专利名称：正牙托架和夹子的制作方法
技术领域：
本发明大致涉及用于相对于牙齿保持正牙弓线的正牙装置和方法。更特别地，本发明披露了一种具有可移动夹子的正牙学托架，所述夹子能够沿着弓线的轴线插入到托架的托架槽中，以将弓线固定在托架上。
背景技术：
在正牙学和正牙医疗设备领域，正牙托架是当前正牙技术的中心部件。正牙托架最先由Dr.Edward Hartley Angle在十九世纪开发出来，并且虽然自Dr.Angle的时代以来，在其设计、材料和生产过程方面有了显著的进步，但是正牙托架的生物学功能基本上保持不变。
传统的正牙托架的主要功能特征是弓线槽。弓线槽是一个通常水平定向的、向外开口的、横截面为矩形的槽，其在托架的结构上形成，以接收独立的、圆形、方形或相应的矩形形状的弓线。由Dr.Angle发展的正牙托架的改良被称为“edgewise”类型托架。术语“edgewise”是指示传统上用于沿边正牙治疗的弓线槽的和矩形弓线的矩形相互配合的描述性术语。弓线在托架的槽内的矩形相互配合使得存储在偏离的弓线内的矫正能量能完全传递给牙齿、牙根以及患者下颚的骨支撑结构。
传统的正牙托架的弓线槽包含一个弓线槽基底和两个弓线槽壁。所述壁彼此平行并且又通常平行于咬合平面。槽的基底定向为垂直于壁，从而形成两个沿所述基底展开的90°的角。这种弓线槽被认为是一种“开放”槽，因为所述槽没有前面，从而弓线可以由唇或口腔方向落在其内。
在正牙学领域，建立了用于弓线槽尺寸的尺寸标准。例如，关于槽宽的标准尺寸0.018和0.022英寸，加上允许的制造公差。这些数值被称作“槽尺寸”。当其宽度为0.018时槽的深度可以是0.025英寸，宽度为0.022英寸时深度可以是0.028英寸。正牙医师可以由很多商业来源获得具有标准0.018×0.025英寸和0.022×0.028英寸的弓线槽尺寸的托架。
即使Dr.Angle托架设计已经成为标准并且被广泛应用，edgewise托架在应用时仍然存在局限性和缺陷。例如，在治疗的后期，正牙医师通常必须努力将所谓全尺寸(full-size)或修整弓线插入到患者托架的弓线槽中。这种弓线通常非常坚硬，具有高达310KSI UTS的抗张强度和接近30,000,000的弹性模量。术语“全尺寸(full-size)”是指被制作成完全填充托架弓线槽的矩形尺寸从而得以充分利用edgewise原理的一种弓线。在这种关系中，弓线槽的壁和基底将与这种弓线的外表面紧密而共面地接触。必须理解在治疗阶段正牙医师会首先努力插入全尺寸修整弓线使其与仅仅被向其理想修整位置部分复位的患者的牙齿重合。处于这一阶段的患者的牙齿缺乏最后的审美和稳定咬合和好的修整结果所需的下颌静止位。因此，不同的托架弓线槽会以某种方式相对于彼此不再对准，因为它们所连接的牙齿没有对准。由于试图将非常坚硬和紧密配合的弓线插入到不同的不对准的弓线槽中是很困难的，正牙医师必须多次运用所谓转矩扳于这种器具局部地在每一个托架/弓线界面扭曲弓线。扳手被用来弯曲和定向弓线，从而使其可以落进其相应的托架弓线槽。对于接下来的相邻的托架，必须再次扭曲弓线以使其符合它的弓线槽的方向。这种扭曲偏离前一个托架的方向而又偏向后一个托架的方向，这种困难的和费时的过程必须在整个患者的齿弓重复进行。可以说，将一个修整弓线扭至围绕患者的上或下齿弓的通常为十个的弓线槽对于正牙医师来说非常费时并且会使患者感到不适。
综上所述，应当说，正牙装置由具有低弹性系数和高挠度的弓线开始，继而被具有日益增高的弹性系数和降低的挠度的弓线所替代。在整个治疗过程中取走和而后的替换一系列连续的弓线的步骤耗费了正牙医师和职员可致力于患者护理的整个时间的相当大一部分。
在所有的情形中，一旦弓线被定位进入一系列弓线槽中，而后必须将弓线保持在每一个槽内。标准正牙托架具有被称作绑翼或系翼的部件，其能与独立的矫正线装置协作，从而形成一个可以用来保持弓线完全固定和在托架内定位的工具。
可利用注塑程序由聚氨基甲酸酯弹性材料形成矫正线。这种弹性材料的矫正线设置为微小的O形环的形状。弹性材料的矫正线钩住一对传统的托架系翼并在而后拉起并越过弓线，并且钩住相对的一对系翼。正牙装置通常需要完成绑扎步骤。
也可以使用不锈钢矫正线。不锈钢矫正线由完全退火的直径为0.009英寸到0.012英寸的圆形线形成。钢矫正线被同样地环绕系在传统托架的系翼上并越过弓线，从而将弓线保持在其弓线槽中。一旦被系住，线松弛的一端被扭转，并且剪除剩余的线。然后线的扭转部分缩拢在系翼之下，从而向旁边避开，以避免划破舌头和脸颊的软组织。与使用弹性材料矫正线的绑扎相似，钢矫正线也需要使用多个特定牙齿工具。
