WO2004060197A1 - Verfahren zur automatischen erzeugung einer dentalen suprastruktur zur verbindung mit einem implantat - Google Patents

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WO2004060197A1
WO2004060197A1 PCT/DE2003/004252 DE0304252W WO2004060197A1 WO 2004060197 A1 WO2004060197 A1 WO 2004060197A1 DE 0304252 W DE0304252 W DE 0304252W WO 2004060197 A1 WO2004060197 A1 WO 2004060197A1
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superstructure
implant
abutment
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blank
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PCT/DE2003/004252
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Günter SALIGER
Bernd Rothenberger
Reinhard Pieper
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Sirona Dental Systems Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for automatically generating a dental superstructure, in particular an abutment with a connection geometry for a dental implant.
  • the superstructure can be one or more parts.
  • part of the superstructure namely the abutment, serves both the biomechanical and the aesthetic purpose to compensate for the angular difference between the implant axis and the occlusal direction in order to ensure good transmission of the aesthetically sensible solutions To ensure chewing forces on the implant.
  • the task of an abutment is, among other things, to ensure a precise connection to the implant on the side facing the jaw and to provide a shape on the side facing the oral cavity that can be treated with conventional prosthetics.
  • the second requirement has resulted in a blunt appearance of the side of the abutment facing the oral cavity.
  • the stump takes into account the tooth axis of the tooth to be replaced. In the case of molars (molars), this axis is arranged perpendicular to the occlusal surface of the teeth.
  • the object of the invention is achieved with the method according to claim 1.
  • the method for the automatic generation of a multi-part superstructure, in particular an abutment with a crown, for connection to an implant on the basis of a digital model description of the shape comprises recording the clinical situation or a designed clinical situation of the implant as digital data, an analysis This situation and determination of the implant axis, a calculation of the optimal shape of the superstructure, and manufacture of the individual parts with a processing machine from one or more blanks from any material using the digital data.
  • the clinical situation corresponds to the actual situation in the patient's mouth.
  • the designed clinical situation differs in that measures have been taken, such as modeling the gums by waxing them up or determining a course of the gums using a data set.
  • the first part is an abutment
  • the second part is a crown Consideration.
  • the separation of the superstructure into the abutment and crown and the shaping of the abutment are carried out automatically.
  • the optimal individual shape of the abutment is automatically created taking into account geometrical, clinical, material and manufacturing aspects.
  • the different parts of the superstructure are made from different blanks. Under certain circumstances, however, it is possible to use a single blank for the production of the first and second part of the superstructure.
  • a fit between the digitally available first part of the superstructure on the one hand and the digitally available second part of the superstructure on the other hand is determined and taken into account in the production.
  • the remaining shape of the superstructure is advantageously described by at least two of the following properties: shoulder width, angle of inclination of the superstructure with respect to the longitudinal axis of the implant, angle of rotation of the superstructure around the longitudinal axis in the blank and die height.
  • the course of the edge of the superstructure is such that it lies within the blank used.
  • the dividing line between an upper part of the superstructure, for example a crown and a lower part of the superstructure, for example an abutment, is referred to as the edge.
  • this margin should lie on or below the gum line.
  • the edge of the superstructure becomes that of a given one clinical situation or derived from a designed clinical situation.
  • Dental superstructure means all components that can be attached directly to an implant. These are in particular abutments, but also telescopes and others.
  • the shape of an abutment is optimized with regard to one or more or all of the following parameters, namely minimum dimension for the shoulder width, maximum stump height limited by the angle of inclination with respect to the occlusal direction, block geometry and height of the occlusal surface, the maximum stump height being dimensioned such that it is a maximum of below the height of the occlusal surface, minimum stump height, which is limited by the position of the head of an occlusal screw, angle of rotation of the abutment around the longitudinal axis in the blank, which results from the relative position of the implant in the clinical situation.
  • This optimization is carried out automatically on the basis of the available digital data by suitable software and the result is digital data that describe the abutment to be produced.
  • This data can be made visible for control purposes in a suitable manner, including for example, by displaying a three-dimensional model on a screen.
  • connection geometry to the implant is a fixed geometry, which can be found in the implant as well as in the blank and in the superstructure to be manufactured and is available with great manufacturing accuracy. This fact means that there is no need to convert between different coordinate systems if you choose them skillfully. In general, however, any known coordinate system is sufficient, which is determined, for example, by the measurement.
  • the implant axis can be determined interactively with the user.
  • FIGS. 2a, b show a clinical situation with two implants embedded in the jaw
  • Fig. 3 shows the arrangement of an abutment to be manufactured in a blank
  • the Fig. 4 shows a clinical situation during the measurement
  • FIG. 5 shows a calculation of the superstructure for the clinical situation according to FIG. 4, the FIGS. 6a-d show examples of the decomposition of the superstructure into several parts
  • FIG. 1 A two-part superstructure of an implant 3 consisting of a crown 1 and an abutment 2 is shown schematically in FIG. 1.
  • the insertion direction of the crown 1 is indicated by an axis 4.
  • the position of the implant 3 in the jawbone is represented by a further axis 5.
  • Axes 4 and 5 only coincide in rare cases, since the installation position of the implant depends on the patient within the clinical situation and must be determined taking into account the bone supply on the one hand and the existing teeth on the other. These sizes are decisive for the correct position and orientation of the implant with regard to the later mechanical strength when chewing.
  • the position of the implant with its axis 5 can therefore deviate from the position of the original tooth root.
