DE29923123U1 - Vorrichtung zum Verschieben eines Zahnes in Längsrichtung eines Kieferbogens - Google Patents

Description

pOfta Patentanwälte

Dipl. Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Waldemar Leitner Dr. phil. not. Rudolf Bauer-1990 Dipl. Ing. HelmutHubbuch -1991 European Patent Attorneys

F0E1 E028DEU/Be00S001/TW/Be/11.01.2000

Bernhard Förster GmbH, Westliche Karl-Friedrich-Str. 151, D-75172 Pforzheim

Vorrichtung zum Verschieben eines Zahnes in Längsrichtung eines Kieferbogens

Beschreibung:

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Eine solche Vorrichtung ist aus dem "FORE-STADENT - Katalog 97" der Anmelderin zum Korrigieren von Fehlstellungen von Zähnen bekannt. Die Vorrichtung hat als erstes Verankerungsteil ein Bracket, welches auf den ersten, zu verschiebenden Zahn geklebt ist, und als zweites Verankerungsteil ein Bukkalröhrchen, welches auf ein orthodontisches Band geschweißt ist, welches einen Backenzahn umgibt. Beide Verankerungsteile sind mit einem Haken versehen. Als Spannvorrichtung ist eine pseudoelastische Wendelfeder vorgesehen, welche an ihren beiden Enden eine Öse hat. Eine Öse ist direkt auf einen der Haken gehängt, die andere Öse ist mittels eines Bindedrahtes an dem anderen Haken festgebunden. Die unter Zugspannung stehende Feder zieht den einen Eckzahn in Richtung gegen einen zweiten Zahn.

Die bekannte Vorrichtung hat einige Nachteile. Zum Einstellen der Zugkraft der Feder ist die Feder mit Hilfe eines Bindedrahtes zu spannen und zu fixieren. Zum

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Nachspannen muß der Bindedraht gelöst und unter Verkürzung frisch gespannt werden. Ein besonders gravierender Nachteil liegt darin, daß die Federkraft außerhalb des Schwerpunktes des Zahnes angreift. Der Schwerpunkt liegt im Kiefer unterhalb des Zahnfleischrandes auf der Längsachse des Zahnes. Demgegenüber greifen die Brackets außerhalb der Längsachse des Zahnes auf der Außenseite der Zahnkrone an, meistens ungefähr 12 mm oberhalb des Schwerpunktes. Dadurch werden auf den zu verlagernden Zahn Drehmomente ausgeübt, welche einerseits die Zahnkrone in Richtung der ziehenden Kraft kippen und den Zahn andererseits um seine Längsachse drehen. Beides ist außerordentlich unerwünscht. Deshalb ist im bekannten Stand der Technik zusätzlich eine Zwangsführung des zu verlagernden Zahnes an einem Drahtbogen vorgesehen, welcher mit Hilfe einer Reihe von weiteren Brackets und Bukkalröhrchen über die bukkale bzw. linguale Seite der beiderseits des zu verlagernden Zahnes anschließenden Zähne gespannt ist. Es handelt sich um einen Draht mit quadratischem Querschnitt, welcher in dem Draht eng angepaßten Nuten der Brackets formschlüssig aufgenommen ist. Die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung ist sehr aufwendig und erzeugt Reibungsverluste.

Aus der US - PS 4,272,240 ist eine Vorrichtung bekannt, um einen Backenzahn zu verschieben. Dazu ist der Backenzahn von einem metallischen Zahnband umgeben, auf welches eine Lasche geschweißt ist, welche sich auf der bukkalen Seite bis auf das Zahnfleisch erstreckt. Auf dieser Lasche ist schwenkbar ein Röhrchen angebracht, in welches ein kurzes Drahtstück eingeführt ist, welches an einem Kolben angebracht ist, welcher gegen die Kraft einer Wendelfeder in einem Zylinder verschiebbar ist. Dieser Zylinder ist an einer Gaumenplatte verankert, welche ihrerseits mit Klammern am Gebiß verankert werden kann. Auf dem Drahtstück ist eine Klemmschraube verschiebbar vorgesehen, welche als Anschlag für das Röhrchen dient. Durch Verschieben der Klemmschraube auf dem Drahtstück kann die Feder mehr oder weniger stark gespannt und dadurch eine mehr oder wenige starke Kraft auf den Backenzahn ausgeübt werden. Der Angriffspunkt der Kraft liegt näher beim Schwerpunkt des Zahnes als beim

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gattungsbildenden Stand der Technik, so daß das auf den Zahn ausgeübte Kippmoment geringer ist, doch das störende Drehmoment um die Längsachse des Zahnes ist hier ebenso vorhanden. Außerdem ist nachteilig, daß sich die Lasche, der Zylinder mit der Wendelfeder und der Draht, der die beiden verbindet, zwisehen dem Zahnfleisch und der Wange befinden, wo sie als besonders störend empfunden werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie Dreh- und Kippbewegungen des Zahnes, der verlagert werden soll, auf einfachere Weise verhindert werden können, ohne daß es nötig wäre, die Spannvorrichtung in Höhe des Schwerpunktes des zu verlagernden Zahnes angreifen zu lassen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Ansprüche 15 und 16 betreffen besonders vorteilhafte Anordnungen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen.

