SE458991B - Foerfarande och anordning foer att distorsionsfritt sammanfoga tvaa i en implantatskonstruktion och/eller protetisk konstruktion ingaaende element - Google Patents

Description

458 991 bearbetas även med slipverktyg som ger stor ytfinhet vid skarven/spalten mellan enheterna.

I det kända förfarandet utnyttjas en positiv arbetsmodell av ett aktuellt tandbensavtryck. Modellen är utförd med fastsâttningsorgan för modulelementen och fastsâttningsorganen motsvarar till sina lägen och sträckningar med stor noggrannhet de verkliga lâgena för i patientens mun implanterade förankrings- organ (stift).

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN TEKNISKT PROBLEM Det är vid framställning av protetiska konstruktioner och implantatskonstruk- tioner, speciellt sådana som används vid artificiell tanduppbyggnad, ett abso- lut krav att den stora noggrannheten skall kunna bibehallas genom hela fram- ställningen som mäste kunna ske med en noggrannhet av en eller nâgra hundra- dels millimeter. En otillåten avvikelse medför att pafrestningen för patienten blir stor pga att omprovningar och omarbetningar maste utföras.

Samanfogning medelst svetsning av titan eller motsvarande hårt material ställer stora noggrannhetskrav på använda förfaranden och apparaturer. Till- verkningen maste kunna ske maskinellt och rationellt. Svetsningen får inte föranleda att spänningar och distorsioner uppkommer i modulelementen (bron), vilket kan leda till att broar eller motsvarande konstruktioner ändrar formen utöver tillåtna mycket små marginaler.

Lösmncm Föreliggande uppfinning har till ändamål att föresla ett nytt förfarande och en ny anordning som löser bl.a. de i ovanstående angivna problemen.

Det nya förfarandet kännetecknas bl.a. av att elementen anordnas med mittför varandra belägna omkretsdelar, t.ex. sidor, på skarven exponerbara för tvâ, laserpulser eller laserstrálar för svetsningen avgivande och laserutrus tningen tillhörande, fokuseringsoptiska don.

Vid de mittför varandra belägna skarvom- kretsdelarna riktas donen därvid mot var sin av tvâ väsentligen mittför varan- dra, eller nágot förskjutna i förhållande till varandra, belägna utgångsareor 458 991 som innefattar var sitt avsnitt av resp. skarvomkretsdel med omkringliggande materíalpartier på elementen. Laserutrustningen initieras att via donen avge nâmda laserpulser resp. laserstrâlar under det att elementen och donen påver- kas inbördes för ernàende av laser effektavgivning mot utgängsareorna och dessa efterföljande areor med tillhörande avsnitt av skarvomkretsdelarna och materialpartier. Därvid kan donen avge sina laserpulser eller laserstrâlar samtidigt eller växelvis.

I en utföringsform fastsättes och fixeras elementen med mötesytorna anliggande mot varandra i en positiv modell som utnyttjas som fixeringsorgan. Modellen fastgöres på ett justerbart, t.ex. höjdjusterbart, underlag som vid laseref- fektgivningen påverkas relativt de fokuseringsoptiska donen som därvid anord- nas (fastspânnes) fast relativt underlaget. Den inbördes styrningen mellan elementen och donen utföres företrädesvis under samtidig okularbesiktning av elementen, skarven och donen. De inbördes rörelserna mellan elementen och donen styres så att donen först inriktas mot en innevarande area och därefter laserpulserna för svetsningen avgives. Varannanpunktsvetsning kan alternativt utföras, dvs efter förflyttning till ny area sker svetsning endast pà den ena sidan och vid framflyttning till en efterföljande area sker svetsning endast pa andra sidan, osv. Alternativt sker svetsning först med ena donet och sedan med andra donet innan inbördes rörelsepâverkan sker mellan elementen och' donen.

