DE60320498T2

DE60320498T2 - Vorrichtung zur orthodonischen Korrektur

Info

Publication number: DE60320498T2
Application number: DE60320498T
Authority: DE
Inventors: Farel Arthur Beverly Hills Rosenberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Farel A Rosenberg Living Trust Us
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2003-10-03
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2023-10-04
Also published as: DE60320498D1; EP1405610A3; US20060093984A1; US20040067463A1; EP1405610B1; EP1405610A2; US7234934B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft orthodontische Korrekturen und insbesondere ein computergestütztes System zur orthodontischen Korrektur von Malokklusionen mit Hilfe von snap-on Merkmalen.
Drahtbiegen in der klassischen kieferorthopädischen Praxis ist ein zeitaufwändiger, jedoch notwendiger Bestandteil des Behandlungsverfahrens. Zur Korrektur von Zahnfehlstellungen werden, falls erforderlich, an einem im Allgemeinen u-förmigen Bogendraht geeignete Biegungen vorgesehen. Werden Zähne mit Fehlstellung mit kieferorthopädischen Klammern mit diesem Draht verbunden, deren drahtaufnehmende Schlitze als Befestigungspunkte benutzt werden, entstehen Kräfte, die zu der gewünschten Umorientierung der Zähne im Verlauf der Zeit führen. Die betroffenen Zähne werden mit Bereichen des Bogendrahts verbunden, wodurch die geeignete Orientierung der Zähne festgelegt wird.
Die Arten der Zahnbewegung, die für die Korrektur von Fehlstellungen erforderlich sind, sind:
Auf-Ab (Extrusion oder Intrusion); Einwärts-Auswärts (Bewegung in Richtung der Zunge und in Richtung der Wangen); Rotation (Drehung des Zahns in seinem Bett im oder gegen den Uhrzeigersinn); Angulation (mesiale oder distale Zahnkippung); Torque (Drehung des Zahns in Richtung der Zunge oder Wangen); und seitliche Bewegung des Zahns (lateral).
Heutzutage werden orthodontische Klammern an den Zähnen mittels Zementieren befestigt. Jede Klammer hat einen Schlitz zur Halterung des Bogendrahts und obere und untere Rillen und Befestigungsflügel zur Halterung der Befestigungsdrähte, wobei mit den letzteren die Klammern mit dem Bogendraht verbunden werden. Gemäß älteren Techniken wurden die Klammern zunächst an Metallbänder geschweißt und die letzteren den einzelnen Zähnen übergestreift und festzementiert.
Einstückige orthodontische Klammern werden so gegossen oder geformt, dass sie eine bestimmte („mittlere") Kraft in Richtung auf-ab, einwärts-auswärts, Angulations-, Rotations- und Torquekraft ausüben. Dies wird gemacht, um das Ausmaß der manuellen Manipulation der Bogendrähte zu verringern. Das setzt voraus, dass die Klammern an genau vorherbestimmten Positionen platziert und befestigt werden.
Da gemäß diesen festgelegten Systemen Vorkehrungen für „durchschnittliche" Zähne getroffen worden sind, gibt es keinen Raum für üblicherweise auftretende Unterschiede in der Zahnanatomie oder Fehler bei der Platzierung der Klammern. Zur Korrektur von feinen Fehlstellungen muss der Bogendraht gebogen werden. Dies erfordert zeitaufwändige und teure Wiederholungen.
Es wurde ein neueres Verfahren beschrieben, gemäß dem das Biegen von Draht in der orthodontischen Praxis vermieden wird. Derzeit wird eine Reihe von Miniaturzahnstellungsreglern benutzt, die mit Hilfe eines Computers erzeugt werden. Nach diesem Verfahren werden die Zähne in kleinen Abschnitten bewegt und erfordert 22 Stunden pro Tag an freiwilliger Anwendung. Die Theorie dieser Reihe von Stellungsreglern beruht auf der natürlichen Anatomie der Zähne, zum Beispiel Unterschnitte des Gebisses. Das Verfahren ist langsam, vergleichsweise ineffizient, nicht retentiv und in der Anwendung sehr beschränkt.
