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Die
vorliegende Erfindung ist verwandt mit einer Continuation-In-Part-Anmeldung
der am 28. Mai 2002 eingereichten
US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 10/156,162 , die unter
der US-Veröffentlichungsnummer 2003/0224310 veröffentlicht wurde,
und die hiermit ausdrücklich
durch Bezugnahme mit eingeschlossen wird.
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Diese
Anmeldung steht auch in Verbindung mit der am 28. August 2001 eingereichten
US-Patentanmeldung mit der Seriennummer
09/941,151 , und der am 29. Dezember 2000 eingereichten
internationalen Patentanmeldung Nr.
PCT/US00/35558 ,
die jetzt die US-Veröffentlichungsnummer
US/2002/0028417 trägt, und
der am 29. Dezember 1999 eingereichten
U.S. Provisional-Patentanmeldung mit der Seriennummer
60/173,890 , die alle hiermit ausdrücklich in ihrer Gesamtheit
durch Bezugnahme mit eingeschlossen werden.
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft die Positionierung bzw. Platzierung von kieferorthopädischen
Vorrichtungen auf Zähnen
und insbesondere Vorrichtungs-Setzlehren sowie die Herstellung und
Verwendung solcher Setzlehren, insbesondere individueller (maßgefertigter)
Setzlehren, für
die Platzierung von kieferorthopädischen
Vorrichtungen.
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Hintergrund der Erfindung
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Kieferorthopädische Vorrichtungen
zum Positionieren der Zähne
von Patienten sind so konstruiert, dass sie die Zähne eines
Patienten berühren
und Kräfte
auf diese Zähne
ausüben,
welche diese Zähne dazu
bringen, sich in Richtung einer Anordnung zu bewegen, die der Kieferorthopäde als ideal
oder als anderweitig ein Behandlungsziel erfüllend erachtet. Ziele kieferorthopädischer
Behandlung beinhalten das Bewegen der Zähne eines Patienten so nah
wie möglich
an die endgültigen
Zahnpositionen, die als ideal zum Erzielen des gewünschten
Behandlungsresultats erachtet werden, das Minimieren der Zeit, während derer
der Patient die für
die Behandlung verwendete Vorrichtung tragen muss, und das Minimieren
der Zeit, welche der behandelnde Kieferorthopäde mit der Behandlung verbringt,
auch Stuhl-Zeit („Chair- Time") genannt. Alle diese
Ziele werden durch Reduzieren des Umfangs der manuellen Anpassung
der Vorrichtungen erreicht, wie dem Biegen von Draht, welcher von
einem kieferorthopädisch
Behandelnden während
des Verlaufs der Behandlung eines Patienten mittels einer Vorrichtung erfordert
wird.
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Eine
sehr verbreitete und nützliche
Art einer kieferorthopädischer
Vorrichtung umfasst einen Satz von Klammern, die auf jeden der betreffenden
Zähne eines
Patienten gebondet werden, die einen federnden Drahtbogen halten
und die mittels des Drahtbogens miteinander verbunden sind. Der
Drahtbogen wird aus seiner unbelasteten Form heraus elastisch verformt
und übt
durch die Klammern Kräfte
auf die Zähne
aus, indem der Draht bestrebt ist, in seine unbelastete Form zurück zu kehren.
Der Trend bei der Vorrichtungskonstruktion oder -Auswahl ist, einen Drahtbogen
zu verwenden, der eine vorbestimmte Form hat, die, wenn er auf mit
den Zähnen
verbundenen Klammern in vorbestimmten Konstruktionspositionen montiert
wird, diese Zähne
in Richtung der gewünschten
Behandlungspositionen drängt,
wobei der Kiefernorthopäde
minimal oder gar nicht durch Biegen des Drahtes eingreift. Standardvorrichtungen, die
für anatomische
Durchschnittsverhältnisse
konstruiert sind, erfordern typischerweise einige Anpassungen während des
Verlaufs der Behandlung eines Patienten. Idealerweise eliminieren
oder minimieren individuelle Vorrichtungen dieses Anpassungserfordernis.
Um die Ziele einer minimalen oder gar keinen Drahtbogenanpassung
zu erreichen, müssen
die Klammern jedoch genau auf den Zähnen des Patienten in exakt
den Positionen platziert werden, für welche die Vorrichtung konstruiert
ist.
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Für die genaue
Platzierung kieferorthopädischer
Klammern auf den Zähnen
eines Patienten wurde die Verwendung von individuellen Setzlehren vorgeschlagen.
Solche Setzlehren zur Platzierung von Klammern kieferorthopädischer
Vorrichtungen wurden beispielsweise in dem
US-Patent Nr. 5,368,478 und in der
internationalen Patentanmeldung Nr.
PCT/US00/35558 ,
die hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen werden, beschrieben. Solche
Setzlehren können
eine präzise
geformte individuelle Oberfläche
umfassen, die aufgrund von Daten der Form der Zahnkrone, die von
den Zähnen des
Patienten abgetastet wurden, hergestellt wird. Jede solche Oberfläche ist
dafür vorgesehen,
genau über
die Krone eines betreffenden Zahns des Patienten zu passen und eine
Klammer einer kieferorthopädischen
Vorrichtung gegenüber
ihrer korrekten Konstruktionsposition auf dem Zahn zu halten, während die
Klammer auf die Zahnoberfläche
gebondet wird.
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Das
einzelne Platzieren von Klammern kann zeitraubend sein, und Setzlehren,
die eine einzelne Zahnkrone berühren,
können
eine vorsichtige Handhabung erfordern, um eine präzise Klammernplatzierung
sicherzustellen. Andererseits können
Ganzbogen-Mittel zum gleichzeitigen Platzieren mehrerer Klammern
anderen Zähnen
ins Gehege kommen, und sie haben sich als schwierig zu handhaben
und zu verwenden erwiesen.
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Während die
Bereitstellung solcher Setzlehren weit vorgeschritten ist, um die
oben beschriebenen kieferorthopädischen
Ziele zu erreichen, bleibt es ein Erfordernis, die Funktion und
Handhabung solcher Setzlehren zu verbessern, um diese kieferorthopädischen
Ziele noch besser zu bedienen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ein
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Effizienz und Genauigkeit
bei der Platzierung kieferorthopädischer
Vorrichtungen zu optimieren.
