HERSTELLUNG VON ZAHNERSATZ

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zahnersatz. Dabei sind unter Zahnersatz Zahnprothesen zu verstehen, die einen Schleimhautbereich und einen daran angrenzenden Zahnbereich aufweisen. Der Schleimhautbereich dient zur Abstützung und Anlagerung der Zahnprothese an einem zahnfreien Bereich eines Unterkiefers oder Oberkiefers, während der Zahnbereich die fehlenden Zähen des jeweiligen Kiefers ersetzt. Eine Zahnprothese kann einen Teil der Zähne eines Unterkiefers oder Oberkiefers oder alle Zähne eines Kiefers ersetzen.

STAND DER TECHNIK

Der übliche Weg, Zahnersatz herzustellen besteht darin, von dem betroffenen und dem gegenüberliegenden Kiefer des jeweiligen Patienten einen oder mehrere Abdrücke zu nehmen und auf Basis dieser Abdrücke ein Modell herzustellen. Das Modell ist dann die Grundlage für die Ausbildung der Zahnprothese und zwar sowohl, um den Schleimhautbereich der Zahnprothese an den zahnfreien Bereich des jeweiligen Kiefers, als auch, um den Zahnbereich an Zähne des jeweils gegenüberliegenden Kiefers und ggf. an angrenzende Zähne des Kiefers, für den die Zahnprothese vorgesehen ist, anzupassen. Für die Ausbildung des Zahnbereichs können konfektionierte computergefräste keramische Prothesenzähne verwendet werden, die bei einer Totalprothese, also einem Zahnersatz sowohl für den Unterkiefer als auch den Oberkiefer eine perfekte Grundlage für eine Verzahnung untereinander bieten. Bei Teilprothesen sind diese Vorteile des Einsatzes fertiger Prothesenzähne jedoch kaum nutzbar, weil diese nicht an die im Mund noch vorhandenen Zähne angepasst sind. Entsprechend

müssen die Zähne nötigenfalls individuell von Hand hergestellt werden. Das bekannte Verfahren ist insgesamt sehr arbeits- und zeitaufwendig und entsprechend mit relativ hohen Kosten verbunden. Es lässt sich allenfalls in Teilen automatisieren.

Für die dreidimensionale Navigation von in einem Kiefer zu verankernden Implantaten ist es bekannt, eine Computertomographie des Schädels durchzuführen, zu dem der betroffene Kiefer gehört. Die dabei zu der Raumform des Kiefers gewonnenen Daten werden für die Planung und die Konzeption eines Bohrschemas für die Implantation eines Zahnimplantats dreidimensional visualisiert.

Für die Herstellung von Zahninlays ist es bekannt, die Kavität in einem Zahn optisch mit einer Abtasteinrichtung abzutasten und einen die Raumform der Kavität beschreibenden Datensatz zu gewinnen. Gleichzeitig kann dabei die Raumform der angrenzenden Zahnoberflächen erfasst werden. Aus den derart gewonnen Datensätzen wird mit Hilfe eines Rechners ein

Datensatz ermittelt, der die Raumform eines in die Kavität passenden Inlays beschreibt.

Anschließend wird der die Raumform des Inlays beschreibende Datensatz zusammen mit den Datensätzen der durch Abtasten erfassten Raumformen auf einem Bildschirm dreidimensional angezeigt, um es einem Zahnarzt zu erlauben, die von dem Rechner automatisch als geeignet ermittelte Raumform einer Außenfläche des Inlays zu überarbeiten. Anschließend wird mit dem derart gewonnenen Datensatz eine Maschine zum Material abnehmenden Herausarbeiten der

Raumform des Inlays aus einem Keramikkörper angesteuert. Das Inlay wird anschließend in die Kavität des jeweiligen Zahn einzementiert. Der Keramikkörper kann bezüglich seiner Farbe auf die Farbe des Zahns, in den das Inlay einzementiert werden soll, ausgewählt werden.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Zahnersatz aufzuzeigen, die die kostengünstige Herstellung von individuellen Zahnprothesen ermöglichen.

