WO2012055404A2 - Artikulator, gelenkteil für einen artikulator sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Artikulator, gelenkteil für einen artikulator sowie verfahren zu dessen herstellung Download PDF

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WO2012055404A2
WO2012055404A2 PCT/DE2011/075259 DE2011075259W WO2012055404A2 WO 2012055404 A2 WO2012055404 A2 WO 2012055404A2 DE 2011075259 W DE2011075259 W DE 2011075259W WO 2012055404 A2 WO2012055404 A2 WO 2012055404A2
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Peter Kappert
Ralf Bannuscher
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Peter Kappert
Ralf Bannuscher
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Publication of WO2012055404A3 publication Critical patent/WO2012055404A3/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C11/00—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings
    • A61C11/02—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings characterised by the arrangement, location or type of the hinge means ; Articulators with pivots
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C11/00—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings
    • A61C11/06—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings with incisal guide

Definitions

  • ARTICULATOR GUIDANCE PART FOR AN ARTICULATOR AS WELL
  • the invention relates to an articulator, a hinge part for an articulator and method for producing the joint part and a computer program product for automatically carrying out certain steps of the method.
  • Articulators are known. They serve to simulate temporomandibular joint movements. They comprise an upper part for holding a dental arch model of the
  • Movements and / or positions of the lower jaw relative to the upper jaw of a patient are representative, and generate among other setting tables with values for adjusting the joint mechanisms of standard articulators.
  • the invention has for its object to provide an articulator, with which the patient-specific movement possibilities of the temporomandibular joints can be simulated very accurately, without requiring a time-consuming adjustment of
  • the independent claim 9 relates to a
  • the independent claim 15 relates to a computer program product comprising instructions for the automatic execution of certain steps of the method according to the invention.
  • the articulator according to the invention comprises an upper part for holding a
  • the articulator can be designed both as an Arcon and as a non-Arcon articulator, ie the at least one joint socket can both the
  • the invention makes it possible, in a simple and cost-effective manner
  • patient-specific sockets which, thanks to modern manufacturing methods such as CNC milling or rapid prototyping is possible cost-effectively.
  • patient-specific sockets can be stored together with models of the dental arches and, as will be described below, are used in an articulator, so that the time-consuming and thus expensive setting complicated joint mechanisms completely eliminated.
  • Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a
  • FIG. 2 shows schematically in an exploded perspective view an upper and a lower joint part for an articulator according to FIG. 1.
  • FIGS. 3 and 4 schematically show the lower joint part according to FIG. 2 from different perspectives.
  • Fig. 5 shows schematically a second embodiment of a
  • Fig. 6 shows schematically the lower part of the articulator of FIG. 5, from which the upper part is removed. schematically shows the upper part of the articulator of FIG. 5 removed upper part.
  • FIG. 8 schematically shows the anterior guidance part of the articulator according to FIG.
  • Fig. 9 shows a highly schematic part of a joint with patient-specific
  • FIG. 10 shows schematically a third embodiment of a
  • Anterior guide part are provided.
  • a first embodiment of an articulator designated in its entirety by 10 is shown, the upper part 12 for holding a
  • Dental arch model 14 of the upper jaw of a patient and a lower part 16 for Holder of the dental arch model 18 of the lower jaw of the patient comprises.
  • the upper and lower parts are detachably connected to one another via a combination of joint socket and joint head permitting a TMJ movement simulation.
  • the lower part 16 with a first joint part 20 and the upper part 12 are connected to a second joint part 22 in this embodiment.
  • connection can be made so that the upper and the lower part can be easily removed from the joint parts, e.g. to allow the attachment of dental arch models to the upper and lower part.
  • dental arch models firmly on the at this
  • first joint part 20 is shown from different perspectives. 2, the second joint part 22 is also shown.
  • the second joint part 22 has a first joint head 24 with a first rod-shaped projection 26 and a second joint head
  • the first joint part 20 can be seen clearly in particular in FIGS. 3 and 4 and, in this exemplary embodiment, is patient-specific, so that in the
  • Therapeutic splints Cooperation of the first and second joint part a simulation of the actual patient of the respective executable TMJ movements is possible, for example.
  • Therapeutic splints, temporaries, dentures, etc. to be optimally adapted.
  • Therapeutic splints are adapted to a relief of tooth surfaces of the lower and / or upper jaw. These are so-called.
  • Vacuum thermoforming methods are known in which a heated film on modeled tooth surfaces of a Oberkiefergebißmodellhdon or a
  • a temporary e.g.
