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WO2023061767A1 - Verfahren und system für die herstellung eines zahnersatzes basierend auf digitalen patientendaten - Google Patents

Verfahren und system für die herstellung eines zahnersatzes basierend auf digitalen patientendaten Download PDF

Info

Publication number
WO2023061767A1
WO2023061767A1 PCT/EP2022/077222 EP2022077222W WO2023061767A1 WO 2023061767 A1 WO2023061767 A1 WO 2023061767A1 EP 2022077222 W EP2022077222 W EP 2022077222W WO 2023061767 A1 WO2023061767 A1 WO 2023061767A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
articulator
model
patient
jaw
tooth model
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/077222
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andrea Patrizi
Original Assignee
Universität Zürich
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 Universität Zürich filed Critical Universität Zürich
Publication of WO2023061767A1 publication Critical patent/WO2023061767A1/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C9/00—Impression cups, i.e. impression trays; Impression methods
    • A61C9/004—Means or methods for taking digitized impressions
    • A61C9/0046—Data acquisition means or methods
    • A61C9/0053—Optical means or methods, e.g. scanning the teeth by a laser or light beam
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    • A61C11/081—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings with means to secure dental casts to articulator with adjusting means thereof
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    • A61C11/087—Dental articulators, i.e. for simulating movement of the temporo-mandibular joints; Articulation forms or mouldings with means to secure dental casts to articulator using magnets
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    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/0003—Making bridge-work, inlays, implants or the like
    • A61C13/0004—Computer-assisted sizing or machining of dental prostheses
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61C13/00—Dental prostheses; Making same
    • A61C13/34—Making or working of models, e.g. preliminary castings, trial dentures; Dowel pins [4]
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    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C19/00—Dental auxiliary appliances
    • A61C19/04—Measuring instruments specially adapted for dentistry
    • A61C19/05—Measuring instruments specially adapted for dentistry for determining occlusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing

Definitions

  • the invention relates to the field of prosthetics and in particular to the creation of a dental prosthesis based on digital patient data.
  • the dentist works together with a dental technician. This creates a denture based on the data that the dentist transmits to him. To do this, he makes a dental model or working model based on an impression of the patient's jaws and teeth.
  • the models made by the dental technician e.g. made of hard plaster, should represent the oral situation or tooth situation as exactly as possible as it is in the patient's mouth.
  • Registration and inclusion of references such as the temporomandibular joint rotation axis, the camper plane, the Frankfurt plane, the bi-pupillary line, and the nasal axis are critical to these aspects. Registration and inclusion of the correct position of the jaw in relation to the face/skull is essential for this.
  • a face bow measurement is often used to register the relevant parameters.
  • the determined data is then transferred to the articulator, which mimics the jaw position and temporomandibular joint movements.
  • a patient's tooth models can be articulated in the correct horizontal, vertical and joint-related position and thus fixed in an articulator.
  • the position of the tooth models should correspond as exactly as possible to the position in the patient's skull.
  • a 3D printed tooth model must therefore subsequently be able to be used in a physical and solid articulator. To date, no satisfactory system exists that allows the dental technician to transfer the patient's facial/cranial information to CAD software and from there to a physical articulator.
  • the procedure is based on digitally transmitted patient data and a tooth model created from it and enables a skull-related alignment of the models in the articulator. This means that the cranial alignment is automatically obtained from the scan data that the dentist transmits to the technician.
  • This task will solved by the methods, systems and software according to the claims.
  • the methods of the present invention are particularly suitable for integrating the position of the upper and/or lower jaw in relation to the cranial axis into digital models for the production of a dental prosthesis.
  • the methods of the present invention make it possible to use a 3D-printed tooth model in a physical articulator and to position it in an anatomically correct skull-axis relationship in the physically existing articulator without great effort. It is no longer necessary to transfer the real situation in the mouth to the articulator. It is possible to use the articulator with preset settings. It is a further aim of the invention to provide a system which makes it possible to use tooth models produced in the 3D printing process in a conventional articulator, while avoiding the repeated, positionally correct, conventional articulation using plaster of paris for each model.
  • the invention makes it possible for the first time to design the models in the computer software and to produce them in 3D printing in such a way that they automatically depict the three-dimensional spatial information of the skull situation as precisely as possible.
  • the individualization of the position-related models has a beneficial effect on the static occlusion (final bite), which means that fewer subsequent occlusal corrections by grinding are necessary. This in turn results in a time saving in the dental treatment and thus also in the burden on the patient.
  • One embodiment of the present invention is a method for producing a dental model for use in the dental field, comprising the following steps:
  • the analog tooth model is preferably produced in an additive manufacturing process, with the use of a 3D printing process being particularly suitable.
  • This method allows the tooth models to be mounted using commercially available, analogue, medium-quality articulators without having to fix the models with plaster. It has the advantage that there is less work on the patient and no devices or physical impressions have to be sent to the dental laboratory by post. However, if the dentist does not have scanner equipment or if the patient so wishes, a digital scan of the conventionally made analog dental impressions can also be used. An average assembly can therefore be carried out.
  • the digital data sets of the patient's jaw are placed in the occlusal plane of the digital articulator. This is normally represented with a triangle, which is placed differently depending on the type of articulator.
  • the positioning of the patient's digital jaw affects the function and the precision of the simulation of the occlusal movement and ultimately the occlusion in the software, as on a conventional physical articulator.
  • the import of the digital data generally means the uploading of data from external sources into the CAD software.
  • the external data can come from one or more scanners or be available as a file on a storage medium.
  • a semi-individual, digital assembly generally allows more precise positioning. This is possible with the above method if it is expanded to include 2 images of the patient to record the position of the jaw in 3-dimensional space.
  • Another embodiment of the present invention is therefore a method for producing a dental model for use in the field of dental technology, which comprises the following steps:
  • a first recording e.g. a 3D photo or a 3D scan
  • a second recording of the smiling patient's face
  • a dental scanner (common laboratory scanners or practice scanners are suitable) three-dimensionally records one or both jaws or conventionally created dental impressions of the patient.
  • the individual jaws are transferred to a digital 3D model.
  • the digitization of a complete dental impression can then be available in STL format (Standard Triangulation Language), for example.
  • STL format Standard Triangulation Language
  • a dental impression is an impression of the teeth taken with the help of an appropriate impression material (on an impression tray).
  • the material used is traditionally special plaster or silicone. Alternatively, more modern techniques that enable a digital impression can be used.
  • a three-dimensional data set of the patient's face is created in order to correctly position the tooth positions in relation to the patient's skull in the free space of the design software in the software's virtual articulator.
  • Two different images of the patient are required for this.
  • These recordings may be photographs and are preferably a 3D scan and more preferably a color 3D scan.
  • the first exposure of the patient is a 3D exposure.
  • the scans can be created by scanning apps on mobile phones, for example.
  • the patient bites down on a denture fork.
  • the dental fork which is used when the patient is first admitted, refers to an aid which consists of a plate on which the patient bites with the teeth of the upper and lower jaw.
  • the denture fork can also include a reference element that comes to rest on the outside of the mouth after biting.
  • This reference element can have external registration points (orientation ornaments). There can be 2, 3 or preferably 5 registration points. It is preferred that the reference element of the dental fork has a diameter of at least 2 cm, more preferably at least 4 cm. This size allows the patient to be recorded with 3D camera apps that are available in mobile phones (e.g. «Heges» compatible from IPhone® X with any IPhone®, which takes a colored recording of the patient’s face in 3 dimensions might).
  • the denture fork can be provided with an impression material (e.g. plaster of paris, zinc oxide eugenol pastes, plastic impression materials such as silicone polyether or polysulfides) in order to fix the position of the jaw and in particular the upper jaw of the patient during the recording.
  • the method according to the invention can include the following additional step, digitizing the bite fork and importing the digital data of the bite fork into the CAD software. This step is only necessary once per bite fork and software and only if the data of the corresponding bite fork is not already available in advance (when purchasing/creating the software).
  • the method according to the invention can additionally or alternatively comprise the following additional step, digitizing the bite fork including a dental impression of the patient on the bite fork and importing the digital data into the CAD software.
  • Another recording (a two- or three-dimensional photo or a 3D scan) serves as a basis for or is created directly as a surface scan of the face.
  • This recording enables the digital denture model to be inserted into a surface scan of the face.
  • the facial expression "smile" should be visible.
  • the mouth When smiling, the mouth should be slightly open and the teeth should be easily visible, with the corners of the mouth visibly lifted. This applies to both sides, so the corners of the mouth are both moved upwards.
  • the step "Capturing the position of the jaw(s) in 3-dimensional space or their location in the skull and in relation to certain reference positions in the skull by taking a first picture of the patient's face with a denture fork and a second picture of the smiling patient's face” can be used as an alternative can also be described as follows: "Creation of a first recording of the face of the Patients with a denture fork and a second image of the smiling patient's face and in software that matches the digital data sets of the denture fork with the digital impression of the upper jaw and the first and second images of the patient's face". Matching means that the virtual images are combined or superimposed in a meaningful way.
  • the step "Preparation of a digital three-dimensional tooth model, whereby the tooth model is created in such a way that the position of the rows of teeth of the upper and/or lower jaw in the final bite position are aligned with a predefined occlusal plane in the articulator, the base plate or base plates lie in another predefined plane and the distance was individually filled” takes place within a corresponding design software (CAD software) and can include various sub-steps:
  • the plate has a pattern of recesses, for example in the form of hexagons, squares or round holes.
  • One aspect of the manufacturing method according to the invention is therefore the production of the analog tooth model with the aid of an additive manufacturing method.
  • this can be a 3D printing process.
  • the base plates of the tooth model can also include various holding elements (alternatively also called connecting elements).
  • the models produced in this way can be mounted in an articulator (chewing simulator) and the movement of the jaw joints can be simulated.
  • the models are then used to manufacture dental crowns, dental bridges, inlays, onlays, partial crowns or for dentures on dental implants. Their position in the mouth and the effect on the movement and occlusion of the jaws can be continuously checked in the articulator.
  • the invention can replace the following elements of the conventional manufacturing process of a dental model: the use of a physical facebow a physical bite registration manual assignment of the models with plaster in the articulator.
  • a second aspect of the invention relates to a method for producing a dental prosthesis, which comprises the steps of the method described so far for producing a tooth model (at least the essential steps (see claim 1 and any steps described as optional) and also includes the following steps:
  • the process for producing a denture can also be defined as follows:
  • a method of making a dental prosthesis comprising the following steps:
  • the insertion of the tooth model into an analog articulator preferably includes repositioning in occlusion.
  • Repositioning in occlusion can be carried out in such a way that no individual, patient-related settings of the articulator are required.
  • this is only possible with the special tooth models that were manufactured using the method according to the invention. This process makes it possible to manufacture the models in such a way that the dental arch is automatically in the correct position in relation to the base plate.
  • a further aspect of the invention thus relates to a tooth model which represents at least a partial area of a human jaw, the tooth model being obtainable using one of the methods described herein.
  • the invention includes a tooth model that represents at least a portion of a human jaw, which was produced together with the base plates in an additive process and wherein the tooth model is characterized in that the patient's jaw (tooth arch) is aligned with an occlusal plane in the articulator that The base plate lies in a predefined plane and the distance has been filled in individually.
  • the basis for this individual design is digital data on the skull position of the jaw. This data is obtained from two digital images of the patient, one with a bite fork in the mouth and one of the smiling patient.
  • the tooth models can be designed in such a way that they can be fixed in the articulator using the base plates.
  • the base plate can be provided with at least one holding element which is designed to be complementary to a holding element on a base plate.
  • any element that ensures that two panels are securely fastened to one another can be used.
  • connecting elements are: rail guides, tongue and groove connections, dovetail connections, magnetic connections, and in general any type of positive connection.
  • the holding elements should be reversible so that the plates can also be easily separated from one another again. It is also an advantage if the connections are designed in such a way that they can be detached from each other again with little effort and by opening the articulator (magnets are not too strong) or the plates can be detached again by moving them sideways (e.g. parallel arrangement the rails).
  • the base plates, to which the base plates can be attached, can be permanently mounted in the articulator.
  • the corresponding position can then be stored in the software for designing the tooth models.
  • This permanent mounting can be done with conventional plaster or with adhesives.
  • the base plates can also be an integral part of an articulator. So far, however, such articulators are not yet on the market.
