EP0844852A1 - Aus kunststoff hergestellte vorrichtung zum korrigieren der zahnstellung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Aus kunststoff hergestellte vorrichtung zum korrigieren der zahnstellung und verfahren zu ihrer herstellung

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Publication number
EP0844852A1
EP0844852A1 EP97922984A EP97922984A EP0844852A1 EP 0844852 A1 EP0844852 A1 EP 0844852A1 EP 97922984 A EP97922984 A EP 97922984A EP 97922984 A EP97922984 A EP 97922984A EP 0844852 A1 EP0844852 A1 EP 0844852A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
underside
ions
holding structures
irradiation
tooth
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97922984A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Förster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bernhard Foerster GmbH
Original Assignee
Bernhard Foerster GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bernhard Foerster GmbH filed Critical Bernhard Foerster GmbH
Publication of EP0844852A1 publication Critical patent/EP0844852A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/14—Brackets; Fixing brackets to teeth
    • A61C7/16—Brackets; Fixing brackets to teeth specially adapted to be cemented to teeth

Definitions

  • the invention is based on a device with the features specified in the preamble of claim 1.
  • Such devices are known from WO 96/09015. They serve to take up and guide arch wires and to transmit the forces exerted on their teeth by their mechanical tension.
  • They consist of a foot part (pad), which has a concave underside for sticking to the front of a tooth, and a guide part, which stands on the top of the pad, which picks up and guides the tension wire. So that the forces exerted by the tensioning wire can be introduced into the teeth, the adhesive connection must be firm and permanent.
  • the underside of the pad is provided with a wire mesh for this purpose, whereby the pad not only forms an adhesive connection with the adhesive, but also interlocks mechanically with the adhesive.
  • devices for correcting the tooth position made by injection molding from plastic are known, in which on the underside of the pad by injection molding undercut shaped projections or depressions are provided, which are formed in an injection mold equipped with slides can. Correction devices manufactured in this way can be stuck well and permanently to teeth, but difficult shapes are required for their manufacture.
  • the present invention has for its object to show a way how the suitability of such durable plastics for bonding by means of adhesives that can be used in the mouth can be improved in an economical manner.
  • holding structures are formed on the underside of the foot part of the device in the plastic from which it is made, which have random, three-dimensionally extending ramifications, which in some cases can have a scaly shape.
  • These random holding structures which preferably have a depth of at least 0.5 ⁇ m, more preferably a depth of 1 ⁇ m to 3 ⁇ m, are suitable for permanent mechanical interlocking with the adhesive with which they form an intimate connection.
  • the structural elements which form the branches should largely have a linear extent of less than 10 ⁇ m, preferably less than 5 ⁇ m.
  • the fineness of the structures ensures that the concave contour of the underside of the foot part, on the one hand, is sufficiently smooth for full-surface bonding to the tooth surface, despite the irregularity of the holding structures;
  • the holding structures responsible for the gluing are microstructures which, on the other hand, are sufficiently large to enable interlocking with the adhesive.
  • gluing such a correction device to a tooth one preferably proceeds by first applying a low-viscosity adhesive to the underside of the foot part of the device, which easily penetrates into the random microstructure, and then applying a pasty adhesive, which reacts with the thinly applied adhesive and firmly bonds with it and the tooth surface.
  • the holding structures according to the invention can be formed by irradiating the underside of the base part of the device with ions, in particular noble gas ions. Irradiation with the ions breaks up the originally smooth, plastic surface formed by injection molding and creates irregular, branched holding structures to a certain depth, which depends on the energy of the ions and the duration of the irradiation. It is important to ensure that the energy of the ions and the duration of the radiation are kept so low that the plastic does not reach its softening temperature.
  • the irradiation is preferably interrupted by cooling pauses.
  • the plasma can be drawn off by means of a pump and transferred into a space between two electrodes, between which there is a direct voltage which accelerates the ions.
  • the energy of the ions, which are shot onto the surface to be glued, is e.g. between 10 keV and 50 keV, preferably between 20 keV and 40 keV.
  • the devices to be treated can be placed on the cathode.
  • the method is particularly simple if the ions are accelerated in the same chamber in which the plasma is generated by irradiation of high-frequency fields.
