壳状牙科器械及其制作方法与流程

本申请总体上涉及一种壳状牙科器械及其制作方法，更具体的，是涉及具有软颌垫的壳状牙科器械及其制作方法。

背景技术：

后牙压低是正畸治疗中解决开颌畸形的关键手段，但却是正畸常规技术不易实现的难点。由于美观、便捷以及利于清洁等优点，基于高分子材料的壳状牙科器械(比如壳状矫治器以及壳状保持器)越来越受欢迎。如果能在佩戴壳状牙科器械的同时较好地实现后牙压低，对于正畸治疗具有重大意义。

技术实现要素：

本申请的一方面提供了一种壳状牙科器械，包括：壳状本体，为一体的壳状且形成容纳牙齿的空腔，其中，所述壳状本体是以第一材料制成；以及颌垫，设置于所述壳状本体至少一侧后牙区靠对颌的表面，其中，所述颌垫是以第二材料制成，所述第二材料比第一材料软。在一个实施例中，后牙可以包括前磨牙和后磨牙，即4～7号牙。

在一些实施方式中，所述第一材料使得当所述壳状本体佩戴于患者牙列而发生变形时，能够产生移动牙齿的力。

在一些实施方式中，所述空腔具有将患者牙齿从第一布局重新定位到第二布局的几何形态。

在一些实施方式中，所述空腔的几何形态与患者牙齿的第二布局基本吻合。

在一些实施方式中，所述颌垫是以增材工艺直接在所述壳状本体上制作形成。

在一些实施方式中，所述第二材料的弹性模量为5～3000mpa，断裂伸长率为50～1200％。

在一些实施方式中，所述第二材料的弹性模量为100～500mpa，断裂伸长率为200～1000％。

在一些实施方式中，所述颌垫靠对颌的表面的几何形态如此，使得咬合时，所述颌垫与对颌待压低后牙的牙尖接触之处被压入的量大于其余之处，以加强后牙压低的效果。

在一些实施方式中，所述颌垫靠对颌的表面是平缓的，即该表面没有坑洼。

在一些实施方式中，所述颌垫靠对颌的表面是近似平面或弧面。

本申请的又一方面提供了一种壳状牙科器械的制作方法，其包括：获取壳状主体，其为一体的壳状且形成容纳牙齿的空腔，其中，该壳状主体是以第一材料制成；以及控制设备在所述壳状主体后牙区外表面的预定区域以第二材料制作颌垫，其中，所述第二材料比所述第一材料软。

在一些实施方式中，所述的壳状牙科器械制作方法还包括：获取颌垫的位置信息，其表示在所述壳状主体上设置所述颌垫的位置；获取表示所述颌垫的三维数字模型；以及利用所述位置信息以及所述表示颌垫的三维数字模型控制所述设备在所述壳状本体上制作所述颌垫。

在一些实施方式中，所述设备是增材工艺制造设备。

在一些实施方式中，所述增材工艺是3d打印。

附图说明

以下将结合附图及其详细描述对本申请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。

图1为本申请一个实施例中壳状牙科器械的示意性主视图；

图2为图1中的壳状牙科器械的示意性侧视图；

图3为图1中壳状牙科器械沿a-a的示意性截面图；以及

图4为本申请一个实施例中壳状牙科器械制作方法的示意性流程图。

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之目的，并非意图限制本申请的保护范围。在本申请的启示下，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，这些不同配置都在本申请的保护范围之内。

经过大量的研发工作，本申请的发明人开发出了一种具有软颌垫的壳状牙科器械，能够在佩戴壳状牙科器械同时进行后牙压低，这丰富了壳状牙科器械的功能，简化了牙科正畸器械和流程/操作。

图1为本申请一个实施例中的壳状牙科器械100的示意性主视图，其视角是颌面观。图2为壳状牙科器械100的示意性侧视图。图3为图1所示的壳状牙科器械100沿a-a的示意性截面图。