  • the invention therefore includes a further method for producing a dental prosthesis, the articulator also being prepared by attaching a first base plate for the upper jaw model and a second base plate for the lower jaw model using a spacer.
  • this step is not necessary every time the method is carried out.
  • the one-off preparation of a specific articulator is sufficient for all further implementations.
  • a new preparation would have to take place when the base plates become loose or the retaining elements have worn out. Any other damage to the base plates or the articulator would also necessitate a new preparation.
  • attaching the base plates it is important that they are attached at a certain distance from one another, which can be recorded in the software for designing the tooth models. It is therefore advantageous to use a spacer.
  • Various spacers can be used (each laboratory may have preset one articulator per spacer). These spacers differ in the distance (height) between the two plates. The distance corresponds to the height of the space that the base plates should also occupy, or occupy in the digital data sets for creating the tooth models. It is helpful to provide different spacers with different, predefined distances. The different distances or heights serve to reflect the natural range of distances between the jaws and to adjust them optimally (of course, children have particularly small distances, patients with a particularly large skull, jawbones correspondingly larger distances).
  • the base plates are fixed in the articulator in such a way that they are positioned in the desired relation to the axis of rotation of the articulator.
  • an additional assembly aid that is matched to the articulator.
  • This assembly aid is used to transfer a selected position to the physical articulator.
  • the articulator can therefore be tared using the assembly aid.
  • it should only be insertable into the articulator in one orientation. This can be ensured, for example, by using cutouts that match the articulator bars. Then you can put the assembly aid on these bars.
  • the assembly aid consists of a plate with a positioning element on which or to which the base plate for the lower jaw model can be attached and which determines the positioning.
  • the assembly aid must therefore have at least 2 positioning elements, a first for clearly attaching the base plate and a second for clearly positioning the assembly aid itself within the articulator.
  • the first positioning element preferably has a counterpart on the base plate which, for example, allows a positive connection.
  • One aspect of the invention therefore relates to a system for the one-time preparation of an articulator for carrying out the manufacturing method according to the invention, comprising: an assembly aid, a first base for the upper jaw model, a second base for the lower jaw model and a spacer, wherein the spacer and the first and second base can be connected to one another via at least one holding element.
  • Possible holding elements are magnets or connection partners that enable a form fit such as rails, bungs, tongues and grooves.
  • the system can also include a series of spacers that can be used to set different distances.
  • the first and second bases are connected to one another at different distances, if possible lying in parallel surfaces.
  • the series can also include different spacers with different base plates (and also different distances), which take into account the differences in the articulators on the market.
  • Various assembly aids can also be included, each of which is tailored to different articulator types.
  • a further aspect of the invention includes a computer program (software) which includes a sequence or selection of commands which, when the program is executed by a computer, allow a user or cause the computer to carry out the method according to the invention.
  • a computer program software which includes a sequence or selection of commands which, when the program is executed by a computer, allow a user or cause the computer to carry out the method according to the invention.
  • the computer program can optionally control the production of the analog tooth model on the basis of the three-dimensional CAD model that has been created. This can be done, for example, by controlling (sending commands/data) a 3D printer.
  • the computer program must also make it possible to match the data from the impressions described above (upper jaw, lower jaw, bite fork with or without impression) and the two patient recordings in a suitable manner.
  • These recordings can be conventional, digital photographs, but are preferably 3D photographs or 3D scans of the patient's face.
  • the computer program can be designed in such a way that a command creates an automatic filling of the space between the base plates and the digital dental arches in occlusion based on the patient data.
  • the user can then create a digital, three-dimensional tooth model, in which case he can match the data from the digital impression of an upper and/or lower jaw with digital data from a first and a second patient recording. In addition, he can take data from a bite fork. The superimposition of all this data enables the user to create a digital tooth model, which serves as a "blueprint" for an analogue tooth model.
  • This dental model includes a dental arch mounted on a base plate in such a way that fastening the base plate in a predefined plane in the articulator automatically mounts the dental arch/jaw in semi-individual occlusion in the articulator.
  • An additional aspect of the invention relates to a computer program that includes a sequence of commands by means of which a device for creating a tooth model (3-D printer) is enabled to create a tooth model according to the invention when the computer program in the device for creating of a tooth model or by a computer that controls this device for creating a tooth model.
  • the device for creating a tooth model can be a device for additive manufacturing. This is preferably a plastic print (polymer print or 3D print with plastic).
  • a further aspect of the invention relates to a computer-readable data carrier on which a computer program described herein or software described herein is stored.
  • FIG. 1 shows a conventional articulator with an occlusal plane.
  • FIG. 2 shows a conventional articulator with an occlusal plane and dental rims of an upper and a lower jaw that have been arranged on this plane.
  • FIG. 3 shows a diagram which illustrates the relationship between the rows of teeth in the skull and the articulator.
  • Figure 4 shows a conventional articulator with an occlusal plane and dental rims of an upper and a lower jaw placed on this plane together with a projection of base plates.
  • FIG. 5 shows a tooth model of a patient produced according to the invention and shows a possible configuration of base plates for a tooth model according to the invention
  • FIG. 6 shows a possible embodiment of the base for holding a tooth model according to the invention in the articulator and a matching spacer
  • FIG. 7 shows exemplary base plates
  • FIG. 8 shows a schematic drawing of the base plates from FIG. 7 in a tooth model according to the invention.
  • FIG. 9 shows a possible embodiment of the base for holding a tooth model according to the invention in the articulator together with the associated spacer.
  • FIG. 10 shows a possible embodiment of the base for holding a tooth model according to the invention in the articulator together with the associated spacer.
  • FIG. 11 shows a possible embodiment of the base for holding a tooth model according to the invention.
  • FIG. 12 shows base plates which correspond to the bases from FIG.
  • FIG. 13 shows the spacer that corresponds to the base plates from FIG.
  • FIG. 14 shows the spacer from FIG. 13 together with the associated bases.
  • FIG. 15 shows an assembly aid for the one-off preparation of an articulator for carrying out the method according to the invention
  • FIG. 16 shows an assembly aid for the one-off preparation of an articulator for carrying out the method according to the invention.
  • FIG. 17 shows the system according to the invention including an assembly aid, a first base for the upper jaw model, a second base for the lower jaw model and a spacer.
  • FIG. 18 shows the system according to the invention including an assembly aid, a first base for the upper jaw model, a second base for the lower jaw model and a spacer.
  • FIG. 19 shows a system comprising an assembly aid, a first base for the upper jaw model, a second base for the lower jaw model and a spacer in relation to an articulator.
  • FIG. 20 shows a system comprising a first base for the upper jaw model, a second base for the lower jaw model and a tooth model in relation to an articulator.
  • FIG. 21 shows a diagram which illustrates the relation of the patient recording with the dental fork to the articulator.
  • FIG. 22 shows a possible shape of a dental fork.
  • FIG. 23 shows a system comprising a first base for the upper jaw model, a second base for the lower jaw model and a tooth model in relation to an articulator with an analysis means as shown in detail in FIG.
  • FIG. 24 shows an analysis means with which the effect of changing the occlusal plane on a tooth model can be measured and transferred to software. The reverse way is also possible.
  • FIG. 1 shows a drawing of a fully adjustable articulator 1 .
  • Articulators are devices for simulating the movement of the temporomandibular joint.
  • models of Dental arches of the upper and lower jaw of a patient fixed in occlusion in the articulator.
  • the now possible simulation of the movement of the models to each other is necessary for the production of dentures, partial and total dentures or splints.
  • Fully adjustable articulators can be set according to patient-specific measurements. The aim is to transfer the oral situation as realistically as possible.
  • the methods and models described here are suitable for all common articulators.
  • the occlusal plane (also chewing plane or occlusal plane) 2 is shown in FIG. 1 as an example. It describes the spatial plane where the teeth of the upper and lower jaw meet. It is constructed inconsistently. However, how this is determined and measured in the individual case is not relevant to the present invention. All commonly used methods for determining the occlusal plane can be brought into line with the invention.
  • Figure 2 shows a drawing of the fully adjustable articulator 1 from Figure 1 from a different angle and additionally with the schematic drawing of a toothed ring of the upper 3 and lower jaw 4 in position to the occlusal plane 2.
  • Figure 3 shows a drawing of a skull 20 with the position of the upper jaw 3 and lower jaw 4 which have a fixed position in the skull. These positions in the patient's skull must also be correctly transferred to the articulator (jaw relation determination; outdated bite registration).
  • the face bow 21 the transfer of parameters measured individually on the patient into the articulator is made possible.
  • the face bow is positioned on both sides of the external auditory canal and fixed to the glabella (bony elevation of the frontal bone above the root of the nose) with a nose support.
  • a denture fork is then pressed against the chewing surfaces of the upper teeth. With the help of a joint, the denture fork is firmly locked and screwed to the face bow. This completes the registration for the patient.
  • the face bow is attached to the articulator with the denture fork and rods, and then the upper jaw model is articulated on the denture fork.
  • FIG. 4 shows a drawing of the fully adjustable articulator 1 from FIG. 1 with a toothed ring of the upper 3 and lower jaw 4 in position with respect to the occlusal plane 2 and base plates 5, as provided by the invention.
  • FIG. 5 shows an example of the depiction of a tooth model according to the invention in CAD software.
  • the impressions of the upper jaw 3 and the lower jaw 4 were created according to the digital recordings and aligned to the individual occlusal plane using the data from the patient's face scans.
  • the base plates 8 the position and design of which have been stored in the software.
  • the gap 6 is then filled in on the computer.
  • the base plates can include various holding elements 7, with which the models can be attached to the base plates in the articulator. Slide rails are shown here as an example. These can also be designed with a stop element at the end, e.g. a snap lock.
  • FIG. 6 shows an example of the configuration of the base plates 8.
  • FIG. 6A shows a plan view obliquely from above.
  • FIG. 6B shows the plate for the upper jaw laterally from the front.
  • the design is primarily based on the manufacturing method or the capabilities of the available 3D printer.
  • the actual base plate can be solid or openings 9 can be present. These can in particular be present in a regular pattern.
  • the openings can be round, square or hexagonal.
  • the actual plate can have a shape adapted to the shape of the mouth. This means the plates are wider at the back than at the front. It has proven particularly advantageous that the plate of the upper jaw differs from the plate of the lower jaw.
  • the plate of the lower jaw can be rounded at the front, whereas that of the upper jaw has a point at the front.
  • the holding means or connecting means 7 shown in this example consist of 4 rings attached to the sides (they can be attached directly or via small webs).
  • the rings can also be attached slightly offset downwards (see Figure 6B).
  • Small magnets can be used in the rings. These are preferably thinner than the rings, close them off at the bottom and thus form a floor in the rings.
  • the holding means must be selected in such a way that the analogous, suitable base plates are available and have been or can be inserted in the articulator. In the example shown, these can be pins attached to the plates, with small magnets also attached to the lower end (see FIG. 10).
  • FIG. 7 shows another example of the design of base plates 8.
  • the basic shape of the base plates can be a rectangle with a triangle attached on the long side (side view of a house with a pitched roof). The corners can be chamfered (45°). Grooves for webs are used here as holding elements 7, which start out in a star shape from a circular depression in the middle. An iron plate can be placed in this indentation to increase the holding power when held magnetically by the base plate. Alternatively, a small magnet can be attached once the iron plate has been attached to the base plate. Of course, 2 identical magnets that attract each other can also be attached.
  • the groove on the rear side can be wider than the other grooves. For example, the width can correspond to the circumference of the circular indentation in the middle.
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of a tooth model according to the invention with the base plates 8 from FIG. 7 with the corresponding holding means 7. It can be seen that the two base plates are aligned parallel to one another and are attached in identical positions in their planes. In other words, they lie congruently one on top of the other.
  • the dental arches of the two jaws (3 and 4) can now be inserted into the model with the help of the data from the two facial images of the patient in such a way that the contact points are in the occlusal plane and adopt the natural tooth position.
  • the space between the plates and the upper jaw models can now be filled in by the user in the software.
  • a tooth model that is printed with the help of the corresponding digital data (3D printing) can be inserted into a standard moderately prepared and preset articulator, with the holding means providing the connection between the base plates and base plates. Due to the special manufacturing process, the tooth models are already provided with all anatomical and position-related aspects, so that the dental arches are automatically in the correct skull position.
  • Figure 9 A and B show a base plate 5 from different directions.
  • the base plate 5 has two bungs or rails as a connecting element 7.1, which are arranged in pairs and parallel to one another. These fit exactly into a corresponding groove on a base plate (see Figure 5) and then form one dovetail joint.
