DE102006048063A1 - Misaligned tooth regulating device, has connection elements including two retainers that are opened in directions different from each other, where retainers are formed by recesses that run perpendicular to each other - Google Patents

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Abstract

The device has connection elements (1) i.e. labial brackets, fastened at a crown (4) of a patient, and a bending element attached to the connection elements, where the bending element is made by rapid prototyping, selective laser fusion and laser microstructuring. The connection elements include two retainers (2, 3) that are opened in directions different from each other, where the retainers are formed by recesses that run perpendicular to each other. An independent claim is also included for a method for manufacturing an orthodontic bends.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.The The invention relates to a device according to the preamble of the claim 1 or a method according to the preamble of claim 6.

Zur Regulierung von Zahnfehlstellungen werden im Allgemeinen orthodontische Bögen mit Hilfe von Verbindungselementen (sog. Brackets) an den Zähnen eines Patienten befestigt. Diese Brackets weisen hierzu eine Aufnahme (Slot) für den orthodontischen Bogen auf. Die Slots weisen jeweils drei Wände auf, welche den Bogen im montierten Zustand umgeben. Die bekannten Slots stellen also ein offenes System dar, so daß der Bogen zur Öffnungsseite des Slots hin keine oder nur eine höchst unvollständige Kraftübertragung zur Korrektur einer Zahnfehlstellung bewirken kann.to Regulation of malocclusions are generally orthodontic Bows with help of connecting elements (so-called brackets) on the teeth of a Patient attached. These brackets have for this purpose a recording (Slot) for the orthodontic arch. The slots each have three walls, which surround the bow in the assembled state. The known slots So represent an open system, so that the bow to the opening side of the slot no or only a very incomplete power transmission can cause the correction of a tooth misalignment.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine Verbesserung der Kraftübertragung ermöglicht.task The invention is therefore an apparatus of the aforementioned Specify type that allows an improvement in power transmission.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Verbindungselemente (Brackets) zwei bevorzugt etwa senkrecht zueinander stehende Ausnehmungen aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt so den Einsatz zweier orthodontischer Bögen, wobei der Einsatz eines zweiten Bogens in die zweite Aufnahme in diesem Fall die Nachteile bei der Verwendung von Verbindungselementen mit nur einer Aufnahme minimiert bzw. kompensiert. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die Öffnungen der Aufnahmen in unterschiedliche Richtungen weisen. Jede der Aufnahmen bildet für sich ein offenes System, jedoch wird die aufgrund der Öffnung einer Aufnahme in eine Richtung unzureichende Kraftübertragung durch einen in der jeweils anderen Aufnahme positionierten Bogen kompensiert.According to the invention, it is provided that the connecting elements (Brackets) two preferably approximately mutually perpendicular recesses exhibit. The device according to the invention allows so the use of two orthodontic arches, the use of a second bow in the second shot in this case the disadvantages when using fasteners with only one receptacle minimized or compensated. This happens according to the invention by that the openings pointing the shots in different directions. Each of the shots forms for an open system, however, due to the opening of a Absorption in one direction insufficient power transmission by a in the compensated for each other recording positioned bow.

Bevorzugt sind die verwendeten Bögen durch Rapid-Prototyping, selektives Laser-Schmelzen oder Laser-Mikrostrukturierung hergestellt.Prefers are the bows used by Rapid prototyping, selective laser melting or laser microstructuring produced.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren 1 bis 3B schematisch näher erläutert:The invention will be described below with reference to the drawing figures 1 to 3B schematically explained in more detail:

1 – zeigt eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäßen Verbindungselemente. 1 Shows a perspective view of the connecting elements according to the invention.

2A – zeigt eine 1 entsprechende Ansicht mit einem orthodontischen Bogen in einer ersten Aufnahmeposition. 2A - shows one 1 corresponding view with an orthodontic arch in a first receiving position.

2B – zeigt eine 1 entsprechende Ansicht mit einem orthodontischen Bogen in einer zweiten Aufnahmeposition. 2 B - shows one 1 corresponding view with an orthodontic arch in a second receiving position.

