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Beschreibung:
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Die Erfindung bezieht sich auf Befestigungsstutzen für kierferorthopädische
und -chirurgische Behandlung, wie Wurzelstifte und Brackets, insbes. Klebebrackets
auf Netzbasis.
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Befestigungsstutzen als Klebebrackets besitzen an ihrer Basis ein
mit Silberlot aufgebrachtes Schutzblech, welchem wiederum im Diffusionsschweißverfahren
ein Netz aufgeschweißt ist. Dieses Netz dient der retensialen Aufnahme des Klebers
zur Befestigung des Brackets am Zahn, siehe z.B. Dg-PS 29 09 014. Hierzu wird nach
Reinigung und Trockenlegen des Mundmilieus der Zahn etwa auf 30 u Tiefe des Zahnschmelz
mittels sauregetränktem Wattebausch abgeätzt und sodann das Monomer auf die Netzbasis
des Brackets und das Polymer auf angeätzte Zahnoberfläche aufgebracht und durch
Andruck des Brackets die Polymerisation und damit die mechanische Verbindung zum
Zahn erreicht. Hierbei bildet die Retention am Bracket das Netz und am Zahn die
Ätzung. Im Regelfalle werden zur Zahnregulierung etwa 18-24 Zähne mit Brackets versehen,
was eine nicht unerhebliche Menge von Fremdmaterial im Mund des Patienten bedeutet.
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An die Legierung des Bracket wird die Anforderung der Korrosionsbeständigkeit
und mechanischen Bearbeitbarkeit gestellt. Es werden zur Herstellung dieser Präzisionsteile
hauptsächlich Chrom-Nickel-Legierungen, auf jeden Fall nicht rostende Stahl legierungen
mit mindestens 15 % Chrom verwendet. Für das Siblerlot finden Silberlegierungen
mit Kupfer- und Zinkanteilen Verwendung. Für die Befestigungsstutzen, das Schutzblech
und Netz werden oben geschilderte
korrosionsgeschützte Legierungen
verwendet.
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überwiegend Diese Legierungen sind in der Spannungsreihe /elektrone;atis
wobei die Metalle galvanische Elemente miteinander bilden -Volta Effekt - deren
elektrische Spannung umso größer ist, je weiter die Metalle in der Spannungsreihe
auseinanderstehen. Je größer die Potentialspannung ist,umso höher ist auch die Lösungstension
der Metalle, die ja nach der chemischen Zusammensetzung des Mundmilieus ein breites
Spektrum einnimmt. Diese Ionenkonzentration ist maßgebend für die Plaque-Akkumulation,
d.h die Ablagerung von Ionen an den Befestigungsstutzen.
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Die Mundsaliva ist nun ein chemisch sehr komplexer Stoff.
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So entsteht bei Nahrungsaufnahme von Zitrusfrüchten ein sehr saures
Milieu und bei Kohlehydraten oder Medikamenten kann ein sehr basisches Milieu entstehen.
Die Korrosion im Mund ist vom Volta-Effekt ausgehend ein elektrocheMischanodisch-kathodischer
Prozeß, wobei an der Anode die Oxydation und an der Kathode die Reduktion stattfindet.
Die hier als Elektrolyt wirkende Saliva mit ihrem durch verschiedene Nahrungsaufnahme
sehr breitem Spektrum variiert im PH-Wert stark und zwar steigt dieser bei Reduktion
und sinkt bei Oxydation.
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Die Korrosionsstromdichte - abhängig von Potential spannung -ist maßgebend
für den Materialabtrag und stark beeinflußt durch die variierende Saliva entsprechend
dem Mundmilieu.
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Der Metallgeschmack im Mund beruht auf der Freisetzung von Ionen.
