Method and apparatus for forming a dental model

本発明は、義歯を製造するための補助手段としての物理的なまたは仮想的な歯科用模型を形成するための方法ならびに義歯の製造に関し、上顎および下顎にある少なくとも１つの歯牙歯根の形状、該少なくとも１つの歯牙歯根に隣り合った複数の歯との接触点、および少なくとも１つの歯牙歯根上に設けられる義歯の運動領域の範囲における少なくとも１つの対合歯の咬合面は、非接触方式で測定された上顎および下顎のディジタルデーが算入される。

義歯を製造するための多数の装置および方法は知られている。 一般的には、歯科用標本に基づいて、義歯を受け入れる歯牙歯根の、該歯牙歯根の周囲の、および顎の印象が製造される。 同様なことが当てはまるのは、複数の歯牙歯根に義歯が備えられねばならない場合である。 これを別にして、製造は、他の材料が使用されることができるとしても、通常は、シリコーン封止用コンパウンドを用いてなされる。

患者の口内のこの状況をメス型で表わす印象から、石膏の型取りによって、いわゆるマスターモデルが製造される。 この模型は、患者の口内の状況をオス型で示す。 この模型によって、技工士は、自らの手仕事の能力を用いて、義歯の骨格構造の模型を、蝋から、または低温で溶融しかつ重合によって硬化する合成樹脂から成形する。 かようにして製造されるオス型は、次に、通常は、義歯のための基礎として使用される。

今日では、しかしながら、旧来の石膏模型は、新たな技術（ステレオリソグラフィまたはフランジ切削）によっておよび新たな材料（合成樹脂）を用いて、咬合構造のステレオリソグラフィデータセットおよび歯のベースのディジタル式表示から製造される。 この場合、例えば、準備された歯牙歯根を残りの模型から取り出すことが意図され、かつ、種々の接続構造を用いて、実現されている。 実際また、全く静的な末端咬合位置が、接続構造を用いて上顎および下顎の模型の暗号化によって、利用可能である。

現在利用可能な実現化方法の欠点は、材料への高い需要である。 該需要は、石膏模型では、何ら問題ではないが、ステレオリソグラフィまたは同様の方法のためには必要である高価な合成樹脂材料では、競争力を制限するコスト上の欠点をもたらす。 数時間の比較的長い製造時間が付け加わる。 該製造時間は、ラピッドプロトタイピングマシンの高い投資コストとの関連で、同様に、高いコスト負担をもたらす。

特許文献１は、義歯を製造するための方法および装置に関する。 ここでは、現行の設計データは、加工製造される義歯の測定データと共に、ディスプレイに示される。

特許文献２の主題は、義歯を製造するための方法であり、顎の状況および顎の関係がディジタル式に検出される。

特許文献３によれば、義歯の製造の際に、咬合器の調整するために通常は患者から集められる、顎に関するデータが使用される。 更に、顎の動きは、コンピュータの中でシミュレートされる。

仮想プロトタイプを用いて義歯を製造する方法が、特許文献４から読み取れる。 ここでは、義歯が使用されてなる顎領域がスキャンされる。

特許文献５は、印象を用いて歯科用模型を製造するための方法および装置に関する。

特許文献６からは、上顎および下顎の仮想模型を使用する、義歯を製造するための方法が公知である。

仮想補装具を用いて義歯を製造するための方法が、特許文献７に記載される。 義歯が使用される相手である上顎および下顎の３Ｄデータが記録される。

特許文献８は、仮想模型を用いて義歯を製造する方法を記載する。 この目的のために、仮想咬合器が使用される。

明細書の最初の部分に記載のタイプの方法および装置を、以下のように、すなわち、該方法および装置がラピッドプロトタイピング製造のような高価な製造を可能にし、同時に、患者から得られる診断情報が製造工程に組み込まれるべきであるように、改善し、かつ、使用するという課題が、本発明の基礎になっている。

方法に関しては、上記課題は、実質的に以下の工程段階が使用されることを特徴とする。

少なくとも以下の工程段階、すなわち、
ａ）第１のデータを決定するために上顎および下顎を記録すること、
ｂ）第２のデータを決定するために離開咬合における顎関節の運動領域を記録すること、
ｃ）第３のデータを決定するために咬合時の歯の接触領域を記録すること、
ｄ）少なくとも第１のデータおよび第３のデータから、または、第１のデータおよび第２のデータから、または、第２のデータおよび第３のデータから、または、第１のデータおよび第２のデータおよび第３のデータから下顎と上顎の間の運動路を算出すること、
ｅ）下部および該下部に対し調整可能な上部を有する保持手段を使用することであって、上顎を表わしかつ第１の収容部を有する第１の要素が、上部と、下顎を表わしかつ第２の収容部を有する第２の要素が、下部と結合されており、あるいは結合され、
ｆ）工程ｄ）に基づいて算出された運動路によって形成され、かつ、下顎に対し固定関係で設けられあるいは設けられており、上部が支持要素によって支持されてなる支持点または支持面を製造すること、
ｇ）少なくとも１つの歯根と、隣り合った複数の歯の、少なくとも１つの、歯根に向いた面と、少なくとも１つの対合歯の咬合面とを製造すること、および、第１の、第２のおよび第３のデータを用いて、３者を、第１のおよび第２の収容部に設置すること、および ｈ）義歯を少なくとも１つの歯根上に製造すること、を有し、
但し、工程段階ｂ），ｃ）は、選択的に実行され、あるいは、工程段階ｂ）および工程段階ｃ）も実行される。

工程段階ｅ），ｆ）,ｇ）およびｈ）を、仮想方法で実行することができる。

工程段階ｃ）に関しては、中心位および周辺の運動領域における咬合を記録するほうがよい。 更に、段階ｃ）において治療補正をもって咬合が記録されるという可能性がある。 実際また、方法段階ｃ）で咬合を強制実行する可能性がある。

本発明の改善では、第４のデータを決定するために、顎関節および／または下顎骨および／または歯牙組織の反発弾性特性を記録し、支持点または支持面の反発弾性を、第４のデータを用いて形成することが意図されている。

更に、実施の形態は、支持手段には、運動制限要素が割り当てられ、または割り当てられており、該運動制限要素によって、上部の、下部への動きは、顎の動きおよび／または顎関節の測定された反発弾性特性に従って、制限され、特に顎の動きが、工程ｂ）に従って決定されることを意図する。

