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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Orthodontie-Bukkalrohre zur Befestigung eines
Wölbungsdrahtes
an einen Zahn. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Bukkalrohre,
die eine(n) trennbare(n) Deckel oder Kappe über einer Wölbungsdraht-Einschuböffnung aufweisen,
damit das Bukkalrohr so konvertiert werden kann, dass es als konventionelle
Klammer mit einem offenen Spalt wirkt.
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Hintergrund der Erfindung
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Orthodontisten
verwenden an ersten Molaren oft Bukkalrohre, die eine konvertible
oder entfernbare Kappe oder Deckel aufweisen, um das anfängliche
Einkuppeln eines Wölbungsdrahtes
zu erleichtern. Wenn danach ein zweiter Molar eingereiht werden
soll, wird der Deckel für
das erste Molarrohr entfernt und das Ende eines neuen Wölbungsdrahtes
in ein neues auf dem zweiten Molar befestigtes Bukkalrohr eingeführt, wobei
das erste Bukkalrohr dann als konventionelle Klammer mit einem offenen
Spalt für den
Wölbungsdraht
wirkt.
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Die
Verwendung konvertibler Bukkalrohre ist nicht ohne Schwierigkeit.
Das Einsetzen des Wölbungsdrahtes
in ein solches Rohr kann schwierig sein, wenn ein Zahn im Verhältnis zum
benachbarten Prämolar
verdreht oder geneigt ist. Die konvertible Kappe kann ein kostenspieliges
Anlöten
an den Rohrkörper
erfordern, und Lötmaterialien
können
Biokompatibilitätsprobleme
verursachen, wenn die Ausgestaltungen und Materialien nicht sorgfältig ausgewählt sind.
Eine Hauptschwierigkeit war es, sicherzustellen, dass die Kappe
nicht vorzeitig abgelöst wird.
Eine solche vorzeitige Ablösung
kann einen orthodontischen Behandlungsplan beträchtlich stören oder kostspielige kurative
Arbeit erfordern.
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Eine
vorzeitige Ablösung
stellt insbesondere dann ein Risiko dar, wenn ein Wölbungsdraht
anfänglich
in das Rohr eingeführt
wird. Wie vorstehend angegeben, ist das Einführen des Wölbungsdrahtes schwierig und
kann dazu führen,
dass übermäßige Kräfte ausgeübt werden.
Eine frühere
Ausgestaltung weitet den mesialen Eingang zu einem festen Rohr konisch
auf, um einen größeren Zugang
zur Einführung
des Drahtes zu ermöglichen.
Die Ausgestaltung macht jedoch ein Einführen des Drahtes vom ersten zu
einem zweiten Molar schwieriger, weiL der vergrößerte erste Molar dem Operateur
die Sicht zum zweiten Molarrohr nimmt. Aufgrund seines hohen Bukkalprofils
ist das Bukkalrohr des Standes der Technik außerdem für den Patienten unangenehm,
wenn die zweiten Molare durchkommen.
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Das
US-Patent 4 927 362 sichert eine konvertible Kappe an eine Wölbungsdraht-Einschuböffnung,
indem sie zerbrechliche Stege entlang der Länge des Bukkalrohrs verwendet,
die während
der Herstellung in das Rohr eingesintert werden. Dieses System ergibt
durch die Gleichmäßigkeit
der Stegdicken eine gewisse Sicherheit gegenüber einer frühzeitigen Abtrennung
bei angemessenen Herstellungskosten. US '362 spricht jedoch nicht die Schwierigkeit
bei einer frühzeitigen
Einführung
von Drähten
mit großem Querschnitt
bei der Behandlung an. Dieser Punkt wurde mit neuen verbesserten Bogendrähten, die
superelastische Eigenschaften aufweisen, die in steigendem Maße von den
Fachleuten verwendet werden, kritisch. Diese Drähte sind flexibel und reagieren auf
geringe Kräfte,
sind aber durch große
Querschnitte gekennzeichnet.