In Vertiefungen durch Ätzung oder Verletzung der Zahnoberfläche verändert sich hier
der PH-Wert und die Metalle der Legierungen korrodieren. Bei Klebebracket
des
integriert der verwendete Kunststoff und bei mittels auszementierten Zahnbändern
gehaltene Brackets löst sich der Zement auf. In den Hohlungen der beschädigten Zähne
und der Anätzung entstehen Versäuerungen, welche zur Auflösung der Mineralsubstanz,
d.h. des Schmelzes und damit zur dauerhaften Verfärbung des Zahns führen. So verfärbt
sich der Zahn beim Ausscheiden von Chromium aus der Bracketlegierung grünlich und
beim Ausscheiden von Eisen oxyd bräunlich. Es entstehen Zahnfleisch- und Gingivaentzündungen;
auch sind Magenunverträglichkeit bis hin zu Darmstörungen möglich.
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Bei der Pardontose bzw. endodiven Behandlung mit Wurzelaufbaustiften,
den sogen. parpulpären Systemen, entsthen Frakturen, so sind auch hier dauerhafte
Schäden durch Korrosion im Mund nachgewiesen. Zur chem. Auflösung des Klebstoffs
bzw. des Zements können zusätzliche Veränderungen durch Aufbiß od?r durch zu große
Atzflächen, die nicht abgedeckt werdenrEs ist zwar bekannt, daß über einen /auftreten
bestimmten Zeitraum eine bestimmte Remineralisierung des beschädigten Zahnschmelzes
vorhanden ist, jedoch findet die Korrosion meistens aggressiver statt als die Remineralisierungsmöglichkeit,
und somit ist die Verfärbung des Zahns und damit der Schaden, den der Patient davonträgt,
von bleibender Dauer. Man kann sich vorstellen, daß ein Kind bzw. ein Erwachsener
bei der Behandlung zusätzliche psychische Schäden durch fleckige Zähne erleidet.
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Auf Originalarbeiten zu diesem Tehma in der Literatur ist zu verweisen
"Fortschritte der Kieferorthopädie" 4, Band 45, August 84 , "zur Bedeutung des Korrosionsfaktors
bei der Bracket-Adhäsiv-Technik", "Deutsches Zahnärzteblatt" Z 40,
87-91
(1985) "Der Einfluß von Klaiumrhodanid auf das J Korrosionsverhalten edelmetallfreier
Dentallegierungen", "Dental-Revue" - Zeitschrift für Zahnmedizin und Technologlie,
Heft 3/85.
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Beim kieferorthopä-dischenl Behandlungssystem sind durch Aufbiß oder
überbil3 des Oberkiefers zum Unterkiefer auf die Befestigungsstutzen Kräfte gemessen
worden, die in der Größenordnung von 15 kg nicht selten sind; im Molarenbereiz1
kommen noch höhere Kräfte vor. Es :st deshalb nicht möglich, bei kieferorthopädischer
Behandlung Edelmetalle - wie Silber, Gold oder Platin - zu verwenden, da diese Materialien
zu d-uktil sind. Ebenfalls ist eine Veredlung der korrosionsgeschützten Legierungen
mit diesen Materialien nicht mgölich, da durch die oben beschriebenen Kräfte eine
so hohe Abriebfestigkeit entsteht, daß diese bei einem Überzug nicht halten. Bei
den parapulpären Systemen sind ebenfalls hohe Retentionskräfte notwendig, und nicht
zuletzt ist der hohe Kostenaufwand durch Rohmaterialkosten der Edelmetalle nicht
wirtschaftlich.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen überzug anzuwenden, der einmal
die verschiedenen elektrolytischen Potentiale der Legierungen durch einen Überzug
neutralisiert und der in der elektrolytischen Spannungsreihe elektro-positiv ist
und außerdem den hohen Abrasionskräften, die im Mund entstehen, standhält. Zudem
wird bei den Kindern immer wieder der ästhetische tffekt bei der Behandlung in den
Vordergrund gerückt, d.h. man soll möglichst wenig vom Behandlungssystem sehen und
wenn schon sichtbar, dann in einer hellen, freundlichen Farbe gemildert. Außerdem
soll durch die Wahl des überzugs über den PH-Wert die Plaque-Akkumulation, d.h.