更に、追加的に、少なくとも１つの歯の歯牙支持組織の反発弾性を、少なくとも工程段階ｄ）で使用される第５のデータを決定するために、測定することができる。

これとは別に、第３のデータの代わりをする第６のデータを決定するために、工程ｃ）の代わりに、下顎の、上顎への横方向の動きを、動きのためのポテンシャルエネルギの増加を最小化するための方法を用いて、計算することができる。

本発明は、少なくとも第１のおよび第３のデータまたはその代わりに第６のデータからなされる、支持点または支持面の算出を、工程段階ｆ）に基づいて、上顎に対する下顎の運動性の自由度を減じつつ、実行し、矢状軸（ｘ軸）を中心とした回転と、横軸（ｙ軸）を中心とした回転と、咬合面に対し垂直の方向のｚ軸に沿った並進とを除外することを特徴とする。

横方向の動きの算出のための出発点として、上顎および下顎の中心位を選択することができる。

下顎および上顎の中心位を決定するために、上顎および下顎の複数の歯の頬側面を、末端咬合位置でスキャンするほうがよい。

第１の、第２のおよび第３のデータを得るために、該データを口腔内で決定する。

本発明によれば、物理的な保持手段が製造され、および口内環境にある歯根の、従って、隣接した歯の、１つまたは複数の拮抗筋または拮抗筋の部分の実際の製造を行なうことのみならず、上顎および下顎をスキャンすることによって得られたデータを用いて、義歯の製造のために必要な顎領域を仮想的に生成させ、かつ義歯を仮想的に製造し、次に、知られたＣＡＤ／ＣＡＭ法で可能であるように、ＣＡＭ法で義歯を製造するために、仮想の義歯に対応するデータを使用することも、可能である。

この場合、本発明によれば、例えば歯牙支持組織による複数の歯の弾性的な懸架によって引き起こされている、個々の解剖学的構造の弾性係数を、シミュレートするという可能性もある。 実際また、顎関節の弾性係数を考慮することができる。 このことによって、咬合接触点および隣接面接触点の決定において、誤りが回避される。

患者におけるデータ収集の程度に従って、本発明では、種々の処置方法が可能である。

例えば、まず、スキャンによって、または等価の非接触方式、例えば、ツェブリスという名称で提供されるシステムによって、咬合がないとき、咬合における顎関節の運動領域の記録、従って、使用可能な動きの３次元ボリュームの決定を行なうことができる。 この場合、運動領域を、非強制的にまたは強制的に決定することができる。

この場合、使用可能な動きの３次元ボリュームの非強制的な特性図は、２つの顎関節の解剖学的なおよび病理学的な制約によって、しかも、関節路のみならず、靭帯の制限によっても、定められている。 特性図の非強制的な決定では、患者自身は、接触なしの、従って離開咬合の、自由な顎の動きを、しかも、限界の動きおよび３次元ボリューム内での運動を実行する。 その目的は、移動限界内での特性図の領域を満たすためである。

筋肉によって定められた実際の安静位は、測定データ列の中で変動が安定化する時間空間に亘って、データ記録によって達成される。

追加的にまたはその代わりに、強制的な運動を行なうことができる。 この場合、下顎は、歯科医によって導かれる。 このことは、顎関節の運動領域を決定するために十分に必要なデータを収集するためにしばしば必要である。 何故ならば、多くの患者は、末端咬合運動または偏位運動を補助なしには正確に行なうことができないからである。 下顎が適度に導かれるとき、歯科医が行なう作用による運動の位置は、許容できる。

異なった測定から、すなわち、強制的なおよび非強制的な処置方法の複数の運動領域の間の差異から、追加的に、筋肉の機能不良への推論を達成することができる。

安静位を見つけ出しても、後部の接触位置または該位置に近い位置への適切な導きは役に立つ。

このこととは別に、いずれにせよ、下顎および上顎のディジタル３Ｄデータを決定することができる。

次に、離開咬合における顎関節の運動領域の決定後に−この段階が実行される限りでは−、咬合における歯接触点領域が決定される。 患者は、咬合領域全体が検出されるように、下顎を、上顎に対し、咬合において任意の路で最小限の咀嚼力によって動かす。 かくて、咬合の特徴は、特性図データとして記憶される。 咬合時の歯接触点領域の決定において得られたデータは、従って、中心位にある上顎および下顎と、中心位を中心にして延びている運動領域とを含む。

必要な場合には、運動領域を、治療補正をもって、すなわち、咬合位置の調整をもって、例えば、病理学的な咬合記録の際の咬合補正の準備のための咬合挙上副子による、咬合位置調整をもって、記録することができる。 しかしまた、咬合の治療補正を、例えば咬合挙上の準備のために使用された固定装置によって、検出することができる。 相互干渉を、共になされた補正を有するデータと、固定装置を使用しない場合のデータとの比較によって、決定することができる。

咬合における顎関節運動領域の代わりに、代替的にまたは追加的に、上顎および下顎の中心位で決定されたデータから、上顎に相対する下顎の相互の可能な横方向に移動された位置を、ポテンシャルエネルギの最小限の増加方法を使用することによって、算出するという可能性が存在する。 この場合、予め設定された方向への無限小運動の際に、ポテンシャルエネルギの増加を算出する。 前述のように、上顎および下顎の重心の最小の距離を絶対的な最小値として表わす中心位で運動が始まる。 最小限のエネルギ増加を伴う、かような最小の運動（Bewegungsschritte）の並置は、最も起こりそうな相対運動を引き起こすが、顎関節の影響を無視する。 しかし、このことは、中心位の直接的な周辺で、許容できる。 可能な運動路に制限的に作用するのは、２つの顎関節による、靭帯の制限、従って小帯の制限および軟骨の制限である。 このことを、顆および歯列弓の最もありそうな位置関係を推定することによって、平均値において仮定することができ、かつ、顎の登録によっても測定することができる（咬合および離開咬合における運動領域）。

上顎および下顎のための咬合形状は、咬合および離開咬合における顎関節の運動領域の測定であれ、あるいは、ポテンシャルエネルギの最小限の増加方法に基づく運動路の決定であれ、使用される方法に無関係に、口腔内スキャンによって決定され、かつ、ディジタル方式で提供されている。 この場合、接触している複数の歯の、スキャンされた頬側面のデータから、あるいは調節咬合のスキャンから、中心位における下顎および上顎相互の関係が推測される。

