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" Vorrichtung zur Zahnregulierung
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beanspruchte Priorität: 3. Dezember 1976, Japan, Nr. Sho 51-115895
(145895/1976) Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Zahnregulierung.
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Es ist weithin bekannt, daß gewundene Federelemente, Drahtbügel und
Elastikelemente als Zahnregulierungsvorrichtungen zur Korrektur von fehlgeordneten
Zähnen verwendet werden. Derartige konventionelle Mittel üben auf die Zähne einen
Druck oder einen Zug aus und schaden oft aufgrund ihrer komplizierten Strukturen
tei der Einfügung in kleine orale Zwischenräum. Andererseits üben Vorrichtungen
mit Gummikräften aufgrund ihrer Glimmielastizität auf derartige Zähne nur in einer
Richtung eine Zugkraft aus. Da die Vorrichtungen'gewöhnlich außerhalb der oralen
Zwischenräume des Patienten angeordnet sind, ist es schwierig, das Ausmaß der Regulierung
und die Zugkraft fein anzupassen.
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Darüber hinaus haben diese herkömmlichen Mittel gemeinsam den Nachteil,
daß, wie in Fig. 1 dargestellt, ihre Zahnregulierungspar.lete! in der ersten Phase
der Anlegung an die Zähne am stärksten sind und 1,ei Verschiebungder Zähne in die
neue Lage allmählich schwächer werden. Folglich haben die Patienten in der ersten
Phase der Anwendung oft hrger, z.B. Zahnschmerzen, und auch der Zahnregulierungseffekt
wird mit der Zeit kleiner.
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Fig. 1 zeigt die Änderung der Zahnregulierungskraft einer herkömmlichen
Vorrichtung, die Drahtfedern aus nicht-rostendem Stahl mit einem Außendurchmesser
von 0,445 mm verwendet (ein Erzeugnis der ROCKYMOUNTAIN DATA SYSTEMS, INC., California,
V.St.A.) Ilinsichtlich des Maßes des physiologischen Impulses bzw. Reizes auf die
Zähne verläuft die optimale Änderung der zahnregulierenden Kräfte, wie es in Fig.
2 dargestellt ist, in der ersten Phase der Vorrichtungsanwendung sehr schwach, danach
im Laufe der Zeit allmählich stärker werdend und hält schließlich nach Ablauf einer
bestimmten Zeit eine bestimmte Stärke aufrecht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zahnregulierungsvorrichtung zu
schaffen, die Nachteile dieser Art herkömmlicher Regulierungsmittel weitgehend vermeidet.
Unter anderem sollen Zahnregulierungskräfte mit einem möglichst besonders günstigen
Kräfteverlauf ermöglicht werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Zahnregulierungsvorrichtung
erfindungsgemäß
gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gestaltet.
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I)ie erfindungsgemäße Zahnregul ierungsvorrichtun<j weist mindestens
denen ein Paar Magnete auf, von/jeder an einem Halter eines Halterungspaares befestigt
ist, von denen je ein llalter mit je einem Zahn eines Zahnpaares kraftübertragend
verlounden ist, wobei die Regulierung der Zähne des Zahnpaares relativ zueinander
erfolgt.
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Diese Magnete erzeugen zwischeneinander eine anziehende oilcr abstoßende
Kraft, die sich ideal wie eine orthodontische Kraft während der Zahnregulierungsbehandlung
verändert.
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Iin folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen und Versuchen noch näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen zeitlichen Verlauf der orthodontischen Kraft
l,ei der Zahnregulierung mit einer herkömmlichen Zahnregulierungsvorrichtung; Fig.
2 einen optimalen zeitlichen Verlauf einer orthodontischen Kraft bei der Zahnregulierungsbehandlung;
Fig. 3 eine. erläuternde Darstellung eines Beispiels eines Magnetpaares, das für
eine erfindungsgemäße Vorrichtungsausführung verwendet wurde; Fig. 4 die Veränderung
der anziehenden bzw. abstoßenden Kräfte zwischen den Magneten in Abhängigkeit voll
der Lücke bzw. dem Abstand zwischen den magnetischen Polen; Fig. 5 die Veränderung
der Zahnregulierungskraft während der Dauer der orthodontischen Behandlung im Falle
der Verwendunq eines Magnetpaares entsprechend Fin. 3 fir die erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig.
6 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Vorrichtungsbeispiels; Fig.
