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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Protrusionseinrichtung umfassend eine Oberkieferschiene und eine Unterkieferschiene, die sich jeweils bogenförmig erstrecken und einen Boden, eine Innenwand und eine Außenwand aufweisen, die einen zum entsprechenden Kiefer hin offenen Hohlraum definieren, mehrere Fixierungsanker, die im Bereich der Eck- und Backenzähne auswärts von den Außenwänden der Oberkieferschiene und der Unterkieferschiene vorstehen, wobei die Fixierungsanker der Oberkieferschiene versetzt zu den Fixierungsankern der Unterkieferschiene angeordnet sind, und Protrusionsbügel, die jeweils einerseits an einem an der Oberkieferschiene angeordneten Fixierungsanker und andererseits an einem an der Unterkieferschiene angeordneten Fixierungsanker drehbar befestigt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Protrusionseinrichtung.
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Protrusionseinrichtungen sind im Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen bekannt. Sie umfassen eine Oberkieferschiene und eine Unterkieferschiene, deren Form individuell an die Zähne und das Zahnfleisch angepasst sind. An den beiden Schienen sind im Bereich der Eck- und Backenzähne mehrere auswärts vorstehende Fixierungsanker befestigt, wobei die Fixierungsanker der Oberkieferschiene versetzt zu den Fixierungsankern der Unterkieferschiene angeordnet sind. An diesen Fixierungsankern sind Protrusionsbügel gehalten, deren Länge derart gewählt ist, dass eine Vorverlagerung des Unterkiefers gegenüber dem Oberkiefer erzielt wird, wenn der Patient die Protrusionseinrichtung trägt. Durch diese Vorverlagerung werden Unterkiefer, Zunge und weitere Strukturen nach vorne positioniert und der Biss geöffnet. Dadurch wird die Einengung des Rachenraums verringert. Die Atemwege werden im Schlaf mechanisch offen gehalten und der Atemwegswiderstand nimmt ab. Protrusionseinrichtungen kommen bei Patienten mit einem leichten bis mittelgradigen obstruktiven Schlafapnoe-Syndrom (OSAS) und dem Upper Airway Resistance Syndrom (UARS) zum Einsatz. Auch können Protrusionseinrichtungen gegen Schnarchen angewendet werden.
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Die Oberkieferschiene und die Unterkieferschiene sind normalerweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, insbesondere aus einem Polymerwerkstoff. Hinsichtlich der Herstellung der beiden Schienen gibt es grundsätzlich zwei Fertigungsvarianten.
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Bei der ersten Variante nimmt der Zahnarzt unter Anwendung eines Druckformverfahrens in Silikon einen Abdruck des Ober- und Unterkiefers. Der Zahntechniker erstellt hieraus im Dentallabor ein Gipsmodell, das dann mit der Unterkieferartikulation versehen wird. Anschließend erstellt der Zahntechniker von den Gipsabdrücken Dubliermodelle und füllt deren Interdentalräume mit Wachs aus. Daraufhin werden unter Verwendung der so präparierten Dubliermodelle die eigentlichen Schienen unter Verwendung von unter Wärme verformbaren Polymerplatten hergestellt, die dann noch geeignet nachbearbeitet werden. Im Anschluss werden die Schienen relativ zueinander ausgerichtet, woraufhin die Fixierungsanker befestigt und die Protrusionsbügel montiert werden. Die Befestigung der meist aus Zirkon, Metall oder einem PEEK-Kunststoff hergestellten Fixierungsanker an den Schienen erfolgt vornehmlich unter Verwendung eines geeigneten Klebstoffes.
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Bei der zweiten Variante wird ein 3D-Datensatz der Zähne und der Kiefer eines Patienten erstellt. Hierzu kann beispielsweise ein geeignetes Scanverfahren eingesetzt werden. Basierend auf dem 3D-Datensatz werden dann die Artikulation und die Geometrien der Oberkieferschiene und der Unterkieferschiene berechnet. Die eigentliche Fertigung der Schienen erfolgt im Anschluss additiv unter Verwendung eines 3D-Druckverfahren, wobei die Fixierungsanker normalerweise mitgedruckt werden. Ein wesentlicher Vorteil der zweiten Variante gegenüber der ersten Variante besteht darin, dass deutlich weniger Arbeitsschritte erforderlich sind, was eine preiswerte Fertigung ermöglicht und weniger Know-How auf Seiten des Zahntechnikers erfordert. Nachteilig ist hingegen, dass die Fixierungsanker aus demselben Material wie die Schienen gefertigt werden, meist Polyamid oder ein ähnlich zähelastischer Werkstoff, weshalb die Fixierungsanker verglichen mit solchen aus Zirkon, Metall oder einem PEEK-Kunststoff deutlich geringere Festigkeiten aufweisen, was dazu führen kann, dass diese abbrechen.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Protrusionseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Protrusionseinrichtung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Oberkieferschiene und die Unterkieferschiene additiv gefertigt sind, und dass die Fixierungsanker separate Bauteile bilden, die jeweils durch eine in der Oberkieferschiene oder in der Unterkieferschiene vorgesehene Durchgangsöffnung geführt und rastend mit der Oberkieferschiene oder mit der Unterkieferschiene verbunden sind.
