RU2188603C2

RU2188603C2 - Device for making magnetic fixation of removable denture

Info

Publication number: RU2188603C2
Application number: RU2000109001A
Authority: RU
Inventors: С.В. Казаков; Г.Е. Кирко; И.М. Кирко; С.Г. Конюхова; А.Г. Рогожников
Original assignee: Пермская государственная медицинская академия
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2002-09-10

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has plates manufactured from magnetically soft and magnetically hard material set in alternating order in the removable part of prosthesis and a plate manufactured from magnetically soft material mounted on the fixed part of the prosthesis. Two wedge-like plates manufactured from magnetically soft material increasing attraction force between the fixed and removable parts of the prosthesis are adjacent to the larger facets of a plate manufactured from magnetically hard material in the removable part of prosthesis. Convex and concave surfaces of the fixed and removable prosthesis parts are shaped as cylinder surface which axis is in parallel relation to the dental row. EFFECT: reliable attachment of the removable prosthesis part to the fixed one; low consumption of rare-earth elements; small forces required for taking off the removable part of prosthesis. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано при фиксации съемного зубного протеза при помощи постоянных магнитов. The invention relates to medicine, namely to dentistry, and can be used to fix a removable denture using permanent magnets.

Известно устройство [1] для магнитной фиксации съемного зубного протеза, состоящее из двух постоянных магнитов, вмонтированных в съемную часть протеза и в корень зуба или челюсть, причем соприкосновение между ними в результате действия магнитных сил происходит по вогнутой и выпуклой поверхностям, скользящим друг относительно друга при установке или снятии съемной части протеза. При этом по сравнению с прямым разъемом значительно уменьшается момент сил, действующих на корень зуба, так как вместо момента сил магнитного натяжения действует момент сил трения, созданных первыми. Силы трения уменьшаются также за счет силиконовой прокладки между притягивающимися поверхностями. Это устройство может служить аналогом предлагаемого изобретения. A device [1] for magnetic fixation of a removable denture, consisting of two permanent magnets mounted in a removable part of the prosthesis and in the root of the tooth or jaw, and the contact between them as a result of the action of magnetic forces occurs on concave and convex surfaces sliding relative to each other when installing or removing the removable part of the prosthesis. In this case, in comparison with a direct connector, the moment of forces acting on the tooth root is significantly reduced, since instead of the moment of magnetic tension forces, the moment of friction created by the first acts. Friction forces are also reduced by silicone gaskets between attractive surfaces. This device can serve as an analogue of the invention.

Недостатком аналога является неоправданно большой расход материала на постоянные магниты: большое значение размагничивающего фактора заставляет увеличивать размер магнита вдоль направления намагничивания, а снижение индукции вследствие того, что рабочая точка находится на кривой возврата, заставляет максимально расширять поверхности, перпендикулярные к направлению намагничивания. Таким образом, приходится выбирать материал магнитов с очень большой коэрцитивной силой, т.е. редкоземельные магнитные сплавы, и увеличивать их объем, в то время когда рабочая индукция не превысит 0,6-0,7 Тл. The disadvantage of the analogue is the unreasonably high consumption of material for permanent magnets: the large value of the demagnetizing factor causes the magnet to increase in size along the direction of magnetization, and the decrease in induction due to the fact that the operating point is on the return curve, makes it possible to expand surfaces that are perpendicular to the direction of magnetization. Thus, it is necessary to choose a material of magnets with a very large coercive force, i.e. rare-earth magnetic alloys, and increase their volume, while the working induction does not exceed 0.6-0.7 T.

Прототипом предлагаемого изобретения может служить съемный зубной протез или мост, состоящий из пакета в несколько пластин из магнитотвердого материала, чередующихся с пластинами из магнитомягкого материала [2], причем намагниченность первых направлена вдоль пакета, а последние служат магнитопроводами, выводящими магнитный поток наружу и, в частности, в якорь в виде пластинки из магнитомягкого материала, размещенный на несъемной части протеза. Недостатком прототипа является нерационально большие потери магнитного потока через боковые поверхности, не примыкающие к якорю на несъемной части протеза, и невозможность намагничивания системы магнитов с арматурой при помощи внешнего поля, так как намагниченность соседних пластин из магнитотвердого материала в прототипе имеет противоположную направленность. The prototype of the invention can be a removable denture or bridge, consisting of a package of several plates of magnetically hard material, alternating with plates of magnetically soft material [2], the magnetization of the former directed along the packet, and the latter serve as magnetic circuits that bring the magnetic flux out and in particular, in an anchor in the form of a plate of soft magnetic material, placed on a fixed part of the prosthesis. The disadvantage of the prototype is the irrationally large losses of magnetic flux through the side surfaces that are not adjacent to the anchor on the fixed part of the prosthesis, and the inability to magnetize the magnet system with the armature using an external field, since the magnetization of adjacent plates of magnetically hard material in the prototype has the opposite direction.