Erfindungsgemäß ist nicht nur eine erste Feder in der Spannvorrichtung vorgesehen, welche die Kraft für das allmähliche Verschieben des ersten Zahnes aufbringt, sondern es ist auch noch eine zweite Feder vorgesehen, mit deren Hilfe die Spannvorrichtung am ersten Verankerungsteil angebracht wird. Diese zweite Feder wird unter Vorspannung am ersten Verankerungsteil angebracht. Die zweite Feder wird so angeordnet und vorgespannt, daß sie in Einbaulage im Mund eines Patienten ein Drehmoment oder Drehmomente erzeugt, welches oder welche an dem zu verschiebenden Zahn angreifen und die von der ersten Feder bewirkten Drehmomente ganz oder teilweise kompensieren.

Die Erfindung verläßt die im Stand der Technik vorgezeichneten Wege. Sie versucht nicht, das Auftreten von Drehmomenten dadurch zu verhindern, daß der Angriffspunkt der Spannvorrichtung am ersten Zahn möglichst nahe an dessen

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Schwerpunkt gelegt wird. Sie versucht auch nicht, die auftretenden Drehmomente durch eine stabile und aufwendige Zwangsführung zu beherrschen. Die Erfindung nimmt die auftretenden Drehmomente an dem zu verschiebenden Zahn vielmehr als gegeben hin und kompensiert sie durch entgegengerichtete Drehmomente, welche durch die vorgespannt einzubauende zweite Feder am ersten Zahn erzeugt werden. Das hat wesentliche Vorteile:

♦ Außer den beiden Verankerungsteilen an dem zu verschiebenden ersten Zahn und an einem als Widerlager dienenden zweiten Zahn und einer sie verbindenden Spannvorrichtung wird nur noch eine zweite Feder benötigt.

♦ Die Vorrichtung ist einfach. Führungsteile (Spanndraht und weitere Brackets) für eine Zwangsführung des zu verschiebenden Zahnes werden nicht benötigt.

♦ Die Vorrichtung arbeitet reibungsarm.

♦ Die Vorrichtung eignet sich zum Anbringen an einander unmittelbar benachbarten Zähnen ebenso wie zum Anbringen an zwei Zähnen, zwischen denen einer oder mehrere weitere Zähne angeordnet sind.

♦ Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Verschieben von Eckzähnen, indem diese gegen einen Backenzahn verspannt werden. Das Verschieben von Eckzähnen stellt die weit überwiegende Anzahl der auftretenden Anwendungsfälle dar.

♦ Die Vorrichtung eignet sich sowohl für das Verschieben eines Zahnes durch Ziehen als auch für das Verschieben eines Zahnes durch Drücken.

♦ Die Spannvorrichtung kann dort angeordnet werden, wo der größte Freiraum besteht, nämlich außenseitlich neben der Zahnkrone nahe am Zahnfleischrand. Dort springen sowohl die Zähne als auch der Kieferknochen etwas zurück.

Die zweite Feder ist vorzugsweise eine Biegefeder, welche sich in gespanntem Zustand ungefähr parallel zur Außenseite der Krone des ersten Zahnes, welcher verschoben werden soll, in einem Winkel zur Kauebene erstreckt und mit dem ersten Verankerungsteil verbunden ist. Als die Außenseite der Krone wird bei

Backenzähnen die der Wange zugewandte Seite (bukkale Seite der Krone) bezeichnet. Bei den Eckzähnen oder den Vorderzähnen ist dementsprechend die Außenseite der Krone der Lippe zugewandt (labiale Seite der Krone). Die Biegefeder soll sich ungefähr parallel zur Außenseite der Krone erstrecken. Das ist ihre wirksamste und am wenigsten störende Anordnung. Wenn sich die zweite Feder in Einbaulage in einem Winkel zur Kauebene erstreckt, dann kann sie mit geringem Aufwand sowohl die Spannkraft der ersten Feder als auch die kompensierenden Drehmomente auf den ersten Zahn übertragen, und zwar um so besser, je größer der Winkel gegenüber der Kauebene ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn sich die vorgespannte Biegefeder in Einbaulage parallel zur Längsachse des ersten Zahnes erstreckt. Um die Kräfte und Drehmomente auf den ersten Zahn zu übertragen, genügt es, die zweite Feder in eine Ausnehmung (z.B. in eine Nut, ein Loch, einen durchgehenden Kanal) des ersten Verankerungsteiles einzuführen, welche sich entsprechend dem zuvor gesagten ebenfalls vorzugsweise parallel zur Längsachse des ersten Zahnes erstreckt. Die erste Feder zieht die zweite Feder aus dieser Ausnehmung nicht heraus, weil die Federspannung der ersten Feder quer zur Erstreckung der Ausnehmung gerichtet ist. Eine gesonderte Fixierung beispielsweise durch Festklemmen oder Verschrauben ist jedenfalls dann entbehrlich, wenn die Ausnehmung verglichen mit dem Querschnitt der zweiten Feder ein nur geringes Übermaß aufweist. Die vorgespannte zweite Feder wirkt auf die Begrenzung der Ausnehmung des ersten Verankerungsteiles ein und bei richtig gewählter Vorspannung bewirkt sie Drehmomente, welche den Drehmomenten, die von der ersten Feder erzeugt werden, entgegengerichtet sind. Die lichte Weite der Ausnehmung ist der Dicke der zweiten Feder vorzugsweise eng angepaßt.

