正畸牙调整加速系统的制作方法

本申请要求2014年2月11日提交的题为“Method to enhance orthodontic tooth movement(提高正畸牙移动的方法)”的美国临时申请14/177,573的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明一般涉及正畸牙移动领域，并且具体地涉及一种正畸牙调整加速系统及方法。

背景技术：

过去的25个世纪，牙齿矫正医师一直从事将牙齿从缺陷的排列(即“咬合不正”)重新置于更健康且更美观的排列的过程。为了移动牙齿，通常需要三个元素：1)力、2)时间以及3)空间。通过重新安排或“重构”齿根周围的牙槽骨，口腔对强加于牙齿上的持续的力作出响应。具体来说，破骨细胞分解牙齿将被移至区域处的骨头从而为牙齿创造空间。结果，牙齿能够沿着施加于其上的力的方向移动。此外，成骨细胞在牙齿移自的区域处形成新的骨组织。

图1A-1B进一步阐释了牙槽骨的“重构”。如图1A所示，牙齿由牙冠0和牙根1组成。

牙冠在口腔中是可见的，而牙根不是，因为牙根被称为牙周韧带(PLD)3的柔软连合组织纤维网包住，且PDL 3被牙槽骨4环绕。牙槽骨4一面面向PDL 3，而另一面被齿龈及黏膜组织(牙龈)5覆盖。

PDL 3、牙槽骨4及牙龈5包含负责重塑所有响应正畸力的组织的活细胞。该重构过程是促成正畸牙移动的机制。

如图1B所示，物理变化由对牙齿的牙冠0施用正畸力造成。机械力及力矩被施加以影响所需的牙齿移动类型。相应地，牙齿可能受到挤压、加速、转动、倾斜或是平移。图1B阐释了由平移力7造成的平移运动以及牙冠0围绕位于牙根1的顶点附近的旋转中心或支点的转动6。为确保平移运动，建立了与转动力6相反的力偶。该力偶(由支架及牙套使用的弓丝与校准器装置使用的配件及校准器之间的相互作用产生)建立将牙根1与牙冠0一起移动的力矩，该力矩将旋转中心从顶点延伸至无限距。与施力点相反，平移力7推动牙根1顶向牙槽骨4，压缩了PDL 3的一部分9。同样地，在力7被施的牙齿的一边，PDL 3的一部分8被拉伸。在牙槽骨4的齿槽内部，牙根1被移位，并且PDL 3通过扩宽部分8及压缩部分9作出反应。压缩部分9经历移动(吸收)，而在拉伸部分8中，新的骨层被沉积在旧牙槽骨4的表面上。经过一段时间，牙槽骨4重构，以使得牙齿在平移力7使其移动处具有新的位置。该重构符合并且是PDL 3及与其并列的牙槽骨4中压缩/吸收以及拉伸/沉积活动的直接结果。当牙槽骨4被挤压时(正如当平移力7挤压牙齿且PDL 3压缩时所发生的)，可在牙槽骨4的基质两端测得短暂的电尖峰脉冲。这称为压电效应，它以屈曲骨凹面探测到的负电位及凸面探测到的正点位为特征。此外，机械应力引起组织液的移动。组织液包含改变细胞电极性的电荷，刺激细胞以重构其周围的基质。这些应激诱发的流动电位(SGP)持续大约20-30分钟。当骨头被保持在屈曲状态时，凹面经历骨沉积而凸面经历骨吸收。只要骨头保持屈曲，该过程随时间持续直到之前的屈曲骨呈现不屈曲或笔直。多年来，牙齿矫正医师已发明了通常被称为“器具”的装置让临床医生给予牙齿持续的力。牙套或“畸齿矫正的支架及弓丝”是大多数牙齿矫正医师使用的基本器具。这些力被施于牙冠而后被传递至齿根，并且从那里传递至围绕齿根的组织，该组织包括牙周韧带，它是环抱每个齿根并将其与周围牙槽骨隔开的薄的、柔软的套筒组织。在外部，牙槽骨被牙龈覆盖。为了使受畸齿矫正治疗的牙齿移动至下颚中的新位置，所有这些组织必须重构。牙套包括与牙冠胶合的(或“粘合”)的小支架，以及接着被插进支架间隙且被固定在有缚线或夹子的地方的金属线。支架自身不产生力，而是当金属线插入支架间隙且被缚线固定住时，把力从偏倚的金属线传递至牙齿。该金属线具有“记忆”，也就是金属线趋向恢复其原来形状的特征，在这情况下，金属线施力于支架，该力转而传递至牙齿。通过应用多种类型、形状及尺寸的金属线，牙齿最终将自身排列进牙弓中希望的位置。牙齿矫正医师们使用的描述牙套的技术术语是“全方位固定器具”。牙齿的移动由沃尔夫定律阐明，其实际上陈述了受机械应力的骨头被重构以适应及减轻应力。

骨细胞对多种物理及化学因素有响应，它们中有：机械力及电。当20微安数量级的直流电施加于骨头时，阴极附近出现新骨基质的沉积，而阳极附近发现旧骨的破坏。该特征以及骨细胞对力与电同时作出响应的能力一起造成了有利于加快骨重构速率及相应的牙齿移动速度的环境。由于所施力与所施电的协同关系，当同时施用力与电二者时，只需要较少的每一者来从骨头处获取最佳加强的成骨响应。

为取得希望的效果，典型的畸齿矫正器具必须由或者佩戴很长一段时间，通常是几年或更久。传统的需要持续的力的施加来实现计划的牙齿移动的畸齿矫正治疗是昂贵的，因为为了取得必要的进展，需要频繁修改施于不同牙齿的力的大小与方向，这就需要牙齿矫正治疗医师的频繁调整。此外，戴着被称为“牙套”的机械固定装置为患者制造了相当的不适，并且因为金属固定装置(牙套)对他人可见，该情况同时给患者造成了美观顾虑。另外，牙套促进了细菌及病毒的聚积，这对牙齿及其周围组织有害。

