数字上漆的牙齿制品的制作方法

专利名称：数字上漆的牙齿制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及牙科学，更具体地讲，本发明涉及使用数字控制的上漆方法来涂覆牙 齿制品(例如修复物)。2.相关技术的描沭已经设计出多种技术来自动制备牙齿制品(例如，修复物、假体等)。尽管这些技 术减少了生成牙齿制品过程中涉及的人工步骤，并且可改善CAD模型或原始齿系的空间保 真性，但是在精修产品以匹配天然齿系的外观和功能时，它们仍需要大量人工劳动。仍需要牙齿制品的自动精修。

发明内容
数字上漆方法提供对牙齿制品的计算机控制的精修。所述方法可以在牙齿制品的 部分上选择性地涂敷一层或多层不同的材料，以实现具有多种颜色、光洁度以及紧密匹配 人齿系的外观和功能的表面特性的多色精修。在一个方面，本文所公开的方法包括使用添加法制备牙齿制品的下层结构，所述 牙齿制品包括具有粘合表面和功能表面的体积，所述粘合表面成形用于附接到人齿系中的 位点，所述功能表面成形用于置换从所述位点去除的牙结构；以及使用数字上漆方法向所 述下层结构添加至少一层。所述下层结构可占所述牙齿制品的大部分体积。所述方法可包括接收所述牙齿制 品的数字模型，并根据所述数字模型来数字地制备所述下层结构。所述添加法可包括立体 平版印刷术、数字光处理和三维印刷中的一种或多种。所述下层结构可以是未固化的，所述 方法可包括在制备所述下层结构之后并且在添加至少一层之前固化所述下层结构。所述下 层结构可以是未固化的，所述方法可包括在添加至少一层之后固化所述下层结构。添加至 少一层可包括使用所述数字上漆方法来添加多个层。所述多个层可包含两种或更多种不同 的材料。所述两种或更多种不同的材料的颜色和不透明度可被选择以赋予所述牙齿制品与 从所述位点去除的所述牙结构类似的外观。添加至少一层可包括向所述功能表面添加至少 一层，所述至少一层在所述功能表面的两个或更多个区域包含两种或更多种不同的材料。 所述两种或更多种不同的材料可各自具有不同的不透明度。所述两种或更多种不同的材料 可各自具有不同的颜色。所述方法可包括固化所述至少一层以得到固化层。固化可包括使 所述至少一层暴露于光、电磁波、热、真空和压力中的一种或多种。固化所述至少一层可包 括施加多个固化条件循环。所述方法可包括向所述固化层添加至少一个附加层。所述方法可包括部分固化所述至少一层，以在使用所述数字上漆方法向部分固化层添加至少一个附 加层之前得到所述部分固化层。所述牙齿制品可包括牙桥、牙冠、牙内冠和高嵌体中的一种 或多种。所述方法可包括处理所述下层结构的表面以改善与所述至少一层的粘合。添加至 少一层可包括提供固定的上漆头并且数字地控制所述下层结构的位置，以在其功能表面上 分配漆料。在另一方面，本文所公开的装置包括在基本上固定的位置处的数字上漆头，所述 数字上漆头适于选择性地将至少一种材料递送至上漆表面，所述至少一种材料可固化成适 用于口腔内使用的材料；安装装置，所述安装装置适于按照至少三个平移自由度和至少两 个旋转自由度来控制牙齿制品的下层结构的位置，所述牙齿制品使用添加法制备，并且所 述牙齿制品包括具有粘合表面和功能表面的体积，所述粘合表面成形用于附接到人齿系中 的位点，所述功能表面成形用于置换从所述位点去除的牙结构；以及控制器，所述控制器被 编程，以接收所述下层结构的形状以及在何处将所述至少一种材料涂敷至所述下层结构的 表面的说明，并且作为响应，生成对所述数字上漆头和所述安装装置的控制信号，从而对所 述下层结构进行数字上漆。所述数字上漆头可以是数字wirejet上漆头。所述数字上漆头可通过将流体与两 种或更多种不同的添加剂混合来选择性地递送两种或更多种材料。所述下层结构可占所述 牙齿制品的大部分体积。在另一方面，本文所公开的装置包括在基本上固定的旋转取向上的数字上漆头， 所述数字上漆头适于按照至少一个平移自由度来移动，并且所述数字上漆头适于选择性地 将至少一种材料递送至上漆表面，所述至少一种材料可固化成适用于口腔内使用的材料; 安装装置，所述安装装置适于按照至少两个平移自由度和至少两个旋转自由度来控制牙齿 制品的下层结构的位置，所述牙齿制品使用添加法制备，并且所述牙齿制品包括具有粘合 表面和功能表面的体积，所述粘合表面成形用于附接到人齿系中的位点，所述功能表面成 形用于置换从所述位点去除的牙结构；以及控制器，所述控制器被编程，以接收所述下层结 构的形状以及在何处将所述至少一种材料涂敷至所述下层结构的表面的说明，并且作为响 应，生成对所述数字上漆头和所述安装装置的控制信号，从而对所述下层结构进行数字上 漆。所述数字上漆头可以是数字wirejet上漆头。所述数字上漆头的所述至少一个平 移自由度可控制所述数字上漆头距所述安装装置的运动平面的距离。所述下层结构可占所 述牙齿制品的大部分体积。