  • a modeled tooth on a denture model is abraded in accordance with a planned dental treatment
  • the abraded dentition model is scanned with a 3D scanner and simulated with CAD software
  • the CAD software is simulated a model of the tooth adapted provisional and in a fourth step, the adapted temporary with a CAM machine using the
  • pathological changes can be determined by methods known per se for examining the position of the condyles and corresponding data can be obtained from the patient. Suitable examination methods are e.g. dynamic
  • Examination methods such as registration techniques, manual functional analysis, instrumental functional analysis, static examination procedures such as X-ray, panoramic tomography, transcranial eccentric skull imaging, computer tomograms, occipitofrontal skull imaging, lateral cephalograms, digital volume tomograms, MRI scans, and high-frequency arthrosonograms.
  • the first joint part can then be customized for a specific patient.
  • Joint part 20 a joint socket 32, which is provided in this embodiment with a stepped recess 34 which cooperates with the first projection 26 on the second hinge part 22 and a first patient-specific
  • Deviation represents a second individualization of the articulator.
  • the second hinge part further has a seat 36 in which in this
  • Embodiment grooves 38 open. In the intended
  • the seat 36 cooperate with the second condyle 28 and the second projection 30 with the grooves 38, the grooves 38 with the projection 30 form a so-called.
  • the grooves 38 are designed patient-specific and thus represent a third individualization of the articulator.
  • the surface of the seat 36 may differ patient-specific from a part spherical surface, such a deviation represents a fourth individualization of the articulator.
  • the guide rod 40 ( Figure 2) is used to move the maxillary dental arch model relative to
  • the guide rod 40 can through the second
  • Articulated part 22 to be passed so that one of its ends forms the second rod-shaped projection 30.
  • the first hinge part 20 may be made of a block of material, e.g. a hard plastic, in which the grooves 38, the seat 36, the socket 32 and the
  • Recess 34 are fully automatically milled based on the patient-specific data. It can also be created by means of a suitable rapid prototyping method. Apart from the mentioned individualizations can easily more
  • Customizations are carried out, e.g. by variations in the length of the first and / or second protrusion, to which this e.g. in the area of the second
  • Joint part can be formed as a threaded bolt, so that can be adjusted by rotating the rod-shaped projections relative to the hinge part, as far as they project from the second hinge part.
  • the patient data acquired to create the first joint part can advantageously also be used to plan virtually therapeutic measures, for example a therapeutic splint, and to test it on a virtual jaw model of the patient.
  • An actual therapeutic splint or the like can then easily automatically by feeding the obtained and possibly edited data in a CNC machine by milling from a block of material, through
  • Polymerization can be generated by means of rapid prototyping or in another automatic manner.
  • Entity shown with 50 designated articulator with dental arch models of a patient used, in Fig. 7, the dental arch model is shown only highly schematized, without showing the individual teeth.
  • the upper part 52 and the lower part 54 of the articulator 50 each have three arms 56, 58, 60, 62, 64, 66.
  • spacers 68 and 70 are provided, at their free ends in each case a condyle 72, 74 is located, approximately in the area in which the condyles were in a patient. Therefore, this articulator is an articulator of the Arcon type.
  • Front tooth guide member 76 provided, as shown in Fig. 8 in detail.
  • receptacles for interchangeable holders of joint parts 80, 82 are provided, in which patient-specific manufactured sockets 84 and 86 are formed.
  • an anterior guide rod 88 is provided which upon placement of the upper 52 on the lower part 54 with the
  • Anterior guide member 76 cooperates while the rod ends 72 and 74 engage in the sockets 84 and 86.
  • the anterior guide member 76 has various guide grooves in which the anterior guide rod 88 can be manually guided (see Fig. 5) to simulate typical temporomandibular joint movements of the patient.
  • To ensure a secure state of the articulator has three feet 90, which can be designed slip-resistant and height-adjustable.
  • the joint parts 80 and 82, but also the anterior guide part 76 can be easily and before on the basis of the patient data as described above cost-effectively finished, for example by milling or by rapid prototyping. In this case, for example, can proceed so that of a
  • FIG. 10 schematically shows a third exemplary embodiment of a
  • articulator 100 which is designated in its entirety by 100 and similar to that of FIG. Similar to the articulator shown in Fig. 5 also has the articulator 100 has a top 102 and a lower part 104, each having three arms 106, 108, 1 10 (upper part) and 1 12, 1 14, 1 16 (lower part), wherein at the free ends of the arms 1 14 and 1 16 of the lower part 104 each have a spacer 1 18, 120 is provided.
  • the spacers 1 18, 120 are connected to each other in this embodiment via a cross-brace 122.
