Gleichfalls kann eine initiale Zahnanordnung irgendeine initiale Anordnung der Zähne des Patienten sein, welche von einer oder mehreren schrittweisen Repositionierungsstufen gefolgt wird.
Die kieferorthopädischen Vorrichtungen können alle in derselben Phase oder in Sets oder Stapeln erzeugt werden, beispielsweise am Beginn einer Behandlungsphase, und der Patient trägt jede Vorrichtung, bis der Druck von jeder Vorrichtung auf die Zähne nicht mehr gefühlt werden kann oder in einem maximalen Wert von daraus folgender Zahnbewegung für diese gegebene Phase resultiert ist. Eine Vielzahl von verschiedenen Vorrichtungen (beispielsweise Set) kann, bevor der Patient irgendeine Vorrichtung der Vielzahl trägt, designt und sogar hergestellt werden. Nach Tragen einer Vorrichtung für einen angemessenen Zeitraum ersetzt der Patient die aktuelle Vorrichtung mit der nächsten Vorrichtung in der Serie, bis keine Vorrichtungen übrigbleiben. Die kieferorthopädischen Vorrichtungen sind im Allgemeinen nicht an die Zähne angebracht und der Patient kann die Vorrichtungen zu jeder Zeit während des Verfahrens platzieren und abnehmen (beispielsweise von Patienten abnehmbare Vorrichtungen).
2A zeigt eine Explosionsansicht einer kieferorthopädischen Vorrichtung 10. Die kieferorthopädische Vorrichtung 10 kann eine erste Schicht 14, welche eine zähneeingreifende Fläche aufweist, eine zweite Schicht 16 über der ersten Schicht und eine dritte Schicht 18, welche eine äußere Fläche hat, die zu dem oralen Hohlraum hin exponiert ist, aufweisen. In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere Schichten zwischen der ersten Schicht 14 und der zweiten Schicht 16 und/oder zwischen der zweiten Schicht 16 und der dritten Schicht 18 gelegen sein.
In manchen Ausführungsformen ist die dritte Schicht 18 nicht umfasst und folglich sind lediglich die erste Schicht 14 und die zweite Schicht 16 umfasst, wobei die zweite Schicht 16 die zahneingreifende Schicht ist.
Während die kieferorthopädische Vorrichtung 10 in einer Explosionsansicht zum Zweck besseren Verstehens gezeigt ist, sind die Schichten der kieferorthopädischen Vorrichtung 10 bestimmt, als aus einer einzelnen Lage von Laminatmaterial ausgebildet zu sein. Ein Querschnitt des Laminatmaterials 20 ist in 2B gezeigt. Das Laminatmaterial 20 kann aus einer coextrudierten oder colaminierten Lage ausgebildet sein.
Wissenschaftliche Theorie der menschlichen Wahrnehmung von Glanz ist komplex und entwickelt sich. Eine Studie hat herausgefunden, dass sechs Typen von wahrgenommenem Glanz, das heißt Glanzwahrnehmungen, existieren: 1. spiegelnder Glanz (d.h. wahrgenommenes Glänzen, wahrgenommene Brillanz von Glanzpunkten); 2. Schimmer an Glanzwinkeln, was der wahrgenommene Glanz bei Glanzwinkeln von ansonsten matten Flächen ist; 3. Kontrastglanz, welcher durch Kontrast zwischen Spiegelungen/Glanzlicht und dem Rest von einer Fläche definiert wird (d.h. observierter Kontrast zwischen spiegelnden Glanzpunkten und ansonsten diffus reflektierenden Flächenbereichen); 4. Dunst - das ist das Vorhandensein von verschwommener oder milchiger Erscheinung, angrenzend an reflektierte Glanzpunkte (beispielsweise Dunst, welcher einen reflektierten Glanzpunkt auf einer gebürsteten Metallfläche umgibt); 5. Deutlichkeit-von-reflektiertem-Bild Glanz - (d.h. die wahrgenommene Deutlichkeit und Schärfe eines Pseudobildes, welches in einer Fläche reflektiert gesehen wird); und 6. Abwesenheit-von-Flächenstruktur Glanz - das ist die wahrgenommene Glattheit von einer Fläche, auf der Nicht-Einheitlichkeiten der Flächenstruktur, wie Flecken, nicht sichtbar sind. Siehe Chadwick et al., „The perception of gloss: A review." Vision Research, Vol. 109, Part B, April 2015, Pages 221-235. Siehe auch Luo et al., „Assessing Gloss of Tooth using Digital Imaging." Conference on Colour in Graphics, Imaging, and Vision, CGIV 2008 Final Program and Proceedings, pp. 307-311. Diese Veröffentlichungen sind per Bezugnahme hiermit mit einbezogen. Entsprechend kann das Vorhandensein von verschiedenen Typen von Glanzwahrnehmungen (beispielsweise Brillanz neben Dunst innerhalb eines reflektierten Bildes) auf einer Fläche zu einer starken Wahrnehmung von Glanz führen.