为了克服一些上述的缺点，畸齿矫正器具已被演化，其能够被患者插入及移除，且部分时间佩戴。多年来，无数可移除器具已被开发，但它们中绝大多数本质上并不“全面”，即该可移除器具处理特定的移动或者咬合不正，并且仅在某些有限的时期被使用。使用活动矫正器的治疗通常与牙套或其它器具协同使用。

1979年5月8日向Korostoff等人授权的美国专利第4,153,060号(其全部内容通过引用包括于此)教示了一种用于电刺激牙槽骨重构及牙齿在人类口腔中移动的方法与装置。正电极被置于邻近将被再吸入的骨结构的牙龈表面。负电极被置于邻近将被增生或累积的骨组织的牙龈表面。连接电流源，使得小电流在电极间流动，这具有在特定方向上刺激骨生长的作用。在一种特殊安排中，电极被放置于邻近牙齿的牙龈表面，正电极在牙齿应该朝向其移动的一面，并且负电极在牙齿将移动自的一面。将小电流施加给电极将与通常的正畸实践协力提高牙齿的重新定位。然而，Korostoff未能为减少正畸治疗时间提供全面且有效的系统。此外，Korostoff的电极趋向引起牙龈的过度刺激。虽然经过几十年，但是Korostoff的方法没有取得牙齿矫正医师的广泛使用。

1989年8月8日向Beard等人授权的美国专利第4,854,865号教示了一种畸齿矫正的电-骨生成的改进方法，该方法使用与电解凝胶接触的生物相容的阳极，该电解凝胶在破骨细胞或成骨细胞活动区域位于阳极与齿龈上皮之间，以及使用与不同种类电解凝胶接触的生物相容的阴极，该电解凝胶在破骨细胞或成骨细胞活动区域位于阴极与齿龈上皮之间。于是在阳极与阴极间施加电流以刺激骨生成。该方法刺激骨生成，这在牙齿移动中是重要的元素，但该方法未能演示如何取得令人满意的结果，或是如何实现短时间内完成正畸治疗。

2014年1月23日向Lowe等人公布的US 2014/0023983号美国专利申请公布(其全部内容通过引用包括于此)涉及电－畸齿矫正器具，其通过对牙龈及牙齿施加受控的电流以刺激骨生成来帮助加快正畸牙移动。Lowe没有在多个治疗情境中提供用于提高正畸牙移动的全面的解决方案，该治疗情境包括多个牙齿的整体和倾斜移动的组合。此外，由于对存在于齿根表面细胞的不合需要的刺激，Lowe的系统引起了根吸收。

2009年5月7日向Nemeh等人公布的US 2009/0117513号美国专利申请公布说明书(其全部内容通过引用包括于此)涉及用于同时治疗多个口腔疾病及缺陷的方法及装置，同时利用向口腔的齿龈组织施加的直流电来促进总体口腔卫生。Nemeh没有提供为改进正畸治疗而利用电的系统或方法。因此本公开的目的在于克服先有技术的至少部分缺点。

技术实现要素：

因此，目前发明的首要目标是要克服先前技术方法及正畸牙移动安排的不利条件。在一实施例中，由包括以下的正畸牙调整加速系统提供：控制电路、电源、多个舌电极，其中所述多个舌电极的每一个被适配成与牙槽骨的舌面并列并且与牙槽骨内多个齿槽中特定的一个相关联，以及多个颊电极，其中每个颊电极被适配成与牙槽骨的颊面并列并且与牙槽骨内多个齿槽中特定的一个相关联，其中，响应于所述控制电路及所述电源，在所述多个舌电极中的每一个舌电极与所述多个颊电极中特定的一个颊电极之间生成第一类型电流，或者在所述多个舌电极中每对相邻的舌电极间以及所述多个颊电极中相邻颊电极间生成第二类型电流，以及其中所生成的每一路所述第一类型电流或所生成的每一路所述第二类型电流响应于所述控制电路分开地受控。

在一实施例中，所生成的每一路所述第一类型电流的方向或所生成的的每一路所述第二类型电流的方向被布置成加速由响应于施加于位于相应的齿槽内的牙齿的正畸力导致的骨吸收或沉积。在另一实施例中，系统进一步包括第一畸齿矫正器具，所述第一畸齿矫正器具被布置成将正畸力施加于位于多个齿槽内的多个牙齿中的每一个上。在又一实施例中，响应于所述控制电路及所述电源，生成多路所述第一类型电流以及多路所述第二类型电流。

在一实施例中，系统进一步包括：被布置成与牙槽骨舌面上的牙龈轮廓相符的舌构件，所述多个舌电极被置于所述舌构件上；以及被布置成与牙槽骨颊面上的牙龈轮廓相符的颊构件，所述多个颊电极被置于所述颊构件上。在另一实施例中，系统进一步包括被布置成与牙槽骨颊面上的牙龈轮廓相符的颊构件，所述多个颊电极被置于所述颊构件上。

