NL9400009A - Spanstelsel voor een orthodontische buitenbeugel. - Google Patents

Description

Spanstelsel voor een orthodontische buitenbeugel.

Beschrijving

De onderhavige uitvinding betreft een spanstelsel voor een orthodontische buitenbeugel, omvattende veerkrachtige middelen, en koppelmiddelen voor het op de buitenbeugel overbrengen van een door de veerkrachtige middelen uitgeoefende trekkracht.

Dergelijke spanstelsels zijn algemeen bekend, bijvoorbeeld uit US-A-3.526.035« Hieruit is een spanstelsel voor een zogenaamde nekbeugel bekend, omvattende een nekband waarop een strook flexibel materiaal is aangebracht. Op deze strook zijn twee beschermingsbuisjes bevestigd met in elk buisje een veer. De veren zijn enerzijds aan de draagstrook bevestigd en anderzijds aan het ene eind van koppelmiddelen, die met hun andere eind aan de buitenbeugel zijn te bevestigen. Door de respectievelijke veren uit te rekken en vervolgens de koppelmiddelen zodanig aan de buitenbeugel te bevestigen, dat de veren uitgerekt blijven, wordt een naar de nek gerichte trekkracht op de buitenbeugel aangebracht. Via een bij de mond aan de buitenbeugel bevestigde binnenbeugel wordt deze trekkracht overgedragen op twee of meer gebitselementen, waardoor de stand hiervan zich laat corrigeren.

Het draagcomfort van dergelijke spanstelsels laat te wensen over, daar de bewegingsvrijheid van het hoofd wordt belemmerd. Als de patiënt zijn hoofd naar links of rechts draait (d.w.z. een nee-knikkende beweging maakt), zal aan respectievelijk de linker- of rechterzijde van het gebit een naar achteren gerichte (dat wil zeggen naar de nek toegerichte) extra drukkracht op het desbetreffende gebitselement worden uitgeoefend, terwijl aan de andere zijde van het gebit een naar voren gerichte trekkracht op het desbetreffende aan de rechter- respectievelijk linkerzijde gelegen gebitselement wordt uitgeoefend. Deze extra krachten kunnen vrij groot zijn, zijn voor de patiënt onaangenaam en met het oog op de orthodontische behandeling ongewenst. Soortgelijke problemen doen zich voor bij een ja-knikkende beweging.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel, een spanstelsel voor een orthodontische buitenbeugel te verschaffen, waarbij de op het gebit over te dragen spankracht zo constant mogelijk blijft, en het draagcomfort en de bewegingsvrijheid van de patiënt worden vergroot.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat de veerkrachtige middelen een veerkrachtig orgaan omvatten, doordat het spanstelsel een boogvormige geleidingsbaan omvat, waarlangs het veerkrachtige orgaan beweegbaar is, en doordat de koppelmiddelen enerzijds aan de buitenbeugel bevestigbaar zijn en anderzijds via het veerkrachtige orgaan met elkaar zijn verbonden. Hierdoor wordt bereikt, dat het veerkrachtige orgaan zich langs de geleidingsbaan verplaatst wanneer de patiënt zijn hoofd draait. Het veerkrachtige orgaan, zoals bijvoorbeeld een elastiek of een spiraal-veer, is hierbij als het ware tussen twee paar koppelmiddelen, zoals bijvoorbeeld twee stukken koordachtig of strookachtig materiaal, aangebracht, zodanig dat als aan het ene koppelmiddel wordt getrokken, via de veer een trekkracht op het andere koppelmiddel wordt overgebracht. De veer en de koppelmiddelen zijn langs de geleidingsbaan in de richting van de geleidingsbaan vrij beweegbaar. Indien het spanstelsel is aangebracht in de nek van een patiënt, en de koppelmiddelen aan de buitenbeugel zijn bevestigd, vormt het geheel van de benen van de buitenbeugel, de koppelmiddelen en het veerkrachtige orgaan als het ware een gesloten "ring", die rond de nek, de wangen en de mond van de patiënt loopt. Indien het hoofd naar links of naar rechts wordt bewogen, wordt via de mond en de buitenbeugel de "ring" meegedraaid en zal het langs de geleidingsbaan geleide veerkrachtige orgaan dus in dezelfde richting meedraaien. Het veerkrachtige orgaan zal hierbij niet of nauwelijks extra uitgerekt worden, waardoor de op de gebitselementen uitgeoefende krachten nagenoeg constant blijven. Grote pieken in deze drukkrachten, zoals deze optreden bij de gebruikelijke spanstelsels, worden verregaand vermeden.

