DE60205783T2

DE60205783T2 - Kieferorthopädische Vorrichtung

Info

Publication number: DE60205783T2
Application number: DE60205783T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Futaba-gun Orikasa; Seiji Bizen-shi Kihara; Makoto Akaiwa-gun Mitsudo; Mitsuhiro Chiyoda-ku Matsushima
Original assignee: Tomy Co Ltd
Current assignee: Tomy Co Ltd
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2022-02-07
Also published as: DE60205783D1; EP1228744B1; JP2002224140A; EP1228744A3; EP1228744A2; US20020168601A1; US6644968B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine an Zähnen haftende kieferorthopädische Vorrichtung, wie beispielsweise ein Bracket, Buccalrohr, Umhüllung, Knopf oder Lingualebefestigung.
Beschreibung der verwandten Technik
Kieferorthopädische Vorrichtungen zur Nutzung bei kieferorthopädischer Behandlung, welche einen Hauptkörper, der in der Lage ist, einen Bogendraht aufrechtzuerhalten, und eine mit dem Hauptkörper verbundene Verbindungsbasis (bonding base) umfassen, welche in der Lage ist, an den Zähnen zu haften, sind allgemein bekannt. Diese kieferorthopädischen Vorrichtungen enthalten Bracket, Buccalrohr, Umhüllung, Knopf- oder Lingualebefestigung und dergleichen, und werden im Hinblick auf die kieferorthopädischen Behandlungsverfahren geeignet ausgewählt.
Insbesondere wird das Bracket gewöhnlich auf die folgende Art und Weise benutzt. Das Bracket, mit der Verbindungsbasis innerhalb dieser angeordnet, wird direkt an die Zähne des Patienten gehaftet. Der Bogendraht wird an das eben angehaftete Bracket montiert. Als ein Ergebnis dessen wird eine äußere Kraft an schief ausgerichteten Zähnen durch den Bogendraht angelegt, wodurch solche schief ausgerichteten Zähne korrigiert werden.
Metallbrackets sind konventionell als die herkömmlichen Brackets bekannt. Kieferorthopädische Vorrichtungen, ausgeformt durch transparente oder weiße semitransparente Materialien, wie beispielsweise Keramikbrackets oder Kunststoffbrackets, wurden seit kurzem Zweck zur Verbesserung der ästhetischen Eigenschaften benutzt.
Das aus Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid hergestellte Keramikbracket ist jedoch extrem hart im Vergleich zu dem Metallbracket und ist auch härter als der Zahnschmelz der Zähne, so dass die Gefahr besteht, dass der Zahnschmelz von gegenüberliegenden Zähnen abgeschliffen wird, die beim Verschließen der Bracket dieses berühren. Insbesondere war ein tiefer Biss eine nicht erlaubte Handlung, wodurch die Nutzung des Keramikbrackets eingeschränkt wird. Um solche Probleme zu überwinden, schlägt das US-Patent Nr. 4,950,158 ein Verfahren zum Zwischenlegen eines elastischen Kissens beim Festbinden der einschneidenden Seite vor.
Im Falle von Anhaften einem Bracket mit einem Schlitz in einem Hauptkörper, und Einlegen des Bogendrahts in den Schlitz, um die Korrektur der Dentition durchzuführen, sollte der Bogendraht gleitend in Bezug auf den Schlitz sein, weil die Zahnreihe durch eine Rückstellkraft des Bogendrahts korrigiert wird. Der Bogendraht gleitet jedoch sehr schwer in Bezug auf dem in dem Keramikbracket vorgesehenen Schlitz, und die Reibung zwischen dem Bracket und dem Bogendraht ist hoch, so dass ein Problem entstanden ist, dass es schwierig ist, eine erwünschte Korrektur der Dentition genau durchzuführen. Es wird angenommen, dass die Hauptursache hierfür Folgende ist, und zwar, da das Keramikbracket sehr hart ist, erzeugt der Bogendraht an einem Endabschnitt in der mesiodistalen Richtung des Schlitzes eine Reißkraft.
In Anbetracht der obigen Probleme offenbaren die US-Patente Nr. 5,358,402 und 5,380,196 Technologien, dass eine Metallschlitzzwischenlage an das Keramikbracket durch, z. B., Löten befestigt ist, um die Gleiteigenschaften des Bogendrahts innerhalb des Schlitzes zu verbessern. Das Keramikbracket, welches anorganische Materialien, wie beispielsweise Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid umfasst, kann nur schwierig an organischen Haftmitteln, welche generell für die kieferorthopädischen Zwecke benutzt werden, gebondet werden. Deshalb war es notwendig, einen Silanhaftvermittler an die Verbindungsbasis anzulegen, oder Glasurmasse oder Glasperlen auf die Verbindungsbasis zu schweißen, um darauf ein mechanisches Schloss auszubilden, wodurch die Haftkraft an die organischen Haftmittel erhöht wurde. Die Behandlung der Verbindungsbasis war ein Faktor, welcher zur Erhöhung der Produktionskosten der Keramikbrackets führte.
Wenn das an den Zähnen haftenden Bracket nach der kieferorthopädischen Behandlung entfernt wird, kann solch ein Bracket, wenn das Bracket aus einem Metall geformt ist, entfernt werden, als würde man die Verbindungsbasis umdrehen, ohne die Zähne zu beschädigen. Andererseits ist das Keramikbracket härter als das Metallbracket und die Verbindungsbasis hat eine integrale Struktur des Hauptkörpers und hat hohe Steifigkeit. Deshalb ist eine extrem große Kraft notwendig, um das Bracket zu entfernen, und es besteht die Gefahr, dass der Zahnschmelz der Zähne beschädigt wird. Um diese Probleme zu überwinden, schlägt das US-Patent Nr. 5,439,379 ein Verfahren zum Zerstören von Keramikbracket an einer zentralen Nut und Entfernen derselben vor. Ferner dienen die Technologien zum Abschirmen einer Oberfläche einer Verbindungsbasis mit Vertiefungen (US-Patent Nr. 4,936,773) und eines zentralen Abschnitts einer Verbindungsbasis mit einem Inertanstrich (US-Patent Nr. 5,269,680) dazu, eine positive Kontrolle einer Haftungsfestigkeit bzw. Entfernungsfestigkeit zu bewirken.
