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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Zahnschiene, insbesondere zur Korrektur von Fehlstellungen von Zähnen, mit
- a) einer vestibulären Seitenfläche,
- b) einer oralen Seitenfläche und
- c) einer Deckfläche, welche die beiden Seitenflächen verbindet, wodurch die Zahnschiene dazu eingerichtet ist, einen Zahnbogen kappenartig zu überdecken.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Aligner-Set mit einer solchen.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Seit einigen Jahren sind im Bereich der Dentalmedizin, insbesondere in der Kieferorthopädie, sogenannte Zahnschienen bekannt. Zahnschienen werden beispielsweise als sogenannte Aufbissschienen zur Schonung der Zähne bei Patienten, die nachts mit den Zähnen knirschen, verwendet.
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Derartige Zahnschienen haben eine vestibuläre Seitenfläche, eine orale Seitenfläche sowie eine diese beiden Seitenflächen verbindende Deckfläche, mit welchen sie an den Zähnen anliegen und für diese eine Zahnaufnahmetasche ausbilden. Die meist aus einem Kunststoffmaterial gefertigten Zahnschienen werden dazu individuell an das Gebiss eines Patienten angepasst und dann wie eine Kappe über die Zähne der oberen und/oder unteren Zahnreihe gestülpt.
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Besonders häufig werden Zahnschienen jedoch als sogenannte Aligner zur Korrektur von Zahnfehlstellungen verwendet. Für eine solche Aligner-Therapie zur Korrektur von Zahnfehlstellungen wird zusammengefasst in einem Aligner-Set eine Sequenz von individuell gefertigten Zahnschienen bereitgestellt, mit welchen die Zahnfehlstellungen nach und nach durch Veränderung der Position, Form und Drehung der Zahnaufnahmetasche korrigiert werden. Da die Zahnschienen meist aus transparentem Kunststoffmaterial dünnwandig gefertigt werden, sind die Zahnschienen beim Tragen kaum sichtbar und daher insbesondere bei Jugendlichen als Alternative zu herkömmlichen metallischen Zahnspangen beliebt.
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Zur Herstellung der verschiedenen individuellen Zahnschienen werden dabei zunächst Aufnahmen des Ist-Zustands der Zahnreihen eines Patienten angefertigt. Diese können sowohl Abformungen mit einem Abformmaterial, 3D-Aufnahmen mit sogenannten Intraoralscannern als auch Röntgenaufnahmen umfassen. Danach wird mit Hilfe von speziellen Softwaremodellen ein Soll-Zustand des Gebisses mit dem gewünschten Ergebnis der kieferorthopädischen Behandlung erstellt.
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Die für den Übergang vom Ist-Zustand in den Soll-Zustand notwendigen individuellen Zahnschienen des Aligner-Sets werden dann häufig sogar in der kieferorthopädischen Praxis selbst in einem additiven Herstellungsprozess mit Hilfe von 3D-Druckern gefertigt.
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Anschließend können die Patienten im Laufe der Behandlung nach und nach von einer auf die nächste Zahnschiene wechseln. Hierfür werden dem Patienten spezielle Behandlungspläne übergeben, in welchen aufgeführt ist, zu welchem Zeitpunkt welche der Zahnschienen eingesetzt werden muss.
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Nachteilig an den bisher bekannten Zahnschienen ist jedoch, dass am Ende einer solchen Behandlung okklusal gegenüberstehende Zähne teilweise keine oder zu wenige Okklusalkontakte zu den Gegenkieferzähnen aufweisen. Auch kann die Kieferstellung der beiden Kiefer zueinander nicht mehr optimal zur Situation ohne Zahnschiene passen. Daher muss sich der Patient noch für einen Zeitraum nach der Behandlung an die Situation ohne Zahnschiene gewöhnen, d. h. insbesondere müssen die Kauflächen der Zähne und die Kaumuskulatur sich wieder an eine Kieferstellung ohne Zahnschiene anpassen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Zahnschiene eingangs genannter Art zu verbessern, insbesondere die nachteiligen Auswirkungen zu geringer oder fehlender Okklusalkontakte, die durch die Behandlung mit der Zahnschiene hervorgerufen wurden, zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zahnschiene eingangs genannter Art gelöst, bei welcher
- d) die Deckfläche an mindestens einem Zahn des Zahnbogens eine Ausnehmung derart aufweist, dass die Kaufläche des Zahnes dort von der Deckfläche nicht überdeckt wird.
