附件安装模板总成的制作方法与流程

1.本技术总体上涉及一种附件安装模板总成的制作方法。


背景技术：

2.由于美观、便捷以及利于清洁等优点，以高分子材料制成的壳状牙齿矫治器越来越受欢迎。通常，利用壳状牙齿矫治器进行牙齿正畸治疗，需要一系列逐次的壳状牙齿矫治器，每一个这些壳状牙齿矫治器容纳牙齿的空腔的几何形态与对应矫治步所希望达到的牙齿布局基本匹配。
3.在很多情况下，单纯依靠壳状牙齿矫治器本身难以保证对牙齿施加大小和方向适宜的矫治力系。例如，在沿牙弓方向近中或远中方向移动牙齿时，虽然，希望的移动方式是牙齿的平移，但在实际操作中很容易形成较大的倾倒力矩，使得牙齿切端向移动方向同侧发生过度移动，从而导致牙齿发生不希望的倾斜移动。在临床应用中，为了避免上述问题，为了在牙齿上施加更接近设计目标所需的矫治力系，往往需要在牙齿上通过粘贴等方法额外固定具有一定外形的凸起的附件，并在壳状牙齿矫治器上形成相应的容纳该附件的腔体，通过腔体与附件之间的挤压和摩擦作用，对该牙齿施加辅助力系，使得对该牙齿施加的总的矫治力系更接近希望的力系。由此可见，附件对于利用壳状牙齿矫治器的牙齿正畸治疗非常关键。
4.由于附件的尺寸通常较小(例如，2-3mm)，将附件精确地、牢固地固定在牙齿表面的预定方位，是一个挑战。因此，需要提供一种将附件粘精确地固于牙齿表面选定方位的方案。


技术实现要素：

5.本技术的一方面提供了一种附件安装模板总成的制作方法，所述附件安装模板总成包括壳状的附件安装模板和附件，所述壳状的附件安装模板形成容纳牙齿的空腔，所述附件可脱离地固定于所述附件安装模板，所述附件安装模板总成佩戴于患者牙齿时，所述附件位于所述患者牙齿表面的预定方位，所述方法包括：获取患者牙齿的三维数字模型；基于所述患者牙齿的三维数字模型产生附件安装模板总成的三维数字模型；以及利用所述附件安装模板总成的三维数字模型控制3d打印设备制作附件安装模板总成。
6.在一些实施方式中，所述附件用于粘固于牙齿表面，与壳状牙齿矫治器相互作用，为牙齿矫治提供辅助力系。
7.在一些实施方式中，以第一材料打印所述附件安装模板，以不同于所述第一材料的第二材料打印所述附件。
8.在一些实施方式中，所述附件是以弱连接固定于所述附件安装模板。
9.在一些实施方式中，所述弱连接是以不同于所述附件和/或附件安装模板的材料打印制成。
10.在一些实施方式中，所述附件安装模板总成的三维数字模型上对应所述附件安装
模板的部分设有多个镂空部。
11.在一些实施方式中，述的附件安装模板总成的制作方法还可以包括：基于所述患者牙齿的三维数字模型产生所述附件安装模板的三维数字模型；以及将所述附件的三维数字模型按所述预定方位装配于所述附件安装模板的三维数字模型，获得所述附件安装模板总成的三维数字模型。
12.在一些实施方式中，所述附件安装模板的三维数字模型是基于所述患者牙齿的三维数字模型的外表面产生。
13.在一些实施方式中，所述附件安装模板的三维数字模型是基于所述患者牙齿的三维数字模型的外表面进行厚度偏移而获得。
14.本技术的又一方面提供了一种附件安装模板总成，它包括形成一体的壳状的附件安装模板和附件，所述壳状的附件安装模板形成容纳牙齿的空腔，所述附件可脱离地固定于所述附件安装模板，所述附件安装模板总成佩戴于患者牙齿时，所述附件位于所述患者牙齿表面的预定方位。
15.在一些实施方式中，所述附件用于粘固于牙齿表面，与壳状牙齿矫治器相互作用，为牙齿矫治提供辅助力系。
16.在一些实施方式中，所述附件是以弱连接固定于所述附件安装模板。
17.在一些实施方式中，所述弱连接是以不同于所述附件和/或附件安装模板的材料制成。
18.在一些实施方式中，所述附件安装模板是以第一材料制成，所述附件是以不同于所述第一材料的第二材料制成。
19.在一些实施方式中，所述附件安装模板上设有多个镂空部。
附图说明
