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WO2023025508A1 - Zahnschiene zur behandlung von zahnfehlstellungen mit einer vorrichtung zur befestigung der zahnschiene und deren herstellungsverfahren - Google Patents

Zahnschiene zur behandlung von zahnfehlstellungen mit einer vorrichtung zur befestigung der zahnschiene und deren herstellungsverfahren Download PDF

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Publication number
WO2023025508A1
WO2023025508A1 PCT/EP2022/071232 EP2022071232W WO2023025508A1 WO 2023025508 A1 WO2023025508 A1 WO 2023025508A1 EP 2022071232 W EP2022071232 W EP 2022071232W WO 2023025508 A1 WO2023025508 A1 WO 2023025508A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fastening device
splint
head
dental splint
dental
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/071232
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Peter Herrmann
Original Assignee
Hans Peter Herrmann
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Peter Herrmann filed Critical Hans Peter Herrmann
Priority to EP22761955.8A priority Critical patent/EP4366655A1/de
Priority to CN202280057432.9A priority patent/CN117881363A/zh
Priority to US18/682,078 priority patent/US20250127596A1/en
Publication of WO2023025508A1 publication Critical patent/WO2023025508A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/08—Mouthpiece-type retainers or positioners, e.g. for both the lower and upper arch
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
    • A61C8/0093—Features of implants not otherwise provided for
    • A61C8/0096—Implants for use in orthodontic treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/36—Devices acting between upper and lower teeth

Definitions

  • Dental splint for the treatment of misaligned teeth with a device for fastening the dental splint and the manufacturing method thereof
  • the present invention relates generally to the field of orthodontics and the reversible attachment of transparent orthodontic splints to correct tooth misalignment.
  • Such splints are commonly referred to as aligners.
  • the present invention relates to a dental splint for the treatment of misaligned teeth with a device for attaching the dental splint to temporary anchoring elements anchored in the jawbone and the manufacturing method thereof.
  • Clear splints for moving teeth have been developed since the late 1990's. These are usually splints made of plastic that can be slipped over a dental arch. First, an impression of the patient's dental arches was taken, and then a digital 3D model of the dentition was created by scanning the impression. Based on this model, the desired alignment of the teeth can be set with interactive computer software.
  • the software then suggests incremental intermediate levels between the current and desired alignment, and clear plastic or acrylic aligners are created, which the patient wears for a period of time and then moves on to the next level.
  • Each aligner exerts a small corrective force on the teeth by elastically deforming the aligner body, thereby moving the teeth in the desired direction. Treatment can be extended over time as a series of consecutive aligners are used.
  • the aligners are generally anchored to the teeth. In some cases, so-called attachments are attached to the teeth for this purpose.
  • a disadvantage of the known splint systems is that the effectiveness of aligners is not given for certain tooth movements, since the anchoring in the dental arch always affects the teeth that are not involved in the movement. This often leads to undesired movements and loss of anchorage, which necessitate so-called overcompensation in order to achieve the desired end position of the teeth.
  • TADS Temporary Anchorage Devices
  • a curved fastener is used to connect the aligner to the temporary anchoring devices
  • the teeth to be moved are supported on the jawbone.
  • the force is primarily on the teeth to which the fixture is bonded, so the force is not uniform across the arch.
  • Another disadvantage is that there is play in the aligners, which are then placed over this arch and parts of the bonded attachment device.
  • the adhesive can become detached.
  • the fastening device located in the upper or lower jaw is often perceived as annoying by the patient, especially since leftover food can get caught and get caught on the wires or plates of the fastening device.
  • the object of the present invention is to provide a dental splint that can be easily fastened in the temporary anchoring elements that can be anchored in the jawbone, allows effective tooth movement and easy cleaning of the oral cavity, and indicates a manufacturing method.
  • a dental splint and a helical fastening device that can be fastened in the temporary anchoring element and has a head are provided, the dental splint being designed in such a way that it has at least one cup-shaped recess or opening for receiving the head of the fastening device and the head of the fastening device is shaped in such a way that it can be inserted into the cup-shaped recess or can be inserted through the opening in the toothed splint, so that the fastening device can be connected to the toothed splint in a force-fitting and detachable manner.
  • the dental splint is provided with at least one cup-shaped recess or opening according to the invention and the recess is designed to correspond to the shape of the head of the fastening device, so that the head can be inserted into the recesses or through the openings, a non-positive connection is achieved according to the invention provided which can be easily detached by the patient himself by pulling or withdrawing the head of the fastener from the recess or opening.
  • the patient can remove the dental splint, which is indirectly attached to the temporary implant, for cleaning and then by pushing on the recesses on or pushing through the openings through the screw heads reinsert yourself.
  • Another advantage of the invention is the simple production of the dental splint according to the invention, since, in comparison to the usual production of dental splints, the impression of the dental arch is only carried out with the already implanted temporary anchoring means with the fastening devices connected to them, so that when the splints are produced the Position of the already implanted temporary anchoring means with the attached fasteners can be taken into account.
  • the cup-shaped recesses are produced by deep-drawing.