  • the ions can be accelerated by an electric field which is generated by a bias (dc bias) between the electrodes, with the aid of which the high frequency is also radiated into the chamber.
  • the electrodes can be formed by the chamber wall (anode) and a counter electrode (cathode) arranged in the chamber, on which the parts to be treated are arranged.
  • a bias of less than 4000 V is also sufficient.
  • brackets made of plastics which are as chemically extremely resistant as acetal resins in particular polyoxymethylene homopolymers (POM), and the group of polyaryl ether ketones (PAEK) can be bonded to teeth with sufficient strength by using the invention.
  • POM polyoxymethylene homopolymers
  • PAEK polyaryl ether ketones
  • Polyaryl ether ketones are semi-crystalline thermoplastic polycondensation products of the polymer type poly (ether ketone ether ketone ketone) with the following structure:
  • PAEK polyaryl ether ketones
  • FIG. 1 shows a bracket in an oblique view of the underside of its foot part
  • FIG. 2 shows a picture of the untreated underside in a magnification of 550 times
  • FIG. 3 shows an image of the untreated underside at a magnification of 6,000 times
  • FIG. 4 shows a view of the underside treated according to the invention in a magnification of 550 times
  • FIG. 5 shows a view of the underside treated according to the invention in 6,000 times magnification
  • FIG. 6 shows a picture of the underside treated by ion irradiation, but overheated, in a magnification of 550 times
  • FIG. 7 shows an image of the underside treated by ion irradiation but overheated at a magnification of 6,000 times.
  • the white bar shows a length of 10 ⁇ m
  • the white bar shows a length of 1 ⁇ m
  • FIG. 1 shows a typical bracket with a foot part (pad) 1 with a concave bottom side 2.
  • a guide part 3 which has a slot 4 on its side facing away from the bottom side 2 for receiving a wire arch.
  • brackets were formed from a pigment-filled polyoxymethylene homopolymer (POM).
  • POM polyoxymethylene homopolymer
  • the selection of the pigments results in the coloring to match the tooth shade.
  • the melting range of the POM used is between 172 ° C and 184 ° C.
  • the underside 2 of such brackets was treated with an argon plasma.
  • the brackets were arranged in a plasma chamber, an argon atmosphere was set at a pressure of 20 Pa, and the gas was excited to such an extent by irradiation of high-frequency current by means of an RF generator operating at a frequency of 13.5 MHz that it was in changes to a plasma state in which ions, electrons and neutral particles are present.
  • the ions were drawn off and accelerated in a high-voltage accelerator with a high voltage of approximately 20 kV and shot on the bottom 2 of the pads.
  • the total irradiation time was 10 minutes. and took place in ten sections of 1 min. each interrupted by 1 min. constant cooling breaks.
  • FIGS. 4 and 5 The result of the treatment can be seen in FIGS. 4 and 5: one can see a branched, partially scaly holding structure with a depth of 1 to 2 ⁇ m and a length of the structural elements (rods and scales) of predominantly not more than 3 ⁇ m.
  • this structure allows good interlocking with an adhesive.
  • a liquid adhesive was first applied to the underside of brackets treated in this way, which contained 100.9 g of 7.9 g of bisphenol- ⁇ -glycidyl methacrylate and 71.5 g of triethylene glycol dimetacrylate.
  • An adhesive paste was then applied, which contained in 100 g 9.3 g bisphenol- ⁇ -glycidyl methacrylate and 13.2 g triethylene glycol dimetacrylate, the rest of the fillers.
  • Brackets coated with this adhesive were glued to teeth and it was checked which torque (torque) could be transmitted to the teeth with the brackets glued on. Torques of 3800 Nmm were measured, which is just as good as the torque, which can be achieved with glued-on stainless steel brackets. Torque of not more than 1500 to 1800 Nmm is used for tooth corrections.
  • brackets with the same total irradiation time were irradiated, in contrast to FIGS. 4 and 5 but not with cooling breaks, but continuously in a single step.
  • the result is shown in FIGS. 6 and 7. It can be seen that the surface structure is completely different from that in FIGS. 4 and 5.
  • the radiation caused the plastic to become too hot and therefore too soft, so that the typical branched structure as in FIG. 5 could not develop, but rather a coarser, rounded, smoother structure by reaching the melting range, which is less suitable for gluing.