在一实施例中，控制电路包括被布置成接收电流极性选择用户输入的用户输入模块，其中，响应于所述用户输入模块处接收的特定的电流极性选择用户输入，在所述多个舌电极中的第一个舌电极与所述多个颊电极中的第一个颊电极之间的所述生成的第一类型电流的方向和在所述多个舌电极中的第二个舌电极与所述多个颊电极中的第二个颊电极之间的所述生成的第一类型电流的方向相反，或者，在所述多个舌电极中的一对相邻舌电极之间的所述生成的第二类型电流的方向和在所述多个颊电极中的一对相邻颊电极之间的所述生成的第二类型电流方向相反，多个颊电极与所述多个舌电极中的所述相邻舌电极相关联。在另一实施例中，控制电路包括被配置成接收电极选择用户输入的用户输入模块，其中，响应于所述用户输入模块处接收的特定的电极选择用户输入，在所述多个舌电极中的第一个舌电极与所述多个颊电极中的第一个颊电极之间生成第一类型电流，并且在所述多个舌电极中的第二个舌电极与所述多个颊电极中的第二个颊电极之间不生成第一类型电流，或者，在所述多个舌电极中的第一对相邻舌电极之间以及在所述多个颊电极中的第一对相邻颊电极之间生成第二类型电流，并且在所述多个舌电极中的第二对相邻舌电极之间以及在所述多个颊电极中的第二对相邻颊电极之间不生成第二类型电流。

在一实施例中，所述多个舌电极中的第三个舌电极被配置成与特定齿槽的第一面并列，并且所述多个舌电极中的第四个舌电极被配置成与特定齿槽的第二面并列，所述齿槽的第二面与所述齿槽的第一面相对，其中，与所述多个舌电极中的所述第三个舌电极相关联的所述多个颊电极中的第三个颊电极被配置成与特定齿槽的第一面并列，并且与所述多个舌电极中的所述第四个舌电极相关联的所述多个颊电极中的第四个颊电极被配置成与所述特定齿槽的第二面并列，并且其中，在所述多个舌电极中的所述第三个舌电极与所述多个颊电极中的所述第三个颊电极之间生成的所述第一类型电流的方向和在所述多个舌电极中的所述第四个舌电极与所述多个颊电极中的所述第四个颊电极之间的所述生成的第一类型电流方向相反，或者，在所述第三个和所述第四个所述舌电极之间的生成的所述第二类型电流的方向和在所述第三个和所述第四个颊电极之间生成的所述第二类型电流的方向相反。在又一实施例中，系统进一步包括被布置成向在所述特定齿槽内具有牙根的牙齿提供旋转力的第二畸齿矫正器具，所述旋转正畸力被布置成生成牙齿的旋转运动，所述生成的旋转运动定义：在牙齿的第一面的一部分上的沿第一方向的第一运动矢量；以及在牙齿的第二面的一部分上的沿与所述第一方向相反的第二方向的第二运动矢量，所述牙齿第二面与所述牙齿的第一面相对，其中，在所述多个舌电极中的所述第三个舌电极与所述多个颊电极中的所述第三个颊电极之间延伸的第一轴线与所述第一运动矢量平行且对齐，或者，在所述多个舌电极中的所述第三个与第四个舌电极之间延伸的第二轴线与所述第一运动矢量平行且对齐，其中，在所述多个舌电极中的所述第四个舌电极与所述多个颊电极中的所述第四个颊电极之间延伸的第三轴线与所述第二运动矢量平行且对齐，或者，在所述多个颊电极中的所述第三个与第四个舌电极之间延伸的第四轴线与所述第二运动矢量平行且对齐，并且其中，在所述多个舌电极中的所述第三个舌电极与所述多个颊电极中的所述第三个颊电极之间的所述生成的第一类型电流的方向以及在所述多个舌电极中的所述第四个舌电极与所述多个颊电极中的所述第四个颊电极之间的所述生成的第一类型电流方向被布置成加速由响应于所施加的转动正畸力导致的骨吸收及沉积，或者，在所述第三个与第四个舌电极之间的所述生成的第二类型电流的方向和在所述第三个与第四个颊电极之间的所述生成的第二类型电流的方向被布置成加速由响应于所施加的转动正畸力导致的骨吸收及沉积。

在另一实施例中，对于所述生成的第一或第二类型电流中的每一个，所述控制电路被布置成交替地在预定的活跃期内提供所述生成的第一或第二类型电流而在预定的静止期内不予提供，所述预定的活跃期是3-5小时。

在一实施例中，系统进一步包括多个可调节的压力元件，每个所述可调节的压力元件被布置成将可调节的压力量施加于所述多个舌电极及所述多个颊电极中的相应的一个。在另一实施例中，所述可调节的压力元件中的每一个被布置成响应于被注入其中的空气而膨胀，所述可调节的压力量响应于所述注入的空气来施加。在又一实施例中，所述可调节的压力元件中的每一个被布置成响应于被插入其中的压力构件而膨胀，所述可调节的压力量响应于所述插入的压力构件来施加。

在一个实施例中，系统进一步包括：被布置成感测牙槽骨的牙龈温度的温度传感器；以及被布置成响应于所述感测到的温度来加热牙槽骨的牙龈的加热元件。在另一实施例中，系统进一步包括被布置成感测牙槽骨牙龈酸碱值的酸碱度传感器，其中，响应于所述感测到的酸碱值来调整所述第一类型电流或者所述第二类型电流的大小。

在一独立的实施例中，提供了加速正畸牙调整的方法，该方法包括：在多个舌电极中的每一个舌电极与多个颊电极中特定的一个颊电极之间生成第一类型电流，或者在多个舌电极中的每对相邻的舌电极间以及多个颊电极中的相邻颊电极之间生成第二类型电流，每个舌电极被适配成与牙槽骨的舌面并列并且与牙槽骨内多个齿槽中特定的一个相关联，并且每个颊电极被适配成与牙槽骨的颊面并列并且与牙槽骨内多个齿槽中特定的一个相关联，其中，每一个所述生成的第一类型电流，或者每一个所述生成的第二类型电流响应于控制电路分开地受控。

在一实施例中，所生成的每一路所述第一类型电流的方向或所生成的的每一路所述第二类型电流的方向被布置成加速由响应于施加于位于相应的齿槽内的牙齿的正畸力导致的骨吸收或沉积。在又一实施例中，该方法进一步包括生成正畸力。在另一实施例中，生成多路所述第一类型电流以及多路所述第二类型电流。

