Zahnersatzformblock und Verfahren zur Herstellung eines Zahnersatzteils aus dem Zahnersatzformblock

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zahnersatzform block. Außerdem betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnersatzteils, insbesondere aus dem Zahnersatzform block. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das alle Schritte des Verfahrens aus führt, wenn es auf einem Rechengerät abläuft, sowie einen Datenträger, der dieses Computerprogramm speichert.

Schließlich betrifft die Erfindung ein dentales CAD/CAM- System, welches zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist .

Stand der Technik

Einteilige Zahnimplantate, bei denen der Abutment-Teil fest mit dem Implantat verbunden ist, werden bisher in Standard formen vorproduziert. Diese Standardimplantate können bei spielsweise aus Keramik oder Titan bestehen und linear oder auch abgewinkelt sein. Die Individualisierung der einteili gen Standardimplantate ist allerdings schwierig, da die vorproduzierten Teile dafür unter Berücksichtigung einer späteren Einschraubrotation und Einschraubhöhe extraoral gehalten und bearbeitet werden müssen. Standardimplantate erst nach dem Einsetzen und Einheilen in den Kiefer zu in dividualisieren ist sehr schwierig, da die einzubringende Energie die Teile erwärmen oder lockern könnte. Eine Alternative zu den Standardimplantaten besteht deshalb in Implantaten, die aus mehreren Teilen bestehen. Hierbei ist eine Implantatschraube ein separates Standardteil, das in einen individualisierbare Abutment-Aufbau eingeschraubt werden kann. Dieser kann dann problemlos extraoral bearbei tet werden. Allerdings kann es bei einem mehrteiligen Im plantat zu Spaltenbildung zwischen den einzelnen Elementen kommen. Durch diese können Bakterien in das Innere des Im plantats wandern und von dort durch mechanische Effekte des Rauens stoßweise über die Zeit herauswandern und den Kno chen infizieren. Dies führt zu einer Periimplantitis , die sich in Knochenrückgang und einem daraus folgenden Implan tatverlust äußert. Außerdem kann es in mehrteiligen Implan taten zu einem mechanischen Verschleiß an der Verbindung der Elemente kommen. Nach mehreren Millionen Kauzyklen lo ckert sich die Schraube und damit auch der Aufbau oder die Schraube zerbricht sogar.

Zur Herstellung der Aufbauten mehrteiliger Implantate kom men zunehmend automatisierte CAD/CAM-Verfahren zum Einsatz, in denen aus einem Zahnersatzformblock das jeweilige Zahn ersatzteil herausgearbeitet wird. Dies ermöglicht es den Herstellern eine hohe gleichbleibende Qualität und Pass genauigkeit des Zahnersatzes bei gleichzeitig günstigen Preisen anzubieten.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zahn ersatzformblock bereitzustellen, aus dem mittels eines CAD/CAM-Verfahrens ein Zahnersatzteil gefertigt werden kann, welches nicht die oben angeführten Nachteile mehrtei liger Implantate aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfin dung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Zahnersatzteils bereitzustellen.

Darstellung der Erfindung Diese Aufgabe wird durch einen Zahnersatzformblock zur Her stellung eines Zahnersatzteils, insbesondere eines Implan tats, gelöst, welcher ein inneres Material aufweist, das zumindest teilweise von einem äußeren Material umgeben ist. Die Härte des inneren Materials unterscheidet sich von der Härte des äußeren Materials. Unter der Härte wird dabei insbesondere die Vikers-Härte gemäß der Norm DIN EN ISO 6507-1:2005 bis -4:2005 verstanden. Auf diese Weise kann das innere Material als Ausgangsmaterial zur Herstellung eines Stifts mit einem selbstschneidenden Außengewinde ver wendet werden und das äußere Material kann als Ausgangsma terial für einen Aufbau dienen.

Das innere Material bildet einen Teil einer ersten Oberflä che des Zahnersatzformblocks. Durch Materialabtragung kann also aus der ersten Oberfläche der Stift herausgearbeitet werden. Es ist also möglich extraoral mittels eines

CAD/CAM-Verfahrens ein einteiliges Zahnersatzteil in Form eines Implantats zu fertigen. Dieses vereint den Vorteil der einteiligen Ausführung von Standardimplantaten, dass keine Lockerung von Einzelkomponenten stattfinden kann und dass sich in dem Implantat keine Spalten bilden können, welche von Bakterien besiedelt werden, mit dem Vorteil mehrteiliger Implantate, dass eine extraorale Fertigung des Aufbaus möglich ist. Diese Fertigung muss nicht in einem zahnmedizinischen Labor erfolgen, sondern kann auch in ei ner Zahnarztpraxis durchgeführt werden.

