DE4209569C2

DE4209569C2 - Prothesenbasis

Info

Publication number: DE4209569C2
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: 1994-11-10
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: DE4209569A1

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

Weitere Nachteile sind:

- geringe Präzision der Fertigungstechnik aufgrund ausgeprägter Schrumpfungserscheinungen und Eigenspannungen im Formkörper
- geringe Bruchzähigkeit
- ausgeprägte Wechselwirkungen mit dem umgebenden Mundmilieu, wie z. B. Depolymerisation 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 (Edelmetallegierungen)
- Gefahr der galvanischen Elementbildung in der Mundhöhle
- Korrosionserscheinungen (insbesondere bei Nichtedelmetallegierungen)
- hohes Eigengewicht durch hohes spezifisches Gewicht (insbesondere bei Edelmetallegierungen)
- schlechter Prothesenhalt (insbesondere im Oberkiefer)
- metallische Farbe
- Unverträglichkeiten - Allergisierung (insbesondere bei Nichtedelmetallegierungen)

Die DE 40 11 865 A1 "Galvanobrücke" beschreibt die galvanische Beschichtung mindestens zwei in gegenseitigem Kontakt stehenden Formteile, wobei die Fügestellen der Formteile nicht im selben Arbeitsgang mitbeschichtet werden.

Anders als bei der Zahnprothese mit goldfarbigem Überzug nach der DE 31 50 039 A1 ergeben sich die mechanischen Eigenschaften durch die Kombination zweier Werkstoffe, die jeder für sich die geforderten mechanischen Eigenschaften zum Einsatz als Prothesenbasisplatte nicht aufweisen würden; während in der DE 31 50 039 A1 eine primär stabile Metallkonstruktion von weitgehend endgültiger Geometrie mit einem metallischen Titan- bzw. Zirkoniumnitrit Überzug versehen wird, um der Prothese das goldfarbene Aussehen zu verleihen.

Die gesamte Last wird bei der Prothese nach der DE 31 50 039 A1 durch die Metallsubkonstruktion aufgenommen, der Überzug in Dünnschichttechnik dient lediglich zur gezielten Veränderung der Oberflächeneigenschaften (Farbe, Verträglichkeit, Verschleiß); während bei der vorgestellten Verbundkonstruktion Metallfolie und Kunststoffbeschichtung, unter Berücksichtigung definierter Mindestschichtdicken, durch kraftschlüssigen Verbund gegeneinander stabilisiert werden.

In der DE 40 11 865 A1 wird eine Vorrichtung zur elektrogalvanischen Fertigung von beliebigen Formteilen beschrieben. Die Vorrichtung basiert auf der metallischen (galvanotechnischen) Beschichtung zweier in Kontakt stehender Formteile. Die Verbundkonstruktion entsteht also während der Verblendung mit galvanisch abgeschiedenem Feingold in der endgültigen Form des Bauteils.

In der DE 36 07 915 A1 wird die Herstellung metallischer Zahnersatzteile nach dem galvanotechnischen Verfahren beschrieben. Im Gegensatz zur vorliegenden Anmeldung werden definierte galvanische Formteile, wie zum Beispiel Kronenkäppchen endgültiger Geometrie, mit Verblendmassen überzogen.

Die DE 37 33 991 C2, von der im Anspruch 1 ausgegangen ist, beschreibt ein Verfahren zur Herstellung metallischer Prothesengrundplatten aus speziellen superplastischen Legierungen. Der Einsatz der superplatischen Legierung ist erforderlich, da die Metallprothese zur späteren Steifigkeit und Stabilität eine hohe Schichtstärke aufweisen muß und dadurch eine formgerechte Anpassung an ein komplex geformtes Kiefermodell verhindert wird. Unter Einsatz der genannten superplastischen Legierung sowie eines feuerfesten Kiefermodells ist es möglich, die Basisplatte unter Hitzeeinwirkung dem Modell anzupassen. Nach Abkühlung der so gefertigten Prothesenbasis bleibt die erreichte geometrische Form erhalten - die Stabilität resultiert alleine aus den kennzeichnenden mechanischen Eigenschaften der Metallegierung, eine Verbundstabilisierung ist nicht beschrieben. Allerdings ist der Aufwand für dieses Verfahren, nicht zuletzt aufgrund der Herstellung feuerfester Kiefermodelle aus keramischen Werkstoffen sowie dem Einsatz hochtechnisierter Fertigungsanlagen äußerst aufwendig. Ferner ist die erreichbare Präzision durch die bekannten Probleme thermischer Formgebungsverfahren, insbesondere durch komplexe Volumenänderungen beim Herstellen des keramischen Modells und während der Abkühlung des Metalls limitiert.

Die DE 39 30 358 A1 beschreibt die Herstellung galvanischer Brückengerüste für festsitzenden Zahnersatz durch Eingalvanisieren eines vorgefertigten Pontiks zwischen zwei benachbarte Pfeilerzähne und anschließende Verblendung mit Porzellanmassen.

Die DE 37 42 640 A1 beschreibt die Verwendung faserverstärkter Prothesenkunststoffe, allerdings ohne zusätzliche Stabilisierung im Verbund mit metallischen Basiskonstruktionen. Anders als bei der vorliegenden Anmeldung ergeben sich die Eigenschaften der Prothese ausschließlich aus den mechanischen Eigenschaften des faserverstärkten Kunststoffs. Außerdem fehlt eine gewebeverträgliche Innenschicht der Konstruktion.