综上所述，可以看出安置、移除和替换弓线(尤其是全尺寸修整弓线)是费时的并且很多时候对于正牙医师和职员来说是一种挑战性任务。弓线的改变也会给患者带来疼痛经历。将弓线绑扎至每一个托架的步骤同样也是正牙处理中费时的方面，其需要精确的工具并且需要将注意力集中在牙齿与牙齿之间的基础上。
除了上述传统托架存在的局限，传统托架的标准构造还产生其他问题。例如，探出咬合面的和探出齿龈的系翼遮蔽了牙齿表面从而不利于牙刷的接触和冲洗，这为口腔细菌的生长和保护提供了理想的环境。细菌于传统托架的系翼下的一贯存在会导致邻近托架的釉质脱钙。细菌长时间的存在会耗尽结合在不锈钢钝化表面的氧，从而导致正牙部件本身的腐蚀问题的可能性。
传统托架的部件之间的空间，尤其是在需要提供系翼的咬合一齿龈轴和中心槽内，需要一个在咬合一齿龈的方向上长度至少为3.2mm的标准托架。这种最小要求是指传统托架不能小于一组最小尺寸并且因此一些人认为传统托架不可避免会很大。大托架会带来软组织的刺激和患者的不舒适，这会破坏患者的状态并使其丧失重要的与他或她的治疗配合的意愿。大托架还会在相对的齿弓上接触牙齿，这会引起伤害和磨损。正牙患者经常是忸怩的，并且与传统正牙托架的较大尺寸有关的“金属嘴”外观会是另外一个使得患者无法培养合作意愿的因素。
在过去已经致力于克服这些与传统edgewise正牙托架有关的缺陷和局限。例如，美国专利No.5,356,288(Cohen)披露了一种具有用于接收弓线的水平槽的“第一托架”，和一个附在该原始托架上用于保持弓线在位的“第二托架”。Cohen披露了一些实施例，其中第二托架轴向滑动进入第一托架的槽内。但是，至多只有弓线的一个表面被第一托架的壁接合。弓线的另外一个表面接合在第二托架的壁上或保持自由。这种方法在力度和刚度方面具有显著的缺陷，并且仍旧倾向于需要一个大的托架组件。
特别地，Cohen的第二托架必须在轴向定线上与第一托架一起定向以保证两个部分一起滑动。现在，假设一颗牙齿相对于邻近的牙齿显著地不合理。在传统治疗的早期，在退出托架之后弓线必须被在第一颗牙齿上有效地弯曲成Z字形以与在邻近牙齿上的托架接合。由于Cohen的第二托架基本上由上下三面弓线槽构成，其具有一个唇状槽底，和垂直于槽底的平行的咬合和齿龈壁，第二托架完全捕获弓线并将其正确位置约束为轴向定线，并使其保持在第二托架内。同时，第二托架必须与第一托架保持精确定向，甚至是当第二托架只是刚刚开始插入到Cohen的第一托架内。在这种示例中，当将Cohen的第二托架插入到第一牙齿上的托架中时，第二托架的远端会本能地定位在非常靠近邻近牙齿上的托架的内侧边缘。这会导致一种可能的配置，在插入Cohen的第二托架步骤中，要求弓线在脱离第二托架的远端时做立即而生硬的弯曲。假定为弓线做这种显著的弯曲留有任何空间，这种急剧的弯曲将引发弓线的永久应变，从而削弱其在两颗牙齿之间传递正确力的能力。另外，将Cohen的第二托架插入第一托架的动作对于患者来说可能是一种疼痛的经历。机械地说，应用Cohen托架的唯一切实可行的办法是限制他们应用于最终修整阶段，这一阶段与在非常狭窄的内侧-远侧宽度内制造Cohen托架的步骤结合，并且在这个阶段牙齿更加接近理想定向。应用Cohen托架会需要正牙医师移开所有患者的传统托架并将其替换为Cohen托架以做最后的修整处理。没有任何成本或治疗上的优势来征明这一非传统步骤，并且进一步地，Cohen托架不具有任何会消除在牙齿上定位任何托架时不可避免的位置误差的性能。在内侧-远侧范围托架被制作得非常狭窄以允许Cohen的第二托架在不损伤弓线的前提下被插入，托架然后会产生过分的托架间距离，这会削弱将要传递到牙齿上的生理学有效的矫正力的所需水平。
发明内容
本发明通过提供一种具有可移动夹子的正牙托架以克服现有技术中存在的缺陷，所述夹子能沿着弓线的轴由托架的侧棱插入到托架槽中，以将弓线固定在托架上。弓线的其中两个表面与夹子接合，而剩余的两个弓线表面则与托架槽的壁接合。这一方式允许在治疗过程中将夹子的形状剪裁为每一个弓线的截面尺寸，从而方便弓线和夹子向托架槽的插入，并且更加确保将弓线保持在位。
将两个弓线表面与夹子接合而另外两个弓线表面与托架接合还带来另外的优势。这种安排将弓线捕获在托架槽的一个角上(也就是说，咬合的或齿龈的)并与托架的基底邻接。如果托架槽和夹子是对称的或者是当使用复合的、左/右手夹子时，专业人员可通过翻转夹子的方向或使用正确的设置选择槽的哪一个角最有利于定位弓线。这使得专业人员可针对于各个牙齿将弓线偏向于咬合或齿龈，从而在正牙治疗中促进牙齿所需的挤入或挤出。
