Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Grünkörpers für eine mindestens dreigliedrige Brücke, insbesondere für dentale Anwendungen, aus welchem ein Formkörper mittels Sintern herstellbar ist, wobei der Grünkörper durch eine elektrophoretische Abscheidung von Partikeln aus einer Suspension gebildet wird, indem die Partikel auf einer in der Suspension angeordneten Form abgeschieden werden.

Das bekannte Verfahren sowie die bekannte Vorrichtung eignen sich insbesondere zur Herstellung eines vollkeramischen Grünkörpers für dentale Anwendungen, insbesondere für einen metallfreien vollkeramischen dentalen Zahnersatz, welcher sich in der jüngeren Vergangenheit als alternative Versorgung zur

Vollmetall- sowie Verbundrestauration in der Kronen- und Brückenprothetik etabliert hat.

Aus der DE 192 51 369 ist ein Verfahren zur Herstellung vollkeramischer Brük- kengerüste mittels Elektrophorese bekannt, wobei zwischen zwei Stümpfen der ein Arbeitsmodell ausbildenden Form ein elektrisch leitendes oder leitend gemachtes Plättchen eingebracht wird, das die beiden Stümpfe berührt. Während der Elektrophorese ist das Plättchen mit dem Pluspol verbunden. Hierdurch soll in 45 - 60 Sekunden durch eine Direktabscheidung der Partikel der Suspension auf das Plättchen ein Brückenzwischenglied hergestellt werden können. Die Form ist aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt und bildet somit eine Elektrode für den elektrophoretischen Abscheidevorgang aus. Durch die geometrische Ausbildung des Plättchens soll der örtliche Materialfluß und damit die dreidimensionale Form des Brückengerüsts stark beeinflußbar sein, wobei der Materialniederschlag von der Höhe der örtlichen Stromstärke abhängt.

Aus der älteren Anmeldung DE 10320936 der Anmelderin sowie aus der EP 0 200 242 ist es bekannt, dass zur Vermeidung von durch Bläschen geöffneter großer Poren im Grünkörper, die bei der oben genannten Direktabscheidung entstehen, die elektrophoretischer Abscheidung nicht mehr direkt auf eine Elektrode, sondern auf eine poröse Form erfolgt, die als eine zwischen den beiden Elektro- den angeordnete poröse Membran fungiert und mit der Form des herzustellenden Grünkörpers korreliert ist. Nach Anlegen einer elektrischen Gleichspannung an die beiden Elektroden findet eine Abscheidung sowie eine Formgebung eines Grünkörpers an der porösen Membran statt. Das vorgenannte Verfahren wurde bis jetzt erfolgreich zur elektrophoretischen Herstellung von Kronen verwendet. Eine elektrophoretische Abscheidung von Brücken ist mit dem bekannten Verfahren aber noch nicht möglich, da eine hinreichende Wandstärke und/oder die erforderliche Homogenität des Grünkörpers über die gesamte Ausdehnung des Brückengerüsts und insbesondere in dem Brückenzwischenbereich nicht erzielbar sind.

Das Gebrauchsmuster DE 20 2004 013 480.2 der Anmelderin schlägt nun ein zur Herstellung eines Grünkörpers vor, die oben beschriebene Direkt-Abscheidung und die ebenfalls erläuterte Membran-Abscheidung derart zu kombinieren, dass die mit der Form des herzustellenden Grünkörpers korrelierte poröse Form min- destens eine mit einer Ausgleichsflüssigkeit gefüllte Ausnehmung aufweist, in die jeweils eine Elektrode für die elektrophoretische Abscheidung der Partikel der Suspension auf die poröse Form angeordnet ist, und dass ein Teilbereich des Grünkörpers durch eine direkte Abscheidung der Partikel auf eine außerhalb der porösen Form angeordnete weitere Elektrode erfolgt.

Ein derartiges Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Art und Weise die Herstellung von mindestens dreigliedrigen Brückenkonstruktionen, es besitzt aber den Nachteil, dass der mit dem bekannten Verfahren hergestellte Grünkörper nicht in ausreichendem Maße mit der Form des herzustellenden Zahnersatzes korreliert ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass auf der Grundlage der elektrophoretischen Abscheidung eine zumindest dreigliedrige Brücke herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Form mindestens zwei Positivabdrücke, insbesondere zweier Zahn- stumpfe, und mindestens ein Positivmodel, insbesondere eines zu ersetzenden Zahns, aufweist, dass die Vorrichtung spannungsbeaufschlagte Elektroden aufweist, die an den Positivabdrücken und an dem Positivmodel der Form angelegt sind, und dass die am Positivmodel anliegende Spannung und/oder dessen elektrische Leitfähigkeit größer ist als die an den Positivabdrücken der Form anlie- gende Spannung und/oder deren Leitfähigkeit.