  • connection between the fastening device and the toothed splint can be achieved in that the head of the fastening device is nub-shaped, i.e. protruding, and the toothed splint has a recess and is therefore cup-shaped, which corresponds to the negative shape of the head of the fastening device, so that a non-positive connection is achieved when the head of the fastening device is inserted into the corresponding recess in the rail.
  • the toothed splint thus completely encloses the head of the fastening device.
  • the detachable connection of the toothed splint to the fastening devices is effected by a purely non-positive connection, in that a cylindrical head of the fastening device is inserted into a cylindrical recess in the toothed splint similar to the connection in a Lego® brick.
  • the diameters are matched to one another in such a way that the toothed splint can be released from the fastening devices on purpose, but unintentional detachment of the toothed splint from the fastening devices is prevented during intended use.
  • the head of the fastening device has an undercut, so that the head of the fastening device can be latched or clamped in the corresponding cup-shaped recess.
  • the fastening device can also be referred to as a clamping element.
  • the side wall of the head may taper towards the shank, for example, or have a concave or convex shape, or have an outwardly facing edge at the level of the equator of the head. In this variant, both a non-positive connection and, as a result of the undercut, a positive connection are realized.
  • the head of the fastening device can be both round and angular, in particular square or hexagonal, or else shaped in some other way.
  • the positive and non-positive connection between the fastening devices and the toothed splint is advantageously designed in such a way that the toothed splint can be removed from the fastening devices several times without being destroyed due to the elasticity of the toothed splint material.
  • the head of the fastening element can also be bevelled.
  • each hollow body open on one side will protrude below a cup-shaped recess, the shape of the hollow body essentially corresponding to the shape of the head of the fastening device.
  • the effectiveness of orthodontic treatments with aligner therapies is improved, since the dental splints are anchored indirectly in the bone by means of the fastening devices which are non-positively and preferably also positively connected to the dental splints and which in turn are screwed to the anchoring elements anchored in the bone Less harmful forces are applied to the remaining teeth held in the splint, so that fewer side effects occur.
  • the fixation device may be made of mouth-resistant medical grade steel or an oral-approved hard plastic material such as PMMA.
  • the dental splint is generally transparent and is preferably an intramaxillary splint, particularly an aligner, namely a transparent plastic or acrylic dental splint for applying forces to move teeth in a jaw.
  • the material of the dental splint should have a certain elasticity so that it can be put over the head.
  • the dental splint is preferably produced using vacuum or overpressure technology, by means of printing, in particular 3D printing, or by additive manufacturing, in particular additive 3D printing.
  • the positions of the cup-shaped recesses in the dental splint or the openings depend on the position of the temporarily implanted anchoring elements.
  • the dental splint it is sufficient to fasten the dental splint to a fastening device by means of a cup-shaped recess or an opening.
  • the attachment is done with two cup-shaped recesses or openings on two fasteners. More than two fastening devices, in particular three or four, are also possible.
  • the invention also relates to a method for producing a dental splint with a fastening device, in which the dental arch and palate area of the patient, including the fastening devices attached to the implanted temporary anchoring elements, are molded or scanned, a 3D model is created from this, and the intermediate stage between the current and the desired alignment of the teeth is calculated and, on the basis of this data and the position of the fastening elements, one or more dental splints with cup-shaped recesses are produced from a transparent plastic material having a certain elasticity.
  • Figure 1 shows the palate area with teeth and a dental splint with two cup-shaped recesses for receiving the fastening devices
  • FIG. 2 shows a section through a fastening device 30 screwed into the temporary anchoring element with a cylindrical head according to a first variant, the head being accommodated in a cylindrical recess in the dental splint,
  • Figure 3 shows the individual parts from Figure 2 as an exploded drawing
  • Figure 4 shows a section through a screwed in the temporary anchoring element fastening device with a head with an undercut according to a second variant, wherein the the head can be accommodated and latched or clamped in a corresponding recess in the dental splint,
  • FIG. 5 shows a section through an anchoring element (TADS implant) that can be temporarily anchored in the jaw
  • Figure 6 shows a section through the screw-shaped fastening device
  • FIG. 8 shows a section similar to FIG. 4, but with the head of the fastening device being inserted through an opening in the toothed rail.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of the palate area 50 in the upper jaw with the dental arch 51 and the teeth 52.
  • a dental splint 20 is slipped over the dental arch 51, which also covers part of the front palate area 53 in the present example.
  • the dental splint 20 has two cup-shaped recesses 21, which can be located in the front palate area 53 in the upper jaw shown here.
  • the cup-shaped recesses 21 are generally arranged bucally or lingually.
  • cup-shaped recesses 21 serve to receive the heads 31 of the screw-shaped fasteners 30, as shown in Figures 2-4.
  • connection between the screw head 31 and the cup-shaped recess 21 can only take place due to a form fit, as shown schematically in Figures 2 and 3 with the cylindrical screw head 31, or by means of a force and form fit, as in Figure the screw head 31 with undercut 35 and the correspondingly shaped recess 21 is shown.
  • FIGS. 2 and 4 are identical.
  • the helical fastening device 30 is connected, preferably screwed, to the temporary anchoring elements 11 anchored in the jaw.
  • connection between the temporary anchoring element 11 and the fastening device 30 can also be effected by means of gluing or clamping or in some other way.