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Ziele
der Erfindung umfassen das Bereitstellen von Setzlehren zur Platzierung
kieferorthopädischer
Vorrichtungen auf Zähnen,
und insbesondere von Setzlehren, die einfach, effizient und verlässlich durch
behandelnde Kieferorthopäden
verwendet werden können,
um Vorrichtungen zum Bonden auf den Zähnen eines Patienten zu platzieren.
Ein besonderes Ziel der Erfindung ist es, eine Kombination einer
kieferorthopädischen
Vorrichtung und einer Setzlehre bereitzustellen, die einfach und
genau auf den Zähnen
eines Patienten durch einen behandelnden Kieferorthopäden platziert
werden kann.
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Weitere
Ziele der Erfindung umfassen das Bereitstellen kieferorthopädischer
Vorrichtungs-Setzlehren und Kombinationen kieferorthopädischer
Vorrichtungen mit Setzlehren, die einfach und genau auf einem oder
mehreren Zähnen
eines Patienten durch einen behandelnden Kieferorthopäden platziert
und einfach auf den Zähnen
gehalten werden können, während die
Vorrichtung gebondet wird.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein effizientes Verfahren und
eine Vorrichtung zu Herstellung kieferorthopädischer Setzlehren zur Platzierung von
Vorrichtungen bereitzustellen.
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Gemäß dem Prinzip
der vorliegenden Erfindung wird eine kieferorthopädische Setzlehre
zur Platzierung von Vorrichtungen mit Setzlehren-Platzierungsoberflächen be reitgestellt,
die wenigstens an einen Teil der Krone eines oder mehrer Zähne des einzelnen
behandelten Patienten angepasst sind, oder die eine oder mehrere
Vorrichtungen derart berühren,
dass sie die Vorrichtungen auf den Zähnen für das Bonden platzieren.
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Die
Setzlehre kann mit einer Einrichtung zum Verbinden mit der Vorrichtung
ausgestattet sein, um die Setzlehre lösbar an der Vorrichtung zu
halten, für welche
die Setzlehre konstruiert ist, um die Vorrichtung an die Zähne zu bonden.
Die Setzlehre kann auch mit einer Einrichtung zum Verbinden mit
einer Krone ausgestattet sein, um die Kombination aus Setzlehre
und Vorrichtung lösbar
an einem Zahn zu halten.
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Gemäß einer
bevorzugten und dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist
eine kieferorthopädische
Vorrichtungssetzlehre so ausgebildet, dass die Setzlehre, wenn sie
mit einer oder mehreren Vorrichtungen kombiniert ist, eine Vielzahl
von Kontaktbereichen auf den Kronen einer Vielzahl von Zähnen des
Patienten bereit stellt. Die Kontaktbereiche sind so geformt und
voneinander beabstandet, dass die Platzierung und Ausrichtung der
Vorrichtung auf den Zähnen
zum Bonden optimiert wird. Beispielsweise kann ein Setzlehren-Körper zwei
oder mehrere an Kronen angepasste Kontaktbereiche aufweisen, die ausbildet
sind, mit den okklusalen Oberflächen
zweier oder mehrerer bestimmter Zähne zusammenzuwirken, und er
kann eine oder mehrere Klammern mit ihren Basen, die positioniert
sind, die facialen Oberflächen
bestimmter Zähne
zu berühren,
abstützen bzw.
lagern. Eine Ausführungsform
zur Montage von Klammern auf zwei bis sechs benachbarten Zähnen, wobei
der Setzlehren-Körper
so konturiert ist, dass er die Kontaktbereiche auf den okklusalen
Oberflächen der äußeren beiden
der benachbarten Zähne
berührt,
schafft eine effiziente und genaue Klammernplatzierung. Setzlehren
für drei
oder vier benachbarte Zähne
sind besonders nützlich
und effizient.
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Gemäß anderen
Prinzipien der Erfindung sind Setzlehren-Platzierungsoberflächen mit
einem lösbaren
Haftmittel beschichtet, wie beispielsweise einem druckempfindlichen
oder anderen klebrigen Haftmittel, das zeitweise die Setzlehre an
den Zähnen
hält, während die
Setzlehre eine kieferorthopädische
Vorrichtung hält,
die mit der Setzlehre in einer Position auf dem Zahn verbunden ist,
um gebondet zu werden. Das ablösbare
Haftmittel hält
die Vorrichtung an Ort und Stelle, während die Vorrichtung mit einem
kieferorthopädischen
oder anderen dentalen Haftmittel an den Zahn gebondet wird, ohne
es zu erfordern, dass der Behandelnde die Setzlehre während der
Zeit, in der das dentale Haftmittel sich verfestigt oder ausgehärtet wird,
manuell festhält.
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In
einer beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung ist eine individuelle Platzierungs-Setzlehre mit einem
starren Schaumstoffkörper
mit einer oder mehreren einzeln an die Kronen angepassten Aushöhlungen
ausgestattet, die in ihm mittels eines computergesteuerten dreidimensionalen
Herstellungsprozesses ausgeformt wurden, um an die genaue Form der
okklusalen Teile der Kronen der Zähne eines Patienten angepasst
zu sein. Die Oberflächen der
Aushöhlungen
sind mit einem Kontakthaftmittel, einem drucksensiblen Haftmittel
oder einem anderen ablösbaren
Haftmittel beschichtet, um die Setzlehre an dem Zahn zu halten,
während
die Vorrichtung an den Zahn gebondet wird.
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Die
Erfindung stellt die effiziente und genaue Platzierung von kieferorthopädischen
Vorrichtungen auf den Zähnen
von Patienten bereit.
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Die
hierin beschriebenen Merkmale sind besonders nützlich für individuelle (maßgefertigte)
Platzierungs-Setzlehren, die nützlich
beim Platzieren von Standard- oder individuellen (maßgefertigten)
kieferorthopädischen
Vorrichtungen sind. Weiterhin sind bestimmte der hierin beschriebenen
Merkmale auch nützlich
für Platzierungs-Setzlehren, die nicht
für einzelne
Patienten individualisiert sind.