在一实施例中，由控制电路进行的所述分开控制是经由多条相互隔离的电气通路实现的。在另一实施例中，该方法进一步包括接收特定的电流极性选择用户输入，其中，响应于所述用户输入模块处接收的特定的电流极性选择用户输入，在所述多个舌电极中的第一个舌电极与所述多个颊电极中的第一个颊电极之间的所述生成的第一类型电流的方向和在所述多个舌电极中的第二个舌电极与所述多个颊电极中的第二个颊电极之间的所述生成的第一类型电流的方向相反，或者，在所述多个舌电极中的一对相邻舌电极之间的所述生成的第二类型电流的方向和在所述多个颊电极中的一对相邻颊电极之间的所述生成的第二类型电流方向相反，多个颊电极与所述多个舌电极中的所述相邻舌电极相关联。

在另一实施例中，该方法进一步包括接收特定的电极选择用户输入，其中，响应于所述特定的电极选择用户输入，在所述多个舌电极中的第一个舌电极与所述多个颊电极中的第一个颊电极之间生成第一类型电流，并且在所述多个舌电极中的第二个舌电极与所述多个颊电极中的第二个颊电极之间不生成第一类型电流，或者，在所述多个舌电极中的第一对相邻舌电极之间以及在所述多个颊电极中的第一对相邻颊电极之间生成第二类型电流，并且在所述多个舌电极中的第二对相邻舌电极之间以及在所述多个颊电极中的第二对相邻颊电极之间不生成第二类型电流。在另一实施例中，所述生成的第一类型电流中的第一路与多个齿槽中特定的一个齿槽的第一面相关联，并且，所述生成的第一类型电流中的第二路与多个齿槽中所述特定齿槽的第二面相关联，所述特定齿槽的第二面与所述多个齿槽中的所述特定的一个齿槽的第一面相对，所述生成的第一类型电流的所述第二路的方向与所述生成的第一类型电流的所述第一路的方向相反，或者，所述生成的第二类型电流的第一路与多个齿槽中特定的一个齿槽的第三面相关联，并且，所述生成的第二类型电流的第二路与多个齿槽中所述特定齿槽的第四面相关联，所述特定齿槽的第三面与所述多个齿槽中的所述特定的一个齿槽的第四面相对，所述生成的第二类型电流的所述第二的方向路与所述生成的第二类型电流的所述第一路的方向相反。

在又一实施例中，该方法进一步包括向所述特定齿槽内具有牙根的牙齿提供旋转正畸力，所述旋转正畸力被布置成生成牙齿的旋转运动，所述生成的旋转运动定义：在牙齿的第一面的一部分上的沿第一方向的第一运动矢量，所述生成的第一类型电流的所述第一路、或者所述生成的第二类型电流的所述第一路与所述第一运动矢量平行且对齐；并且，在牙齿的第二面的一部分上的沿与所述第一方向相反的第二方向的第二运动矢量，所述牙齿第二面与所述牙齿的第一面相对，所述生成的第一类型电流的所述第二路、或者所述生成的第二类型电流的所述第二路与所述第二运动矢量平行且对齐。

在一实施例中，其中，所述生成的第一或第二类型电流中的每一个被交替地在预定的活跃期内提供而在预定的静止期内不予提供，所述预定的活跃期是3-5小时。在另一实施例中，该方法进一步包括将可调节的压力量施加于一组所述多个舌电极及所述多个颊电极。

在又一实施例中，该方法进一步包括对多个可调节的压力元件中的每个注入空气，这些可调节的压力量因对注入的空气有响应而得到应用。在另一实施例中，该方法进一步包括对多个可调节的压力元件中的每一个注入空气，所述可调节的压力量响应于所述注入的空气来施加。

在一实施例中，该方法进一步包括：感测牙槽骨的牙龈温度；并且应于所述感测到的温度来调节所述牙龈的温度。在另一实施例中，该方法进一步包括：感测牙槽骨中牙龈的酸碱值；并且响应于所述感测到的酸碱值来调整所述产生的第一类型电流或者第二类型电流的大小。

本发明另外的特征及优势由以下附图及描述而变得明显。

附图说明

为更好地理解本发明及展示可如何实施本发明，现仅作为示例对附图作出引用，在整个附图中，相同的标记指代对应的元素或部分。

由于对附图逐一明确的引用，需要强调的是，所示细节经由示例说明并且仅作本发明优选实施例的说明性讨论之用，并且为提供被认为是对本发明的原理及概念方面最有用且易懂的描述而呈现。就这一点而言，本文没有尝试去展示比为本发明的基本理解所必需的更详细的结构详图，附图所带的描述可使所属领域专业人员明白本发明的多种形式在实践中可能的实施。在附图中：

图1A-1B例示了响应于正畸器具施加于牙齿的压力的牙槽骨的骨“重构”；

图2A-2D例示了根据某些实施例的正畸齿调整加速系统的第一实施例的各高级视图；

图3A-3D例示了根据某些实施例的正畸齿调整加速系统的第二实施例的各高级视图；

图4例示了根据某些实施例的正畸齿调整加速系统的第三实施例的高级透视图；

图5例示了正畸齿调整加速系统的第四实施例的透视图；以及

图6A-6B例示了根据某些实施例的加速正畸牙调整的方法的高级流程图。

具体实施方式

在详细解释本发明的至少一个实施例前，需要理解的是，本发明不限于在下文描述中或附图阐释中提出的构造详图以及组件安排上的应用。本发明可适用于其它实施例或者以不同方式实践或执行。另外，需要理解的是，本文采用的措辞及术语是为了描述并且不应被视为限制。