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Der Erfinder hat erkannt, dass die bekannten Zahnschienen aufgrund ihrer Deckflächen, welche die Kauflächen der Zähne überdecken, stets einen vorgegebenen Zwangsabstand zwischen den okklusal gegenüberliegenden Zähnen und damit der gesamten Zahnreihen erzeugen. Dieser Mindestabstand bewirkt die nachteilige Veränderung der Kieferstellung.
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Da die Deckfläche einer Zahnschiene circa 0,5-2 mm dick sein kann und erschwerend hinzukommt, dass okklusal angeordnete Deckflächen nicht so optimal aneinander angepasst sind wie die Kauflächen zweier okklusal angeordneter Zähne, kann sich dieser Zwangsabstand im Bereich zwischen circa 1-6 mm bewegen.
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Der Erfinder hat daher weiter erkannt, dass es vorteilhaft ist, eine Ausnehmung an der Deckfläche vorzusehen, damit die Kaufläche eines Zahnes trotz der Zahnschiene nicht überdeckt wird. Denn dadurch kann der entsprechende Zahn sich frei durch die Ausnehmung z.B. in Richtung der Kaufläche seines Antagonisten bewegen.
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Da die Zahnschiene jedoch für den eigenen Halt und/oder auch notwendigerweise für das Erzeugen der für die Korrektur der Zahnfehlstellung notwendigen Kraft eine Verbindung zwischen der vestibulären Seitenfläche und der oralen Seitenfläche der Zahnschiene benötigt, wird die Ausnehmung vorzugsweise nur stellenweise vorgesehen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn sich beidseitig entlang des Zahnbogens an die Ausnehmung noch eine Deckfläche anschließt. Dies soll heißen, dass die Ausnehmung vorzugsweise nicht randständig an der Zahnschiene angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass an mehreren Zähnen eine Ausnehmung vorgesehen ist, deren Kaufläche dadurch von der Deckfläche nicht überdeckt wird.
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Solange der Gesamthalt der Zahnschiene noch ausreichend gewährleistet wird, kann an mehreren Zähnen eine Ausnehmung vorhanden sein. Dies ist vor allem deshalb vorteilhaft, da die Kieferstellung insgesamt stark von der Stellung der gesamten Zahnreihe abhängt.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich die Ausnehmung über mehrere nebeneinanderliegende Zähne hinweg erstreckt.
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Eine zahngruppenweise Ausnehmung erlaubt es ferner, einen zusammenhängenden Bereich der Zahnreihe nicht zu überdecken. Dies ist vorteilhaft, da Seitenzähne meist mit zwei Antagonisten in Kontakt treten und so die Probleme der fehlenden oder zu geringen Okklusalkontakte an mehreren Zähnen gemeinsam korrigiert werden können.
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Im Extremfall kann die Ausnehmung erfindungsgemäß auch quasi sämtliche Zähne umfassen, wobei dann die Deckfläche nur noch in einem distal endständigen Bereich hinter dem letzten Zahn vorhanden wäre und/oder die Deckfläche nur noch durch einen oder mehrere im Interdentalbereich angeordnete Stege von der vestibulären Seitenfläche zur oralen Seitenfläche ausgebildet würde.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ausnehmung den letzten oder die letzten Backenzähne freistellt.
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Gerade im Backenzahnbereich wirkt sich der durch die Deckfläche hervorgerufene Zwangsabstand aufgrund des zulaufenden Winkels der beiden Kiefer zueinander und der damit verbundenen Hebelwirkung der Kiefermuskulatur besonders stark aus. Daher ist es vorteilhaft, die Ausnehmung gerade im distalen Bereich des Zahnbogens vorzusehen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Zahnschiene eine Unterkieferschiene sowie eine Oberkieferschiene umfasst und dass die Unterkieferschiene und die Oberkieferschiene jeweils eine Ausnehmung an der Kaufläche von mindestens zwei antagonistisch gegenüber stehenden Zähnen aufweisen.