3A – ist eine Draufsicht auf einen Kiefer oder ein Kiefermodell mit erfindungsgemäßer Regulierungsvorrichtung mit dem orthodontischen Bogen in der ersten Aufnahmeposition. 3A - Is a plan view of a jaw or a jaw model with inventive regulation device with the orthodontic arc in the first receiving position.

3B – ist eine weitere Draufsicht auf einen Kiefer oder ein Kiefermodell mit erfindungsgemäßer Regulierungsvorrichtung mit dem orthodontischen Bogen in der zweiten Aufnahmeposition. 3B Is a further plan view of a jaw or a jaw model with inventive regulation device with the orthodontic arc in the second receiving position.

In 1 sind erfindungsgemäße Verbindungselemente (Brackets) 1 gezeigt. Diese werden je nach Anwendungsfall an der Außenseite der Zähne 4 (sog. Labialbrackets) oder auf der Innenseite der Zähne 4 (sog. Lingualbrackets) aufgebracht. In der weiteren Beschreibung der Erfindung wird beispielhaft auf Labialbrackets bzw. entsprechende orthodontische Bögen eingegangen. Die folgenden Ausführungen gelten allerdings sinngemäß auch für Lingualbrackets bzw. Lingualbögen.In 1 are connecting elements according to the invention (brackets) 1 shown. These are depending on the application on the outside of the teeth 4 (so-called labial brackets) or on the inside of the teeth 4 (so-called lingual brackets) applied. In the further description of the invention, reference will be made, for example, to labial brackets or corresponding orthodontic arches. However, the following explanations apply mutatis mutandis to lingual brackets or lingual arches.

Das erfindungsgemäße Verbindungselement 1 weist zwei Aufnahmen 2, 3 zur Aufnahme orthodontischer Bögen 5 auf (vgl. 2A und 2B, bzw. 3A, 3B), die als schlitzförmige, längliche Aufnahmen (Slots) ausgebildet sind. Im gezeigten Beispiel weisen diese Aufnahmen 2, 3 einen etwa C-förmigen Querschnitt mit zu den Aufnahmewänden 2b, 3b etwa senkrechter Bodenflächen 2a bzw. 3a auf. Die Bodenflächen 2a, 3a der beiden Aufnahmen 2, 3 bzw. deren den Bodenflächen 2a, 3a gegenüber liegenden Öffnungen der beiden Aufnahmen eines Verbindungselementes 1 weisen in verschiedene Richtungen.The connecting element according to the invention 1 has two shots 2 . 3 for receiving orthodontic arches 5 on (cf. 2A and 2 B , respectively. 3A . 3B ), which are designed as slot-shaped, elongated shots (slots). In the example shown, these recordings 2 . 3 an approximately C-shaped cross section with the receiving walls 2 B . 3b about vertical floor surfaces 2a respectively. 3a on. The floor surfaces 2a . 3a the two recordings 2 . 3 or their floor surfaces 2a . 3a opposite openings of the two receptacles of a connecting element 1 pointing in different directions.

Bevorzugt sind die Aufnahmen in einem Winkel von 90° zueinander orientiert.Prefers the images are oriented at an angle of 90 ° to each other.

Die Anordnung zweier derartiger Aufnahmen 2, 3 an einem Verbindungselement 1 ermöglicht die Befestigung orthodontischer Bögen 5 an unterschiedlichen Stellen zur Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zur Korrektur von Zahnfehlstellungen. Die unzureichende Kraftübertragung auf den Zahn des Patienten über einen orthodontischen Bogen 5 mittels des Verbindungselements 1 in Richtung der Öffnung der Aufnahmen 2, 3 kann durch einen Bogen 5 in der jeweils anderen Aufnahme 3, 2 kompensiert werden: Zwar weist auch die jeweils andere Aufnahme 3, 2 aufgrund der auch hier vorhandenen Öffnung in einer Richtung eine unzureichende Angriffsfläche für den Bogen 5 auf, diese Richtung ist jedoch von der der ersten Aufnahme verschieden, so daß etwaige durch eine Aufnahme 2 verursachte Unzulänglichkeiten in der Kraftübertragung gerade durch die andere Aufnahme 3 ausgeglichen werden.The arrangement of two such images 2 . 3 on a connecting element 1 allows the attachment of orthodontic arches 5 in different places to provide an improved device for correcting misaligned teeth. Insufficient force transfer to the patient's tooth via an orthodontic arch 5 by means of the connecting element 1 towards the opening of the shots 2 . 3 can through a bow 5 in the other recording 3 . 2 be compensated: Although also shows the other recording 3 . 2 due to the existing here in one direction opening an insufficient attack surface for the bow 5 However, this direction is different from that of the first shot, so that any by a recording 2 caused inadequacies in the transmission just by the other recording 3 be compensated.

