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Künstlicher Backenzahn sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf einen künstlichen Backenzahn für künstliche Gebissteile sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Herstellung.
Kinematische Untersuchungen der räumlichen Bewegungen des Unterkiefers bei feststehendem Oberkiefer haben ergeben, dass die durch die Muskulatur und das Reflexgeschehen geführten natürlichen Be-
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einen grundsätzlich andern Verlauf als den, der im Verein mit dem Rückbiss und Vorbiss zur Grundlage bekannter Zahnkonstruktionen gemacht wurde.
Zahnkonstruktionen müssen wenigstens so weit der Natur angepasst sein, dass sie die natürlichen Bewegungen der Kiefer berücksichtigen ; andernfalls hindern die Zahnhöcker eine Bewegung und es kommt zu Kippungen der relativ locker befestigten Prothesen. Um dies zu vermeiden, waren bei den nach bekanntem Verfahren hergestellten und mit Zähnen versehenen Prothesen stets erhebliche Nacharbeiten in der Mundhöhle notwendig, um sie dort der natürlichen Bewegung anzupassen. Die vorgebildeten Höcker gingen dabei meist verloren, was den Wert der Prothese hinsichtlich des Kaueffektes herabsetzte und die Vorarbeit zur Herstellung solcher Zähne zunichte machte. Dieses Einschleifen der bekannten Zähne in der fertigen Prothese wurde aber in der Zahnheilkunde als unumgänglich notwendig angesehen und stets durchgeführt.
Die bei der natürlichen Bewegung der Kiefer als reflektorisch gesteuerte Regelleistung stattfindende Seitenbissbewegung erfolgt nach den bisherigen Vorstellungen durch wechselweise Drehung des Unterkiefers um zwei definierte Achsen im Raume, die schräg hinter den beiden Gelenkkörpern liegen. Dementsprechend sind Artikulatoren zur Herstellung künstlicher Backenzähne bekannt, in denen die Bewegungen nach links und rechts jeweils durch Drehung des dem Unterkiefer entsprechenden mechanischen Teiles um zwei Achsen erfolgen. Diese Annahme hat sich aber auf Grund von neueren Versuchen am natürlichen Kieferapparat als unrichtig erwiesen.
Der Verlauf der Unterkieferbewegung im Raume - bei feststehendem Oberkiefer-ist vielmehr als eine fast reine Translation zur Seite, nach vorn und nach unten aufzufassen, der sich durch eine geringe Verschiedenartigkeit in der Bewegung der beiden Gelenkköpfe eine leichte Drehung des Unterkiefers hinzugesellt. Unter "Translation" wird'dabei eine Verschiebung parallel zu. sich selbst verstanden.
Um zu einer bewegungsgerechten Konstruktion künstlicher Backenzähne zu gelangen, ist es notwendig, diese neu erkannten natürlichen Kieferbewegungen, die als Motor des Gebisses unabänderlich oder fast unabänderlich vorliegen, genauer zu studeren. Fig. l der Zeichnung zeigt die Bewegungen des Unterkiefers im Raume bei einer Kaubewegung, nach links und nach rechts, wobei die eingezeichneten räumlichen Bewegungsdiagramme in der Gegend der mit a bezeichneten Schneidkantenmitte, des mit b bezeichneten linken unteren Mahlzahnes und der mit c und d bezeichneten beiden Gelenkköpfe diese Bewegung im einzelnen wiedergeben.
Vergrössert ist in den Fig. 2a und 2b entsprechend Fig. l, Stelle b die Bewegung der vorderen äusseren Höckerspitze des ersten Mahlzahnes der rechten (Fig. 2a) bzw. der linken (Fig. 2b) Kieferseite bei einer Kaubewegung nach links im Raumdiagramm wiedergegeben. Von der Start-
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position 0 (Fig. 2a und 2b) ausgehend bewegt sich der Unterkiefer in Höhe des ersten Mahlzahnes über die Bewegungspunkte 1, 2, 3 und 4 zurück zur Ausgangsposition 0 in fast reiner Translation, was aus der relativen Gleichheit der beiden Kurvonbilder im Raumdiagramm deutlich zu erkennen ist. Die Bewegung auf der bei diesem Vorgang nicht zum Kauen benutzten rechten-Seite ist in der Komponente y nach dem unten liegenden Punkt 3 etwas grösser als auf der linken Kauseite.
