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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Verbessern der Präzision des Abdrucknehmens und der
Herstellung von Zahnprothesen des Typs, die im Kiefer permanent
verankert werden mittels eines oder mehrerer
Befestigungselemente, die im Kieferknochen implantiert werden. Jedes
dieser Befestigungselemente ist mit einem Abstandselement
versehen, dessen oberer Teil über den Gaumenbogen vorsteht
und auf dem die fertige Zahnprothese/Zahnbrücke dann über
einen sogenannten Goldzylinder verankert wird.
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Zahnbrücken, die auf diese Weise auf den Abstandselementen
verankert werden, müssen sorgfältig an die tatsächliche
Erscheinung des Kiefers angepaßt werden. Die Art, in der dies
durchgeführt werden kann, ist zum Beispiel in dem
schwedischen Patent 446371 gezeigt, das beschreibt, wie ein
positives Arbeitsmodell eines mit vorstehenden
Abstandselementen dieses Typs versehenen Unter- oder Oberkiefers
hergestellt werden kann. Das dort verwendete Abdrucksystem
umfaßt Komponenten wie Abdruckoberteile und
Abstandselementattrappen, die mit Hilfe von Führungsstiften befestigt
werden.
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Ein auf diese Weise erhaltenes positives Arbeitsmodell des
Kiefers wird vom Zahntechniker zum Herstellen der fertigen
Zahnprothese/Zahnbrücke verwendet. Auf diese Weise braucht
er nicht die zeitaufwendige und komplizierte Arbeit
auszuführen, die das Anpassen der Prothese direkt im Mund des
Patienten mit sich bringt, und stattdessen arbeitet er mit
einem Modell des Kiefers des Patienten. Die Herstellung des
positiven Arbeitsmodells wird mit Hilfe der in dem
Abdrucksystem enthaltenen Komponenten, nämlich Abdruckoberteile,
Abstandselementattrappen, Goldzylinder und Führungsstifte,
vereinfacht. Die Arten, in denen die verschiedenen
Abdruckkomponenten verwendet werden, sind an sich bekannt und
sollen deshalb hier nicht ausführlich beschrieben werden. Es
wird jedoch festgestellt werden, daß die Abdrucktechnik und
die Herstellung des Modells vier Stufen aufweist:
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- das Abdruckoberteil wird auf dem Abstandselement
plaziert,
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- die Abstandselementattrappe wird auf dem
Abdruckoberteil plaziert,
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- das Abdruckoberteil wird auf dem Goldzylinder
plaziert,
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- der Goldzylinder wird auf dem Abstandselement
plaziert.
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In den ersten drei Stufen wird ein Führungsstift zum
Befestigen der Komponenten aneinander verwendet, während der
Goldzylinder auf dem Abstandselement mit Hilfe einer
Goldschraube befestigt wird. Da die Komponenten immer ein
gewisses Toleranzdefizit aufweisen, wird während jeder der
vier Stufen ein gewisses Maß an Fehler eingeführt. Die
Fehler addieren sich und können dazu führen, daß Spannungen in
die fertige Zahnbrücke eingebaut werden.
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Genauer ausgedrückt führt das Toleranzdefizit dazu, daß die
Mitte der verschiedenen Komponenten beim Zusammenbau
schließlich exzentrisch wird. Zwar wird ein Führungsstift
verwendet, der das Zentrieren vereinfachen kann, aber der
Führungsstift, der bisher verwendet worden ist, weist eine
ebene Anschlagoberfläche oder Kontaktoberfläche auf, die
mit entsprechenden ebenen Anschlagflächen und
Führungskanten der jeweiligen Komponente zusammenwirkt. Ein solches
System ergibt vertikal einen korrekten Übergang, aber einen
gewissen Fehler seitlich, da immer ein eingebautes Spiel
zwischen der Führungskante und der Führungschräge der
Komponenten vorliegt.
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Es ist auch vorgeschlagen worden, wie in US-A-4 708 654
offenbart, konische Oberflächen mit einem Abdrucksystem
zusammenwirken zu lassen, d. h. einen Führungsstift mit
konischer Führungsfläche zu verwenden, der mit konischen
Anschlagflächen der verschiedenen Komponenten zusammenwirken
kann. Durch ein solches System sollte ein korrektes
seitliches Positionieren aufgrund des Zentrierungsvermögens des
Führungsstifts erhalten werden, aber hierfür wurde bisher
ein neuer Satz von Komponenten mit konischen
Führungslöchern benötigt.
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Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die Mängel und
Nachteile zu beheben, die bei den früheren Abdruckverfahren
zu finden sind, und hierbei die Fehlerquellen in dem
Abdruckverfahren und beim Einsetzen der fertigen Zahnbrücke
in den Mund zu kompensieren. Der Erfindung zufolge wird
dies erreicht durch das Verfahren, das wie beansprucht
darin besteht, denjenigen Teil des Führungsstifts, der mit
den Anschlagelementen der Führungslöcher der jeweiligen
Abdruckkomponente zusammenwirkt, mit einer konischen
Anschlagfläche zu versehen, während die Anschlagelemente der
Abdruckkomponenten ebene Oberflächen und Führungskanten
bilden.