運動領域が測定によって決定されるとき、際立ったかつ独自発明的な他の実施の形態では、追加的に、反発弾性特性が利用される。 この場合、反発弾性特性は、顎関節のおよび下顎骨の弾性および、追加的に、１つの歯または複数の歯の歯牙支持組織の反発弾性を含む。

顎関節のおよび下顎骨の弾性を決定するために、患者は、咬合における歯接触点領域の記録の場合と同じ動きを実行し、但し、咀嚼の際の咀嚼力に対応する咀嚼力をもって実行する。 このことを達成するために、患者は、チューインガムのような弾性的な媒体を噛ませられる。 このことによって作用する咀嚼力によって、咬合系の関連の解剖学的構造の各々の弾性係数に応じて、変形される。 まず第１に、この場合、顎関節、下顎骨および歯牙支持組織が重要である。

前述のように、これらのデータを、他の複数の歯の反発弾性の測定によって補足することができる。 これらのデータは、空間方向への力-距離プロファイルによって、あるいは、ほぼ、パルス応答測定によって決定される。 このための適切な装置は、ペリオテストの名称で、市場で入手可能である。

かくして得られたデータを、咬合における歯接触点領域の記録によって決定されたデータと関係づけることができる。 その目的は、義歯の接触の際に考慮される関連の変形を検出するためである。

従って、従来の技術で知られていない可能性が提供される。 何故ならば、顎関節の反発弾性も、個々の歯の反発弾性も、従って、歯牙支持組織の反発弾性も、知られた方法では存在せず、本発明に係わる方法への包含も不可能であるからである。 この可能性によって、義歯の最適化を妨げ、かつ、利用不可能なデータによって引き起こされる不正確を補償するために、患者に咬頭調整処置を行なうことをもたらす、情報のかなりな部分をなくすことができる。

咬合または離開咬合における顎関節の運動領域および歯牙接触点領域を決定するために、ツェブリスという名称で提供されるシステムを使用することができる。

顎関節、下顎骨および歯牙支持組織の反発弾性データに関して、該３者が、原則的に、従来のシステムを用いて顎全体に関して一体的にのみ得られることが言及されねばならない。

実際の模型によって、義歯を製造することが意図されるとき、従って、技工士の手動の作業工程がなされることが意図されるときは、ディジタル式の工程連鎖において、前記タイプの口腔内の３Ｄディジタルデータ収集から始まって、追加的に、現在の複数の石膏模型のうちの少なくとも１つと比較可能な機能を有する実際の補助手段を利用せねばならない。

この目的のために、以下の機能および特性が知られていることが必須である。 すなわち、
-準備された１つの歯牙歯根または複数の歯牙歯根の形状、
-隣接歯への接触点
-１つのまたは複数の準備された歯の運動領域の領域における対合歯の咬合面、
-上顎および下顎を中心位に置く可能性。

本発明によれば、更に、
-データが任意に（平均値で）または個別に利用される動的な咬合に関する情報が使用される。

追加的に、本発明に係わる教示によれば、
-顎関節、骨における歯の懸架組織（Zahnaufhaengung）、下顎骨および歯牙支持組織のグループの複数の要素のうちの少なくとも１つの要素の反発弾性挙動に関するデータが使用される。

更に、
-骨の弾性係数に関する、文献から得られる数値を含めることができる。

実際また、軸を定めねばならない。 通常は、
Ｘ軸：矢状軸 Ｙ軸：横軸 Ｚ軸：咬合面に対し垂直の方向が定められる。

明細書の最初の部分に記載された新たな方法によりおよび新たな材料の使用の下で、義歯を妥当な価格で製造することができるためであって、追加的に、データの決定の際に、印象採得の従来の方法が放棄され、かつ、非接触スキャンがなされ、コスト減のためのキーポイントは、必要な所要空間の、材料の、および製造時間の減少である。 必要な選択的な特性を維持しつつ、このことは、患者における前述のデータの使用と、あり得る運動路の計算とによって、前述のように、可能である。

これらの運動路に沿って、上顎に相対する下顎の歯牙接触点によって定められる運動可能性が、自由度の減少によって妨げられる（Ｘ軸およびＹ軸を中心とした回転およびＺ軸方向における並進が除外される）。 咬合における測定された歯牙接触点領域に対応する、上顎との歯牙接触における下顎の滑り運動は、下顎の座標系の、および上顎の座標系の３点によって、描かれる。

このことによって、中心位から離れる顎運動の、歯牙接触点によって強制された離開咬合への、非依存性が生じる。 何故ならば、顎関節の情報を含めた必要な情報は、顎相互の運動の特性図に存在するからである。 該特性図は、咬合における歯牙接触点領域に関し、弾性特性は必ずしも考慮されていない。

このことによって、理論的には、すべての歯が省略されることができ、このことに関係なく、歯牙接触点における運動の特性図が再現されることができるのは、３点が、歯牙接触点において点によって描かれた面に正確に対応する各々の面に亘って導かれる場合である。

従って、完全な静的および動的な咬合情報を放棄することなく、義歯設計のために必要である幾何学的情報のみを、物理的模型に使用する、という可能性が生まれる。

このことは、実際には、３つの運動領域によって実現される。 該運動領域は、従来の咬合器の案内路と比較されることができるが、本発明に係わる教示に基づき、歯牙接触点において上顎に対する下顎の完全な運動情報を含む。

所定の欠点を甘受して簡略化しても、３つの運動領域を点に集め、かつ、次に義歯を構成する可能性さえもあるだろう。

このこととは別に、本発明の実施の形態では、３点支持手段に割り当てられているいわゆる運動制限手段による顎関節の動き制限機能を含めることが意図されている。

複数の運動領域および制限手段は、ラピッドプロトタイピング技術によって製造されることができる個々の構成要素である。 少なくともこれらの運動領域の収容部は、保持手段の中に予め組み立てられている。

例えば個々の冠を製造するためには、従って、準備された歯牙歯根が、隣接した２つの歯に関しては、歯牙歯根に向いている隣接歯間面の部分が、運動範囲を十分に覆う、対合歯の咬合面の部分が必要であるだけである。 隣接歯間面と、対合歯の咬合とを、透明な材料で製造することができる。 その目的は、接触点の直の観察を可能にするためである。

