專(zhuān)利名稱：用于制造畸齒矯正器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及畸齒矯正術(shù)，更具體涉及制造可用于牙齒重新定位 的畸齒矯正器的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了功能原因以及審美原因，期望使牙齒重新定位以校正錯(cuò)咬合 (即，上下牙齒之間的不當(dāng)接觸)。例如，咀嚼力的不均勻分布可以導(dǎo)
致牙齒過(guò)度磨損和松動(dòng)，并且牙擁擠(crowding of teeth )可能意"木著 更難進(jìn)行清潔，這導(dǎo)致牙菌斑增加以及更易產(chǎn)生齲齒。
常規(guī)地，通過(guò)使用通常稱為"牙套(braces)"的畸齒矯正器來(lái)校正 錯(cuò)咬合，該畸齒矯正器包括一系列粘固至牙齒并通過(guò)張緊的金屬絲連接 的金屬或陶資附著物，所述張緊的金屬絲對(duì)附著物施加力，并由此對(duì)牙 齒施加力，從而提供期望的移動(dòng)。然而，這些常規(guī)矯正器存在問(wèn)題。與 安裝的矯正器一樣，用于將矯正器附著到牙齒的程序不便捷，并且可能 導(dǎo)致不舒服。這些矯正器一般不好看，并且其自身導(dǎo)致維持口腔衛(wèi)生方 面的問(wèn)題，因?yàn)樵摳街锍洚?dāng)咀嚼食物時(shí)的食物陷阱。
牙齒定位器作為常規(guī)金屬牙套的替代方案近年來(lái)大受歡迎。
該構(gòu)思由Harold Kesling博士首次在20世紀(jì)40年代提出，用作在 使用更常見(jiàn)的畸齒矯正器之后對(duì)牙齒進(jìn)行最終定位的器械(參見(jiàn) Kesling的"The Philosophy of the Tooth Positioning Appliance", Am. J. Orthod. Oral. Surg. (1945) 31(6):297-304 )。 Kesling "出了 一種由彈'性 可變形橡膠制成的定位器，其具有對(duì)置的U形通道，模制為分別配合在 上牙弓和下牙弓的咬合面和切牙面上，對(duì)牙齒施加力以影響它們的位置 以及保持上牙弓和下牙弓之間的期望關(guān)系。Kesling的定位器還記載于 他的美國(guó)專(zhuān)利2,531,222中，牙齒定位器的另一早期實(shí)例見(jiàn)于GB 1550777 (Suyehiro)中。
然而，只是在最近采提出定位器作為常規(guī)金屬牙套的實(shí)際替代方 案。牙齒定位器的最新實(shí)例包括Ortho-Pro-Teknica有限^S司提供的商
標(biāo)名為ClearStep 的牙齒定位器和Align Technology公司提供的商標(biāo) 名為InvisalignTM的牙齒定位器。
這些定位器是模塑成型的一般U形形狀的聚合物支架或殼套，其與 上牙弓或下牙弓的牙齒相配合。它們是無(wú)色透明的，因此相比常規(guī)牙套 在審美方面改善了許多。通過(guò)使用一系列定位器來(lái)實(shí)現(xiàn)牙齒的重新排 列，其中每個(gè)定位器通常在幾周的時(shí)間內(nèi)磨損，從而以漸變方式來(lái)使牙 齒重新定位。患者自己可以摘除定位器，以允許清潔他們的牙齒，從而 避免與金屬牙套的附件有關(guān)的口腔衛(wèi)生問(wèn)題。