通过参照下列附图可理解本发明及其下列某些实施例的详细描述。图1示出数字上漆的牙齿制品。图2示出对牙齿制品进行数字上漆的方法。图3示出对牙齿制品进行数字上漆的装置。
具体实施例方式本文所述为对牙科对象进行数字上漆的系统和方法。尽管着重描述了获得三维模型、制备牙齿制品的下层结构、以及涂敷表面涂层的某些技术，但是应理解，下述方法和系 统的另外的变型、改型和组合对于本领域普通技术人员来说将是明显的，例如，未具体描述 的牙科修复物的制备、或者未具体描述的三维扫描技术的使用，并且所有这些变型、改型和 组合都旨在落入本公开的范围内。作为例子，尽管下列描述着重于整个牙齿制品上的美观 层，但是本文所述技术可(另外或作为替代)通过例如在装配到牙冠中之前将粘合剂或预 粘合剂涂层涂敷到牙内冠(coping)而应用于牙科制造的中间制品。应结合附图来阅读以下具体实施方式
，其中不同附图中的相同元件以相同的方式 编号。这些附图未必按比例绘制，并且其示出选定的示例性实施例而不打算限制本发明的 范围。虽然示出了各种元件的构造、尺寸以及材料的实例，但是本领域的技术人员应认识 到，所提供的许多实例具有适当替代形式。除非明确指出或者从上下文清楚可见，否则在下面公开中使用下列约定，并且其 旨在描述本发明概念的完整范围。本说明书和权利要求书使用的表达特征尺寸、数量、和物 理性能的所有数字均应被理解为是由术语“约”修饰的。本说明书和后附权利要求书提出 的任何数字参数均是近似值，这些近似值可以随本领域的技术人员利用本文所公开的教导 内容寻求获得的所需特性而有所不同。由端点表述的数值范围包括该范围内所包含的所有 数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2. 75、3、3.80、4和5)以及该范围内的任何范围。本说明书以及所附权利要求中的单数形式“一”、“一种”和“所述”涵盖具有复数 指代的实施例，除非内容明确地指示其他含义。除非所述内容另外明确指出，本说明书和所 附权利要求书中使用的术语“或”的含义通常包括“和/或”。在罗列情况下，术语“或”是 指所罗列要素中的一种或全部，或者所罗列要素中的任意两种或更多种的组合。当在本文所述的式中多次存在基团时，各基团是被“独立地”选择的，而不论是否 明确指出。例如，在式中存在不止一个M时，各M基团被独立地选择。本文使用的术语“三维表面表示”、“数字表面表示”、“三维表面地图”等旨在指对 象的任意三维表面地图，例如表面数据的点云、二维多边形集合、或表示对象的所有或一些 表面的任意其他数据，这可通过三维扫描数据的捕获和/或处理来获得，除非明确地提供 不同的含义或者从上下文清楚可见不同的含义。“三维表示”可包括上述三维表面表示以及 体积和其他表示中的任一种，除非明确地提供不同的含义或者从上下文清楚可见不同的含 义。术语例如“数字牙科模型”、“数字牙科印模”旨在指可以用在采集、分析、处方和制 造的各个方面的牙科对象的三维表示，除非明确地提供不同的含义或者从上下文清楚可见 不同的含义。术语例如“牙科模型”或“牙科印模”旨在指物理模型，例如牙科对象的浇铸、 印刷的、或以其他方式制备的物理模型。除非另有说明，否则术语“模型”当单独使用时可 指物理模型和数字模型中的任一者或其二者。本文使用的术语“室温”是指20°C至25°C或者22°C至25°C的温度。当术语“包含”及其变型出现在具体实施方式
和权利要求中时不具有限制的意思。单词“优选的”和“优选地”指在某些情况下，可提供某些有益效果的本发明实施 例。然而，在相同的情况或其它情况下，也可以优选其它实施例。此外，一个或多个优选实 施例的详述并不意味着不可使用其它实施例，且并无意于将其它实施例排除在本发明范围 之外。
