组合型牙齿矫治系统及其制造方法与流程

文档序号:11787827阅读:195来源:国知局
组合型牙齿矫治系统及其制造方法与流程

本申请涉及牙科医疗器械领域,更具体而言,涉及一种组合型隐形牙齿矫治系统及其制造方法。



背景技术:

传统的牙齿矫治技术通常采用铁片和钢丝使牙齿发生移动,达到矫正错颌畸形的目的。但是,这种铁片和钢丝过多且过于明显,非常影响美观,而且可能导致牙龈炎症、牙齿脱矿变色等口腔损害。

在此基础上,隐形牙齿矫治系统应运而生,该系统采用弹性透明高分子材料制成的隐形牙齿矫治器来实现牙齿的移动。整个矫治过程几乎不会影响到日常生活和社交。同时,由于患者可自行摘戴,便于日常口腔健康维护,也使得整个矫治过程更为便利。上述的隐形牙齿矫治器是一系列具有内部能容纳牙齿的空腔的聚合物壳体,患者只需按照设计程序,在不同时期佩戴不同的隐形牙齿矫治器,便可使上颚或下颚的牙齿依照预定的设计移动,最终使牙齿变整齐。一般而言,整个矫治过程需要至少4个逐次的步骤,有时需要包括至少20个步骤,对于复杂病例,也有可能需要包括40个或更多的步骤。而一个步骤的牙齿矫治器的使用时间一般大致为两周。

按照现有的隐形矫治器的制造方法,如图1所示,首先,通过对患者牙齿进行扫描获得基础牙齿状态。随后,按照患者的基础牙齿状态,通过虚拟矫治设计生成一组代表各个矫治步骤的一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型。并基于该牙齿数字数据模型,按照快速成型的方法或者数控机床的方法先制造一系列代表一系列牙齿矫治状态的牙齿模型,再以每一个牙齿模型为阳模制造相对应的一副或一组牙齿矫治器。当然也可以通过快速成型的方法或者数控机床的方法直接制造与一系列牙齿矫治状态对应的一副或多副牙齿矫治器。并且根据现有 技术,所制得的与一系列牙齿矫治状态对应的一系列牙齿矫治器的材料和工艺过程基本相同,因此很难满足矫治不同阶段以及不同类型错颌畸形等个性化需求,从而存在矫治过程舒适度欠佳、牙齿移动效率和牙齿移动可控性欠佳等问题。



技术实现要素:

相应地,本申请提供了一种组合型牙齿矫治系统及其制造方法,其能够在不增加甚至减少制造牙齿矫治器的数量的条件下,满足牙齿矫治不同阶段、不同错颌类型、不同错颌组织健康状况以及不同疼痛敏感度病例的个性化需求,缩短矫治周期,节省材料,并且提高矫治舒适度和矫治效果。

相应地,根据本申请的一个方面,提供了一种组合型牙齿矫治系统,其包括:第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器,其中所述第一牙齿矫治器包括第一壳体以用于容纳和定位牙齿,以及所述第二牙齿矫治器包括第二壳体以用于容纳和定位牙齿,其特征在于,所述第一壳体与第二壳体的几何形状和弹性均不相同。

根据本发明的一种具体实施方式,本发明的组合型牙齿矫治系统还包括第三牙齿矫治器,所述第三牙齿矫治器包括第三壳体以用于容纳和定位牙齿,所述第一壳体、第二壳体和第三壳体的几何形状均不相同,但所述第一壳体和第三壳体的弹性相同。

根据本发明的一种具体实施方式,所述第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器中的至少一个的不同牙位或相同牙位的不同部位的壳体弹性不相同。

并且,所述第一壳体与第二壳体的几何形状不相同是由所述第一牙齿矫治器和所述第二牙齿矫治器应用于不同的矫治步骤所决定的。

根据本发明的一种具体实施方式,所述第一壳体的弹性大于所述第二壳体的弹性。优选的,所述第一牙齿矫治器用于在矫治初期佩戴在患者的牙齿上,所述第二牙齿矫治器用于在矫治后期佩戴在患者的牙齿上。

根据本发明的一种具体实施方式,所述第一壳体与第二壳体的弹性不相同是由所述第一壳体和第二壳体的厚度、材料的弹性模量、后处理方法以及附件设置 情况中的至少有一项不相同所导致的。

根据本发明的一种具体实施方式,所述第一壳体的厚度小于所述第二壳体的厚度。

根据本发明的另一种具体实施方式,所述第一壳体的材料的弹性模量小于所述第二壳体的材料的弹性模量。

根据本发明的再一种具体实施方式,所述第一壳体和第二壳体的后处理方法不一样,从而使得所述第一壳体的弹性大于所述第二壳体的弹性。

根据本发明的又一种具体实施方式,所述第一壳体和第二壳体上的附件设置不一样,从而使得所述第一壳体的弹性大于所述第二壳体的弹性。

并且,所述第一壳体和第二壳体的弹性可基于以下个性化因素中的一个或多个因素进行确定:所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度。

根据本申请的又一个方面,提供了一种用于制造组合型牙齿矫治系统的方法,其包括以下步骤:a)获取代表第一矫治阶段的牙齿矫治状态的第一牙齿数字数据模型以及代表第二矫治阶段的牙齿矫治状态的第二牙齿数字数据模型;b)根据所述第一牙齿数字数据模型和第二牙齿数字数据模型制造对应的第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器的阳模;以及c)基于所述第一牙齿矫治器的阳模和第二牙齿矫治器的阳模分别制造第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器,其中,所述第一牙齿矫治器包括第一壳体以用于容纳和定位牙齿,以及所述第二牙齿矫治器包括第二壳体以用于容纳和定位牙齿,其特征在于,所述第一壳体与第二壳体的几何形状和弹性均不相同。

根据本申请的再一个方面,还提供了一种用于制造组合型牙齿矫治系统的方法,其包括以下步骤:a)获取代表第一矫治阶段的牙齿矫治状态的第一牙齿数字数据模型以及代表第二矫治阶段的牙齿矫治状态的第二牙齿数字数据模型;b)根据所述第一牙齿数字数据模型和第二牙齿数字数据模型,利用快速成型法制造对应的第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器,其中,所述第一牙齿矫治器包括第一壳体以用于容纳和定位牙齿,以及所述第二牙齿矫治器包括第二壳体以用于容纳 和定位牙齿,其特征在于,所述第一壳体与第二壳体的几何形状和弹性均不相同。

通过上述的组合型牙齿矫治系统及其制造方法,能够在不增加牙齿矫治器数量的前提下,提供不同的牙齿矫治力和不同的牙齿移动方式,节省各种人力、材料和时间成本,从而既缩短了矫治周期,又提高了了矫治效果。

而且,根据牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度的不同,通过上述的组合型牙齿矫治系统及其制造方法,还可以提供个性化的牙齿矫治形式,大大提高矫治过程的舒适度,减轻牙齿矫治带来的负作用,提高矫治效率。

附图说明

本申请的上述及其他特征将通过下面结合附图及其详细描述作进一步说明。应当理解的是,这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式,因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别说明,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。

图1示出了根据背景技术的用于制造牙齿矫治器的方法的示意图;

图2示出了根据本发明的一种具体实施方式的用于制造该组合型牙齿矫治系统的方法的流程图;

图3示出了根据本发明的另一种具体实施方式的用于制造该组合型牙齿矫治系统的方法的流程图;

图4示出了根据本发明的一种具体实施方式的组合型牙齿矫治系统的示意图。

具体实施方式

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的目的,并非意图限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以理解,也可以采用许多其他的实施方式,并且可以对所描述 实施方式做出各种改变,而不背离本申请的主旨和保护范围。应当理解的是,在此说明并图示的本申请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,这些不同配置都包含在本申请中。

