Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DETERMINING THE INDIVIDUAL BITING FORCE OF A PATIENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/093128
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for determining the individual biting force of a patient by biting onto a deformable test piece introduced between the upper and lower jaws, wherein the biting force is determined by examining the deformation of the test piece caused by the bite, and an upper surface of the test piece is shaped individually for the patient prior to biting, in order to obtain a defined positioning of the test piece against the teeth and/or means carried by the jaw.

Inventors:
HANSSEN NILS (DE)
HEY JOACHIM (DE)
KUSCH JOCHEN (DE)
LEHNER TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/078764
Publication Date:
June 08, 2017
Filing Date:
November 25, 2016
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SICAT GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
A61B5/22; A61C19/05
Foreign References:
JP2012065941A2012-04-05
US5078153A1992-01-07
US6613001B12003-09-02
DE102013211623A12014-12-24
DE102013211623A12014-12-24
US4488873A1984-12-18
Other References:
MARIN GABRIELA COSTA ET AL: "The magnitude of a human bite measured exactly at the molar Intercuspidation using FBG", OPTOMECHATRONIC MICRO/NANO DEVICES AND COMPONENTS III : 8 - 10 OCTOBER 2007, LAUSANNE, SWITZERLAND; [PROCEEDINGS OF SPIE , ISSN 0277-786X], SPIE, BELLINGHAM, WASH, vol. 9157, 22 May 2014 (2014-05-22), pages 91575J - 91575J, XP060041473, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.2059562
Attorney, Agent or Firm:
BRAUN-DULLAEUS PANNEN, PATENT- UND RECHTSANWÄLTE (DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche Verfahren zur Bestimmung einer patientenindividuellen Beißkraft durch

Aufbiss auf einen zwischen Ober- und Unterkiefer eingebrachten Probekörper von deformierbarer Beschaffenheit, wobei die Beißkraft aus der Untersuchung der durch den Aufbiss entstandenen Deformation des Probekörpers ermittelt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Oberfläche des Probekörpers vor dem Biss patientenindividuell geformt wird, um eine definierte Auflage des Probekörpers auf Zähnen und/oder vom Kiefer getragenen Mitteln zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine Oberfläche des Probekörpers mit dem Abdruck der beaufschlagenden Zähne vorgeformt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die deformierbare Beschaffenheit des Probekörpers durch ein deformierbares Material hervorgerufen wird, wobei der Probekörper komplett oder teilweise aus dem deformierbaren Material gefertigt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das deformierbare Material des Probekörpers durch ein Rapid-prototyping Verfahren vorgeformt wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das vorgeformte deformierbare Material formschlüssig an Zähnen des

Oberkiefers und an Zähnen des Unterkiefers anliegt und damit eine bestimmte Kieferlage für die Kraftmessung vorgibt.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das vorgeformte deformierbare Material so gestaltet ist, dass es die habituelle Okklusion oder eine andere Referenzposition mit anderer vertikaler Sperrung in einer anderen vertikalen Sperrung repliziert.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Beisskraft aus der Untersuchung des durch den Biss entstandenen

Abdrucks und durch Simulation des Abdrucks mittels FEM ermittelt wird.

8. Probekörper von deformierbarer Beschaffenheit zum Einsatz in einem

Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche mit einer patientenindividuell geformten Oberfläche zur definierten Auflage auf Zähnen und/oder vom Kiefer getragenen Mitteln.

9. Probekörper nach Anspruch 8,

gekennzeichnet durch

nur eine vorgeformte Oberfläche, die an Zähnen entweder des Oberkiefers oder des Unterkiefers formschlüssig aufliegt, wobei die andere Oberfläche die aufliegenden Zähne repliziert.

10. Probekörper nach Anspruch 8,

gekennzeichnet durch

zwei vorgeformte Oberflächen, wobei auf der einen vorgeformten Oberfläche Zähne des Oberkiefers und auf der anderen vorgeformten Oberfläche Zähne des Unterkiefers formschlüssig aufliegen.

