DE102012003811A1

DE102012003811A1 - Dental method for generating guide path of preparation guide rail, involves determining data set representing ideal taxidermy, guiding cutting tool depending on data set, and determining another data set representing actual denture surface

Info

Publication number: DE102012003811A1
Application number: DE201210003811
Authority: DE
Inventors: Josef Schweiger; Peter NEUMEIER
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-08-29

Abstract

The dental method involves determining a data set, which represent the surface of an ideal taxidermy of the denture situation and guiding a cutting tool depending on the data set for carrying out the ideal taxidermy. Another data set is determined, which represents the surface of the actual denture situation. A third data set is designed, which represents the surface of an ideal molding of the dental prosthesis. The former data set is calculated from the latter and third data sets. The determination of the latter data set takes place by three dimensional scanning of the represented surface.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zahntechnisch-zahnärztliches Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine zahntechnisch-zahnärztliche Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.The invention relates to a dental-dental method according to the preamble of patent claim 1 and a dental-dental device according to the preamble of patent claim 10.

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung erleichtert die zahnärztliche Präparation von Zähnen. Dieses wird durch eine Führungshilfe erreicht, die mittels einer Konstruktionssoftware auf der Basis von 3D-Daten der tatsächlich vorhandenen Mundsituation und den 3D Daten des zu erstellenden Zahnersatzes sowie auf der Basis der materialspezifischen Parameter der für den Zahnersatz verwendeten Materialien, der Einschubrichtung des Zahnersatzes, des Präparationswinkels, des Präparationsranddesigns, sowie auf der Basis des 3D Datensatzes der verwendeten Schleifer und optional auf Basis von Parametervorgaben der dreidimensionalen Geometrie der inneren Zahnstrukturen konstruiert und mittels computergestützter Fertigungsverfahren letztendlich hergestellt wird.The invention facilitates the dental preparation of teeth. This is achieved by a guide, which by means of a design software on the basis of 3D data of the actual existing oral situation and the 3D data of the prosthesis to be created as well as on the basis of the material-specific parameters of the materials used for the dentures, the insertion direction of the denture, the Preparation angle, the preparation margin design, as well as on the basis of the 3D data set of the grinder used and optionally based on parameter specifications of the three-dimensional geometry of the internal tooth structures and finally constructed by computer-aided manufacturing processes.

Stand der TechnikState of the art

Aus dem Stand der Technik ist die Möglichkeit bekannt, dass bei bereits präparierten Zähnen vom Zahntechniker Kappen aus Kunststoff oder auch Metall hergestellt werden, die auf den präparierten Zahnstumpf gesetzt werden und beispielsweise nach inzisal bzw. okklusal offen sind. Der Teil des Zahnstumpfes, der über diese sogenannte „Einschleifkappe” hinausragt, kann dadurch vom Zahnarzt leicht und kontrolliert weggeschliffen werden, sodass ungefähr die Vorgaben des Zahntechnikers erreicht werden. Selbstverständlich kann eine derartige Kappe auch für alle anderen Flächen des Zahnstumpfes hergestellt werden, an denen noch Substanz abgetragen werden muss. Man verwendet derartige Einschleifkappen vor allem dann, wenn der Zahnarzt vom Zahn zu wenig Substanz abgetragen hat, sodass dem Zahntechniker für eine fachgerechte Versorgung zu wenig Platz zur Verfügung steht. Der Techniker radiert deshalb auf dem Zahntechnischen Meistermodell soviel Gips weg, bis der zu versorgende Zahnstumpf die Idealausmaße hat. Meist wird Substanz okklusal bzw. inzisal abgetragen. Durch die Anfertigung einer Einschleifkappe erspart man sich eine zweite Zahnärztliche Abformung. Es wird also das Zahnersatzteil (Krone oder Brücke) bereits fertiggestellt und mittels Einschleifkappe der Zahnstumpf im Patientenmund „partiell”, also an den Stellen wo notwendig, der Innenform der Krone oder Brücke angepasst. Das hier beschriebene Vorgehen ist immer eine Notlösung und ist keine vorausgeplante Präparation eines Zahnes.From the prior art, the possibility is known that already prepared teeth from the dental technician caps made of plastic or metal are made, which are placed on the prepared tooth stump and, for example, after incisal or occlusal open. The part of the tooth stump, which protrudes beyond this so-called "Einschleifkappe" can be easily and controlled by the dentist ground away, so that approximately the specifications of the dental technician can be achieved. Of course, such a cap can be made for all other surfaces of the tooth stump, where still substance must be removed. One uses such Einschleifkappen especially if the dentist has removed from the tooth too little substance, so that the dental technician for a professional care too little space is available. The technician erased so much plaster on the dental masterpiece model until the tooth stump to be treated has the ideal dimensions. Most of the substance is removed occlusally or incisally. By making a Einschleifkappe saves you a second dental impression. So it is the dental prosthesis (crown or bridge) already completed and adjusted by Einschleifkappe the tooth stump in the patient's mouth "partially", so where necessary, the inner shape of the crown or bridge. The procedure described here is always an emergency solution and is not a planned preparation of a tooth.

Aus dem Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, einen Restzahnbereich nach der zahnärztlichen Präparation durch optische Abtastung direkt im Patientenmund oder durch optische Abtastung eines Modells, das die Situation im Mund des Patienten darstellt, zu vermessen und als digitalen 3D-Datensatz auszugeben.From the prior art, it is also known to measure a residual tooth area after the dental preparation by optical scanning directly in the patient's mouth or by optically scanning a model that represents the situation in the patient's mouth, and output as a digital 3D data set.

Weiterhin ist vorbekannt, Modelle von Zahnersatzteilen digital zu modellieren, wobei Scandaten des Restzahnbereiches berücksichtigt werden.Furthermore, it is already known to digitally model models of dental prostheses, taking into account scan data of the residual tooth area.

Es ist auch bekannt, dass im Rahmen der Implantation von Zahnprothesen und insbesondere um beim Herstellen der chirurgischen Alveole für das Implantat den Bohrer richtig zu lenken, als Schablone eine Acrylharzmaske zum Einsatz kommt, die von einem Modell des Zahnbogens des Patienten erhalten wird und exakt über die Kauebene des Patienten passt; diese Maske wird genau am der Stelle der herzustellenden Bohrung mit einem Führungsloch versehen.It is also known that in the context of the implantation of dental prostheses, and in particular in order to properly guide the drill when making the surgical socket for the implant, an acrylic resin mask obtained from a model of the dental arch of the patient is used as a template and exactly over the occlusal plane of the patient fits; This mask is provided at the exact location of the bore to be produced with a guide hole.

So beansprucht die Offenlegungsschrift DE 101 62 366 eine in eine Schablone integrierbare Positionierhilfe für chirurgische Werkzeuge, insbesondere zur Bearbeitung von Kieferknochenmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierhilfe zum Abstützen und/oder Ausrichten der Schablone im Bearbeitungsbereich mit zumindest einem Distanzelement kombinierbar ist. Nach Anspruch 11 ist die Schablone über die Positionierhilfe im Bearbeitungsbereich festlegbar. Nach Anspruch 12 ist das chirurgische Werkzeug bis zu einem Anschlag an der Positionierhilfe und/oder am Distanzelement bewegbar und dadurch die Tiefe des Bearbeitungsvorganges definiert vorgebbar.Thus, the published patent claims DE 101 62 366 a positioning aid for surgical tools, in particular for processing jawbone material, which can be integrated into a template, characterized in that the positioning aid for supporting and / or aligning the template in the processing region can be combined with at least one spacer element. According to claim 11, the template on the positioning aid in the processing area can be fixed. According to claim 12, the surgical tool is movable up to a stop on the positioning aid and / or on the spacer element and thereby defines the depth of the machining process defined.

Eine weitere Führungsvorrichtung ist aus der Patentschrift EP 0 7000 274 bekannt (siehe beispielsweise 10).Another guide device is known from the patent EP 0 7000 274 known (see, for example 10 ).

In der WO 01/95824 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Bohrschablone zum Implantieren künstlicher Zähne mittels CAD/CAM-Technik offengelegt, wobei die Lage des Bohrkanals anhand einer Abbildung des Kieferknochens auf einem Bildschirm festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch Laserabtastung eines Arbeitsmodelles oder dessen Negativform ein digitales Modell des Gebisses erzeugt wird, dass entweder durch Angießen an das Arbeitsmodell eine Bohrschablonenrohling erzeugt wird, oder dass mittels der gespeicherten Daten der Bohrschablonenrohling aus dem Vollen gefräst wird, und dass durch Erzeugen mehrerer Querschnittsbilder des digitalisierten Kieferknochens die optimale Lage des Bohrkanals festgelegt wird.In the WO 01/95824 a method for producing a drilling template for implanting artificial teeth by CAD / CAM technique is disclosed, wherein the position of the drilling channel is determined by imaging the jawbone on a screen, characterized in that by laser scanning a working model or its negative form a digital model of the Bite is generated, either by casting on the working model, a template blank is generated, or that the template data is milled from the solid by means of the stored data, and that the optimal position of the drilling channel is determined by generating a plurality of cross-sectional images of the digitized jawbone.