对比于Cohen，本发明使用接合于弓线的两个侧面的托架槽和接合于弓线的另外两个侧面的夹子。夹子仅提供一个可选择地与弓线的咬合面或齿龈面接触的壁。在上述关于Cohen的例子中，专业人员会选择一个接合于弓线的唇和咬合侧面的夹子。然后弓线完全自由，可以根据需要自然地Z字形弯曲成进入横向托架的优美曲线。弓线可在邻近的牙齿上自由地向托架自然弯曲，而无论夹子是部分插入到第一托架中还是完全锁定在位。
本发明还消除了使用用于在托架槽内保持弓线在位的系翼和矫形线的需要。这对正牙医师来说会省时省力，同时还能减轻患者的不适。没有系翼还减少了对托架组件的视觉影响，减少了患者的不适，并消除了隐蔽细菌的潜在场所。
本发明提供一种正牙托架组件，包含具有一个基底的托架，其包含用于附着在患者牙齿上的安装部分，以及多个形成托架槽的臂，以接收传统的矩形弓线。一个夹子能够沿托架槽和弓线的轴线可移动地插入到托架槽内，并由所述托架槽保持。装配好的托架槽和夹子形成一个矩形通道以便可移动地将弓线固定在托架槽内。弓线的两个表面由夹子接合，而剩余的两个弓线表面由托架槽的壁接合。参照下文的详细描述和附图，将会更加容易地理解本发明的这些和其他优点、性能和目标。
本发明结合下述附图可以更容易地理解图1是附有正牙托架30的一系列牙齿10的正面透视图；图2是示出了其基底31的托架30的背面透视图；图3是夹子40的透视图；图4是组装后的托架30、弓线20和夹子40的截面图；图5是相应于图1的示出了附有已经插入了弓线20和夹子40的托架30的一系列牙齿10的透视图；
图6是具有一个适应弓线弯曲的弯曲通道42的夹子40的另一个实施方式的透视图；图7是在通道42上具有触头43以适应弓线的或直或弯部分的夹子40的另外一个实施方式的透视图；图8是具有在两个垂直方向上弯曲的通道42的夹子40的另外一个实施方式的透视图；图9是夹子40的另外一个实施方式的透视图，其中夹子40具有一个通道42，其形状允许用转动保持牙齿紧固控制时松开牙齿或允许第二顺序运动；图10是夹子40的另外一个实施方式的透视图，其中夹子40具有较薄的口腔或唇壁，其提供通道42，通道42的形状允许在用倾斜提供紧固控制和用扭矩提供一些控制时显著牙齿的转动或第一顺序运动；图11是夹子40的另外一个实施方式的透视图，其中夹子40具有一个通道，其形状允许弓线和托架之间明显的溢出，从而相对于所有轴提供一定程度的自由；图12是托架30和夹子40的另外一个实施方式的透视图；图13是图12所示的托架30和夹子40的一个实施方式的截面图；图14是具有装配在牙齿10上的结合片的托架30的一个实施方式的透视图；图15是夹子40和托架30的一个实施方式的透视图，其中夹子40的端部包含用于结合橡皮带50的鼻或突出部49；图16是夹子40和托架30的一个实施方式的透视图，其中夹子40的端部包含用于结合橡皮带50的钩491；图17是托架30的透视图，其中托架30包含一个与托架槽扭矩连接的结合片，一个钩39和一个竖直槽37，同时夹子保持部件包含具有用于将夹子40保持在托架30的托架槽内的凹口38和突出48的夹子40；图18是夹子40和托架30的一个实施方式的透视图，其中托架包含外膨轮廓的壁381、481以形成锁机构用于将夹子40保持在托架槽35内；图19是夹子40的另外一个实施方式的底面透视图，其中夹子40具有端盖47，其限制夹子40越过预定的点插入到托架内；图20是图19所示的夹子40的实施方式在其插入托架30和弓线20之后的顶面透视图；图21是组合后的夹子40和托架30的另外一个实施方式的底视图；图22是图21所示的组合后的夹子40和托架30的侧正视图；图23是组合后的假体40和托架30的另外一个实施方式的透视图。
具体实施例方式
本发明提供一种新型两部分组件，其包含一个托架30和一个可插入的夹子40。图1提供了表示附有托架30的一系列牙齿10的透视图。托架30具有由基底31突出延伸的齿龈臂32和咬合臂33，两者一起形成大致沿内侧-远侧方向贯穿托架30的托架槽35。托架30的臂32、33由托架30的基底31开始首先在唇或口腔方向向外延伸。当由托架30的完全内侧-远侧宽度向外延伸时，而后臂32、33向着彼此大致向内弯曲从而提供一个距牙齿表面较远的点开始变窄的正向凿槽以形成沿至少托架槽35的部分轴向延伸的颈36。图1中所示的臂32和33延伸了托架槽35的整个长度。但是，应当理解臂32、33可以设计为沿托架槽35的仅仅一部分延伸。托架30能够由任何诸如金属和合金(例如，不锈钢，钛合金)非金属(例如，玻璃，水晶，陶瓷，或塑料)或复合材料(例如，玻璃强化的聚碳酸酯)的多种材料制得。