Изобретение направлено на решение задачи: сокращение расхода магнитотвердого материала, улучшение фиксации протеза. The invention is aimed at solving the problem: reducing the consumption of hard magnetic material, improving the fixation of the prosthesis.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в целях более экономного использования магнитотвердого материала в съемной части протеза используется только одна, выполненная из него, пластинка, а магнитный поток направляется и концентрируется на якоре при помощи двух клиновидных пластин из малоуглеродистой магнитомягкой стали, при этом наряду с экономией материала по сравнению с аналогом и прототипом достигается увеличение силы, удерживающей протез благодаря сужению магнитного потока в области контакта съемной и несъемной части. The essence of the invention lies in the fact that in order to make more economical use of hard magnetic material in the removable part of the prosthesis, only one plate made of it is used, and the magnetic flux is guided and concentrated on the anchor using two wedge-shaped plates made of low-carbon magnetically soft steel, while with material savings in comparison with the analogue and prototype, an increase in the force holding the prosthesis due to the narrowing of the magnetic flux in the contact area is removable and non-removable th part.

Выпуклая и вогнутая поверхности соприкосновения съемной и несъемной частей протеза, предложенные в аналоге, в предлагаемом устройстве выполнены в виде цилиндрических поверхностей с общей осью, направленной вдоль зубного ряда, причем съемная часть протеза снимается поворотным движением вокруг этой оси в направлении из ротовой полости. The convex and concave contact surfaces of the removable and non-removable parts of the prosthesis, proposed in the analogue, in the proposed device are made in the form of cylindrical surfaces with a common axis directed along the dentition, and the removable part of the prosthesis is removed by turning it around this axis in the direction from the oral cavity.

На упомянутой цилиндрической поверхности соприкосновения, в несъемной части протеза, в направлении зубного ряда выполнена канавка, ширина которой равняется толщине пластинки из магнитотвердого материала, роль которой - осуществлять нужную ориентацию съемной части протеза, а также обеспечить снижение момента магнитных сил сопротивления вращательному движению при съеме и демонтаже протеза. On the said cylindrical contact surface, in the non-removable part of the prosthesis, in the direction of the dentition, a groove is made, the width of which is equal to the thickness of the plate of hard magnetic material, the role of which is to carry out the necessary orientation of the removable part of the prosthesis, as well as to reduce the magnetic moment of resistance to rotational movement during removal and dismantling the prosthesis.

Сущность изобретения представлена на следующих фигурах: Фиг.1 - разрез устройства в смонтированном виде по плоскости, перпендикулярной к зубному ряду. Фиг.2 - разрез устройства по цилиндрической поверхности контакта съемной и несъемной частей протеза. The invention is presented in the following figures: Figure 1 is a sectional view of the device in mounted form along a plane perpendicular to the dentition. Figure 2 - section of the device on the cylindrical contact surface of the removable and non-removable parts of the prosthesis.

На фигурах изображены: съемная 1 и несъемная 2 части протеза. The figures depict: removable 1 and non-removable 2 parts of the prosthesis.

В съемной части протеза 1 включены скрепленные друг с другом плоскопараллельная пластинка из магнитотвердого материала 3 посредине двух клиновидных пластинок из магнитомягкого материала 4. In the removable part of the prosthesis 1, a plane-parallel plate of magnetically hard material 3 fastened to each other in the middle of two wedge-shaped plates of soft magnetic material 4 is included.