Om het beweegbare veerkrachtige orgaan te beschermen en het vrij beweegbaar zijn hiervan te waarborgen, is het volgens de uitvinding voordelig als de geleidingsbaan een buis omvat. Een bijkomend voordeel is, dat haar van de patiënt niet aan het veerkrachtige orgaan blijft vastzitten, en het heen en weer bewegen langs de geleidingsbaan niet belemmert.

Voor een optimaal draagcomfort en een zo soepel mogelijk beweegbaar zijn van het veerkrachtige orgaan, is het volgens de uitvinding voordelig als de geleidingsbaan zodanig flexibel is, dat de boogvorm hiervan aan de ronding van de nek van de patiënt aanpasbaar is. Het is hierbij in het bijzonder voordelig als de boogvorm zich tijdens gebruik als het ware continu aan de vorm van de nek blijft aanpassen.

Een flexibele buisvormige geleidingsbaan is volgens de uitvinding op voordelige wijze te verkrijgen door de geleidingsbaan te vormen uit een tot een spiraalachtige winding gewonden draad of strook. Maar ook gewone buizen van een buigzaam materiaal zijn zeer geschikt.

Om te voorkomen dat bijvoorbeeld het haar van de patiënt komt vast te zitten tussen de spiraalachtige winding, is het volgens de uitvinding voordelig als de spiraalachtige winding aan de buitenzijde is voorzien van een de winding bedekkende bekleding.

Een zeer soepel bewegen van het veerkrachtige orgaan wordt volgens? de uitvinding bereikt, doordat de geleidingsbaan een boogvormige strook, bij voorkeur van metaal, omvat, met een in hoofdzaak glad glijvlak voor het veerkrachtige orgaan. De dwarsdoorsnedevorm van het glijvlak kan eventueel worden aangepast aan de dwarsdoorsnedevorm van het veerkrachtige orgaan. De boogvormige strook vormt dan een geleidingsgoot met aan de binnenzijde een glijvlak.

Het veerkrachtige orgaan kan met zeer geringe wrijving langs de geleidingsgoot bewegen. Draadachtige koppelmiddelen van kunststof, zoals nylon, zullen door de boogvorm van de geleidingsbaan hiermee contact maken, zodat sprake zal zijn van wrijving. Deze wrijving is zeer gering indien de geleidingsbaan een glad metalen glijvlak heeft.

Bij een buisvormige geleiding zullen de binnenmaten van de buis aan de dwarsdoorsnede van het veerkrachtige orgaan zijn aangepast.

De geleiding van het veerkrachtige orgaan kan een buis, een boogvormige strook of beide omvatten. Echter de geleiding kan ook op andere wijze zijn gevormd, bijvoorbeeld door middel van een rail.

Volgens de uitvinding is het verder voordelig als de veerconstante (C) van het veerkrachtige orgaan, bij voorkeur vanaf een bepaalde veerkracht (F) of uitrekking (L), bij verdere uitrekking van het veerkrachtige orgaan afneemt. De relatie F = C x L geeft hierbij het verband weer tussen de veerkracht, de veerconstante en de uitrekking. Wanneer bij het bewegen van het hoofd van de patiënt het veerkrachtige orgaan toch iets langer moet worden, zorgt een dergelijk veerkrachtig orgaan ervoor dat de op de gebitselementen uitgeoefende extra krachten relatief laag blijven. Dit is in het bijzonder voordelig wanneer het hoofd niet alleen naar links of rechts wordt gedraaid, maar ook iets omhoog of naar beneden wordt gekanteld, zoals bijvoorbeeld bij een ja-knikkende beweging. Het is hierbij volgens de uitvinding in het bijzonder voordelig als vanaf een bepaalde veerkracht of uitrekking van het veerkrachtige orgaan, de veerkracht van dit orgaan bij verdere uitrekking in hoofdzaak constant blijft. Dergelijke veerkrachtige organen zijn op zich bekend, en kunnen bijvoorbeeld worden vervaardigd uit draden van een zogenaamde Nitinol-legering. Dergelijke Nitinol-draden zijn in de orthodontie bekend vanwege hun bijzondere elastische eigenschappen, en worden in de mond aangebracht als hulpmiddel bij het corrigeren van de stand van tanden of kiezen. Nitinol-draden worden beschreven in bijvoorbeeld US-A-4.037·324, en uit-gebreider in de in kolom 7 van US-A-4.037·324 genoemde literatuurplaat-sen, welke door deze verwijzing in de onderhavige aanvrage zijn opgenomen.