20.以下将结合附图及其详细描述对本技术的上述及其他特征作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本技术的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本技术保护范围的限制。除非特别指出，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。
21.图1为本技术一个实施例中的附件安装模板总成的制作方法的示意性流程图；
22.图2示意性地展示了示意性地展示了本技术一个实施例中的患者牙齿的三维数字模型；
23.图3a示意性地展示了基于图2所示患者牙齿的三维数字模型的外表面外扩一定厚度得到的第一三维数字模型；
24.图3b示意性地展示了本技术一个实施例中的附件安装模板的三维数字模型；
25.图3c示意性地展示了本技术一个实施例中的附件安装模板总成的三维数字模型；
26.图4示意性地展示了图3c所示附件安装模板总成的附件安装模板与附件之间的弱连接；
27.图5a示意性地展示了基于图2所示患者牙齿的三维数字模型而产生的第二三维数字模型；
28.图5b示意性地展示了本技术又一实施例中的附件安装模板总成的三维数字模型；
29.图5c示意性地展示了图5b所示附件安装模板总成的三维数字模型的附件部分的截面；
30.图6a示意性地展示了本技术一个实施例中的附件的截面；
31.图6b示意性地展示了本技术又一实施例中的附件的截面；
32.图6c示意性地展示了本技术又一实施例中的附件的截面；以及
33.图6d示意性地展示了本技术又一实施例中的附件的截面。
具体实施方式
34.以下的详细描述中引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅出于是说明性之目的，并非意图限制本技术的保护范围。在本技术的启示下，本领域技术人员能够理解，可以采用许多其他实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本技术的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本技术的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都在本技术的保护范围之内。
35.本技术的一方面提供了一种附件安装模板总成及其制作方法，利用3d打印技术制作一体的附件安装模板总成，其包括附件安装模板和附件，所述附件安装模板保持和定位所述附件，两者可脱离，当所述附件安装模板总成佩戴于患者牙齿上时，所述附件是位于所述患者牙齿表面的预定方位。涂布于所述附件底面的粘接剂固化后，使所述附件和附件安装模板相互脱离并将所述附件安装模板自所述患者牙齿上摘下，完成附件在患者牙齿上的安装。
36.请参图1，为本技术一个实施例中的附件安装模板总成的制作方法100的示意性流程图。
37.在101中，获取患者牙齿的三维数字模型。
38.利用壳状牙齿矫治器进行牙齿正畸治疗，需要一系列逐次的壳状牙齿矫治器，按顺序依次佩戴这些壳状牙齿矫治器，以将患者牙列从原始布局依次重新定位到第一中间布局、第二中间布局......最后中间布局，直至目标布局。每一个壳状牙齿矫治器对应一个矫治步，用于将患者牙列从该矫治步的初始布局重新定位到该矫治步的目标布局。
39.在一个实施例中，用于制作附件安装模板总成的所述患者牙齿的三维数字模型可以是表示安装附件时所述患者牙齿布局的三维数字模型。
40.在一个实施例中，所述患者牙齿的三维数字模型可以是整个牙列的三维数字模型，例如，整个上颌牙列或下颌牙列。在又一实施例中，所述患者牙齿的三维数字模型可以是部分牙列的三维数字模型，例如，包括需要安装附件的牙齿的一段牙列的三维数字模型。