需阳模的矫治器制造方法

图2示出了根据本发明的一种具体实施方式的用于制造组合型牙齿矫治系统的方法。由于在一般情况下,组合型牙齿矫治系统往往由表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿矫治器组成,而对应于第一牙齿矫治阶段和第二牙齿矫治阶段的牙齿矫治状态的第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器通常包含于一系列牙齿矫治器之中。所以图2以包含第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器的表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿矫治器所组成的组合型牙齿矫治系统为例对本发明中的某种具体实施方式进行说明。但本发明所说的组合型牙齿矫治系统并不限于由表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿矫治器组成。

首先,在步骤S101中,获取包括对应于第一矫治阶段和第二矫治阶段的牙齿矫治状态的第一牙齿数字数据模型和第二牙齿数字数据模型在内的表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型。这里,“表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型”是指用于指导牙齿模型制造的计算机数字数据模型,所制得的牙齿模型是牙齿状态(也可称为牙齿排列)的三维模型。所述牙齿矫治状态包括一系列修正后的牙齿状态,而每一牙齿状态对应一个牙齿数字数据模型。每一牙齿状态包括对应于一个矫治步骤的若干颗牙齿的几何形状和牙齿之间的位置关系,因此每一个相应的牙齿数字数据模型包括代表若干颗牙齿的几何形状和牙齿之间的位置关系的数字数据集。

在一个示例性的具体实施例中,首先根据患者当前的牙齿状态、或者牙齿及其周边组织(如牙龈、面部软组织)的状态制作物理牙齿模型(例如借助取印模制作石膏牙齿模型),再对该物理牙齿模型进行扫描,以生成代表患者牙齿的原始状态的虚拟牙齿模型(对应于基础牙齿状态)。当然,也可通过光学扫描、三维照相、三维摄像或医用CT扫描直接获得牙齿、或者牙齿及其周边组织的图像,通过计算机处理以生成原始的虚拟牙齿模型。这个虚拟牙齿模型可以被数字化处 理和显示。

接下来,基于该原始的虚拟牙齿模型和患者牙齿的矫治目标,设定至少一个的矫治参数,由计算机系统按照该原始的虚拟牙齿模型和所设定的至少一个矫治参数自动地形成一系列逐步渐进的牙齿矫治状态(也可称为期望牙齿状态或者是矫治后的牙齿排列模型)。所述一系列牙齿矫治状态反映了对原始的牙齿模型进行一系列矫治步骤后的对牙齿结构或排列的有利改变。一般而言,整个矫治过程包括至少一个的矫治步骤(例如包括20-40个矫治步骤),每一个矫治步骤对应于一个牙齿矫治状态,而每一个牙齿矫治状态对应一个牙齿数字数据模型,因此可以由计算机系统获得并存储一系列的牙齿数字数据模型。

并且,本发明不局限于基于原始的虚拟牙齿模型和矫治目标逐步产生代表牙齿的目标矫治状态的方法,还可以通过其它的方法,例如通过先确定牙齿原始状态的数字数据模型和代表牙齿最后状态的数字数据模型,由计算机系统基于牙齿原始状态和最后状态的数字数据模型来产生代表中间的一系列牙齿状态的数字数据模型的方法来获取本发明中的代表牙齿矫治状态的数字数据模型。

接下来,在步骤S102中,在表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型中,确定至少一个矫治阶段的区分点,第一牙齿数字数据模型位于矫治阶段区分点之前,而第二牙齿数字数据模型位于矫治阶段区分点之后。

根据本发明的一种具体实施方式,结合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度等情况来确定所述矫治阶段的区分点。如步骤S101中所述,计算机系统按照原始的虚拟牙齿模型等自动地形成一系列逐步渐进的牙齿矫治状态(也可称为期望牙齿状态或者是矫治后的牙齿排列模型)。所述一系列牙齿矫治状态反映了对原始的牙齿模型进行一系列矫治步骤后的对牙齿结构或排列的有利改变。一般而言,整个矫治过程包括至少一个的矫治步骤(例如包括20-40个矫治步骤)。也就是说,整个矫治过程至少包括矫治初期和矫治后期,由于患者对于牙齿矫治器的适应程度不同,矫治初期和矫治后期所适合的矫治强度、以及不同类型的错颌畸形类型以及不同患者所需要的矫治强度也是不相同的。因此有必要确定用于区分矫治初期和后期的矫治阶段区分点,进一步,可以结合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形 类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度,确定符合个性化需求的矫治阶段区分点。

牙错颌畸形的类型是确定矫治阶段区分点的重要参考因素。在具体实施过程中,首先需要对患者的错颌畸形类型进行判断。目前国际上最为广泛应用的一种错颌畸形分类方法是安氏错颌畸形分类方法,该方法将错颌畸形主要分成了三大类。第—类为中性错颌,这类错颌上下颌骨及牙弓的近、远中关系正常,即当正中合位时,上第一恒磨牙的近中颊尖咬合于下第一恒磨牙的近中颊沟内。若全口牙齿无一错位者,称为正常合;若有错位者,则称为第I类错颌。第I类错颌主要表现为前牙拥挤、上牙弓前突、双牙弓前突、前牙反颌及后牙颊、舌向错位等。第二类错颌是远中错颌,这种错颌下牙弓及下颌处于远中位置。若下颌后退1/4个磨牙或半个前磨牙的距离,即上下第一恒磨牙的近中颊尖相对时,称为轻度远中错颌关系。若下颌再后退,以至于上第一恒磨牙的近中颊尖咬合于下第一恒磨牙与第二前磨牙,则是完全的远中错颌关系。远中错颌根据具体情况还可分为上颌切牙的唇向倾斜和上颌切牙的舌向倾斜,任意一种倾斜情况中,都存在一侧远中错颌,他侧为中性合关系的情况。伴随第II类错颌关系的症状包括深覆盖、深覆颌、上唇发育不足和开唇露齿,内倾型深覆颌等等。第III类错颌为近中错颌,该种错颌关系下,下牙弓及下颌处于近中位置。若下颌前移1/4磨牙或半个前磨牙的距离,即上第一恒磨牙的近中颊尖与下第一恒磨牙远中颊尖相对,称为轻度的近中错颌关系。若下颌向近中移位1/2个磨牙或1个前磨牙的距离,以至于上颌第一恒磨牙的近中颊尖咬合在下第一、第二恒磨牙之间,则是完全的近中错颌关系。第三类错颌关系中,同样存在单侧近中错颌,而他侧为中性合关系的情况。在本发明的具体实施方式中,根据不同错颌畸形类型的错颌关系和错颌程度来确定矫治阶段区分点。

而对于患者的错颌畸形类型的判断,需要运用口腔颌面医疗设备作为诊断设备。目前常用的口腔颌面医疗影像设备包括:口腔牙片机、曲面断层机、X线头影测量机、口腔体腔X线机、口腔3D-CT机等。在具体的实施例中,首先通过口腔颌面医疗影像设备对口腔颌面进行医疗成像,再结合步骤S101所获得的具体的牙齿数字数据模型确定患者具体的错颌类型和特点。在代表牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型中确定至少一个矫治阶段区分点,在区分点前后采用不 同弹性模量、不同厚度的矫治器膜片制作该步骤对应的牙齿矫治器,从而提高牙齿移动的多维控制和系统效率。