die Ablagerung reduziert bzw. eliminiert werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnen sich diese Befestigungsstutzen
für kieferorthopädische und -chirurgische Behandlung, wie Wurzelstifte und Brackets>
insbes. Klebebrackets auf Netzbasis gemäß der Erfindung durch einen allseitigen
Titaniumnitritauftrag, vorzugsweise durch Ionenplattierung im p Bereich, wobei durch
Aufdampfen eine Diffundierung in die Aufbaumaterialien erfolgt, hierdurch er6ib't'sich
eine elektropositive Ausrüstung der Qefest un.sstuttèt zar Verhinderun chemischer
und organischer Austragün'g' Und Ver -kreidung einer Plaque-Akkumulation Das Verfahren,
das sich für den Überzug am besten eignet, ist Ionenplattieren, hierbei wird bei
einer Arbeitstemperatur von 4500 C gearbeitet. Der Schmelzpunkt des Silberlots liegt
etwa bei 6800 C. Das bedeutet, daß beim Ionenplattieren die Arbeitstemperatur wesentlich
unter dem Schmelzpunkt des Silberlots liegt und dadurch die Verbindung nicht löst.
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Das Ionenplattieren erfolgt - wie allgemein bekannt - durch den Beschuß
von Elektronen über eine Elektronenkanone. Als target dient eine Titaniumtablette
von 99,9 X, d.h. dieses target ist anodisch plus geschaltet. Durch den Beschuß von
Elektronen und Argonionen erfolgt die Umwandlung des Titaniums in einem Plasmagas
, das aus Argon besteht, danach wird Stickstoff eingeleitet und die Atome werden
ionisiert plusgeladen und arbeiten auf die Kathode, d.h. das zu überziehende Werkstück
ist negativ kathodisch zu schalten. Erfolgt die Aufdampfung von Titaniumionen auf
das kathodisch geschaltete Werkstück - hier die Befestigungsstutzen - bildet sich
durch die Einleitung von Stickstoff Titaniumnitrit.
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Titaniumnitrit hat eine Oberflächenhärte von 2.500 HV und hält somit
und auch durch das plasmatische Aufdampfen bedingt den hohen Abrasionskräften, die
im Zahngebiß entste-
hen, stand. Titaniumnitrit steht in der elektrolytischen
Spannungsreihe bei + 1,2 V und ist deshalb gleichzeitig elektro-positiv, was ein
Ablagern der Plaqueakkumulation stark verhindert, da das ganze Werkstück des Befestigungsstutzens
- durch das Aufdampfen voll in der Titaniumnitritschicht abrasionsfest gebunden
ist. Da bei den bisherigen unüberzogenen Befestigungsstutzen eine starke Plaqueakkumulation
erfolgt, weil diese Legierungsbestandteile zu 99 % aus elektronegativen Elementen
bestehen, während die Mundsalavia größtenteils aus positiven Ionen besteht, erfolgt
die Ablagerung - Plaqueakkumulation - an den elektronegativen Befestigungsstutzen.
Hiergegen ist der Titaniumnitritüberzug elektro-positiv und stößt die positiven
Ionen des Mundmilieus ab, wodurch die Plaqueakkumulation stark vermindert wird.
Gleichzeitig tiicet
die Titaniumnitritschicht einen matten goldfarbigen
Ton.
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Es entspricht somit auch den Ansprüchen an ästhetischer Farbgebung.
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Desweiteren ist es Aufgabe der Erfindung Brackets zu entwickeln, die
im ästhetischen Bereich weniger Materi.al bei gleicher Bogenführung und zum anderen
noch genügend Haftkraft der Netzbasis besitzen.
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Hierzu ist in der Zeichnung in Gegenilberstellung zum Stand der Technik
ein Ausführungsbeispiel dargestellt und zwar zeigen: Figur 1 und 2 die Frontansicht
von Vorderzähnen mit bekannten Brackets und die Seitenansicht hierzu, Figur 3 und
4 die Frontansicht von Vorderzähen mit erfindungsgemäßen Brackets und die Seitenansicht
hierzu, Figur 5 den Aufbau eines mit Titannitrit beschichteten Klebebrackets am
Zahn befestigt.
