DE102006056451A1

DE102006056451A1 - Verfahren zur Herstellung eines Dentalprodukts und scannbares Material

Info

Publication number: DE102006056451A1
Application number: DE102006056451A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr. Suchan; Alexander Dr. Bublewitz; Jens-Peter Dr. Reber
Original assignee: Kettenbach GmbH and Co KG
Current assignee: Kettenbach GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-06-05
Also published as: WO2008064872A2; US20100035210A1; WO2008064872A3; EP2097038A2; JP2010510842A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dentalprodukts, wobei eine Abformung als Negativ-Form wenigstens eines Zahnes oder eines Zahnstumpfes mit einem Abformmaterial erstellt und diese Negativ-Form eingescannt wird. Unter Verwendung des Scannergebnisses wird dann das Dentalprodukt maschinell hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dentalprodukts, beispielsweise einer Krone oder Brücke, wobei zunächst eine Abformung als Negativ-Form wenigstens eines Zahnes oder Zahnstumpfes mit einem Abformmaterial erstellt und anschließend das Dentalprodukt maschinell hergestellt wird. Weiter betrifft die Erfindung ein Abformmaterial, welches sich zur Verwendung in einem derartigen Verfahren eignet.
Die Herstellung von Dentalprodukten mit CAD- und/oder CAM-Verfahren ist in der Zahnmedizin bekannt. Hierzu existiert bspw. unter dem Namen Cerec 3-System^® ein Kamerasystem der Sirona Dental Systems GmbH, mit welchem intraoral die Zahnsituation nach dem Beschleifen eines Zahnes erfasst und anhand der hierbei ermittelten Daten ein Dentalprodukt maschinell erstellt wird. Unabhängig davon, dass im Patientenmund aufgrund der beengten Platzverhältnisse das Einscannen einer Zahnsituation teilweise als schwierig empfunden wird, muss bei diesem System der präparierte Zahn sowie die Nachbarzähne mit einem weißen Puder-Spray optisch oberflächenoptimiert werden, um ein ausreichendes Scannergebnis zu erzielen. Hierbei kommt es teilweise zu Problemen, da auch kleinste Feuchtigkeitsmengen die Oberfläche der Puderschicht verändern und zudem das gleichmäßige Einsprühen von Kavitäten in Molaren schwierig sein kann. Diese Fehlerquellen können insbesondere eine Verschlechterung des Randschlusses einer Restauration zur Folge haben.
In der DE 103 39 247 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Dentalrestauration vorgeschlagen, bei welchem eine Abformung der Mundsituation als Negativ-Form unter Verzicht auf die Bereitstellung eines Positiv-Modells gescannt wird, wobei das Scannergebnis für die maschinelle Herstellung der Dental- Restauration verwendet wird. Das mechanische Abtasten dieses Negativ-Modells wird insbesondere im Bereich von Hinterschneidungen als nachteilig empfunden. Auch bei einer optischen Abtastung des Negativ-Modells können häufig nicht genügend Informationen zur exakten Reproduktion aller Details gewonnen werden. Insbesondere ist die Erfassung von Kanten und ungünstigen Winkellagen bei einer optischen Abtastung schwierig. Das optische Einscannen wird daher als verbesserungswürdig empfunden.