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Diese
und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen leichter verständlich:
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer kieferorthopädischen Klammern-Setzlehre
gemäß bestimmten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, dargestellt in Kombination mit einer
kieferorthopädischen
Klammer, die in Position auf der Krone eines Zahns eines Patienten
platziert ist.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Setzlehre gemäß den Grundsätzen der
vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Setzlehre, die in einer
Ausführungsform
zum Platzieren kieferorthopädischer Klammern
auf drei benachbarten Zähnen
gezeigt ist.
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4 ist
eine faciale Ansicht einer Kombination aus Setzlehre und Klammer,
die in einer Ausführungsform
zum Platzieren von Klammern auf vier benachbarten Zähnen gezeigt
ist. 4A–D
sind schematische Schnittansichten jeweils entlang der Linien 4A-4A bis 4D-4D in 4.
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5A und
B sind perspektivische Ansichten, die einen aufnehmenden Abschnitt
der Setzlehre von 4 zeigen.
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6 ist
eine schematische perspektivische Ansicht einer Vorrichtung, um
die Setzlehren-Köper für die Setzlehren
der 1 bis 5 fräsend herauszuarbeiten.
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Detaillierte Beschreibung
der Zeichnungen
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1 veranschaulicht
eine Ausführungsform
einer Platzierungs-Setzlehre 10 zur Verwendung beim Platzieren
eines kieferorthopädischen Vorrichtung
auf dem Zahn eines Patienten zum Bonden. Die Setzlehre 10 umfasst
einen aus einem einzelnen Stück
eines Materials geformten Setzlehren-Körper 11. Eine Aushöhlung, Fassung
oder konkave Vertiefung 12 ist aus dem Setzlehren-Körper 11 herausgearbeitet.
Die Wand der Aushöhlung 12 im Körper 11 fungiert
als Setzlehren-Platzierungsoberfläche 13, die ausbildet
ist, an einen bestimmten (eindeutigen) Abschnitt der Krone eines
der Zähne
eines Patienten angepasst zu sein, vorzugsweise an einen Abschnitt
der Krone, der auf der okklusalen Oberfläche des Zahns ungefähr zentriert
ist.
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In 1 ist
die Setzlehre 10 mit der Setzlehren-Platzierungsoberfläche 13 auf
einem Bereich der Krone des Zahns 20 veranschaulicht, der
allgemein auf der okklusalen Kante eines Zahns 20 eines
Patienten zentriert ist, wobei der Zahn 20 als unterer
mittlerer Incisivius des Patienten veranschaulicht ist. Die Setzlehre 10 hält eine
kieferorthopädische
Vorrichtung in Form einer kieferorthopädischen Klammer 30, die
eine Bond-Basis oder ein Bond-Auflager 31 aufweist, an
die sich eine Drahtbogen-Aufnahme 38 erstreckt,
die einen Schlitz für
den Drahtbogen aufweist. Die dargestellte Setzlehre 10 hält die Klammer 30 mit
ihrer Bond-Basis 31 gegen die faciale Seite des Zahns 20 in
der Position, in der sie konstruiert wurde, als Teil eines Satzes
kieferorthopädischer Vorrichtungen
zu fungieren, der vorzugsweise individuell für die Behandlung des bestimmten
Patienten konstruiert wurde. Kieferorthopädische Klammern sind gegenwärtig die
Art Vorrichtung, die am häufigsten
mittels der in diesen Dokument beschriebenen Setzlehre platziert
werden, aber die Setzlehre 10 kann verwendet werden, andere
Arten von Vorrichtungen oder Vorrichtungen, die Anordnungen auf Zähnen sichern
oder ausrichten, zu positionieren. Eine solche Klammer 30 wird,
wenn ihre Basis auf den Zahn 20 in dieser Position gebondet
ist, üblicherweise
mit einem kieferorthopädischen
Drahtbogen (nicht gezeigt) des kieferorthopädischen Vorrichtungssatzes,
von dem die Klammer 30 eine Komponente ist, mit Klammern
verbunden, die auf ähnliche Weise
für andere
Zähne des
Patienten konstruiert und an sie gebondet sind.
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Das
Material, aus dem der Körper 11 der Setzlehre 10 gefertigt
ist, kann jedes ökonomische starre
Material sein, welches mit oraler kieferorthopädischer Behandlung verträglich ist
und mit ausreichender Präzision
und zu ausreichend niedrigen Kosten zu einer Platzierungs-Setzlehre
geformt werden kann, die in der Lage ist, in einer eindeutigen, vorbestimmten
Position auf der Krone des Zahns eines Patienten aufzusitzen, wenn
sie auf die Krone gesetzt und gegen sie mit einer minimalen Kraft durch
die Hand eines behandelnden Kieferorthopäden aufgedrückt wird. Ein Schaumstoffmaterial,
wie beispielsweise ein starres Schaumstoffmaterial oder ein verformbares
Schaumstoffmaterial ist zweckmäßig. Ein
starres Schaumstoffmaterial, beispielsweise das von General Plastics
MFG. Co aus Tacoma, Washington, unter den Namen Last-A-Foam verkaufte
Urform-Material, wurde als passend befunden. Dieses Schaumstoffmaterial
kann mit einem computer-gesteuerten Präzisionsschneidwerkzeug gefräst werden,
welches durch dreidimensionale Daten, welche die Form der Krone
des Zahns des Patienten definieren, gesteuert wird. Solche Daten
können
beispielsweise von Abtastsystemen stammen, wie sie aus den oben
beschriebenen und referenzierten Anmeldungen entnehmbar sind. Alternativ
hierzu kann der Körper 11 der
Setzlehre 10 beispielsweise aus einem thermoplastischen
oder duroplastischen Material oder einem anderen gießbaren Material
gegossen sein. Für
das Gießen
kann die Gießform
entsprechend mittels der computer-gesteuerten Ausrüstung geformt
worden sein, um an den dreidimensionalen Abschnitt einer Krone des
Zahns eines Patienten angepasst zu sein.