Description:
Verfahren zur Bestimmung der patientenindividuellen Beißkraft

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Probekörper zur Bestimmung einer patientenindividuellen Beißkraft durch Aufbiss auf einen zwischen Ober- und Unterkiefer eingebrachten Probekörper von deformierbarer Beschaffenheit, wobei bei einem Biss eine Oberfläche des Probekörpers von den Zähnen des Patienten und/oder von einem vom Kiefer getragenen Mittel, wie einer Krone, einer Brücke oder einer Zahnschiene, eingedrückt und wobei die Beißkraft aus der Untersuchung der durch den Bissvorgang entstandenen Deformation des Materials ermittelt wird.

Generell sind derartige Messungen von Beißkräften für therapeutische Zwecke von großer Bedeutung. Beispielsweise ist es von Vorteil, bei der Planung von Implantaten die Verteilung der beim Biss auftretenden Kräfte zu berücksichtigen. Außerdem können aus solchen Untersuchungen der Beißkraft die Ursachen von Schmerzen im Kieferbereich ermittelt und entsprechend gezielt behandelt werden. Bei der Planung von Therapieschienen sind Kraftmessungen von Interesse, um die Beißkräfte des Patienten zu minimieren und auszugleichen; punktuell auftretende Lastspitzen sollen durch Therapieschienen gezielt vermieden werden.

Zur Bestimmung der Beißkraft sind einfache Verfahren bekannt, die sich die Veränderung elektrischer Widerstände oder Kapazitäten unter Druckbeaufschlagung zu Nutze machen. Auch ist es bekannt, deformationssensitive piezoelektrische Filme einzusetzen. Eine besonders einfache Methode bedient sich einer hufeisenförmigen Beißfolie mit einem drucksensitiven Film.

Aus der DE10 2013 21 1 623 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Beißkraft bekannt, bei dem der Patient auf einen zwischen seine Zähne gebrachten Probekörper aus elastischem respektive verformbarem Material aufbeisst und damit die glatte Oberfläche des Probekörpers eindrückt. Die Verformung des Materials wird durch ein die Kieferbewegungen erfassendes Bewegungserfassungssystem elektronisch aufgezeichnet und aus der Deformation wird die das Material beaufschlagte Beißkraft unter Zugrundelegung der Materialeigenschaften des verfornnbaren Materials beispielsweise mittels der Finite Elemente-Methode (FEM) berechnet. Um zu jedem Zeitpunkt der Kaubewegungsmessung die Verformung des Materials berechnen zu können, werden in der DE10 2013 21 1 623 A1 digitale Zahnabdrücke verwendet, die in räumlich korrektem Bezug zu den aufgezeichneten Bewegungsdaten stehen. Dadurch kann zu jedem Zeitpunkt die Kompression des Materials durch die Zähne des Patienten ermittelt und die resultierenden Kräfte ermittelt werden.

Mit dem in der DE10 2013 21 1 623 A1 offenbarten Verfahren lassen sich jedoch nur die Mittelwerte der Kräfte für jeweils einen bestimmten Zahnquadranten bestimmen, da Kontaktflächen zwischen Zähnen und Material nicht definiert sind. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Lage des Probekörpers in Bezug auf die Zähne zum Messzeitpunkt beliebig und dadurch unbekannt ist. Ohne das Wissen um die genaue Lage des Probekörpers ist die Simulation mit FEM und damit die Berechnung der Beißkraft jedoch ungenau respektive gar nicht durchführbar. In diesem Fall muss die Lage des Probekörpers mittels einer weiteren Messung, beispielsweise einer optischen Abtastung, des elastischen Materials in der Messposition ermittelt werden.

Aus dem US 4 488 873 ist ein Verfahren zur Bestimmung einer patientenindividuellen Beißkraft bekannt, bei dem sich die Oberfläche eines Probekörpers durch den Aufbiss der Zähne individuell formt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, ein mit einfachen Mitteln umzusetzendes Verfahren und einen entsprechenden Probekörper zur verbesserten und ortsauflösenden Bestimmung patientenindividueller Beißkräfte zu schaffen.

Diese Aufgaben werden durch das Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1 und das System nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.

Demnach liegt der Kern der Erfindung darin, dem elastischen Material des Probekörpers von Vornherein eine definierte, den Gegebenheiten zwischen den Kiefern individuell angepasste Form zu geben und durch diese Passform die Position zwischen den Kiefern des zu untersuchenden Patienten zu definieren. Anspruchsgemäß wird eine Oberfläche des Probekörpers vor dem Biss patientenindividuell derart vorgeformt, dass die den Probekörper beaufschlagenden Zähnen und/oder die entsprechenden vom Kiefer getragenen Mittel beim Biss eine definierte Auflage haben.