请参图1至图3，壳状牙科器械100包括壳状本体101及颌垫103和105。其中，壳状本体101为一体的壳状，形成容纳牙齿的空腔107。颌垫103和105分别设于壳状本体101两侧的后牙区外表面。

在一个实施例中，壳状牙科器械100可以是正畸矫治器，空腔107具有将患者牙齿从第一布局重新定位到第二布局的几何形态。在一个实施例中，空腔107的几何形态可以是基于患者牙齿的第二布局。

在又一实施例中，壳状牙科器械100可以是保持器，用于保持患者当前的牙齿布局，其几何形态可以与患者当前的牙齿布局基本吻合。

壳状本体101是以第一材料制成，其材料特性使其在佩戴于患者牙列上时，若壳状本体101发生变形，能够产生足以移动牙齿的弹力。在一些实施例中，第一材料可以是pc(聚碳酸酯)、peg(聚乙二醇)或tpu(热塑性聚氨酯)。

在一个实施例中，壳状本体101可以热压膜成型工艺制作，空腔107的几何形态可以与用于制作壳状本体101的牙模基本吻合。在一个实施例中，用于制作壳状本体的牙模可以是患者牙齿第二布局的牙模。

颌垫103和105是以不同于第一材料的第二材料制成，相比于第一材料，第二材料具有较大的弹性和较软。例如，第二材料的弹性模量为5～3000mpa，断裂伸长率为50～1200％。更优选的，第二材料的弹性模量为100～500mpa，断裂伸长率为200～1000％。颌垫103和105的材料特性使得患者佩戴较为舒适，同时具有较好的后牙压低的效果。

在一些实施例中，第二材料可以是热固性弹性体，例如，硅橡胶、热固性聚氨酯以及有机硅树脂等；第二材料也可以是热塑性弹性体，例如，聚醚醚酮(peek)、热塑性聚氨酯(tpu)、聚碳酸酯(pc)以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)等；第二材料还可以是光固化弹性体(请参由dineshk.patel等于2017年发表于advancedmaterials1606000的《highlystretchableanduvcurableelastomersfordigitallightprocessingbased3dprinting》所披露的材料，以及紫外线光固化硅合成橡胶等)。

在一个实施例中，颌垫103和105各处的厚度可以根据对应牙需要压低的量进行设置。

在一实施例中，颌垫103和105靠对颌的表面的几何形态如此，使得咬合时，颌垫103和105与对颌待压低后牙的牙尖接触之处被压入的量大于其余之处。在一个实施例中，颌垫103和105靠对颌的表面可以是平缓的，例如，可以是近似平面或弧面。

