DE69322807T2

DE69322807T2 - Zahnprothese und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69322807T2
Application number: DE69322807T
Authority: DE
Inventors: Joseph Maria Nl-1689 Dd Zwaag Van Der Zel
Original assignee: Elephant Dental BV
Current assignee: Elephant Dental BV
Priority date: 1992-04-06
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1999-07-08
Anticipated expiration: 2013-04-01
Also published as: DK0565175T3; ES2127785T3; JPH067379A; EP0565175A3; EP0565175A2; DE69322807D1; US5378154A; EP0565175B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dentalprothese, wie eine Zahnkrone, ein Inlay, eine Verkleidung (Facette) oder eine Brücke, wobei wenigstens der sichtbare Teil der Prothese (die Außenseite) einer Materialabtragungs-Operation unterzogen wird mittels einer numerisch gesteuerten Mikrowerkzeugmaschine, und auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dentalprothese.
Ein Verfahren und eine Einrichtung, wie sie in der Präambel der Ansprüche 1 und 4 definiert sind, ist aus dem US Patent Nr. 5,027,281 bekannt. Die dort beschriebene Prothese wird aus einem massiven Materialblock hergestellt. Hierzu wird das Material mittels einer numerisch gesteuerten Mikrofräsmachine von besagtem Block abgetragen. Nachdem die Form der Prothese bestimmt und im Speicher eines Computers gespeichert worden ist, berechnet der Computer die Werkzeugbahn, der der Fräser zu folgen hat. Die Werkzeugbahn wird durch ebene, zueinander parallele Abschnitte der herzustellenden Prothese bestimmt. Die Werkzeugbahn, die der Fräsers während der Materialabtragungs-Operation ausführt, kann jedoch einen dreidimensionalen Kurvenverlauf haben. Um die Spuren der Werkzeugbahnen zu entfernen, welche der letzte Teil der Materialabtragungs- Operation hinterläßt, wird die Oberfläche beispielsweise mit einer rotierenden Bürste poliert.
US Patent Nr. 4,937,928 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Dentalprothese, wonach die Prothese entsprechend einem Modell in der Form des Teils des Zahns gestaltet wird, für den die Prothese bestimmt ist. Die Herstellung der Prothese erfolgt in der Weise, daß eine Anzahl von Materialschichten sukzessive auf das Modell aufgebracht werden und nach der Aufbringung einer jeden Schicht das Werkstück mittels einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine bearbeitet wird. Die Werkzeugbahn, der das Werkzeug während der besagten Operation folgt, wird mit Hilfe eines CAD/CAM Systems berechnet.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß entweder der Abstand der Werkzeugbahnen so eng sein muß, daß die einzelnen Bahnen des Endproduktes nicht mehr sichtbar sind, wozu ein erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich ist, oder das Werkstück einer intensiven Polier- oder Schleifoperation unterzogen werden muß, um ein ästhetisch zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen. Eine solche Polieropertion wird üblicherweise von Hand ausgeführt.
Ein Ziel der Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zur Herstellung einer Dentalprothese, durch das eine ästhetisch ansprechende Dentalprothese in einer effizienten Weise durch Ausführung einer Materialabtragungs-Operation mittels einer Mikrowerkzeugmachine erhalten wird.
Zur Erreichung dieses Ziels der Erfindung wird die Prothese in einer solchen Weise ausgearbeitet, daß die Werkzeugbahn einer dreidimensionalen Kurvenlinie folgt und daß ein Teil dieser Linie der Scheitellinie (die über die höchsten Teile der Prothese verläuft) und/oder der Vertiefungslinie (dem tiefsten Teil auf der Oberseite der Prothese) folgt.
In der Praxis hat es sich gezeigt, daß bei Anwendung einer Materialabtragungs-Operation auf eine Zahnprothese eine Werkzeugbahn, die der natürlichen Linie der Prothese folgt, ein natürlich aussehendes Resultat ergibt, das ästhetisch sogar besser aussieht als eine Zahnprothese mit polierter Oberfläche.
Die als dreidimensionale Kurve verlaufende Werkzeugbahn folgt somit den natürlichen Linien der Zahnoberfläche. Hierdurch wird eine Hohlkehle (Spalte) in der Zahnoberfläche erzeugt indem das Werkzeug während der Materialabtragungs-Operationen dem Verlauf der Hohlkehle folgt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Außenseite einer Prothese, die in der Form eines Zahnes gestaltet ist, durch im wesentlichen zirkulär um den Zahn verlaufende Werkzeugbahnen ausgearbeitet werden, wobei die gegenseitige Distanz der Werkzeugbahnen variiert. An lokalen Vorsprüngen der Zahnoberfläche, wo der Radius der im wesentlichen zirkulär verlaufenden Werkzeugbahn kleiner ist, kann der Abstand zwischen den Werkzeugbahnen leicht erhöht sein, wodurch die Prothese eine natürlich aussehende Erscheinungsform erhält.
Die äußere Oberfläche einer Zahnprothese kann durch Übernahme eines sogenannten Bibliotheksmodells als Startpunkt bestimmt werden, d. h. es wird eine Auswahl aus einer Anzahl von typischen Modellen von Zähnen getroffen, deren Form beispielsweise im Speicher eines Computers niedergelegt ist. Nachdem die Auswahl im Hinblick auf das Modell vorgenommen worden ist, das als Startpunkt dienen soll, ist das betreffende Model an die spezifischen Umstände und an den Raum anzupassen, der für die Prothese verfügbar ist. Dies kann von Hand geschehen durch Anzeigen der Prothese in Form des Bibliotheksmodells auf einem Computer-Bildschirm, wozu der Computer auf der Basis der Daten der in Frage stehenden Zähne und der relevanten Kieferbewegungen berechnet und anzeigt, an welchen Stellen die Prothese angepaßt werden muß. Diese Anpassung kann durch Bewegen eines Zeigers über den Bildschirm mit Hilfe einer Maus geschehen und durch Klicken der Maus an den Positionen wo Probleme auftreten, wonach der Computer eine angepaßte Form berechnet und auf dem Bildschirm anzeigt. Diese Operationen können wiederholt werden, bis eine Form der Prothese erhalten wird, die allen Anforderungen genügt. Die Werkzeugbahnen, die zur Herstellung dieser Form durch Ausführung einer Materialabtragungs-Operation notwendig sind, können dann durch den Computer berechnet werden und auf eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine übertragen werden.