  • a quick-release receptacle 124 which serves for holding a dental arch model provided with a corresponding connecting element.
  • the articulator 100 shown in Fig. 10 is of the non-Arcon type, what it is in this
  • Embodiment allowed to attach to the upper part 102 both a patient-specific manufactured anterior guidance part 126 and two patient-specific manufactured joint parts 130, of which only one can be seen in the figure.
  • the cooperating with the anterior guide portion 126 guide rod 138 and cooperating with the joint parts 130 rod ends are in this
  • Embodiment provided on the lower part 104 Embodiment provided on the lower part 104.

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Abstract

Bei einem Artikulator (50) mit einem Oberteil (52) zur Halterung eines Zahnbogenmodells (14) des Oberkiefers eines Patienten und einem Unterteil (54) zur Halterung eines Zahnbogenmodells (18) des Unterkiefers des Patienten, wobei Ober- und Unterteil über wenigstens eine eine Kiefergelenkbewegungssimulation erlaubende Kombination aus Gelenkpfanne und Gelenkkopf miteinander verbindbar sind, ist die die Gelenkpfanne anhand patientenspezifischer Daten gefertigt, um so sehr genau Kiefergelenksbewegungen eines Patienten zu simulieren, ohne dazu aufwendige Einstellmaßnahmen an dem Artikulator vornehmen zu müssen.

Description

ARTIKULATOR, GELENKTEIL FÜR EINEN ARTIKULATOR SOWIE
VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Artikulator, ein Gelenkteil für einen Artikulator sowie Verfahren zur Herstellung des Gelenkteils und ein Computerprogrammprodukt zur automatischen Ausführung bestimmter Schritte des Verfahrens.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Artikulatoren sind bekannt. Sie dienen dazu, Kiefergelenkbewegungen zu simulieren. Sie umfassen ein Oberteil zur Halterung eines Zahnbogenmodells des
Oberkiefers eines Patienten und ein Unterteil zur Halterung eines
Zahnbogenmodells des Unterkiefers des Patienten, wobei Ober- und Unterteil über verschiedene, teilweise sehr aufwendige Gelenkmechanismen miteinander verbindbar sind.
Zur Individualisierung des Artikulators entsprechend Artikulationen eines Patienten bzw. Bewegungen und/oder Stellungen des Unterkiefers relativ zu dem Oberkiefer des Patienten sind Artikulatoren bekannt, bei denen die Gelenkmechanismen Einstellmöglichkeiten zur Einstellung unterschiedlicher Bewegungsfreiheiten aufweisen und mit denen das tatsächliche Bewegungsverhalten der Kiefergelenke des Patienten sehr genau nachgebildet werden kann.
Zur Erfassung der zur genauen Einstellung solcher einstellbarer Artikulatoren benötigten Patientendaten sind verschiedene diagnostische Systeme bekannt, und zwar auch solche, die eine teilautomatisierte Erfassung von Daten erlauben, die für
Bewegungen und/oder Stellungen des Unterkiefers relativ zu dem Oberkiefer eines Patienten repräsentativ sind, und die unter anderem Einstelltabellen mit Werten zur Einstellung der Gelenkmechanismen handelsüblicher Artikulatoren generieren. Es hat sich allerdings gezeigt, daß die vorhandenen Einstellmöglichkeiten bei Artikulatoren oft nicht genutzt werden. Dies liegt häufig am Zeit- und Kostendruck, der von Seiten der Kostenträger zahnmedizinischer Versorgung ausgeübt wird und es zahntechnischen Laboratorien nicht ermöglicht, die für eine optimale
Versorgung z.B. zur Herstellung von therapeutischen Schienen an sich
erforderliche Genauigkeit bei Einstellung der Gelenkmechanismen walten zu lassen. Hinzu kommt, daß Artikulatoren, die tatsächlich über Gelenkmechanismen verfügen, die eine sehr genaue Simulation der patientenspezifischen Kiefergelenke erlauben, relativ teuer in der Anschaffung sind. Zudem muß dabei die Einstellung der Gelenkmechanismen jedesmal wiederholt werden, wenn mit dem Artikulator an den Zahnbogenmodellen eines bestimmten Patienten gearbeitet werden soll und der Artikulator zwischenzeitlich für Arbeiten mit anderen Zahnbogenmodellen verwendet wurde.
AUFGABE UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Artikulator anzugeben, mit dem die patientenspezifischen Bewegungsmöglichkeiten der Kiefergelenke sehr genau simuliert werden können, ohne daß dazu eine zeitaufwendige Einstellung von
Gelenkmechanismen nötig wäre.