Ein erfindungsgemäßer Probekörper kann einstückig aus vorgeformtem elastischem Material bestehen oder einen Grundkörper aufweisen, der mit vorgeformten Oberflächen aus elastischem Material belegt ist. Der Grundkörper selbst kann starr oder elastisch sein. Das elastische Material muss dabei nicht von homogener Elastizität sein.

Wegen der rotatorischen Öffnung der Kiefer ist es vorteilhaft, wenn die Elastizität des Materials in den vorderen Kieferbereichen anders ist, als in den hinteren Kieferbereichen. Je nach Anwendung kann es auch vorteilhaft sein, ein viskoelastisches Material zu verwenden, das es erlaubt, dass der Patient bis fast in den Schlussbiss zubeißen kann.

Im Idealfall ist das elastische Material des Probekörpers so vorgeformt, dass die anatomischen oder implantierten Gegebenheiten, mithin die Zahn- und/oder Implantatoberflächen, in dem elastischen Material des Probekörpers zumindest einseitig eingebettet sind und es zu einer definierten flächigen Auflage im deformierbaren elastischen Material kommt. Wenn nun der Biss mit einer bestimmten Beißkraft ausgeführt wird, so gibt das formschlüssig vorgeformte Material überall gleichmäßig, insbesondere mit homogen verteilter Gegenkraft, nach. Die vorgegebene Deformation wird so durch den Biss gleichmäßig vertieft und nicht wie nach dem Stand der Technik erst erzeugt. Durch gezielte Gestaltung des vorgeformten Materials können nun einzelne Zahnhöcker gezielt belastet oder entlastet werden.

Um es bildlich auszudrücken, entspricht die erfindungsgemäße Vorgehensweise einem „Crash Test", bei dem die Deformation nach der Kraftbeaufschlagung untersucht und die Kraftbeaufschlagung in Kenntnis der Materialeigenschaften des deformierten Materials, im vorliegenden Fall des Probekörpers mit flexibler Oberfläche, insbesondere mit FEM ermittelt wird. Erfindungsgemäß ist der Probekörper jedoch entsprechend der Oberfläche der beaufschlagenden Formation vorgeformt. Zudem kann der Probekörper erfindungsgemäß aus verschieden elastischem Material heterogen aufgebaut sein.

Vorteilhafterweise ist die Oberfläche mittels Rapid-Prototypings oder eines 3D Druckverfahrens vorgeformt. Mit solchen Verfahren können eine Vielzahl elastischer Materialien, wie Gummi oder Silikon, in beliebige Form gebracht werden. Mit dem 3D-Druck ist es sogar möglich, ein monolithisches Werkstück herzustellen, das an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Härtegrade aufweist. Auf diese Weise können optimal an die vorliegenden Gegebenheiten angepasste Probekörper erstellt werden. Dabei kann die Anfertigung der Probekörper auf der Basis vorher aufgenommener dreidimensionaler Bilddaten erfolgen.

Durch das erfindungsgemäße Vorformen des elastischen Materials ergeben sich diverse Vorteile:

Durch die zumindest einseitige formschlüssige Passung ist die Position des deformierbaren Materials in Bezug zu den Zähnen exakt definiert. Ein optischer Scan zur Erfassung der Position des elastischen Materials ist nicht mehr nötig. Wegen der Passung kann der Probekörper nur in der gewünschten Position zwischen den Kiefern eingesetzt werden. Auf der Grundlage der exakten Position des elastischen Materials kann eine entsprechend genaue Kraftberechnung durchgeführt werden. Dabei reicht es aus, wenn der Probekörper an einer Kieferseite formschlüssig eventuell auch nur an wenigen definierten Stellen anliegt.

Zudem können die auf ein Zahnrelief wirkenden Kräfte im Vorhinein berücksichtigt werden; wenn beispielsweise ein einzelner Höcker (Antagonisten-Form, o.ä.) vorhanden ist. Entsprechend kann die Form des elastischen Materials für die Kraftmessung gestaltet werden.