在一个示例性的具体实施例中,利用口腔3D-CT机模拟口腔全景片和头颅侧位片。根据口腔3D-CT机所得到的图像和在S101步骤中获得的表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型,根据安氏错颌分类法确定患者的错颌类型属于中性错颌、远中错颌还是近中错颌,具体错颌程度属于轻度错颌还是完全错颌,以及是否存在单侧错颌的情况。根据错颌畸形类型的分析结果,在代表牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型中确定一个或多个矫治阶段区分点,使得所制得的矫治阶段区分点之前的第一牙齿矫治器与矫治阶段区分点之后的第二牙齿矫治器的壳体的弹性不相同,从而实现根据不同的错颌类型控制牙齿矫治的效率和舒适程度。

具体的,在轻度或中性错颌的情况下,选定具体的矫治阶段区分点,在制作牙齿矫治器的过程中,使得矫治阶段区分点之前的第一牙齿矫治器的弹性大于矫治阶段区分点之后第二牙齿矫治器的弹性。从而使得患者佩戴了矫治阶段区分点之前的第一牙齿矫治器时,牙齿所受到的矫治力相对较小,在达到相同的治疗目标的前提下,整体矫治舒适度更优。而在完全错颌等严重错颌畸形的情况下,选定具体的矫治阶段区分点,在制造牙齿矫治器的过程中,使得矫治阶段区分点之后的第二牙齿矫治器的壳体(即第二壳体)的弹性大于矫治阶段区分点之前的第一牙齿矫治器的壳体(即第二壳体)的弹性,从而提高牙齿移动的效率,最终达到理想的牙齿移动效果。

在一些具体的实施方式中,S102还加入了子步骤S1021,对患者进行疼痛敏感度测定,通常意义上的疼痛敏感度包括疼痛阈值和疼痛耐受阈值。根据测试得到的疼痛阈值和疼痛耐受阈值以及此前获得的表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型,确定一个或多个矫治阶段的区分点,每个矫治阶段区分点前后的牙齿矫治器壳体的弹性不相同。

目前常用的疼痛敏感度测定方法包括:机械刺激法、温热刺激法、冷水刺激法、电刺激法、化学刺激法和驱血带疼痛测定法等。其中,机械刺激法是通过对患者的骨组织施压,借以判定疼痛程度。温热刺激法是将聚集光线移近皮肤,记 录患者感到痛感时的热量。冷水刺激法是将被测试者的前臂浸入冷水中,记录疼痛出现时间。电刺激法,通过电流输出的增大,记录患者感觉疼痛时的电流强度。化学刺激法则是用斑蝥素膏药使表皮产生疱疹,用致痛物质作用于疱疹底部,用以测定疼痛阈值。驱血带疼痛测定是在前臂用驱血带驱血,以病人忍受的时间为疼痛阈值。

在一个具体的实施例中,采用电刺激法进行疼痛敏感度测定,具体而言,持续增大电流,当患者感觉到疼痛时,记录该电流值为疼痛阈值。继续增大电流,当患者感觉到难以忍受疼痛时,记录该电流值为疼痛忍耐阈值。将所测得的疼痛阈值和疼痛忍耐阈值与事先制定的电流阀值表进行比对,如果患者的疼痛敏感度高于平均标准,则确定一个矫治阶段的区分点,使得该区分点之前的第一牙齿矫治器的壳体的弹性大于区分点后的第二牙齿矫治器的壳体的弹性,从而相对减小矫治区分点之前的矫治步骤中牙齿矫治器矫治作用力的大小,减轻疼痛感,提高矫治过程的舒适度。

需要注意的是,虽然本发明中以电刺激法为例描述了疼痛敏感度的测定方法,但本发明的疼痛敏感度测量方法并不局限于电刺激法,而是可以运用其他疼痛敏感度测定方法来测定患者的疼痛敏感度。

在测得患者疼痛敏感度情况后,在具体的实施方式中,可以结合错颌畸形类型和表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型,确定一个或多个矫治阶段区分点,并确定该组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性大小。当然,也可以根据错颌畸形类型和表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型先确定一个或多个矫治阶段区分点以及该组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性。再结合患者的口腔疼痛敏感度状态,对矫治阶段区分点位置和牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性进行修正。

在某些具体实施方式中,矫治阶段区分点之前的第一壳体的弹性好于矫治阶段区分点之后第二壳体的弹性。对于疼痛敏感度较高的患者,相比于疼痛敏感度较低的患者,确定其矫治阶段区分点的位置时,应当选择相对较靠后的位置。从而使得患者佩戴弹性更好的牙齿矫治器的时间更长,对牙齿的矫治力相对越小,舒适感越强,从而可以减轻牙齿矫治器的疼痛感。

在某些具体的实施方式中,在确定该组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性时。对于疼痛敏感度较高的患者,相比于疼痛敏感度较低的患者,选择的牙齿矫治器的整体弹性较大。从而使得矫治过程中,整体的矫治作用力相对较小,提高整体的舒适感,减轻疼痛感。

牙齿矫治器的弹性和多方面因素有关,例如牙齿矫治器的厚度、材料的弹性模量、后处理的方法以及附件设置情况等。在某些实施例中,对于疼痛敏感度较高的患者,选择的组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体厚度更薄。在另一些实施例中,对于疼痛敏感度较高的患者,选择的组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体材料的弹性模量更小。在又一些具体实施例中,对于疼痛敏感度较高的患者,该组合型牙齿矫治系统中的所有牙齿矫治器均经过后处理,使得所有牙齿矫治器的整体弹性变好。在另一些具体实施例中,对于疼痛敏感度较高的患者,组合型牙齿矫治系统中的所有牙齿矫治器均包含附件,使得所有牙齿矫治器的整体弹性变好。

在本发明的一些具体实施例中,S102还可包括子步骤S1022,对患者的口腔健康状况进行检测。常见口腔疾病包括口腔溃疡,牙周病,牙髓病,磨损,舌病,龋齿,口腔念珠菌病等等。

在具体的实施方式中,通过S1022获得患者口腔健康状况,再结合错颌畸形类型以及表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型,确定一个或多个矫治阶段的区分点,还可以确定组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性大小。当然,也可以根据错颌畸形类型以及表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型先确定一个或多个矫治阶段区分点以及该组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性大小,再结合患者的口腔健康状态,对矫治阶段区分点位置和牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性进行修正。

在某些具体的实施方式中,矫治阶段区分点之前的第一壳体的弹性好于矫治阶段区分点之后的第二壳体的弹性。对于患有严重牙周疾病的患者,相比于没有牙周疾病的患者,确定其矫治阶段区分点位置时应当选择相对靠后的位置。从而使得患者佩戴弹性更好的牙齿矫治器的时间更长。弹性越好,对牙齿的矫治力相对越小,舒适感越强,从而可以减轻牙齿矫治器对口腔伤患处的伤害,消除有口 腔疾病的患者在使用牙齿矫治器过程中可能产生的不适感。

在某些具体的实施方式中,在确定该组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性时,对于患有严重牙周疾病的患者,相比于没有牙周疾病的患者。所选择的组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体弹性要更大。从而提高整体的舒适感,减轻对患处的影响。

牙齿矫治器的弹性和多方面因素有关,例如牙齿矫治器的壳体的厚度、材料的弹性模量、后处理的方法以及附件设置情况等。在某些实施例中,对于患有严重牙周疾病的患者,选择的组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的整体厚度更薄。在另一些实施例中,对于患有严重牙周疾病的患者,选择的组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的壳体的材料的弹性模量更小。在又一些具体实施例中,对于患有严重牙周疾病的患者,组合型牙齿矫治系统中的所有牙齿矫治器均经过后处理,使得所有牙齿矫治器的整体弹性变好。在另一些具体实施例中,对于患有严重牙周疾病的患者,组合型牙齿矫治系统中的所有牙齿矫治器均包含附件,使得所有牙齿矫治器的整体弹性变好。