Um Formkörper möglichst exakt optisch abtasten oder erfassen zu können, wird in der DE 100 38 564 A1 eine Masse zur Herstellung eines Formkörpers vorgeschlagen, der ein Metallpulver, ein Pulver einer Metalllegierung oder ein Pulver eines Pigments mit Metallic-Effekt beigemischt ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass auch bei der Verwendung einer derartigen Masse die Scannergebnisse teilweise als unbefriedigend empfunden werden, da eine exakte Reproduktion nicht immer möglich ist. Zudem eignet sich dieses Material nur für Impressionen im Bereich von etwa 1 bis 2 mm, die beispielsweise bei der Bissregistrierung eingesetzt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein hierbei zu verwendendes Abformmaterial bereitzustellen, das bei guter Handhabbarkeit eine reproduzierbare hohe Qualität und Genauigkeit eines unter Verwendung eines Scannergebnisses hergestellten Dentalproduktes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zumindest ein Teil der Oberfläche der Abformung eines Zahnes oder Zahnstumpfes aufgeraut wird, bevor die aufgeraute Abformung mittels Negativ-Form gescannt und dann unter Verwendung des Scannergebnisses ein Dentalprodukt maschinell hergestellt wird. Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, dass das Aufrauen der Oberfläche der Abformung zu einer Mattierung führt, die das Scannergebnis erheblich verbessert. Auf diese Weise lassen sich auch Impressionen mit einer Tiefe von über 2 mm gut einscannen und mit hoher Genauigkeit Dentalprodukte unter Verwendung des Scannergebnisses herstellen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aufrauen der Oberfläche der Abformung mittels Laserbestrahlung, Splatter-Verfahren, Aufdampfen, Plasma-Verfahren Sandstrahlen und/oder Pulverstrahl-Verfahren. Beim Sandstrahlen handelt es sich um ein Verfahren, bei welchem z. B. grober Quarzsand mit Pressluft auf die Negativ-Form gesprüht wird. Im Gegensatz dazu wird bei einem Pulverstrahl-Verfahren feinerer Sand, z. B. Natriumbicarbonat, aufgesprüht, um eine Aufrauung der Oberfläche der Abformung zur Verbesserung der Scannbarkeit zu erreichen. Sowohl das Sandstrahlen als auch das Pulverstrahl-Verfahren haben den Vorteil, dass derartige Geräte im Labor oder beim Zahnarzt vorhanden sind, so dass keine zusätzlichen Investitionen in einer Zahnarztpraxis anfallen. Ein Zahnarzt muss folglich auch keine neuen Verfahren erlernen. Insbesondere Geräte für das Pulverstrahl-Verfahren, mit welchen üblicherweise Beläge am Zahn entfernt werden, sind meist an jedem Behandlungsstuhl einer Zahnarztpraxis vorhanden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich sowohl ein mechanisches Abtasten als auch ein berührungsloses Abtasten der aufgerauten Abformung. Es wird jedoch bevorzugt, wenn das Scannen der aufgerauten Abformung berührungslos erfolgt. Dies kann beispielsweise durch eine Laserabtastung, eine Streifenprojektion oder mit einer CCD-Kamera erfolgen. Es wird besonders bevorzugt, wenn die berührungslose Abtastung mit dem oben genannten Cerec 3-System^® der Sirona Dental Systems GmbH erfolgt, wobei die Software, die üblicherweise zur Abtastung eines Positiv-Modells eingesetzt wird, an das erfindungsgemäße Verfahren angepasst ist, um statt erhabener Stellen Impressionen, d.h. eine Negativ-Form, zu scannen.
Für die Herstellung einer Krone oder Brücke als Dentalprodukt wird es bevorzugt, wenn der wenigstens eine Zahn oder Zahnstumpf erst nach dem Beschleifen, d.h. nach dem Präparieren, abgeformt wird und diese Negativ-Form aufgeraut und anschließend eingescannt wird. Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass zunächst von der ursprünglichen Zahnsituation ein Abdruck erstellt wird, dessen Daten zur Herstellung der Außenkontur des Dentalprodukts eingesetzt wird, während nach der Präparation eine weitere Abformung genommen wird, deren Daten zur Herstellung der Innenkontur des Dentalproduktes verwendet werden.
Insbesondere bei stark zerstörten Zähnen ist es nicht sinnvoll eine Abformung der ursprünglichen Zahnsituation vorzunehmen. In derartigen Fällen wird unter Berücksichtigung des Scannergebnisses ein Muster aus einer Datenbank, insbesondere einer Bilddatenbank, ausgewählt und dieses unter Verwendung des Scannergebnisses zur Herstellung des Dentalproduktes verwendet.
Die maschinelle Herstellung des Dentalproduktes erfolgt dann vorzugsweise in einem CAD- und/oder CAM-Verfahren. Auf diese Weise lassen sich Dentalprodukte mit hoher Präzision automatisiert und kostengünstig herstellen.