В несъемную часть протеза 2 входят: пластинка из магнитомягкого материала 5, укрепленная на крепящем стержне 6 в массиве челюсти 7, в пластинке 5 выполнена канавка 8. The fixed part of the prosthesis 2 includes: a plate of soft magnetic material 5, mounted on a fastening rod 6 in the jaw array 7, a groove 8 is made in the plate 5.

Устройство состоит из съемной 1 и несъемной 2 частей (фиг.1). The device consists of a removable 1 and non-removable 2 parts (figure 1).

Съемная часть состоит из скрепленных друг с другом плоскопараллельной пластинки из магнитотвердого материала 3, присоединенных к ней клиновидных пластинок 4, выполненных из магнитомягкого материала. The removable part consists of plane-parallel plates bonded to each other from hard magnetic material 3, wedge-shaped plates 4 attached to it made of soft magnetic material attached to it.

Несъемная часть 2 состоит из пластинки 5, выполненной из магнитомягкого материала и укрепленной в несъемной части протеза при помощи крепящего стержня 6, вставленного в корень зуба 7. В пластинке 5 выполнена канавка 8, выполненная так, что конфигурация выступающих частей пластинки 5 идентична примыкающим граням клиновидных пластинок 4 съемной части 1. Ось ZZ ориентирующей канавки 8 направлена вдоль зубного ряда. Вогнутая поверхность съемной части протеза 1 и выпуклая поверхность несъемной части протеза 2 также, как соответствующие грани пластинок 4 и 5, имеют форму цилиндрической поверхности, ось которой параллельна зубному ряду и линии ZZ. Необходимые защитные и антикоррозийные покрытия описанных частей устройства не изображены, их магнитные свойства не существенны. The fixed part 2 consists of a plate 5 made of soft magnetic material and fixed in the fixed part of the prosthesis by means of a fixing rod 6 inserted into the root of the tooth 7. In the plate 5, a groove 8 is made so that the configuration of the protruding parts of the plate 5 is identical to the adjacent faces of the wedge-shaped the plates 4 of the removable part 1. The ZZ axis of the alignment groove 8 is directed along the dentition. The concave surface of the removable part of the prosthesis 1 and the convex surface of the fixed part of the prosthesis 2, as well as the corresponding faces of the plates 4 and 5, have the shape of a cylindrical surface, the axis of which is parallel to the dentition and the ZZ line. The necessary protective and anticorrosive coatings of the described parts of the device are not shown, their magnetic properties are not significant.

Устройство действует следующим образом: пластинка из магнитотвердого материала 3 намагничивается так, чтобы ее вектор намагниченности был направлен перпендикулярно к большим граням, т.е. горизонтально на фигурах 1 и 2. К последним примыкают большие грани клиновидных пластинок из магнитомягкого материала 4, играющих двойную роль: уменьшение размагничивающего фактора намагниченной пластины 3 в процессе ее намагничивания и концентрации магнитного потока на меньшей площади их контакта с пластиной 5, увеличивающих силу притяжения съемной части протеза 1 к несъемной 2. Последний эффект достигается благодаря известному явлению увеличения силы притяжения между полюсами магнитов при уменьшении площади полюсов в пределах значений индукции насыщения. Поэтому площади граней магнитопроводов 2 выбираются так, чтобы угол между гранью и образующей приближенно удовлетворял значению arctg(l-B_mag/B_fer), при этом силы притяжения якоря к полюсам магнитопровода 2 увеличатся в отношении B_mag/B_fer. (Например, если индукция магнита из редкоземельного материала КС37 B_mag=0.75 Тл, а индукция в малоуглеродистой стали допустима B_fer= l. 8 Тл, то увеличение силы прижима съемной части протеза к якорю произойдет в 2,4 раза).The device operates as follows: a plate of magnetically hard material 3 is magnetized so that its magnetization vector is directed perpendicular to large faces, i.e. horizontally in figures 1 and 2. The latter are adjoined by large faces of wedge-shaped plates of soft magnetic material 4, playing a double role: a decrease in the demagnetizing factor of the magnetized plate 3 in the process of magnetization and concentration of magnetic flux over a smaller area of their contact with the plate 5, increasing the removable pull part of the prosthesis 1 to a non-removable 2. The last effect is achieved due to the well-known phenomenon of increasing the attractive force between the poles of the magnets while reducing the area of the poles within the value th induction of saturation. Therefore, the face areas of the magnetic cores 2 are selected so that the angle between the face and the generatrix approximately satisfies the value arctan (lB _mag / B _fer ), while the forces of attraction of the armature to the poles of the magnetic circuit 2 increase with respect to B _mag / B _fer . (For example, if the induction of a magnet from the rare-earth material KS37 B _mag = 0.75 T, and induction in mild steel is permissible B _fer = l. 8 T, then the clamping force of the removable part of the prosthesis to the anchor will increase by 2.4 times).

