具有防龋功能的壳状牙科器械及其制作方法与流程

本申请总体上涉及具有预防龋齿功能的壳状牙科器械及其制作方法。

背景技术：

龋齿是最常见的口腔疾病之一。国家卫生组织调查表明：我国儿童乳牙龋齿率达70％，十二岁儿童恒牙龋齿率近50％，而成年人龋齿率达88％。因此，预防龋齿至关重要。

一般认为，龋齿的致因主要是两种细菌，一种是产酸菌属(例如，变形链球菌、放线菌属和乳杆菌)，其能够使食物残渣(例如，碳水化合物)分解产酸，从而导致牙齿无机质脱矿；另一种细菌(例如，革兰阳性球菌)可破坏有机质，经过长期作用形成龋洞。

龋齿是可预防控制的，目前，氟化物是国际公认有效防龋的物质。氟化物能抑制口腔中致龋菌的生长，抑制细菌产酸，其同时还能降低牙齿表层釉质的溶解度，并促进脱矿的牙釉质再矿化。在牙齿发育期间摄入适量氟化物，能够使得牙尖圆钝、沟裂变浅。这种牙齿形态的改变使得牙齿易于自洁，增强对形成龋齿的抵抗力。

目前，氟化物防龋技术主要以下三类：

含氟牙膏，这是目前应用最为广泛的防龋技术。氟化钠等无机氟化物被添加入牙膏中，使人们在清洁牙齿的同时能够获得一定的防龋功效，方便快捷。但牙膏在口腔中停留和作用的时间较短。

氟化泡沫，这是国际公认快速有效的防龋技术。通过高浓度的氟化泡沫作用于牙齿三分钟，起到防龋效果。目前氟化泡沫基本只应用于幼儿防龋。

氟保护漆，这是一种将含高浓度氟离子的物质涂抹于牙齿表面进行防龋的技术。其中，典型代表有高露洁公司的多乐氟和3m公司的whitevarnish。涂氟保护漆需专业牙医的操作，目前该技术仅应用于临床，消费者无法在日常生活中自行使用。

本申请的发明人认为，鉴于防龋的重要性，有必要提供不同的防龋手段。

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：本体，为一体的壳状并且形成容纳牙齿的空腔；以及防龋膜，具有一定厚度，形成于所述本体内表面的至少部分区域，其能够与唾液反应释放氟离子。

在一些实施方式中，所述防龋膜的厚度可以小于25μm。

在一些实施方式中，所述本体是以高分子材料制成。

在一些实施方式中，所述防龋膜的成分包括成膜剂和含氟物质。

在一些实施方式中，所述含氟物质可以是含氟有机物，其能够水解释放氟离子。

在一些实施方式中，所述含氟有机物可以是含氟硅烷。

在一些实施方式中，所述防龋膜中氟的重量含量可以是600～11200ppm。

在一些实施方式中，所述成膜剂是能够形成连续薄膜的聚合物。

在一些实施方式中，所述成膜剂可以是以下之一：芳香族异氰酸酯、丙烯酸酯及其混合物。

在一些实施方式中，所述防龋膜的成分还包括芳香剂。

在一些实施方式中，所述空腔至少一部分的几何形态与患者牙列的对应部分相匹配。

本申请的又一方面提供了一种壳状牙科器械的制作方法，包括：获取壳状牙科器械本体，其中，该本体为一体的壳状并且形成容纳牙齿的空腔；以及在所述本体的内表面的至少部分区域形成防龋膜，其能够与唾液反应释放氟离子。