需要注意的是,本发明中矫治阶段区分点和该组合型牙齿系统整体弹性的确定时的考虑因素并不仅仅局限于错颌畸形类型和患者的口腔健康状况,以及疼痛敏感度。还应包括患者所容纳的牙齿的健康状况、年龄、性别、以及个人需求等所有的个性化需求,从而有针对性的实现对牙齿移动效率、移动方式以及移动舒适度的多维度控制。

根据本发明的一种具体实施方式,综合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、疼痛敏感度以及表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型确定一个矫治阶段区分点。第一牙齿矫治器为矫治阶段区分点之前的牙齿数字数据模型所对应的牙齿矫治器,第二牙齿矫治器为矫治阶段区分点之后第二矫治阶段的牙齿数字数据模型所对应的牙齿矫治器,其中,第一牙齿矫治器的壳体的弹性大于第二牙齿矫治器的壳体。

在另一些具体的实施方式中,结合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、疼痛敏感度以及表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型确定两个矫治阶段区分点。其中,第一牙齿矫治 器为第一矫治阶段区分点之前的第一矫治阶段的牙齿数字数据模型所对应的牙齿矫治器,第二牙齿矫治器为第一矫治阶段区分点之后第二矫治阶段区分点之前的第二矫治阶段的牙齿数字数据模型所对应的牙齿矫治器,第三牙齿矫治器为第二矫治阶段区分点之后的第三矫治阶段的牙齿数字数据模型所对应的牙齿矫治器。其中,第一牙齿矫治器、第二牙齿矫治器和第三牙齿矫治器的壳体的弹性不相同,在另一些具体的实施方式中,第一牙齿矫治器和第三牙齿矫治器的壳体的弹性相同。

需要注意的是,第一牙齿矫治器既可以对应于矫治阶段区分点之前所有的矫治步骤,同样也可以仅仅对应于矫治阶段区分点之前的某个或某几个对应的步骤。在本发明的另一种具体的实施方式中,根据患者牙齿的原始状态和矫治目标,最终确定了共有20个矫治步骤,在步骤S101中,获取了对应于所述20个矫治步骤的20个牙齿数字数据模型。再结合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、疼痛敏感度,确定一个矫治阶段区分点,其中对应于第6至第9矫治步骤的牙齿数字数据模型属于第一矫治阶段,而对应于第14矫治步骤的牙齿数字数据模型属于第二矫治阶段,根据第一矫治阶段和第二矫治阶段的牙齿数字数据模型制作第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器,使得第一牙齿矫治器的弹性大于第二牙齿矫治器的弹性。

需要注意的是,步骤S102并不一定位于步骤S101步骤之后。在实践中,步骤S102也有可能位于步骤S101步骤之前。例如,医师可以根据病人的错颌畸形类型、口腔健康状况以及疼痛敏感度先确定具体矫治阶段区分点。当根据步骤S101生成表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型时,再根据此前确定的矫治阶段区分点对应确定相应的准确的牙齿数字数据模型。

接下来,在步骤S103中,根据牙齿数据模型生成物理的牙齿模型(即牙齿矫治器的阳模)。即根据一系列的牙齿数字数据模型的一个牙齿数字数据模型制造相应的一个物理牙齿模型。

优选的,基于快速成型处理来制造牙齿矫治器的阳模。快速成型技术可分为以下几种典型的成形工艺:激光快速成形(Stereo lithography Apparatus,SLA)、分层实体制造(Laminated Object Manufacturing,LOM)、激光选区烧结(Selected Laser Sintering,SLS)、熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling,FDM)、三维打印制造(Three Dimensional Printing,3DP)等。在成形材料上,目前主要是有机高分子材料,比如光固化树脂、尼龙、蜡等。其中激光快速成形SLA是采用激光逐点照射光固化树脂,诱导材料发生化学变化从而固化的方法成形,而分层实体制造LOM则是采用激光切割箔材(纸、陶瓷箔、金属箔等),箔材之间靠热熔胶在热辊的压力和传热作用下实现粘接,一层层叠加成形;选择性激光烧结SLS是采用激光逐点照射粉末材料使得材料粉末熔融,或使得包覆于粉末材料外的固体粘接剂熔融实现材料的联接成形,而熔融沉积制造FDM是将热塑性成形材料连续地送入喷头后在其中加热熔融并喷出,逐步堆积成形。三维打印制造SDP是采用类似喷墨打印的方法喷射熔融材料堆积成形或逐点喷洒粘接剂粘接粉末材料的方法成形。

在一个具体实施例中,采用SLA方法制造牙齿模型,具体而言,为了制造牙齿模型,以光敏树脂的聚合反应为基础,在计算机控制下的激光,沿着牙齿模型各分层截面轮廓,对液态树脂进行逐点扫描,使被扫描的树脂薄层产生聚合反应,由点逐渐形成线,最终形成牙齿模型的一个薄层的固化截面,而未被扫描到的树脂保持原来的液态。当一层固化完毕,升降工作台移动一个层片厚度的距离,在上一层已经固化的树脂表面再覆盖一层新的液态树脂,用以进行再一次的扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此循环往复,直到整个牙齿模型制造完毕。典型地,使用机械刀扫过光敏树脂表面,保证下一层为平坦的树脂层。在牙齿模型成形后,升降工作台提升并且牙齿模型从设备移除。典型地,该初步的牙齿模型随后在溶剂例如丙酮中清洗,该溶剂溶解未固化液态树脂并且不会溶解已经固化的固态介质。随后部件置于高强度紫外线照射下,以完成固化过程,从而得到牙齿模型,即用于制造牙齿矫治器的正模型或者称阳模。

需要注意的是,虽然本发明中以激光快速成形SLA方法为例描述了本发明的快速成型处理步骤,但是本发明不仅仅局限于激光快速成形SLA方法,而是可以应用其它的快速成型方法来制造牙齿模型。

在通过快速成型法形成牙齿模型(阳模)后,在步骤S104,可基于所述牙 齿矫治器的阳模来制造牙齿矫治器。

在一种具体实施方式中,借助热压成形设备,通过正压压膜技术,将由透明聚合物材料(具有弹性的聚合物,例如聚碳酸酯)构成的矫治器膜片在上述牙齿模型上进行压制,以形成壳体,从而制得牙齿矫治器。但是本发明的基于牙齿模型制造矫治器的方法并不局限于热压成型,还可以利用其他方法,来基于牙齿模型制造牙齿矫治器。

根据现有技术,基于牙齿模型(即牙齿矫治器的阳模)所制造的一系列牙齿矫治器要么采用的了相同厚度和弹性模量的膜片,要么仅仅是对应于一个矫治步骤的形状相同的牙齿矫治器的制造中,采用了厚度不同或弹性模量不同的膜片。

但是根据本发明,根据确定的矫治阶段区分点的个数,步骤S104可以包括两个以上的制造牙齿矫治器子步骤,每一个制造牙齿矫治器的步骤所采用的膜片的厚度或者弹性模量不相同。现以仅确定一个矫治阶段区分点,步骤S104包括两个制造牙齿矫治器的子步骤为例进行说明。

作为示例的,步骤S104包括子步骤S1041和S1042(图中未示)。其中,在步骤S1041中,根据基于矫治阶段区分点之前的牙齿模型,利用第一高分子膜片制造第一牙齿矫治器。

然后,在步骤S1042中,基于矫治阶段区分点之后的牙齿模型,利用第二高分子膜片制造第二牙齿矫治器。其中,第二高分子膜片可以是和第一高分子膜片相同类型的膜片也可以是不同类型的膜片,以下将详细阐述。

