DE4209569A1

DE4209569A1 - Prothesenbasis

Info

Publication number: DE4209569A1
Application number: DE4209569A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dr Hahn; Petra Hahn
Original assignee: Individual
Current assignee: HAHN, RAINER, DR.MED.DENT., 72074 TUEBINGEN, DE
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: DE4209569C2

Description

Stand der Technik

Zahntechnische Prothesenteile, wie z. B. Basisplatten einer Zahnprothese werden derzeit aus speziellen Kunststoffen, z. B. auf PMMA-Basis oder geeigneten Metallegierungen her gestellt.

Individuelle Kunststoffprothesenteile können nur relativ ungenau gefertigt werden und benötigen aufgrund der limitierten Bruchfestigkeit des Basismaterials eine Mindestschicht dicke von 3 bis 4 mm.

Weitere Nachteile sind:

- geringe Präzision der Fertigungstechnik aufgrund ausgeprägter Schrumpfungserschei nungen und Eigenspannungen im Formkörper
- geringe Bruchzähigkeit
- ausgeprägte Wechselwirkungen mit dem umgebenden Mundmilieu, wie z. B. Depolyme risation der Matrix, Quellung, Bakterienpenetration, Verfärbungen . . .
- vermehrte Plaqueakkumulation
- Unverträglichkeit, Allergisierung zum Teil hoher Restmonomergehalt

Metallische Einstückgußprothesen bzw. Prothesenteile weisen folgende Nachteile auf:

- aufwendige, kostenintensive Fertigungstechnik und hohe Materialkosten (Edelmetal legierungen)
- Gefahr der galvanischen Elementbildung in der Mundhöhle
- Korrosionserscheinungen (insbesondere bei Nichtedelmetallegierungen)
- hohes Eigengewicht durch hohes spezifisches Gewicht (insbesondere bei Edelmetal legierungen)
- schlechter Prothesenhalt (insbesondere im Oberkiefer)
- metallische Farbe
- Unverträglichkeiten - Allergisierung (insbesondere bei Nichtedelmetallegierungen).

Die DE 40 11 865 "Galvanobrücke" beschreibt die galvanische Beschichtung mindestens zwei in gegenseitigem Kontakt stehenden Formteile, wobei die Fügestellen der Formteile nicht im selben Arbeitsgang mitbeschichtet werden.

Gleiches gilt für die DE 42 02 215.0 "Verbundbrücke" für die sintertechnische Beschich tung zweier in gegenseitigem Kontakt stehenden Formteile.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung ermöglicht u. a. die direkte allseitige Beschichtung eines Formteiles bzw. einer definierten Formteiloberfläche, beispielsweise einer Zahnprothesenbasisplatte, in ei nem Arbeitsgang.

Durch die Kombination von wenigstens 2 verschiedenen und/oder gleichen Materialien in beliebiger Anordnung entsteht ein stabiles einteiliges Verbundbauteil. Basierend auf dem erfinderischen Grundgedanken können zum Beispiel Zahnprothesen oder Prothesenteile äußerst präzise gefertigt werden. Durch geschickte Auswahl und Kombination der verwen deten Werkstoffe kann eine ausgesprochen hohe Steifigkeit, ein anisotopes Verhalten sowie eine hohe Bruchfestigkeit und Bruchzähigkeit bereits bei dünnen Schichtdicken (1-2 mm) erreicht werden. Die galvanische oder sintertechnische Beschichtung, beispielswei se mit Feingold oder Edelmetallegierungen, ermöglicht eine homogene Oberfläche der Pro thesenbasis von hoher Biokompatibilität.

Dennoch ist der absolute Edelmetallanteil insgesamt gering, was zu einer wesentlichen Reduktion des Gesamtgewichtes und der Materialkosten führt.

Nicht zuletzt ermöglicht die vorgestellte Technologie eine wesentliche Vereinfachung der Fertigungstechnik.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles

Das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt den erfindungsgemäßen Grundgedanken am Beispiel eines einteiligen Grundgerüstes für Zahnprothesen auf.

Die Erfindung ist aber keineswegs auf die Medizintechnik und die Herstellung individueller Prothesenteile beschränkt. Der erfindungsgemäße Grundgedanke kann vielmehr durch Beschichtung beliebiger Formteile (3) verwirklicht werden, insbesondere kann die Herstel lung der Formteile (3) auf beliebige Art und Weise erfolgen und ist ausdrücklich nicht an irgendwelche Positivmodelle (1) gebunden.