  • the temporary anchoring element 11 which is shown schematically in FIG. 5, is known per se and has a thread 12 on its outside, by means of which it can be screwed into the jawbone.
  • the anchoring element 11 On the side pointing upwards, the anchoring element 11 has drive means 14, for example with a hexagonal profile 14, by means of which the anchoring element 11 can be screwed into the bone with a suitable wrench.
  • the fastening device 30 shown in Figure 6 is screw-shaped, has a shank 32 with an external thread 33 and a screw head 31 and is used on the one hand for attachment in the temporary anchoring element 11 and on the other hand for detachable attachment to the rail 20.
  • the attachment to the temporary anchoring element 11 takes place by screwing the external thread 33 into the internal thread 13 of the anchoring element 11.
  • the shape of the screw head 31 can vary.
  • the side wall 37 of the head 31 running perpendicularly to the end face 30 can be cylindrical according to FIG cylindrical recess can be inserted into the toothed rail 20 and is fixed there by a frictional connection (static friction).
  • the head 31 can also have an undercut 31, as shown in FIG. 4 and FIG. 7a-c, so that the head 31 can be latched or clamped in the corresponding recess 21.
  • the recess 21 has a constriction 23 corresponding to the shape of the head 31 .
  • the side wall 37 running perpendicular to the end faces 38 of the screw head 31 can be concave in shape (Figure 7a), or taper in the direction of the shank 32 in the manner of a truncated cone (Figure 7b), or it can have a convex shape or even an edge pointing outwards on the equator 39 of the head 31 have ( Figure 7c).
  • the heads 31 with an undercut can also be shaped differently.
  • the detachment of the dental splint 20 from the fastening devices 30 in the implanted anchoring elements 11 can be purely both with a force-fitting connection according to FIG. 2, as well as with the snap-in connection according to FIG.
  • the head 31 of the fastening device 30 has an undercut 35 and the head 31 is locked with the toothed rail 20, as previously described in Figure 4, but not by means of the cup-shaped recess 21, which corresponds to the shape of the Head 31 corresponds. Rather, the head 31 with the undercut 35 is pushed through an opening 22 in the toothed rail 20 .
  • the shape of the opening 22 corresponds to the shape of the head 31 and is preferably circular. However, the opening can also be angular or shaped differently.
  • the undercut 35 secures this connection against unintentional loosening.
  • This variant makes it possible for an existing dental splint 20 to be fastened to the anchoring elements 11 in the manner according to the invention by means of the fastening devices 30 .
  • the fastening devices 30 fastened in the implanted anchoring elements 11 is known, only the corresponding openings 22 need to be made in the dental splint 20, which have such a diameter that the heads of the fastening devices 30 can be pushed through the openings 22.
  • the fastening devices 30 are not completely covered by the rail 20 but rather protrude through the openings 22 in the rail 20 .
  • the head 31 is surrounded by the openings 22 in the form of a ring.
  • the cup-shaped recess 21 which is part of the splint and is molded into the splint material during manufacture, completely covers the fastening devices.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnschiene (20) zur Behandlung von Zahnfehlstellungen mit wenigstens einer schraubenförmigen Vorrichtung (30), die zur Befestigung der Zahnschiene (20) an einem im Kieferknochen verankerbaren temporären Verankerungselement (11) dient, wobei die Befestigungsvorrichtung (30) einen Kopf (31) aufweist und einen Schaft (32), der mittels eines Schraubgewindes (33) mit dem temporären Verankerungselement (11) verbindbar ist, wobei die Zahnschiene (20) wenigstens eine napfförmige Ausnehmung (21) oder Öffnung (22) zur Aufnahme des Kopfes (31) der Befestigungsvorrichtung (30) aufweist und der Kopf (31) der Befestigungsvorrichtung (30) derart geformt ist, dass er in die napfförmige Ausnehmung (21) hineinsteckbar oder durch die Öffnung (22) in der Zahnschiene (20) hindurchsteckbar ist, so dass die Befestigungsvorrichtung (30) mit der Zahnschiene (20) kraftschlüssig und lösbar verbunden werden kann.

Description

Anmelder: Hans Peter Herrmann, Rathausplatz 5, 71063 Sindelfingen
Zahnschiene zur Behandlung von Zahnfehlstellungen mit einer Vorrichtung zur Befestigung der Zahnschiene und deren Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf das Gebiet der Kieferorthopädie und der reversiblen Befestigung transparenter orthodontischer Zahnschienen zur Regulierung von Zahnfehlstellungen. Solche Schienen werden im Allgemeinen als Aligner bezeichnet.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Zahnschiene zur Behandlung von Zahnfehlstellungen mit einer Vorrichtung zur Befestigung der Zahnschiene an im Kieferknochen verankerten temporären Verankerungselementen und deren Herstellungsverfahren. Seit den späten 1990er Jahren wurden durchsichtige Schienen zur Bewegung von Zähnen entwickelt. Es handelt sich dabei um in der Regel aus Kunststoff gefertigte Schienen, die über einen Zahnbogen gestülpt werden können. Dabei wurde zunächst eine Abformung der Zahnbögen des Patienten vorgenommen, um dann über einen Scan der Abformung ein digitales 3D-Modell des Gebisses zu erstellen. Anhand dieses Modells kann mit einer interaktiven Computersoftware die gewünschte Ausrichtung der Zähne eingestellt werden. Die Software schlägt dann schrittweise Zwischenstufen zwischen der aktuellen und der gewünschten Ausrichtung vor, und es werden durchsichtige Kunststoff- oder Acryl-Aligner erstellt, die der Patient eine gewisse Zeit trägt und dann auf die nächste Stufe wechselt. Jeder Aligner übt durch elastische Verformung des Alig- ner-Körpers eine kleine korrigierende Kraft auf die Zähne aus und bewegt dadurch die Zähne in die gewünschte Richtung. Die Behandlung kann sich über einen längeren Zeitraum erstrecken, da eine Reihe aufeinanderfolgender Aligner verwendet werden. Bei der Bewegung von Zähnen mit Hilfe orthodontischer Zahnschienen (Aligner) werden die Aligner im Allgemeinen an den Zähnen verankert. Teilweise werden hierzu sogenannte Attachements auf den Zähnen angebracht.
