WO2008040400A1 - Method for producing a prosthetic component for use in dentistry - Google Patents

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WO2008040400A1
WO2008040400A1 PCT/EP2007/002413 EP2007002413W WO2008040400A1 WO 2008040400 A1 WO2008040400 A1 WO 2008040400A1 EP 2007002413 W EP2007002413 W EP 2007002413W WO 2008040400 A1 WO2008040400 A1 WO 2008040400A1
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WO
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virtual
jaw model
model
lower jaw
upper jaw
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PCT/EP2007/002413
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Inventor
Ralf Bannuscher
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3D Lab Service Gmbh
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    • A61C13/0004—Computer-assisted sizing or machining of dental prostheses
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    • A61C13/0013—Production methods using stereolithographic techniques
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    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a prosthetic component of dentistry, such as a full denture, a occlusion splint, a superstructure, a bridge construction as well as general dentures and temporaries.
  • EP 1 105 067 describes a method for the computer-controlled production of dental restorations for the restoration of at least one tooth or jaw region, in particular the occipital or incisal contact conditions.
  • the upper jaw and the lower jaw of a patient are first molded, after which an upper jaw model and a lower jaw model are produced, which are assigned to one another in an articulator.
  • at least two fixed points of the upper jaw model or of the lower jaw model or selected reference points are assigned to the axis of rotation of the articulator or of these associated at least two reference points.
  • the upper jaw model and the lower jaw model are then arranged in a measuring device for determining the geometry of the tooth or jaw region or jaw to be restored, the two fixed points positioned in a predetermined position relative to the coordinate system of the measuring device for the virtual representation of the axis of rotation of the articulator or at least two reference points associated therewith become.
  • the upper jaw model and the lower jaw model are digitized, whereupon a construction of the tooth replacement takes place by means of CAD.
  • the denture is made based on the CAD data by means of CAM, which is done using a milling center.
  • a disadvantage of this method is, on the one hand, that it is limited to the production of dentures, ie, it is not readily possible to produce other prosthetic components of dentistry.
  • machining processes ie milling, grinding or the like, are not suitable for the production of components with arbitrary geometries. For example, undercuts can be made only conditionally. Further, for machining a component from several sides usually a re-clamping of the component is required, which is time-consuming and labor-intensive. In addition, usually a plurality of clamping elements is used. Finally, machining processes are only limitedly suitable for use in an office environment due to the noise and waste generation.
  • This object is according to the present invention by a method for producing a prosthetic component of dentistry according to claim 1 g e l ö s t.
  • the other claims relate firstly to individual embodiments of the method according to the invention, in particular to those for the production of specific prosthetic components of dentistry, and secondly to process products of these specific methods.
  • the method according to the present invention serves to produce a plurality of different prosthetic components of dentistry.
  • an erection aid for producing a complete dental prosthesis and / or a occlusion splint and / or a superstructure and / or a bridge construction as well as temporaries or the like can be produced with the method according to the invention.
  • the method according to the invention is characterized in that at least one method step is carried out using a rapid prototyping method in which material is built up in layers to produce a three-dimensional object.
  • the layered construction which is achieved by means of a rapid prototyping method, has the advantage over conventional machining methods, such as milling, grinding, casting or the like, that any geometry with undercuts can be produced directly in one piece from 3D data.
  • machining methods such as milling, grinding, casting or the like
  • any geometry with undercuts can be produced directly in one piece from 3D data.
  • Another advantage of rapid prototyping technology is that it is relatively quiet. Furthermore, there is hardly any waste - at least not in the form of chips, dust or the like. Therefore, this technology can be used easily even in an office environment or the like.
  • a so-called 3D printing rapid prototyping method with the PolyJet technology is preferably used.
  • Such devices are, for example, from Object Geometries Ltd. available. They are characterized in particular by a simple operation in the office environment, an excellent surface quality, high accuracy and detail, high layer thicknesses in high-speed mode, etc.
  • Such a 3D printer device is advantageously designed such that at least two different materials can be printed, namely a model material for producing the object to be produced and a support material for producing a support structure.
  • the model material is preferably a photopolymer.
  • the support material is advantageously a material adapted to be easily removable upon completion of the object, such as a jelly-like material or the like.
  • the geometry of the upper jaw and the lower jaw (or, if it is sufficient for the production of the prosthetic component, only the upper jaw or only the lower jaw) of a patient is molded, whereupon appropriate models are made in a conventional manner. Further, when both an upper jaw model and a lower jaw model have been made, they are spatially associated with each other in a manner known per se in an articulator. Subsequently, the geometry of the models and, if appropriate, their association with each other is determined by means of a measuring device, whereupon a faithful three-dimensional jaw representation or a corresponding data set in the form of virtual jaw models is created.
  • the measuring device preferably uses a 3D scan or a striped light projection method.
  • the data record is then entered into a computer program whose database contains data required for the virtual generation of the prosthetic component to be produced with reference to the data record entered. Subsequently, a computer-aided virtual construction of the prosthetic component to be produced takes place.
  • the design data of this virtual construction of the prosthetic component to be manufactured is fed to a rapid prototyping device, which then builds the real prosthetic component in layers using the input design data.
  • the alignment of the upper jaw and lower jaw model relative to one another preferably takes place using an articulator, wherein, according to one embodiment of the method according to the invention, the computer program also has a virtual articulator which can directly adopt the alignment made by the real articulator.
  • the prosthetic component is preferably made of plastic, since the rapid prototyping technology, especially in terms of plastic is currently the most advanced. It should be noted, however, that with the development of rapid prototyping technology, the economic processing of other materials, such as ceramics and metal, will be realistic in the future.
  • the prosthetic component is an erection aid for producing a complete prosthesis for toothless patients.
  • the process is preferably carried out as follows:
  • the toothless upper jaw and the edentulous mandible of a patient are molded, then an upper jaw model and a lower jaw model to produce in a known manner.
  • the upper jaw model and the lower jaw model are then aligned with each other, which in turn can be done in an articulator.
  • the positions of the models aligned in this way are recorded using position coordinates.
  • the upper jaw model and / or the lower jaw model are then inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model.
  • a virtual jaw model is generated in which the position coordinates are identified in order to adopt the alignment made in the articulator into the virtual jaw model.
  • a calculation of the position and the orientation of the artificial teeth for the corresponding virtual jaw model based on stored in a computer unit algorithms, wherein a database of the computer unit contains the usable tooth shapes, preferably sets of usable tooth shapes, for a full denture to be produced and taking into account the individual Jaw geometries according to dental parameters selects the teeth of the prosthesis and sets up virtually to complete denture.
  • a virtual erection aid is generated based on the virtual jaw model and the calculated position and orientation data of the teeth, wherein the set-up in the form of partial tooth recesses or partial dental impressions are formed in the erection aid.
  • the virtual erector design data is input to a rapid prototyping apparatus, whereupon the manufacture of the real erection aid is performed using the inputted design data in the rapid prototyping apparatus.
  • the previously described 3D printing rapid prototyping method with the PolyJet technology is preferably used.
  • this positioning aid in which the tooth set-up is designed in the form of partial tooth recesses or partial tooth impressions, a complete denture can now be produced as a tooth replacement for edentulous patients in a simple manner.
  • the corresponding artificial teeth which were selected in the preparation of the erection of the computer unit, simply inserted into the partial Zahnaus fundamentalungen or partial dental impressions of the erection.
  • the freestanding areas of the artificial teeth protruding from the erection aid are over a soft wax layer or a similar mass with the associated jaw model or connected to both jaw models.
  • the erection can be removed and the full denture in a conventional dental technology way to be completed.
  • a significant advantage of this positioning aid is that virtually every person after a brief instruction with respect to the inventive method is able to produce a full denture, since the method provides the expertise and dexterity of the dental technician.
  • the prosthetic component is a occlusion splint.
  • the method is preferably carried out as follows:
  • the upper jaw and the lower jaw of a patient are again molded and a corresponding upper jaw model and lower jaw model are produced.
  • the models are then aligned with each other, which in turn can be done in an articulator.
  • the position of the aligned upper jaw model and the aligned lower jaw model are detected using position coordinates, whereupon the models are inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model.
  • a virtual jaw model is created by identifying the position coordinates.
  • a virtual occlusion splint is then generated from algorithms deposited in a computational unit, the design data of which is then input to a rapid prototyping device which eventually makes the real occlusion splint using the input design data.
  • the prosthetic component is a superstructure, this method preferably being carried out with the following method steps.
  • the upper jaw and the lower jaw of a patient are with the existing implants, in which at a later time the prosthesis is to be attached, molded, whereupon a top and a lower jaw model are generated again. These become relative as before aligned, whereupon the positions of the aligned jaw models are detected by means of position coordinates.
  • the upper jaw model and the lower jaw model are inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model, whereupon in turn a virtual jaw model is generated.
  • the respective position and orientation of the implants for the corresponding virtual jaw model are calculated on the basis of algorithms stored in a computational unit, wherein a database of the arithmetic unit contains the usable geometries for the superstructure and taking into account individual jaw geometries and implants according to dental parameters.
  • a virtual superstructure is generated based on the virtual jaw model, the virtual implants contained therein and the calculated position and orientation data, which in turn is based on algorithms stored in a computer unit.
  • the design data of the virtual superstructure is then input to a rapid prototyping device, which then fabricates the real superstructure using the input design data.
  • the present invention also relates to methods by means of which prosthetic components are not produced directly but indirectly.
  • Indirectly for example, mean that a mold for the production of the prosthetic component by means of the method according to the invention and not the component itself is generated.
  • FIG. 1 is a perspective view of a virtual articulator in which a maxillary model and a mandibular model are inserted;
  • FIG. 2 shows a perspective view of a virtual model with computer-controlled total installation
  • FIG. 3 shows a perspective view of a virtual articulator with a positioning aid held therein;
  • FIG. 4 is a perspective view of a Artikulatorausitess with positioning aid positioned therein, are inserted into the teeth.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the articulator section shown in FIG. 4 with an upper jaw model additionally arranged in the latter;
  • FIG. 6 shows a perspective view of an articulator cutout with an erection aid arranged therein, into which teeth are inserted, and with a lower jaw model inserted therein;
  • FIG. 7 shows a special holder cooperating with an articulator for the abovementioned positioning aid
  • FIG. 9 shows a perspective view of a virtual upper jaw model with a virtual occlusion splint placed thereon;
  • FIG. 10 is a perspective view of a virtual jaw model arranged on the lower jaw model superstructure
  • FIG. 11 shows a perspective view of a virtual lower jaw model in which a virtual bridge framework for producing a casting mold for a bridge is arranged.
  • impressions of the maxilla and mandible of the edentulous patient are produced at the dentist (impression taking).
  • the impression is preferably taken using a face bow, via which the exact spatial allocation of the jaw halves relative to each other can be detected (Relations determination / Bisslose).