In einigen Anwendungsfällen kann es erforderlich sein, dass die Abformung vor dem Scannen in mehrere Schichten zerteilt wird, welche dann einzeln gescannt werden, wobei die Scannergebnisse der einzelnen Schichten mittels einer sogenannten Matching-Software zusammengesetzt werden. Aus den Daten dieser Schichten wird somit ein virtuelles Modell erstellt, das zur Herstellung des Dentalproduktes verwendet wird.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass teilweise auch herkömmliche Abformmaterialien zum Erstellen der Negativ-Form eingesetzt werden können, die dann nach dem Aufrauen eingescannt werden. Da jeder Zahnarzt mit dem Umgang von Abdruckmassen vertraut ist, müssen keine neuen Techniken erlernt werden und keine speziellen Geräte vorgehalten werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiter durch ein insbesondere optisch einscannbares Abformmaterial gelöst, welches zur Herstellung einer Abformung wenigstens eines Zahnes oder Zahnstumpfes geeignet ist, wobei das Abformmaterial 0,01 bis 80 Gew-% Titandioxid, Zirkonoxid, Zinkoxid und/oder Bariumsulfat enthält. Bei dem Abformmaterial kann es sich dabei im Wesentlichen um ein bekanntes irreversibel vernetzendes und im ausgehärteten Zustand elastisch verformbares Abformmaterial handeln. Hierfür eignen sich insbesondere Alginate, kondensationsvernetzende und additionsvernetzende Silikone, additionsvernetzende Aciridino-Polyether, additionsvernetzende Siliko-Polyether, kondensationsvernetzende Alkoxy-Silyl-Polyether, Polysulfide sowie über Metathesereaktion vernetzende Polyether oder Silikone. Insbesondere eignet sich hierzu das Abformmaterial Panasil^® der Kettenbach GmbH & Co. KG. Es wurde herausgefunden, dass das Scannergebnis weiter verbessert werden kann, wenn das Abformmaterial etwa 0,1 bis 70 Gew-%, insbesondere 1 bis 20 Gew-% und besonders bevorzugt etwa 2 bis etwa 15 Gew-% Titandioxid, Zirkonoxid, Zinkoxid und/oder Bariumsulfat enthält. Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Abformmaterial wenigstens 10 Gew-% Titandioxid, Zirkonoxid, Zinkoxid und/oder Bariumsulfat.
Die erforderliche Mindestmenge an die Scannbarkeit verbessernden Füllstoffen ist dabei von dem Füllstoff-Öl-Verhältnis der nicht scannaktiven Füllstoffe abhängig. So benötigt z.B. eine scannbare Dentalabformmasse mit einem Füllstoff-Öl-Verhältnis von 50:50 mehr Titandioxid als eine scannbare Abformmasse mit einem Füllstoff-Öl-Verhältnis von 70:30.
Die oben genannten Stoffe hellen das Abformmaterial auf, wobei eine zu starke Aufhellung teilweise zu schwachen Kontrasten führen kann. Daher wird es bevorzugt, wenn das Abformmaterial insbesondere schwarze Farbpigmente, auf ein Trägermaterial aufgezogene Farbstoffe und/oder öl- und/oder polymerlösliche Farbstoffe enthält. Hierdurch wird eine beispielsweise graue Tönung der Negativ-Form erreicht, die sich besonders für das optische Scannen eignet.
Die oben genannten Füllstoffe, die die Scannbarkeit der Abformmasse durch ein Aufhellen und eine Veränderung des Kontrastes verbessern, lassen sich mit den üblichen verstärkenden und nicht verstärkenden Füllstoffen kombinieren.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Die einzige Figur zeigt im Vergleich die Spaltmaße und Gewichte von Softproben, die mit einem herkömmlichen Verfahren (Vergleichsbeispiel) und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden.
Vergleichsbeispiel: Herstellung eines Inlays durch intraorales Einscannen mit dem Cerec 3-System^®
Von einer Standardpräparation an einem Frasacozahn (Zahn 36, Frasaco GmbH) wurde ein Modell erzeugt, indem die Standardpräparation nach dem Besprühen mit Dentaco Scannspray (Dentaco Dentalindustrie- und Marketing GmbH) mit dem Cerec 3-System^® (Sirona Dental Systems GmbH) eingescannt wurde.
Aus dem nach dieser Methode erzeugten virtuellen Modell wurde ein zweiflächiges Inlay konstruiert und aus einem Mark II Keramik-Rohling (VITA Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG) gefräst. Von dem Inlay wurden jeweils fünf Softproben hergestellt, indem die Kavität mit Panasil^® contact plus (Kettenbach GmbH & Co. KG) befüllt und das Inlay in die befüllte Kavität eingesetzt wurde. Die Softproben gaben somit den zwischen der Innenwand der Kavität und der Außenwand des Inlays verbliebenen Spalt wieder, der ein Maß für die Genauigkeit des Inlays ist.
Diese Softproben wurden in Kunststoff (Palaxpress^®, Heraeus Kulzer GmbH) eingegossen und danach horizontal sowie vertikal in verschiedenen Ebenen geschliffen. Diese Ebenen wurden unter einem Mikroskop vermessen. Außerdem wurden aus dem Gewicht der Softproben die Spaltvolumina berechnet. Hierbei wurde eine Spaltbreite von 90 μm und ein Spaltvolumen von 7,67 mm³ erreicht.