Der Probekörper kann zudem durch Verwendung verschiedener Shore-Härten gezielt im Hinblick auf die Belastungs-Situation optimiert werden. Zudem kann er so konzipiert werden, dass der Kiefer bei sich schließendem Biss eine wachsende Schließkraft aufwenden muss. Dabei sind die Richtungen der Vektoren aus Bewegungsdaten bekannt. Außerdem kann durch die Vorgabe der Form des verformbaren Materials erreicht werden, dass der Patient mit einer vorher festgelegten Kieferposition und einer bestimmten Kieferausrichtung auf das Material beißt.

Zuletzt kann die Position von etwaigen Restaurationen durch das form- oder kraftschlüssiges Anliegen aus Gummi exakt vorgegeben werden.

Mit der Erfindung kann beispielsweise die Kraftverteilung auf eine Therapieschiene zum Ausgleich von Kieferfehlstellungen ausgemessen werden. Dabei trägt der Patient ein System zur Messung der Kieferbewegung. Durch die Messung der Kieferbewegungen können die Bewegungen auf die als digitale Daten vorliegenden Abdrücke der Zähne übertragen werden („virtueller Artikulator"). Im Mund des Patienten befindet sich eine erfindungsgemäß gestaltete Therapieschiene aus vorgeformtem Gummi. Nun führt der Patient verschiedene Kieferschließbewegungen durch. Mit der Kenntnis der genauen Lage der erfindungsgemäß vorgeformten Therapieschiene kann die Kompression der Schiene anhand der digitalen Abdrücke ermittelt werden. Durch eine FEM-Simulation werden die Kräfte zwischen den Zähnen und der Gummischiene berechnet, die durch die gemessenen Auslenkungen entstehen. Je gleichmäßiger die Kräfte auf der Therapieschiene verteilt sind, desto besser wird der Therapieerfolg sein.

In einer anderen Anwendung kann die Kraftverteilung eines natürlichen Schlussbisses ausgemessen werden. Dazu trägt der Patient wiederum ein System zur Messung der Kieferbewegung. Durch die Messung der Kieferbewegungen können wiederum die Bewegungen auf die in digitaler Form vorliegenden Abdrücke übertragen werden. Der Patient trägt zwischen den Zähnen ein erfindungsgemäß vorgeformtes Gummi ausreichender Dicke, das an den Unterkiefer-Zähnen zumindest teilweise formschlüssig anliegt und das auf der Gegenseite die Geometrie der Unterkiefer-Zähne repliziert. Wenn der Patient nun zubeißt, haben die gleichen Punkte zwischen Unterkiefer-(Gummi-)Zähnen und Oberkiefer-Zähnen Kontakt wie in der natürlichen Okklusion. Der führt verschiedene Kieferschließbewegungen durch. Da die Geometrie und Lage des Gummis bekannt sind, kann die Kompression des Gummis und daraus die Kräfte an den Kontaktpunkten zwischen Oberkiefer-Zähnen und Unterkiefer-(Gummi-)Zähnen ermittelt werden. Wenn sich ergibt, dass die Kräfte (auch über die Zeit) ungleich verteilt sind, ist es angeraten, den Patienten mit einer Therapieschiene zu behandeln.

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann auch die Kraftverteilung auf Zahnschienen, wie„Knirscherschienen", im Patientenmund ermitteln werden. Solche werden beispielsweise eingesetzt, um die Schlussbisskontakte auszugleichen und um die Kräfte der Kontaktpunkte gleichmäßig zu verteilen. Dazu wird erfindungsgemäß eine geplante Prototypen-Zahnschiene aus Gummi gedruckt und in den Patientenmund eingebracht. Durch Bewegungsmessung mit der Gummi- Zahnschiene werden die Kräfte auf die geplante Zahnschiene beim Zubeißen ermittelt. Je weicher die Schiene ist, desto schneller gelangt der Patient in ein Equilibrium der Zubeißkräfte. Da die Kräfte durch die Simulation errechnet werden, kann ein Abbruchkriterium definiert werden, bei dem die Kräfte ausgeglichen sind. Die Position, in der die Zähne im hinreichenden Equilibrium sind, kann aufgezeichnet und für die Herstellung einer optimierten Schiene genutzt werden. Die gedruckte Prototypen-Schiene muss nicht komplett aus elastischem Material bestehen, sondern kann aus weichem und hartem Material kombiniert sein. Der formschlüssige Teil kann weich und der Teil, der auf die Gegenzähne trifft, hart sein. Dadurch kann der Patient mit der Prototypenschiene Gleitbewegungen wie mit der finalen Schiene durchführen und es können Quer-Kräfte mit Hilfe der Gummi-Schicht gemessen werden.