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Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt zur Lösung der vorgenannten Aufgabe vor, dass dass eine Form verwendet wird, die mindestens zwei Positivabdrücke, insbesondere zweier Zahnstümpfe, und mindestens ein Positivmodel, insbesondere eines zu ersetzenden Zahnes, aufweist, und dass das Positivmodel mit einer höheren Spannung beaufschlagt wird und/oder eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweist als mindestens einer der Positivabdrücke der Form.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass in dem Bereich, in dem auf die Form eine dickere Schicht abgeschieden werden soll, eine höhere elektrische Leitfähigkeit erzeugt wird, um durch die elektrophoretische Abscheidung ein schnelle- res Schichtwachstum zu generieren. Indem nun vorgesehen ist, dass die Form des Positivmodels mit der Form des zu ersetzenden Zahnes korreliert ist, erlauben es die erfindungsgemäßen Maßnahmen, ein Brückengerüst zu schaffen, das in seiner Form der herzustellenden Prothese bereits weitgehend angenähert ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im folgenden anhand der Figuren erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel,

Figur 2: ein zweites Ausführungsbeispiel,

Figur 3: ein drittes Ausführungsbeispiel, und

Figur 4: ein viertes Ausführungsbeispiel.

In Figur 1 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiel einer allgemein mit 1 bezeichneten Vorrichtung zur elektrophoretischen Abscheidung eines Grünkörpers auf eine poröse Form 2 dargestellt. Die poröse Form 2 wurde mittels dentaltechnisch gän- giger Methoden von zwei durch eine Zahnlücke getrennten Zahnstümpfen abgeformt und um ein den verloren gegangenen Zahn substituierendes Brückenzwischenglied ergänzt wurde. Die Form 2 stellt also das Positivmodel einer Brücken- prothetik dar und weist somit den Positivabdruck Z1 und Z2 zweier Zahnstümpfe sowie das Positivmodel Z3 des zu ersetzenden Zahns auf. Da - wie weiter unten erläutert wird - es aus Gründen der Festigkeit und Steifigkeit bevorzugt wird, dass im Bereich des Brückenzwischengliedes eine verstärkte Materialabscheidung erfolgt, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Positivmodel Z3 des zu ersetzenden Zahnes geringfügig kleiner ausgebildet ist als der Positivabdruck der Zahnstümpfe Z1 und Z2. Vorzugsweise ist die Form 2 aus einem gießfähigen, aushär- tenden und porösen Dublierwerkstoff, z. B. Kunststoff, Metallverbindungen oder Gips, insbesondere expandierenden Dentalgips, ausgebildet.

In der porösen Form 2 sind drei Ausnehmungen 2a, 2b, 2c eingebracht, in welche drei Elektroden 3a, 3b, 3c der Vorrichtung 1 einbringbar sind. Die in Figur 1 linke, erste Elektrode 3a taucht dabei die Ausnehmung 2a und die in Figur 1 rechte, zweite Elektrode 3b taucht in die Ausnehmung 2b ein. In die mittlere Ausnehmung 2c taucht die Elektrode 3c ein. In jeder der drei Ausnehmungen 2a - 2c ist eine elektrisch leitende Ausgleichsflüssigkeit eingebracht.