7(a), 7(b), 8(a), 8(b) und 9 erläuternde Darstellungen der orthodontischen Behandlungs-Verhältnlsse
bei der Anwendung erfindungsgemäßer Vorrichtungen, Fig.lO eine perspektivische Ansicht
des wesentlichen Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung; Fig.ll(a) und ll(b) sind Schnittdraufsichten von Ausführungsbeispielen
des Magneten 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig.l2(a), 12(b) und 12(c) sind
Vorderansichten anderer Ausführungsbeispiele, mit Löchern 30 bzw. Ausschnitten zur
Durchführung von Bolzen 4 bzw. von Schrauben durch Magnete (3); und Fig.l3 eine
graphische Darstellung der anziehenden bzw. abstoßenden Kräfte der Magnete 3 in
drei Fällen bei Anwendung eines bzw. zweier oder dreier Magnete im Vergleich zu
einem Magnet.
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Fig. 3 zeigt bekannte Magnete (6 mm x 8 mm x 2 mm) aus einer Gußlegierung,
wobei die Gußlegierung bzw. die Magnete plastisch verformbar sind. Diese bestehen
z.B. aus 25 bis 30 Vol.-% Chrom, 15 bis 25 Vol.-% Kobalt, Rest Eisen. Jeder dieser
Magnete wurde in Richtung "b", d.h. im rechten Winkel zur gemeinsamen längeren Achse
"a" und zur Breitseite "c" magnetisiert (die magnetische Induktion betrug 0,06 T,
die Magnetstärke betrug 600 G/cm² und der gesamte magnetische Fluß 4 x lO 6Wb).Danach
verlief die Xnderung
der anziehenden und abstoßenden Kräfte zwischen
den Magneten in Abhängigkeit von deren Lücke bzw. Abstand, wie in Fig. 4 dargestellt,
und zeigt, daß die zwischen den Magneten erzeugte Kraft umgekehrt proportional zum
Abstand dazwischen war. Deshalb wurde dieses Magnetpaar an den zu regulierenden
Zähnen mit einem Zwischenabstand von 7 mm angeordnet, um die Kraftänderung auf die
Zähne, nachdem die Magnete an den Zähnen angesetzt waren, zu beobachten. Fig. 5
zeigt die Veränderung der auf die Zähne einwirkenden Kraft. Die Kraft betrug 0,245
N,als die Magnete an den Zähnen angebracht wurden, und wurde allmählich als der
Abstand zwischen den Zähnen kleiner wurde, stärker. Nach fünf Tagen erreichte sie
schließlich den Maximalwert von 0,785 N und blieb danach etwa auf diesem Maximalwert
stehen. Dieser Verlauf der Kraftänderung in Fig. 5 ähnelt dem der optimalen Änderung
der orthodontischen Kraft entsprechend Fig. 2, wodurch sich zeigte, daß eine derartige
optimale orthodontische Kraft entsprechend der Darstellung in Fig. 5.mittels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Zahnregulierung unter Nutzung der anziehenden
oder abstoßenden Kraft erhalten werden kann.
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Empirisch wurde erkannt, daß die Zahnregulierungsbehandlung durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Nutzung der anziehenden oder abstoßenden
Magnetkraft weit wirkungsvoller war als bei einer herkömmlichen Vorrichtung, die
die Druck- oder Zugkraft einer Drahtklammer nutzte. Dies wurde in einem orthodontischen
Versuch durch die Ausübung einer Zugkraft gleicher Größe auf die gleichen Zähne
mit den obengenannten beiden Vorrichtungen festgestellt.
Der Grund
dafür konnte bisher nicht geklärt werden.
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Es wird jedoch vermutet, daß die magnetischen Kraftlinien der erfindungsgemäßen
Magnetvorrichtung eine Art physiologischer Wirkung auf die Zähne und deren Wurzeln
ausübt.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im
einzelnen erläutert: Ausführungsbeispiel 1 In Fig. 6 ist eine Vorrichtung derart
gestaltet, daß ein Magnet paar3,3jeweils an Halterungen 2, 2 befestigt ist, die
jeweils an einem Zahnpaar 1, 1 kraftschlüssig angebracht sind. Die Magnete 3, 3
sind in einer solchen Pc L-iiechselbeziehung angeordnet, daß sie eine gewünschte
Anziehungs- bzw. Abstoßungskraft zwischen sich erzeugen. Die Halterungen 2, 2 sind
beispielsweise Metallbänder 20, 20 von 0,14 mm Stärke, die jeweils fest um die Zähne
1, 1 herum gelegt sind. Zwei Bolzen 4,mit z.B. 0,6 mm Durchmesser, sind als Halterungen
zur Befestigung der Magnete auf auf den Metallhändern 20, 20 den jeweiligen beiden
Metallbändern 20 / angebracht. Jeder Magnet 3 weist ein Durchgangsloch 30 zur Durchführung
des Bolzens 4 auf. Der Magnet 3 wird auf dem Band 20 durch das Einfügen des Bolzens
4 durch das Loch 30 und durch das Aufschrauben einer Mutter 5 auf die Spitze oder
das freie Ende des Bolzens 4, die bzw. das aus der Oberfläche des Magneten 3 hervorsteht,
befestigt.
