一种能加速牙移动的正畸托槽的制作方法与工艺

本发明涉及口腔正畸治疗技术领域，尤其涉及一种能加速牙移动的正畸托槽。

背景技术：
在正畸临床工作中比较突出的问题是疗程长、患者复诊次数多，如何加速正畸时的牙齿移动、缩短疗程是长期以来亟需解决的问题。目前，牙齿的矫正机理就是采用机械力或肌力刺激牙槽骨，激活成骨细胞和破骨细胞活性，使正畸牙齿产生有效移动，从而达到矫正目的。口腔矫正技术分为两类，即活动矫正技术和固定矫正技术。活动矫正技术一般都是通过各种矫正弹簧等施力于牙冠上的某一点，因此，牙齿发生的移动一般都是倾斜移动，很难达到牙齿的整体移动或者控根移动。而固定矫正技术是借助于方形的矫正弓丝与带有不同预成参数的托槽，可以在三维方向控制牙齿的移动。但固定矫治器由于不能随时摘下，给患者的工作和社交带来了一些影响。在正畸治疗中也会因为医生的技术水平、患者的依从性和个体差异、治疗方案的针对性等因素产生一些不良影响，如釉质脱矿和牙周组织损害等。随着口腔正畸矫治技术的发展，人们更加追求正畸治疗的高效性、舒适性以及卫生和美观，但一般的正畸治疗大约需要2-3年的周期，这显然已经不能满足人们对治疗高效性的要求。不管是医生还是患者都希望可以缩短治疗的时间，缩短治疗时间就必须加快牙移动，为此，国内外学者进行了大量的尝试，也提出一些加速牙移动的方法，从药物刺激、机械物理刺激到辅助应用外科手术，但都成效甚微。机械应力刺激是正畸牙移动骨改建最重要的调控因素，机械力刺激可以激活牙周组织进行骨改建，牙周组织细胞接受刺激后，会产生生物化学 信号，并向周围组织介导，接着产生骨转换以及骨改建，最终出现牙齿移动完成矫治过程。目前能加速牙齿移动的器械有很多不足，例如公开号为CN203122640U的中国专利文献公开了一种口腔正畸加速器，俗称正畸微笑加速器，其包括振动器、显示屏及牙托。所述振动器用于产生正畸所需振动。所述牙托与振动器连接，用于将所述振动传递给牙齿。所述显示屏与振动器连接，用于显示振动器的电量和辅助治疗的次数。该口腔正畸加速器在正畸治疗过程中能加速牙齿的移动，减少正畸治疗所需的时间，且不会降低正畸手术的功能效果。公开号为CN103462708A的中国专利文献公开了一种振动器，用于加速口腔正畸治疗，包括振动组件，振动组件包括动力输出轴、偏心件、振动杆及导轨；偏心件与动力输出轴连接，且偏心件的轴线与动力输出轴的轴线之间存在偏心距；振动杆与偏心件连接，振动杆与偏心件连接的一端设有第一圆弧部；导轨套设在振动杆上，且导轨靠近偏心件的一端设有第二圆弧部，第二圆弧部与第一圆弧部平行设置，且第二圆弧部覆盖第一圆弧部；当振动器工作时，动力输出轴带动偏心件旋转，偏心件带动振动杆振动，第一圆弧部在第二圆弧部内做往复振动。上述振动器具有确定振动方向，在已有器械施加正畸力的基础上，额外对牙齿施加与牙齿移动方向一致的振动载荷能有效加快牙齿的移动速度，从而缩短口腔正畸治疗的时间。但以上技术产品结构复杂，仅振动器部分就包括了控制开关、微芯片、电路板、微电机、偏心轮、牙托接口、电源及充电接口以及其他辅助元件，故而无法做到微型化。公开号为CN102283713A的中国专利文献公开了一种正畸用双频超声波治疗仪，它是在绝缘外壳中，通过外接的圆形或椭圆形探头，在外部供电或者电池供电的情况下，由控制电路连接触摸屏、超声波换能器、充电电池和变压器进行工作，有触摸屏进行参数设置，输出设定的频率和功率的超声波信号，通过探头接触到牙齿外的皮肤上，超声波通过皮肤将能量传送到牙齿及牙槽骨，加速牙齿在正畸治疗中的移动速度；缓解正畸患 者的疼痛，促进正畸性牙根吸收的修复。该技术使用的是超声波原理，将设备贴在牙齿外的皮肤上，透过皮肤将超声波传递给牙齿，由于超声范围大，造成了无法精准定位的问题，容易对健康的牙齿造成伤害。