  • the abutment 2 is connected via a connecting geometry 6 to the end of the implant 3 which is at the level of the jawbone, forming a positive fit.
  • the ideal abutment shape extends from the connection geometry to the implant in such a way that it approx. 1 mm forms a tooth cross section below the gums (gingiva) with the abutment edge 7.
  • This stump 9 points in the direction of insertion indicated by the axis 4.
  • the shape of the abutment 2 compensates for the angle, known as the tilt angle, between the axis 5 of the implant and the insertion direction in such a way that the crown 1 can be placed in the occlusal direction along the axis 4 (see FIG. 3).
  • any other axis can also be used, for example a common insertion axis of the upper part of the two-part superstructure in a superstructure for multi-unit restorations.
  • a clinical situation with two implants embedded in the jaw is shown in longitudinal section, with a framework V being placed on two abutments 2 ', 2''instead of the crown.
  • the abutments 2 ', 2''have insertion axes 4', 4 '' which are parallel to one another.
  • the implants 3 ', 3'' are anchored in the jawbone 22 and extend to the gums 23.
  • An ideal abutment also has a cross section designed as a “twist protection”, which prevents the attached crown from being twisted against the abutment.
  • the outer geometry of the abutment takes account of the minimum sizes di, d 2 and d 3 , which will be explained later.
  • FIG. 3 An abutment 12 to be produced from a blank 11 is shown schematically in FIG. 3.
  • the blank 11 has a connection geometry 14 for the positive connection to an implant 13, the abutment 12 being placed in the blank 11 such that it takes over the connection geometry 14.
  • the blank 11 contains a bore 15 for receiving a fastening screw on the implant.
  • the bore 15 is concentric with a central axis 16 of the implant 13.
  • the central axis 16 of the implant 13 mainly specifies the direction of the attachment to the connection geometry 14.
  • the blank 11 is conical in the area of the connection geometry, so that it outlines the shape of the abutment towards an abutment edge 17.
  • a shoulder 18 adjoins the abutment edge 17 and merges into a stump 19.
  • the blanks usually ceramic blocks, which are used for the production of abutments, have certain geometrical boundary conditions. For reasons of precision, the size and shape of these blocks can be varied to a very limited extent. It is not possible to produce any ideal abutment shape from these blocks. Among other things, it must be taken into account that the head 21 of the occlusal screw should completely disappear within the shape of the abutment 12, see FIG. 3.
  • the material thickness of the material and in particular a ceramic for the abutment 2 and the crown 1 fitting thereon may have certain minimum values di, Do not fall below d 2 and d 3 . However, these wall thicknesses are heavily dependent on the material and can therefore be considered separately for each material. If, at the time of shaping the abutment, manufacturing constraints are already known that result from the way the abutment and crown are manufactured, they too can have an influence on the optimal shape of the abutment.
  • the generation of the optimal form can ensure that the shape of the abutment can be ground at all. This applies not only to the positive shape of the abutment, but also to the negative shape, i.e. to the inside of the crown, which represents a fastening surface.
  • a model description of the shape must first be available.
  • the abutment edge as a line in the coordinate system of the connection geometry of the implant, the rest of the shape can be described as a parameter.
  • the line defines the transition from the abutment to the crown and is spatially closed. It lies e.g. as a list of points or as a function. For aesthetic reasons, this line ideally runs a little below the surrounding gums.
  • the shoulder width, tilt angle, angle of rotation of the abutment around the longitudinal axis in the blank and die height can be used as parameters.
  • the blank can also be described in the coordinate system of its connection geometry, which fits perfectly with the connection geometry of the implant.
  • the shape of the ideal abutment edge can then be locally applied piece by piece. be fit, so that this line lies entirely within the outer contour of the blank 11 used.
  • the shoulder width d s is at least 1 mm in the conventional ceramics currently used.
  • the maximum stump height h ma ⁇ is limited by the tilt angle, the block geometry and the height of the occlusal table 22 and is at least 1 mm below this height.
  • the minimum post height h m i n is 21, the occlusal limited by the position of the head downwards.
  • a superstructure shown in FIG. 5 can be calculated on the basis of the measurement data.
  • the size and orientation of the tooth crown required for the implant is determined from the known occlusal surface of the neighboring teeth.
  • the cervical line of determination of a library tooth selected from a dental library is placed in the mesio-distal direction slightly below the level measured by the compensating part 34. Together with the known position of the implant head, the cervical area of the superstructure to be fabricated is calculated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Erzeugung einer dentalen Suprastruktur zur Verbindung mit einem Implantat anhand einer digitalen Modellbeschreibung der Form. Dabei erfolgt ein Erfassen einer tatsächlichen klinischen Situation oder einer gestalteten klinischen Situation des Implantats (3; 13) als digitale Daten, eine Analyse dieser Situation und eine Bestimmung der Implan­tatachse (5; 16), die Berechnung der optimalen Form der Suprastruktur (1, 2) unter Berücksichtigung eines Satzes von Konstruktionsregeln und die Herstellung der Einzel­teile mit einer Bearbeitungsmaschine aus mindestens einem Rohling (11) anhand der digitalen Daten.