托架槽35的尺寸可接收传统正牙弓线20。与传统托架相似，在托架30上形成的托架槽35包含相对于咬合平面大致垂直定向的各种基底。托架槽35的基底横跨向外延伸的臂32、33之间的宽度。本发明中的部件之间的功能关系典型地需要一个宽度大于齿龈和咬合臂32、33之间的颈36的宽度的基底。舌状基底的宽度也典型地大于弓线20的宽度。并且，臂32、33之间的颈36的宽度应当大于任何在治疗过程中将要接收的弓线20的最大的相应的尺寸，从而弓线20可以轻易地经由颈36插入到托架槽35内。
托架30在基底之下向着与牙齿接触的表面延伸的结构可以在牙齿-到-牙齿基础上构建。托架30按照这一创新设计的需要设置以用作托架系统用于正牙患者的所有牙齿的治疗。在这种托架系统中，每一个托架均在扭矩、隆起、旋转、角度和左/右利手数值以及齿冠弯曲数值方面适应已知的牙齿形态学标准，尤其是对于正牙患者所通常包含的二十颗牙齿中的每一个而言。
示例中的每一个托架30都包含一个底部31其具有用于接触牙齿10的结合片。例如，图2是托架30的背面透视图，示出了其底面31。底部31可以是一个适合的独立的结合片。结合片可以包含与薄的不锈箔片编索(calendar to)的细密不锈屏障。结合片是利用正牙粘合剂将正牙托架附着到牙齿上的公知的方式。结合片典型地通过铜焊附着到托架上。当托架结合到准备好的牙齿表面，将正牙粘合剂机械地归入(register into)细网内从而产生其与牙齿之间的机械结合。
托架30的最靠近舌的表面31可选择地表现整体包含其上的良好的机械保持性能。这种托架称作“一片”并且在制作过程中无需将结合片铜焊到托架上的独立步骤。这种类型的整体结合性能可参考美国专利No.5,158,452和No.5,362,232(Franseen等人)来理解。
然而可选择地，其他用于将托架30附着到牙齿上的方式是利用具有焊接接头片或法兰的托架。这种法兰对于将托架电阻焊接到环绕牙齿的不锈钢箍环上是很有用的。牙齿箍环由柔软的、可延展的不锈钢制成并且通常具有符合牙齿形态学的解剖学形状。托架附着其上的箍环座落在牙齿上，有接合剂可移动地粘合该箍环。无论是金属片在独立的步骤铜焊到托架上，还是作为托架结构中整体结合的机械保持性能，或者是托架被焊接到箍环上，托架的最靠近舌的表面的构形典型包含复合的、凹曲线的结合表面。所述表面通常必须适应统计上已知的每颗牙齿的曲率数值。并且，为了反映了人类牙齿的已知角度数值，内侧-远侧曲线的轴线和咬合齿龈曲线之间的关系不需要相互垂直。半径的定点不需要落在托架的最靠近舌的表面的几何学中心线上。复合曲线必须倾向于中间或远端以适应诸如那些现行的被称作Roth规定的托架规定所特定的旋转数值。最后，托架基底保持其上的牙齿釉质之上的高度作为突出数值。对于一些自然位置较为突出的牙齿，诸如犬齿或上门牙，一些托架会表现出较低的突出数值。而对于那些自然位置较为靠里的牙齿，诸如上颌侧齿，另一些托架会具有较低的突出数值。
当托架30附着到其相应的牙齿10后，将弓线20装进患者口腔内，并经由托架臂32、33的颈36推进到整个托架30的托架槽35内。可选择地，对于位于齿弓后端的牙齿，弓线可以在轴线方向上容易地插入。在这一点上，托架30和弓线20的关系是不精确的并且弓线20只是被托架30松弛地保持。
图1和2描述的实施方式，托架30的臂32、33首先由托架的基底竖直地突出，从而在基底的齿龈和咬合面范围形成两个90°的角。专业人员将弓线20推进到这两个角的其中一个或另一个内。当将弓线20推进到角内，将夹子40的引入端与托架槽35的端部同轴排列，并且将夹子40部分推入到托架30的托架槽35内。图3是夹子40的透视图。当夹子在中间或远端方向插入到托架30的托架槽35的端部时，托架30捕获并且可移动地保持夹子40在其结构内。换句话说，夹子40的插入在与弓线20和托架槽35的轴线大致垂直的方向完成。在插入夹子40之前，在弓线20和托架槽35之间有一个空间。当夹子40插入以后，这一空间部分地或完全被夹子40填充，因此迫使弓线20进到托架槽35的一个角内，如图4所示，并且因此将弓线20和托架30接合以便于控制。图5时响应于图1的透视图，示出了具有插入了弓线20和夹子40之后的托架30的一系列牙齿10。
为了充分理解系统在这一点上的关系，读者应当理解，夹子40的横截面的形状紧密地迎合托架槽35的内表面(也就是说，基底、与之相邻的臂32、33的内壁的数值部分以及变窄的颈36)。特别地，夹子40和托架槽35的横截面设计为允许夹子40沿弓线20的轴滑入到托架槽35内。但是，托架槽35上变窄的颈36保持夹子40并防止其轻易地由托架槽35内经由颈36在唇或口腔方向脱出。在图3所示的实施方式中，夹子40还具有靠近唇或靠近口腔的脊46，其延伸进入到在托架臂32、33的靠近唇或口腔的范围之间形成的狭窄的颈36内。脊46具有将在下文描述的锁定性能，以便可移动地将夹子40固定在托架槽35内。夹子40可由任何诸如塑料、陶瓷、玻璃、水晶、金属或复合材料等的多种材料制成。