在一些实施方式中，所述空腔的至少部分的几何形态与患者牙列的对应部分相匹配。

在一些实施方式中，所述本体是以高分子材料制成。

在一些实施方式中，所述的壳状牙科器械制作方法还可以包括：在所述本体的内表面的至少部分区域涂布防龋溶液；以及使涂布于所述本体内表面的防龋溶液固化形成所述防龋膜。

在一些实施方式中，所述防龋溶液的涂布量被控制，使得所述防龋膜的厚度小于25μm。

在一些实施方式中，所述防龋溶液的成分包括有机溶剂、成膜剂以及含氟物质。

在一些实施方式中，所述涂布于本体内表面的防龋溶液中的有机溶剂逐渐挥发，使得所述防龋膜中几乎不含所述有机溶剂。

在一些实施方式中，所述成膜剂是能够形成连续薄膜的聚合物。

在一些实施方式中，所述成膜剂是以下之一：芳香族异氰酸酯、丙烯酸酯及其混合物。

在一些实施方式中，所述含氟物质可以是含氟有机物，其能够水解释放氟离子。

在一些实施方式中，所述含氟有机物可以是含氟硅烷。

在一些实施方式中，所述防龋溶液中所述含氟物质的含量如此，使得所述防龋膜中氟的重量含量为600～11200ppm。

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制作方法的示意性流程图；

图2示意性地展示了本申请一个实施例中的壳状牙科器械；以及

图3为图2所示壳状牙科器械在a-a处的截面图。

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。

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、保持器以及止鼾器等)越来越受欢迎。

通常，壳状牙科器械的佩戴时间较长。对于壳状矫治器，除了进食与刷牙的时间段，要求患者全天佩戴，一般要求每天佩戴不少于22小时，而且正畸治疗的周期可能长达1～3年。对于壳状保持器和止鼾器，患者需要在睡眠期间佩戴，并且可能需要终生使用。

壳状牙科器械将牙齿与口腔环境长时间隔离，使牙齿处于相对封闭的缺氧环境，并且阻碍了唾液对牙齿的正常接触(唾液对口腔卫生至关重要，其能够冲洗口内细菌，维持菌群平衡，并且唾液中的酶能够分解食物残渣)，因此，配戴壳状牙科器械可能加速牙齿表面厌氧菌的滋生繁殖，产生牙菌斑，继而引发龋齿、黄牙、牙周病及口臭等诸多问题。

本申请的发明人一方面意识到提供不同防龋手段的必要性，另一方面意识到壳状牙科器械存在的上述问题，在此驱动下，开发出一种具有防龋功能的壳状牙科器械及其制作方法。

请参图1，为本申请一个实施例中壳状牙科器械制作方法100的示意性流程图。

在101中，获取壳状牙科器械本体。

壳状牙科器械本体是以高分子材料制成，为一体的壳状，且形成容纳牙齿的空腔，其中，该空腔的至少一部分的形态与患者的一个牙齿布局的对应部分基本匹配。

目前，最常见的壳状牙科器械本体的制作方法是热压膜成型工艺。其基本的制作过程是将加热的高分子膜片材料在牙模上压膜成型，冷却后经裁剪和打磨得到壳状牙科器械本体。

在一个实施例中，壳状牙科器械本体可以是以单层材料制成。在又一实施例中，壳状牙科器械本体也可以是以两层或以上材料制成。

在一个实施例中，壳状牙科器械本体的空腔能够容纳整个牙列。在又一实施例中，壳状牙科器械本体的空腔仅容纳部分牙列(多颗牙齿)。

在一个实施例中，壳状牙科器械可以是壳状正畸矫治器，用于把患者牙齿从当前的第一布局重新定位到第二布局。在该例子中，用于制作壳状牙科器械本体的牙模可以与患者牙齿的第二布局基本相符，或者向矫正方向偏离一些，使得壳状牙科器械能够把患者牙齿重新定位到所述第二布局。

在又一个实施例中，还可以利用3d打印技术制作壳状牙科器械本体。在又一实施例中，还可以利用数控机床切削胚料制作壳状牙科器械的本体。

在103中，在壳状牙科器械本体的内表面的至少部分区域形成防龋膜。

防龋膜是附着在壳状牙科器械本体的内表面上，并且具有一定厚度。

在一个实施例中，可以仅在壳状牙科器械本体的内表面的选定区域形成防龋膜，可以根据具体情况和需求来选定需要防龋膜的区域。在又一实施例中，可以在壳状牙科器械本体的整个内表面形成防龋膜。

在一个实施例中，可以将防龋溶液涂布于壳状牙科器械本体的内表面，待其固化后形成防龋膜。

在一个实施例中，防龋溶液可以包括有机溶剂、成膜剂以及含氟物质。

所述有机溶剂用于溶解所述成膜剂和含氟物质并使其均匀混合，它的例子包括但不限于：乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊酯、丙酸异戊酯、丁酸异戊酯等及其混合物。在防龋膜形成的过程中，防龋溶液中的有机溶剂逐渐挥发，最终的防龋膜几乎不含机溶剂，因此，在佩戴本申请的壳状牙科器械时，患者不会因为有机溶剂而感到不适。

所述成膜剂是能够形成连续薄膜的聚合物，它的例子包括但不限于：芳香族异氰酸酯、丙烯酸酯及其混合物等。可以理解，芳香族异氰酸酯和丙烯酸酯均各指一类物质，其可以包括不同的具体物质。因此，所述成膜剂可以是两种或更多芳香族异氰酸酯的混合物，两种或更多丙烯酸酯的混合物，以及一种或更多芳香族异氰酸酯与一种或更多丙烯酸酯的混合物。