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Es
ist ersichtlich, dass vom Anwender applizierte Kräfte am mesialen
Ende viel größer sind
als am distalen Ende des Bukkalrohrs. Dies steht im Zusammenhang
mit der Schwierigkeit einer Einführung eines
großen
Drahtes, die dazu führt,
höhere
Drücke am
Eingang oder am mesialen Teil des Deckels als an seinem distalen
Teil hervorzurufen. Der Stand der Technik, einschließlich der
US '362, die mesial-distal einen gleichmäßigen Steg
verwendet, hat keine angemessene sichere Befestigung des konvertiblen Deckels
an den Rohrkörper
ermöglicht,
wodurch die vorzeitige Abtrennung des Deckels aufgrund der höheren mesialen
Kräfte
ein Risiko bleibt.
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Zusammenfassung
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Eine
Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, die bei der
Verwendung konvertibler Bukkalrohre auftretenden Schwierigkeiten
zu überwinden
und ein konvertibles Bukkalrohr bereitzustellen, das einen Deckel über einer
Wölbungsdraht-Einführungsöffnung aufweist,
der sich nicht vorzeitig abtrennt.
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Erfindungsgemäß wird ein
konvertibles Bukkalrohr bereitgestellt, worin ein Deckel für eine Wölbungsdraht-Einführungsöffnung so
ausgestaltet ist, dass er einer vorzeitigen Ablösung vom Körper widersteht, wenn er Kräften ausgesetzt
wird, die sonst eine Abtrennung während eines normalen Gebrauchs
verursachen würden,
insbesondere wenn ein Wölbungsdraht
anfänglich
in die Einschuböffnung des
Wölbungsdrahtes
eingeführt
wird.
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In
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung weist das konvertible Bukkalrohr eine Basis auf, die
an eine Zahnoberfläche
oder ein Band an einem Zahn angebracht werden kann. Das Bukkalrohr
weist ferner einen Körper
auf, der an der Basis fixiert oder damit integral ist, der sich
von der Basis erhebt, um eine mesial-distal verlaufende Wölbungsdraht-Einschuböffnung zu
definieren. Über
der Einschuböffnung
erstreckt sich ein Deckel, der mesial-distale Säume aufweist, die zwischen
dem Deckel und dem Körper
integriert sind, und eine Festigkeit aufweisen, die so ausgewählt ist,
dass sie das Ablösen
des Deckels vom Körper
erleichtern, aber nur, wenn eine absichtliche Trennkraft darauf
ausgeübt
wird. Die integralen Säume
der Erfindung sind so ausgestaltet und dimensioniert, dass sie an
ihren mesialen Abschnitten fester als an ihren distalen Abschnitten
sind, damit am mesialen Abschnitt eine größere Kraft ausgeübt werden
muss, um ein Ablösen
des Deckels zu initiieren, als dies für den distalen Abschnitt notwendig ist.
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Eine
zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
umfasst eine mesial-distal verlaufende Wölbungsdraht-Einschuböffnung und
eine(n) konvertible(n) Deckel oder Kappe, die sich über die
Einschuböffnung
erstreckt, wobei der Deckel am Oberteil der Einschuböffnung angeklebt
angelötet
ist, indem mesial eine größere Menge
an Bindemittel verwendet wird, damit eine beträchtlich größere Kraft angewendet werden
muss, um den mesialen Teil des Deckels abzulösen, als beim distalen Teil,
wodurch das Risiko einer zufälligen
Ablösung
verringert wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Oberteil der
Wölbungsdraht-Einschuböffnung mit
parallelen mesial-distal verlaufenden vorstehenden Rändern versehen,
um die Kappe aufzunehmen, wobei beide Kontaktflächen der vorstehenden Ränder und
des entspre chenden Deckels mesial-distal verjüngt sind, wobei z. B. 50% mehr
Bindemittel, wie z. B. Lötmittel, den
Deckel mesial an die Einschuböffnung
als distal festhält.