Align Technology在其美國(guó)專(zhuān)利5,975,893中描述了一種可以生產(chǎn)一 系列模塑成型的聚合物牙齒定位器的方法。在該方法中，通過(guò)激光掃描 以常規(guī)方式獲得的患者牙齒的石骨模型來(lái)獲得患者的初始(畸形)牙齒 排列的數(shù)字模型。調(diào)整數(shù)字模型以產(chǎn)生最終的牙齒排列(即，使牙齒相 對(duì)彼此正確定位)，并且該系統(tǒng)通過(guò)大量復(fù)雜計(jì)算產(chǎn)生代表牙齒重新定 位過(guò)程中的漸變步驟的一系列中間牙齒排列。然后使用快速原型制作方 法來(lái)產(chǎn)生一系列對(duì)應(yīng)的牙齒"陽(yáng)"模， 一種用于每種中間牙齒排列，一 種用于最終的牙齒排列，定位器自身可以形成在該模上。該方法需要在 數(shù)字模型的細(xì)節(jié)水平和在產(chǎn)生最終和中間牙齒排列的數(shù)字模型時(shí)的計(jì) 算費(fèi)用之間進(jìn)行折衷。在對(duì)模型進(jìn)行數(shù)字化處理時(shí)，可能會(huì)增加模型相 對(duì)于患者牙齒的任意偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總的目的是提供用于制造畸齒矯正器的方法和設(shè)備，具體 而言是提供與患者的牙齒精密配合的模制的牙齒定位器，而不依賴于復(fù) 雜的計(jì)算步驟和所需的計(jì)算機(jī)處理費(fèi)用。
在第一方面中，本發(fā)明提供一種制造一系列牙齒定位器的方法，所 述一系列牙齒定位器用于以漸變方式將患者的一顆或多顆牙齒從初始 構(gòu)型經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間構(gòu)型而重新定位至最終構(gòu)型，所述方法包括
提供患者牙齒初始構(gòu)型的復(fù)合模型，所述復(fù)合模型包括底座和一顆 或多顆離散的模型牙齒，所述模型牙齒或每顆模型牙齒包括牙冠部和牙 根部，并且安裝在底座上的由安裝材料形成的底座牙齒安裝部中，牙才艮 部可嵌入安裝材料中并且保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，但是在向所述模型牙齒的 牙冠部施加力時(shí)，所述安裝材料可允許牙根部移動(dòng)穿過(guò)牙齒安裝部；
改變底座安裝部中的一顆或多顆模型牙齒的位置以使復(fù)合模型重
新構(gòu)型成第一中間構(gòu)型；
產(chǎn)生第一中間牙齒構(gòu)型的第一陰印模；
然后，進(jìn)一步改變底座安裝部中的一顆或多顆模型牙齒的位置以4吏 復(fù)合模型重新構(gòu)型成第二中間牙齒構(gòu)型或最終牙齒構(gòu)型；以及
產(chǎn)生第二中間牙齒構(gòu)型或最終牙齒構(gòu)型的第二印模或最終印模。
在第二方面中，本發(fā)明提供一種用于模仿患者牙齒多個(gè)構(gòu)型的復(fù)合 模型，所述復(fù)合模型包括
底座；和
一顆或多顆離散的模型牙齒；
所述模型牙齒或每顆模型牙齒包括牙冠部和牙根部，并且安裝在底 座上的由安裝材料形成的底座牙齒安裝部中，牙根部可嵌入安裝材料中 并且保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，但是在向所述模型牙齒的牙冠部施加力時(shí)，所 述安裝材料可允許牙根部移動(dòng)穿過(guò)牙齒安裝部。
這樣，通過(guò)使用具有牙根部的離散模型牙齒，安裝材料中的模型牙 齒的移動(dòng)被緊密地限制為實(shí)際患者中可能的移動(dòng)，并且基于所述復(fù)合模 型制造的定位器更有可能實(shí)現(xiàn)牙齒的按照模型的移動(dòng)。
模型牙齒的牙根部?jī)?yōu)選從牙冠部逐漸變細(xì)，使得牙根部在遠(yuǎn)離牙冠 部的遠(yuǎn)端處在至少在一個(gè)尺寸(dimension)上窄于牙冠部。牙才艮部?jī)?yōu) 選為模型牙齒長(zhǎng)度的至少25%，更優(yōu)選為至少35%,并且可以擴(kuò)展至 牙齒總長(zhǎng)度的50%或75%或更長(zhǎng)(即，與牙冠部一樣長(zhǎng)或更長(zhǎng))。