  • a snap lock 10 can also be attached to the rear end, which can lock the base plate to the corresponding base plate.
  • small bulges or depressions 14 can be present, which allow a form fit with an adhesive.
  • a spacer is shown in Figure 9C.
  • This is used for the one-time preparation of the analog physical articulator for the method according to the invention. It consists of a base plate 8.1 as provided for the upper jaw models, a base plate 8.2 as provided for the lower jaw models and a stem 12 (alternatively a column) that connects the two and thus defines the distance between the two plates.
  • the two base plates can have different holding means 7.2, which should be matched to the corresponding base plates.
  • there are parallel grooves 7.2 which can accommodate the rails 7.1 of the base plate from FIGS. 9A and B.
  • FIG. 10 shows a variation of the objects from FIG. 9.
  • the connecting elements are attached to the side of the panels.
  • 4 pieces can be used.
  • one element of the closure is in a depression and the other element is mounted in a raised position, for example on a pin-shaped element, which can then engage in the depression or come to rest in it.
  • FIG. 10A shows the base plate 5 in different views. The possible difference between the plate for the upper jaw and the lower jaw is also shown on the floor.
  • Figure 10B depicts the associated spacer. This know a hexagonal instead of a round trunk 12 on. The cross-section of the trunk can be of any shape.
  • the cross section is significantly smaller than the cross section of the plates 8.1.
  • the complementary connecting elements can be attached or designed in such a way that it is not possible to mix up the pairings of base plate and associated base plate or plate of the spacer. Then only the base plate of the upper jaw fits on one base plate and only the base plate of the lower jaw fits on the other base plate. This can be achieved, for example, by the size of the connecting elements, the arrangement of the connecting elements or the type of connecting elements.
  • FIG. 11 shows a further variant of the closure elements 7.
  • the base plate 5 carries webs 7.5 arranged in a star shape, in the middle of which a magnetic closure 13 can be attached. This can be slightly elevated. It is preferred that 5 ridges are used.
  • the webs can have different cross sections.
  • the corresponding base plates in FIG. 12 are then equipped with precisely fitting grooves into which the webs can engage.
  • the magnetic closure consists of matching magnets or a magnet and a magnetic metal part, which have been attached in such a way that they exert a holding force when the base plate and base plate come together.
  • FIG. 13 depicts a spacer 16 which, in addition to the trunk 12, has the two plates 8.1 which are complementary to the base plates 5 of FIG. These plates 8.1 and 8.2 have grooves 7.6 that can accommodate the webs of the base plates.
  • the spacer may have a hollow stem 14 . This can be placed on the two plates or merge continuously into them. If the trunk is hollow, the two plates can also have an opening that corresponds to the cross-section of the hollow space in the trunk.
  • FIG. 14 shows the assembled base plates 5 with the spacer from FIG. 13.
  • the webs 7.5 come to rest in the grooves 7.6.
  • the spacer plates may be smaller than the base plates. In this case, the webs can also be longer than the grooves and protrude beyond them.
  • the area 11 of the base plates, which is used to attach the base plates to the articulator, can have depressions 14 both in its wall and in the bottom area (e.g. round recesses, angular depressions or elongated notches) which create a form fit with a hardening, liquid material such as adhesive, Allow plaster or liquid thermoplastics.
  • FIG. 15 shows an assembly aid 15.
  • This is an auxiliary product which serves to simplify the one-off assembly of the two base plates in an articulator.
  • the assembly aid can be a plate that has any basic shape but a defined thickness.
  • the assembly aid is used to fasten the base plates in a predefined position within the articulator that is recorded in the digital data.
  • it can have structures 17 at one end, which allow a specific, eg central, alignment in the articulator.
  • the shape of these structures can be adjusted according to the type of articulator. Shown here are two semicircular ones Recesses that allow the assembly aid to be aligned with two columns of the articulator, for example, or generally with certain parts of the articulator.
  • a structure 18 can be located on the assembly aid, which structure defines a specific position of the base plate on the assembly aid. This can be, for example, a ring or a low cylinder into which the area 11 of the base plates, which is used to attach the base plates to the articulator, can be placed with a precise fit.
  • FIG. 16 shows an alternative assembly aid 15.
  • the structures 17, which allow a specific, e.g. central, alignment in the articulator, are here cutouts in the form of a semicircle with a directly adjacent quadrant that is open on 2 sides.
  • This structure 18 can additionally have a positioning element 22 which allows precise positioning of a base plate on the assembly aid. This is, for example, an indentation, a groove, an elevation that has a complementary structure on the base plate and ensures that the base plate is aligned in a torsion-proof manner.
  • FIG. 17 and FIG. 18 each show a system according to the invention, in which the spacer and the first and second base plates can be connected to one another via at least one holding element 7 .
  • these retaining elements are ridges on the spacer and complementary grooves on the base plates.
  • Figure 18 uses 4 side-mounted magnet closures.
  • the magnets or ferrous plates lie on or in a cylinder attached to the side. These can be shaped in such a way that a truncated cone sits on the cylinders of the base plate and carries the closure part, and the cylinders of the spacer have a conical opening in which the second closure part sits and into which the truncated cone fits.
  • the arrangement of the closure parts or their supporting structures can of course also be reversed.
  • Figure 19 shows a system comprising an assembly aid 15, a first base plate 5 for the upper jaw model, a second base plate 5 for the lower jaw model and a spacer 16 in relation to an articulator 1.
  • the base plate 5 of the lower jaw is placed on the assembly aid, have the base plates in the articulator have a defined position, which can also be stored in the software for designing the tooth models.
  • the base plate of the upper jaw is first fixed in this position. This can be done with the help of a tough, hardening substance such as plaster of paris or glue.
  • the assembly aid is removed and the lower base plate (the one for the lower jaw) is also fastened in the articulator.
  • the spacer can also be removed.
  • FIG. 20 shows the components whose data can be present in the software so that the tooth models can be modeled and produced using the method according to the invention. These are shown here in relation to an articulator 1 for better understanding.
  • the software contains the data on the shape and position of the two base plates 5. In addition, there is the data on the matching base plates with complementary connecting elements. Between these components there is a gap with a predefined height. These must now be arranged there using the digital data of the impression of the lower jaw 4 and/or upper jaw 3 . The data from the two images of the patient's face are used to determine the individual occlusal plane at which the teeth should meet. The space that now remains free between the jaw impressions and the base plates must be filled.
  • the predefined height can certainly be available in different variants in the software, e.g. Short, Medium, and Tall.
  • the different heights serve to reflect and optimally adjust the natural spectrum of the height distances of the pine. It also helps when printing that the models are not too big (thick) and material can be saved.
  • the physical spacer for adjusting the articulator is either available in different, appropriately adapted sizes (heights) or it is adjustable in the appropriate increments.
  • the spacer can also be adapted to special articulators (types) in terms of the shape of the base plates and the spacing.
  • FIG. 21 shows a diagram which illustrates the relation of the patient recording with the dental fork to the articulator.
  • the patient's image is screened on the computer.
  • a digital image of the articulator (virtual articulator) is now compared with the patient's head.
  • the articulator is attached to various reference points on the patient's skull (eyes, Ears, chin) and aligned with a reference element 23 of the fork.
  • there is the data of the dental fork possibly with the digital impression of the imprints on the dental fork.
  • an individual occlusal plane can be determined within the articulator.
  • FIG. 22 shows a dental fork that can be used for the method according to the invention.
  • This denture fork does not correspond to a conventional impression tray. It consists of a rigid plate 22, made of metal or plastic, and can be coated with a deformable impression material on both sides. The plate may have the approximate shape of a jaw. It can be provided with holes so that an impression compound holds better. The patient has to bite down on this plate while recording the face. If an impression compound was previously applied, he must bite down until the compound has solidified. The denture fork can then be scanned so that digital data can be recorded and sent. Otherwise, a dentist can also send the denture fork to the dental laboratory, where the digital impression can then be taken.
  • a reference element 23 is also attached perpendicularly to the plate, which comes to rest on the outside of the mouth when biting. Any clearly visible, external part of the fork is suitable as a reference element. It is preferred if the reference element has at least 3 registration points. These can be corners or external structures such as cones, hemispheres or pyramids. The reference element and especially the registration points can be used in the software to place the denture fork and thus the occlusal plane with the skull and its reference points in the correct spatial relationship to one another. As shown here, the reference element can be curved (and thus simulate the shape of the mouth) and have an incision 24 on each side. In addition, elevations 25 (e.g. small hemispheres) can be attached at different points. The reference element can be attached to the plate with a small web, the web preferably being 0.5 to 1.5 cm long. Alternatively, the reference element can be a rectangle and, if necessary, also include structures that are placed on it.
  • FIG. 24 shows an analysis means 26 with which the effect of the change in the angle of inclusion on a tooth model can be measured and transferred to software. It consists of a plate 27 on which a tooth model of the lower jaw or upper jaw can be placed. At the front end the plate is provided with a bracket 30 via a hinge 29 . This holder corresponds to a base plate as described and included here for a tooth model according to fasteners that allow attachment to a base plate 5 in the articulator. The height of the plate and the angle of inclination can now be adjusted along a scale 28 which engages in the plate.
  • FIG. 23 shows the arrangement of the analysis tool 26 in the articulator 1 . This analysis tool can also be available in digital form. You can show and hide it during CAD design, as well as change the height and inclination angle of the plate.
  • the physical analysis tool allows control between the digital design and the physical reconstructions/models.
  • a change in the physical articulator can be analyzed with the analysis tool and the information obtained can then be transferred to the scale's CAD software.
  • the same is also possible in reverse:
  • the information can be transferred from the CAD software to the physical articulator.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwen dung im zahntechnischen Bereich, welches es ermöglicht ein Dentalmodel basierend auf digitalen Patientendaten so zu erstellen, dass es in einem physischen Artikulator automatisch lagegerecht positioniert werden kann. Die Erfindung umfasst zudem auf diese Weise hergestellt Dentalmodelle sowie Vorrichtungen zum Tarieren von Artiku latoren und Computerprogramme, die speziell für das Verfahren entwickelt wurden.

Description

VERFAHREN UND SYSTEM FÜR DIE HERSTELLUNG EINES ZAHNERSATZES BASIEREND AUF DIGITALEN PATI ENTEN DATEN
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Prothetik und insbesondere auf die Erstellung eines Zahnersatzes basierend auf digitalen Patientendaten.
Der Zahnarzt arbeitet mit einem Zahntechniker zusammen. Dieser erstellt anhand der Daten, die der Zahnarzt ihm übermittelt, einen Zahnersatz. Dafür fertigt er ein Zahnmodell oder Arbeitsmodell an, das auf einer Abformung der Kiefer und Zähne des Patienten basiert.
Die vom Zahntechniker hergestellten Modelle, z.B. aus Hartgips, sollen die Mund-Situation oder Zahn-Situation darstellen, und zwar möglichst genau so wie sie im Mund des Patienten vorliegt.
Insbesondere bei komplexen Arbeiten, z.B. bei der totalen Sanierung, ist eine präzise Abformung sowie eine korrekte Zuordnung der Kiefer zueinander (Bissnahme) nicht ausreichend. Die korrekte Lage der Kiefer im Gesicht und im Schädel ist entscheidend. Dabei gibt es einen funktionellen Aspekt der Zuordnung der Kiefer zueinander und zum Kiefergelenk, sowie ästhetische Komponenten (Lachen, Zahnstellung zur symmetrischen Ausgestaltung der Zähne und deren Größe), die in der Werkstückausführung eine entscheidende Rolle spielen.
Die Registrierung und Einbeziehung von Referenzen wie der Rotationsachse des Kiefergelenks, der Camper Ebene, der Frankfurt Ebene, der bi-pupillaren Linie und der Nasenachse sind entscheidend für diese Aspekte. Dafür ist eine Registrierung und Einbeziehung der korrekten Kieferlage zum Gesicht/Schädel unverzichtbar.
Zur Registrierung der entsprechenden Parameter nutz man häufig eine Gesichtsbogenvermessung. Die ermittelten Daten werden dann auf den Artikulator übertragen, der die Kieferposition und die Kiefergelenkbewegungen nachahmt. Die Zahnmodelle eines Patienten können dafür in der richtigen horizontalen, vertikalen und gelenkbezogenen Position einartikuliert und somit in einem Artikulator fixiert werden. Die Position der Zahnmodelle sollte dabei möglichst exakt der Lage im Schädel des Patienten entsprechen.
