具有分层结构和材料的智能正牙矫治器的制作方法

本技术大体上涉及正牙学，且更具体地，涉及用于施加局部针对性力来以高效方式将齿重新定位到目标齿排列的正牙装置、系统和方法。

背景技术：

1、齿矫正器(例如，牙箍)已被广泛用于逐渐调整齿位置和颌部排列。现有的齿矫正器是根据患者的齿的针对性几何变化而设计的，并且目标齿排列是通过一系列渐进步骤实现的。正牙医生调整牙箍，以使齿在宏观上以不连续和逐步的距离和旋转逐渐移动到期望位置。牙箍的调整高度依赖于正牙医生的经验，并且不同正牙医生的正牙过程的结果和时间长度存在显著差异。

2、替代地，可移除的聚合物矫治器也已与和目标排列相关联的一系列渐进排列一起使用。当患者佩戴具有一系列渐进排列的聚合物矫治器时，患者的齿通过聚合物矫治器逐渐重新定位到目标排列。然而，聚合物矫治器的一系列渐进排列被设计成优先考虑几何结果，而不考虑力分布，即正牙医生规划宏观齿移动而不考虑矫治器与齿之间的精确接触点。每个聚合物矫治器生成的力通常是不精确且随机的。局部力可能过强或过弱，甚至可能以不期望的方式相互抵消，从而在齿重新定位的整个过程中导致矫治器和齿之间的接触点随机且变化。这种齿重新定位随机性(“熵”)在最初戴上新的聚合物矫治器时达到峰值，并且随着齿被迫处于聚合物矫治器的指定形态排列而逐渐减小并趋于稳定。因此，现有的齿矫正解决方案既不高效也不具有生物学最优性。拥有比当前做法更高效的机构来重新定位齿将是有益的。

技术实现思路

1、本技术涉及用于重新定位齿的正牙装置、系统和方法。连续应用一系列正牙矫治器，以缚紧齿并将齿从初始齿排列重新定位到最终目标齿排列。每个正牙矫治器包含一体件式正牙矫治器，且被配置成将齿从第一齿排列弹性地重新定位到第二齿排列。对于每个正牙矫治器，标识选择性区域以接收针对性力，且加固部分和外壳部分形成于正牙矫治器上以形成一个或多个选择性区域和针对性力。加固部分的硬度级别大于外壳部分的硬度级别。另外，附接结构形成于加固部分或外壳部分的表面上，并且在患者佩戴正牙矫治器时抓住齿的表面以递送针对性力。在一些实施例中，与选择性区域和附接结构相关联的不同部分由三维打印技术形成。通过这些方式，由于一系列正牙矫治器是基于齿的几何特性设计的，因此可选择性地工程改造每个正牙矫治器的部分以递送针对性力，从而促进且加速齿重新定位。

2、在一个方面中，一种用于重新定位齿的正牙装置包含一体件式正牙矫治器，其限定目标齿排列且至少具有加固部分和外壳部分。正牙矫治器被配置成缚紧多个齿并在延长的时间段内逐渐将多个齿从当前齿排列弹性地重新定位到目标齿排列。加固部分具有第一硬度级别。外壳部分从加固部分延伸且具有第二硬度级别，第二硬度级别低于第一硬度级别。

3、在一些实施例中，一体件式正牙矫治器进一步包含一个或多个开口。每个开口由加固部分和外壳部分中的至少一个包围，且正牙矫治器被配置成经由相应开口将多个齿的一部分暴露于口腔环境且允许水循环通过相应开口。另外，在一些实施例中，一个或多个开口包含形成于外壳部分上的一个或多个缝隙或小洞，并且一个或多个开口被配置成局部在一个或多个开口周围修改第二硬度级别。一个或多个缝隙或小洞被布置成阵列。在一些实施例中，一个或多个开口包含形成于加固部分上的一个或多个缝隙或小洞，并且一个或多个开口被配置成局部在一个或多个开口周围修改第一硬度级别。一个或多个缝隙或小洞被布置成阵列。