Die Aufgabe wird gelöst von einem Artikulator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche. Der nebengeordnete Anspruch 9 betrifft ein
Gelenkteil für einen Artikulator, der nebengeordnete Anspruch 13 ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gelenkteils. Der nebengeordnete Anspruch 15 betrifft ein Computerprogrammprodukt umfassend Anweisungen zur automatischen Ausführung bestimmter Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der erfindungsgemäße Artikulator umfaßt ein Oberteil zur Halterung eines
Zahnbogenmodells des Oberkiefers eines Patienten und ein Unterteil zur Halterung eines Zahnbogenmodells des Unterkiefers des Patienten, wobei Ober- und Unterteil über wenigstens eine eine Kiefergelenkbewegungssimulation erlaubende Kombination aus Gelenkpfanne und Gelenkkopf miteinander verbindbar sind und wobei die Gelenkpfanne anhand patientenspezifischer Daten gefertigt ist. Dabei kann der Artikulator sowohl als Arcon- als auch als Non-Arcon-Artikulator ausgebildet sein, d.h. die wenigstens eine Gelenkpfanne kann sowohl dem
Ober- als auch dem Unterteil zugeordnet sein.
Die Erfindung erlaubt es, in einfacher und kostengünstiger Weise die
patientenspezifischen Bewegungsmöglichkeiten realistisch nachzubilden, indem patientenspezifische Gelenkpfannen ausgebildet werden, was dank moderner Fertigungsmethoden wie z.B. CNC-Fräsen oder Rapid Prototyping kostengünstig möglich ist. Solche patientenspezifischen Gelenkpfannen können zusammen mit Modellen der Zahnbögen aufbewahrt und, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird, in einen Artikulator eingesetzt werden, so daß das zeit- und damit kostenaufwendige Einstellen komplizierter Gelenkmechanismen vollständig entfällt. Sind die Arbeiten an den Zahnbogenmodellen eines Patienten abgeschlossen, kann der Artikulator durch einfaches Austauschen der Gelenkpfanne(n) und einer ggf. vorhandenen patientenspezifischen Frontzahnführung für das Arbeiten an anderen Zahnbogenmodellen vorbereitet werden. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Fig. 1 zeigt schematisiert ein erstes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Artikulators, bei dem nur ein Gelenkkopf und eine patientenspezifisch gefertigte Gelenkpfanne vorgesehen sind, wobei eine patientenspezifisch gefertigte Frontzahnführung und die Gelenkpfanne in einem gemeinsamen Gelenkteil ausgebildet sind. Fig. 2 zeigt schematisiert in perspektivischer Explosionsansicht ein oberes und ein unteres Gelenkteil für einen Artikulator gemäß Fig. 1 . Fig. 3 und 4 zeigen schematisiert das untere Gelenkteil gemäß Fig. 2 aus verschiedenen Perspektiven.
Fig. 5 zeigt schematisiert eine zweite Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Artikulators, bei dem zwei Gelenkpfannen am Oberteil und eine Frontzahnführung am Unterteil vorgesehen sind.
Fig. 6 zeigt schematisiert das Unterteil des Artikulators gemäß Fig. 5, von dem das Oberteil abgenommen ist. zeigt schematisiert das vom Unterteil des Artikulators gemäß Fig. 5 abgenommene Oberteil.
Fig. 8 zeigt schematisiert das Frontzahnführungsteil des Artikulators gemäß
Fig. 5 im vergrößerten Maßstab.
Fig. 9 zeigt stark schematisiert ein Gelenkteil mit patientenspezifisch
individualisierter Gelenkpfanne für einen Artikulator gemäß Fig. 5 im vergrößerten Maßstab. Fig. 10 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Artikulators ähnlich demjenigen der Fig. 5, wobei jedoch am Oberteil sowohl die Gelenkpfannen als auch das
Frontzahnführungsteil vorgesehen sind.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Artikulators gezeigt, der ein Oberteil 12 zur Halterung eines
Zahnbogenmodells 14 des Oberkiefers eines Patienten und ein Unterteil 16 zur Halterung des Zahnbogenmodells 18 des Unterkiefers des Patienten umfaßt. Ober- und Unterteil sind über eine eine Kiefergelenkbewegungssimulation erlaubende Kombination aus Gelenkpfanne und Gelenkkopf lösbar miteinander verbunden. Dabei sind bei diesem Ausführungsbeispiel das Unterteil 16 mit einem ersten Gelenkteil 20 und das Oberteil 12 mit einem zweiten Gelenkteil 22 verbunden. Die
Verbindung kann dabei so ausgeführt sein, daß das Ober- und das Unterteil leicht von den Gelenkteilen abgenommen werden können, z.B. um das Befestigen von Zahnbogenmodellen an dem Ober- und Unterteil zu ermöglichen. Dazu kann vorgesehen sein, daß die Zahnbogenmodelle fest auf den bei diesem
Ausführungsbeispiel plattenförmigen Ober- und Unterteilen befestigt und diese
Platten dann z.B. über Rast- oder Schraubverbindungen an den jeweiligen
Gelenkteilen befestigt werden. Auch kann vorgesehen sein, daß die
Zahnbogenmodelle über lösbare Mechanismen, z.B. Schraubverbindungen, mit dem Ober- bzw. dem Unterteil verbunden werden.