Nachteilig bei den bekannten Schienensystemen ist, dass die Effektivität von Alignern bei bestimmten Zahnbewegungen nicht gegeben ist, da die Verankerung im Zahnbogen sich immer auch auf die an der Bewegung nicht beteiligten Zähne auswirkt. Dadurch kommt es häufig zu unerwünschten Bewegungen und Verankerungsverlust, die sogenannte Überkompensationen notwendig machen, um die gewünschte Endposition der Zähne zu erreichen.
Zur Vermeidung von reziproken Kräften auf den Zahnbogen kann eine Abstützung der zu bewegenden Zähne im Knochen mittels zeitlich begrenzt inkorporierter Implantate (TADS = Temporary Anchorage Devices) erfolgen. Zur Verbindung des Aligners an den temporären Verankerungsvorrichtungen ist eine Befestigungsvorrichtung mit gebogenen Metalldrähten oder Metallröhrchen und/oder Platten mit Bohrungen bekannt. An den Röhrchen angebrachte Verankerungsdrähte werden gebogen und an zwei Zähnen festgeklebt und die Platten an den inkorporierten Implantaten verschraubt.
Durch diese bekannte Befestigung erfolgt zwar eine Abstützung der zu bewegenden Zähne am Kieferknochen. Allerdings wirkt die Kraft primär auf die Zähne, an denen die Befestigungsvorrichtung angeklebt ist, so dass keine gleichmäßige Kraft auf den gesamten Zahnbogen einwirkt. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Aligner, die dann über diesen Zahnbogen und Teile der angeklebten Befestigungsvorrichtung gestülpt werden, Spiel haben. Zudem kann sich der Klebstoff ablösen. Weiterhin wird die sich im Ober- oder Unterkiefer befindliche Befestigungsvorrichtung vom Patienten häufig als störend empfunden, zumal an den Drähten oder Platten der Befestigungsvorrichtung Essensreste hängenbleiben und sich verhaken können.
Ein weiterer Nachteil der bislang bekannten Befestigung ist, dass die Anfertigung solcher individueller Befestigungsvorrichtungen mit weiteren Kosten und Aufwand verbunden ist.
Aus der US 2006/0172251A ist eine orthopädische Apparatur zum Vorschub des Unterkiefers mit einem elastischen Vorschubsteg mit zwei Enden und einer implantierten Schraubenvorrichtung bekannt. Jedes Ende des Vorschubstegs weist jeweils eine Öffnung zur Verankerung an einer implantierten Schraubenvorrichtung auf. Die Befestigung der Enden des Vorschubstegs an den implantierten Schraubenvorrichtungen erfolgt dadurch, dass ein Sicherungsschraubenelement durch eine Öffnung in dem mit dem jeweiligen Ende des Vorschubstegs verbundenen Verbindungselement mit dem in dem Knochen implantierten Knochenschraubenelement verschraubt wird und dadurch ein Teil des Verbindungselements zwischen den Schraubelementen festgeklemmt wird. Diese Schiene wirkt intermaxilär. Die US 2020/0383710 A lehrt einen Oberkieferexpander und eine Protraktionsvorrichtung umfassend eine im Kieferknochen zu verankernde Vorrichtung alleine oder in Kombination mit fixierten oder einstellbaren Alignern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zahnschiene bereitzustellen, die auf einfache Weise in den im Kieferknochen verankerbaren temporären Verankerungselementen befestigbar ist, eine effektive Zahnbewegung und eine einfache Reinigung des Mundraums ermöglicht und ein Herstellungsverfahren anzeigen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 10 gelöst.
Erfindungsgemäß werden eine Zahnschiene und eine schraubenförmige Befestigungsvorrichtung, die in dem temporären Verankerungselement befestigbar ist und einen Kopf aufweist, bereitgestellt, wobei die Zahnschiene derart ausgebildet ist, dass sie wenigstens eine napfförmige Ausnehmung oder Öffnung zur Aufnahme des Kopfes der Befestigungsvorrichtung aufweist und der Kopf der Befestigungsvorrichtung derart geformt ist, dass er in die napfförmige Ausnehmung hineinsteckbar oder durch die Öffnung in der Zahnschiene hindurchsteckbar ist, so dass die Befestigungsvorrichtung mit der Zahnschiene kraftschlüssig und lösbar verbunden werden kann.