4、在一些实施例中，一体件式正牙矫治器进一步包含形成于外壳部分上的一个或多个缝隙。一个或多个缝隙被配置成局部在一个或多个缝隙周围修改第二硬度级别。

5、在一些实施例中，一体件式正牙矫治器进一步包含附接结构。附接结构被配置成抓住第一齿的表面且沿着与第一齿的表面相切的剪切方向在第一齿的表面上施加力。力可选地是拉力或推力。另外，在一些实施例中，附接结构包含微观级的多个附接齿，并且附接结构的多个附接齿的表面是纳米级上多孔的。在一些实施例中，附接结构附接到加固部分和外壳部分中的一个的内表面，且被配置成在正牙矫治器被佩戴以缚紧多个齿时与相应子集的齿接触。在一些实施例中，附接结构从加固部分或外壳部分的主体延伸，且包含与加固部分或外壳部分的主体相同类型的材料。在一些实施例中，附接结构包含第一附接结构，且经由加固部分和外壳部分中的一个以物理方式联接到第二附接结构。在一些实施例中，加固部分具有延伸臂，且附接结构位于延伸臂的尖端区域处。在一些实施例中，附接结构包含第一附接结构，且第一齿的表面包含第一表面。一体件式正牙矫治器进一步包含第二附接结构，其被配置成在第一齿上抓住第一齿的与第一表面相对的第二表面。第二附接结构被配置成沿着与第一齿的第二表面相切的第二剪切方向在第一齿的第二表面上施加第二拉力，第一拉力和第二拉力被配置成使第一齿在延长的时间段内逐渐旋转。在一些实施例中，附接结构包含第一附接结构。一体件式正牙矫治器进一步包含被配置成抓住紧邻第一齿的第二齿的表面的第二附接结构。第一附接结构和第二附接结构均从加固部分延伸且被配置成将第一齿和第二齿拉向彼此。

6、在一些实施例中，加固部分和外壳部分包含第一矫治器材料，且加固部分具有大于外壳部分的第二厚度的第一厚度。

7、在一些实施例中，加固部分包含第一矫治器材料，且外壳部分包含不同于第一矫治器材料的第二矫治器材料。

8、在一些实施例中，加固部分被配置成在正牙矫治器被佩戴以缚紧多个齿时与第一齿对准且接触。加固部分位于一体件式正牙矫治器上的第一位置处。第一位置和第一硬度级别被配置成生成施加到第一齿上的力，从而有助于将多个齿从当前齿排列重新定位到目标齿排列。

9、在一些实施例中，加固部分具有第一面积。外壳部分具有大于第一面积的第二面积，且外壳部分与加固部分至少部分地重叠。另外，在一些实施例中，外壳部分与加固部分完全重叠，且加固部分被配置成在正牙矫治器被佩戴以缚紧多个齿时与相应子集的齿接触。在一些实施例中，外壳部分与加固部分完全重叠，且加固部分被配置成在正牙矫治器被佩戴以缚紧多个齿时通过外壳部分而与多个齿分离。

10、在一些实施例中，加固部分包含以下中的一个或多个：实心件、具有多个肋部的骨架、框架、网格和环。

11、在一些实施例中，多边形结构附接到多个齿中的一个的表面且具有基本上垂直于多个齿中的一个的表面的多个接收表面。一体件式正牙矫治器进一步包含一个或多个附接结构，一个或多个附接结构中的每一个被配置成抓住多边形结构的多个接收表面中的相应一个，且在多个接收表面中的相应一个上施加拉力或推力。

12、在一些实施例中，一体件式正牙矫治器进一步包含联接到加固部分或外壳部分的外表面的致动器，致动器被配置成产生施加到多个齿的子集上的刺激。

13、在一些实施例中，多个齿包含位于两个相对端齿之间的多个连续齿。一体件式正牙矫治器进一步包含：两个端部分，其被配置成分别缚紧两个相对端齿；以及致动器，其联接到两个端部分，且被配置成施加刺激以控制两个端部分的相对位置。

14、在一些实施例中，一体件式正牙矫治器进一步包含传感器。传感器附接到正牙矫治器的界面表面或外表面且被配置成监测多个齿的特性。

15、在另一方面中，实施一种方法来重新定位齿。所述方法包含基于患者的齿的几何信息确定待由正牙矫治器实现的中间齿排列以及提供一体件式正牙矫治器。正牙矫治器被配置成缚紧多个齿并在延长的时间段内逐渐将多个齿从当前齿排列弹性地重新定位到目标齿排列。提供一体件式正牙矫治器包含：基于患者的齿的解剖学信息将中间齿排列调整到目标齿排列；基于患者的齿的解剖学信息在目标齿排列上标识加固部分和外壳部分；形成具有第一硬度级别的加固部分；以及形成从加固部分延伸且具有第二硬度级别的外壳部分，第二硬度级别低于第一硬度级别。

16、在又一方面中，实施一种方法来重新定位齿。所述方法包含：确定待由正牙矫治器实现的目标齿排列；基于患者的齿的解剖学信息在目标齿排列上标识加固部分和外壳部分；以及提供一体件式正牙矫治器。正牙矫治器被配置成缚紧多个齿并在延长的时间段内逐渐将多个齿从当前齿排列弹性地重新定位到目标齿排列。提供一体件式正牙矫治器包含形成具有第一硬度级别的加固部分，以及形成从加固部分延伸且具有第二硬度级别的外壳部分。第二硬度级别低于第一硬度级别。