Es ist auch möglich, die Form des entsprechenden Teils der Zähne in der anderen Kieferhälfte aus Startpunkt für die Form der Prothese zu nehmen. Diese Form kann mit Hilfe eines dreidimensionalen Scanners erfaßt und gespiegelt werden und nachfolgend im Speicher eines Computers aufgezeichnet werden. Die Abtastung findet durch wiederholte Bestimmung einer Schnittlinie mit der Oberfläche der Zähne in einer Ebene statt. Die Datenmenge, die zur Aufzeichnung einer in dieser Weise abgetasteten Oberfläche notwendig ist, kann wesentlich reduziert werden durch Konvertierung dieser Daten in Daten, die die Schnittpunkte eines Netzwerks von Linien aufzeichnen. Die Anzahl dieser Linien und damit die Menge der Daten kann weiter dadurch reduziert werden, daß man die besagten Linien der Form der Zahnoberfläche folgen läßt, d. h. durch Anordnen der Linien insbesondere in vorhandenen Vertiefungen. Dies kann durch Anzeigen der durch einen Scanner erhaltenen Oberfläche auf einem Computer-Bildschirm erfolgen und durch Mausklick eines Zeigers an den charakteristischen Stellen in einer Vertiefung, wonach der Computer eine Konversionsberechnung durchführt, durch welche die Schnittpunkte der Linien an die angezeigten Plätze gebracht werden. In der Praxis hat es sich gezeigt, daß es in dieser Weise möglich ist, die Form einer Zahnkrone mit einer begrenzten Zahl von Schnittpunkten, wie z. B. von 500 bis 2000, aufzuzeichnen.
Gemäß der Erfindung kann eine Zahnkrone dadurch gestaltet werden, daß die Materialabtragungs-Operation den Linien folgt, mittels der der Computer die Form der Prothese in der oben beschriebenen Weise aufgezeichnet hat.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Dentalprothese, von der wenigstens die sichtbare Außenseite der Prothese über ihre ganze Außenfläche einer Materialabtragungs-Operation unterzogen wird mit Hilfe einer numerisch gesteuerten Mikrowerkzeugmachine, wozu die machinengetriebene Bahn des Werkzeugs einer dreidimensionalen Kurvenlinie folgt und wonach Werkzeugbahnen auf der Prothese sichtbar sind und wobei ein Teil der machinengetriebenen Bahn des Materialabtragungs- Werkzeugs der Scheitellinie und/oder der Vertiefungslinie der Prothese folgt.
Zur vollständigeren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung detailliert und unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben. Obgleich eine Zahnkrone als Beispiel genommen wurde, ist die Erfindung gleichermaßen anwendbar auf andere Dentalprothesen wie ein Inlay, eine Facette oder eine Brücke.
Fig. 1 zeigt eine Zahnkrone, auf der die Werkzeugbahnen sichtbar sind, und
Fig. 2 zeigt eine Zahnkrone, die einer Feinbearbeitung unterzogen wird.
Die Zeichnungen sind lediglich schematische Darstellungen, in denen die dargestellten Proportionen zum Zweck der Klarheit von den tatsächlichen Proportionen abweichen.
Die Fig. 1 zeigt eine Zahnkrone, die auf der Unterseite durch eine Vorbereitungslinie 1 begrenzt ist. Die Zahnkrone wird einer Materialabtragungs-Operation unterzogen, beispielswiese mittels eines zugespitzten Fräsers 2 und eines Scheibenfräsers 3. Diese Werkzeuge sind nur schematisch dargestellt und nicht in ihren tatsächlichen Abmessungen. Die dargestellte Zahnkrone zeigt Werkzeugbahnen 4, d. h. die Bahnen, entlang derer die Materialabtragungs-Operation stattgefunden hat. Die Werkzeugbahnen 4 sind ebenfalls lediglich schematisch dargestellt und nicht in ihren tatsächlichen Proportionen. In der Praxis beträgt der gegenseitige Abstand der Werkzeugbahnen zum Beispiel 0,02 bis 0,2 mm. Eine Anzahl der Werkzeugbahnen folgt charakteristischen Linien der Krone wie z. B. der Äquatorlinie 5 (die den Umfang der der Krone in vertikaler Projektion beschreibt), der sogenannten Scheitellinie 6 (die über die höchsten Teile der Prothese verläuft) und der sogenannten Vertiefungslinie 7 (dem tiefsten Teil auf der Oberseite der Prothese).
Die obengenannten charakteristischen Linien sowie andere charakteristische Linien der Zahnkrone können durch Anzeige der Zahnkrone, die im Speicher eines Computers aufgezeichnet ist, auf einem Bildschirm festgelegt werden, wozu ein Zeiger mit Hilfe einer Maus über den Bildschirm bewegt wird und ein Klicken der Maus erfolgt, wenn sich der Zeiger an charakteristischen Positionen befindet. Die charakteristischen Positionen und Linien können auch durch Berechnung mit Hilfe des Computers bestimmt werden, da besagte Linien und Positionen durch die Form der im Computer gespeicherten Zahnkrone bestimmt sind.
Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß sich die Werkzeugbahnen in einem unregelmäßig aussehenden Muster verlaufen, das ohne Rücksicht auf die tatsächlichen Proportionen dargestellt ist. Als ein Ergebnis dieses unregelmäßigen Musters hat die Zahnprothese ein natürliches Aussehen, wenn sie in den Mund des Patienten eingepaßt ist.
Die Fig. 2 zeigt eine Zahnkrone aus einer erhöhten Ansicht. Die Zahnkrone ist auf ihrer Unterseite durch eine Vorbereitungslinie 1 begrenzt und zeigt an ihrer Oberseite eine Anzahl primäre und sekundäre Spalten 8. Besagte Spalten 8 stellen charakteristische Linien an der Oberseite der Zahnkrone dar und können die Werkzeugbahn, beispielsweise für einen zugespitzten Fräser 2, während der Materialabtragungs- Operation der Krone bilden. Diese Fräsoperation kann Teil der Operation sein, die mit Bezug auf Fig. 1 erläutert wurde. Die Fräsoperation kann aber auch eine Feinbearbeitung sein, die ausgeführt wird, nachdem die endgültige Form der Prothese im wesentlichen erreicht worden ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Zahlreiche Abwandlungen wie z. B. in Bezug auf Größe und verwendetes Material sind bei Benutzung der Erfindung möglich.