  • an upper jaw model and a lower jaw model are produced, for example by casting over the impressions with a gypsum mass.
  • the jaw models are sent to a dental laboratory along with the spatial assignment data. There, the upper jaw model and the lower jaw model are used based on the spatial assignment data in a conventional articulator such that the spatial assignment of the models corresponds to the actual spatial allocation of the patient's maxilla and mandible.
  • Articulators per se are known in the art, which is why the exact structure is not described in detail below.
  • the jaw models in a corresponding measuring device such as a laser scanner, a strip light projector or the like, three-dimensionally measured, in particular scanned, and transferred in this way generated three-dimensional jaw data using a suitable computer unit and a corresponding processing program in a virtual articulator 10, so that results in the arrangement shown in Fig. 1.
  • FIG. 1 shows a virtual articulator 10 in which a virtual upper jaw model 12 and a virtual lower jaw model 14 are arranged, the spatial allocation of the virtual upper jaw model 12 relative to the virtual lower jaw model 14 corresponding to that spatial assignment in the actual articulator.
  • a set of artificial teeth from a plurality of sets of teeth, which is best suited in size and shape of the individual teeth to produce the full denture.
  • the individual virtual teeth 16 of the selected set of teeth are positioned and aligned according to defined algorithms in the virtual jaw models 12 and 14, whereby a virtual prosthesis 18 is generated.
  • the algorithms used were created on the basis of dental / dental technical parameters and stored in the data processing program.
  • the virtual erection aid 20 is substantially plate-like and has tooth partial impressions of the virtual teeth 16.
  • the virtual tooth partial impressions 22 shown in FIG. 3 are those of the virtual teeth 16 of the virtual upper jaw 12.
  • the virtual tooth part impressions 36 of the virtual mandible 14 are formed (not visible in FIG. 3).
  • the impressions include the positioning of the future occlusion.
  • the virtual erection aid 20 can optionally have both the virtual tooth partial impressions 22 of the virtual upper jaw model 12 and those of the virtual lower jaw model 14. Alternatively, for each of the virtual tooth partial impressions 22 of the virtual upper jaw model 12 and for those 36 of the virtual lower jaw model 14, a separate erection aid can be generated.
  • the three-dimensional data of the virtual erection aid 20 generated in this way are now supplied to a rapid prototyping device in the form of a three-dimensional printer device, which generates an actual erection aid 24 from the data of the virtual erection aid 20 in a layered construction.
  • the printer device is preferably one which is designed so that at least two different materials can be printed, namely a model material for producing the positioning aid 20 and a support material for producing a support structure, which during the layered structure of the erection aid for supporting areas of the erection aid is used.
  • the model material is preferably a photopolymer which hardens upon irradiation with UV light.
  • a UV exposure device is preferably provided in the printer head, which hardens the model material immediately after the order.
  • the support material is easily removable after completion of the erection aid 20, for example by means of a jet of water or the like.
  • the rapid prototyping systems based on the so-called PolyJet technology which have been developed by the company Object Geometries Ltd., have proven particularly suitable. available, such as the models Eden 250 and Eden 500 V.
  • the actual erection aid 24 is inserted into an actual articulator 26, which is carried out using a positioning device in the form of a holder 28, the separately is shown in Fig. 7 and Fig. 8.
  • the holder 28 has a base plate 38 which can be detachably connected to the articulator foot.
  • a telescopic connector 40 with a cylindrical pin 42 which is provided in millimeter intervals with annular grooves for axial adjustability.
  • With a fixing screw 44 the determination of the height position takes place.
  • a seat for fixing the plate-shaped positioning aid 24 is provided, which is fixed by means of a locking screw 46 on the holder in an exact position, see Fig. 8.
  • a locking screw 46 on the holder in an exact position
  • the actual partial tooth impressions for upper and lower jaw of the actual Aufstell Anlagen 24, which are shown in Fig. 8 above for the teeth of the upper jaw and below for the teeth of the lower jaw now actual artificial teeth 30 are arranged, the actual teeth 30 by insertion into the actual tooth partial imprints of the actual erection aid 24th be automatically positioned and aligned, see Fig. 4.
  • FIG. 8 As shown in FIG.
  • an actual upper jaw model 32 is then inserted into the actual articulator 26, and the actual deployment aid 24 and actual upper jaw model 32 are moved toward each other such that the actual teeth 30 are attached to the actual upper jaw model 32 using adhesive material become.
  • the corresponding actual lower jaw model 34 is also provided with actual teeth, which is shown schematically in FIG.
  • An advantage of the method according to the invention for producing a complete prosthesis is that essential method steps are performed computer-assisted.
  • the time-consuming positioning and alignment of the teeth in the upper or lower jaw model which is normally done manually by the dental technician, and without the expertise and the dexterity of the same is hardly possible, is automated according to the invention by computer-controlled an erection is generated, which shape and size the teeth, the positioning and the alignment of the teeth in the corresponding jaw models.
  • the corresponding person need only be able to properly position the jaw models produced by the dentist in the articulator and to operate the corresponding data processing program.
  • the method according to the invention can also be carried out by a person who does not have the skills of a dental technician.
  • FIG. 9 shows a virtual maxillary model 50 on which a virtual occlusion splint 52 is arranged. Since the individual method steps are similar to those of the previously described embodiment, a renewed pictorial representation of all method steps has been dispensed with.
  • a maxilla model and a mandibular model are generated similar to the previously described embodiment of the inventive method for producing a complete denture, which are spatially associated in an articulator.
  • the jaw models are measured three-dimensionally in a corresponding measuring device and the three-dimensional jaw data generated in this way are transferred into a virtual articulator using a suitable computer unit and a corresponding processing program to produce a virtual jaw model whose spatial assignment corresponds to that in the actual articulator.
  • the virtual occlusion splint 52 shown in FIG. 9 is then generated on the basis of defined algorithms of a data processing program, the design data of which are fed to a rapid prototyping device.
  • This rapid prototyping device is also preferably a printer device of the PolyJet technology described in relation to the first exemplary embodiment.
  • the rapid prototyping device finally generates the real occlusion splint, which can be used directly by the patient after its completion, based on the virtual occlusion splint 52 design data supplied to it.
  • FIG. 10 shows a perspective view of a virtual lower jaw model 62 into which a virtual superstructure 64 is inserted.
  • the procedure is carried out as follows:
  • the upper jaw and the lower jaw of a patient are molded with the existing implants in the lower jaw for attachment of the superstructure to be generated and corresponding upper jaw and lower jaw models produced. These are then aligned again in an articulator, whereupon the position of the aligned models is detected using position coordinates.
  • the upper jaw model and the lower jaw model are inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model in order to produce a virtual jaw model with the virtual upper jaw 60 and the virtual lower jaw 62.
  • the position coordinates in the virtual jaw model are identified or marked so that the geometry and orientation of the relevant regions coincide with those of the real models located in the articulator.
  • the position and the orientation of the implants for the corresponding virtual jaw model are calculated using algorithms stored in a computer unit, wherein a database of the computer unit contains the usable geometries for the superstructure and selects according to dental parameters taking into account the individual jaw geometries and the virtual implants.
  • the virtual superstructure 64 is generated based on the virtual jaw model, the virtual implants, and the calculated position and orientation data, again using algorithms stored in a computing unit.
  • the design data of the superstructure is fed to a rapid prototyping device of the above technology. This then creates a real superstructure that corresponds to the virtual superstructure 64 in FIG.
  • FIG. 11 shows a perspective view of a virtual mandible 70 on which a virtual bridge frame 72 for producing a casting mold for a bridge is placed .
  • the method is similar to that of the previously described embodiment of the inventive method for producing the superstructure, except that instead of the superstructure, the bridge framework for producing the casting mold for the bridge is first virtually generated and then based on the virtual geometry data using a rapid prototyping method. Device is generated.

Abstract

The invention relates to a method for producing a plurality of prosthetic components for use in dentistry, especially for producing a complete dental prosthesis and/or a bite guard splint and/or a superstructure and/or a bridge construction and/or dentures in general as well as temporary dentures. The method is characterized in that at least one step is carried out using rapid prototyping techniques to construct a three-dimensional object layer by layer from a material.

Description

Verfahren zur Herstellung eines prothetischen Bauteils der Zahnmedizin Method for producing a prosthetic component of dentistry
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines prothetischen Bauteils der Zahnmedizin, wie beispielsweise einer Totalprothese, einer Okklusionsschiene, einer Suprakonstruktion, einer Brückenkonstruktion sowie allgemein Zahnersatz und von Provisorien.The invention relates to a method for producing a prosthetic component of dentistry, such as a full denture, a occlusion splint, a superstructure, a bridge construction as well as general dentures and temporaries.