  • the holding structures shown in FIG. 5 are stable over the long term. A aging of brackets treated in this way in air under normal conditions for a period of two months showed no deterioration in their suitability for gluing.

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Abstract

Aus Kunststoff hergestellte Vorrichtung zum Korrigieren der Zahnstellung, insbesondere Bracket oder Bukkalröhrchen, mit einem Fußteil (1), welches eine konkave Unterseite (2) zum Ankleben an einen Zahn und eine Oberseite hat, auf welcher ein Führungsteil (3) für einen Drahtbogen steht, wobei an der Unterseite (2) dreidimensionale Haltestrukturen für einen Klebstoff ausgebildet sind, welche regellose, sich dreidimensional erstreckende Verästelungen aufweisen.

Description

Aus Kunststoff hergestellte Vorrichtung zum Korrigieren der Zahnstellung und Verfahren zu ihrer Herstellung
Beschreibung:
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit den im Oberbegriff des An¬ spruchs 1 angegebenen Merkmalen. Solche Vorrichtungen sind aus der WO 96/09015 bekannt. Sie dienen dazu, Spanndrähte (arch wires) aufzunehmen und zu führen und durch deren mechanische Spannung ausgeübte Kräfte auf Zähne zu übertragen. Zu diesem Zweck bestehen sie aus einem Fußteil (Pad), welches eine konkave Unterseite zum Aufkleben auf die Vorderseite eines Zahnes hat, und aus einem auf der Oberseite des Pads stehenden Führungsteil, welches den Spanndraht aufnimmt und führt. Damit die vom Spanndraht ausgeübten Kräfte in die Zähne eingeleitet werden können, muß die Klebeverbindung fest und dauer¬ haft sein. Bei den zumeist aus Edelstahl bestehenden Korrekturvorrichtungen ist die Unterseite des Pads zu diesem Zweck mit einem Drahtgeflecht versehen, wo¬ durch das Pad nicht nur eine Haftverbindung mit dem Klebstoff eingeht, sondern sich mit dem Klebstoff auch mechanisch verzahnt. Aus der WO 96/09015 sind durch Spritzgießen aus Kunststoff hergestellte Vor¬ richtungen zum Korrigieren der Zahnstellung bekannt, bei denen an der Untersei¬ te des Pads durch das Spritzgießen hinterschnitten geformte Vorsprünge oder Vertiefungen vorgesehen sind, welche in einer mit Schiebern ausgerüsteten Spritzgießform gebildet werden können. So hergestellte Korrekturvorrichtungen können gut und dauerhaft an Zähne geklebt werden, doch benötigt man zu ihrer Herstellung diffizile Formen.
Aus der DE-44 17 643 A1 ist es bekannt, die Eignung von metallischen Brackets zum Aufkleben auf Zähne dadurch zu verbessern, daß man die Unterseite ihres Pads mit einem Laser bestrahlt, so daß das Metall lokal schmilzt und neben Ver¬ tiefungen eine Vielzahl unregelmäßiger Erhebungen gebildet werden, von denen ein Teil Hinterschneidungen bildet, welche sich mit einer Klebstoffschicht verzah¬ nen lassen. Diese Vorgehensweise ist jedoch nur auf metallische Korrekturvor¬ richtungen anwendbar, nicht aber auf solche, die aus Kunststoff bestehen; letzte- re würden durch die Bestrahlung mit einem Laser unbrauchbar werden.