本文使用的术语“牙科对象”旨在广义地表示牙科学特定的主题。这可包括口腔 内结构，例如齿系、更典型为人齿系，例如个体牙齿、四分区、全拱(full arch)、可以是单独 或各种类型的闭塞的拱对(pairsof arches)、软组织等、以及骨骼和任何其他支承或围绕 结构。本文使用的术语“口腔内结构”是指如上所述的口内天然结构以及人造结构(例如 口内可存在的下述牙科对象中的任一种)。本文使用的术语“牙齿制品”旨在表示人造牙 科对象。牙齿制品可包括“修复物”，其通常可理解为包括修复现有齿系的结构或功能的组 件，例如牙冠、牙桥、镶面、镶嵌物、高嵌体、汞合金、复合物和各种子结构(例如牙内冠等)、 以及在制备持久修复物时使用的暂时修复物。牙齿制品还可包括使用可移除或持久的结构 来置换齿系的“假体”，例如假牙、部分假牙、植入物、保留假牙(retained denture)等。牙 齿制品还可包括用于校正、对齐或者临时或永久性地调节齿系的“器具”，例如可拆卸矫正 器具、外科手术支架、磨牙症用器具、阻鼾器、间接托架布置器具等。牙齿制品还可包括附连 到齿系上较长时间的“硬件”，例如植入物夹具、植入物支座、正畸托槽、和其他矫正组件。牙 齿制品还可包括牙科制造的“中间组件”，例如牙科模型(全部或部分)、蜡型(wax-up)、包 埋模具(investment mold)等、以及修复物、假体等的制备中使用的托盘、基料、压模和其他 组件。牙科对象还可划分为天然牙科对象，例如上述牙齿、骨骼和其他口腔内结构；或人 造牙科对象(即牙齿制品)，例如上述修复物、假体、器具、硬件、和牙科制造的中间组件。牙 齿制品可在口腔内、口腔外或它们的一些组合方式来制备。术语例如“数字上漆”、“数字上漆方法”、“计算机控制的上漆”、“数字控制的上漆” 等以及动词形式(例如“数字上漆”)旨在表示计算机控制的上漆方法，具体地讲，表示为 漆料分配的位置以及两种或更多种漆料之间的选择提供控制的方法。多种技术可适用于数 字上漆，前提条件是它们可以沉积具有足够深度、位置精确度以及可选择性地有效用于涂 覆牙齿制品的材料的表面层。一种适当的实施方案可改自Wirejet上漆技术(其原得自 Pixation公司)，技术以流体形式涂敷漆料。数字控制的wirejet上漆头和系统在例如 下列参考文献中有所描述，所述各参考文献以引用方式全文并入本文中Anderson的美国 专利申请 No. 08/958，292，名称为 “Metering Device for Paint forDigital Printing，，， 该申请提交于1997年10月27日并且作为美国专利No. 5，944，893公布于1999年8月31 日；Anderson 的美国专利申请 No. 08/878，650，名称为 “Metering Device for Paint for Digital Printing”，该申请提交于1997年6月19日并且作为美国专利No. 5，972，111 公布于1999年10月26日；Anderson的美国专利申请No. 09/186，220，名称为“Printer Cartridge”，该申请提交于1998年11月4日并且作为美国专利No. 6，190，454公布于2001 年2月20日；以及Free等人的美国专利申请No. 11/669，387，名称为“Printer Having a Print Wire withAlternating Hydrophilic and Hydrophobic Areas to Form Droplets forPrinting Inks”，该申请提交于2007年1月31日并且作为美国专利No. 2007/0182797 公布于2007年8月9日。适于将流体分配于表面的选择位置的任何其他单色或多色印刷 头可类似地用于数字控制的上漆。通常，数字上漆头应该能够通过选择性地涂敷不同的漆 料，或者通过对染料和其他材料进行空中(on-the-fly)混合，来在天然齿系颜色空间内递 送漆料。另外，可通过漆料粘结剂内的填料和其他材料来有效控制不透明度。“数字wirejet 上漆头”具体表示Wirejet打印机中所用类型的上漆头。更一般地讲，“数字上漆方法”可以 是上述数字上漆技术或者适用于本文所述的系统和方法的数字上漆技术中的任一种，包括能够适于以流体形式分配漆料的喷墨或激光打印技术。这包括例如固态涂敷，其可被烘烤 至最终覆层；或气态(例如，气体或气态悬浮液)涂敷，例如喷涂。应理解，在数字上漆方法 中可以以流体形式涂敷多种材料，包括油基漆料、丙烯酸树脂漆料、氨基甲酸酯、聚氨酯、瓷 漆等。