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Gemäß einem
Merkmal der Erfindung bedeckt eine ablösbare Haftmittelbeschichtung 15 die die
Vertiefung 12 bedeckende Oberfläche 13. Die Haftmittelbeschichtung 15 hält die Setzlehre 10 auf der
Krone des Zahns 20 in der Position, in der sie durch den
behandelnden Kieferorthopäden
platziert wurde, und sie hält
die Basis der Klammer 30 an der Oberfläche des Zahns in derjenigen
Position, in der sie gebondet werden soll, so dass der Behandelnde die
Kombination nicht weiter halten muss, während das zum Bonden der Basis 31 an
die Zahnoberfläche verwendete
Haftmittel 33 aushärtet.
Das ablösbare Haftmittel
kann jedes von mehreren Arten von Haftmitteln sein, wie beispielsweise
ein drucksensibles Haftmittel. Ein akzeptables Haftmittel, das für die Beschichtung 15 verwendet
werden kann, ist ein Acryl-Emulsionshaftmittel, das unter den Markennamen
PROS-AIDE und PROS-AIDE II durch Cybergraphic Designs Inc. vermarktet
wird.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung kann auf dem Setzlehren-Körper eine
Anordnung zur Verbindung kieferorthopädischer Vorrichtungen bereitgestellt
werden. Die Anordnung zur Verbindung von Vorrichtungen ist derart
ausgebildet, dass sie die Vorrichtung zum Transport zum Zahn des
Patienten auf der Setzlehre hält,
die Vorrichtung jedoch freigeben kann, sobald die Vorrichtung an
den Zahn gebondet ist, wodurch die Vorrichtung auf dem Zahn belassen
wird, wenn die Setzlehre von der Zahnkrone entfernt wird. In der
veranschaulichten Ausführungsform
hat die die Vorrichtung verbindende Anordnung die Form eines Stegs
oder eines Stifts 41, der auf dem Setzlehren-Körper 11 befestigt
ist. Der Stift 21 kann in ein Loch 32 in der Klammer 30 hinein-
und daraus herausgeschoben werden, wenn die Setzlehre jeweils okklusal
und in Richtung auf das Zahnfleisch auf die Krone des Zahns und
von ihr herunter sowie bezüglich
einer Klammer 30, die in ihrer Konstruktionsposition auf
der Krone des Zahns montiert ist, üblicherweise in einer vertikalen
Richtung bewegt wird. In der in 1 veranschaulichten
Ausrichtung, in der der Zahn 20 ein unterer Zahn ist, ist
der Steg 41 an seinem proximalen Ende 42 an dem
Setzlehren-Körper 11 befestigt
und hat ein distales Ende 43, welches so dimensioniert
ist, dass es eine Reibungspasung mit den Seiten des Lochs 32 an
der Klammer 30 ausbildet. In der gezeigten Ausführungsform
ist das distale untere Ende 43 des Stifts 41 aus zwei
metallischen Federgliedern 44a, 44b geformt, die
federnd vorgespannt sind, um voneinander weg gedrängt zu werden.
Das Loch 32 in der Klammer 30 ist eine speziell
ausgebildete zusammenwirkende Struktur auf der Vorrichtung, die
konstruiert ist, mit dem Stiftende 43 zusammen zu wirken,
um die Klammer 30 entfernbar auf der Setzlehre 10 zu
halten.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung kann eine Griffanordnung 50 auf
dem Körper 11 der
Setzlehre 10 bereitgestellt werden. Die Griffanordnung 50,
falls bereitgestellt, ist vorzugsweise auf einer Oberfläche 16 des
Setzlehren-Körpers 11,
welche der Oberfläche 12 gegenüber liegt,
angeordnet. Die Griffanordnung 50 ist ausgebildet, mittels
einer Pinzette oder eines anderen Handwerkzeugs vom behandelnden
Kieferorthopäden
gegriffen zu werden. In 1 ist die Griffanordnung 50 als
ein allgemein sphärischer
Knopf oder Ball 51 veranschaulicht. Der Knopf oder Ball 51 hat
einen Pfosten 52, der starr ist und den Ball 51 von
der Oberfläche 16 des
Setzlehren-Körpers 11 beabstandet
hält. Diese
Griffanordnung 50 ist allgemein direkt über der okklusalen Kante des
Zahns 20 oder leicht auf einer facialen Seite davon angeordnet,
so dass eine nach unten oder nach oben gerichtete Kraft auf den
Griff ausgeübt werden
kann, ohne dass die Setzlehre und die Vorrichtung sich um eine horizontale
Achse drehen, wenn die Setzlehre auf dem Zahn platziert oder von ihm
entfernt wird. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, kann eine
Spezialpinzette verwendet werden, um den Ball 51 der Griffanordnung 50 zu greifen.
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Weiter
mit Bezug auf 1 ist eine Setzlehre 10 mit
einem Griff 50 an der kieferorthopädischen Klammer 30 befestigt,
die an dem Setzlehren-Körper 11 mit
dem Stift 41 befestigt ist. Die Klammer 30 ist auf
dem Stift 41 allgemein so ausgerichtet, dass das Auflager
oder die Basis 31 der Klammer 31 auf die Aushöhlung 12 des
Klammerkörpers 11 hin
ausgerichtet ist. Die Klammer 30 ist auf dem Stift 41 ein
wenig rotierbar, so dass eine geringe Fehlausrichtung automatisch
korrigiert wird, wenn die Setzlehren-Platzierungsoberfläche 13 auf
der Krone des passenden Zahns positioniert wird. Die Basis 31 der Klammer 30 wird,
bevor sie am Zahn 20 platziert wird, mit einem dentalen
Haftmittel 33 einer Beliebigen einer Vielzahl von zum Bonden
von kieferorthopädischen
Vorrichtungen auf Zähnen
verwendeten Arten Haftmittel beschichtet. Solche Haftmittel können von
einer Art sein, die vom behandelnden Kieferorthopäden vor
dem Platzieren der Vorrichtung auf den Zahn aufgetragen wird, oder
von einer Art, die während
der Herstellung oder durch den Lieferanten der kieferorthopädischen
Vorrichtung vor der Auslieferung an den behandelnden Kieferorthopäden aufgetragen
wird.