Aus der DE-42 19636 A1 ist es bekannt, die Eignung von Oberflächen aus PTFE zum Verkleben dadurch zu verbessern, daß man die Oberfläche einem Plasma aus hochenergetischen Ionen aussetzt. Dadurch wird die PTFE-Oberfläche che¬ misch aktiviert, indem Kohlenstoff-Fluor-Ketten aufgebrochen, Fluor freigesetzt und Kohlenstoffradikale als Haftvermittler für den Klebstoff gebildet werden. Die¬ se Vorgehensweise funktioniert ganz gut bei reaktiven, polymerisierenden Kleb¬ stoffen, vorausgesetzt, zwischen dem Aktivieren der PTFE-Oberfläche und dem Verkleben vergeht nicht so viel Zeit, daß die reaktionsfreudigen Radikale Gele¬ genheit haben, sich abzusättigen, wodurch die Oberfläche wieder inaktiv wird. Damit muß man aber bei Korrekturvorrichtungen für die Zahnstellung rechnen, denn bei diesen ist es nicht ungewöhnlich, daß sie viele Monate an Luft gelagert werden, bevor sie verarbeitet werden. Um den geschilderten Schwierigkeiten zu entgehen, könnte man daran denken, Korrekturvorrichtungen für die Zahnstellung aus Kunststoffen zu formen, weiche sich von Hause aus gut aufkleben lassen. Bei den Randbedingungen, die ein Kunststoff erfüllen muß, um für Vorrichtungen zur Korrektur der Zahnstellung im Mund eingesetzt werden zu können, scheint das gegenwärtig nicht möglich zu sein. Der Kunststoff muß nämlich folgende Eigenschaften in Kombination aufweisen:
♦ Er muß spritzgießfähig sein.
♦ Er muß angesichts der auftretenden Korrekturkräfte formstabil sein. ♦ Er muß zäh sein.
♦ Er muß biologisch verträglich (biokompatibel) sein.
♦ Er muß nicht nur den im Mund auftretenden mechanischen Belastungen, sondern auch den thermischen Belastungen (Eis und heiße Getränke im Wechsel) und insbesondere den chemischen Angriffen (Säuren) und den bakteriellen Angriffen widerstehen.
♦ Er soll aus ästhetischen Gründen möglichst die natürliche Zahnfarbe haben.
♦ Er soll sich im Mund nicht verfärben.
Die Summe dieser Anforderungen kann nur von wenigen ausgewählten, che¬ misch außerordentlich beständigen Kunststoffen erfüllt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie die Eignung solcher beständiger Kunststoffe zum Verkleben mittels im Mund einsetzbarer Klebstoffe auf wirtschaftliche Weise verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Vorrichtungen mit den im Anspruch 1 angegebe¬ nen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der ab¬ hängigen Ansprüche. Erfindungsgemäß werden an der Unterseite des Fußteils der Vorrichtung in dem Kunststoff, aus welchem sie hergestellt ist, Haltestrukturen gebildet, welche re¬ gellose, sich dreidimensional erstreckende Verästelungen aufweisen, welche teil¬ weise eine schuppige Gestalt haben können. Diese regellosen Haltestrukturen, welche vorzugsweise eine Tiefe von wenigstens 0,5 μm, besser eine Tiefe von 1 μm bis 3 μm haben, eignen sich für eine dauerhafte mechanische Verzahnung mit dem Klebstoff, mit welchem sie eine innige Verbindung eingehen. Die Struktu¬ relemente, welche die Verästelungen bilden, sollten weit überwiegend eine linea¬ re Ausdehnung von weniger als 10 μm, vorzugsweise von weniger als 5 μm ha- ben. Durch die Feinheit der Strukturen ist gewährleistet, daß die konkave Kontur der Unterseite des Fußteils trotz der Regellosigkeit der Haltestrukturen für eine volrflächige Verklebung mit der Zahnoberfläche einerseits hinreichend glatt ist; die für das Verkleben verantwortlichen Haltestrukturen sind MikroStrukturen, wel¬ che andererseits hinreichend groß sind, um eine Verzahnung mit dem Klebstoff zu ermöglichen.
Vorzugsweise geht man beim Ankleben einer solchen Korrekturvorrichtung an ei¬ nen Zahn so vor, daß man auf die Unterseite des Fußteils der Vorrichtung zu¬ nächst einen dünnflüssigen Kleber aufträgt, welcher leicht in die regellose Mi- krostruktur eindringt, und danach einen pastösen Kleber aufträgt, welcher mit dem dünnflüssig aufgetragenen Kleber reagiert und sich fest mit diesem und der Zahnoberfläche verbindet.