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Die erfindungsgemäße Protrusionseinrichtung umfasst somit additiv gefertigte Oberkiefer- und Unterkieferschienen, wobei die Fixierungsanker als separate Bauteile ausgeführt sind, die rastend in Durchgangsöffnungen der jeweiligen Schienen gehalten sind. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Protrusionseinrichtung besteht somit darin, dass das Material der Fixierungsanker unabhängig von dem Material der Schienen gewählt werden kann. So kann für die Oberkiefer- und Unterkieferschiene beispielsweise Polyamid oder ein vergleichbar zähelastischer Werkstoff verwendet werden, wohingegen die Fixierungsanker aus Materialien mit deutlichen höheren Festigkeiten gefertigt sein können, beispielsweise aus Zirkon, Metall oder aus einem PEEK-Kunststoff. Die Oberkieferschiene und die Unterkieferschiene sind insbesondere jeweils einteilig ausgebildet und weisen eine Form auf, die individuell an die Zähne und das Zahnfleisch eines Patienten angepasst ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die Fixierungsanker jeweils einen Basisplattenabschnitt und einen sich an den Basisplattenabschnitt anschließenden Rastabschnitt auf, wobei die Durchgangsöffnungen jeweils in an den Innenseiten der Außenwände der Oberkieferschiene und der Unterkieferschiene ausgebildete Vertiefungen münden, in welche die Basisplattenabschnitte von innen eingesetzt sind, wobei die Außenabmessungen der Rastabschnitte derart gewählt sind, dass diese rastend in die Durchgangsöffnungen eingeclipst werden können. Entsprechend können die Fixierungsanker nach der Fertigung der Oberkiefer- und Unterkieferschiene einfach im Bereich der Vertiefungen eingesetzt und eingeclipst werden, wobei zeitgleich eine ordnungsgemäße Ausrichtung der Fixierungsanker erfolgt.
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Bevorzugt sind die Vertiefungen und die Durchgangsöffnungen additiv gefertigt. Dies ist dahingehend von Vorteil, dass zur Ausbildung der Vertiefungen und der Durchgangsöffnungen keine separaten Arbeitsschritte erforderlich sind.
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Vorteilhaft weisen die Basisplattenabschnitte eine von einer Kreisform abweichende Form auf, wobei die Form der Vertiefungen korrespondierend zu der Form der Basisplattenabschnitte ausgebildet ist. Auf diese Weise wird im eingeclipsten Zustand ein Verdrehen der Fixierungsanker relativ zu der entsprechenden Schiene unterbunden. Darüber hinaus wird über die jeweiligen Basisplattenabschnitte eine flächige Abstützung der Fixierungsanker an den entsprechenden Schienen realisiert, wodurch die Festigkeit der Konstruktion verbessert wird.
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Bevorzugt ist die Tiefe der Vertiefung größer als die Dicke der Basisplattenabschnitte. Somit sind die Basisplattenabschnitte im eingeclipsten Zustand der Fixierungsanker vollständig in den Vertiefungen versenkt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Fixierungsanker mit der Oberkieferschiene und der Unterkieferschiene unter Verwendung eines Klebstoffes verklebt, wobei der Klebstoff bevorzugt dem Material entspricht, aus dem die Oberkieferschiene und die Unterkieferschiene hergestellt sind. Die Verklebung kann insbesondere im Bereich des Basisplattenabschnittes erfolgen. Unter Verklebung wird vorliegend auch ein Einbetten des Basisplattenabschnitts in Kunststoffmaterial im Bereich der zugehörigen Vertiefung verstanden. Ein solches Einbetten unter vollständiger Verfüllung der Vertiefungen und vollständigem Bedecken der Basisplattenabschnitte mit Kunststoff ist dahingehend von Vorteil, dass ein fließender Übergang zu den an die Vertiefungen angrenzenden Innenflächen der Außenwände der Schienen erzielt wird, so dass die Fixierungsanker von dem Patienten nicht als störend wahrgenommen werden.