In den Figuren 2 bis 4 ist das erste Gelenkteil 20 aus verschiedenen Perspektiven gezeigt. In der Fig. 2 ist zudem das zweite Gelenkteil 22 dargestellt.
Wie in Fig. 2 zu erkennen, weist das zweite Gelenkteil 22 einen ersten Gelenkkopf 24 mit einem ersten stabförmigen Vorsprung 26 sowie einen zweiten Gelenkkopf
28 mit einem zweiten stabförmigen Vorsprung 30 auf, die mit entsprechenden Ausnehmungen im ersten Gelenkteil 20 zusammenwirken.
Das erste Gelenkteil 20 ist insbesondere in den Figuren 3 und 4 gut zu erkennen und bei diesem Ausführungsbeispiel patientenspezifisch individualisiert, so daß im
Zusammenwirken von erstem und zweitem Gelenkteil eine Simulation der von dem jeweiligen Patienten tatsächlich ausführbaren Kiefergelenkbewegungen möglich ist, um z.B. therapeutische Schienen, Provisorien, Zahnersatz etc. optimal anpassen zu können. Dabei werden therapeutische Schienen einem Relief von Zahnoberflächen des Unter- und/oder Oberkiefers angepaßt. Dazu sind sog.
Vakuum-Tiefziehverfahren bekannt, bei denen eine erhitzte Folie über modellierte Zahnoberflächen einer Oberkiefergebißmodellhälfte oder einer
Unterkiefergebißmodellhälfte gezogen wird. Ausgestaltungen, Verwendungen und Funktionen therapeutischer schienen z.B. gezeigt in Jankelson R. (1990): Neuromuscular Dental Diagnosis and Treatment, Ishiyaku EuroAmerica, Inc. St. Louis, Tokyo.
Zur Herstellung eines Provisoriums kann z.B. so vorgegangen werden, daß in einem ersten Schritt ein modellierter Zahn an einem Gebißmodell entsprechend einer geplanten zahnärztlichen Behandlung abradiert wird, in einem zweiten Schritt das abradierte Gebißmodell mit einem 3D-Scanner eingescannt und mit einer CAD-Software simuliert wird, in einem dritten Schritt mit der CAD-Software ein dem modellierten Zahn angepaßtes Provisorium simuliert wird und in einem vierten Schritt das angepaßte Provisorium mit einer CAM-Maschine mit Hilfe der
Simulation des Provisoriums durch Bearbeitung eines standardisierten Rohlings umgesetzt wird.
Wenn ein Kiefergelenk von einem Idealzustand abweicht, können pathologische Veränderungen mittels an sich bekannter Verfahren zur Untersuchung der Position der Kondylen bestimmt und entsprechende Daten von dem Patienten gewonnen werden. Geeignete Untersuchungsverfahren sind z.B. dynamische
Untersuchungsmethoden wie Registriertechniken, die manuelle Funktionsanalyse, die instrumenteile Funktionsanalyse, statische Untersuchungsverfahren wie röntgenologische Verfahren, Panoramaschichtaufnahmen, transkraniale exzentrische Schädelaufnahmen, Computer-Tomogramme, okzipitofrontale Schädelaufnahmen, seitliche Fernröntgenbilder, digitale Volumen-Tomogramme, Magnetresonanztomogramme und Hochfrequenzarthrosonogramme. Zur
Gewinnung der benötigten patientenspezifischen Daten können verschiedene sog. Kieferregistriersysteme verwendet werden. Mit den gewonnenen Daten kann dann das erste Gelenkteil patientenspezifisch individualisiert werden.