個々の構成要素、すなわち、歯牙歯根、隣接歯、または、該隣接歯の、隣接歯間面を有する部分、および、対合歯、または、対合歯の、咬合面を有する部分は、次に、決定されたデータによって、互いに割り当てられている。 この目的のために、身体的な個々の構成要素に義歯を形成するための身体的な実施の形態では、下顎および該下顎に対し調整可能な上顎を有する保持手段が、使用される。 上部としては、第１の収容部を有する、上顎を表わす第１の要素が使用され、下部としては、第２の収容部を有する、下顎を表わす第２の要素が使用される。 個々の構成要素のための第１の収容部を有する第１の要素と、第２の収容部を有する第２の要素との間の関係は、スキャンしたデータから決定される。

収容部を、ホール／ピンパターンまたはクロスハッチストライプパターンとして、第１のおよび第２の要素であるベースプレート上に、固定することができる。

従って、材料の消費、個々の構成要素のために必要な構造面積および構造高さを最小限に抑えることができる。

更に、強調されるべきは、最小限に抑えられた個々の構成要素の使用という本発明に係わる教示によれば、従来の技術に対し「完全に後方互換性のある」可能性が存在することである。 記載された最小の構成を前提として、例えば完全な隣接歯または完全な対合歯の、２つの完全な顎までの拡張が可能である。 この場合、従来の歯によって提供される咬合情報が、運動領域へ組み込まれない。 従って、３つの運動領域または摺動領域における顎関節の特性図および咬合特性図の完全なマッピングの、完全に歯の入ったモデルまでの拡張可能性が達成される。 顎関節の情報のみが、摺動領域によって表示される。

例えば象限モデルに、完全なモデル対の完全な機能を与えることができる。

更に、運動領域を、測定された反発弾性がシミュレートされるように形成する可能性が得られる。

従って、反発弾性を、機械的な咬合器システムにマッピングすることができる。 このことを、運動領域が、測定された反発弾性に対応する材料から製造されることによって、実現することができる。 しかしながら、構成要素が、少なくとも２つの部分からなり、両者のうちの一方が高い弾性を有してなる動き要素として、使用されることは好ましい。 層厚の変形によって、しかも患者において得られた測定データに従って、反発弾性を、個々に調整することができる。

本発明に係わる教示に基づいて、物理的モデルが利用される。 該物理モデルは、機能的な利用性の点で、少なくとも従来のモデルに匹敵し、この場合、義歯の製造のために絶対に必要なモデル部分を有する。 製造時間および材料の消費の節約が特に強調されるのは、ラピッドプロトタイピング技術によって製造がなされるとき、特にそのときである。

本発明に係わる教示は、純粋に仮想で実現される。 それ故に、前記方法に従って、義歯のデータセットが得られ、該データセットは、次に、ＣＡＭ法で製造される。

本発明は、下顎および該下顎に対し調整可能な上顎を有する保持手段を具備する義歯を製造するための装置であって、該上顎は、三角形の角の領域に位置している３つの支持点または支持領域に支持されており、該支持点または支持領域は、下顎に対し固定式に設けられており、あるいは該下顎に由来し、上部は、上顎を表わしかつ第１の収容部を有する第１の要素のための保持手段を具備し、下部は、下顎を表わしかつ第２の収容部を有する第２の要素のための保持手段を具備し、第１のおよび第２の収容部には、義歯を備えた少なくとも１つの歯牙歯根と、該歯牙歯根に隣接した複数の歯の、少なくとも歯根に向いた面と、少なくとも１つの対合歯の咬合面とが設けられており、前記支持点または支持領域と、第１のおよび第２の収容部の割り当てと、少なくとも１つの歯牙歯根の、および少なくとも歯牙歯根に向いた側面の、咬合面の位置とが、下顎および上顎、および中心位における該下顎および上顎の少なくとも位置を口腔内測定することによって決定されるデータに基づいて、算出されることを特徴とする。

この場合に特に意図されていることは、データとして、以下のデータが使用されることである。 すなわち、該データは、本発明に係わる方法によれば、上顎および下顎および／または離開咬合における顎関節の運動領域および／または咬合における歯の接触領域を記録することによって、口腔内で決定されるデータが使用され、咬合における接触領域に関するデータは、下顎の、上顎への横方向の運動を、運動の際にポテンシャルエネルギの増加を最小化するための方法を用いて、計算されるデータによって置き換えられることができる。

更に、支持面が、下顎に接続された骨体の表面であり、該表面の局所的な弾性は、顎関節と、咬合の歯牙接触にある対の歯の歯周組織との、各々の支持位置に換算された合計弾性（反発弾性）に対応することが、意図されている。

実際また、上部の支持手段は、顎の動きの制限を考慮する制限要素を有することができる。 同様なことは、顎の反発弾性に当てはまる。 それ故に、制限要素は、対応の弾性を有する。

本発明の複数の他の詳細、利点および特徴は、複数の請求項と、これらの請求項から読み取れる、単独および／または組合せで生じる複数の特徴とからのみならず、複数の好ましい実施の形態の以下の記述および特に以下の補足的な説明からも明らかである。

義歯を製造するための装置を示す。

本発明に係わる方法の原理図を示す。

義歯を製造するための個々の構成要素の原理図を示す。

個々の構成要素を取り付けるためのベースプレートを示す。

個々の構成要素を取り付けるためのベースプレートを示す。

運動領域および運動制限手段の原理図を示す。

運動領域および運動制限手段の原理図を示す。

本発明に係わる教示によれば、義歯の製造のために、患者の口腔内の下顎および上顎が測定される。 その目的は、ディジタル式の３Ｄデータを得るためである。 次に、咬合におけるすなわち下顎と上顎の中心位における少なくとも歯牙接触点領域ならびに中心位の近くの周辺の運動領域が、同様に、好ましくは口腔内で測定される。 接触している歯の、頬側でスキャンされた側面から、または調節咬合のスキャンから、すなわち、重なり合う下顎と上顎の間に設けられた要素、例えばシリコーン要素から、中心位における下顎および上顎相互の関係が生じる。 このことに関するデータ、必要な場合には、前述の説明のような、離開咬合における顎関節の運動領域、ならびに、必要な場合には個々の歯の反発弾性を補足的に用いて生じる、強制咬合時の反発弾性領域、双方の領域に関するデータを用いて、ラピッドプロトタイピング技術によって、運動領域が製造される。 中心位を囲む運動領域を含めた前述の種類の咬合における歯牙接触、この歯牙接触から生じるデータの代わりに、中心位における下顎および上顎から始まるポテンシャルエネルギの最小限の増加方法を使用することができる。