Entsprechend Fig. l, Stellen c und d, geben die Fig. 3a und 3b ebenfalls vergrössert die Bewegung der beiden Gelenkköpfe rechts und links bei der gleichen Kaubewegung nach links wieder. Aus diesen Figuren ist die auch in Fig. l durch Angabe der Winkelgrade deutlich gemachte, sehr starke Komponente nach seitwärts ablesbar, wobei die Bewegungsverläufe des rechten Gelenkkopfes (Fig. 3a) und des linken Gelenkkopfes stärker verschieden sind als die Bewegungsverläufe in der Gegend der beiden ersten Mahlzähne rechts und links (Fig. 2a und 2b). Es sei hervorgehoben, dass insbesondere auch der Unterschied des Wertes y des Raumdiagramms rechts und links noch grösser ist als in den Fig. 2a und 2b. Der rechte Gelenkkopf kehrt vom Messpunkt 4 (Fig. 3a) steil nach oben und seitwärts in seine Ausgangsposition zurück.
Schliesslich ist der Vollständigkeit halber in Fig. 4 das vergrösserte, der Fig. l,, Stelle a, entnommene Raumdiagramm der Bewegung der unteren Schneidezähne bei dieser Kaubewegung des Unterkiefers nach links wiedergegeben. Erst im Verlauf des Teilabschnittes 4 - 0 der durch die Messpunkte 0, 1, 2,3 und 4 angegebenen Gesamtbewegung nach den Fig. 2 - 4 kommt es zur entscheidenden Berührung der Zähne des Unterkiefers mit denen des Oberkiefers unter Entstehung einer Schneid- und Quetschwirkung auf das Kaugut zwischen den beiden Zahnreihen, wogegen die übrigen Teilabschnitte dieser Bewegung ohne Berührung der Zähne untereinander stattfinden ; allerdings stehen die Zähne auf der in diesem Fall linken Kauseite meist bereits in Berührung mit dem Kaugut.
Im Gegensatz zu diesen Messungen der Kieferbewegung wurde bisher, wie schon erwähnt, statt der translativenSeitenbewegung eine Rotation des Unterkiefers um eine Achse angenommen. Dabei sollte der linke Gelenkkopf eine im Ausmass nur geringgradige Bewegung nach seitwärts machen, während der rechte Gelenkkopf hauptsächlich nach vorn wandern sollte und seine Seitwärtskomponente durch den Winkel der Abweichung von einer das Gebiss in zwei Hälften trennenden Medianebene definiert sein sollte. Dieser Winkel zur Medianebene wurde zwischen 50 und 300 liegend angegeben.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Messungen zeigen nun aber, dass die Winkelgrade zur Medianebene (in den Raumdiagrammen y-z-Ebene) zwischen 430 und 900 (vgl. Fig. 1) liegen und im Mittel 650 betragen. Sie liegen also wesentlich höher als das bisher angenommene Mittel vonetwa 150. Stellt. man auch die im natürlichen Gebiss durch längeres Verweilen des rechten Gelenkkopfes inder x-y-Ebene (vgl. Fig. 3a) ausser der Translation erfolgende Rotation des Unterkiefers im Gegensatz zu den bisherigen Auffassungen (deutsche Patentschrift Nr. 421688), so erfolgt bei der Kaubewegung nach links nach der bisherigen Auffassung die Rotation um eine Achse in der Nähe des linken Gelenkkopfes, im natürlichen Gebiss dagegen (Fig. 3) um Punkte in der unmittelbaren Nähe des rechten Gelenkkopfes.
Die bei den bekannten Artikulatoranordnungen ablaufende Bewegung entspricht deshalb auch nicht annähernd den natürlichen Kieferbewegungen und die hiemit konstruierten Zähne müssen daher bei der Eingliederung in die Mundhöhle wegen der hier stets fast gegensinnig zu den gemachten Angaben verlaufenden Kieferbewegungen ein unüberwindliches Hindernis abgeben, was zum Abkippen und Herunterfallen der Prothese führt und den erwünschten Kaueffekt unmöglich macht. Die bekannte Konstruktion geht also von einer Rotation um Achsen aus. Die Rotation erfolgt jeweils um die Achse jener Seite, zu der hin der Unterkiefer schwenkt. Die natürliche Gebissbewegung erfolgt dagegen weitgehend als Translation zur Kauseite hin.
Soweit von einer Rotation gesprochen werden kann, liegen Achse und Pol dieser Bewegung in der Nähe des Gelenkkopfes, also entgegengesetzt der Seite, die bei den bekannten Artikulatoren angenommen worden ist. Um die stets wiederkehrende relative Gleichförmigkeit und Regelmässigkeit der in den Fig. 1-4 nur für eine Bewegungsphase wiedergegebenen Raumdiagramme zu zeigen, sind in Fig. 5 die x-, y-und z-Werte mehrerer hintereinander erfolgender Bewegungsphasen eines Messpunktes des Unterkiefers im Kurvenlauf wiedergegeben.