Die Patentschrift EP 1 404 244 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Ausrichtplatte mit mindestens einer Öffnung zm Bohren eines Loches im Knochen eines Unter- oder Oberkiefers durch die Öffnung zum Befestigen eines Implantates im Kochen. Nach Anspruch 6 wird von dem Kiefer ein dreidimensionales Bild hergestellt, wobei die Ausrichteplatte auf der Grundlage dieses dreidimensionalen Bildes mit Hilfe einer sogenannten Rapid-Prototyping-Technik produziert wird.The patent EP 1 404 244 discloses a method of making an alignment plate with at least one opening zm drilling a hole in the bone of a lower or upper jaw through the opening for fixing an implant in the cooking. According to claim 6, a three-dimensional image of the jaw is produced, wherein the alignment plate is produced on the basis of this three-dimensional image by means of a so-called rapid-prototyping technique.

Die Offenlegungsschrift DE 40 12 327 lehrt ein Verfahren zur Herstellung zahntechnischer Werkstücke oder dergleichen mittels Kopierfräsen, dadurch gekennzeichnet, dass ein zahntechnisches Kiefermodell oder dergleichen mittels Schleitkörper zur Aufnahme eines beispielsweise zahntechnischen Werkstückes in festgelegter Richtung beschliffen und dass über mindestens eine bevorzugt zeitgleich oder später im Kopierfräsverfahren gefertigte und im Patientenmund fixierte Frässchablone mittels im Arbeitsbereich abgestimmter Schleifkörper die Modellpräparation auf die natürlichen Zähne übertragen wird. Nach Anspruch 3 wird bevorzugt zeitgleich oder mittels Zwischenspeicherung mit der Modellpräparation über eine rechnergestützte 3D-Fräseinheit mindestens eine Frässchablone gefertigt, die zur Übertragung der Modellpräparation auf die natürlichen Zähne dient. Nach Anspruch 6 wird die mindestens eine Frässchablone so im Patientenmund platziert, dass die abzutastenden Freifräsungen über den zu präparierenden Zähnen positioniert sind. Nach Anspruch 7 besitzen die Freifräsungen einen mit der Einschubrichtung des zahntechnischen Werkstückes korrespondierden Umlauf in Form einer Stufe oder dergleichen, der jeweils zur Erfassung der dritten Dimension in seiner Höhe der Modellsituation angepasst ist. Nach Anspruch 9 erfolgt die Fixation der Frässchablonen auf abdruckartig geformten Impressionen der Frässchablone, auf vorpräparierten und abgegriffenen Einfräsungen an den Zähnen oder mittels Hilfselementen wie Klammern oder dergleichen, und/oder Hilfsmaterialien wie Abdruckmaterial.The publication DE 40 12 327 teaches a method for producing dental workpieces or the like by means of copy milling, characterized in that a dental jaw model or the like ground by means of Schleitkörper for receiving a dental workpiece, for example, in a predetermined direction and that at least one preferably at the same time or later in Kopierfräsverfahren and fixed in the patient's mouth milling template The model preparation is transferred to the natural teeth by means of a grinding wheel coordinated in the work area. According to claim 3, at least one milling template is preferably produced at the same time or by means of intermediate storage with the model preparation via a computer-aided 3D milling unit, which serves to transfer the model preparation to the natural teeth. According to claim 6, the at least one milling template is placed in the patient's mouth so that the scanned milled grooves are positioned over the teeth to be prepared. According to claim 7, the free grooves have a corresponding with the insertion direction of the dental workpiece circulating in the form of a step or the like, which is adapted in each case for detecting the third dimension in its height of the model situation. According to claim 9, the fixation of the milling templates takes place on impression-like impressions of the milling template, on preprepared and tapped milled teeth or by means of auxiliary elements such as staples or the like, and / or auxiliary materials such as impression material.

Die korrespondierende Zusatzanmeldung DE 40 13 828 offenbart eine optimierte zahnärztliche Turbine zur Durchführung der intraoralen Präparationsarbeiten.The corresponding additional application DE 40 13 828 discloses an optimized dental turbine for performing intraoral preparation work.

Als nachteilig in DE 40 12 327 ist zu sehen, dass vor der Abformung des Kiefers die Interdentalräume der späteren Pfeilerzähne beschliffen werden müssen, sodass bis zum eigentlichen Präparationstermin diese Lücke beispielsweise mit einem Komposit-Kunststoff verschlossen werden muss. Weiterhin wird von der optimalen Präparation des Kiefermodelles oder einer Idealpräparation gesprochen, diese jedoch nicht genau definiert, sondern lediglich auf die Einschubrichtung bezogen. Das Maß für die okklusale Reduktion des zu präparierenden Zahnes wird insofern definiert, dass wie in 4a dargestellt ein Schleifkörper stufig geformt ist, sodass die damit abgebildete Stufe als Hilfslinie zur okklusalen Höhenreduktion genutzt werden kann. Die Konsequenz daraus ist, dass die okklusale Reduktion in gleichmäßigem Abstand zur Präparationsgrenze erfolgt, ohne die okklusale Kontaktsituation des Gegenkiefers oder andere relevante Strukturen, wie beispielsweise die Zahnpulpa, Schmelzstärke etc. zu berücksichtigen.As disadvantageous in DE 40 12 327 It can be seen that, prior to the impression of the jaw, the interdental spaces of the later abutment teeth must be ground, so that, until the actual preparation date, this gap must be closed, for example, with a composite plastic. Furthermore, it is spoken of the optimal preparation of the jaw model or an ideal preparation, but these are not precisely defined, but only related to the insertion direction. The measure of the occlusal reduction of the tooth to be prepared is defined insofar as 4a shown an abrasive body is shaped stepwise, so that the step shown so can be used as an auxiliary line for occlusal height reduction. The consequence of this is that the occlusal reduction takes place at a uniform distance to the preparation margin, without taking into account the occlusal contact situation of the opposing jaw or other relevant structures, such as the tooth pulp, melt strength, etc.

Die Freifräsungen weisen Freiheitsgrade in der Ebene der Frässchablone zum zu präparierenden Zahn hin auf, sodass mit Hilfe von Federn, Federbolzen, Magneten oder dergleichen der Schleifkörper an die Freifräsung angepresst werden soll, da ansonsten die Gefahr besteht, vom zu präparierenden. Zahn zu viel Substanz abzutragen. In der Vertikalrichtung besteht ebenfalls nur in Richtung apikal (zur Wurzel bin) ein Anschlag, sodass auch hier ein Freiheitsgrad nach okklusal besteht. Allerdings ist hierbei nicht die Gefahr gegeben, dass vom zu präparierenden Zahn zu viel Zahnsubstanz abgetragen wird.The free slots have degrees of freedom in the plane of the milling template for the tooth to be prepared out, so that with the help of springs, spring bolts, magnets or the like, the abrasive is to be pressed against the milled, otherwise there is a risk of being prepared from. Tooth remove too much substance. In the vertical direction there is also a stop only in the direction of the apical (to the root bin), so that there is also a degree of freedom towards the occlusal. However, this does not give rise to the danger that too much tooth substance is being removed from the tooth to be prepared.

Die Fixierung der Frässchablone erfolgt mit abdruckartig geformten Impressionen auf der Gegenseite der Abtastebene, oder mit Hilfe von Fixationselementen wie Klammern oder mit Hilfe von Retentionen für Abdruckmaterial.The fixation of the template is done with impression-like impressions on the opposite side of the scanning plane, or with the help of fixation elements such as brackets or with the help of retention for impression material.

Weiterhin wird das Kopierfräsverfahren dahingehend beschrieben, dass das zahntechnische Kiefermodell mittels genormter Schleifkörper manuell mit einer optimalen Präparation versehen wird, wobei zeitgleich oder mittels einer Speichereinheit eines zwischengeschalteten Rechners zu einem späteren Zeitpunkt im Kopierfräsverfahren eine Frässchablone erstellt wird. Die optimale Präparation hängt also hier von der manuellen Geschicklichkeit und er Erfahrung des Bedieners ab.Furthermore, the Kopierfräsverfahren is described to the effect that the dental model jaw model is provided by means of standardized grinding manually with an optimal preparation, at the same time or by means of a memory unit of an intermediate computer at a later time in Kopierfräsverfahren a milling template is created. The optimal preparation depends on the manual skill and experience of the operator.

Als weiteren Nachteil aus DE 40 12 327 ist zu sehen, dass die Frässchablone den kompletten Kiefer abdeckt, sodass es für eine zahnärztliche Assistenz nahezu unmöglich ist, Speichel und Kühlstrahl des Zahnärztlichen Schleifgerätes (Winkelstück oder Turbine) aufzusaugen. Daher ist die in 8 dargestellte Absaugvorrichtung (54) vorgesehen.As another disadvantage DE 40 12 327 It can be seen that the milling template covers the entire jaw so that it is almost impossible for a dental assistant to absorb the saliva and cooling jet of the dental grinding device (contra-angle handpiece or turbine). Therefore, the in 8th illustrated suction device ( 54 ) intended.