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Dadurch können die Kauflächen der antagonistischen Zähne, insbesondere der gegenüberstehenden Backenzähne, ohne einen Zwangsabstand durch die Deckfläche direkt aneinander anliegen. Insbesondere können so die gewünschten Okklusalkontakte hergestellt werden.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Ausnehmung sich auch in zumindest eine der Seitenflächen erstreckt und zumindest so groß ausgestaltet ist, dass die perikoronale Äquatorlinie des Zahnes sich frei durch die Ausnehmung bewegen kann.
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Die perikoronale Äquatorlinie bezeichnet den größten Umfang eines Zahnes. Unterhalb dieser Äquatorlinie verjüngt sich der Zahn zum Zahnhals hin. Damit der Zahn sich also frei verlängern, d.h. aus dem Kiefer heraustreten kann, muss die Ausnehmung so ausgestaltet sein, dass die lichte Durchgangskontur der Ausnehmung oberhalb der Äquatorlinie mindestens so groß und so geformt ist wie der Umfang an der Äquatorlinie. Damit sich die Ausnehmung in eine Seitenfläche erstreckt, kann diese nur ausgedünnt sein. Die Seitenfläche kann an der Ausnehmung aber auch komplett in Richtung des Zahnhalses zurückspringen. Unterhalb der Äquatorlinie können die beiden Seitenflächen oder auch nur eine der beiden Seitenflächen Druck auf den Zahn ausüben, um diesen aktiv zu verlängern.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zumindest eine der Seitenflächen im Bereich der Ausnehmung ein Verankerungsmittel umfasst, welches dazu eingerichtet ist, mit einem Attachment am nicht überdeckten Zahn zusammenzuarbeiten, um diesen aktiv zu verlängern.
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Attachments am Zahn sind zur Korrektur von Zahnfehlstellungen bekannt. Im Zusammenspiel mit der Ausnehmung wird die Wirkung der freien Kaufläche zusätzlich erhöht und der Zahn kann aktiv aus dem Kiefer herausbewegt werden.
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Hinsichtlich des Aligner-Sets wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Aligner-Set zur Korrektur von Fehlstellungen von Zähnen mit mehreren Zahnschienen gelöst, wobei mindestens eine der Zahnschienen eine erfindungsgemäße Zahnschiene mit einer Ausnehmung ist.
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Mit einem solchen Aligner-Set kann die auf eine Behandlung folgende Zeit zur Gewöhnung an die Situation ohne Zahnschiene verkürzt werden. Auch wird beispielsweise durch wandernde Ausnehmungen die Problematik der fehlenden oder zu geringen Okklusalkontakte (auch „offener Biss“ genannt) reduziert. Ferner verursacht ein solches Aligner-Set eine geringere Problematik hinsichtlich durch den Zwangsabstand hervorgerufener Kieferfehlstellungen.
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Vorzugsweise ist für das Aligner-Set vorgesehen, dass die Zahnschiene mit der Ausnehmung eine Zahnschiene ist, die dazu eingerichtet ist, in einer Behandlungsendphase der Fehlstellungskorrektur angewandt zu werden, vorzugsweise im letzten Drittel des Behandlungszeitraums.
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Dadurch wird vor allem gegen Ende der Behandlung die Gewöhnung an die Situation ohne Zahnschiene eingeleitet.
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Vorzugsweise ist für das Aligner-Set vorgesehen, dass das Aligner-Set mehrere Zahnschienen mit einer Ausnehmung umfasst, wobei sich die Ausnehmung innerhalb des Behandlungszeitraums von einer Zahnschiene auf eine direkt oder später nachfolgende Zahnschiene nach distal verschiebt.
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Dadurch wird dem nach distal enger zulaufenden Winkel der beiden Kiefer zueinander Rechnung getragen.
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Hinsichtlich eines Verfahrens zur Herstellung einer Zahnschiene wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein Verfahren mit folgendem Schritt gelöst:
- a) Herstellen der Zahnschiene, mit
- - einer vestibulären Seitenfläche,
- - einer oralen Seitenfläche, und
- - einer Deckfläche, welche die beiden Seitenflächen verbindet, wodurch die Zahnschiene dazu eingerichtet ist, Zähne eines Zahnbogens kappenartig zu überdecken,
wobei
- entweder bei einem additiven Herstellungsverfahren in der Deckfläche an mindestens einem Zahn des Zahnbogens eine Ausnehmung derart freibleibt, dass die Kaufläche des Zahnes dort von der Deckfläche nicht überdeckt wird,
- oder unabhängig vom verwendeten Herstellungsverfahren in der Deckfläche an mindestens einem Zahn des Zahnbogens eine Ausnehmung derart nachträglich eingearbeitet wird, dass die Kaufläche des Zahnes dort von der Deckfläche nicht überdeckt wird.
