生物相容性自锁托槽的制作方法
【专利摘要】用于正牙治疗的多种自锁正牙托槽，包括至少一个第一托槽、至少一个第二托槽和至少一个第三托槽。第一、第二和第三托槽中的每一个分别包括第一、第二和第三锁定活门，用于向弓丝上施加力以实现正牙治疗。第一锁定活门施加第一力，第二锁定活门施加第二力，和第三锁定活门施加第三力，使得第一、第二和第三力彼此不同。
【专利说明】生物相容性自锁托槽
发明领域
[0001]本发明涉及正牙托槽领域，更具体地涉及生物相容性自锁托槽(self-ligatingbrackets)。
[0002]发明背景
[0003]已知正牙治疗通过将被称为正牙托槽的小型器具固定于患者牙齿而实现。即，正牙托槽最普遍的是通过以适当的方式固定于患者牙齿被应用，从而通过在固定正牙托槽之间延伸的弓丝向其施加外力来矫正未对齐的牙齿。关于这些正牙托槽的结构，其由具有小凹槽的体构成，并且被直接粘附在牙齿的唇或舌侧上或焊接于诸如通过粘合或一些其他方法连接于牙齿的金属带。
[0004]众所周知，前切牙具有细单齿根，并且这些齿根通常是较具锥形的齿根，在正牙治疗中容易发生齿根再吸收或缩短。通常，当牙齿矫正患者被观察到齿根再吸收或缩短时，其归因于矫形器对齿根施加的正牙力的量级。
[0005]相反，中白齿具有较大且较粗的齿根，后白齿具有甚至更大并且多个齿根，其可以比较小的前牙吸取通常更高的用于牙齿移动的法向正畸力。迄今为止，现有技术牙齿矫正和具体地现有技术自锁托槽还不能适应改变的齿根尺寸和强度，以降低正牙治疗过程中齿根再吸收和/或缩短的风险。
[0006]发明概述
[0007]根据本发明，提供自锁正牙托槽组(set)，其从后白齿至前切牙施加逐渐减轻的力。本发明提供实现具有逐渐减轻的力的正牙托槽组的多个示例性实施方式。本领域技术人员将理解，托槽优选为相同形状并且包括一致的几何特征，以保持其间的弓丝，从而提供移动口中前切牙区的牙齿的正牙治疗，而连带较少并发症。
`[0008]本发明的一个目的是提供生物相容性自锁正牙托槽组。本发明的另一目的是提供适于对不同类型的牙齿施加不同力的正牙托槽组，以减轻一个或多个现有技术问题。
[0009]在本发明的一个实施方式中，提供用于正牙治疗的自锁正牙托槽，其包括至少一个第一托槽、至少一个第二托槽和至少一个第三托槽；其中第一、第二和第三托槽中的每一个分别包括第一、第二和第三锁定活门(shutter)，用于在弓丝上施加力，以实现正牙治疗；并且其中第一锁定活门施加第一力，第二第二锁定活门施加第二力，和第三锁定活门施加第三力；其中第一、第二和第三力彼此不同。
[0010]根据本发明一方面，第一锁定活门具有第一厚度，第二锁定活门具有第二厚度，和第三锁定活门具有第三厚度，其中第一、第二和第三厚度是不同的。
[0011]根据本发明另一方面，锁定活门由选自铬-钴、钛-钥和镍-钛的材料形成。
[0012]根据本发明另一方面，第一、第二和第三锁定活门已经过第一、第二和第三热处理，使得第一锁定活门具有第一刚度，第二锁定活门具有第二刚度和第三锁定活门具有第三刚度，其中第一、第二和第三刚度是不同的。
[0013]根据本发明另一方面，第一锁定活门包括镍-钛，第二锁定活门包括钛-钥，和第三锁定活门包括铬-钴。[0014]根据本发明另一实施方式，提供用于正牙治疗的自锁正牙托槽组，其中各托槽包括体和锁定活门，该锁定活门用于向位于体内弓丝凹槽中的弓丝上施加力，改进包括至少两个不同托槽上的至少两个不同锁定活门，使得不同锁定活门对弓丝施加不同的力。