In der Anmeldung DE 3910235 A1 ist eine Einrichtung beschrieben, zum orientierungsrichtigen Schleifen von Zahnflächen, mit einem Schleifgerät, das eine Welle mit rotierendem Schleifkörper aufweist, mit einer Hebelmechanik, an der Schleifgerät angeordnet ist, und mit Befestigungsmitteln zum Befestigen der Hebelmechanik an einem Zahn des Gebisses, wobei die Hebelmechanik eine Bewegung des Schleifgerätes in allen drei Richtungen des Raumes zulässt und die Orientierung der Welle des Schleifgerätes unveränderlich ist. Die Anmeldung beschreibt eine Helbelmechanik, deren Anwendung im Munde des Patienten aufgrund der Größe als sehr umständlich anzusehen ist, bzw. bei geringen intraoralen Platzverhältnissen nicht angewendet werden kann. Die beschriebene Vorrichtung dient dazu, Zähne in bestimmten Angulierungen (Konuswinkel) zu beschleifen, ebenso die Ausrichtung der Präparation mehrerer Zähne zueinander in der gleichen Einschubrichtung zu gewährleisten. Es wird keinerlei Hilfestellung für die absolute Form der Präparation eines Zahnes gegeben. Auch aus der amerikanischen Patentschrift US 32 54 413 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, die ebenfalls keinerlei dreidimensional absolut definierte Präparationsgeometrie vorgibt. Das gleiche gilt für die Vorrichtung aus der Anmeldung DE 199 47 844 A1 , wobei hier noch dazu kommt, das die Tragarmkonstruktion insgesamt außerhalb der Mundhöhle angeordnet ist. In der Patentschrift DE 32 03 397 ist ein Verfahren und ein Gerät zur maschinellen Präparation von Zähnen im Mund des Patienten angegeben, bei dem der Patientenkopf starr einen am Fundament des Behandlungsstuhles befestigten Ausleger fixiert ist. Die Schleifmaschine mit Turbinenkopf zur Präparation der Zähne ist ebenso am Fundament der Behandlungseinheit befestigt. Die zu erzielende Genauigkeit einer solchen Vorrichtung entspricht nicht den Anforderungen einer fachgerechten Zahnpräparation. Zudem ist die Fixierung des Kopfes keinesfalls einem Patienten zuzumuten. Aus DE 42 19 734 A1 ist eine Apparatur bekannt, die eine am menschlichen Körper direkt oder indirekt (über Behandlungsstuhl) befestigte Führungsvorrichtung beschreibt, die die freie Beweglichkeit des Patientenkopfes und der Kiefer gegeneinander nicht oder nur unwesentlich einschränkt. Diese Apparatur besteht aus mehreren Bauteilen, die miteinander verbunden sind. Der Nachteil der beschriebenen Vorrichtung besteht auch hier darin, dass sie sehr groß ist und zudem extraorale Anteile enthält. In der Anmeldung DE 44 43 929 C1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem außerhalb des Mundes auf einem Abformmodell der zu versorgende Zahn präpariert wird und dann durch optisches und/oder mechanisches Abtasten der durch das Beschleifen entstandenen Geometrie des Abformmodells abgespeichert. Es ist in dieser Anmeldung allerdings nicht ersichtlich, wie diese Geometrie auf die Mundsituation übertragen wird. Anmeldungen im Bereich einer vorausgeplanten computergestützten Präparation von Zähnen und der entsprechenden mechanischen Umsetzung im Patientenmund sind uns nicht bekannt.In the application DE 3910235 A1 a device is described for orientation correct grinding of tooth surfaces, with a grinder having a shaft with a rotating abrasive body, with a lever mechanism, is arranged on the grinder, and with fastening means for attaching the lever mechanism to a tooth of the bit, wherein the lever mechanism a Movement of the grinder allows in all three directions of the space and the orientation of the shaft of the grinder is fixed. The application describes a Helbelmechanik whose application in the mouth of the patient due to the size is very cumbersome, or at low intraoral space can not be used. The described device is used to grind teeth in certain Angulierungen (cone angle), as well as to ensure the alignment of the preparation of several teeth to each other in the same direction of insertion. There is no help for the absolute form of the preparation of a tooth. Also from the American patent US 32 54 413 Such a device is known, which also does not specify any three-dimensional absolutely defined preparation geometry. The same applies to the device from the application DE 199 47 844 A1 , in which case it still comes to the fact that the Tragarmkonstruktion is arranged entirely outside the oral cavity. In the patent DE 32 03 397 there is provided a method and apparatus for machine preparation of teeth in the patient's mouth wherein the patient's head is rigidly fixed to a cantilever mounted to the foundation of the treatment chair. The grinding machine with turbine head for the preparation of the teeth is also attached to the foundation of the treatment unit. The accuracy of such a device to be achieved does not meet the requirements of a professional tooth preparation. In addition, the fixation of the head is under no circumstances imputable to a patient. Out DE 42 19 734 A1 An apparatus is known which describes a human body directly or indirectly (via dental chair) attached guide device that does not or only slightly restricts the free movement of the patient's head and the jaw against each other. This apparatus consists of several components that are connected to each other. The disadvantage of the device described here is that it is very large and also contains extraoral components. In the application DE 44 43 929 C1 a method is known in which the tooth to be supplied is prepared outside the mouth on an impression model and then stored by optical and / or mechanical scanning of the geometry of the impression model created by the grinding. However, it is not apparent in this application how this geometry is transferred to the oral situation. We are not aware of any announcements in the field of a pre-planned computer-aided preparation of teeth and the corresponding mechanical implementation in the patient's mouth.

Probleme, welche die Erfindung beheben sollProblems which the invention is intended to remedy

Die Präparation eines Zahnes für direkte Füllungen und Zahnaufbauten sowie die Versorgung mit Zahnersatzteilen wie beispielsweise Kronen, Brücken, Veneers, Inlays, Onlays, Teilkronen etc. erfordert vom Zahnarzt eine ausgeprägte manuelle Geschicklichkeit und räumliche Vorstellungskraft. Bei der Präparation eines Zahnes sollte so wenig Zahnsubstanz geopfert werden wie möglich und soviel wie nötig, um eine funktionierende Versorgung gewährleisten zu können. Als Hilfsmittel zur Orientierung können Silikonvorwälle dienen, die der Zahntechniker auf der Basis eines WaxUps bzw. eines aufgestellten Prothesenzahnes herstellt und die der Zahnarzt im Patientenmund, abgestützt auf den Restzähnen, als Hilfsschablone verwendet. Allerdings können diese Vorwälle die eigentliche Präparationstätigkeit nicht unterstützen, sie dienen lediglich als Kontrollschablone. Die Erfindung, also die computergestützte Generation eines Datensatzes für eine Präparationsschablone, ausgehend und zurückgerechnet von der dreidimensionalen Geometrie des zu fertigenden Zahnersatzes, sowie die Herstellung der Präparationsschablone, ermöglicht dem Zahnarzt, eine perfekt auf den zu erstellenden Zahnersatz und die verwendeten Materialien ausgerichtete Zahnpräparation mittels rotierenden und oszillierenden Instrumenten zu erstellen.The preparation of a tooth for direct fillings and tooth structures as well as the supply of dental prostheses such as crowns, bridges, veneers, inlays, onlays, partial crowns, etc. requires the dentist a pronounced manual dexterity and spatial imagination. When preparing a tooth, as little tooth substance as possible should be sacrificed and as much as necessary to ensure a functioning restoration. As an aid to the orientation can serve as a silicone Vorwalls, which produces the dental technician on the basis of a WaxUps or an established prosthetic tooth and used by the dentist in the patient's mouth, supported on the remaining teeth, as an auxiliary template. However, these pre-walls can not support the actual preparation activity, they merely serve as a control template. The invention, ie the computer-assisted generation of a data set for a preparation template, starting and calculating back from the three-dimensional geometry of the dental prosthesis to be manufactured, as well as the preparation of the preparation template, enables the dentist to have a tooth preparation which is perfectly aligned with the dental prosthesis to be created and the materials used and create oscillating instruments.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimale Führung bei der Zahnpräparation zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 und 10 gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen durch die jeweiligen Unteransprüche gekennzeichnet sind.The invention has for its object to provide optimal guidance in the tooth preparation available. This object is achieved by the characterizing features of claims 1 and 10, wherein expedient developments are characterized by the respective subclaims.

Technische LösungTechnical solution

Die Erfindung bietet dem Behandler eine Führungsschiene, mit deren Hilfe es möglich ist, eine vorher am Computer berechnete Geometrie des fertig präparierten Zahnstumpfes durch die Präparation mit rotierenden oder oszillierenden Präparationsinstrumenten im Patientenmund exakt zu erzeugen. Die Berechnung der Präparationsführungsschienen erfolgt auf der Basis eines mittels CAD-Konstruktion generierten Datensatzes, der von dem zu erreichenden Endzustand des Zahnersatzteiles bzw. der direkten Füllung zurückgerechnet wird. Die Erfindung sieht dazu spezielle Schleifkörper vor, welche die exakte Führung der Schleifer in den Präparationsführungsschienen ermöglichen. Zudem handelt es sich bei der Führungsschiene um ein Gerät, das sehr klein ist und so keinerlei extraorale Fixierung benötigt.The invention provides the practitioner with a guide rail with the aid of which it is possible to generate a previously calculated on the computer geometry of the finished prepared tooth stump by the preparation with rotating or oscillating preparation instruments in the patient's mouth exactly. The calculation of the preparation guide rails is based on a data set generated by means of CAD construction, which is calculated back from the final state of the dental prosthesis part to be achieved or the direct filling. For this purpose, the invention provides special grinding wheels which enable the exact guidance of the grinders in the preparation guide rails. In addition, the guide rail is a device that is very small and thus requires no extra-oral fixation.