Zwei Bögen zusammen fixieren den Komplex aus Zahn 1 und Verbindungselementen 1, so daß ein Spiel zwischen dem Verbindungselement 1 und einem Bogen 5, welches unerwünschte Vertikal- oder Horizontalauslenkungen des Einzelzahnes 4 zuläßt, durch den jeweils anderen Bogen neutralisiert wird.Two arches together fix the complex of tooth 1 and fasteners 1 , so that a game between the connecting element 1 and a bow 5 which unwanted vertical or horizontal deflections of the single tooth 4 allowed to be neutralized by the other arc.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt bevorzugt in der nachfolgend geschilderten Weise:
Mit Hilfe einer Abformung wird ein Gipsmodell eines Patientenkiefers erstellt, der eine Zahnfehlstellung aufweist.The preparation of the device according to the invention is preferably carried out in the manner described below:
With the help of an impression, a plaster model of a patient's jaw is created, which has a tooth misalignment.

Das Modell wird dupliziert und der Zahnkranz des Duplikatmodells wird in Einzelzahnsegmente getrennt, die in der therapeutisch geplanten Position orientiert werden. Dieses Idealmodell wird durch einen 3D-Scanner in einen Datensatz für die Weiterverarbeitung am Computer überführt. Möglich ist auch das direkte intraorale Scannen des Patientenkiefers und die virtuelle Umstellung der Einzelzahnsegmente in die Soll-Position.The Model is duplicated and becomes the sprocket of the duplicate model separated into single tooth segments that are in the therapeutically planned Position oriented. This ideal model is powered by a 3D scanner into a record for the further processing on the computer transferred. Also possible is the direct intraoral scanning of the patient's jaw and virtual conversion the single tooth segments in the desired position.

Am Computer wird dann eine zweidimensionale Konstruktionsebene festgelegt, die die ideale Ausrichtung der Verbindungselemente 1 (Brackets) bestimmt. Die einzelnen Verbindungselemente 1 werden durch Datensätze repräsentiert. Die Wände 2b der einen Aufnahme 2 der Verbindungselemente 1 liegen coplanar zur Konstruktionsebene, ihr Boden 2a steht vertikal zur Konstruktionsebene. Die Wände 3b der zweiten Aufnahme 3 stehen bevorzugt vertikal zur Konstruktionsebene, ihr Boden 3a liegt coplanar zur Konstruktionsebene (vgl. 1). Diese Verbindungselemente 1 werden entweder auf der Außenfläche (labial) oder auf der Innenfläche (lingual) der Zähne 4 orientiert. Aus der Orientierung der Verbindungselemente 1 ergibt sich der Verlauf zweier Bögen 5, von denen einer die horizontal parallel zur Konstruktionsebene orientierten Aufnahmen 3 ausfüllt, während der zweite Bogen die vertikal zur Konstruktionsebene orientierten Aufnahmen 2 ausfüllt.The computer then defines a two-dimensional construction plane that provides the ideal alignment of the fasteners 1 (Brackets) determined. The individual fasteners 1 are represented by records. The walls 2 B the one recording 2 the connecting elements 1 lie coplanar to the construction plane, their bottom 2a is vertical to the construction plane. The walls 3b the second shot 3 are preferably vertical to the construction plane, their bottom 3a lies coplanar with the construction plane (cf. 1 ). These fasteners 1 be either on the outer surface (labial) or on the inner surface (lingual) of the teeth 4 oriented. From the orientation of the connecting elements 1 The result is the course of two arches 5 of which one is horizontally oriented parallel to the construction plane 3 fills, while the second arc, the vertically oriented to the construction plane recordings 2 fills.