Andererseits besitzt das Kunststoffbracket ein Problem, dass das Bracket aufgrund von Absorption von Wasser, welches in dem Mund vorhanden ist, während der kieferorthopädischen Behandlung anfällig für Defekte ist, und es ist auch anfällig für Zerfall vor der Vollendung der kieferorthopädischen Behandlung. Außerdem ist das Kunststoffbracket anfällig in Lebensmittel und Getränken enthaltenen Verfärbungsmittel durch Wasserabsorption zu adsorbieren, was zu einem weiteren Problem der Verschlechterung der ästhetischen Zufriedenheit aufgrund von einer Verfärbung führt.
Polycarbonatbrackets sind als solche Kunststoffbrackets weit verbreitet. Da solch ein Bracket jedoch nicht eine ausreichende Festigkeit zum Verdrehen durch rechteckige Bogendrähte oder Verbinden eines Verbindungsdrahts hat, wird das Bracket generell mit einer Metalleinlage verstärkt. Zum Beispiel offenbaren US-Patente Nr. 4,299,569 und 5,254,002 Kunststoffbrackets mit einer Metallschlitzzwischenlage, als die in mesiodistaler Richtung der Brackets angeordnete Einlage. Ferner offenbaren die US-Patente Nr. 5,595,484; 5,597,302 und 5,692,898 Kunststoffbrackets, die durch Einführen von Metallbauteilen mit U-förmigem Abschnitt in eine den Schlitz kreuzende Richtung geformt sind.
Polycarbonatbrackets mit dann vermischten Glasfasern zur Verbesserung der Festigkeit sind ebenfalls bekannt. Die Glasfasern tragen dazu bei, die Festigkeit des Brackets zu verbessern, aber es besteht ein Problem, dass es zu Lösungsrissen aufgrund der Einflüsse durch organische Lösungsmittelkomponente eines Haftmittels kommt, das bei kieferorthopädischen Vorrichtungen eingesetzt wird. Es ist bekannt, dass die Glasfasern das Polycarbonatbracket verstärken, aber andererseits die innere Spannung in dem Polycarbonat beim Formen erhöhen, und Mikrorisse treten aufgrund des Vorhandenseins eines Lösungsmittels in dem Haftmittel, oder im Laufe der Zeit aufgrund von Eindringen des Wassers auf, und als ein Ergebnis dessen verschlechtert sich das Polycarbonatbracket, indem es zerfällt.
Ein Glasbracket ist als ein Mittel bekannt, um die bezüglich dem Keramik- oder Kunststoffbracket vorhandenen Probleme zu überwinden, und US-Patent Nr. 5,261,814 offenbart ein Bracket, bei welchem eine Oberflächenschicht unter Druckbeanspruchung kristallisiert wird, um eine Verstärkungsschicht zu bilden, und die Innenseite davon besteht aus amorphem Glas, umfassend die folgenden Bestandteile: 55 bis 70% an SiO₂, 15 bis 28% an Al₂O₃, 0 bis 14% an ZnO, 0 bis 7% an Li₂O₃, 0 bis 7% an Na₂O, 0 bis 3% an K₂O, 0 bis 7% an BaO, 0 bis 7% an MgO und 0 bis 7% an TiO₂.
Dieses Bracket ist jedoch teuer, da es aus einer Glasfolie durch ein Ultraschallschleifverfahren, ein Diamantschneideverfahren oder dergleichen angefertigt wird. Ferner ist es technisch gesehen schwierig, die Dicke der oberflächenkristallisierten Schicht zu kontrollieren, und eine Unebenheit bezüglich der Dicke führt zu nachlassender Transparenz (Verglasung) und Festigkeit.
Das US-Patent Nr. 5,795,151 beschreibt ein Bracket, umfassend ein diopsidkristallisiertes Glas (Glaszusammensetzung: SiO₂, MgO, Al₂O₃ und TiO₂). Jedoch enthält dieses Bracket große Anteile an Al₂O₃ und TiO₂. Als ein Ergebnis dessen ist die Härte eines solchen kristallisierten Glases höher, als die des Zahnschmelzes eines natürlichen Zahns und es besteht die Gefahr, dass der Zahnschmelz des gegenüberliegenden Zahns abgeschliffen wird.
US-Patent Nr. 4,784,606 beschreibt ein Bracket, umfassend ein durch Ionenaustausch vorgespanntes Glas, wo Li-Al-Si-Glas in ein geschmolzenes Salzbad für 2 bis 24 Stunden bei einer Temperatur höher als ein Entspannungspunkt des Glases, aber niedriger als ein Erweichungspunkt davon eingetaucht ist, wodurch das durch Na-Ionen vorge spannte Glas erhalten wird. Es besteht jedoch ein Problem, dass die ionenvorgespannte Schicht dünn ist, und dass das Bracket in einem frühzeitigen Stadium abgenutzt ist und durch Verschließen oder Verbinden zerbricht.
US-Patent Nr. 4,784,649 beschreibt ein Bracket, umfassend ein Glas mit einer Doppelkristallstruktur, um die Festigkeit zu erhöhen. Dieses Glas hat eine große Kristallstruktur im Inneren des Glases und hat eine kleine und flache Kristallschicht auf der Oberfläche davon, aber ein Herstellungsverfahren dafür ist kompliziert. Außerdem sind nicht nur die Kosten hoch, sondern die Stärke ist ebenfalls ungenügend.
Somit hat das Glasbracket die Nachteile, dass sein Herstellungsverfahren kompliziert ist, seine Herstellungstechnik schwierig ist, seine Herstellungskosten hoch sind und seine Festigkeit und Haltbarkeit für kieferorthopädische Vorrichtungen ungenügend sind.
Die oben beschriebenen Probleme treten bei allen kieferorthopädischen Vorrichtungen des Typs auf, welcher direkt an den Zahnkronen haftet, wie beispielsweise, zusätzlich zu den Brackets, Buccalrohr, Umhüllung, Knopf- oder Lingualbefestigung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik durchgeführt.
Demzufolge ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine kieferorthopädische Vorrichtung bereitzustellen, welche alle dieser folgenden Vorteile 1) bis 9) aufweist:

1) Herstellungskosten können reduziert werden;
2) ästhetische Wahrnehmung ist hervorragend;
3) genügende Festigkeit und Haltbarkeit werden von der kieferorthopädischen Vorrichtung bereitgestellt;
4) eine Allergie erzeugende Substanz ist schwierig zu erzeugen;
5) die Haftung an den Zähnen ist gesichert;
6) die entgegengesetzten Zähne werden während kieferorthopädischer Behandlung weniger abgenutzt;
7) Zahnbelag, welcher verfaulte Zähne oder Zahnbetterkrankungen verursacht, kann nur schwierig an dem Bracket während der kieferorthopädischen Behandlung anhaften;
8) Entnehmen von den Zähnen ist nach der kieferorthopädischen Behandlung einfach; und
9) in dem Fall, dass die kieferorthopädische Vorrichtung einen Eingriff mit dem Bogendraht zum Stärken der Zähne erlaubt, ist die Gleiteigenschaft für den Bogendraht hervorragend.

Die Erfindung stellt eine kieferorthopädische Vorrichtung, umfassend einen Hauptkörper für kieferorthopädische Behandlung und eine mit dem Hauptkörper verbundene Verbindungsbasis, welche in der Lage ist, an den Zähnen zu haften, bereit, wobei der Hauptkörper und die Verbindungsbasis jeweils kristallisierendes Calciumphosphatglas umfassen. Da der Hauptkörper und die Verbindungsbasis jeweils das kristallisierende Calciumphosphatglas umfassen, welches Weiß- und Teiltransparenz aufweist, ist die ästhetische Wahrnehmung der kieferorthopädischen Vorrichtung hervorragend.
Die das kristallisierende Calciumphosphatglas umfassende Verbindungsbasis erfordert ferner keine besondere Behandlung, wie es bei einem Keramikbracket der Fall ist und kann mit einem Haftmittel für kieferorthopädische Zwecke sicher an den Zähnen geklebt werden, und die Herstellungskosten für die kieferorthopädische Vorrichtung können reduziert werden.
Die kieferorthopädische Vorrichtung mit kristallisierendem Calciumphosphatglas benötigt kein metallisches Einsatzstück, wie es bei kieferorthopädischen Vorrichtungen aus Kunststoff zu sehen ist, und benötigt ebenfalls keine bestimmte Behandlung zum For men einer Verstärkungsschicht, wie es bei konventionellen kieferorthopädischen Vorrichtungen aus Glas der Fall ist, sie hat aber trotzdem genügende Festigkeit und Haltbarkeit als kieferorthopädische Vorrichtung. Deshalb können die Herstellungskosten der kieferorthopädischen Vorrichtung verringert werden.
Da die Härte des kristallisierenden Calciumphosphatglases derart festgelegt werden kann, damit diese gleichwertig zu der Härte des Zahnschmelzes des Zahns ist, kann verhindert werden, dass der gegenüberliegende Zahn während der kieferorthopädischen Behandlung abgenutzt wird, und die kieferorthopädische Vorrichtung kann von den Zähnen ohne Umstände entfernt werden, ohne dass eine übermäßige Kraft nach der kieferorthopädischen Behandlung erforderlich ist.
Die kieferorthopädische Vorrichtung, insbesondere das Festbinden, wird manchmal aufgrund von ungeeigneter Entnahme, was zu übermäßigem Drehmoment durch den Bogendraht führt, oder durch unangemessene Nutzung einer Drahtschneideeinrichtung während des Schneidens des Verbindungsdrahtes, nachdem der Bogendraht und die kieferorthopädische Vorrichtung verbunden worden sind, zersetzt.
Auch in solchen Fällen sind die kieferorthopädischen Vorrichtungen aus kristallisierendem Calciumphosphatglas an der Bruchstelle verhältnismäßig körnig und verletzten somit nicht die Mundschleimhaut, anders als bei Kalknatronglas, generell als herkömmliches Glas bekannt, wo die Bruchstellen schart sind.
Außerdem haftet Zahnbelag, welcher verfaulte Zähne oder periodisch wiederkehrende Krankheiten verursacht, nur schlecht an der kieferorthopädischen Vorrichtung aus kristallisierendem Calciumphosphatglas.
Bei der kieferorthopädische Vorrichtung aus dem kristallierendem Calciumphosphatglas ist es nicht notwendig, die metallische Zwischenlage wie oben beschrieben einzuführen, und es ist somit möglich, eine kieferorthopädische Vorrichtung bereitzustellen, welche die Allergie verursachende Substanz, wie beispielsweise Nickel, nur schwierig erzeugt.
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend beschrieben.
Das kristallisierende Calciumphosphatglas umfasst, 10 bis 60 Gew.-% an CaO, 25 bis 85 Gew.-% an P₂O₅, 5 bis 25 Gew.-% an Al₂O₃ und 0,01 bis 5 Gew.-% an Li₂O. Durch Aufbereiten des kristallisierenden Calciumphosphatglases mit der obigen Zusammensetzung, weist die kieferorthopädische Vorrichtung eine hohe Kristallisationsrate, insbesondere bei Kristallisierung auf und erzeugt eine feine und geschlossene kristallisierte Struktur, erhält hohe Festigkeit und zweckmäßige Härte, die keine Zahnabreibung des Zahnschmelzes der Zähne verursacht, und hat eine Transparenz, angleichend zu der des Zahnschmelzes, trotz der hohen Kristallinität.