众所周知,隐形矫治技术的矫治力不仅和矫治器的内腔的几何形状相关,还和其他因素相关。因此,可通过选择第一高分子膜片和第二高分子膜片的不同厚度、材料、进行不同的后处理或不同附件设置情况使得上述第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器的壳体的弹性(即第一壳体和第二壳体的弹性)不相同,以下分别列举了厚度、材料、后处理以及附件设置情况对于牙齿矫治器的弹性系数和矫治力的影响。

但是需要注意的是,虽然以步骤S102确定了一个矫治阶段区分点,S104包 括两个子步骤从而根据矫治阶段区分点之前和矫治阶段区分点之后的阳模分别采用两款不同膜片压制矫治器为例进行了说明,但是很明显,本发明不限于此,根据本发明,步骤S102可以确定一个以上的矫治阶段区分点,步骤S104因此可以包括两个以上子步骤,从而可以根据每个矫治阶段区分点之前和矫治阶段区分点之后的阳模采用两款以上的不同膜片压制牙齿矫治器。所以虽然下文以根据一个矫治阶段区分点之前和矫治阶段区分点之后的阳模,采用两款不同膜片压制牙齿矫治器为例进行了说明,但是其技术原理、技术方案和技术特征同样适用于根据确定了两个以上的矫治阶段区分点的阳模,采用大于两款(例如三款、四款)的膜片分别压制矫治器,在此不再重复。

A、利用不同厚度膜片制造矫治阶段区分点前后的牙齿矫治器

首先,不同厚度的膜片具有不同的弹性系数和应力。例如,当使用Biolon膜片(德国产),厚度分别为1.0mm、0.75mm、0.5mm进行力学实验时可以发现,厚度为1.0mm的膜片的弹性模量和最大应力最大,而厚度为0.5mm的膜片的弹性模量和最大应力最小。因此,材料的力学性能随着材料厚度的变化而发生变化,材料越厚,其弹性模量和最大应力越大,材料越薄,其弹性模量和最大应力越小。其他品牌或材料的膜片也具有上述特性,在此不再重复。

因此,在一种具体实施方式中,为了达到理想的矫治效果,可以选用适宜厚度的材料来分别制造一系列牙齿矫治器中的矫治阶段区分点之前和矫治阶段区分点之后的牙齿矫治器。膜片越薄,则壳体弹性越大,患者一开始戴用时会比较舒服,而且其应力(矫治力)较小,使得牙齿的运动速率和运动量较小,所以适合用来制作在先使用的矫治器。而膜片越厚,则壳体弹性越小,但是其矫治力较大,使得牙齿的运动速率和运动量较大,所以适合用来制作在后使用的矫治器,使得后期的矫治力能加大。

即,在步骤S1041中,基于矫治阶段区分点之前的牙齿模型,利用较薄的第一高分子膜片制造第一组牙齿矫治器,所述第一牙齿矫治器包含在第一组牙齿矫治器中,然后,在步骤S1042中,再次基于矫治阶段区分点之后的牙齿模型,利用较厚的第二高分子膜片制造第二组牙齿矫治器,所述第二牙齿矫治器包含于第 二组牙齿矫治器中。

具体对于一种组合型牙齿矫治系统而言,为了取得良好的矫治舒适度并提高矫治效率,第一牙齿矫治器的厚度与第二牙齿矫治器的厚度应当呈固定比例关系,在一些具体实施例中,所述第一牙齿矫治器膜片的厚度是第二牙齿矫治器的厚度的70%至95%,优选的,第一牙齿矫治器膜片的厚度是第二牙齿矫治器膜片的厚度的70%至90%。根据本发明的一种具体实施方式,例如,在步骤S1041中,基于矫治阶段区分点之前牙齿模型,利用0.5至0.65mm的第一高分子膜片制造第一组牙齿矫治器,其中包含第一牙齿矫治器。然后,在步骤S1042中,基于矫治阶段区分点后的牙齿模型,利用0.70至0.80mm的第二高分子膜片制造第二组牙齿矫治器,其中包含第二牙齿矫治器。

当然,也可以确定两个以上的矫治阶段区分点。根据本发明的另一种示例性实施方式,步骤S102确定了两个矫治阶段的区分点,步骤S104从而包括三个制造牙齿矫治器的子步骤。例如,在步骤S1041中,基于第一矫治阶段区分点之前的牙齿模型,利用0.5至0.65mm的第一高分子膜片制造第一组牙齿矫治器,其中包括第一牙齿矫治器。然后,在步骤S1042中,基于第一矫治阶段区分点之后第二矫治阶段区分点之前的牙齿模型,利用0.70至0.80mm的第二高分子膜片制造第二组牙齿矫治器,其中包括第二牙齿矫治器。最后,在步骤S1043中,基于第二矫治阶段区分点后的牙齿模型,利用0.85至0.9mm的第三高分子膜片制造第三牙齿矫治器,其中包括第三牙齿矫治器。

B、利用不同材料的膜片制造矫治阶段区分点前后的牙齿矫治器

理论上来说,具有生物相容性的热塑性多分子材料均可被用于制造隐形矫治器。例如,聚碳酸酯(PC)是一种无色透明的无定性热塑性材料,其无色透明,耐热,抗冲击,阻燃,在普通使用温度内都有良好的机械性能。而且,加工性能好,因此其是用于制造隐形矫治器的一种常见材料。

并且,不断有可能利用新型材料来制备矫治器。例如,聚醚醚酮(PEEK)和聚醚酮酮(PEKK)同属于聚芳醚酮(PAEK)族,该族是包括酮类和醚功能基团的相对较新的一系列耐高温、无毒、热塑性较好的聚合物。例如PEEK树 脂还可在134℃下经受多达3000次的循环高压灭菌,这一特性使其可用于生产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备。PEEK不仅具有质量轻、无毒、耐腐蚀等优点,还是目前与人体骨骼最接近的材料,可与肌体有机结合,所以用PEEK树脂代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。此外,PEEK易于挤出和注射击成型,加工性能优异,成型效率较高。

而PEKK是在主链结构中含有两个酮键和一个醚键的重复单元所构成的高聚物,属特种高分子材料,其同样具有聚芳醚酮族聚合物的优良特性。

并且,聚甲醛(POM)的应用前途也很大。其也被称为缩醛树脂,已被引入作为替代传统的聚甲基丙烯酸甲酯。它有一个比较高的比例极限,使其的弹性表现了一个足够大的范围。

因此,本申请的提交当时或者未来均有可能发现多种适合制造隐形矫治器的材料。其中每种材料的弹性模量和形变应力均有差异。例如,当以PEEK、PEKK以及POM为实验对象,比较同样厚度的这三种材料对于牙齿的矫治力影响时,可以发现PEEK具有最高的弹性模量,从而对牙齿具有最大矫治力。其次是PEKK和POM。因此不同材料具有不同的性质,从而当其用于制备矫治器时,所产生的矫治力也不一样。

在一种具体实施方式中,为了达到理想的矫治效果,可以基于确定了一个以上的矫治阶段区分点的牙齿模型,选用两种以上弹性模量不同的膜片材料来分别制造矫治器。膜片材料的弹性模量越小,则弹性越好,患者一开始戴用时会比较舒服,而且其形变应力(矫治力)较小,使得牙齿的运动速率和运动量较小,所以适合用来制作在先使用的矫治器。而膜片材料的弹性模量越大,则弹性越差,但是其应力较大,使得牙齿的运动速率和运动量较大,所以适合用来制作在后使用的矫治器,使得后期的矫治力能加大。