Dadurch, dass die Zahnschiene erfindungsgemäß mit wenigstens einer napfförmigen Ausnehmung oder Öffnung versehen ist und die Ausnehmung korrespondierend zu der Form des Kopfes der Befestigungsvorrichtung ausgebildet ist, so dass der Kopf in die Ausnehmungen hineingesteckt oder durch die Öffnungen hindurchgesteckt werden können, wird erfindungsgemäß eine kraftschlüssige Verbindung bereitgestellt, die auf einfache Weise vom Patienten selbst durch Abziehen oder Herausziehen des Kopfes der Befestigungsvorrichtung aus der Ausnehmung oder der Öffnung gelöst werden kann. Somit kann der Patient die an dem temporären Implantat mittelbar befestigte Zahnschiene zum Reinigen entnehmen und anschließend durch das Aufschieben der Ausnehmungen auf oder Hindurchschieben der Öffnungen durch die Schraubenköpfe wieder selbst einsetzen.
Dies ermöglicht eine einfache und hygienische Reinigung, nicht nur des Aligners, sondern auch des Mundraumes, was bei den bislang bekannten im Mund verbliebenen Befestigungsvorrichtungen mit Röhrchen, Stäben und Platten nicht der Fall ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die einfache Herstellung der erfindungsgemäßen Zahnschiene, da im Vergleich zu der üblichen Herstellung der Zahnschienen die Abformung des Zahnbogens nur mit den bereits implantierten temporären Verankerungsmitteln mit den damit verbundenen Befestigungsvorrichtungen erfolgt, so dass bei der Herstellung der Schienen dann auch die Position der bereits implantieren temporären Verankerungsmittel mit den daran befestigten Befestigungsmitteln berücksichtigt werden kann. In der Regel erfolgt die Herstellung der napfförmigen Ausnehmungen durch Tiefziehen.
Somit kann die aufwändige Herstellung und Anpassung der bislang bekannten Befestigungssysteme vermieden.
Die Verbindung zwischen der Befestigungsvorrichtung und der Zahnschiene kann dadurch erfolgen, dass der Kopf der Befestigungsvorrichtung noppenförmig, das heißt hervorstehend ausgebildet ist und die Zahnschiene eine Ausnehmung aufweist und daher napfförmig ist, die der Negativform des Kopfes der Befestigungsvorrichtung entspricht, so dass eine kraftschlüssige Verbindung erzielt wird, wenn der Kopf der Befestigungsvorrichtung in die damit korrespondierende Ausnehmung in der Schiene hineingesteckt wird. Somit umfasst die Zahnschiene den Kopf der Befestigungsvorrichtung vollständig.
In einer bevorzugten Variante erfolgt die lösbare Verbindung der Zahnschiene an den Befestigungsvorrichtungen durch eine rein kraftschlüssige Verbindung, indem ein zylindrischer Kopf der Befestigungsvorrichtung in eine zylindrische Ausnehmung in der Zahnschiene hineingesteckt wird, ähnlich der Verbindung bei einem Lego®-Stein. Die Durchmesser werden dabei so aufeinander abgestimmt, dass ein gewolltes Lösen der Zahnschiene von den Befestigungsvorrichtungen möglich ist, aber ein unabsichtliches Ablösen der Zahnschiene von den Befestigungsvorrichtungen im bestimmungsgemäßen Gebrauch verhindert wird.
In einer weiteren bevorzugten Variante weist der Kopf der Befestigungsvorrichtung einen Hinterschnitt auf, so dass der Kopf der Befestigungsvorrichtung in der damit korrespondierenden napfförmigen Ausnehmung verrastbar ist beziehungsweise verklemmt werden kann. In dieser Variante kann die Befestigungsvorrichtung auch als Klemmelement bezeichnet werden. Bei dieser Variante des Kopfes mit Hinterschnitt kann die Seitenwand des Kopfes sich beispielsweise in Richtung des Schaftes kegelstumpfartig verjüngen oder eine konkave oder konvexe Form aufweisen oder eine nach außen weisende Kante in der Höhe des Äquators des Kopfes. In dieser Variante wird somit sowohl eine kraftschlüssige, als auch infolge des Hinterschnitts, eine formschlüssige Verbindung verwirklicht.
Grundsätzlich kann der Kopf der Befestigungsvorrichtung sowohl rund als auch eckig, insbesondere vier- oder sechseckig als auch anderweitig geformt sein.
Die form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Befestigungsvorrichtungen und Zahnschiene ist vorteilhafterweise so gestaltet, dass ein zerstörungsfreies Abnehmen der Zahnschiene von den Befestigungsvorrichtungen aufgrund der Elastizität des Zahnschienenmaterials mehrfach möglich ist.
Um ein einfacheres Aufstülpen der Zahnschiene mit den napfförmigen Ausnehmungen zu ermöglichen, kann der Kopf des Befestigungselements auch angeschrägt sein. Unter einer napfförmigen Ausnehmung wird erfindungsgemäß eine jeder auf einer Seite offene Hohlkörper vorstehen, wobei die Form des Hohlkörpers im Wesentlichen der Form des Kopfes der Befestigungsvorrichtung entspricht.