Die kieferorthopädische Vorrichtung ist derart beschaffen, so dass eine Vickershärte Hv, basierend auf JIS Z2244 des kristallisierenden Calciumphosphatglases 4,5 GPa oder weniger ist und eine Biegefestigkeit, basierend auf JIS R1601 des kristallisierenden Calciumphosphatglases ist 100 MPa oder mehr. Gemäß dieser Struktur ist die Vickershärte des kristallisierenden Calciumphosphatglases 4,5 GPa oder weniger, und ist im Vergleich zu der Vickershärte Hv (ungefähr 3,4 bis 3,8 GPa) des Zahnschmelzes der Zähne nicht zu Hart. Während der kieferorthopädischen Behandlung kann somit die Gefahr, den Zahnschmelz des gegenüberliegenden Zahns zu beschädigen verringert werden, und nach der kieferorthopädischen Behandlung kann die kieferorthopädische Vorrichtung auf einfache Weise von den Zähnen entnommen werden, ohne dass eine übermäßige Kraft erforderlich ist.
Die Biegefestigkeit des kristallisierenden Calciumphosphatglases ist 100 MPa oder mehr, so dass die kieferorthopädische Vorrichtung genügende Festigkeit gegenüber des Drehmoments des Bogendrahts, oder der Verbindung des Verbindungsdrahts hat, und die Wahrscheinlichkeit der Zersetzung der kieferorthopädischen Vorrichtung während der kieferorthopädischen Behandlung kann reduziert werden.
Der Hauptkörper und die Verbindungsbasis sind integral mit dem kristallisierenden Calciumphosphatglas mit den gleichen Komponenten geformt, und die kieferorthopädische Vorrichtung ist derart beschaffen, dass die Haftfestigkeit zwischen den Zähnen und der Verbindungsbasis 7 MPa oder höher pro Flächeneinheit ist. Durch Festlegen der Haftfestigkeit auf 7 MPa oder mehr kann die Haftung für eine Periode von 18 bis 24 Mona ten, was eine generelle Periode für eine kieferorthopädische Behandlung ist, sicher gewährleistet werden, auch wenn ein Patient herkömmliche Mahlzeiten zu sich nimmt.
Eine Oberflächenrauheit der Verbindungsbasis, basierend auf JIS B0601, ist 10 μm oder mehr. Gemäß diesem Merkmal wird eine wesentliche Haftfläche zwischen der Verbindungsbasis und dem Haftmittel für die kieferorthopädische Behandlung erhöht und gleichzeitig kann ein Verankerungseffekt erhalten werden, so dass die kieferorthopädische Vorrichtung noch sicherer an den Zähnen haften kann. Der oben beschriebene Bereich der Oberflächenrauheit kann auf geeignete Art und Weise durch Ätzen mit einer phosphorigen Säure durchgeführt werden. Dieses Ätzen mit einer phosphorigen Säure kann auf einfache Weise von einem Arzt von seinem Arbeitsstuhl aus durchgeführt werden, und die Verbindungsbasisoberfläche einer kieferorthopädischen Vorrichtung kann durch Sandstrahlen grob bearbeitet werden und anschließend der Ätzung mittels phosphoriger Säure, als eine Vorbehandlung zu der Haftung unterzogen werden. Dieses ist sehr nützlich, um die Haftfestigkeit zu erhöhen.
Der Hauptkörper besitzt Schlitze als kieferorthopädische Mittel. Gemäß dieser Ausführung umfasst der Schlitz das kristallisierte Calciumphosphatglas und wenn der Bogendraht in dem Schlitz eingelegt wird, um die kieferorthopädische Behandlung durchzuführen, ist die Gleiteigenschaft des Bogendrahts zu dem Schlitz gleichwertig oder höher als die des Metallschlitzes, und ist hervorragend. Insbesondere ist es möglich, eine kieferorthopädische Vorrichtung bereitzustellen, welche die Allergie verursachende Substanz, repräsentiert durch z. B. Nickel, nur schwierig erzeugt.
Die kieferorthopädische Vorrichtung ist derart beschaffen, dass die dynamische Reibungskraft, wenn ein Bogendraht entgegen dem Boden des Schlitzes bei 1,96 N (200 gr) gepresst wird, 0,98 N (100 gr) oder weniger ist. Gemäß diesem Merkmal kann die Gleiteigenschaft des Bogendrahts zu dem Schlitz hervorragend ausgebildet werden.
Die Schlitze sind mit einer Metallschlitzzwischenlage mit U-förmigem Querschnitt in der Innenseite davon vorgesehen.
Die Verstärkung, welche allgemein als wesentlich erachtet wird, des Kunststoffbrackets durch die Metallzwischenlage neigt dazu, die ästhetische Wahrnehmung zu vermindern und erhöht die Herstellungskosten. Außerdem, wenn die Einlage aus einem rostfreien Stahl hergestellt wird, wird eine Metallallergie durch Nickel oder Chrom verursacht.
Das kristallisierende Calciumphosphatglas hat jedoch eine genügende Festigkeit im Vergleich zu Kunststoffen und die Verstärkung durch die Metallzwischenlage ist nicht immer notwendig, aber abhängig von den Typen und Formen der Zähne, an welchen das Bracket angehaftet wird, und die Art der kieferorthopädischen Behandlung, ist die Anordnung der Metallschlitzzwischenlage effizient, wenn man erwünscht, die Festigkeit des Brackets zu erhöhen.
Gemäß der obigen Struktur ist die Gleiteigenschaft des Bogendrahts zu dem Schlitz hervorragend, und die kieferorthopädische Vorrichtung mit hoher Festigkeit kann bereitgestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht des Brackets gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 ist eine gesamte perspektivische Ansicht, welche die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Brackets gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
4 ist eine Draufsicht des Brackets gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, gesehen von der Schlitzseite;
5 ist eine Teilschnittansicht entlang der Linie A-A in 3;
6 ist eine Fotografie der geschnittenen Fläche des Brackets des Beispiels;
7 ist eine Fotografie der geschnittenen Fläche des Einkristall Aluminiumoxids Keramikbrackets; und
8 ist eine Fotografie einer geschnittenen Fläche des Polykristall Aluminiumoxid Keramikbrackets.

