DE4135434A1 - Orthodontisches hilfsteil - Google Patents

Orthodontisches hilfsteil

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61CDENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/12Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/14Brackets; Fixing brackets to teeth
    • A61C7/141Brackets with reinforcing structure, e.g. inserts

Description

Die Erfindung betrifft ein auf Kunststoffbasis hergestelltes, orthodontisches Hilfsteil, Bracket oder Bukkalröhrchen, mit einer zumindest in mit Zahnkorrekturkräften beaufschlagten Teilbereichen angeordneten, die mechanische Festigkeit erhö­ henden Verstärkung.
Bislang sind orthodontische Hilfsteile z. B. Brackets oder Bukkalröhrchen aus Metall, Kunststoff oder Keramik bekannt, die alle ihre unterschiedlichen Vorzüge und Nachteile aufwei­ sen. Hilfsteile aus Kunststoff sind billig und einfach herzu­ stellen, einfach auf den Zahnoberflächen des Patienten zu be­ festigen und wieder abzunehmen. Nachteilig ist bei diesen Hilfsteilen, daß sie in den Bereichen, in den sie mit Zahn­ korrekturkräften beaufschlagt werden, nachgiebig sind und so eine exakte Kontrolle der auszuführenden Zahnbewegung nicht erlauben.
Metallische orthodonische Hilfsteile haben den Nachteil, daß aufgrund des metallischen Glanzes der Teile und ihrer silber­ nen Farbe die Hilfsteile sehr auffällig sind und dem zu be­ handelnden Patienten ein sogenanntes "metallisches Lächeln" verleihen.
Keramikteile, insbesondere aus Aluminiumoxid hergestellt, fallen im Mund der Patienten weitaus weniger auf als die me­ tallischen Brackets, haben jedoch den Nachteil, daß sie sehr hart sind und Probleme beim Abnehmen von der Zahnoberfläche nach erfolgter Behandlung bieten.
Um den Problemen bei den auf Kunststoffbasis hergestellten Brackets zumindest teilweise zu begegnen, wurde deshalb be­ reits vorgeschlagen, diese mit einer Metalleinlage zu verse­ hen, um die Steifigkeit des Brackets und auch dessen mechani­ sche Festigkeit zu verbessern. Die metallischen Einsätze be­ wirken jedoch eine Verminderung der Transparenz des Brackets, so daß es im Mund des Patienten genau so auffällt wie metal­ lische Brackets. Außerdem weisen die metallischen Einsätze, wenn sie an der Oberfläche des Hilfsteils blank liegen, eben­ so wie die metallischen Brackets selbst einen zu großen Ab­ rieb und eine zu starke Friktion mit den die Korrekturkräfte aufbringenden Bogendrähten auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehenden Nachteile bei einem eingangs beschriebenen orthodontischen Hilfsteilen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Bracket der ein­ gangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß die Verstärkung unter Verwendung eines keramischen Materials hergestellt ist.
Trotz der extrem großen Unterschiede in der Wärmeausdehnung und im Elastizitätsmodul von üblichen Kunststoffen und keramischen Materialien ergeben sich überraschenderweise kei­ ne Probleme an den Materialübergängen. Dies ist insbesondere deshalb unerwartet, da beim Tragen der Hilfsteile durch den Patienten im Mund täglich eine Vielzahl von Heiß-Kalt-Zyklen vorkommen, beispielsweise beim Konsum heißer oder gekühlter Getränke oder dem Verzehr heißer Gerichte bzw. von Eis.
Besonders geeignet ist oxidkeramisches Material. Hierbei sind zwei prinzipielle Lösungen denkbar, nämlich zum einen die Verwendung des keramischen Materials als Füllstoff für den Kunststoff des Kunststoffbrackets in den mechanisch bean­ spruchten Teilen oder aber die Verwendung als Ausgangsprodukt für die Herstellung eines Einsatzteils für die mechanisch be­ anspruchten Teile des Brackets.
Die Verwendung der oxidischen anorganischen Massen bei der Herstellung der Verstärkung (im folgenden allgemein Keramik genannt), vermindert den Abrieb und verringert die Friktion des im Slot eines Brackets eingelegten Bogendrahtes. Vorzugs­ weise bildet die Verstärkung im wesentlichen die Oberflächen­ bereiche des Hilfsteiles, welche mit den Korrekturkräften be­ aufschlagt werden.