Mit der vorliegenden Erfindung wird die Wirksamkeit von kieferorthopädischen Behandlungen bei Aligner-Therapien verbessert, da die Zahnschienen vermittels der mit den Zahnschienen kraftschlüssig und vorzugsweise auch formschlüssig verbundenen Befestigungsvorrichtungen, die wiederum mit den im Knochen verankerten Verankerungselementen verschraubt sind, indirekt im Knochen verankert sind und somit weniger schädliche Kräfte auf die restlichen in der Zahnschiene gefassten Zähne eingeleitet werden, so dass weniger Nebenwirkungen auftreten.
Die Befestigungsvorrichtung kann aus einem mundbeständigen medizinischen Stahl oder aus einem für den Mundraum zugelassenen harten Kunststoffmaterial wie zum Beispiel PMMA bestehen.
Die Zahnschiene ist im allgemeinen transparent und vorzugsweise eine intramaxiläre Zahnschiene, insbesondere ein Aligner, nämlich eine transparente Zahnschiene aus Kunststoff oder Acryl zur Applikation von Kräften zur Zahnbewegung in einem Kiefer. Das Material der Zahnschiene sollte eine gewisse Elastizität aufweisen, damit sie über die Köpfe gestülpt werden kann.
Vorzugsweise wird die Zahnschiene durch Vakuum- oder Überdrucktechnik, mittels Drucken, insbesondere 3D-Druck oder durch additive Fertigung, insbesondere additiven 3D-Druck hergestellt.
Die Positionen der napfförmigen Ausnehmungen der Zahnschiene oder der Öffnungen richten sich nach der Position der temporär implantierten Verankerungselemente.
Grundsätzlich ist es ausreichend, die Zahnschiene mittels einer napfförmigen Ausnehmung oder einer Öffnung an einer Befestigungsvorrichtung zu befestigen. Vorzugsweise erfolgt die Befestigung jedoch mit zwei napfförmigen Ausnehmungen oder Öffnungen an zwei Befestigungsvorrichtungen. Auch mehr als zwei Befestigungsvorrichtungen, insbesondere drei oder vier, sind möglich.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Zahnschiene mit Befestigungsvorrichtung, wobei der Zahnbogen und Gaumenbereich des Patienten einschließlich der an den implantierten temporären Verankerungselementen befestigten Befestigungsvorrichtungen abgeformt oder mittels Scan erfasst werden, daraus ein 3D-Modell erstellt, daraus die Zwischenstufe zwischen der aktuellen und der gewünschten Ausrichtung der Zähne berechnet und aufgrund dieser Daten und der Position der Befestigungselemente eine oder mehr Zahnschienen mit napfförmigen Ausnehmungen aus einem eine gewisse Elastizität aufweisenden transparenten Kunststoffmaterial hergestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die beschriebenen Merkmale der Ausführungsbeispiele beschränkt ist. In den Zeichnungen zeigen
Figur 1 den Gaumenbereich mit Zähnen und einer Zahnschiene mit zwei napfförmigen Ausnehmungen zur Aufnahme der Befestigungsvorrichtungen,
Figur 2 einen Schnitt durch eine in dem temporären Verankerungselement verschraubte Befestigungsvorrichtung 30 mit einem zylindrischen Kopf gemäß einer ersten Variante, wobei der Kopf in einer zylindrischen Ausnehmung der Zahnschiene aufgenommen ist,
Figur 3 die Einzelteile aus Figur 2 als Explosionszeichnung,
Figur 4 einen Schnitt durch eine in dem temporären Verankerungselement verschraubte Befestigungsvorrichtung mit einem Kopf mit Hinterschnitt gemäß einer zweiten Variante, wobei der Kopf in einer korrespondierenden Ausnehmung in der Zahnschiene aufgenommen und verrastet beziehungsweise verklemmt werden kann,
Figur 5 einen Schnitt durch ein temporär im Kiefer verankerbares Verankerungselement (TADS-Implantat),
Figur 6 einen Schnitt durch die schraubenförmige Befestigungsvorrichtung,
Figur 7 verschiedene Köpfe der Befestigungsvorrichtung,
Figur 8 einen Schnitt ähnlich Figur 4, wobei der Kopf der Befestigungsvorrichtung jedoch durch eine Öffnung in der Zahnschiene hindurchgesteckt ist.
Figur 1 zeigt schematisch die Draufsicht auf den Gaumenbereich 50 im Oberkiefer mit Zahnbogen 51 und den Zähnen 52. Über den Zahnbogen 51 ist eine Zahnschiene 20 gestülpt, die im vorliegenden Beispiel auch einen Teil des vorderen Gaumenbereichs 53 überdeckt.
Die Zahnschiene 20 weist zwei napfförmige Ausnehmungen 21 auf, die sich bei dem hier dargestellten Oberkiefer im vorderen Gaumenbereich 53 befinden können. Bei einer Zahnschiene 20 für den Unterkiefer werden die napfförmigen Ausnehmungen 21 im allgemeinen bucal oder lingual angeordnet.
Die napfförmigen Ausnehmungen 21 dienen der Aufnahme der Köpfe 31 der schraubenförmigen Befestigungsvorrichtungen 30, wie in den Figuren 2 bis 4 gezeigt.