Entsprechend können Aspekte, welche zu dem wahrgenommenen Glanz einer klaren Schiene aus dem Stand der Technik beitragen, (unter anderem) umfassen: Glanzwahrnehmungen, welche von Lichtwechselwirkung auf der äußeren Fläche des klaren Materials abgeleitet sind; Glanzwahrnehmungen, welche von Lichtwechselwirkung zwischen Flächen von der äußeren und der inneren Fläche des klaren Materials abgeleitet sind; Glanzwahrnehmungen, welche von Lichtwechselwirkung mit eingeschlossenem Speichel zwischen der Schiene und der Zahnfläche abgeleitet sind; Wahrnehmungen, welche von Lichtwechselwirkung mit Luftspalten zwischen der Schiene und der Zahnfläche abgeleitet sind; und Glanzwahrnehmungen, abgeleitet von Lichtwechselwirkung an Wölbungsänderungen an inneren und äußeren Flächen (beispielsweise innere/äußere Flächenlinien an Spalten zwischen Zähnen, Zahnfleischrändern). Anders ausgedrückt leidet eine aus dem Stand der Technik bekannte klare Schiene an verschiedenen Erscheinungen von hoch spiegelndem Glanz, Bildreflektionen, scheinenden Flächen und dunklen Kontrasten an Falten/Linien zwischen Zähnen und Zahnfleischrand. Die Dicke der aus dem Stand der Technik bekannten klaren Vorrichtungen (typischerweise 0,030 - 0,045 Zoll (0,75 - 1,00 mm)) trägt zu diesen Problemen durch erhöhte reflektive Verzerrung bei.
Lichttransmission ist das Verhältnis von Lichtintensität, welche durch ein Material hindurchgeht, zu der Intensität von Licht, welches von der Probe empfangen wird. Transmission wird durch Lichtreflexion, Absorption und Steuerung an dem Material bestimmt. Ein hochtransparentes Material hat sehr geringe absorbierende und streuende Eigenschaften. Ein blickdichtes Material überträgt wenig oder gar kein Licht aufgrund hoher Streuung und absorbierenden Eigenschaften. Transluzente Materialien haben relativ hohe Transmissionsverhältnisse aufgrund von vernachlässigbarer Absorption aber streuen stark das transmittierte Licht, was in einer verschwommenen, weißen Erscheinung resultiert. Die erste Schicht 14 und die dritte Schicht 18 können transparent sein und die zweite Schicht 16 kann ein transluzentes Material oder ein blickdichtes oder ein nahezu blickdichtes Material sein. Das Ergebnis kann visuell sehr ähnlich (wie von dem menschlichen Auge wahrgenommen) zu der Erscheinung von natürlichen Zähnen sein, während Glanzwahrnehmungen von klaren Vorrichtungen aus dem Stand der Technik gemildert werden.