Die erfindungsgemaßen Haltestrukturen lassen sich durch Bestrahlung der Unter¬ seite des Fußteils der Vorrichtung mit Ionen, insbesondere Edelgasionen, bilden. Durch die Bestrahlung mit den Ionen wird die ursprünglich glatte, durch Spritzgie- ßen gebildete Kunststoffoberfläche aufgebrochen und es entstehen bis in eine gewisse Tiefe, welche von der Energie der Ionen und der Bestrahlungsdauer ab¬ hängt, regellose, verästelte Haltestrukturen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Energie der Ionen und die Bestrahlungsdauer so niedrig gehalten werden, daß der Kunststoff seine Erweichungstemperatur nicht erreicht. Kommt es zu einem Erweichen oder gar zu einem Schmelzen der Kunststoffoberfläche, dann erhält man anstelle von filigranen, verästelten Haltestrukturen eine gröbere Oberflä¬ chenstruktur, welche infolge der Erweichung des Kunststoffs eine glattere, ver¬ rundete MikroStruktur hat, welche für eine Verzahnung mit dem Klebstoff weniger geeignet ist.
Um eine ausreichende Tiefe der Haltestruktur zu erhalten, zugleich aber sicher¬ zustellen, daß die Erweichungstemperatur des Kunststoffs bei der lonenbestrah- lung nicht erreicht wird, wird die Bestrahlung vorzugsweise durch Abkühlpausen unterbrochen.
Um energiereiche Ionen zu erzeugen, kann man das Plasma mittels einer Pumpe abziehen und in einen Raum zwischen zwei Elektroden überführen, zwischen de¬ nen eine Gleichspannung besteht, welche die Ionen beschleunigt.
Die Energie der Ionen, welche auf die zu verklebende Oberfläche geschossen werden, beträgt z.B. zwischen 10 keV und 50 keV, vorzugsweise zwischen 20 keV und 40 keV.
Die zu behandelnden Vorrichtungen kann man an der Kathode anordnen.
Besonders einfach gestaltet sich das Verfahren, wenn man die Ionen in dersel¬ ben Kammer beschleunigt, in welcher durch Einstrahlen von Hochfrequenzfeldem das Plasma erzeugt wird. In diesem Fall können die Ionen durch ein elektrisches Feld beschleunigt werden, welches durch eine Vorspannung (dc-bias) zwischen den Elektroden erzeugt wird, mit deren Hilfe auch die Hochfrequenz in die Kam¬ mer eingestrahlt wird. Die Elektroden können durch Kammerwandung (Anode) und eine in der Kammer angeordnete Gegenelektrode (Kathode) gebildet sein, an welcher die zu behandelnden Teile angeordnet werden. Dabei genügt auch eine Vorspannung von weniger als 4000 V. Erste Erprobungen haben gezeigt, daß sich durch Anwendung der Erfindung Brackets aus Kunststoffen, die chemisch so außerordentlich beständig sind wie Azetalharze, insbesondere Polyoxymethylenhomopolymere (POM), sowie die Gruppe der Polyaryletherketone (PAEK) mit hinreichender Festigkeit auf Zähne kleben lassen.
Polyaryletherketone sind teilkristalline thermoplastische Polykondensationspro- dukte vom Polymertyp Poly-(etherketonetherketonketon) mit folgender Struktur:
-@-o-©-c-®-o-®-c-@-e
Die Polyaryletherketone (PAEK) haben für Zwecke der Erfindung sehr günstige Eigenschaften. Bereits unverstärktes PAEK besitzt eine ausgewogene Kombinati- on von hoher Steif igkeit und Festigkeit bei guter Zähigkeit, hoher Wärmeformbe¬ ständigkeit und gutem Gleitreibverhalten. An Festigkeit und Steifigkeit übertrifft PAEK die meisten technischen Kunststoffe. Noch höhere Festigkeiten und Stei- figkeiten lassen sich erzielen, wenn man PAEK verstärkt, insbesondere mit Glas¬ oder Kohlefasern. Darüberhinaus zeigt PAEK eine hervorragende Beständigkeit gegen Chemikalien; diese Beständigkeit hat allerdings auch einen Nachteil, denn er hat zur Folge, daß die ungiftigen und biologisch verträglichen Klebstoffe, die im Mund Verwendung finden können, nicht in der Lage sind, PAEK anzulösen. Entsprechendes gilt für POM, welches im Vergleich zu PAEK den Vorteil hat, sich im Farbton besonders gut an die Zahnfarbe anpassen zu lassen.