Die Konstruktion und die Herstellung der Präparationsführungsschiene erfolgt durch computergestütze Verfahren, d. h. das Erfassen der Mundsituation und die Konstruktion der Schiene erfolgt mittels digitaler Scantechnologie und CAD-Konstruktion. Die Herstellung der Schiene erfolgt mittels computergestützter Verfahren, wie beispielsweise subtraktiv im CNC-Fräsverfahren oder additiv mittels Generativer Fertigungsverfahren.The design and manufacture of the preparation guide rail is done by computer-aided methods, i. H. The detection of the oral situation and the construction of the splint are carried out by means of digital scanning technology and CAD design. The production of the rail takes place by means of computer-aided methods, such as, for example, subtractive in the CNC milling method or additively by means of generative production methods.

Arbeitsschritte: Steps:

1. Datenerfassung1. Data collection

Zu Beginn der Patientenbehandlung wird eine Erfassung der vorhandenen Mundsituation vorgenommen. Dies kann entweder analog durch die konventionelle Abdrucknahme erfolgen oder andererseits durch digitale Abformung mittels eines Intraoralen 3D-Scanners. Bei den herkömmlichen Abdrucknahmen wird die Abformung mit zahntechnischem Gips ausgegossen, sodass daraus ein identisches Abbild des Kiefers und der Zähne resultiert. Diese Gipsmodelle werden anschließend mittels eines 3D-Laborscanners erfasst, sodass daraus ein 3D-Datensatz der Mundsituation resultiert. Zur Erfassung kommen mechanische Digitierscanner sowie lichtoptische Laser- und Streifenlichtscanner zum Einsatz. Eine Besonderheit bilden Mikro-CT-Scanner, mit denen es auch möglich ist, die Zahnärztliche Abformung direkt einzuscannen, ohne diese mit Gips auszugießen. Beim Intraoralen 3D Scanner wird dieser Datensatz ohne weitere Arbeitsschritte gleich direkt erzeugt.At the beginning of patient treatment, an assessment of the existing oral situation is made. This can be done either analogously by the conventional impression taking or on the other hand by digital impression by means of an intraoral 3D scanner. In conventional impression taking, the impression is cast with dental plaster, resulting in an identical image of the jaw and the teeth. These plaster models are subsequently recorded by means of a 3D laboratory scanner, resulting in a 3D data record of the oral situation. For recording, mechanical digitizing scanners and light-optical laser and strip light scanners are used. A special feature are micro-CT scanners, with which it is also possible to directly scan the dental impression without pouring it out with plaster. With the Intraoral 3D Scanner, this data set is generated directly without further work steps.

2. CAD-Konstruktion der Präparationsführungsschiene2. CAD construction of the preparation guide rail

Auf der Basis des digitalisierten Kiefernmodells wird auf dem zu versorgenden Zahn/Zähnen die ideale Ausformung eines Zahnersatzes (Krone, Brücke, Inlay, Onlay, Veneer, etc.) mit Hilfe eines CAD-Programmes konstruiert. Die digitale Gestaltung der anatomischen Außenform kann unter Einbeziehung der statischen und dynamischen Okklusion (Artikulation) erfolgen. Von diesem Datensatz ausgehend wird von der Software nun ein ideal präparierter Stumpf errechnet, der in seiner Dreidimensionalität in idealer Weise zur endgültigen Restauration passt, also ideal auf die gewünschte Indikation und das gewünschte Material abgestimmt ist. Beispielsweise zeigt der Idealstumpf für eine Vollkeramische Verblendkrone aus Zirkoniumdioxid eine Reduktion der anatomischen Außenfläche von ca. 1,0–1,5 mm. Die Präparationsgrenze ist dabei als seichte Hohlkehle gestaltet. Auf der Basis des 3D-Datensatzes dieses Idealstumpfes generiert die Software eine Präparationsführungsschiene.On the basis of the digitized model of the jaw, the ideal shape of a dental prosthesis (crown, bridge, inlay, onlay, veneer, etc.) is constructed on the tooth / teeth to be treated using a CAD program. The digital design of the anatomical outer shape can be done with the inclusion of static and dynamic occlusion (articulation). Based on this data set, the software now calculates an ideally prepared stump that in its three-dimensionality ideally fits the final restoration, ie is ideally matched to the desired indication and the desired material. For example, the ideal stump for a zirconium oxide all-ceramic veneer crown shows a reduction in the anatomical outer surface of about 1.0-1.5 mm. The preparation margin is designed as a shallow groove. Based on the 3D dataset of this ideal stump, the software generates a preparation guide rail.

Die Präparationsführungsschiene wird entweder auf den Nachbarzähnen, Restzähnen oder auf der Schleimhaut oder dem Kieferkamm abgestützt. Sie enthält Führungsgeometrien, die den Zahnarzt bei der Präparation des Zahnes dreidimensional führen, sodass als Endergebnis der berechnete Zahnstumpf daraus resultiert. Die Führung des rotierenden bzw. oszillierenden Instrumentes ist an die jeweiligen Führungsgeometrien der Bearbeitungskörper angepasst. Es kann eine einseitig anliegende Führung erfolgen, ebenso ist eine körperhaft gefasste Führung des Instrumentes möglich.The preparation guide rail is supported either on the adjacent teeth, residual teeth or on the mucosa or the alveolar ridge. It contains guide geometries that guide the dentist three-dimensionally during the preparation of the tooth so that the final result is the calculated tooth stump. The guidance of the rotating or oscillating instrument is adapted to the respective guide geometries of the machining body. It can be done on one side fitting leadership, as well as a bodily guided leadership of the instrument is possible.

Bei einer einseitig anliegenden Führung ist diese derart gestaltet, dass das Präparationsinstrument von der zahnabgewandten Seite an die Präparationsführungsschiene herangeführt wird und anschließend die Präparation des Zahnes/der Zähne erfolgt. Die Präparationsführungsschiene verhindert hierbei durch den Anschlag des Präparationsinstrumentes, dass vom zu präparierenden Zahn zu viel Zahnsubstanz abgetragen werden kann.In a one-sided adjoining guide, this is designed such that the preparation instrument is guided from the side facing away from the tooth to the preparation guide rail and then the preparation of the tooth / teeth takes place. The preparation guide rail prevents this by the stop of the preparation instrument, that too much tooth substance can be removed from the tooth to be prepared.

Die Präparationsführungsschiene ist in der Angulierung der Führungsstrukturen (Führungsanteil-Z-Achse, Führungsanteil-XY-Ebene) auf den Konuswinkel des zu präparierenden Stumpfes und auf die Angulierung der Schleifinstrumente angepasst. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik liegt darin, dass man keinerlei aufwändige Apparatur benötigt, um eine fachgerechte, geführte Präparation durchzuführen. Zudem ist keinerlei Fixierung außerhalb des Patientenmundes erforderlich. Die benötigte stabile Lagerung der Führungsvorrichtung ergibt sich durch die Friktion der Präparationsführungsschiene auf den vorhandenen natürlichen Zähnen, durch Friktion auf Zahnersatz oder dem Kiefer bzw. durch Adhäsion der Führungsschiene an den genannten Strukturen, insbesondere der Kieferschleimhaut. Die 1 bis 4 zeigen die Ausführung der Führungsschiene von labial/bukkal (von der Wange aus) und von okklusal (von der Kaufläche aus). Die 5 bis 8 zeigen mögliche Führungsgeometrien am Präparationsinstrument (hier beispielsweise Diamantschleifer, ebenso bei oszillierenden Instrumenten möglich). 7 zeigt die Möglichkeit, dass man Präparationsgeometrien bereits in das Präparationsinstrument integrieren kann, wie beispielsweis für die Präparation der labialen Seite eines Schneidezahnes.The preparation guide rail is adapted to the taper angle of the stump to be prepared and to the angulation of the grinding instruments in the angulation of the guide structures (Z-axis guide part, XY guide section). A significant advantage over the prior art is that you do not need any expensive equipment to perform a professional, guided preparation. In addition, no fixation outside the patient's mouth is required. The required stable mounting of the guide device results from the friction of the preparation guide rail on the existing natural teeth, by friction on dentures or the jaw or by adhesion of the guide rail to said structures, in particular the jaw mucous membrane. The 1 to 4 show the design of the guide rail from labial / buccal (from the cheek) and occlusal (from the occlusal surface). The 5 to 8th show possible guide geometries on the preparation instrument (here, for example, diamond grinders, also possible with oscillating instruments). 7 shows the possibility that one can already integrate preparation geometries in the preparation instrument, as for example for the preparation of the labial side of an incisor.