Die dreidimensional orientierten Bögen 5 können durch ein Rapid-Prototyping-Verfahren, selektives Laserschmelzen oder Laser-Mikrostrukturierung in Metall, Kunststoff oder Keramik realisiert werden.The three-dimensional oriented bows 5 can be realized by a rapid prototyping method, selective laser melting or laser microstructuring in metal, plastic or ceramic.

Sie können in unterschiedlichen Querschnitten, die die Aufnahmen 2, 3 der Verbindungselemente 1 vollständig oder teilweise ausfüllen, erstellt werden.You can in different cross sections, which the pictures 2 . 3 the connecting elements 1 completely or partially completed.

Das Idealmodell des Patientenkiefers mit den ideal platzierten Verbindungselementen 1 generiert den Verlauf der Idealbögen. Werden die Zähne 4 mit den darauf platzierten Verbindungselementen 1 in die ursprüngliche Zahnfehlstellung zurückgesetzt, ergibt sich der Verlauf der Bögen 5 zu Beginn der Behandlung. Dieses Umsetzen von der Soll-Position in die Ist-Position kann virtuell am Computer erfolgen oder real anhand von Basissockeln, die die Zahnstümpfe mit den darauf platzierten Verbindungselementen aufnehmen.The ideal model of the patient's jaw with ideally placed fasteners 1 generates the course of the ideal arcs. Be the teeth 4 with the connecting elements placed on it 1 reset to the original tooth misalignment, results in the course of the arches 5 at the beginning of the treatment. This conversion from the desired position to the actual position can take place virtually on the computer or in reality on the basis of base sockets which receive the tooth stumps with the connecting elements placed thereon.

Das Intervall zwischen Anfangsposition und Zielposition der Einzelzähne kann in Einzelschritte differenziert werden, so daß sich jeweils einzelnen Behandlungsschritten entsprechende Bogenverläufe ergeben. Durch die Herstellung dieser Bögen ist es möglich, einzelne Behandlungsschritte durchzuführen. Dabei muß berücksichtigt werden, daß die auf den Einzelzahn einwirkende Kraft durch die Materialeigenschaften und den Querschnitt des Bogens 5 sowie durch den Abstand der Verbindungselemente 1 zueinander bestimmt wird. Durch die Variation der Materialeigenschaften der Bögen 5 sowie durch die Variation des Bogenquerschnittes und des Bogenverlaufes können so einzelne Behandlungsschritte bis hin zur therapeutisch geplanten Zahnposition durchgeführt werden.The interval between the initial position and target position of the individual teeth can be differentiated in individual steps, so that in each case individual treatment steps corresponding arc curves result. By producing these sheets, it is possible to perform individual treatment steps. It must be taken into account that the force acting on the single tooth force by the material properties and the cross section of the arc 5 as well as by the distance of the connecting elements 1 is determined to each other. By varying the material properties of the sheets 5 as well as by the variation of the arch cross-section and the course of the arch individual treatment steps can be carried out up to the therapeutically planned tooth position.

Die Anfangsbögen können für die Platzierung der Verbindungselemente 1 auf dem Anfangsmodell dienen, welches die Zahn fehlstellung repräsentiert, so daß die Anfertigung einer Übertragungsschablone möglich wird, mit deren Hilfe die Befestigung der Verbindungselemente 1 auf den Zähnen 4 des Patienten erfolgt.The initial arches may be used for the placement of fasteners 1 serve on the initial model, which represents the tooth defect, so that the preparation of a transfer template is possible, with the help of the attachment of the connecting elements 1 on the teeth 4 of the patient.

Durch selektives Laserschmelzen werden dreidimensionale Bauteile, d. h. Verbindungselemente 1 und Bögen 5, direkt erzeugt. Metallpulver, Keramikpulver oder Polymerpulver (Kunststoff) wird in einem Prozeßraum schichtweise mit einem Laserstrahl aufgeschmolzen. So entsteht aus vielen aufeinander geschmolzenen Schichten direkt ein Bauteil. Die dazu nötigen 3d-Daten werden mittels CAD konstruiert.Selective laser melting produces three-dimensional components, ie connecting elements 1 and bows 5 , generated directly. Metal powder, ceramic powder or polymer powder (plastic) is melted in layers in a process space with a laser beam. In this way, a component is created directly from many molten layers. The necessary 3d data are constructed using CAD.