41.获取患者牙齿的三维数字模型的方法已为业界所习知，例如，可以通过口内扫描获得表示患者当前牙齿布局的三维数字模型，此处不再进行详细描述。
42.请参图2，示意性地展示了本技术一个实施例中的患者牙齿的三维数字模型200。
43.在103中，基于所述患者牙齿的三维数字模型产生附件安装模板总成的三维数字模型。
44.在一个实施例中，可以采用以下的方法基于所述患者牙齿的三维数字模型200产生附件安装模板总成的三维数字模型。
45.首先，基于患者牙齿的三维数字模型200上预定义的界线以上的部分的外表面外扩一定厚度得到如图3a所示的壳状的第一三维数字模型300a-1。在一个实施例中，所述预定义的界线可以是牙龈线，在又一实施例中，所述预定义的界线也可以是位于牙龈线上方(即靠近牙冠)的界线，在又一实施例中，所述预定义的界线也可以是位于牙龈线下方(即靠近牙根)的界线。
46.接着，在第一三维数字模型300a-1上的预定方位形成大于附件尺寸的窗口310a，得到如图3b所示的附件安装模板的三维数字模型300a-2。
47.然后，将附件的三维数字模型320a装配在附件安装模板的三维数字模型300a-2的窗口310a内的预定方位，并且在窗口310a的边缘和附件三维数字模型320a之间设置弱连接(图中未示)，得到如图3c所示的附件安装模板总成的三维数字模型300a-3。在又一实施例中，具有弱连接的附件的三维数字模型是预先设计好的，可以把它直接装配在附件安装模板的三维数字模型300a-2的窗口310a内的预定方位，获得附件安装模板总成的三维数字模型300a-3。
48.弱连接是比较薄弱的连接，其机械强度低于元件(在此是指附件安装模板与附件)本身的机械强度，可以用较小的力将其破坏，而不对元件本身造成损坏。例如，较薄的连接，或间隔的连接等。
49.请参图4，示意性地展示了一个实施例中附件与附件安装模板之间的弱连接，附件320a与窗口310a之间设置间隔的点连接330a，附件安装模板籍此保持和定位附件320a。
50.附件安装模板的主要作用在于保持和定位附件，使得当附件安装模板总成佩戴于患者牙齿上时，所述附件位于所述患者牙齿表面的预定方位，从而实现所述附件的精确安装。因此，附件安装模板对机械性能要求不高。在一个实施例中，除了窗口310a之外，还可以在附件安装模板的三维数字模型300a-2上设置多个其他的镂空部，以节省制作附件安装模板的材料。在本技术的启示下，可以理解，这些镂空部的形状和分布可以任意设置，例如，所述镂空部的形状可以是圆形，其分布可以是均匀分布。因此，壳状的附件安装模板包括完整壳体的情况，也包括具有多个镂空部的情况。
51.在又一实施例中，可以基于患者牙齿三维数字模型的外表面直接生成网格状结构(例如，桁架结构)的附件安装模板的三维数字模型，而无需先生成完整的壳状的三维数字模型再对其进行镂空操作。
52.在又一实施例中，还可以采用以下方法基于所述患者牙齿的三维数字模型200产生附件安装模板总成的三维数字模型。
53.首先，在患者牙齿的三维数字模型200的预定方位添加按一定比例放大的附件的三维数字模型320b，得到如图5a所示的第二三维数字模型300b-1。
54.接着，基于第二三维数字模型300b-1上预定义的界线以上的部分的外表面外扩一定厚度得到如图5b所示的壳状的附件安装模板的三维数字模型300b-2，其上对应地形成附件收容腔330b。
55.然后，将附件的三维数字模型按预定的方位装配于附件安装模板的三维数字模型300b-2的附件收容腔330b内，再在附件收容腔330b和附件的三维数字模型之间添加弱连接，即可得到附件安装模板总成的三维数字模型。
56.请参图5c，示意性地展示了附件安装模板总成的三维数字模型300b-3的附件收容
部330b处的截面，附件的三维数字模型310b收容于附件安装模板的三维数字模型300b-2的附件收容部330b之内，附件的三维数字模型310b与附件安装模板的三维数字模型300b-2之间以弱连接340b相互固定，使得附件安装模板能够保持和定位附件。