Neben der klassischen Modellherstellung aus Gips mit Hilfe einer Abformung aus plastischem Material im Patientengebiss als Negativform setzt sich immer mehr eine digitale Technik durch. Dabei können verschiedene oder alle Schritte der Modellherstellung und eventuell auch der Zahnersatzherstellung digital durchgeführt werden. Der Zahnarzt kann eine digitale Abformung mittels Intraoralscanner, z.B. unter Verwendung des Systems der Firma Itero, Primescan von Dentsply Sirona, Trios® von 3Shape oder Lava™, vornehmen und die entsprechenden Daten in digitaler Form an den Zahntechniker senden. Dieser kann dann Modelle mit diversen CAD-Softwareprodukten digital erzeugen. Auch ein Zwischenschritt funktioniert, indem Abformungen aus plastischem Material gescannt werden und anschließend mit einer Software bearbeitet werden. Im 3-D Druck können dann Zahnmodelle hergestellt werden, die zur Herstellung des Zahnersatzes mittels herkömmlicher Methoden genutzt werden.
Ein 3D-gedrucktes Zahnmodell muss daher anschließend in einem physischen und soliden Artikulator benutzt werden können. Bislang existiert kein zufriedenstellendes System, welches dem Zahntechniker erlaubt, die Gesichts-/ Schädelinformationen des Patienten in eine CAD Software und von dort zu einem physischen Artikulator zu transferieren.
Die heutigen Systeme bieten keine Möglichkeit die Modelle effizient und genau in einen Artikulator zu setzen. Es müssen die digital erstellten und im 3D Druckverfahren gedruckten Modelle analog mit Gips, dem analogen Gesichtsbogen und der physischen Bissnahme (Bissregistrierung oder Kieferrelationsbestimmung) im Artikulator fixiert werden. Also nur mit Hilfe eines analogen Gesichtsbogens können die im 3D Druck hergestellten Modelle schädelbezüglich in den Artikulator montiert werden. Dafür muss jedoch für jedes Modell der Artikulator entsprechend der Messwerte eingestellt werden. Die Artikulation jedes Zahnmodells muss individuell und separat pro Modell vorgenommen werden mit einem Zeitaufwand von ca. 20 bis 30 Minuten pro Kiefer.
Es existieren digitale Gesichtsbögen, die eine Integration der Messwerte zur schädelbezogenen Lage und eine automatische Datenübernahme in die entsprechende CAD-Software ermöglichen. Dabei wird dann aber auch ein virtueller Artikulator verwendet. Dies ist jedoch nur dann zielführend, wenn eine modellfreie Herstellung eines Zahnersatzes vorgenommen wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren für die Herstellung eines Zahnersatzes, z.B. einer Prothese, zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren basiert dabei auf digital übermittelten Patientendaten und einem daraus erstellten Zahnmodell und ermöglicht eine schädelbezogene Ausrichtung der Modelle im Artikulator. Das bedeutet, dass die schädelbezogene Ausrichtung aus den Scan-Daten, die der Zahnarzt dem Techniker übermittelt, automatisch erhalten wird. Diese Aufgabe wird durch die Verfahren, Systeme und Software gemäß den Patentansprüchen gelöst. Die Verfahren der vorliegenden Erfindung sind insbesondere geeignet, die schädelachsbezogene Lage des Ober- und oder Unterkiefers in digitale Modelle zur Herstellung eines Zahnersatzes zu integrieren. Die Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, ein 3D-gedrucktes Zahnmodell in einem physischen Artikulator zu benutzen und dieses dabei ohne großen Aufwand in einer anatomisch korrekten Schädel-Achs-Relation im physisch existierenden Artikulator zu positionieren. Eine Übertragung der realen Mundsituation in den Artikulator ist nicht mehr notwendig. Es ist möglich den Artikulator mit zuvor festgelegten Einstellungen zu verwenden. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein System zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht im 3D-Druckverfahren hergestellte Zahnmodelle in einem konventionellen Artikulator zu nutzen, dabei aber die sich für jedes Modell wiederholende, lagegerechte, konventionelle Artikulierung mittels Gipses zu vermeiden.
Die Erfindung ermöglicht es erstmals, die Modelle nach Möglichkeit bereits in der Computersoftware so zu designen und im 3D-Druck herzustellen, dass sie automatisch die räumlich dreidimensionalen Informationen der Schädelsituation möglichst genau abbilden.
Die Individualisierung der lagebezogenen Modelle wirkt sich vorteilhaft auf die statische Okklusion (Schlussbiss) aus, wodurch weniger nachträgliche okklusale Korrekturen durch Einschleifen notwendig werden. Hieraus wiederum resultiert eine Zeitersparnis bei der zahnärztlichen Behandlung und somit auch der Belastung des Patienten.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwendung im zahntechnischen Bereich, das folgende Schritte umfasst:
Eine analoge Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer und eine Digitalisierung der analogen Abformung, oder
Eine digitale Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer;
Erstellen einer ersten Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Bissga- bel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten; Import der digitalen Daten aus der Digitalisierung der analogen Abformung oder aus der digitalen Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Software, Ausrichtung der Zahnkränze bzw. der Kiefer auf eine vordefinierte Okklusionsebene eines bestimmten Artikulators (mittelwertige Montage) in der Software Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so erstellt wird, dass die Stellung der Zahnreihen des Ober- und/oder Unterkiefers in Schlussbissstellung auf der vordefinierten Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet sind, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell in der Designsoftware aufgefüllt wird, und
Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells. Das Herstellen des analogen Zahnmodells findet bevorzugt in einem additiven Herstellungsverfahren statt, wobei die Verwendung eines 3D-Druckverfahrens besonders geeignet ist.
Dieses Verfahren erlaubt die Montage der Zahnmodelle mittels handelsüblichen, analogen, mittelwertigen Artikulatoren, ohne die Modelle mit Gips fixieren zu müssen. Es hat den Vorteil, dass der Arbeitsaufwand am Patienten geringer wird und keine Geräte oder physischen Abdrücke per Post in das zahntechnische Labor gesendet werden müssen. Wenn der Zahnarzt nicht über eine Scanner Ausrüstung verfügt oder der Patient es sich so wünscht, kann aber auch ein digitaler Scan der herkömmlich erstellten, analogen Zahnabdrücke verwendet werden. Es kann also eine mittelwertige Montage durchgeführt werden. Die digitalen Datensätze des Patientenkiefers werden dafür in der okklusalen Ebene des digitalen Artikulators platziert. Normalweise wird das mit einem Dreieck repräsentiert, welches je nach Artikulatortyp anderes platziert wird. Die Positionierung der digitalen Patientenkiefer beeinflusst die Funktion und die Präzision der Simulation der okklusalen Bewegung und schlussendlich der Okklusion in der Software, so wie auf einem konventionalen physischen Artikulator. Der Import der digitalen Daten bezeichnet hierin generell das Hochladen von Daten aus externen Quellen in die CAD-Software. Die externen Daten können dabei von einem oder mehreren Scannern stammen oder als Datei auf einem Speichermedium vorhanden sein.
Eine semi-individuelle, digitale Montage erlaubt generell eine präzisere Positionierung. Dies ist mit dem obigen Verfahren möglich, wenn man es um 2 Aufnahmen des Patienten zur Erfassung der Kieferposition im 3-dimensionalen Raum erweitert.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwendung im zahntechnischen Bereich, das folgende Schritte umfasst:
Eine analoge Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer und eine Digitalisierung der analogen Abformung oder Eine digitale Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer;
Erfassung der Position des oder der Kiefer im 3-dimensionalen Raum bzw. deren Lage im Schädel und zu bestimmten Bezugspositionen im Schädel durch eine erste Aufnahme (z.B. ein 3D-Foto oder ein 3D Scan) des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten;
Import der digitalen Daten aus der Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Soft- ware;
Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so erstellt wird, dass die Stellung der Zahnreihen des Ober- und/oder Unterkiefers in Schlussbissstellung auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet sind, die Sockelplatte oder Sockelplatten (des Artikula- tors) in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand aufgefüllt wird, und
Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells.
In einem ersten Schritt erfasst ein Dentalscanner (geeignet sind gängige Laborscanner oder Praxisscanner) dreidimensional einen oder beide Kiefer oder herkömmlich erstellte Zahnabdrücke des Patienten. Dabei werden die einzelnen Kiefer in ein digitales 3D-Modell übertragen. Die Digitalisierung eines kompletten Gebissabdrucks kann danach z.B. im STL-Format (Standard Triangulation Language) zur Verfügung stehen. Unter einem Zahnabdruck versteht man den mithilfe einer entsprechenden Abformmasse (auf einem Abformlöffel) genommenen Abdruck der Zähne. Als Material kommen klassischerweise Spezialgips oder Silikon zur Verwendung. Alternativ können auch modernere Techniken, die einen digitalen Abdruck ermöglichen eingesetzt werden.
Im Anschluss an den Dentalscan der Zähne, wird ein dreidimensionaler Datensatz des Gesichts des Patienten erstellt, um die Zahnstellungen lagegerecht zum Schädel des Patienten in dem freien Raum der Design Software korrekt in den virtuellen Artikulator der Software zu Positionieren. Dafür werden zwei unterschiedliche Aufnahmen des Patienten benötigt. Diese Aufnahmen können Fotografien sein und sind bevorzugt ein 3D-Scan und weiter bevorzugt ein 3D-Scan in Farbe. Es ist insbesondere von Vorteil, wenn die erste Aufnahme des Patienten eine 3D-Aufnahme ist. Die Scans können z.B. von Scan-Apps auf Handys erstellt werden. Für die erste Aufnahme beißt der Patient auf eine Gebissgabel. Die Gebissgabel, die bei der ersten Aufnahme des Patienten zur Anwendung kommt, bezeichnet dabei ein Hilfsmittel, welches aus einer Platte besteht, auf die der Patient mit den Zähnen des Oberkiefers und Unterkiefers beißt. Die Gebissgabel kann zudem ein Referenzelement umfassen, welches nach dem Zubeißen außen am Mund zu liegen kommt. Dieses Referenzelement kann außen liegende Registrierungspunkte (Orientierungsornamente) aufweisen. Es können 2, 3 oder bevorzugt 5 Registrierungspunkte vorhanden sein. Es ist bevorzugt, dass das Referenzelement der Gebissgabel mindestens einen Durchmesser von 2 cm, weiter bevorzugt von mindestens 4 cm aufweist. Diese Größe erlaubt es, dass die Aufnahmen des Patienten auch mit 3D-Kamera Apps aufgenommen werden können, die in Handys zur Verfügung stehen (z.B. «Heges» kompatibel ab IPhone® X mit jedem IPhone®, die eine farbige Aufnahme des Patientengesichts in 3 Dimensionen macht).
Die Gebissgabel kann mit einem Abformungsmaterial (z. B. Abformgipse, Zinkoxid- Eugenol-Pasten, Kunststoffabform massen wie Silikon Polyäther oder Polysulfide) versehen sein, um die Position der Kiefer und insbesondere des Oberkiefers des Patienten während der Aufnahme zu fixieren. Das erfindungsgemäße Verfahren kann folgenden zusätzlichen Schritt umfassen, Digitalisierung der Bissgabel und Import der digitalen Daten der Bissgabel in die CAD-Software. Dieser Schritt ist nur einmal pro Bissgabel und Software notwendig und nur dann, wenn die Daten der entsprechenden Bissgabel nicht bereits vorab (mit Erwerb/Erstellung der Software) vorhanden sind. Das erfindungsgemäße Verfahren kann zudem oder alternativ folgenden zusätzlichen Schritt umfassen, Digitalisierung der Bissgabel inklusive einem Zahnabdruck des Patienten auf der Bissgabel und Import der digitalen Daten in die CAD- Software.
Eine weitere Aufnahme (ein zwei- oder ein dreidimensionales Foto bzw. ein 3D- Scan) dient als Grundlage für oder wird direkt als Oberflächenscan des Gesichts erstellt. Diese Aufnahme ermöglicht es das digitale Gebissmodell in einen Oberflächenscan des Gesichts einzufügen. Bei der zweiten Aufnahme des Patienten soll der Gesichtsausdruck „Lächeln“ sichtbar sein. Beim Lächeln sollte der Mund leicht geöffnet sein und die Zähne sollten leicht zu sehen sein, die Mundwinkel sind sichtbar angehoben. Dies gilt für beide Seiten, die Mundwinkel werden also beide nach oben bewegt.