本文使用的漆料可包含颜色用颜料、结构用粘结剂(例如丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯、 三聚氰胺树脂、环氧树脂、油)和调节粘度用溶剂等(例如脂肪族化合物、芳香族化合物、 醇类、酮类、石油馏出物、酯类、乙二醇醚、低分子量合成树脂等)、以及用于在涂敷的漆料中 控制处理性质或提供改善性能的其他相混添加剂(例如防冻剂、抗菌剂、颜料稳定剂等)。 漆料还可根据固化机理分类，例如其可包括通过溶剂蒸镀的干燥型、氧化交联型、催化聚合 型、和聚结型。在本文所述的典型牙科应用中，可以使用任何这种能够以流体形式涂敷的材 料，前提条件是其能够被干燥、加热、或固化成适用于牙齿制品中的表面。图1示出可使用本文所述技术制备的牙齿制品。尽管图1中所示的牙齿制品100 为牙冠，但是应理解，上述牙齿制品中的任一种也可使用本文所述技术类似地制备。牙齿制品100包括下层结构102以及使用本文所述数字上漆技术中的任一种形成 的外层104。通常，下层结构102可占牙齿制品100的大部分体积，并且为牙齿制品100提 供结构支承和强度。外层104可由适于口腔内使用的任何材料形成，并且可提供与被置换 的牙齿结构的美观和功能一致的表面光洁度。在完成制备后，牙齿制品100被安放于牙齿 106的相配的制备牙齿表面上。图1不应被理解为限制性的。牙齿106可以是任意牙齿，包 括臼齿、前白齿、犬齿和门齿。类似地，牙齿制品100可以是修复物(例如牙冠、镶嵌物、高 嵌体或镶面)、假体(例如假牙或植入物)、或者可使用上述技术有效接纳外层104的任意 其他牙齿制品。图2示出对牙齿制品进行数字上漆的方法200。如步骤202所示，该方法可由制备 下层结构开始。有许多种材料和技术能够制备可适用于本文所述系统和方法的牙齿制品。所述制备可使用快速制备技术(例如立体平版印刷术、数字光处理、三维印刷和 计算机控制的研磨)来进行。通常，这些技术依赖于齿系的数字三维模型来驱动快速制 备设备的操作。在某些情况下，所述模型可通过在为牙齿制品制备牙齿表面之前和之后 对齿系(包括齿系的三维模型)进行直接扫描来获得。在其他情况下，可使用(例如) 常规印模技术获取关注的一个区域或多个区域的倒模，通过对齿系的物理印模进行口腔 外扫描来获得数字模型。可使用任何适当精确度的三维扫描系统来进行扫描。合适的 基于视频的扫描系统在例如下列专利申请中有所描述，所述各专利申请以引用方式全文 并入本文中:Zhang等人的美国专利申请No. 11/270，135，名称为"DeterminingCamera Motio n”，该申请提交于2005年11月9日并作为美国公开No. 2007/0103460公布于2007 年5月10日；Kriveshko等人的美国专利申请No. 11/469,869，名称为“Superposition for Visualization ofThree-Dimensional Data Acquisition，，,该申请提交于 2006 年 9 月3日并作为美国公开No. 2007/0172101公布于2007年7月26日；以及Rohcily等人的 美国专利申请 No. 11/530，420，名称为 “Three-ChannelCamera Systems with Collinear Apertures”，该申请提交于2006年9月8日并作为美国公开No. 2007/0188769公布于2007 年8月16日。已知用于三维图像采集的其他三维扫描技术包括基于结构光的技术、激光扫 描技术、直接测距技术等。任何这种能够适于获得适当精确度和准确度的三维模型以便于 制备牙齿制品的技术都可用于本文所述的系统和方法。无论如何获得，应理解，均可针对物理约束(例如材料回缩、胶结空隙、以及涂敷于下层结构的漆料或其他涂饰材料的层厚度) 补偿下层结构的数字模型。三维表面数据的直接获取可有效提供制备制品过程中可用的许多类型的数据，例 如关于如何使制品与制备的牙齿表面相配的数据、如何使制品成形以匹配去除的牙齿表面 的数据以及如何调整制品以与周围牙齿一起使用的数据。然而，还应理解，还有许多已知 的其他技术用于制备牙齿制品。例如，传统上使用由各种弹性体和其他材料取得的人齿系 的物理印模来制备牙齿制品(例如牙冠、镶嵌物、高嵌体等)。这些印模随后被切削为工作 模具以便于由此直接人工制备牙齿制品。还有许多使用自支撑、延展性、可固化材料来直 接制备牙齿制品的技术，例如在下列美国专利申请中所描述的那些，所述各专利申请以引 用方式全文并入本文中Karim等人的美国专利申请No. 