这里需要注意的是,本文中的材料特性不仅包括原材料因为其组分或者品牌所导致的初始材料特性,也包括因为预处理而导致的后天材料特性。例如,同一品牌的相同厚度的膜片经过人工唾液浸泡两周后,其最大应力和弹性模量均有所升高,导致其产生了后天材料特性,因此当其用于压制矫治器时,所制备的矫治 器就具有了和利用未处理膜片压制的矫治器不一样的材料特性,此类因为预处理而导致的后天材料特性均属于本发明所表示的材料特性。

C、增加后处理过程以制造矫治阶段区分点前后的牙齿矫治器

对膜片或者隐形矫治器的各种预处理或者后处理(统称为“后处理”)会导致其回弹力产生变化。因此,可以对膜片或者隐形矫治器进行后处理来改变其弹性系数。例如,当隐形矫治器经过人工唾液浸泡两周后,其最大应力和弹性模量均有所升高,这可能是因为,材料经过人工唾液浸泡后吸水变厚,导致材料的力学性能随之升高。

所以,根据本发明的又一种具体实施方式,S102步骤确定了一个矫治阶段区分点,S104步骤中可以用相同厚度和材料的膜片压制该一系列的牙齿矫治器,然后将矫治阶段区分点之后的牙齿矫治器(其中包括第二牙齿矫治器)经过人工唾液或者相类似溶液浸泡两周,使得其最大应力和弹性模量均有所升高。因为没有经过后处理过的矫治器膜片的弹性较好,患者一开始戴用时会比较舒服,而且其应力较小,使得牙齿的运动速率和运动量较小,所以适合用来先让患者使用。而经过后处理过的矫治器膜片的弹性较差,但是其应力较大,使得牙齿的运动速率和运动量较大,所以适合让患者后使用,使得后期的矫治力能加大。

并且,如上文中的A部分所述,在S104中基于一系列阳模先后压制一系列膜片厚度不同的牙齿矫治器。然后,再增加后处理子步骤,将矫治阶段区分点后的矫治器(其中包括第二牙齿矫治器)进行后处理(例如浸泡在人工唾液中),使得其弹性模量增加。

当然,也可以将一系列牙齿矫治器均进行后处理(例如浸泡在人工唾液中),并且控制后处理的程度,例如浸泡在人工唾液中的时间或人工唾液的浓度,只要保证矫治阶段区分点之后佩戴的第二牙齿矫治器的壳体的材料的弹性模量大于矫治阶段区分点之前的第一牙齿矫治器即可。

因此,本发明中所使用的“应用不同的后处理方法”既包括对于矫治阶段区分点前后的矫治器的每一幅均应用后处理方法,但所应用的后处理方法不一样; 也包括仅对于矫治阶段区分点前的牙齿矫治器或矫治阶段区分点后的牙齿矫治器应用后处理方法,当然也包括仅对矫治阶段中某个或某几个具体步骤进行后处理的情况。

D、增加附件以制造矫治阶段区分点前后的牙齿矫治器

隐形矫治器上的附件的类型和形状也会导致其弹力产生变化。矫治器上可以包括各种附件,附件可包括凹陷、小孔、开口和/或凸起中的至少一个。

例如,在一种具体实施例中,在隐形矫治器薄壁的内侧形成微凸起(其也可称为矫正侧梗),以用于产生侧向矫正力,调整矫治力分布和改善支抗条件。矫正侧梗的位置一般在矫治器上对应于两颗牙齿交界处或者磨牙侧面有起伏处的附近区域,侧梗的作用力是通过两颗牙交界处和磨牙侧面起伏处错颌(主要是牙齿)的侧面凸凹和侧梗内面与牙齿侧面之间的摩擦力实现的。

在另一种具体实施例中,在矫治器薄壁的外侧还可以安设矫治牵引钩,现有的牵引装置通常附着在一颗或者少数几颗牙齿上,是一种不甚合理的支抗形式。而本发明的矫治牵引钩可以设置在牙齿矫治器的薄壁上,其可以与矫治器一体成形,也可以分开成形并连接在一起。牵引钩的设计除了按照常规的牵引钩设计方法能满足牵引的要求外,还要充分考虑使用状态下牵引钩上牵引力的反作用力使矫治器产生附加的弹性形变产生的附加矫正力和矫治器的回弹力对于牵引装置影响所产生的附加牵引力。实际上起矫正和牵引作用的是这些力的耦合作用,恰当地利用这两种附加力可以形成更好的支抗分布和更合理的矫正力和牵引力分布,从而得到更好的矫治效果。

在再一种具体实施例中,在矫治器上,例如矫治器的侧壁上还可以形成多个开口,用于调整矫治力的分布。开口的形状、位置和大小根据矫正力的分布要求设计确定。一般来说,开口大多位于矫治器侧壁上的在使用状态下产生弹性形变相对较小,或者根据治疗需要应该产生较小或者不产生矫正力的区域,也可以位于矫治器的咬合面,开口的大小和形状根据相应区域的大小和形状而定。

上述矫正侧埂、牵引钩和开口起到调整矫正力的分布作用,其可以在通过阳模利用膜片压制成矫治器毛坯后,再安装和修整矫正侧埂或牵引钩,或者再进行 开口的加工和修整。

所以,根据本发明的又一种具体实施方式,例如在步骤S104中,可以用相同厚度和材料的膜片压制一系列形状不同的牙齿矫治器,然后增加附件设计子步骤,例如对矫治阶段区分点之前的第一牙齿矫治器增加开口以减少其矫治力。因为具有开口的矫治器的矫治力较小,患者一开始戴用时会比较舒服,而且其应力较小,使得牙齿的运动速率和运动量较小,所以适合用来先让患者使用。而不具有开口的矫治器的矫治力较大,使得牙齿的运动速率和运动量较大,所以适合让患者后使用,使得后期的矫治力能加大。

再例如,可以在步骤S104中用相同厚度和材料的膜片压制一系列形状不同的牙齿矫治器,然后在矫治阶段区分点之后的第二牙齿矫治器上增加牵引钩以产生侧向矫治力,使得矫治效果最优化。

而且,各种附件(不仅包括这里所列举的各种附件而且还包括以后可能应用的各种附件)可以根据实际情况任意组合,以相同厚度和材料的膜片压制一系列形状不同的牙齿矫治器后,通过增加附件来合理改变矫治阶段区分点之前和之后的牙齿矫治器的矫治力大小,使得矫治效果和矫治舒适度最优化。

并且,本发明中所使用的“带有/增加不同附件”既包括对于一系列牙齿矫治器的每一幅均增加附件,但所增加的附件不一样;也包括对于一系列牙齿矫治器中部分牙齿矫治器增加了附件,但是其他矫治器则不增加附件的情况。

需要注意的是,在实际应用中,既可以通过单独考虑以上A、B、C、D方法中的单个方法,也可以交叉应用以上方法中的多个方法来达到最佳效果。例如,可以基于牙齿模型制备矫治阶段区分点之前或之后的牙齿模型制造厚度和材料均不一样的牙齿矫治器,或者可以制备厚度不一样并且附件设置不一样的牙齿矫治器等等。各种组合均包含在本发明的范围之内。

不需阳模的矫治器制造方法

图2所示矫治器制造过程仅仅是一种示例性的工艺,本领域技术人员可以对其做出各种改变。例如,也可以基于所述牙齿目标状态数据生成阴模(负模型) 数据,基于上述阴模数据直接借助快速成型技术制造具有相应形状的隐形矫治器。

图3示出了根据本发明的另一种具体实施方式的用于通过“直接制造工艺”制造牙齿矫治器的方法的一个示例性过程。首先,在步骤S201中,获取表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型。关于具体如何获取包括对应于第一矫治阶段和第二矫治阶段的牙齿矫治状态的第一牙齿数字数据模型和第二牙齿数字数据模型在内的表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型的方法可以参考上文中的步骤S101,在此不再重复。