图2A-2B例示了根据某些实施例的正畸牙调整加速系统10的各高级透视图。正畸齿调整加速系统10包括：控制电路20；电源30；多个舌电极40；以及多个颊电极50。在一个实施例中，电源30可再充电。在一个进一步实施例中，电源30包括镍镉可再充电电池。在另一个进一步实施例中，电源30包括锂可再充电电池。每个舌电极40被适配成与牙槽骨70的舌面60并列。在一个实施例中，如下文将描述的，多个舌电极40被置于舌构件上(未示出)，该构件被布置成与牙槽骨70的颊面60上的牙龈80的轮廓相符。每个舌电极40与牙槽骨70内的多个齿槽90中的特定的一个相关联。具体来说，在一个例示出的实施例中，每一个舌电极40被置于两个相邻的齿槽90之间，也就是两颗相邻的牙齿100之间。在另一实施例(未示出)中，一对舌电极40被置于每对相邻的齿槽90之间，这对舌电极40中的第一个接近这对相邻的齿槽90中的第一个，而这对舌电极40中的第二个接近这对相邻的齿槽90中的第二个。

每个颊电极50被适配成与牙槽骨70的颊面65并列。在一个实施例中，如下文所描述的，多个颊电极50被置于颊构件上(未示出)，该构件被布置成与牙槽骨70的颊面65上的牙龈80的轮廓相符。每个颊电极50与齿槽90中特定的一个相关联。具体来说，在一个例示出的实施例中，每一个颊电极50被置于两个相邻的齿槽90之间，也就是两颗相邻的牙齿100之间。在另一实施例(未示出)中，一对颊电极50被置于每对相邻的齿槽90之间，这对颊电极50中的第一个接近这对相邻的齿槽90中的第一个，而这对颊电极50中的第二个接近这对相邻的齿槽90中的第二个。

在实施例中，每个舌电极40以及颊电极50被大致纵向地成形，并且沿着与每个牙齿100的纵轴105大致平行的轴线延伸。在另一实施例中，每个舌电极40以及颊电极50从距离龈缘顶端1毫米处延伸至牙龈80的黏膜牙龈界，任选地可进一步在黏膜组织上延伸1-2毫米。在又一实施例中，每个舌电极40以及颊电极50长5-6毫米。

电源30以及控制电路20经由多条电气通路55中的相应一条与多个舌电极40与多个颊电极50中的每一个耦合。优选地，如下文所描述的，电气通路35相互隔离，使得控制电路20被布置成分开地控制每个舌电极40及颊电极50。在一个实施例中，电气通路35被一起捆绑在在单个绝缘材料内。在一个实施例中，每个舌电极40及颊电极50被布置成与电源30的第一及第二电压端交替耦合。在该实施例中，如下文所描述的，控制电路20被布置成为每个舌电极40及颊电极50选择要与电源30的哪个电压端耦合。在另一实施例中，每个舌电极40与电源30的第一电压端耦合且每个颊电极50被布置成与电源30的第二及第三电压端交替耦合，第二电压端处的电势大于第一电压端处的电势，并且第三电压端处的电势小于第一电压端处的电势。在该实施例中，如下文所描述的，控制电路20被布置成为每个颊电极50选择要与电源30的哪个电压端耦合。

在另一替代实施例中，每个颊电极50与电源30的第一电压端耦合且每个舌电极40被布置成与电源30的第二及第三电压端交替耦合，第二电压端处的电势大于第一电压端处的电势，并且第三电压端处的电势小于第一电压端处的电势。在该实施例中，如下文所描述的，控制电路20被布置成为每个舌电极40选择与电源30的一个电压端耦合。

为简单起见，图2B未示出将控制电路20以及电源30与颊电极50连接的电气通路35。

操作中，正畸器具(诸如牙套)与牙齿100连接并且施加压力以矫正牙齿100。每个不在正确位置的牙齿100(即要么弯曲要么不与其余的牙齿100成直线)被正畸器具施予压力。如上文涉及图1A-1B所述，由正畸器具所施的压力将每个牙齿100移动至合适的位置。控制电路20被布置成控制电源30来在每个舌电极40和相关的舌电极40或颊电极50之间产生电流。具体来说，如图2C所示，每个牙齿100具有与其相关联的两个舌电极40以及两个颊电极50，轴线120在牙齿100的第一面上从第一个舌电极40及第一个颊电极50间穿过，而轴线130在牙齿100的第二面上从第二个舌电极40及第二个颊电极50间穿过。为简单起见，图2C仅示出一对舌电极40及颊电极50，然而这并不意味以任何方式限制。此外，牙齿100的移动在图1C中被例示为旋转移动，然而这并不意味以任何方式限制。

在需要把牙齿100移向舌部的情况下，即朝向舌头移动，生成第一及第二正交电流。这里使用的术语“正交电流”指的是电流沿与牙槽骨70的牙龈线大致正交的方向流动。具体来说，第一正交电流被布置成沿轴线120从第一个舌电极40流向第一个颊电极50，而第二正交电流被布置成沿轴线130从第二个舌电极40流向第二个颊电极50。响应于畸齿矫正器具所施加的力，在相应牙齿100的舌面开始了骨吸收并且在牙齿100的颊面开始了骨沉积。所生成的第一及第二正交电流帮助及加速了第一个舌电极40以及第二个舌电极40的每一个附近(即在牙齿100的舌面)的骨吸收，并且进一步帮助及加速了第一个颊电极40以及第二个颊电极40的每一个附近(即在牙齿100的颊面)的骨沉积。因此，由生成的第一及第二正交电流导致的骨吸收及沉积提高及加速了由畸齿矫正器具导致的骨吸收及沉积，因而加速了牙齿100的移动。

在需要把牙齿100移向颊部(即远离舌头)的情况下，生成第三及第四正交电流。具体来说，第三正交电流被布置成沿轴线120从第一个颊电极50流向第一个舌电极40。第二正交电流被布置成沿轴线130从第二个颊电极50流向第二个舌电极40。如上文涉及生成的第一及第二正交电流所述，生成的第三及第四正交电流帮助及加速牙齿100舌面的骨吸收以及牙齿100颊面的骨沉积。