Der Schritt „Erfassung der Position des oder der Kiefer im 3-dimensionalen Raum bzw. deren Lage im Schädel und zu bestimmten Bezugspositionen im Schädel durch eine erste Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten“ kann alternativ also auch wie folgt beschrieben werden: „Erstellen einer ersten Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten und in einer Software die digitale Datensätze der Gebissgabel mit der digitale Abformung des Oberkiefers sowie der ersten und zweiten Aufnahme des Gesichts des Patienten matchen“. Matchen bedeutet, dass man die virtuellen Abbildungen sinnvoll zusammenfügt, bzw. übereinanderlegt. Mehrere Aufnahmen von Gesicht und Gebissmodell werden also miteinander verbunden (registriert), was ein virtuelles Modell erlaubt, dass die Position der Kiefer im Schädel des Patienten zeigt. In einer Software kann somit ein Avatar des Patientenkopfes erstellt werden, welches die genaue Position der Kiefer im Schädel wiedergibt. Diese Position kann dann innerhalb der Software auf den digitalen Artikulator übertragen werden. Anschließend können die digitalen Zahnmodelle erstellt werden, die als Vorlage für die physischen Modelle im additiven Verfahren dienen. Die semi-individuelle Montage im digitalen Artikulator ersetzt die Registrierung der Patientendaten mit Hilfe eines traditionellen Gesichtsbogens. Damit können funktionelle und ästhetische Vorteile bei der Herstellung der Rekonstruktion erlangt werden.
Der Schritt „Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so erstellt wird, dass die Stellung der Zahnreihen des Ober- und/oder Unterkiefers in Schlussbissstellung auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet sind, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wurde“ findet innerhalb einer entsprechenden Designsoftware (CAD Software) statt und kann verschiedene Unterschritte umfassen:
1 . digitale Daten, die die Gebissgabel repräsentieren mit den digitalen Abformungen des Ober- und/oder Unterkiefers des Patienten matchen (auch übereinanderlegen oder zusammenfügen);
2. digitale Daten der ersten Aufnahme vom Patienten mit der Gebissgabel mit den digitalen Daten, die die Gebissgabel repräsentieren matchen;
3. digitale Daten der zweiten Aufnahme vom lächelnden Patienten mit den digitalen Daten, die die Gebissgabel repräsentieren matchen;
4. alle Ergebnisse der Schritte 1 bis 3 mit den digitalen Daten der zweiten Aufnahme vom lächelnden Patienten auf den digitalen Artikulator ausrichten;
5. Einfügen der Sockelplatte oder Sockelplatten (diese können abhängig vom verwendeten Artikulator an vordefinierten Stellen eingeblendet werden).
Es werden also mehrere digitale Aufnahmen von Gesicht und Gebissmodell miteinander verbunden (registriert), was eine virtuelle Positionierung der Kiefer in Okklusion ermöglicht. Das Resultat dieses Schrittes sind ein Datensatz für den Unter- und/oder Oberkiefer. Diese Datensätze umfassen die Zahnkränze der Kiefer, Sockelplatten (es müssen die zur Basisplatte passenden Halteelemente vorhanden sein), sowie eine Positionierung der Zahnkränze auf den Sockelplatten, die eine automatische Positionierung im physischen Artikulator in der individuellen Okklusionsebene ermöglicht. Jedes Modell kann als Ganzes in einem additiven Verfahren, z.B. mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Die Sockelplatten können dabei alle weiter unter beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Es kann je nach Art der Vorrichtung zur additiven Fertigung von Vorteil sein, wenn die Platte ein Muster von Aussparungen aufweist, z.B. in Form von Sechsecken, Quadraten oder runden Löchern. Ein Aspekt des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist somit eine Anfertigung des analogen Zahnmodels mit Hilfe eines additiven Herstellungsverfahrens. Dies kann insbesondere ein 3D-Druckverfahren sein. Die Sockelplatten des Zahnmodells können zudem verschiedene Halteelemente (alternativ auch Verbindungselement genannt) umfassen.
In einem Artikulator (Kausimulator) können die so hergestellten Modelle (für beide Kiefer) montiert und die Bewegung der Kiefergelenke simuliert werden. Die Modelle dienen dann der Herstellung von Zahnkronen, Zahnbrücken, Inlays, Onlays, Teilkronen oder für Zahnersatz auf Zahnimplantaten. Dabei kann deren Stellung im Mund und die Auswirkung auf die Bewegung und die Okklusion der Kiefer fortlaufend im Artikulator überprüft werden.
Die Erfindung kann folgende Elemente des herkömmlichen Herstellungsprozesses eines Zahnmodels ersetzen: den Einsatz eines physischen Gesichtsbogen eine physische Bissnahme eine manuelle Zuordnung der Modelle mit Gips im Artikulator.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verfahren kann man digitale und analoge Artikulatoren tarieren, in einem Arbeitsschritt Zahnmodelle in einer CAD Software für einen 3D-Druck erstellen, die in einem Artikulator automatisch eine Position einnehmen, die der räumlichen Position im Schädel entsprechen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, das die Schritte des bislang beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Zahnmodells umfasst (zumindest die essentiellen Schritte (s. Anspruch 1 , sowie eventuell alle als optional beschriebenen Schritte) und zudem die folgenden Schritte umfasst:
Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator Ausarbeitung eines Zahnersatzes mit Hilfe des Zahnmodells.
Alternativ kann das Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, auch wie folgt definiert werden:
Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, das die folgenden Schritte umfasst:
Einsetzen eines Zahnmodels in einen analogen Artikulator, wobei das Zahnmodell zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, wobei das Zahnmodell nach einem hierin beschriebenen Verfahren erhältlich ist, und
Ausarbeitung eines Zahnersatzes mit Hilfe des Zahnmodells.
Das Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator umfasst dabei bevorzugt eine Reponierung in Okklusion. Die Reponierung in Okklusion kann so erfolgen, dass keine individuellen, patientenbezogenen Einstellungen des Artikulators benötigt werden. Dies ist jedoch nur mit den speziellen Zahnmodellen möglich, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt wurden. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Modelle so zu fertigen, dass der Zahnkranz automatisch in der richtigen Position zur Sockelplatte liegt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft somit ein Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, wobei das Zahnmodell nach einem der hierin beschriebenen Verfahren erhältlich ist.
Zudem umfasst die Erfindung ein Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, das zusammen mit den Sockelplatten in einem additiven Verfahren hergestellt wurde und wobei das Zahnmodell dadurch charakterisiert ist, dass der Patientenkiefer (Zahnkranz) auf eine Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte in einer vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wurde. Grundlage für diese individuelle Ausführung sind digitale Daten zur Schädellage des Kiefers. Diese Daten werden durch zwei digitale Aufnahmen des Patienten gewonnen, einmal mit einer Bissgabel im Mund und einmal vom lächelnden Patienten. Die Zahnmodelle können so ausgestaltet sein, dass sie mit Hilfe der Sockelplatten im Artikulator befestigt werden können. Dafür kann die Sockelplatte mit mindestens einem Halteelement versehen sein, das komplementär zu einem Halteelement auf einer Basisplatte ausgestaltet ist. Grundsätzlich kommt dafür jedes Element in Frage, dass eine sichere Halterung zweier Platten aneinander gewährleistet. Es ist jedoch bevorzugt, wenn diese Elemente die Verbindung nur in einer bestimmten räumlichen Position zulassen. Zudem ist es von Vorteil, wenn diese Elemente in einem herkömmlichen 3D-Drucker gut herstellbar sind.
Beispiele für solche Verbindungselement sind: Schienenführungen, Nut-Federverbin- dungen, Schwalbenschwanzverbindungen, magnetische Verbindungen, und generell jede Art von formschlüssigen Verbindungen. Die Halteelemente sollten reversibel sein, so dass die Platten auch leicht wieder voneinander getrennt werden können. Es ist zudem von Vorteil, wenn die Verbindungen so ausgestaltet sind, dass sie mit wenig Kraftaufwand und durch Aufklappen des Artikulators wieder voneinander gelöst werden können (Magnete nicht zu stark sind) bzw. die Platten durch seitliches Verschieben wieder gelöst werden können (z.B. parallele Anordnung der Schienen).
Die Basisplatten, an welchen die Sockelplatten befestigt werden können, können im Artikulator dauerhaft montiert werden. Die entsprechende Position kann dann in der Software zum Design der Zahnmodelle hinterlegt werden. Diese dauerhafte Montierung kann mit herkömmlichem Gips oder mit Klebsoffen erfolgen. Die Basisplatten können grundsätzlich auch ein integraler Bestandteil eines Artikulators sein. Bislang sind solche Artikulatoren jedoch noch nicht auf dem Markt.
Die Erfindung umfasst daher ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes, wobei zusätzlich der Artikulator durch das Befestigen einer ersten Basisplatte für das Oberkiefermodell und einer zweiten Basisplatte für das Unterkiefermodell mit Hilfe eines Abstandhalters vorbereitet wird. Dieser Schritt ist allerdings nicht bei jeder Durchführung des Verfahrens notwendig. Es reicht die einmalige Vorbereitung eines spezifischen Artikulators für alle weiteren Durchführungen. Natürlich müsste eine neue Vorbereitung stattfinden, wenn sich die Basisplatten lockern oder die Halteelemente sich abgenutzt haben. Auch sonstige Beschädigungen an den Basisplatten oder dem Artikulator würden eine neue Vorbereitung notwendig machen. Bei der Befestigung der Basisplatten ist es wichtig, dass diese in einem bestimmten Abstand zueinander befestigt werden, welcher in der Software zum Design der Zahnmodelle erfasst werden kann. Daher ist es von Vorteil einen Abstandshalter zu verwenden. Dieser kann einteilig sein und 2 Platten aufweisen, die mit den Basisplatten des Artikulators komplementäre Verbindungselemente aufweist (die gleichen wie die Sockelplatten) und die über einen stabilen Stab in einem festen, normierten Abstand und parallel zueinander verbunden sind. So können beide Basisplatten in einem bestimmten normierten Abstand zueinandergehalten werden. Dabei können verschiedene Abstandshalter zum Einsatz kommen (eventuell hat jedes Labor einen Artikula- tor pro Abstandshalter voreingestellt). Diese Abstandshalter unterscheiden sich im Abstand (in der Höhe) den die beiden Platten einnehmen. Der Abstand entspricht dabei der Höhe des Zwischenraumes, den die Sockelplatten mit einnehmen sollen, bzw. in den digitalen Datensätzen zum Erstellen der Zahnmodelle einnehmen. Es ist hilfreich verschiedene Abstandshalter mit verschiedenen, vordefinierten Abständen vorzusehen. Die unterschiedlichen Abstände bzw. Höhen dienen dazu, das natürliche Spektrum der Abstände der Kiefer widerzuspiegeln und optimal einzustellen (Kinder haben natürlich besonders kleine Abstände, Patienten mit besonders großem Schädel, Kieferknochen entsprechend größere Abstände).
Es ist zudem von Vorteil, wenn die Basisplatten so im Artikulator befestigt werden, dass sie in gewünschter Relation auf die Rotationsachse des Artikulators positioniert werden. Dazu hat es sich bewährt eine zusätzliche Montagehilfe zu verwenden, die jeweils auf den Artikulator abgestimmt ist. Diese Montagehilfe dient dazu eine gewählte Position auf den physischen Artikulator zu übertragen. Der Artikulator kann also mit Hilfe der Montagehilfe tariert werden. Dazu sollte sie nur in einer Orientierung in den Artikulator einlegbar sein. Dies kann z.B. durch Ausschnitte gewährleistet sein, die passend zu den Holmen des Artikulators sind. Dann kann man die Montagehilfe an diese Holme anlegen. Ansonsten besteht die Montagehilfe aus einer Platte mit einem Positionierungselement auf welches oder an welchem die Basisplatte für das Unterkiefermodell befestigt werden kann und welches die Positionierung bestimmt. Die Montagehilfe muss also mindestens 2 Positionierungselemente aufweisen, ein erstes zur eindeutigen Befestigung der Basisplatte und ein zweites zur eindeutigen Positionierung der Montagehilfe selbst innerhalb des Artikulators. Das erste Positionierungselement hat dabei bevorzugt ein Gegenstück auf der Basisplatte, welches z.B. eine formschlüssige Verbindung erlaubt.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft daher ein System zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens umfassend: eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter sowie die erste und zweite Basis über mindestens ein Halteelement miteinander verbunden werden können. Mögliche Halteelemente sind Magnete, oder Verbindungspartner, die einen Formschluss ermöglichen wie Schienen, Spunde, Nut und Federn.