In US 6,190,166 wird eine orthodontische Vorrichtung mit einem Drahtelement und einem Befestigungselement beschrieben. Das Drahtelement besteht aus einem Bogendraht, der über eine Verknüpfung an einem Zahn befestigt ist und einem Verbindungsteil, das an Positionen befestigt ist, die den Fixierungspunkten des Bogendrahts entsprechen. Das Befestigungselement 2, das an dem Zahn befestigt ist, hat eine Montierkerbe zur Halterung des Verbindungsteils.
US 2002/0006597 beschreibt ein System und Verfahren, gemäß dem eine orthodontische Vorrichtung anhand von digitalen Daten des Unterkiefers und der Zahnform eines Patienten automatisch gestaltet und hergestellt wird, wobei vorzugsweise ein Modell des Mundes des Patienten gescannt wird, um zwei- oder dreidimensionale Abbildungen und digitalisierte Konturen und ausgewählte Punkte zu erfassen. Ein Computer kann so programmiert werden, dass er die Bogenformen konstruiert und/oder die Endpositionen der Zähne berechnet, und anschließend eine Vorrichtung gestaltet, mit der die Zähne an die berechneten Positionen bewegt werden können. Die Vorrichtung kann Bogendrähte und Klammern enthalten. Es wird ein Maschinencode erzeugt und es werden automatisch Vorrichtungen hergestellt, die die Zähne der Patienten begradigen. Ebenso können übliche Platzierungsjigs erstellt und erzeugt werden und mit der üblichen Vorrichtung versehen werden, um die Vorrichtung auf den Zähnen des Patienten zu positionieren.
Erfindungsgemäß wird eine neue Methodik eingesetzt, um 24 Stunden am Tag eine feste Bewegung zu erzielen und zu kontrollieren. Eine separate Befestigung an jedem Zahn auf der lingualen/labialen Seite vervielfacht die mechanische Kraft, die auf den Zahn einwirkt. Jede Vorrichtung besteht aus einer befestigten Basis, einem kurzen Schaft und einem „Stift"-Kopf, der quadratisch, dreieckig oder vielseitig sein kann. Diese Vorrichtungen werden für jeden Zahn anhand von vorher erzeugten Modellen und Abdrücken mit einem Computer erzeugt. Ein zweiter Teil der Erfindungen betrifft einen semi-flexiblen, in Abschnitte unterteilten, u-förmigen Bogen (der ebenfalls mittels Computerunterstützung erzeugt ist), der eine Reihe von miteinander verbundenen, hohlen Aufnahmefächer aufweist, die entlang des Bogens voneinander beabstandet sind, sodass sie in unmittelbarer Nähe zu den jeweils hierfür vorgesehenen Stiftköpfen liegen. Abhängig von ihrer Orientierung und Position entlang des semiflexiblen u-förmigen Bogens kann jedes Aufnahmefach auf jeden Zahntragenden Stiftkopf Einwärts-Auswärts-, Auf-Ab-, Angulations-, Rotations-, Torque- und seitliche Kräfte ausüben.
Nachdem der Patient den ersten Bogen eine Zeit lang getragen hat, ist eine teilweise kieferorthopädische Bewegung erzielt worden. Der erste Bogen kann auf vergleichsweise einfache Weise durch einen entsprechend ausgestalteten Folgebogen ersetzt werden, mit dem der Zahn über den nächsten Abschnitt bewegt wird. Das kieferorthopädische Verfahren ist abgeschlossen, nachdem die vorbereitete Reihe an Bögen eingesetzt worden ist. Da mit der Stiftkopfvorrichtüng auf jeden Zahn eine wesentlich höhere Kraft ausgeübt werden kann als mit den vorstehend beschriebenen Zahnstellungsreglern, ist die vorliegende Erfindung effizienter, ist für komplexe Fälle geeignet und mit ihr können genaue und spezifische Zahnbewegungen erzeugt werden. Hieraus ergeben sich geringere Kosten und eine größere Patientenzufriedenheit.
1 zeigt Seitenansichten des sich wiederholenden Basis-Stifts für obere und untere Zähne. Gezeigt ist die Grundfläche des Stifts, der kurze Schaft und der Stiftkopf mit dem der Zahn gepackt wird und über den verschiedene korrigierende Kräfte ausgeübt werden.