Ist die Spannvorrichtung so ausgebildet, daß sie den ersten Zahn durch Zug dem zweiten Zahn annähert, dann wird die zweite Feder in die Richtung der am ersten Verankerungsteil angreifenden Zugkraft der Spannvorrichtung gebogen, um sie am ersten Verankerungsteil anzubringen. Ist die Spannvorrichtung jedoch so ausgebildet, daß sie den Zahn durch Druck vom zweiten Zahn entfernt (was bei der

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in der US 4,272,240 A1 offenbarten Vorrichtung der Fall ist), dann wird die zweite Feder in die Richtung der am ersten Verankerungsteil angreifenden Druckkraft der Spannvorrichtung gebogen, um die zweite Feder an dem ersten Verankerungsteil zu befestigen. Da die Spannvorrichtung ein Drehmoment ausübt, welches bei Zug versucht, den ersten Zahn in Richtung gegen den zweiten Zahn zu kippen, wird durch Vorspannen der zweiten Feder in derselben Richtung ein entgegengesetztes Rückstellmoment erzeugt, welches das von der Spannvorrichtung ausgeübte Kippmoment kompensieren kann. Entsprechendes gilt für den Fall, daß die Spannvorrichtung den ersten Zahn vom zweiten Zahn wegdrückt und die zweite Feder durch Umbiegen in Richtung der Druckkraft vorgespannt wird.

Zugleich erzeugt die Rückstellkraft der zweiten Feder auch ein Drehmoment um die Längsachse des ersten Zahnes, welches dem Drehmoment entgegenwirkt, welches von der Spannvorrichtung ausgeübt wird.

Mit besonderem Vorteil wird das Kompensieren der Drehmomente um die Längsachse des ersten Zahnes noch dadurch verstärkt, daß die zweite Feder einen unrunden Querschnitt hat, welcher formschlüssig in die Ausnehmung des Verankerungsteils paßt, welche zu diesem Zweck ebenfalls einen unrunden Querschnitt hat. Dazu werden die beiden unrunden Querschnitte in Einbaulage relativ zueinander so ausgerichtet, daß die zweite Feder sich unter einer Torsionsspannung in der Ausnehmung befindet, welche vorzugsweise ungefähr parallel zur Längsachse des ersten Zahnes verläuft. Die in der zweiten Feder herrschende Torsionsspannung erzeugt - wenn die zweite Feder in der richtigen Richtung verdreht worden ist - ein weiteres kompensierendes Drehmoment, welches zu dem kompensierenden Drehmoment hinzutritt, welches sich aus der Vorspannung der zweiten Feder durch Biegen ergibt.

Sollte der Angriffspunkt der Spannkraft der Spannvorrichtung so nahe bei dem Schwerpunkt des Zahnes liegen, daß ein nennenswertes Kippmoment auf diesen

nicht ausgeübt wird, dann kann die zweite Feder immer noch dazu benutzt werden, ein kompensierendes Drehmoment im wesentlichen um die Längsachse des ersten Zahnes zu erzeugen.

Die unrunden Querschnitte der zweiten Feder und der sie aufnehmenden Ausnehmung im ersten Verankerungsteil können oval sein, vorzugsweise sind sie rechteckig.

Als erstes Verankerungsteil eignet sich vor allem ein Bracket, welches auf die Außenseite der Krone des ersten Zahnes geklebt wird und - wie an sich bekannt - in Einbaulage einen von oben nach unten durchgehenden Kanal oder einen von oben nach unten verlaufenden, bukkal bzw. labial offenen Schlitz als Ausnehmung für die zweite Feder hat. Geeignete Brackets sind zahlreich aus dem "FO-RESTADENT - Katalog 97" bekannt. Statt das Bracket auf den Zahn zu kleben, könnte man es auch auf ein ringförmig geschlossenes Zahnband schweißen und das Zahnband auf die Krone des zu verschiebenden Zahnes schieben.

Als zweites Verankerungsteil eignet sich besonders ein Bukkalröhrchen, wenn, wie bevorzugt, die Spannvorrichtung einen Draht aufweist, welcher die Spannkraft überträgt. Dieser Draht kann durch das Bukkalröhrchen geführt und dahinter fixiert werden, sei es durch eine Klemmschraube oder sei es durch Umbiegen des Drahtes. Geeignete Bukkalröhrchen sind aus dem "FORESTADENT - Katalog 97" bekannt. Der Draht besteht zweckmäßigerweise aus Edelstahl, welcher hinhinreichend zugfest, biegesteif und korrosionsbeständig ist. Der Draht kann rund sein. Vorzugsweise ist er unrund und wird durch ein Bukkalröhrchen geführt, dessen lichter Querschnitt entsprechend unrund ist, so daß das Bukkalröhrchen den Draht formschlüssig aufnimmt. In diesem Fall ist ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Spannvorrichtung ausgeschlossen und der Draht kann zusätzlich eine Führungsfunktion übernehmen. Bukkalröhrchen mit unrundem, nämlich rechteckigem lichtem Querschnitt, sind aus dem "FORESTADENT - Katalog 97" bekannt.