Den nya anordningen kan anses vara kânnetecknad bl.a. av att tvâ fokuserings- optiska don är anordnade inriktningsbart från var sin sida mot mittför varan- dra belägna omkretsdelar (sidor) på skraven då elementen i inpassat och fixe- rat skick är applicerade på ett appliceringsunderlag. Nämda fokuseringsop- tiska don och appliceringsunderlaget är inbördes rörelsestyrbara så att foku- seringsorganen först är inriktníngsbara mot tvâ väsentligen mittför varandra, eller något förskjutna i förhållande till varandra, belägna utgàngsareor som innefattar var sitt avsnitt av resp. skarvomkretsdel med kringliggande mate- rialpartier på elementen och därefter är stegvis eller kontinuerligt inrikt- ningsbara mot utgângsareorna efterföljande areor med tillhörande avsnitt av skarvomkretsdelar och materialpartier. Laserutrustningen är anordnad att i samband med rörelsestyrningen avge svetsningen verkställande laserpulser eller laserstrålar. 458 991 I en föredragen utföringsform är de fokuseringsoptiska donen anordnade fast i förhållande till appliceringsunderlaget, vilket i sin tur är styrbart relativt donen i en eller flera riktningar, t.ex. i höjdriktningen. Anordningen är företrädesvis av det slag som innefattar förstoringsapparatur, medelst vilken inriktningen mot de olika areorna är kontrollerbar samtidigt som skarven och svetsförfarandet rent allmänt kan övervakas.

Frammatningen till de olika svetspukterna eller areorna kan ske stegvis och laserpulsgivningen är effektuerbar efter resp. framstegning. Laserpulsgivning- en kan därvid ske samtidigt från de fokuseringsoptiska donen. Alternativt kan varannanpunktssvetsning utföras, dvs det första donet aktiveras att avge laserpulser varannan gång och det andra fokueringsoptiska donet aktiveras att avge laserpulser varannan gäng, varvid svetspunkterna vid skarvens bada sidor eller motsvarande blir förskjutna ett steg. Alternativt till laserpulsgivning- en är en kontinuerlig laserstràlavgivning effektuerbar.

FÖRDELAR Genom uppfinningen kan erhållas i hög grad distorsionsfria implantatskonstruk- tioner resp. protetiska konstruktioner av titan och liknande hårt material.

Framställningen kan göras rationell och ekonomisk, trots starkt sârpräglade individuella utformningar på konstruktionerna.

Frcuxrönracrozmo För närvarande föreslagna utföringsformer av det nya förfarandet och den nya anordningen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur 1 i horisontalvy och principiellt visar utrustning för laser- svetsning av modulelement applicerad på en arbetsmodell som är anordnad på ett upplâggningsbord och där fokuseringsoptiska don år anordnade för att möjliggöra svetsning av båda sidor hos en skarv, varvid donen är anslutna till en laserkälla, 458 991 figur 2 i vertikalsnitt visar delar av utrustningen enligt figuren l, figur 3 förstorat i förhållande till figurerna 1 och 2 visar från sidan svetspunkter vid en skarv mellan tvâ element, figur 4 visar ett tvärsnitt genom skarven enligt figuren 3, figur S visar en alternativ utföringsform av skarven enligt figuren 4, figur 6 ovanifrân visar exempel på en svetsfog, och figur 7 i principschemaform visar en framstegningsmekanism för inbördes inställning av elementen och de fokuseringsoptiska donen.

BÄSTA UTFöRINssFommN Anordningen enligt uppfinningen innefattar en i och för sig känd maskin l som âr försedd med ett rörligt bord 2. I vyn enligt figuren 1 är bordet för- skjutbart i X- och Y-axelriktningarna med hjälp av pàverkningsorgan (mikrome- terskruvtyp) 3 resp. 4. Pàverkningsriktningarna är angivna med pilar S resp. 6. Bordet är på känt sätt lagrat i en maskinstomme la.