Die keramische Masse läßt sich transparent oder zumindest opak herstellen, weshalb die ästhetischen Anforderungen, die an die orthodontischen Hilfsteile gestellt werden, besser er­ füllt sind. Ein Farbunterschied zu dem Kunststoffmaterial ist normalerweise kaum feststellbar. Gegenüber den Brackets, die vollständig aus Keramik bestehen, ist die Bruchgefahr beim Entfernen der Brackets vom Zahn des Patienten vermieden und ebenso die Problematik der Verklebung der Keramikbrackets mit der Zahnoberfläche, da die erfindungsgemäßen orthodontischen Hilfsteile, wie die bekannten, insgesamt aus Kunststoff be­ stehenden und unverstärkten Hilfsteile in bekannter Weise ge­ klebt und abgenommen werden können.
Vorzugsweise umfaßt die Verstärkung ein Keramikteil, insbe­ sondere aus gesintertem, polykristallinem Aluminiumoxid. Bei diesem Material läßt sich insbesondere die Transparenz oder Transluzenz des Teils sehr gut an die Transparenz bzw. Trans­ luzenz des umgebenden Kunststoffmaterials anpassen. Das Kunststoffmaterial in seiner Farbe und damit ebenso das Ver­ stärkungsteil wird vorzugsweise an die Zahnfarbe, möglicher­ weise sogar individuell an die Zahnfarbe des jeweiligen Pa­ tienten, angepaßt.
Das Keramikteil der Verstärkung kann im Preßsitz in dem Hilfsteil gehalten sein, wobei dann das Hilfsteil und das Verstärkungsteil getrennt hergestellt und erst in einem wei­ teren Arbeitsgang zusammengefügt werden.
Ebensogut läßt sich das eigentliche Hilfsteil auf ein vorge­ fertigtes keramisches Verstärkungsteil aufspritzen. Selbst­ verständlich kann jedoch auch das Verstärkungsteil mit dem Kunststoff-Hilfsteil verklebt werden.
Alternativ zu einem Keramikteil kann die Verstärkung als ein mit partikelförmigem keramischem Material gefülltes Polymer­ teil sein. Dieses kann unabhängig von dem orthodontischen Hilfsteil hergestellt sein oder aber einstückig mit diesem ausgebildet sein. Die gesondert hergestellte Verstärkung kann wiederum im Preßsitz in dem orthodontischen Hilfsteil gehal­ ten oder mit diesem verklebt sein. Ebenso kann man auch in diesem Fall das Hilfsteil auf die Verstärkung aufspritzen.
Vorzugsweise wird der Kunststoff, aus dem die orthodontischen Hilfsteile hergestellt sind, einen Polyethylen-, Polyester-, Polycarbonat- oder Polyacrylharz-Anteil oder hiervon abgelei­ tete Copolymeranteile umfassen.
Das partikelförmige, keramische Material zum Verstärken der Polymerteile wird bevorzugt im wesentlichen ZrO2 oder Silizi­ umdioxid umfassen, insbesondere in Form von Quarz- oder Cri­ stobalitmehl, oder aber Aluminiumoxid, insbesondere in seiner Form des Trihydrats.
Aluminiumoxidtrihydrat hat gegenüber Siliziumdioxid den Vor­ teil, daß aufgrund der geringeren Härte ein Metallabrieb, beispielsweise vom Bogendraht, unterbleibt, d. h. reibende Me­ tallteile auf den Verstärkungsteilen führen nicht zu soge­ nannten Schreibspuren, die dem Teil ein graues oder mattes und damit auffälliges Aussehen verleihen können.
Die mittlere Partikelgröße des Füllstoffs wird vorzugsweise im Bereich zwischen 5 µm bis 100 µm gewählt werden, da zum einen die Partikel dieser Größe in der für die Fertigung des Verstärkungsteiles vorgesehenen Mischung leicht stabilisiert werden können und zum andern eine ausreichende Oberflächen­ glattheit des hergestellten Verstärkungsteils sichergestellt ist. Der Anteil des keramischen Materials an der Gesamtmasse kann sehr hoch sein, d. h. 50-80 Gew.%.
Als verstärktes orthodontisches Hilfsteil kommt insbesondere ein Bracket in Frage, das mit einer Basis zur direkten Ver­ klebung des Hilfsteils mit einer Zahnoberfläche ausgerüstet ist, wobei die Verstärkung so ausgebildet ist, daß die Fe­ stigkeit der Basis im wesentlichen unbeeinflußt ist. Diese Beschränkung der Verstärkungsteile auf die Kräfte aufnehmen­ den Bereiche des Brackets ist insbesondere im Hinblick auf die spätere Entfernung der Brackets von der Zahnoberfläche wichtig, da sich bei den ansonsten flexiblen Kunststoff­ brackets ein allmähliches Ablösen der Bracketbasis von der Klebestelle an der Zahnoberfläche durchführen läßt. Die Kräf­ te, die zu einem Zeitpunkt auf den Zahn wirken, bleiben dabei so gering, daß es nicht zu Ausrissen von Zahnschmelz an der Zahnoberfläche kommen kann.