技术实现要素：
本发明提供了一种正畸托槽，不仅结构简单，易于小型化，而且可以控制单个牙的移动，无需在患者口腔中置入额外部件。一种能加速牙移动的正畸托槽，包括托槽底板以及固定在托槽底板上的基托，该基托顶部带有弓丝槽，所述托槽底板上安装有压电陶瓷片，在基托和/或托槽底板内设有容置腔，该容置腔内设有与所述压电陶瓷片相匹配的电路。压电陶瓷片作为一种可逆向换能的电声元件，在压电蜂鸣器、压电扬声器、压电传感器等电子器件中具有广泛应用。在压电陶瓷片的两端施加电压，压电陶瓷片会随电压和频率的变化产生机械变形。本发明将压电陶瓷片集成在托槽中，工作时通过匹配的电路对压电陶瓷片施加变化的电压，使得压电陶瓷片发生形变，继而带动托槽和牙齿，使得佩戴该托槽的牙齿受到机械应力刺激，缩短了正畸治疗的疗程。压电陶瓷片所匹配的电路可以采用现有技术的诸多形式，由于托槽本身体积较小，而电路要藏于托槽内部，因此要求电路简单有利于微小型化。作为优选，所述电路包括依次连接的电源、开关和驱动电路，其中所述驱动电路的输出端与压电陶瓷片相连接。启动开关后，电源为驱动电路供电，驱动电路会产生周期变化的电压脉冲，从而驱动压电陶瓷片发生形变。电源可以采用体积适宜的纽扣电池等，就驱动电路本身而言可以采用现有技术。由于牙齿所处的特殊环境，所述开关如果采用接触式会带来防水、防腐等一系列问题，因此作为优选，所述开关为遥控开关，其带有受控于遥控器的无线接收电路。无线接收电路接收来自遥控器的开、关指令，开关则相应的导通或断 开，由于采用外部的非接触式控制，可以将电路全部置于封闭的容置腔内，避免受潮或腐蚀。电路中各元件可以集成至电路板上，该电路板通过卡接或粘结的方式固定在容置腔内，为便于定位，在容置腔内壁设有与电路板边缘相配合的定位槽或定位台阶。容置腔既可以仅开设在基托部分，也可以仅开设在托槽底板部分，若容置腔体积要求较大，也可能是基托和托槽底板内部均有容置腔且相互连通。压电陶瓷片的形变会带动托槽，由于托槽受弓丝束缚，因此会将该形变转化牙齿的轻微震动，压电陶瓷片在托槽上的位置并没有严格限制，但由于弓丝具有一定弹性，有可能对压电陶瓷片的形变造成不必要的吸收，因此作为优选，所述压电陶瓷片固定在托槽底板的底面。托槽底板的底面即与牙齿接触的一面，压电陶瓷片尽量靠近牙齿可以减少负面的形变的吸收。为了便于压电陶瓷片的定位，防止压电陶瓷片脱落，作为优选，所述压电陶瓷片嵌设在托槽底板的底面处，且与托槽底板的底面相互平齐。由于托槽底板是通过粘结剂与牙齿相互固定，若压电陶瓷片直接与牙齿接触，势必会减少托槽底板与牙齿的接触面积，作为进一步的优选，所述压电陶瓷片以及托槽底板的外围包裹有防护套。防护套固定在压电陶瓷片以及托槽底板的外围，防护套的底面与牙齿相接触，且通过粘结方式进行固定。当然使用前在牙齿表面应进行适当的表面处理。为了提高粘结强度，防止错位，作为优选，所述防护套朝向牙齿的一面带有防滑网纹。防滑网纹可以采用冲压，刻蚀等手段获得，粘结时一部分粘结剂会填充在防滑网纹的凹陷处，而防滑网纹的突起部位会与牙齿表面实现刚性接触，这也进一步保证了压电陶瓷片的震动尽可能定向传递至牙齿。所述防护套的开口处与基托和/或托槽底板的外壁焊接密封，在焊缝处覆有密封胶层。