Um ausser der behinderungsfreien Bewegung und damit guter Kauleistung auch den übrigen bekannten Leistungen des Gebisses, nämlich Abfluss des Zermahlungsgutes und Speichels nach der Zerkleinerung, Sprachleistung, Berührungsempfinden der umgebenden Muskulatur mit den Zähnen, zu genügen, ist es notwendig, eine über die technische Konstruktion hinausgehende, dem natürlichen Zahn ähnliche Zahnform zu gestalten.
Das Ziel der Erfindung ist es demnach, die Leistungsfähigkeit künstlicher Zähne hinsichtlich ihrer Zerkleinerungswirkung dadurch zu steigern, dass auf der Kaufläche der künstlichen Zähne durch Zahnhök- ker scharfe, definiert gestaltete, bei Translationsbewegungen wirksam werdende Schneidflächen ausge-
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bildet werden, durch welche der Wirkungsgrad natürlicher oder der Natur nachgeformter Zähne noch überschritten wird, und Form und Anordnung der Höcker auf der Kaufläche so zu wählen, dass nach Eingliederung der Prothese in die Mundhöhle ein gleichmässiges, trotz der Höcker von Behinderungen freies Bewegungsspiel während des Kauvorganges möglich ist.
Ein gemäss der Erfindung ausgebildeter künstlicher Backenzahn, der in bekannter Weise mehrere pyramidenförmige Kauflächenhöcker mit viereckigen Basisflächen ohne einspringende Ecken aufweist, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Pyramiden sich teilweise körperlich durchdringen, indem sie in Richtung ihrer gemeinsamen Basisdiagonalen so weit ineinandergeschoben sind, dass ihre Seitenflächen im wesentlichen Parallelogramme sind, und dass die Diagonalen in Richtung der beim Kauen auftretenden annähernd reinen Translationsbewegungen orientiert sind, wobei die zwischen je zwei benachbarten parallelen Diagonallinien liegenden Pyramidenseitenflächen je eine Fissur begrenzen, durch die beim Kauen gleicherweise ausgebildete Höcker der Gegenzahnreihe geführt werden können.
Bei der Erfindung handelt es sich also um künstliche, mit Höckern und Ausnehmungen versehene Backen- und Mahlzähne, die nicht einfach der Natur nachgeahmt wurden, sondern deren Kauflächen besonders konstruiert sind. Im Moment der ersten Berührung der Zähne der unteren Zahnreihe mit den korrespondierenden Zähnen der oberen Zahnreihe treffen definierte Höckerkanten und-spitzen der unteren Zahnreihe auf ihnen entsprechende, ebenso definierte Kanten und Spitzen der oberen Zahnreihe. Fig. 6 zeigt in dieser Situation einen Zahnreihenausschnitt von der Seite, Fig. 7 von vorn, wobei im Verlauf der weiteren Bewegung entsprechende Flächen (vgl. die Pfeile in Fig. 7) dicht aneinander vorbeigleiten, so dass eine maximale Schneid- und in den übrigen Räumen Quatschwirkung zwischen den Zähnen auf das Kaugut 20 entsteht.
Durch die Anpassung an die natürliche Bewegung aber sind Kanten und Höcker so angeordnet, dass ein hinderungsfreies Bewegungsspiel der Höcker der einen Zahnreihe durch die Ausnehmungen der gegenüberliegenden Zahnreihe erfolgt.
Erfindungsgemäss stellen demnach die in den Fig. 9 und 10 als vierseitige Pyramiden dargestellten Höcker die wichtigste Teilform der Kaufläche dar. Gemäss der Erfindung haben also diese Pyramiden vier Seitenflächen (Fig. 9), wogegen die bisher bekannten Höcker nur deren drei hatten.
Zur Herstellung von künstlichen Backenzähnen gemäss der Erfindung wird ein Artikulator verwendet, dessen Oberteil gegenüber einem Unterteil Translationsbewegungen ausführen kann, und der an einem seiner beiden Teile Messer trägt, wobei nach der erfindungsgemässen Verfahrensweise durch zwei Translationsbewegungen des Oberteils des Artikulators mittels der in einem der beiden Teile angeordneten Messer im andern Teil Pyramidenhöcker mit viereckigen Basisflächen geschnitten werden, deren Diagonalen in Richtung der beiden Translationsbewegungen verlaufen.
Vorzugsweise ist bei dem Artikulator der Kreuzungswinkel der Flächen der im Unter- oder Oberteil des Artikulators angeordneten Messer veränderbar. Zu diesem Zweck können die Messer, wie später noch genauer erläutert wird, gegeneinander derart verstellbar sein, dass die Messerspitzen wahlweise in einer Ebene oder auf der Oberfläche einer Kugel oder einer sonstigen krummen Fläche angeordnet werden können.