義歯を製造するために、上部１２および下部１４を有する装置１０が用いられる。 上部１２は、３つの支持手段１６，１８，２０によって、運動領域２２，２４，２６上に摺動自在に支持されている。 該運動領域は、下部１４に対する固定位置に、かつ、特に、下部の上にまたは下部に設けられている。 支持手段１６，１８，２０が球状のまたは楕円形状の端部を有することは好ましい。 その目的は、必要な程度に、運動領域２２，２４，２６上で摺動することができるためである。

上部１２には、上顎を表わす第１の要素３０のための保持プレート２８が取り付けられており、下部１４には、下顎を表わす第２の要素３４のための保持プレート３２が取り付けられている。

更に、支持手段１６，１８，２０のうちの少なくとも２つが、実施の形態では、支持手段１８，２０が、運動制限手段３６，３８によって囲まれている。 該運動制限手段は、顎関節の、靭帯および軟骨によって与えられた制限を倣っている。

本発明に係わる前記の処置に従って、自由度の減少によって、従って、好ましくは、矢状軸および横軸を中心とした下顎の回転の除外によって、および咬合面に対し垂直の方向における並進によってディジタル化された測定データから、上顎との歯牙接触点における下顎の摺動が、上顎の座標系における下顎の座標系の３点によって、記述される。 この運動は、下顎１４に対する上顎１２の摺動の可能性によって、しかも支持要素１６，１８，２０を支持点または支持領域とも呼ばれる運動領域２２，２４，２６上に支持することによって、実現される。 この場合、支持点は、三角柱の辺上に位置している。 それ故に、明確な支持が保証されている。

図２から原理的に見て取れることは、口腔内のスキャンによって測定された、下顎および上顎の運動の分析から、前記の方法（データ４０）で、従って、少なくとも、上顎および下顎の、および、中心位および該中心位の周囲領域における咬合のディジタル式の３Ｄデータを用いて、運動領域２２，２４，２６ならびに運動制限手段３６，３８が計算され、次に、対応のディジタル式のデータから、ラピッドプロトタイピング技術によって、運動領域２２，２４，２６を有する対応の構成部材ならびに運動制限手段３６，３８が製造されることである。

その代わりに、対応の構成部材を、以下のデータに基づいて、すなわち、中心位が知られているときに、下顎および上顎の、および、下顎および上顎の横方向運動のスキャンによって、ポテンシャルエネルギの最小限の増加を用いて生じるデータ（データ４２）に基づいて、決定することができる。

個々の最小限の実施の形態における、義歯の製造のために必要な構成要素は、図３から見て取れる。 該構成要素は、準備された歯牙歯根４４、介殻または介殻要素４６，４８、歯牙歯根に隣り合った複数の歯の、使用可能な接触面、ならびに、対合歯の形状を再現する、介殻状の構成要素５０である。 かような構成要素は、次に、ディジタル式の３Ｄデータに従って、空間的に互いに配置される。 すなわち、これらの構成要素を、下顎および上顎を表わす第１のおよび第２の要素３０，３４の収容部の空間的に割り当てられた収容部に設けるのである。

介殻要素４６，４８および歯牙歯根４４からなる前記の最小セットを前提として、図示した歯牙形態を全体模型まで拡張することができるのは、例えば、歯科技工士が、複数の隣接歯の頬面の湾曲情報を利用することを望む場合である。

要素４４，４６，４８，５０の各々は、釘のような結合要素５２，５４，５６，５８を有する。 その目的は、該各々を、第１のおよび第２の要素３０，３４の収容部に正確な位置で設置することができるためである。 保持および固定のためには、例えば、ホール／ピン機構が適切である。 該ホール／ピン機構は、図３の部分図から見て取れ、かつ、下顎には、参照符号６０が付され、上顎には参照符号６２が付されている。

図４ａおよび４ｂが示すように、ベースプレートとも呼ばれる第１のおよび第２の要素３０,３４は、ホール／ピンパターン６４またはクロスハッチパターン６５例えば十字溝を有する。 該パターンは、歯の要素４４，４６，４８，５０の結合要素５２，５４，５６，５８のための保持のために用いられる。 ここでは、結合は、軽い圧入機能を有する摩擦を抑えた適切なほぞ接ぎコンセプト（Verzapfungskonzepte）によって行なうことができる。

本発明によれば、運動領域２２，２４，２６および運動制限手段３６，３８が、補足的に測定された反発弾性（Resilienzen）を再現するという可能性が存する。 このことを構造的に実現するために、運動領域２２，２４，２６を有する構成要素を、材料に関して適切に構想する可能性が存する。 このことは、図５ａに基づいて、原理的に示されている。 例えば、運動領域２２，２４，２６を表面として有する構成要素６６は、物質層６８，７０から構成されている。 該物質層のうち、運動領域２２，２４，２６を有しない下層７０は、支持要素１６，１８，２０が運動領域２２，２４，２６上で動く最中に、反発弾性に対応する柔軟さが、必要な程度に生じるように、弾性を有する 患者において得られたデータから算出される個々の層厚さまたは材料証明書によって、従って、個々の歯の反発弾性までの顎関節の個別的な反発弾性特性が表わされる。

同様のことが、運動制限手段３６，３８に当てはまる。 該運動制限手段は、棒状の支持手段１８，２０が貫通する開口部７２を有する。 該開口部は、所望の弾性の層７４によって区画されている。 その目的は、顎関節の、靭帯および軟骨によって与えられた制限を倣うためである。 層７４は、次に、外部本体７６によって収容される。

本発明に係わる教示と、義歯を備えられるべきである顎領域を、個別化された最小構成要素を用いてかたどる可能性とに基づいて、下顎および上顎の完全な模型または象限模型が必要となる従来の方法に比較して、材料に関してかなりの利点が生じる。 歯部の必要な高さに関する材料の節約は、完全模型に比較して６２％であり、象限模型に比較して７０％である。 ボリュームの節約従ってまた材料の節約は、全体模型に比較して９８％であり、象限模型に比較して９２％である。