Nach einem Abdruck vom Kiefer des Patienten wird ein Positivmodell des Kiefers, zum Beispiel aus einem geeigneten Gips, hergestellt. Das Formteil (3) wird als Negativ des Positivmodelles (1) angefertigt und weist eine indikationsspezifische Mindestschichtdicke auf, die gegenüberliegenden Oberflächen verlaufen bei Zahnprothesenbasen im allgemei nen planparallel. Die Größe und Form des Formteiles (3) richtet sich nach den individuel len Anforderungen des Patienten. Selbstverständlich können auch nur definierte Oberflä chensegmente oder Teile des Positivmodelles reproduziert werden.

Zur eigentlichen Fertigung des Formteiles (3) sind verschiedene Techniken sowie unter schiedliche Werkstoffe und/oder Werkstoffkombinationen denkbar:

I. Die zu reproduzierenden Oberflächen oder Oberflächensegmente des Positivmodell (1) (Gips) können zunächst leitend (z. B. galvanisch nach vorheriger Benetzung der zu be schichtenden Oberflächen z. B. mit Leitlack) und/oder nichtleitend (z. B. sintertechnisch, ggf. nach vorheriger Applikation eines Haltvermittlers) beschichtet werden - z. B. mit einer dünnen (ca. 100 µm) dicken Schicht einer Edelmetallegierung und/oder Feingold. Das Formteil (3) entsteht dann durch Überschichtung dieser Initialbasis z. B. mit organischen Werkstoffen, wie z. B. gefüllten und/oder ungefüllten und/oder faserverstärkten Kunststof fen mit geeigneter Polymermatrix. Die Fasern und/oder die Matrix des Kunststoffes können primär stromleitfähig sein und/oder leitfähig dotiert und/oder leitfähig beschichtet werden. Der Verbund der initial abgeschiedenen Schicht und der überschichteten Phasen kann z. B. durch die Verwendung geeigneter Haftvermittlersysteme gewährleistet und/oder verbes sert werden. Ggf. können mehrere Initialschichten aus verschiedenen Werkstoffen mit mehreren über lagerten Werkstoffen kombiniert und/oder alternierend überschichtet werden. Die Entfer nung des Formteiles (3) vom Positivmodell (1) gelingt z. B. durch chemisches Lösen oder Ausstrahlen des Gipsmodelles. Auf diese Weise kann ein wenigstens einschichtiges Formteil (3) gefertigt werden, das in sich bereits als Verbundbauteil definiert sein kann.

II. Eine andere Möglichkeit besteht in der gegebenenfalls mehrschichtigen direkten Appli kation von geeigneten selbsthärtenden und/oder härtbaren Materialien auf das Positivmo dell (1). Die grundsätzliche Verwendung von Haftvermittlersystemen und/oder Isoliersub stanzen zwischen Positivmodell (1) und den applizierten Materialien ist denkbar. Die ver wendeten Materialien können direkt plastisch verarbeitbar sein und/oder in geeigneten Formen gepreßt und/oder im Spritzgußverfahren hergestellt werden. Als Materialien eignen sich z. B. ungefüllte und/oder gefüllte und/oder faserverstärkte Kunststoffe (z. B. CFK-Werkstoffe), sämtliche schrumpfungsarmen plastisch zu verarbeitenden Materialien, additiv zu verarbeitende keramische Werkstoffe, organisch und/oder anorganisch gebunde ne Komposits, Graphite, Metalle bzw. jeweils deren Vorstufen.

III. Das Formteil (3) kann alternativ zu I. und II. auch subtraktiv aus vorgefertigten Halbzeugen und/oder Rohlingen herausgearbeitet werden, z. B. durch Einsatz moderner Schleif- oder Fräsmaschinen; beliebige Materialien und/oder Materialkombinationen sind denkbar.

IV. Grundsätzlich können auch vorgefertigte oder konfektionierte Elemente oder Halbzeu ge verwendet werden - jeweils alleine und/oder in Kombination mit den Verfahren I bis III.

V. Fertigung des Formteiles (3) durch beliebige Kombination der Möglichkeiten I bis IV.

Das Formteil (3) kann allseitig und/oder partiell beschichtet werden, z. B. durch direkte elektrogalvanische oder sintertechnische Beschichtung, Aufdampfen und/oder andersarti gem Abscheiden geeigneter Werkstoffe und/oder Werkstoffkombinationen auf der Ober fläche (z. B. Edelmetallegierungen, Titan oder keramische coatings).