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Bevorzugt weisen die Fixierungsanker jeweils einen sich an den Rastabschnitt anschließenden, zur Aufnahme eines Protrusionsbügels ausgebildeten Aufnahmeabschnitt und einen sich an den Aufnahmeabschnitt anschließenden Fixierungsabschnitt auf, wobei die Außenabmessungen des Aufnahmeabschnitts und des Fixierungsabschnitts derart gewählt sind, dass diese durch die Durchgangsöffnungen hindurchgeführt werden können.
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Die Durchgangsöffnungen weisen vorteilhaft einen kreisrunden Querschnitt auf, wobei der Rastabschnitt felgenartig ausgebildet ist oder gemeinsam mit dem zum Rastabschnitt weisenden Endbereich des Basisplattenabschnitts eine felgenartige Form bildet. Unter felgenartig wird jede Form verstanden, die eine im Wesentlichen ringförmige Aufnahmevertiefung bildet.
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Der Aufnahmeabschnitt ist vorteilhaft felgenartig ausgebildet oder bildet gemeinsam mit den zu ihm weisenden Endbereichen des Rastabschnitts und des Fixierungsabschnitts eine felgenartige Form.
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Der Fixierungsabschnitt weist bevorzugt einen größeren Außendurchmesser als der Aufnahmeabschnitt auf, um ein versehentliches Lösen des an dem Aufnahmeabschnitt gehaltenen Protrusionsbügel zu verhindern. Dabei sollte der Außendurchmesser hinreichend klein sein, dass der Protrusionsbügel unter Ausübung einer vorbestimmten Druckkraft über den Fixierungsabschnitt zum Aufnahmeabschnitt bewegt werden kann.
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Die Fixierungsanker sind vorteilhaft aus einem anderen Material als die Oberkieferschiene und die Unterkieferschiene hergestellt, insbesondere aus Zirkon, Metall oder einem PEEK-Kunststoff, um diesen eine höhere Festigkeit zu verleihen.
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Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Protrusionseinrichtung, bei dem die Oberkieferschiene und die Unterkieferschiene einschließlich ihrer Durchgangsöffnungen, und, wenn vorhanden, ihrer Vertiefungen additiv gefertigt werden. Entsprechend ist eine nachträgliche Bestimmung der Positionen der Durchgangsöffnung und ggf. Vertiefungen ebenso wie deren nachträgliche Fertigung nicht erforderlich, was einer schnellen und preiswerten Fertigung der Schienen zuträglich ist.
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Bevorzugt erfolgt die additive Fertigung der Oberkieferschiene und der Unterkieferschiene basierend auf einem die Mundhöhle eines Patienten abbildeten 3D-Datensatzes, der um die Positionen der Durchgangsöffnungen und, wenn vorhanden, die Positionen der Vertiefungen ergänzt wurde. Ein solcher 3D-Datensatz kann beispielsweise basierend auf einem insbesondere unter Verwendung einer Protrusionslehre erzeugten 3D-Scan des Mundraums des Patienten generiert werden, wobei der durch den 3D-Scan erzeugte Datensatz gegebenenfalls digital unter Einsatz eines geeigneten Computerprogramms aufzubereiten ist, um einen für die additive Fertigung geeigneten 3D-Datensatz zu erzeugen, in dem dann ebenfalls digital die Positionen der Durchgangsöffnungen und gegebenenfalls Vertiefungen ergänzt werden, deren Abmessungen im Computerprogramm hinterlegt sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Protrusionseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine erste perspektivische Darstellung einer Oberkieferschiene und einer Unterkieferschiene der in 1 dargestellten Protrusionseinrichtung;
- 3 eine weitere perspektivische Darstellung der Oberkieferschiene und der Unterkieferschiene;
- 4 eine erste perspektivische Ansicht eines Fixierungsankers der in 1 dargestellten Protrusionseinrichtung;
- 5 eine weitere perspektivische Ansicht des Fixierungsankers;
- 6 eine Seitenansicht des Fixierungsankers in Richtung des Pfeils IV in 4;
- 7 eine Seitenansicht des Fixierungsankers in Richtung des Pfeils VII in 4;
- 8 eine perspektivische Darstellung der Oberkieferschiene und der Unterkieferschiene, die einen Vorgang zeigt, bei dem ein Fixierungsanker an der Oberkieferschiene befestigt wird, und
- 9 eine perspektivische Darstellung eines Protrusionsbügels der in 1 dargestellten Protrusionseinrichtung.