Die Grundform des Artikulators nach der Erfindung ist in Fig. 11 dargestellt. Es besteht aus zwei als Unterteil 1 und Oberteil 2 bezeichneten, gegeneinander beweglichen, durch Schienen, Gleitflächen oder Gelenke geführten Teilen. Gemäss Fig. 11 sind am Unterteil 1 rinnenförmige Gleitflächen 3,4, 5 vorgesehen, in die durch Gravierungen 11 Bewegungsbahnen eingearbeitet sind. In diese greifen am Oberteil 2 angebrachte Spitzen 6,7 und 8 ein, welche dem Oberteil gegenüber dem Unterteil eine der natürlichen Bewegung entsprechende, definierte Führung erteilen. Am Oberteil 2 wird ein dem Oberkiefer entspre- chender Gipsklotz 9, am Unterteil ein dem. Unterkiefer entsprechender Gipsklotz 10 befestigt.
Im Oberkiefer-Gipsklotz sind drei Messer 13 eingelassen, die im Unterkiefer-Gipsklotz 10 entsprechend der Bewegung des Oberteils zum Unterteil Bahnen bzw. Höcker und Kerben bzw. Fissuren 14 schneiden.
Statt der beschriebenen Führung durch Gleitbahnen 11 und Stifte 6,7, 8 kann gemäss den Fig. 12 und 13 auch ein Gleitgelenk dienen, das durch den Verlauf von Kugeln 15 in der Rinne 16 definiert ist. Fig. 12 gibt die Lage dieser Kugel-Gleitgelenke mit einer Schwenkung nach links in der Aufsicht wieder und Fig. 13 stellt ein einzelnes Gelenk in Seitenansicht dar. Jedes dieser Gelenke ist mit dem Unterteil 1 durch ein vertikal gestelltes arretierbares Drehgelenk 17 verbunden (Fig. 13), welches die Schwenkung der beiden Gelenke nach links und rechts (Fig. 12) ermöglicht. Durch die Kugel 15 wird ein Stab geführt (Fig. 12), der mit dem Oberteil 2 des Artikulators fest verbunden ist.
Durch Verstellen der Gleitrinne 16 in die Horizontale im arretierbaren, horizontal gestellten Drehgelenk 18 und durch Drehung der Gelenke im arretierbaren Drehgelenk 17 und das Gleiten der Kugel 15 in der Rinne 16 entstehen Bewegungsbahnen ähnlich denen, die die Gravierungen nach Fig. 11 hervorrufen. Durch diesen so ausgebildeten Artikulator
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ist es möglich, die Messer 13 über den Gipsblock 10 in reiner Translationsbewegung oder einer von der Translation in vorbestimmter Weise abweichenden Bewegung zu steuern. Durch das Drehgelenk 18 (Fig. 13) kann der Führungsrinne 16 auf einer Seite eine andere Neigung zur Horizontalen im Vergleich zur andern Seite gegeben werden, wie das den Messungen der natürlichen Bewegung (Fig. 3) entspricht.
Diese Bewegungen lassen sich aber auch mit jeder andern Artikulatorkonstruktion, welche die gleiche Translation oder eine der Translation ähnliche Bewegung zum Ziele hat, in entsprechender Weise erzeugen.
Zur Herstellung der künstlichen Zähne in diesem Artikulator sind im Ober- oder Unterteil Messer entsprechend der Urform (Höcker) der Kaufläche eines Einzelzahnes angeordnet. Wegen der erforderlichen vierflächigen Höcker stehen die Schneiden der Messer derart, dass sie die vier Kanten 21,22, 23,24 einer Pyramide bilden (Fig. 14a).
Da die Kauf1 che der Mahlzähne aus drei, vier und mehr Höckern gebildet wird, die Kaufläche der Backenzähne hingegen zumeist nur aus zwei Höckern, und da in einem Arbeitsgang eine ganze Zahnreihe des Oberkiefers oder Unterkiefers gleichzeitig geschnitten werden soll, sind die in Fig. 14b perspektivisch gezeigten Einzelmesser so zu einer Gruppe geordnet, dass die durch die Schneiden der Messer zur Ausbildung kommenden Kanten der Einzelhöcker eine bestimmte, den natürlichen Gegebenheiten entsprechende Beziehung zueinander haben. Der unterste Berührungspunkt der in Fig. 14b da'rgesteUten benachbarten Messer entspricht einer Pyramidenspitze. Beim benachbarten Schnittpunkt der Messerkanten erfolgt der Übergang auf die Kanten der nächsten Pyramide. Die Einzelmesser in ihrer Grundstellung gibt die Fig. 16 im Aufriss wieder.
Die Grundfläche der vierseitigen Höckerpyramide braucht kein Quadrat zu sein ; auch ein Parallelogramm, ein Trapez oder ein sonstiges Viereck kann brauchbar sein. Dementsprechend sind bei dem in Fig. 15 dargestellten Artikulator nach der Erfindung die untereinander beweglichen und in bestimmter Lage zueinander eingestellten Messer z. B. so eingerichtet, dass die Grundform eines Parallelogramms entsteht, wie sie übrigens auch in der Natur häufig zu beob achten ist.