LöSUNG

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen

Patentanspruchs 11 gelöst. Bevorzugte Ausführungsform des neuen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 beschrieben. Der Patentanspruch 10 betrifft die Verwendung eines Kunststoffvorformlings bei dem neuen Verfahren. Bevorzugte Ausführungsform der neuen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 11 bis 13 beschrieben. Der nebengeordnete Patentanspruch 14 beschreibt zusätzlich ein dem neuen Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz im Wesentlichen entsprechendes neues Verfahren zur Herstellung von Epithetik. Der Patentanspruch 15 beschreibt entsprechend eine der neuen Vorrichtung zur Herstellung von Zahnersatz im Wesentlichen entsprechende neue Vorrichtung zur Herstellung von Epithetik

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Bei der neuen Herstellung von Zahnersatz wird die Nähme von Abdrücken durch ein mechanisches und/oder optisches Abtasten einer Schleimhautstruktur in einem zahnfreien Bereich eines Unterkiefers oder Oberkiefers ersetzt, um auf diese Weise direkt einen die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibenden Datensatz zu ermitteln. Dabei können grundsätzlich dieselben Algorithmen zur Anwendung kommen, wie sie schon bislang zum optischen Abtasten einer Kavität in einem Zahn für die Herstellung eines lays angewendet wurden. Es ist aber auch möglich, die Schleimhautstruktur in den zahnfreien Bereich mechanisch abzutasten, um den die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibenden Datensatz zu ermitteln, beispielsweise mit einer Kontaktsonde. Welches genaue Abtastverfahren angewandt wird, beispielsweise auch, welche genaue optische Technik, ist unerheblich. So können zum Beispiel dreidimensionale Aufnahmetechniken, bei denen die interessierende Raumform aus mehreren Richtungen aufgezeichnet wird, und optische Abtastverfahren, die Punkt- oder Streifenlicht verwenden, eingesetzt werden. Im letzteren Fall spricht man zum Beispiel von so genannter Lichtschnittabtastung.

Der die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibende Datensatz wird bei der Erfindung dazu verwendet, einen die Raumform einer herausnehmbaren Zahnprothese beschreibenden

Datensatz zu ermitteln. Dabei hat die Raumform der Zahnprothese einen zu der Raumform der

Schleimhautstruktur komplementären Schleimhautbereich und einen daran angrenzenden

Zahnbereich. Die Raumform des dem jeweiligen Kiefer zugewandten Schleimhautbereichs kann in erster Näherung dieselbe Raumform, d. h. denselben Oberflächenverlauf, wenn auch mit anderen Vorzeichen, aufweisen wie die Schleimhautstruktur, an der er bei der Verwendung der

Zahnprothese zur Anlage kommen soll. Der an den Schleimhautbereich angrenzende

Zahnbereich kann unter Verwendung zusätzlicher Daten automatisch erzeugt oder von einem Ausführenden des neuen Verfahrens individuell gestaltet werden.

In dem bereits abschließenden Schritt des neuen Verfahrens wird mit dem derart gewonnenen Datensatz, der die Raumform der Zahnprothese beschreibt, eine Maschine zum Material abnehmenden Herausarbeiten der Raumform der Zahnprothese aus einem Kunststoffvorformling angesteuert. Der Kunststoffvorformling weist dabei einen Bereich aus einer ersten und einen daran angrenzenden Bereich aus einer zweiten Farbe auf. Die beiden Farben sind darauf abgestimmt, dass der Schleimhautbereich der Raumform des Zahnersatzes in dem Bereich des Kunststoffvorformlings aus der ersten und der Zahnbereich in dem Bereich des Kunststoffvorformlings aus der zweiten Farbe ausgebildet wird. Das heißt, die erste Farbe ist in der Regel ein Rosaton, während die zweite Farbe ein weißgelber Farbton ist. Zur Anpassung an individuelle Eigenarten können Kunststoffvorformlinge mit unterschiedlichen Rosa- und weißgelben Farbtönen zur Auswahl gestellt werden. Die Größe des Kunststoffvorformlings kann zur Vermeidung eines unnötigen Bearbeitungsaufwands hinsichtlich seiner Form und Größe auf die Raumform der Zahnprothese abgestimmt ausgewählt werden. Auch hierfür kann eine Mehrzahl von Kunststoffvorformlingen zur Auswahl stehen. Das Material abnehmende Herausarbeiten kann beispielsweise durch Schleifen und/oder Fräsen des Kunststoffvorformlings erfolgen. Es kann auch zunächst ein Frässchritt durchgeführt werden, dem dann ein Schleifschritt zur Endbearbeitung folgt. Hieran kann sich entweder bereits in der Maschine oder manuell ein Polierschritt anschließen. Die Zahnprothese wird aber in jedem Fall von der Maschine im Wesentlichen fertig gestellt. Trotz Ausbildung der neuen Zahnprothese ausschließlich aus Kunststoff kann diese für eine lang andauernde Verwendung hinreichend stabil sein. Im übrigen ist es mit dem neuen Verfahren problemlos und mit geringem Aufwand möglich, entweder sofort oder nach gewisser Zeit ein Doppel einer Zahnprothese anzufertigen, um einen Ersatz zu haben, sollte die zunächst hergestellte Zahnprothese ausfallen. Bei Verwendung beispielsweise verstärkter Kunststoffe für den Kunststoffvorformling ist ein solcher Ausfall beispielsweise durch Zerbrechen der Zahnprothese jedoch relativ unwahrscheinlich. Er ist sogar unwahrscheinlicher als bei einer nach einem herkömmlichen Verfahren hergestellten Zahnprothese, da die neue Zahnprothese auf einem durchgängig zusammenhängenden Kunstoffvorformling aufbaut.