2 ist eine Draufsicht auf ein Templat für die Positionierung der Stifte, das verwendet wird, um die korrigierenden Stifte an den günstigsten Stellen auf der lingualen Seite der Zähne, die korrigiert werden müssen, zu positionieren.
3 zeigt eine isometrische Teilansicht des Templats zur Positionierung der Stifte für einen Zahnabschnitt, wobei die Basiseinheiten bereit zur Bindung an die lingualen Oberflächen der Zähne gezeigt sind. Ebenfalls gezeigt sind die Perforationen zwischen den Stiftköpfen und dem Templat.
4 ist eine Draufsicht auf die an Ort und Stelle zementierten Stifte, jeder mit Basis, Schaft und Stiftkopf, nachdem das Templat zur Positionierung entfernt worden ist.
5 ist eine isometrische Ansicht eines semiflexiblen u-förmigen Bogens mit hohlen Aufnahmefächern, die über ein dünnes, flexibles, interproximales Material miteinander verbunden sind. Jedes Aufnahmefach hat vier flexible Eingangslippen, die über den jeweils entsprechenden Stiftkopf gestülpt werden können und den Schaft umfassen und so festhalten. Sind alle Aufnahmefächer platziert, werden über diese Stiftköpfe korrigierende Kräfte auf die fehlgestellten Zähne ausgeübt. In einer alternativen Ausführungsform wird anstelle der vier Lippen ein einzelner, konzentrischer Eingangsring verwendet.
6 ist eine Draufsicht auf einen Zahnbogen mit einem „ersten" semiflexiblen u-förmigen Bogen an Ort und Stelle. Die durch diesen besonderen Bogen ausgeübten korrigierenden Kräfte stellen den Anfang einer Reihe von kieferorthopädischen Behandlungen mit einer Abfolge von computererzeugten Bögen dar. Die Entfernung und der Ersatz der Bögen ist mit Hilfe der flexiblen Rückhaltelippen, die die Öffnung von jedem Aufnahmefach umrahmen, vergleichsweise einfach möglich. Der Schaft von jedem Stiftkopf ist mit snap-on und snap-off Rückhalteelementen versehen.
7 ist eine isometrische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die der in 5 gezeigten gleicht, wobei jedoch semistarre interproximale Blöcke verwendet werden, um „zur Vervollständigung der Bögen die Abstände zwischen den hohlen Aufnahmefächern zu füllen". Nach Zusammendrücken der interproximalen Blöcke und Einfügen der Stiftköpfe in ihre entsprechenden Positionen werden laterale zahnseparierende Kraftvektoren auf die Zähne ausgeübt
8 zeigt die Verwendung von semistarren interproximalen Blockeinsätzen zwischen den Aufnahmefächern, die gestreckt werden müssen, um die Stiftköpfe genau zu erfassen, wodurch laterale Zahn-schließende Kräfte erzeugt werden, sowie zusammendrückbare interproximale Blöcke, wodurch expansive Zahn-zu-Zahn-Kräfte erzeugt werden.
9 bis 14 sind schematische Ansichten, die zeigen, wie mit der vorliegenden Erfindung unterschiedliche korrigierende Kräfte zur Berichtigung von Fehlstellungen erzeugt werden.
9 zeigt eine Ab- und Aufbewegung;
10 zeigt eine seitliche Bewegung;
11 zeigt eine Einwärts- und Auswärtsbewegung und
12 zeigt eine Angulation.
13 zeigt eine Rotation, während
14 eine Auswärtstorque zeigt.
15 zeigt eine Einwärtstorque.
Die vorliegende Erfindung setzt eine sich wiederholende Stiftkopfeinheit zur Übertragung von korrigierenden Kräften auf fehlgestellte Zähne ein. Diese Einheit ist, wie in 1 gezeigt, aufgebaut aus einer Basis 1 mit einer allgemein gekrümmten Kontaktoberfläche, die eine feste Befestigung der Einheit an die linguale Seite der Zähne erlaubt. Die übrige Einheit besteht aus einem kurzen Schaft 2 und dem Stiftkopf 3. Generell haben die Stiftköpfe eine mehrseitige Form, auf die korrigierende Kräfte ausgeübt wird, um eine oder mehrere gewünschte Zahnbewegungen zu erzielen: Auf-Ab, Angulation, Rotation, einwärts-auswärts, Torque und seitlich.