Nun sind bezüglich der Ausgestaltung des Probekörpers verschiedene Gestaltungsvarianten möglich: Beispielsweise kann das flexible Material des Probekörpers in einer einfachen Ausführungsvariante entweder formschlüssig nur am Oberkiefer oder nur am Unterkiefer anliegen. Die jeweils andere Seite kann beliebig, insbesondere eben geformt sein. In einer aufwendigeren Variante ist ein beidseitiger Formschluss am Oberkiefer und am Unterkiefer vorgesehen. In dieser Variante kann eine bestimmte Unterkieferposition und/oder Unterkieferwinkelung gezielt vorgegeben werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 9 näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen seitlichen Blick auf ein menschliches Gebiss mit beidseitig anliegendem Probekörper aus gedrucktem Gummi,

Figur 2 einen am Oberkiefer anliegender streifenförmigen Probekörper,

Figur 3 einen am Unterkiefer anliegender streifenförmigen Probekörper,

Figur 4 zwei streifenförmige Probekörper,

Figur 5 zwischen den Probekörpern nach Figur 4 eingebrachte

Zwischenschicht,

Figur 6 eine zwischen streifenförmigen Probekörpern zusätzlich eingebrachte

Sensorfolie,

Figur 7 einen Probekörper aus gedrucktem Gummi in definierter

Öffnungsposition, der am Unterkiefer zumindest teilweise formschlüssig anliegt und am Oberkiefer die Kontaktpunkte der Unterkiefer-Zähne repliziert,

Figur 8 ein in einen Grundkörper eingesetzter gedruckter Zahn und

Figur 9 einen Blick von vorne auf ein Gebiss mit Zahnschiene.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines menschlichen Gebisses. Der Probekörper 1 ist ein durch einen 3D Druckprozess vorgeformtes Gummi, das formschlüssig respektive kraftschlüssig sowohl auf den Zähnen 2 des Oberkiefers als auch auf den Zähnen 3 des Unterkiefers aufliegt. In der gezeigten Stellung wendet der Patient noch keine Beißkraft auf.

In der Variante nach Figur 2 liegt der Probekörper 4 als dünner Streifen aus gedrucktem Gummi an den Zähnen 2 des Oberkiefers an. In diesem Fall repliziert der Probekörper 4 die Form der oberen Zähne 2. Mit einem solchen Probestreifen kann die Belastungssituation des Schlussbisses mit den tatsächlichen Zahnkontakten simuliert werden. Entsprechendes gilt bei der Variante nach Figur 3, bei der der Probestreifen 5 an den Zähnen 3 des Unterkiefers anliegt. Die den Zähnen abgewandte Oberfläche der jeweiligen Probestreifen weist eine den gegenüberliegenden Verwerfungen entsprechende Struktur auf, repliziert somit die Oberfläche der gegenüberliegenden Zähne. Das kann insbesondere bei kleinen Kieferöffnungen dadurch realisiert werden, dass der Probestreifen 4 als ein Gummistreifen gleichmäßiger Stärke an die Zähne angeformt ist.

Bei der Variante nach Figur 4 wird ein Probestreifen 6 als Schicht aus gedrucktem Gummi formschlüssig an die Zähne 2 des Oberkiefers und ein Probestreifen 7 an die Zähne 3 des Unterkiefers angelegt. Diese Variante ist die Kombination der beiden zuvor genannten, wobei in diesem Fall die Zähne beider Zahnreihen im Schlussbiss simuliert werden. In der Variante nach Figur 5 wird nun zwischen die beiden Probestreifen aus gedrucktem Gummi, die entsprechend der Variante nach Figur 4 an den Zahnreihen beider Kiefer anliegen, eine weitere Zusatzschicht 8 bestimmter Dicke und individueller Formung eingebracht. Mit mehreren Zusatzschichten oder Zusatzschichten verschiedener Dicke können die Bisskräfte in verschiedenen Kiefersperrungen und in verschiedenen Dynamikbereichen ermittelt werden. Die mittlere Zusatzschicht 8 kann eine Schicht sein, die in verschiedenen Dicken, Härten und Kieferwinkelungen zur Verfügung steht und entsprechend ausgetauscht werden kann. Die mittlere Zusatzschicht kann auch verschieden elastische Bereiche aufweisen.

