DE4135434A1 - Orthodontisches hilfsteil - Google Patents
Orthodontisches hilfsteilInfo
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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- A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
- A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
- A61C7/14—Brackets; Fixing brackets to teeth
- A61C7/141—Brackets 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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Family Applications (2)
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