10/921，648，名称为“Hardenable Dental Article and Method of Manufacturing theSame", ^itJI^T 2004 ^ 8 19 日并作为美国公开No. 2005/0100868公布于2005年5月12日；Karim等人的美国专利申请 No. 10/749，306，名称为“Curable Dental Mill Blanks and RelatedMethods，，，该申请提交 于2003年12月31日并作为美国公开No. 2005/0147944公布于2005年7月7日；Kvitrud等 人的美国专利申请No. 10/643，771，名称为“Dental Crown Forms and Methods”，该申请提 交于2003年8月19日并作为美国公开No. 2005/0042577公布于2005年2月24日；Oxman等 人的美国专利申请No. 10/643，748，名称为“Dental Article Forms and Methods”，该申请 提交于2003年8月19日并作为美国公开No. 2005/0042576公布于2005年2月24日；Karim 等人的美国专利申请 No. 10/219, 398，名称为 “HardenableSelf-Supporting Structures and Methods”，该申请提交于提交于2002年8月15日并作为美国公开No. 2003/0114553 公布于2003年6月19日；以及Karim等人的国际专利申请No. US06/016197，名称为 "MalleableSymmetric Dental Crowns，，。在步骤202中可采用这些技术中的任一种或其组合、以及其他技术来制备下层结 构。通常，当参照制备使用时，术语“添加”旨在表示除了研磨(其在本文被称为“删减” 法)之外的方法。其他“删减”法可从工件去除材料，例如研磨、抛光、受控蒸发、电火花研 磨(EDM)、通过水喷或激光的切削、或者任意其他切削、去除、成形或雕刻材料的方法。通常， 为了本公开的目的，人工成形或装配成所需形式的SMC材料的使用被认为是“添加”，除非 研磨方法或其他数字控制的删减方法被用于使这种材料成形为牙齿制品。无论如何制备下 层结构，方法200可进行至步骤204，在步骤204中，制备下层结构的表面以用于上漆。在步骤204中可采用多个制备步骤。下层结构可被干燥，特别是在下层结构的制 备采用流体(例如使用研磨用润滑剂)的情况下。可从任意支承结构修剪下层结构，然后 对其进行砂磨或平滑。如果采用了可固化材料，则下层结构可被部分或全部固化。另外，在 涂敷美观或功能漆料层之前，可将密封剂或底漆涂敷到下层结构。在制备好所述表面后，方法200可进行至步骤206，在步骤206中，对下层结构进行 数字上漆。多种合适的数字上漆技术如上所述。通常，多种流体可有效地用于对牙齿制品进行数字上漆。这可包括瓷料、树脂、丙 烯酸类聚合物以及任意其他合适的材料。使用数字控制的上漆方法，为下层结构涂敷的外 层可在不同区域具有不同颜色。另外，可涂敷具有变化的颜色和不透明度的多层，以构建非 常接近于天然齿系的表面。在一个方面，关于颜色的视觉信息可从牙科患者的天然齿系采
9集，并且该颜色信息可用于在牙齿制品上生成对应表面。各种染料可用于获得不同的颜色， 所述染料可被提供给数字上漆器作为多个离散的漆料源选择，或者可被添加使得漆料从上 漆头分配以允许计算机控制的颜色生成。在其它实施例中，可通过两个或更多个漆料喷头 或印刷头同时涂敷具有不同离散颜色的漆料，以获得混合颜色。数字上漆系统可提供可移 动的上漆头，或者牙齿制品可被固定至可移动的安装座上，所述安装座提供沿着多个轴的 平移和旋转，使得牙齿制品表面上的区域可被选择性地定位于固定的上漆头前面。在任一 种情况下，下层结构的数字模型可用于控制定位。数字上漆系统可包括(另外或作为替代) 位置或范围检测以帮助确保漆料在靶制品上的精确分配。在将外层数字上漆到下层结构上之后，方法200可进行至步骤208，在步骤208中， 将上漆的下层结构固化。应理解，固化可大部分取决于下层结构和外层所用的材料。下层结构可需要通过 热、光、压力等来固化，以实现所需的结构强度。另外，外层可通过溶剂、稀释剂等的蒸镀来 固化，或者可需要热、光、压力、真空、电磁波等来引发或加快聚合或其他固化过程(当然， 这取决于外层中使用的材料的性质)。