[0015]根据本发明第三实施方式，提供用于正牙治疗的自锁托槽的套件，其包括两个或更多个自锁托槽，每个自锁托槽具有体，该体具有接合基座，用于连接于牙齿；至少一个牙龈系翼和至少一个咬合系翼，该牙龈和咬合系翼从体的唇面突出；弓丝凹槽，其在近远侧穿过体并在牙龈和咬合系翼之间延伸；锁定活门，包括在一端的至少一个弹性臂元件和在另一端的保持部分，锁定活门可在开启位置和闭合位置之间移动，在开启位置时便于弓丝的布置和移除，在闭合位置时阻止弓丝的布置和移除，并且通过锁定活门向弓丝施加力；其中套件中的至少一个托槽的锁定活门在弓丝上施加的力不同于套件中至少一个其他托槽的锁定活门。
[0016]根据第三实施方式的一方面，所述两个或更多个自锁托槽包括多种自锁托槽。
[0017]根据第三实施方式的另一方面，多种自锁托槽包括至少一个第一自锁托槽，其具有第一锁定活门，该第一锁定活门向弓丝施加第一力；至少一个第二自锁托槽，其具有第二锁定活门，该第二锁定活门向弓丝施加第二力；和至少一个第三自锁托槽，其具有第三锁定活门，该第三锁定活门向弓丝施加第三力；其中第一、第二和第三力是不同的。
[0018]根据第三实施方式的另一方面，第一锁定活门具有第一厚度，第二锁定活门具有第二厚度，和第三锁定活门具有第三厚度，其中第一、第二和第三厚度是不同的。
[0019]根据第三实施方式的另一方面，第一厚度小于或等于约0.005英寸，第二厚度在约大于0.005”英寸至0.006”英寸之间，和第三厚度大于或等于约0.006”英寸。
[0020]根据第三实施方式的另一方面，锁定活门由选自铬-钴、钛-钥和镍-钛的材料形成。
[0021]根据第三实施方式的另一方面，第一、第二和第三锁定活门已经过第一、第二和第三热处理，使得第一锁定活门具有第一刚度，第二锁定活门具有第二刚度，和第三锁定活门具有第三刚度，其中第一、第二和第三刚度是不同的。
[0022]根据第三实施方式的另一方面，第一、第二和第三锁定活门已经过第一、第二和第三热处理，其中第一、第二和第三刚度是不同的。
[0023]根据第三实施方式的另一方面，第一锁定活门包括镍-钛，第二锁定活门包括钛-钥，和第三锁定活门包括铬-钴。
[0024]通过下文详细描述，本发明的其他优势和益处对于本领域技术人员将变得明显。
[0025]附图简述
[0026]被认为是本发明特征的新颖性部件，关于其结构、机构、用途和操作方法，连同其进一步的目的和优势，现将通过附图而被更好地理解，在附图中，本发明当前优选的实施方式将作为实例被示例。然而要清楚理解，附图仅以示例和说明为目的，并不意图确定本发明的限制。在附图中:
[0027]图1A和IB显示本发明的教导可适用的总体自锁托槽。
[0028]图2A至2C显示本发明的一个实施方式，其中正牙托槽组包括具有不同厚度的锁定活门的托槽。
[0029]图3A至3C显示本发明另一实施方式，其中正牙托槽组包括具有不同厚度的锁定活门的托槽。
[0030]发明详述