Manche Ausführungsformen der Erfindung weisen eine oder mehrere transparente Schichten auf, welche über eine transluzente Schicht oder eine blickdichte Schicht laminiert sind. Ausführungsformen der Erfindung reduzieren wahrgenommenen Glanz durch: Aufweisen von dünneren/r transparenten/r Schicht(en), um reflektive Glanzwahrnehmungen zu reduzieren, welche von Lichtwechselwirkung zwischen inneren transparenten Schichten abgeleitet sind; Aufweisen einer dünneren transparenten Schicht, um Glanzwahrnehmungen zu reduzieren, abgeleitet von Lichtwechselwirkungen an Veränderungen an inneren und äußeren Flächenkonkavitäten; Aufweisen einer laminierten inneren transluzenten oder blickdichten Schicht, um Glanzwahrnehmungen zu eliminieren, welche von Reflexionen auf Zahnflächen abgeleitet sind; Aufweisen einer laminierten internen transluzenten Schicht, um Glanzwahrnehmungen zu eliminieren, welche von Luftspalten zwischen der transparenten Schicht und der transluzenten oder blickdichten Schicht abgeleitet sind; Aufweisen einer laminierten transluzenten Schicht, um Glanzwahrnehmungen zu eliminieren, welche von Lichtwechselwirkungen mit eingeschlossenem Speichel abgeleitet sind; und Aufweisen (einer) dünneren/r transparenten/r Schicht(en), um Glanzwahrnehmungen zu reduzieren, welche von Lichtwechselwirkungen an Flächenveränderungen abgeleitet sind (d.h. harte Flächenlinien an Spalten zwischen Zähnen, Zahnfleischwänden).
In manchen Ausführungsformen können ein oder mehrere von der ersten Schicht 14, der zweiten Schicht 16 und der dritten Schicht 18 eine Dicke im Bereich von 0,001 - 0,040 Zoll (0,025 - 1,02 mm) Dicke aufweisen. In manchen Ausführungsformen kann die gesamte Dicke des Laminatmaterials 20 von 0,020 - 0,050 Zoll (0,51 - 1,27 mm) reichen. In manchen Ausführungsformen sind die erste Schicht 14, die zweite Schicht 16 und/oder dritte Schicht 18 0,015 Zoll dick, bevor das Laminatmaterial 20 in der Vorrichtung 10 ausgeformt wird (beispielsweise durch Thermoformen). In manchen Ausführungsformen sind die erste Schicht 14, die zweite Schicht 16 und/oder dritte Schicht 18 0,010 Zoll dick, bevor das Laminatmaterial 20 in die Vorrichtung 10 geformt wird (beispielsweise durch Thermoformen).
In manchen Ausführungsformen kann die erste Schicht 14, die zweite Schicht 16 und die dritte Schicht 18 aus einem oder mehreren Polymeren, wie einem Polyester, einem Copolyester, einem Polycarbonat, einem thermoplastischen Polyurethan, einem Polypropylen, einem Polyethylen, einem Polypropylen und Polyethylen-Copolymer, einem Acryl, einem zyklischen Block-Copolymer, einem Polyetheretherketon, einem Polyamid, einem Polyethylenterephthalat, einem Polybutylentherephthalat, einem Polyetherimid, einem Polyethersulfon, einem Polytrimethylenterephthalat oder einer Kombination davon, konstruiert sein.
In manchen Ausführungsformen kann jede von der ersten Schicht 14 und/oder dritten Schicht 18 aus einem transparenten Polymer ausgebildet sein, welcher einen geringen Dunst, hohen Glanz, hohe Transparenz, hohe reguläre Transmission und hohe totale Transmission aufweist. Beispielsweise können für ein 0,010 Zoll (0,25 mm) Exemplar Lichttransmissionswerte 0.5-1.5% Dunst (ASTM D1003), >80 GU @ 45° (ASTM D2457), >80% Transparenz (ASTM D1746), > 80% reguläre Transmission (ASTM D1003 modifiziert), und/oder > 80% totale Transmission (ASTM D1003 modifiziert) aufweisen. In manchen Ausführungsformen kann ein transparentes Copolyester (beispielsweise Eastar™ Copolyester 6763) verwendet werden, welcher die folgenden Eigenschaften hat (für ein 0,010 Zoll (0,25 mm) Exemplar): 0,8% Dunst (ASTM D1003), 108 GU @ 45° (ASTM D2457), 85 % Transparenz (ASTM D1746), 89% reguläre Transmission (ASTM D1003 modifiziert), 91% totale Transmission (ASTM D1003 modifiziert).