Description

Beschreibung
Verfahren zur automatischen Erzeugung einer dentalen Sup- rastruktur zur Verbindung mit einem Implantat
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Erzeugung einer dentalen Suprastruktur, insbesondere eines Abutments mit einer Anschlussgeometrie für ein dentales Implantat. Die Suprastruktur kann dabei ein- oder mehrteilig sein. Bei mehrteiligen SupraStrukturen für die Versorgung von dentalen Implantaten dient ein Teil der Suprastruktur, nämlich das Abutment, sowohl dem biomechanischen wie dem ästhetischen Zweck, einen Ausgleich der Winkeldifferenz zwischen Implantatachse und Okklusalrich- tung herbeizuführen, um bei ästhetisch sinnvollen Lösun- gen eine gute Übertragung der Kaukräfte auf das Implantat zu gewährleisten.
Die Aufgabe eines Abutments besteht unter anderem darin, auf der dem Kiefer zugewandten Seite den passgenauen An- schluss an das Implantat zu gewährleisten und auf der in die Mundhöhle gerichteten Seite eine Form bereitzustellen, die mit konventioneller Prothetik versorgt werden kann. Insbesondere durch die zweite Anforderung hat sich ein stumpfartiges Aussehen der der Mundhöhle zugewandten Seite des Abutments herausgebildet. Der Stumpf berück- sichtigt die Zahnachse des zu ersetzenden Zahns. Diese Achse ist besonders bei Molaren (Backenzähne) senkrecht zur Okklusalflache der Zähne angeordnet.
Stand der Technik
Die Formen individueller Abutments wurden bisher vom Zahntechniker oder vom behandelnden Zahnarzt festgelegt. Im bekannten Stand der Technik werden dabei nur Standard- Abutments verwendet. Um den Winkel zwischen Implantatachse und Okklusion auszugleichen, sind allerdings Standard- Abutments mit festen Kippwinkeln auf dem Markt erhält- lieh.
Das in der EP 1 062 916 A2 vorgestellte Verfahren beruht darauf, dass in einen konventionellen Abdruck ein sogenanntes Manipulier-Implantat eingebracht wird und damit auf dem Modell eine Situation hergestellt wird, wie sie im Mund des Patienten nach dem Einbringen des Implantats vorliegt. Diese klinische Situation wird dann mit Hilfe eines Scanners vermessen mit dem Ziel, Abutments und gegebenenfalls einen dazugehörigen zweiten Teil der Suprastruktur herzustellen. Zur Vermessung wird ein Hilfsele- ment verwendet. Mit diesem Verfahren werden die Arbeiten, die der Zahntechniker auch heute schon nach dem Stand der Technik ausführen muss, unter Einsatz eines Rechners weitergebildet, d.h. basierend auf einem digitalisierten 3D- Modell werden die auszuführenden Zwischenstufen Modella- tion von Abutment, Gerüst und Verblendung im Rechner ausgeführt, um schließlich die benötigten SupraStrukturen mit Hilfe einer rechnergesteuerten Schleifmaschine herzustellen. Man spricht hier von einem CAD/CAM-Prozess.
Aus der US 5 989 029 und aus der US 6 231 342 ist be- kannt, aus mehreren Vermessungen in unterschiedlichen Richtungen durch Veränderung eines Standard-Abutments ein individuelles Abutment zu berechnen. Allerdings ist auch hier nach wie vor noch die Erstellung eines Abdrucks erforderlich. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass die Form des individuellen Abutments unter Berücksichtigung der gegebenen Randbedingungen automatisch erstellt werden soll.
Für die Funktion und Ästhetik der Suprastruktur ist dabei neben der äußeren Gestaltung der Krone unter Berücksich- tigung der Okklusion auch die Festlegung des Ausgleichswinkels zwischen Implantat- und Zahnachse von Bedeutung.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Das Verfahren zur automatischen Erzeu- gung einer mehrteiligen Suprastruktur, insbesondere eines Abutments mit einer Krone, zur Verbindung mit einem Implantat anhand einer digitalen Modellbeschreibung der Form umfasst ein Erfassen der klinischen Situation oder einer gestalteten klinischen Situation des Implantats als digi- tale Daten, eine Analyse dieser Situation und Bestimmung der Implantatachse, eine Berechnung der optimalen Form der Suprastruktur, und ein Herstellen der Einzelteile mit einer Bearbeitungsmaschine aus einem oder mehreren Rohlingen aus einem beliebigem Material anhand der digitalen Daten.
Die klinische Situation entspricht der tatsächlichen Situation im Patientenmund. Die gestaltete klinische Situation unterscheidet sich dadurch, dass Maßnahmen ergriffen wurden wie Modellierung des Zahnfleischs durch Aufwachsen oder Festlegen eines Zahnfleischverlaufs anhand eines Datensatzes .
Hierdurch ist es möglich, bei der Berechnung der Außenkontur der zweiteiligen Suprastruktur auch bereits die Verbindungsstelle zwischen dem ersten Teil und dem zwei- ten Teil einzubeziehen. Als erstes Teil kommt dabei insbesondere ein Abutment, als zweites Teil eine Krone in Betracht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Trennung der Suprastruktur in Abutment und Krone und die Formgebung des Abutments automatisch vorgenommen. Dabei wird die optimale individuelle Form des Abutments unter Berücksichtigung von geometrischen, klinischen, materialtechnischen und fertigungstechnischen Aspekten automatisch erzeugt.
In der Regel werden die verschiedenen Teile der Suprastruktur aus unterschiedlichen Rohlingen hergestellt. Un- ter Umständen ist es aber möglich, einen einzigen Rohling für die Herstellung des ersten und zweiten Teils der Suprastruktur zu verwenden.