Особенностью предлагаемого устройства является цилиндрическая форма поверхностей контакта съемной части протеза 1 и его несъемной части 2. A feature of the proposed device is the cylindrical shape of the contact surfaces of the removable part of the prosthesis 1 and its fixed part 2.

Эта форма контакта позволяет значительно уменьшить силы, действующие на корень зуба, который в данной конструкции может быть и "живым", при снятии съемной части протеза, например при полоскании рта. Удаление съемной части протеза производится вращательным движением вокруг оси вышеупомянутых цилиндрических поверхностей. Так как магнитная энергия системы возрастает при таком движении весьма плавно, то сила, "тревожащая" корень зуба, определяется силой притяжения частей протеза, умноженной на коэффициент трения К_тр=0,1-0,15, в то время как эта же сила в конструкции прототипа оказывается в 1/К_тр= 7-10 раз больше. Особое значение приобретает канавка 8 в цилиндрической поверхности пластинки 5. Ее геометрия, т.е. ширина и длина, совпадают соответственно с толщиной и шириной пластинки 3, вмонтированной в съемную часть протеза 1. Канавка 8 создает также момент сил, правильно ориентирующий съемную часть протеза 1 относительно вертикальной оси в "рабочее" положение при установке его, когда захочется покушать жареного мяса.This form of contact can significantly reduce the forces acting on the root of the tooth, which in this design can be “live”, when removing the removable part of the prosthesis, for example when rinsing the mouth. Removing the removable part of the prosthesis is performed by rotational movement around the axis of the aforementioned cylindrical surfaces. Since the magnetic energy of the system increases quite smoothly during such a movement, the force “disturbing” the root of the tooth is determined by the attractive force of the parts of the prosthesis multiplied by the friction coefficient K _tr = 0.1-0.15, while the same force in prototype design is 1 / K _Tr = 7-10 times more. Of particular importance is the groove 8 in the cylindrical surface of the plate 5. Its geometry, i.e. the width and length coincide, respectively, with the thickness and width of the plate 3 mounted in the removable part of the prosthesis 1. The groove 8 also creates a moment of force, correctly orienting the removable part of the prosthesis 1 relative to the vertical axis in the "working" position when you set it when you want to eat fried meat .

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. AN 1994-017566 (03). CR 1995-076122 (11). DNNN 1994-013343. PROSTESIS HOLDING MAGNETS.SOURCES OF INFORMATION
1. AN 1994-017566 (03). CR 1995-076122 (11). DNNN 1994-013343. PROSTESIS HOLDING MAGNETS.

2. Europen Patent Offise. EP 0747018 А1, 26.12.1995. DENTURE ATTACHMENT. 2. Europen Patent Offise. EP 0747018 A1, 12/26/1995. DENTURE ATTACHMENT.

3. Постоянные магниты. Справочник. Ред. Пятин Ю.М. Москва. Энергия. 1980 г. 486 с. 3. Permanent magnets. Directory. Ed. Pyatin Yu.M. Moscow. Energy. 1980 486 p.

Claims

1. A device for magnetic fixation of a removable denture, comprising alternating plates of soft and hard magnetic materials, placed in a removable part of the prosthesis, and a plate of soft material, mounted on a fixed part of the prosthesis, characterized in that in the removable part of the prosthesis to the large faces of one plate two wedge-shaped plates made of magnetically soft material adjoin from the magnetically hard material, increasing the force of attraction of the removable part of the prosthesis to the non-removable, moreover, convex and concave surfaces respectively fixed and removable parts are in the form of a cylindrical surface, the axis of which is parallel to the dentition.

2. The device according to claim 1, characterized in that the plate of soft magnetic material on the fixed part of the prosthesis has a groove on the outer part directed along the dentition.