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Zusätzlich weist
der konvertible Deckel einen erweiterten mesialen Abschnitt auf,
damit die bedeckte Wölbungsdraht-Einschuböffnung am
mesialen Teil eine größere Öffnung als
am distalen Teil aufweist, was eine Einführung des Wölbungsdrahtes an der Wölbungsdraht-Einschuböffnung erleichtert,
und gleichzeitig vermieden wird, dass der Wölbungsdraht zufällige Trennkräfte an den
Deckel während
des Einpassens eines Wölbungsdrahtes
in eine Wölbungsdraht-Einschuböffnung eines
Bukkalrohrs ausübt.
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Vorzugsweise
sind der Deckel und die Wölbungsdraht-Einschuböffnung mit
integralen Säumen oder
Bindungsflächen
ausgebildet, die sich mesial-distal verjüngen, wobei die zur Abtrennung
des Deckels erforderliche Kraft an seinem mesialen Ende 50% größer ist
als die für
das distale Ende des Deckels erforderliche Trennkraft. Der konisch
aufgeweitete Teil des Deckels stellt am Eingang eine 50% größere Querschnittsfläche für die Wölbungsdraht-Einschuböffnung bereit.
Der konisch aufgeweitete Teil erstreckt sich nur über ca.
25% der Länge
der Wölbungsdraht-Einschuböffnung,
wobei der verbleibende Anteil der Kombination Deckel und Wölbungsdraht-Einschuböffnung den
Wölbungsdraht
in Position hält.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines orthodontischen
konvertiblen Bukkalrohrs der Erfindung;
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2 ist
eine vordere mesiale oder Vorderansicht des Bukkalrohrs der 1;
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3 ist
ein Querschnitt der 1 entlang der Linien 3-3;
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4 ist
ein Grundriss eines Bukkalrohrs der Erfindung mit entferntem konvertiblem
Deckel; und
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bukkalrohrs,
das prinzipiell eine konvertible Wölbungsdraht-Einschuböffnung aufweist,
wobei der Deckel durch integrierte Säume gehalten wird.
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6 ist
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
in perspektivischer Darstellung, worin der Deckel an die Oberseite
einer Wölbungsdraht-Einschuböffnung,
die mit sich verjüngenden anhaftenden
hervorstehenden Rändern
versehen ist, angelötet
ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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In
den 1 und 2 ist eine Ausführungsform 10 des
konvertiblen Bukkalrohrs der Erfindung dargestellt. Das Bukkalrohr 10 der
Erfindung weist eine Basis 11 zum Anbringen an einen Zahn oder
ein Molarband (nicht dargestellt) auf. Ein Körper 13 erstreckt
sich von der Basis 11 und definiert eine Wölbungsdraht-Einschuböffnung 14.
Der Körper 13 kann
auch Formstücke
für anderes
Zubehör
aufweisen, wie z. B. ein Hauptausrüstungsrohr 15 und
ein Hilfsrohr 16. Der Körper 13 definiert
auch Verbindungsflächen 17.
Der Körper 13 kann
auch anderes Anbringzubehör,
wie z. B. einen Kugelhaken 18, tragen. Die Wölbungsdraht-Einschuböffnung 14 verläuft mesial-distal
und weist typischerweise einen rechteckigen Querschnitt auf, um
einen Wölbungsdraht (nicht
dargestellt) aufzunehmen. Das Bukkalrohr 10 der Erfindung
weist eine Kappe oder einen konvertiblen Deckel 19 auf,
der mesial-distal verläuft
und die Wölbungsdraht-Einschuböffnung 14 bedeckt.
Der Deckel 19 ist an den Rohrkörper 13 mittels paralleler Säume 20 befestigt,
die mit dem Rohrkörper 13 integral
ausgebildet sind.