Gemäß einer Weiterbildung wird eine Passung zwischen dem digital vorliegenden ersten Teil der Suprastruktur einer- seits und dem digital vorliegenden zweiten Teil der Suprastruktur andererseits bestimmt und bei der Herstellung berücksichtigt .
Vorteilhafterweise ist die übrige Form der Suprastruktur durch mindestens zwei der nachfolgenden Eigenschaften Schulterbreite, Neigungswinkel der Suprastruktur gegenüber der Längsachse des Implantats, Drehwinkel der Suprastruktur um die Längsachse im Rohling und Stumpfhöhe beschrieben.
Der Verlauf des Randes der Suprastruktur ist derart, dass er innerhalb des verwendeten Rohlings liegt. Als Rand wird dabei die Trennlinie zwischen einem oberen Teil der Suprastruktur, beispielsweise einer Krone und einem unteren Teil der Suprastruktur, beispielsweise einem Abutment bezeichnet. Dieser Rand sollte aus ästhetischen Gründen auf dem oder unterhalb des Zahnfleischrands liegen. Der Rand der Suprastruktur wird der von einer vorgegebenen klinischen Situation oder aus einer gestalteten klinischen Situation gewonnen.
Unter dentaler Suprastruktur werden alle Bauteile verstanden, die direkt auf einem Implantat befestigt werden können. Dies sind insbesondere Abutments, aber auch Teleskope und anderes.
Die Beschreibung der Form oder des Randes erfolgt dabei in Form digitaler Daten als Linie, Flächen oder Punktwolken, aber auch parametrisch. Die Form der gesamten Supra- Struktur kann ebenfalls digital dargestellt werden als bestehend aus Randlinien, als Oberfläche, als Punktwolke, und/oder als parametrische Beschreibung. Beispielhaft ist hier die Darstellung mit einer Randlinie und einem Parametersatz gewählt. Gemäß einer Weiterbildung wird die Form eines Abutments optimiert bezüglich einer oder mehrerer oder aller der folgenden Parameter, nämlich Mindestmass für die Schulterbreite, maximale Stumpfhöhe begrenzt durch Neigungswinkel gegenüber der Okklusalrichtung, Blockgeometrie und Höhe der Okklusalfläche, wobei die maximale Stumpfhöhe so bemessen ist, dass sie um ein Höchstmass unterhalb der Höhe der Okklusalfläche liegt, minimale Stumpfhöhe, welche durch die Lage des Kopfes einer Okklusalschraube begrenzt ist, Drehwinkel des Abutments um die Längsachse im Rohling, der sich aus der relativen Lage des Implantats in der klinischen Situation ergibt.
Diese Optimierung erfolgt automatisch anhand der vorliegenden digitalen Daten durch eine geeignete Software und das Ergebnis sind digitale Daten, die das herzustellende Abutment beschreiben. Diese Daten können auf geeignete Weise zu Kontrollzwecken sichtbar gemacht werden, bei- spielsweise durch Anzeige eines dreidimensionalen Modells auf einem Bildschirm.
Vorteilhafterweise ist die Form des Rohlings und die Form der dentalen Suprastruktur im Koordinatensystem der An- schlussgeometrie an das Implantat beschrieben. Die Anschlussgeometrie an das Implantat ist eine fixe Geometrie, die sowohl im Implantat als auch im Rohling und in der herzustellenden Suprastruktur zu finden ist und in großer Fertigungsgenauigkeit vorliegt. Durch diesen Um- stand entfällt eine Umrechnung zwischen verschiedenen Koordinatensystemen bei deren geschickter Wahl. Allgemein reicht aber bereits irgendein bekanntes Koordinatensystem aus, welches beispielsweise durch die Vermessung festgelegt wird. Vorteilhafterweise kann in besonders problematischen, d.h. uneindeutigen Fällen die Bestimmung der Implantatachse interaktiv mit dem Benutzer erfolgen.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Kurzbeschreibung der Zeichnung
Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt die
Fig. 1 ein Schemabild für eine zweiteilige Suprakon- struktion für ein dentales Implantat, die Fig. 2a, b eine klinische Situation mit zwei im Kiefer eingebetteten Implantaten, die
Fig. 3 die Anordnung eines herzustellenden Abutments in einem Rohling, die Fig. 4 eine klinische Situation während der Vermessung, die
Fig. 5 eine Berechnung der Suprastruktur für die klinische Situation gemäß Fig. 4, die Fig. 6a-d Beispiele für die Zerlegung der Suprastruktur in mehrere Teile, die
Fig. 7a, b ein Ausführungsbeispiel für Konuskronen in zwei Ansichten.
Ausführungsbeispiel In Fig. 1 ist eine aus einer Krone 1 und einem Abutment 2 bestehende zweiteilige Suprastruktur eines Implantats 3 schematisch dargestellt. Die Einschubrichtung der Krone 1 wird durch eine Achse 4 angedeutet.
Die Lage des Implantats 3 im Kieferknochen wird durch ei- ne weitere Achse 5 dargestellt. Die Achsen 4 und 5 sind nur in seltenen Fällen übereinstimmend, da die Einbaulage des Implantats innerhalb der klinischen Situation patientenabhängig ist und unter Berücksichtigung einerseits des Knochenangebots und andererseits der vorhandenen Zähne festzulegen ist. Diese Größen sind entscheidend für die fachgerechte Position und Orientierung des Implantats hinsichtlich der späteren mechanischen Festigkeit beim Kauen. Die Lage des Implantats mit seiner Achse 5 kann deshalb von der Lage der ursprünglichen Zahnwurzel abwei- chen.