1: Hauptkörper
2: Verbindungsbasis
3: Bogendraht
10, 30: Bracket (kieferorthopädische Vorrichtung)
11: Zähne
21: Schlitz
32: Metallschlitzzwischenlage

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in Bezug zu den beigefügten Zeichnungen erläutert.
Wie in 1 gezeigt, ist die kieferorthopädische Vorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung ein Bracket 10, umfassend einen Hauptkörper 1 für kieferorthopädische Behandlung von Zähnen 11 und eine mit dem Hauptkörper 1 verbundene Verbindungsbasis 2, welche in der Lage ist, an den Zähnen 11 zu haften. Der Hauptkörper 1 und die Verbindungsbasis 2 umfassen jeweils das kristallisierende Calciumphosphatglas.
Verfahren zum Anwenden des kristallisierenden Calciumphosphatglases an Zahnbrücken-Instandsetzungsmaterialien, artifiziellen Zahnwurzeln und artifiziellen Knochen sind in den JP-A-60-28911, 60-96544, 60-131835, 60-180931, 60-221342, 61-56111, 61-58836, 61-72638, 61-179143, 61-186247, 61-197463, 62-56334, 62-56335, 62-56337, 62-128947, 2-26846, 2-44039, 2-126884 und 4-18007 offenbart.
Der Hauptkörper 1 des Brackets 10 und die Verbindungsbasis 2 gemäß der Erfindung können auf geeignete Weise durch Schmelzen von Glas- Rohmaterialzusammenset zungen, wie in den obigen Veröffentlichungen beschrieben, und durch Durchführen von konventionellen Modellausschmelzverfahren (siehe JP-A-60-131835, 1-301608, 2-25541U und 3-39016U) hergestellt werden. ES gibt keinen Stand der Technik, der das kristallisierende Calciumphosphatglas als eine kieferorthopädische Vorrichtung benutzt.
Das kristallisierende Calciumphosphatglas umfasst vorzugsweise: 10 bis 60 Gew.-% an CaO, 25 bis 85 Gew.-% an P₂O₅, 5 bis 25 Gew.-% an Al₂O₃ und 0,01 bis 5 Gew.-% an Li₂O.
Die Schmelztemperatur ist hoch und Verglasung ist schwierig, wenn CaO 60 Gew.-% überschreitet oder P₂O₅ weniger als 25 Gew.-% ist. Andererseits sinkt die Schmelztemperatur und Verglasung ist einfach, wenn CaO weniger als 10 Gew.-% oder P₂O₅ 85 Gew.-% überschreitet, jedoch ist eine kristallisierende Behandlung schwierig und übermäßige phosphorige Säure wird freigesetzt, was zur chemischen Instabilität führt.
Andererseits, wenn Al₂O₃ 25 Gew.-% überschreitet, ist die Schmelztemperatur hoch und die Verglasung schwierig. Wenn sie weniger als 5 Gew.-% ist, werden Al₂O₃·P₂O₅ Kristalle nicht erzeugt, oder die Menge an erzeugten Kristallen ist gering, und es ist schwierig, das Eintreffen von inneren Defekten, wie beispielsweise Luftblasen zu vermeiden.
Ferner, wenn Li₂O 5 Gew.-% überschreitet, ist sie chemisch instabil und wenn sie weniger als 0,01 Gew.-% ist, ist es schwierig, eine feine kristallisierende Struktur zu erhalten.
Die ästhetische Wahrnehmung des Brackets 10, hergestellt wie oben beschrieben, ist hervorragend, da das kristallisierende Calciumphosphatglas eine weiße Teil-Transparenz aufweist. Wo Farbmittel (Fe, Ce, W, Ti, Ni, Ru und andere) wie vorgesehen hinzugefügt werden, können Töne, ähnlich zu den von natürlichen Zähnen erzeugt werden.
Die Verbindungsbasis 2 des Brackets 10 wird an die Zähne 11 durch z. B. ein Haftmittel für kieferorthopädische Zwecke am Anfang der kieferorthopädischen Behandlung geklebt. Wenn erwünscht ist, dass das keramische Bracket sicher an den Zähnen haftet, ist es notwendig, ein Silanverbindungsmittel auf die Verbindungsbasis 2 aufzulegen oder eine mechanische Verriegelung bereitzustellen.
Die Haftung zwischen dem Kunststoffbracket und den Zähnen durch das Haftmittel vertraut auf die Kompatibilität zwischen dem Kunststoff und einem Lösungsmittel des Haftmittels, und die Haftfestigkeit war bisher ungenügend.
Das kristallisierende Calciumphosphatglasbracket 10 enthält jedoch Phosphor und Calcium, welche Zahnschmelz Bestandteile der Zähne sind und insbesondere erzeugt eine Ionenkomponente des Calciums Chelatkombinationen mit unterschiedlichen organischen Verbindungen, welche in dem Haftmittel enthalten sind. Demzufolge kann die Haftfestigkeit, welche für die kieferorthopädische Vorrichtung geeignet ist, erhalten werden, ohne dass eine bestimmte Behandlung an der Verbindungsbasis 2 durchgeführt wird.
Es wird als ideal erachtet, dass die Haftfestigkeit der kieferorthopädische Vorrichtung 70 bis 120 N für Vorderzähne (mittige Schneidezähne, seitliche Schneidezähne und Eckzähne), 100 bis 150 N für vordere Backenzähne und 150 bis 200 N für Mahlzähne ist und die Haftfestigkeit von ungefähr 10 N pro 1 mm² wird als ein grober Standard verlangt. Gemäß dem Bracket 10 der Erfindung kann die Haftfestigkeit einfach innerhalb des idealen Bereichs kontrolliert werden.
Wenn notwendig, kann z. B. ein Ätzen mit einer phosphorigen Säure auf der Verbindungsbasis 2 durchgeführt werden, damit die Oberflächenrauheit 10 μm oder mehr, basierend auf JIS B0601 wird. Vorzugsweise ist die Oberflächenrauheit 10 bis 100 μm. Zum Ätzen mit der phosphorigen Säure kann eine konventionelle phosphorige Säurelösung oder eine phosphorige Säure Ätzgallerte, welches ein Teil des kieferorthopädischen Haftmittels ist, ohne besondere Einschränkungen benutzt werden, und durch die Ätzbehandlung mit der phosphorigen Säure kann das Bracket 10 auf sichere Art und Weise an den Zähnen 11 gehaftet werden. Insbesondere in dem Fall, wo ein kleines Bracket oder wenn die kieferorthopädischen Klammern der Verbindungsbasis mit knappem Abstand, wie z. B. das Buccalrohr für einen zweiten Mahlzahn benutzt wird, ist die Ätzung mit der phosphorigen Säure erwünscht, um eine zuverlässige Haftfestigkeit zu erhalten.
Das somit an den Zähnen 11 gehaftete Bracket 10 hat den Hauptkörper 1, umfassend Schlitze 21 und Verbindungen 22 in die Richtung, welche die Schlitze 21 trennt, die als kieferorthopädische Mittel (siehe 2A) dienen. Das Bracket 10 und der Bogendraht 3 werden durch Einlegen des Bogendrahts 3 mit Quadratischen Querschnitt in die Schlitze 21 und Verbinden der Verbindungen 22 und des Bogendrahts 3 mit einem Verbindungsdraht 4 (siehe 2B) verbunden. Für andere Zähne (nicht dargestellt) wird ein Bracket (nicht dargestellt) mit derselben Struktur wie das Bracket 10 angehaftet und das Bracket, welches an den Zähnen haftet, wird von dem Bogendraht 3 überbrückt, so dass die kieferorthopädische Behandlung initiiert wird. Als der Bogendraht 3 kann ein Bogendraht mit kreisförmigem Querschnitt in einem Anfangsstadium der Behandlung benutzt werden.
Der Schlitz 21 umfasst das kristallisierende Calciumphosphatglas. Demzufolge ist die Gleiteigenschaft des Bogendrahts zu dem Schlitz 21 gut und der Schlitz muss nicht notwendig aus einem Metall erzeugt werden, wie es bei Keramikbrackets der Fall ist.
Vorzugsweise wird der Schlitz 21 zusammengesetzt, indem die Zusammensetzung des kristallisierenden Calciumphosphatglases derart geändert wird, dass die dynamische Reibungskraft 0,98 N (100 gr) oder weniger ist, wenn der Bogendraht 3 entgegen dem Boden 21a des Schlitzes 21 bei einer Last von 1,96 N (200 gr) gepresst wird, damit eine gute Gleiteigenschaft gewährleistet wird. Das Material des benutzten Bogendrahts 3 ist ein Metall, wie beispielsweise Legierungen von rostfreiem Stahl, Kobalt-Chrom, Nickel-Titan, (3-Titan und dergleichen. Streng gesehen Schwanken die Werte der dynamischen Reibungskraft abhängig von dem Metalltyp, welcher benutzt wird, wenn die dynamische Reibungskraft gemessen wird, aber diese Schwankungen können innerhalb des oben beschriebenen Bereiches vernachlässigt werden (siehe die Literatur "The dynamic frictional resiststance between orthodontic brackets and archwires", Tselepis et al. AJODO 1994, 106: 131 bis 138).
Vorzugsweise wird der Hauptkörper 1 des Brackets 10 und die Verbindungsbasis 2 zu einem Körper mit dem kristallisierendem Calciumphosphatglas mit denselben Komponenten vereinigt und die Haftfestigkeit zwischen den Zähnen 11 und der Verbindungsbasis 2 ist 7 MPa oder mehr pro Flächeneinheit. Wie oben bereits erwähnt, durch Festlegen der Haftfestigkeit auf 7 MPa oder mehr, kann die Haftfestigkeit über eine Periode von 18 bis 24 Monaten, welche generell als eine Periode zur kieferorthopädischen Behandlung erachtet wird, gewährleistet werden, auch wenn ein Patient gewöhnliche Mahl zeiten zu sich nimmt. Es wird angenommen, dass die Haftung das Haftmittel für generelle Zwecke (organisches Haftmittel) nutzt, und die Haftfestigkeit ist hauptsächlich von der Zusammensetzung des krstallisierenden Calciumphosphatglases und der Oberflächenbeschaffenheit der Verbindungsbasis abhängig. Das heißt, z. B. wird die Zusammensetzung des kristallisierenden Calciumphosphatglases geändert oder die Oberflächenbeschaffenheit der Verbindungsbasis wird derart ausgeformt, dass die Haftfestigkeit 7 MPa oder höher ist. Die Oberflächenbeschaffenheit der Verbindungsbasis kann durch Sandstrahlen oder einer Ätzbehandlung mit phosphoriger Säure ausgeformt werden.
Es ist erwünscht, kristallisierendes Calciumphosphatglas mit der Biegefestigkeit von 100 MPa oder höher, basierend auf JIS R1601 zu benutzen, indem die Zusammensetzung des kristallisierenden Calciumphosphatglases geändert wird, wodurch die Gefahr der Zerstörung des Brackets 10 während der kieferorthopädischen Behandlung verringert wird.