在需要沿着牙槽骨70的牙龈线移动牙齿100的情况下，生成第一及第二平行电流。这里使用的术语“平行电流”指的是电流以与牙齿100附近牙槽骨70的牙龈线大致平行的方向流动。第一平行电流被布置成从第一个舌电极40流向第二个舌电极40，而第二平行电流被布置成从第一个颊电极50流向第二个颊电极50。如上文涉及生成的正交电流所述，生成的第一及第二平行电流帮助及加速了牙齿100移动至的方向面的骨吸收以及牙齿100移动自的方向面的骨沉积。

在需要旋转牙齿100情况下，在一个实施例中，生成相反的正交电流。具体来说，在舌方向上(即朝向舌头)流动的正交电流被布置成从第一个颊电极50流向第一个舌电极40。此外，在颊方向上(即远离舌头)流动的正交电流被布置成从第二个舌电极40流向第二个颊电极50。如图2C所示，牙齿100在旋转方向140上的旋转可被视为牙齿100的第一面150在颊方向160上的移动以及牙齿100的与第一面150相对的第二面170在舌方向180上的移动。如图所示，轴线120贯穿第一个舌电极40以及第一个颊电极50，并且轴线130贯穿第二个舌电极40以及第二个颊电极50。因此，从第一个颊电极50流向第一个舌电极40的正交电流帮助及加速了在牙齿100第一面150颊端的骨吸收以及牙齿100第一面150舌端的骨沉积。此外，从第二个舌电极40流向第二个颊电极50的正交电流帮助及加速了在牙齿100第二面170舌端的骨吸收以及牙齿100第二面170颊端的骨沉积。在另一实施例中，在各对舌电极40以及颊电极50之间生成相反的平行电流。在一个实施例中，上文所述的每路正交及平行电流的大小约为20微安。

在牙齿100的各面提供舌电极40以及颊电极50因而允许同时在牙齿100两面上的吸收以及沉积。在需要把牙齿100倾斜(即将其绕着贯穿牙齿100齿根中部的任何转动轴转动)的情况下，牙齿100的牙冠沿第一方向移动而牙齿100齿根的底部沿相反方向移动。结果，在转动中心的两面上同时发生骨吸收及沉积。正畸牙调整加速系统10的布置因而允许增强牙齿100的倾斜运动。

因此，每个牙齿100可由畸齿矫正器具单独治疗，每个牙齿100的移动响应于相应生成的正交和/或平行电流而加速。正畸牙调整加速系统10提供了用于在多个治疗情境(包括多个牙齿100的整体和倾斜移动的组合)中的任意一种中加速正畸牙调整的全面的系统。具体来说，每个生成的正交电流及平行电流由控制电路20分开地控制。结果，对于每个舌电极40及颊电极50，控制电路20会控制其处将生成平行电流还是正交电流，以及特定电极将作为阳极(即输出电流)还是作为阴极(即接收电流)。

如图2D所示，控制电路20任选地包括用户输入模块190。用户输入模块190被布置成任选地可经由到外部计算机的连接来接收用户输入。在一个实施例中，用户输入模块190被布置成接收电流极性选择用户输入。

上述的所生成正交及平行电流的方向响应于接收到的电流极性选择用户输入。

在另一实施例中，用户输入模块190被布置成接收电极用户输入。控制电路20被布置成响应收到的电极用户输入来选择要激活的舌电极40以及颊电极50以生成及接收电流。具体来说，若只需调整若干牙齿100，则仅利用与那些牙齿100相关联的电极。在一个实施例中，可通过用户输入模块190调整生成的电流大小。

在一个实施例中，控制电路20被布置成在预定的活跃期内生成各正交及平行电流。在该预定的活跃期之后，控制电路20被布置成在预定的静止期内不生成各正交及平行电流。任选地，预定的活跃期为3-5小时，而预定的静止期为19-21小时。一天中只有一部分时间生成各正交及平行电流有助避免牙龈80受到过多的电刺激带来的伤害。临床研究表明，一天最多5小时的活跃期不会导致牙龈80的刺激，而一天少于3小时的活跃期不能有效加强正畸齿移动。在一个实施例中，通过用户输入模块190可调整预定的活跃期和/或预定的静止期。

图3A-3D示了多种正畸牙调整加速系统200的高级透视图。正畸牙调整加速系统200在所有方面与上述正畸牙调整加速系统10相似，区别在于正畸牙调整加速系统200进一步包括：舌构件210以及颊构件250。在一个实施例中，舌构件210以及颊构件250是一个单一构件。在另一实施例中，舌构件210以及颊构件250各自由塑料组成。在图3A-3B所示的第一个正畸牙调整加速系统200中，舌构件210以及颊构件250被布置成与口腔的上部相符。第一个正畸牙调整加速系统200任选地可进一步包括结构支撑构件290，该构件被布置成提供针对舌构件210的结构支撑。在图3C-3D所示的第二个正畸牙调整加速系统200中，舌构件210以及颊构件250被布置成与口腔的下部相符。

多个舌电极40被置于舌构件210上，而多个颊电极50被置于颊构件250上。如上涉及正畸牙调整加速系统10所述，舌构件210被布置成与牙槽骨70的舌面60上牙龈80的轮廓相符，使得舌电极40被置于牙齿100之间，而颊构件250被布置成与牙槽骨70的颊面65上牙龈80的轮廓相符，使得颊电极50被置于牙齿100之间。控制电路20、电源30以及电气通路35被置于舌构件210及颊构件250上。任选地，电源30以及电气通路35被封于腔体内，每一个位于两层层叠的塑料(未示出)之间，从而与口腔环境隔离。有利地，与口腔环境的隔离保证正畸牙调整加速系统200的电子线路受保护而不接触口腔环境，并且保证口腔环境受保护而不接触正畸牙调整加速系统200电子线路的任何毒性。在一个实施例中，每个腔体包括真空。