優(yōu)選通過(guò)其中可以嵌入兩顆或多顆模型牙齒(優(yōu)選計(jì)劃要移動(dòng)所有 牙齒)的安裝材料的連續(xù)區(qū)域來(lái)提供安裝部。這樣，每顆牙齒的牙才艮部 以及牙冠部的移動(dòng)在一定程度上受相鄰模型牙齒的牙根部約束，從而對(duì) 程序中任意一個(gè)漸變步驟中的可能移動(dòng)程度產(chǎn)生更為實(shí)際的約束。
優(yōu)選安裝材料為熱塑性材料，以允許牙根部以受控方式進(jìn)行期望的 移動(dòng)。材料可以選擇為可以軟化以允許期望的牙齒移動(dòng)，同時(shí)仍然留住 牙齒，并且隨后硬化(優(yōu)選在室溫下)以在連續(xù)漸變移動(dòng)之間將牙齒更 牢固地保持在適當(dāng)位置處。例如，安裝材料可以是蠟，例如，其可以通
過(guò)溫和加熱而軟化，并且隨后在冷卻時(shí)硬化。
模型牙齒可由多種合適材料中的任意一種制成，包括例如石骨衍生 物或更優(yōu)選的聚合物材料。
以常規(guī)方式利用患者的上牙弓或下牙弓印模，底座和模型牙齒可以 作為例如石骨衍生物或合適聚合物材料的單一鑄件來(lái)初始形成。然后， 計(jì)劃要移動(dòng)的牙齒可以與鑄件分開(kāi)，例如使用手術(shù)鋸分開(kāi)，從而形成模 型牙齒。當(dāng)利用患者的對(duì)應(yīng)牙齒的印模來(lái)形成每顆模型牙齒的牙冠部 時(shí)，它是非常精確的復(fù)制品。利用例如銼刀或磨輪可以將模型牙齒的牙 根部形成為期望的形狀。
為了制造復(fù)合模型，首先將模型牙齒定位在得自患者牙齒的原始印 模中，或者更優(yōu)選地定位在得自分離牙齒之前的鑄件的其它"陰"模(即 印模)中。然后，將安裝材料施用到模型牙齒上，覆蓋牙根部(例如， 在安裝材料為蠟的情況下，可以將其熔化并傾倒在模型牙齒上)?？梢?將除去模型牙齒之后余下的鑄件剩余部分在施用安裝材料之前重新定 位在印模中，或者重新定位在隨后添加到印模/陰模中形成復(fù)合模型底 座的新澆鑄材料中。假定不是患者的全部牙齒在所計(jì)劃的處理中都將移 動(dòng)，則該底座部分可以包括一個(gè)或更多個(gè)患者其它牙齒的牙冠的復(fù)制 品。然后，可以從印模/陰模中取出復(fù)合模型，根據(jù)需要在其先硬化之 后取出。這樣，復(fù)合模型代表了非常精確、詳細(xì)的患者牙弓初始錯(cuò)咬合 構(gòu)型的模型。
在模型每次移動(dòng)到下一個(gè)中間(或最終)牙齒構(gòu)型之后，如上所述， 形成模型的牙弓的印模或陰模。然后，這可以用于產(chǎn)生陽(yáng)模，例如石骨 衍生物或合適聚合物材料的陽(yáng)模，聚合物定位器自身可以模制在其上。
例如，可以在陽(yáng)模上真空形成定位器。用于定位器的合適材料是PET。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，使用復(fù)合模型來(lái)制造三個(gè)或更多個(gè)定 位器、更優(yōu)選四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)或更多，并且可能制造七個(gè)或八個(gè)或甚 至更多的定位器，然后，其可以作為一個(gè)批次提供給患者用于后續(xù)使用， 以將患者的牙齒從初始構(gòu)型經(jīng)過(guò)一系列漸變構(gòu)型重新定位至最終構(gòu)型。
在原理上，不限制復(fù)合模型的漸變移動(dòng)的數(shù)量和對(duì)應(yīng)的由模型生產(chǎn) 的定位器的數(shù)量，但是在實(shí)踐中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，就臨床觀點(diǎn)而言，理想的是 最多八到十二次移動(dòng)。對(duì)于一些患者而言，使用一系列八個(gè)定位器的處