Pâ bordet är fastsatt medelst fasthállningsorgan 7, 8 en positiv arbetsmodell 9 av i och för sig känt slag. Arbetsmodellen utgör en positiv kopia av ett tandbensavtryck. Med hjälp av modellen skall framställas en flerledsbro som uppbygges av förfabrícerade modulelement 10, ll. Antalet modulelement kan variera mellan tvâ eller flera och vara väsentligen lika eller inbördes olika.

I det visade fallet är vartannat modulelement 10 på känt sätt fastsatt i ar- betsmodellen med hjälp av fasthàllningsorgan 12, t.ex. i form av en skruv.

Skruven fastskruvas i fasthállningsorgan i modellen 9, vilka fasthállnings- organ till sina lägen och stråckningar motsvarar inplanterade stift i patien- tens tandben. Vartannat element ll har i det visade fallet formen av ett balk- format element som via ändytor är fastsvetsningsbara i förstnämnda modulele- ment 10. 458 991 Utrustningen enligt figuren 1 innefattar även en i och för sig känd laser- svetsutrustning med en laserkälla 13 och med fokuseringsoptiska don 14, 15 som år förbundna till en strálningsfördelare 16 som i sin tur är förbunden med laserkâllan 13 via en förbindelse 17. Förbindelsen mellan strâlningsför- delaren och donen innefattar optiska fibrer 18, 19 som således ir flexibla. I föreliggande fall utnyttjas tvâ don 14 och 15. I och för sig är det möjligt att utnyttja fler don som förbindes med enheten 16 på motsvarande sätt. Alter- nativt kan utnyttjas tvâ laserkâllor 13 som är försedda med var sitt fokuse- ringsoptiska don. Företrâdesvis utnyttjas sådana fokuseringsoptiska don och förbindelser 18, 19 som ger en hög effektöverföring med förhållandevis liten tvärsnittsarea på den optiska fibern. Fiberoptiskt don med dylik förbindelse 18 eller 19 kan tillhandahållas på den öppna marknaden. Alternativ till nämnda fiberförbindelser är ledade optiska förbindelser (styva leddelar förbundna i ledade punkter).

Donen är infâstningsbart anordnade i anslutning till maskinen 1. Infâstningen kan göras fast med hjälp av ' 1 och för sig kända styrlinjaler och fastlásnings- organ (skruvar). Nämnda styrlinjaler är i figu ren l principiellt angivna med 20, 21 och 22, 23. 2 ' Figuren 2 visar utrustningen enligt figuren 1 i vertikalsnitt. Donen 14, 15 i detta fall indikerats med 24, 25. Genom fastlasníngsarrangemanget för donen 14, 15 kan dessa anord- nas fast i förhàllande till plattan 2 som enligt figuren 2 även är påverkbar i kan även inställas i höjdled, varvid styrlinjalerna höjdriktningen 26. Fastspânningsorganen 7, 8 kan utgöras av tvingar eller liknande slag. I figuren 2 är fastspänningsorganet 7 utritat endast delvis för tydlighetens skull.

Höjdstyrningen kan effektueras på i och för sig känt sätt med hjälp av en spak 27 för manuell påverkan. Till spaken är fast anordnad en axel 28 och ett till denna vridfast anordnat och i figuren 2 delvis skymt kugghjul 29 som befinner sig i ingrepp med en kuggstàng 30. Den senare är fast anordnad till en pelare 2a för plattan 2. När spaken pâverkas, rör sig således plattan 2 i höjdriktningen. Höjdriktstyrningen för plattan 2 kan alternativt ske med hjälp av en stegmotor 31, på vars utgående axel är anordnat ett kugghjul som är i ingrepp med nâmda kuggstáng 30. 458 991 Utrustningen 1 (figuren 1) kan även på känt sätt vara försedd med förstorings- apparatur, vilken i figuren 2 är representerad med sina optiska delar 33.