夹子40可在夹子40的整个长度上设置用于接收弓线20的通道42。例如，如图3中所示，这一通道42可以沿夹子40的其中一个较低的(与基底接触的)角轴向延伸，以容纳弓线20。在这一实施方式中，通道42具有两个壁——一个垂直于而另一个平行于托架槽35的基底。夹子40的底面44与托架30的托架槽35的基底接触，同时两个通道壁与和托架槽35(也就是说，由托架30的基底和臂角定义的)相联系的两个壁结合，以相互结合为弓线20形成通过组件的通道。以这种方式，托架30的两个壁和夹子40的两个壁被用来完全捕获具有通常为矩形截面的弓线20的所有四个表面。
如上文所述，在将弓线20捕获进入托架槽35的过程中，弓线20通过颈36推入到位，并且进入结合在上或下齿弓的牙齿上的所有托架30的托架槽35内。优选地，每一个夹子40都具有一个锁头，其在相应的托架30上首先插入到托架槽35内。通过首先将夹子40与弓线20和托架槽35对准，并且然后沿弓线20在臂32、33之间仔细滑动夹子40进入到托架槽35内(也就是说，沿着内侧-远侧轴)，从而弓线20被保持在夹子40和托架30之间，就着样，一个接一个地将夹子插入到托架内。
应当指出，在图1和2所示的实施方式中，可插入具有上通道或下通道42的夹子40。这允许专业人员选择用托架槽35的哪一个角来保持弓线20。在在齿龈/咬合轴方向施加治疗力以加强牙齿10的对齐时这一性能是很有用的。
可选择地，在将夹子40部分插入到托架30之后，可以使用任何多种标准正牙器具(例如，钳子)的一种将夹子40完全插入到托架30的托架槽35内。为了这一目的，钳子的一个顶点可以与托架30的远端边缘接触，同时另一个顶点可以与夹子40的内侧端部接触。钳子的适当压迫将会推动夹子40完全进入适当位置。重要的在于，当夹子40以这种方式被钳着在位，包含托架30、弓线20和夹子40在内的结构系统内的扭曲和弯曲的相对力矩被相互抵消。
图3所示的夹子40包括脊46，其填充位于图2所示的托架的臂32、33的靠近唇或口腔部分之间的颈36。所得到的夹子40和托架30的组件的横截面图由图4给出。臂32、33的靠近唇或靠近口腔的部分具有朝向内部的平行的表面，两者配合与夹子的脊46的齿龈和咬合面接触。夹子40、弓线20和托架30之间的摩擦会促使夹子40在托架槽35内保持在位。但是，夹子40也可以通过锁定机构的方式在托架槽35内保持在位，锁定机构能进一步限制夹子40在托架槽35中的轴向运动(例如，至少一组互补的突出48和凹口38)。在图17所示的实施方式中，夹子40的脊46的咬合面和齿龈面具有高出的突起48，它可沿其内侧-外侧范围处于中间或稍微偏离中间。当夹子40到达其完全插入到托架槽内的位置时，突出48落入相应的凹口38内并与之重合，所述凹口38位于正牙托架30的臂32、33的靠近唇或口腔范围的朝内的平行面上。当突起48和凹口38重合后，臂32、33的轻微的弹跳或弹力性能使得夹子40完全咬合进入与托架槽锁定和不可移动的关系中(也就是说，搭扣配合)。可选择地，摩擦配合可以用于相互重合的突起48和凹口38的可移动固定。这种锁定机构的关系提供一种可移动固定组件的积极手段并且可以防止治疗过程中夹子40相对于托架30不希望的滑动或脱落。
如前所示，突起48和凹口38可相对于夹子40的整个内侧-外侧长度处于中间或稍微偏离中间，如图17所示。仍如上文所述，夹子40的一端可以呈锥形以允许夹子40更加容易地插入到托架槽内。可选择地，托架30的长度、夹子40的长度和突起48以及凹口38的位置，这三者之间的关系可以配合允许当突起48和凹口38处于锁定重合时夹子40的锥形部分延伸至托架30的端部之外，如图17所示。同时，任意的可见标记(例如，标记或有色代码)可结合到夹子40上，仍如图17所示，从而专业人员可容易地分辩出适合类型的夹子用于每一个托架。
正如可使用钳子将夹子40向内侧或远侧完全移动以使其进入相对于托架的完全锁定位置，还可以使用钳子拆下和去除夹子40。例如，钳子的一个顶点可静止抵在托架30的内侧端部，同时另一个顶点与远端地突出在托架30之外的夹子40的向远端延伸的锥形部分的一端接触。钳子的适当压迫会使得夹子40的锥形端被推向内侧，直到夹子40的远端与托架30的远端齐平。夹子40由其初始锁定位置到其在该例中所述的假夹子40的远端与托架30的远端齐平的这一位置的相对移动量将是脱离锁定机构所需的相对移动量。一旦突起48和凹口38不再重合，牙钳可抓紧夹子40并将其由托架槽35内完全移除，同时运促弓线20经由托架槽的颈36移除。