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Die erste Feder ist vorzugsweise eine Wendelfeder, welche sich in den genannten Draht fortsetzen oder mit ihm verbunden sein kann. Die Wendelfeder kann dadurch gespannt oder nachgespannt werden, daß der Draht durch das Bukkalröhrchen hindurchgezogen und dahinter fixiert wird. Das Fixieren geschieht am einfachsten dadurch, daß der Draht hinter dem Bukkalröhrchen abgeknickt wird. Besonders bevorzugt ist eine Spannvorrichtung mit einer Hülse, einem in der Hülse verschiebbaren Kolben und einer zwischen dem Kolben und einem an der Hülse ausgebildeten Endanschlag eingespannten Wendelfeder. Der Kolben wird am einfachsten durch einen Draht oder Stab mit dem zweiten Verankerungsteil verbunden und die Hülse wird über die zweite Feder mit dem ersten Verankerungsteil verbunden, wozu die zweite Feder am einfachsten an der Hülse angebracht ist. Die Hülse kann ein Zylinder mit zwei Endwänden sein, welche zugleich als Anschlag für den Kolben und als Widerlager für die Wendelfeder dienen, welche zwischen dem Kolben und einer der Endwände eingespannt wird. Der Stab oder Draht, welcher am Kolben angebracht ist, wird durch eine der Endwände herausgeführt, welche dazu ein passendes Loch hat. Vorzugsweise sind der Draht oder Stab ebenso wie das Loch unrund, insbesondere quadratisch, um eine verdrehgesicherte Führung des Drahtes bzw. Stabes zu ermöglichen.

Die Verwendung eines solchen Federzylinders hat den Vorteil, daß die erste Feder gekapselt und damit geschützt untergebracht ist, was den Tragekomfort und Hygiene verbessert. Außerdem kann man auf dem Draht oder Stab eine Skala anbringen, nämlich in dem Abschnitt, welcher aus der Hülse herausziehbar ist, um mit Hilfe der Skala das Ausmaß des Zusammendrückens der ersten Feder ablesen und einstellen zu können. Ferner kann sich die erste Feder auf diese Weise nicht verbiegen, so daß die auftretenden Kräfte und Drehmomente einfacher zu überschauen und zu kontrollieren sind.

Vorzugsweise ist die erste Feder pseudoelastisch. Pseudoelastische Werkstoffe haben in einem gewissen Dehnungsbereich eine nicht oder nur gering von der

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Dehnung abhängige Rückstellkraft. Forrngedächtnislegierungen zeigen ein solches pseudoelastisches Verhalten.

Bevorzugte Formgedächtnislegierungen sind Legierungen auf der Basis von Nikkei und Titan, in welchen Nickel und Titan in ungefähr gleichen Atomprozenten enthalten sind. Solche Legierungen können - abhängig von der gewählten Temperatur - entweder in austenitischem oder in martensitischem Zustand vorliegen. Martensit liegt bei niedrigerer Temperatur, Austenit bei höherer Temperatur vor. Die Temperatur, bei welcher sich die Legierung beim Abkühlen von Austenit in Martensit umzuwandeln beginnt, bezeichnet man als den Ms - Punkt. Im martensitischen Zustand unterhalb des Ms - Punktes können solche Legierungen Formgedächtnis zeigen: Eine im martensitischen Zustand erfolgte plastische Verformung kann durch Erwärmen auf Temperaturen oberhalb des Ms - Punktes wieder rückgängig gemacht werden. In einem an den Ms - Punkt nach oben anschließenden Temperaturbereich kann eine solche Formgedächtnislegierung pseudoelastisches Verhalten zeigen. Das pseudoelastische Verhalten ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftbedarf für eine zunehmende Dehnung zwar zunächst wie bei einem Austenit erwartet deutlich ansteigt, dann jedoch nach Erreichen von ungefähr 1 % bis 2% Dehnung mit weiter fortschreitender Dehnung nur noch geringfügig zunimmt und erst nach Erreichen größerer Dehnungen von 6 % bis 8% wieder steil ansteigt. Der mittlere Dehnungsbereich wird als das "Martensit-Plateau" bezeichnet. Der Name stammt daher, daß sich in der Legierung unter der Einwirkung der Zugspannung Martensit bildet. Wird das Material vom Zug entlastet, kehrt es in den austenitischen Zustand zurück. Diese pseudoelastischen Dehnungen sind in hohem Ausmaß, bis zu Dehnungen über 6 % bis 8%, reversibel. Die Pseudoelastizität gehorcht wegen des ausgeprägten Martensit Plateaus dem Hooke'schen Gesetz nicht. Das macht Federn, die sich auf diese Weise pseudoelastisch verhalten, für Zwecke der vorliegenden Erfindung besonders geeignet, denn bei Federwegen im Bereich des Martensit - Plateaus ist die Rückstellkraft der Feder nahezu unabhängig vom Federweg.