Die Variante nach Figur 6 entspricht jener nach Figur 5, nur dass die Probestreifen 9 und 10 aus gedrucktem Gummi jeweils eine von den Zähnen abgewandte plane Oberfläche aufweisen. Das hat den Vorteil, dass nur das obere und das untere Gummielement individuell für den Patienten angefertigt werden müsssen. Die mittlere Zusatzschicht 1 1 ist universell und kann für verschiedene Patienten eingesetzt und wiederverwenden werden. Die mittlere Zusatzschicht 1 1 kann wiederum in verschiedenen Härten, Dicken und Kieferwinkelungen vorgehalten und rasch zwischen einzelnen Messschritten ausgetauscht werden.

Zwischen die planen Grenzflächen der Probestreifen 9 und 10 kann auch eine handelsübliche Sensor-Folie 12 eingelegt werden. Damit können zusätzliche Informationen bezüglich der Beißkraft ermittelt und in der FEM-Simulation berücksichtigt werden. Durch die planen Grenzflächen wird die Messung nicht wie bei einer normalen Folien-Messung dort verfälscht, wo die Folie durch die Zahnfissuren verworfen wird. Eine zwischen die planaren Grenzflächen eingebrachte Sensor-Folie 12 kann die FEM-Kraftberechnung ergänzen und/oder zur absoluten Eichung der Bisskräfte eingesetzt werden.

Wie schon dargelegt, muss das elastische Material nicht unbedingt so beschaffen sein, dass es bei Entlastung seine ursprüngliche Form wieder annimmt. Es kann auch ein viskoelastisches Material sein, dass sich stetig weiter verformt, ohne dass die Gegenkraft des Materials immer weiter ansteigt. Dadurch kann der Patient bis in seinen individuellen Schlussbiss beißen, so dass ein Quetschbissregistrat entsteht und eine Kraftmessung bis in den Schlussbiss möglich ist. Durch die Kenntnis der insbesondere viskoelastischen Materialeigenschaften können die resultierenden Kräfte bis in die Schlussbisssituation berechnet werden. Eine optische Aufnahme des so bis in den Schlussbiss verformten Materials kann weitere Information des Verformungsweges geben, wenn dieser durch die Simulation nicht komplett ermittelt werden kann.

Bei der Bemessung des Probekörpers ist zu berücksichtigen, dass je dicker das zwischen den Zähnen befindliche deformierbare Material ist, desto besser die Kräfte berechnet werden können, da die Verformung des Materials über eine größere Zahl von Weg-Quantelungen gemessen werden kann. Andererseits bewegen sich die Zähne bei größeren Öffnungen in einem Winkel auseinander: Die vorderen Zähne haben typischerweise einen größeren Abstand als die hinteren Zähne. Zudem bewegt sich der Unterkiefer nach vorne, je weiter der Mund geöffnet wird, da das Kiefergelenk ein Dreh-/Gleitgelenk ist. Das Winkelverhältnis und der Unterkiefer- Vorschub sind patientenindividuell.

Im nachfolgenden Ausführungsbeispiel ist der Probekörper aus vorgeformtem Gummi so bemessen, dass er zu dem patientenindividuellen Öffnungswinkel- Verhältnis und dem Unterkiefer-Vorschub passt.

In Figur 7a sind die Zähne im natürlichen Schlussbiss dargestellt. Dabei haben die Zähne 2 des Oberkiefers definierte patientenindividuelle Kontaktpunkte auf den die Zähnen 3 des Unterkiefers. Bei einem in diesem Zustand vorgeformten Probekörper wären die Kontaktpunkte nicht die gleichen, wie im natürlichen Schlussbiss. In Figur 7b ist ein keilförmiger Probekörper 13 aus gedrucktem Gummi gezeigt, welcher der individuellen Öffnungswinkel-Situation des Patienten angepasst ist. Die Unterseite des Keils 13 liegt formschlüssig an den Unterkiefer Zähnen 3 an, die Oberseite des Gummis repliziert die Form der Unterkiefer Zähne wie im natürlichen Schlussbiss und kompensiert auch den Unterkiefer- Vorschub bei großer Öffnung.