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Diese
Kombination aus Setzlehre 10 und Klammer 30 wird
von einem behandelnden Kieferorthopäden aufgenommen, und er richtet
die Kombination über
der Krone des Zahns 20 des Patienten aus. Dann senkt der
Behandelnde die Kombination auf den Zahn 20, indem er die
Setzlehren-Platzierungsoberfläche 13 leicht
gegen die okklusale Kante des Zahns 20 drückt und
die Aushöhlung,
die mit einem Negativabdruck eines Teils der okklusalen Oberfläche des
Zahns 20 vergleichbar ist, in einer eindeutigen Position
und Ausrichtung auf der Krone des Zahns 20 mit der Basis 31 der
Klammer 30 in ihrer korrekten Bond-Position gegen die faciale
Seite des Zahns 20 absetzt, wie in 1 veranschaulicht.
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Sobald
die Setzlehre 10 auf dem Zahn 20 ist, hält das klebrige
Haftmittel 15 die Setzlehre 10 an dem Zahn 20.
Der Behandelnde kann dann die Setzlehre loslassen, während das
Haftmittel auf der Basis 31 der Klammer 30 sich
verfestigt. Wird UV-aushärtbares
Haftmittel verwendet, wird das Aushärten herbeigeführt, indem
das Haftmittel ultraviolettem Licht von einer vom Behandelnden aufgesetzten
Aushärtepistole 34 ausgesetzt
wird. Zu diesem Zeitpunkt hält
das klebrige Haftmittel 15 die Setzlehre 10 und die
Klammer 30 an Ort und Stelle, wodurch der Behandelnde die
Hände frei
hat.
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Nachdem
sich das dentale Haftmittel 33 verfestigt hat und die Klammer 30 an
den Zahn 20 gebondet ist, kann der Behandelnde in die Setzlehre 10 eingreifen
und sie in okklusaler Richtung weg vom Zahn 20 bewegen,
wodurch er bewirkt, dass das klebrige Haftmittel 15 von
der Krone des Zahns 20 abgelöst wird, und das distale Ende 43 des
Stifts 41 aus dem Loch 32 in der Klammer 30 geschoben
wird, wodurch die Klammer 30 an den Zahn gebondet verbleibt.
Dann kann der Behandelnde die Setzlehre 10 aus dem Mund
des Patienten entfernen.
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Der
Stift 41 der Setzlehre 10 kann beispielsweise,
wie in der Eltern-Patentanmeldung Nr. 2003/0224310 veranschaulicht
und beschrieben, aus einem Streifen Federblech geformt sein, welcher
gestanzt wurde, um zwei passende Hälften 45A, 45b zu definieren,
und so gefaltet wurde, dass die Hälften 45A, 45b zwei
Lagen bilden, die an der Kontaktstelle der Hälften 45A, 45b miteinander
verbunden sind, was eine Spitze 46 des Stifts 41 an
dem distalen Ende 43 des Stifts 41 definiert.
Sich nach außen
erstreckende Anschlagflügel 47,
gestanzt oder anderweitig in den Seiten der Streifenhälften 45A, 45b geformt,
begrenzen sicher den Weg, über
den sich das distale Ende 43 des Stifts 41 in
das Loch 32 der Klammer 30 bewegt, um dadurch
genau die Position der Klammer 30 bezüglich des Körpers 11 der Setzlehre 10 zu
steuern.
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Sobald
der Stift 41 auf dem Körper 11 der Setzlehre 10 fixiert
ist, indem das Ende 42 des Stifts 41 in das Loch
in dem Körper 11 eingesetzt
ist, ist der Stift 41 nicht leicht von dem Körper 11 entfernbar.
Andererseits hält
die Platzierung des distalen Endes 43 des Stifts 41 in
dem Loch 32 der Klammer 30 die Klammer 30 an
der Setzlehre 10 mit genügend Reibung fest, um ein Abfallen
der Klammer 30 von dem Stift 41 zu verhindern,
wenn die Anordnung bewegt wird, aber mit einer genügend niedrigen
Reibung, um es der Setzlehre 10 zu erlauben, leicht von
der Klammer 30 entfernt zu werden, sobald die Klammer 30 an den
Zahn 20 gebondet ist.
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Der
Stift 41 wird am Körper 11 der
Setzlehre 10 in einer genauen Position bezüglich der
Aushöhlung 12 im
Setzlehren-Körper 11 befestigt.
Die Aushöhlung 12 richtet
die Setzlehre 10 auf der okklusalen Oberfläche auf
der Krone des Zahns 20 eindeutig aus. Die Basis 31 der
Klammer 30 wird in einer präzisen Konstruktionsposition
und -ausrichtung bezüglich
des Lochs 32 in der Drahtbogenaufnahme 38 der Klammer 20 ausgerichtet,
so dass die Klammer 20 von der Setzlehre 10 in
ihrer vorbestimmten Position auf dem Zahn 20 angeordnet
wird. Im Ergebnis richtet die Platzierung der Setzlehre 10 auf
dem Zahn 20 unter eindeutiger Positionierung der Aushöhlung 12 auf
der Krone des Zahns 20 die Basis 31 der Klammer 30 in
ihrer genauen Konstruktionsposition auf der Oberfläche der
Krone des Zahns 20 zum Bonden an dem Zahn aus.
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In 2 ist
eine Setzlehre 10b veranschaulicht, die mit einem Merkmal
ausgestattet ist, welches das Ausrichten der Setzlehre auf einem
Zahn erleichtert. Die Setzlehre 10a ist mit einem breiten
Körper 11a ausgestattet,
der einen mittleren Abschnitt 82 aufweist, in welchem eine
Aushöhlung 12 auf
die gleiche Weise wie bei der oben beschriebenen Setzlehre 10 ausgeformt
ist, und die eine Oberfläche 13 hat, welche
an die dreidimensionale Form der Krone des Zahns angepasst ist.
Zusätzlich
ist der Körper 11a mit einem
oder mit zwei Seitenauslegern 83 ausgestattet, die ausgebildet
sind, einen Abschnitt 91, 92 der Krone eines oder
beider benachbarter Zähne
zu berühren.