Die Verbindung zwischen dem Schraubenkopf 31 und der napfförmigen Ausnehmung 21 kann nur aufgrund eines Formschlusses erfolgen, wie in Figur 2 und 3 mit dem zylindrischen Schraubenkopf 31 schematisch dargestellt, oder mittels eines Kraft- und Formschlusses, wie in Figur 4 bei dem Schraubenkopf 31 mit Hinterschnitt 35 und der entsprechend geformten Ausnehmung 21 gezeigt.
Bis auf die unterschiedliche Form des Schraubenkopfes 31 und der damit korrespondierenden Ausnehmung 21 sind die Figuren 2 und 4 identisch.
Die schraubenförmige Befestigungsvorrichtung 30 wird mit den im Kiefer verankerten temporären Verankerungselementen 11 verbunden, vorzugsweise verschraubt. Die Verbindung zwischen temporärem Verankerungselement 11 und Befestigungsvorrichtung 30 kann aber auch mittels Verkleben oder Klemmen oder anderweitig erfolgen.
Das temporäre Verankerungselement 11, das schematisch in Figur 5 dargestellt ist, ist an sich bekannt und weist an seiner Außenseite ein Gewinde 12 auf, mittels dem es in den Kieferknochen eingeschraubt werden kann. An der nach oben weisenden Seite weist das Verankerungselement 11 Antriebsmittel 14, beispielsweise mit einem Sechseckprofil 14 auf, mittels der das Verankerungselement 11 mit einem geeigneten Schraubenschlüssel in den Knochen geschraubt werden kann.
Die in Figur 6 dargestellte Befestigungsvorrichtung 30 ist schraubenförmig, weist einen Schaft 32 mit einem Außengewinde 33 und einen Schraubenkopf 31 auf und dient einerseits zur Befestigung in dem temporären Verankerungselement 11 und zum anderen zur lösbaren Befestigung an der Schiene 20. Die Befestigung an dem temporären Verankerungselement 11 erfolgt mittels Verschraubung des Außengewindes 33 in dem Innengewinde 13 des Verankerungselements 11.
Nach dem Verschrauben liegt die Unterseite 36 des Kopfes 31 der Befestigungsvorrichtung 30 auf der nach oben weisenden Seite 15 des Verankerungselements 11 auf.
Die Form des Schraubenkopfes 31 kann unterschiedlich sein. Zum einen kann die senkrecht der Stirnfläche 30 verlaufende Seitenwand 37 des Kopfes 31 gemäß Figur 2 zylindrisch sein, so dass sie in eine ebenfalls zylindrische Ausnehmung in der Zahnschiene 20 hineingesteckt werden kann und dort durch einen Kraftschluss (Haftreibung) fixiert ist.
Nachdem die Befestigungsvorrichtung 30 in dem implantierten temporären Verankerungselement 11 fest verschraubt ist, wird durch das Hineinstecken der zylindrischen Köpfe 31 der Befestigungsvorrichtungen 30 in die zylindrischen napfförmigen Ausnehmungen 21 gemäß Figur 2 eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Schiene 20 und Befestigungsvorrichtung 30 und damit letztendlich eine Verbindung zwischen der Schiene 20 und dem Kieferknochen bereitgestellt, die durch ein Herausziehen des Kopfes 31 der Befestigungsvorrichtung 30 aus der Ausnehmung 21 der Schiene 20 lösbar ist.
Der Kopf 31 kann jedoch auch einen Hinterschnitt 31 aufweisen, wie in Fig. 4 und Figur 7 a - c dargestellt, so dass der Kopf 31 in der korrespondierenden Ausnehmung 21 verrastet beziehungsweise verklemmt werden kann. Die Ausnehmung 21 weist hierfür eine mit der Form des Kopfes 31 korrespondierende Einschnürung 23 auf.
Die senkrecht der Stirnflächen 38 des Schraubenkopfes 31 verlaufende Seitenwand 37 kann konkav geformt sein (Figur 7a), oder sich in Richtung des Schaftes 32 kegelstumpfartig verjüngen (Figur 7b) oder eine konvexe Form oder gar eine nach außen weisende Kante am Äquator 39 des Kopfes 31 aufweisen (Figur 7c). Selbstverständlich können die Köpfe 31 mit Hinterschnitt auch anders geformt sein.
Durch die Verrastung des Kopfes 31 mit Hinterschnitt 35 in der napfförmigen Ausnehmung 21 wird eine kraft- und formschlüssige Verbindung erreicht, vgl. Figur 4, und somit ein unbeabsichtigtes Lösen der Schiene weiter erschwert.
Das Lösen der Zahnschiene 20 von den Befestigungsvorrichtungen 30 in den implantierten Verankerungselementen 11 kann sowohl bei einer rein kraftschlüssigen Verbindung gemäß Figur 2, als auch bei der Rastverbindung gemäß Figur 4 durch ein Herausziehen der Schiene vom Patienten auf einfache Weise selbst vorgenommen werden.
