Zahnblock zur Fertigung von Zahnersatz mit daran befestigtem Halter

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zahnblock zur Fertigung von Zahnersatz mit daran befestigtem Halter für die maschinelle Bearbeitung des Zahnblocks.

[0002] Zahnersatz zur Integration in das vorhandene Restgebiss eines Patienten wird individuell angefertigt. Dabei kann von einem Zahnblock als Rohling ausgegangen werden, der vollständig individuell bearbeitet wird, oder es kann ein ganz oder teilweise fabrikatorisch vorfabrizierter Zahnblock verwendet werden, der in bestimmten Bereichen bereits die Form des fertigen Zahnersatzes aufweist. Letzteres hat den Vorteil, dass die Oberfläche des Zahnersatzes nicht mehr bearbeitet werden muss und somit höherwertig sein kann, und die Farbauswahl einfacher ist. In jedem Fall muss aber der marginale Bereich des Zahnersatzes individuell an den präparierten Zahnstumpf angepasst werden, um sich in das vorhandene Restgebiss einzugliedern.

[0003] Zur Bearbeitung eines Zahnblocks werden heute üblicherweise CNC-Fräs- und Schleifmaschinen verwendet, die die jeweiligen Daten in digitaler Form verarbeiten. Der zu bearbeitende Zahnblock wird mit einem Halter verbunden und mit dem Halter in die Maschine eingespannt. Die Bearbeitung erfolgt dann auf Basis der Position des Halters, die von der Maschine ausgelesen werden kann. In der Praxis treten dabei im Wesentlichen zwei Probleme auf. Einerseits muss der Zahnblock so am Halter befestigt sein, dass die Verbindung den bei der Bearbeitung auftretenden Kräften standhält. Andererseits muss der Zahnblock in einer definierten Position am Halter befestigt sein, damit die Bearbeitung auf Grundlage der Positionsdaten des Halters erfolgen kann. Es ergeben sich insbesondere bei der

BESTÄTIGUNGSKOPIE Fertigung von fabrikatorisch vorgeformten Zähnen aber immer Toleranzen, die bei der Befestigung des Zahnblocks am Halter ausgeglichen werden müssen.

[0004] Aus der DE 10 2006 040 798 A1 ist ein Zahnblocksortiment mit Seitenansatz bekannt, bei dem jeder Zahnblock einen Seitenansatz mit Hinterschnitt aufweist. Der Zahnblock wird mittels des Seitenansatzes an einer maschinellen Aufnahmevorrichtung befestigt. Hierzu wird die maschinelle Aufnahmevorrichtung beabstandet zum Seitenansatz positioniert und ein Verbundwerkstoff zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Seitenansatz eingebracht. So können durch geeignete Positionierung des Zahnblocks zur Aufnahmevorrichtung Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Nachteil dieser Verbindung ist jedoch, dass der Verbundwerkstoff mit seiner Grenzfläche zum Halter alle Kräfte übertragen muss, die bei der Bearbeitung entstehen. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass dies nicht möglich ist und sich die Zahnblöcke in erheblicher Anzahl bei der maschinellen Bearbeitung von den Aufnahmevorrichtungen lösen.

[0005] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zahnblock mit daran befestigtem Halter für die maschinelle Bearbeitung des Zahnblocks zur Verfügung zu stellen, bei dem Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können, und der eine sichere Befestigung des Zahnblocks am Halter gewährleistet. Außerdem soll ein Verfahren zur Positionierung eines Zahnblocks an einem Halter zur maschinellen Bearbeitung zur Verfügung gestellt werden, das eine präzise Ausrichtung und sichere Verbindung der Teile zueinander gewährleistet. [0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zahnblock mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9 und 1 1 beschrieben. [0007] Erfindungsgemäß wird ein Zahnblock zur Fertigung von Zahnersatz mit daran befestigtem Halter für die maschinelle Bearbeitung des Zahnblocks vorgeschlagen, wobei der Zahnblock ein angeformtes Halteelement aufweist. Der Zahnblock ist dadurch gekennzeichnet, dass der Halter ein zum Halteelement des Zahnblocks komplementäres Halteelement aufweist und die beiden Halteelemente zueinander eine Spielpassung aufweisen. Der Spielausgleich erfolgt durch einen aushärtenden Fügewerkstoff. [0008] Der Zahnblock kann zumindest teilweise eine fabrikatorisch hergestellte Zahnform aufweisen. Der Zahnblock kann z. B. auf der Okklusionsseite vollständig ausgebildete Okklusionsflächen aufweisen, die vorteilhaft auch farbgeschichtet sein können. Zur Verwendung als Krone muss dann nur noch die marginale Seite angepasst und erforderlichenfalls im übrigen Bereich geringfügige Anpassungen vorgenommen werden. Die Oberflächengüte des fabrikatorisch hergestellten Zahnblocks einschließlich der Farbgebung kann so erhalten bleiben.