接下来,在步骤S202中可根据所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度等个性化需求确定一个或多个矫治阶段区分点。关于具体如何确定一个或多个矫治阶段区分点可以参考上文中步骤S102,在此不再重复。

同样需要注意的是,步骤S102并不一定位于步骤S101步骤之后。在实践中,步骤S102也有可能位于步骤S101步骤之前。例如,医师可以根据病人的错颌畸形类型、口腔健康状况以及疼痛敏感度等情况先确定矫治阶段区分点。当根据步骤S101生成表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型时,再根据此前确定的矫治阶段区分点对应确定相应的准确的牙齿数字数据模型。

因为牙齿矫治器被设计为具有容纳牙齿的空腔的几何形状,即其基本与矫治器所对应的颌上的一颗或者多颗牙齿相符合,可容纳或者接近于复制每颗牙齿的反向形状。所以,首先可基于步骤S201中所获得的代表牙齿矫治状态的阳模型和S202所确定的矫治阶段区分点通过传统的计算机数据处理的方法,例如计算机辅助设计(CAD)的方法,通过从每个牙齿的牙冠表面偏移出一定的距离(约0.05mm或者更多),来获得代表与该牙齿矫治状态的外轮廓基本相“吻合”的牙齿矫治器(阴模型)的内表面的数字数据模型。

具体而言,首先,可根据表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型和矫治阶段区分点,结合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度,进一步确定矫治阶段区分点前 后的矫治阶段所对应的牙齿矫治器的不同厚度,例如,可设定矫治器的厚度为0.2-1mm,但是该厚度可以根据制作材料和矫治要求的不同而不同。

接下来,在步骤S203中通过快速成型处理直接将矫治器数字数据模型转换成牙齿矫治器。

可以按照上文中所述的激光快速成形SLA、分层实体制造LOM、选择性激光烧结SLS、熔融沉积制造FDM以及三维打印制造3DP等快速成型方法对被分层的矫治器数字数据模型进行加工,以制造物理的牙齿矫治器。例如,在一种具体实施方式中,采用三维打印制造3DP的方法制造牙齿矫治器的物理模型。

并且,以下详细阐述了根据A’至E’的具体实施方式来执行上述S201-203步骤的具体细节。

A’、根据本发明的一种具体实施方式,在所述步骤S202中,根据表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型和确定的矫治阶段区分点,结合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度,生成矫治阶段区分点之前和矫治区分点之后不同厚度的牙齿矫治器的数字数据模型,从而在步骤S203中制造出厚度不同的第一组牙齿矫治器(包括第一牙齿矫治器)和第二组牙齿矫治器(包括第二牙齿矫治器)。即可以对代表与该牙齿矫治状态的外轮廓相“吻合”的基本的牙齿矫治器的数字数据模型进行微调节,个性化地设计出具有不同厚度的矫治器数字数据模型。

例如,设定矫治阶段区分点之前的牙齿矫治器数字数据模型较薄,矫治阶段区分点之后的牙齿矫治器数字数据模型较厚,从而使得所制备的物理的矫治阶段区分点之前的牙齿矫治器较薄,矫治阶段区分点之后的牙齿矫治器较厚。

B’、而根据本发明的又一种具体实施方式,在步骤S203中,利用不同弹性模量的材料制造矫治阶段区分点之前的和矫治阶段区分点之后的牙齿矫治器。例如,利用弹性模量大的材料制备矫治阶段区分点之前的第一组牙齿矫治器(其中包括第一牙齿矫治器),而利用弹性模量小的材料制备矫治阶段区分点之后的第二组牙齿矫治器(其中包括第二牙齿矫治器)。

C’、而根据本发明的又一种具体实施方式,在所述步骤S203中加入后处理子步骤,对于通过快速成型方法所制得的一系列牙齿矫治器,应用不同的后处理方法,使得所制得的矫治阶段区分点之前的第一组牙齿矫治器(包括第一牙齿矫治器)和矫治阶段区分点之后的第二组牙齿矫治器(包括第二牙齿矫治器)具有不同的矫治力。具体的后处理方法可以参照上文中的C部分,在此不再重复。

D’、而根据本发明的又一种具体实施方式,在所述步骤S202中加入附件设计子步骤,基于步骤S201所获得的表示一系列牙齿矫治状态的一系列牙齿数字数据模型,结合患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度,生成的矫治阶段区分点之前和矫治阶段区分点之后附件设置情况不同的牙齿矫治器的数字数据模型,从而在步骤S203中制造矫治阶段区分点前后附件设置情况不同的牙齿矫治器。

具体而言,可以在所述步骤S202中,针对一个矫治阶段区分点之前的牙齿数字数据模型生成基本的牙齿矫治器数字数据模型,然后在该组基本牙齿矫治器数字数据模型上,设置增加附件的数字数据模型,使得设计出的矫治阶段区分点之前的矫治器数字数据模型与矫治阶段区分点之后的矫治器数字数据模型的附件设置状况不同,从而在步骤S203中制造出矫治阶段区分点之前和矫治阶段区分点之后的附件设置情况不同的牙齿矫治器。

E’、而根据本发明的又一种具体实施方式,在所述步骤S203中加入附件设计子步骤,在根据一系列附件设置情况相同的矫治器数字数据模型直接制造一系列牙齿矫治器后,再进行附件加工和修整,使得所述矫治阶段区分点之前第一组牙齿矫治器(包括第一牙齿矫治器)和矫治阶段区分点之后的第二组牙齿矫治器(包括第二牙齿矫治器)上附件设置情况不同。

值得注意的是,本发明并不局限于仅对不同的矫治器采用不同的厚度或者附件设置的情况。对于同一矫治器上的不同牙位和/或同一牙位的不同部位,也可以个性化定制某些牙位或者某些部位的壳体弹性(例如:使得某一牙位或者某个部位的壳体厚度不同、利用不同弹性模量的材料制备某一牙位或者某个部位的壳体、或对于某一牙位或者某个部位的壳体进行不同的附件设置),从而使得不同 的牙齿所受到的因矫治器在弹性变形时产生的弹力不一样,从而控制施加到不同牙齿上的矫治力的大小,达到控制不同牙齿的移动速度和移动量的目的。例如,在某个具体的实施方式中,根据患者所容纳的牙齿的健康状况、错颌畸形类型、患者的口腔健康状况、年龄、性别、以及疼痛敏感度等情况,在步骤S202之前,增加对于不同牙位或同一牙位的不同部位的壳体弹性进行调整的子步骤,从而制造出不同牙位或同一牙位的不同部位厚度或附件设置情况不同的牙齿矫治器,实现具体牙位的矫治力和矫治方式的区别。

综上所述,根据本发明的直接制造牙齿矫治器的方法,对于一系列矫治步骤,只需要计算确定一系列牙齿数字数据模型,就能不需阳模直接制造一系列不同矫治力的牙齿矫治器,从而加快了矫治方案的设计,从而使得矫治效果和矫治舒适度均得到了提高,并且还缩短了矫治时间。

一种组合型牙齿矫治系统

如图4所示的一种组合型牙齿矫治系统,该系统包括第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器,所述第一牙齿矫治器包括第一壳体以用于容纳和定位牙齿,以及所述第二牙齿矫治器包括第二壳体以用于容纳和定位牙齿,其特征在于,所述第一壳体与第二壳体的几何形状和弹性均不相同。

而根据上文所述的矫治器的制造方法,隐形牙齿矫治器的制造是基于一系列由基础牙齿状态逐次定位到期望牙齿状态的牙齿数字数据模型,牙齿矫治器最终与这些牙齿数字数据模型相对应。所以在一些具体实施例中,该组合型牙齿矫治系统包括一系列逐次使用的牙齿矫治器,所述一系列牙齿矫治器具有不同选定几何形状的将牙齿从基础牙齿状态逐次定位到期望牙齿状态的容纳牙齿的空腔。