Zusammenfassung der CAD-Konstruktion der Präparationsführungsschiene:
Bei der digitalen Konstruktion der Präparationsführungsschiene wird wie folgt vorgegangen:

a. Laden des 3D Datensatz der Realgeometrie des zu präparierenden Zahnes, welcher durch bekannte Verfahren (optische Scanner, etc.) erzeugt wurde
b. Konstruktion der vollanatomischen Geometrie des zu erstellenden Zahnersatzes
c. Ausgehend von den Datensätzen der Realgeometrie des Zahnes und der Vollanatomischen Geometrie des Zahnersatzes wird die Idealgeometrie des Zahnstumpfes berechnet, unter Berücksichtigung folgender Parametervorgaben: – Parametervorgabe Restaurationsmaterial: Materialstärke der Restauration in Abhängigkeit vom verwendeten Restaurationsmaterial (verschiedene Materialstäken innerhalb einer Zahnpräparation sind möglich, beispielsweise zur Kaufläche hin (okklusal) dicker als an den seitlichen Flächen (mesial, distal, labial, palatinal, bukkal, lingual) oder zur Präparationsgrenze hin) – Parametervorgabe Einschubachse: Die Einschubachse ist bei der Berechnung der Idealgeometrie des präparierten Zahnstumpfes zu berücksichtigen, insbesondere im Hinblick auf die Eingliederbarkeit der Restauration im Zusammenspiel mit den Nachbarzähnen und bei mehrgliedrigen und/oder verblockten Restaurationen im Hinblick auf eine gemeinsame Einschubrichtung der einzelnen Pfeilerzähne. – Parametervorgabe Präparationswinkel: Der Präparationswinkel muss für die Berechnung der Idealgeometrie des präparierten Zahnstumpfes berücksichtigt werden. Der Präparationswinkel ist beispielsweise abhängig vom zu verwendenden Restaurationsmaterial, der Restaurationsart und der Länge des Zahnstumpfes. – Parametervorgabe Design des Präparationsrandes: Die Ausformung des Präparationsrandes muss bei der Berechnung der Idealgeometrie berücksichtigt werden. Dies kann beispielsweise vom Material und der Indikation abhängig sein. Als mögliche Formen des Präparationsrandes gibt es • Tangentialpräparation • Stufenpräparation • Stufenpräparation mit innenliedender Rundung • Stufenpräparation mit Federrand • Hohlkehlpräparation • Seichte Hohlkehlpräparation • Hohlkehlpräparation mit Federrand – Parametervorgabe 3D-Datensatz der Schleifkörper: Bei die Berechnung der Idealgeometrie des präparierten Zahnstumpfes werden die hinterlegten digitalen 3D-Datensätze der verwendbaren Schleifkörper berücksichtigt. – Zusätzlich optionale Parametervorgabe der dreidimensionalen Geometrie der inneren Zahnstrukturen, wie beispielsweise 3D-Geometrie der Zahnpulpa oder 3D-Geometrie des Zahnbeins (= Dentin). Diese können beispielsweise aus einer CT(Computer Tomographie)-Aufnahme oder aus einer DVT(Digitale Volumen Tomographie)-Aufnahme stammen.
d. Ausgehend vom 3D-Datensatz der Idealpräparation und dem hinterlegten 3D-Datensatz des Schleifkörpers mit Führungsgeometrien kann die Führungsbahn in der Präparationsführungsschiene berechnet werden. Für die weitere Berechnung des 3D-Datensatzes der Präparationsführungsschiene wird der 3D-Datensatz der Realgeometrie verwendet, um damit einen „Aufsteckpaßsitz” der Präparationsführungsschiene auf den Zähnen oder der Kieferschleimhaut zu ermöglichen. Die Paßfläche der Präparationsführungsschiene bildet dabei das negative dreidimensionale Abbild des korrespondierenden Bereiches auf den Zähnen oder der Kieferschleimhaut.

Summary of the CAD Construction of the Preparation Guide Rail:
In the digital construction of the preparation guide rail, the procedure is as follows:

a. Loading the 3D data set of the real geometry of the tooth to be prepared, which was produced by known methods (optical scanners, etc.)
b. Construction of the fully anatomical geometry of the denture to be created
c. Based on the data sets of the real geometry of the tooth and the fully anatomical geometry of the tooth replacement, the ideal geometry of the tooth stump is calculated, taking into account the following parameter specifications: - Parameter specification Restoration material: Material thickness of the restoration depending on the restoration material used (different material thicknesses within one tooth) Tooth preparation is possible, for example, to the occlusal surface occlusally thicker than on the lateral surfaces (mesial, distal, labial, palatal, buccal, lingual) or towards the preparation margin) - Parameter input insertion axis: The insertion axis is in the calculation of the ideal geometry of the prepared tooth stump to take into account, in particular with regard to the integration of the restoration in interaction with the adjacent teeth and in multi-unit and / or interlocked restorations in view of a common insertion direction of the individual abutment teeth. - Parameter specification Preparation angle: The preparation angle must be taken into account for the calculation of the ideal geometry of the prepared tooth stump. The preparation angle depends, for example, on the restoration material to be used, the type of restoration and the length of the tooth stump. - Parameter specification Design of the preparation margin: The shape of the preparation margin must be taken into account when calculating the ideal geometry. This may, for example, depend on the material and the indication. Possible forms of the preparation margin are: • Tangential preparation • Step preparation • Step preparation with indentation rounding • Step preparation with feather edge • Chamfer preparation • Shallow chamfer preparation • Chamfer preparation with feather edge - Parameter specification 3D data set of the grinding wheels: The stored digital 3D is calculated for the ideal geometry of the prepared tooth stump Datasets of the usable grinding wheels considered. - Additional optional parameter specification of the three-dimensional geometry of the internal tooth structures, such as 3D geometry of the tooth pulp or 3D geometry of the dental bone (= dentin). These can for example come from a CT (Computer Tomography) recording or from a DVT (Digital Volume Tomography) recording.
d. Based on the 3D data set of the ideal preparation and the stored 3D data set of the grinding wheel with guide geometries, the guideway in the preparation guide rail can be calculated. For the further calculation of the 3D data set of the preparation guide rail, the 3D data set of the real geometry is used so as to enable a "slip fit" of the preparation guide rail on the teeth or the jaw mucous membrane. The mating surface of the preparation guide rail forms the negative three-dimensional image of the corresponding area on the teeth or the jaw mucous membrane.

3. Herstellung der Schiene mittels computergestützter Verfahren, wie beispielsweise subtraktiver Verfahren (z. B. CNC-Fräsung) oder mittels additiver Verfahren (z. B. Rapid Prototyping wie 3D Drucken, Lasersintern, Stereolithograple etc.)3. Production of the rail by means of computer-assisted methods, such as, for example, subtractive methods (eg CNC milling) or by means of additive methods (for example rapid prototyping, such as 3D printing, laser sintering, stereolithography, etc.)

Die Herstellung der Präparationsführungsschiene erfolgt auf der Basis der im CAD konstruierten Daten entweder mittels CNC-Fräsmaschinen oder durch additive Rapid Prototypingverfahren wie beispielsweise Lasersintern, Stereolithographie oder 3D Drucken. Die additiven Verfahren zeigen insbesondere Vorteile bei der Präparationsführungsschiene, welche die Präparationsinstrumente körperhaft führt, da mittels additiver Verfahren Geometrien herzustellen sind, die im stark hinterschnittigen Bereich sind. Diese Führungen können eine körperhafte Umfassung und exakte Führung der Präparationsinstrumente gewährleisten.The preparation of the preparation guide rail is based on the data constructed in CAD either by CNC milling machines or by additive rapid prototyping methods such as laser sintering, stereolithography or 3D printing. The additive methods in particular show advantages in the preparation guide rail, which leads the preparation instruments physically, since by means of additive methods geometries are to be produced which are in the strongly undercut range. These guides can ensure a bodily enclosure and precise guidance of the preparation instruments.

4. Präparation der Zähne mittels Präparationsführungsschiene4. Preparation of the teeth by means of a preparation guide rail

Nach der CAD-Konstruktion und der computergestützten Herstellung der Präparationsführungsschiene wird diese vom Zahnarzt in den Patientenmund eingesetzt. Die Präparationsführungsschiene stützt sich dabei wie oben genannt beispielsweise auf den Zahnreihen oder der Schleimhaut ab. Ein Friktionshalt der Präparationsführungsschiene wird beispielsweise dadurch erreicht, dass die Präparationsführungsschiene unterschnittige Anteile hat, welche über den prothetischen Äquator der Nachbarzähne (= weiteste Zirkumferenz des Zahnes auf eine gemeinsame Einschubrichtung bezogen) nach zervikal und damit in den hinterschnittigen Bereich des Zahnes reichen. Dadurch wird ein sicherer und eindeutiger Halt der Präparationsführungsschiene gewährleistet.After the CAD design and the computer-aided preparation of the preparation guide rail, it is inserted by the dentist into the patient's mouth. The preparation guide rail supports itself as mentioned above, for example, on the rows of teeth or the mucous membrane. A friction stop of the preparation guide rail is achieved, for example, by virtue of the preparation guide rail having portions which extend beyond the prosthetic equator of the adjacent teeth (= widest circumference of the tooth in a common insertion direction) to the cervical and thus into the undercut region of the tooth. This ensures a secure and unambiguous hold of the preparation guide rail.