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Mittels der konischen Anschlagfläche verbessert sich das
Zentriervermögen des Führungsstiftes und gleichzeitig
bedeuten die zusammenwirkenden ebenen Oberflächen und
Führungskanten der Führungslöcher der Abdruckkomponenten
einerseits, daß die vertikale Präzision aufrechterhalten
bleibt, und andererseits, daß ein bestimmtes erwünschtes
und gesteuertes seitliches Spiel zum Beispiel für den
Goldzylinder aufrechterhalten werden kann, verglichen mit der
Situation, in der diese Oberflächen in Übereinstimmung mit
einem früheren Modell auch konisch gewesen wären.
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Zum weiteren Verbessern der Präzision schließt das
Verfahren weiter ein Minimieren des Spiels zwischen
Abstandselement und Abdruckoberteil und auch zwischen Abdruckoberteil
und Abstandselementattrappe ein, während ein beabsichtigtes
und angepaßtes Spiel zwischen Goldzylinder und
Abstandselement zugelassen wird.
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Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ist im
folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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Fig. 1 graphisch verschiedene Stufen während der
Abdrucknahme in Übereinstimmung mit einer bekannten
Technik zeigt (Stand der Technik),
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Fig. 2 entsprechende Stufen zeigt, die ein
erfindungsgemäßes Verfahren verwenden,
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Fig. 3 ein Modell zum Berechnen des Konuswinkels des
Führungsstifts zeigt, und
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Fig. 4 die Relation zwischen den Toleranzbereichen der
verschiedenen Komponenten zeigt.
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Fig. 1a zeigt die erste Stufe bei der Abdrucktechnik,
nämlich das Positionieren eines Abdruckoberteils 1 auf einem
Abstandselement 2. Das Abstandselement wird auf bekannte
Weise auf einem Befestigungselement (nicht gezeigt) mittels
einer Abstandsschraube 3 befestigt. Das Abdruckoberteil 1
wird auf dem Abstandselement 2 mit Hilfe eines
Führungsstifts 4 befestigt, und das Abdruckoberteil weist daher ein
durchgehendes Führungsloch 5 für den Führungsstift auf. Der
Durchmesser des Führungslochs ist etwas größer als der
Durchmesser des Führungsstifts. Ein Anschlag 6 ist in dem
Führungsloch angeordnet, mit welchem Anschlag 6 ein flacher
Anschlagteil 7 des Führungsstifts zusammenwirkt. Der
Führungsstift ist zusätzlich mit einem unteren engeren
Gewindeteile 8 versehen, der fest in ein entsprechendes
Gewindeloch in der Abstandsschraube 3 geschraubt wird. Der flache
Führungsstift erteilt, wenn er festgezogen wird, nur eine
Druckkraft, die auf die Komponente einwirkt, die
festzuziehen ist. Die Richtung der Druckkraft ist axial, was
bedeutet, daß die Komponente sich nicht in der radialen Richtung
bewegen wird. Der Führungsstift mit der flachen
Anschlagfläche weist deshalb kein Zentriervermögen bezüglich des
Spiels auf, das immer zwischen dem Führungsstift und dem
Führungsloch vorhanden ist. Dieses Spiel oder dieser
Zwischenraum kann sich auf die Größenordnung von 0,1 bis 0,2
mm belaufen, und ein entsprechender Fehler ist bereits in
dieser ersten Stufe in das Abdrucksystem eingebaut.
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Fig. 1b zeigt Stufe 2, in der eine Abstandselementattrappe
9 auf dem Abdruckoberteil 1 befestigt wird. Der
Führungsstift 4 wird auch hier zum Befestigen der beiden
Komponenten aneinander verwendet. Aufgrund des unvermeidbaren
Spiels zwischen dem Führungsstift und dem Führungsloch in
dem Abdruckoberteil wird ein neuer Fehler zu dem bereits in
der Abdrucktechnik existierenden hinzugefügt.
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Fig. 1c zeigt eine weitere Stufe bei der Abdrucknahme,
nämlich wenn der Goldzylinder 10 mit der
Abstandselementattrappe 9 verbunden wird. Ein weiterer Zentrierfehler wird
hier zu den beiden früheren hinzugefügt.
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Fig. 2 zeigt die entsprechenden Stufen bei der
Abdruck/Modellherstellung, jedoch unter Verwendung der neuen
erfindungsgemäßen Technik. Auch in diesem Fall werden die
Abdruckkomponenten, d. h. Abdruckoberteil 1,
Abstandselementattrappe 9 und Goldzylinder 10 mit Anschlägen 6 versehen,
die ebene Oberflächen und Führungskanten aufweisen, d. h.
eine horizontale ringförmige Oberfläche 6' und eine
zylindrische Oberfläche 6", während der Führungsstift eine
konische Anschlagfläche 11 aufweist, die mit den Kanten 6'''
des Anschlags 6 zusammenwirkt. Wenn der Führungsstift fest
in das Abstandselement oder die Abstandselementattrappe
hineingeschraubt wird, bedeutet dies, daß die Kontaktkraft
(P) in rechten Winkeln bezüglich der Kontaktfläche 11
einwirken wird. Die Kontaktkraft kann in zwei Kraftkomponenten
unterteilt werden: eine, die in axialer Richtung wirkt (N),
und eine, die in radialer Richtung (F) wirkt. Die radiale
Kraftkomponente kann die Komponente in dieser Ebene
verschieben, wenn Konuswinkel und Reibungskoeffizient dafür
günstig sind.