Wenn bei dem neuen Verfahren zusätzlich die Raumform von an den zahnfreien Bereich angrenzenden Zähnen des Unterkiefers oder Oberkiefers abgetastet und der die Raumform der

Zahnprothese beschreibende Datensatz unter zusätzlicher Berücksichtigung der Raumform der angrenzenden Zähne ermittelt wird, kann der Prozess der Anpassung des die Raumform der Zahnprothese beschreibenden Datensatzes an noch vorhandene Zähne des jeweiligen Kiefers weitgehend automatisiert werden.

Entsprechendes gilt für die Anpassung der Zahnprothese an noch vorhandene Zähne des gegenüberliegenden Kiefers. Zu diesem Zweck ist zusätzlich die Raumform eines Bereichs eines Kiefers, der dem zahnfreien Bereich des Unterkiefers oder Oberkiefers gegenüberliegt, abzutasten, und der die Raumform der Zahnprothese beschreibende Datensatz ist unter Berücksichtigung der Raumform des Bereichs des gegenüberliegenden Kiefers zu ermitteln.

Weiterhin kann auch eine Relativlage eines Kiefers, der dem zahnfreien Bereich des Unterkiefers oder Oberkiefers gegenüberliegt, abgetastet werden, um diese Relativlage des gegenüberliegenden Kiefers bei der Ermittlung des die Raumform der Zahnprothese beschreibenden Datensatzes zu verwenden. So kann automatisch eine Raumform für die Zahnprothese ermittelt werden, die eine Verzahnung mit den noch vorhandenen Zähnen des gegenüberliegenden Kiefers sicherstellt.

Eine noch perfektere automatische Anpassung der Zahnprothese an die individuellen Gegebenheiten kann dann erreicht werden, wenn die Relativlage des gegenüberliegenden Kiefers in verschiedenen Stellungen der Kiefer zueinander abgetastet wird. So können beispielsweise Rillen in den Kauflächen auf die möglichen Relativlagen der Kiefer zueinander abgestimmt werden.

Konkret kann der die Raumform der Zahnprothese beschreibende Datensatz unter Berücksichtigung einer Okklusionsebene und/oder einer Okklusionsrichtung zwischen den aneinander gegenüberliegenden Kiefern ermittelt werden.

Da eine Schleimhaut, auch wenn sie einen Kieferknochen nur in einer dünnen Schicht bedeckt, weder starr ist, noch eine uniforme Dicke, noch uniforme Verformungseigenschaften aufweist, ist es bei dem neuen Verfahren bevorzugt, wenn die Schleimhautstruktur in dem zahnfreien Bereich des Unterkiefers oder Oberkiefers in verschiedenen Mundsituationen abgetastet wird, um den die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibenden Datensatz zu ermitteln. Diese verschiedenen Mundsituationen können beispielsweise durch Blasen, Saugen und/oder durch

Muskelruhe von bzw. bei dem jeweiligen Patienten eingestellt werden. Sich dabei verändernde Raumformen der Schleimhautstruktur geben wichtige Hinweise auf die lokale Dicke und Verformbarkeit der Schleimhaut.