Derartige Verfahren sind im Stand der Technik bereits bekannt. Beispielsweise beschreibt die EP 1 105 067 ein Verfahren zur rechnergesteuerten Herstellung von Zahnersatz zur Restauration von zumindest einem Zahn oder Kieferbereich, insbesondere der okkusalen bzw. inzisalen Kontaktverhältnisse. Bei diesem Verfahren werden zunächst der Oberkiefer und der Unterkiefer eines Patienten abgeformt, woraufhin ein Oberkiefermodell und ein Unterkiefermodell hergestellt werden, die in einem Artikulator einander zugeordnet werden. Anschließend werden zumindest zwei Fixpunkte des Oberkiefermodells oder des Unterkiefermodells oder gewählter Referenzpunkte zur Drehachse des Artikulators oder dieser zugeordneter zumindest zwei Bezugspunkte zugeordnet. Dann werden das Oberkiefermodell und das Unterkiefermodell in einer Meßeinrichtung zur Geometriebestimmung des zu restaurierenden Zahns bzw. Kieferbereichs oder Kiefers angeordnet, wobei die zwei Fixpunkte in vorbestimmter Stellung zum Koordinatensystem der Meßeinrichtung zur virtuellen Darstellung der Drehachse des Artikulators bzw. der dieser zugeordneten zumindest zwei Bezugspunkte positioniert werden. Das Oberkiefermodell und das Unterkiefermodell werden digitalisiert, woraufhin eine Konstruktion des Zahnersatzes mittels CAD erfolgt. Anschließend wird der Zahnersatz basierend auf den CAD-Daten mittels CAM gefertigt, was unter Verwendung eines Fräszentrums erfolgt. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht zum einen darin, dass es auf die Herstellung von Zahnersatz beschränkt ist, d.h. es lassen sich nicht ohne weiteres andere prothetische Bauteile der Zahnmedizin herstellen. Zum anderen sind spanabhebende Verfahren, also Fräsen, Schleifen oder dergleichen, nicht für die Herstellung von Bauteilen mit beliebigen Geometrien geeignet. So lassen sich beispielsweise Hinterschnitte nur bedingt herstellen. Ferner ist zur Bearbeitung eines Bauteils von mehreren Seiten meist ein Umspannen des Bauteils erforderlich, was zeit- und arbeitsintensiv ist. Zudem kommt meist eine Mehrzahl von Spannelementen zum Einsatz. Schließlich sind spanabhebende Verfahren aufgrund des Geräusch- und Abfallaufkommens nur bedingt zum Einsatz in einer Büroumgebung geeignet.Such methods are already known in the art. For example, EP 1 105 067 describes a method for the computer-controlled production of dental restorations for the restoration of at least one tooth or jaw region, in particular the occipital or incisal contact conditions. In this method, the upper jaw and the lower jaw of a patient are first molded, after which an upper jaw model and a lower jaw model are produced, which are assigned to one another in an articulator. Subsequently, at least two fixed points of the upper jaw model or of the lower jaw model or selected reference points are assigned to the axis of rotation of the articulator or of these associated at least two reference points. The upper jaw model and the lower jaw model are then arranged in a measuring device for determining the geometry of the tooth or jaw region or jaw to be restored, the two fixed points positioned in a predetermined position relative to the coordinate system of the measuring device for the virtual representation of the axis of rotation of the articulator or at least two reference points associated therewith become. The upper jaw model and the lower jaw model are digitized, whereupon a construction of the tooth replacement takes place by means of CAD. Subsequently, the denture is made based on the CAD data by means of CAM, which is done using a milling center. A disadvantage of this method is, on the one hand, that it is limited to the production of dentures, ie, it is not readily possible to produce other prosthetic components of dentistry. On the other hand, machining processes, ie milling, grinding or the like, are not suitable for the production of components with arbitrary geometries. For example, undercuts can be made only conditionally. Further, for machining a component from several sides usually a re-clamping of the component is required, which is time-consuming and labor-intensive. In addition, usually a plurality of clamping elements is used. Finally, machining processes are only limitedly suitable for use in an office environment due to the noise and waste generation.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine A u f g a b e der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines prothetischen Bauteils der Zahnmedizin zu schaffen, das die zuvor genannten Nachteile überwindet und das einen breiteren Anwendungsbereich auf eine Vielzahl prothetischer Bauteile der Zahnmedizin zulässt.Starting from this prior art, it is an object of the present invention to provide a method for producing a prosthetic component of dentistry, which overcomes the aforementioned drawbacks and which allows a wider field of application to a variety of denture prosthetic components.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines prothetischen Bauteils der Zahnmedizin nach Anspruch 1 g e l ö s t . Die weiteren Ansprüche beziehen sich zum einen auf individuelle Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere auf solche zur Herstellung spezifischer prothetischer Bauteile der Zahnmedizin, und zum anderen auf Verfahrenserzeugnisse dieser spezifischen Verfahren.This object is according to the present invention by a method for producing a prosthetic component of dentistry according to claim 1 g e l ö s t. The other claims relate firstly to individual embodiments of the method according to the invention, in particular to those for the production of specific prosthetic components of dentistry, and secondly to process products of these specific methods.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung dient zur Herstellung einer Mehrzahl verschiedener prothetischer Bauteile der Zahnmedizin. So können insbesondere eine Aufstellhilfe zum Erzeugen einer zahnmedizinischen Totalprothese und/oder eine Okklusionsschiene und/oder eine Suprakonstruktion und/oder eine Brückenkonstruktion sowie Provisorien oder dergleichen mit der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Das Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verfahrensschritt unter Verwendung eines Rapid-Prototyping-Verfahrens durchgeführt wird, bei dem Material schichtweise zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objekts aufgebaut wird. Der schichtweise Aufbau, der mittels eines Rapid-Prototyping-Verfahrens erzielt wird, hat gegenüber herkömmlichen Bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise Fräsen, Schleifen, Gießen oder dergleichen, den Vorteil, dass sich beliebige Geometrien mit Hinterschneidungen einteilig anhand von 3D-Daten direkt herstellen lassen. Auf diese Weise kann das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren auf eine Vielzahl von prothetischen Bauteilen der Zahnmedizin erweitert werden. Ein weiterer Vorteil der Rapid-Prototyping- Technologie besteht darin, dass sie relativ geräuscharm ist. Ferner fällt kaum Abfall an - zumindest nicht in Form von Spänen, Staub oder dergleichen. Daher lässt sich diese Technologie auch in einer Büroumgebung oder dergleichen problemlos verwenden.The method according to the present invention serves to produce a plurality of different prosthetic components of dentistry. Thus, in particular, an erection aid for producing a complete dental prosthesis and / or a occlusion splint and / or a superstructure and / or a bridge construction as well as temporaries or the like can be produced with the method according to the invention. The method according to the invention is characterized in that at least one method step is carried out using a rapid prototyping method in which material is built up in layers to produce a three-dimensional object. The layered construction, which is achieved by means of a rapid prototyping method, has the advantage over conventional machining methods, such as milling, grinding, casting or the like, that any geometry with undercuts can be produced directly in one piece from 3D data. In this way, the field of application of the method according to the invention over the methods described in the prior art can be extended to a variety of prosthetic components of dentistry. Another advantage of rapid prototyping technology is that it is relatively quiet. Furthermore, there is hardly any waste - at least not in the form of chips, dust or the like. Therefore, this technology can be used easily even in an office environment or the like.
Bevorzugt wird erfindungsgemäß ein so genanntes 3D-Printing-Rapid-Prototyping- Verfahren mit der PolyJet-Technologie verwendet. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise von Object Geometries Ltd. erhältlich. Sie zeichnen sich insbesondere durch eine einfache Bedienung in Büroumgebung, eine hervorragende Oberflächenqualität, hohe Genauigkeit und Detailtreue, große Schichtstärken im Hochgeschwindigkeitsmodus, etc. aus.According to the invention, a so-called 3D printing rapid prototyping method with the PolyJet technology is preferably used. Such devices are, for example, from Object Geometries Ltd. available. They are characterized in particular by a simple operation in the office environment, an excellent surface quality, high accuracy and detail, high layer thicknesses in high-speed mode, etc.
Eine solche 3D-Druckereinrichtung ist vorteilhaft derart ausgelegt, dass wenigstens zwei verschiedene Materialien gedruckt werden können, und zwar ein Modellmaterial zum Erzeugen des herzustellenden Objektes und ein Stützmaterial zum Erzeugen einer Supportstruktur. Bei dem Modellmaterial handelt es sich vorzugsweise um ein Photopolymer. Das Stützmaterial ist hingegen vorteilhaft ein Material, das derart beschaffen ist, dass es nach Fertigstellung des Objekts leicht entfernbar ist, wie beispielsweise ein geleeartiges Material oder dergleichen.Such a 3D printer device is advantageously designed such that at least two different materials can be printed, namely a model material for producing the object to be produced and a support material for producing a support structure. The model material is preferably a photopolymer. The support material, on the other hand, is advantageously a material adapted to be easily removable upon completion of the object, such as a jelly-like material or the like.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst die Geometrie des Oberkiefers und des Unterkiefers (oder, wenn es zur Herstellung des prothetischen Bauteils ausreichend ist, nur der Oberkiefer oder nur der Unterkiefer) eines Patienten abgeformt, woraufhin entsprechende Modelle in herkömmlicher Weise angefertigt werden. Ferner werden, wenn sowohl ein Oberkiefermodell als auch ein Unterkiefermodell hergestellt wurden, diese in einer an sich bekannten Weise in einem Artikulator einander räumlich zugeordnet. Anschließend wird die Geometrie der Modelle und gegebenenfalls ihre Zuordnung zueinander mit Hilfe einer Meßeinrichtung ermittelt, woraufhin eine originalgetreue dreidimensionale Kieferdarstellung bzw. ein entsprechender Datensatz in Form virtueller Kiefermodelle erstellt wird. Die Messeinrichtung verwendet dabei bevorzugt einen 3D-Scan oder ein Streifenlichtprojektionsverfahren. Der Datensatz wird daraufhin in ein Rechnerprogramm eingegeben, dessen Datenbank Daten enthält, die zur virtuellen Generierung des herzustellenden prothetischen Bauteils unter Bezugnahme auf den eingegebenen Datensatz erforderlich sind. Anschließend erfolgt eine rechnergestützte virtuelle Konstruktion des herzustellenden prothetischen Bauteils. Die Konstruktionsdaten dieser virtuellen Konstruktion des herzustellenden prothetischen Bauteils werden einer Rapid-Prototyping-Vorrichtung zugeführt, die dann das reale prothetische Bauteil unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten schichtweise aufbaut.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, first the geometry of the upper jaw and the lower jaw (or, if it is sufficient for the production of the prosthetic component, only the upper jaw or only the lower jaw) of a patient is molded, whereupon appropriate models are made in a conventional manner. Further, when both an upper jaw model and a lower jaw model have been made, they are spatially associated with each other in a manner known per se in an articulator. Subsequently, the geometry of the models and, if appropriate, their association with each other is determined by means of a measuring device, whereupon a faithful three-dimensional jaw representation or a corresponding data set in the form of virtual jaw models is created. The measuring device preferably uses a 3D scan or a striped light projection method. The data record is then entered into a computer program whose database contains data required for the virtual generation of the prosthetic component to be produced with reference to the data record entered. Subsequently, a computer-aided virtual construction of the prosthetic component to be produced takes place. The design data of this virtual construction of the prosthetic component to be manufactured is fed to a rapid prototyping device, which then builds the real prosthetic component in layers using the input design data.
Wie es zuvor beschrieben wurde, erfolgt das Ausrichten des Oberkiefer- und Unterkiefermodells zueinander bevorzugt unter Verwendung eines Artikulators, wobei gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch das Rechnerprogramm einen virtuellen Artikulator aufweist, der die von dem realen Artikulator vorgenommene Ausrichtung direkt übernehmen kann.As described above, the alignment of the upper jaw and lower jaw model relative to one another preferably takes place using an articulator, wherein, according to one embodiment of the method according to the invention, the computer program also has a virtual articulator which can directly adopt the alignment made by the real articulator.
Das prothetische Bauteil wird bevorzugt aus Kunststoff hergestellt, da die Rapid- Prototyping-Technologie insbesondere in Bezug auf Kunststoff derzeit am weitesten fortgeschritten ist. An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, dass mit fortschreitender Entwicklung der Rapid-Prototyping-Technologie zukünftig auch die wirtschaftliche Verarbeitung anderer Materialien realistisch erscheint, wie beispielsweise Keramik und Metall.The prosthetic component is preferably made of plastic, since the rapid prototyping technology, especially in terms of plastic is currently the most advanced. It should be noted, however, that with the development of rapid prototyping technology, the economic processing of other materials, such as ceramics and metal, will be realistic in the future.
Gemäß einer spezifischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das prothetische Bauteil eine Aufstellhilfe zur Herstellung einer Totalprothese für zahnlose Patienten.According to a specific embodiment of the method according to the invention, the prosthetic component is an erection aid for producing a complete prosthesis for toothless patients.