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In Figur 1 und 2 sind die Vorderzähne 1 und 2 im OK und UK bei etwas
geöffnetem Mund ersichtlich. Hier finden Brackets 3 in bekannter Ausführung Verwendung
mit überstehendem Basisteil 4 und Netzboden 4a sowie Ankerteilen 5 mit Querschlitzen
6, welche weitgehend eckige Formen aufweisen. Dies führt einerseits zur unerwünschten
Patientenbelästigung und andererseits läßt auch die Ästhetik zu wünschen übrig.
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In Figur 3 und 4 sind wiederum Vorderzähne 11 und 12 von OK und UK
bei etwas geöffnetem Mund dargestellt. Hier sind nun Brackets 13 mit Basisteil 14
und Netzboden 14a sowie
Ankerteilen 15 verwendet, welche weitgehend
reduziert und verrundet sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich wird, ist das Basisteil
14 sowohl bei a,b mesial-distal randschlüssig als auch bei c,d okklusalgingival
randschlüssig mit dem Schweißflansch 14b verbunden. An der gingivalen Seite d und
der okklusalen Ebene c sind die zugeordneten Flügel bei e,f abgeflacht. Die Ankerteile
15, welche Querschlitze 16 für den Regulierdraht aufweisen, sind bei Draufsicht
(Fig. 3) außenseitig bei 17 verrundet und bei Seitenansicht (Fig. 4) im Gesamten
pilzkopfartig bei 18 verrundet. Im übrigen sind die Bracketkanten an allen vier
Ecken gerundet.
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Hieraus ergibt sich eine verbesserte Ästhetik und verringerte Patientenbelästigung
gegenüber der bisherigen Ausführung.
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Nach Figur 5 ist am Zahn 21 und zwar in dessen Zahnschmelzbereich
22 eine Ätzung 23 vorgenommen; hier ist mittels Zweikomponentenkleber 24 das Bracket
25 aufgeklebt. Dieses (25) besteht aus dem Befestigungsstutzen 26 mit Basis 27,
welcher ein Schutzblech 28 mit Silberlot 29 aufgebracht ist, auf welchem (28) sodann
das Netz 30 durch Diffusionsschweißen befestigt ist. Das gesamte Bracket 25 ist
mit einer Titannitritbeschichtung 31 durch Ionenplattierung versehen und wirkt damit
im Mund elektropositiv. Es (25) dient im übrigen in bekantner Weise der Aufnahme
des Zahnbogens 32 zur Zahnregulierung.
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Bei der Ionenplattierung werden die verschiedenen Legierungsbestandteile
des Bracket mit seinem Netz, Silberlot und Schutzpad plasmatisch eingeschlossen
durch Aufdampfen von
Titanniumionen und wirkt durch die Ausnitritierung
in Titaniumnitrit in der elektronischen Spannungsreihe mit positivem Wert bei 1,2
V, welcher die Ionisierung, d.h.
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die Plaque-Akumulation und somit auch die Korrosion bei Schichtdicke
von 2 ii - 6 ij verhindert. Titaniumnitrit weist eine Abrasionsfesthärte von 2.500
HV auf und hält deshalb sämtlichen Abrasionskräften, die im Mund entstehen, stand.
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Durch das Aufdampfen erfolgt eine so feste Verbindung, daß selbst
beim Aufbiß der Zähne auf die Befestigungsstutzen keinerlei Titaniumnitrit abgesprengt
wird. Das Titaniumnitrit hat eine warme, helle, freundliche Farbe und kommt somit
dem ästhetischen Effekt entgegen.
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Dieses Ionenplattieien ist bekannt bei der Herstellung von Werkzeugen,
z.B. in der Automobilindustrie, wo hohe Verschleißkräfte auftreten. Neu und erfinderisch
ist, daß der Einsatz in der Zahnmedizin als elektro-positiver überzug, welcher dadurch
korrosionsbeständig und abrasionsfest wird und den ästhetischen Anforderungen besser
entspricht.
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Hinzu tritt noch, daß das sogen. Laufen der Zähne entlang dem Bogen
eine Frage der Reibung ist. Durch allseitige Abrundung und die Titaniumnitrierung
mit hoher Oberflächenhärte wird hier die kieferorthopädische Behandlung positiv
unterstützt.