In einer weiteren in Figur 8 dargestellten Variante weist der Kopf 31 der Befestigungsvorrichtung 30 einen Hinterschnitt 35 auf und der Kopf 31 wird mit der Zahnschiene 20 verrastet, wie zuvor bei Figur 4 beschrieben, allerdings nicht vermittels der napfförmigen Ausnehmung 21, die mit der Form des Kopfes 31 korrespondiert. Vielmehr wird der Kopf 31 mit dem Hinterschnitt 35 durch eine Öffnung 22 in der Zahnschiene 20 hindurchgesteckt. Die Form der Öffnung 22 korrespondiert mit der Form des Kopfes 31 und ist vorzugsweise kreisrund. Die Öffnung kann aber auch eckig oder anders geformt sein. Durch den Hinterschnitt 35 ist diese Verbindung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert.
Diese Variante ermöglicht, dass auch eine bereits vorhandene Zahnschiene 20 in der erfindungsgemäßen Weise mittels der Befestigungsvorrichtungen 30 an den Verankerungselementen 11 befestigt werden kann. Bei bekannter Position der in den implantierten Verankerungselementen 11 befestigten Befestigungsvorrichtungen 30 müssen nur die entsprechenden Öffnungen 22 in die Zahnschiene 20 eingebracht werden, die einen solchen Durchmesser haben, dass die Köpfe der Befestigungsvorrichtungen 30 durch die Öffnungen 22 hindurchgeschoben werden können.
In dieser Variante sind die Befestigungsvorrichtungen 30 nicht vollständig durch die Schiene 20 abgedeckt, sondern ragen vielmehr durch die Öffnungen 22 in der Schiene 20 heraus. Der Kopf 31 wird von den Öffnungen 22 ringförmig umfasst.
In den zuvor beschriebenen Varianten mit der Schiene 20 mit der napfförmigen Ausnehmung 21 deckt die napfförmige Ausnehmung 21, die Teil der Schiene ist und während der Herstellung in das Schienenmaterial eingeformt wird, die Befestigungsvorrichtungen hingegen vollständig ab.

Claims

Patentansprüche
1. Zahnschiene (20) zur Behandlung von Zahnfehlstellungen mit wenigstens einer schraubenförmigen Vorrichtung (30), die zur Befestigung der Zahnschiene (20) an einem im Kieferknochen verankerbaren temporären Verankerungselement (11) dient, wobei die Befestigungsvorrichtung (30) einen Kopf (31) aufweist und einen Schaft (32), der mittels eines Schraubgewindes (33) mit dem temporären Verankerungselement (11) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnschiene (20) wenigstens eine napfförmige Ausnehmung (21) oder Öffnung (22) zur Aufnahme des Kopfes (31) der Befestigungsvorrichtung (30) aufweist und der Kopf (31) der Befestigungsvorrichtung (30) derart geformt ist, dass er in die napfförmige Ausnehmung (21) hineinsteckbar oder durch die Öffnung (22) in der Zahnschiene (20) hindurchsteckbar ist, so dass die Befestigungsvorrichtung (30) mit der Zahnschiene (20) kraftschlüssig und lösbar verbunden werden kann.
2. Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (31) der Befestigungsvorrichtung (30) mit der Zahnschiene (20) verrastbar ist.
3. Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (31) der Befestigungsvorrichtung (30) einen Hinterschnitt (35) aufweist. Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (37) des Kopfes (31) der Befestigungsvorrichtung (30) zylindrisch und kreisförmig oder eckig, insbesondere vier- oder sechseckig ist, oder sich die Seitenwand (37) des Kopfes (31) in Richtung des Schaftes (32) kegelstumpfartig verjüngt oder eine konvexe Form oder eine nach außen weisende Kante am Äquator (39) des Kopfes (31) aufweist. Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die napfförmigen Ausnehmungen (21) in der Schiene (20) Einschnürungen (23) aufweisen. Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnschiene transparent und/oder eine intramaxiläre Zahnschiene und insbesondere eine Zahnschiene aus transparentem Kunststoff oder Acryl zur Applikation von Kräften zur Zahnbewegung in einem Kiefer ist. Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnschiene (20) durch Vakuum- oder Überdrucktechnik, mittels Drucken, insbesondere 3D-Druck oder durch additive Fertigung, insbesondere additiven 3D-Druck, hergestellt wird. Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsvorrichtung (30) aus einem mundbeständigen medizinischen Stahl oder aus einem für den Mundraum zugelassenen harten Kunststoffmaterial, insbesondere PMMA, besteht. 15 Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnschiene (20) wenigstens zwei napfförmige Ausnehmungen (21) oder zwei Öffnungen (22) umfasst. Verfahren zur Herstellung einer Zahnschiene (20) mit Befestigungsvorrichtung (30) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zahnbogen (51) und Gaumenbereich (50) des Patienten einschließlich der an den implantierten temporären Verankerungselementen (11) befestigten Befestigungsvorrichtungen (30) abgeformt oder mittels Scan erfasst werden, daraus ein 3D-Modell erstellt, daraus die Zwischenstufe zwischen der aktuellen und der gewünschten Ausrichtung der Zähne berechnet und aufgrund dieser Daten und der Position der Befestigungselemente (30) eine oder mehrere Zahnschienen (20) mit napfförmigen Ausnehmungen (21) aus einem eine gewisse Elastizität aufweisenden transparenten Kunststoffmaterial hergestellt werden.
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