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1 zeigt eine Protrusionseinrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die dazu dient, den Unterkiefer eines Patienten gegenüber dem Oberkiefer zu verlagern. Durch eine solche Vorverlagerung werden Unterkiefer, Zunge und weitere Strukturen nach vorne positioniert und der Biss geöffnet, wie es eingangs bereits beschrieben wurde. Die Protrusionseinrichtung 1 umfasst als Hauptkomponenten eine Oberkieferschiene 2, eine Unterkieferschiene 3, vorliegend vier Fixierungsanker 4 und zwei Protrusionsbügel 5.
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Bei der Oberkieferschiene 2 und der Unterkieferschiene 3, die in Alleinstellung in den 2 und 3 dargestellt sind, handelt es sich um Bauteile, die additiv aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind, insbesondere aus einem Polymermaterial, wie beispielsweise Polyamid oder dergleichen. Sie erstrecken sich jeweils bogenförmig und weisen einen Boden 6, eine Innenwand 7 und eine Außenwand 8 auf, die einen zum entsprechenden Kiefer hin offenen Hohlraum definieren. Die Oberkieferschiene- und die Unterkieferschiene 3 sind jeweils einteilig hergestellt und individuell an die Zähne und das Zahnfleisch eines Patienten angepasst. Hierzu kann beispielsweise ein 3D-Scan des Mundraums des Patienten unter Verwendung einer Protrusionslehre angefertigt werden. Die Protrusionslehre dient dazu, den Ober- und Unterkiefer des Patienten während der Durchführung des 3D-Scans in gewünschter Weise relativ zueinander auszurichten. Der Scan liefert einen 3D-Datensatz, der unter Verwendung eines geeigneten Computerprogramms derart aufbereitet wird, dass auf diesem basierend anschließend die additive Fertigung der Oberkieferschiene 2 und der Unterkieferschiene 3 erfolgt. An denjenigen Positionen, an denen gemäß 1 die Fixierungsanker 4 angeordnet sind, werden vorliegend unter Verwendung des Computerprogramms an den Innenseiten der Außenwände 8 der Oberkieferschiene 2 und der Unterkieferschiene 3 Vertiefungen 9 und in diese mündende, sich durch die entsprechenden Außenwände 8 erstreckende Durchgangsöffnungen 10 positioniert, so dass die Vertiefungen 9 und die Durchgangsöffnungen 10 im Rahmen der additiven Fertigung der Oberkieferschiene 2 und der Unterkieferschiene 3 ebenfalls gefertigt werden. Vorliegend sind jeweils zwei einander gegenüberliegende Vertiefungen 9 an der Oberkieferschiene 2 im Bereich der Eckzähne und an der Unterkieferschiene im Bereich der Backenzähne ausgebildet. Die Vertiefungen 9 weisen bevorzugt eine von einer Kreisform abweichende Form auf, vorliegend die Form eines Rechtecks, bei dem die Schmalseiten leicht nach außen gewölbt sind. Die Durchgangsöffnungen 10 haben vorliegend einen kreisrunden Querschnitt, wobei benachbart abgeordnete Durchgangsöffnungen 10 einen vorbestimmten Abstand zueinander aufweisen und sich insbesondere parallel zueinander erstrecken.
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Die 4 bis 7 zeigen Ansichten eines einteiligen Fixierungsankers 4, der bevorzugt aus Zirkon, Metall oder einem PEEK-Kunststoff hergestellt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst der Fixierungsanker 4 einen Basisplattenabschnitt 11, einen sich an den Basisplattenabschnitt anschließenden Rastabschnitt 12, einen sich an den Rastabschnitt 12 anschließenden Aufnahmeabschnitt 13 und einen sich an den Aufnahmeabschnitt 13 anschließenden Fixierungsabschnitt 14. Die Form des Basisplattenabschnitts 1 ist korrespondierend zu der Form der Vertiefungen 9 der Oberkieferschiene 2 und der Unterkieferschiene 3 ausgebildet. Die Außenabmessungen sind etwas geringer, so dass sich der Basisplattenabschnitt 11 in die Vertiefungen 9 einsetzen lässt. Der Rastabschnitt 12 ist felgenartig ausgebildet und definiert entsprechend einen ringnutförmigen Aufnahmebereich 15. Die Abmessungen des Rastabschnittes 12 sind derart gewählt, dass sich der Rastabschnitt 12 mit etwas Druck in eine der Durchgangsöffnungen 10 einsetzen lässt, so dass das die entsprechende Durchgangsöffnung 10 begrenzende Material der Oberkieferschiene 2 oder der Unterkieferschiene 3 in dem Aufnahmebereich 15 des Rastabschnitts 12 aufgenommen wird, während die äußeren Endbereiche des Rastabschnitts 12 außen an der entsprechenden Außenwand 8 der Oberkieferschiene 2 oder der Unterkieferschiene 3 anliegen. Entsprechend kann zwischen dem Fixierungsanker 4 und der Oberkieferschiene 2 oder der Unterkieferschiene 3 eine Rastverbindung erzeugt werden, indem der Rastabschnitt 12 des Fixierungsankers 4 in eine der Durchgangsöffnungen 10 geclipst wird. Der Fixierungsabschnitt 14 dient zur Aufnahme eines Protrusionsbügels 5 und ist ebenfalls felgenartig ausgebildet. Der Fixierungsabschnitt 14 dient dazu, den am Aufnahmeabschnitt 13 gehaltenen Protrusionsbügel 5 zu fixieren. Die Abmessungen des Aufnahmeabschnitts 13 und des Fixierungsabschnitts 14 sind derart gewählt, dass sich der Protrusionsbügel 5 mit Druck über den Fixierungsabschnitt 14 schieben lässt, um dann rastend und drehbar am Aufnahmeabschnitt 13 zwischen dem Rastabschnitt 12 und dem Fixierungsabschnitt 14 gehalten zu werden.