Das Entfernen der Brackets von der Zahnoberfläche kann dabei mit einfachen zangenartigen Instrumenten durchgeführt werden, wie dies von den bisherigen Kunststoffbrackets schon bekannt ist.
Die Verstärkung des Brackets wird insbesondere auf den Be­ reich des für die Aufnahme eines Bogendrahtes vorgesehenen Schlitzes beschränkt, über den die Korrekturkräfte des Bogen­ drahtes auf das Bracket und letztendlich den Zahn übertragen werden.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung be­ steht darin, daß das Hilfsteil, insbesondere das Bracket, insgesamt aus einem mit partikelförmigem keramischem Material hochgefüllten Kunststoff hergestellt ist. In diesem Fall gilt, wie auch bei der weiter oben beschriebenen Variante, daß das Herstellungsverfahren sowie auch die Materialauswahl für die hochgefüllten Kunststoffe aus dem Bereich der Sani­ tärtechnik bekannt ist. Beispielhaft seien die DE-P8 24 49 656 sowie die US-PS 38 47 865 genannt.
Obwohl es sich in der Sanitärtechnik um eine ganz andere Pro­ blematik handelt als bei orthodontischen Hilfsteilen, läßt sich das dort beschriebene Material, gegebenenfalls modifi­ ziert, überraschenderweise auch in der Orthodontie mit Vor­ teil einsetzen. Insbesondere überrascht, daß das Material, das in der Sanitärtechnik nur für großflächige Gegenstände, wie z. B. Badewannen oder auch Küchenarbeitsplatten, bekannt ist, ohne Probleme für die Herstellung sehr kleiner und ver­ hältnismäßig komplexer Strukturen einsetzbar ist.
Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im ein­ zelnen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes orthodontisches Hilfsteil in Form eines Brackets mit eingesetzter Verstärkung; und
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes orthodontisches Hilfsteil in Form eines Brackets mit einer einstückig ausgebilde­ ten Verstärkung.
Fig. 1 zeigt ein im Gesamten mit dem Bezugszeichen 10 gekenn­ zeichnetes orthodontisches Hilfsteil in Form eines Brackets, wie es üblicherweise bei der Durchführung von Zahnstellungs­ korrekturen in der Orthodontie verwendet wird.
Das Bracket weist eine Unterseite oder Basis 12 auf, mit der es auf eine Zahnoberfläche aufgeklebt werden kann.
In Längsrichtung und an der Oberseite ist ein im wesentlichen im Querschnitt rechteckiger Schlitz 14 vorgesehen, in den ein Bogendraht eingesetzt wird, der die Korrekturkräfte für die Veränderung der Zahnstellung auf das Bracket aufbringt.
Weiter sind beidseits des Schlitzes 14 sogenannte Bindungs­ flügel 16 vorhanden, die ein Widerlager für Befestigungsmit­ tel für den Bogendraht bilden. Der Bogendraht kann mit den Befestigungsmitteln sicher in dem Schlitz 14 festgehalten werden, wodurch über die Behandlungszeit sichergestellt ist, daß die Korrekturkräfte stets in der vom behandelnden Arzt gewünschten Weise auf den Zahn wirken.
Die erfindungsgemäße Besonderheit des in Fig. 1 dargestellten Brackets 10 liegt in der Verstärkung des Brackets im Bereich des Schlitzes 14, wobei in dem in Fig. 1 gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ein Verstärkungsteil 18 eingesetzt ist, welcher sich über die gesamte Länge des Schlitzes 14 erstreckt. Al­ ternativ kann vorgesehen sein, daß das Verstärkungsteil 18 etwas kürzer als der Schlitz 14 ausgebildet ist und an seinen Stirnseiten von dem Kunststoffmaterial des restlichen Bracketkörpers bedeckt wird. Das Verstärkungsteil 18 besteht in diesem Fall aus gesintertem, polykristallinem Aluminium­ oxid und weist zu dem umgebenden Kunststoffmaterial des Brackets 10 sehr ähnliche Farb- und Transluzenzwerte auf.