In manchen Ausführungsformen sind jede der ersten Schicht 14 und der dritten Schicht 18 transparent und aus einem oder mehreren Polymeren geformt. In manchen Ausführungsformen sind, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, wenn die orale Vorrichtung 10 ein Retainer ist, die erste Schicht 14 und/oder die dritte Schicht 18 aus Materialien ausgewählt, welche einen hohen Einwirkungswiderstand haben. In manchen Ausführungsformen sind die erste Schicht 14 und die dritte Schicht 18 hauptsächlich oder zur Gänze aus Glykol-modifiziertem Polyethylenterephthalat (PETG) hergestellt. In manchen Ausführungsformen sind die erste Schicht 14 und/oder die dritte Schicht 18 hauptsächlich oder zur Gänze aus Polycarbonat hergestellt. In manchen Ausführungsformen sind die erste Schicht 14 und/oder die dritte Schicht 18 vorrangig oder zur Gänze aus Polymethylmethacrylat (PMMA) hergestellt.
In manchen Ausführungsformen ist die erste Schicht 14 und/oder dritte Schicht 18 verarbeitet, um hydrophobe Eigenschaften (beispielsweise von PETG), welche Speichelschaumbildung begünstigen können, zu reduzieren oder zu entfernen. In manchen Ausführungsformen ist die erste Schicht 14 und/oder die dritte Schicht 18 verarbeitet (beispielsweise gewalzt), um eine matte äußere Oberflächenbeschaffenheit aufzuweisen, um hydrophobe Eigenschaften zu reduzieren oder zu entfernen. In manchen Ausführungsformen ist die erste Schicht 14 und/oder die dritte Schicht 18 mit einer Säure oder einer Base bearbeitet, um hydrophobe Eigenschaften zu reduzieren oder zu entfernen. In manchen Ausführungsformen sind die erste Schicht 14 und/oder die dritte Schicht 18 mit Beschichtungen oder zusätzlichen Schichten, welche hydrophile Eigenschaften besitzen, bedeckt.
In manchen Ausführungsformen ist die zweite Schicht 16 aus einem oder mehreren transluzenten Polymeren ausgebildet, welche eine trübe weiße Erscheinung bereitstellen können. In manchen Ausführungsformen ist die zweite Schicht 16 vorrangig oder ganz aus Polyurethan, thermoplastischem Elastomer, wie einem thermoplastischen Copolyester (TPC/TPE-E) (beispielsweise Arnitel® EM400/EM460), Maleinsäureanhydrid gepfropftem PE (HDPE) (beispielsweise Westlake Plastics® GB1002), oder reaktivem Terpolymer (beispielsweise Lotader® blends) hergestellt. In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht 16 verarbeitet werden, um Kristallinität zu erhöhen, und dabei Lichtstreuung zu erhöhen, um Transparenz zu reduzieren, Transluzenz zu erhöhen und eine weiße oder milchige Erscheinung bereitzustellen. In manchen Ausführungsformen hat die zweite Schicht 16 eine größere Flexibilität (beispielsweise zumindest 1,5-mal weniger Biegemodul) als die erste Schicht 14 und/oder die dritte Schicht 18, um eine orale Vorrichtung 10 mit größerer Flexibilität bereitzustellen.
In manchen Ausführungsformen kann die zweite Schicht 16 ein blickdichtes oder nahezu blickdichtes Material sein, wie ein Polymer mit einem weißen Farbstoff (beispielsweise Titandioxidpartikel) oder einer Metallfolie. In manchen Ausführungsformen kann eine Metallfolie mit Titandioxid beschichtet sein, um eine weiße Erscheinung bereitzustellen.