Enligt den visade utföringsformen är således elementen 10, 11 förskjutbart anordnade i förhållande till donen 14, 15. Givetvis kan systemet anordnas så att donen 14, 15 är rörliga relativt fast anordnade element (platta 2); Genom den allsidiga inställningen av donen 14. 15 i dess upphângning 21-25 och genom ett valt inspånningsläge för modellen 9 pa plattan 2 kan de fokuseringsoptiska donen riktas mot var sin sida l0a resp. lOb pá elementen/skarven mellan ele- menten l0, ll. Donens framändar har i figuren 2 indikerats med 14a resp. 15a.

Donen instâlles så nära skarven 34 (figur 1) sa att ett optimalt avstånd för svetsningen erhålles i resp. svetspunkt. Fallet enligt figurerna l och 2 avser modulelement 10, ll med vertikalt sig sträckande sidoytor l0a, l0b och skarv- sidor. Pâ så sätt kan optimal svetsning ske utefter hela skarven genom att plattan 2 påverkas i höjdríktningen under den fortskridande svetsningen. I det fall skarvarna/elementsidorna har andra sträckningar maste den inbördes rörel- sen mellan elementen och donen styras därefter. Det är i och för sig möjligt att utföra donen med infästningar som möjliggör donens inställningar till icke vertikala skarvar/sidor. Grundförutsâttningen för den relativa styrningen mellan elementen och donen är att donen hela tiden skall inta ett optimalt avstånd i förhållande till skarven.

Figuren 3 avser att visa svetspunkter eller "fläckar" längs skarven. Punkterna eller fläckarna bildar områden eller areor som respektive innefattar en skarv- sidedel och omkringliggande material på elementen 10, ll. I figuren 3 har en utgangsarea eller startarea visats med 35. Startarean innefattar en skarvside- del 34a och materialomràden l0c resp. llb. Området 35 som även kan anses rep- resentera den utgående fläcken från ifrågavarande don 14, 15 skall i princip vara sa liten som möjligt (dvs den utgående ljussträlen från donet skall ha hög koncentration). Svetsningen tillgàr i princip så att resp. don inriktas mot en utgangsarea som kan utgöras av arean 35. Laserpulsavgivning sker där- efter mot det inriktade partiet, vilket medför att en svetspunkt uppkommer.

Därefter pâverkas det inbördes läget mellan elementen och donen så att inrikt- ningen av ifrågavarande don sker mot en efterföljande area 36 med åtföljande laserpulsavgivning, osv. tills hela skarven är successivt punktsvetsad.

Enligt uppfinningen skall svetsningen ske samordnat på skarvens båda sidor 34b resp. 31:e. Donet l4a ombesörjer därvid svetsfurwktionen på. sidan 34b, medan donet l5a ombesörjer svetsningen pa sidan 34c. I figuren har donspetsarna l4a 458 991 resp 15a visats motställda areorna 35 och 35' har indikerats med l4a' resp. l5a' utföringsform sker . Den relativa lägesförändringen som därvid motställts areorna 35, 36'. I en aktiveringen av laserutrustningen/donen 14, 15 samtidigt, medförande att två svetspunkter belägna mittför varandra erhålles samtidigt vid skarven. Alternativt kan svetspunkten 35 svetsas före 35' VQISB. , eller vice Ett ytterligare alternativ är visat i figuren 5 där endast vartannat område pa resp. skarvsida 34b resp. 3kc svetsats. De olika alternativen är beroende av mängden energi som krävs vid varje svetspunkt och effekten på den lasersvets- utrustning man har till förfogande. I det fall det är tillräckligt med att kunna svetsa med laserkâllans halva effekt på resp. sida, kan samtidig svets- ning av varje svetspunkt utföras. Effekten från laserkällan 13 delas därvid upp i tva parallella banor i stralningsdelaren 16, varvid den ena via förbin- delsen 18 ledes till donet 14 och den andra via förbindelsen 19 till donet 23.

I det fall mer effekt behöver utnyttjas i varje svetspunkt kan varannan- gàngsvetsningen tillgripas. Figuren 6 visar fogens 35 djup a.