防护套可采用耐腐蚀的金属材料，完成对压电陶瓷片以及 托槽底板的包裹后，对防护套的开口处进行焊接固定，通过密封胶层的处理进一步防止渗透。防护套的开口可以仅延伸至托槽底板的外周，或进一步延伸至托槽底板的顶面，或进一步延伸至基托处。作为优选，所述焊缝(即防护套的开口)位于基托和托槽底板的衔接部位。基托和托槽底板的衔接部位应力较集中，且强度较其他部位略低，在此位置进行焊接可以提高该部位的强度，缓解应力集中情况，提高托槽的整体强度，不仅如此，在此部位涂覆密封胶有利于形成密封胶层边缘的圆弧过渡，避免开裂或边缘翻翘。压电陶瓷片的匹配电路安装在容置腔中，为了节省空间，压电陶瓷片恰位于容置腔的开口处，容置腔的开口朝向托槽底面(朝向牙齿)，为了便于压电陶瓷片的定位，作为优选，所述容置腔的开口处带有限位台阶，所述压电陶瓷片固定在限位台阶上。为了防止压电陶瓷片松动，所述限位台阶、压电陶瓷片以及防护套，三者相互抵紧。三者相互抵紧主要依靠限位台阶以及防护套的良好刚性，为了防止彼此横移错位，限位台阶与压电陶瓷片之间，以及压电陶瓷片与防护套之间可以在至少一部分区域施加粘结剂，但用量不宜过多。由于焊接具有较高的连接强度，作为优选，所述防护套与托槽底板相贴合的部位带有多个焊接固定点。作为进一步的优选，所述多个焊接固定点分布在托槽底板的上下两侧以及外周缘。压电陶瓷片的匹配电路中，尤其是电源，有时使用较频繁需要更换，或者因故障需要维修，而容置腔的开口已经被压电陶瓷片以及防护套所封闭，为了解决这一问题，作为优选，所述弓丝槽与容置腔之间设有安装通道，安装通道位于弓丝槽处的开口填充有密封件。操作时打开密封件，将整个电路板拉出或仅将电源取出，安装通道的截面积应便于安装以及拆卸操作，将安装通道的开口设置在弓丝槽的槽底，带来的另一效果是密封件可借助弓丝压紧在安装通道的开口，避免发生脱落或泄露。作为优选，所述密封件为密封压盖、密封螺栓、密封胶中的至少一种。采用密封压盖时，可以是与安装通道的开口进行卡接，在密封压盖与弓丝槽的槽底之间设置密封圈。或在密封压盖的边缘施以密封胶。采用密封螺栓时，安装通道的开口带有匹配的内螺纹，密封螺栓上可以套有密封圈或在密封螺栓的边缘施以密封胶。还可以在安装通道的开口仅施加密封胶进行封闭，开启式破坏并移除固化的密封胶即可。本发明正畸托槽采用简单的驱动电路控制压电陶瓷片，以带动单个牙齿的移动，加速正畸疗程，在设计上易于小型化，通过防护套的包裹彻底避免泄露和内部元件的腐蚀，采用特殊的通道设计还可以方便的更换电路元件。本发明正畸托槽无需在患者口腔中置入另外部件，不仅大大减少正畸治疗所需的时间，也不会给患者带来额外的负担，可降低患者的痛苦和不适。附图说明图1为本发明正畸托槽的剖面结构示意图；图2为本发明正畸托槽中增加安装通道后的剖面结构示意图；图3为本发明正畸托槽中压电陶瓷片以及匹配电路的原理图。具体实施方式参见图1、图3，本实施例一种能加速牙移动的正畸托槽，包括托槽底板2以及固定在托槽底板2上的基托1，该基托1顶部带有弓丝槽11。基托1和托槽底板2内部均有容置腔3且相互连通，容置腔3的开口处带有限位台阶4，限位台阶4上卡装有压电陶瓷片5，限位台阶4便于压电陶瓷片5的定位，压电陶瓷片5与托槽底板2的底面相互平齐。容置腔3内装有压电陶瓷片5所匹配的电路，如图3所示，电路包括依次连接的电源、开关和驱动电路，其中驱动电路的输出端与压电陶瓷片相连接，开关为遥控开关，其带有受控于遥控器的无线接收电路。无线接收电路接收来自遥控器的开、关指令，开关则相应的导通或断 开，由于采用外部的非接触式控制，可以将电路全部置于封闭的容置腔内，避免受潮或腐蚀。