专利名称:用于制造颌矫形元件的方法颌矫形元件可以例如应用在用于矫正牙齿错位的颌矫形治疗的框架中并且例如设计成托架或颊细管或舌细管(Bukkal-oder Lingualrohrchen)的形式。为了矫正牙齿的错位,将颌矫形元件附着在牙齿上。主体可以具有容纳部,例如裂口或呈柱体形的开口,其中,有弹性的弓丝被带入容纳部中。通过弓丝可以将矫正力施加到牙齿上,从而改变牙齿在颌上的位置。为了将颌矫形元件固定在牙齿上,使用粘胶,借助粘胶可以将所述元件暂时附着在牙釉质上。在此情况下一方面应当达到足够稳定的附着,因此能将所期望的矫正力施 加到牙齿上。另一方面则务必确保,在治疗结束后,颌矫形元件可以从牙齿上除去,其中,应当尽量使牙釉质不受到损伤。在颌矫形元件和粘胶之间的复合以及在粘胶和牙齿之间的复合可以通过化学连接和/或通过粘附进行以及也可以通过机械的咬合实现。在带有金属主体的颌矫形元件中业已被证实有利的是,基面设有记忆结构,该记忆结构具有大量凹陷部或隆起部。这使得如下成为可能,即,扩大待相互粘接部分的表面以及由此改善粘接复合。记忆结构可以例如呈网状地设计,如在DE 3519213A1中描述的那样。金属的主体和通常用能熔融的材料制成的主体例如由EP 0841877B1公开,基面借助激光光束熔融,以便产生大量凹陷部和不规则的隆起部,这些凹陷部和隆起部形成咬边(Hinterschneidung)以及由此使得粘胶与颌矫形元件的咬合成为可能。这种主体能弹性地和/或塑性地变形。陶瓷主体,尤其是经烧结的陶瓷主体实际上不具有弹性的或塑性的可变形性。它们更确切地说具有很高的脆性以及也具有非常高的熔融温度。它们因此可以借助激光光束非表面地熔融。在熔融时也就是存在主体被损毁的风险。因此为了改善陶瓷主体和牙釉质之间的复合,在US 5,197,873中建议,将大量非常小的颗粒烧结到主体的基面上。由此扩大了主体的与粘胶共同作用的表面以及此外提供了咬边,这些咬边加强了粘胶和主体之间的复合。在US 5,110,290中建议,施加塑料网到陶瓷主体上。这同样使得表面扩大成为可能以及由此使得在粘胶和主体之间的较强的连接力成为可能。但小颗粒的烧结同样如塑料网的施加那样伴随着缺陷,即,会影响陶瓷主体材料的本身很好的生物相容性。还建议的是,在粘胶和由氧化铝制成的主体之间的复合通过硅烷层的施加得到改善。硅烷层促成了粘胶和主体之间的强烈的化学连接。但存在的风险是,在颌矫形治疗结束时,在将颌矫形元件从牙齿除去时会损伤牙釉质。此外,硅烷层仅具有受界限的保持性并且粘附强度值表明了很高的方差。此外,硅烷层的施加伴随着显著的成本
本发明的任务是,提供用于制造颌矫形元件的类属类型的方法,其中,所制造的元件的主体一方面可以以很高的粘附力附着在牙齿上,并且其中,主体另一方面可以在颌矫形治疗结束时以简单的方式与牙齿分离。按照本发明,该任务在本文开头所述类型的方法中通过如下方式被解决,S卩,将激光光束在加载区域中在基面上沿着导引,在加载区域中的基面局部借助激光光束表面地加热并且通过裂纹形成将显微镜下可见的颗粒从基面中断裂出来。在本发明中包含这样的思想,即,当基面具有粗糙不平的结构,该粗糙不平的结构带有大量倾斜地彼此取向的断面时,在主体的基面和粘胶之间的相互作用可以明显提高以及由此可以改善粘附力。显微镜下可见的断面促成了强烈的表面扩大,其中,这些断面在极为不同的方向上取向。将断面通过如下方式产生,即,在加载区域中局部用激光光束加载基面,其中,表面地加热基面。由此在主体 的易碎的材料中在接近表面的区域中诱导裂纹,而不会将基面熔融。更确切地说在主体的接近表面的区域中产生热应力,从而导致断裂以及将显微镜下可见的颗粒减少性地移除。由此构造了大量倾斜地彼此取向的显微镜下可见的断面,这些断面导致主体表面的显著扩大以及引起了主体在待治疗的牙齿上的改善的粘附强度。接近表面的区域可以延伸经过小于0. 2mm的深度、优选延伸经过小于0. Imm的深度。业已表明,通过借助激光光束对基面的局部表面的加热可以以简单的方式提供倾斜地彼此取向的显微镜下可见的断面,这些断面使颌矫形元件和牙齿之间的高的粘附力成为可能,其中,颌矫形元件在颌矫形治疗结束时可以不怎么困难地从牙齿取下。