[0009] Insbesondere bei fabrikatorisch hergestellten Zahnformen ist eine genaue Positionierung des Zahnblocks in der Bearbeitungsmaschine von herausragender Bedeutung. Die Bezugspunkte zur Integration des Zahnersatzes in das Gebiss eines Patienten sind die Kontaktpunkte in Okklusion oder können sich an Schneidekanten oder anderen charakteristischen Merkmalen orientieren. Bei der Fertigung z. B. einer Krone kommt es deshalb maßgeblich darauf an, dass der Zahnblock vor der Bearbeitung an solchen Bezugspunkten ausgerichtet wird. Bei der Fertigung eines Zahnblocks mit Zahnform kann es aber zu geringfügigen Schrumpfungen oder Verwindungen kommen, die bei der Positionierung am Halter ausgeglichen werden müssen. Der Zahnblock kann leicht z. B. anhand einer Matrize am Halter ausgerichtet werden. Gemäß der Erfindung sind hierfür das an den Zahnblock angeformte Halteelement und das Halteelement des Halters komplementär geformt und weisen eine Passung auf. Um eine geringfügige Nachjustierung zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen zu ermöglichen, haben die Halteelemente zueinander jedoch eine Spielpassung. Der Spielausgleich erfolgt durch einen aushärtenden Fügewerkstoff, nach dessen Aushärten eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist.

[0010] Die Halteelemente können ganz oder teilweise zueinander komplementäre mehreckige, gerundete oder verzahnte Formen aufweisen, beispielsweise drei-, vier-, sechs- oder mehreckig oder oval. [0011] Die Halteelemente können auch zueinander komplementäre Hinterschnitte aufweisen. Sie können insbesondere schwalbenschwanzartig geformt sein, so dass das Halteelement des Zahnblocks von einer Seite in das Halteelement des Halters eingeschoben werden kann. Vorzugsweise kann in Einschubrichtung ein Anschlag vorgesehen sein. Durch die Spielpassung ist eine geringfügige relative Positionierung möglich. Ein über dieses Spiel hinausgehendes Verdrehen des Zahnblocks gegenüber dem Halter ist jedoch nicht möglich. Ebensowenig kann der Zahnblock in irgendeiner von der Einschubrichtung unterschiedlichen Richtung vom Halter getrennt werden. Der Spielausgleich wird durch einen zwischen die beiden Halteelemente eingebrachten, aushärtenden Fügewerkstoff erreicht. Auf diesem Wege wird eine formschlüssige Verbindung hergestellt, die die bei der Bearbeitung des Zahnblocks auftretenden Kräfte sicher übertragen kann. Die Verbindung ist nur in sehr geringem Maße auf die Klebkraft zwischen dem Fügewerkstoff und dem Halter und/oder dem Zahnblock angewiesen. Besonders hohe Anforderungen an den Fügewerkstoff werden also nicht gestellt.

[0012] Die Halteelemente von Zahnblock und Halter können vorzugsweise mindestens einen Satz von zueinander komplementären Vorsprüngen und Vertiefungen aufweisen. Dadurch kann die Klebefläche vergrößert und die Qualität der Verklebung verbessert werden.

[0013] Vorzugsweise weist der Halter eine Markierung auf, die von der Bearbeitungsmaschine zur Bestimmung der Nulllage verwendet werden kann. Eine solche Markierung kann eine optische Markierung oder eine Markierung jeder anderen Art sein, wie z. B. eine Bohrung, Ausnehmung, Kerbe o.ä.