Das Abutment 2 ist über eine Anschlussgeometrie 6 mit dem auf Kieferknochen-Niveau befindlichen Ende des Implantats 3 unter Ausbildung eines Formschlusses verbunden. Die i- deale Abutmentform erweitert sich von der Anschlussgeo- metrie zum Implantat ausgehend so, dass sie ca. 1 mm un- terhalb des Zahnfleischs (Gingiva) mit dem Abutmentrand 7 einen Zahnquerschnitt formt.
Oberhalb des Abutmentrandes 7 formt sie eine umlaufende Schulter 8, auf der sich die Krone 1 abstützt. Diese Schulter 8 ist breit genug, um sicherzustellen, dass die Wandstärke der Krone den materialbedingten Mindestwert nicht unterschreitet. Die Schulter 8 geht über in einen schlankeren Stumpf 9.
Dieser Stumpf 9 zeigt in die durch die Achse 4 angegebene Einschubrichtung. Im idealen Fall gleicht das Abutment 2 durch seine Form den als Kippwinkel bekannten Winkel zwischen der Achse 5 des Implantats und der Einschubrichtung derart aus, dass die Krone 1 in okklusaler Richtung entlang der Achse 4 aufgesetzt werden kann (siehe hierzu Fig. 3) .
Anstelle der Okklusalrichtung kann auch eine beliebige andere Achse herangezogen werden, etwa eine gemeinsame Einschubachse des oberen Teils der zweiteiligen Suprastruktur bei einer Suprastruktur für mehrgliedrigen Res- taurationen.
In den Fig. 2a,b ist eine klinische Situation mit zwei im Kiefer eingebetteten Implantaten im Längsschnitt dargestellt, wobei anstelle der Krone ein Gerüst V auf zwei Abutments 2' , 2' ' aufgesetzt wird. Die Implantate 3' , 3' ' weisen Achsen 5' , 5' ' auf die zueinander windschief sein können (dargestellt in Fig. 2b) . Die Abutments 2' , 2' ' weisen jedoch Einschubachsen 4' , 4'' auf, die zueinander parallel sind. Die Implantate 3' , 3' ' sind im Kieferknochen 22 verankert und erstrecken sich bis zum Zahnfleisch 23. Ein ideales Abutment weist außerdem einen als „Verdrehschutz" ausgebildeten Querschnitt auf, der verhindert, dass sich die aufgesetzte Krone gegen das Abutment verdrehen lässt. Die äußere Geometrie des Abutments trägt den Mindestgrößen di, d2 und d3 Rechnung, die später erläutert werden.
In Fig. 3 ist ein aus einem Rohling 11 herzustellendes Abutment 12 schematisch dargestellt. Der Rohling 11 weist zur formschlüssigen Verbindung mit einem Implantat 13 ei- ne Anschlussgeometrie 14 auf, wobei das Abutment 12 so in den Rohling 11 gelegt ist, dass es die Anschlussgeometrie 14 übernimmt.
Der Rohling 11 enthält eine Bohrung 15 zur Aufnahme einer Befestigungsschraube an dem Implantat. Die Bohrung 15 ist im Ausführungsbeispiel konzentrisch zu einer Mittelachse 16 des Implantats 13. Die Mittelachse 16 des Implantats 13 gibt aber hauptsächlich die Richtung der Befestigung an der Anschlussgeometrie 14 vor.
Der Rohling 11 ist im Bereich der Anschlussgeometrie ko- nisch ausgebildet, so dass er die Formgebung des Abutments zu einem Abutmentrand 17 hin vorzeichnet. An den Abutmentrand 17 schließt sich eine Schulter 18 an, die in einen Stumpf 19 übergeht.
Der Stumpf 19 ist derart in dem Rohling 11 angeordnet, dass eine die Richtung des Aufsetzens einer Krone 1 wiedergebende Achse 20 die Mittelachse 16 in einem Winkel schneidet. Grundsätzlich können die Achsen 16 und 20 auch gegeneinander windschief sein, es hat sich jedoch gezeigt, dass die Verwendung von sich schneidenden Achsen hinreichend ist. Dabei ist sichergestellt, dass der gestrichelt dargestellte Kopf 21 einer Okklusalschraube innerhalb der Bohrung 15 liegt, die von der Wand des Abutments 12 begrenzt ist. Die optimale Abutmentform variiert die ideale Abutmentform derart, dass die nachfolgend beschriebenen Randbedingungen, nämlich klinische Situation, geometrische, materialtechnische und fertigungstechnische Bedingungen erfüllt sind. Die klinische Situation bestimmt die ideale Abutmentform. Neben Lage und Orientierung des dentalen Implantats wird die umgebende Zahnsituation analysiert. Aus dieser Analyse ergibt sich die Richtung der Okklusion und damit der Winkel, den das Abutment ausgleichen soll. Außerdem wird die Höhe des Okklusaltableaus ermittelt.