Wie insbesondere in den Figuren 3 und 4 gut zu erkennen, weist das erste
Gelenkteil 20 eine Gelenkpfanne 32 auf, die bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer gestuften Vertiefung 34 versehen ist, die mit dem ersten Vorsprung 26 am zweiten Gelenkteil 22 zusammenwirkt und eine erste patientenspezifische
Individualisierung des Artikulators darstellt. Die Oberfläche der Gelenkpfanne, die beim Aufsetzen des zweiten Gelenkteils mit dem ersten Gelenkkopf 24 zusammenwirkt, weicht von der Kugeloberflächenform ab, wobei diese
Abweichung eine zweite Individualisierung des Artikulators darstellt.
Das zweite Gelenkteil weist ferner einen Sitz 36 auf, in den bei diesem
Ausführungsbeispiel Rillen 38 münden. Im bestimmungsgemäßen
Montagezustand, wenn also das zweite Gelenkteil auf das erste Gelenkteil gesetzt ist, wirken der Sitz 36 mit dem zweiten Gelenkkopf 28 und der zweite Vorsprung 30 mit den Rillen 38 zusammen, wobei die Rillen 38 mit dem Vorsprung 30 eine sog. Frontzahnführung bilden. Die Rillen 38 sind patientenspezifisch ausgebildet und stellen damit eine dritte Individualisierung des Artikulators dar. Auch die Oberfläche des Sitzes 36 kann patientenspezifisch von einer Teilkugeloberfläche abweichen, wobei eine solche Abweichung eine vierte Individualisierung des Artikulators darstellt. Beim Arbeiten mit dem Artikulator dient die Führungsstange 40 (Fig. 2) zum Bewegen des Oberkieferzahnbogenmodells relativ zum
Unterkieferzahnbogenmodell. Die Führungsstange 40 kann durch das zweite
Gelenkteil 22 hindurchgeführt sein, so daß eines ihrer Enden den zweiten stabförmigen Vorsprung 30 bildet.
Das erste Gelenkteil 20 kann aus einem Materialblock, z.B. einem Hartkunststoff, gefertigt sein, in das die Rillen 38, der Sitz 36, die Gelenkpfanne 32 und die
Vertiefung 34 vollautomatisch anhand der patientenspezifischen Daten gefräst sind. Es kann auch mittels eines geeigneten Rapid-Prototyping-Verfahrens erstellt werden. Außer den genannten Individualisierungen können leicht weitere
Individualisierungen ausgeführt werden, z.B. durch Variationen der Länge des ersten und/oder zweiten Vorsprungs, wozu diese z.B. im Bereich des zweiten
Gelenkteils als Schraubbolzen ausgebildet sein können, so daß durch Drehen der stabförmigen Vorsprünge relativ zum Gelenkteil eingestellt werden kann, wie weit sie aus dem zweiten Gelenkteil vorspringen. Die zur Erstellung des ersten Gelenkteils erfaßten Patientendaten können vorteilhaft auch dazu verwendet werden, virtuell therapeutische Maßnahmen, z.B. eine therapeutische Schiene, zu planen und an einem virtuellen Kiefermodell des Patienten zu testen. Eine tatsächliche therapeutische Schiene o.dgl. kann dann leicht automatisch durch Einspeisen der gewonnenen und ggf. bearbeiteten Daten in eine CNC-Maschine durch Fräsen aus einem Materialblock, durch
Polymerisieren mittels Rapid Prototyping oder in anderer automatischer Weise erzeugt werden. In den Figuren 5 bis 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines in seiner
Gesamtheit mit 50 bezeichneten Artikulators mit eingesetzten Zahnbogenmodellen eines Patienten gezeigt, wobei in Fig. 7 das Zahnbogenmodell nur stark schematisiert dargestellt ist, ohne die einzelnen Zähne zu zeigen. Das Oberteil 52 und das Unterteil 54 des Artikulators 50 weisen jeweils drei Arme 56, 58, 60, 62, 64, 66 auf. Am Ende der Arme 64 und 66 des Unterteils 54 sind Abstandshalter 68 und 70 vorgesehen, an deren freien Enden sich jeweils ein Gelenkkopf 72, 74 befindet, und zwar ungefähr in dem Bereich, in dem sich bei einem Patienten die Kondylen befänden. Es handelt sich daher bei diesem Artikulator um einen Artikulator vom Arcon-Typ.