固化可通过两个或更多个固化条件循环来实现或加 速。如步骤210中所示，上漆和固化的牙齿制品可最终被施加至牙残桩等，以便于最 终使用。这可包括任意常规的精修步骤，包括测试配合、调节、胶结等。应理解，前面描述是非限制性例子，在本文所述的数字上漆方法中可采用材料和 步骤的多种变型。例如，在数字漆料层完全固化后，可以涂敷一个或多个附加层(各个附加 层可能在不同区域具有不同颜色和不透明度)，随后使附加层固化。在另一个实施例中，在 添加另一个层之前可使层部分固化。所有这些变型对于本领域普通技术人员来说都是清楚 的，并且旨在落入本公开的范围内。图3示出用于对牙齿制品进行数字上漆的装置300。通常，装置300包括数字上漆 头302、固定牙齿制品306 (具有粘合表面308和功能表面310)的安装装置304、以及控制 器312。装置300还可包含研磨机314或其他切削工具。数字上漆头302可以是连接到对漆料的分配进行数字控制的数字上漆系统的任 意装置。数字上漆系统可提供对漆料、染料混合物、稀释剂等的类型的计算机控制，并且可 (另外或作为替代)提供将涂敷到特定位置处的两种或更多种不同漆料之间的计算机选 择。在一个方面，数字上漆头302本身可具有可控的位置，使得喷头302可被引导在将被待 上漆的三维表面上方，或者数字上漆头302可保持固定，同时对象在其下方(在计算机控制 下)移动。数字上漆头302可按照液滴、气态悬浮液、流体流或者适合于控制靶上的分配的 任何其它方式来涂敷漆料。此外，如上所示，任何适合用作牙齿制品的涂层并且可以得到流 体形式的物质可用于本文所述的数字上漆头302。在一个方面，数字上漆头可以是上述数字 控制的wire jet上漆头。可类似地采用适用于将流体分配至表面的选择位置的任何其他单 色或多色印刷头。通常，数字上漆头应该能够通过选择性地涂敷不同的漆料，或者通过对染 料和其他材料进行空中混合，来在天然齿系颜色空间内递送漆料。另外，可通过漆料粘结剂 内的填料和其他材料来有效控制不透明度。安装装置304可以是适用于将牙齿制品306保持在所需位置的任意装置。这可包 括夹具、夹子、粘合剂、机械摩擦件(其可被加工成牙齿制品306)等。在一个方面，安装装置304可将牙齿制品306保持在基本上固定的位置。在另一方面，安装装置304可操作以 沿任意数量的轴平移或旋转地移动牙齿制品306，以使牙齿制品306的表面上的所需点定 位在上漆头302 (或切削工具314)下方。三个平移自由度和两个旋转自由度可设置有合适 的电子机械式组件，并且可足够使用固定的上漆头涂覆牙齿制品306的任意表面。在另一 方面，可在整个数字上漆头302和安装装置304上分配运动控制。因此，例如，安装装置304 可赋予牙齿制品312围绕单个轴的受控旋转取向，而数字上漆头302可沿着两个轴(例如 平行于旋转轴，正交于旋转轴)平移，使得安装装置304和数字上漆头302的组合运动可将 上漆头302定位，以将漆料涂覆至牙齿制品306的任意表面区域。在另一个实施例中，数字 上漆头302可具有单一平移自由度，其控制例如数字上漆头302与安装装置304的两个平 移自由度所提供的运动平面之间的距离。牙齿制品306 (可以是上述牙齿制品中的任一种)可包括粘合表面308和功能表 面310。粘合表面308可被成形为配合到牙科患者的齿系中的相配的制备牙齿表面上。粘 合表面308的形式可通过(例如)制备牙齿表面的物理印模或扫描来确定。功能表面310 可以用对应的结构和美观性能来代替天然牙齿的表面。功能表面310可由适用于口腔内使 用或者可固化成适用于口腔内使用的任何物质形成，并且可使用本文所述数字上漆技术来 构建。控制器312可与数字上漆头302 (或相关的数字上漆系统)通信，以控制漆料在牙 齿制品306上的分配。这可包括选择性地将不同漆料涂敷至牙齿制品的不同位置，以及选 择性将不同漆料涂敷至功能表面310的不同层(其可由任意数量的数字上漆层形成)。控 制器312可控制数字上漆头302的位置，或者可控制安装装置304的位置，使得牙齿制品 306的不同表面被暴露于上漆头。在牙齿制品306的定位过程中，控制器312可采用牙齿制 品306的数字三维模型、以及关于牙齿制品306沿其表面的颜色、不透明度、纹理等的信息。 应理解，尽管数字上漆头302旨在涂覆牙齿制品306的功能表面310，但是上漆头可以(另 外或作为替代)有效地用于将密封剂、粘合剂、粘合剂前体、或任何其他有用的材料涂敷至 粘合表面308或功能表面310。