Technisches Gebiet

Ein Herstellungsverfahren für ein dentales Hilfsmittel aus einer thermoplastischen Kunststofffolie oder -platte, wobei die Kunststofffolie oder -platte innerhalb einer Tiefziehvorrichtung auf einem physischen Arbeitsmodell tiefgezogen und das dentale Hilfsmittel durch Trennen entlang einer Schnittlinie aus der tiefgezogenen Kunststofffolie oder -platte er- zeugt wird.

Stand der Technik

Aus der WO 2014/082624 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines dentalen Hilfsmittels in einer Tiefziehvorrichtung bekannt, wobei ein Arbeitsmodell eines Oberkiefers und/oder Un- terkiefers in die Tiefziehvorrichtung eingesetzt und auf das Arbeitsmodell eine Tiefziehfolie aufgesetzt und zu einer Schiene tiefgezogen wird. Das Arbeitsmodell wird computergestützt anhand von biometrischen Daten des Ober- und/oder Unterkiefers erzeugt. In der WO 2010/043419 AI wird ein Herstellungsverfahren für eine mehrschichtige Dentalschiene beschrieben.

Geeignete thermoplastische Kunststoffe bzw. Tiefziehfolien oder -platten für dentale Hilfsmittel sind beispielsweise aus der DE 10 2011 113 694 AI oder der EP 2 417 927 AI bekannt. Ein besonders zeitintensiver Schritt bei der Herstellung eines durch Tiefziehen zu erzeugenden dentalen Hilfsmittels ist das Heraustrennen, z.B. Herausschneiden, des dentalen Hilfsmittels aus der tiefgezogenen Kunststofffolie oder -platte. Zusätzlich bedarf es besonderen Geschicks und Erfahrung, um diesen Schritt fehlerfrei und mit einem zufriedenstellenden Ergebnis auszuführen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Verfahren weiterzubilden und insbesondere ein zuverlässigeres und schnelleres Herstellungsverfahren bereitzustellen.

Darstellung der Erfindung Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für ein dentales Hilfsmittel aus einer thermoplastischen Kunststofffolie oder -platte, wobei anhand eines dreidimensionalen Datensatzes zumindest eines Teils eines Oberkiefer- und/oder Unterkiefers ein digitales dreidimensionales Ar- beitsmodell rechnergestützt erzeugt wird, anhand des digitalen Arbeitsmodells ein physisches Arbeitsmodell hergestellt wird, die Kunststofffolie oder -platte innerhalb einer Tiefziehvorrichtung auf dem physischen Arbeitsmodell tiefgezogen wird und das dentale Hilfsmittel durch Trennen entlang einer Schnittlinie aus der tiefgezogenen Kunststofffolie oder - platte erzeugt wird, vor der Herstellung des physischen Arbeitsmodells das digitale Arbeitsmodell automatisch und/oder mittels manueller Eingabemittel um eine Hilfsstruktur ergänzt wird, wobei die Hilfsstruktur als Erhöhung oder Vertiefung ausgebildet ist, entlang eines digitalen Schnittlinienmodells in dem Arbeitsmodell verläuft und das digitale Schnittlinienmodell automatisch und/oder mittels manueller Eingabemittel in dem digitalen Arbeitsmodell erzeugt wird.

Dentale Hilfsmittel bezeichnen hier herausnehmbare Kunst- stoffteile bzw. -schienen, welche zumindest teilweise an die Form des Oberkiefers und/oder des Unterkiefers angepasst sind, beispielsweise Knirscherschienen, Korrekturschienen, wie Retainer oder Aligner, Mundschutzschienen, Bleichschienen oder Schnarchschienen sowie temporäre Brücken auf Schienenba- sis.

Das dentale Hilfsmittel, z.B. eine Dentalschiene, wird durch einen Umformprozess , das sogenannte Tiefziehen, aus thermo- plastischen Kunststoffen hergestellt. Das Tiefziehen, auch als Thermoformen, Warmformen oder Vakuumtiefziehen bezeichnet, ist ein Verfahren zur Umformung thermoplastischer Kunststoffe. Man unterscheidet die Thermoformverfahren typischer- weise nach dem jeweils eingesetzten Halbzeug, wobei dünnere Halbzeuge Folien und dickere Halbzeuge ab ca . 1,5 mm Platten genannt werden. In der Dentaltechnik werden typischerweise Ronden mit einer Stärke von 0,5 mm bis 5 mm verwendet, wobei die Materialstärke des resultierenden Produkts eines Tief- ziehvorgangs aufgrund von Materialstreckung zumindest abschnittsweise geringer ist.

Als Formvorlage für den Umformprozess dient ein zahntechnisches Modell, das sogenannten Arbeitsmodell, welches erfindungsgemäß nach einem digitalen Arbeitsmodells erzeugt wird, z.B. mittels rechnergestützter Fertigung (CAM).