In dieser Ausführungsform kann nun eine Kraftmessung mit den gleichen Kontaktpunkten wie im natürlichen Schlussbiss durchgeführt werden. Zwar wirken die Kiefermuskeln im Vergleich zum echten Schlussbiss in leicht anderen Winkeln, jedoch kann - wegen der Kenntnis des Öffnungswinkels - auch diese Fehlinformation in der Simulation herausgerechnet werden. Zusätzlich kann die Shore-Härte des Gummis an den Vorderzähnen kleiner gewählt werden, als an den Backenzähnen. Durch entsprechende Verteilung der Shore-Härten kann eine linearisierte Kraft-Antwort generiert werden, da die Vorderzähne einen größeren Weg als die Backenzähne zurücklegen. Auch der umgekehrte Fall ist einstellbar, wobei das Gummi auf der Oberseite form-/kraftschlüssig am Oberkiefer anliegt und die Unterseite des Gummis die Form der Oberkiefer -Zähne repliziert. Die Unterkiefer- Variante hat jedoch den Vorteil, dass das Gummi auf den Zähnen aufliegen kann und nicht kraftschlüssig an den Zähnen des Oberkiefers befestigt werden muss.

In Figur 8 ist eine ähnliche Situation wie in Figur 7 dargestellt. Allerdings ist ein einzelner gedruckter Zahn 14 in den keilförmigen vorgeformten Probekörper 15 eingesetzt. Der gedruckte Zahn 14 entspricht dem darunter liegenden natürlichen Zahn 16 oder ersetzt eine Zahnlücke, die durch eine Krone geschlossen werden soll. Auf diese Weise kann die Schlussbiss-Belastung auf bestimmte Zähne beschränkt werden. Die verbleibenden Zähne der Zahnreihe 17 haben während der Messung keinen Kontakt. Der eingesetzte gedruckte Zahn 14 kann - wie hier - der natürlichen Form eines vorhandenen Zahnes oder auch einer geplanten Krone entsprechen. Er kann aus Gummi oder einem härteren Material sein, da der keilförmige Gummi-Rohling nachgibt und somit für die Kraftmessung geeignet ist. Andererseits kann der Keil 15 aus einem harten Material und nur der eingesteckte Zahn 14 aus Gummi sein. Es kann auch der gleiche Zahn in Keile unterschiedlicher Gummi-Härten eingesetzt werden. Durch ringsum am Probekörper vorgesehene mechanische Aufnahmen können an jeder Zahnposition verschiedene Einzelzähne oder Zahngruppen in den Proben körper eingesetzt werden.

Figur 9 zeigt einen frontalen Schnitt durch die Backenzähne mit Blick von vorne auf den Patientenmund. Die Zahnschiene liegt auf der rechten Kieferseite 18 und auf der linken Kieferseite 19 mindestens auf dem Oberkiefer oder Unterkiefer formschlüssig an. Das Gummimaterial 20 auf der linken Seite ist elastischer als das Material 21 auf der rechten Seite. Dadurch kann der Patient auf der einen Seite schneller in ein Equilibrium der Kräfte gebracht werden. Unterschiedliche Elastizitäten könnten nicht nur durch Verwendung von verschiedenen Grundmaterialien realisiert werden, sondern auch durch Drucken von Hohlräumen oder Mikrostrukturen, die die Elastizität unterschiedlicher Bereiche des Druckerzeugnissen gezielt steuern können. Die Hohlräume könnten auch mit einer Flüssigkeit gefüllt werden, sodass verschiedene Bereiche des Druckerzeugnisses miteinander „kommunizieren" (kommunizierende Röhren) und damit schneller ein Equilibrium herstellen.

Durch eine formschlüssige Gestaltung an beiden Kiefern können nicht nur Schließkräfte, sondern auch seitliche und/oder protrudierende und/oder retrudierende Kräfte ermittelt werden. Bei einer kraftschlüssigen Gestaltung könnten auch Öffnungskräfte ermittelt werden.