Im nächsten Schritt wird vom Zahnarzt der in das Zahnärztliche Winkelstück eingesetzte Schleifkörper unter Aufnahme der für die Präparation des Zahnes erforderlichen Drehzahl an die Präparationsführungsschiene herangeführt und mit Hilfe der entsprechenden speziellen Führungsgeometrien der Schleifkörper an oder in den Führungen der Präparationsführungsschiene entlang geführt. Es können in zeitlicher Abfolge mehrere Präparationsführungsschienen zum Einsatz kommen, wie beispielsweise für die zirkuläre Präparation und anschließend für die okklusale Reduktion. Am Ende resultiert aus dem Abfahren der Führungsbahnen die vom CAD-System berechnete Präparationsgeometrie des zu Zahnes. Nach dem Abnehmen der Präparationsführungsschiene können. jederzeit vom Zahnarzt Formverfeinerungen und Formkorrekturen der Zahnpräparation vorgenommen werden, wie beispielsweise Glättungen und Abrundungen. Auch Stellen, die mit Hilfe der Präparationsführungsschiene nicht präpariert werden konnten, müssen abschließend vom Zahnarzt in Freihandführung ergänzend nachpräpariert werden.In the next step, the dentist places the abrasive body inserted into the dental contra-angle into the preparation guide rail, receiving the speed required for the preparation of the tooth, and guides it along or in the guides of the preparation guide rail with the aid of the corresponding special guide geometries. Several preparation guide rails can be used in chronological order, for example for the circular preparation and subsequently for the occlusal reduction. At the end, the departure of the guideways results in the preparation geometry of the tooth calculated by the CAD system. After removing the preparation guide rail can. At any time the dentist makes shape refinements and shape corrections of the tooth preparation, such as smoothing and rounding off. Also, places that are not using the preparation guide rail Finally, the dentist has to prepare it in freehand guidance.

Eine bevorzugte Anwendung der Präparationsführungsschiene ist die Präparation von Frontzähnen für die Versorgung mit Veneers (Verblendschalen aus zahnfarbenen Restaurationsmaterialien) oder Lumineers (sehr dünne Verblendschalen, bei denen möglichst wenig Zahnsubstanz von labial an den Frontzähnen abgetragen wird).A preferred application of the preparation guide rail is the preparation of anterior teeth for veneers (veneers made from tooth-colored restoration materials) or Lumineers (very thin veneers in which as little tooth substance as possible is removed from labial anterior teeth).

Bei beiden Restaurationsformen wird auf der Basis des Datensatzes der Realgeometrie mittels CAD ein virtuelles WaxUp erstellt, bei dem virtuell zusätzliches Volumen auf die labiale und inzisale Seite des Zahnes aufgebaut wird. Von dieser idealen Vollanatomie der Frontzähne wird unter der Berücksichtigung der oben genannten Parametervorgaben (Restaurationsmaterial, Einschubachse, Präparationswinkel, Design des Präparationsrandes) die Idealgeometrie der zur Aufnahme der Veneers oder Lumineers präparierten Zähne berechnet. Von dieser Idealgeometrie ausgehend wird dann unter Einberechnung des 3D-Datensatzes der Schleifkörper die Präparationsführungsschiene berechnet und anschließend computergestützt gefertigt. In einer für diese Anwendung bevorzugten Ausführung zeigt die Präparationsführungsschiene keine die Schleifkörperführung körperhaft fassende Führungsgeometrie, sondern eine die Schleifkörperführung einseitig führende Führungsgeometrie.In both forms of restoration, a virtual WaxUp is created on the basis of the dataset of real geometry using CAD, in which virtual additional volume is built up on the labial and incisal side of the tooth. Based on this ideal full anatomy of the anterior teeth, the ideal geometry of the teeth prepared for receiving the veneers or Lumineers is calculated, taking into account the abovementioned parameter specifications (restoration material, insertion axis, preparation angle, design of the preparation margin). Starting from this ideal geometry, the preparation guide rail is then calculated, taking into account the 3D data set of the grinding body, and then manufactured computer-assisted. In an embodiment which is preferred for this application, the preparation guide rail does not show a guide geometry which grips the grinding wheel guide in a bodily manner, but rather a guiding geometry which guides the grinding wheel guide on one side.

Die geometrische Ausführung der Schleifer kann je nach Aufgabe ganz unterschiedlich gestaltet sein. Für jede Ausgestaltung des Schleifkörpers wird ein digitaler 3D-Datensatz gespeichert, der dann bei der Berechnung der Idealpräparation und bei der Berechnung der Präparationsführungsschiene einbezogen wird.The geometric design of the grinder can be designed very differently depending on the task. For each embodiment of the grinding wheel, a digital 3D data set is stored, which is then included in the calculation of the ideal preparation and in the calculation of the preparation guide rail.

Die Präparationsinstrumente (= Schleifer) bestehen aus verschiedenen Bereichen. Diese gliedern sich wie folgt:

– Schleifgeometrie
– Führungsanteil XY-Ebene Diese dient der Führung des Schleifers in der XY-Ebene, welche parallel zur Okklusionsebene des Kiefers ist bzw. senkrecht zur Einschubrichtung der zu erstellenden Restauration
– Führungsanteil Z-Achse Diese dient der Führung des Schleifers in der Z-Achse, welche parallel zur Einschubrichtung des zu erstellenden Zahnersatzes verlauft. Dieser Führungsanteil legt somit unter anderen auch die Präparationsgrenze fest.
– Spannteil Mit dem Spannteil wird der Schleifer im Zahnärztlichen Winkelstück oder der Zahnärztlichen Turbine eingespannt.

Der Rohling der Präparationsinstrumente (= Schleifer) kann aus Kunststoff, Metall und Keramik gefertigt sein, die Schleifgeometrie selber kann beispielsweise aus Hartmetallfräseren, Sinterdiamanten etc. bestehen.The preparation instruments (= grinder) consist of different areas. These are broken down as follows:

- grinding geometry
- Guide part XY plane This is used to guide the grinder in the XY plane, which is parallel to the occlusal plane of the jaw or perpendicular to the insertion direction of the restoration to be created
- Z-axis guide part This guide serves to guide the grinder in the Z-axis, which runs parallel to the insertion direction of the denture to be created. This lead proportion thus determines, among other things, the preparation margin.
- Clamping part With the clamping part, the grinder is clamped in the dental contra-angle handpiece or the dental turbine.

The blank of the preparation instruments (= grinder) can be made of plastic, metal and ceramic, the grinding geometry itself can for example consist of carbide cutters, sintered diamonds, etc.

Die Schleifgeometrie, der Führungsanteil-XY-Ebene und der Führungsanteil-Z-Achse können verschieden gestaltet sein. Die verschiedenen Ausgestaltungen sind in den 5 bis 7 dargestellt. Bei der Verwendung einer körperhaften Fassung durch die Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene sind bewegliche, kugelförmige Führungsanteile vorteilhaft, da sie die Reibung beim Führen während des Präparationsvorganges reduzieren. Bei Übereinanderlagerung mehrerer beweglicher Kugeln am Präparationsinstrument können diese sowohl die Führungsaufgabe in der XY-Ebene als auch, bei fester Lagepositionierung der Kugeln am Schleifer, die Führungsaufgabe in der Z-Achse übernehmen.The grinding geometry, the guide portion XY plane and the guide portion Z axis can be designed differently. The different embodiments are in the 5 to 7 shown. When using a body socket through the guide geometry in the preparation guide rail, movable, spherical guide portions are advantageous because they reduce the friction in guiding during the preparation process. When superimposing a plurality of movable balls on the preparation instrument, these can take over the management task in the XY plane as well as, in the case of fixed positional positioning of the balls on the wiper, the guiding task in the Z axis.

Wesentliche GesichtspunkteEssential aspects

Wesentliche Gesichtspunkte liegen darin, dass zu Beginn der Behandlung und der damit verbundenen Versorgung mit Zahnersatz bzw. zu Beginn der Füllungstherapie vorweg eine dreidimensionale Planung der idealen anatomischen Geometrie des zu versorgenden Zahnes entweder digital mittels CAD oder aber analog mittels WaxUp erfolgt, welches dann mittels 3D Scan dreidimensional digitalisiert wird.. Auf der Basis dieser Daten erfolgt computergestützt die Berechnung des indikationsspezifisch am besten geeigneten Zahnstumpfes. Auf der Basis dieser Daten generiert die Software eine auf die Präpartionsinstrumente abgestimmte Führungsschiene, die sehr klein ist und keinerlei extraorale Abstützung benötigt.Essential aspects are that at the beginning of the treatment and the associated care with dentures or at the beginning of the filling therapy, a three-dimensional planning of the ideal anatomical geometry of the tooth to be supplied either digitally by CAD or analog WaxUp done, which then by means of 3D The scan is digitized three-dimensionally. Based on these data, computer-assisted calculation of the best-suited tooth stump is performed. Based on this data, the software generates a guide rail tuned to the prepayment tools, which is very small and requires no extra-oral support.