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Die beiden Metallbänder 20 werden durch Formung der Bänder (0,14 mm
stark und 4,5 mm breit)in Ringgestalt und anschließendes
Verschweißen
hergestellt. Diese Bänder werden aus nichtmagnetischem, rostfreiem Stahl hergestellt,
der aus einer Legierung besteht, die aus z.B. 10 bis 14 Vol.-% Nickel, 16 bis 18
Vol.-% Chrom, Rest Eisen besteht, oder aus Nickel-Chrom mit z.B. 91 Vol.-% Nickel,
7 Vol.-t Chrom und 2 Vol.-% andere Legierungsbestandteile.
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Um den Magneten 3 dauerhaft so zu befestigen, daß er sich nicht um
in Bolzen 4, der auf dem Metallband 20 angebracht ist, drehen kann, ist es empfehlenswert,
die Nähe des Bolzenansatzes 4, nämlich dort, wo der Bolzen 4 durch den Magnet 3
hindurchgeht, in einem bestimmt geformten1 insbesondere unrunden, Querschnitt, z.B.
einem Vierkantabschnitt, zu gestalten und ebenso am Magnet 3 eine Ausnehmung bzw.
Einkerbung so zu gestalten, daß er mit dem bestimmten Formabschnitt übereinstimmt.
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Bei Verwendung der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung
werden die so behandelten Zähne 1, 1 durch die anziehende oder abstoßende Magnetkraft
folgendermaßen relativ zueinander verschoben: (A) Zahnbehandlung für relativ zueinander
verdrehte Zähne: Die Fig. 7(a) und 7(b) zeigen zwe an den beiden jeweiligen um ihre
Achse gedrehten Zähnen 10 befestigte Magnete 3, die mit den Polflächen unterschiedlicher
Art bzw. Polarität 3N, 3S einander gegenüberliegen. Diese Magnetpolflächen 3 und
3 mit unterschiedlicher Polarität 3N, 3S haben aufgrund der dazwischen wirkenden
anziehenden Kraft das Bestreben, zueinander parallel zu
werden.
Dementsprechend erzeugen beide Magnete in entgegengesetzte Richtungen, wie es jeweils
durch die Pfeilmarkierung A, A dargestellt ist, Drehkräfte (Torsionskraft). Als
Ergebnis davon erfahren die Wurzeln der beiden Zähne 10 die gleichen Drehkräfte
wie der Oberteil des Zahnes und bilden so allmählich die verdrehten Zähne um bzw.
ordnen diese neu an.
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(B) Zahnregulierung bei geneigten Zähnen: Die Fig. 8(a) und 8(b) zeigen
zwei Magnete 3, die durch zwei Halterungen 2 jeweils an geneigten Zähnen 11 befestigt
sind und deren Polflächen, mit unterschiedlicher Polarität 3N, 3S, diagonal zueinander
liegen (vgl. die zeichnerische Darstellung). Durch die Anziehungskraft zwischen
sich haben die Magnetpolflächen e 3, 3 mit unterschiedlicher Polarität 3N, 3S das
Bestreben, zueinander parallel zu liegen zu kommen. Aus diesem Grund erzeugen beide
Magnete Drehkräfte in entgegengesetzten Richtungen, wie es durch die Pfeilmarkierungen
B, B jeweils angezeigt ist. Folglich drehen sich die geneigten Zähne 11, 11 jeweils
in die Richtung der Pfeilmarkierungen B, B, um die beabsichtige Neuformierung zu
erhalten.
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(C) Zahnbehandlung für zusammengedrängte, insbesondere eng oder anliegend
stehende, Zähne: Fig. 9 zeigt zwei an zwei ilalterungen 2 befestigte Magnete 3,
die mit gegendberliegenden Polflächen gleicher Polarität 3S, 3S 12 jeweils an zwei
zusammengedrängten Zähnen/angeordnet sind. Auf diese Weise verschieben sich die
zusammengedränqten Zähne 12, 12 durch die al)stoßende Kraft, die zwischen den magneten
3,3
hervorgerufen wird, seitlich bzw. lateral zueinander in Richtung der Pfeilmarkierungen
C, C, um die zusammengedrängten Zähne räumlich mit einem bestimmten gewünschten
Zwischenraum anzuordnen.