Um nun im Bereich des Brückenzwischenglieds Z3 sukzessive eine dickere Schicht durch eine elektrophoretische Membranabscheidung abzuscheiden, als im Bereich der Zahnstümpfe Z1 und Z2, ist nun vorgesehen, dass in diesem Bereich eine höhere elektrische Leitfähigkeit für die dritte Elektrode 3c vorgesehen ist, um ein schnelleres Schichtenwachstum zu generieren.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, dass in die Ausnehmungen 2a und 2c eine Ausgleichsflüssigkeit mit einer ersten Leitfähigkeit S ₁ und in die dritte Ausnehmung eine Ausgleichsflüssigkeit mit einer höheren Leitfähigkeit S ₂ eingefüllt wird. Beim ersten Ausführungsbeispiel werden in alle drei Ausnehmungen 2a - 2c die gleiche Ausgleichsflüssigkeit, aber mit einer unterschiedlichen Konzentration eingefüllt, wobei die Konzentration C ₂ der in der mittlere, dritten Ausnehmung 2c eingefüllten Ausgleichsflüssigkeit größer ist als die Konzentration C ₁ der in den Ausnehmungen 2a und 2b eingefüllten Ausgleichsflüssigkeit ist. Als Ausgleichsflüssigkeit kann z. B. eine Natriumkarbonat- Lösung verwendet werden, wobei in die Ausnehmungen 2a und 2b eine Ausgleichsflüssigkeit mit einer fünfprozentigen Konzentration (dies entspricht einer Leitfähigkeit von ca. 50μS) vorhanden ist, während in die dritte Ausnehmung 2c eine Natriumkarbonat-Lösung mit einer zwanzigprozentigen Konzentration (dies entspricht dann ungefähr 100μS) eingefüllt wird.

Dem Fachmann ist ersichtlich, dass eine Natriumkarbonat-Ausgleichsflüssigkeit nur ein spezielles Beispiel darstellt. Prinzipiell ist eine Vielzahl von Ausgleichsflüssigkeiten möglich, wobei diese vorzugsweise eine möglichst hohe Leitfähigkeit und eine hohe Dissoziation aufweisen sollen, nicht toxisch sein sollen und die Form 2 nicht angreifen sollen. In Frage kommen hierbei außer Natriumkarbo- nat-Lösungen insbesondere Caliumkarbonat-, Caliumchlorit- und Natriumchlorit- Lösungen, wobei die Konzentration zwischen 1-90 % (vorzugsweise zwischen 5-50 %) liegt.

In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 dargestellt, welches sich von der Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels im wesentlichen nur durch die Wahl der Ausgleichsflüssigkeit unterscheidet: Während beim ersten Ausführungsbeispiel in allen drei Ausnehmungen 2a - 2c jeweils die gleiche Ausgleichsflüssigkeit, aber nur in unterschiedlichen Konzentrationen eingefüllt wurde, ist beim zweiten Ausführungsbeispiel vorgesehen, das in die beiden

Ausnehmungen 2a, 2b eine erste Ausgleichsflüssigkeit und in die mittlere Ausnehmung 2c eine von der ersten Ausgleichsflüssigkeit unterschiedliche, zweite Ausgleichsflüssigkeit eingefüllt ist, wobei die zweite Ausgleichsflüssigkeit eine größere Leitfähigkeit als die erste Ausgleichsflüssigkeit aufweist, was durch eine höhere Konzentration und/oder durch eine höhere intrinsische Leitfähigkeit erreicht werden kann.

In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 dargestellt, welches sich von den ersten beiden Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet, dass zur Erzielung einer höheren Leitfähigkeit das Positivmodel Z3 der Form 2 aus einem Material mit einer höheren Leitfähigkeit besteht als in den Bereichen Z1 und Z2. Die Form 2 muß dann im Bereich Z3 nicht notwendigerweise porös ausgebildet sind, so dass im Bereich Z3 nicht eine Membran-Abscheidung, sondern eine direkte Abscheidung stattfindet. Es handelt sich also hier um eine Kombination zwischen Membran-Abscheidung (Zahnstümpfe Z1 und Z2) und einer Di- rekt-Abscheidung im Bereich des Brückenzwischenglieds Z3, wobei die Verwendung einer mit der Form des zu substituierenden Zahnes korrelierten Form des Brückenzwischenglieds Z3 bewirkt, dass in vorteilhafter Art und Weise ein der Form des zu ersetzenden Zahnes bereits weitgehend angenäherten Grünkörper herstellbar ist.

In Figur 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 dargestellt, welches sich von den ersten drei Ausführungsbeispielen dadurch unterscheidet, dass die Form 2 keine Ausnehmungen 2a - 2c und somit keine Ausgleichsflüssigkeiten aufweist, sondern dass die einzelnen Bereiche Z1 - Z3 mit unterschiedlichen Spannungen beaufschlagt sind, wobei natürlich im Bereich des Brückenzwi- schengliedes Z3, bei dem eine höhere Abscheidung erzielt werden soll, eine höhere Spannung und somit eine höhere Stromstärke angelegt wird.