在又一个实施例中，颌垫103和105靠对颌的表面的几何形态可以与对颌(牙齿或者壳状牙科器械)对应区域的几何形态基本吻合，使得咬合时，两者的表面可以基本贴合。

在又一实施例中，颌垫103和105靠对颌的表面的几何形态可以与壳状本体101对应区域的几何形态基本一致。

在本申请的启示下，可以理解，颌垫103和105的形状并不限于以上实施例，可以根据具体情况和需求进行设置。

在一个实施例中，颌垫103和105可以是粘贴固定在壳状本体101上。

在又一实施例中，颌垫103和105可以是通过卡扣等结构固定在壳状本体101上。

在又一实施例中，颌垫103和105可以是以增材工艺(例如3d打印、光固化、沉积等工艺)直接在壳状本体101上加工形成。

根据不同的工作原理，增材工艺包括但不限于：高分子打印技术(polymerprinting)、数字化光照加工(digitallightingprocessing)、激光立体印刷技术(stereolithography，objet公司和formlabs公司是比较具有代表性的供应商)、微型立体印刷技术(microstereolithography)、光固化成形技术(采用紫外线在液态光敏树脂表面进行扫描，每次生成一定厚度的薄层，从底部逐层生成部件)、选择性激光烧结技术(采用高功率的激光对粉末加热使其烧结成型，selectivelasersintering公司与eos公司是比较具有代表性的供应商)、选择性激光熔化技术(selectivelasermelting)、电子束熔化技术(electronbeamme1ting)、三维打印技术(threedimensionalprinting，与选择性激光烧结十分类似，只是将激光烧结过程改为喷头粘连，光栅扫描器改为粘接剂喷头，zcorp公司和voxeljet公司是比较具有代表性的供应商)、熔融沉积造型技术(fuseddepositionmodeling，即采用热融喷头，使塑性材料熔化后从喷头内挤压而出，并沉积在指定位置固化成型，reprap公司、makerbot公司和stratasys公司是比较具有代表性的供应商)、气溶胶打印技术(aerosolprinting)、喷射成型技术等等。

紫外线光固化工艺的一个具体例子可参由dineshk.patel等于2017年发表于advancedmaterials1606000的《highlystretchableanduvcurableelastomersfordigitallightprocessingbased3dprinting》。

在一个实施例中，可以在计算机上利用颌垫103和105的三维数字模型控制设备制作颌垫103和105。

下面简单介绍基于几种不同的增材工艺制作颌垫的过程。

以激光立体印刷技术(stereolithography)加工颌垫时，可以利用计算机控制紫外激光，以颌垫各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成颌垫的一个薄层截面。当一层固化完毕，移动工作台，在已经固化的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直至整个颌垫制作完毕。

以喷射成型技术加工颌垫时，可以计算机控制喷枪，将混有引发剂和促进剂的凝胶从喷枪喷出，均匀沉积到壳状牙科器械壳状本体表面的预定区域。待沉积到一定厚度，用辊或其他工具压实并除去气泡，最后静置直至固化成型，形成颌垫。

壳状本体101可以热压膜成型工艺制作，为业界所熟知，此处不再赘述。

请参图4，为本申请一个实施例中壳状牙科器械制作方法200的示意性流程图。

在201中，获取以第一材料制成的壳状本体。

壳状本体为一体的壳状且形成容纳牙齿的空腔。

在一个实施例中，壳状牙科器械是壳状矫治器，壳状本体的空腔具有将患者牙齿从第一布局重新定位到第二布局的几何形态，第一材料使得当所述壳状本体佩戴于患者牙列而发生变形时，能够产生移动牙齿的力。

在203中，获取颌垫的位置信息。

颌垫的位置信息表示在壳状主体上设置颌垫的位置。

在一个实施例中，可以先获取表示壳状主体的三维数字模型，然后利用计算机在表示壳状主体的三维数字模型的外表面上指定设置颌垫的位置和范围。对于以热压膜成型工艺制作壳状主体的方案，壳状主体是以高分子薄膜材料在牙模上热压膜成型获得。在一个实施例中，可以先获取表示牙模的三维数字模型，将其外表面作为表示壳状主体的三维数字模型的内表面，并结合估计的壳状主体的厚度，得到表示壳状主体的三维数字模型。

在又一个实施例中，可以将表示牙模的数字模型的外表面近似地作为壳状主体的外表面，然后利用计算机在表示牙模的三维数字模型的外表面上指定设置颌垫的位置和范围。

在205中，获取表示颌垫的三维数字模型。

在一个实施例中，可以在计算机上输入颌垫的参数，例如，颌垫靠对颌表面的几何形态、颌垫厚度等，再结合颌垫与壳状主体结合面的几何形态(即壳状主体外表面对应区域的几何形态)，得到表示颌垫的三维数字模型。

在207中，利用颌垫的位置信息以及表示颌垫的三维数字模型控制设备在壳状本体上以第二材料制作颌垫，得到壳状牙科器械成品。

其中，第二材料比第一材料软。

以上是利用计算机控制设备自动在壳状主体上制作颌垫的一个实施例，在本申请的启示下，可以理解，也可以人工控制设备在壳状主体上制作颌垫。

尽管在此公开了本申请的多个方面和实施例，但在本申请的启发下，本申请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。

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。