[0031]本文描述的发明适用于多种类型的自锁正牙托槽，并且本发明的教导将被容易地应用于这些自锁正牙托槽的不同实施方式。为示例本发明和显示若干工作实例，参考正牙托槽的一般结构来描述不同的实施方式。参考图1，显示托槽，其包括体452，该体具有接合基座430，用于连接于牙齿。基座包括横向间隔的牙龈系翼450对和横向间隔的咬合系翼445对。牙龈450和咬合系翼445从体452的唇面突出，并且咬合系翼445限定一个或多个沟槽，用于接收穿过咬合系翼445的锁定活门470的一个或多个臂元件465。提供弓丝凹槽495，其在近远侧穿过体并且在处于体的相对的近侧和远侧的牙龈系翼450和咬合系翼445之间延伸，从而容纳弓丝(未显示)。锁定活门470可在开启位置和闭合位置之间移动，处于开启位置时便于弓丝的布置和移除，处于闭合位置时阻止弓丝的布置和移除(如示)。处于闭合位置时，锁定活门470的保持部分485摩擦配合到在各牙龈系翼450中的邻近弓丝凹槽495形成的保持沟槽490中。在正常使用中，当锁定活门470处于闭合位置时，弓丝被挤压到弓丝凹槽495中，并且整体位于弓丝凹槽495中。
[0032]在本发明的一些实施方式中，本文公开的教导还适用于自锁托槽，其中锁定活门470延伸穿过基座中的开口，并且通过配合到该开口中而被固定于托槽。例如，这种类型的托槽的横截面显示在图2中。具体地， 申请人:不将本发明限于本文所述托槽体的具体安排和结构。相反，本发明的教导适用于所有利用锁定活门向弓丝施加力类型的自锁托槽，如其在本发明所具体涉及的锁定活门和锁定活门向弓丝施加的力之间的关系中那样。
[0033]本发明提供多种自锁正牙托槽，其任选地被安排成组或套件，用于实现正牙治疗，其方式是对牙齿提供从口后侧至口前侧逐渐减轻的力，而不改变正牙托槽的核心设计。即，体25以及与体25—体形成的正牙托槽的所有部分可被一致地制成，并且优选地，利用相同的体25生产组或套件中的多种托槽中的每一种。这相对于现有技术提供了两部分益处:向不同牙齿施加逐渐减轻的力的托槽可被提供于同一正牙托槽组内，和进一步，组中各托槽的体25部分相同。这提供了成本有效和高效的方式以生产、组装和向患者施用组中的各托槽。当然，本发明不限于每一个体部分均相同的实施方式，而是提供这样的组:其中这种情形是相对于现有技术提供另外的优势和益处的情况。
[0034]本发明的不同实施方式涉及提供锁定活门70上的变化，其方式是发明人已经确定对各正牙托槽向患者牙齿施加的力具有可测量和直接的影响。由于锁定活门70通常由弹簧类型的复合材料形成(材料细节在下文进一步讨论)，提供锁定活门的差别已被发现对施加于采用锁定活门的托槽所作用的牙齿的力具有影响。在实施这一发现的过程中，本发明的一个实施方式已经提供应用，自锁正牙托槽组适用于施加从口后侧至口前侧逐渐减轻的力。一般，例如，施加于臼齿的力高于那些施加于前臼齿的力，施加于前臼齿的力本身高于那些施加于前切牙的力。
[0035]现参考图2A、2B和2C，显示根据本发明可被包括在相同组或套件中的代表性自锁正牙托槽的横截面。图2a的托槽200包括锁定活门270a，其具有壁厚Tl。锁定活门270a以本领域已知的方式被布置在咬合系翼245周围，并且通过配合在沟槽222中被锁定在适当位置，该沟槽222在系翼下方延伸穿过托槽200的体。在另一侧，锁定活门270a配合于沟槽250中，并对位于弓丝凹槽210中的弓丝280施加向下的力。横截面视图中显示的不同部件不必为图形描述本发明而按比例绘制。示例的锁定活门270a优选由弹性不锈钢(或其他材料和/或化合物，如下文更详细描述的)形成，并且可被转动地安装在咬合系翼上，以使其可在闭合位置和开启位置之间移动，处于闭合位置时阻止接近弓丝凹槽210，处于开启位置时允许接近弓丝凹槽210。锁定活门270a的一端被容纳于托槽体中限定的沟槽222中，并具有防止意外移出沟槽222的锁定尖端216。随着活门270a在开启和闭合位置之间转换，活门的末端216在沟槽222中平移。孔215在活门270a中形成以容纳促进活门开启的工具。