Onder andere GAC International Inc., New York, Ü.S.A. en TP Orthodontics Inc., La Porte, Indiana, U.S.A. brengen Nitinol-draden op de markt onder respectievelijk de merknamen Sentalloy* en Reflex*.

De uitvinding heeft verder betrekking op een orthodontiech hulpmiddel voorzien van een spanstelsel volgens de uitvinding.

In het nuvolgende zal de uitvinding aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht. Hierin toont:

Fig. 1 een aanzicht in perspectief van een spanstelsel volgens de uitvinding met buitenbeugel;

Fig. 2 een detail van een spanstelsel volgens de uitvinding;

Fig. 3 een aanzicht in perspectief van een spanstelsel volgens de uitvinding met een buitenbeugel, waarbij de omhullende buis van het spanstelsel is weggelaten;

Fig. 4 een detail van een spanstelsel volgens de uitvinding, tonende de bevestiging van het spanstelsel op een nekband, en

Fig. 5 een detail, gedeeltelijk in doorsnede, van de bevestiging van de koppelmiddelen aan de buitenbeugel.

In Fig. 1 is met 21 een bekende buitenbeugel met buitenbenen 1 weergegeven, waaraan bij 17 de binnenbenen 2 zijn bevestigd. Aan de binnenbenen 2 zijn bij 3 bochten gevormd, waarvan de vrije uiteinden voor het bevestigen van de binnenbenen aan een gebitselement dienen. De buitenbeugel 21 is aan zijn einden, die zich tijdens gebruik buiten de mond van de patiënt bevinden, voorzien van U-vormige haken 7·

Het spanstelsel volgens de uitvinding omvat een spiraalveer 5, die aan zijn tegenoverliggende einden is bevestigd aan het ene eind van respectievelijk koord 11 en koord 12. Het andere eind van respectievelijk koord 11 en 12 is door middel van een schroef 10 in een schoen 9 geklemd. De schoenen 9 zijn voorzien van veiligheidsheken 8, die aan de haken 7 van de buitenbeugel 21 zijn te koppelen.

Fig. 5 toont in detail de bevestiging van een veiligheidshaak 8 aan een, gedeeltelijk in doorsnede weergegeven, U-vormige haak 7· De benen van de veiligheidshaak kunnen uit elkaar veren, zodat bij een bepaalde trekkracht, bijvoorbeeld van 1000 gram, de verbinding losschiet.

De veiligheidshaken 8 ontkoppelen dus als er met een zekere kracht aan de buitenbeugel 1 wordt getrokken.

De veer 5 is aangebracht in een flexibele buis 4, waarvan in Fig. 2 een detailaanzicht wordt getoond.

Fig. 3 toont het spanstelsel volgens de uitvinding tezamen «et een orthodontische beugel, waarbij de buis 4 is weggelaten. Fig. 3 toont duidelijk de boogvormige geleiding 13 in de vorm van een metalen strip met een in hoofdzaak glad glijvlak. Aan de uiteinden van de geleidings-baan zijn aanslagen 19 bevestigd in de vorm van buisjes waardoor de draden 11 en 12 lopen. Deze aanslagen 19 zorgen ervoor, dat de veer niet van de geleidingsbaan af kan lopen. De geleidingsbaan 13 met een aan de vorm van de veer aangepast glad glijvlak maakt het mogelijk dat de veer 5 soepel, zonder schokken en trillingsloos langs de geleidingsbaan kan worden verplaatst. In Fig. 3 zijn verder busvormige stoppen 18 weergegeven, die in de einden van de buis 4 zijn aan te brengen. Deze stoppen zijn voorzien van langsboringen voor de draden 10 en 11.