应理解，控制器以及由控制器执行的处理可以以适用于本文所述数据采集和制备 技术的硬件、软件、或其任意组合来实现。这包括以一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式 微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程装置、以及内部和/或外部存储器来实现。 所述实现可(另外或作为替代)包括一个或多个专用集成电路、可编程逻辑门阵列、可编程 阵列逻辑组件、或其他可构造用于处理电子信号的任意一个或多个装置。还应理解，实现可 包括使用结构化编程语言(例如C)、面向对象的编程语言(例如C++)、或任意其他高级或 低级编程语言(包括汇编语言、硬件描述语言以及数据库编程语言和技术)创建的计算机 可执行代码，所述代码可被存储、编译或解释，以在上述装置以及处理器的异机种组合、处 理器架构或不同硬件和软件的组合中的一者上运行。同时，可以按照多种方式在整个装置， 例如控制器312和数字上漆头302 (和切削工具314)上分配处理，或者所有的功能可集成 到专用独立式装置中。所有这些排列和组合都旨在落入本公开的范围内。切削工具314可有效地包括在装置300中，并且具有相关的数字控制研磨机或类 似硬件。切削工具314可在控制器的控制下操作，以通过移动切削工具314，或者通过移动 具有可移动的安装座304的牙齿制品306，或者通过它们的一些组合，来使牙齿制品306的一个或多个表面成形。尽管示出了单一切削工具314，但应理解，多种计算机控制的研磨机 提供多个切削工具和/或提供具有可互换的切削器械(所述切削器械具有不同的粗糙度、 硬度和形状)的切削工具。连同数字上漆头302，切削工具314或相关研磨机或者控制器 312可使用牙齿制品的三维模型来控制从牙齿制品306的表面去除材料。在实施例中，装 置300可用于接纳研磨坯料、使研磨坯料成形、以及精修具有一层或多层漆料的成形制品， 所有这些都在控制器312的控制下。
尽管已经结合某些优选实施例公开了本发明，但是本领域普通技术人员将意识到 其他实施例，并且所有这些变型、修改和替换都旨在落入本公开的范围内。因此，参照所附 权利要求来理解本发明，所述权利要求按照法律所允许的最广意义来解释。
权利要求
一种方法，包括使用添加法制备牙齿制品的下层结构，所述牙齿制品包括具有粘合表面和功能表面的体积，所述粘合表面成形用于附接到人齿系中的位点，所述功能表面成形用于置换从所述位点去除的牙结构；以及使用数字上漆方法向所述下层结构添加至少一层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述下层结构占所述牙齿制品的大部分体积。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括接收所述牙齿制品的数字模型，并根据所述数 字模型来数字地制备所述下层结构。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述添加法包括立体平版印刷术、数字光处理和 三维印刷中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述下层结构是未固化的，所述方法还包括在制 备所述下层结构之后并且在添加至少一层之前固化所述下层结构。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述下层结构是未固化的，所述方法还包括在添 加至少一层之后固化所述下层结构。
7.根据权利要求1所述的方法，其中添加至少一层包括使用所述数字上漆方法来添加 多个层。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个层包含两种或更多种不同的材料。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述两种或更多种不同的材料的颜色和不透明度 被选择以赋予所述牙齿制品与从所述位点去除的所述牙结构类似的外观。
