DE9320606U1 - Draht als Ausgangsmaterial für Dentalklammern - Google Patents

Description

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Deutsche Patentanmeldung

Titel: Draht als Ausgangsmaterial für Dentalklammern Anmelderin: Anna Renate Ising, 58135 Hagen

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft Ausgangsmaterial für Dentalklammern in Form von im wesentlichen aus Metall, nämlich Federstahl bestehenden Drähten.

Zur Befestigung von zahnprotnetischen Provisorien, aber auch von herausnehmbaren Dauerprothesen und von Vorrichtungen zur Gebißregulierung kommen in der Dentaltechnik herkömmlicherweise Federstahldrähte zur Anwendung, die innerhalb der technischen Definitionen der DIN 17221 bis 17225 liegen. Drähte dieser Art weisen kreisförmigen Querschnitt auf und werden vom Dentalhandel als Rollenmaterial geliefert. Im zahntechnischen Labor wird der Draht auf die erforderliche Gebrauchslänge geschnitten und in die Prothese oder die Regulierungsvorrichtung so eingearbeitet und der individuellen Gebißform des Patienten so angepasst, daß ein bei normaler Gebißfunktion fest anliegender aber manuell lösbarer Klemmsitz des freien Drahtendes oder der freien Drahtenden auf dem Zahnschmelz unmittelbar unter dem Zahnfleischansatz gegeben ist.

In Bezug auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften müssen derartige Drähte im Idealfall einer Vielzahl von Anforderungen gleichzeitig gerecht werden:

- 1. Der gebogene Draht darf im stark wechselnden

Mundmilieu (z.B. schroffe Temperaturveränderung

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etwa durch heiße Getränke oder Speiseeis,

chemische Beanspruchung durch stark saure Speisen und Getränke) auch bei Dauergebrauch mieder seine Formbeständigkeit noch seine Federkraft verlieren.

- 2. Federkraft und Formbeständigkeit dürfen auch

bei ständiger mechanischer Beanspruchung (etwa durch den Kauvorgang oder auch durch täglich mehrfaches Herausnehmen und wieder Einsetzen) über längere Zeiträume nicht abnehmen.

- 3. Weder durch physikalische Lösungsvorgänge noch

durch chemische Reaktion mit Bestandteilen von Speichel, Nahrung, Getränken oder auch Zahn- und Prothesenpflegemitteln darf das Drahtmaterial Substanzen mit akut oder latent toxischer oder

allergener Wirkung abgeben oder erzeugen.

- 4. Mithilfe von manuellen Werkzeugen muß der Draht,

auch im fertig eingebauten Zustand einfach und präzise zu formbeständigem, optimalem Sitz gebogen oder nachgebogen werden können.

- 5. Der Draht soll trotz festen Sitzes in

Gebrauchslage weder beim Einsetzen und Herausnehmen, noch bei mechanischer Beanspruchung (Beißen, Kauen)

eine zahnschmelzschädigende Kraftübertragung auf

das (Rest-)Gebiß ausüben.

- 6. Der Draht soll optimalen Tragekomfort ohne be

lästigendes "Klemmgefühl' ermöglichen

- 7. Der Draht soll sich aus kosmetischen Gründen optisch gegenüber der Gebißfärbung möglichst

wenig abheben ,

damit die soziale Belastung vieler Prothesenträger durch Verlegenheit beim Sprechen oder Lachen auf ein Minimum beschränkt bleibt.

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Keiner der üblichen Drähte des Stands der Technik vermag diese Anforderungen in ihrer Gesamtheit zu erfüllen. In der Dentaltechnik gebräuchliches Draht-Rollenmaterial erfüllt zwar hinsichtlich seiner Biokompatibilität die derzeit igen gesetzlichen Anforderungen, hinsichtlich subtoxischer Negativeffekte und hinsichtlich möglicherweise allergener Wirkungen durch auswandernde Legierungsbestandteile besteht zumindest einige Unsicherheit. Zunehmend wird hier ein lange vernachlässigtes Gefahrenpotential für die Volksgesundheit gesehen.