Im allgemeinen ist eine Dünnschichtbeschichtung ausreichend (ca. 100 bis 200 µm Schicht dicke). Die zu beschichtenden Oberflächen können ggf. zuvor konditioniert, lackiert und /oder vorbeschichtet werden, um die erforderlichen Oberflächeneigenschaften, als Voraussetzung für das gewählte, spezifische Beschichtungsverfahren zu gewährleisten (z. B. leitfähige Oberflächen als Voraussetzung zur elektrogalvanischen Beschichtung, ge zielte Isolation oder Applikation eines Bonders als Voraussetzung zur sintertechnischen Beschichtung).

Die oberflächliche Schicht kann grundsätzlich ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein und/ oder ein- oder mehrschichtig hergestellt werden. Als Materialien eignen sich grundsätzlich organische, anorganische oder metallische Werkstoffe oder beliebige Kombinationen dieser Werkstoffgruppen. Zur Eingliederung im Munde des Patienten eignen sich insbeson dere biokompatible Materialien, die sich im Mundmilieu weitgehend inert verhalten und in dünner Schicht ausreichend stabil sind, wie z. B. Feingold, Titan und/oder Edelmetallegie rungen sowie beständige Kunststoff- oder Keramikcoatings.

Der ggf. zusätzliche Materialauftrag der oberflächlichen Schicht (2) kann ggf. durch eine Vorbeschichtung der, der Schleimhaut zugewandten Oberflächen (wie unter I. beschrieben verkleinert und/oder durch die Resilienz der Schleimhaut kompensiert werden.

Die einzelnen Prothesenzähne (5) können z. B. mit herkömmlichen zahnfarbenen Ver blendkunststoffen (4) an der Oberfläche der Prothesenbasis befestigt werden, ggf. ist eine entsprechende Oberflächenkonditionierung erforderlich bzw. geeignete Vorbeschichtun gen und/oder Haftvermittler zu verwenden. Analog dazu können direkt einsehbare Ober flächen der Prothesenbasis aus ästhetischen Gründen mit zahnfleischfarbenen Verblend kunststoffen abgedeckt werden.

Claims

1. Durch allseitige Beschichtung (2) wenigstens eines Formteiles (3) hergestelltes einteili ges Verbundbauteil, z. B. für eine zahntechnische Prothese bzw. Prothesenteile. Das Formteil (3) ist mindestens ein- oder mehrschichtig ausgebildet und besteht aus organischen, anorganischen oder metallischen Werkstoffen und/oder einer beliebigen Kombination dieser Materialien.
Insbesondere eignen sich ungefüllte und/oder gefüllte und/oder faserverstärkte Kunststoffe, organisch oder anorganisch gebundene Komposits, keramische Werkstoffe, Carbonwerk stoffe, wie z. B. Graphite oder CFC-Werkstoffe und/oder metallische Werkstoffe und/oder Metallegierungen oder die jeweiligen Vorstufen dieser Werkstoffe. Das Formteil (3) kann entweder auf einem Positivmodell (1) additiv aufgebaut, z. B. abgeschieden, aufgepreßt oder gegossen und anschließend gehärtet und/oder chemisch physikalisch umgesetzt oder subtraktiv aus einem Rohmaterial bzw. Halbzeug gefertigt werden. Die physikalisch-chemische Umsetzung von Werkstoffvorstufen z. B. im Sinne von Vernetzungsreaktionen und/oder Sinterprozessen und/oder Carbonisierungsprozessen kann auch nach der oberflächlichen Beschichtung des Formteiles oder nach der Fertigstel lung der Prothese erfolgen. Darüberhinaus sind jede Form der Anwendung konfektionierter vorgefertigter Formteile (3) mit oder ohne Vorbeschichtung sowie beliebige Kombinatio nen der beschriebenen Fertigungsmöglichkeiten denkbar. Das Formteil (3) verbleibt auch nach der Beschichtung (2) im Verbundbauteil enthalten und kann geometrisch beliebig dreidimensional ausgebildet sein.