3 zeigt ein Beispiel eines Prozesses 30 zum Ausbilden einer kieferorthopädischen Vorrichtung. Wie gezeigt, kann das Laminatmaterial 20 in die kieferorthopädische Vorrichtung 10 geformt werden. In dem beispielhaften Prozess kann die kieferorthopädische Vorrichtung 10 mittels eines physischen Zahnmodells, oder einer Form, 32 hergestellt werden. In manchen Ausführungsformen ist das Laminatmaterial 20 zum Fertigverarbeiten in einer handelsüblichen Formvorrichtung (beispielsweise Erkoform®, Erkoform-3dmotion ®, Biostar®, Ministar S®, Drufomat Scan®, Drufosmart®, Essix® SelectVac®) dimensioniert (beispielsweise 120 mm und/oder 125 mm Kreisdurchmesser). Richtlinien zum Bedienen einer solchen Formvorrichtung können gefunden werden in Scheu Dental Technology, Biostar Operating Manual, DE/GB/FR/IT/ES/1.000/06/19 G REF PM 0113.01; Scheu Dental Technology, Application booklet for the pressure moulding technique, GB 2.000/07/19 G REF 0111.02; Erkodent, Thermoforming, S15-3106-48; Erkodent, Erkoform 3D, 61-8002-2; Erkodent, Erkoform-3D+ Instructions, BA-Erkoform-3d+-anl-EN-04-04-2019, welche hierin per Bezugnahme einbezogen sind.
Die kieferorthopädische Vorrichtung 10 kann durch Erhitzen des Laminatmaterials 20 und dann Vakuum- oder Druckformen des Materials über die Zähne in dem physischen Zahnmodell 32 und sodann Abschneiden überstehenden Materials nach Entfernen von der Form hergestellt werden. Entsprechend ist die kieferorthopädische Vorrichtung 10 eine direkte Repräsentation des physischen Zahnmodells 32.
In manchen Ausführungsformen ist die zweite Schicht 16 aus Laminatmaterial 20 (beispielsweise thermoplastisches Copolyester (TPC/TPE-E) (beispielsweise Arnitel® EM400/460) in einer kristallisierten Form bereitgestellt, so dass sie transluzent oder blickdicht vor dem Thermoformen erscheint. Manche thermoplastischen Elastomere erlauben es, den Wert der Transluzenz gemäß der Heiztemperatur und/oder der Heizdauer einzustellen. Thermoformen des Laminatmaterials 20 für eine ausreichende Zeit kann die kristalline Struktur der zweiten Schicht 16 modifizieren (d.h. dekristallisieren), um sie transluzent zu machen, oder zumindest transluzenter als ursprünglich bereitgestellt. Der Grad der Transluzenz hängt von der Zeitdauer, für welche das Laminatmaterial 20 thermogeformt wird, und/oder der dem Laminatmaterial zugeführten Temperatur (d.h. Temperatureinstellung der thermoformenden Maschine), der Dicke der zweiten Schicht 16 und der Dicke der ersten Schicht 14 und der dritten Schicht 18 ab.
Es wurde bestimmt, dass Heizzeiten von 30 - 60 s bei Verwendung einer Biostar thermoformenden Vorrichtung (mit Thermoformeinstellungen 6 bar/87 PSI, 427°F) auf Laminaten mit erster Schicht 14 und dritter Schicht 18 im Bereich von 0,010 - 0,015 Zoll Dicke und zweiten Schicht 16, welche 0,010 Zoll dick ist, eine gute Transluzenz für kieferorthopädische Retainer, welche menschlichen Zähnen ähneln, bereitstellen. Die Fähigkeit die Transluzenz einzustellen (für orale Vorrichtungen, welche zumindest eine thermoplastische Elastomerschicht verwenden) kann vorteilhaft gegenüber Vorrichtungen sein, welche Farbstoffe wie TiO₂ oder BaSO4 oder Materialien wie kristallisiertes Polyethylen oder Polypropylen verwenden, für welche, zum Zweck von Thermoformen einer Vorrichtung, der Grad von möglicher Transluzenz oder Blickdichtheit mehr oder weniger festgesetzt ist, wenn die Materialien ausgebildet werden.