[0014] Das Halteelement am Zahnblock ist vorzugsweise seitlich angeformt, und zwar insbesondere in distaler Richtung. Der Zahnblock kann so insbesondere auf marginaler Seite gut durch Schleifen und/oder Fräsen bearbeitet werden. Die dabei auftretenden Kräfte können von der Verbindung mit dem Halter gut übertragen werden. Das Halteelement wird nach abgeschlossener Bearbeitung entfernt. Die dabei zurückbleibenden Spuren sind an dieser Stelle nicht störend. [0015] Als Fügewerkstoff kann vorzugsweise ein 2-Komponenten-Epoxid-Klebstoff verwendet werden, der zunächst viskos ist und dann vollständig aushärtet. Es kann aber auch jeder andere härtende oder härtbare Fügewerkstoff verwendet werden, insbesondere auch durch Wärme oder UV-Strahlung härtbare Werkstoffe.

[0016] Vorteilhaft kann der Fügewerkstoff Abstandselemente, insbesondere in Form von kleinen Glasperlen, enthalten. Dadurch wird verhindert, dass der Verbindungswerkstoff beim Ausrichten der zu verbindenen Teile aus dem Spalt zwischen den Teilen herausgedrückt wird. So wird eine sichere Verbindung gewährleistet. Die Glasperlen können insbesondere einen Durchmesser im Bereich von 1 pm aufweisen.

[0017] Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Positionierung eines Zahnblocks an einem Halter.

[0018] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Positionierung eines Zahnblocks an einem Halter vorgeschlagen, wobei der Zahnblock ein angeformtes Halteelement aufweist und der Halter ein zu dem Halteelement des Zahnblocks komplementär geformtes Halteelement aufweist und beide Halteelemente zueinander eine Spielpassung aufweisen, das die folgenden Schritte umfasst: a) Beschicken des Halteelements des Zahnblocks und/oder des Halteelements des Halters mit einem viskosen, aushärtbaren Fügewerkstoff;

b) Verbinden der Halteelemente von Zahnblock und Halter im Rahmen des vorgegebenen Spiels;

c) Ausrichten des Halters und des Zahnblocks im Rahmen der Spielpassung;

d) Aushärten des Verbindungsmaterials.

[0019] Vorzugsweise erfolgt das Ausrichten des Halters und des Zahnblocks anhand einer Matrize. [0020] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Abbildungen näher erläutert, wobei:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kombination aus Zahnblock und Halter zeigt;

Figur 2 den Zahnblock und den Halter aus Figur 1 in zusammengefügtem

Zustand zeigt;

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 2 darstellt;

Figur 4 eine eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Kombination aus Zahnblock und Halter zeigt;

Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie A-A aus Figur 4 darstellt.

[0021] Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines fabrikatorisch hergestellten Zahnblocks 10, der färb- und funktionsgerecht vorproduziert ist und zur Herstellung einer Voll- oder Teilkrone (Veneer) dient. Die Okklusionsfläche 11 weist bereits alle erforderlichen Funktionsmerkmale auf und muss im Normalfall nicht mehr nachbearbeitet werden. Der Zahnblock 10 ist farbgeschichtet, so dass er sich ästhetisch in das Gebiss eines Patienten integrieren lässt. [0022] Der Zahnblock 10 verfügt über ein seitlich angeformtes Halteelement 12, das zur Befestigung an einem Halter 20 einer Bearbeitungsmaschine dient. Das Halteelement 12 hat einen Hinterschnitt 13 und ist in Form eines Schwalbenschwanzes ausgeführt. [0023] Der Halter 20 verfügt über ein zum Halteelement 12 des Zahnblocks 10 komplementär geformtes Halteelement 21 mit einem Hinterschnitt 23. Das Halteelement 12 des Zahnblocks lässt sich durch den Hinterschnitt 13 von oben in die Ausnehmung 22 des Halters 20 einfügen. Die beiden Halteelemente 12, 21 haben zueinander aber eine Spielpassung, so dass im Rahmen des Spiels eine Positionierung beider Teile zueinander möglich ist. Der Zahnblock 10 kann nur in Einschubrichtung aus dem Halteelement 21 des Halters 20 herausgeschoben werden. Der Spielausgleich erfolgt durch einen aushärtenden Fügewerkstoff, der in die Spielpassung eingebracht wird. Vor dem Aushärten des Fügewerkstoffes können die beiden Teile 10, 20 zueinander ausgerichtet werden. Nach dem Aushärten wird eine formschlüssige Verbindung erreicht. Die bei der Bearbeitung übertragenen Kräfte sind im Normalfall immer Druckkräfte. Es wird keine Zugkraft ausgeübt, die die Verbindung überbeanspruchen und damit zur Auflösung bringen könnte.