一方面，芳香族异氰酸酯和丙烯酸酯成膜剂具有无色透明的特点，能够形成无色透明的膜，能够最大程度保持壳状牙科器械的外观不变。在需要改变壳状牙科器械颜色的情况下，可以在防龋溶液中掺入颜色剂，使壳状牙科器械覆盖防龋膜的部分呈现所要求的颜色。另一方面，芳香族异氰酸酯和丙烯酸酯成膜剂具有粘度低的特点，使得防龋溶液涂布留平效果较好，涂布均匀，涂布操作性好。

在本申请的启示下，可以理解，防龋膜的物理性能(例如，硬度和附着性能)主要取决于成膜剂，可以根据具体的情况和需求来选择成膜剂。

所述含氟物质能够与唾液反应产生氟离子，以起到防龋的功效。在一个实施例中，它可以是能够水解释放氟离子的含氟有机物。在一个实施例中，它可以是含氟有机硅烷，其结构式为r-[sifm(oh)3-m]n，其中，m的取值范围为1～3，n的取值范围为1～4。

在一个实施例中，为了提升佩戴体验，所述防龋溶液还可以包括芳香剂。它的例子包括但不限于：薄荷醇、凉味剂、食用果味香精等。

在一个实施例中，含氟物质的重量含量为0.5％～10％，成膜剂的重量含量为5％～25％，有机溶剂的重量含量为75％～90％，芳香剂的重量含量为0.05％～0.1％。

在一个实施例中，防龋膜中氟的重量含量大于等于600ppm。在又一实施例中，防龋膜中氟的重量含量可以为600～11200ppm。

防龋溶液的涂布可以采用喷涂、浸涂或手工涂等方式。

请参图2和图3，其中，图2示意性地展示了本申请一个实施例中的壳状牙科器械200，图3是图2所示壳状牙科器械200在a-a处的截面图。

壳状牙科器械200包括本体201，其为一体的壳状，并且形成容纳牙齿的空腔203。本体201的内表面(即空腔203的表面)形成有一层防龋膜205。

在一个实施例中，防龋膜205的厚度可以根据具体需求和情况来定，例如，对于基于热压膜成型工艺制作的壳状矫治器，若其对牙模误差的宽容度为±100μm，那么，可以将防龋膜205的厚度控制在50μm(微米)以下，甚至25μm以下，使得防龋膜205基本不影响壳状矫治器的矫治性能。

下面通过两个具体例子对防龋膜的形成进行说明。

例子一

防龋溶液成分如下：

含氟有机物(采用更易溶于有机溶剂的含氟有机物)：含氟有机硅烷1％(氟含量约0.1％)

成膜剂：芳香族异氰酸酯成膜剂11％

有机溶剂：乙酸乙酯62.9％与丙酸异戊酯25％

芳香剂：凉味剂0.1％

将防龋溶液用毛刷均匀涂抹于壳状矫治器内表面，在室温下固化。

其中，含氟有机硅烷结构式如下：

在该例子中，成膜剂采用了甲苯二异氰酸酯-三羟甲基丙烷-二甘醇加成物，该成膜剂通过与空气中的水蒸气反应固化。

在该例子中，防龋膜与壳状矫治器粘结性能良好，在划格实验测试中，其粘附力获得最高等级：iso2409:2013-2a-0。

防龋膜的铅笔硬度等级达到h级。

防龋膜的氟释放率大于500mg/kg，拥有良好的防龋功效。

例子二

防龋溶液成分如下：

含氟有机物：含氟有机硅烷1％(氟含量约0.1％)

成膜剂：芳香族异氰酸酯11％

有机溶剂：乙酸丁酯87.9％

芳香剂：柠檬香精0.1％

将防龋溶液用毛刷均匀涂抹于壳状矫治器内表面，在室温下固化。

其中，含氟有机硅烷结构式如下：

在该例子中，成膜剂采用了甲苯二异氰酸酯-三羟甲基丙烷预聚物，该成膜剂通过与空气中的水蒸气反应固化。

在该例子中，防龋膜与壳状矫治器粘结性能良好，在划格实验测试中，其粘附力获得最高等级：iso2409:2013-2a-0。

防龋膜的铅笔硬度等级达到h级。

防龋膜的氟释放率大于500mg/kg，拥有良好的防龋功效。

可以理解，只要释放足够量的氟离子，就能够起到充足的防龋效果。上述两个例子的防龋膜就能够保证3～6个月的防龋效果。

可以理解，本申请的壳状牙科器械不仅在一定程度上解决了传统壳状牙科器械所存在的抑菌方面的问题，同时还提供了新的防龋手段，并且该防龋手段无需医生和患者进行额外的操作，非常便捷。

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。