理程序?qū)⒆阋垣@得期望的效果。此外，可能需要使用例如另外八個(gè)定位
器的一次或更多次的額外處理。在該情況下，優(yōu)選從患者獲得新的印模，
并且制造新的復(fù)合模型。


現(xiàn)在將參照附圖并僅以舉例的方式來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方案，附圖
中
圖l顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合模型；
圖2a 2i示出圖1的復(fù)合模型的制造步驟；
圖3a 3f示出使用圖2的復(fù)合模型來(lái)制造定位器的步驟；以及
圖4是示出制造復(fù)合模型并用其制造一系列定位器的整個(gè)方法的方 法流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的復(fù)合模型1。在該實(shí)例中，該模 型用于患者的下全組牙齒(下頜弓)?？梢陨a(chǎn)類(lèi)似的模型用于上組牙齒 (上頜弓)或僅用于一個(gè)或另一個(gè)牙弓的選定部分。
該模型包括底座IO,其可以是例如石骨衍生物或聚合物材料。在該實(shí) 例中，保留牙弓每側(cè)上的后三顆牙齒12作為底座10的一體化部件，因?yàn)?所計(jì)劃的處理并不包括這些牙齒的任何移動(dòng)。根據(jù)所計(jì)劃的移動(dòng)，可以將 更多或更少(或者甚至沒(méi)有)牙齒12與底座10形成為一體。
在底座IO的前部具有凹陷部14,安裝材料(在該實(shí)例中為蠟16)模 制在其中以模擬齒齦，并且支持其中牙齒待移動(dòng)的下頜骨。
模型中的離散模型牙齒18代表在所計(jì)劃的處理中待移動(dòng)的牙齒，每個(gè) 離散的模型牙齒18具有牙冠部20和牙根部22。牙根部22嵌入蠟安裝材 料16中并保留在其中。
使用時(shí)，通過(guò)加熱蠟16 (例如將復(fù)合模型浸沒(méi)在熱水浴中)使其軟化 來(lái)實(shí)現(xiàn)模型內(nèi)的牙齒移動(dòng)。一^ 16軟化到足以允許牙齒的牙根部在其中 進(jìn)行一些移動(dòng)但同時(shí)仍然保留模型牙齒18時(shí)，則可以根據(jù)所計(jì)劃的處理來(lái) 調(diào)整一顆或多顆模型牙齒18以改變它們的位置。蠟16提供阻礙牙根22 移動(dòng)的阻力。作為牙齒模型一部分的牙根22的存在用于限制可能的移動(dòng)， 以便更真實(shí)地代表在患者中可能的情況。
圖4示出制造圖1的復(fù)合模型1并且隨后用其制造一系列聚合物定位 器2的方法。下面將仍然參照?qǐng)D2a~2h來(lái)首先描述用于制造該模型的方 法。
起點(diǎn)是在印模塊26 (參見(jiàn)圖2a和2b )中制造的患者牙齒3 (在該情 況下為下牙弓)的印模24。如圖2c和2d所示，將印模塊26置于容器28 中，并且通過(guò)將例如石骨衍生物或聚合物材料灌注到容器28中來(lái)形成初始 鑄件30，如箭頭32所示。將計(jì)劃移動(dòng)的模型牙齒18從初始鑄件30中分 離出來(lái)，并且使其牙根部22成形，如圖2e所示。因此，在初始鑄件30 中留有凹陷部34，如圖2f所示。通過(guò)以該方式來(lái)形成每顆牙齒的離散牙 齒模型18，模型1中可能的移動(dòng)精密地反映出患者中可能的移動(dòng)。