Vorteil gegenüber dem Stand der TechnikAdvantage over the prior art

Als wesentlicher Vorteil ist zu nennen, dass die beschriebene Führungsschiene keinerlei aufwändige Apparatur benötigt und in sehr einfacher Weise durch den Zahnarzt anwendbar ist. Zudem ist es mittels dieser Führungsschiene auch möglich, die Präparation mehrerer Zähne zueinander in der Einschubrichtung gleichzuschalten, ohne dabei Parallelführungsvorrichtungen zu benötigen. Der „Clou” liegt also in der Einfachheit des Schiene und der Einfachheit der damit geführten Präparation.It should be mentioned as an essential advantage that the described guide rail does not require any elaborate apparatus and is applicable in a very simple way by the dentist. In addition, it is also possible by means of this guide rail to synchronize the preparation of a plurality of teeth to each other in the insertion direction, without requiring parallel guide devices. The "clou" is therefore in the simplicity of the rail and the simplicity of the resulting preparation.

Zeichnungendrawings

1 zeigt die Präparationsführungsschiene zur zirkulären Präparation (5) des Zahnes 34, die dazugehörige Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3), die Nachbarzähne (6), das Schleifinstrument mit Führungsgeometrie (2), das Zahnärztliche Präparationshandstück (1), sowie die im CAD-Verfahren vorausberechnete Geometrie des Idealstumpfes (4) und die Prothetische Einschubachse (7). Der Präparationswinkel α/2 sollte größer als 0° sein. 1 shows the preparation guide rail for circular preparation ( 5 ) of the tooth 34, the associated guide geometry in the preparation guide rail (FIG. 3 ), the neighboring teeth ( 6 ), the grinding instrument with guide geometry ( 2 ), the Dental preparation handpiece ( 1 ), as well as the geometry of the ideal stump predicted in the CAD method ( 4 ) and the prosthetic insertion axis ( 7 ). The preparation angle α / 2 should be greater than 0 °.

2 zeigt eine Präparationsführungsschiene zur okklusalen Präparation (8) des Zahnes 34, die im CAD vorausberechnete Geometrie des Idealstumpfes (4) und die Nachbarzähne (6). 2 shows a preparation guide rail for occlusal preparation ( 8th ) of the tooth 34, the CAD predicted geometry of the ideal stump ( 4 ) and the neighboring teeth ( 6 ).

3 zeigt die okklusale Ansicht einer möglichen Gestaltung der Präparationsführungsschiene zur zirkulären Präparation (5), mit der im CAD-Verfahren vorausberechnete Geometrie des Idealstumpfes (4) und den Nachbarzähnen (6). Bei dieser Form der Führungsschiene ist das Präparationsinstrument nur einseitig geführt, sodass durchaus noch Bewegungsfreiheiten vorhanden sind. 3 shows the occlusal view of a possible design of the preparation guide rail for circular preparation ( 5 ), with the geometry of the ideal stump predicted in the CAD method ( 4 ) and the neighboring teeth ( 6 ). With this type of guide rail, the preparation instrument is only guided on one side, so that there is still freedom of movement.

4 zeigt die okklusale Ansicht einer weiteren Gestaltungsmöglichkeit der Präparationsführungsschiene zur zirkulären Präparation (5), die Nachbarzähne (6) und eine körperhaft fassende Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3), welche das Präparationsinstrument exakt ohne Freiheitsgrade führt. 4 shows the occlusal view of a further design possibility of the preparation guide rail for circular preparation ( 5 ), the neighboring teeth ( 6 ) and a bodily guiding geometry in the preparation guide rail (FIG. 3 ), which guides the preparation instrument exactly without degrees of freedom.

5 zeigt eine Ausgestaltung des Schleifinstrumentes mit Führungsgeometrie (2), das aus den Bestandteilen Schleifgeometrie (10), Führungsanteil-Z-Achse (11), den Führungsanteilen-XY-Ebene (12) und dem Spannteil (15) zusammengesetzt ist. 5 shows an embodiment of the grinding instrument with guide geometry ( 2 ), which consists of the components grinding geometry ( 10 ), Leading fraction Z axis ( 11 ), the lead share XY level ( 12 ) and the clamping part ( 15 ) is composed.

6 zeigt verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten des Führungsanteil-Z-Achse (11) und des Führungsanteil-XY-Ebene (12) am Präparationsinstrument. Bei A ist der Führungsanteil-Z-Achse (11) eine Kugel. Bei B ist der Führungsanteil-Z-Achse (11) und der Führungsanteil-XY-Ebene (12) in eine zylindrische Verbreiterung mit zur Schleifgeometrie hin gerichteter Abrundung zusammengefasst. Bei C ist der Führungsanteil-Z-Achse (11) und der Führungsanteil-XY-Ebene (12) in eine zylindrische Verbreiterung mit zur Schleifgeometrie hin gerichteter Abphasung zusammengefasst. Bei D besteht der Führungsanteil-Z-Achse (11) aus einer Kombination von Zylinderverbreiterung mit zusätzlichen Kugelführungen. Eine Reihe weiterer rotationssymmetrischer Führungsgeometrien ist denkbar. 6 shows various design possibilities of the leading Z-axis ( 11 ) and the lead share XY level ( 12 ) on the preparation instrument. At A, the leading fraction Z axis is ( 11 ) a ball. At B, the lead fraction Z axis is ( 11 ) and the Leadership XY level ( 12 ) in a cylindrical broadening with the grinding geometry directed towards rounding summarized. At C, the lead fraction Z axis is ( 11 ) and the Leadership XY level ( 12 ) in a cylindrical broadening with respect to the grinding geometry directed phasing summarized. At D, the lead fraction Z axis ( 11 ) from a combination of cylinder broadening with additional ball guides. A number of other rotationally symmetrical guide geometries is conceivable.

7 zeigt die Möglichkeit, dass man in das Präparationsinstrument endkonturnahe Schleifgeometrien (13) integrieren kann, wie beispielsweis für die Präparation der labialen Fläche eines Schneidezahnes. 7 shows the possibility that in the preparation instrument near-net shape grinding geometries ( 13 ), such as for the preparation of the labial surface of an incisor.

8 zeigt die Möglichkeit der doppelten Kugelführung (14) für verschiedene Schleifinstrumente mit Führungsgeometrie (2). Durch diese Ausführung ist es möglich, bei wenig Führungswiderstand eine absolut gesicherte Führung zu gewährleisten. In einer weiteren Ausgestaltung sind diese Kugeln nicht fest mit dem Instrument zu verbinden sondern entweder verschiebbar auf den Schaft des Schleifinstrumentes aufgeschoben oder rotierbar auf dem Schaft an definierter Stelle positioniert. 8th shows the possibility of double ball guide ( 14 ) for various grinding instruments with guide geometry ( 2 ). This design makes it possible to ensure absolutely secure guidance with little guide resistance. In a further embodiment, these balls are not fixedly connected to the instrument but either slidably pushed onto the shaft of the grinding instrument or rotatably positioned on the shaft at a defined location.

9 zeigt die frontale Ansicht einer Präparationsführungsschiene zur Präparation von Frontzahnveneers oder Frontzahnlumineers (hier von Zahn 13–Zahn 23) (16) mit der Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3), das Zahnärztliche Präparationshandstück (1), das Schleifinstrument mit Führungsgeometrie (2), bestehend aus Schleifgeometrie (10), Führungsteil-Z-Achse (11) und Führungsanteil-XY-Ebene (12), sowie die Nachbarzähne (6), auf denen die Präparationsführungsschiene befestigt ist. Die Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3) ist als einseitige Führung ausgebildet. 9 shows the frontal view of a preparation guide rail for the preparation of anterior tooth or anterior tooth luminiser (here of tooth 13 tooth 23) ( 16 ) with the guide geometry in the preparation guide rail ( 3 ), the dental preparation handpiece ( 1 ), the grinding instrument with guide geometry ( 2 ), consisting of grinding geometry ( 10 ), Guide part Z-axis ( 11 ) and Leadership XY level ( 12 ), as well as the neighboring teeth ( 6 ) on which the preparation guide rail is attached. The guide geometry in the preparation guide rail ( 3 ) is designed as a one-sided leadership.

10 zeigt den sagittalen Schnitt durch eine Präparationsführungsschiene zur Präparation von Frontzahnveneers oder Frontzahnlumineers (hier von Zahn 13–Zahn 23) (16) im Bereich eines mittleren oberen Schneidezahnes mit der Ist-Geometrie des mittleren oberen Schneidezahnes (17), der im CAD berechneten Soll-Geometrie des mittleren oberen Schneidezahnes (18), der abzutragenden Zahnsubstanz in Abhängigkeit der Vorgabeparameter (19), dem Zahnärztliches Präparationshandstück (1), dem Schleifinstrument mit Führungsgeometrie (2), der Schleifgeometrie (10), dem Führungsanteil-Z-Achse (11), dem Führungsanteil-XY-Ebene (12), sowie der Führungsgeometrie in Präparationsführungsschiene (3), welche in dieser Figur als einseitige Führungsgeometrie ausgebildet ist. 10 shows the sagittal section through a preparation guide rail for the preparation of anterior tooth or anterior tooth luminisers (here tooth 13 tooth 23) ( 16 ) in the area of a middle upper incisor with the actual geometry of the middle upper incisor ( 17 ), the CAD-calculated target geometry of the middle upper incisor ( 18 ), the tooth substance to be removed as a function of the default parameters ( 19 ), the dental preparation handpiece ( 1 ), the grinding instrument with guide geometry ( 2 ), the grinding geometry ( 10 ), the lead fraction Z axis ( 11 ), the lead proportion XY level ( 12 ), and the guide geometry in preparation guide rail ( 3 ), which is formed in this figure as a one-sided guide geometry.