Ist in der erfindungsgemäßen Vorrichtung die erste Feder pseudoelastisch und wird sie so vorgespannt, daß sie sich auf dem Martensit - Plateau befindet, dann fällt ihre Federspannung während der Dauer der Behandlung praktisch nicht ab. Das hat weitere besondere Vorteile:

♦ Die Drehmomente, die durch die erste Feder auf den zu verschiebenden Zahn ausgeübt werden, ändern sich während der Dauer der Behandlung nicht oder nur wenig. Das erleichtert die Kompensation dieser Drehmomente außerordentlich, denn es muß nicht darauf geachtet werden, die kompensierenden Drehmomente während des Behandlungsfortschrittes anzupassen.

♦ Weil eine einmal passend eingestellte Kompensation beibehalten werden kann, kann sich der Kieferorthopäde Eingriffe während der Behandlung sparen, so daß die Behandlung preiswerter wird.

♦ Das Risiko, daß durch die Behandlung eine neue Fehlstellung des zu verschiebenden Zahnes erzeugt wird, ist gering.

♦ Die Zahnstellungskorrektur läuft schneller ab, weil die Spannkraft der ersten Feder während der Dauer der Behandlung praktisch nicht abfällt.

♦ 4 mm bis 6 mm Weg, um welchen in vielen Behandlungsfällen ein Zahn in eine neue Position gezogen werden soll, lassen sich mit einer oder zwei Nachstellungen der ersten Feder erreichen, so daß der Patient nur einmal oder zweimal während der Behandlung einen Kieferorthopäden aufsuchen muß.

♦ Weil die kompensierenden Drehmomente während des Behandlungsfortschrittes nicht angepaßt werden müssen, muß in der Vorrichtung auch kein Mechanismus vorgesehen sein, der eine Anpassung der Rückstellkraft der zweiten Feder erlauben würde. Das ist für einen einfachen Aufbau der Vorrichtung günstig.

Grundsätzlich kann die zweite, für die Drehmomentkompensation eingesetzte Feder normalelastisch sein. Vorzugsweise ist jedoch auch sie eine

pseudoelastische Feder. Das hat den Vorteil, daß die zweite Feder bereits bauartbedingt auf ihrem Martensit - Plateau eine problemlos zu aktivierende Rückstellkraft hat. Die zweite Feder muß nur soweit ausgelenkt werden, daß sie sich irgendwo auf dem Martensit - Plateau befindet. Solange sie sich auf dem Martensit - Plateau befindet, bewirken Änderungen der Auslenkung der zweiten Feder keine wesentliche Änderung der Drehmomentkompensation. Deshalb ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem vorgewählten Winkel zwischen der zweiten Feder und der Längsachse der Spannvorrichtung zu liefern; Winkel zwischen 40° und 50° sind besonders geeignet. Der Kieferorthopäde kann dabei sicher sein, daß er mit der Vorspannung, welche er in der Einbaulage an den Zähnen erzeugt, nicht außerhalb des Martensit - Plateaus liegt. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Kieferorthopäde mit ihr kaum etwas falsch machen kann.

Die Kräfte, mit denen die Stellung eines einzelnen Zahnes korrigiert wird, liegt zweckmäßigerweise in der Größenordnung von 0,5 N bis zu einigen wenigen N am besten bei 1 N. Die Drehmomente, die zu kompensieren sind, ergeben sich aus der Kraft und aus dem Abstand des Angriffspunktes der Kraft von der Längsachse und vom Schwerpunkt des zu verschiebenden Zahnes. Deshalb sind die zu kompensierenden Drehmomente bekannt und es können die Rückstellkraft der zweiten Feder und deren Angriffspunkt an dem zu verschiebenden Zahn passend gewählt werden, so daß die gewünschte Kompensation eintritt. In dem Zusammenhang sollte darauf geachtet werden, daß die Spannvorrichtung, welche die erste Feder aufweist und die Verschiebung des Zahnes bewirkt, hinreichend biegesteif ausgebildet ist, so daß die Rückstellkräfte der zweiten Feder, welche die kompensierenden Drehmomente hervorrufen sollen, nicht zu einer unerwünscht großen Biegung der Spannvorrichtung führen, was der Kompensation abträglich wäre. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, wenn die erste Feder in einer Hülse gekapselt ist, so daß sich die erste Feder nicht verbiegen kann, und daß der Draht oder Stab, welcher von einem Kolben in der Hülse ausgeht und am ersten Zahn verankert wird, hinreichend biegesteif ist. Er besteht deshalb

zweckmäßigerweise nicht aus einem pseudoelastischen Material, sondern vorzugsweise aus Stahl.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in Einbaulage an Zähnen eines Oberkiefers,

Figur 2 zeigt als Detail die Stirnansicht C-C auf eine Hülse der Spannvorrichtung der Erfindung,

Figur 3 zeigt als Detail die zweite, für die Drehmomentkompensation vorgesehene Feder an der Hülse der Spannvorrichtung im Lieferzustand,

Figur 4 zeigt den Schnitt A-A gemäß Figur 1, Figur 5 zeigt die Ansicht B gemäß Figur 1, und

Figur 6 zeigt ein Zug - Dehnungs - Diagramm zur Erläuterung der Superelastizität.