Das System kann auch eine Serie von Abstandhaltern beinhalten, mit denen verschiedene Abstände eingestellt werden können. Dazu sind die erste und zweite Basis in unterschiedlich großen Abständen, möglichst in parallelen Flächen liegend, miteinander verbunden. Die Serie kann auch unterschiedliche Abstandshalter mit unterschiedlichen Basisplatten (und zudem auch unterschiedlichen Abständen) umfassen, die den Unterschieden der handelsüblichen Artikulatoren Rechnung tragen. Auch können verschiedene Montagehilfen enthalten sein, die jeweils auf verschiedene Arti- kulatortypen abgestimmt sind.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Computerprogramm (eine Software), welches eine Abfolge bzw. Auswahl von Befehlen umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer einem Anwender erlauben, beziehungsweise den Computer veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Dies sind insbesondere folgende Schritte:
Import der digitalen Daten aus der Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Soft- ware;
Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so hergestellt wird, dass der Patientenkiefer auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wurde.
Des Weiteren kann das Computerprogramm optional die Herstellung des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells steuern. Dies kann z.B. über die Steuerung (das Senden von befehlen/Daten) eines 3D- Druckers erfolgen.
Dabei gelten alle obigen Ausführungen zum Herstellungsverfahren und insbesondere zu diesen Schritten auch im Zusammenhang mit dem Computerprogramm. Das Computerprogramm muss es zudem insbesondere ermöglichen die Daten der oben beschriebenen Abformungen (Oberkiefer, Unterkiefer, Bissgabel mit oder ohne Abdruck) und der beiden Patientenaufnahmen in geeigneter Wiese zu matchen. Zudem muss man die Daten/Position der Sockelplatten hinterlegen können, und diese ebenfalls mit den Abformungen und der ersten sowie der zweiten Aufnahme vom Gesicht des Patienten matchen. Diese Aufnahmen können herkömmliche, digitale Fotografien sein, sind aber bevorzugt 3D-Fotographien bzw. 3D-Scans des Patientengesichts. Zusätzlich kann das Computerprogramm so ausgestaltet sein, dass ein Befehl eine automatische Auffüllung des Raums zwischen den Sockelplatten und den digitalen Zahnkränzen in Okklusion anhand der Patientendaten erstellt.
Der Anwender kann dann ein digitales, dreidimensionales Zahnmodell erstellen, wobei er die Daten aus der digitalen Abformung eines Ober und/oder Unterkiefers mit digitalen Daten einer ersten und einer zweiten Patientenaufnahme matchen kann. Hinzu kann er Daten einer Bissgabel nehmen. Die Überlagerung aller dieser Daten ermöglicht es dem Anwender ein digitales Zahnmodell zu erstellen, welches als „Bauplan“ für ein analoges Zahnmodell dient. Dieses Zahnmodell umfasst einen Zahnkranz, der so auf einer Sockelplatte angebracht ist, dass die Befestigung der Sockelplatte in einer vordefinierten Ebene im Artikulator den Zahnkranz/Kiefer automatisch in semindividueller Okklusion im Artikulator montiert.
Ein zusätzlicher Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogramm, das eine Abfolge von Befehlen umfasst, mittels derer eine Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodels (3-D Drucker) in die Lage versetzt wird, ein erfindungsgemäßes Zahnmodell zu erstellen, wenn das Computerprogramm in der Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells oder von einem Computer ausgeführt wird, der diese Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells steuert. Die Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells kann dabei eine Vorrichtung zur additiven Fertigung sein. Dabei handelt es sich bevorzugt um einen Kunststoffdruck (Polymerdruck oder 3D Druck mit Kunststoff).
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen computerlesbaren Datenträger, auf dem ein hierin beschriebenes Computerprogramm bzw. eine hierin beschriebene Software gespeichert ist.
Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch (und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu):
Figur 1 zeigt einen herkömmlichen Artikulator mit einer Okklusionsebene. Figur 2 zeigt einen herkömmlichen Artikulator mit einer Okklusionsebene und Zahnkränzen eines Ober- und eines Unterkiefers, die auf dieser Ebene angeordnet wurden.
Figur 3 zeigt ein Schema, welches das Verhältnis der Zahnreihen im Schädel zum Artikulator verdeutlicht.
Figur 4 zeigt einen herkömmlichen Artikulator mit einer Okklusionsebene und Zahnkränzen eines Ober- und eines Unterkiefers, die auf dieser Ebene angeordnet wurden zusammen mit einer Projektion von Basisplatten.
Figur 5 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Zahnmodell eines Patienten zeigt eine mögliche Ausgestaltung von Sockelplatten für ein erfindungsgemäßes Zahnmodell
Figur 6 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells im Artikulator und einen dazu passendend Abstandhalter
Figur 7 zeigt beispielhafte Sockelplatten
Figur 8 zeigt eine Schemazeichnung der Sockelplatten aus Figur 7 in einem erfindungsgemäßen Zahnmodell.
Figur 9 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells im Artikulator zusammen mit dem dazugehörigen Abstandhalter.
Figur 10 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells im Artikulator zusammen mit dem dazugehörigen Abstandhalter.
Figur 11 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Basis zur Halterung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells.
Figur 12 zeigt Sockelplatten, die zu den Basen aus Figur 11 korrespondieren.
Figur 13 zeigt den Abstandshalter, der zu den Sockelplatten aus Figur 11 korrespondiert. Figur 14 zeigt den Abstandshalter aus Figur 13 zusammen mit den zugehörigen Basen.
Figur 15 zeigt eine Montagehilfe zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Figur 16 zeigt eine Montagehilfe zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Figur 17 zeigt das erfindungsgemäße System umfassend eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter.
Figur 18 zeigt das erfindungsgemäße System umfassend eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter.
Figur 19 zeigt ein System umfassend eine Montagehilfe, eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter im Bezug zu einem Artikulator.
Figur 20 zeigt ein System umfassend eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und ein Zahnmodell im Bezug zu einem Artikulator.
Figur 21 zeigt ein Schema, welches das ins Verhältnis bringen der Patientenaufnahme mit der Gebissgabel zum Artikulator verdeutlicht.
Figur 22 zeigt eine mögliche Ausformung einer Gebissgabel.
Figur 23 zeigt ein System umfassend eine erste Basis für das Oberkiefermodell, eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und ein Zahnmodel im Bezug zu einem Artikulator mit einem Analysemittel wie es in Figur 24 im Detail gezeigt wird.
Figur 24 zeigt ein Analysemittel, mit dem man die Auswirkung der Veränderung der Okklusionsebene auf ein Zahnmodell messen und in eine Software übertragen kann. Der umgekehrte Weg ist ebenfalls möglich.
Figur 1 zeigt eine Zeichnung eines volljustierbaren Artikulators 1 . Artikulatoren sind Geräte zur Simulation der Kiefergelenksbewegung. Dazu werden Modelle der Zahnbögen des Ober- und Unterkiefers eines Patienten in Okklusion in dem Artikula- tor befestigt. Die nun mögliche Simulation der Bewegung der Modelle zueinander ist notwendig zur Anfertigung von Zahnersatz, Teil- und Totalprothesen oder Schienen. Volljustierbare Artikulatoren können nach patientenindividuellen Messwerten eingestellt werden. Das Ziel ist eine möglichst naturgetreue Übertragung der Mundsituation. Die hier beschriebenen Verfahren und Modell eignen sich für alle gängigen Artikulatoren.
Die Okklusionsebene (auch Kauebene oder Okklusalebene) 2 ist in der Figur 1 beispielhaft eingezeichnet. Sie beschreibt die räumliche Ebene, auf der sich die Zähne des Ober- und Unterkiefers treffen. Konstruiert wird sie uneinheitlich. Wie diese im Einzelfall bestimmt und gemessen wird, ist jedoch für die vorliegende Erfindung nicht relevant. Alle allgemein gängigen Methoden zur Bestimmung der Okklusionsebene sind mit der Erfindung in Einklang, zu bringen.
Figur 2 zeigt eine Zeichnung des volljustierbaren Artikulators 1 aus Figur 1 aus einem anderen Winkel und zusätzlich mit der schematischen Zeichnung eines Zahnkranzes des Ober- 3 und Unterkiefers 4 in Stellung zur Okklusionsebene 2.
Figur 3 zeigt eine Zeichnung eines Schädels 20 mit der Position des Oberkiefers 3 und Unterkiefers 4, die eine feste Position im Schädel haben. Diese Positionen im Patientenschädel müssen auch korrekt auf den Artikulator übertragen werden (Kieferrelationsbestimmung; veraltet Bissnahme). Mit dem Gesichtsbogen 21 wird die Übertragung individuell am Patienten gemessener Parameter in den Artikulator ermöglicht. Dazu wird der Gesichtsbogen beidseitig am äußeren Gehörgang positioniert, sowie mit einer Nasenstütze an der Glabella (knöcherne Erhebung des Stirnbeins über der Nasenwurzel) fixiert. Anschließend wird eine Gebissgabel gegen die Kauflächen der Oberkieferzähne gedrückt. Mit Hilfe eines Gelenks wird die Gebissgabel fest am Gesichtsbogen arretiert und verschraubt. Damit ist die Registrierung am Patienten abgeschlossen. Im nächsten Schritt wird der Gesichtsbogen mit Gebissgabel und Gestänge am Artikulator befestigt und anschließend das Oberkiefermodell auf der Gebissgabel einartikuliert.
Die vorliegende Erfindung stellt Mittel bereit, wie diese im Falle von digitalen Aufnahmen und computergestützter Herstellung von Modellen mittels additiver Verfahren auf analoge Artikulatoren vereinfacht wird. Die in Figur 3 gezeigten Verfahren werden durch die Erfindung ersetzt. Figur 4 zeigt eine Zeichnung des volljustierbaren Artikulators 1 aus Figur 1 mit einem Zahnkranz des Ober- 3 und Unterkiefers 4 in Stellung zur Okklusionsebene 2 sowie Basisplatten 5, wie sie die Erfindung vorsieht. Diese Abbildungen können so während eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer CAD-Software erstellt werden. Anschließend werden die passenden Sockelplatten der Modelle eingefügt und der freie Raum zwischen den Zahnkränzen und der Sockelplatte im Design Verfahren aufgefüllt. Auf diese Weise entsteht das CAD-Modell am Computer, das der Herstellung der analogen Zahnmodelle im additiven Verfahren (z.B. 3D-Druck) zu Grunde liegt.
Figur 5 zeigt beispielhaft die Abbildung eines erfindungsgemäßen Zahnmodells in einer CAD-Software. Die Abformungen des Oberkiefers 3 und des Unterkiefers 4 sind entsprechend der digitalen Aufnahmen erstellt und anhand der Daten aus den Gesichtsscans des Patienten auf die individuelle Okklusionsebene ausgerichtet worden. Hinzukommen die Sockelplatten 8, deren Position und Ausgestaltung in der Software hinterlegt wurden. Der Zwischenraum 6 wird dann am Computer aufgefüllt. Die Sockelplatten können verschiedene Halteelemente 7 umfassen, mit welchen die Modelle an den Basisplatten im Artikulator befestigt werden können. Hier werden beispielhaft Gleitschienen gezeigt. Diese können am Ende zudem mit einem Stoppelement ausgestaltet sein, z.B. ein Schnappverschluss.
Figur 6 zeigt ein Beispiel für die Ausgestaltung der Sockelplatten 8. In Figur 6 A ist eine Aufsicht von schräg oben gezeigt. Figur 6 B zeigt die Platte für den Oberkiefer seitlich von vorne. Die Ausgestaltung richtet sich dabei in erster Linie nach der Fertigungsmethode, bzw. den Fähigkeiten des zur Verfügung stehenden 3-D Druckers. So kann die eigentliche Sockelplatte massiv sein oder es können Öffnungen 9 vorhanden sein. Diese können insbesondere in einem regelmäßigen Muster vorliegen. Dabei können die Öffnungen, rund, viereckig oder sechseckig sein. Die eigentliche Platte kann dabei eine an die Mundform angepasste Form haben. Dies bedeutet die Platten sind hinten breiter als vorne. Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, dass die Platte des Oberkiefers sich von der Platte des Unterkiefers unterscheidet. So kann die Platte des Unterkiefers vorne abgerundet sein, wohin gehend die des Oberkiefers vorne eine Spitze aufweist.
