专利名称：在义齿制备中所用的义齿的石料和基托板的制造方法和装置的制作方法
在义齿制备中所用的义齿的石料和基托板的制造方法和装置
背景技术：
1.发明领域本发明涉及使用计算机辅助设计和制造技术更快速和更有效地制造用于制造义 齿的石制模型和基托板的方法。更具体地，本发明涉及用于制造义齿的印模、石料和基托板 的方法和装置。2.相关技术的描述全口义齿或局部义齿装戴在口腔中以代替失去的牙齿。目前制造义齿的方法包括 多个步骤，该多个步骤依赖于人的观察，以及不仅依赖于对患者口腔的测量结果，还依赖于 对义齿从第一模型至其完成后由患者使用时的各种反复测量结果。由于这是耗费时间和劳动力密集的过程，并且涉及大量的主观性测量和设计，所 得到的义齿不总是很好的适合使用者，并且仅能够最低限度地定制。此外，由于尺寸或吻合 度略微有点不合适，所得义齿常常会引起患者的许多问题，包括溃疡点、缺乏固定和保持、 会引起恶臭的细菌生长以及相关的健康问题。除了这些潜在的问题，义齿的美学外观也受 到影响。因此，在制造任何义齿时，义齿与患者牙龈的吻合是关键的。吻合在很大程度上由 牙科医生所采取的以下步骤所确定正确地评估和复制牙龈的解剖学信息，并将该信息传 递给义齿制造者。义齿制造者必须在义齿中重复该信息。迄今为止，该方法已经由在牙科 医生和义齿的物理模型制造者之间的制造和传递而完成。目前的义齿制造方法涉及获取上 颂和下颂中每一个的牙龈的印模以及然后由印模制造“补合”的颂(包括牙龈)的石制模 型。如在本文中所使用的，术语“补合”表示一个(如牙龈)的峰和谷与另一个(如石制模 型)的谷和峰匹配。石制模型通过如下方式来制造用金属环包围印模材料以形成盒状的(boxed)印 模，将粉状石料与水混合生成均勻的物料，将石料浆倾倒入盒状的印模中，以及让石料浆硬 化以形成石制铸件(stone cast)。通常复制该石制铸件从而得到两至三个石制铸件用于义 齿制造过程各种其它步骤，这本身会由于石制铸件之间的差异而产生误差。接下来，将底切部(undercut)从石制铸件除去以形成石制模型。更具体地，例如 在石制铸件中反映位于上腭中的沟的底切部被用蜡封闭以形成石制模型。在准备好石制模型后，就由石制模型制造定制基托板。基托板的牙龈侧与牙龈的 轮廓补合或吻合的(因为是在石制模型上复制的)，基托板的另一侧容纳新的牙齿。使用石 制模型通过如下方式形成定制基托板将基托板材料如丙烯酸类材料的薄片施加至石制模 型上，将该材料挤压在石制模型上从而使该材料形成石制模型轮廓，修整使得所需区域吻 合并在固化室中在光照条件下固化已经成形的材料。通常还复制该基托板从而得到两至四 个基托板用于义齿制造过程的各种其它步骤。显然，上述方法是非常冗繁和耗力的过程。在这些模型的制备期间的任何时间点 都会引入误差，由此损害了最终成品义齿的完整性和质量。因此，需要研发制备用于义齿制造过程中的石制模型和/或定制基托板的一种新的、更有效的和费用少的方法。发 明简述本发明提供了使用计算机辅助设计和计算机辅助制造(“CAD/CAM”)技术制备石 制模型和基托板的方法。本发明还提供了制备石制模型和基托板的方法，从而能够比目前的方法在更快的 时间段内使用更少的材料制备出任何数量的质量更好的石制模型和/或基托板。本发明进一步提供了通过使用新材料制备石制模型的改进方法，该新材料在牙科 医生使用时可以被活化并更容易更快地制备石制模型。本发明还提供具有补合结构的上基托板和下基托板的用途，它们由牙科医生使用 为患者的颂之间建立合适的正中关系和垂直距离。附图的简要说明
图1为根据本发明的示例性实施方案制备数字化印模、石制模型和定制基托板的 方法的示意图。图2为根据本发明的示例性实施方案制备数字化基托板的方法的示意图。图3为根据本发明的示例性实施方案由热塑性材料制备石制模型的方法的示意 图。图4为根据本发明示例性实施方案由热塑性材料制备石制模型的装置的示意图。图5A为根据本发明的示例性实施方案用内置撞击板制备第一定制基托板的另一 方法的示意图。图5B为图5A方法的替代方法的示意图，说明用内置钉板(pin plate)制备第二 定制基托板。图6为根据本发明的示例性实施方案制备定制基托板的另一方法的示意图。图7说明在图6的实施方案中使用的预制基托板的示例性实施方案。发明详述术语“义齿”在本文中用来指义齿或局部义齿、人造牙齿(artificial teeth)、可 摘正崎桥(removable orthodontic bridges)禾口义齿托(denture plate)(上颂型禾口下颂 型)、正畸保持器和矫正器(orthodontic retainer and appliance)、保护性口腔防护器、 防止夜磨牙症和/或颞下颂关节(TMJ)病症的夜用护板。