Auch hinsichtlich der Restzahnerhaltung hat sich das Problembewußtsein in Zahnmediziner- und Patientenkreisen verschärft. Hier stellen herkömmliche Dentaldrähte wegen des großen Härteunterschieds von Federstählen (Mohs ca. 7-8) gegenüber dem Zahnschmelz (Mohs ca. 5) unter Gebrauchsbedingungen eine erhebliche mechanische Belastung für den umklammerten Zahnschmelz. Hinzu kommt bei vielen Patienten ein dauerndes Unbehaglichkeitsgefühl durch den hohen Druck, den selbst mäßige Federkraft eines Stahldrahts mit rundem Drahtquerschnitt entlang der linienartig schmalen Berührungszone Draht/Zahnschmelz auf den Zahn ausüben muß. Optisch/kosmetisch können konventionelle Drähte ebensowenig befriedigen. Der Kontrast des in der Regel glänzend stahlfarbenen Drahts zur Farbe von Zahn und Zahnfleisch fällt auch ohne große Aufmerksamkeit dem Gegenüber eines Prothesenträgers leicht auf.

Was das Biegen zu präzisem Sitz und das gegebenenfalls erforderliche Nachbiegen des Drahts in der Zahnarztpraxis angeht, so ist bei üblichen Dentaldrähten ein ^Arbeiten' des Drahts wegen der Vorspannung durch die Rolleni/uicklung nicht auszuschließen. Zu beachten ist hier, daß schon minimale Abweichungen von der optimalen Drahtbiegung hinsichtlich Tragekomfort und Sitz erhebliche Auswirkungen haben.

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Ol Es hat in der Vergangenheit nicht an Bemühungen gefehlt, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und einen gesundheitlich befriedigenden Draht für Dentalklammern zur Verfugung zu stellen.

So wird in den Deutschen Gebrauchsmustern G 91 07 747 und G 91 07 745 zur Vermeidung des Nickelallergie-P-roblems ein Draht für zahnmedizinische Zwecke vorgeschlagen, der aus einem massiv aufgestickten austhenitischen Stahl mit einem Stickstoffgehalt von 0,5% bis 1,5 % und einem Nickelgehalt von weniger als 0,5% besteht.

Zur Lösung des Problems der Auswanderung anderer möglicherweise allergener Legierungsbestandteile, z.B. Chrom liefert diesee Lehre jedoch keinen Beitrag. Auch hinsichtlich der (Rest-)Gebißschonung, des Tragekomforts sowie der Ver-

15besserung des optischen Eindrucks wird kein Weg gezeigt. Die technische Frage, wie die im Ideal zu forderndepräzise und einfache Biegung erreicht werden kann, die einerseits mit hoher Formbeständigkeit der Biegung und andererseits hinreichender Federkraft gekoppelt sein muß, ist ebenfalls nicht Gegenstand der Offenbarung dieser Gebrauchsmuster. In der Praxis hat es auch Versuche gegeben, durch Anbringen von zahnfarbenen Kunststofflacken auf den blanken Enden des Klammerdrahts nach Fertigstellung der Arbeit im zahntechnischen Labor die Klammern kosmetisch unauffälliger zu machen.

Nachteilig waren dabei zum einen die zusätzlichen Arbeitgänge für den Zahntechniker. Zum anderen erwiesen sich derartige Überzüge nicht als gebrauchstüchtig.

Die Neigung nachträglich aufgetragener harter Lacke zum Absplittern von der Metallunterlage bei mechanischer

30Belastung, z.B beim Nachbiegen einerseits und andererseits bei elastischeren Lacktypen - die Gefahr der Patientenbelastung durch diffundierende Restmonomere oder Lackadditive bei gleichfalls nicht optimaler Haftung auf der drahtoberflache ließ die zahnmedizinische Technik von dieser

35Lösung Abstand nehmen.

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OlAufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben skizzierten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und ein Ausgangsmaterial für Dentalklammern zur Verfügung zu stellen, das den Anforderungen auf Patienten-, Zahnmediziner-

05und Zahntechnikerseite gerecht wird, und zwar ohne Aufgabe

t
der bewährten Klemmeigenschaften der in Zahntechnik bislang

üblichen Drähte.

Diese Aufgabe wird durch den Draht gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Ansprüche 2 bis 9 stellen zweckmäßige Ausgestaltungen der lOErfindung dar. Anspruch 10 bezieht sich ausdrücklich auf de Verwendung des erfindungsgemäßen Drahts für die an sich bekannte Herstellung von Dentalklammern.