2. Verbundbauteil nach Anspruch 1, bei welchem das einteilige Formteil (3) allseitig galvanoplastisch beschichtet ist. Vorbeschichtungen oder Oberflächenkonditionierungen zur Optimierung des Verbundes zwischen Formteil (3) und oberflächlicher Schicht (2) sind möglich.

3. Verbundbauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das einteilige Formteil (3) allseitig sintertechnisch beschichtet ist. Vorbeschichtungen oder Oberflächenkonditionierungen zur Optimierung des Verbundes zwischen Formteil (3) und oberflächlicher Schicht (2) sind möglich.

4. Die Beschichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ist wenigstens einschichtig oder mehrschichtig und kann aus verschiedenen organischen, anorganischen oder metallischen Werkstoffen und/oder beliebigen Kombinationen dieser Materialien gefertigt werden.

5. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteiles nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem wenigstens ein einteiliges Formteil (3) allseitig beschichtet wird.
Das Formteil (3) ist mindestens ein- oder mehrschichtig ausgebildet und besteht aus organischen, anorganischen oder metallischen Werkstoffen und/oder einer beliebigen Kombination dieser Materialien. Insbesondere eignen sich ungefüllte und/oder gefüllte und/oder faserverstärkte Kunststoffe, organisch oder anorganisch gebundene Komposits, keramische Werkstoffe, Carbonwerk stoffe, wie z. B. Graphite oder CFC-Werkstoffe und/oder metallische Werkstoffe und/oder Metallegierungen oder die jeweiligen Vorstufen dieser Werkstoffe. Das Formteil (3) kann entweder auf einem Positivmodell (1) additiv aufgebaut, z. B. abgeschieden, aufgepreßt oder gegossen und anschließend gehärtet und/oder chemisch- physikalisch umgesetzt oder subtraktiv aus einem Rohmaterial bzw. Halbzeug gefertigt werden. Die physikalisch-chemische Umsetzung von Werkstoffvorstufen z. B. im Sinne von Vernetzungsreaktionen und/oder Sinterprozessen und/oder Carbonisierungsprozessen kann auch nach der oberflächlichen Beschichtung des Formteiles oder nach der Fertigstel lung der Prothese erfolgen. Darüberhinaus sind jede Form der Anwendung konfektionierter vorgefertigter Formteile (3) mit oder ohne Vorbeschichtung sowie beliebige Kombinatio nen der beschriebenen Fertigungsmöglichkeiten denkbar. Das Formteil (3) verbleibt auch nach der Beschichtung (2) im Verbundbauteil enthalten und kann geometrisch beliebig dreidimensional ausgebildet sein.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für das Formteil (3) elektrisch leitende und/oder nicht leitende und/oder funktionsdotierte Materialien (z. B. zu Erzeugung einer elektrischen Leitfähigkeit des Formteiles) verwendet werden und/oder daß vor der Beschichtung (2) eine Oberflächenkonditionierung durchgeführt und/oder die Oberfläche des Formteiles (3) vorbeschichtet wird und/oder geeignete Haftvermittler aufgetragen werden. Dies kann Voraussetzung eines schichtweisen Aufbau des Formteiles (3) sein und/oder die oberflächliche Beschichtung (2) ermöglichen bzw. optimieren.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß für das Formteil thermisch stabile Materialien Verwendung finden (z. B. thermisch stabile Polymere, Kera miken, Carbonwerkstoffe oder deren jeweilige Vorstufen), die beim Aufsintern der Oberflächenschicht entweder kontrolliert physikalisch-chemisch umgesetzt werden und/ oder sintern und/oder thermisch stabil sind. Vorbeschichtungen oder Oberflächenkonditio nierungen zur Optimierung des Verbundes zwischen Formteil (3) und oberflächlicher Schicht (2) sind möglich.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Verbundbauteil und/oder auf definierte Oberflächenabschnitte des Verbundbauteiles zahn farbene Verblendmasse (4) aufgebracht wird. Ggf. erfolgt eine oberflächliche Konditionie rung der zu beschichtenden Oberflächen bzw. die Applikation geeigneter Haftvermittler.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Elemente, wie z. B. künstliche Prothesenzähne (5) mittels Verblendmasse (4) am Verbund bauteil befestigt werden. Ggf. erfolgt eine oberflächliche Konditionierung der zu beschich tenden Oberflächen bzw. die Applikation geeigneter Haftvermittler.