Am freien Ende des Arms 60 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Aufnahme zum auswechselbaren Haltern eines patientenspezifisch gefertigten
Frontzahnführungsteils 76 vorgesehen, wie in Fig. 8 im Detail gezeigt. An den freien Enden der Arme 58 und 60 des Oberteils 52 sind Aufnahmen zum auswechselbaren Haltern von Gelenkteilen 80, 82 vorgesehen, in denen patientenspezifisch gefertigte Gelenkpfannen 84 und 86 ausgebildet sind. Am freien Ende des Arms 66 ist eine Frontzahnführungsstange 88 vorgesehen, die beim Aufsetzen des Oberteils 52 auf das Unterteil 54 mit dem
Frontzahnführungsteil 76 zusammenwirkt, während die Gelenkköpfe 72 und 74 in die Gelenkpfannen 84 und 86 eingreifen. Das Frontzahnführungsteil 76 weist verschiedene Führungsrillen auf, in denen die Frontzahnführungsstange 88 von Hand geführt werden kann (vgl. Fig. 5), um typische Kiefergelenksbewegungen des Patienten zu simulieren. Zur Gewährleistung eines sicheren Stands besitzt der Artikulator drei Füße 90, die rutschhemmend und höhenverstellbar ausgebildet sein können.
Die Gelenkteile 80 und 82, aber auch das Frontzahnführungsteil 76 lassen sich anhand der wie oben beschrieben vorhandenen Patientendaten leicht und vor allem kostengünstig automatisch fertigen, z.B. durch Fräsen oder mittels Rapid Prototyping. Dabei kann z.B. so vorgegangen werden, daß von einem
Zahntechniker oder einem Zahnarzt, der die Daten erfaßt, diese an ein
Unternehmen übersandt werden, das die Gelenkteile und die Frontzahnführung fertigt. Die Teile können dann zusammen mit Zahnbogenmodellen des Patienten aufbewahrt und zusammen mit den Zahnbogenmodellen schnell in einen
Artikulator montiert werden, womit dann patientenspezifische Kieferbewegungen sehr exakt nachgestellt werden können, ohne daß dazu aufwendige
Einstellarbeiten nötig wären.
In der Fig. 10 ist schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Artikulators gezeigt, der in seiner Gesamtheit mit 100 bezeichnet ist und demjenigen der Fig. 5 ähnelt. Ähnlich wie der in Fig. 5 gezeigte Artikulator besitzt auch der Artikulator 100 ein Oberteil 102 und ein Unterteil 104, die jeweils drei Arme 106, 108, 1 10 (Oberteil) und 1 12, 1 14, 1 16 (Unterteil) besitzen, wobei an den freien Enden der Arme 1 14 und 1 16 des Unterteils 104 je ein Abstandshalter 1 18, 120 vorgesehen ist.
Die Abstandshalter 1 18, 120 sind bei diesem Ausführungsbeispiel über eine Querverstrebung 122 miteinander verbunden. Deutlich zu erkennen ist in der Mitte des Unterteils 104 eine Schnellaufnahme 124, die zum Haltern eines mit einem entsprechenden Verbindungselement versehenen Zahnbogenmodells dient. An dem Oberteil ist eine entsprechende Schnellaufnahme vorgesehen. Der in Fig. 10 gezeigte Artikulator 100 ist vom Non-Arcon-Typ, was es bei diesem
Ausführungsbeispiel erlaubt, am Oberteil 102 sowohl ein patientenspezifisch gefertigtes Frontzahnführungsteil 126 als auch zwei patientenspezifisch gefertigte Gelenkteile 130 anzubringen, von denen in der Figur nur eines zu sehen ist. Die mit dem Frontzahnführungsteil 126 zusammenwirkende Führungsstange 138 und die mit in den Gelenkteilen 130 zusammenwirkenden Gelenkköpfe sind bei diesem
Ausführungsbeispiel am Unterteil 104 vorgesehen.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich zum Beispiel auf die Ausgestaltung der Gelenkverbindung zwischen Ober- und Unterteil beziehen. Dabei sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch ein neues Geschäftsverfahren impliziert, nämlich das gewerbsmäßige Fertigen von patientenspezifischen Gelenkteilen und/oder Frontzahnführungsteilen. Dieses Geschäftsverfahren wird hiermit ausdrücklich als zur Erfindung gehörig bezeichnet und in denjenigen Ländern, deren nationales Recht dies zuläßt, beansprucht.