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Im Falle der orthodontischen Behandlung bei Zähnen mit Zwischenräumen
kann der Zahnabstand durch die laterale, anziehende Kraft der Magnete 3, 3, die
an den Zähnen derart angeordnet sind, daß ihre Polflächen mit unterschiedlicher
Polarität 3N, 35 sich einander gegenUberliegen, verkleinert werden.
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Aus führung sbeispiel 2 Ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist in Fig. 10 gezeigt. Hierbei wird ein Stück einer maschen-, netz-
oder siebartigen Platte 21 aus nicht-magnetischem, nicht rostendem Stahl o.dgl.,
z.B. einen Streckmetall, als Halterung 2 verwendet. Als Befestigungsmittel des Magneten
3 auf dem Stück netzartiger Platte 21 ist ein Bolzen 4 auf dem netzartigen Plattenstuck
21 mittels Anschweißen oder einer ähnlichen Methode angeordnet. Dieses netzartige
Plattenstuck 21 ist direkt auf der Oberfläche bzw. Seitenfläche des Zahnes 1 mit
einem bekannten llaft-oder Klebemittel sicher befestigt (z.B. mittels des von Morita
Co., Ltd., Japan, hergestellten Produkts ZOrthomite4). Der Magnet 3 ist auf dem
netzartigen Plattenstück 21 durch das Einführen des Bolzens 4 durch das Magnetloch
3 und durch das Aufschrauben der Mutter 5 auf das Bolzenende 4 befestigt, der dem
des Ausführungsbeispiels 1 entspricht. Nach Beendigung der orthodontischen Behandlung
kann dieses netzartige Metallplattenstück
21 mit einer bekannten
mechanischen Zug- bzw. Abzugseinrichtung vom Zahn 1 entfernt werden.
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Ausführungsheispiele der Magnete Abgeänderte Ausführungsbeispiele
des Magneten 3 der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Fig. ll(a) und ll(b)
dargestellt.
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In Fig. ll(a) ist ein erhabener oder konvexer Teil, z.B. eine Mutter
51, mit einer speziellen, insbesondere unrunden, Querschnittsform (z.B. vierkantig)
auf dem Metallband 20 gestaltet und ein vertiefter Teil 310 am Magneten 3. Der Magnet
3 ist an der Halterung 2, z.B. dem Band 20, derart angeordnet, daß das erhabene
Teil (z.B. die Mutter 51) in den vertieften Teil 310 des Magneten 3 paßt. Danach
wird der Magnet 3 am Band 20 durch das Einschrauben einer Schraube 41 durch das
Loch 31 in die Mutter 51 sicher befestigt. Auf diese Weise wird verhindert, daß
der Magnet 3 sich um den Bolzen 41 drehen kann und eine irreguläre Lage einnimmt.
Um ein unangenehmes Gefühl im Mundraum zu vermeiden, wird empfohlen, wie in Fig.
ll(b) dargestellt, am MAgneten 3 einen vertieften Teil 320 zu bilden, der es ermdglicht,
den Kopf 40 des Bolzens 41 darin aufzunehmen und diesen zu umhüllen.
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Anstelle eines einzigen Loches 30 mit kreisförmigem Querschnitt im
Magneten 3 zur Durchführung des Bolzens 4, wie im Beispiel 1 (Fig. 6), ist es auch
möglich, eine Vielzahl von Löchern 30, 30, jeweils mit Kreisquerschnitten (Fig.
12(a)), oder eine Vielzahl von Löchern mit rechteckigen Querschnitten, deren Längsseiten
im wesentlichen parallel zu den magnetisoken Kraftlinien
verlaufen
(Fig. 12(b)), oder solche, deren längere Seiten in verschiedenen Richtungen zueinander
verlaufen (Fig. 12 (c)), oder ähnlich gestaltete vorzusehen. Magnete mit einer derartigen
Vielfalt von Löchern sind sehr gut geeignet,um durch Veränderung der Magnete in
geeignete Positionen auf den Halterungen 2 im Verlauf der orthodontischen Bo handlung,
neu einzuregeln.
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Im Falle, daß eine starke Zahnregulierungskraft erforderlich ist,
ist es möglich, mehrere (z.B. drei) Magnete in Reihe an einer der Halterungen 2,
2 anzuordnen. In diesem Fall sind natürlich mehrere Befestigungen (z.B. Bolzen)
an den halterungen 2 erforderlich. In Fig. 13 sind die Kräfte dargestellt, wenn
an einem Zahn ein Magnet angeordnet ist und zwei oder drei Magnete an dem anderen
Zahn. Es wurde empirisch bei einem Versuch mit vorgegebenen geeigneten Magneten
festgestellt, daß die anziehende bzw.