Das digitale Arbeitsmodell wird auf Basis eines die Form des Oberkiefers und/oder des Unterkiefers oder zumindest eines Teils des Oberkiefers und/oder Unterkiefers wiedergebenden dreidimensionalen Datensatzes erzeugt und erfindungsgemäß um eine Hilfsstruktur ergänzt.

Der dreidimensionale Datensatz des Oberkiefers/Unterkiefers wird beispielsweise durch Abformung im Mund eines Patienten und späteres Vermessen der Abformung oder eines Positivmodells der Abformung oder durch direktes intraorales optisches Vermessen des Oberkiefers und/oder Unterkiefers, z.B. mittels einer Intraoralkamera ermittelt.

Das Erzeugen des digitalen Arbeitsmodells anhand des dreidimensionalen Datensatzes erfolgt automatisch und/oder mittels manueller Eingabemittel. Das Trennen des dentalen Hilfsmittels aus der tiefgezogenen Kunststofffolie oder -platte erfolgt manuell mittels eines Werkzeugs. Durch die Hilfsstruktur ist ein kontrolliertes Abtrennen entlang der Hilfsstruktur möglich, welches auf besonders einfache und schnelle Weise zuverlässig auch durch ungeübte Anwender ausführbar ist. Hierdurch werden Neuanfertigun- gen vermieden, die durch Bearbeitungsfehler beim manuellen

Trennen ohne erfindungsgemäße Hilfsstruktur häufiger notwendig werden.

Ist die Hilfsstruktur als Erhöhung ausgebildet, so wird zum Trennen ein zerspanendes Werkzeug an die Hilfsstruktur und dann entlang der Hilfsstruktur geführt. Hierdurch erhält das dentale Hilfsmittel eine nach außen zeigende, scharfe

Schnittkante, wodurch eine Verletzungsgefahr von Zahnfleisch bei Einsetzen des hergestellten dentalen Hilfsmittels zuverlässig vermieden werden kann. Mit einer als Vertiefung ausgebildeten Hilfsstruktur wird eine Führungsrinne für das Werkzeug bereitgestellt. Vorteilhafterweise ist eine Breite der Vertiefung im Querschnitt auf einen Durchmesser des für das Trennen zu verwendenden Werkzeugs abgestimmt. Besonders vorteilhaft weist das Werkzeug einen nach außen abnehmenden Durchmesser auf und die Breite der Vertiefung ist besonders vorteilhaft kleiner als der größte Durchmesser des Werkzeugs.

Vorteilhafterweise wird die Hilfsstruktur auf dem Schnittlinienmodell oder an das Schnittlinienmodell angrenzend oder in einem ersten Abstand zu dem Schnittlinienmodell angeordnet.

Je nach Breite und Ausführung der Hilfsstruktur sowie je nach Art des für das Trennen verwendeten Werkzeugs verschiebt sich die Lage der tatsächlich erhaltenen Schnittkante im Bezug auf die Hilfsstruktur. Entsprechend ist es vorteilhaft dies bei der Positionierung der Hilfsstruktur entsprechend zu berücksichtigen . Vorteilhafterweise wird die Gingivalinie in dem digitalen Arbeitsmodell automatisch und/oder manuell ermittelt und gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform als Schnittlinienmodell verwendet. Gemäß einer zweiten alternativen Ausfüh- rungsform wird in einem festen Abstand in Richtung der

Gingiva parallel zu der Gingivalinie eine Hilfslinie erzeugt und als Schnittlinienmodell verwendet. Gemäß einer dritten alternativen Ausführungsform wird eine bogenförmige Hilfslinie an die Gingivalinie angrenzend oder mit einem Abstand zu der Gingivalinie erzeugt und als Schnitt linienmodell verwendet.

Für viele Anwendungen bzw. dentale Hilfsstrukturen ist ein Verlauf der Schnittlinie möglichst nah an der Gingivalinie wünschenswert. Durch eine exakt entlang der Gingivalinie ver- laufende Schnittlinie werden beim Tragen des dentalen Hilfsmittels beispielsweise Druckstellen im Bereich der Gingiva vermieden. Ein besonders einfaches Trennen und gegebenenfalls Weiterverarbeiten ist mit einer geraden Schnittlinie gemäß der dritten alternativen Ausführungsform möglich. Vorteilhafterweise weist die Hilfsstruktur einen runden, n- eckigen oder spitz zulaufenden Querschnitt auf.

Vorteilhafterweise wird das dentale Hilfsmittel mittels eines zerspanenden Werkzeugs aus der tiefgezogenen Kunst stofffolie oder -platte heraus getrennt, wobei das Werkzeug die Hilfs- struktur zumindest teilweise abträgt oder bei dem Trennen zumindest teilweise in die Hilfsstruktur hineingreift.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zur Herstellung eines dentalen Hilfsmittels aus einer thermoplastischen

Kunststofffolie oder - platte, aufweisend eine Tiefziehvor- richtung und eine Recheneinheit, wobei das System dazu ausgelegt ist, das Herstellungsverfahren der vorbeschriebenen Art auszuführen . Vorteilhafterweise weist das System ein Softwareprogramm auf, wobei das Softwareprogramm auf der Recheneinheit ausführbar ist, das Softwareprogramm mindestens ein digitales Werkzeug aufweist, das digitale Werkzeug mittels mindestens eines Eingabemittels bedienbar ist und das digitale Werkzeug das Ergänzen der Hilfsstruktur in dem digitalen Arbeitsmodell ermöglicht .