在取下颌矫形元件时的牙釉质受损的风险很小。通过借助激光光束形成表面裂纹而产生的断面优选具有小于50i!m、尤其小于20 的最大延伸。陶瓷主体的基面因此具有大量倾斜地彼此取向的、较小的断面。各以不同角度相互倾斜的断面越小,那么提供用于在陶瓷主体和粘胶之间的相互作用的整个表面就越大。通过借助激光光束的表面加热而产生的断面优选至少部分设计成平坦的。通过激光光束在基面上的沿着导引,将基面的区域加热到在熔融温度之下的温度上。由此诱导出热应力,该热应力导致裂纹形成,从而将显微镜下可见的颗粒从基面断裂出来。基面因此显示大量倾斜地相互取向的断面以及由此具有很大的表面,从而可以达到显著的粘附强度。断面在此情况下也可以构造咬边,这些咬边使得粘胶与基面的咬合成为可倉泛。通过显微镜下可见的颗粒的经激光诱导的断裂出来和由此形成的在基面内的断面构造,可以获得针对由主体和粘胶形成的复合的粘附强度值,这些粘附强度值具有比在硅烷化的基面的情况下显著更小的方差。可以避免不允许的高的粘附强度值,以及这又降低了在颌矫形治疗结束时在将颌矫形元件从牙齿除去时损害牙釉质的风险。加载区域可以在整个基面上延伸,在该加载区域内将激光光束在基面上沿着导弓丨,以便局部表面地加热基面,从而通过裂纹形成产生大量倾斜地彼此取向的显微镜下可见的断面。但也可以设置,加载区域仅在基面的部分区域上延伸。在这个部分区域中,由激光加载构造了粗糙不平的结构,反之,基面在加载区域之外保持没有粗糙不平。加载区域仅在基面的部分区域上的延展给出了这样的可能性,S卩,基面在加载区域之外设有标记,用于颌矫形元件相对牙齿类型的配属。标记使得牙齿正畸医生对颌矫形元件相对特定牙齿类型的配属更容易。作为标记,例如可以使用形式为按照FDI系统、也就是说按照世界牙科联盟的辨识系统的数字缩写的牙齿标称。在由激光加载产生的粗糙不平的结构之外能更好地识别标记。例如可以设置,加载区域的边缘限定了标记。在这种设计方案中,加载区域实际上是标记的阴面(Negativ),也就是说,基面的在加载区域之外的区域已经形成了标记,而不需要额外的加工步骤。备选地可以设置,标记仅部分遮盖基面的在加载区域之外的区域。在这种设计方案中,在基面的在加载区域之外的区域中布置有标记。可以设置,将标记通过在粗糙不平的结构之外对基面的物理的、化学的或机械的相加和/或相减的加工产生。特别有利的是,借助激光光束产生该标记。为此有利的是,将激光光束连续地至少在基面的在加载区域之外的区段上运动,粗糙不平的结构位于加载区域中。为了产生标记而有利地使用的激光光束优选具有比为了在加载区域内部产生显微镜下可见的断面而使用的激光光束更小的能量密度。优选地在加载区域中将激光光束逐步地在基面上沿着导引。在这种情况下,基面在加载区域中的辐射在相继跟随的步骤中进行,其中,用激光辐射加载基面的各一个作用区。单个的作用区可以重叠。主体在这些作用区中吸收激光辐射。这导致具有热应力的局部受界限的区域,这些区域在主体的脆性材料中导致裂纹并且导致显微镜下可见的颗粒的断裂出来。有利的是,借助激光光束逐点加热在加载区域中的基面。主体在其内吸收激光辐射的单个的作用区在这种情况下仅具有很小的延展,例如小于1mm、尤其是小于0. 5mm、优选最小为0. Imm的非常小的延展。通过这些作用区的非常小的、实际上呈点形的延展,可以以简单的方式避免基于激光辐射造成的主体的深度受损。在优选的实施形式中,在加载区域中将经聚焦的激光光束呈点形或呈线形地在基面上沿着导引。由此可以在基面上获得粗糙不平的结构,这种结构呈点形或呈线形并且仅在基面的部分区域上延伸。基面因此具有粗糙不平的以及非粗糙不平的区域。粗糙不平的以及非粗糙不平的表面区域之间的比例影响到能获得的粘附力以及由此给出了这样的可能性,即,控制所期望的粘附力,从而一方面在颌矫形治疗期间能可靠且可复制地将矫正力施加到牙齿上,以及另一方面在治疗结束后可以将颌矫形元件从牙齿除去,而不会有针对牙釉质的损伤的很大的风险。颌矫形元件可以例如构造成托架或颊细管或舌细管。特别有利的是,将激光光束在加载区域中多重地利用相互完全或部分覆盖的作用区呈点形或呈线形地在基面上沿着导引。