Eine weitere im Aufriss gemäss Fig. 16 sichtbar werdende Verstellbarkeit der Messer lässt es zu, eine oder mehrere der von links nach rechts verlaufenden Messerreihen in ihrer Höhenlage zu verstellen, wobei alle Höckerspitzen auf einer Ebene oder einer Kugelfläche oder sonstwie gekrümmten Fläche liegen, oder auch im vorderen Teil anders als im rückwärtigen Teil, wie es etwa im Interesse einer besseren Stabilisierung der Prothese erforderlich sein kann.
Bei der Einstellung der Messer (Fig. 15) und der Gelenke (Fig. 13) zur Einleitung des Vorganges des Schneidens wird-wenn z. B. alle Pyramidenspitzen auf einer Ebene liegen-der Winkel der zur Seite zeigenden Messerreihen zur Frontalebene gleich dem Winkel der beiden Gelenkrinnen 16 in Fig. 12 zur Frontalebene gewählt. Somit schneiden bei reiner seitwärtsgerichteter Translation des Oberteiles 2 zum Unterteil 1 (Fig. 12) die im Oberteil oder Unterteil angeordneten Messer Rinnen in den Gipsklotz (oder anderes Material) des andern Kiefers derart, dass bei jeder späteren, gleichgerichteten Bewegung ein ungehindertes Hindurchgleiten zunächst der Messerspitzen, später der Pyramidenspitzen möglich ist.
Daraufhin werden die beiden Gelenkrinnen 16 durch Drehung im vertikalen Drehgelenk 17(Fig. 13) so gestellt, dass sie der Richtung der nach vorn zeigenden Messergruppe entsprechen. In dieser Lage werden durch translative Verschiebung von Oberteil 2 zum Unterteil 1 der Fig. 11 die beiden andern Flächen der dann entstehenden Pyramiden geschnitten. Somit ist auch eine mit den so entstehenden Zähnen versehene Prothese später imstande, eine reine Translationsbewegung ohne Behinderung auszuführen. Die Einstellung der Rinnen 16 der Gelenke (Fig. 13) in ihrer Winkelstellung zur Horizontalebene durch Drehung im Gelenk 18 um die horizontal stehende Achse erfolgt derart, dass der Winkel der Rinne 16 zur Horizontalebene mit dem Winkel der Schneiden 21,24 (Fig. 14a) zur Horizontalebene übereinstimmt.
Durch diese Massnahme gleiten die Flächen der oberen und unteren Zähne von der Kantenstellung in die Grundstellung in enger Berührung miteinander. Nach dem Schneiden der Höcker einer Kieferseite des Ober- oder Unterkiefers werden die Messer im betreffenden Kiefer entfernt und sodann werden durch Ausgiessen mit Gips oder anderem Material die Pyramiden im andern Kiefer erzeugt. Bei Verwendung eines härteren Gipses für den geschnittenen Teil im Gegensatz zum ausgegossenen Teil lassen sich durch Aneinanderschleifen die Flächen weiter bearbeiten, um entstandene geringgradige Fehler zu korrigieren. Der gleiche Vorgang erfolgt dann auch auf der entgegengesetzten Kieferseite.
Bei gleichzeitigem Schneiden der linken und rechten Kieferseite ist es notwendig, die nach vorn gerichteten Messerreihen in die für das Schneiden der andern Kieferseite massgebliche, durch die Winkelstellung der beiden Rinnen 16 zur Frontalebene bestimmte Bewegungsrichtung zu bringen. Dadurch entstehen auf beiden Seiten Zähne, die bei gleicher Neigung der Rinne 16 zur Horizontalebene im linken und rechten Gelenk ein gleichmässiges Durchleiten aller Höcker zulassen. In diesem Fall fällt jedoch die Möglichkeit des unbehinderten Vor- und Zurückgleitens des Unterkiefers zum Oberkiefer weg. Es ist anderseits zur Erreichung auch des unbehinderten Vor- und Zurückgleitens und des Schneidens der linken
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Artificial molar tooth and method and device for its manufacture
The invention relates to an artificial molar for artificial teeth and to a method and a device for its production.
Kinematic studies of the spatial movements of the lower jaw with the upper jaw fixed have shown that the natural movements caused by the muscles and the reflex events
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a fundamentally different course than that which, in combination with the undershot and undershot bite, was made the basis of known tooth constructions.