１０ 装置 １２ 上部 １４ 下部 １６ 支持手段 １８ 支持手段 ２０ 支持手段 ２２ 運動領域 ２４ 運動領域 ２６ 運動領域 ２８ 保持プレート ３０ 第１の要素 ３２ 保持プレート ３４ 第２の要素 ３６ 運動制限手段 ３８ 運動制限手段 ４０ データ ４２ データ ４４ 歯牙歯根 ４６ 介殻要素 ４８ 介殻要素 ５０ 構成要素 ５２ 結合要素 ５４ 結合要素 ５６ 結合要素 ５８ 結合要素 ６０ ホール／ピン機構 ６２ ホール／ピン機構 ６４ ホール／ピン機構 ６５ クロスハッチパターン ６６ 構成要素 ６８ 物質層 ７０ 物質層 ７２ 開口部 ７４ 層 ７６ 外部本体

本発明は、義歯を製造するための補助手段としての物理的なまたは仮想的な歯科用模型を形成するための方法ならびに義歯の製造に関し、上顎および下顎にある少なくとも１つの残根の形状、該少なくとも１つの残根に隣り合った複数の歯との接触点、および少なくとも１つの残根上に設けられる義歯の運動領域の範囲における少なくとも１つの対合歯の咬合面は、非接触方式で測定された上顎および下顎のディジタルデータが算入される。

義歯を製造するための多数の装置および方法は知られている。 一般的には、 歯の成形に基づいて、義歯を受け入れる残根の、該残根の周囲の、および顎の印象が製造される。 同様なことが当てはまるのは、複数の残根に義歯が備えられねばならない場合である。 これを別にして、製造は、他の材料が使用されることができるとしても、通常は、シリコーン封止用コンパウンドを用いてなされる。

今日では、しかしながら、旧来の石膏模型は、新たな技術（ステレオリソグラフィまたはフランジ切削）によっておよび新たな材料（合成樹脂）を用いて、咬合構造のステレオリソグラフィデータセットおよび歯のベースのディジタル式表示から製造される。 この場合、例えば、準備された残根を残りの模型から取り出すことが意図され、かつ、種々の接続構造を用いて、実現されている。 実際また、全く静的な末端咬合位置が、接続構造を用いて上顎および下顎の模型の暗号化によって、利用可能である。

特許文献８は、仮想模型を用いて義歯を製造する方法を記載する。 この目的のために、仮想咬合器が使用される。
仮想の歯科用模型を形成するための方法は、特許文献９から見て取れる。 例えば、顎のメス型の印象から、下顎および上顎の仮想の印象、ならびに、中心の咬合における２つの顎の間の距離の空間的関係が考慮される。
咬合器は、特許文献１０から公知である。 咬合器の下部および上部の支持点は、複数の顎関節の間の異なった距離のための使用が可能であるように、設計されている。
特許文献１１および特許文献１２からも、３つの支持点を介して相互に支持されている下部および上部を有する咬合器が読み取れる。

DE-B-10 2005 033 738

DE-A-10 2006 026 776

DE-A-103 04 757

EP-A-1 935 369

WO-A-2008/051130

WO-A-2008/030965

WO-A-03/017864

US-A-2005/0070782

WO-A-2004/030565

NL-A-7706907

US-A-4,276,022

CH-A-315737

少なくとも以下の工程段階、すなわち、
ａ）第１のデータを決定するために上顎および下顎を記録すること、
ｂ）第２のデータを決定するために離開咬合における顎関節の運動領域を記録すること、
ｃ）第３のデータを決定するために咬合時の歯の接触領域を記録すること、
ｄ）少なくとも第１のデータおよび第３のデータから、または、第１のデータおよび第２のデータから、または、第２のデータおよび第３のデータから、または、第１のデータおよび第２のデータおよび第３のデータから下顎と上顎の間の運動路を算出すること、
ｅ）下部および該下部に対し調整可能な上部を有する保持手段を使用することであって、上顎を表わしかつ第１の収容部を有する第１の要素が、上部と、下顎を表わしかつ第２の収容部を有する第２の要素が、下部と結合されており、あるいは結合され、
ｆ）工程ｄ）に基づいて算出された運動路によって形成され、かつ、下顎に対し固定関係で設けられあるいは設けられており、上部が支持要素によって支持されてなる支持点または支持面を製造すること、
ｇ）少なくとも１つの残根と、隣り合った複数の歯の、少なくとも１つの、 残根に向いた面と、少なくとも１つの対合歯の咬合面とを製造すること、および、第１の、第２のおよび第３のデータを用いて、３者を、第１のおよび第２の収容部に設置すること、および ｈ）義歯を少なくとも１つの残根上に製造すること、を有し、
但し、工程段階ｂ），ｃ）は、選択的に実行され、あるいは、工程段階ｂ）および工程段階ｃ）も実行される。

本発明によれば、物理的な保持手段が製造され、および口内環境にある残根の、従って、隣接した歯の、１つまたは複数の拮抗筋または拮抗筋の部分の実際の製造を行なうことのみならず、上顎および下顎をスキャンすることによって得られたデータを用いて、義歯の製造のために必要な顎領域を仮想的に生成させ、かつ義歯を仮想的に製造し、次に、知られたＣＡＤ／ＣＡＭ法で可能であるように、ＣＡＭ法で義歯を製造するために、仮想の義歯に対応するデータを使用することも、可能である。

この目的のために、以下の機能および特性が知られていることが必須である。 すなわち、
-準備された１つの残根または複数の残根の形状、
-隣接歯への接触点
-１つのまたは複数の準備された歯の運動領域の領域における対合歯の咬合面、
-上顎および下顎を中心位に置く可能性。

例えば個々の冠を製造するためには、従って、準備された残根が、隣接した２つの歯に関しては、 残根に向いている隣接歯間面の部分が、運動範囲を十分に覆う、対合歯の咬合面の部分が必要であるだけである。 隣接歯間面と、対合歯の咬合とを、透明な材料で製造することができる。 その目的は、接触点の直の観察を可能にするためである。

個々の構成要素、すなわち、 残根 、隣接歯、または、該隣接歯の、隣接歯間面を有する部分、および、対合歯、または、対合歯の、咬合面を有する部分は、次に、決定されたデータによって、互いに割り当てられている。 この目的のために、身体的な個々の構成要素に義歯を形成するための身体的な実施の形態では、下顎および該下顎に対し調整可能な上顎を有する保持手段が、使用される。 上部としては、第１の収容部を有する、上顎を表わす第１の要素が使用され、下部としては、第２の収容部を有する、下顎を表わす第２の要素が使用される。 個々の構成要素のための第１の収容部を有する第１の要素と、第２の収容部を有する第２の要素との間の関係は、スキャンしたデータから決定される。