如上文所述，在一个实施例中，电源30可再充电。在该实施例中，正畸牙调整加速系统200被布置成装有可再充电的电源。任选地，电源30被布置成可经由电感线圈无线充电。此外，在一个实施例中，在正畸治疗过程中，正畸牙调整加速系统200被布置成被置于基板(未示出)上，而电源30被布置成感生地接收来自基板的电力。作为结果，如下文涉及正畸牙调整加速系统300所述，储存在电源30中的电力在正畸治疗过程中不会被浪费，正畸治疗过程可利用增加的电量来经由控制电路20调整治疗参数和/或检测相关联的舌电极40及颊电极50之间的合适的电导率。

优选地，正畸牙调整加速系统200被布置成与任何标准畸齿矫正器具协同操作，标准畸齿矫正器具包括：固定器具，诸如舌侧或颊侧矫治器；以及可移除校准器，诸如市场上可买到的来自加利福尼亚州圣何塞的Align技术股份有限公司的Invisalign透明校准器。

在一个实施例中，正畸牙调整加速系统200能被进一步用来加速拔牙处的骨填充。具体来说，当牙齿被拔除且没有提供用于取代被拔牙齿的植入物时，拔牙处被空置。优选地，骨生长是期望的以便填充空置的拔牙处。由舌电极40及颊电极50生成的电流将帮助空置的拔牙处的骨沉积。具体来说，与拔牙处相关联的舌电极40及颊电极50中的每一个接收到平行电流，该平行电流由相邻的舌电极40以及颊电极50接收。如上所述，接收电流的电极处发生骨沉积。在另一实施例中，在填充物被插入处，由舌电极40及颊电极50生成的电流将帮助骨头在填充物周围的形成。在一个实施例中，响应上述由生成的平行电流导致的骨沉积，由假牙导致的牙槽骨疏松可被逆转。在另一实施例中，响应上述由生成的平行电流导致的骨沉积，牙周骨缺损能被修复。

正畸牙调整加速系统200因此有利地提供了适用于多位正畸患者的全面的设备。具体来说，如上所述，可生成多路针对特定患者的需求而需要的平行和/或正交电流。此外，如上所述，可调节电流，和/或可根据正畸治疗过程生成新电流。

图4例示了正畸牙调整加速系统300的高级透视剖析图。正畸牙调整加速系统300在所有方面与上述正畸牙调整加速系统200相似，区别在于正畸牙调整加速系统300进一步包括多个可调节压力元件310。每个可调节压力元件310与各自的舌电极40以及颊电极50并列。在一个实施例中，每个可调节压力元件310包括一弹性小管。在治疗过程中，当牙齿100开始移入期望位置，由于牙齿100的移动，舌电极40与牙龈80之间的接触、以及颊电极50与牙龈80之间的接触可能变得不甚理想。在一个实施例中，空气被灌入每个可调节的压力元件310从而使弹性小管膨胀并且将压力施加于相应的舌电极40以及颊电极50。响应所施加的压力，相应的舌电极40以及颊电极50被推挤抵住牙龈80，因而改善了与牙龈80的接触。任选地，如图所示，可调节压力元件310被附于公用风道320，空气通过公用风道320加给可调节压力元件310。或者，可使用特定的气体来代替空气。任选地，公用风道320显示单向敞口330，空气经由该单向敞口330注入公用风道320。在另一实施例中，在每个可调节压力元件310中插入固体压力构件，其中的弹性小管响应于插入的压力构件而膨胀，并且对相应的舌电极40以及颊电极50施加压力。任选地，提供具有一直径范围的多个压力构件，每个压力构件从而为相应的舌电极40以及颊电极50提供不同大小的压力。

在其中压力经空气调节的实施例中，可调节压力元件310以及公用风道320被两层层叠的塑料(未示出)封住以阻止空气从正畸牙调整加速系统300中逸出。此外，可调节压力元件310以及公用风道320是封闭的以阻止空气逸出。

在一个实施例中，控制电路20被布置成测量每对舌电极40及颊电极50间的电导率或阻抗。具体来说，在每个舌电极40与相关联的颊电极50之间生成正交电流，该电流响应于该处的电压电位。替代地，在相邻舌电极40间以及相邻颊电极50间生成平行电流。控制电路20被布置成测量生成电流的大小以及任选地计算电极间的电阻或者电导率。施加于每个舌电极40以及颊电极50的压力大小被调节以达到期望的预定电阻或电导率。

图5示了正畸齿调整加速系统的第四个体现的透视图；以及正畸牙调整加速系统400在所有方面与图2A-2B中的正畸牙调整加速系统10相似，外加温度感应器410、酸碱度传感器420以及多个加热元件430，其中每一个都与控制电路20通讯(未示出连接)。在一个实施例中，每个加热元件430包括红外(IR)发光二极管(LED)430，并在这里如是描述。在一个实施例中，多个红外发光二极管430中的每一个被置于各舌电极40或颊电极50对之间。温度传感器410以及酸碱度传感器420如图所示被置于牙槽骨70的舌面60的牙龈80之上，然而这并不意味以任何方式限制。操作中，温度传感器410被布置成以检测牙齿100附近的温度。另外，酸碱度传感器420被布置成以检测牙齿100附近的温度。控制电路20被布置成以使红外发光二极管430响应温度传感器410检测到的温度以加热牙龈80。具体来说，控制电路20被布置成以分析温度传感器410的输出以及确定牙齿100附近的平均温度基线。红外发光二极管430被布置成在确定的平均温度基线上提高1-2度温度，这将提高牙龈80的炎性反应，从而加强牙齿100移动过程中的骨生成响应。