启动开关后，电源为驱动电路供电，驱动电路会产生周期变化的电压脉冲，从而驱动压电陶瓷片发生形变。电源可以采用体积适宜的纽扣电池或其他储能元件等，就驱动电路本身而言可以采用现有技术。电源也可以采用无线充电的方式，便于维护。电路中各元件可以集成至电路板上，该电路板通过卡接或粘结的方式固定在容置腔3内，为便于定位，在容置腔3内壁设有与电路板边缘相配合的定位槽或定位台阶。压电陶瓷片5以及托槽底板2的外围包裹有防护套6，防护套6朝向牙齿的一面带有防滑网纹7。防护套6固定在压电陶瓷片5以及托槽底板2的外围，防护套6的防滑网纹7与牙齿相接触，且通过粘结方式进行固定。防滑网纹7可以采用冲压，刻蚀等手段获得，粘结时一部分粘结剂会填充在防滑网纹7的凹陷处，而防滑网纹7的突起部位会与牙齿表面实现刚性接触，这也进一步保证了压电陶瓷片5的震动尽可能定向的传递至牙齿。为了防止压电陶瓷片5松动，限位台阶4、压电陶瓷片5以及防护套6，三者相互抵紧。为了防止彼此横移错位，三者之间可以在至少一部分区域施加粘结剂，但用量不宜过多。防护套6的开口处8位于基托1和托槽底板2的衔接部位，开口处8采用焊接方式固定，焊缝处覆有密封胶层9。防护套6可采用耐腐蚀的金属材料，基托1和托槽底板2的衔接部位应力较集中，且强度较其他部位略低，在此位置进行焊接可以提高该部位的强度，缓解应力集中情况，提高托槽的整体强度，不仅如此，在此部位涂覆密封胶有利于形成密封胶层9边缘的圆弧过渡，避免开裂或边缘翻翘。防护套6与托槽底板2相贴合的部位带有多个焊接固定点10(图中黑色圆点)，多个焊接固定点10可以分布在托槽底板2的上下两侧以及外周缘。参见图2，压电陶瓷片5的匹配电路中，尤其是电源，有时使用较频 繁需要更换，或者因故障需要维修，为了解决这一问题，本实施例弓丝槽11与容置腔3之间设有安装通道12，安装通道12位于弓丝槽11处的开口填充有密封件13。需要更换电源时打开密封件13，将整个电路板拉出或仅将电源取出，将安装通道12的开口设置在弓丝槽的槽底，可借助弓丝将密封件13压紧在安装通道12的开口处，避免发生脱落或泄露。为了进一步提高防水性，在各部件组装完毕后，还可整体上做防水涂层处。本实施例中密封件采用密封螺栓，密封螺栓旋紧后在密封螺栓的边缘施以密封胶进一步保证密封效果。本发明正畸托槽使用时，驱动电路会产生周期变化的电压脉冲，从而驱动压电陶瓷片发生形变，继而带动托槽和牙齿，使得佩戴该托槽的牙齿受到机械应力刺激，缩短了正畸治疗的疗程。效果表征选取10～15个月大的杂种犬15只，随机平均分为三组，拔除第二磨牙，在第三磨牙上安装托槽，加力100g，观察第三磨牙的近中移动距离(即朝向第二磨牙的移动距离)，第三磨牙的移动距离如表1所示(移动距离的单位为：mm)。表1组别电压第1天第7天第14天第21天第28天普通托槽组000.922.152.833.21加速托槽组10v00.972.343.875.10加速托槽组15v01.212.744.125.76表1中，普通托槽组采用的托槽与加速托槽组采用的托槽的区别仅在于普通托槽中没有安装压电陶瓷片以及相应的电路，两个加速托槽组采用本发明提供的正畸托槽，区别在于施加的电压不同，由表1中可以看出，采用本发明提供的正畸托槽能够显著增加牙齿的移动速度，使用普通托槽在第28天移动距离为3.21mm，达到相同的移动距离，采用10v电压的加 速托槽需要18天，采用15v电压的加速托槽需要16天，所采用的电压对于人体来说均为安全电压。