57.在本技术的启示下，可以理解，基于患者牙齿的三维数字模型200产生附件安装模板总成的三维数字模型的方法可以有多种变化，而附件安装模板以及附件的结构也可以有多种变化，在此不再一一列举。
58.在105中，利用附件安装模板总成的三维数字模型控制3d打印设备制作附件安装模板总成。
59.目前，已有多种3d打印技术已进入大规模商业化应用阶段，如立体光固化成型技术(stereo lithography)、喷射打印以及熔融沉积成型等，这些3d打印技术均能被用于制作附件安装模板总成。
60.在一个实施例中，可以用不同的材料打印不同的部分，例如，以第一材料打印附件安装模板，以第二材料打印弱连接，以第三材料打印附件。在一些情况下，以不同的材料打印不同的部分具有很高的实用价值。例如，可以用固化后硬度较高的材料打印附件，以保证其在整个牙齿矫治周期内的性能；又例如，可以用固化后较脆的材料打印弱连接，以便于附件粘固于牙齿表面后，附件安装模板与附件之间的脱离。
61.在一个实施例中，将附件底面涂布有粘接剂的附件安装模板总成佩戴于患者牙齿，待所述粘接剂固化后，破坏所述附件与附件安装模板之间的弱连接，使两者相互脱离后，摘下所述附件安装模板即完成附件的安装。
62.在又一实施例中，附件形成有自顶面延伸至底面的中空部，将附件安装模板总成佩戴至患者牙齿上后，将粘接剂注入所述中空部并布满所述附件底面，待粘接剂固化后，破坏所述附件与附件安装模板之间的弱连接，使两者相互脱离后，摘下所述附件安装模板即完成附件的安装。
63.请参图6a，示意性地展示了本技术一个实施例中的附件320c的截面形状。附件320c的中空部321c包括自顶面向底面延伸的通道，其底面边缘凸出形成尖锐的壁323c，以将粘接剂围在附件内部，并且其底面微微内凹，形成粘接剂存储腔325c，以保证粘接剂能够基本布满其底面，进而保证附件320c的粘接牢固度。在一个实施例中，附件基本整个底面形成内凹，以保证粘接剂能够基本布满其整个底面，例如，其内凹的部分可以占底面面积的70％以上，甚至80％以上，甚至90％以上。在一个实施例中，附件底面内凹部的表面上可以形成凹凸不平的结构，以增加与粘接剂的接触面积，进一步加强粘接的牢固度。
64.请参图6b，示意性地展示了本技术又一实施例中的附件320d的截面形状。附件320d的中空部321d包括自顶面向底面延伸的通道，其底面形成微微内凹的弧面，形成粘接剂存储腔325d，以保证附件320d的粘接牢固程度。
65.请参图6c，示意性地展示了本技术又一实施例中的附件320e的截面形状。附件320e的中空部321d大致呈漏斗状。
66.请参图6d，示意性地展示了本技术又一实施例中的附件320f的截面形状。附件320f大致呈空壳状，其中空部321f较大。
67.在本技术的启示下，可以理解，除了用于粘固于牙齿表面，与壳状牙齿矫治器相互作用，为牙齿矫治提供辅助力系的附件之外，本技术的附件也可以是其他粘固于牙齿表面
的附件，例如，舌钮(button)、托槽等。
68.尽管在此公开了本技术的多个方面和实施例，但在本技术的启发下，本技术的其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本技术的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。
69.同样，各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的内容并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。
70.除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。