Bevorzugt wird das Verfahren wie folgt durchgeführt:The process is preferably carried out as follows:
Zunächst werden der zahnlose Oberkiefer und der zahnlose Unterkiefer eines Patienten abgeformt, um daraufhin ein Oberkiefermodell und ein Unterkiefermodell in bekannter Art und Weise zu erzeugen. Das Oberkiefermodell und das Unterkiefermodell werden anschließend zueinander ausgerichtet, was wiederum in einem Artikulator erfolgen kann. Die Positionen der so ausgerichteten Modelle werden anhand von Positionskoordinaten erfasst. Daraufhin werden das Oberkiefermodell und/oder das Unterkiefermodell in eine Meßeinrichtung zum Scannen des entsprechenden Kiefermodells eingesetzt. Anschließend wird ein virtuelles Kiefermodell erzeugt, in dem die Positionskoordinaten identifiziert werden, um die in dem Artikulator vorgenommene Ausrichtung in das virtuelle Kiefermodell zu übernehmen. Anschließend erfolgt ein Berechnen der Position und der Ausrichtung der künstlichen Zähne für das entsprechende virtuelle Kiefermodell anhand von in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen, wobei eine Datenbank der Rechnereinheit die verwendbaren Zahnformen, bevorzugt Sätze von verwendbaren Zahnformen, für eine herzustellende Totalprothese enthält und unter Berücksichtigung der individuellen Kiefergeometrien nach zahnmedizinischen Parametern die Zähne der Prothese auswählt und virtuell zur Totalprothese aufstellt. Anschließend wird eine virtuelle Aufstellhilfe basierend auf dem virtuellen Kiefermodell und den berechneten Positions- und Ausrichtungsdaten der Zähne generiert, wobei in der Aufstellhilfe die Zahnaufstellung in Form von Teil-Zahnausnehmungen oder Teil- Zahnimpressionen ausgebildet sind. Schließlich werden die Konstruktionsdaten der virtuellen Aufstellhilfe in eine Rapid-Prototyping-Vorrichtung eingegeben, woraufhin die Fertigung der realen Aufstellhilfe unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten in der Rapid-Prototyping-Vorrichtung erfolgt. Auch hier kommt bevorzugt das zuvor beschriebene 3D-Printing-Rapid- Prototyping-Verfahren mit der PolyJet-Technologie zum Einsatz.First, the toothless upper jaw and the edentulous mandible of a patient are molded, then an upper jaw model and a lower jaw model to produce in a known manner. The upper jaw model and the lower jaw model are then aligned with each other, which in turn can be done in an articulator. The positions of the models aligned in this way are recorded using position coordinates. The upper jaw model and / or the lower jaw model are then inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model. Subsequently, a virtual jaw model is generated in which the position coordinates are identified in order to adopt the alignment made in the articulator into the virtual jaw model. Subsequently, a calculation of the position and the orientation of the artificial teeth for the corresponding virtual jaw model based on stored in a computer unit algorithms, wherein a database of the computer unit contains the usable tooth shapes, preferably sets of usable tooth shapes, for a full denture to be produced and taking into account the individual Jaw geometries according to dental parameters selects the teeth of the prosthesis and sets up virtually to complete denture. Subsequently, a virtual erection aid is generated based on the virtual jaw model and the calculated position and orientation data of the teeth, wherein the set-up in the form of partial tooth recesses or partial dental impressions are formed in the erection aid. Finally, the virtual erector design data is input to a rapid prototyping apparatus, whereupon the manufacture of the real erection aid is performed using the inputted design data in the rapid prototyping apparatus. Here, too, the previously described 3D printing rapid prototyping method with the PolyJet technology is preferably used.
Unter Verwendung dieser Aufstellhilfe, in der die Zahnaufstellung in Form von Teil- Zahnausnehmungen oder Teil-Zahnimpressionen ausgebildet ist, kann nunmehr in einfacher Art und Weise eine Totalprothese als Zahnersatz für zahnlose Patienten hergestellt werden. Dabei werden die entsprechenden künstlichen Zähne, die bei der Herstellung der Aufstellhilfe von der Rechnereinheit ausgewählt wurden, einfach in die Teil-Zahnausnehmungen bzw. Teil-Zahnimpressionen der Aufstellhilfe eingesetzt. Anschließend werden die aus der Aufstellhilfe herausragenden freistehenden Bereiche der künstlichen Zähne über eine weiche Wachsschicht oder eine ähnliche Masse mit dem zugehörigen Kiefermodell bzw. beiden Kiefermodellen verbunden. Schließlich kann die Aufstellhilfe entfernt und die Totalprothese in an sich bekannter zahntechnischer Weise fertig gestellt werden.Using this positioning aid, in which the tooth set-up is designed in the form of partial tooth recesses or partial tooth impressions, a complete denture can now be produced as a tooth replacement for edentulous patients in a simple manner. In this case, the corresponding artificial teeth, which were selected in the preparation of the erection of the computer unit, simply inserted into the partial Zahnausnehmungen or partial dental impressions of the erection. Subsequently, the freestanding areas of the artificial teeth protruding from the erection aid are over a soft wax layer or a similar mass with the associated jaw model or connected to both jaw models. Finally, the erection can be removed and the full denture in a conventional dental technology way to be completed.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Aufstellhilfe besteht darin, dass quasi jede Person nach kurzer Unterweisung in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren in die Lage versetzt wird, eine Totalprothese herzustellen, da das Verfahren das Fachwissen und die Fingerfertigkeit des Zahntechnikers bereitstellt.A significant advantage of this positioning aid is that virtually every person after a brief instruction with respect to the inventive method is able to produce a full denture, since the method provides the expertise and dexterity of the dental technician.
Gemäß einer weiteren spezifischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das prothetische Bauteil eine Okklusionsschiene. Dabei wird das Verfahren bevorzugt wie folgt durchgeführt:According to a further specific embodiment of the method according to the invention, the prosthetic component is a occlusion splint. The method is preferably carried out as follows:
Zunächst werden wieder der Oberkiefer und der Unterkiefer eines Patienten abgeformt und ein entsprechendes Oberkiefermodell und Unterkiefermodell erzeugt. Die Modelle werden dann zueinander ausgerichtet, was wiederum in einem Artikulator erfolgen kann. Die Position des ausgerichteten Oberkiefermodells und des ausgerichteten Unterkiefermodells werden anhand von Positionskoordinaten erfasst, woraufhin die Modelle in eine Meßeinrichtung zum Scannen des entsprechenden Kiefermodells eingesetzt werden. Anschließend wird ein virtuelles Kiefermodell erzeugt, indem die Positionskoordinaten identifiziert werden. Basierend auf diesem virtuellen Kiefermodell wird dann eine virtuelle Okklusionsschiene anhand von in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen generiert, deren Konstruktionsdaten dann in eine Rapid-Prototyping- Vorrichtung eingegeben werden, die schließlich die reale Okklusionsschiene unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten fertigt.First, the upper jaw and the lower jaw of a patient are again molded and a corresponding upper jaw model and lower jaw model are produced. The models are then aligned with each other, which in turn can be done in an articulator. The position of the aligned upper jaw model and the aligned lower jaw model are detected using position coordinates, whereupon the models are inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model. Then, a virtual jaw model is created by identifying the position coordinates. Based on this virtual jaw model, a virtual occlusion splint is then generated from algorithms deposited in a computational unit, the design data of which is then input to a rapid prototyping device which eventually makes the real occlusion splint using the input design data.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das prothetische Bauteil eine Suprakonstruktion, wobei dieses Verfahren bevorzugt mit den nachfolgenden Verfahrensschritten ausgeführt wird.According to a further embodiment of the method according to the invention, the prosthetic component is a superstructure, this method preferably being carried out with the following method steps.
Der Oberkiefer und der Unterkiefer eines Patienten werden mit den darin vorhandenen Implantaten, an denen zu einem späteren Zeitpunkt die Prothese befestigt werden soll, abgeformt, woraufhin wieder ein Ober- und ein Unterkiefermodell erzeugt werden. Diese werden ebenso wie zuvor relativ zueinander ausgerichtet, woraufhin die Positionen der ausgerichteten Kiefermodelle anhand von Positionskoordinaten erfasst werden. Das Oberkiefermodell und das Unterkiefermodell werden in eine Meßeinrichtung zum Scannen des entsprechenden Kiefermodells eingesetzt, woraufhin wiederum ein virtuelles Kiefermodell erzeugt wird. Nach dem Identifizieren bzw. Markieren der Positionskoordinaten in dem virtuellen Kiefermodell werden die jeweilige Position und Ausrichtung der Implantate für das entsprechende virtuelle Kiefermodell anhand von in einer Recheneinheit hinterlegten Algorithmen berechnet, wobei eine Datenbank der Recheneinheit die verwendbaren Geometrien für die Suprakonstruktion enthält und unter Berücksichtigung der individuellen Kiefergeometrien und der Implantate nach zahnmedizinischen Parametern auswählt. Daraufhin wird eine virtuelle Suprakonstruktion basierend auf dem virtuellen Kiefermodell, den darin enthaltenen virtuellen Implantaten und den berechneten Positions- und Ausrichtungsdaten generiert, was wiederum anhand von in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen erfolgt. Die Konstruktionsdaten der virtuellen Suprakonstruktion werden dann in eine Rapid- Prototyping-Vorrichtung eingegeben, die daraufhin die reale Suprakonstruktion unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten fertigt.The upper jaw and the lower jaw of a patient are with the existing implants, in which at a later time the prosthesis is to be attached, molded, whereupon a top and a lower jaw model are generated again. These become relative as before aligned, whereupon the positions of the aligned jaw models are detected by means of position coordinates. The upper jaw model and the lower jaw model are inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model, whereupon in turn a virtual jaw model is generated. After identifying or marking the position coordinates in the virtual jaw model, the respective position and orientation of the implants for the corresponding virtual jaw model are calculated on the basis of algorithms stored in a computational unit, wherein a database of the arithmetic unit contains the usable geometries for the superstructure and taking into account individual jaw geometries and implants according to dental parameters. Subsequently, a virtual superstructure is generated based on the virtual jaw model, the virtual implants contained therein and the calculated position and orientation data, which in turn is based on algorithms stored in a computer unit. The design data of the virtual superstructure is then input to a rapid prototyping device, which then fabricates the real superstructure using the input design data.
Schließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf Verfahren, mit deren Hilfe prothetische Bauteile nicht direkt sondern indirekt hergestellt werden. Indirekt kann beispielsweise bedeuten, dass eine Gussform zur Herstellung des prothetischen Bauteils mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und nicht das Bauteil selbst erzeugt wird.Finally, the present invention also relates to methods by means of which prosthetic components are not produced directly but indirectly. Indirectly, for example, mean that a mold for the production of the prosthetic component by means of the method according to the invention and not the component itself is generated.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand beispielhafter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:Further details, features and advantages of the invention will be described below with reference to exemplary embodiments of the method according to the invention with reference to the accompanying drawings. In the drawing shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Artikulators, in den ein Oberkiefermodell und ein Unterkiefermodell eingesetzt sind;1 is a perspective view of a virtual articulator in which a maxillary model and a mandibular model are inserted;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Modells mit rechnergesteuert ermittelter Totalaufstellung; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Artikulators mit darin gehaltener Aufstellhilfe;FIG. 2 shows a perspective view of a virtual model with computer-controlled total installation; FIG. 3 shows a perspective view of a virtual articulator with a positioning aid held therein;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Artikulatorausschnitts mit darin positionierter Aufstellhilfe, in die Zähne eingesetzt sind;4 is a perspective view of a Artikulatorausschnitts with positioning aid positioned therein, are inserted into the teeth.
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 4 dargestellten Artikulatorausschnitts mit zusätzlich in diesem angeordnetem Oberkiefermodell;5 shows a perspective view of the articulator section shown in FIG. 4 with an upper jaw model additionally arranged in the latter;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Artikulatorausschnitts mit darin angeordneter Aufstellhilfe, in die Zähne eingesetzt sind, sowie mit darin eingesetztem Unterkiefermodell;6 shows a perspective view of an articulator cutout with an erection aid arranged therein, into which teeth are inserted, and with a lower jaw model inserted therein;
Fig. 7 einen speziellen, mit einem Artikulator zusammenwirkenden Halter für die oben genannte Aufstellhilfe;FIG. 7 shows a special holder cooperating with an articulator for the abovementioned positioning aid; FIG.
Fig. 8 die Aufstellhilfe in einer Gesamtansicht mit Halter und in einer Teilansicht von unten mit Zahnteilimpressionen für einen Unterkiefer;8 shows the erection aid in an overall view with holder and in a partial view from below with tooth part impressions for a lower jaw;
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Oberkiefermodells mit darauf aufgesetzter virtueller Okklusionsschiene;9 shows a perspective view of a virtual upper jaw model with a virtual occlusion splint placed thereon;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Kiefermodells mit am Unterkiefermodell angeordneter Suprakonstruktion und10 is a perspective view of a virtual jaw model arranged on the lower jaw model superstructure and
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Unterkiefermodells, in dem ein virtuelles Brückengerüst zur Herstellung einer Gussform für eine Brücke angeordnet ist.11 shows a perspective view of a virtual lower jaw model in which a virtual bridge framework for producing a casting mold for a bridge is arranged.
Gleiche Bezugsziffern beziehen sich nachfolgend auf gleichartige Bauteile.Like reference numerals refer to similar components below.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das zur Herstellung einer Totalprothese dient, werden die nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 8 genauer beschriebenen Schritte durchgeführt:According to a preferred embodiment of a first embodiment of the method according to the invention, which is used to produce a complete denture, the steps described in more detail below with reference to FIGS. 1 to 8 are carried out:
Zunächst werden beim Zahnarzt Abdrücke des Oberkiefers und des Unterkiefers des zahnlosen Patienten erzeugt (Abdrucknahme). Die Abdrucknahme erfolgt bevorzugt unter Verwendung eines Gesichtsbogens, über den die exakte räumliche Zuordnung der Kieferhälften relativ zueinander erfasst werden kann (Relationsbestimmung/Bissnahme). Basierend auf diesen Abdrücken werden ein Oberkiefermodell und ein Unterkiefermodell erzeugt, beispielsweise durch Umgießen der Abdrücke mit einer Gipsmasse. Die Kiefermodelle werden zusammen mit den räumlichen Zuordnungsdaten an ein Dentallabor gesendet. Dort werden das Oberkiefermodell und das Unterkiefermodell basierend auf den räumlichen Zuordnungsdaten in einen herkömmlichen Artikulator derart eingesetzt, dass die räumliche Zuordnung der Modelle der tatsächlichen räumlichen Zuordnung des Oberkiefers und des Unterkiefers des Patienten entspricht. Artikulatoren an sich sind im Stand der Technik bekannt, weshalb der genaue Aufbau nachfolgend nicht näher beschrieben wird.First, impressions of the maxilla and mandible of the edentulous patient are produced at the dentist (impression taking). The impression is preferably taken using a face bow, via which the exact spatial allocation of the jaw halves relative to each other can be detected (Relations determination / Bissnahme). Based on these impressions, an upper jaw model and a lower jaw model are produced, for example by casting over the impressions with a gypsum mass. The jaw models are sent to a dental laboratory along with the spatial assignment data. There, the upper jaw model and the lower jaw model are used based on the spatial assignment data in a conventional articulator such that the spatial assignment of the models corresponds to the actual spatial allocation of the patient's maxilla and mandible. Articulators per se are known in the art, which is why the exact structure is not described in detail below.
Daraufhin werden die Kiefermodelle in einer entsprechenden Meßeinrichtung, wie beispielsweise einem Laserscanner, einem Streifenlichtprojektor oder dergleichen, dreidimensional ausgemessen, insbesondere gescannt, und die auf diese Weise generierten dreidimensionalen Kieferdaten unter Verwendung einer geeigneten Rechnereinheit und eines entsprechenden Verarbeitungsprogramms in einen virtuellen Artikulator 10 übertragen, so dass sich die in Fig. 1 dargestellte Anordnung ergibt.Then, the jaw models in a corresponding measuring device, such as a laser scanner, a strip light projector or the like, three-dimensionally measured, in particular scanned, and transferred in this way generated three-dimensional jaw data using a suitable computer unit and a corresponding processing program in a virtual articulator 10, so that results in the arrangement shown in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt einen virtuellen Artikulator 10, in dem ein virtuelles Oberkiefermodell 12 und ein virtuelles Unterkiefermodell 14 angeordnet sind, wobei die räumliche Zuordnung des virtuellen Oberkiefermodells 12 relativ zum virtuellen Unterkiefermodell 14 derjenigen räumlichen Zuordnung in dem tatsächlichen Artikulator entspricht.1 shows a virtual articulator 10 in which a virtual upper jaw model 12 and a virtual lower jaw model 14 are arranged, the spatial allocation of the virtual upper jaw model 12 relative to the virtual lower jaw model 14 corresponding to that spatial assignment in the actual articulator.
Basierend auf den erfassten Abmessungsdaten des virtuellen Oberkiefermodells 12 und des virtuellen Unterkiefermodells 14 sowie basierend auf den räumlichen Zuordnungsdaten der virtuellen Kiefermodelle 12 und 14 relativ zueinander, wählt das Datenverarbeitungsprogramm nunmehr anhand von in dem Datenverarbeitungsprogramm vordefinierten Kriterien einen Satz von künstlichen Zähnen aus einer Mehrzahl von Zahnsätzen aus, der in Größe und Form der einzelnen Zähne am besten zur Erzeugung der Vollprothese geeignet ist. Nach Auswahl des Zahnsatzes werden, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die einzelnen virtuellen Zähne 16 des ausgewählten Zahnsatzes anhand definierter Algorithmen in den virtuellen Kiefermodellen 12 und 14 positioniert und entsprechend ausgerichtet, wodurch eine virtuellen Prothese 18 erzeugt wird. Die verwendeten Algorithmen wurden anhand von zahnmedizinischen/zahntechnischen Parametern erstellt und in dem Datenverarbeitungsprogramm hinterlegt.Based on the acquired dimensional data of the virtual maxillary model 12 and the virtual mandibular model 14 and based on the spatial mapping data of the virtual jaw models 12 and 14 relative to each other, selects the data processing program now based on predefined criteria in the data processing program, a set of artificial teeth from a plurality of sets of teeth, which is best suited in size and shape of the individual teeth to produce the full denture. After selection of the set of teeth, as shown in Fig. 2, the individual virtual teeth 16 of the selected set of teeth are positioned and aligned according to defined algorithms in the virtual jaw models 12 and 14, whereby a virtual prosthesis 18 is generated. The algorithms used were created on the basis of dental / dental technical parameters and stored in the data processing program.
Basierend auf der virtuellen Prothese 18, genauer gesagt, basierend auf den Positionsdaten der virtuellen Zähne 16, wird nunmehr automatisch anhand entsprechender Algorithmen eine virtuelle Aufstellhilfe 20 generiert, wie in Fig. 3 gezeigt. Die virtuelle Aufstellhilfe 20 ist im wesentlichen plattenartig ausgebildet und weist Zahn-Teilabdrücke der virtuellen Zähne 16 auf. Bei den in Fig. 3 dargestellten virtuellen Zahn-Teilabdrücken 22 handelt es sich um diejenigen der virtuellen Zähne 16 des virtuellen Oberkiefers 12. In der gleichen Platte 20 sind die virtuellen Zahnteilabdrücke 36 des virtuellen Unterkiefers 14 ausgebildet (nicht sichtbar in Fig. 3). Die Impressionen beinhalten die Positionierung der zukünftigen Okklusion. Die virtuelle Aufstellhilfe 20 kann wahlweise sowohl die virtuellen Zahn- Teilabdrücke 22 des virtuellen Oberkiefermodells 12 als auch diejenigen des virtuellen Unterkiefermodells 14 aufweisen. Alternativ können für die virtuellen Zahn-Teilabdrücke 22 des virtuellen Oberkiefermodells 12 und für diejenigen 36 des virtuellen Unterkiefermodells 14 auch jeweils eine separate Aufstellhilfe generiert werden.Based on the virtual prosthesis 18, more precisely based on the position data of the virtual teeth 16, a virtual positioning aid 20 is now automatically generated on the basis of corresponding algorithms, as shown in FIG. 3. The virtual erection aid 20 is substantially plate-like and has tooth partial impressions of the virtual teeth 16. The virtual tooth partial impressions 22 shown in FIG. 3 are those of the virtual teeth 16 of the virtual upper jaw 12. In the same plate 20, the virtual tooth part impressions 36 of the virtual mandible 14 are formed (not visible in FIG. 3). The impressions include the positioning of the future occlusion. The virtual erection aid 20 can optionally have both the virtual tooth partial impressions 22 of the virtual upper jaw model 12 and those of the virtual lower jaw model 14. Alternatively, for each of the virtual tooth partial impressions 22 of the virtual upper jaw model 12 and for those 36 of the virtual lower jaw model 14, a separate erection aid can be generated.
Die dreidimensionalen Daten der auf diese Weise generierten virtuellen Aufstellhilfe 20 werden nunmehr einer Rapid-Prototyping-Einrichtung in Form einer dreidimensionalen Druckereinrichtung zugeführt, welche aus den Daten der virtuellen Aufstellhilfe 20 im schichtweisen Aufbau eine tatsächliche Aufstellhilfe 24 erzeugt. Bei der Druckereinrichtung handelt es sich bevorzugt um eine solche, die derart ausgelegt ist, dass wenigstens zwei verschiedene Materialien gedruckt werden können, und zwar ein Modellmaterial zum Erzeugen der Aufstellhilfe 20 und ein Stützmaterial zum Erzeugen einer Supportstruktur, die während des schichtweisen Aufbaus der Aufstellhilfe zur Abstützung von Bereichen der Aufstellhilfe dient.The three-dimensional data of the virtual erection aid 20 generated in this way are now supplied to a rapid prototyping device in the form of a three-dimensional printer device, which generates an actual erection aid 24 from the data of the virtual erection aid 20 in a layered construction. The printer device is preferably one which is designed so that at least two different materials can be printed, namely a model material for producing the positioning aid 20 and a support material for producing a support structure, which during the layered structure of the erection aid for supporting areas of the erection aid is used.