Tooth constructions must be adapted to nature at least to the extent that they take into account the natural movements of the jaws; otherwise the tooth cusps will prevent movement and the relatively loosely attached prostheses will tilt. In order to avoid this, the prostheses provided with teeth and manufactured using known methods always required considerable reworking in the oral cavity in order to adapt them to the natural movement there. The pre-formed cusps were mostly lost, which reduced the value of the prosthesis in terms of the chewing effect and destroyed the preparatory work for producing such teeth. This grinding of the known teeth into the finished prosthesis was, however, regarded as indispensable in dentistry and always carried out.
The lateral bite movement that occurs during the natural movement of the jaws as a reflexly controlled regulating power takes place according to the previous ideas by alternately rotating the lower jaw around two defined axes in space, which lie obliquely behind the two joint bodies. Accordingly, articulators for the production of artificial molars are known, in which the movements to the left and to the right are made by rotating the mechanical part corresponding to the lower jaw about two axes. However, this assumption has proven to be incorrect on the basis of recent experiments on the natural jaw apparatus.
The course of the lower jaw movement in space - with the upper jaw stationary - is rather to be understood as an almost pure translation to the side, forwards and downwards, to which, due to a slight difference in the movement of the two joint heads, is added a slight rotation of the lower jaw. Under "Translation" there is a shift parallel to. understood yourself.
In order to arrive at a movement-appropriate construction of artificial molars, it is necessary to study these newly recognized natural jaw movements, which are unchangeable or almost unchangeable as the motor of the dentition. Fig. 1 of the drawing shows the movements of the lower jaw in space during a chewing movement, to the left and to the right, the spatial movement diagrams shown in the area of the cutting edge center marked a, the lower left molar marked b and the c and d marked both rod ends reproduce this movement in detail.
In FIGS. 2a and 2b, corresponding to FIG. 1, point b, the movement of the anterior outer cusp tip of the first molar on the right (FIG. 2a) or the left (FIG. 2b) side of the jaw with a chewing movement to the left is shown enlarged in the spatial diagram . From the start
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Starting from position 0 (Fig. 2a and 2b), the lower jaw moves at the level of the first molar over the movement points 1, 2, 3 and 4 back to the starting position 0 in almost pure translation, which is clear from the relative equality of the two curve images in the spatial diagram recognize is. The movement on the right side not used for chewing during this process is somewhat greater in component y to point 3 below than on the left chewing side.
According to FIG. 1, points c and d, FIGS. 3a and 3b also show, enlarged, the movement of the two joint heads right and left with the same chewing movement to the left. From these figures, the very strong sideways component, also made clear in Fig. 1 by specifying the degrees of angle, can be read off, the movements of the right joint head (Fig. 3a) and the left joint head being more different than the movements in the vicinity of the two first molars right and left (Fig. 2a and 2b). It should be emphasized that in particular the difference between the value y of the space diagram on the right and left is even greater than in FIGS. 2a and 2b. The right joint head returns steeply upwards and sideways from measuring point 4 (Fig. 3a) to its starting position.
Finally, for the sake of completeness, FIG. 4 shows the enlarged space diagram, taken from FIG. 1, point a, of the movement of the lower incisors during this chewing movement of the lower jaw to the left. Only in the course of the subsection 4-0 of the total movement indicated by the measuring points 0, 1, 2, 3 and 4 according to FIGS. 2-4 does the decisive contact of the teeth of the lower jaw with those of the upper jaw occur with the development of a cutting and squeezing effect on the chewing material between the two rows of teeth, whereas the remaining sections of this movement take place without the teeth touching one another; however, the teeth on the chewing side on the left in this case are usually already in contact with the chewing material.
In contrast to these measurements of the jaw movement, as already mentioned, a rotation of the lower jaw around an axis has been assumed instead of the translative lateral movement. The left joint head should only move sideways to a limited extent, while the right joint head should mainly migrate forwards and its sideways component should be defined by the angle of deviation from a median plane that separates the dentition in half. This angle to the median plane was stated to be between 50 and 300.
The measurements on which the present invention is based now show, however, that the degrees of angle to the median plane (in the space diagrams y-z plane) are between 430 and 900 (cf. FIG. 1) and are on average 650. They are therefore much higher than the previously assumed mean of around 150. if the rotation of the lower jaw, which takes place in the natural dentition by lingering the right joint head in the xy-plane (see Fig. 3a) apart from the translation, in contrast to the previous views (German patent specification No. 421688), occurs during the chewing movement on the left, according to the previous view, the rotation around an axis near the left joint head, in the natural dentition on the other hand (Fig. 3) around points in the immediate vicinity of the right joint head.
The movement taking place in the known articulator arrangements therefore does not even come close to the natural jaw movements and the teeth constructed with this must therefore be an insurmountable obstacle when integrating into the oral cavity because of the jaw movements that are always almost opposite to the information given, which leads to tipping and falling the prosthesis and makes the desired chewing effect impossible. The known construction is based on a rotation around axes. The rotation takes place around the axis of the side towards which the lower jaw pivots. The natural movement of the teeth, on the other hand, is largely a translation to the chewing side.