Obwohl dies bei dem neuen Verfahren insbesondere dann, wenn umfassende Datensätze durch Abtasten im Mundraum gewonnen werden, nicht unbedingt erforderlich ist, kann der die

Raumform der Schleimhautstruktur beschreibende Datensatz zusammen mit den durch

Abtasten ermittelten Datensätzen in einer dreidimensionalen Darstellung visualisiert werden, bevor die Maschine angesteuert wird. Dies erlaubt eine Kontrolle der für die Zahnprothese automatisch ermittelten Raumform. Mit einer dreidimensionalen Darstellung zur Visualisierung ist hier im Regelfall keine holographische Darstellung, sondern die Wiedergabe einer perspektivischen Ansicht mit veränderbarer Blickrichtung gemeint, die auch bei Darstellung auf einem zweidimensionalen Bildschirm einen dreidimensionalen Eindruck vermittelt.

Besonders bevorzugt ist es bei dem neuen Verfahren, wenn der die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibende Datensatz durch an dieser dreidimensionalen Darstellung angreifende graphische Werkzeuge veränderbar ist. Der das neue Verfahren durchführende kann dann an der dreidimensionalen Darstellung Veränderungen vornehmen, um die Raumform der Zahnprothese zu optimieren, die sich automatisch auf den Datensatz der Zahnprothese auswirken, der anschließend zur Ansteuerung der Maschine zum Herausarbeiten der Zahnprothese aus dem Kunststoffvorformling verwendet wird.

Das neue Verfahren eignet sich nicht nur unmittelbar zur Herstellung von Zahnersatz. Es ist grundsätzlich auch zur Herstellung von Epithetik für den Mund und Gesichtsbereich geeignet. Bei dieser Sonderanwendung des neuen Verfahrens umfasst dieses die Schritte: mechanisches und/oder optisches Abtasten einer Oberflächenstruktur in einem Bereich eines Kopfs, um einen die Raumform der Oberflächenstruktur beschreibenden Datensatz zu ermitteln; Ermitteln eines die Raumform einer Epithese oder eines Opturators beschreibenden Datensatzes, wobei die Raumform der Epithese oder des Opturators einen zu der Raumform der Oberflächenstruktur komplementären Anlagebereich und diesem abgekehrte Bereiche aufweist; und Ansteuern einer Maschine mit dem die Raumform der Epithese oder des Opturators beschreibenden Datensatz zum Material abnehmenden Herausarbeiten der Raumform der Epithese oder des Opturators aus einem Kunststoffvorformling, der einen Bereich aus einem ersten und ein daran angrenzenden Bereich aus einem zweiten Material aufweist, wobei sich die Verformbarkeit

und/oder die Farbe des ersten und des zweiten Materials voneinander unterscheiden. So kann das eine Material beispielsweise hart sein, um einen fehlenden Knochenbereich zu ersetzen, während das andere Material weich ist, um über der ersetzten Knochenstruktur liegendes weiches Gewebe zu ersetzen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibungseinleitung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 ist ein Ablaufschaubild, das die Durchführung des neuen Verfahrens zur

Herstellung von Zahnersatz mit der neuen Vorrichtung skizziert; und

Fig. 2 zeigt einen Kunststoffvorformling, wie er bei dem neuen Verfahren verwendet wird.