Bei dem Modellmaterial handelt es sich bevorzugt um ein Photopolymer, das bei Bestrahlung mit UV-Licht aushärtet. Dazu ist im Druckerkopf bevorzugt eine UV- Belichtungseinrichtung vorgesehen, die das Modellmaterial unmittelbar nach dem Auftrag aushärtet.The model material is preferably a photopolymer which hardens upon irradiation with UV light. For this purpose, a UV exposure device is preferably provided in the printer head, which hardens the model material immediately after the order.
Das Stützmaterial ist nach Fertigstellung der Aufstellhilfe 20 leicht entfernbar, beispielsweise mit Hilfe eines Wasserstrahls oder dergleichen. Als besonders geeignet haben sich beispielsweise die auf der sogenannten PolyJet-Technologie basierenden Rapid-Prototyping-Systeme erwiesen, die von der Firma Object Geometries Ltd. erhältlich sind, wie beispielsweise die Modelle Eden 250 und Eden 500 V.The support material is easily removable after completion of the erection aid 20, for example by means of a jet of water or the like. For example, the rapid prototyping systems based on the so-called PolyJet technology, which have been developed by the company Object Geometries Ltd., have proven particularly suitable. available, such as the models Eden 250 and Eden 500 V.
Unter Übernahme der exakten räumlichen Anordnung der virtuellen Aufstellhilfe 20 in den virtuellen Artikulator 10, die in Fig. 3 gezeigt ist, wird die tatsächliche Aufstellhilfe 24 in einen tatsächlichen Artikulator 26 eingesetzt, was unter Verwendung einer Positioniereinrichtung in Form eines Halters 28 erfolgt, der separat in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellt ist. Der Halter 28 weist eine Sockelplatte 38 auf, die mit dem Artikulatorfuß lösbar verbunden werden kann. Auf dem Sockel 38 sitzt ein Teleskopverbinder 40 mit einem Zylinderstift 42, der in Millimeterabständen mit Ringnuten zur axialen Verstellbarkeit versehen ist. Mit einer Fixierschraube 44 findet die Festlegung der Höhenposition statt. Am oberen Ende des Halters 28 ist ein Sitz für die Befestigung der plattenförmigen Aufstellhilfe 24 vorgesehen, die mittels einer Feststellschraube 46 auf dem Halter in exakter Position fixiert wird, siehe Fig. 8. In den tatsächlichen Zahn- Teilabdrücken für Ober- und Unterkiefer der tatsächlichen Aufstellhilfe 24, die in Fig. 8 oben für die Zähne des Oberkiefers und darunter für die Zähne des Unterkiefers dargestellt sind, werden nunmehr tatsächliche künstliche Zähne 30 angeordnet, wobei die tatsächlichen Zähne 30 durch das Einsetzen in die tatsächlichen Zahn-Teilabdrücke der tatsächlichen Aufstellhilfe 24 automatisch positioniert und ausgerichtet werden, siehe hierzu Fig. 4. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird anschließend ein tatsächliches Oberkiefermodell 32 in den tatsächlichen Artikulator 26 eingesetzt und werden die tatsächliche Aufstellhilfe 24 und das tatsächliche Oberkiefermodell 32 derart aufeinander zu bewegt, dass die tatsächlichen Zähne 30 unter Verwendung eines Haftmaterials am tatsächlichen Oberkiefermodell 32 befestigt werden. Auf die gleiche Art und Weise wird auch das entsprechende tatsächliche Unterkiefermodell 34 mit tatsächlichen Zähnen versehen, was schematisch in Fig. 6 gezeigt ist.Taking over the exact spatial arrangement of the virtual erection aid 20 in the virtual articulator 10, which is shown in Fig. 3, the actual erection aid 24 is inserted into an actual articulator 26, which is carried out using a positioning device in the form of a holder 28, the separately is shown in Fig. 7 and Fig. 8. The holder 28 has a base plate 38 which can be detachably connected to the articulator foot. On the base 38 sits a telescopic connector 40 with a cylindrical pin 42 which is provided in millimeter intervals with annular grooves for axial adjustability. With a fixing screw 44, the determination of the height position takes place. At the upper end of the holder 28, a seat for fixing the plate-shaped positioning aid 24 is provided, which is fixed by means of a locking screw 46 on the holder in an exact position, see Fig. 8. In the actual partial tooth impressions for upper and lower jaw of the actual Aufstellhilfe 24, which are shown in Fig. 8 above for the teeth of the upper jaw and below for the teeth of the lower jaw, now actual artificial teeth 30 are arranged, the actual teeth 30 by insertion into the actual tooth partial imprints of the actual erection aid 24th be automatically positioned and aligned, see Fig. 4. As shown in FIG. 5, an actual upper jaw model 32 is then inserted into the actual articulator 26, and the actual deployment aid 24 and actual upper jaw model 32 are moved toward each other such that the actual teeth 30 are attached to the actual upper jaw model 32 using adhesive material become. In the same manner, the corresponding actual lower jaw model 34 is also provided with actual teeth, which is shown schematically in FIG.
Ausgehend von den mit tatsächlichen Zähnen versehenen tatsächlichen Kiefermodellen kann nunmehr auf herkömmliche Art und Weise eine Totalprothese erzeugt werden.Starting from the actual jaw models provided with actual teeth, a full denture can now be produced in a conventional manner.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Totalprothese besteht darin, dass wesentliche Verfahrensschritte rechnergestützt durchgeführt werden. Insbesondere die zeitaufwändige Positionierung und Ausrichtung der Zähne im Ober- bzw. Unterkiefermodell, die normalerweise manuell durch den Zahntechniker erfolgt, und ohne das Fachwissen und die Fingerfertigkeit desselben kaum möglich ist, wird erfindungsgemäß automatisiert, indem rechnergesteuert eine Aufstellhilfe generiert wird, welche Form und Größe der Zähne, die Positionierung sowie die Ausrichtung der Zähne in den entsprechenden Kiefermodellen vorgibt. Um mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Totalprothese herstellen zu können, muss die entsprechende Person lediglich dazu in der Lage sein, die beim Zahnarzt hergestellten Kiefermodelle ordnungsgemäß im Artikulator zu positionieren und das entsprechende Datenverarbeitungsprogramm zu bedienen. Anders ausgedrückt kann das erfindungsgemäße Verfahren auch von einer Person durchgeführt werden, die nicht über die Fähigkeiten eines Zahntechnikers verfügt.An advantage of the method according to the invention for producing a complete prosthesis is that essential method steps are performed computer-assisted. In particular, the time-consuming positioning and alignment of the teeth in the upper or lower jaw model, which is normally done manually by the dental technician, and without the expertise and the dexterity of the same is hardly possible, is automated according to the invention by computer-controlled an erection is generated, which shape and size the teeth, the positioning and the alignment of the teeth in the corresponding jaw models. In order to be able to produce a full denture with the aid of the method according to the invention, the corresponding person need only be able to properly position the jaw models produced by the dentist in the articulator and to operate the corresponding data processing program. In other words, the method according to the invention can also be carried out by a person who does not have the skills of a dental technician.
Eine weitere Ausführungsform einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die zur Herstellung einer Okklusionsschiene dient, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben, die ein virtuelles Oberkiefermodell 50 zeigt, auf dem eine virtuelle Okklusionsschiene 52 angeordnet ist. Da die einzelnen Verfahrensschritte denjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsform ähneln, wurde auf eine erneute bildliche Darstellung sämtlicher Verfahrensschritte verzichtet. Bei dieser Ausführungsform einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die zur Herstellung einer Okklusionsschiene dient, werden ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Totalprothese ein Oberkiefermodell und ein Unterkiefermodell erzeugt, die in einem Artikulator einander räumlich zugeordnet werden. Daraufhin werden die Kiefermodelle in einer entsprechenden Meßeinrichtung dreidimensional ausgemessen und die auf diese Weise generierten dreidimensionalen Kieferdaten unter Verwendung einer geeigneten Rechnereinheit und eines entsprechenden Verarbeitungsprogramms in einen virtuellen Artikulator übertragen, um ein virtuelles Kiefermodell zu erzeugen, dessen räumliche Zuordnung derjenigen in dem tatsächlichen Artikulator entspricht.A further embodiment of an embodiment of the method according to the invention which is used to produce an occlusal splint will be described below with reference to FIG. 9, which shows a virtual maxillary model 50 on which a virtual occlusion splint 52 is arranged. Since the individual method steps are similar to those of the previously described embodiment, a renewed pictorial representation of all method steps has been dispensed with. In this embodiment of an embodiment of the method according to the invention, which is used to produce an occlusal splint, a maxilla model and a mandibular model are generated similar to the previously described embodiment of the inventive method for producing a complete denture, which are spatially associated in an articulator. Thereafter, the jaw models are measured three-dimensionally in a corresponding measuring device and the three-dimensional jaw data generated in this way are transferred into a virtual articulator using a suitable computer unit and a corresponding processing program to produce a virtual jaw model whose spatial assignment corresponds to that in the actual articulator.