Fig. 2 toont een detailaanzicht van een buis 4 volgens de uitvinding. Deze buis 4 is gevormd uit een spiraal veer 15 die aan de buitenzijde is bekleed met een bedekking 14, bijvoorbeeld een zogenaamde krimp-kous. Deze bekleding 14 zorgt ervoor dat er geen haren van de patiënt tussen de windingen van de spiraalveer 15 kunnen blijven klemmen. Het geheel past zich gemakkelijk aan de vorm van de nek van de patiënt aan.

Het in de buis 4 aangebrachte spanstelsel volgens de uitvinding is, zoals Fig. 4 laat zien, door middel van een klittebandverbinding op een op zich bekende nekband 6 te bevestigen. Deze nekband 6 verdeelt de druk in de nek enigszins, en is gemakkelijk te vervangen als deze vuil is geworden.

De wijze waarop het in de tekening weergegeven spanstelsel volgens de uitvinding bij de patiënt wordt aangebracht, is overeenkomstig de wijze van aanbrenging zoals in US-A-3.526.035 beschreven. De binnenbenen worden in de mond geplaatst, het spanstelsel wordt in de nek geplaatst en de haken 8 en 7 aan weerszijden aan het hoofd van de patiënt worden in-eengekoppeld. De orthodontist kan de voorspanning van de veer 5 instellen door middel van de schroefjes 10 waarmee de koorden 11 en 12 in de schoenen 9 zijn geklemd.

Bij het aanmeten van het spanstelsel en de beugel past de buis 4 zich ten gevolge van zijn flexibiliteit aan aan de vorm van de nek van de patiënt. Ook tijdens gebruik blijft de buis zich bij voldoende buigzaam- heid aan de nekvormen aanpassen, hetgeen bijvoorbeeld tijdens het slapen zeer prettig is.

In Fig. 1 is schematisch met pijlen de werking van het spanstelsel volgens de uitvinding weergegeven. Hierbij heeft de patiënt zijn hoofd denkbeeldig volgens pijl R naar rechts gedraaid. Het midden van de veer 5 is hierbij volgens pijl r verplaatst. De afstand r waarover het midden van de veer 5 is verplaatst, is gelijk aan het verschil tussen de afstanden b en a, die de respectievelijke afstanden tussen de schoenen 9 en stoppen 18 weergeven. Het geheel van de buitenbenen 1 van de buitenbeugel 21, koord 11, veer 5 en koord 12 vormt dus als het ware een gedeeltelijk door de buis 4 lopende "ring", die met het verdraaien van het hoofd van de patiënt meedraait, terwijl de relatief vast aan de nek van de patiënt bevestigde buis 4 onveranderd op zijn plaats blijft. Het zal duidelijk zijn dat de spankracht van de veer hierbij gelijk kan blijven, doordat de veer 5 langs de geleiding 13 door de buis 4 verschuift. Bij een zuivere draaibeweging van het hoofd is R gelijk aan r.

De wrijving tussen enerzijds de boogvormige geleiding 13 en het veerkrachtige orgaan 5. en anderzijds tussen de boogvormige geleiding en het koppelorgaan 11, zoals een kunststof koord, is hierbij zeer gering, zodat deze wrijving nauwelijks invloed heeft op de op de tanden uitgeoefende krachten. Dit is uit orthodontische overwegingen en voor het draagcomfort zeer gunstig.

Opgemerkt wordt, dat de in de orthodontie gebruikelijke en gewenste, op de tanden uit te oefenen trekkrachten, in het algemeen minder dan 500 gram bedragen. Deze trekkrachten bedragen vaak 100-150 gram, soms 300-400 gram. Het zal duidelijk zijn, dat bij dergelijke, relatief kleine krachten, de invloed van wrijving gemakkelijk tot uiting komt. De wrijving dient derhalve zeer gering te zijn.