BEZUGSZEICHENLISTE Artikulator
Oberteil
Zahnbogenmodell Oberkiefer Unterteil
Zahnbogenmodell Unterkiefer erstes Gelenkteil zweites Gelenkteil erster Gelenkkopf erster stabförmiger Vorsprung zweiter Gelenkkopf zweiter stabförmiger Vorsprung Gelenkpfanne
gestufte Vertiefung Sitz
Rillen
Führungsstange Artikulator
Oberteil
Unterteil
, 58, 60 Arme des Oberteils
, 64, 66 Arme des Unterteils
, 70 Abstandshalter
, 74 Gelenkkopf
Frontzahnführungsteil
, 82 Gelenkteile
, 86 Gelenkpfannen
Führungsstange Füße
0 Artikulator
2 Oberteil
4 Unterteil
6, 108, 1 10 ..Arme des Oberteils 112, 114, 116..Arme des Unterteils
118, 120 Abstandshalter
122 Querverstrebung
124 Schnellaufnahme
126 Frontzahnführungsteil
130 Gelenkteil
138 Führungsstange

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Artikulator mit
einem Oberteil zur Halterung eines Zahnbogenmodells des Oberkiefers eines Patienten und
einem Unterteil zur Halterung eines Zahnbogenmodells des Unterkiefers des Patienten,
wobei Ober- und Unterteil über wenigstens eine eine
Kiefergelenkbewegungssimulation erlaubende Kombination aus Gelenkpfanne und Gelenkkopf miteinander verbindbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gelenkpfanne anhand patientenspezifischer Daten gefertigt ist.
2. Artikulator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil oder das Unterteil eine Aufnahme zum auswechselbaren Haltern eines Gelenkteils aufweist, in dem die patientenspezifische Gelenkpfanne ausgebildet ist.
3. Artikulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gelenkpfanne in das Gelenkteil gefräst ist.
4. Artikulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkteil mittels Rapid Prototyping erstellt, insbesondere gedruckt ist.
5. Artikulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kombinationen aus je einer patientenspezifisch gefertigten Gelenkpfanne und einem Gelenkkopf vorgesehen und relativ zu den Zahnbogenmodellen in
Bereichen angeordnet sind, in denen sich beim Patienten das rechte und das linke Kiefergelenk befinden.
6. Artikulator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Kombinationen aus einer patientenspezifisch gefertigten Gelenkpfanne und einem Gelenkkopf vorgesehen und relativ zu den Zahnbogenmodellen in einem Bereich angeordnet ist, der mittig zwischen denjenigen Bereichen liegt, in denen sich beim Patienten das rechte und das linke Kiefergelenk befinden.
7. Artikulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine patientenspezifisch gefertigte Frontzahnführung vorgesehen ist.
8. Artikulator nach Anspruch 6 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die patientenspezifisch gefertigte Gelenkpfanne und die patientenspezifisch gefertigte Frontzahnführung in einem gemeinsamen Gelenkteil ausgebildet sind.
9. Gelenkteil für einen Artikulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gelenkteil eine patientenspezifisch ausgebildete Gelenkpfanne vorgesehen ist.
10. Gelenkteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gelenkpfanne in das Gelenkteil gefräst ist.
1 1 . Gelenkteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenkteil mittels Rapid Prototyping erstellt, insbesondere gedruckt ist.
12. Gelenkteil nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gelenkteil eine patientenspezifisch ausgebildete Frontzahnführung vorgesehen ist.
13. Verfahren zum Herstellen eines Gelenkteils nach einem der Ansprüche 9 bis 12, umfassend die folgenden Schritte:
Erfassen patientenspezifischer Kiefergelenkdaten, insbesondere
Registrieren von Unterkieferbewegungen wie Protusion und Laterusion,
Berechnen eines die Bewegungsmöglichkeiten der Kiefergelenke des Patienten simulierenden Kiefergelenkmodells aus den erfaßten Daten, wobei das Modell wenigstens eine patientenspezifische Gelenkpfanne und einen darin eingreifenden Gelenkkopf umfaßt,
Erzeugen von Konstruktionsdaten der wenigstens einen
patientenspezifische Gelenkpfanne für eine CNC-Maschine oder eine Rapid- Prototyping-Maschine,
Einspeisen der Konstruktionsdaten in eine CNC-Maschine oder eine Rapid- Prototyping-Maschine, Erstellen eines Gelenkteils mit der patientenspezifischen Gelenkpfanne mittels der CNC-Maschine oder der Rapid-Prototyping-Maschine.
14. Verfahren nach Anspruch 13, ferner Erstellen einer patientenspezifischen Frontzahnführung mittels der CNC-Maschine oder der Rapid-Prototyping-Maschine.
15. Computerprogrammprodukt, umfassend Anweisungen zur automatischen Ausführung der Schritte des Berechnens eines die Bewegungsmöglichkeiten der Kiefergelenke des Patienten simulierenden Kiefergelenkmodells und Erzeugens von Konstruktionsdaten der wenigstens einen patientenspezifische Gelenkpfanne für eine CNC-Maschine oder eine Rapid-Prototyping-Maschine bei einem
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14.
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