Mit der erfindungsgemäßen Kombination des Metallkerns aus

15Federstahl und dem Kunststoffmantel aus einem der in der Kunststofftechnik an sich bekannten, unmodifizerten Epoxidharze mit einer Bindemittelmatrix auf der Basis von Bisphenol A {2,2*-Bis(4-hydroxyphenyl)propan) und einem Derivat des Dicyandiamid (1-Cyanoguanidin) steht ein auf

20Federstabl auch bei hoher und häufiger Biegebeanspruchung sehr gut haftender Kunststoffmantel zur Verfugung. Haftvermittler sind nicht erforderlich. Wesentlich ist dabei die - an sich bekannte - Einstellbarkeit des Mantelmaterials auf die aktuell geforderten Eigenschaften wie Härte,

23^erbschlagzähigkeit oder Elastizität ohne Zusatz pharmakologisch'bedenklicher Additive und ohne die Gefahr pharmakologisch bedenklicher Restmonomerbestände. Auch die zahnfarbene Pigmentierung kann beim Kunststoffmantel des erfindungsgemäßen Drahts mithilfe anorganischer, nicht

30toxischer Pigmente erreicht werden.

Der erfindungsgemäße Draht zeichnet sich dadurch aus, daß der biologisch inerte Kunststoffmantel die Federstahllegierung vom Mundmilieu abschirmt. Der Kunststoffmantel wirkt einerseits als Temperaturisolator, der schnelle Wärmeaus-

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dehnung und Kälteschrumpfung des Federstahls verhindert und damit die Beanspruchung des Zahnschmelzes bei starken Temperaturschwankungen mildert. Andererseits wirkt der Kunststoffmantel als Barriere, die den Federstahl des Kerns vom Mundmilieu chemisch und physikalisch trennt. Ein Auswandern von Legierungsbestandteilen des Federstahls ins biologische System des Patienten oder auch korrosive Reaktionen des Metalls mit Speichel, Speisen oder Getränken im Mund sind daher nicht zu befürchten.

Bei der Wahl des Federstahlmaterials des Metallkerns spielt daher - im Gegensatz zu konventionellen Drähten - das toxische oder allergene Potential der Legierungsbestandteile nicht unbedingt die ausschlaggebende Rolle. Wegen des undurchlässigen Kunststoffmantels kann auch Federstahl mit an sich problematischen Legierungsbestandteilen, aber vorteilhaften Werkstoffkennwerten oder günstigem Preis als Material für Dentalklammern Einsatz finden. Vorteilhaft gegenüber konventionellem Federstahldraht ist auch die mechanische Pufferwirkung des Kunststoffmantels zwischen Federstahl und Zahnschmelz; haftender Kontakt ist stets gegeben, Unbehagen verursachende und/oder zahnschmelzangreifende Kräfte der KLammer werden aber durch den Kunststoffmantel aufgefangen. Gerade beim Einsetzen und Lösen der Klammer erweist sich die glatte Oberfläche des Kunststoffmantels, die über die speichelbefeuchtete Pellicula ohne erhebliche Kraftübertragung auf den Zahnschmelz hinweggleitet, als (rest-)zahnschonende Verbesserung gegenüber dem Draht des Stands der Technik. Die Fertigung des erfindungsgemäßen Drahts erfolgt in an sich bekannter Weise z.B. durch Auftragung auf dampfgereinigte Metalloberfläche des Drahts und nachfolgendes Einbrennen. Die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Drähte zu Dentalklammern erfordert gegenüber konventionellen Drähten keinen ins Gewicht fallenden Zusatzaufwand. Als vorteilhaft

Ol kann gesehen werden, daß der erfindungsgemäße Draht gebrauchsfertig vom Dentallabor bezogen und vorrätig gehalten werden kann.

Als Material für den Kern des erfindungsgemäßen' Drahts haben sich nichtrostende Federstähle mit der in Anspruch 2 angegebenen Richtanalyse als zweckmäßig erwiesen. So ist z.B. der Federstahl mit der Werkstoff-Nr. 1.4401 nach DIN 17007 (X 5 CR NI MO 17 12 2) AISI 316 L, der dieser Analyse genügt, eines der hervorragend geeigneten Materialien für den Metallkern des erfindungsgemäßen Drahts.