Die in diesem Beispiel gezeigten Haltemittel oder Verbindungsmittel 7 bestehen aus 4 seitlich angesetzten Ringen (sie können direkt oder über kleine Stege angesetzt sein). Die Ringe können zudem leicht nach unten versetzt angebracht werden (s. Figur 6B). In den Ringen können kleine Magnete eingesetzt sein. Diese sind bevorzugt dünner als die Ringe, schließen diese nach unten ab und bilden so einen Boden in den Ringen. Natürlich müssen die Haltemittel so gewählt werden, dass die analogen, passenden Basisplatten vorhanden sind und im Artikulator eingefügt wurden oder werden können. Bei dem gezeigten Beispiel können dies an die Platten angebrachte Pins sein, an deren unterem Ende ebenfalls kleine Magnete angebracht wurden (s. Figur 10).
Figur 7 zeigt ein anderes Beispiel für die Ausgestaltung von Sockelplatten 8. Die Grundform der Sockelplatten kann dabei ein Rechteck mit angesetztem Dreieck an der langen Seite sein (Seitenansicht eines Hauses mit Satteldach). Dabei können die Ecken abgeschrägt sein (45°). Als Halteelemente 7 dienen hier Rillen für Stege, die sternförmig von einer kreisförmigen Vertiefung in der Mitte ausgehen. In dieser Vertiefung kann eine Eisenplatte angebracht werden, um die Haltekraft zu verstärken, wenn diese von der Basisplatte magnetisch gehalten wird. Alternativ kann ein kleiner Magnet angebracht werden, wenn die Eisenplatte auf der Basisplatte angebracht wurde. Natürlich können auch 2 gleiche Magnete angebracht werden, die sich anziehen. Die Rille zur hinteren Seite kann dabei breiter sein als die anderen Rillen. Die Breite kann z.B. dem Umfang der runden Vertiefung in der Mitte entsprechen.
Figur 8 zeigt eine schematische Abbildung eines erfindungsgemäßen Zahnmodels mit den Sockelplatten 8 aus Figur 7 mit den entsprechenden Haltemitteln 7. Es ist zu sehen, dass die beiden Sockelplatten parallel zueinander ausgerichtet sind und in ihren Ebenen an identischen Positionen angebracht sind. Mit anderen Worten sie liegen deckungsgleich übereinander. Die Zahnkränze der beiden Kiefer (3 und 4) können mit Hilfe der Daten aus den beiden Gesichtsaufnahmen des Patienten nun so in das Model eingefügt werden, dass die Kontaktpunkte in der Okklusionsebene liegen und die natürliche Zahnstellung einnehmen. Der Raum zwischen den Platten und den Oberkiefermodeln kann nun vom Anwender in der Software ausgefüllt werden. Ein Zahnmodell, dass mit Hilfe der entsprechenden digitalen Daten gedruckt wird (3D-Druck), kann in einen Standard mäßig vorbereiteten und voreingestellten Artikulator eingefügt werden, wobei die Haltemittel die Verbindung zwischen Sockelplatten und Basisplatten vermitteln. Die Zahnmodelle sind dabei durch das spezielle Herstellungsverfahren bereits mit allen anatomischen und Lagebedingten Aspekten versehen, so dass sich die Zahnkränze automatisch in der korrekten Schädelposition befinden.
Figur 9 A und B zeigen eine Basisplatte 5 aus verschiedenen Richtungen. Die Basisplatte 5 hat in diesem Beispiel als Verbindungselement 7.1 zwei Spunde oder Schienen, die paarig und parallel zueinander angeordnet sind. Diese passen genau in eine entsprechende Nut an einer Sockelplatte (siehe Figur 5) und bilden dann eine Schwalbenschwanzverbindung. Am hinteren Ende kann noch ein Schnappverschluss 10 angebracht sein, der die Basisplatte mit der entsprechenden Sockelplatte arretieren kann. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Bereich 11 vorgesehen, in welchen ein Klebstoff oder Gips eingefüllt werden kann. Dieser Bereich kann durch einen aufgesetzten Rand in Kreisform gebildet werden. Es können zudem kleiner Ausbuchtungen oder Vertiefungen 14 vorhanden sein, die einen Formschluss mit einem Klebstoff ermöglichen.
In Figur 9C wird ein Abstandshalter gezeigt. Dieser dient zur einmaligen Vorbereitung des analogen physischen Artikulators für das erfindungsgemäße Verfahren. Er besteht aus einer Sockelplatte 8.1 wie sie für die Oberkiefermodelle vorgesehen ist, einer Sockelplatte 8.2 wie sie für die Unterkiefermodelle vorgesehen ist und einem Stamm 12 (alternativ eine Säule), der beide verbindet und somit den Abstand der beiden Platten voneinander definiert. Die beiden Sockelplatten können verschiedene Haltemittel 7.2 aufweisen, die auf die entsprechenden Basisplatten abgestimmt sein sollten. Hier sind es parallel verlaufende Nute 7.2, die die Schienen 7.1 der Basisplatte aus Figur 9A und B aufnehmen können.
Figur 10 zeigt eine Variation der Gegenstände aus Figur 9. Ein Unterschied besteht in der Ausgestaltung der Verbindungselemente 7.3 und 7.4, die hier als Magnetverschlüsse ausgebildet sind. Die Verbindungselemente sind dabei seitlich an den Platten angesetzt. Es können z.B. 4 Stück verwendet werden. Dabei ist es zudem von Vorteil, wenn ein Element des Verschlusses in einer Vertiefung liegt und das andere Element erhöht angebracht ist, z.B. auf einem pinförmigen Element, welches dann in die Vertiefung eingreifen kann bzw. in dieser zu liegen kommt. Figur 10 A zeigt die Basisplatte 5 in verschiedenen Ansichten. Am Boden wird zudem der mögliche Unterschied zwischen der Platte für den Oberkiefer und den Unterkiefer gezeigt. Figur 10 B bildet den dazu gehörigen Abstandhalter ab. Diese weißt einen sechseckigen statt einem runden Stamm 12 auf. Der Querschnitt des Stamms kann beliebig ausgebildet sein. Aus Gründen des besseren Handlings ist es bevorzugt, dass der Querschnitt deutlich kleiner ist, als der Querschnitt der Platten 8.1 . Die komplementär ausgebildeten Verbindungselemente können so angebracht werden oder ausgestaltet sein, dass ein Vertauschen der Paarungen aus Basisplatte und zugehöriger Sockelplatte bzw. Platte des Abstandshalters nicht möglich ist. Dann passt auf eine Basisplatte nur die Sockelplatte des Oberkiefers und auf die andere Basisplatte nur die Sockelplatte des Unterkiefers. Dies kann z.B. durch die Größe der Verbindungselemente, die Anordnung der Verbindungselemente oder die Art der Verbindungselemente erreicht werden. Figur 11 zeigt eine weitere Variante der Verschlusselemente 7. Hier trägt die Basisplatte 5 sternförmig angeordnete Stege 7.5, in deren Mitte ein Magnetverschluss 13 angebracht sein kann. Dieser kann leicht erhöht liegen. Es ist bevorzugt, dass 5 Stege verwendet werden. Die Stege können verschiedene Querschnitte haben. Bevorzugt ist ein trapezförmiger Querschnitt, wie hier gezeigt. Die entsprechenden Sockelplatten in Figur 12 sind dann mit passgenauen Rillen ausgestattet, in welche die Stege eingreifen können. Auch hier kann in der Mitte ein Magnetverschluss liegen. Der Magnetverschluss besteht dabei aus passenden Magneten oder einem Magnet und einem magnetischen Metallteil, die so angebracht wurden, dass sie eine Haltekraft ausüben, wenn die Basisplatte und die Sockelplatte aufeinanderzuliegen kommen.
Figur 13 bildet einen Abstandhalter 16 ab, der neben dem Stamm 12, die beiden Platten 8.1 aufweist, die zu den Basisplatten 5 aus Figur 11 komplementär sind. Diese Platten 8.1 und 8.2 weisen Rillen 7.6 auf, die die Stege der Basisplatten aufnehmen können. Der Abstandshalter kann einen hohlen Stamm 14 aufweisen. Dieser kann auf die beiden Platten aufgesetzt werden oder kontinuierlich in diese übergehen. Ist der Stamm hohl, können auch die beiden Platten eine Öffnung ausweisen, die dem Querschnitt des Hohlraums im Stamm entsprechen.
Figur 14 zeigt die zusammengefügten Basisplatten 5 mit dem Abstandshalter aus Figur 13. Wie man sieht kommen die Stege 7.5 in den Rillen 7.6 zu liegen. Es kann sein, dass die Platten des Abstandhalters kleiner sind, als die Basisplatten. In diesem Fall können auch die Stege länger sein als die Rillen und über diese hinausragen. Der Bereich 11 der Basisplatten, der der Befestigung der Basisplatten am Artikulator dient, kann sowohl in seiner Wand als auch im Bodenbereich Vertiefungen 14 aufweisen (z.B. runde Aussparungen, eckige Vertiefungen oder längliche Kerben) die einen Formschluss mit einem aushärtenden, flüssigen Material wie Klebstoff, Gips oder flüssigen Thermoplasten ermöglichen.
Figur 15 zeigt eine Montagehilfe 15. Dabei handelt es sich, genau wie beim Abstandshalter, um ein Hilfsprodukt, welches dazu dient die einmalige Montage der beiden Basisplatten in einem Artikulator zu vereinfachen. Die Montagehilfe kann eine Platte sein die eine beliebige Grundform aufweist aber eine definierte Dicke hat. Die Montagehilfe dient dazu die Basisplatten in einer vordefinierten und in den digitalen Daten erfassten Position innerhalb des Artikulators zu befestigen. Dazu kann sie an einem Ende Strukturen 17 aufweisen, die eine bestimmte, z.B. mittige, Ausrichtung im Artikulator erlauben. Die Form dieser Strukturen kann entsprechend an den Typ des Artikulators angepasst werden. Hier gezeigt sind zwei halbkreisförmige Aussparungen die es erlauben die Montagehilfe z.B. an zwei Säulen des Artikulators auszurichten oder generell an bestimmten Teilen des Artikulators.
Auf der Montagehilfe kann sich eine Struktur 18 befinden, die eine bestimmte Position der Basisplatte auf der Montagehilfe definiert. Dabei kann es sich z.B. um einen Ring handeln oder einen niedrigen Zylinder in welchen der Bereich 11 der Basisplatten, der der Befestigung der Basisplatten am Artikulator dient, passgenau hineingestellt werden kann.
Figur 16 zeigt eine alternative Montagehilfe 15. Die Strukturen 17, die eine bestimmte, z.B. mittige, Ausrichtung im Artikulator erlauben, sind hier Ausschnitte in Form eines Halbreises mit direkt benachbartem Viertelkreis, der an 2 Seiten offen ist.
Auf der Montagehilfe befindet sich eine Struktur 18, die eine bestimmte Position der Basisplatte auf der Montagehilfe definiert. Diese Struktur 18 kann zusätzlich ein Positionierungselement 22 aufweisen, welches eine genaue Positionierung einer Basisplatte auf der Montagehilfe erlaubt. Dabei handelt es sich z.B. um eine Einkerbung, eine Nut, eine Erhebung, die eine komplementäre Struktur auf der Basisplatte hat und eine verdreh-sichere Ausrichtung der Basisplatte gewährleistet.
Figur 17 und Figur 18 zeigen jeweils ein erfindungsgemäßes System wobei der Abstandshalter sowie die erste und zweite Basisplatte über mindestens ein Halteelement 7 miteinander verbunden werden können. Diese Halteelemente sind in Figur 17 Stege auf dem Abstandshalter und komplementäre Rillen auf den Basisplatten. Figur 18 nutzt 4 seitlich angebrachte Magnetverschlüsse. Die Magnete oder respektive eisenhaltigen Platten liegen dabei auf oder in einem seitlich angebrachten Zylinder. Diese können so ausgeformt sein, dass auf den Zylindern der Basisplatte ein Kegelstumpf sitz, der das Verschlussteil trägt und die Zylinder des Abstandshalters eine konusförmige Öffnung besitzen, in welchen das zweite Verschlussteil sitz und in welche der Kegelstumpf hineinpasst. Die Anordnung der Verschlussteile bzw. deren tragende Strukturen kann natürlich auch umgekehrt angeordnet sein.