Die Rohlinge, in der Regel Keramikblöcke, die für die Herstellung von Abutments verwendet werden, weisen bestimmte geometrische Randbedingungen auf. Aus Präzisionsgründen ist bei ihrer Herstellung die Größe und Form die- ser Blöcke sehr begrenzt variierbar. Aus diesen Blöcken kann nicht jede beliebige ideale Abutmentform hergestellt werden. Unter anderem ist zu berücksichtigen, dass der Kopf 21 der Okklusalschraube komplett innerhalb der Form des Abutments 12 verschwinden soll, siehe Fig. 3. Die Materialstärke des Werkstoffes und insbesondere einer Keramik für das Abutment 2 und die darauf passende Krone 1 darf bestimmte Mindestwerte di, d2 und d3 nicht unterschreiten. Diese Wandstärken sind aber stark materialabhängig und können daher für jedes Material gesondert be- rücksichtigt werden. Sind zum Zeitpunkt der Formgebung des Abutments bereits fertigungstechnische Randbedingungen bekannt, die aus der Herstellungsweise von Abutment und Krone herrühren, können auch sie einen Einfluss auf die optimale Form des A- butments haben.
Ist z.B. bekannt, dass beide Keramikformen in einer Schleifmaschine mit begrenzten Freiheitsgraden für Instrumente hergestellt werden, kann bei der Generierung der optimalen Form sichergestellt werden, dass die Form des Abutments überhaupt geschliffen werden kann. Das gilt nicht nur für die Positivform des Abutments, sondern auch für die Negativform, also für die Innenseite der Krone, welche eine Befestigungsfläche darstellt.
Um die ideale und optimale Form eines Abutments automa- tisch zu erzeugen, muss zunächst eine Modellbeschreibung der Form vorliegen. Dabei kann z.B. der Abutmentrand als Linie im Koordinatensystem der Anschlußgeometrie des Implantats, die übrige Form als Parameter beschrieben sein.
Die Linie definiert den Übergang vom Abutment zur Krone und ist räumlich geschlossen. Sie liegt z.B. als Liste von Punkten oder als Funktion vor. Diese Linie verläuft idealerweise aus ästhetischen Gründen etwas unterhalb des umlaufenden Zahnfleisches.
Als Parameter kommen Schulterbreite, Kippwinkel, Drehwin- kel des Abutments um die Längsachse im Rohling und Stumpfhöhe in Frage .
Der Rohling lässt sich ebenfalls im Koordinatensystem seiner Anschlussgeometrie, die perfekt auf die Anschlussgeometrie des Implantats passt, beschreiben. Die Form des idealen Abutmentrandes kann dann stückweise lokal ange- passt werden, so dass diese Linie gänzlich innerhalb der Außenkontur des verwendeten Rohlings 11 liegt.
Um das gesamte Abutment zu beschreiben, müssen dann lediglich alle Parameter auf alle Randbedingungen hin opti- miert werden. Die Schulterbreite ds beträgt bei den derzeit verwendeten üblichen Keramiken mindestens 1 mm. Die maximale Stumpfhöhe hmaχ ist durch den Kippwinkel, die Blockgeometrie und die Höhe des Okklusaltableaus 22 begrenzt und liegt mindestens 1 mm unterhalb dieser Höhe. Die minimale Stumpfhöhe hmin ist durch die Lage des Kopfes 21 der Okklusalschraube nach unten begrenzt.
Die minimale Höhe hmin und die maximale Höhe hmaχ liegen senkrecht zu der Achse 20, welche die Richtung des Auf- setzens der Krone 1 auf den Stumpf 19 wiedergibt. Die mi- nimale Schulterbreite ds ist parallel zu der Achse 20 zu messen.
Der Drehwinkel des Abutments um die Längsachse im Rohling ergibt sich aus der relativen Lage des Implantats in der klinischen Situation und ist wegen der Rotationssymmetrie des Rohlings durch diesen nicht weiter begrenzt.
Durch Anwendung dieses Verfahrens lässt sich die optimale individuelle Abutmentform automatisch erzeugen und gegebenenfalls maschinell herstellen.
Zunächst wird die klinische Situation oder eine gestalte- te klinische Situation des Implantats digital erfasst, z.B. durch eine intraorale Messkamera. Anschließend wird diese Situation unter Berücksichtigung auch der Nachbarzähne und der Lage und der Orientierung des Implantats analysiert und die Implantatachse bestimmt. Dies kann auch interaktiv geschehen. Danach liegen alle Daten vor, die für die automatische Erzeugung einer Abutmentform be- nötigt werden. Mit Hilfe der oben beschriebenen Randbedingungen wird zunächst die ideale Form und dann davon ausgehend die optimale Form des Abutments berechnet.
Die Aufteilung in zwei Schritte ist dabei nicht zwingend notwendig, insbesondere muss der Anwender das zwischenberechnete Standardabutment nicht angezeigt bekommen. Nur aus programmtechnischer Sicht wird anhand der Randparameter wie Geometrie des Blockes und Kippwinkel der Implantatachse unter Anwendung von Konstruktionsregeln ein Standardabutment berechnet und dann dieses Abutment bezüglich der gewünschten Linie angepasst.
Anschließend kann sich der Anwender der Gestaltung der Krone zuwenden.