Jedes der Seitenteile 83 trägt eine Aushöhlung oder
Vertiefung 84 in sich, die eine Oberfläche hat, die in ihrer Form
der dreidimensionalen Form eines Abschnitts der Krone eines der
benachbarten Zähne
entspricht. Dieser Abschnitt 91, 92 der Krone eines
benachbarten Zahnes kann ein kleiner Abschnitt auf oder in der Nähe von der
mesialen oder distalen Kante des benachbarten Zahns sein.
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Die
Lagen der Vertiefungen 84 befinden sich auf dem Körper 11a in
Bezug auf eine mittlere Aushöhlung 12 und
basieren auf dreidimensionalen Abtastdaten der Zähne in ihrer Vorbehandlungs-Schiefstellung.
Die Setzlehre 10a mit den Seitenabschnitten 83 ist
nicht mehr in der Lage, benachbarte Zähne zur Ausrichtung zu verwenden,
wenn sich die Zähne von
ihren ersten Positionen wegbewegen, was sie für eine spätere Platzierung einer Vorrichtung,
die im weiteren Verlauf der Behandlung neu gebondet werden muss,
weniger nützlich
macht. Solches erneutes Bonden kann notwendig sein, wenn ein Bond
ausfällt oder
wenn eine Vorrichtung aus einem anderen Grund entfernt und ersetzt
werden muss. Um die Setzlehren 11a wiederverwendbar zu
machen, sind die Seitenabschnitte 83 von dem Mittenabschnitt 82 des
Körpers 11b durch
einen Schlitz 85 getrennt und mit dem mittleren Abschnitt 82 durch
einen schmalen Steg 86 verbunden, der abgebrochen werden
kann, um die Seitenabschnitte 83 von dem Mittenabschnitt 82 zu
entfernen, was die Setzlehre 11a für ein erneutes Bonden einer
Vorrichtung später
im Verlauf der Behandlung wiederverwendbar macht.
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3 zeigt
eine Setzlehre 10b, welche die Ausrichtung auf einer Vielzahl
von Zähnen
eines Patienten, hier gezeigt als drei benachbarte Zähne, umfassend
einen unteren rechten zweiten Prämolar 21, einen
unteren rechten ersten Prämolar 22 und
einen unteren rechten Caninus 32, ermöglicht. Die Setzlehre 10b hat
auch einen breiten Körper 11b,
der sich über
die Kronen der drei Zähne
erstreckt. Der Körper 11b hat
zwei an die Krone angepasste Oberflächenbereiche 61 und 62,
die ausgebildet sind, an verschiedene Abschnitte der okklusalen
Oberfläche
der Kronen zweier Zähne,
beispielsweise der beiden Endzähne
in der Gruppe der benachbarten Zähne, nämlich des
zweiten Prämolar 21 und
des Caninus 32, angepasst zu sein. Der Körper 11b umfasst
auch drei Klammerstützen
oder -aufnehmer 63, 64 und 65, die jeweils
ausgebildet sind, kieferorthopädische Klammern 35, 36 und 37,
die jeweils spezifisch zur Montage auf einem der Zähne konstruiert
sind, aufzunehmen und zu halten. Hier ist die Klammer 35 für den unteren
rechten zweiten Prämolar 21 ausgebildet,
die Klammer 36 ist für
den unteren rechten ersten Prämolar 22 ausgebildet,
und die Klammer 37 ist für den unteren rechten Caninus 23 ausgebildet.
Der Körper 11b ist
weiterhin derart ausgebildet, dass, wenn die Klammern 35 bis 37 jeweils
an den Aufnehmern 63 bis 65 gehalten werden, ihre
Basenabschnitte die facialen Seiten der entsprechenden Zähne 21 bis 23 berühren und
an sie angepasst sind, wenn die Setzlehre 10b auf den Zähnen mit
den Bereichen 61 und 62 auf okklusale Abschnitte
der Kronen der Zähne 21 und 23 passgenau
ausgerichtet wird, und wenn die Zähne in einer Vorbehandlungs-Schiefstellung sind.
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Die
Setzlehren
10b sind am nützlichsten beim Platzieren
von Klammern individueller kieferorthopädischer Vorrichtungen auf Zähnen, oder
von Vorrichtungen in anderen Situationen, in denen dreidimensionale
Abtastungen der Oberflächen
der Zähne
des Patienten verfügbar
sind. Wie beispielsweise in der oben angesprochenen internationalen
Patentanmeldung Nr.
PCT/US/003558 [US-Veröffentlichungsnummer
U.S. 2002/0028417 A1 ]
beschrieben ist, können
Klammerplatzierungs-Setzlehren hergestellt werden, indem die Zähne des
Patienten abgetastet werden, um ein digitales Modell der Zähne des Patienten
zu erstellen. Zahnformdaten von den Modellen werden verwendet, um
die Aushöhlungen
61 und
62 herzustellen,
die an die Kronen der Zähne
des Patienten angepasst sind. Weiterhin wird die Abtastung durchgeführt, während sich
die Zähne
in ihren Anfangspositionen vor der kieferorthopädischen Behandlung befinden,
so dass die unterschiedlichen Aushöhlungen
61 und
62 so
hergestellt werden können,
dass sie an Bereiche von zwei unterschiedlichen Zähnen angepasst
sind, die dieselbe räumliche
Beziehung zu den Abtastdaten haben, die verwendet wurden, um die
Aushöhlungen
61 und
62 zu
definieren. Zusätzlich
sollten die Bereiche im Sinne einer hohen Qualität der verfügbaren Zahnformdaten gewählt werden.
Wo beispielsweise hochauflösende tatsächliche
Daten für
bestimmte Bereiche der Zähne vorhanden
sind, sollten solche Bereiche gegenüber Bereichen, die nur durch
niedrig auflösende
Daten definiert sind, bevorzugt werden. Diese Bereiche sollten wiederum
gegenüber
Bereichen, die durch interpolierte oder geschätzte Daten definiert sind,
bevorzugt werden. Auf diese Weise wird der Setzlehrenkörper
11b genau
an Bereichen der beiden Zähne aus
einer Gruppe von Zähnen
ausgerichtet.