根据激光光束有多频繁地对准已经利用激光器加载过的作用区,可以影响粗糙不平的结构的深度和侧向宽度。通过激光光束在基面的同一个作用区上的多重扫过(Cjbersueichen)可以获得一种深度结构,也就是说,可以在已经有显微镜下可见的颗粒被断裂出来的区域中,断裂出来其它的颗粒,而不会由此使主体经受深度损伤。更确切地说,在加载区域中的基面借助激光辐射仅被逐点且表面地加热到在主体的熔融温度之下的温度上,从而使得在显微镜下可见的颗粒仅表面地从基面释放出来。使用在加载区域中的激光光束的焦点直径在按本发明的方法的有利的实施形式中最大为0. 5mm、尤其最大为0. 1mm。焦点直径例如可以为0. 02mm至0. 09mm。有利的是,使用在加载区域中的激光光束具有最大为20W的能量。尤其在从5W至15W的范围内的能量被证明是有利的。例如可以设置,激光光束具有IOW的能量。若激光光束太富含能量,那么这会导致主体的深度损伤。为了避免这种深度损伤,有利地界限激光光束的能量。但为了获得深度结构,激光光束如已经所述的那样,可以多重地利用相互完全或部分覆盖的作用区在基面上沿着导引。激光光束到作用区上的作用时间在所述方法的有利的实施形式中最大为0. 5s、尤其是最大为0.1s。激光光束的作用时间影响作用区的深度。为了避免主体的深度损伤,作用时间有利地受到界限。激光光束在有利的实施形式中是脉冲的。激光光束的脉冲宽度有利地为最大0. I U S、尤其最大为50ns。 为了辐射在加载区域中的基面,优选使用固体激光器,尤其是钕-镱-钒酸盐激光器(Neodym-Ytterbium-Vanadat-Laser)或惨钦乾招石槽石激光器(Neodym-YAG-Laser)。使用在加载区域中的激光辐射的波长在按本发明的方法的有利的实施形式中在800nm至1400nm的范围内、尤其在IOOOnm至1200nm的范围内。优选使用短波红外福射。所述辐射由主体的陶瓷材料吸收,从而产生加热区,在这些加热区中通过诱导出的裂纹形成而释放显微镜下可见的颗粒。在按本发明的方法的有利的实施形式中,将主体在加载区域的激光加载之后加热。之后的加热使得保留的机械应力减少成为可能。由此,主体的之后的热处理导致诱导出的应力的恢复(Aushei lung)。可以设置,主体是由陶瓷的粉末材料压制的生坯(Grilnling)或通过陶瓷的注塑制造的经注塑的生坯或以所述方式制造的经预烧结的毛坯(WeiP ling),在加载区域中用激光光束加载该主体的基面,以及紧接着烧结或以热等静压的方式压制生坯或毛坯。当主体以生坯或经预烧结的毛坯形式存在时,由此在制造颌矫形元件期间于是可以进行带有在主体的基面上的大量断面的粗糙不平的结构的获得。在激光辐射之后才将主体然后烧结或以热等静压的方式压制。这种用于制造牙科部件的压制方法对技术人员而言由DE102005045698A1 公开。备选地可以设置,主体在加载区域的激光辐射时作为由陶瓷的粉末材料细密烧结的成型体存在。主体的基面在按本发明的制造方法的这种设计方案中,在主体已经被烧结时才在加载区域中用激光光束加载。如前所述,细密烧结的主体的基面然后通过激光辐射经历显著的表面扩大,这导致改善的粘附强度。主体优选用尤其是由氧化铝或氧化锆的氧化物陶瓷制造。对本发明的优选实施形式的下列说明用于结合详细阐释的附图。附图中图I是形式为托架的颌矫形元件的立体图;图2是由图I的托架的基面的经放大的表面区域,带有粗糙不平的结构;图3是由图2的粗糙不平的结构的以较强放大方式的截段;图4是由图3的经放大的截段。
本发明涉及用于制造颌矫形元件的方法,该颌矫形元件带有陶瓷主体,该陶瓷主体具有用于将元件固定在牙齿上的基面。为了这样改进所述方法,即,主体一方面可以以高的粘附力附着在牙齿上以及另一方面可以在颌矫形治疗结束时以简单的方式从牙齿上去除,按本发明提出,将激光光束在加载区域中在基面上沿着导引,在加载区域中的基面局部地借助激光光束表面地加热以及显微镜下可见的颗粒通过裂纹形成从基面断裂出来。
用于制造颌矫形元件的方法
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