[0036]咬合系翼245周围的活门270a向唇和牙龈弯曲，然后朝向弓丝凹槽210向舌弯曲。当活门270a处于所示闭合位置并且弓丝280对活门270a施加唇向力时，活门270a的牙龈端250接触挠曲表面240以阻止活门270a从弓丝凹槽210意外移除。包括开启和闭合活门270a的操作在本领域公知，在本文中不再进一步详细描述。活门270a的设计使得矩形(或圆形)弓丝就位，以根据弓丝的横截面形状向弓丝凹槽210施加扭矩。在正牙治疗过程中，弓丝通过锁定活门270a连续活动就位或偏置提供精确的牙齿移动。鉴于此， 申请人:已经提供正牙托槽的组或套件，其套件中的一个或多个托槽之间提供锁定活门的变化，使得根据所使用的具体锁定活门将不同偏置力施加于弓丝，因此，在所应用的治疗过程中提供更精确的牙齿移动，其方式可与具体用户和用户口中的具体牙齿生物相容。 [0037]图2B和2C所示的实施方式显示本发明套件中提供的正牙托槽的代表性实例，其中锁定活门270b和270c被提供为与图2A的锁定活门270a具有不同的厚度。具体地，图2B中提供中厚度活门壁270b，图2C中提供高厚度活门壁270c，它们将被包括在套件中，而该套件还将包括低厚度活门壁270a。虽然使用术语低厚度、中厚度和高厚度，但其不被解释为绝对术语或模糊解释。具体地，这些术语被彼此相对提供，并且 申请人:明确限定中厚度为一般用于本领域的锁定活门厚度。更广泛地并且在本发明范围内， 申请人:提供具有不同锁定活门厚度的这些正牙托槽的组，使得在使用中具有相对较薄的活门壁的托槽用于前牙的正牙治疗，具有中厚度活门壁的托槽用于中牙的正牙治疗，和具有相对较厚的活门壁的托槽用于后牙。这种安排在现有技术中是未知的，现有技术一般对全部牙齿提供相同的托槽和锁定活门，同时依靠贯穿弓丝一致的拉力，以通过平均的施加力提供正牙治疗。事实上， 申请人:认为，本发明与这种类型的正牙治疗的历史实践直觉不一致地进行。
[0038]在优选的实施方式中，锁定活门由金属合金生产，如铬-钴、钛-钥、或镍-钛，并且例如，薄厚度壁的锁定活门壁厚Tl在.004”至.005”的范围内，中厚度壁的厚度T2在.005”至.006”的范围内，高厚度壁的厚度T3在.006”至.007”的范围内。虽然这些值已被发现在一般治疗中是优选的并且具有特别益处，但其不被认为限制本发明。因此，本领域技术人员将理解，在改变正牙治疗托槽组或套件的自锁托槽的夹具部分的厚度中，不同力可被置于各个牙齿上，以适应不同齿根尺寸和厚度，从而降低齿根再吸收的风险。此外，此实施方式的教导提供可便于生产的正牙托槽组，由此不同托槽由相同类型材料的原料生产并且随后进行相同的热处理。即，除了选择不同厚度的原料开始生产锁定活门以外，生产套件中不同托槽的生产过程无需有变化。
[0039]现参考图3A、3B和3C，显示本发明另一实施方式，其中本发明的教导被应用于图1所示的正牙托槽设计。类似的部件已用类似的数字编号，但是以300系列编号。在此实施方式中，锁定活门370通过末端部分压缩配合在咬合系翼后的适当位置处而被保持在适当位置。在任何事件中，此实施方式的操作类似于关于图2A、2B和2C所述的，因此不再进一步详细描述。 申请人:已经提供图3A、3B和3C以示例本发明适用于不同类型和设计的自锁正牙托槽。