Die Kunststoffummantelung des erfindungsgemßen Drahts gestattet es, wie in Anspruch 3 angegeben, nicht nur Drähte mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt, entsprechend dem Querschnitt des Metallkerns als Dentalklammerdraht einzusetzen, sondern auch halbkreisförmige, halbovale, dreieckige oder rechteckige Querschnitte zu wählen. Diese haben den Vorteil, daß nicht eine schmale, linienförmige Berührungszone zwischen¹ Draht und Zahnschmerz vorhanden ist, sondern eine größere, dem Zahnschmelz flach anliegende, druckmindernde Berührungsfläche vorgegeben werden kann. Die korrosionsgefährdeten Kanten von Metalldrähten dieser Querschnitte werden durch den Kunststoffmantel geschützt. Der Kunststoffmantel wirkt auch einer Schädigung des Zahnschmelzes beim Schieben der Klammer über den Zahn entgegen. Kosmetisch und auch für den Tragekomfort ist es vorteilhaft, das mit dreieckigem, rechteckigen, halbkreisförmigem oder halbovalem Querschnitt des Drahts eine unauffälligere, sich dem Zahnschmelz flacher anschmiegende Klammer bereitgestellt werden kann. Daß derartige Drähte und solche mit ovalem Querschnitt leichter sind als solche mit kreisförmigem Querschnitt (für die wiederum das Grundmaterial derzeit im Handel einfacher erhältlich ist), ist ein weiterer positiver

O^ Aspekt dieser Ausführungsform der Erfindung.

Wegen des guten, durch den Kunststoffmantel gegebenen, Sitzes eines korrekt gebogenen erfindungsgemäßen Drahts in einer Dentalklammer, genügen - wie aus Anspruch 4 hervorgeht - im Vergleich zum Stand der Technik geringere Drahtdurchmesser. Für Drähte mit nicht kreisförmigem Querschnitt wird als Maß der Durchmesser d des gedachten Umkreises, in den der jeweilige Querschnitt einbeschrieben ist, gewählt. Bei konventionellen Drähten mit kreisförmigem Querschnitt wird üblicherweise mit d größer als oder gleich 0,9 mm gearbeitet. Der Metallkern des erfindungsgemäßen Drahts hat bevorzugt einen Umkreisdurchmesser d, der kleiner ist als 0,7 mm, besonders bevorzugt ist d kleiner als 0,5 mm. Die technische Untergrenze für d wird durch das Gewicht des zutragenden Teils gegeben.

Die bevorzugte Gebrauchsform im Dentallabor ist für den erfindungsgemäßen Draht die Stabform, un.d zwar besonders die gerade S.tabform. Ausgehend von dieser, in Anspruch 5 angegebenen, Form ist ein weitgehend verziehungsfreies, präzises Biegen des Drahts möglich.

Die in Anspruch 6 genannte Länge der Einzelstäbe stellt ein gegen ungewolltes Verbiegen robustes Gebrauchsmaß für das Dentallabor dar.

Anspruch 7 gibt die zweckmäßige Schichtstärke für den Kunststoffmantel an. Die Werte von 30 ^m bis 100/jm, bevorzugt 50 /jm bis 80 yum, besonders bevorzugt 60/um geben den praktischen Kompromiss zwischen Materialersparnis, Beschädigungsfestigkeit und mechanischer Abschirmwirkung des Kunststoffmantels wieder.

Die physikalischen Kenndaten des erfindungsgemäßen Drahts 35

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Ol gemäß Anspruch 8 charakterisieren zweckmäßige Richtzahlenwerte für das angestrebte günstige Verhalten des gehärteten Epoxidharzes des Kunststoffmantels bei mechanischer Einwirkung .

Anspruch-9 gibt eine zweckmäßige, pharmakologisch unbedenkliche Kombination von Füllstoff und Pigment für dan Kunststoffmantel des erfindungsgemäßen Drahts an. Dabei können die Einsatzmengen in weiten Grenzen variiert werden. Maßgebend sind dabei der jeweils gewünschte Farbton und die jeweils gewünschten Kenndaten des Kunststoffmantels.

Anspruch 10 betont die Verwendung des erfindungsgemäßen Drahts zur an sich bekannten Herstellung von Dentalklammern.