Nebenbei bemerkt ist es bekannt, dass kristallisierendes Calciumphosphatglas, natürlicher Zahnschmelz, Aluminiumoxid-Keramik und Zirkoniumoxid-Keramik die Härtezahlen, wie in Tabelle 1 angezeigt, aufweisen. Tabelle 1

Material	Vickershärte (GPa)
kristallisierendes Calciumphosphatglas	4,1
Zahnschmelz von natürlichen Zähnen	3,8
Aluminiumoxid-Keramik	15,6 bis 17,0
Zirkoniumoxid-Keramik	13,7 bis 14,7

Wie in Tabelle 1 gezeigt, weist das kristallisierende Calciumphosphatglas, enthaltend 19 Gew.-% an CaO, 69 Gew.-% an P₂O₅, 5 Gew.-% an Al₂O₃ und 1,5 Gew.-% an Li₂O einen niedrigeren Härtewert (Vickershärte), als die Aluminiumoxid-Keramik und Zirkoniumoxid-Keramik auf und ist im Wesentlichen gleichwertig zu der Härte des Zahnschmelzes.
Demzufolge besteht bei dem kristallisierenden Calciumphosphatglas-Bracket 10 nicht die Gefahr, dass gegenüberliegende Zähne während der kieferorthopädischen Behandlung abgenutzt werden. (Um sicherzustellen, dass die Gefahr der Abnutzung der gegenüberliegenden Zähne verringert wird, wird erwünscht, die Zusammensetzung des kristallisierenden Calciumphosphatglases derart zu verringern, damit die Vickershärte Hv des Brackets 4,5 GPa oder weniger ist.)
Außerdem, beim Entnehmen des Brackets 10 von den Zähnen 11 nach der Behandlung, ist eine übermäßige Kraft nicht notwendig, so dass nur eine geringe Gefahr besteht, dass der Zahnschmelz der Zähne beschädigt wird.
Es ist bekannt, dass Zahnbelag nur schwer an der Oberfläche von kristallisierendem Calciumphosphatglas haftet (siehe In-vitro-Test beschrieben in Bd. 10, Nr. 1, 102 bis 116 (1991) Dental Materials and Equipment, "Experimental study conceming Surface conditions of calcium phosphate crystallizing glass and adherence of streptococcus mutans"), und das kristallisierende Calciumphosphatglas-Bracket 10 ist während der kieferorthopädischen Behandlung sehr hygienisch.
Das Bracket 10 wurde als die kieferorthopädische Vorrichtung gemäß des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert, aber die Schlitze des Hauptkörpers können in der Innenseite davon vorgesehen werden, mit einer Metallschlitzzwischenlage mit U-förmigem Querschnitt entlang dem querverlaufenden Querschnitt, um die Festigkeit des Brackets auf geeignete Weise gemäß den Typen oder Formen der Zähne, an welche das Bracket gehaftet wird, zu erhöhen.
3 zeigt eine Struktur zum Erhöhen der Festigkeit des Brackets. In einem Fall einer kieferorthopädischen Vorrichtung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfin dung hat das Bracket 30 eine Struktur, wo eine Metallschlitzzwischenlage 21 mit einem U-förmigen Querschnitt, betrachtet in querverlaufender Richtung, in dem Schlitz 31 eingebettet ist.
Die Metallschlitzzwischenlage 32 hat Polster 33, die sich in Richtung der Breite erstrecken, wodurch verhindert wird, dass die Metallschlitzzwischenlage 32 in eine Längsrichtung X des Schlitzes 31 gleitet. Genauer gesagt, wie in 4 gezeigt, in einem Zustand, wo die Metallschlitzzwischenlage 32 montiert wird, werden die Polster 33 in die Vertiefungsabschnitte 36 des Schlitzes 31 eingeführt, um zu verhindern, dass die Schlitzzwischenlage 31 sich in Längsrichtung bewegt. Außerdem ist die Metallschlitzzwischenlage 32 mit Wangen (flares) 34 versehen, welche mit geeigneten Krümmungsradien an den Enden in die mesiodistale Richtung gekrümmt sind, wodurch der Bogendraht davon abgehalten wird, an den Enden in die mesiodistale Richtung der Metallschlitzzwischenlage 32 einzugreifen, und auch verhindert wird, dass die Gleiteigenschaft verringert wird.
Beispiele von Materialien für die Metallschlitzzwischenlage 32 enthalten β-Titanlegierung aus Ti-15 Mo-5 Zr-3 Al- und Ti-Nb-Sn-Legierung. Diese Legierungen ermöglichen es, die Metallschlitzzwischenlage 32 mit hervorragender Verarbeitbarkeit und hoher Festigkeit herzustellen und welche nur schwierig Allergie verursachende Substanz erzeugt.
Das Bracket 30 hat Stufen 35 an den Schlitz 31, und wie in 5 gezeigt, sind obere Abschnitte 32a der Metallschlitzzwischenlage 32 und die Stufe 35 miteinander verwickelt, so dass die Metallschlitzzwischenlage 32 in Eingriff mit dem Schlitz 31 ist.
Außer dem oben beschriebenen Bracket 30 kann ein Bracket hergestellt werden, worin eine Metallschlitzzwischenlage an die Innenseite des Schlitzes 31 mittels eines Zahnklebemittels geklebt wird.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung wurden oben beschrieben, jedoch sind die Formen, Dimensionen, Arten, Anzahl, Anordnungsposition und andere Merkmale des Hauptkörpers, der Schlitze des Hauptkörpers und der Verbindungen nicht besonders eingeschränkt, sofern diese die Erfindung erfüllen.
In den Ausführungsbeispielen wurde die Erfindung unter Verwendung eines Brackets erläutert, die Erfindung kann jedoch an anderen kieferorthopädischen Vorrichtungen, wie beispielsweise kieferorthopädischen Klammem zum direkten Anhaften an Zahnbrücken, wie beispielsweise Buccalrohre, Folien, Knöpfen, Verbindungsanbringungen und dergleichen angewandt werden.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele detaillierter beschrieben, es soll jedoch verstanden werden, dass die Erfindung nicht als beschränkt ausgelegt werden soll.
Herstellung von Brackets des Beispiels (kristallisierendes Calciumphosphatglas-Bracket):
Glasausgangsmaterial mit einer Zusammensetzung, umfassend CaO 19 Gew.-%, P₂O₅ 69 Gew.-%, Al₂O₃ 10 Gew.-% und Li₂O 1,5 Gew.-% wurde gemäß konventionellen Modellausschmelzverfahren gegossen, um Brackets gemäß des Beispiels auf die folgende Art und Weise bereitzustellen.
Unter Verwendung einer Form, welche die Strukturen mit denselben Formen, wie das in 1 gezeigte Bracket 10, herstellen kann, insbesondere die Strukturen mit derselben Form wie ein oberes linkes Bracket (Orthoesta^® (0,018'' Schlitzgröße und Haftfläche ist 12 mm²), Markenname von Tommy Inc.) wurde ein Kunststoffbracketmodell, in welchem ein Hauptkörper und eine Verbindungsbasis integral vereint wurden, hergestellt (der Kunststoff war ein thermoplastisches Polypropylen).