As far as one can speak of a rotation, the axis and pole of this movement are in the vicinity of the joint head, that is, opposite to the side assumed in the known articulators. In order to show the recurring relative uniformity and regularity of the spatial diagrams shown in FIGS. 1-4 for only one movement phase, the x, y and z values of several consecutive movement phases of a measuring point of the lower jaw are shown in the curve reproduced.
In order to be able to satisfy the rest of the well-known performance of the teeth in addition to the unimpeded movement and thus good chewing performance, namely the drainage of the ground material and saliva after the crushing, speech performance, sensation of contact between the surrounding muscles and the teeth, it is necessary to have a construction that goes beyond the technical design to create a tooth shape similar to the natural tooth.
The aim of the invention is accordingly to increase the performance of artificial teeth with regard to their crushing effect by creating sharp, defined cutting surfaces that become effective during translational movements on the chewing surface of the artificial teeth by means of tooth cusps.
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through which the efficiency of natural or naturally shaped teeth is exceeded, and the shape and arrangement of the cusps on the chewing surface must be selected so that after the prosthesis has been integrated into the oral cavity, an even movement of movement free of disabilities despite the cusps Chewing process is possible.
An artificial molar tooth designed according to the invention, which in a known manner has a plurality of pyramid-shaped chewing surface cusps with square base surfaces without re-entrant corners, is essentially characterized in that the pyramids partially penetrate one another physically by being pushed so far into one another in the direction of their common base diagonals that their side surfaces are essentially parallelograms, and that the diagonals are oriented in the direction of the almost pure translational movements that occur when chewing, with the pyramidal side surfaces between two adjacent parallel diagonal lines each delimiting a fissure through which cusps of the opposing teeth that are similarly formed during chewing can be guided .
The invention thus involves artificial molars and molars provided with cusps and recesses, which were not simply imitated from nature, but whose chewing surfaces are specially designed. At the moment of the first contact of the teeth of the lower row of teeth with the corresponding teeth of the upper row of teeth, defined cusp edges and tips of the lower row of teeth meet corresponding, equally defined edges and tips of the upper row of teeth. In this situation, FIG. 6 shows a row of teeth from the side, FIG. 7 from the front, with corresponding surfaces (see the arrows in FIG. 7) sliding past one another in the course of the further movement, so that a maximum cutting and in the other spaces nonsense between the teeth on the chewing material 20 arises.
Due to the adaptation to the natural movement, however, the edges and cusps are arranged in such a way that the cusps of one row of teeth can move freely through the recesses of the opposite row of teeth.
According to the invention, the cusps shown as four-sided pyramids in FIGS. 9 and 10 represent the most important partial shape of the chewing surface. According to the invention, these pyramids have four side surfaces (FIG. 9), whereas the cusps known hitherto only had three.
For the production of artificial molars according to the invention, an articulator is used, the upper part of which can execute translational movements with respect to a lower part and which carries knives on one of its two parts Parts arranged knife are cut in the other part pyramid cusps with square base surfaces, the diagonals of which run in the direction of the two translational movements.
In the articulator, the angle of intersection of the surfaces of the knives arranged in the lower or upper part of the articulator can preferably be changed. For this purpose, the knives, as will be explained in more detail later, can be adjusted relative to one another in such a way that the knife tips can optionally be arranged in a plane or on the surface of a sphere or some other curved surface.
The basic shape of the articulator according to the invention is shown in FIG. It consists of two parts, referred to as lower part 1 and upper part 2, which can move relative to one another and are guided by rails, sliding surfaces or joints. According to FIG. 11, channel-shaped sliding surfaces 3, 4, 5 are provided on the lower part 1, into which movement paths 11 are incorporated by engravings. Points 6, 7 and 8 attached to the upper part 2 engage in this, which give the upper part a defined guide corresponding to the natural movement relative to the lower part. On the upper part 2 a plaster of paris block 9 corresponding to the upper jaw is placed, on the lower part a. Lower jaw attached to corresponding plaster block 10.
Three knives 13 are embedded in the upper jaw plaster block 10, which cut paths or cusps and notches or fissures 14 in the lower jaw plaster block 10 in accordance with the movement of the upper part to the lower part.
Instead of the described guidance by slideways 11 and pins 6, 7, 8, a sliding joint can also serve according to FIGS. 12 and 13, which is defined by the course of balls 15 in the channel 16. Fig. 12 shows the position of these ball sliding joints with a pivoting to the left in the plan view and Fig. 13 shows a single joint in a side view. Each of these joints is connected to the lower part 1 by a vertically positioned lockable swivel joint 17 (Fig. 13), which enables the pivoting of the two joints to the left and right (Fig. 12). A rod is guided through the ball 15 (FIG. 12) which is firmly connected to the upper part 2 of the articulator.