11 zeigt die frontale Ansicht einer Präparationsführungsschiene zur Präparation von Frontzahnveneers oder Frontzahnlumineers (hier von Zahn 13–Zahn 23) (16) mit der Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3), das Zahnärztliche Präparationshandstück (1), das Schleifinstrument mit Führungsgeometrie (2), bestehend aus Schleifgeometrie (10), Führungsteil-Z-Achse (11) und Führungsanteil-XY-Ebene (12), sowie die Nachbarzähne (6), auf denen die Präparationsführungsschiene befestigt ist. Die Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3) ist als körperhaft fassende Führung ausgebildet. 11 shows the frontal view of a preparation guide rail for the preparation of anterior tooth or anterior tooth luminiser (here of tooth 13 tooth 23) ( 16 ) with the guide geometry in the preparation guide rail ( 3 ), the dental preparation handpiece ( 1 ), the grinding instrument with guide geometry ( 2 ), consisting of grinding geometry ( 10 ), Guide part Z-axis ( 11 ) and Leadership XY level ( 12 ), as well as the neighboring teeth ( 6 ) on which the preparation guide rail is attached. The guide geometry in the preparation guide rail ( 3 ) is designed as a physical leadership.

12 zeigt den sagittalen Schnitt durch eine Präparationsführungsschiene zur Präparation von Frontzahnveneers oder Frontzahnlumineers (hier von Zahn 13–Zahn 23) (16) im Bereich eines mittleren oberen Schneidezahnes mit der Ist-Geometrie des mittleren oberen Schneidezahnes (17), der im CAD berechneten Soll-Geometrie des mittleren oberen Schneidezahnes (18), der abzutragenden Zahnsubstanz in Abhängigkeit der Vorgabeparameter (19), dem Zahnärztliches Präparationshandstück (1), dem Schleifinstrument mit Führungsgeometrie (2), der Schleifgeometrie (10), dem Führungsanteil-Z-Achse (11), dem Führungsanteil-XY-Ebene (12), sowie der Führungsgeometrie in Präparationsführungsschiene (3), welche in dieser Figur als körperhaft fassende Führungsgeometrie ausgebildet ist. 12 shows the sagittal section through a preparation guide rail for the preparation of anterior tooth or anterior tooth luminisers (here tooth 13 tooth 23) ( 16 ) in the area of a middle upper incisor with the actual geometry of the middle upper incisor ( 17 ), the calculated in the CAD target geometry of the middle upper incisor ( 18 ), the tooth substance to be removed as a function of the default parameters ( 19 ), the dental preparation handpiece ( 1 ), the grinding instrument with guide geometry ( 2 ), the grinding geometry ( 10 ), the lead fraction Z axis ( 11 ), the lead proportion XY level ( 12 ), and the guide geometry in preparation guide rail ( 3 ), which is designed in this figure as a bodily executive geometry.

13 zeigt die okklusale Draufsicht auf eine Präparationsführungsschiene zur Präparation von Frontzahnveneers oder Frontzahnlumineers (hier von Zahn 13–Zahn 23) (16), mit den Nachbarzähnen (6), der Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3), der abzutragenden Zahnsubstanz in Abhängigkeit der Vorgabeparameter (19) sowie den Öffnungen zum Einführen des Schleifinstrumentes mit Führungsgeometrie in die Präparationsführungsschiene (20). Die Führungsgeometrie in der Präparationsführungsschiene (3) ist als körperhaft fassende Führung ausgebildet. 13 shows the occlusal plan view of a preparation guide rail for the preparation of anterior or anterior tooth luminiser (here tooth 13 tooth 23) ( 16 ), with the neighboring teeth ( 6 ), the guide geometry in the preparation guide rail ( 3 ), the tooth substance to be removed as a function of the default parameters ( 19 ) and the openings for introducing the grinding instrument with guide geometry in the preparation guide rail ( 20 ). The guide geometry in the preparation guide rail ( 3 ) is designed as a physical leadership.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Zahnärztliches PräparationshandstückDental preparation handpiece
22: Schleifinstrument mit FührungsgeometrieGrinding instrument with guide geometry
33: Führungsgeometrie in PräparationsführungsschieneGuide geometry in preparation guide rail
44: Im CAD-Verfahren vorausberechnete Geometrie des IdealstumpfesCAD predicted geometry of the ideal stump
55: Präparationsführungsschiene zur zirkulären PräparationPreparation guide rail for circular preparation
66: Nachbarzähneadjacent teeth
77: Prothetische EinschubachseProsthetic insertion axis
88th: Präparationsführungsschiene zur okklusalen PräparationPreparation guide rail for occlusal preparation
99: Präparationsrandpreparation margin
1010: Schleifgeometriegrinding geometry
1111: Führungsanteil-Z-AchseZ-axis guide portion
1212: Führungsanteil-XY-EbeneGuide portion XY plane
1313: Endkonturnahe SchleifgeometrieNear-net shape grinding geometry
1414: Doppelte KugelführungDouble ball guide
1515: Spannteiltensioning part
1616: Präparationsführungsschiene zur Präparation von Frontzahnveneers oder Frontzahnlumineers (hier von Zahn 13–Zahn 23)Preparation guide rail for the preparation of the anterior tooth or anterior tooth lumineer (here tooth 13 tooth 23)
1717: Ist-Geometrie eines mittleren oberen SchneidezahnesActual geometry of a middle upper incisor
1818: Im CAD berechnete Soll-Geometrie des mittleren oberen SchneidezahnesCAD calculated target geometry of the middle upper incisor
1919: Abzutragende Zahnsubstanz in Abhängigkeit der Vorgabeparameter (z. B. Material etc.)Dental substance to be removed depending on the default parameters (eg material, etc.)
2020: Öffnung zum Einführen des Schleifinstrumentes mit Führungsgeometrie in die PräparationsführungsschieneOpening for introducing the grinding instrument with guide geometry into the preparation guide rail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10162366 A [0007]
EP 07000274 [0008]
WO 01/95824 [0009]
EP 1404244 [0010]
DE 4012327A [0011]
DE 4013828 [0012]
DE 4012327 [0013, 0017]
DE 3910235 A1 [0018]
US 3254413 [0018]
DE 19947844 A1 [0018]
DE 3203397 [0018]
DE 4219734 A1 [0018]
DE 4443929 C1 [0018]

Claims

Tooth technique for denture restoration with dentures, in which a first data set is determined which represents the surface of an ideal preparation of the dentition situation to be treated and a grinding tool is performed in dependence on this data set for carrying out the ideal preparation, characterized in that a second data set is determined, representing the surface of the actual dentition situation, constructing a third data set representing the surface of an ideal dental prosthesis, and calculating the first data set from the second and third data sets.

Dental technique according to claim 1, characterized in that for the calculation of the first data set at least one parameter from the following group is specified: - Material thickness of the denture between the outer surface and the surface of the Idealpräparation - Insertion axis of the denture - Preparation angle of the ideal preparation - Course of the preparation margin - Grinding tool geometry - Geometry of internal tooth structures

Dental-technical method according to claim 1 and 2, characterized in that the determination of the second data set is effected by three-dimensional scanning of the surface represented therefrom.

Dental technique according to one of claims 1 to 3, characterized in that the construction of the third data set is carried out with the aid of a CAD program, starting from the second data set.

Dental-technical process according to one of claims 1 to 4, characterized in that from the first data set a preparation guide rail is generated with a guide geometry, by the guidance of which the grinding tool generates the surface of the ideal preparation on the denture.

Dental-technical method according to claim 5, characterized in that from the second data set on the preparation guide rail, a support area complementary to a surface area of the actual dentition situation is generated, by means of which the preparation guide rail can be frictionally fixed to the surface area.

Dental technique according to claim 5 and 6, characterized in that the grinding tool has a first guide portion, with which it is guided by the preparation guide rail substantially in a direction parallel to the occlusal plane of the jaw guide plane, and a second guide portion with which it is substantially in a direction orthogonal to it is guided.

Dental technique according to one of claims 5 to 7, characterized in that guided by the guide geometry of the preparation guide rail areas of the grinding tool are spherical.

Dental technique according to claim 8, characterized in that the spherical areas are rotatably mounted on the grinding tool.

Preparation guide rail which can be fixed relative to a denture to be supplied and has a guideway along which a guide element formed on a tooth substance preparation instrument guide is feasible, wherein the guideway is generated in particular by a method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the Guideway guideway, both in terms of angulation degrees of freedom and in terms of position degrees of freedom.

Preparation guide rail according to claim 10, characterized in that the guide region of the preparation instrument is forcibly guided holonorm with respect to at least one of its degrees of freedom.

Preparation guide rail according to claim 10 or 11, characterized in that the guide region of the preparation instrument is forcefully anholonorm with respect to at least one of its degrees of freedom.

Preparation guide rail according to one of claims 10 to 12, characterized in that the guide region of the preparation instrument has at least one movable in the guideway spherical cap-shaped region.

Preparation guide rail according to one of claims 10 to 13, characterized in that the guide region of the preparation instrument has at least one movable in the guideway cylindrical region.