Das somit hergestellte Kunststoffbracket wurde in einem Wachseinguss implantiert und der hergestellte Wachseinguss, welcher mit einem Baum verbunden war, wurde dann in eine Aufschlämmung eines Phosphattyp Formstoffmaterials eingebettet, welches Vakuumentschäumen unterzogen wurde (Markenname: "Crycera investment material", hergestellt von Kyutai Dentoceram Inc.). Die Aufschlämmung des Phosphattypformstoffmaterials wurde ausgehärtet, um ein eingebettetes Phosphatmaterial zu erhalten, welches das Kunststoffbracket darin eingebettet hatte.
Das ausgehärtete Phosphattypformstoffmaterial wurde nach dem Aushärten erwärmt und für 40 min bei 800°C geglüht, um das Kunststoffbracket und den Baum aus dem Formstoffmaterial auszuschmelzen, wodurch ein Gussmodell mit einem Hohlraum (offene Stelle) mit einer Form, entsprechend der des an dem Baum verbundenen Brackets, hergestellt wurde.
Ein geschmolzenes Glas, welches durch Erwärmen der Glasausgangsmaterialzusammensetzung bei 1310°C erhalten wurde, wurde unter Druck in den Hohlraum des Gussmodells, welches aus dem Phosphatformstoffmaterial hergestellt wurde, eingeführt. Nach dem Gießen wurde der Glasgusskörper durch die Sandstrahlmethode aus dem Phosphatformstoffmaterial-Gussmodell herausgenommen. Der Glasguss wurde für 12 Stunden bei 560 bis 570°C erwärmt und dann für 2 Stunden für 640°C erwärmt, um dadurch eine Kristallisierungsbehandlung durchzuführen (Ausfällen von Kristallen aus β-Calciummetaphosphat). Abschließend wurde das kristallisierte Glasprodukt Trommelschleifen unterworten, um Fertigpolieren durchzuführen, wodurch das Bracket gemäß des Beispiels erhalten wurde (Calciumphosphat-kristallisierte Glasbracket).
Im Vergleich zu dem am Anfang hergestellten Kunststoffbracket hatte das Bracket des Beispiels eine prozentuelle Schrumpfung von nur 0,6% und die Dimensionsänderungen im Vergleich zu dem Kunststoffbracketmodell konnten im Wesentlichen vernachlässigt werden. Die Dimension des Schlitzes, in welchen der Bogendraht eingelegt wurde, kann eine Genauigkeit von innerhalb ungefähr 20 μm gewährleisten und eine bestimmte Nachbearbeitung ist nicht notwendig. Demzufolge konnte das Bracket mit hoher Maßgenauigkeit erhalten werden.
Haftfestigkeitstest des Brackets gemäß dem Beispiel:
Zwei Typen von Haftmitteln für kieferorthopädische Behandlungen "Super Bond" (hergestellt von Sun Medical Inc.) und "Ortho-Lock Bond" (hergestellt von GAC International Inc.) wurden an der Verbindungsbasis der Brackets des Beispiels (Proben Nr. 1 bis 5) appliziert und wurden an den Enden einer Acrylharzklebefläche angeklebt (Durchmesser: 8 mm und Dicke: 10 mm), gefolgt durch Aufstellen für 24 Stunden bei 37°C. Die Haftfestigkeitstests bezüglich Abscherung und Spannung des Brackets wurden in einer trockenen Atmosphäre unter Verwendung eines elektronischen Universaltensiometers, Modell-Nr. 5567 (hergestellt von Instron Inc.) durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten angegeben.
Tabelle 2 Haftfestigkeit der Brackets der Beispiele
Wie oben beschrieben, ist die Haftfestigkeit des Brackets vorzugsweise ungefähr 10 N pro 1 mm². Deshalb, da die Fläche der Verbindungsbasis der Brackets in dem Beispiel 12 mm² ist, ist die Haftfestigkeit vorzugsweise ungefähr 120 N.
Wie oben in Tabelle 2 gezeigt, gemäß den Brackets des Beispiels, obwohl eine zusätzliche Vorbehandlung zum Erhöhen der Haftfestigkeit an der Verbindungsbasis nicht durchgeführt wurde, wurde bestätigt, dass die erwünschte Haftfestigkeit erzielt werden konnte.
Gleiteigenschaftstests für rechteckigen Bogendraht des Brackets:
"0,017" × 0,025'' rechteckiger Bogendraht (rostfreier Stahl) (hergestellt durch GAC International Inc.) wurde in den Schlitzen der Hauptkörper der Brackets (Proben Nr. 1 bis 5) in dem Beispiel eingelegt, und der rechteckige Bogendraht und die Verbindungen wurden wie in 2B unter Verwendung eines polyurethanelastischen Verbindungsring "ERL 990" (hergestellt von GAC International Inc., Markenname: Las-Tie) verbunden. Die Verbindungsbasis des Brackets wurde fixiert angeklebt und gleichzeitig wurde der rechteckige Bogendraht gegen den Boden des Schlitzes bei einer Last von 1,96 N (200 gr) gepresst und eine dynamische Reibungskraft wurde bei Bewegung des rechteckigen Bogendrahts in Längsrichtung bei einer Rate von 1,3 mm/min mit einem Lasttester "Modell 1305D" Aiko Engineering Inc. gemessen (maximale und minimale Reibungskraft bei Bewegung des rechteckigen Bogendrahts wurde gemessen), um so die Gleiteigenschaftstests des rechteckigen Bogendrahts der Brackets durchzuführen.
Ähnliche Tests der Gleiteigenschaft wurden bei Keramikbrackets "Crystaline^®" (hergestellt von Tommy Inc.), Kunststoffbrackets mit einer Metallzwischenlage "Orthoesta^®" (hergestellt von Tommy Inc.) und Metallbrackets "Omni Arch^®" (hergestellt von Tommy Inc.) mit denselben Formen, wie die Brackets gemäß des Beispiels durchgeführt.
Allgemein gesehen, je niedriger der Wert der dynamischen Reibungskraft des Brackets, umso hervorragender ist die Gleiteigenschaft in Bezug auf den rechteckigen Bogendraht.
Die Testergebnisse der Gleiteigenschaft sind in Tabelle 3 unten angegeben. Die untere Grenze der dynamischen Reibungskraft entspricht der oben beschriebenen minimalen Reibungskraft, und die obere Grenze der dynamischen Reibungskraft entspricht der maximalen Reibungskraft. Betreffend das Beispiel, die unteren Grenzen sind die Durchschnittswerte von Messungen der minimalen Reibungskraft der Proben Nr. 1 bis 5 und die oberen Grenzen sind die Durchschnittswerte bei Messung der maximalen Reibungskraft der Proben Nr. 1 bis 5.
Tabelle 3
Anmerkungen:
Werte innerhalb () sind in gr ausgedrückt