Bij complexere bewegingen en zogenaamde ja-knik-bewegingen van het hoofd van de patiënt zal de veer 5 vaak nog moeten verlengen om deze beweging mogelijk te maken. Hierdoor zullen de op de gebitselementen uitgeoefende krachten veranderen, hetgeen voor de behandeling ongunstig is, en het draagcomfort vermindert. Dit kan worden tegengegaan of voorkomen, door voor het veerkrachtige orgaan een element te nemen waarbij de veerkracht bij verdere uitrekking van de veer slechts weinig respectievelijk niet toeneemt.

Het zal duidelijk zijn dat op het spanstelsel volgens de uitvinding vele varianten denkbaar zijn, zoals bijvoorbeeld: het veerkrachtige orgaan kan bijvoorbeeld een elastiek, etc. zijn; de geleidingsbaan kan worden gevormd door een boogvormige strook, een buis, een rail, etc., waarbij vooral van belang is dat het veerkrachtige orgaan hier zonder schokken langs kan worden verplaatst; voor de koppelmiddelen kunnen koorden, kabels, strippen, etc. worden gebruikt; de flexibiliteit van de buis 4 kan ook op andere wijze dan door een spiraalvormige winding 15 worden verwezenlijkt; de spiraalvormige winding 15 kan van metaal, kunststof en dergelijke worden vervaardigd. Hoe lichter van gewicht, des te beter; - de geleidingsbaan 13 kan ook van een kunststof zijn vervaardigd, welke bij voorkeur slijtvast is en minimale wrijving veroorzaakt; een veerkrachtig orgaan met de veerkrachtige bijzondere eigenschappen zoals in deze aanvrage uiteengezet, zoals een uit Nitinol-draad vervaardigde spiraalveer, kan ook als onverplaatsbaar spanmiddel worden gebruikt. Een deel van de voordelen van de uitvinding zal dan verloren gaan.

Claims (13)

1. Spanstelsel voor een orthodontische buitenbeugel, omvattende veerkrachtige middelen, en koppelmiddelen voor het op de buitenbeugel overbrengen van een door de veerkrachtige middelen uitgeoefende trekkracht, net het kenmerk, dat de veerkrachtige middelen een veerkrachtig orgaan (5) omvatten, dat het spanstelsel een boogvormige geleidingsbaan (4, 13) omvat, waarlangs het veerkrachtige orgaan (5) beweegbaar is, en dat de koppelmiddelen (11, 12) enerzijds aan de buitenbeugel (21) beves-tigbaar zijn en anderzijds via het veerkrachtige orgaan (5) met elkaar zijn verbonden zodanig, dat het veerkrachtige orgaan (5) zich langs de geleidingsbaan (4, 13) verplaatst wanneer de patiënt zijn hoofd draait.

2. Spanstelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de geleidingsbaan een buis (4) omvat.

3· Spanstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geleidingsbaan zodanig flexibel is, dat de boogvorm hiervan aan de vorm van de nek van de patiënt aanpasbaar is.

4. Spanstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geleidingsbaan een tot een spiraalachtig winding (15) gewonden draad of strook omvat.

5. Spanstelsel volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de spiraalachtige winding (15) aan de buitenzijde is voorzien van een de winding bedekkende bekleding (14).

6. Spanstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geleidingsbaan een boogvormige strook (13) van bij voorkeur metaal omvat met een in hoofdzaak glad glijvlak voor het veerkrachtige orgaan (5).

7. Spanstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de veerconstante (C) van het veerkrachtige orgaan, bij voorkeur vanaf een bepaalde veerkracht (F) of uitrekking (L), bij verdere uitrekking afneemt.

8. Spanstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat vanaf een bepaalde veerkracht of uitrekking van het veerkrachtige orgaan de veerkracht van dit orgaan bij verdere uitrekking in hoofdzaak constant blijft.

9. Spanstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het veerkrachtige orgaan een spiraalveer (5) is.

10. Spanstelsel volgens conclusie 9» met het kenmerk, dat de spi-raalveer is vervaardigd uit een Nitinol-draad.

11. Orthodontisch hulpmiddel voorzien van spanstelsel volgens een der voorgaande conclusies.

12. Gebruik van een veerkrachtig orgaan volgens één der conclusies 3-10 voor het uitoefenen van een trekkracht op een orthodontische buitenbeugel .

13. Gebruik van een uit Nitinol-draad vervaardigde spiraalveer voor het uitoefenen van een trekkracht op een orthodontische buitenbeugel.