Die Erfindung wird anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in den Figuren erläutert:

Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Drahts mit kreisförmigem Querschnitt des Metallkerns (1), der von dem Kunststoffmantel (2) umgeben ist. Zur Verdeutlichung wird in dieser Figur und in den folgenden Figuren die Schichtstärke des Kunststoffmantels (2) gegenüber dem Durchmesser d des Umkreises des Metallkerns (1) übertrieben wiedergegeben. In Fig. 1 entspricht der Umkreis des Metallkerns (1) seiner Umfangsline.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Drahts mit halbkreisförmigem Querschnitt des Metallkerns (1). Die bei fertig montierter Klammer zahnseitige Flachseite des erfindungsgemäßen Drahts entspricht der Durchmessergeraden

30des Querschnitts. Die Abrundung der beiden Kanten des Metallkerns (1) durch den Kunststoffmantel (2) wird verdeutlicht.

Fig. 3 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Drahts mit rechteckigem Querschnitt des Metallkerns (1) , d.h. den

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Oi Querschnitt eines bandförmigen Drahts. Eine der beiden Langseiten des Rechtecks liegt beim fertig montierten Draht dem Zahnschmelz an.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Drahts mit ovalem Querschnitt des Metallkerns (1).

Fig. 5 zeigt den Querschnitt eines Drahts mit halbovalem Querschnitt des Metallkerns (1).

Fig. 6 zeigt den Querschnitt eines Drahts mit dreieckigem Querschnitt des Metallkerns (1).

Fig. 7 gibt ein Bild einer Prothese mit erfindungsgemäßem Draht als Ausgangsmaterial für die Klammer bei weiß (zahnfarbig) gefärbtem Kunststoffmantel wieder.

Fig. 8 zeigt das gleiche Bild mit einer Klammer aus schwarz wiedergegebenem konventionellem blankem Federstahldraht.

Der visuelle Vergleich zwischen der Größe der Querschnittsflächen des Metallkerns (1) zeigt, welch erhebliche Materialeinsparung (Gewichtseinsparung) die Drahtquerschnitte gemäß Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 gegenüber einem Draht gemäß Fig. 1 bei gleichem, Umkreisdurchmesser d ermöglichen.

Der unterschiedliche Eindruck, den Fig.7 und Fig. 8 hervorrufen und der Farbkontrast, der innerhalb Fig. 8 ins Auge sticht, deutet die kosmetisch erwünschte Unauffälligkeit gegenüber der normalen Gebißfärbung an, die mithilfe des erfindungsgemäßen Drahts bei einer Dentalklammer erreicht werden kann.

Claims (9)

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1. Draht als Ausgangsmaterial für Dentalklammern, dadurch gekennzeichn-et, daß der Draht einen

Metallkern (1) aus Federstahl und einen, den Metallkern (1) umgebenden
Kunststoffmantel (2) aufweist,

wobei die Bindemittelmatrix des Kunststoffmantels (2) aus einem unmodifizierten Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol A (2 , 2'-Bis(4-hydroxypheny1)propan) mit einer Härtkomponente aus einem oder mehreren Derivat(en) des Dicyandiamid (1-Cyanoguanidin) und gegebenenfalls pharmakologisch unbedenklichen Zusätzen gebildet ist.

2. Draht nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (1) aus einem nichtrostenden Federstahl der chemischen Richtanalyse C: weniger als 0,05 %, Si: weniger als 1 %, P: weniger als 0,045 %, S: weniger als 0,03 %, Cr: 16,5 % bis 18,5 %, Ni: 10,5 % bis 13,5 % besteht.
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3. Draht nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkern (1) einen kreisförmigen, ovalen, halbkreisförmigen, halbovalen, dreieckigen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.

4. Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

der Umkreis um den Metallkern (1) einen Durchmesser d 35

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von -£~ 0,9 mm, bevorzugt £==&idiagr; 0,7 mm, besonders bevorzugt 0,5 mm aufweist.

5. Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß er in Stabform, vorzugsweise in gerader Stabform vorliegt.

6. Draht nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des einzelnen Stabs bei 14 cm bis 18 cm, verzugsweise bei 16 cm liegt.

7. Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffmantel (2) eine Schichtstärke von 3Q Aim bis 100 Aim, vorzugsweise von 50 Mm bis 80 nm, besonders bevorzugt von 60 Afm aufweist.

8. Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß das Epoxidharz des Kunst st &ogr; ffmantels (Z) eine Eindruckhärte nach DIN 53153 von 80 bis 110, bevorzugt von 90 bis 100,

eine Erichsen-Tiefung nach DIN 53156 von mindestens und eine Shore-Härte von 2H aufweist.

9. Draht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Epoxidharz des Kunststoffmantels einen CaCOv-FüllstDff und/oder als Pigment Ti02 im Rutiltyp enthält.