本発明は、下顎および該下顎に対し調整可能な上顎を有する保持手段を具備する義歯を製造するための装置であって、該上顎は、三角形の角の領域に位置している３つの支持点または支持領域に支持されており、該支持点または支持領域は、下顎に対し固定式に設けられており、あるいは該下顎に由来し、上部は、上顎を表わしかつ第１の収容部を有する第１の要素のための保持手段を具備し、下部は、下顎を表わしかつ第２の収容部を有する第２の要素のための保持手段を具備し、第１のおよび第２の収容部には、義歯を備えた少なくとも１つの残根と、該残根に隣接した複数の歯の、少なくとも残根に向いた面と、少なくとも１つの対合歯の咬合面とが設けられており、前記支持点または支持領域と、第１のおよび第２の収容部の割り当てと、少なくとも１つの残根の、および少なくとも残根に向いた側面の、咬合面の位置とが、下顎および上顎、および中心位における該下顎および上顎の少なくとも位置を口腔内測定することによって決定されるデータに基づいて、算出されることを特徴とする。

本発明に係わる教示によれば、義歯の製造のために、患者の口腔内の下顎および上顎が測定される。 その目的は、ディジタル式の３Ｄデータを得るためである。 次に、咬合におけるすなわち下顎と上顎の中心位における少なくとも歯牙接触点領域ならびに中心位の近くの周辺の運動領域が、同様に、好ましくは口腔内で測定される。 接触している歯の、頬側でスキャンされた側面から、または調節咬合のスキャンから、すなわち、重なり合う下顎と上顎の間に設けられた要素、例えばシリコーン要素から、中心位における下顎および上顎相互の関係が生じる。 このことに関するデータ、必要な場合には、離開咬合における顎関節の運動領域、ならびに、 前述の説明のような、必要な場合には個々の歯の反発弾性を補足的に用いて生じる、強制咬合時の反発弾性領域、双方の領域に関するデータを用いて、ラピッドプロトタイピング技術によって、運動領域が製造される。 中心位を囲む運動領域を含めた前述の種類の咬合における歯牙接触、この歯牙接触から生じるデータの代わりに、中心位における下顎および上顎から始まるポテンシャルエネルギの最小限の増加方法を使用することができる。

個々の最小限の実施の形態における、義歯の製造のために必要な構成要素は、図３から見て取れる。 該構成要素は、準備された残根 ４４、介殻または介殻要素４６，４８、 残根に隣り合った複数の歯の、使用可能な接触面、ならびに、対合歯の形状を再現する、介殻状の構成要素５０である。 かような構成要素は、次に、ディジタル式の３Ｄデータに従って、空間的に互いに配置される。 すなわち、これらの構成要素を、下顎および上顎を表わす第１のおよび第２の要素３０，３４の収容部の空間的に割り当てられた収容部に設けるのである。

介殻要素４６，４８および残根 ４４からなる前記の最小セットを前提として、図示した歯牙形態を全体模型まで拡張することができるのは、例えば、歯科技工士が、複数の隣接歯の頬面の湾曲情報を利用することを望む場合である。