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Bei
der Verwendung wird die Basis 11 des konvertiblen Bukkalrohrs
der Erfindung an einem ersten Molarzahn befestigt. Ein terminales
Ende eines Wölbungsdrahtes
wird in das Rohr eingeführt
und sein Ende daran befestigt, wobei das Zahn/Bukkalrohr die dentale
Wölbung
für diesen
Draht verankert. Nach Durchkommen des zweiten Molars des Patienten
wird ein neues Bukkalrohr am Molar angebracht, um als terminaler
Anker zu dienen. Der konvertible Deckel oder die Kappe 19 wird
abgetrennt, um das Rohr am ersten Molar in eine hochkantige Klammer mit
einer bukkal-offenen Wölbungsdraht-Einschuböffnung zu überführen, und
ein neuer Wölbungsdraht an
das neue Bukkalrohr am zweiten Molar befestigt.
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Ein
Hauptmerkmal der Erfindung ist es, dass der konvertible Deckel 19 so
ausgestaltet ist, dass er einer vorzeitigen Abtrennung vom Rohrkörper widersteht,
wenn er Kräften
ausgesetzt wird, die sonst eine Abtrennung während eines normalen Gebrauchs
verursachen würden,
insbesondere während
eines anfänglichen
Einbringens eines Wölbungsdrahtes
in die Rohreinschuböffnung 14.
Die neue Ausgestaltung ergibt zwei verbesserte Ausgestaltungsaspekte:
(1) Einen Deckel mit einem sich konisch erweiternden medialen Eingang;
und (2) einen Deckel, der an dem Körper so befestigt ist, dass
eine erhöhte
Kraft erforderlich ist, um den Deckel abzulösen, aber vorzugsweise nur
an seinem vorderen (mesialen) Ende.
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Nach
den 1 bis 3 weist der Deckel 19 eine
mesiale konische Erweiterung oder Rampe 21 auf, am besten
in 3 im Querschnitt dargestellt. Vorzugsweise erstreckt
sich die mesiale konische Erweiterung über mindestens einen Anfangsteil des
Deckels. Insbesondere erstreckt sich die mesiale konische Erweiterung über die
ersten 0,5 mm des Deckels 19, und verengt sich dann zur
typischen erwünschten Öffnungsspezifikation
bei 1 bis 1,5 mm. Die Rampe 21 soll die Einführung eines
Wölbungsdrahtes
in die Öffnung
(14) erleichtern, wodurch eine Krümmungsdrahteinführung erleichtert
wird, und übermäßige, an
den Deckel 19 ausgeübten übermäßigen Beanspruchungen
beim Versuch, den Draht einzuführen,
verringert werden. Die Rampe schützt oder
polstert das an den konisch erweiterten Eingang angrenzende weiche
Gewebe von einem unbeabsichtigten Kontakt mit dem Wölbungsdraht
ab.
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Vorzugsweise
ist die konische Erweiterung oder Rampe 21 des Deckels
um ca. 50% mehr erweitert als die konventionelle Wölbungsdraht-Einschuböffnung.
Die konische Erweiterung 21 erstreckt sich vorzugsweise über 1 mm
der gesamten typischen Mesial-Distal-Länge von 4 mm und verringert
die konventionellen Dimensionen der Wölbungsdraht-Einschuböffnung 14,
um den Wölbungsdraht an
der Stelle zu halten.
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Ein
zweites festzustellendes Schlüsselmerkmal
der Erfindung ist es, dass die integralen Säume 20 so ausgestaltet
sind, dass das Risiko einer vorzeitigen Abtrennung verringert wird.
Die integralen Säume
sind so ausgestaltet, dass an der mesialen Dimension 30 eine
größere Kraft
für eine
anfängliche Trennung
erforderlich ist, da festgestellt wurde, dass der mesiale Vorderabschnitt
der Bukkalrohre oft dem größten und
manchmal übermäßigen Druck
ausgesetzt ist, der unerwünschte
Abtrennungen verursacht.
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Vorzugsweise
sind die minimalen Saumdimensionen 31 für eine Gesamtabtrennkraft in
der Größenordnung
von 100 N (10 kg) ausgewählt,
was im allgemeinen ausreicht, um den Deckel unter normalen Betriebsbedingungen
in Position zu halten, während
bei einer angemessenen Anstrengung eine Entfernung möglich ist.