然后組裝復(fù)合模型1。如圖2g所示，首先將模型牙齒18定位在通過(guò) 從初始鑄件30中獲取印模制得的陰模38 (作為替代方案，可以使用原始 印模24)中的它們各自的腔36中。參照?qǐng)D2h，將陰模38置于容器40內(nèi)， 將模型底座10 (通過(guò)重新使用已經(jīng)切除牙齒18的初始鑄件30的剩余部分 來(lái)形成)插入模中，將安裝材料(在該實(shí)例中為蠟16)熔融并灌注到模中 以覆蓋牙根部，如箭頭42所示。模型牙齒18、蠟安裝部16和石骨衍生物 /聚合物材料底座10的組合是初始鑄件30的完全復(fù)制品。然后，如圖2i 所示的復(fù)合模型l備好待用。
為了形成期望的系列定位器，如圖3a 3f和圖4所示，加熱復(fù)合模型 l(例如，在熱水浴中加熱，未圖示)以軟 化蠟16。然后可以如圖3a中的 箭頭44所示重新定位一顆或多顆模型牙齒18，并且使蠟16硬化以將模型 牙齒保留在它們的新構(gòu)型中。 一般地，在模型的任意一次漸變中，被移動(dòng) 的每顆牙齒18的至多不會(huì)移動(dòng)多于0.25 ~ 0.5 mm。
參照?qǐng)D3b和3c， 一旦蠟16定型，則在印模塊46中獲取具有牙齒新 構(gòu)型的復(fù)合模型的印模以制造第一中間牙齒模型的陰模48。然后，將陰模 48置于容器50中，如圖3d所示，并且通過(guò)將例如石骨衍生物或聚合物材 料灌注到容器50中來(lái)形成陽(yáng)模52，如箭頭54所示。該陽(yáng)模52(見(jiàn)圖3e) 用于第一中間牙齒構(gòu)型，并且在該陽(yáng)模52上形成所計(jì)劃系列的第一定位器 2(在圖3f中示出)，例如通過(guò)真空成形形成。定位器2優(yōu)選由透明聚L合物 材料形成。
期間，可以再次加熱模型1,并且實(shí)施第二次牙齒移動(dòng)。第二次移動(dòng) 可以包括移動(dòng)與第一次移動(dòng)相同的牙齒和/或一顆或多顆其它的模型牙齒。 然后，可以獲取另一印模來(lái)制造用于第二中間牙齒構(gòu)型的陰模，其以與第 一中間牙齒構(gòu)型相同的方式用于制造陽(yáng)模以及系列中的第二定位器。
重復(fù)進(jìn)行該方法，直至制造了用于所計(jì)劃的處理的完整系列定位器。 通常，系列中會(huì)有八個(gè)定位器。然后，可以將該系列定位器提供給患者順 序使用，從而以漸變方式使患者的牙齒從初始構(gòu)型經(jīng)過(guò)幾個(gè)中間構(gòu)型而到 達(dá)最終構(gòu)型(對(duì)于具體的處理過(guò)程，可以采用其它過(guò)程)。
權(quán)利要求
1.一種制造一系列牙齒定位器的方法，所述一系列牙齒定位器用于以漸變方式將患者的一顆或多顆牙齒從初始構(gòu)型經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間構(gòu)型而重新定位到最終構(gòu)型，所述方法包括提供所述患者牙齒的初始構(gòu)型的復(fù)合模型，所述復(fù)合模型包括底座和一顆或多顆離散的模型牙齒，所述模型牙齒或每顆模型牙齒包括牙冠部和牙根部，并且安裝在底座上的由安裝材料形成的底座牙齒安裝部中，所述牙根部可嵌入所述安裝材料中并且保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，但是在向所述模型牙齒的所述牙冠部施加力時(shí)，所述安裝材料可允許所述牙根部移動(dòng)穿過(guò)所述牙齒安裝部；改變所述底座安裝部中的一顆或多顆模型牙齒的位置以使所述復(fù)合模型重新構(gòu)型成第一中間構(gòu)型；生產(chǎn)所述第一中間牙齒構(gòu)型的第一陰印模；接著進(jìn)一步改變所述底座安裝部中的一顆或多顆模型牙齒的位置以使所述復(fù)合模型重新構(gòu)型成第二中間構(gòu)型或最終構(gòu)型；以及生產(chǎn)所述第二中間牙齒構(gòu)型或最終牙齒構(gòu)型的第二印?；蜃罱K印模。