Da beide Teile der Suprakonstruktion für das Implantat digital vorliegen, kann eine optimale Passung zwischen ihnen sichergestellt werden. Die Einzelteile können jederzeit mit einer Bearbeitungsmaschine aus beliebigem Material, insbesondere aus Keramik oder Metall, aber auch aus Kunststoff hergestellt werden. In Fig. 4 ist ein in einem nicht dargestellten Kieferknochen unterhalb eines Zahnfleischrandes 30 eingebrachtes Implantat 31 dargestellt. Zu beiden Seiten des Implantats 31 sind Nachbarzähne 32, 33 vorhanden, welche die seitliche Ausdehnung einer zu konstruierenden Suprastruktur be- grenzen. Die in Fig. 4 dargestellte klinische Situation wird dadurch gestaltet, dass im unmittelbaren Bereich des Implantats 31 der tatsächliche Verlauf des Zahnfleischrandes 30 durch ein Ausgleichsteil 34 auf einen gewünschten Verlauf gebracht wird, der zusammen mit einer am Imp- lantat 31 angebrachten Messvorrichtung 35 über eine Intraoral-Kamera 36 vermessen wird. Über das Vermessungs- teil 35 lässt sich auf die Lage und Orientierung des Implantats 31 schließen, das Ausgleichsteil 34 legt den Verlauf des Zahnfleisches fest.
Anhand der Vermessungsdaten kann eine in Fig. 5 darge- stellte Suprastruktur berechnet werden. Aus der bekannten Okklusalfläche der Nachbarzähne wird die Größe und die Orientierung der für das Implantat benötigten Zahnkrone bestimmt. Die zervikale Bestimmungslinie eines aus einer Zahnbibliothek ausgewählten Büchereizahns wird in mesio- distaler Richtung leicht unter das Niveau gelegt, das durch das Ausgleichsteil 34 gemessen wurde. Zusammen mit der bekannte Lage des Implantatkopfes wird die Zervikal- flache der herzustellenden Suprastruktur berechnet.
In Fig. 6a wird die Zerlegung der Suprastruktur in zwei Teile schematisch gezeigt, wobei es sich hier um ein A- butment und eine Krone handelt, die über eine Passung, auch als Trennfläche bezeichnet, verbindbar sind. Die Gestalt dieser Trennfläche kann vom Benutzer in Grenzen variiert werden, solange die übrigen Konstruktionsregeln beachtet werden.
Wesentlich ist, dass in diesem Beispiel die gesamte Suprastruktur berechnet wird und auch die Trennfläche automatisch festgelegt wird. Diese Trennfläche gestattet es dem Anwender, die Suprastruktur aus mehr als einem Körper herzustellen. Dies kann angebracht sein, weil unterschiedliche Restaurationsmaterialien mit unterschiedlichen Merkmalen zum Einsatz kommen sollen bzw. kommen müssen, weil eine ästhetisch hochwertigere Gestaltung erforderlich ist oder weil die geometrischen Verhältnisse kei- ne andere Lösung zulassen. In Fig. βb ist die Zerlegung der Suprastruktur in ein Käppchen und ein entsprechendes Abutment gezeigt, wobei das Käppchen konventionell mit Keramiken verblendet wird.
In Fig. βc ist die Zerlegung der Suprastruktur in eine Reduzierkrone und ein Abutment der endgültigen Versorgung dargestellt. Durch die reduzierte Größe liegt diese Krone außerhalb der Okklusion des gegenüberliegenden Zahns und erfährt daher keine Krafteinwirkung außer einer Restkraft beim Kauen. Dabei kann von dem Anwender die tatsächlich notwendige und funktional korrekte Krone konstruiert werden. Diese Krone wird dann rechnerisch so reduziert, das sie sicher außerhalb der Okklusion ist. Dieses Werkstück kann dann z. B. aus Kunststoff hergestellt werden. In einer zweiten Sitzung kann dann eine Krone gemäß dem Orgi- naldatensatz ausgeschliffen und die endgültige Krone kann eingesetzt werden.
In Fig. 6d ist eine Zerlegung der Suprastruktur in eine teilweise verblendbare Krone und ein Abutment gezeigt. Dabei kann sowohl die Passung zwischen Abutment und Krone als auch die Passung zwischen Krone und Verblendung unter Berücksichtigung der Konstruktionsregeln automatisch berechnet werden.
Sollen ein oder mehrere Implantate mit Teleskopen oder mit Konuskronen versorgt werden, gibt es prinzipiell zwei unterschiedliche Vorgehensweisen. Das Implantat, oder auch mehrere Implantate, wird mit einem normalen Abutment versorgt, auf dieses Abutment wird ein Teleskop- Kronengerüst gesetzt, auf das die Prothese aufgeschoben werden kann. Alternativ dazu kann das Abutment selbst als in Fig. 7a und b dargestellte Konuskrone geformt sein. In diesem Fall bildet das Abutment keinen herkömmlichen Kro- nenstumpf, sondern die Teleskopkrone. Seine Form kann in diesem Fall durch einen anderen Satz Parameter beschrieben werden, z.B. könnte auch hier eine Linie die Randform beschreiben, außerdem definieren Konushöhe und Konus- Winkel die Form innerhalb des Randes. Die Implantate 3' , 3' ' weisen Achsen 5' , 5' ' auf, die zueinander windschief sein können (dargestellt in Fig. 7a) . Die Konuskronen 72' , 72'' weisen jedoch Einschubachsen 4' , 4'' auf, die zueinander parallel sind. Die Implantate 3' , 3'' sind im Kieferknochen 22 verankert und erstrecken sich bis zum Zahnfleisch 23. Die Unterteilung in Abutment und Krone oder jede andere Art der Unterteilung wird dann automatisch berechnet.
Die Regeln, die es bei der Gestaltung des Abutments zu beachten gilt, sind im Rechner abgebildet und kommen bei der automatischen Aufspaltung in Abutment und Suprastruktur zur Anwendung .