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In 8 ist der Einsetzvorgang eines Fixierungsankers 4 in eine Durchgangsöffnung 10 der Oberkieferschiene 2 exemplarisch dargestellt. Der Fixierungsanker 4 wird mit dem Fixierungsabschnitt 14 voran in die Durchgangsöffnung 10 eingesetzt, bis das vordere Ende des Rastabschnitts 12 an der Durchgangsöffnung 10 anliegt. Daraufhin wird der Fixierungsanker 4 mit Druck weiter vorwärts bewegt, um das vordere Ende des Rastabschnittes 12 durch die Durchgangsöffnung 10 zu drücken. Durch dieses „Einclipsen“ wird der Fixierungsanker 4 an der Oberkieferschiene 2 rastend befestigt. Der Basisplattenabschnitt 11 des Fixierungsankers 4 ist nunmehr in der Vertiefung 9 aufgenommen. Vorteilhaft ist die Tiefe t der Vertiefung 9 größer als die Dicke d des Basisplattenabschnitts 13 des Fixierungsankers 4 gewählt, so dass der Basisplattenabschnitt 1 vollständig in der Vertiefung 9 versenkt wird. Zeitgleich oder in einem weiteren Schritt wird der Basisplattenabschnitt 11 im Bereich der Vertiefung 9 vorteilhaft in einem Klebstoff eingebettet, der bevorzugt dem Material der Oberkieferschiene 2 und der Unterkieferschiene 3 entspricht. Die Einbettung erfolgt insbesondere derart, dass die Vertiefung 9 vollständig mit Klebstoff aufgefüllt wird, wodurch ein weicher Übergang zum die Vertiefung 9 angrenzenden Material der Oberkieferschiene 3 erzielt wird.
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Die Protrusionsbügel 5 weisen vorliegend, wie es in 9 dargestellt ist, eine S-artig geschwungene Form auf und sind mit zwei Durchgangslöchern 16 versehen, die jeweils als Langlöcher ausgebildet sind, wobei Abstand zwischen den äußeren Enden der Durchgangslöcher 16 an den Abstand benachbarter Durchgangsöffnungen 10 angepasst ist, siehe 1. Entsprechend lassen sich die Protrusionsbügel 5 auf benachbart angeordnete Fixierungsanker 4 aufclipsen, indem der entsprechende Protrusionsbügel 5 mit seinen Durchgangslöchern 16 auf die Fixierungsanker 4 aufgesetzt und dann mit Druck über die Fixierungsabschnitte 14 der zugehörigen Fixierungsanker 4 bewegt wird, bis er an den Aufnahmeabschnitten 13 der Fixierungsanker 4 aufgenommen ist.
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Es sollte klar sein, dass die zuvor beschriebene Ausführungsform nicht einschränkend ist. Vielmehr sind Modifikationen und Änderungen möglich, ohne den durch die beiliegenden Ansprüche definierten Schutzbereich zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Protrusionseinrichtung
- 2
- Oberkieferschiene
- 3
- Unterkieferschiene
- 4
- Fixierungsanker
- 5
- Protrusionsbügel
- 6
- Boden
- 7
- Innenwand
- 8
- Außenwand
- 9
- Vertiefung
- 10
- Durchgangsöffnung
- 11
- Basisplattenabschnitt
- 12
- Rastabschnitt
- 13
- Aufnahmeabschnitt
- 14
- Fixierungsabschnitt
- 15
- Aufnahmebereich
- 16
- Durchgangsloch
- t
- Tiefe
- d
- Dicke