同时在具体的牙齿矫治过程中,整体的牙齿矫治系统所使用的矫治器数量并非恒定。一般而言,整个矫治过程需要至少4个矫治步骤,有时需要20个矫治步骤,对于某些复杂病例,需要40个甚至更多的矫治步骤。而每个矫治步骤对应的牙齿矫治器的数量为一个或多个。

对于整个牙齿矫治过程而言,在牙齿矫治初期,患者往往存在一个较长的适应过程,此时使用弹性较好的牙齿矫治器,往往使得患者的更容易接受和配合, 提高整个矫治过程的舒适度。在矫治过程的后期,由于患者已经逐渐适应牙齿矫治器的使用,此时采用弹性较差的牙齿矫治器,能够提高牙齿矫治器对牙齿的矫治力,提高牙齿的移动效率,从而达到理想的牙齿移动控制。所以,在一些具体的实施例中,所述第一壳体的弹性大于第二壳体的弹性。第一牙齿矫治器被用于在矫治初期佩戴在患者的牙齿上,第二牙齿矫治器用于在矫治后期佩戴在患者牙齿上。

而牙齿矫治器的弹性和多方面因素有关,例如牙齿矫治器的厚度、材料的弹性模量、后处理的方法以及附件设置情况等。第一牙齿矫治器与第二牙齿矫治器弹性不同,是指第一牙齿矫治器与第二牙齿矫治器之间在厚度、材料的弹性模量、后处理方法以及附件设置情况至少有一项不同,但并不局限于其中的任意一项。

如上文的矫治器制造方法所述,牙齿矫治器的弹性大小和厚度的有关。厚度越大,牙齿矫治器的弹性越小;厚度越小,牙齿矫治器的弹性就越大。在某些具体的实施方式,所述第一牙齿矫治器的厚度小于第二牙齿矫治器,并成一定的比例关系。例如,在一个具体的组合型牙齿矫治系统中,存在厚度不同的第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器,所述第一牙齿矫治器的所用膜片厚度是第二牙齿矫治器所用膜片的厚度的70%至95%,优选的,第一牙齿矫治器所用膜片的厚度是第二牙齿所用膜片矫治器的厚度的82%至88%。根据本发明的一种具体实施方式,例如,在步骤S1041中,矫治阶段区分点之前的第一牙齿矫治器所用膜片的厚度为0.5至0.65mm,而矫治阶段区分点之后的第二牙齿矫治器所用膜片的厚度为0.70至0.80mm。

如上文的矫治器制造方法所述,牙齿矫治器的壳体的弹性大小还和壳体的材料本身特性有关。理论上来说,所有具有生物相容性的热塑性多分子材料均可以被用于制造隐形牙齿矫治器,例如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚甲醛(POM)等等,这些材料的弹性模量并不相同。在某一些具体实施例中,所述第一牙齿矫治器的材料的弹性模量小于所述第二牙齿矫治器的材料的弹性模量。例如,在某个具体的组合型牙齿矫治系统中,存在材料的弹性模量不同的第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器,其中,第一牙齿矫治器选用的材料为弹性模 量相对较小的聚甲醛(POM)或者聚醚酮酮(PEKK),第二牙齿矫治器选用的材料为弹性模量较大的聚醚醚酮(PEEK)。从而使得第一壳体的弹性大于第二壳体的弹性。

如上文的矫治器制造方法所述,牙齿矫治器的壳体的弹性大小除了和壳体的材料和厚度有关,还和后处理方法相关。在某些具体实施例中,所述第一牙齿矫治器和第二牙齿矫治器所采用的后处理方法不同,这里的后处理方法,既可以是牙齿矫治器制造完成后再进行的后处理,也可以是直接对制造牙齿矫治器的膜片进行的处理。例如,在某个具体的组合型牙齿矫治系统中,第一牙齿矫治器没有采用任何后处理方法,第二牙齿矫治器或制造第二牙齿矫治器的材料采用了人工唾液或其他类似溶液浸泡过一段时间,使得第二壳体的弹性小于第一壳体的弹性。

如上文的矫治器制造方法所述,牙齿矫治器的弹性大小还和后处理方法相关。牙齿矫治器上的常用附件包括凹陷、小孔、开口以及凸起。这些附件会导致牙齿矫治器的弹性发生变化,这里所说明的附件设置情况不同,既包括附件类型不同,还包括同种类型附件的形状大小不同,当然也包括只有一类牙齿矫治器设置附件而另一类没有设置附件的类型。在某些具体实施例中,在某个具体的组合型牙齿矫治系统中,第一牙齿矫治器侧壁上形成多个开口,第二牙齿矫治器侧壁上没有任何附件。由于开口区域,矫治器侧壁的弹性相对较好,使得第一牙齿矫治器在开口区域的弹性好于第二牙齿矫治器。

在某些具体的实施方式中,所述一种组合型牙齿矫治系统还包括第三牙齿矫治器,所述第一牙齿矫治器、第二牙齿矫治器与第三牙齿矫治器的数量均大于等于1,并且所述第一牙齿矫治器、第二牙齿矫治器与第三牙齿矫治器的数量之和小于等于该组合型牙齿矫治系统中牙齿矫治器的总数。在某些具体实施例中,所述第一牙齿矫治器、第二牙齿矫治器和第三牙齿矫治器的弹性递减,并且所述第一牙齿矫治器被用于先佩戴在患者牙齿上,第二牙齿矫治器在第一牙齿矫治器佩戴之后再被用于佩戴在患者牙齿上,第三牙齿矫治器在第二牙齿矫治器佩戴之后再佩戴在患者的牙齿上。第一牙齿矫治器、第二牙齿矫治器和第三牙齿矫治器弹性递减,是指第一牙齿矫治器、第二牙齿矫治器和第三牙齿矫治器之间在厚度、 材料的弹性模量、后处理方法以及附件设置情况至少有一项不同,但并不局限于其中的任意一项。

在某些具体实施方式中,所述组合型牙齿矫治系统还包括至少一个牙齿矫治器,该矫治器上的不同牙位和/或同一牙位的不同部位,具有不同壳体弹性(例如不同厚度或附件设置),从而使得不同的牙齿所受到的因矫治器在弹性变形时产生的弹力不一样,从而控制施加到不同牙齿上的矫治力的大小,达到控制不同牙齿的移动速度和移动量的目的。

例如,在某个具体的实施方式中,患者患有龋齿,对于该龋齿施加过大的牙齿矫治力,可能增加矫治过程的痛苦。针对这种情况下的组合型牙齿矫治器的一系列牙齿矫治器中,包括具有至少一个牙齿矫治器。该矫治器的对应于龋齿牙位的厚度小于其他牙位的厚度,或者具有开口。从而使得在患者佩戴过程中,对于该龋齿的矫治力较小,提高矫治过程的舒适度。

综上所述,与现有技术相比,给患者使用由所述制造方法获得的组合型牙齿矫治系统,每一个矫治阶段所佩戴的矫治器的矫治作用力可以针对不同程度、不同维度的错位,不同口腔健康程度以及不同的疼痛敏感度等具体情况进行个性化设置,在不增加矫治器数量的情况下,显著改善了患者的矫治舒适度,降低了成本,节省了治疗时间,同时还提高了牙齿的移动效率和牙齿移动的可控性,从而大大提高了矫治效率和矫治效果,有利于在错颌畸形患者群体中进行推广。

尽管在此公开了本申请的各个方面和实施例,但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。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。

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。要求保护的发明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。

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。

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