Wir verbessern die Voll-Zahnprothetik durch die Verbindung zweier Patente mit Artificial Intelligence, Machine Learning & 3D-Simulation.
In Zusammenarbeit mit der Zahntechnik Wiedmann GmbH, der Lusanum Zahntechnik GmbH sowie mit Prof. Till Hänisch von der Innovations- und Technologietransferzentrum Heidenheim gGmbH haben wir für unser Zahn-Projekt bereits eine Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) erhalten.
Die wesentlichen Aufgaben im Projekt sind:
- die Modellierung und Verifikation einer Zielfunktion für die automatische Generierung der Gebiss-Geometriedurch Artificial Intelligence,
- die Auswahl und Parametrisierung eines geeigneten Optimierungsverfahrens durch Machine-Learning sowie
- die Unterstützung bei der Erstellung eines Prototyps der patientenindividuellen Voll-Zahnprothetik durch 3D-Simulation (und Mass-Customization auf Losgröße 1).
Ein innovatives Zahn-Projekt – warum?
Bisher sind in der Zahnheilkunde noch sehr viele handwerkliche Schritte nötig, die eine Vielzahl von Fehlerquellen beinhalten.
Die Fertigung von Zahnersatz und kieferorthopädischen Therapiegeräten ist zwar schon an vielen Stellen standardisiert und digitalisiert, allerdings sind gerade bei der Bestandsaufnahme, Modellanalyse, Visualisierung, Bestimmung der Lagebeziehung der Kiefer sowie der Fertigung von Modellen, Schienen und Endprodukten aufwändige handwerkliche Arbeitsprozesse nötig, die einen erhöhten zeitlichen Aufwand für Patienten, Zahnärzte und Zahntechniker aber vor allem einen hohen finanziellen Aufwand für Krankenkassen, Unfallversicherungen und Patienten bedeuten.
Welches Ziel verfolgen wir?
Zielsetzung unseres Zahn-Projekts ist es, ein selbstlernendes 3D-Zahnpositionierungssystems zu entwickeln, um die prothetische Rehabilitation zu automatisieren.
Wir digitalisieren die wichtigsten individuellen Daten des Gebisses sowie Kiefer- und Gesichtsphysiognomie des Patienten und berücksichtigen diese bei der Auswahl der Garnituren und der anschließenden Positionierung so, dass eine passgenaue, funktionelle und ästhetische Rekonstruktion ermöglicht wird.
Dabei fließen die Erkenntnisse der Cranial-System-Prothetik® und des Zahn-Rekonstruktions-Systems® in die Entwicklung ein.
Mithilfe eines zu entwickelnden numerischen Optimierungsverfahrens (Simulated Annealing) und eines Machine-Learning-Verfahrens ermöglichen wir die Rekonstruktion sämtlicher Gebisspartien. Somit können wir selbst schwer beschädigte Areale wiederherstellen. Die Prothetik wird digital errechnet und ermöglicht dem Zahnarzt in Zusammenarbeit mit dem Zahntechniker eine schnelle, automatisierte Patientenversorgung, welche eine optimale Passgenauigkeit in Ästhetik und Tragekomfort erreicht.
Die Kombination aus ZRS und CSP
Ein Gebissmodell wird durch eine Abformung im Mund des Patienten durch den Zahnarzt erstellt und anschließend manuell mit Gips (in der Regel von einem Zahnlabor) ausgegossen. Dieses Gipsmodell wird mit einem 3D-Scanner digitalisiert.
Für die Zahntechnik Wiedmann GmbH haben wir bereits ein Zahn-Rekonstruktions-System (ZRS) entwickelt. Hier liegt der Fokus auf der optischen Ästhetik der dritten Zähne. Der Planung mit dem ZRS und der konsequenten Umsetzung der berechneten Zahnform und Zahnstellung ist es zu verdanken, dass ein harmonisches und natürliches Erscheinungsbild erreicht werden konnte.
Zahn-Rekonstruktions-System
Mit dem Zahn-Rekonstruktions-System berechnen wir die ursprüngliche Zahnform, aber auch die Stellung der Frontzähne mit Alogorithmen der Artificial Intelligence.
Cranial-System-Prothetik
Zusätzlich gibt es ein weiteres, manuelles Verfahren der Lusanum Zahntechnik GmbH: Cranial-System-Prothetik (CSP).
CSP ist ein weiterentwickeltes System zur Rekonstruktion der Kauebene und des natürlichen Zahnbogenverlaufs. Damit kann die ursprüngliche Zahnposition wiederhergestellt werden, die z.B. durch Knochenabbau oder Zahnverlust verloren gegangen ist. Das Ziel der Cranial-System-Prothetik ist die Zuordnung der funktionellen Belastbarkeit einer prothetischen Versorgung. Durch die Vermessung von gebissbezüglichen Referenzpunkten wird anhand einer Computersoftware die Zahnanordnung so natürlich ausgerichtet, dass die Zähne zum Gesicht und Kiefer in Harmonie stehen. Die Kaukräfte wirken damit völlig symmetrisch auf den Schädel ein.
Das Patent liegt hier bei der Lusanum Zahntechnik GmbH.
Wie werden die Zähne hergestellt?
Momentan werden die künstlichen Zähne aus Metall, Keramik oder Kunststoff durch Fräsen hergestellt. Zukünftig soll das über 3D-Drucker funktionieren.
Förderung des Projekts durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Unser Zahn-Projekt wird vom Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand gefördert.
Das ZIM ist ein bundesweites, technologie- und branchenoffenes Förderprogramm für mittelständische Unternehmen und mit diesen zusammenarbeitenden wirtschaftsnahen Forschungseinrichtungen. Mit dem ZIM sollen die Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen nachhaltig unterstützt und damit ein Beitrag zu deren Wachstum, verbunden mit der Schaffung und Sicherung von Arbeitsplätzen, geleistet werden.
Für Fragen zu unserem Zahn-Projekt oder generell zu Fragen in Bezug auf Artificial Intelligence, Machine-Learning oder 3D-Simulation kommen Sie gerne auf uns zu.
Wir unterstützen auch ihre Idee mit unserer Erfahrung aus über 100 Entwicklungs-Projekten. Vom agilen Prototyping bis zur fertigen Lösung sind wir Ihr Partner für alle Technologien aus dem digitalen Umfeld.
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