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Die Ausnehmung kann somit entweder bereits während eines additiven Herstellungsverfahrens bereitgestellt werden, indem an dieser Stelle erst gar keine Deckfläche erzeugt wird. Die Deckschicht kann aber auch in einem nachträglichen Schritt entfernt werden, um die Ausnehmung zu erzeugen. Dies ist vor allem dann relevant, wenn die Zahnschiene grundsätzlich durch ein subtraktives Verfahren, wie z.B. Fräsen aus einem Vollblock, hergestellt wird.
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Derart hergestellte Zahnschienen lassen sich für eine optimierte Behandlung nutzen.
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Der Erfindungsgedanke umfasst somit auch einen Softwarealgorithmus zur Berechnung eines Aligner-Sets, welcher in mindestens einer Zahnschiene eine erfindungsgemäße Ausnehmungen vorsieht.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
- 1 eine schematische Schrägansicht eines Unterkiefers und einer erfindungsgemäßen Zahnschiene;
- 2 eine schematische Seitenansicht eines Patientenkiefers mit einer solchen Zahnschiene;
- 3 eine schematische Seitenansicht eines Patientenkiefers mit einer Zahnschiene nach einem weiteren Ausführungsbeispiel;
- 4 ein Schema zur Herstellung eines Aligner-Sets mit einer erfindungsgemäßen Zahnschiene.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt eine insgesamt mit 10 bezeichnete Zahnschiene, deren Aufbau und Funktion hier am Beispiel eines Unterkiefers 12 erläutert wird.
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Zu Darstellungszwecken ist die Zahnschiene 10 in 1 schematisch als entsprechend dem Verlauf des Unterkiefers 12 gebogener Balken gezeigt. In der Realität ist die genaue Außen- und Innenkontur der Zahnschiene 10 jedoch deutlich komplexer, da sie sich beim Aufsetzen auf die Zahnreihe 14 individuell an die einzelnen Zähne 16 anlegt und sich nicht nur die zu den Zähnen 16 weisenden Innenflächen der Zahnschiene sondern auch die Außenflächen der Zahnschiene 10 teilweise dem Verlauf der vestibulären und okklusalen Zahnflächen anpassen.
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Vereinfacht gesagt weist die Zahnschiene 10 zu den einzelnen Zähnen 16 komplementäre Zahnaufnahmen 18 auf, welche den jeweiligen Zahn 16 individuell aufnehmen und im Falle einer Therapie zur Korrektur von Zahnfehlstellungen einen zu korrigierenden Zahn 16 beispielsweise durch eine leicht verdrehte Anordnung wie gewünscht ausrichten.
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Die Zahnschiene 10 weist somit hinsichtlich der Zähne 16 im Wesentlichen eine vestibuläre Seitenfläche 20, eine orale Seitenfläche 22 und eine Deckfläche 24 auf, welche die beiden Seitenflächen 20, 22 über die Kauflächen 26 der Zähne 16 hinweg miteinander verbindet. Bei ausreichendem Abstand der Approximalflächen zweier Zähne 16 ist darüber hinaus eine Verbindung zwischen den beiden Seitenflächen 20, 22 durch die Zahnreihe 14 hindurch möglich.
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Insgesamt lässt sich die Zahnschiene 10 somit kappenartig auf die Zahnreihe 14 aufsetzen.
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Wie in 1 ersichtlich, ist an der erfindungsgemäßen Zahnschiene 10 hier am Beispiel zweier Backenzähne 28 in der Deckfläche 24 eine Ausnehmung 30 vorgesehen, welche die darunter angeordneten Kauflächen 32 der Backenzähne 28 frei lässt. Das heißt im Bereich der Ausnehmung 30 können die Kauflächen 32 frei durch die Deckfläche 24 der Zahnschiene 10 hindurchtreten, da die Deckfläche 24 die Kauflächen 32 dort nicht überdeckt.