Das innere Material ist an der ersten Oberfläche vorzugs weise vollständig von dem äußeren Material umgeben. Alle anderen Oberflächen des Zahnersatzformblocks bestehen vor zugsweise aus dem äußeren Material. Auf diese Weise ragt der Stift nach der Materialabtragung aus der ersten Ober fläche heraus und ist ansonsten vollständig von dem äußeren Material umgeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das innere Mate rial eine geringere Härte als das äußere Material auf. Be sonders bevorzugt ist das innere Material ein Metall, wie insbesondere Titan (Vikers-Härte ca. 200 HV 10). Das äußere Material ist in dieser Ausführungsform besonders bevorzugt eine Keramik, wie insbesondere Zirkoniumdioxid ( Zr0 ₂ , Vi kers-Härte ca. 1250 HV 10) oder eine Lithiumdisilikat- (Vi kers-Härte ca. 650 HV 10) oder Glaskeramik. Dies ermöglicht auf der einen Seite eine sichere Verankerung des Zahner satzteils im Kiefer mittels des aus dem inneren Material gebildeten Metallstifts und auf der anderen Seite eine äs thetisch ansprechende Gestaltung des Aufbaus aus der Kera mik. Dabei erhält der Aufbau dadurch eine besondere Stabi lität, dass das Metall als inneres Material auch im ferti gen Implantat zumindest teilweise von einem äußeren Mate rial umgeben ist. Zudem ist der Stift einstückig mit dem inneren Material gebildet, welches in der Keramik ver bleibt. Dabei weist das innere Material in einer Ausfüh rungsform eine größere Härte als das äußere Material auf. Besonders bevorzugt handelt es sich beim dem inneren Mate rial um ein Metall und bei dem äußeren Material um eine Ke ramik.

In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform han delt es sich bei dem inneren Material und dem äußeren Mate rial um Metalle. Hierbei ist das Metall des äußeren Materi als härter als das Metall des inneren Materials. Als inne res Material ist Titan (Vikers-Härte ca. 200 HV 10) wegen guter Biokompatibilität und Einheileigenschaften vorteil haft, als äußeres Material ist eine Cobalt-Chrom-Legierung (CoCr, Vikers-Härte ca, 300 HV 10) wegen der Wirtschaft lichkeit vorteilhaft.

In noch einer anderen Ausführungsform weist das innere Ma terial eine größere Härte als das äußere Material auf. Als inneres Material ist Zirkoniumdioxid ( ZrCk, Vikers-Härte ca. 1250 HV 10) wegen der Biokompatibilität und Ästhetik vorteilhaft, als äußeres Material ist eine Cobalt-Chrom-Le gierung (CoCr, Vikers-Härte ca. 300 HV 10) wegen der Wirt schaftlichkeit oder eine Lithiumdisilikat- (Vikers-Härte ca. 650 HV 10) oder Glaskeramik wegen der Ästhetik und Ver arbeitbarkeit vorteilhaft.

In einer bevorzugten Form des Zahnersatzblocks weist er ein Innengewinde auf, welches von einer zweiten Oberfläche in das innere Material hineinreicht. Die zweite Oberfläche liegt der ersten Oberfläche gegenüber. Hierdurch können nach Fertigung des einteiligen Implantats weitere Elemente auf dieses aufgeschraubt werden.

Die Aufgabe wird weiterhin durch das Verfahren zur Herstel lung eines Zahnersatzteils gelöst. In diesem wird zunächst ein Zahnersatzformblock bereitgestellt. Das Zahnersatzteil wird durch Materialabtragung aus dem Zahnersatzformblock hergestellt. Diese erfolgt mittels eines CÄD/CAM-Verfah- rens . Dabei wird aus einem Teil des inneren Materials ein Stift mit einem selbstschneidenden Außengewinde gebildet. Das Verfahren ermöglicht es also, bekannte CAD/CAM-Techni ken einzusetzen, um aus dem Zahnersatzformblock ein eintei liges Zahnersatzteil, insbesondere ein Implantat, herzu stellen .

Grundsätzlich kann der Zahnersatzformblock aus einem einzi gen Material bestehen, beispielsweise aus Zirkoniumdioxid. Bevorzugt wird ein erfindungsgemäßer Zahnersatzformblock bereitgestellt. Dann wird die Richtung der Materialabtra gung so gewählt, dass der Stift aus einem Teil des inneren Materials gebildet wird.