Das Bracket unterscheidet sich in seinem Aussehen auf dem Zahn aufgebracht nur unwesentlich von den reinen Kunststoff­ brackets, d. h. es bleibt beim Tragen durch den Patienten im wesentlichen unsichtbar. Trotzdem wird mit dem erfindungsge­ mäßen Bracket eine wesentlich verbesserte Genauigkeit in der erzielten Zahnkorrektur erhalten, da über den Einsatz des Verstärkungsteils 18 in dem Bracket 10 die Korrekturkräfte über wesentlich größere Flächen auf den Bracketkörper über­ tragen werden, ohne daß dabei eine Deformierung des Schlitzes 14 erfolgen kann.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform reichen die Sei­ tenwandungen des Verstärkungsteils 18 bis zur Oberseite des Brackets 10. Alternativ hierzu wäre auch eine etwas niedrige­ re Ausbildung der Seitenwandungen möglich, wobei diese dann im Bereich der Oberseite des Brackets von dem Kunststoffmate­ rial des Bracketgrundkörpers bedeckt sind. Wichtig für das Verstärkungsteil 18 im Hinblick auf eine Minimierung der Friktion zwischen Bogendraht und Bracket im Bereich des Schlitzes 14 ist, daß die Oberflächenbereiche des Schlitzes 14 von dem Verstärkungsteil 18 gebildet werden, die mit dem Bogendraht in Berührung kommen und über die die Zahnkorrek­ turkräfte vom Bogendraht auf das Bracket geleitet werden.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung ebenfalls anhand eines Brackets 20 gezeigt, wobei, wie bei dem in Fig. 1 beschriebenen Bracket ein Schlitz 22 für die Aufnahme eines nicht gezeigten Bogendrahtes vorhanden ist, ebenso wie sogenannte Bindungsflügel 24, die der Fixierung des Bogendrahtes im Schlitz 22 dienen. Das Bracket wird eben­ so wie das Bracket aus Fig. 1 mit seiner Unterseite oder Ba­ sis 26 auf der Zahnoberfläche der Zähne des zu behandelnden Patienten aufgeklebt.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird jedoch der Schlitz 22 nicht durch ein gesondertes Verstärkungsteil ausgekleidet, sondern das Kunststoffmaterial des Brackets 20 ist durch das bereichsweise Einbringen von anorganischem, oxidischem Material, insbesondere Aluminiumoxid in seiner Trihydratform, mechanisch so weit verstärkt, daß es in Bezug auf die Übertragung von Korrekturkräften vom Bogendraht auf den Bracketkörper insgesamt gleich wirkend ist mit dem Ein­ satz 18 in Fig. 1. Gleichzeitig wird eine annähernd gleich niedrige Friktion mit dem metallischen Bogendraht erreicht.
Selbstverständlich lassen sich die oben beschriebenen erfin­ dungsgemäßen Brackets auch auf Bändern aufkleben und nicht nur direkt auf die Zahnoberfläche. Die beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Brackets bleiben dabei selbstverständ­ lich erhalten.

Claims (15)

1. Auf Kunststoffbasis hergestelltes orthodontisches Hilfsteil, insbesondere Bracket oder Bukkalröhrchen, mit einer zumindest in mit Zahnkorrekturkräften be­ aufschlagten Teilbereichen angeordneten, die mechani­ sche Festigkeit erhöhenden Verstärkung, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verstärkung unter Verwendung eines keramischen Materials hergestellt ist.
2. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material ein oxid­ keramisches Material ist.
3. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung ein Keramikteil, insbesondere aus gesintertem polykristallinem Alumi­ niumoxid umfaßt.
4. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikteil im Preßsitz in dem Hilfsteil gehalten ist.
5. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikteil mit Kunststoff umspritzt ist.
6. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verstärkung ein mit partikelförmigem keramischem Material hochgefülltes Polymerteil ist.
7. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsteil und die Verstärkung einstückig ausgebildet sind.
8. Orthodontisches Hilfsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung so ausgebildet und angeordnet ist, daß sie im wesentli­ chen die Oberflächenbereiche des Hilfsteils bildet, über welche die Korrekturkräfte auf das Hilfsteil übertragen werden.
9. Orthodontisches Hilfsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung aus einem transluzenten Material hergestellt ist.
10. Orthodontisches Hilfsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ei­ nen Polycarbonat-, Polyethylen-, Polyester- oder Po­ lyacrylharzanteil oder davon abgeleitete Copolymeran­ teile umfaßt.
11. Orthodontisches Hilfsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das partikelför­ mige keramische Material Zirkondioxid, Siliziumdi­ oxid, insbesondere als Quarz- oder Cristobalitmehl, oder Aluminiumoxid, insbesondere in Form des Trihy­ drats, umfaßt.
12. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Partikelgröße des keramischen Materials ca. 5 µm bis 100 µm beträgt.
13. Orthodontisches Hilfsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsteil ein Bracket mit einer Basis zur direkten Verklebung des Hilfsteils mit einer Zahnoberfläche ist und daß die Verstärkung so ausgebildet ist, daß die mechanische Festigkeit der Basis im wesentlichen unbeeinflußt ist.
14. Orthodontisches Hilfsteil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung lediglich im Be­ reich des für die Aufnahme eines Bogendrahtes vorge­ sehenen Schlitzes vorhanden ist.
15. Orthodontisches Hilfsteil in Form eines Brackets, hergestellt aus einem mit partikelförmigem kerami­ schem Material hochgefüllten Kunststoff.
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