Figur 1 zeigt ein Bracket in einer Schrägansicht auf die Unterseite seines Fußteils,
Figur 2 zeigt eine Aufnahme der unbehandelten Unterseite in 550-facher Vergrößerung, Figur 3 zeigt eine Aufnahme der unbehandelten Unterseite bei 6000-facher Vergrößerung,
Figur 4 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäß behandelten Unterseite in 550-facher Vergrößerung,
Figur 5 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäß behandelten Unterseite in 6000-facher Vergrößerung,
Figur 6 zeigt eine Aufnahme der durch lonenbestrahlung behandelten, da¬ bei aber überhitzten Unterseite in 550-facher Vergrößerung, und
Figur 7 zeigt eine Aufnahme der durch lonenbestrahlung behandelten, aber überhitzten Unterseite bei 6000-facher Vergrößerung.
In den Figuren 2, 4 und 6 zeigt der weiße Balken jeweils eine Länge von 10 μm an, in den Figuren 3, 5 und 7 zeigt der weiße Balken eine Länge von 1 μm an.
Figur 1 zeigt ein typisches Bracket mit einem Fußteil (Pad) 1 mit konkaver Unter¬ seite 2. Auf dem Fußteil 1 steht ein Führungsteil 3, welches auf seiner der Unter- seite 2 abgewandten Seite einen Schlitz 4 zur Aufnahme eines Drahtbogens hat.
Solche Brackets wurden aus einem mit Pigmenten gefüllten Polyoxymethylenho- mopolymer (POM) geformt. Über die Auswahl der Pigmente erfolgt die Farbge¬ bung zur Anpassung an die Zahnfarbe. Der Schmelzbereich des verwendeten POM liegt zwischen 172° C und 184° C. Die Unterseite 2 solcher Brackets wurde mit einem Argonplasma behandelt. Dazu wurden die Brackets in einer Plasma¬ kammer angeordnet, eine Argonatmosphäre mit einem Druck von 20 Pa einge¬ stellt und das Gas durch Einstrahlen von hochfrequentem Strom mittels eines bei einer Frequenz von 13,5 MHz arbeitenden RF-Generators soweit angeregt, daß es in einen Plasmazustand übergeht, in welchem Ionen, Elektronen und Neu- tralteilchen vorliegen. Die Ionen wurden abgezogen und in einem Hochspan¬ nungsbeschleuniger mit einer Hochspannung von ungefähr 20 kV beschleunigt und auf die Unterseite 2 der Pads geschossen. Die Bestrahlungsdauer betrug insgesamt 10 min. und erfolgte in zehn Teilabschnitten von 1 min. jeweils unter¬ brochen durch 1 min. dauernde Abkühlpausen. Das Ergebnis der Behandlung ist in den Figuren 4 und 5 zu sehen: Man sieht eine verästelte, teilweise schuppige Haltestruktur mit einer Tiefe von 1 bis 2 μm und einer Längenausdehnung der Strukturelemente (Stäbchen und Schuppen) von überwiegend nicht mehr als 3 μm. Diese Struktur erlaubt im Gegensatz zu der in den Figuren 2 und 3 darge¬ stellten unbehandelten, sehr glatten Oberfläche der Unterseite 2 eine gute Ver¬ zahnung mit einem Klebstoff.
Auf die Unterseite von so behandelten Brackets wurde zunächst ein flüssiger Klebstoff aufgetragen, welcher in 100 g 7,9 g Bisphenol-α-Glyzidylmethacrylat und 71 ,5 g Triethylenglykoldimetacrylat enthielt. Anschließend wurde eine Klebe¬ paste aufgetragen, welche in 100 g 9,3 g Bisphenol-α-Glyzidylmethacrylat und 13,2 g Triethylenglykoldimetacrylat, zum Rest Füllstoffe enthielt. Mit diesem Kle- ber beschichtete Brackets wurden auf Zähne geklebt und es wurde geprüft, wel¬ ches Drehmoment (Torque) mit den aufgeklebten Brackets auf die Zähne übertra¬ gen werden konnte. Dabei wurden Drehmomente von 3800 Nmm gemessen, was ebenso gut ist wie der Torque, welcher sich mit angeklebten Edelstahl brackets erreichen läßt. Für Zahnkorrekturen wendet man Torques von nicht mehr als 1500 bis 1800 Nmm an.