Anders als bei der Bearbeitung von einteiligen Standardim- plantaten, welche mittels ihres Stifts eingespannt werden müssen, kann der Zahnersatzformblock in einem CAD/CAM-Ver- fahren über eine seiner Oberflächen fixiert werden. Der Stift wird dann vorzugsweise zuerst in einem ersten Bereich des Zahnersatzformblocks durch vollständiges Abtragen des äußeren Materials und teilweises Abtragen des inneren Mate rials gebildet. Dann wird in einem zweiten Bereich des Zahnersatzformblocks das äußere Material teilweise abgetra gen, so dass das innere Material im zweiten Bereich an kei ner Oberfläche des Zahnersatzformblocks freigelegt wird. Die Herstellung des Zahnersatzteils erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von Daten eines Patienten, so dass es indivi duell an die Bedürfnisse des Patienten angepasst werden kann .

Wenn der Zahnersatzformblock ein Innengewinde aufweist, welches von der zweiten Oberfläche in das in das innere Ma terial hineinreicht, wird das Zahnersatzteil vorzugsweise so hergestellt, dass ein Zahnersatzversorgungelement in das Innengewinde des Zahnersatzteils eingeschraubt werden kann. Bei dem Zahnersatzversorgungelement kann es sich beispiels- weise um ein Abutment handeln. In dieser Ausführungsform bildet das einstückige Zahnersatzteil dann lediglich einen Sockel für das Abutment.

Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, um alle Schritte des Verfahrens auszuführen, wenn es auf einem Rechengerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung un terschiedlicher Ausführungsformen des Verfahrens auf einem Rechengerät eines dentalen CAD/CAM-Systems , ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es insbesondere auf einem maschinenlesbaren Datenträger ge speichert .

Durch Aufspielen des Computerprogramms auf ein herkömmli ches dentales CAD/CAM-System, wird ein erfindungsgemäßes dentales CAD/CAM-System erhalten, welches eingerichtet ist, um das Verfahren auszuführen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindungen sind in Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Zahner- satzformblocks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung .

Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht des Zahnersatzform blocks gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine isometrische Darstellung eines Zahner- satzformblocks gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung .

Fig. 4 zeigt eine Querschnittansicht des Zahnersatzform blocks gemäß Fig. 3.

Fig. 5 zeigt einen ersten Bearbeitungsschritt eines Zahner- satzformblocks in einem Verfahren gemäß einem Ausführungs beispiel der Erfindung.

Fig. 6 zeigt einen zweiten Bearbeitungsschritt eines Zahn- ersatzformblocks in einem Verfahren gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Fig. 7 zeigt einen dritten Bearbeitungsschritt eines Zahn ersatzformblocks in einem Verfahren gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung,

Fig, 8 zeigt eine Querschnittdarstellung eines Zahnersatz teils, welches mittels eines Ausführungsbeispiels des er findungsgemäßen Verfahrens herstellbar ist.

Ausführungsbeispiele

Ein Zahnersatzformblock 10 gemäß einem ersten Ausführungs beispiel der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Er ist quaderförmig und weist eine Oberfläche 11 und eine dieser gegenüberliegende zweite Oberfläche 12 auf. Ein Kern des Zahnersatzformblocks 10 besteht aus Titan als einem in neren Material 13. Auf dieses ist Zirkoniumdioxid als äuße res Material 14 aufgepresst. Dadurch besteht die erste Oberfläche 11 teilweise aus Titan und teilweise aus Zirko niumdioxid, während alle anderen Oberflächen des Zahner- satzformblocks 10 ausschließlich aus Zirkoniumdioxid beste hen. Das innere Material 13 liegt an der Oberfläche 11 frei und ist dort rahmenförmig vom äußeren Material 14 umgeben. Alle anderen Oberflächen des Zahnersatzformblocks 10 werden von dem äußeren Material gebildet.

In einem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel des Zahn ersatzformblocks 10 besteht der Kern des Zahnersatzform blocks 10 aus Titan als einem inneren Material 13. Bei dem äußeren Material 14 handelt es sich um eine Cobalt-Chrom- Legierung (zweites Ausführungsbeispiel) oder um eine Glas keramik (drittes Ausführungsbeispiel) .

In einem vierten, fünften und sechsten Ausführungsbeispiel des Zahnersatzformblocks 10 besteht der Kern des Zahner- satzformblocks 10 aus Zirkoniumdioxid als einem inneren Ma terial 13. Bei dem äußeren Material 14 handelt es sich um Titan (viertes Ausführungsbeispiel), eine Cobalt-Chrom-Le gierung (fünftes Ausführungsbeispiel) oder um eine Glaske ramik (sechstes Ausführungsbeispiel) .