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 9 z. B. mit einem zur Herstellung eines Formteiles (3) geeigneten Positivmodell. Das Formteil (3) ist mindestens ein- oder mehrschichtig ausgebildet und besteht aus organischen, anorgani schen oder metallischen Werkstoffen und/oder einer beliebigen Kombination dieser Mate rialien. Eine erste Schicht des Formteiles (3) kann z. B. durch Beschichtung, insbesondere durch Dünnschichtbeschichtung und/oder durch galvanoplastische oder sintertechnische Beschichtung der zu reproduzierenden Oberflächen des Positivmodelles (1) angefertigt werden - diese Schicht ist entweder alleine funktionsfähig (= Formteil 3) oder wird durch Applikation wenigstens einer weiteren Schicht aus geeigneten Werkstoffen verstärkt. Das Formteil (3) kann entweder auf einem Positivmodell (1) additiv aufgebaut, z. B. abgeschieden, aufgepreßt oder gegossen und anschließend gehärtet und/oder chemisch- physikalisch umgesetzt oder subtraktiv aus einem Rohmaterial bzw. Halbzeug gefertigt werden. Die physikalisch-chemische Umsetzung von Werkstoffvorstufen z. B. im Sinne von Vernetzungsreaktionen und/oder Sinterprozessen und/oder Carbonisierungsprozessen kann auch nach der oberflächlichen Beschichtung des Formteiles oder nach der Fertigstel lung der Prothese erfolgen. Darüberhinaus sind jede Form der Anwendung konfektionierter vorgefertigter Formteile (3) mit oder ohne Vorbeschichtung sowie beliebige Kombinatio nen der beschriebenen Fertigungsmöglichkeiten denkbar. Das Formteil (3) verbleibt auch nach der Beschichtung (2) im Verbundbauteil enthalten und kann geometrisch beliebig dreidimensional ausgebildet sein.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 5 bis 9 mit einem zur Beschichtung vorbereiteten Formteil (3). Das Formteil (3) ist mindestens ein- oder mehrschichtig ausgebildet und besteht aus organischen, anorganischen oder metallischen Werkstoffen und/oder einer beliebigen Kombination dieser Materialien. Insbesondere eignen sich ungefüllte und/oder gefüllte und/oder faserverstärkte Kunststoffe, organisch oder anorganisch gebundene Komposits, keramische Werkstoffe, Carbonwerk stoffe, wie z. B. Graphite oder CFC-Werkstoffe und/oder metallische Werkstoffe und/oder Metallegierungen oder die jeweiligen Vorstufen dieser Werkstoffe. Das Formteil (3) kann entweder auf einem Positivmodell (1) additiv aufgebaut, z. B. abgeschieden, aufgepreßt oder gegossen und anschließend gehärtet und/oder chemisch- physikalisch umgesetzt oder subtraktiv aus einem Rohmaterial bzw. Halbzeug gefertigt werden. Die physikalisch-chemische Umsetzung von Werkstoffvorstufen z. B. im Sinne von Vernetzungsreaktionen und/oder Sinterprozessen und/oder Carbonisierungsprozessen kann auch nach der oberflächlichen Beschichtung des Formteiles oder nach der Fertigstel lung der Prothese erfolgen. Darüberhinaus sind jede Form der Anwendung konfektionierter vorgefertigter Formteile (3) mit oder ohne Vorbeschichtung sowie beliebige Kombinatio nen der beschriebenen Fertigungsmöglichkeiten denkbar. Das Formteil (3) verbleibt auch nach der Beschichtung (2) im Verbundbauteil enthalten und kann geometrisch beliebig dreidimensional ausgebildet sein.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch einen elektrischen Anschluß an eine elektrochemische Galvanisiereinrichtung. Um eine allseitige Beschich tung des Formteiles (3) zu gewährleisten wird der Anschluß, d. h. die Verbindungsstelle der Galvanisiereinheit mit dem Formteil (3) zunächst vorgalvanisiert und/oder der Anschluß nach einer ausreichenden Laufzeit vor Ende des Galvanisierprozesses örtlich variiert.

13. Zur wiederholten Beschichtung oder Reparatur freigelegter Stellen des Formteiles (3), z. B. durch Verschleiß oder manuelle Korrekturen, die zu einer Penetration der oberfläch lichen Schicht (2) führen, können die intakten Oberflächen geeignet abgedeckt und die Penetrationsstellen und unmittelbar oder mittelbar benachbarte Oberflächen jederzeit nachbeschichtet werden.