A:: kristallisiertes Calciumphosphatglas Bracket
B:: Keramikbracket
C:: Kunststoffbracket mit Metallzwischenlage
D:: Metallbracket

Wie in Tabelle 3 gezeigt, wurde bestätigt, dass die dynamische Reibungskraft bei Nutzung der Bracket gemäß des Beispiels (kristallisiertes Calciumphosphatglas Bracket) den niedrigsten Wert zeigte und die Gleiteigenschaft war am besten.
Das Bracket gleitet auf und ab entlang des Bogendrahts oder stoppt während der tatsächlichen kieferorthopädischen Behandlung. Deshalb wird angesehen, dass die Reibung zwischen dem Bracket und dem Bogendraht durch alternierende Wiederholungen der dynamischen Reibung und der statischen Reibung bewirkt wird.
Ein Verfahren von kontinuierlichem Gleiten des Bogendrahts, welcher mit dem Schlitz des Brackets verbunden ist, und Messen der Reibungskraft während dieser Gleitperiode durch den Universaltester ist generell als ein Verfahren zum Bewerten der Reibung der Brackets und des Bogendrahts bekannt. Dieses Verfahren erhält einen Graph mit einer Vielzahl von Spitzen in Richtung der Ordinatachse, wenn die Bewegungsmenge des Bogendrahts an einer Abszissenachse angezeigt wird und die Reibungskraft zwischen dem Bracket und dem Bogendraht wird an einer Ordinatachse angezeigt. Deshalb, z. B., wird die Reibungskraft bei Spitzen, außer einer ersten Spitze am Anfangsstadium des Gleitens gemittelt, wodurch die Reibung zwischen dem Bracket und dem Bogendraht in Bezug auf dynamische Reibungskraft bewertet wird.
Fast alle Forschungsberichte betreffend Bewertung der Reibung zwischen dem Bracket und dem Bogendraht offenbaren Verfahren zum Bewerten der dynamischen Reibungskraft. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache werden die maximale Reibungskraft und die minimale Reibungskraft unter Verwendung einer Vielzahl von Proben bei der Erfindung gemessen, und die Gleiteigenschaft wird durch den Durchschnittswert der minimalen Reibungskraft und den Durchschnittswert der maximalen Reibungskraft bewertet.
Beobachtungstest der Bruchfläche des Brackets:
Die Tests wurden unter Benutzung der Brackets des Beispiels durchgeführt, d. h. Einkristall Aluminiumoxid Keramikbracket (Al₂O₃: 100 Gew.-%) und Polykristall Aluminiumoxid Keramikbracket (Al₂O₃: 99,6 Gew.-% und MgO: 0,4 Gew.-%). Das Einkristall Aluminiumoxid Keramikbracket wird gemäß einem in der JP-A-60-234656 offenbarten Verfahren hergestellt. Das Polykristall Aluminiumoxid Keramikbracket wird durch Formen eines Aluminiumoxidpulvers in einen Presskörper und dann Sintern desselben bei hohen Temperaturen hergestellt. Verstreute Fragmente, wenn die Bindungen dieser Brackets unter Zwang zerbrochen werden, wurden in Stereofotografien mit 20-facher Vergrößerung gezeigt. Die Fotografie der Bruchfläche des Brackets gemäß dem Beispiel ist in 6 gezeigt, die Fotografie der Bruchfläche des Einkristall Aluminiumoxid Keramikbrackets ist in 7 gezeigt und die Fotografie der Bruchfläche des Polykristall Aluminium Keramikbrackets ist in 8 gezeigt.
Wie in den 6 bis 8 gezeigt, wurde bestätigt, dass die Bruchfläche des Einkristall Aluminiumoxid Keramikbrackets und des Polykristall Aluminiumoxid Keramikbrackets schart ist, während die Bruchfläche des Brackets gemäß des Beispiels verhältnismäßig körnig ist. Gemäß dem Bracket des Beispiels ist die Bruchfläche körnig, auch wenn sie zerbrochen wird, so dass die Mundhöhle nicht verletzt wird.
Gemäß der Erfindung umfassen der Hauptkörper und die Verbindungsbasis jeweils ein kristallisiertes Calciumphosphatglas. Deshalb ist es möglich, eine kieferorthopädische Vorrichtung mit allen dieser folgenden Merkmale 1) bis 9) bereitzustellen:

1) Herstellungskosten können reduziert werden;
2) ästhetische Wahrnehmung ist hervorragend;
3) ausreichende Festigkeit und Dauerhaftigkeit für die kieferorthopädische Vorrichtung wird bereitgestellt;
4) eine Allergie erzeugende Substanz kann nur schwierig entstehen;
5) die Haftung an den Zähnen ist gewährleistet;
6) die gegenüberliegenden Zähne werden während der kieferorthopädischer Behandlung weniger abgenutzt;
7) Zahnbelag, welcher verfaulte Zähne oder periodische Krankheiten verursacht kann nur schwierig an dem Bracket während der kieferorthopädischen Behandlung haften;
8) Entnahme von den Zähnen nach der kieferorthopädischen Behandlung ist einfach; und
9) in dem Fall, wo die kieferorthopädische Vorrichtung einen Eingriff mit dem Bogendraht zum Stärken der Zähne erlaubt, ist die Gleiteigenschaft für den Bogendraht hervorragend.

Claims

Eine kieferorthopädische Vorrichtung umfassend einen Hauptkörper für kieferorthopädische Behandlung und eine mit dem Hauptkörper verbundene Verbindungsbasis, welche in der Lage ist, an den Zähnen zu haften, wobei der Hauptkörper und die Verbindungsbasis jeweils kristallisierendes Calciumphosphatglas umfassen.
Die kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das kristallisierende Calciumphosphatglas 10 bis 60 Gew.-% CaO, 25 bis 85 Gew.-% P₂O₅, 5 bis 25 Gew.-% Al₂O₃ und 0,01 bis 5 Gew.-% Li₂O umfasst.
Die kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das kristallisierende Calciumphosphatglas eine Vickershärte HV basierend auf JIS Z2244 von 4,5 GPa oder weniger, und eine Biegefestigkeit basierend auf JIS R1601 von 100 MPa oder mehr aufweist.
Die kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörper und die Verbindungsbasis integral mit dem kristallisierenden Calciumphosphatglas mit den gleichen Komponenten geformt sind, und die Haftfestigkeit zwischen den Zähnen und der Verbindungsbasis 7 MPa oder mehr pro Flächeneinheit ist.
Die kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verbindungsbasis eine Oberflächenrauheit basierend auf JIS B0601 von 10 μm oder mehr aufweist.
Die kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörper Schlitze als kieferorthopädische Mittel besitzt.
Die kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die dynamische Reibungskraft, wenn ein Bogendraht entgegen den Boden des Schlitzes bei 1,96 N (200 gr) gepresst wird, 0,98 N (100 gr) oder weniger ist.
Die kieferorthopädische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Schlitze mit einer Metallschlitzzwischenlage mit U-förmigem Querschnitt in der Innenseite davon vorgesehen sind.