[0024] Die Bezugspunkte zum Gebiss des Patienten liegen bei einem solchen Zahnblock 10 in der Okklusionsfläche 11. Dies können Kontaktpunkte, Schneidekante oder andere markante und eindeutig definierte Punkte sein. Die relative Position des Halteelements 12 hierzu unterliegt auch bei präziser Fertigung leichten Toleranzen, etwa durch Schrumpfung des Materials beim Brennen von Keramik oder bei der Polymerisierung von Kunststoff. Damit die der Okklusionsfläche 11 gegenüberliegende marginale Seite zur Herstellung einer Krone unter Aufrechterhaltung der vorher definierten Bezugspunkte zwischen Okklusionsfläche und Gebiss des Patienten bearbeitet werden kann, muss der Halter 20 relativ zum Zahnblock 10 so positioniert werden, dass die Toleranzen eliminiert werden.

[0025] Zur Verbindung des Zahnblocks 10 mit dem Halter 20 werden zunächst beide Teile gründlich entfettet und mit einem hochfesten, zunächst viskosen und im Laufe der Zeit aushärtenden Fügewerkstoff 30, wie z. B. Epoxid-Klebstoff, beschickt. Das Halteelement 21 des Halters 20 wird dann mit dem Haltelement 12 des Zahnblocks 10 verbunden. Die Spielpassung wird dabei mit dem Fügewerkstoff 30 aufgefüllt. Die Position des Halters 20 gegenüber dem Zahnblock 10 kann dann im Rahmen der Spielpassung wie erforderlich angepasst werden. Die Positionierung erfolgt anhand einer Matrize an Bezugspunkten des Zahnblocks 10, also z. B. an der Schneidekante oder den Kontaktpunkten. Der Fügewerkstoff 30 ist zunächst viskos, härtet aber durch Zeitablauf aus. Bis zur ausreichenden Härtung verbleiben die Fügeteile in der Matrize ausgerichtet. Durch das Aushärten des Fügewerkstoffes 30 entsteht eine form schlüssige Verbindung zwischen den beiden Halteelementen 12 und 21. Der Zahnblock 10 ist damit sicher im Halteelement 21 des Halters 20 gehalten. Die Kraft, die bei der Bearbeitung auf den Zahnblock 10 durch Schleifen und Fräsen ausgeübt wird, wird sicher auf den Halter 20 übertragen. Die auftretenden Kräfte sind überwiegend Druckkräfte und keine Zugkräfte, die ein Lösen der Verbindung zur Folge haben könnten.

[0026] Figur 2 zeigt den Zahnblock 10 und Halter 20 aus Figur 1 in zusammengesetzer Position. Durch die schwalbenschwanzförmigen Halterungen 12, 21 sind beide Teile sicher miteinander verbunden. Sobald der Fügewerkstoff ausgehärtet ist, sind die beiden Teile dauerhaft in ihren Positionen zueinander fixiert. [0027] Figur 3 zeigt die Anordnung aus Figur 2 im Schnitt entlang der Linie A-A. Es ist zu erkennen, dass das Halteelement 12 des Zahnblocks 10 durch den Hinterschnitt 13 in das komplementär geformte Halteelement 21 des Halters 20 eingreift. Die Spielpassung ist so ausgeführt, dass die beiden Halteelemente nur in Richtung der Schwalbenschwanzführung zusammengeführt und voneinander getrennt werden können. Das Spiel ist durch den Fügewerkstoff 30 ausgefüllt, so dass die beiden Teile relativ zueinander positioniert werden können, solange der Fügewerkstoff viskos ist und bei der Positionierung verdrängt wird. Nach Aushärten des Fügewerkstoffs 30 entsteht eine formschlüssige Verbindung. [0028] Figur 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zahnblocks 10 mit anders geformten Halteelementen 12, 21. Das Halteelement 12 am Zahnblock weist eine ebene Stirnfläche 15 mit dazu rechtwinkligen Seitenflächen16, 17 auf. Die Seitenflächen 16 sind zueinander parallel und werden durch eine gewölbte Scheitelfläche 17 miteinander verbunden.