Claims

1. Ein Verfahren zur Herstellung einer Dentalprothese, wie einer Zahnkrone, worin wenigstens die sichtbare Außenseite der Prothese über ihre ganze Außenfläche einer Materialabtragungs-Operation unterzogen wird mittels einer numerisch gesteuerten Mikrowerkzeugmaschine (2, 3), wobei die machinengetriebene Bahn (4) des Werkzeugs (2, 3) einer dreidimensionalen Kurvenlinie folgt und nach besagter Materialabtragungs-Operation Werkzeugbahnen auf der Prothese sichtbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der machinengetriebenen Bahn (4) des Materialabtragungs-Werkzeugs (2, 3) der Scheitellinie (6) und/oder der Vertiefungslinie (7) der Prothese folgt.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß besagte machinengetriebene Bahnen (4) im wesentlichen zirkuläre Wege um den Zahn umfaßt mit einem variablen örtlichen Radius, worin die gegenseitige Distanz der machinengetriebenen Bahnen an Stellen mit einem kleineren Radius größer ist als an Stellen, wo die Bahnen (4) einen größeren Radius aufweisen.

3. Ein Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Außenseite der Prothese numerisch gespeichert ist als Netzwerk von Linien, deren Schnittpunkte festliegen, worin die Linien den natürlichen Furchen (8) der Oberfläche folgen und worin die gegenseitige Distanz der Linien im wesentlichen zwischen 0,01 und 0,25 Millimeter liegt und worin Bahnen (4) der Materialabtragungs-Operation besagten Linien folgen.

4. Eine Dentalprothese, von der wenigstens die sichtbare Außenseite der Prothese über ihre ganze Außenfläche einer Materialabtragungs-Operation unterzogen wird mittels einer numerisch gesteuerten Mikrowerkzeugmaschine (2, 3), wobei die machinengetriebene Bahn (4) des Werkzeugs (2, 3) einer dreidimensionalen Kurvenlinie folgt und nach besagter Materialabtragungs-Operation Werkzeugbahnen auf der Prothese sichtbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der machinengetriebenen Bahn (4) des Materialabtragungs-Werkzeugs (2, 3) der Scheitellinie (6) und/oder der Vertiefungslinie (7) der Prothese folgt.