Die dargestellte Vorrichtung hat als erstes Verankerungsteil 1 ein Bracket, welches mit einem Fußteil (Pad 2) auf einen ersten Zahn 3 geklebt ist, welcher verschoben werden soll. Das Bracket 1 hat in an sich bekannter Weise eine längsverlaufende Nut 4 und darunter einen querverlaufenden Kanal 5, dessen lichter Querschnitt rechteckig ist. Dieser Kanal 5 dient als Ausnehmung, welche eine zweite Feder 23 aufnimmt.

Als zweites Verankerungsteil 6 hat die Vorrichtung ein Bukkalröhrchen mit einem Fußteil (Pad 7) welches auf einen zweiten Zahn 8 geklebt ist, bei welchem es sich im dargestellten Beispiel um einen Backenzahn handelt, wohingegen es sich

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im dargestellten Beispiel bei dem ersten Zahn 3 um einen Eckzahn handelt. Das Bukkalröhrchen kann alternativ auf ein ringförmig geschlossenes Zahnband geschweißt werden, welches auf den zweiten Zahn 8 geschoben und auf ihm durch Zementieren befestigt wird. Der vom Pad 7 abstehende Körper 9 des Bukkalröhrchens 6, hat wie auch das Bracket, 1 eine längsverlaufende Nut 10, welche auf der einen Seite durch das eigentliche Röhrchen 11 begrenzt wird, welches einen rechteckigen lichten Querschnitt hat (Figur 5). Außerdem ist am Bukkalröhrchen 6 in an sich bekannter Weise ein Haken 12 vorgesehen.

Das Bracket 1 und das Bukkalröhrchen 6 sind durch eine Spannvorrichtung 13 miteinander verbunden. Die Spannvorrichtung 13 besteht aus einer zylindrischen Hülse 14, welche an ihrem einen Ende 15 total geschlossen ist und an ihrem anderen Ende 16 eine Endwand mit einem rechteckigen Loch 17 hat. In der zylindrischen Hülse 14 ist ein Kolben 18 verschiebbar gelagert, an welchem ein im Querschnitt quadratischer Stahldraht 19 befestigt ist, welcher durch das rechteckige Loch 17 herausgeführt (Figur 2), durch die im Querschnitt rechteckige Röhre 26 im Bukkalröhrchen 6 hindurchgeführt und dahinter abgeknickt ist. Das abgeknickte Ende ist mit 20 bezeichnet. Zwischen dem Kolben 18 und der Endwand 16 ist eine pseudoelastische Wendelfeder 21 angeordnet, welche den Draht 19 umgibt. Je weiter der Draht 19 aus der Hülse 14 herausgezogen wird, desto stärker wird die Feder 21 zusammengedrückt. Um ablesen zu können, wie stark die Feder 21 zusammengedrückt ist, befindet sich auf dem Draht 19 eine Skala 22, deren Skalenstriche beim Herausziehen des Drahtes 19 aus der Hülse 14 fortschreitend sichtbar werden.

Am anderen Ende 15 der Hülse 14 ist eine zweite superelastische Feder 23 befestigt, insbesondere angeschweißt. Die zweite pseudoelastische Feder 23 hat die Gestalt eines Drahtes mit quadratischem Querschnitt. Im Lieferzustand steht die zweite Feder 23 in einem Winkel von 130° bis 140° zur Längsachse der Hülse 14 von der Hülse 14 ab (Figur 3). Es ist aber auch möglich, daß ein Kieferorthopäde, welcher die Vorrichtung bei einem Patienten einsetzt, die zweite Feder 23 um

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einen Winkel abknickt, dessen Größe er nach den Gegebenheiten bemißt, welche er im Gebiß des Patienten vorfindet. Zum Einbau der Vorrichtung in den Mund des Patienten klebt der Kieferorthopäde zunächst das Bracket 1 auf die Außenseite der Zahnkrone des Zahnes 3, welcher verschoben werden soll, und er klebt das Bukkalröhrchen 6 oder ein Zahnband, auf welches das Bukkairöhrchen geschweißt ist, auf den Backenzahn 8, welcher als Widerlager für die Kraft dient, mit welcher der erste Zahn 3 verschoben werden soll. Das Bukkalröhrchen 6 wird so orientiert, daß es auf der Außenseite der Krone des Backenzahnes 8 liegt und sein im lichten Querschnitt rechteckiges Röhrchen 11, 26 parallel zur Kauebene 24 verläuft. Das Bracket 1 hingegen ist so ausgebildet und angeordnet, daß seine Nut 4 zwar ebenfalls im wesentlichen parallel zur Kauebene 24 verläuft, der Kana! 5 aber im wesentlichen parallel zur Längsachse 25 des Zahnes 3 verläuft.