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt die

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines digitalen Ar- beitsmodells ,

Fig. 3A,B schematische Schnittbilder des Arbeitsmodells gemäß verschiedener Ausführungsformen,

Fig. 4A-C schematische Ansichten der Hilfsstruktur gemäß verschiedener Ausführungsformen. Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform mit Verfahrensschritten Sl bis S5.

In dem ersten Verfahrensschritt Sl wird der mit einem denta- len Hilfsmittel, hier einer Dentalschiene, zu versorgende Kieferbereich digital erfasst. Hierfür wird mittels einer Messvorrichtung, z.B. einer intraoralen Kamera, ein dreidimensionaler Datensatz eines Unterkiefers oder eines Oberkiefers oder zumindest eines Teils des Unterkiefers oder des Oberkiefers erzeugt und auf einem geeigneten Speichermedium einer Recheneinheit gespeichert.

Aus dem im Verfahrensschritt Sl erzeugten Datensatz wird im zweiten Verfahrensschritt S2 rechnergestützt ein digitales Arbeitsmodell erzeugt. Das digitale Arbeitsmodell entspricht im Wesentlichen dem dreidimensionalen Datensatz und umfasst zusätzlich eine als Erhöhung oder Vertiefung ausgebildete Hilfsstruktur, wobei die Hilfsstruktur während des Verfahrensschritts S2 mittels der Recheneinheit entworfen und ange- ordnet wird.

In einem dritten Verfahrensschritt S3 wird ein physisches Arbeitsmodell entsprechend dem im zweiten Verfahrensschritt S2 erzeugten digitalen Arbeitsmodell erzeugt, z.B. mittels einer Fräs- und/oder Schleif orrichtung oder mittels eines SD- Druckers.

In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird eine thermoplastische Kunststofffolie oder -platte mittels einer Tiefziehvorrichtung auf dem physischen Arbeitsmodell tiefgezogen.

In einem fünften Verfahrensschritt wird die tiefgezogene Kunststofffolie oder -platte mittels eines Werkzeugs entlang der Hilfsstruktur getrennt.

Handelt es sich bei der Hilfsstruktur um eine Erhöhung, so wird hierfür zumindest eine Spitze oder Kuppe der Erhöhung und der darüber gezogene Teil der Kunststofffolie oder - platte mittels eines Fräs- oder Schleifwerkzeugs entfernt.

Handelt es sich bei der Hilfsstruktur um eine Vertiefung, so wird ein Fräs- oder Schleifwerkzeug zumindest teilweise in die Vertiefung hinein geführt, um die Kunststofffolie oder - platte entlang der Hilfsstruktur zu zertrennen. Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines dreidimensionalen Datensatzes 1 eines Unterkiefers. Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird als Entwurf einer Schnittlinie 2 eine Grenzlinie zwischen den Zähnen 3 und dem Zahnfleisch 4 automatisch ermittelt und in einem festen Abstand A zu dem

Schnittlinienentwurf 2 eine Hilfsstruktur 5 automatisch ange- ordnet. Der dreidimensionale Datensatz 1 bildet zusammen mit der Hilfsstruktur 5 ein digitales Arbeitsmodell 6.

Wie in Fig. 3A schematisch dargestellt ist die Hilfsstruktur 5 gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform als Erhöhung 7 auf dem Arbeitsmodell 6 ausgebildet. Die Erhöhung 7 wird nach dem Tiefziehprozess zusammen mit der darüber gezogenen Kunststofffolie oder -platte 8 mittels eines Werkzeugs 9 beispielsweise durch Schleifen oder Fräsen zumindest teilweise entfernt.

Wie in Fig. 3B schematisch dargestellt ist die Hilfsstruktur 5 gemäß einer zweiten alternativen Ausführungsform als eine in das Arbeitsmodell 6 hineinragende Vertiefung 10 ausgebildet. Nach dem Tiefziehprozess wird die Kunststofffolie oder - platte 8 mittels eines Werkzeugs 9 entlang der Vertiefung 10 zertrennt, indem das Werkzeug 9 zumindest teilweise in die Vertiefung 10 hinein geführt wird.

Unterschiedliche Ausführungsformen eines Querschnitts der Hilfsstruktur sind in Fig. 4A-C skizziert, nämlich spitz zulaufend, abgerundet oder n-eckig.

Bezugs zeichenliste

1 dreidimensionaler Datensatzes

2 Schnittlinie

3 Zähne

4 Zahnfleisch

5 Hilfsstruktur

6 digitales Arbeitsmodell

7 Erhöhung

8 tiefgezogene Kunststofffolie oder -platte 9 Werkzeug

10 Vertiefung