Claims (9)

Vorrichtung zur Regulierung von Zahnfehlstellungen mit einer Mehrzahl von Verbindungselementen (1) zur Befestigung an Zahnkronen (4) eines Patienten sowie einem Bogenelement (5) zur Anbringung an den Verbindungselementen (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (1) wenigstens zwei Aufnahmen (2, 3) für Bogenelemente (5) aufweisen, wobei die Aufnahmen (2, 3) in voneinander verschiedene Richtungen geöffnet sind.Device for regulating misalignments with a plurality of connecting elements ( 1 ) for attachment to dental crowns ( 4 ) of a patient and a curved element ( 5 ) for attachment to the connecting elements ( 1 ), characterized in that the connecting elements ( 1 ) at least two recordings ( 2 . 3 ) for arch elements ( 5 ), the images ( 2 . 3 ) are opened in directions different from each other. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Aufnahmen (2, 3) durch etwa senkrecht zueinander verlaufende Vertiefungen gebildet werden.Apparatus according to claim 1, characterized in that the two recordings ( 2 . 3 ) are formed by approximately perpendicular to each other depressions. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bogenelemente (5) vorgesehen sind.Apparatus according to claim 2, characterized in that two arc elements ( 5 ) are provided. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bogenelement (5) durch Rapid Prototyping (RP), selektives Laserschmelzen (SLS) und Laser-Mikrostrukturierung (LMS) hergestellt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the curved element ( 5 ) by Rapid Prototyping (RP), Selective Laser Melting (SLS) and Laser Microstructuring (LMS). Verbindungselement (1) für eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.Connecting element ( 1 ) for a device according to one of the preceding claims. Verfahren zur Herstellung orthodontischer Bögen, insbesondere für eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, welches folgende Schritte aufweist: – Bereitstellen des Zahnmodells eines Patienten, welches eine Zahnfehlstellung aufweist; – Aufteilen eines Duplikats des Zahnmodells in Einzelzahnsegmente; – Orientieren der Einzelzahnsegmente in einer Ausrichtung, die im wesentlichen einer vorgegebenen, therapeutisch geplanten Ausrichtung entspricht, – Erstellen einer digitalen Darstellung der so ausgerichteten Einzelzahnsegmente; – Berechnen der Geometrie des zugehörigen orhodontischen Bogens aus der digitalen Darstellung; gekennzeichnet durch Ausbilden des orthodontischen Bogens (5) anhand der berechneten Bogengeometrie durch ein Rapid Prototyping Verfahren, durch Laserschmelzen oder durch Lasermikrostrukturierung.Method for producing orthodontic arches, in particular for a device according to one of the preceding claims, comprising the following steps: providing the tooth model of a patient having a malposition of the tooth; - splitting a duplicate of the tooth model into single tooth segments; - Orienting the single-tooth segments in an orientation that substantially corresponds to a predetermined, therapeutically planned orientation, - Creating a digital representation of the thus aligned single-tooth segments; Calculating the geometry of the associated orthodontic sheet from the digital representation; characterized by forming the orthodontic arch ( 5 ) based on the calculated arc geometry through a rapid prototyping process, laser melting or laser microstructuring. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erstellen der digitalen Darstellung der Einzelzahnsegmente durch Scannen des Zahnmodells erfolgt.Method according to Claim 6, characterized that this Creating the digital representation of the single tooth segments by Scanning the tooth model is done. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereitstellen des Zahnmodells durch Scannen erfolgt.Method according to Claim 6, characterized that this Deploy the tooth model by scanning. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Orientierung der Einzelzahnsegmente durch virtuelle Manipulation des durch Scannen digitalisierten Zahnmodells erfolgt.Method according to claim 8, characterized in that that the Orientation of the single tooth segments by virtual manipulation the digitized by scanning tooth model takes place.
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