Die Stiftgrundflächen sind zunächst an ein Templat zur Positionierung 7 befestigt, das in 2 und 3 gezeigt ist. Die okklusalen Kanten der Grundflächen sind zunächst an dem Templat befestigt, das als Führung zur Positionierung und Befestigung von jeder Grundfläche an den dazugehörigen Zahn dient. Nachdem das Befestigungsmaterial festgeworden ist, wird das Templat an den Punkten, mit denen es mit der Grundfläche verbunden ist, abgebrochen und entsorgt. Das Templat wurde erstellt und erzeugt mit einem computerisierten Herstellungsverfahren auf Basis einer spezifischen Stiftplatzierung auf den gewünschten Zähnen. Nachdem das Templat entfernt worden ist, sind die befestigten Stiftköpfe zur Aktivierung bereit (4).
Als nächstes wird ein dünner interproximaler semiflexibler u-förmiger Bogen 12 (5) hergestellt. Auf der Bogenröhre werden Aufnahmefächer an Stellen platziert, die den jeweils ausgewählten Zahnpositionen entsprechen. Auch das ist ein computergestützter Vorgang. Jedes Aufnahmefach hat flexible Eingangslippen 10, wodurch jedes Aufnahmefach einen Stiftkopf umfassen und festhalten kann. Wenn alle Aufnahmefächer belegt sind, können auf jeden der erfassten Stiftköpfe eine oder mehrere der folgenden Kräfte ausgeübt werden: Auf-Ab, Angulation, Rotation, Einwärts-Auswärts, Torque und seitliche Bewegung, wobei in jedem Fall ein kleiner Schritt der gewünschten kieferorthopädischen Korrektur erzielt wird. Nachdem der Bogen eine ausreichende Zeitdauer getragen worden ist, wird er losgelöst und durch einen zweiten nachfolgenden Bogen ersetzt, der computererzeugte Änderungen aufweist, um einen weiteren, zweiten Abschnitt der Zahnbewegung zu bewirken.
Diese Abfolge wird wiederholt bis eine entgültige zufriedenstellende Korrektur erzielt worden ist, die kieferorthopädische Einstellung ist abgeschlossen, der letzte Bogen ist entsorgt und die Stiftköpfe werden entfernt.
Ein abschließender, klarer Kunststoffaligner kann dann kurze Zeit getragen werden, um die Korrektur zu stabilisieren und eine Rückstellung zu verhindern.
Die interproximalen Abstandshalter 6 (5) können aus einem semiflexiblen oder starren Material sein und in Dicke, Gestalt und Materialart variieren, um die Erzeugung der gewünschten Kraft zu unterstützen. Das interproximale Material kann zusammendrückbar sein (7), wodurch die hohlen Aufnahmefächer auseinandergedrückt werden, oder aus einem dehnbaren Material bestehen (8), das gestreckt ist, sodass die Aufnahmefächer zueinander gezogen werden.
Die Arbeitsprinzipien der Erfindung können auch anhand der schematischen Zeichnungen der 9 bis 15 erläutert werden, wobei das geschlossene Ende der Kammern durch Quadrate, die Öffnungslippen durch kleine Quadrate und das interproximale Material durch horizontale Linien dargestellt sind. Die Rückhaltefunktion kann durch Verwendung einer kreisförmigen Öffnung erhöht werden.
9 stellt die Erzeugung von auf- und abwärts gerichteten Kräften auf einen Zahn dar.
10 zeigt die Erzeugung von seitlichen Kräften auf einen Zahn.
11 ist eine Draufsicht auf einwärts- und auswärts gerichtete Kräfte.
12 zeigt Angulationskräfte.
13 zeigt Rotationskräfte.
14 zeigt eine nach unten gerichtete Drehtorque.
15 zeigt die Erzeugung einer aufwärtsgerichteten Drehtorque.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassen die Vermeidung von kieferorthopädischen Drähten; Verbindungern und weiteren zeitaufwändigen Vorrichtungen, die derzeit erforderlich sind, um komplexe Korrekturen mit hoher Präzesion zu erzielen. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass die Zähne ohne Mithilfe der Patienten bewegt werden können. Das Anbringen der Erfindung auf der lingualen Seite der Zähne führt zu einer geringen Sichtbarkeit und zu Komfort. Die Erfindung kann auch auf der labialen Seite der Zähne eingesetzt werden, wenn kosmetische Erwägungen keine Bedeutung spielen.