本発明に係わる教示と、義歯を備えられるべきである顎領域を、個別化された最小構成要素を用いてかたどる可能性とに基づいて、下顎および上顎の完全な模型または象限模型が必要となる従来の方法に比較して、材料に関してかなりの利点が生じる。 歯部の必要な高さに関する材料の節約は、完全模型に比較して６２％であり、象限模型に比較して７０％である。 ボリュームの節約従ってまた材料の節約は、全体模型に比較して９８％であり、象限模型に比較して９２％である。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
義歯を製造するための補助手段としての物理的なまたは仮想的な歯科用模型を形成するための方法ならびに前記義歯の製造であって、上顎および下顎にある少なくとも１つの歯牙歯根の形状と、該少なくとも１つの歯牙歯根に隣り合った複数の歯との接触点と、前記少なくとも１つの歯牙歯根上に設けられる前記義歯の運動領域の範囲における少なくとも１つの対合歯の咬合面とを、非接触方式で測定された前記上顎および下顎のディジタルデータを用いて算入する方法において、
少なくとも以下の工程段階、すなわち、
ａ）第１のデータを決定するために前記上顎および下顎を記録すること、
ｂ）第２のデータを決定するために離開咬合における顎関節の運動領域を記録すること、
ｃ）第３のデータを決定するために咬合時の歯の接触領域を記録すること、
ｄ）少なくとも前記第１のデータおよび第３のデータから、または、前記第１のデータおよび第２のデータから、または、前記第２のデータおよび第３のデータから、または、第１のデータおよび第２のデータおよび第３のデータから前記下顎と上顎の間の運動路を算出すること、
ｅ）下部および該下部に対し調整可能な上部を有する保持手段を使用することであって、前記上顎を表わしかつ第１の収容部を有する第１の要素が、前記上部と、前記下顎を表わしかつ第２の収容部を有する第２の要素が、前記下部と結合されており、あるいは結合され、
ｆ）工程ｄ）に基づいて算出された前記運動路によって形成され、かつ、前記下部に対し固定関係で設けられあるいは設けられており、前記上部が支持要素によって支持されてなる３つの支持点または支持面を製造すること、
ｇ）前記少なくとも１つの歯根と、前記隣り合った複数の歯の、少なくとも１つの、該歯根に向いた面と、前記少なくとも１つの対合歯の咬合面とを製造すること、および、前記第１の、第２のおよび／または第３のデータを用いて、前記３者を、前記第１のおよび第２の収容部に設置すること、および
ｈ）前記義歯を前記少なくとも１つの歯根上に製造すること、を有し、
但し、前記工程段階ｂ），ｃ）は、選択的に実行され、あるいは、工程段階ｂ）および工程段階ｃ）も実行されることを特徴とする方法。
［２］
前記工程段階ｅ），ｆ），ｇ），h）を仮想的に実行することを特徴とする［１］に記載の方法。
［３］
工程段階ｃ）では、中心位および周辺の運動領域における前記咬合を記録することを特徴とする［１］または［２］に記載の方法。
［４］
前記段階ｃ）における前記咬合を、治療補正をもって記録することを特徴とする［１］ないし［３］のいずれか１に記載の方法。
［５］
前記段階ｃ）における前記咬合を、強制的に実行することを記録とする［１］ないし［４］のいずれか１に記載の方法。
［６］
第４のデータを決定するために、顎関節および／または下顎骨および／または歯牙組織の反発弾性特性を記録し、前記支持点または支持面の反発弾性を、第４のデータを用いて形成することを特徴とする［１］ないし［５］のいずれか１に記載の方法。
［７］
前記支持手段には、運動制限要素が割り当てられ、または割り当てられており、該運動制限要素によって、前記上部の、前記下部への動きは、顎の動きおよび／または顎関節の測定された反発弾性特性に従って、制限され、前記顎の動きが、前記工程ｂ）に従って決定されることは好ましいことを特徴とする［１］ないし［６］のいずれか１に記載の方法。
［８］
追加的に、少なくとも１つの歯の歯牙支持組織の反発弾性を、少なくとも前記工程段階ｄ）で使用される第５のデータを決定するために、測定することを特徴とする［１］ないし［７］のいずれか１項に記載の方法。
［９］
前記第３のデータの代わりをする第６のデータを決定するために、前記工程ｃ）の代わりに、前記下顎の、前記上顎への横方向の動きを、動きのためのポテンシャルエネルギの増加を最小化するための方法を用いて、計算することを特徴とする［１］ないし［８］のいずれか１に記載の方法。
［１０］
少なくとも前記第１のおよび第３のデータまたはその代わりに第６のデータからなされる、前記支持点または支持面の算出を、前記工程段階ｆ）に基づいて、前記上顎に対する前記下顎の運動性の自由度を減じつつ、実行し、矢状軸（ｘ軸）を中心とした回転と、横軸（ｙ軸）を中心とした回転と、咬合面に対し垂直の方向のｚ軸に沿った並進とを除外することを特徴とする少なくとも［１］または［９］に記載の方法。
［１１］
前記横方向の動きの算出のための出発点として、上顎および下顎の中心位を選択することを特徴とする少なくとも［９］に記載の方法。
［１２］
下顎および上顎の中心位を決定するために、前記下顎および上顎の複数の歯の頬側面を、末端咬合位置でスキャンすることを特徴とする［１］ないし［１１］のいずれか１に記載の方法。
［１３］
前記第１の、第２のおよび第３のデータを口腔内で決定することを特徴とする［１］ないし［１２］のいずれか１に記載の方法。
［１４］
下顎（１４）および該下顎に対し調整可能な上顎（１２）を有する保持手段を具備する、義歯を製造するための装置（１０）であって、該上顎は、三角形の角の領域に位置している３つの支持点または支持領域（２２，２４，２６）に支持されており、該支持点または支持領域は、前記下顎に対し固定式に設けられており、あるいは該下顎に由来し、前記上部は、上顎を表わしかつ第１の収容部を有する第１の要素（３０）のための保持手段を具備し、前記下部は、下顎を表わしかつ第２の収容部を有する第２の要素（３４）のための保持手段を具備し、前記第１のおよび第２の収容部には、前記義歯を備えた少なくとも１つの歯牙歯根（４４）と、該歯牙歯根に隣接した複数の歯の、少なくとも該歯根に向いた面と、少なくとも１つの対合歯の咬合面とが設けられており、前記支持点または支持領域と、前記第１のおよび第２の収容部の割り当てと、前記少なくとも１つの歯牙歯根の、および前記少なくとも歯牙歯根に向いた側面の、前記咬合面の位置とが、下顎および上顎、および前記中心位における該下顎および上顎の少なくとも位置を口腔内測定することによって決定されるデータに基づいて、算出される、義歯を製造するための装置。
［１５］
前記データは、少なくとも、請求項１から見て取れる前記第１のおよび第３のデータ、または第１のおよび第２のデータ、または第１の、第２のおよび第３のデータであり、前記第３のデータは、請求項９に記載の前記第６のデータによって置き換可能であることを特徴とする［１４］に記載の装置。
［１６］
前記支持面（２２，２４，２６）は、前記下顎に接続された骨体（６６）の表面であり、該表面の局所的な弾性は、前記顎関節と、咬合の歯牙接触にある各々の対の歯の歯周組織との、各々の支持位置に換算された合計弾性（反発弾性）に対応することを特徴とする［１４］または［１５］に記載の装置。
［１７］
前記上部（１２）の前記支持手段（１６，１８，２０）には、前記顎の運動の制限を考慮する運動制限手段（３６，３８）が割り当てられていることを特徴とする［１４］ないし［１６］のいずれか１に記載の装置。
［１８］
前記運動制限手段（３６，３８）は、前記顎の反発弾性である弾性を有することを特徴とする［１４］ないし［１７］のいずれか１に記載の装置。
［１９］
歯牙歯根（４４）と、隣り合った歯の面と、前記少なくとも１つの対合歯の咬合面とのグループからなる少なくとも１つの要素は、ステレオリソグラフィまたはラピッドプロトタイピング技術またはフランジ切削によって製造された構成要素であることを特徴とする［１４］ないし［１８］のいずれか１に記載の装置。
［２０］
前記歯根（４４）に隣接した（複数の）歯の側面および前記対合歯は、接触点の位置を直に観察することができるように、透明な材料で製造されることを特徴とする［１４］ないし［１９］のいずれか１に記載の装置。

１０ 装置 １２ 上部 １４ 下部 １６ 支持手段 １８ 支持手段 ２０ 支持手段 ２２ 運動領域 ２４ 運動領域 ２６ 運動領域 ２８ 保持プレート ３０ 第１の要素 ３２ 保持プレート ３４ 第２の要素 ３６ 運動制限手段 ３８ 運動制限手段 ４０ データ ４２ データ ４４ 残根
４６ 介殻要素 ４８ 介殻要素 ５０ 構成要素 ５２ 結合要素 ５４ 結合要素 ５６ 結合要素 ５８ 結合要素 ６０ ホール／ピン機構 ６２ ホール／ピン機構 ６４ ホール／ピン機構 ６５ クロスハッチパターン ６６ 構成要素 ６８ 物質層 ７０ 物質層 ７２ 開口部 ７４ 層 ７６ 外部本体