Basierend auf dem virtuellen Kiefermodell wird dann die in Fig. 9 dargestellte virtuelle Okklusionsschiene 52 anhand definierter Algorithmen eines Datenverarbeitungsprogramms generiert, deren Konstruktionsdaten einer Rapid- Prototyping-Vorrichtung zugeführt werden. Auch bei dieser Rapid-Prototyping- Vorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Druckervorrichtung der in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen PolyJet-Technologie. Die Rapid- Prototyping-Vorrichtung erzeugt schließlich basierend auf den ihr zugeführten Konstruktionsdaten der virtuellen Okklusionsschiene 52 schichtweise die reale Okklusionsschiene, die nach ihrer Fertigstellung direkt von dem Patienten verwendet werden kann.Based on the virtual jaw model, the virtual occlusion splint 52 shown in FIG. 9 is then generated on the basis of defined algorithms of a data processing program, the design data of which are fed to a rapid prototyping device. This rapid prototyping device is also preferably a printer device of the PolyJet technology described in relation to the first exemplary embodiment. The rapid prototyping device finally generates the real occlusion splint, which can be used directly by the patient after its completion, based on the virtual occlusion splint 52 design data supplied to it.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens dient zur Herstellung einer Suprakonstruktion und wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben, die eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Unterkiefermodells 62 zeigt, in das eine virtuelle Suprakonstruktion 64 eingesetzt ist. Das Verfahren wird dabei wie folgt durchgeführt:A further embodiment of the method according to the invention serves to produce a superstructure and will be described below with reference to FIG. 10, which shows a perspective view of a virtual lower jaw model 62 into which a virtual superstructure 64 is inserted. The procedure is carried out as follows:
Zunächst werden der Oberkiefer und der Unterkiefer eines Patienten mit den im Unterkiefer vorhandenen Implantaten zur Befestigung der zu erzeugenden Suprakonstruktion abgeformt und entsprechende Oberkiefer- und Unterkiefermodelle erzeugt. Diese werden dann wieder in einem Artikulator zueinander ausgerichtet, woraufhin die Position der ausgerichteten Modelle anhand von Positionskoordinaten erfasst wird. Anschließend werden das Oberkiefermodell und das Unterkiefermodell in eine Meßeinrichtung zum Scannen des entsprechenden Kiefermodells eingesetzt, um ein virtuelles Kiefermodell mit dem virtuellen Oberkiefer 60 und dem virtuellen Unterkiefer 62 zu erzeugen. Dann werden die Positionskoordinaten in dem virtuellen Kiefermodell identifiziert bzw. markiert, so dass die Geometrie und Ausrichtung der relevanten Bereiche mit denjenigen der in dem Artikulator angeordneten realen Modelle übereinstimmt. Daraufhin werden die Position und die Ausrichtung der Implantate für das entsprechende virtuelle Kiefermodell anhand von in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen berechnet, wobei eine Datenbank der Rechnereinheit die verwendbaren Geometrien für die Suprakonstruktion enthält und unter Berücksichtigung der individuellen Kiefergeometrien und der virtuellen Implantate nach zahnmedizinischen Parametern auswählt. Anschließend wird die virtuelle Suprakonstruktion 64 basierend auf dem virtuellen Kiefermodell, den virtuellen Implantaten und den berechneten Positions- und Ausrichtungsdaten generiert, was wiederum unter Verwendung von in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen erfolgt. Schließlich werden die Konstruktionsdaten der Suprakonstruktion einer Rapid-Prototyping-Vorrichtung obiger Technologie zugeführt. Diese erzeugt dann eine reale Suprakonstruktion, die der virtuellen Suprakonstruktion 64 in Fig. 10 entspricht.First, the upper jaw and the lower jaw of a patient are molded with the existing implants in the lower jaw for attachment of the superstructure to be generated and corresponding upper jaw and lower jaw models produced. These are then aligned again in an articulator, whereupon the position of the aligned models is detected using position coordinates. Subsequently, the upper jaw model and the lower jaw model are inserted into a measuring device for scanning the corresponding jaw model in order to produce a virtual jaw model with the virtual upper jaw 60 and the virtual lower jaw 62. Then, the position coordinates in the virtual jaw model are identified or marked so that the geometry and orientation of the relevant regions coincide with those of the real models located in the articulator. Subsequently, the position and the orientation of the implants for the corresponding virtual jaw model are calculated using algorithms stored in a computer unit, wherein a database of the computer unit contains the usable geometries for the superstructure and selects according to dental parameters taking into account the individual jaw geometries and the virtual implants. Subsequently, the virtual superstructure 64 is generated based on the virtual jaw model, the virtual implants, and the calculated position and orientation data, again using algorithms stored in a computing unit. Finally, the design data of the superstructure is fed to a rapid prototyping device of the above technology. This then creates a real superstructure that corresponds to the virtual superstructure 64 in FIG.
Ein letztes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, das zum Herstellen einer Gussform zur Herstellung einer Brücke dient, ist in Fig. 11 gezeigt, die eine perspektivische Ansicht eines virtuellen Unterkiefers 70 zeigt, auf den ein virtuelles Brückengerüst 72 zur Herstellung einer Gussform für eine Brücke aufgesetzt ist. Das Verfahren entspricht demjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Suprakonstruktion mit Ausnahme der Tatsache, dass anstelle der Suprakonstruktion das Brückengerüst zur Herstellung der Gussform für die Brücke zunächst virtuell generiert und anschließend basierend auf den virtuellen Geometriedaten unter Verwendung einer Rapid-Prototyping-Vorrichtung erzeugt wird.A final embodiment of the method according to the invention, which is used for producing a casting mold for the manufacture of a bridge, is shown in FIG. 11, which shows a perspective view of a virtual mandible 70 on which a virtual bridge frame 72 for producing a casting mold for a bridge is placed , The method is similar to that of the previously described embodiment of the inventive method for producing the superstructure, except that instead of the superstructure, the bridge framework for producing the casting mold for the bridge is first virtually generated and then based on the virtual geometry data using a rapid prototyping method. Device is generated.
Es sollte klar sein, dass Einzelmerkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele ausgetauscht oder ergänzt werden können, wo dies sinnvoll erscheint. Ferner sollte klar sein, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens in keiner Weise einschränkend sind. Vielmehr sind Modifikationen und Änderungen möglich, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert ist. It should be understood that individual features of the various embodiments may be interchanged or supplemented where appropriate. Further It should be understood that the embodiments of the inventive method described above are in no way limiting. Rather, modifications and changes are possible without departing from the scope of the present invention, which is defined by the appended claims.
BezuqszeichenlisteLIST OF REFERENCES
10 virtueller Artikulator 50 virtuelles Unterkiefermodell10 virtual articulator 50 virtual mandible model
12 virtuelles Oberkiefermodell 52 virtuelle Okklusionsschiene12 virtual maxillary model 52 virtual occlusal splint
14 virtuelles Unterkiefermodell 62 virtuelles Unterkiefermodell14 virtual lower jaw model 62 virtual lower jaw model
16 virtuelle Zähne 64 virtuelle Suprakonstruktion16 virtual teeth 64 virtual superstructure
18 virtuelle Prothese 70 virtueller Unterkiefer18 virtual prosthesis 70 virtual mandible
20 virtuelle Aufstellhilfe 72 virtuelles Brückengerüst20 virtual erection aid 72 virtual bridge framework
22 virtuelle Zahn-Teilabdrücke22 virtual tooth partial impressions
24 tatsächliche Aufstellhilfe24 actual erection aid
26 tatsächlicher Artikulator26 actual articulator
28 Positioniereinrichtung28 positioning device
30 tatsächliche Zähne30 actual teeth
32 tatsächliches Oberkiefermodell32 actual upper jaw model
34 tatsächliches Unterkiefermodell34 actual mandibular model
36 virtuelle Zahn-Teilabdrücke Unterkiefer36 virtual tooth partial impressions lower jaw
38 Sockelplatte38 base plate
40 Teleskopverbinder40 telescopic connectors
42 Zylinderstift42 cylindrical pin
44 Fixierschraube44 fixing screw
46 Feststellschraube 46 locking screw

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von prothetischen Bauteilen der Zahnmedizin, insbesondere zum Erzeugen einer zahnmedizinischen Totalprothese und/oder Okklusionsschiene und/oder Suprakonstruktion und/oder Brückenkonstruktion und/oder allgemein Zahnersatz sowie von Provisorien, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verfahrensschritt unter Verwendung eines Rapid- Prototyping-Verfahrens durchgeführt wird, bei dem Material schichtweise zur Erzeugung eines dreidimensionalen Objektes aufgebaut wird.1. A process for the production of prosthetic components of dentistry, in particular for the production of a full dental prosthesis and / or occlusion splint and / or superstructure and / or bridge construction and / or general dental prosthesis and temporaries, characterized in that at least one method step using a Rapid- Prototyping method is performed in which material is built up in layers to produce a three-dimensional object.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:2. The method according to claim 1, characterized by the following method steps:
Abformen der Geometrie des Oberkiefers und/oder Unterkiefers eines Patienten, Anfertigung von entsprechenden Modellen sowie ggf. Zuordnung dieser zueinander, insbesondere in an sich bekannter Weise in einem Artikulator;Molding the geometry of the upper jaw and / or lower jaw of a patient, preparation of corresponding models and, where appropriate, assignment of these to each other, in particular in a conventional manner in an articulator;
Ermittlung der Geometrie der Modelle und ggf. ihrer Zuordnung zueinander mit Hilfe einer Messeinrichtung und Erstellung einer dreidimensionalen Kieferdarstellung bzw. eines entsprechenden Datensatzes in Form virtueller Kiefermodelle;Determination of the geometry of the models and, if appropriate, their assignment to one another with the aid of a measuring device and creation of a three-dimensional jaw representation or a corresponding data set in the form of virtual jaw models;
Eingeben des Datensatzes in ein Rechnerprogramm, dessen Datenbank Daten enthält, die zur virtuellen Generierung des herzustellenden prothetischen Bauteils unter Bezugnahme auf den eingegebenen Datensatz erforderlich sind;Inputting the data set into a computer program whose database contains data which are required for the virtual generation of the prosthetic component to be produced with reference to the input data record;
rechnergestützte virtuelle Konstruktion des herzustellenden prothetischen Bauteils;computer-aided virtual construction of the prosthetic component to be produced;
Eingeben der Konstruktionsdaten der virtuellen Konstruktion des herzustellenden prothetischen Bauteil in eine Rapid-Prototyping-Vorrichtung und Fertigung des realen prothetischen Bauteils unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten in der Rapid-Prototyping-Vorrichtung.Entering the design data of the virtual construction of the prosthetic component to be produced in a rapid prototyping device and Fabrication of the real prosthetic component using the input design data in the rapid prototyping device.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die messtechnische Erfassung der Modellgeometrien durch 3D-Scannen oder nach dem Verfahren der Streifenlichtprojektion vorgenommen wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the metrological detection of the model geometries by 3D scanning or by the method of the striped light projection is made.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausrichten des Oberkiefer- und Unterkiefermodells zueinander unter Verwendung eines Artikulators vorgenommen wird, und dass das Rechnerprogramm einen virtuellen Artikulator aufweist.4. The method of claim 2 or 3, characterized in that the alignment of the upper jaw and lower jaw model to each other is made using an articulator, and that the computer program comprises a virtual articulator.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das prothetische Bauteil aus Kunststoff hergestellt wird.5. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the prosthetic component is made of plastic.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rapid-Prototyping-Vorrichtung eine SD- Druckereinrichtung ist mit an sich bekannter PolyJet-Technologie.6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the rapid prototyping device is an SD printer device with known PolyJet technology.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die SD- Druckereinrichtung derart ausgelegt ist, dass wenigstens zwei verschiedene Materialien gedruckt werden können, und zwar ein Modellmaterial zum Erzeugen des herzustellenden Objekts und ein Stützmaterial zum Erzeugen einer Supportstruktur.7. The method according to claim 6, characterized in that the SD printing device is designed such that at least two different materials can be printed, namely a model material for producing the object to be produced and a support material for producing a support structure.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Modellmaterial ein Photopolymer ist.8. The method according to claim 7, characterized in that the model material is a photopolymer.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützmaterial ein Material ist, das derart beschaffen ist, dass es nach Fertigstellung des Objekts leicht entfernbar ist. A method according to claim 7 or 8, characterized in that the support material is a material adapted to be easily removable after completion of the object.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das prothetischen Bauteil eine Aufstellhilfe zur Herstellung einer Totalprothese für zahnlose Patienten ist.10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the prosthetic component is an erection aid for producing a complete prosthesis for edentulous patients.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:11. The method according to claim 10, characterized by the following method steps:
Abformen des zahnlosen Oberkiefers und des zahnlosen Unterkiefers eines Patienten;Molding the edentulous maxilla and the edentulous mandible of a patient;
Erzeugen eines Oberkiefermodells und eines Unterkiefermodells;Creating an upper jaw model and a lower jaw model;
Ausrichten des Oberkiefermodells und des Unterkiefermodells zueinander;Aligning the upper jaw model and the lower jaw model with each other;
Erfassen der Positionen des ausgerichteten Oberkiefermodells und des ausgerichteten Unterkiefermodells anhand von Positionskoordinaten;Capture the positions of the aligned upper jaw model and the aligned lower jaw model using position coordinates;
Einsetzen des Oberkiefermodells und/oder des Unterkiefermodells in eine Messeinrichtung zum Scannen des entsprechenden Kiefermodells;Inserting the upper jaw model and / or the lower jaw model into a measuring device for scanning the corresponding jaw model;
Erzeugen eines virtuellen Kiefermodells;Creating a virtual jaw model;
Identifizieren bzw. Markieren der Positionskoordinaten in dem virtuellen Kiefermodell;Identifying the position coordinates in the virtual jaw model;
Berechnen der Position und der Ausrichtung der künstlichen Zähne für das entsprechende virtuelle Kiefermodell anhand von in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen, wobei eine Datenbank der Rechnereinheit die verwendbaren Zahnformen für eine herzustellende Totalprothese enthält und unter Berücksichtigung der individuellen Kiefergeometrien nach zahnmedizinischen Parametern die Zähne der Prothese auswählt und virtuell zur Totalprothese aufstellt;Calculating the position and the orientation of the artificial teeth for the corresponding virtual jaw model using algorithms deposited in a computer unit, wherein a database of the computer unit contains the usable tooth forms for a complete prosthesis to be manufactured and, taking into account the individual jaw geometries according to dental parameters, selects the teeth of the prosthesis and erects virtually to the total denture;
Generieren einer virtuellen Aufstellhilfe basierend auf dem virtuellen Kiefermodell und den berechneten Positions- und Ausrichtungsdaten der Zähne, wobei in der Aufstellhilfe die Zahnaufstellung in Form von Teil- Zahnausnehmungen oder Teil-Zahnimpressionen ausgebildet sind;Generate a virtual setup tool based on the virtual jaw model and the calculated position and orientation data Teeth, wherein the Aufstellhilfe the tooth set-up in the form of partial tooth recesses or partial tooth impressions are formed;
Eingeben der Konstruktionsdaten der virtuellen Aufstellhilfe in eine Rapid- Prototyping-Vorrichtung undEntering the design data of the virtual erection aid in a rapid prototyping device and
Fertigung der realen Aufstellhilfe unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten in der Rapid-Prototyping-Vorrichtung.Production of the real erection aid using the entered design data in the rapid prototyping device.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen ferner ein Satz von Zähnen aus einer Mehrzahl von entsprechenden Sätzen ausgewählt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that, based on algorithms stored in a computer unit, a set of teeth is further selected from a plurality of corresponding sets.
13. Aufstellhilfe, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Hilfe eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12 hergestellt ist.13. erection aid, characterized in that it is produced by means of a method according to one or more of claims 10 to 12.
14. Aufstellhilfe nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine virtuelle Aufstellplatte (20) in Form einer individuellen, den Patientengeometrien entsprechenden virtuellen Konstruktion, in der die Zahnaufstellungen in Form von Teil-Zahnausnehmungen oder Teil-Zahnimpressionen ausgebildet sind sowie einer hierauf basierenden identischen realen Aufstellplatte (24) mit entsprechenden Zahnteilausnehmungen (22/36) oder Zahnteilimpressionen, in die die künstlichen Zähne (30) einsetzbar sind.14. erection aid according to claim 13, characterized by a virtual mounting plate (20) in the form of an individual, the patient geometries corresponding virtual construction in which the tooth structures are formed in the form of partial Zahnausnehmungen or partial dental impressions and an identical based thereon real Aufstellplatte ( 24) with corresponding Zahnteilausnehmungen (22/36) or Zahnteilimpressionen in which the artificial teeth (30) can be used.
15. Verfahren zur Herstellung eines Totalprothese als Zahnersatz für zahnlose Patienten unter Verwendung einer Aufstellhilfe nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:15. A method for producing a full denture as a dental prosthesis for edentulous patients using an erection aid according to claim 13, characterized by the following method steps:
Einsetzen von entsprechenden künstlichen Zähnen in die Aufstellhilfe;Inserting corresponding artificial teeth into the erection aid;
Verbinden der aus der Aufstellhilfe herausragenden freistehenden Bereiche der künstlichen Zähne über eine weiche Wachsschicht oder ähnliche Haftmasse mit dem zugehörigen Kiefermodell bzw. beiden Kiefermodellen;Connecting the freestanding areas of the artificial teeth projecting from the erection aid over a soft wax layer or similar adhesive mass with the associated jaw model or both jaw models;
Entfernen der Aufstellhilfe und Fertigstellung der Totalprothese in an sich bekannter zahntechnischer Weise.Removing the installation aid and Completion of the full denture in a conventional dental technique.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das prothetische Bauteil eine Okklusionsschiene ist.16. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the prosthetic component is a occlusion rail.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:17. The method according to claim 16, characterized by the following method steps:
Abformen des Oberkiefers und des Unterkiefers eines Patienten;Molding the maxilla and mandible of a patient;
Erzeugen eines Oberkiefermodells und eines Unterkiefermodells;Creating an upper jaw model and a lower jaw model;
Ausrichten des Oberkiefermodells und des Unterkiefermodells zueinander;Aligning the upper jaw model and the lower jaw model with each other;
Erfassen der Positionen des ausgerichteten Oberkiefermodells und des ausgerichteten Unterkiefermodells anhand von Positionskoordinaten;Capture the positions of the aligned upper jaw model and the aligned lower jaw model using position coordinates;
Einsetzen des Oberkiefermodells und/oder des Unterkiefermodells in eine Messeinrichtung zum Scannen des entsprechenden Kiefermodells;Inserting the upper jaw model and / or the lower jaw model into a measuring device for scanning the corresponding jaw model;
Erzeugen eines virtuellen Kiefermodells;Creating a virtual jaw model;
Identifizieren der Positionskoordinaten in dem virtuellen Kiefermodell;Identifying the position coordinates in the virtual jaw model;
Generieren einer virtuellen Okklusionsschiene basierend auf dem virtuellen Kiefermodell;Generating a virtual occlusion splint based on the virtual jaw model;
Eingeben der Konstruktionsdaten der virtuellen Okklusionsschiene in eine Rapid-Prototyping-Vorrichtung undEntering the design data of the virtual occlusion splint into a rapid prototyping device and
Fertigung der realen Okklusionsschiene unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten in der Rapid-Prototyping-Vorrichtung.Fabrication of the real occlusion splint using the input design data in the rapid prototyping device.
18. Okklusionsschiene, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Hilfe eines Verfahrens nach Anspruch 16 oder 17 hergestellt ist. 18. occlusal splint, characterized in that it is produced by means of a method according to claim 16 or 17.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das prothetische Bauteil eine Suprakonstruktion ist.19. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the prosthetic component is a superstructure.
20. Verfahren nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:20. The method according to claim 19, characterized by the following method steps:
Abformen des Oberkiefers und des Unterkiefers eines Patienten mit den darin vorhandenen Implantaten zur Befestigung der Suprakonstruktion;Molding the upper jaw and lower jaw of a patient with the implants therein to fix the superstructure;
Erzeugen eines Oberkiefermodells und eines Unterkiefermodells;Creating an upper jaw model and a lower jaw model;
Ausrichten des Oberkiefermodells und des Unterkiefermodells zueinander;Aligning the upper jaw model and the lower jaw model with each other;
Erfassen der Positionen des ausgerichteten Oberkiefermodells und des ausgerichteten Unterkiefermodells anhand von Positionskoordinaten;Capture the positions of the aligned upper jaw model and the aligned lower jaw model using position coordinates;
Einsetzen des Oberkiefermodells und/oder des Unterkiefermodells in eine Messeinrichtung zum Scannen des entsprechenden Kiefermodells;Inserting the upper jaw model and / or the lower jaw model into a measuring device for scanning the corresponding jaw model;
Erzeugen eines virtuellen Kiefermodells;Creating a virtual jaw model;
Identifizieren bzw. Markieren der Positionskoordinaten in dem virtuellen Kiefermodell;Identifying the position coordinates in the virtual jaw model;
Berechnen der Position und der Ausrichtung der Implantate für das entsprechende virtuelle Kiefermodell anhand von in einer Rechnereinheit hinterlegten Algorithmen, wobei eine Datenbank der Rechnereinheit die verwendbaren Geometrien für die Suprakonstruktion enthält und unter Berücksichtigung der individuellen Kiefergeometrien und der virtuellen Implantate nach zahnmedizinischen Parametern auswählt;Calculating the position and the orientation of the implants for the corresponding virtual jaw model using algorithms stored in a computer unit, wherein a database of the computer unit contains the usable geometries for the superstructure and selects according to dental parameters, taking into account the individual jaw geometries and the virtual implants;
Generieren einer virtuellen Suprakonstruktion basierend auf dem virtuellen Kiefermodell, den virtuellen Implantaten und den berechneten Positions- und Ausrichtungsdaten der Zähne; Eingeben der Konstruktionsdaten der virtuellen Suprakonstruktion in eine Rapid-Prototyping-Vorrichtung undGenerating a virtual superstructure based on the virtual jaw model, the virtual implants and the calculated position and orientation data of the teeth; Enter the design data of the virtual superstructure into a rapid prototyping device and
Fertigung der realen Suprakonstruktion unter Verwendung der eingegebenen Konstruktionsdaten in der Rapid-Prototyping-Vorrichtung.Manufacturing the real superstructure using the input design data in the rapid prototyping device.
21. Suprakonstruktion, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Hilfe des Verfahrens nach Anspruch 20 hergestellt ist.21. Supraconstruction, characterized in that it is produced by means of the method according to claim 20.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem prothetischen Bauteil um ein Brückengerüst zur Herstellung einer Gussform für eine Brücke handelt. 22. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that it is the prosthetic component is a bridge framework for producing a casting mold for a bridge.
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