Um in der zweiten Feder 23 eine Torsionsspannung aufbauen zu können, ist diese entweder bereits ab Werk durch Verdrehen um ihre Längsachse tordiert, wie in Figur 3 dargestellt, oder sie wird vom Kieferorthopäden um einen passenden Winkel tordiert. Die Torsion hat die Folge, daß die Hülse 14, nachdem der Kieferorthopäde die Feder 23 in einer von der Zahnwurzel 3a herkommenden Richtung in den Kanal 5 eingeschoben hat, nicht parallel zum Kieferbogen bzw. parallel zur Außenseite der Zahnkronen verläuft. Um das zu bewirken, muß der Kieferorthopäde die Hülse 14 vielmehr gegen die Torsionskraft der zweiten Feder 23 dem Kieferbogen annähern, so daß die zweite Feder 23 danach unter einer Torsions Vorspannung in dem Kanal 5 steckt. Der Winkel, unter welchem die zweite Feder 23 von der Hülse 24 absteht, ist mit bevorzugt 40° bis 50° so gewählt und auf die Lage der Längsachse 25 des Zahnes 3 abgestimmt, daß die Hülse 14 mit dem Draht 19, solange die zweite Feder 23 nicht elastisch gebogen wird, in den Bereich neben den Zahnwurzeln hineinragt. Um den Draht 19 dennoch in das Bukkalröhrchen 6 einführen zu können, muß der Kieferorthopäde deshalb die zweite Feder 23 elastisch biegen. Hat er den Draht 19 in das Bukkalröhrchen 6 eingeführt, steht die zweite Feder 23 sowohl unter Torsions - Vorspannung als auch

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unter Biege - Vorspannung, wobei sowohl die Torsionsspannung als auch die Biegespannung so gewählt sind, daß sich die zweite Feder 23 auf dem Martensit

- Plateau befindet. Der Kieferorthopäde spannt dann die erste pseudoelastische Feder 21, indem er den Draht 19 um ein gewisses Maß, welches er mit Hilfe der Skala 22 kontrolliert, aus der Hülse 14 herauszieht und festlegt, indem er den Draht 19 hinter dem Bukkalröhrchen 6 abknickt, wie in Figur 1 dargestellt. Die erste Feder 21 ist dabei zweckmäßigerweise so lang gewählt, daß sie bereits dann, wenn der Kolben 18 sich in seiner maximal zurückgezogenen Position befindet, unter Vorspannung steht, so daß sich die Feder 21 schon bei nur geringem Herausziehen des Drahtes 19 bereits auf dem Martensit - Plateau befindet. Die erste pseudoelastische Feder 21 überträgt auf den Zahn 3 nicht nur eine in Richtung des Drahtes 19 wirkende Kraft, welche den Zahn 3 dem Zahn 6 annähert, sondern auch Drehmomente um die Längsachse 25 und um den Schwerpunkt 27 des Zahnes 3. Diese Drehmomente werden ganz oder wenigstens teilweise kompensiert durch das Drehmoment, welches von der Torsions - Vorspannung der zweiten Feder 23 ausgeübt wird, und durch das Drehmoment, welches von der Biege

- Vorspannung der zweiten Feder 23 ausgeübt wird. Der Draht 19 verläuft in Einbaulage außenseitlich neben den Zahnkronen in der Nähe des Zahnfleischrandes, dessen Lage durch den Pfeil 28 markiert ist.

Figur 6 zeigt ein typisches Zug - Dehnungs - Diagramm für einen pseudoelastischen Nickel - Titan - Draht. Wird ein solcher Draht durch Zug gedehnt, so benötigt man zunächst eine mäßig steil ansteigende Zugkraft, um den Draht fortschreitend zu dehnen. Ab einer Dehnung von ungefähr 2 % wächst die für eine fortschreitende Dehnung erforderliche Zugkraft nur noch sehr geringfügig an, bis sie bei etwa 8 % Dehnung wieder stärker zu steigen beginnt (oberer Zweig A der Kurve). Entlastet man danach den Draht, so bildet sich die Dehnung längs des unteren Zweiges B der Kurve zurück. Die Erscheinung zeigt eine Hysterese. Der flachverlaufende Teil der Kennlinie, im dargestellten Beispiel zwischen 2 % und 8 %, das sogenannte Martensit - Plateau, wird für Zwecke der Erfindung ausgenützt. Der für eine Kieferkorrektur weniger wirksame Anstiegsbereich der Kurve

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zwischen O % und etwa 2 % Dehnung kann für die Zwecke der Erfindung dadurch ausgeschaltet werden, daß man die erste Feder 21 mit einer entsprechenden Vorspannung in die Hülse 14 einbaut. Die Feder 21 wird vorzugsweise so ausgewählt, daß sie auf dem Martensit - Plateau eine Rückstellkraft erzeugt, welche 5 0,5 N bis 1,5 N beträgt.

Eine geeignete Vorrichtung hat folgende technische Daten:

Hülse 14:

Länge 10 mm
Durchmesser 2,2 mm

Draht 19:

10

Edelstahl, Werkstoff - Nr. 1.4310 Querschnitt 0,45 mm &khgr; 0,65 mm, Länge variabel

Erste Feder 21:

pseudoefastische Wendelfeder aus Ni/Ti 50/50, Rückstellkraft auf dem Martensit - Plateau bei 37° C: ca. 1N

Zweite Feder 23:

pseudoelastischer Draht aus Ni/Ti 50/50, quadratischer Querschnitt 0,4 mm &khgr; 0,4 mm, Länge 10 mm,

Rückstellkraft auf dem Martensit - Plateau bei 37°C : ca. 1 N

20 Kanal 5 im Bracket: lichter Querschnitt 0,45 mm &khgr; 0,45 mm

Bukkalröhrchen 6: lichter Querschnitt 0,50 mm &khgr; 0,70 mm

-22-Bezugszahlenllste:

1	verankerungsteil
2	Fußteil
3	Erster Zahn
3a	Zahnwurzel
3b	Krone
4	Nut
5	Kanal
6	Bukkalröhrchen
7	Fußteil
8	Zweiter Zahn
9	Körper
10	Nut
11	Röhrchen
12	Haken
13	Spannvorrichtung
14	Hülse
15	Ende
16	Ende
17	Loch
18	Kolben
19	Draht
20	Ende
21	Erste Feder (Wendelfeder)
22	Skala
23	Zweite Feder
24	Kauebene
25	Längsachse
26	Röhre
27	Schwerpunkt
28	Lage des Zahnfleischrandes

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Verschieben eines ersten Zahnes (3) in Längsrichtung eines Kieferbogens, in welchem der erste Zahn (3) sitzt,
mit einem ersten Verankerungsteil (1) zum Befestigen an der Außenseite der Krone (3b) des ersten Zahnes (3),
mit einem zweiten Verankerungsteil (6) zum Befestigen an der Außenseite der Krone eines zweiten Zahnes (8) in demselben Kieferbogen,
mit einer eine erste Feder (21) aufweisenden Spannvorrichtung (13), welche in der Weise an den beiden Verankerungsteilen (1, 6) verankert werden kann, daß zwischen den beiden Verankerungsteilen (1, 6) in Längsrichtung des Kieferbogens eine Federspannung wirkt, welche den ersten Zahn (3) verschiebt und Drehmomente auf den ersten Zahn (3) ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anbringen der Spannvorrichtung (13) an dem ersten Verankerungsteil (1) eine zweite Feder (23) vorgesehen ist, welche unter Vorspannung in der Weise am ersten Verankerungsteil (1) anbringbar ist, daß die Rückstellkraft der zweiten Feder (23) ein Drehmoment oder Drehmomente erzeugt, welche(s) die von der ersten Feder (21) bewirkten Drehmoments ganz oder teilweise kompensieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (23) eine Biegefeder ist, welche sich in gespanntem Zustand in Einbaulage ungefähr parallel zur Außenseite der Krone (3b) des ersten Zahnes (3) in einem Winkel zur Kauebene (24) erstreckt und mit dem ersten Verankerungsteil (1) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Artspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (13) so ausgebildet ist, daß sie den ersten Zahn (3) durch Zug dem zweiten Zahn (8) annähert und die zweite Feder (23) zum Anbringen an dem ersten Verankerungsteil (1) in die Richtung der am ersten Verankerungsteil (1) angreifenden Zugkraft der Spannvorrichtung (13) gebogen wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie den ersten Zahn durch Druck vom zweiten Zahn entfernt und die zweite Feder zum Anbringen an dem ersten Verankerungsteil in die Richtung der am ersten Verankerungsteil angreifenden Druckkraft der Spannvorrichtung gebogen wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (23) einen unrunden Querschnitt hat, welcher formschlüssig in eine Ausnehmung (5) mit unrundem Querschnitt des ersten Verankerungsteils (1) paßt und daß in Einbaulage die beiden unrunden Querschnitte relativ zueinander so ausgerichtet sind, daß die zweite Feder (23) sich unter einer Torsionsspannung in der Ausnehmung (5) befindet, welche ungefähr parallel zur Längsachse (25) des ersten Zahnes (3) verläuft.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verankerungsteil (1) ein Bracket mit in Einbaulage von oben nach unten verlaufendem Schlitz oder Kanal als Ausnehmung (5) für die zweite Feder (23) ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verankerungsteil (6) ein Bukkalröhrchen ist, und daß die Spannvorrichtung (13) einen Draht (19) aufweist, welcher durch das Bukkalröhrchen (6) geführt und hinter diesem fixiert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (19) durch Umbiegen fixiert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (19) aus Edelstahl besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (19) und das Bukkalröhrchen (6) einen unrunden Querschnitt haben und das Bukkalröhrchen (6) den Draht (19) formschlüssig aufnimmt.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung eine Hülse (14), einen in der Hülse (14) verschiebbaren Kolben (18) und eine zwischen dem Kolben (18) und einem an der Hülse (14) ausgebildeten Endanschlag (16) eingespannte Wendelfeder (21) aufweist, wobei der Kolben (18) durch einen Draht (19) oder Stab mit dem zweiten Verankerungsteil (6) verbunden und an der Hülse (14) die zweite Feder (23) angebracht ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (19) oder Stab in dem in seine Hülse (14) einschiebbaren und herausziehbaren Abschnitt mit einer Skala (22) versehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Feder (21) unter den im Mund vorherrschenden Temperaturen pseudoelastisch ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (23) unter den im Mund vorherrschenden Temperaturen pseudoelastisch ist.

15. Anordnung einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche auf den Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (13) zwischen dem ersten Verankerungsteil (1) auf der einen Seite und dem Zahnfleischrand (28) auf der anderen Seite nahe bei diesem angeordnet wird.

16. Anordnung einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche auf den Zähnen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Feder (23) in Einbaulage ungefähr parallel zur Längsachse (25) des ersten Zahnes (3) erstreckt.