图17示出了一个实施方式，其中单个的微笑的圆形突起48由夹子40延伸出来，以与托架槽的颈上的互补的圆形凹口38相接合。凹口38和突起48的形状和尺寸主要取决于设计选择。也应当明显地理解，凹口38和突起48的相对位置可以颠倒，并且可以使用任何组数的凹口和突起。图18描述了另外一个实施方式，其中突起夹子40上的是长的成型壁481，同时凹口是托架槽35上相应的成型壁381，而不是上文所述的尖锐的突起/凹进。术语“突起”和“凹口”应当广义地解释为涵盖任何类型的用于限制夹子在托架槽内的轴向运动从而将夹子40可移动地保持在托架槽内的锁定机构。并且，术语“锁定机构”应当广义地解释为涵盖任何用于将夹子40可移动地固定在托架槽35内的机构。可能的替换方式包括另外的类型，如弹簧键，锁，卡环，销，以及拆除时会损坏或破损的一次性锁定装置。
还可以重视的是，正牙托架组件的内侧远侧相对长度可根据治疗目标和所要附着的牙齿的不同而不同。通常地，对于具有减少的内侧-远侧长度的托架30，会制造相应地具有较大托架内部分的弓线20。较大托架内长度会减少托架系统锁传递的影响生理学的力，并且因此，通常会增加患者的舒适度，或可选择地，增加在到达线的弹性极限之前偏转的尺寸。相反地，较长的托架组件会减少托架内长度从而将应变集中在所得到的较短的托架之间的弓线部分，这将增加力度。
如上文所述，在正牙治疗程度中传统的正牙托架通常接收连续系列的弓线。大多数这种弓线都不是全尺寸线，因为在治疗的早期，由于牙齿显著的脱离正规的情况，可能需要在托架槽和弓线之间具有“溢出”。另外，不能接受的强生理学力会导致患者的不适，伴随着对齿根和压制的损伤。本发明通过提供无需紧固捕获弓线的夹子以迎合在治疗早期对溢出的需要。例如，如果首先插入一个0.016×0.016英寸的正方形弓线，正牙医师会选择使用具有大于0.016×0.016英寸的弓线接触侧面的夹子。这允许弓线有活动的余地并且减少向牙齿及其支撑骨传递的生理学力度。在接下来的患者指定，当牙齿产生反应并向理想位置移近时，可以用在托架槽内更密切捕获弓线的夹子替换所述夹子。相反地，可使用具有不同弓线接触尺寸的夹子所提供的活动余地允许完全捕获更小的线。例如，如上所述，常用的中间弓线的尺寸是0.016英寸见方。本发明允许使用如果需要能够在托架内完全捕获0.016英寸见方的弓线并且而后能在治疗中完全捕获0.018×0.025英寸的弓线的可选择的夹子。而相比之下，传统的正牙托架只能完全捕获具有可完全填充槽的尺寸的一种尺寸的弓线。
图3所示的夹子40的通道42将允许标准弓线20通过，但是不会有任何溢出。其构形可被制作成可使其理想地增加与弓线的摩擦从而保持牙齿在所希望的位置上的规格。相反地，尺寸可以展开以允许对牙齿保持完全控制时托架和弓线之间的相对平移。例如，图6示出了夹子40的一个实施方式，其具有弯曲的通道42以适应弓线20的弯曲。如果通道42的弯曲的直径大致等于弓线的前面的直径(例如，0.625英寸)，仍可以认为这种恰恰适应弓线弯曲的通道42内具有未溢出的接合。可选择地，通道42可被制作成小尺寸以摩擦地约束弓线并防止其滑动。
过去的正牙托架的设计和治疗原理需要不同的弓线尺寸和形状。“对弓(twin arch)”技术和“带弓(ribbon arch)”是在20世纪前半期被正牙医师广泛使用的两个方法的例子。跟现代方法一样，这些技术要求弓线具有标准最大尺寸，正如现行标准定义的对于具有0.018槽的托架，全尺寸弓线是0.018×0.025英寸，而对于具有0.022槽的托架，弓线为0.022×0.028英寸。与传统托架不同，本发明并不局限于设置最大标准。本发明，通过使用据此设置的夹子能容纳比最大商业可用标准尺寸还大的弓线，并且进一步地，与传统托架不同，本新颖设计中的托架和夹子的组合能容纳比标准大的或甚至一种弓线或复合弓线，其为了特定的异常的正牙场合的需要而惯例制作。
再者，图6示出了被减轻以自然地适应弓线的弯曲部分的夹子。对于人类齿系的前面弯曲的半径的一系列标准，至少是弓线可以正常放置的水平，对于上弓来说需要的半径是0.750英寸，而对于下弓来说是0.625英寸。图6描述了能够严密切合这种已知的和标准的弯曲的减轻夹子。例如，夹子上的减轻弯曲的顶点，相对于夹子的内侧远侧端定义一个等于为上弓建立的0.750英寸半径标准的高度(H)。但是，本发明期望所述(H)值增大的夹子。本发明的这种夹子会强制性地变平并且在托架限制内减少弓线部分的弯曲。这种夹子整平力一旦被插入，将会减少H从而局部增加弯曲的半径，至少是对于托架限制内的弓线的那一部分。然而，一系列这种前面托架共同作用以增加整个前面半径能够共同地引起弓线作出反应，仿佛其的确形成了具有更大的前面半径的形式。在正牙学术语中，被施加了这种力的弓线称作“扩展弓(expansion arch)”。扩展弓用于将牙齿整体向外移动，通过定义具有足够弓长的更大的前面半径以允许牙齿向预期的倾向移动而不会相互干扰或重叠从而排除牙齿之间的拥挤。本发明能够使用具有自然前面半径的标准弓线并且通过插入设有减少了的H值的夹子，使得标准弓线充当扩展弓。