10.根据权利要求1所述的方法，其中添加至少一层包括向所述功能表面添加至少一 层，所述至少一层在所述功能表面的两个或更多个区域包含两种或更多种不同的材料。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述两种或更多种不同的材料各自具有不同的 不透明度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述两种或更多种不同的材料各自具有不同的颜色。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括固化所述至少一层以得到固化层。
14.根据权利要求13所述的方法，其中固化包括使所述至少一层暴露于光、电磁波、 热、真空和压力中的一种或多种。
15.根据权利要求13所述的方法，其中固化所述至少一层包括施加多个固化条件循环。
16.根据权利要求13所述的方法，还包括向所述固化层添加至少一个附加层。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括部分固化所述至少一层，以在使用所述数字上 漆方法向部分固化层添加至少一个附加层之前得到所述部分固化层。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述牙齿制品包括牙桥、牙冠、牙内冠和高嵌体 中的一种或多种。
19.根据权利要求1所述的方法，还包括处理所述下层结构的表面以改善与所述至少一层的粘合。
20.根据权利要求1所述的方法，其中添加至少一层包括提供固定的上漆头并且数字 地控制所述下层结构的位置，以在其功能表面上分配漆料。
21.一种装置，所述装置包括在基本上固定的位置处的数字上漆头，所述数字上漆头适于选择性地将至少一种材料 递送至上漆表面，所述至少一种材料可固化成适用于口腔内使用的材料；安装装置，所述安装装置适于按照至少三个平移自由度和至少两个旋转自由度来控制 牙齿制品的下层结构的位置，所述牙齿制品使用添加法制备，并且所述牙齿制品包括具有 粘合表面和功能表面的体积，所述粘合表面成形用于附接到人齿系中的位点，所述功能表 面成形用于置换从所述位点去除的牙结构；以及控制器，所述控制器被编程，以接收所述下层结构的形状以及在何处将所述至少一种 材料涂敷至所述下层结构的表面的说明，并且作为响应，生成对所述数字上漆头和所述安 装装置的控制信号，从而对所述下层结构进行数字上漆。
22.根据权利要求21所述的装置，其中所述数字上漆头是数字wirejet上漆头。
23.根据权利要求21所述的装置，其中所述数字上漆头通过将流体与两种或更多种不 同的添加剂混合来选择性地递送两种或更多种材料。
24.根据权利要求21所述的装置，其中所述下层结构占所述牙齿制品的大部分体积。
25.一种装置，所述装置包括在基本上固定的旋转取向上的数字上漆头，所述数字上漆头适于按照至少一个平移自 由度来移动，并且所述数字上漆头适于选择性地将至少一种材料递送至上漆表面，所述至 少一种材料可固化成适用于口腔内使用的材料；安装装置，所述安装装置适于按照至少两个平移自由度和至少两个旋转自由度来控制 牙齿制品的下层结构的位置，所述牙齿制品使用添加法制备，并且所述牙齿制品包括具有 粘合表面和功能表面的体积，所述粘合表面成形用于附接到人齿系中的位点，所述功能表 面成形用于置换从所述位点去除的牙结构；以及控制器，所述控制器被编程，以接收所述下层结构的形状以及在何处将所述至少一种 材料涂敷至所述下层结构的表面的说明，并且作为响应，生成对所述数字上漆头和所述安 装装置的控制信号，从而对所述下层结构进行数字上漆。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述数字上漆头是数字wirejet上漆头。
27.根据权利要求25所述的装置，其中所述数字上漆头的至少一个平移自由度控制所 述数字上漆头距所述安装装置的运动平面的距离。
28.根据权利要求25所述的装置，其中所述下层结构占所述牙齿制品的大部分体积。
全文摘要
本发明公开了数字上漆方法，所述方法提供对牙齿制品的计算机控制的精修。所述方法可以在牙齿制品的部分上选择性地涂敷一层或多层不同的材料，以实现具有多种颜色、光洁度以及紧密匹配人齿系的外观和功能的表面特性的多色精修。
文档编号A61C13/08GK101878006SQ200880118362
公开日2010年11月3日 申请日期2008年11月20日 优先权日2007年11月28日
发明者奈穆尔·卡里姆, 苏米塔·B·米特拉 申请人:3M创新有限公司