In manchen Ausführungsformen kann eine orale Vorrichtung aus einem Laminat konstruiert werden, welches geformt ist, in eine handelsübliche Thermoformeinrichtung zu passen und eine optimale Dicke von 0,020 - 0,045 Zoll (vor dem Thermoformen) hat. In manchen Ausführungsformen kann jede der ersten Schicht 14 und der dritten Schicht 18 aus einem transparenten Copolyester (beispielsweise PETG wie ein Eastar™ Copolyester 6763), welcher eine optimale Dicke von 0,005 - 0,020 Zoll hat (vor dem Thermoformen), und einer zweiten Schicht geformt werden, welche aus einem thermoplastischen Elastomer geformt ist (beispielsweise TPC/TPE-E wie Arnitel® EM400), welches eine optimale Dicke von 0,005 - 0,020 Zoll hat (vor dem Thermoformen).
Wie in 4A und 4B gezeigt, kann, in manchen Ausführungsformen, das Laminatmaterial 20 in einen Retainer 10 thermogeformt werden, welches eine optimale Dicke von 0,040 Zoll hat (vor dem Thermoformen), wobei die erste Schicht 14 und die dritte Schicht 18 jeweils aus einem transparenten Copolyester (beispielsweise PETG wie Eastar™ 6763) geformt sein können, welcher eine optimale Dicke von 0,015 Zoll hat (vor dem Thermoformen), und eine zweite Schicht 16 aus einem thermoplastischen Copolyester geformt ist (TPC/TPE-E) (beispielsweise Arnitel® EM400), welcher eine optimale Dickte von 0,010 Zoll hat (vor dem Thermoformen). Wie in dem Foto eines Querschnitts des Laminatmaterials 20 von 4A gezeigt, ist die zweite Schicht 16 blickdicht vor dem Thermoformen. Dies ist zu vergleichen mit dem Retainer 10 von 4B, in welchem Erhitzen des Laminatmaterials 20 während eines Thermoformprozesses dafür sorgt, dass die zweite Schicht 16 zu einem Grad von einem blickdichten Zustand dekristallisiert wird, um transluzent zu werden oder eine relativ größere Transparenz zu haben. Wie zuvor beschrieben, kann der Grad an Kristallinität eingestellt werden, um relative Transluzenz der zweiten Schicht 16 und dadurch des Retainers 10 zu erhöhen oder zu erniedrigen. Es wurde bestimmt, dass durch Verwenden des Laminatmaterials 20 mit einer handelsüblichen Biostar® Thermoformeinrichtung mit einer Heizeinstellung von 220°C/427°F, Heizzeit von 45 - 50 s und Kühlzeit von 100 - 140 s oder 120 s das Level an Transluzenz (oder ähnlich) des Retainers 10 gezeigt in 4B bereitstellt. Verlängern der Heizzeit wird höhere Transparenz des Retainers 10 mittels größerer relativer Dekristallisation der zweiten Schicht 16 bereitstellen und im Umkehrschluss wird Verringern der Heizzeit weniger Transparenz des Retainers 10 mittels weniger relativer Dekristallisation der zweiten Schicht 16 bereitstellen. In manchen Ausführungsformen kann das Laminat in eine Schiene thermogeformt werden, welche eine optimale Dicke von 0,030 Zoll hat (vor dem Thermoformen), wobei die erste Schicht 14 und die dritte Schicht jeweils aus einem transparenten Copolyester (beispielsweise Eastar™-Copolyester 6763) geformt sein können, welcher eine optimale Dicke von 0,010 Zoll hat (vor dem Thermoformen), und eine zweite Schicht 16 aus einem thermoplastischen Copolyester geformt ist (beispielsweise Arnitel® EM400), welcher eine optimale Dicke von 0,010 Zoll hat (vor dem Thermoformen).