Beispiel (erfindungsgemäß): Herstellung eines Inlays durch Einscannen einer Negativ-Form mit einem modifizierten Cerec 3-System^®
Von der gleichen Standardpräparation an einem Frasacozahn (Zahn 36, Frasaco GmbH) wie in dem Vergleichsbeispiel wurde ein Abdruck mit einem erfindungsgemäßen Abformmaterial basierend auf dem Abformmaterial Panasil^® (Kettenbach GmbH & Co. KG) genommen.
Die Oberfläche dieser Abformung wurde mit einem Pulverstrahl-Verfahren (z. B. Prophyflex Kavoprophypearls, KaVo Dental GmbH) für 30 Sekunden mattiert. Anschließend wurde diese Negativ-Form mit einem modifizierten Cerec 3-System^® (Sirona Dental Systems GmbH) aufgenommen, wobei die Software derart modifiziert war, dass statt erhabener Stellen Impressionen einscannbar waren.
Wie in dem Vergleichsbeispiel wurde aus dem auf diese Weise erzeugten virtuellen Modell ein zweiflächiges Inlay konstruiert und aus einem Mark II Keramik-Rohling (VITA Zahnfabrik H. Rauter GmbH & Co. KG) gefräst. Von dem Inlay wurden wiederum fünf Softproben hergestellt, indem die Kavität mit Panasil^® contact plus (Kettenbach GmbH & Co. KG) befüllt und das Inlay in die befüllte Kavität eingesetzt wurde.
Die Softproben wurden in Kunststoff (Palaxpress^®, Heraeus Kulzer GmbH) eingegossen und danach horizontal sowie vertikal in verschiedenen Ebenen beschliffen und vermessen. Die Spaltbreite betrug 77 μm und das Spaltvolumen 7,50 mm³.
Im Ergebnis war festzustellen, dass die optischen Aufnahmen der Abformung mit der Kamera des Cerec 3-Sysqtems^® sehr genaue Ergebnisse erzeugten. Gleichzeitig konnten Fehlerquellen, die bei der intraoralen Aufnahme auftreten können, umgangen werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Dentalprodukts, insbesondere einer Krone oder Brücke, mit den folgenden Schritten: – Erstellen einer Abformung als Negativ-Form wenigstens eines Zahnes oder Zahnstumpfes mit einem Abformmaterial, – Aufrauen zumindest eines Teils der Oberfläche der Abformung, – Scannen der aufgerauten Abformung als Negativ-Form und – maschinelle Herstellung eines Dentalprodukts unter Verwendung des Scannergebnisses.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauen der Oberfläche der Abformung mittels Sandstrahlen und/oder Pulverstrahl-Verfahren erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrauen der Oberfläche der Abformung mittels Laserbestrahlung, Splatter-Verfahren, Aufdampfen und/oder Plasma-Verfahren erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Scannen der aufgerauten Abformung berührungslos erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zahn oder Zahnstumpf nach dem Beschleifen (Präparieren) abgeformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur maschinellen Herstellung des Dentalprodukts unter Verwendung des Scannergebnisses aus einer Datenbank ein Muster eines Dentalprodukts ausgewählt und hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maschinelle Herstellung des Dentalprodukts in einem CAD- und/oder CAM-Verfahren erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abformung vor dem Scannen in mehrere Schichten zerteilt wird, welche dann einzeln gescannt werden, wobei die Scannergebnisse der einzelnen Schichten mittels einer Software zusammengesetzt werden.
Verwendung eines Abformmaterials zur Herstellung eines Dentalprodukts in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Scannbares Abformmaterial zur Herstellung einer Abformung wenigstens eines Zahnes oder Zahnstumpfes, dadurch gekennzeichnet, dass das Abformmaterial 0,01 bis 80 Gew-% Titandioxid, Zirkonoxid, Zinkoxid und/oder Bariumsulfat enthält.
Abformmaterial nach Anspruch 10, das 0,1 bis 70 Gew-%, insbesondere 1 bis 20 Gew-%, vorzugsweise 2 bis 15 Gew-% Titandioxid, Zirkonoxid, Zinkoxid und/oder Bariumsulfat enthält.
Abformmaterial nach Anspruch 10 oder 11, das wenigstens 10 Gew-% Titandioxid, Zirkonoxid, Zinkoxid und/oder Bariumsulfat enthält.
Abformmaterial nach einem der Ansprüche 10 bis 12, das insbesondere schwarze Farbpigmente, auf ein Trägermaterial aufgezogene Farbstoffe und/oder öl- und/oder polymerlösliche Farbstoffe enthält.