Claims

Ein System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung für die Kieferorthopädie umfassend: a. einen Satz Stifte mit jeweils einer Basis (1), einem Schaft (2), der daraus herausragt, und in einem mehrseitigen Kopf (3) endet; b. einen oberen und unteren Templatrahmen (7) zur Placierung, der mit jedem der Stifte über deren Basis nach einem computerorientiertem Muster verbunden ist, und eine feste und genaue Bindung der Basis an die linguale Seite des betreffenden Zahnes im oberen und unteren Zahnbogen erlaubt, und zudem die Entfernung des Templatrahmens von den nunmehr gebundenen Stiftbasen und dessen Entsorgung erlaubt; c. einen U-förmigen Bogen (12) aus flexiblem Material mit einer Reihe elastischer Aufnahmefächer (5), die an einem Ende geschlossen sind und vier flexible Lippen (10) entlang des Aufnahmekanals enthalten, die das Einführen und das Festhalten eines Stiftkopfes und dessen Schafts ermöglichen, wodurch eine vorbestimmte Korrektur und Rückhaltkraft erzeugt wird; wobei, wenn die Bogenfächer ihre jeweiligen Stiftköpfe umschließen, auf alle Zähne mit Fehlstellungen Korrekturkräfte ausgewählt unter auf-ab gerichteten Kräften, innen-außen gerichteten Kräften, Angularkräften, Torque-Kräften, Rotationskräften und seitlich gerichteten Kräften ausgeübt werden können, und wobei eine schrittweise Bewegung erzielt wird, wenn eine Reihe aufeinanderfolgender Bögen über eine Zeitspanne getragen wird, wobei am Ende des Verfahrens eine vollständige Korrektur erzielt wird.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach Anspruch 1, wobei die elastischen Aufnahmefächer (5) die Form von Hohlkammern haben, die an einem Ende geschlossen und an ihrem offenen Ende mit elastischen Lippen versehen sind, sodass jedes Fach über einen mehrseitigen Stiftkopf (3) und dem benachbarten Schaft (2) gestülpt werden und diesen festhalten kann, und so einzigartige Kräfte erzeugen kann, die eine kleine schrittweise Zahnbewegung in eine vorgegebene Richtung bewirken.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das sich zwischen den Aufnahmefächern (5) befindliche Material (6) je nach Bedarf ausgewählt sein kann unter semiflexiblen dünnen Substanzen und semifesten dicken Substanzen.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei das sich zwischen den Aufnahmefächern (5) befindliche Material (6) verschiedene kontraktierende und expandierende Formen haben kann, um unterschiedliche Korrekturkräfte auf die Stiftköpfe und deren jeweilige mit dem computergenerierten Kammern auszuüben.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei das dazwischen befindliche Material (6) ein flexibles Material ist, um auf-ab gerichtete, innen-außen gerichtete, seitlich gerichtete, Angular-, Rotations-, Torque-Kräfte zu erhalten, um Korrekturen der Position von Zähnen mit Fehlstellung zu erzielen.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stiftköpfe (3) eine mehrseitige Form haben, damit sie in die jeweiligen Fächer (5) eingeführt und durch die elastischen Lippen (10) festgehalten werden, und um so auf die einzelnen Zähne Hebelkräfte ausüben zu können.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vier flexiblen Lippen (10) durch Doughnut-förmige elastische Rückhalteringe zur Bindung der Stiftköpfe (3) ersetzt sind.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch die Stiftschäfte (2) Hebelkräfte zur Bewegung der Zähne erzeugt werden und die Hebelkräfte durch Variation der Länge der Schäfte variiert werden kann.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stifte (1, 2, 3) auf der labialen Zahnseite angeordnet sein können.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Stifte (1, 2, 3) auf der lingualen Zahnseite angeordnet sein können.
System zur Korrektur von Zähnen mit Fehlstellung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zusätzlich ein Haftmaterial zur Bindung der Stifte an einem ausgewählten Zahn enthält.