In einem siebten Ausführungsbeispiel des Zahnersatzform blocks 10, das in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, besteht dieser aus denselben Materialien wie in einem der vorherge henden Ausführungsbeispiele. Ausgehend von der zweiten Oberfläche 12 geht verläuft eine Öffnung 15 durch das äu ßere Material 14 in das Innere Material 13 hinein. Während der Bereich 151 im äußeren Material 14 glatte Innenwände aufweist, ist der Bereich 152 im inneren Material 13 mit einem Innengewinde versehen.

In einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem dentalen CAD/CAM-System 30 eine gewünschte Form eines Zahnersatzteils in Abhängigkeit von Daten eines Patienten festgelegt. Diese Daten können bei spielsweise mittels einer Intraoralkamera gewonnen werden. Dann wird ein Zahnersatzformblock 10 gemäß einem der voran stehend beschriebenen Ausführungsbeispiele in das CAD/CAM- System 30 eingesetzt und dort an seiner zweiten Oberfläche 12 mittels eines Blockhalters 31 fixiert. Dies ist in Fig.

5 gezeigt. Materialabtragungswerkzeuge 32, 33 werden ober halb und unterhalb des Zahnersatzformblocks 10 positio niert .

Mittels der Materialabtragungswerkzeuge 32, 33 erfolgt be ginnend an der ersten Oberfläche 11, eine Materialabtragung aus dem Zahnersatzformblock 10, um so zunächst einen Stift 20 mit einem selbstscheidenden Außengewinde zu bilden. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Hierzu wird in einem ersten Be reich des Zahnersatzformblocks 10 das äußere Material 14 vollständig abgetragen. Das innere Material 13 wird in die sem Bereich teilweise abgetragen, um aus ihm den Stift 20 zu bilden. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, wird anschließend ein Zahnersatzteil 50 gebildet, das am Ende der Materialab tragung nur noch über einen Abstich 51 mit dem Zahnersatz formblock 10 verbunden ist. Hierzu wird in einem zweiten Bereich des Zahnersatzformblocks 10 das äußere Material 14 teilweise abgetragen, ohne dass dabei das innere Material 13 in diesem zweiten Bereich freigelegt wird. Nach Entfer nen des Abstichs 51 kann das fertige Zahnersatzteil 50, welches einstückig mit dem Stift 20 ausgebildet ist, aus dem CAD/CAM-System 30 entnommen werden.

Wurde das Zahnersatzteil 50 aus einem Zahnersatzformblock 10 gemäß seinem siebten Ausführungsbeispiel hergestellt, so weist es noch immer das Innengewinde zwischen dem Stift 20 und einer im Zuge der Materialabtragung erzeugten Oberflä che, welche dem Stift 20 gegenüberliegt, auf. Der Bereich 151 der Öffnung 15, welcher kein Innengewinde aufweist, wurde dabei vollständig abgetragen. Ein Zahnersatzversor gungselement 60 in Form eines Abutments kann mittels einer Schraube 61 in das Innengewinde eingeschraubt werden, wie in Fig. 8 dargestellt ist.

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Verfahrens wird ebenfalls in dem dentalen CAD/CAM-System 30 eine gewünschte Form eines Zahnersatzteils in Abhängigkeit von Daten eines Patienten festgelegt. Dann wird ein Zahner satzformblock 10, der vollständig aus Zirkoniumdioxid be steht, in das CAD/CAM-System 30 eingesetzt und dort an sei ner zweiten Oberfläche 12 mittels des Blockhalters 31 fi xiert. Dies ist in Fig. 9 gezeigt. Mittels der Materialab tragungswerkzeuge 32, 33 erfolgt beginnend an der ersten Oberfläche 11, eine Materialabtragung aus dem Zahnersatz formblock 10, um so zunächst einen Stift 20 mit einem selbstschneidenden Außengewinde zu bilden. Dies ist in Fig. 10 dargestellt. Anschließend wird wiederum wie in Fig. 7 dargestellt ist ein Zahnersatzteil 50 gebildet, das am Ende der Materialabtragung nur noch über einen Abstich 51 mit dem Zahnersatzformblock 10 verbunden ist. Hierzu wird das Zirkoniumdioxid abgetragen. Nach Entfernen des Abstichs 51 kann das fertige Zahnersatzteil 50, welches einstückig mit dem Stift 20 ausgebildet ist und ausschließlich aus Zirko niumdioxid besteht, aus dem CAD/CAM-System 30 entnommen werden .

Die voranstehend beschriebenen Beispiele des Zahnersatz formblocks und des Verfahrens ermöglichen die einteilige individualisierte Herstellung von Zahnersatzteilen in Form von Implantaten.