[0040]根据本发明另一实施方式，用于正牙治疗的自锁托槽组或套件包括总体上如本文所述的锁定活门，其中组或套件中各托槽的锁定活门由相同材料并且相同厚度的材料生产，但各锁定活门在其制造过程中已经过不同热处理，从而组或套件中自锁托槽的各锁定活门或锁定活门组产生不同的挠度。如将理解的，通过在其制造过程中使施用于锁定活门的热处理不同，具有弹簧组件的锁定活门所施加的力，如前述的，可在牙齿与牙齿之间有差异。这种情况发生是因为当锁定活门处于其压缩状态时，其有关材料刚度的材料性质导致锁定活门中不同的弹簧性质，因此或低或高的力被施加于弓丝本身。这些不同热处理致使正牙托槽组具有生物相容性，因为关于被施加在口中不同区域的具体牙齿上的力的高度定制化变得可能。弹簧-钢型材料的热处理本领域公知，因此在本文不再赘述。相反，关于此实施方式，不同热处理施用于相同托槽组中的不同锁定活门产生相对于现有技术的改进。
[0041]通过此实施方式提供的优势是组或套件中的各托槽由相同类型和厚度的原材料制造。在一些制造设施中，这具有特别的益处，因为无需调整用具以适应不同厚度的材料。调整热处理以使套件中的托槽与托槽之间生成不同的力可优选通过如下实现:分批生产具体类型的自锁托槽，随后将其组装、封装或以其他方式安排到用于具体正牙治疗的组或套件中。
[0042]根据本发明另一实施方式，两个目前所描述的实施方式的教导可组合，使得不同热处理和材料厚度的组合可用来优化用于正牙治疗的各个自锁托槽中锁定活门的挠度/硬度。本领域技术人员将理解，具有相同挠度的多个自锁托槽可作为一批热处理并且随后组装、封装或以其他方式安排到用于具体正牙治疗的组或套件中。不同类型的热处理是可适用的，如本领域技术人员将理解的。
[0043]根据本发明另一实施方式，用于正牙治疗的自锁托槽组或套件中自锁托槽的锁定活门由不同夹具材料制成，这取决于托槽被意图用于哪种牙齿。即，改变托槽材料，以在前、中和后牙分别产生低、中和高力。例如，挠度较高的合金如镍-钛(N1-Ti)可用于施用于前牙的夹具，硬度较高的钛-钥(T`1-Mb)可用于施用于中牙的夹具，硬度更高的铬-钴(Cr-Co)可用于施用于后牙的夹具。这种材料变化可在本文所述组或套件中产生不同的托槽。
[0044]因此，上文已经描述本发明的不同实施方式，其效果是与各个齿根解剖结构一致的、施加于牙列的渐进的、逐步的力，以进行更加高度有效、高效和生物相容性的牙齿移动，降低齿根再吸收的风险。本发明不限于本文所述实施方式。相反，本发明还考虑关于上述生产具有彼此不同的夹具以向前、中和后牙分别施加轻度、中度和正常力的、用于正牙治疗的自锁托槽的套件或组的实施方式的变型。例如，还考虑口中每个牙齿的关联托槽具有施加不同力的锁定活门。
【权利要求】
1.用于正牙治疗的自锁正牙托槽，包括至少一个第一托槽、至少一个第二托槽和至少一个第三托槽；其中所述第一、第二和第三托槽中的每一个分别包括第一、第二和第三锁定活门，用于向弓丝上施加力以实现正牙治疗；并且其中所述第一锁定活门施加第一力，第二锁定活门施加第二力，和所述第三锁定活门施加第三力；其中所述第一、第二和第三力彼此不同。
2.根据权利要求1所述的自锁正牙托槽，其中所述第一锁定活门具有第一厚度，所述第二锁定活门具有第二厚度，和所述第三锁定活门具有第三厚度，其中所述第一、第二和第三厚度是不同的。