控制电路20经进一步安排以控制电源30调整生成的电流的大小以响应检测到的酸碱值。生成的电流可引起由舌电极40以及颊电极50周围的电解效应引起的酸碱值下降。在酸碱值降至预定值之下的情况下，降低电流大小以避免可损害牙齿100的过度的酸性牙龈80。

图6A-6B示了加速正畸牙调整的方法的高级流程图。在步骤1000，如上文涉及生成的正交电流所述，在多个舌电极中的每一个与多个颊电极中特定的一个之间生成第一类型电流。替代地或附加地，如上文涉及生成的平行电流所述，在多个舌电极中每对相邻的电极间以及多个颊电极中相邻电极间生成第二类型电流。任选地，可生成多路第一类型电流和多路第二类型电流，每一路第一类型电流位于特定的舌电极与特定的颊电极之间，每一路第二类型电流位于相邻舌电极之间或相邻颊电极之间。如上所述，舌电极被置于牙槽骨舌面的每一颗牙齿之间，而颊电极被置于牙槽骨颊面的每一颗牙齿之间。生成的每一路第一及第二类型电流由控制电路分开地控制。每一个舌电极及颊电极任选地可各自通过多条电气通路中的一条通路与控制电路通讯，该条通路与多条电气通路中的其余通路隔离。如下文所描述的，控制电路被布置成控制生成的每路电流的大小及方向。

在任选步骤1010，步骤1000中的生成的每路电流方向被布置成加速响应施加于处于相应齿槽内的牙齿的正畸力而导致的骨吸收和/或沉积，其中各齿槽与生成电流的相应电极相关联。进一步地，正畸力任选地由畸齿矫正器具生成。

在可选步骤1020，接收到特定的电流极性选择用户输入。响应于接收到的电流极性选择用户输入，在第一个舌电极和第一个颊电极之间生成的步骤1000中的第一类型电流方向与在第二个舌电极和第二个颊电极之间生成的第一类型电流方向相反。替代地或附加地，响应于接收到的电流极性选择用户输入，在相邻的舌电极间生成的步骤1000中的第二类型电流方向与在相邻的颊电极间生成的步骤1000中的第二类型电流方向相反。具体来说，如上文所述，根据用户输入来选择生成的每路电流的方向，从而为多种不同的牙齿移动提供灵活性。

在可选步骤1030，接收到特定的电极选择用户输入。响应于接收到的电极选择用户输入，在第一个舌电极与第一个颊电极之间生成步骤1000中的第一类型电流，并且在第二个舌电极与第二个颊电极之间不生成另一路第一类型电流。此外，在第一对相邻的电极间以及在第一对相邻的颊电极间生成步骤1000中的第二类型电流，并且在第二对相邻的电极间以及在第二对相邻的颊电极间不生成另一路第二类型电流。具体来说，根据用户输入来选择生成的第一以及第二类型电流的数目。

在可选步骤1040，生成呈现相反方向的第一及第二路第一类型电流。每一路第一类型电流(即正交电流)与齿槽的一相对的侧面相关联。此外，生成呈现相反方向的第一及第二路第二类型电流。每一路第二类型电流(即平行电流)与齿槽的一相对的侧面相关联。在可选步骤1050，由正畸器提供旋转正畸力，该旋转正畸力生成牙齿的旋转运动。旋转正畸力定义在牙齿相对面上的第一及第二相反的运动矢量。每一路可选步骤1040中的与第一类型电流相反的、或第二类型电流分别与运动矢量中相应的一个大致平行且对齐。

在可选步骤1060，步骤1000中生成的电流被交替地在预定的活跃期内提供以及在预定的静止期内不予提供。任选地，预定的活跃期为3-5小时，而预定的静止期为19-21小时。在可选步骤1070，可调节的压力量分别施佳于步骤1000中多个舌电极及多个颊电极中的每一个。任选地，响应于注入弹性小管的空气而施加可调节的压力量，小管响应于注入的空气而膨胀并且对相关联的电极施加压力。任选地，响应于插入多个弹性小管中每一个的压力构件而施加可调节的压力量，小管响应于插入的压力构件而膨胀并且对相关联的电极施加压力。

在可选步骤1080，由温度传感器感测牙龈的温度，并且响应于感测到的温度来调节牙龈的温度。在一个实施例中，通过多个红外发光二极管将牙龈加热至高于牙龈的平均基线温度1-2度。如上所述，加热牙龈提高牙龈的炎症反应，从而加强牙齿移动过程中的骨生成响应。

在步骤1090，通过酸碱度传感器感测牙龈的酸碱值，并响应于感测到的酸碱值对步骤1000的第一类型电流或者第二类型电流的大小进行调整。具体来说，在酸碱值低于预定值的情况下，降低电流大小。

可以理解，为清楚起见，在分开的实施例的上下文中描述的本发明的特定特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可以分开地提供或者以任一适当的子组合而提供。

除非以其他方式声明，此处使用的全部技术术语和科技术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管与此处所述方法类似或等同的方法可以在实践或测试本发明时使用，但是此处描述了适当的方法。

此处提及的所有出版物、专利申请、专利以及其他文献通过引用完全结合于此。在矛盾的情况下，包括定义的专利说明书将占主导。此外，材料、方法和示例仅仅是说明性的，而并非意图是限制性的。

如本文所使用的术语“包括”、“包含”和“具有”及其变型意味着“包括但不必限于”。

本领域的技术人员将会理解，本发明不限于以上特别示出和描述的内容。相反，本发明的范围由所附权利要求所定义，并且包括以上描述的各种特征的组合和子组合、以及其变体和修改，这在本领域技术人员阅读以上描述后会是显而易见的。