Gemäß der EP 1 062 916 A2 wird sowohl für die Formgebung des Abutments wie die des Gerüsts und der Verblendung entweder ein Wax-Up oder eine Bibliothek verwendet. Verwendet man einen Wax-Up bedeutet das, dass mehrere Messaufnahmen ausgeführt werden müssen, um hintereinander die Herstellung von Abutment, Gerüst und Verblendung zu ermöglichen. Die Erfindung hingegen beschleunigt den gesamten Ablauf und trägt mit dazu bei, die Verlagerung der Technik zum Zahnarzt hin zu ermöglichen.
Da die heutigen Implantate, sofern sie zur Versorgung einzelner Zähne verwendet werden, nicht sofort den Kau- kräften ausgesetzt werden dürfen, weil das die innige Verbindung zum Kieferknochen beeinträchtigt, verwenden die ImplantatSysteme sogenannte Einheilkappen. Nachdem das Implantat gesetzt wurde, verschließt der Zahnarzt die mechanische Kupplung am Implantat mit einer Einheilkappe und näht das Zahnfleisch wieder komplett zu, um bei einer zweiten Operation nach ca. 8 Wochen den Bereich der Einheilkappe wieder zu eröffnen und dann eine prothetische Versorgung mit Abutment und Suprastruktur einzuleiten. Bei anderen Systemen liegt die Einheilkappe offen und befindet sich auf dem Niveau des Zahnfleischs. Hier wird die Einheilkappe auch dazu genutzt, um das Zahnfleisch so zu formen, so dass sich im Vergleich zu den Nachbarzähnen ein natürlicher Verlauf ergibt.
Die Suprastruktur V kann mehrere Abutments aufweisen, die durch eine gemeinsame Gerüstkonstruktion miteinander verbunden sind, Fig. 2a.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur automatischen Erzeugung einer dentalen Suprastruktur zur Verbindung mit einem Implantat anhand einer digitalen Modellbeschreibung der Form, gekennzeichnet durch
- Erfassen einer tatsächlichen klinischen Situation oder einer gestalteten klinischen Situation des Implantats (3; 13) als digitale Daten;
- Analyse dieser Situation und Bestimmung der Implan- tatachse (5; 16) ;
- Berechnen der optimalen Form der Suprastruktur (1,
2);
- Herstellen der Einzelteile mit einer Bearbeitungsmaschine aus mindestens einem Rohling (11) anhand der digitalen Daten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Passung zwischen dem digital vorliegenden ersten Teil (1) der Suprastruktur einerseits und dem digital vorliegenden zweiten Teil (2) der Supra- Struktur andererseits bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des mit dem Implantat zu verbindenden Teils der Suprastruktur beschrieben ist durch mindestens zwei der nachfolgenden Eigenschaf- ten Schulterbreite, Neigungswinkel der Suprastruktur gegenüber der Längsachse (5) des Implantats (3) , Drehwinkel der Suprastruktur um die Längsachse (16) im Rohling (11) und Stumpfhöhe.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Suprastruktur ein
Abutment ist und dass die Form eines Abutments (2) optimiert wird bezüglich einer oder mehrerer oder aller der folgenden Parameter:
- ein Mindestmass für die Schulterbreite;
- eine maximale Stumpfhöhe begrenzt durch den Nei- gungswinkel der Suprastruktur gegenüber der Längsachse (5) des Implantats (3) , die Geometrie des Rohlings (11) und die Höhe der Okklusalfläche (22) , wobei die maximale Stumpfhöhe so bemessen ist, dass sie um ein Höchstmass unterhalb der Höhe der Okklu- salfläche (22) liegt;
- eine minimale Stumpfhöhe, welche durch die Lage des Kopfes einer Okklusalschraube (14) begrenzt ist;
- einen Drehwinkel des Abutments um die Längsachse im Rohling (11) , der sich aus der relativen Lage des Implantats (3; 13) in der klinischen Situation ergibt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Rohlings (11) und die Form der dentalen Suprastruktur (1, 2) im Koor- dinatensystem der Anschlussgeometrie (6; 14) an das Implantat (3; 13) beschrieben sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Implantatachse (5; 16) interaktiv mit dem Benutzer erfolgt. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Suprastruktur ein Abutment ist und ein weiterer Teil der Suprastruktur eine Krone ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Suprastruktur ein Abutment ist und ein weiterer Teil der Suprastruktur ein Käppchen ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Suprastruktur ein Abutment ist und ein weiterer Teil der Suprastruktur eine reduzierte Krone ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Suprastruktur dreiteilig ist und ein erstes Teil der Suprastruktur ein Abut- ment ist und ein zweites Teil der Suprastruktur eine teilweise verblendete Krone ist und dass der dritte Teil ein Verneer ist und dass neben der Passung des ersten und zweiten Teils auch eine Passung für das dritte Teil mit dem ersten Teil und/oder mit dem zweiten Teil berechnet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Suprastruktur (1' ) mehrere Abutments aufweist, die durch eine gemeinsame Gerüstkonstruktion miteinander verbunden sind. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilungsregeln vom Benutzer variierbar sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem Implantat verbunde- ne Teil der Suprastruktur in der endgültigen Größe berechnet wird und dass der mit diesem Teil verbundene weitere Teil der Suprastruktur als provisorische Suprastruktur mit gegenüber den endgültigen Aussenabmessungen verringerten Außenabmessungen un- ter Beibehaltung der Passung berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung desselben Datensatzes der Teil der Suprastruktur in den endgültigen Abmessungen berechnet wird.
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