2. —種用于模仿患者牙齒多個(gè)構(gòu)型的復(fù)合模型，所述復(fù)合模型包括 底座；和一顆或多顆離散的模型牙齒；所述模型牙齒或每顆模型牙齒包括牙冠部和牙根部，并且安裝在底 座上的由安裝材料形成的底座牙齒安裝部中，所述牙根部可嵌入所述安 裝材料中并且保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，但是在向所述模型牙齒的所述牙冠部 施加力時(shí)，所述安裝材料可允許所述牙根部移動(dòng)穿過(guò)所述牙齒安裝部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的復(fù)合模型，包括具有從所述牙冠部逐漸變細(xì) 的牙根部的至少 一顆模型牙齒，使得所述牙根部在遠(yuǎn)離所述牙冠部的末 端處在至少一個(gè)尺寸上窄于所述牙冠部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合模型，其中所述牙根部為所述模型牙齒 長(zhǎng)度的至少25%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合模型，其中所述牙根部為所述牙齒總長(zhǎng) 度的至少50%。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的復(fù)合模型，其中所述安裝部由其 中可以嵌入兩顆或多顆模型牙齒的所述安裝材料的連續(xù)區(qū)域提供。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的復(fù)合模型，其中所述安裝材料是 熱塑性材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合模型，其中所述熱塑性材料可以通過(guò)加 熱而軟化以允許期望的牙齒移動(dòng)，同時(shí)仍然保留所述牙齒，并且隨后在 室溫下硬化，從而在連續(xù)漸變移動(dòng)之間將牙齒更牢固地保持在適當(dāng)位置 處。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的復(fù)合模型，其中所述模型牙齒由 聚合物材料制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造一系列牙齒定位器的方法，所述牙齒定位器用于以漸變方式將患者的一顆或多顆牙齒從初始構(gòu)型經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間構(gòu)型而重新定位到最終構(gòu)型。該方法使用患者牙齒初始構(gòu)型的復(fù)合模型，該復(fù)合模型具有底座和一顆或多顆離散的模型牙齒。每顆模型牙齒包括牙冠部和牙根部，并且安裝在底座上的由安裝材料形成的底座牙齒安裝部中，牙根部嵌入安裝材料中并保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，但是在向模型牙齒的牙冠部施加力時(shí)，安裝材料可允許牙根部移動(dòng)穿過(guò)牙齒安裝部。在該方法中，改變一顆或多顆模型牙齒的位置以使復(fù)合模型重新構(gòu)型成第一中間構(gòu)型。然后制造第一中間牙齒構(gòu)型的第一陰印模。然后，進(jìn)一步改變底座安裝部中的一顆或多顆模型牙齒的位置以使復(fù)合模型重新構(gòu)型成第二中間構(gòu)型或最終構(gòu)型。然后，制造第二中間牙齒構(gòu)型或最終牙齒構(gòu)型的第二印模或最終印模。從模型中取出的印?？捎糜谥圃煸撓盗卸ㄎ黄?。
文檔編號(hào)A61C7/08GK101351165SQ200680050000
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者安德魯·麥坎斯, 若?！たㄆ绽?申請(qǐng)人:奧斯-普羅-泰克尼卡有限公司