FIGURENBESCHREIBUNG

Das in Fig. 1 anhand der dabei verwendeten neuen Vorrichtung skizzierte neue Verfahren zur Herstellung von Zahnersatz beginnt mit dem Schritt des Abtastens, in dem von einer Abtasteinrichtung 1 durch mechanisches und/oder optisches Abtasten zumindest einer Schleimhautstruktur in einem zahnfreien Bereich eines Unterkiefers oder Oberkiefers ein die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibender Datensatz ermittelt wird. Zusätzlich können die Raumformen von an den zahnfreien Bereich angrenzenden Zähnen des Unterkiefers oder Oberkiefers oder ein Bereich eines Kiefers, der dem zahnfreien Bereich des Unterkiefers oder Oberkiefers gegenüberliegt, abgetastet werden. Auch die Relativlage des gegenüberliegenden Kiefers relativ zu dem Unterkiefer oder Oberkiefer mit dem zahnfreien Bereich kann bestimmt werden. Vorzugsweise wird zumindest die Schleimhautstruktur in dem zahnfreien Bereich des Unterkiefers oder Oberkiefers in verschiedenen Mundsituationen abgetastet, die beispielsweise durch Saugen, Blasen oder Muskelruhe von bzw. bei dem jeweiligen Patenten hervorgerufen werden. Das Abtasten kann durch verschiedenste als solche gängige optische Verfahren zum Erfassen dreidimensionaler Strukturen erfolgen. Es kann auch eine mechanische Abtastung erfolgen. In aller Regel wird es sich um ein abrasterndes Abtasten mit einer optischen oder mechanischen Sonde handeln, die die Raumform der Schleimhautstruktur punkt- oder linienweise erfasst.

Von der Abtasteinrichtung 1 wird der die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibende Datensatz 2 an einen Rechner 3 übergeben, der mit einem Bildschirm 4 und einer Eingabeeinrichtung 5 versehen ist. Der Rechner 3 berechnet mit einer hierfür ausgelegten Software aus dem Datensatz 2 einen Datensatz 6, der die Raumform einer herausnehmbaren Zahnprothese 8 zum Auffüllen des zahnfreien Bereichs des Unterkiefers oder Oberkiefers beschreibt. Dann wird dieser Datensatz 6 zusammen mit dem Datensatz 2, der die Raumform der Schleimhautstruktur beschreibt, auf einem Bildschirm 4 in einer dreidimensionalen Darstellung angezeigt. Dabei bedeutet dreidimensionale Darstellung, dass die jeweiligen Raumformen unter wählbarer Blickrichtung mit dem Verlauf ihrer Begrenzungslinien im Raum dargestellt werden. über die Eingabeeinrichtung 5, die nicht nur wie hier dargestellt eine Tastatur sondern auch beispielsweise eine Maus umfassen kann, kann die Raumform der Zahnprothese 8 auf dem Bildschirm 4 manipuliert werden. Damit erfolgt gleichzeitig eine Manipulation des zugehörigen Datensatzes 6. So kann ein das neue Verfahren Durchführender in die Ermittlung der Raumform der Zahnprothese 8 eingreifen. Der die Raumform der Zahnprothese 8 beschreibende Datensatz 6 wird dann an eine Maschine 7 übermittelt, die aus

einem Kunststoffvorformling, der näher im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben werden wird, Material abnehmend die Zahnprothese 8 herausarbeitet. Dabei weist die Zahnprothese 8 einen Schleimhautbereich 9 und einen Zahnbereich 10 auf, die aus Bereichen des Kunststoff- vorformlings mit unterschiedlicher Farbe herausgearbeitet werden.

Fig. 2 skizziert den Vorformling 1 1 , der einen rosafarbenen Bereich 12 zur Ausbildung des Schleimhautbereichs und einen weißgelben Bereich 13 zur Ausbildung des Zahnbereichs 10 der Zahnprothese 8 aufweist. Dabei besteht der Vorformling 11 vorzugsweise durchgängig aus Kunststoff derselben Zusammensetzung, die in den Bereichen 12 und 13 unterschiedlich eingefärbt ist, die aber über die Grenze zwischen den Bereichen 12 und 13 geschlossen zusammenhängt. Die Raumform des Vorformlings 11 kann an die Zahnprothese 8 angepasst sein, um möglichst wenig Material von dem Vorformling abnehmen zu müssen. Die Farben der Bereiche 12 und 13 können ebenfalls in Abhängigkeit von den Gegebenheiten bei dem einzelnen Patienten individuell ausgewählt werden, indem eine Mehrzahl von Vorformlingen 11 mit verschiedenen Farben und verschiedenen Farbkombinationen angeboten wird.

BEZUGSZEICHENLISTE

Abtasteinrichtung

Datensatz

Rechner

Bildschirm

Eingabeeinrichtung

Datensatz

Maschine

Zahnprothese

Schleimhautbereich

Zahnbereich

Vorformling

Bereich

Bereich