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abstoßende Kraft ungefähr 0,49 N, 0,74 N und 0,98 N beträgt, wenn
die Anzahl der Magnete, die jeweils am anderen Zahn angeordnet sind, 1, 2 oder 3
beträgt. Wenn mehrere Magnete an einem benachbarten Zahnpaar angeordnet werden,
wird eine größere Kraft erhalten; es besteht jedoch die Gefahr, daß eine übermäßige
Kraft Schaden an der Zahnwurzel verursacht. Wenn im Gegensatz dazu eine schwächere
orthodontische Kraft gewünscht wird, kann dies durch die Anordnung einer magnetischen
Kurzschlußplatte, z.B.
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einer dünnen Nickelplatte, auf der Oberfläche bzw. Seitenfläche der
Magnete 3, 3 durchgeführt werden, so daß ein Teil des magnetischen Flusses kurzgeschlossen
wird.
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Um den magnet 3 sicher an der Halterung 2 zu })efestigen, wird
darüber
hinaus empfohlen, eine gekrümmte Magnet fläche 3 herzustellen, die der Oberfläche
der Ilaiterungen 2 entsprechend den Zahnarten angepaßt ist (z.B. Prämolaren, Canini
usw.). Es ist wünschenswert, die Kanten der lialterungen 2, des Magnefl 3, des Bolzens
4, der Mutter 5 u.dgl. durch Sandbestrahlung oder Schliff zur Vermeidung jeglichen
Schadens in der Mundhöhle zu glätten.
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Neben dem obenerwähnten plastisch verformbaren Legierungsgunmagneten
können bekannte Gußmagnete, Ferrite usw., für den Magneten 3 verwendet werden. Bei
all diesen Magneten wird zur Verhinderung von Korrosion die Vergoldunq , vorzugsweise
C;oldplattierung, empfohlen.
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Da, wie oben beschrieben, die erfindungsgemäßen Zahnregulierungsvorrichtungen
die orthodontischen Funktionen nur durch anziehende oder abstonende Kraft bewirken,
haben sie eine einfache ehenso wie eine kleine Struktur und sind während der orthodontischen
Behandlung leicht zu regulieren und an den Zähnen anzuwenden.
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Da ihre orthodontischen Kräfte während der Zahnregulierungsbehandlung
zur idealen Stimulation der Zähne verändert werden können, können die Zähne darüber
hinaus ohne unangenehmen Druck der Natur gemäß neu angeordnet werden. Die Vorrichtungen
können während der gesamten Dauer der orthodontischen Behandlung ohne Abnahme fortwährend
an den Zähnen getragen werden. Darüber hinaus besitzen diese Vorrichtungen eine
universelle Anpassungsmöglichkeit für jede der Regulierungsbehandlungen von verdrehten,
geneigtcn, zusammenqedränqtn, mit einem Zwischenraum verseh"ren und anderen in verschiedensten
eisen schlecht angeordneten Zähnen,wie
sie in Fig. 7(a), 7(b),
8(a), 8(h) und 9 dargestellt sind. Dies kann allein durch die Befestigung des Magneten
3 in speziellen Positonen an der Halterung 2 und durch die Verwendung der gemeinsamen
Teile, wie Bolzen und Muttern, während jeder orthodontischen llehandlung bewirkt
werden. Für die Behandlung stark geneigter Zähne kann der Magnet 3 auch bis zum
erforderlichen Maß gegenüber der Halterung 2 geneigt werden. Für diesen Zweck kann
der erhabene oder konvexe Teil 51 am unteren Teil des Bolzens 41 und der vertiefte
Teil 310 im Magneten 3 zur Umfassung des erhahenen Teils darin z.B. als Sechs- oder
Achteck gestaltet sein.
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Die erfindungsgemäße ZahnregulierungsVOrriChtUnq weist daher Magnete
auf, die eine optimale orthodontische Kraft zur Neugestaltung bzw. Regulierung von
Zähnen wie Malokklusion mittels magnetischer Träger erzeugt, so daß die Zähne auf
natürliche Weise ohne eine Beschädigung oraler hohl- oder Zwischenräume oder eine
übermäßige Beeinträchtigung des Wohlbefindens der Patienten reguliert bzw. neu gestaltet
werden können.
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L e e r s e i t e