Die DE 36 20 444 A1 beschreibt die Verblendung konventioneller Metallgerüste mit Kunststoffpulvern, die in Dünnschichttechnik durch gezielte Wärmeinduktion im Metallgerüst polymerisiert werden können. Die mechanischen Eigenschaften ergeben sich ausschließlich aus ausreichend dimensionierten konventionellen Metallgerüsten, die Kunststoffverblendung dient lediglich zur Einfärbung und zur Befestigung der künstlichen Zähne. Das Metallgerüst liegt im Gegensatz zur vorliegenden Anmeldung der Verblendung in der endgültigen Form der Prothese vor und ist primär stabil.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren von Zahnprothesen anzugeben, sowie Zahnprothesen selbst zu schaffen, bei welchen die eingangs genannten Nachteile weitgehend vermieden sind.

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 Zahnprothesen oder Prothesenteile äußerst präzise gefertigt werden. Durch geschickte Auswahl und Kombination der verwendeten 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, beispielsweise mit Feingold oder Edelmetallegierungen, ermöglicht eine homogene Oberfläche der Prothesenbasis von hoher Biokompatibilität.

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

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

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

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

Der erfindungsgemäße Grundgedanke kann durch Beschichtung beliebiger Formteile (3) verwirklicht werden, insbesondere kann die Herstellung 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 Positivmodells (1) angefertigt und weist eine indikationsspezifische Mindestschichtdicke auf; die gegenüberliegenden Oberflächen verlaufen bei Zahnprothesenbasen im allgemeinen planparallel. Die Größe und Form des Formteils (3) richtet sich nach den individuellen Anforderungen des Patienten. Selbstverständlich können auch nur definierte Oberflächensegmente oder Teile des Positivmodells reproduziert werden.

Zur eigentlichen Fertigung des Formteils (3) sind verschiedene Techniken sowie unterschiedliche Werkstoffe und/oder Werkstoffkombinationen denkbar:

I. Die zu reproduzierenden Oberflächen oder Oberflächensegmente des Positivmodells (1) (Gips) können zunächst leitend (z. B. galvanisch nach vorheriger Benetzung der zu beschichtenden Oberflächen z. B. mit Leitlack) und/oder nichtleitend (z. B. sintertechnisch, ggf. nach vorheriger Applikation eines Haftvermittlers) 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 Kunststoffen mit geeigneter Polymermatrix. Die Fasern und/oder die Matrix des Kunststoffs 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 verbessert werden. Ggf. können mehrere Initialschichten aus verschiedenen Werkstoffen mit mehreren überlagerten Werkstoffen kombiniert und/oder alternierend überschichtet werden. Die Entfernung des Formteiles (3) vom Positivmodell (1) gelingt z. B. durch chemisches Lösen oder Ausstrahlen des Gipsmodells.
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 Applikation von geeigneten selbsthärtenden und/oder härtbaren Materialien auf das Positivmodell (1). Die grundsätzliche Verwendung von Haftvermittlersystemen und/oder Isoliersubstanzen zwischen Positivmodell (1) und den applizierten Materialien ist denkbar. Die verwendeten Materialien können direkt plastisch verarbeitbar sein und/oder in geeigneten Formen gepreßt und/oder im Spritzgußverfahren hergestellt weden. 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 gebundene Komposits, Graphite, Metalle bzw. jeweils deren Vorstufen.
III. Grundsätzlich können auch vorgefertigte oder konfektionierte Elemente oder Halbzeuge verwendet werden - jeweils alleine und/oder in Kombination mit den Verfahren I oder II.
IV. Fertigung des Formteils (3) durch beliebige Kombination der Möglichkeiten I bis III.

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

Im allgemeinen ist eine Dünnschichtbeschichtung ausreichend (ca. 100 bis 200 µm Schichtdicke). 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, gezielte 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 insbesondere biokompatible Materialien, die sich im Mundmilieu weitgehend inert verhalten und in dünner Schicht ausreichend stabil sind, wie z. B. Feingold, Titan und/oder Edelmetallegierungen 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 Verblendkunststoffen (4) an der Oberfläche der Prothesenbasis befestigt werden, ggf. ist eine entsprechende Oberflächenkonditionierung erforderlich bzw. geeignete Vorbeschichtungen und/oder Haftvermittler zu verwenden. Analog dazu können direkt einsehbare Oberflächen der Prothesenbasis aus ästhetischen Gründen mit zahnfleischfarbenen Verblendkunststoffen abgedeckt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer aus wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen aufgebauten Basisplatte einer Zahnprothese, bei dem wenigstens einer der Werkstoffe durch plastische Verformung einem Kiefermodell oder einem Teil davon oder dem Kiefer direkt angepaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Verformung durch Aufpressen erfolgt.

3. Zahnprothesen, hergestellt nach einem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisplatte aus einer metallischen Schicht besteht, die wenigstens teilweise mit plastisch erformbarem Kunststoff beschichtet ist.

4. Zahnprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht eine Goldschicht ist und/oder der plastisch verformbare Kunststoff faserverstärkt ist.

5. Zahnprothese nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff vor Anpassung des Verbundformteils an das Kiefermodell plastisch verformbar und/oder nicht polymerisiert ist und während oder nach endgültiger Anpassung versteift, erhärtet und/oder polymerisiert und/oder ausgehärtet werden kann.

6. Zahnprothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffe vorpolymerisiert sind.

7. Zahnprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Werkstoffen der Basisplatte ein kraftschlüssiger Verbund besteht.

8. Zahnprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die korrespondierenden Oberflächen der Verbundmaterialien zur Erzeugung eines kraftschlüssigen Verbundes physikalisch und/oder chemisch vorbehandelt sind.

9. Zahnprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein oder mehrere Haftvermittler verwendet sind.

10. Zahnprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Metallschicht zur Haftung des Kunststoffs Metalloxide gebildet sind.

11. Zahnprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht zur Haftung des Kunststoffs herkömmlich silikatisiert und/oder silanisiert ist.