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2 zeigt in einer seitlichen Ansicht eines Patientenkiefers 34 eine Zahnschiene 10, die eine Unterkieferschiene 36 und eine Oberkieferschiene 38 umfasst. In dieser Darstellung ist zudem eher die tatsächliche Formgebung vor allem der Außenkontur der Zahnschiene 10 erkennbar.
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Bei dieser Zahnschiene 10 weist sowohl die Unterkieferschiene 36 als auch die Oberkieferschiene 38 an jeweils okklusal gegenüberstehenden Backenzähne 40 und 40' sowie 42 und 42' eine Ausnehmung 30 für die Kauflächen 32 auf.
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Dabei ist aus 2 ersichtlich, dass sich die Ausnehmung 30 hier auch in die vestibuläre Seitenfläche 20 hineinerstreckt. Gleiches kann für die hier nicht sichtbare orale Seitenfläche 22 der Fall sein.
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Damit der jeweilige Backenzahn 40, 40', 42, 42' auch tatsächlich Freiraum für seine durch die Pfeile angedeutete Verlängerungsbewegung hat, erstreckt sich die Ausnehmung 30 an der vestibulären Seitenfläche 20 insbesondere bis zur oder unter die perikonale Äquatorlinie 44, die hier am Backenzahn 40 angedeutet wurde. Die perikonale Äquatorlinie 44 eines Zahnes 16 ist die dickste Stelle des Zahnes 16, an welcher der Zahn 16 den größten Umfang hat, da er sich ab dieser Linie nach unten zum Zahnhals hin wieder verjüngt.
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Auch ist an 2 erkennbar, dass die erfindungsgemäße Ausnehmung 30 der Deckschicht 24 für den freien Durchtritt der Kaufläche 32 vor allem im Bereich der hinteren Backenzähne 40, 40', 42, 42' vorteilhaft ist, da dort viele Okklusalkontakte wünschenswert sind.
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In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zahnschiene 10 in einer 2 entsprechenden Ansicht gezeigt.
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Zum einen weist die hier gezeigte Zahnschiene 10 beispielhaft nur an der Unterkieferschiene 36 eine Ausnehmung 30 auf.
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Zum anderen erstreckt sich hier im Gegensatz zur Zahnschiene 10 aus 2 die Ausnehmung ferner nur in der Deckschicht 24.
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Zudem ist in 3 in der vestibulären Seitenfläche 20 unterhalb der Ausnehmung 30 eine Einbuchtung 46 als Verankerungsmittel für ein in der Figur nicht erkennbares Attachment am Zahn 16 gezeigt. Das Verankerungsmittel arbeitet mit dem Attachment am Zahn zusammen, um zur Verlängerung des Zahnes 16 in der gezeigten Pfeilrichtung mit der Zahnschiene 10 eine Kraftwirkung auf den Zahn 16 zu erzeugen.
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4 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Aligner-Sets 50 zur Korrektur einer Zahnfehlstellung.
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Hierbei wird zunächst ein Computer 52 bereitgestellt, mit dessen Hilfe nach einer Erfassung des Ist-Zustandes eines Patientengebisses über Softwarealgorithmen ein Aligner-Set 50 mit mehreren Zahnschienen 10.1 bis 10.n errechnet wird, um das Patientengebiss in einen Soll-Zustand zu überführen. Anstatt des Computers 52 können die für die Herstellung notwendigen Daten aber auch anderweitig z.B. aus einer Cloud/Server-Lösung bereitgestellt werden.
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Daraufhin werden die Zahnschienen 10.1 bis 10.n mit Hilfe eines 3D-Druckers 54 in einem additiven Herstellungsverfahren (3D-Druck) erzeugt.
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Zur Herstellung eines Aligner-Sets 50 mit einer erfindungsgemäßen Zahnschiene 10, die eine Ausnehmung 30 für die Kauflächen 32 aufweist, sind die am Computer 52 verwendeten Softwarealgorithmen dazu eingerichtet, um vor allem gegen Ende des Behandlungszeitraumes, insbesondere im letzten Drittel, den Zähnen 16 die Möglichkeit zu geben, den offenen Biss zu schließen.