3.根据权利要求1所述的自锁正牙托槽，其中所述锁定活门由选自铬-钴、钛-钥和镍-钛的材料形成。
4.根据权利要求1所述的自锁正牙托槽，其中所述第一、第二和第三锁定活门已经过第一、第二和第三热处理，使得所述第一锁定活门具有第一刚度，所述第二锁定活门具有第二刚度，和所述第三锁定活门具有第三刚度，其中所述第一、第二和第三刚度是不同的。
5.根据权利要求1所述的自锁正牙托槽，其中所述第一锁定活门包括镍-钛，所述第二锁定活门包括钛-钥，和所述第三锁定活门包括铬-钴。
6.用于正牙治疗的自锁正牙托槽的组，其中各托槽包括体和锁定活门，所述锁定活门用于向位于所述体内的弓丝凹槽中的弓丝上施加力，改进包括至少两个不同托槽上的至少两个不同锁定活门，使得所述不同锁定活门向所述弓丝施加不同的力。
7.用于正牙治疗的自锁托槽的套件，包括 两个或更多个自锁托槽，各自锁托槽具有 体，其具有连接于牙齿的接合基座，至少一个牙龈系翼和至少一个咬合系翼，所述牙龈和咬合系翼从所述体的唇面突出； 弓丝凹槽，其在近远侧穿过所述体并在所述牙龈和咬合系翼之间延伸； 锁定活门，其包括在一端的至少一个弹性臂元件和在另一端的保持部分，所述锁定活门可在开启位置和闭合位置之间移动，处于所述开启位置时便于所弓丝的布置和移除，处于所述闭合位置时阻止所述弓丝的布置和移除，并 且通过所述锁定活门向所述弓丝施加力； 其中所述套件中至少一个托槽的锁定活门向所述弓丝上施加的力与所述套件中至少一个其他托槽的锁定活门不同。
8.根据权利要求7所述的套件，其中所述两个或更多个自锁托槽包括多种自锁托槽。
9.根据权利要求8所述的套件，其中所述多种自锁托槽包括至少一个第一自锁托槽，其具有第一锁定活门，所述第一锁定活门向所述弓丝施加第一力；至少一个第二自锁托槽，其具有第二锁定活门，所述第二锁定活门向所述弓丝施加第二力；和至少一个第三自锁托槽，其具有第三锁定活门，所述第三锁定活门向所述弓丝施加第三力；其中所述第一、第二和第三力是不同的。
10.根据权利要求9所述的套件，其中所述第一锁定活门具有第一厚度，所述第二锁定活门具有第二厚度，和所述第三锁定活门具有第三厚度，其中所述第一、第二和第三厚度是不同的。
11.根据权利要求10所述的套件，其中所述第一厚度小于或等于约0.005英寸，所述第二厚度在约大于0.005”英寸至0.006”英寸之间，和所述第三厚度大于或等于约0.006”英寸。
12.根据权利要求10所述的套件，其中所述锁定活门由选自铬-钴、钛-钥和镍-钛的材料形成。
13.根据权利要求9所述的套件，其中所述第一、第二和第三锁定活门已经过第一、第二和第三热处理，使得所述第一锁定活门具有第一刚度，所述第二锁定活门具有第二刚度，和所述第三锁定活门具有第三刚度，其中所述第一、第二和第三刚度是不同的。
14.根据权利要求10所述的套件，其中所述第一、第二和第三锁定活门已经过第一、第二和第三热处理，其中所述第一、第二和第三刚度是不同的。
15.根据权利要求9所述的套件，其中所述第一锁定活门包括镍-钛，所述第二锁定活门包括钛-钥，和所 述第三锁定活门包括铬-钴。
【文档编号】A61C7/28GK103764062SQ201280036910
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2011年7月25日
【发明者】J·沃道里斯 申请人:欧瑟阿尔穆公司