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Weiterhin
ist es mit individuellen kieferorthopädischen Vorrichtungen möglich, die
Basen der Klammern 35 bis 37 so anzupassen, dass
sie einzeln an die facialen Seiten der Kronen der Zähne des
Patienten, an die sie gebondet werden sollen, angepasst sind. Sogar
dort, wo die Vorrichtung nicht individuell oder nicht vollständig individualisiert
ist, können
Klammerbasen gekrümmt
werden, um an die durchschnittlichen Konturen der betreffenden Zähne angepasst
zu sein. Als ein Resultat, wenn die Klammern 35 bis 37 in
den Aufnehmern 63 bis 65 abgestützt sind,
sind die Auflager der Klammern 35 bis 37 wenigstens
allgemein jeweils an die facialen Oberflächen der Kronen der Zähne 21 bis 23 angepasst. Dies
verleiht der gesamten Kombination aus der Setzlehre 10b und
den Klammern 35 bis 37 die Fähigkeit, an den drei Zähnen 21 bis 23 ausgerichtet
zu werden, indem fünf
Kontaktpunkte zwischen der Anordnung aus Setzlehre und Klammern
und den Zähnen
bereitgestellt werden. Zwei Kontaktpunkte werden auf der okklusalen
Seite der Zähne
durch die Aushöhlungen 61 und 62 bereitgestellt,
während
drei Kontaktpunkte auf den facialen Seiten der Zähne bereitgestellt werden.
Dies schafft eine hochgenaue Platzierung der Klammern auf den schiefgestellten Zähnen.
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Setzlehren
für mehrere
Zähne,
so wie Setzlehre 10b, können
für Gruppen
von zwei bis sechs benachbarten Zähnen hergestellt werden. Setzlehre 10c,
veranschaulicht in 4, bringt die Klammern 35 bis 37 und 39 an
vier benachbarten Zähnen,
beispielsweise an den Zähnen 21 bis 23 und
dem unteren rechten lateralen 24, an. Die Setzlehre 10c hat
einen breiten Körper 11c,
der sich über
die Kronen der vier Zähne 21 bis 24 erstreckt.
Der Körper 11c hat auch
zwei an die Kronen angepasste Oberflächenbereiche, umfassend einen
Bereich 71, der ausgebildet ist, an einen Abschnitt auf
der okklusalen Oberfläche der
Krone des zweiten Prämolars 21 angepasst
zu sein, und einen Bereich 72, der ausgebildet ist, an
einen Abschnitt der okklusalen Oberfläche der Krone des lateralen 24 angepasst
zu sein. Die Bereiche 71 und 72 sind auf verschiedenen
Zähnen
der Gruppe, die vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, an den
beiden Enden der Gruppe liegen, gewählt. Der Körper 11c beinhaltet
auch viele Klammerstützen oder
Aufnehmer 73, 74, 75 und 76,
von denen jeder ausgebildet ist, jeweils eine kieferorthopädische Klammer 35, 36, 37 und 39 aufzunehmen
und zu halten.
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Die
Schnittansichten der 4A bis 4D veranschaulichen
die Aushöhlungen 71 und 72 gegen
die okklusalen Oberflächen
der Zähne 21 und 24 im
Detail und zeigen, dass der Setzlehrenkörper 11c die okklusalen
Oberflächen
der Zähne 22 und 23 nicht
berührt.
Der minimale Oberflächenkontakt
an zwei Bereichen der okklusalen Oberflächen der Zähne der Gruppe, zusammen mit
dem Kontakt der Klammerbasen gegen die facialen Bereiche der Zähne, stellen
eindeutige, genaue Ausrichtungen bezüglich der Zähne bereit und minimieren Fehler
und gegenseitige Behinderungen. Dies erlaubt es dem Kieferorthopäden, mehrere
Klammern gleichzeitig auf Gruppen von benachbarten Zähnen zu
platzieren.
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Die
Aufnehmerabschnitt der Setzlehrenkörper 11b und 11c,
auf die oben als Aufnehmer 63 bis 65 und 73 bis 76 Bezug
genommen wurde, sind im Detail als Aufnehmer 70 in den 5A bis 5B veranschaulicht.
Die Aufnehmer 70 erstrecken sich von den Setzlehrenkörpern 11 aus
und sind integral mit ihnen ausgeformt. Jeder Aufnehmer 70 hat
eine Aussparung 90 in sich ausgeformt, um eine spezifische
der Klammern 30 einer kieferorthopädischen Zahnspange in einer
spezifischen Position und Ausrichtung bezüglich des Rests des Setzlehrenkörpers 11 aufzunehmen
und zu halten. Die Aussparung 90 umfasst Ausschnitte 91,
die ausgebildet sind, die Verankerungsflügel einer Klammer 30 aufzunehmen, und
weist einander gegenüberstehende
Klemmoberflächen 92 und 93 auf,
die ausgebildet sind, eine in die Aussparung 90 eingesetzte
Klammer 30 an Ort und Stelle zu halten und zu fixieren.
Die Klammern 30 werden normalerweise an der Produktionsanlage
der Setzlehren 10, von der die kieferorthopädische Vorrichtung
bestellt wird, eingesetzt, insbesondere, wenn die Vorrichtung eine
vollständig
individualisierte kieferorthopädische
Vorrichtung ist. Vorzugsweise werden die Klammern 30 in
den Aussparungen 90 mit Hilfe eines Haftmittels gesichert,
beispielsweise einem lebensmittelechten Haftmittel so wie einem PVA-(Polyvinylalkohol)
Haftmittel. Ein passendes Haftmittel wird von der Borden Company
unter dem Namen ELMER'S
WASHABLE SCHOOL GLUE hergestellt. Ein solcher Kleber bildet eine
starre Bindung aus, aber eine, die aufgebrochen werden kann, um die
Setzlehre von den Zähnen
abnehmen zu können, nachdem
die Klammern an die Zähne
gebondet worden sind.
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Setzlehren,
welche die oben beschriebenen Merkmale aufweisen, können verwendet
werden, um eine oder mehrere kieferorthopädische Vorrichtungen, beispielsweise
Klammern, auf einem bis sechs Zähnen
einer Gruppe von zwei bis sechs benachbarten Zähnen eines Patienten zu platzieren.