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Ein Modell, wie der Konuswinkel α des Führungsstifts 4
berechnet werden kann, ist in Fig. 3 gezeigt. In der Figur
wird angenommen, daß die Kontaktfläche 11 des
Führungsstifts mit einem Körper 12 zusammenwirkt, der entlang einer
Ebene 13 verschoben werden kann. Sofort wenn der Körper
beginnt, zu gleiten, wird er durch die Reibungskraft uN
beeinflußt. Versuche haben gezeigt, daß der
Reibungskoeffizient u abhängig von der Materialkombination in der
Kontaktfläche innerhalb des Bereichs 0,23 < u < 0,55 liegt.
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Aus Fig. 3 folgt, daß
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F = uN
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tan α = N/F
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was ergibt
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tan α = 1/u
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für u = 0,23 folgt, daß α ≤ 77º und 2α ≤ 154º
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für u = 0,55 folgt, daß α ≤ 61º und 2α ≤ 122º.
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Der doppelte Konuswinkel sollte deshalb kleiner als 120º
sein, damit die Komponente verschoben werden kann. Der
doppelte Konuswinkel sollte zweckmäßigerweise innerhalb des
Bereichs 15º ≤ 2α ≤ 90º liegen, da der Reibungskoeffizient,
unmittelbar bevor die Komponente zu gleiten beginnt
(Anfangsreibung), größer als die Gleitreibung ist. Die
unterste Grenze von 15º ist so gewählt, daß der Führungsstift
sich nicht festkeilen wird.
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Als ein Ergebnis des Zentriervermögens des konischen
Führungsstifts wird die Präzision in den ersten drei Stufen
des Abdruckverfahrens daher verbessert. In der vierten und
letzten Stufe wird, wenn der Goldzylinder auf dem
Abstandselement plaziert wird, eine flache Goldschraube anstatt des
konischen Führungsstifts verwendet, da ein bestimmtes Spiel
zwischen Goldzylinder und Abstandselement erwünscht ist
(siehe unten).
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Die Toleranzen der Komponenten, die in dem Abdrucksystem
verwendet werden, werden unter Berücksichtigung von zwei
Faktoren verwendet:
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- die Abdruckkomponenten werden ihre Funktion in einer
zufriedenstellenden Weise erfüllen,
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- es wird möglich sein, die Komponenten zu einem
günstigen Preis herzustellen.
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Was die Funktion der Komponenten betrifft, werden die
Toleranzbereiche für Abstandselement, Abdruckoberteil,
Abstandselementattrappe und Goldzylinder so "klein" wie
möglich sein. Dies ist besonders wichtig für die ersten drei
Komponenten, da "kleine" und richtig plazierte
Toleranzbereiche zu einem geringeren möglichen Spiel zwischen den
Komponenten während des Abdruckverfahrens führen.
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Fig. 4 stellt graphisch Toleranzbereiche für die
Komponenten, nämlich Distanzelement (D), Abdruckoberteil (IT),
Abstandselementattrappe (DD) und Goldzylinder (G) dar. Für
die ersten drei genannten Komponenten sollten die
Toleranzbereiche lückenlos liegen, wie in der Figur gezeigt ist, so
daß das "schlechteste" Toleranzdefizit so klein wie möglich
sein wird, und so daß die Komponenten immer zueinander
passen werden.
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Im Gegensatz hierzu wird der Toleranzbereich bezüglich des
Goldzylinders (G) in einer solchen Weise plaziert werden,
daß immer ein bestimmtes Spiel bezüglich des
Abstandselements vorliegt. Dieses vorbestimmte und beabsichtigte Spiel
wird zulassen, daß eine Zahnbrücke in der Mundhöhle sogar
dann befestigt werden kann, wenn ein bestimmter Fehler
bezüglich der Positionierung der Abstandselemente in der
Mundhöhle vorliegt. Das beabsichtigte Spiel zwischen
Goldzylinder (G) und Abstandselement (D) liegt vorzugsweise in
dem Bereich von 0,05 bis 0,2 mm.
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Die optimierte Toleranz in Kombination mit dem
Führungsstift, der mit einer konischen Anschlagfläche ausgebildet
ist, minimiert auf diese Weise einen Fehler in der
seitlichen (xy) Richtung bei der Herstellung eines Modells und
einer Brücke. Ein Restfehler in dieser Richtung wird dann
durch ein beabsichtigtes und berechnetes Spiel zwischen
Goldzylinder und Abstandselement kombiniert mit einer
nicht-zentrierenden Schraubenverbindung
(Goldzylinder/flache Goldschraube) kompensiert, wenn der Aufbau schließlich
im Mund des Patienten verankert wird.