Det är väsent- ligt att svetsfogen tränger långt in i materialet/fogen.

Som exempel kan anges att fogdjup om ca 0,4 mm önskas vid en bredd B på elementen av t.ex. 2,0 mm.

Mötesytorna är angivna med l0d, llc.

Hodulelementen kan ha andra tvärsnitts- former än rektangulära eller kvadratiska.

Figur 7 visar att impulsavgivningen från laserutrustningen/donen 14, 15 kan ske sa snart framstegning till nytt omrâde 35, 36 skett. Framstegningsmekanis- men som kan vara kopplad till spaken 27 eller motorn 31 ger i varje framstegat läge en utlösningssignal till laserutrustningen som aktiveras för att avge sin impulsavgivning i resp. framstegade läge. Paverkningen av laserutrustningen kan ske oberoende av den inbördes rörelsepaverkan mellan elementen och donen.

Alternativt kan laserutrustningen pâverkas med ett manuellt pàverkningsorgan 37. Nämnda framstegningsmekanism âr angiven med 38.

I ett förfarande enligt uppfinningen förberedes fogen först genom att fogen slipas i fixtur. Spalten skall i princip vara 0 eller så liten som möjligt.

Alla kanter skall vara skarpa. Fogar där spalten på nå gon punkt överstiger ett visst värde, t.ex. 0,1 mm skall slipas om så att kravet på fog som är mindre än det förutbestämda värdet, dvs 0,1 mm, uppfyllas. modellen med plastlim (ej vax). innan svetsningen utföres.

Lösa balkar fastsättes vid Eventuellt förorenade svetsytor skall tvättas Laserparametrarna kontrolleras före svetsningen, 458 991 vilket kan ske med att en provstav svetsas i ett sig tilldelat verktyg. Stav- arna utföres med planslipade ândytor. Den sålunda utförda svetsningen kontrol- leras varvid, eventuell justering utföres på laserparametrarna.

Därefter monteras modulelementen eller bron i svetsfixturen (arbetsmodellen).

Samtliga fogar kontrolleras genom míkroskopet och/eller på en till utrustning- en ansluten TV-monitor. I likhet med all lasersvetsning utnyttjas även här skyddsgas vid svetsningen. Det år därvid väsentligt att tillse att skyddsgasen på känt sätt täcker alla svetsställen. Svetsningen kan därefter vidta. Den färdiga bron kontrolleras pà båda sidor i mikroskopet med avseende på sprickor, porositet, insjunkning och anlöpningsfärg. Skruvarna 12 borttages och passformen kontrolleras.

I en alternativ utföringsform utnyttjas kontinuerlig eller väsentligen stegfri laserstrálsvetsning via resp. don 14 och 15 under nämnda samtidiga inbördes styrning av donen och elementen 10, ll, vilken styrning i detta fall blir kontinuerlig.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovanstående såsom exempel visade utföringformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljan- de patentkrav och uppfinningstanken.

Claims (10)

458 991 10 PATENTKRAV '