Der Setzlehrenkörper
hat wenigstens zwei an die Zahnkronen angepasste Bereiche, die mit
korrespondierenden Bereichen auf den okklusalen Oberflächen von
wenigstens zwei unterschiedlichen Zähnen der Grup pe in Kontakt
kommen. Zusätzlich
gelangt die wenigstens eine Vorrichtung auch mit der facialen Oberfläche von
wenigstens einem der Zähne
der Gruppe in Kontakt, wenn die Setzlehre mit der wenigstens einen
Vorrichtung zusammengebaut ist. Die wenigstens eine Vorrichtung
ist eine, die zur Platzierung auf einem bestimmten Zahn der Gruppe
konstruiert oder ausgewählt
wurde. Die zusammengesetzte Kombination aus Setzlehrenkörper und
der wenigstens einen oder mehreren Vorrichtungen gelangt dadurch
in Kontakt mit wenigstens drei Bereichen auf den Oberflächen der
Kronen der Zähne
der Gruppe, um die Vorrichtung zum Bonden an die Zähne zu positionieren.
Die relativen Positionen der Bereiche auf den zusammengesetzten
Kombinationen korrespondieren mit vorbestimmten Kontaktbereichen
auf den Zähnen der
Gruppe, wenn sich die Zähne
in den ersten Positionen und Ausrichtungen im Mund des Patienten
vor dem Beginn der kieferorthopädischen
Behandlung befinden, durch welche die Zähne durch die platzierten Vorrichtungen
bewegt werden sollen.
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Die
Herstellung von Setzlehren 10 kann mittels eines beliebigen
von mehreren Verfahren, die verschiedene Arten von dreidimensionalen
Daten der Zähne
des Patienten in ihren ersten Vorbehandlungspositionen verwenden,
durchgeführt
werden. Maschinelles Herausarbeiten ist eine ökonomische und präzise Technik,
obwohl auch Stereo-Lithographie, Gießen (zum Beispiel in Gießformen,
die auf 3D-Daten-getriebener Ausrüstung hergestellt werden) und
andere Techniken verwendet werden können. Ein Gerät 100 zur
maschinellen Herstellung der oben beschriebenen Setzlehren 10 ist
in 6 veranschaulicht.
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6 veranschaulicht
eine numerisch gesteuerte Fräsmaschine 100,
die mit einem drehbaren Fräskopf 102 ausgestattet
ist, der einen drehbaren Schneidwerkzeugeinsatz 104 trägt. Der
Einsatz 104 dreht sich in der gezeigten Ausführungsform
um eine vertikale Achse 106, obwohl er eingestellt werden kann,
in einem gewissen Winkel zur vertikalen Achse 106 betrieben
zu werden. Der Kopf 102 ist in X-, Y- und Z-Richtung beweglich.
Der Kopf 102 und die Drehachse 106 sind in der
X- und Y-Richtung
parallel zur horizontalen Ebene beweglich, wie durch die Pfeile 110 und 112 gezeigt,
während
der Kopf 102 zusätzlich
vertikal in der Z-Richtung auf der Achse 106 beweglich
ist, wie durch den Pfeil 114 gezeigt ist.
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Das
Gerät 100 ist
auf einer stationären
Basis 108 montiert, an der zwei unterschiedliche Werkstückhalter
montiert sind, die das Material, aus dem die Setzlehren 10 hergestellt
werden, vorzugsweise das oben beschriebene technische Schaumstoffmaterial,
halten. Solches Material ist hergestellt, um eine besonders große Fähigkeit
zu haben, präzise
bearbeitet zu werden. Ein Halter 120 ist ein stationärer, an der Basis 108 befestigter
Halter und ausgebildet, einen oder mehrere Blöcke des Schaumstoffmaterials 122 zu
halten. Wenn es auf diesen Halter 120 gelagert ist, kann
das Werkzeug 104 so manövriert
werden, dass es die an die Zahnkronen angepassten Aushöhlungen
in den Setzlehren formt und die Setzlehren aus dem Materialblock 122 schneidet.
Auf diesem Halter kann das Werkzeug 104 nach oben gerichtete
und vertikale Oberflächen
schneiden, kann aber nicht Hinterschneidungen oder nach unten weisende
Oberflächen
schneiden, außer
wenn es mit einem Hinterschneidungs-Werkzeugeinsatz oder einem Kopf 102 mit
einer Achse 106, die gegenüber der Vertikalen geneigt
werden kann, ausgerüstet
ist.
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Ein
zweiter Halter 130 ist bereitgestellt, der derart gelagert
ist, dass er einen Block von Schaumstoffmaterial 122 zum
maschinellen Herstellen in einem Winkel zur Horizontalen halten
kann. Der Halter 130 ist auf einem um eine Achse 134 drehbaren Bohrfutter 132,
das auf einem Schaft (nicht gezeigt) montiert ist, gelagert. Der
Schaft auf der Achse 134 ist drehbar auf einem Block 136 montiert,
der weiter um eine horizontale Achse 138 drehbar ist, die
senkrecht zur Achse 134 verläuft. Die Achse 138 ist
durch einen Schaft (nicht gezeigt) definiert, der von Montageblöcken 140 abgestützt wird,
die an der Basis 108 befestigt sind. Ein Block von Schaumstoffmaterial 122,
der auf der Stütze 130 montiert
ist, kann um eine Achse 138, wie durch den Pfeil 142 gezeigt,
und um eine Achse 134, wie durch den Pfeil 144 gezeigt,
geneigt werden, was das Schneiden von Hinterschneidungen und das
Ausformen von nach unten geneigten Flächen auf der Setzlehre 10 ermöglicht.
Jede der für
das Platzieren eines kompletten Satzes von Klammern für jeden
einzelnen Patienten zu verwendenden Setzlehren kann aus einem einzelnen
Block Schaumstoffmaterial 122 herausgearbeitet werden.
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Ein
Fachmann wird erkennen, dass die Anwendung der hierin vorgelegten
Erfindung variiert werden kann, dass die Erfindung in bestimmten
Ausführungsformen
beschrieben ist, und dass Zusätze und
Veränderungen
durchgeführt
werden können, ohne
von den Prinzipien der Erfindung abzuweichen.