Figur 19 zeigt ein System umfassend aus einer Montagehilfe 15, einer erste Basisplatte 5 für das Oberkiefermodell, einer zweiter Basisplatte 5 für das Unterkiefermodell und einen Abstandshalter 16 im Bezug zu einem Artikulator 1. Wenn die Basisplatte 5 des Unterkiefers auf die Montagehilfe aufgesetzt wird, haben die Basisplatten im Artikulator eine definierte Position, die so auch in der Software zum Design der Zahnmodelle hinterlegt werden kann. Danach wird zunächst die Basisplatte des Oberkiefers in dieser Position befestigt. Dies kann mit Hilfe einer zähen, aushärtenden Substanz wie Gips oder Klebstoff geschehen. Danach wird die Montagehilfe entfernt und die untere Basisplatte (die für den Unterkiefer) ebenfalls im Arti- kulator befestigt. Danach kann der Abstandhalter ebenfalls entfernt werden. Nun können alle Zahnmodelle, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden in diesen vorbereiteten Artikulator eingesetzt werden. Ohne weitere Einstellungen vornehmen zu müssen, sind dabei die Zahnreihen so angeordnet, dass sie in der Okklusionsebene des Patienten aufeinandertreffen. Die entsprechende Vorbereitung des Artikulators ist nur einmalig vorzunehmen.
Figur 20 zeigt die Bestandteile, deren Daten in der Software vorliegen können, damit die Zahnmodelle mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens modelliert und hergestellt werden können. Diese sind hier zum besseren Verständnis im Bezug zu einem Artikulator 1 gezeigt. Die Software enthält die Daten zur Form und Position der beiden Basisplatten 5. Hinzu kommen die Daten der passenden Sockelplatten mit komplementären Verbindungselementen. Zwischen diesen Bestandteilen liegt ein Zwischenraum mit vordefinierter Höhe. Dort hinein müssen nun anhand der digitalen Daten der Abformung vom Unterkiefer 4 und/oder Oberkiefer 3 diese angeordnet werden. Dabei dienen die Daten aus den beiden Aufnahmen des Gesichts des Patienten dazu die individuelle Okklusionsebene zu bestimmen, an der die Zähne aufeinandertreffen sollten. Der nun freibleibende Raum zwischen den Kieferabformungen und den Sockelplatten muss aufgefüllt werden. Er muss dabei zumindest soweit aufgefüllt werden, dass ein stabiles Zahnmodell entstehen kann. Die vordefinierte Höhe kann dabei durchaus in verschiedenen Varianten in der Software zur Auswahl stehen, z.B. Short, Medium, und Tall. Die unterschiedlichen Höhen dienen dazu, das natürliche Spektrum der Höhenabstände der Kiefer widerzuspiegeln und optimal einzustellen. Zudem hilft es beim Drucken, dass die Modelle nicht zu groß (dick) werden und Material gespart werden kann.
Entsprechend ist in solchen Fällen der physische Abstandshalter zum Einstellen des Artikulators entweder in verschiedenen, entsprechend angepassten Größen (Höhen) vorhanden oder er ist in den entsprechenden Schritten verstellbar. Der Abstandshalter kann aber auch in der Ausformung der Basisplatten sowie des Abstands an spezielle Artikulatoren(typen) angepasst sein.
Figur 21 zeigt ein Schema, welches das ins Verhältnis bringen der Patientenaufnahme mit der Gebissgabel zum Artikulator verdeutlicht. Am Computer wird die Aufnahme des Patienten gerastert. Nun wird eine digital vorhandene Aufnahme des Artikulators (virtueller Artikulator) mit dem Kopf des Patienten abgeglichen. Dabei wird der Artikulator an verschiedenen Bezugspunkten am Schädel des Patienten (Augen, Ohren, Kinn) und an einem Referenzelement 23 der Gebissgabel ausgerichtet. Hinzu kommen die Daten der Gebissgabel, eventuell mit der digitalen Abformung der Abdrücke auf der Gebissgabel. Zusammen mit den Daten der zweiten Patientenaufnahme, auf welcher er lächelt, so kann eine individuelle Okklusionsebene innerhalb des Artikulators bestimmt werden.
Figur 22 zeigt eine Gebissgabel, die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann. Diese Gebissgabel entspricht nicht einem herkömmlichen Abdrucklöffel. Sie besteht aus einer starren Platte 22, aus Metall oder Kunststoff, und kann mit einem verformbaren Abformmaterial auf beiden Seiten bestrichen werden. Die Platte kann die ungefähre Form eines Kiefers aufweisen. Sie kann mit Löchern versehen sein, damit eine Abdruckmasse besser hält. Der Patient muss während der Aufnahme des Gesichts auf diese Platte beißen. Wurde zuvor eine Abdruckmasse aufgebracht, muss er solange zubeißen, bis die Masse sich verfestigt hat. Die Gebissgabel kann dann anschließend eingescannt werden so dass digitale Daten erfasst und versendet werden können. Ansonsten kann ein Zahnarzt die Gebissgabel auch ins Zahnlabor senden, wo die digitale Abformung dann vorgenommen werden kann. Senkrecht zur Platte ist zudem ein Referenzelement 23 angebracht, welches beim Beißen außen am Mund zu liegen kommt. Als Referenzelement ist jeder deutlich sichtbare, äußere Bestandteil der Gebissgabel geeignet. Bevorzugt ist, wenn das Referenzelement mindestens 3 Registrierungspunkte besitzt. Dies können Ecken sein oder außen aufgesetzte Strukturen wie Kegel, Halbkugeln oder Pyramiden. Das Referenzelement und besonders die Registrierungspunkte können in der Software dazu genutzt werden, die Gebissgabel und damit die Okklusionsebene mit dem Schädel und dessen Referenzpunkten in die richtige räumliche Beziehung zueinander zu setzen. Das Referenzelement kann, wie hier gezeigt, gebogen sein (und damit die Form des Mundes nachbilden) und seitlich jeweils einen Einschnitt 24 aufweisen. Zudem können an unterschiedlichen Stellen Erhebungen 25 (z.B. kleine Halbkugeln) angebracht sein. Das Referenzelement kann mit einem kleinen Steg an der Platte befestigt werden, wobei der Steg bevorzugt 0,5 bis 1 ,5 cm lang ist. Alternativ kann das Referenzelement ein Rechteck sein und gegebenenfalls ebenfalls aufgesetzte Strukturen umfassen.
Figur 24 zeigt ein Analysemittel 26, mit dem man die Auswirkung der Veränderung des Inklusionswinkels auf ein Zahnmodel messen und in eine Software übertragen kann. Es besteht aus einer Platte 27, auf welche ein Zahnmodell des Unterkiefers oder Oberkiefers aufgelegt werden kann. Am vorderen Ende ist die Platte über ein Scharnier 29 mit einer Halterung 30 versehen. Diese Halterung entspricht einer Sockelplatte wie sie hier für ein Zahnmodel beschrieben wurde und umfasst entsprechend Verbindungselemente, die eine Befestigung auf einer Basisplatte 5 im Artikulator ermöglichen. Entlang einer Skala 28, welche in die Platte eingreift, kann die Platte nun in der Höhe und um den Inklinationswinkel justiert werden. Figur 23 zeigt die Anordnung des Analysetools 26 im Artikulator 1 . Dieses Analysetool kann auch digital vorliegen. Man kann es während des CAD Designs einblenden und ausblenden, sowie die Höhe und den Inklinationswinkel der Platte ändern.
Das physisch vorhandene Analysetool erlaubt eine Kontrolle zwischen dem digitalen Design und den physischen Rekonstruktionen/Modellen. So kann man eine Än- derung am physischen Artikulator mit dem Analysetool analysieren und dann die gewonnenen Informationen auf die CAD Software der Skala übertragen. Das bedeutet, dass das Analysetool ermöglicht, das man verschiedene Positionen testen kann und dann die Werte in die CAD Software übernehmen kann, sodass das digitale Zahnmodell die gleiche Position einnimmt wie das physisch vorhandene Mo- dell. Das gleiche ist auch genau umgekehrt möglich: Die Informationen können von der CAD Software auf den physischen Artikulator übertragen werden.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Dentalmodells zur Verwendung im zahntechnischen Bereich, das folgende Schritte enthält:
- Analoge oder digitale Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer;
- Erfassung der Position des oder der Kiefer im 3-dimensionalen Raum durch eine erste Aufnahme des Gesichts des Patienten mit einer Gebissgabel und einer zweiten Aufnahme des Gesichts des lächelnden Patienten;
- Im Fall einer analogen Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer eine Digitalisierung der analogen Abformung;
- Import der digitalen Daten aus der Abformung vom Unterkiefer und/oder dem Oberkiefer sowie der ersten und zweiten Gesichtsaufnahme in eine CAD-Soft- ware;
- Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so hergestellt wird, dass der Patientenkiefer analog zu seiner Schädellage im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer vordefinierten Ebene liegen und der Abstand individuell aufgefüllt wird, und
- Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells.
2. Verfahren nach Anspruch 1 mit dem zusätzlichen Schritt
- Digitalisierung der Gebissgabel und Import der digitalen Daten der Gebissgabel in die CAD-Software.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das analoge Zahnmodell mit Hilfe eines additiven Herstellungsverfahrens angefertigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei auch die Sockelplatte des Zahnmodells mit Hilfe des additiven Herstellungsverfahrens angefertigt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste und zweite Aufnahme des Patienten ein 3D-Foto oder ein 3D-Scan ist.
6. Verfahren zum Herstellen eines Zahnersatzes umfassend die Schritte des Verfahrens aus Anspruch 1 und zudem die folgenden Schritte:
- Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator und
- Ausarbeitung eines Zahnersatzes mit Hilfe des Zahnmodells.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Einsetzen des Zahnmodells in einen analogen Artikulator eine Reponierung in Okklusion umfasst.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei eine Reponierung in Okklusion keine individuellen, patientenbezogenen Einstellungen des Artikulators benötigt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 6, mit dem zusätzlichen Schritt
- Vorbereitung des Artikulators umfassend das Befestigen einer ersten Basis für das Oberkiefermodell und einer zweiten Basis für das Unterkiefermodell mit Hilfe eines Abstandhalters.
10. Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, wobei das Zahnmodell nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 5 erhältlich ist.
11 . Zahnmodell, das zumindest einen Teilbereich eines menschlichen Kiefers darstellt, das zusammen mit den Sockelplatten in einem 3D-Druckverfahren hergestellt wurde und wobei das Zahnmodell dadurch charakterisiert ist, dass der Patientenkiefer (Zahnkranz) auf eine Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte in einer vordefinierten Ebene liegt und der Abstand individuell an die Schädellage des Patienten angepasst aufgefüllt wurde.
12. System zum einmaligen Vorbereiten eines Artikulators für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 - 9 umfassend
- eine Montagehilfe,
- eine erste Basis für das Oberkiefermodell
- eine zweite Basis für das Unterkiefermodell und
- einen Abstandshalter, wobei der Abstandshalter sowie die erste und zweite Basis über mindestens ein Halteelement miteinander verbunden werden können.
13. System gemäß Anspruch 12, wobei das mindestens eine Halteelement einen Magneten, eine Schienenführung, eine Schwalbenschwanzverbindung oder eine Nut-Federverbindung umfasst.
14. Computerprogramm, das eine Abfolge von Befehlen umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer, diesen veranlassen, die folgenden Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 8 auszuführen. - Herstellen eines digitalen dreidimensionalen Zahnmodells, wobei das Zahnmodell so hergestellt wird, dass der Patientenkiefer (Zahnkranz) auf eine vordefinierte Okklusionsebene im Artikulator ausgerichtet ist, die Sockelplatte oder Sockelplatten in einer weiteren vordefinierten Ebene liegen und der Ab- stand individuell aufgefüllt wurde, und
- Herstellen des analogen Zahnmodells auf der Grundlage des erstellten dreidimensionalen CAD-Modells. Computerprogramm, das eine Abfolge von Befehlen umfasst, mittels derer eine Vorrichtung zur Erstellung eines Dentalmodells (3-D Drucker) in die Lage versetzt wird, ein Dentalmodell gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10 zu erstellen, wenn das Computerprogramm in der Vorrichtung zur Erstellung eines Dentalmodells oder von einem Computer ausgeführt wird, der diese Vorrichtung zur Erstellung eines Zahnmodells steuert. Computerlesbarer Datenträger, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 14 oder 15 gespeichert ist.
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