[0029] In der Stirnfläche 15 ist ein Vorsprung 18 mit ebenfalls zur Stirnfläche 15 rechtwinkligen Seitenflächen 19 angeordnet. [0030] Der Halter 20 weist eine zum Vorsprung 18 des Zahnblocks komplementäre Vertiefung 28 auf. Diese beiden zusätzlichen Elemente vergrößern die Klebefläche und erlauben somit eine bessere Verklebung. [0031] Der Halter 20 weist somit Halteelemente 21 , 28 auf, die zu den Haltelementen 12, 18 des Zahnblocks 10 komplementär geformt sind. Die Halteelemente weisen zueinander eine Spielpassung auf. Zur Verbindung gelangt die Stirnfläche 15 des Zahnblocks in Anschlag mit der Stirnfläche 25 des Halters. Die Position des Zahnblocks zum Halter ist dadurch in y-Richtung festgelegt. Der Zahnblock kann aber durch die Spielpassung der Halteelemente 12, 18, 21, 28 in x- und z-Richtung ausgerichtet werden.

[0032] Zur Verbindung von Halter 20 und Zahnblock 10 wird Kleber in die Halteelemente 12, 18, 21 , 28 eingebracht und die beiden Teile werden zusammengefügt. Solange der Kleber noch nicht ausgehärtet ist, können die beiden Teile im Rahmen der Spielpassung der Halteelemente 12, 21, 28, 28 zueinander ausgerichtet werden. Vorzugsweise geschieht dies durch eine Matrize, in die beide Teile eingelegt werden. Der Zahnblock 20 wird dabei anhand seiner beiden parallelen Flächen 16 ausgerichtet. An diesen Flächen kann auch ein Greifer angreifen, um den Zahnblock 10 maschinell zu positionieren.

[0033] Der Vorsprung 18 des Halteelements 12 ist so angeordnet, dass der Mittelpunkt des Vorsprungs in x- und z-Richtung mit dem Schwerpunkt des Zahnblocks übereinstimmt und auf der Symmetrieachse des Halters 20 liegt.

[0034] Figur 5 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung gemäß Figur 4 entlang der Linie A-A, wobei Zahnblock 10 und Halter 20 in der Darstellung in Figur 5 miteinander verklebt sind. In dieser Darstellung ist zu erkennen, dass die Position des Zahnblocks 10 am Halter 20 in y-Richtung durch ihre Stirnflächen 15, 25 festgelegt ist. In dieser Richtung sind Fertigungstoleranzen unproblematisch. Notfalls kann eine minimale Anpassung auch noch nach Integration des fertiggestellten Zahnersatzes in das Gebiss eines Patienten erfolgen. Insbesondere in z-Richtung ist die Positionierung aber kritisch und der Ausgleich von Fertigungstoleranzen wichtig, damit der Zahnersatz die richtige Höhe erhält. Spätere Korrekturen in dieser Hinsicht sind nur schwer möglich.

[0035] Insofern verfügen die Halteelemente 12, 21 über eine Spielpassung, die einen Ausgleich in x- und z-Richtung ermöglicht.

[0036] Zahnblock 10 und Halter 20 werden durch einen Epoxid-Klebstoff miteinander verklebt. Damit der Fügespalt 32 zwischen den Stirnflächen 15, 25 eine definierte Größe aufweist und nicht durch unterschiedlichen Andruck zwischen den beiden Teilen Toleranzen hervorgerufen werden, sind in den Kleber 30 kleine Glasperlen 31 von 1 μηη Durchmesser als Abstandselemente eingebracht. Die Größe des Fügespalts 32 ist damit auf ein definiertes Maß eingestellt und es wird verhindert, dass der Kleber zwischen den beiden Teilen vollständig herausgedrückt werden kann, wodurch die Qualität der Verklebung verschlechtert würde.