图7所示的夹子包含具有触头43的通道42，所述触头43迎合弓线的直线部分以及弯曲部分。同时，触头43能弯曲或设置为圆形以减少与弓线20的接触。
图8所示的夹子40的实施方式允许在唇口腔和咬合-齿龈方向弯曲，因为这在治疗的早期通常是需要的。图9所示的夹子40在依照旋转对牙齿进行紧固控制和对扭矩进行一些控制的同时允许牙齿在顺时针或逆时针方向的第二顺序或自由倾斜。图10所述的夹子40的实施方式运促牙齿围绕长轴做显著的第一顺序转动，同时提供对扭矩的一些控制和对第二顺序移动(也就是说，倾斜)的良好控制。图11所示的夹子40的实施方式允许在弓线20和托架30之间具有合理的槽以提供所有轴的自由度。这将允许弓线和牙齿之间所谓的第一、第二和第三顺序自由度。
可重视的是，传统托架具有固定尺寸的托架槽并且具有仅仅一定数量的方法与弓线接合。本发明的托架引入可预期定向、控制或限制弓线和托架之间的移动的相对自由的新方法。与传统托架相比，本发明提供增加了的对弓线控制的选择性，并提供用于对小于全尺寸弓线的增强的控制。相比于传统正牙托架，其设计在尺寸上、尤其是在咬合-齿龈轴方向可大大缩减。本发明中的托架的设计不需要那些会不希望地制造细菌避风港的从而能引起釉质脱钙和正牙硬件腐蚀的特征。相比于传统正牙托架，本发明的外部轮廓是更圆的形状。所有这些特征，由于其对软组织更少的伤害和更利于审美的外观，使得患者的忍受力增加。
托架30的咬合和齿龈臂32、33对称或不对称的程度主要依赖于设计的选择。例如，图12是具有臂32、33的托架30和夹子40的一个实施方式的透视图，所述两只臂相对于上述实施例来说更倾向于不对称。图13是相应的截面图。这一实施方式允许将弓线20塞入到直接位于弯曲的臂32下方的托架槽35的一角，以提供结构支持从而有助于防止夹子40被弓线20施加的唇方向的力推出托架槽之外。取决于其位置，臂32或33中的任一个可以是弯曲的臂。这种设置也为夹子和托架提供组合的结构支撑，从而减少来自弓线的力将托架扭曲从而导致组件机械行破坏的可能性。应当理解，托架槽35和夹子通道42的其他设置也是可能的，并因此弓线20保持在夹子40和托架槽35的壁之间。本质上，托架槽35和夹子通道42共同形成弓线槽以保持弓线20。如果夹子被隐蔽起来或是涂以颜色(例如，与牙齿的颜色相配)，这种简洁的托架/夹子组合物也将会更有利于审美地隐藏起托架30的大部分。
图14是具有装配在牙齿10上的结合片的托架的一个实施方式的透视图。片的左和右边缘通常是与牙齿10的内侧和远侧边缘平行的。片的上和下边缘通常与牙齿的切缘相平行，或者至少在治疗的最后平行于咬合面。托架及其结合片可被容易地制作为各种尺寸和轮廓和辅助性能，并作为一个系统调节所有在正牙治疗过程中将要被矫正的牙齿。
可选择地，托架30或夹子40中的一个可以装配有突出物或钩子以允许橡皮带、牵引弹簧或其他传统装置连接其上以在牙齿之间或牙齿群内施加矫正力。图14、17和18示出了这种由托架30延伸出的突出物或凸出部39的例子。图15是夹子40一个实施方式的透视图，在其端部包含由托架槽35延伸出来的鼻或凸出部49以结合橡皮带50。如果需要，凸出部49可在夹子40的两端形成。图16是夹子40和托架30的一个实施方式的透视图，其中夹子40的端部形成一个钩子491用于连接橡皮带50。这种托架30的实施方式还包含竖直槽37，以允许其他类型的传统正牙附件的结合。所示出的是典型的完全既定程序的托架，包含角度形成、扭矩、隆起以及诸如数值槽37和橡皮带钩等其他性能。这种托架应当被看作托架系统的整体，每一个托架都被裁剪为适应特定牙齿的形态学并且所述系统设置用于治疗一个患者。
图19是夹子40的一个实施方式的底部透视图，其中夹子40具有一个端盖47，其防止夹子40在预定的限制之外插入到托架内。图20是图19所示的夹子40的实施方式在完全插入托架30和弓线20后的顶部透视图。
图21和22示出了本发明的另外一个实施方式，其中夹子40包括托架隐藏或装饰盖45，其位于锥形脊46之上，覆盖托架臂32、33的外表面部分。夹子40的这一实施方式还包括大的杠铃形状的凸出部492用于将橡皮带固定在夹子40上。图23将盖45的概念扩展到几乎覆盖托架臂32、33的外侧的点，其具有由盖45的齿龈表面或咬合面延伸出的凸出部493。