Um eine vorzeitige Abtrennung zu minimieren, ist der mesiale Vorderteil 30 der integrierten
Säume so
dimensioniert, um sich bei ca. 150 N (15 kg Kraft) abzutrennen,
was vorzeitige Abtrennungen beträchtlich
verringert. Die bevorzugten Abtrennkräfte können z. B. erhalten werden,
indem man die Dicke des Deckels und der integrierten Säume von
der mesialen Dimension 30 zur distalen Enddimension 31 verjüngt. Das
heißt,
die Säume 20 am Deckeleingang
sind dicker als die distalen Säume 31, wodurch
die Ablösungskraft
am mesialen Ende wesentlich stärker
ist als die Ablösungskraft
im distalen Abschnitt. Natürlich
liegt die Ablösungskraft
am mesialen Ende innerhalb einer solchen, die vernünftigerweise
erforderlich ist, um den Deckel, wenn erwünscht, vollständig abzulösen.
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Bei
der Anwendung wird, wenn es gewünscht
ist, z. B. einen angrenzenden (zweiten) Molar einzureihen, der Deckel
19 entfernt,
wobei ein Öffner
verwendet wird, der die integrierten Säume
20 abschneidet.
Der Öffner
ist konventionell und kann z. B. von der Art sein, wie er in
US 4 669 979 beschrieben.
Die
4 zeigt das Bukkalrohr
10 mit entferntem
Deckel, wobei die Wölbungsdraht-Einschuböffnung
14 offen
ist und das Rohr
10 als konventionelle Klammer mit freiem
Zugang zu den Verbindungsflächen
17 dazu
dient, um den Wölbungsdraht
sicher an der Stelle zu halten.
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Das
erfindungsgemäße Bukkalrohr,
einschließlich
seiner gesteuerten Dimensionen der mit dem Deckel integrierten Säume, wird
leicht mittels eines Metallspritzgussverfahrens hergestellt, das
enge Fehlergrenzen für
relativ komplexe Ausgestaltungen ermöglicht.
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In 5 wird
eine andere Ausführungsform 100 der
Erfindung in perspektivischer Darstellung gezeigt. In dieser Ausführungsform
bedeckt der konvertible Deckel 119 die Wölbungsdraht-Einschuböffnung 114.
Wie in der ersten Ausführungsform
sind die Säume 120,
die den Deckel am Oberteil der Wölbungsdraht-Einschuböffnung festhalten,
integral mit dem Körperteil
des Rohres. Um eine Trennlinie bereitzustellen, die am mesialen
Ende eine wesentlich größere Ablösungskraft
als am distalen Ende erfordert, sind parallele Kerben 121 vorgesehen,
die sich in der Tiefe mesial-distal verjüngen.
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In 6 wird
eine weitere Ausführungsform 200 des
konvertiblen Bukkalrohrs der Erfindung in perspektivischer Darstellung
gezeigt. In dieser Ausführungsform
ist der konvertible Deckel 219 an dem Oberteil der Wölbungsdraht-Einschuböffnung 214 durch
Löten,
typischerweise mit reinem Silber oder einem anderen biokompatiblen
Lötmittel,
aufgelötet. Die
Oberseite der Wölbungsdraht-Einschuböffnung und
des Deckels sind mit Kontaktflächen
ausgebildet, deren Oberfläche
sich vom mesialen zum distalen Ende des Bukkalrohrs verjüngt, wodurch
mehr anhaftendes Lötmittel
den Deckel mesial als distal festhält. Vorzugsweise sind in die
Oberseite der Wölbungsdraht-Einschuböffnung 214 Kerben
oder Kanäle 230 parallel
eingeschnitten, um den Deckel 219 in Position zu halten.
Die Kontaktflächen
des Deckels sind verjüngt,
um mit den Kerben der Wölbungsdraht-Einschuböffnung überein zu
stimmen, die am mesialen Eingang vorzugsweise ca. 50% weiter als am
distalen Ausgang sind. Der Deckel 219 ist auch so geformt,
dass er vorzugsweise am mesialen Ende des Bukkalrohrs einen konisch
sich erweiternden Eingang 221 bereitstellt.