Durchwegs durch die vorangestellte Beschreibung und für den Zweck der Erklärung wurden zahlreiche spezielle Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der beschriebenen Techniken bereitzustellen. Es wird jedoch offensichtlich für einen Fachmann sein, dass diese Techniken ohne manche der speziellen Details ausgeführt werden können. Obwohl vielfach Ausführungsformen, welche diese Lehren mit einbeziehen, gezeigt und im Detail beschrieben worden sind, kann ein Fachmann sogleich viele andere verschiedene Ausführungsformen oder Mechanismen entwickeln, um diese Techniken mit einzubeziehen. Auch können Ausführungsformen verschiedene Abläufe, wie zuvor beschrieben, weniger Abläufe oder mehr Abläufe; oder Abläufe in einer Reihenfolge umfassen. Entsprechend sollten der Geltungsbereich und die Wesensart der Erfindung in Bezug auf die Ansprüche gewertet werden, welche folgen, sowie auf die rechtlichen Äquivalente davon.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/933977 [0001]
US 6450807 [0003, 0038]
US 5975893 [0003, 0038]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Siehe Chadwick et al., „The perception of gloss: A review.“ Vision Research, Vol. 109, Part B, April 2015, Pages 221-235. Siehe auch Luo et al., „Assessing Gloss of Tooth using Digital Imaging.“ Conference on Colour in Graphics, Imaging, and Vision, CGIV 2008 Final Program and Proceedings, pp. 307-311 [0044]

Claims

Kieferorthopädische Vorrichtung, aufweisend: ein Laminatmaterial, welches geformt ist, um über Zähne zu passen, wobei das Laminatmaterial aufweist: eine erste Schicht, welche ein transparentes Material aufweist; eine zweite Schicht, welche ein blickdichtes oder transluzentes Material aufweist; und eine dritte Schicht, welche das transparente Material aufweist, wobei die zweite Schicht zwischen der ersten und dritten Schicht ist.
Kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste und dritte Schicht zumindest anteilsweise Glykol modifiziertes Polyethylenterephthalat (PETG) aufweisen.
Kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht ein transluzentes Material ist und wobei die zweite Schicht zumindest etwas kristallisiert ist, um einen relativen Grad an Transparenz bereitzustellen.
Kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht zumindest anteilsweise Polyurethan aufweist.
Kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht zumindest anteilsweise thermoplastisches Copolyester aufweist.
Kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht zumindest anteilsweise Maleinsäureanhydrid gepfropftes PE (HDPE) aufweist.
Kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht zumindest anteilsweise reaktives Terpolymer aufweist.
Kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Laminatmaterial zwischen 0,025 und 0,045 Zoll dick ist.
Material für eine kieferorthopädisches Vorrichtung, welches ein zwischen 0,025 und 0,045 Zoll dickes Laminat aufweist, das eine transluzente oder blickdichte Schicht und zumindest eine transparente Schicht aufweist.
Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung eine erste transparente Schicht und eine zweite transparente Schicht aufweist, wobei die transluzente oder blickdichte Schicht zwischen der ersten transparenten Schicht und der zweiten transparenten Schicht ist.
Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die erste transparente Schicht und die zweite transparente Schicht jeweils ein transparentes Copolyester aufweisen und wobei die transluzente oder blickdichte Schicht ein thermoplastisches Copolyester aufweist.
Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die erste transparente Schicht und die zweite transparente Schicht jeweils aus einem transparenten Glykol modifiziertem Polyethylenterephthalat (PETG) bestehen und wobei die transluzente oder blickdichte Schicht aus einem thermoplastischem Copolyester (TPC/TPE-E) besteht.
Material für eine kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Laminat dimensioniert ist, um zu handelsüblichen kieferorthopädischen Vorrichtungen zu passen.