Zum Vergleich wurden Brackets mit derselben Gesamtbestrahtungsdauer be¬ strahlt, im Unterschied zu den Figuren 4 und 5 aber nicht mit Abkühlpausen, son¬ dern durchgehend in einem einzigen Schritt. Das Ergebnis ist in den Figuren 6 und 7 dargestellt. Man sieht, daß die Oberflächenstruktur völlig verschieden ist von der in den Figuren 4 und 5. Der Kunststoff wurde durch die Bestrahlung zu heiß und damit zu weich, so daß sich die typische verästelte Struktur wie in Figur 5 nicht ausbilden konnte, sondern eine gröbere, durch das Erreichen des Schmelzbereiches verrundete, glattere Struktur, welche für ein Verkleben weni¬ ger gut geeignet ist. Die in Figur 5 wiedergegebenen Haltestrukturen sind langzeitstabil. Ein Ausla¬ gern von so behandelten Brackets in Luft unter Normalbedingungen für die Dauer von zwei Monaten zeigte keinerlei Verschlechterung der Eignung zum Kleben.

Claims

Ansprüche
1. Aus Kunststoff hergestellte Vorrichtung zum Korrigieren der Zahnstellung, insbesondere Bracket oder Bukkalröhrchen, mit einem Fußteil (Pad 1 ), wel¬ ches eine konkave Unterseite (2) zum Ankleben an einen Zahn und eine Oberseite hat, auf welcher ein Führungsteil (3) für einen Drahtbogen steht, wobei an der Unterseite (2) dreidimensionale Haltestrukturen für einen Kleb¬ stoff ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestrukturen re¬ gellose, sich dreidimensional erstreckende Verästelungen aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Verästelun- gen teilweise eine schuppige Gestalt haben.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus¬ dehnung von 90 % der Strukturelemente der Haltestrukturen kleiner als 10 μm ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdeh- nung von 90 % der Strukturelemente der Haltestrukturen kleiner als 5 μm ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß Haltestrukturen eine Tiefe von wenigstens 0,5 μm haben.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltestruk¬ turen eine Tiefe von 1 μm bis 3 μm haben.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Haltestrukturen durch Bestrahlung mit Ionen , insbesonde¬ re Edelgasionen, gebildet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzetchnet durch Haltestrukturen der in Figur 5 wiedergegebenen Art.
9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sie aus einem Polyaryletherketon, aus einem Azetalharz, ins¬ besondere aus einem Polyoximethylenhomopolymer, oder aus einem Kunst¬ stoff besteht, der in seiner mechanischen Festigkeit und chemischen Bestän- digkeit diesen ähnlich ist.
10. Verfahren zum Ausbilden von dreidimensionalen Haltestrukturen an der Un¬ terseite von Fußteilen von Vorrichtungen zur Korrektur der Zahnstellung, ins¬ besondere von Brackets und Bukkalröhrchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Fußteile mit Ionen bestrahlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fußteile bei der Bestrahlung unterhalb Ihrer Erweichungstemperatur gehalten werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Be¬ strahlung durchgeführt wird, bis die Tiefe der Haltestruktur wenigstens 0,5μm beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung durchgeführt wird, bis die Tiefe der Haltestruktur wenigstens 1μm beträgt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung durch Abkühlpausen unterbrochen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Fußteils mit Edelgasionen, insbesondere mit Argonio- nen bestrahlt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen durch Hochfrequenzanregung eines Gases gebildet und durch ein elektrisches Feld beschleunigt werden, ehe sie auf die Unterseite des Fußteils treffen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen durch eine Gleichspannung von 10 kV bis 50 kV, vorzugsweise 20 kV bis 40 kV be¬ schleunigt werden.
18. Verfahren zum Ankleben einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Unterseite des Fußteils (1) zu- nächst ein dünnflüssiger Kleber und danach ein pastöser Kleber aufgetragen wird.
EP97922984A 1996-05-07 1997-05-07 Aus kunststoff hergestellte vorrichtung zum korrigieren der zahnstellung und verfahren zu ihrer herstellung Withdrawn EP0844852A1 (de)

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