上述内容阐明了本发明的数种实施方式。其他未在此明确阐述的设置或实施方式，可以在本发明的教导下实施，以及如同在下述权利要求种阐明的那样实施。
权利要求
1.一种用于将基本上呈矩形截面的弓线可移动地固定在患者牙齿上的正牙托架组件，所述正牙托架组件包括托架，具有(a)具有用于附着在患者牙齿上的安装部分的基部；以及(b)形成接收弓线的托架槽的多个臂；以及沿着所述托架槽和弓线的轴线可移动地插入到托架槽内的夹子，并且被托架槽保持，以便可移动地将弓线固定在托架槽内，其中所述弓线的两个表面被托架接合，而剩余的两个弓线表面被夹子接合。
2.如权利要求1所述的正牙托架组件，其特征在于，还包括用于限制所述夹子在所述托架槽内的轴向运动的锁定机构。
3.如权利要求2所述的正牙托架组件，其特征在于，所述锁定机构包括位于夹子上和托架槽上的至少一组互补的凹口和突起，用于限制所述夹子在所述托架槽内的轴向运动。
4.如权利要求1所述的正牙托架组件，其特征在于，所述臂在所述托架槽内形成狭窄的颈以便将夹子保持在托架槽内。
5.如权利要求1所述的正牙托架组件，其特征在于，所述夹子还包括延伸到托架槽之外的突出物。
6.如权利要求1所述的正牙托架组件，其特征在于，所述夹子还包括在整个夹子长度上延伸的用于接收弓线的通道。
7.如权利要求1所述的正牙托架组件，其特征在于，所述托架槽具有舌状基底，其宽度大于所述弓线的宽度。
8.一种用于将基本上呈矩形截面的弓线可移动地固定在患者牙齿上的正牙托架组件，所述正牙托架组件包括托架，具有(a)具有用于附着在患者牙齿上的安装部分的基部；以及(b)形成沿通常内侧-远侧轴线延伸的托架槽的多个臂，其中至少所述托架槽的一部分具有狭窄的颈以允许弓线插入到托架槽内；以及沿着所述托架槽和弓线的轴线可移动地插入到托架槽内的夹子，并且被托架槽的颈保持，以便可移动地将弓线固定在托架槽内，其中所述弓线的两个表面被托架接合，而剩余的两个弓线表面被夹子接合。
9.如权利要求8所述的正牙托架组件，其特征在于，还包括用于限制所述夹子在所述托架槽内的轴向运动的锁定机构。
10.如权利要求9所述的正牙托架组件，其特征在于，所述锁定机构包括位于夹子上和托架槽上的至少一组互补的凹口和突起，用于限制所述夹子在所述托架槽内的轴向运动。
11.如权利要求8所述的正牙托架组件，其特征在于，所述夹子还包括延伸到托架槽之外的突出物。
12.如权利要求8所述的正牙托架组件，其中所述夹子还包括在整个夹子长度上延伸的用于接收弓线的通道。
13.如权利要求8所述的正牙托架组件，其中所述托架槽具有舌状基底，其宽度大于所述弓线的宽度。
14.一种用于将基本上呈矩形截面的弓线可移动地固定在患者牙齿上的正牙托架组件，所述正牙托架组件包括托架，具有(a)具有用于附着在患者牙齿上的安装部分的基底部；以及(b)形成沿通常内侧-远侧轴线延伸的托架槽的多个臂；以及沿着所述托架槽和弓线的轴线可移动地插入到托架槽内的夹子，并且其具有沿夹子的长度延伸的通道，通过该通道将夹子插入到托架槽内以便可移动地将弓线固定在托架槽内，其中所述弓线的两个表面被托架接合，而剩余的两个弓线表面被夹子接合。
15.如权利要求14所述的正牙托架组件，其特征在于，所述臂形成沿至少一部分托架槽延伸的狭窄的颈用于将夹子保持在托架槽内。
16.如权利要求14所述的正牙托架组件，其特征在于，还包括用于限制所述夹子在所述托架槽内的轴向运动的锁定机构。
17.如权利要求16所述的正牙托架组件，其特征在于，所述锁定机构包括夹子上和托架槽上的至少一组互补的凹口和突起，用于限制所述夹子在所述托架槽内的轴向运动。
18.如权利要求14所述的正牙托架组件，其特征在于，所述夹子还包括延伸至所述托架槽之外的突出物。
全文摘要
一种正牙托架组件，包括托架(30)，其包含具有用于附着在患者牙齿(10)上的安装部分的基部(31)，和形成用来接收矩形弓线(20)的托架槽(35)的多个臂(32，33)。夹子(40)能沿托架槽(35)和弓线(20)的轴线可移动地插入到托架槽(35)内，并且被弓线槽(35)保持。组合后的托架槽(35)和夹子(40)形成矩形通道以将弓线(20)可移动地固定在托架槽(35)内。弓线的其中两个表面被夹子(40)接合，而剩余的两个弓线表面被托架槽(35)接合。
文档编号A61C7/14GK1997326SQ200580014859
公开日2007年7月11日 申请日期2005年5月9日 优先权日2004年5月11日
发明者马克·安德鲁·科达托 申请人:马克·安德鲁·科达托