Intelligente Zahnspange mit telemetrischer Daten- und Energieübertragung für Kraft-Drehmoment-Messungen in der Kieferorthopädie

Abstract:
Dieser Beitrag stellt eine festsitzende, kieferorthopädische Zahnspange vor, welche die kontaktlose sechsdimensionale Kraft- und Drehmomentmessung (fx, fy, fz, mx, μ, mz) während kieferorthopädischer Behandlungen ermöglicht. Hierfür ist ein CMOS-integriertes, mechanisches Spannungssensor-System ins Bracket integriert. Die Daten- und Energieübertragung erfolgt über eine planare Mikrospule, die hybrid auf dem Sensorchip integriert ist. Für die Prozessierung der hochminiaturisierten Spulen wurde ein neuer Reinraumprozess basierend auf Kupfergalvanik entwickelt. Mit dieser intelligenten Zahnspange wurde erstmalig das kontaktlose Auslesen von Sensordaten bei einem keramischen Bracket erfolgreich demonstriert. Leseantenne und Sensorsystem waren in einem Abstand von ca. 3 mm zueinander angeordnet, was für kieferorthopädische Anwendungen als praktikabel erachtet wird.