1. Förfarande för att distorsionsfritt sammanfoga tvâ i en implantatskons- truktion och/eller protetisk konstruktion, t.ex. tandprotesbro (9), tandkrone-, arrangemang, etc., ingående element (10, ll) i hart material, företrädesvis titan, och innefattande ett första delförfarande, där tvâ varandra motställ- bara mötesytor (l0d, llc) inpassas med stor noggrannhet och fixeras till var- andra via en skarv (34), och ett andra delförfarande för svetsning medelst laserutrustning (13), k ä i n n e t e c k n a t därav, att elementen anordnas med mittför varandra belägna omkretsdelar (sidor) (34b, 34c) på skarven expo- nerbara för tva, laserpulser eller laserstràlar för svetsningen avgivande och laserutrustningen tillhörande, fokuseringsoptiska don (14, 15), att donen, vid de mittför varandra belägna skarvomkretsdelarna, riktas mot var sin av två väsentligen mittför varandra, eller något förskjutna i förhållande till varan- dra, belägna utgángsareor (35, 35' resp. 35", 36") som innefattar var sitt avsnitt (34a) av respektive skarvomkretsdel med omkrin er (l0c, llb) på elementen (10, ll), via donen (14, 15) gliggande materialparti- och att laserutrustningen ínitieras att , samtidigt eller växelvis från dessa, avge nämnda laserpul- ser resp. laserstràlar under det att elementen och donen påverkas inbördes för lasereffektavgivning mot utgàngsareorna och dessa efterföljande areor (36) med tillhörande avsnitt av skarvomkretsdelarna och materialpartier.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n eft e c k n a t därav. att elementen inpassas och fixeras med mötesytorna anliggande mot varandra i en positiv modell (9) som fastgöres på ett höjdjusterbart underlag (2) som vid lasereffektgivningen pâverkas relativt de fokuseringsoptíska donen (14, 15) som därvid är infästbart anordnade relativt underlaget.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att elementen och donen pâverkas inbördes under samtid íg okulârbesiktning av elementen, skarven och donen. 1

4. Förfarande enligt patentkravet l, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att de inbördes rörelserna mellan elementen och donen styres så att 458 991 ll donen först inriktas mot en innevarande area och därefter laserpulserna för svetsningen avgives.

5. Anordning för att genomföra det i kravet 1 angivna förfarandet att dis- torsionsfritt samanfoga medelst laserutrustning tvâ i en implantatskonstruk~ tion eller protetisk konstruktion ingående element (10, ll) i hart material, företrädesvis i titan, där elementen uppvisar två mötesytor (l0d, llc) som är inpassade och fixerade till varandra via en skarv (34), k ä n n e t e c k- n a d därav, att tvâ fokuseringsoptiska don (14, 15) år anordnade inrikt- ningsbart från var sin sida mot mittför varandra belägna omkretsdelar (sidor) (34b, 34c) på skarven (34) då elementen i inpassat och fixerat skick är appli- cerade på ett appliceringsunderlag (2), och att de fokuseringsoptiska donen och appliceringsunderlaget är inbördes rörelsestyrbara så att fokuseringsorga- nen först är inriktningsbara mot tva väsentligen mittför varandra, eller nagot förskjutna i förhållande till varandra, belägna utgangsareor (35, 35' resp. 35", 36") som innefattar var sitt avsnitt (34a) av resp. skarvomkretsdel med omliggande materialpartier (lOc, lb) på elementen och därefter är inriktnings- bara mot utgàngsareorna efterföljande areor (36) med tillhörande avsnitt av skarvomkretsdelar och materialpartier, och att laserutrustningen (13) är an- ordnad att i samband med rörelsestyrningen avge svetsningen verkställande laserpulser eller laserstràlar.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k å n n e t e c k n a d därav, att donen (14, 15) är infästbart anordnade och att appliceringsunderlaget (2) är styrbart relativt donen i en eller flera riktningar.

7. Anordning enligt patentkravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar förstoringsapparatur (33), medelst vilken inriktningen mot de olika areorna är kontrollerbar.

8. Anordning enligt patentkravet 5, 6 eller 7, k å n n e t e c k n a d därav, att den inbördes inställningen mellan de olika areorna sker stegvis och att lasereffektavgivningen är effektuerbar efter resp. inställning.

9. Anordning enligt nagot av patentkraven 5-8, k ä n n e t e c k n a d därav, att lasereffektavgivningen är anordnad att vid resp. sida (34b, 34c) ske vid varannat steg. 458 991 12

10. Anordning enligt något av patentkraven 5-8, k ä n n e t e c k n a d därav, att lasereffektavgivningen och den inbördes styrningen av resp. don och elementen sker väsentligen stegfrítt eller kontinuerligt på ena eller båda sidorna av skarven. '