Moving the slide channel 16 horizontally in the lockable, horizontally positioned swivel joint 18 and by rotating the joints in the lockable swivel joint 17 and sliding the ball 15 in the channel 16 creates trajectories similar to those that cause the engravings according to FIG. 11. With this articulator designed in this way
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it is possible to control the knives 13 via the plaster block 10 in a purely translational movement or in a movement that deviates from the translation in a predetermined manner. By means of the swivel joint 18 (FIG. 13), the guide channel 16 can be given a different inclination to the horizontal on one side compared to the other side, as corresponds to the measurements of natural movement (FIG. 3).
However, these movements can also be generated in a corresponding manner with any other articulator construction which has the same translation or a movement similar to the translation as its goal.
To manufacture the artificial teeth in this articulator, knives corresponding to the original shape (cusp) of the chewing surface of an individual tooth are arranged in the upper or lower part. Because of the four-sided humps required, the cutting edges of the knives are positioned in such a way that they form the four edges 21, 22, 23, 24 of a pyramid (FIG. 14a).
Since the chewing surface of the molars is made up of three, four or more cusps, the chewing surface of the molars mostly only consists of two cusps, and since a whole row of teeth of the upper or lower jaw is to be cut at the same time in one operation, those in Fig. 14b Individual knives shown in perspective are arranged in a group such that the edges of the individual humps that are formed by the cutting edges of the knives have a certain relationship to one another that corresponds to the natural conditions. The lowermost contact point of the adjacent knives shown in FIG. 14b corresponds to a pyramid tip. At the neighboring intersection of the knife edges, the transition to the edges of the next pyramid takes place. The individual knives in their basic position are shown in elevation in FIG. 16.
The base of the four-sided hump pyramid need not be a square; A parallelogram, a trapezoid or some other square can also be useful. Accordingly, in the articulator according to the invention shown in FIG. B. set up in such a way that the basic shape of a parallelogram is created, as is also often observed in nature.
Another adjustability of the knives, which becomes visible in the elevation according to FIG. 16, allows one or more of the rows of knives running from left to right to be adjusted in their height, with all the cusp tips lying on a plane or a spherical surface or any other curved surface, or else in the front part differently than in the rear part, as may be necessary in the interests of better stabilization of the prosthesis.
When setting the knife (Fig. 15) and the joints (Fig. 13) to initiate the cutting process - if z. B. all pyramid tips are on one plane - the angle of the rows of knives pointing to the side to the frontal plane is selected to be equal to the angle of the two joint grooves 16 in FIG. 12 to the frontal plane. Thus, with a purely sideways translation of the upper part 2 to the lower part 1 (Fig. 12), the knives arranged in the upper part or lower part cut grooves in the gypsum block (or other material) of the other jaw in such a way that with each subsequent movement in the same direction, the first unhindered sliding through Knife tips, later the pyramid tips is possible.
The two joint channels 16 are then set by rotating in the vertical swivel joint 17 (FIG. 13) so that they correspond to the direction of the knife group pointing forwards. In this position, the two other surfaces of the pyramids that are then created are cut by translating the upper part 2 to the lower part 1 of FIG. 11. Thus, a prosthesis provided with the resulting teeth is later able to carry out a pure translational movement without hindrance. The adjustment of the grooves 16 of the joints (Fig. 13) in their angular position to the horizontal plane by rotating the joint 18 about the horizontal axis takes place in such a way that the angle of the groove 16 to the horizontal plane with the angle of the cutting edges 21,24 (Fig. 14a ) corresponds to the horizontal plane.
As a result of this measure, the surfaces of the upper and lower teeth slide from the edge position into the basic position in close contact with one another. After cutting the cusps on one side of the upper or lower jaw, the knives are removed in the relevant jaw and then the pyramids are created in the other jaw by pouring plaster of paris or other material. When using a harder plaster of paris for the cut part in contrast to the cast part, the surfaces can be processed further by grinding against each other in order to correct minor errors. The same process then takes place on the opposite side of the jaw.
When cutting the left and right side of the jaw at the same time, it is necessary to move the rows of knives facing forwards in the direction of movement that is decisive for cutting the other side of the jaw and determined by the angular position of the two grooves 16 to the frontal plane. This results in teeth on both sides which, with the same inclination of the channel 16 to the horizontal plane in the left and right joint, allow all the cusps to pass through evenly. In this case, however, there is no possibility of the lower jaw sliding back and forth unhindered towards the upper jaw. On the other hand, it is also used to achieve unimpeded sliding back and forth and cutting the left
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