参考附图，特别是图1，如上所述参考现有技术制造了患者上牙龈或下牙龈的物理 印模模型1。根据本发明，使用三维(3D)扫描仪数字扫描模型1。牙印模的数字(或虚拟 (virtual))模型2使用合适的CAD技术制造。将数字模型2输入本发明的软件程序5中用来制造虚拟石制模型(virtual stone medol)3。更具体地，软件程序5将数字模型2 (患者牙龈的阴印模)转化为虚拟石制模型 3 (基本为患者牙龈轮廓的复制品)。在一些实施方案中，软件程序5这样配置，使得在从数 字模型2转化为虚拟石制模型3的期间处理这些数据，从而例如反映位于上腭中的沟的底 切部仍然存在于虚拟石制模型3中。虚拟石制模型3用来制造所需要的石制模型4的许多复制品。例如，石制模 型4可以使用合适的CAM或快速原型制作技术(rapid prototyping technologies)从 虚拟石制模型3制造，所述技术包括使用增加技术或减少技术(additive or reductivetechniques)。这些技术的实例包括但是不限于立体石印刷术(stereo lithography)、熔融沉积成型(fused deposition modeling)、多喷口成型(multi-jet modeling)和激光烧 结体系(laser sintering system)禾口计算机辅助研磨(computer aided milling) (CAM)。 因此，如现有技术中讨论的，石制模型4可以用来形成定制基托板。有利的是，石制模型4包括在印模模型1中形成的底切部，其中该底切部反映了上 腭中的沟。在目前的现有技术中以及如上所讨论的，在石制铸件上的该底切部使用蜡被封 闭或覆盖，然后形成基托板。在现有技术中的石制模型中这样封闭底切部的理由是因为，当 从现有技术的石制模型除去现有技术中的基托板时，石制模型块会碎裂，并粘在基托板中。 因此，已知在使用现有技术的石料时底切部损害了基托板的质量。相反的是，本发明已经确 定石制模型4，由于是由热塑性材料制造的，所以克服了该缺点，从而使得石制模型保持该 底切部。因此，使用石制模型4制造的基托板也将包括底切部轮廓(profile)，本发明已经 确定提供了质量更好的义齿，这是因为基托板中的底切部已经被发现更好地帮助义齿在腭 上的吻合和保持。在其他实施方案中，软件程序5还可以配制成直接制造定制基托板而不是石制模 型4。在此，软件程序5将数字模型2(患者牙龈的阴印模)转化为虚拟石制模型3 (基本上 为患者牙龈轮廓的复制品)，并如上所述将底切部留在基托板中。此外，软件程序5将虚拟 石制模型3转化为虚拟的定制基托板模型(未显示)，并且使用前述合适的CAM或快速原型 制作技术制造所需要的许多复制品的所需定制基托板。参考图2，使用3D扫描仪数字扫描根据上述的现有技术的石制模型制造方法手工 制造的石制模型6。使用上述的CAD/CAM技术制造一个或多个复制品。然后，应用上述的合 适的CAM或快速原型制作技术，使用模型6的数字扫描来制造补合的基托板7。参考图3，其中显示了手工制造石制模型的改进方法，该方法为本发明的另一方 面。容器8中容纳要制备石制模型的半固体材料9。该材料9由聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸 酯或任何活化如通过加热、光和潮湿时而固化的塑料所制成。将印模托盘10压(forced) 入容器8中，并使材料9移位(displace)。移位的材料9会形成石制模型11。在移位的材 料9变成固体后，就除去所述印模托盘10和容器8以提供石制模型11。在图示的实施方案 中，使用加热、潮湿(moisture)或光(L)固化移位的材料9，从容器8除去或不除去印模托 盘10。根据本发明使用新材料，其实现了更容易和耗时更少的制备，并且代替了每次要 使用石料时的石膏材料水浆体的制备。基本上，所选材料能够呈现固态，直到使用前，然后 加热以形成半液体石制材料。聚合物或热膨胀系数最小的聚合物的组合是最适合于这些材 料的。这些聚合物的理想组成是不会因为温度的改变而收缩或膨胀。这些塑料石制模型具有许多优于目前的石膏石制模型的许多优点，因为它们不能 被刮擦、破坏或断裂。同样地，能够减少通常要求的石制模型的数量，减少制造所需的制造 和固化时间，以及上述方法不产生灰尘和原料的废料，并且可以循环。参考图4，制造石制模型的方法使用机器12可以自动化。机器12装有在储藏腔 14中的粉末、珠或颗粒形式的塑料材料13。根据需要，程序控制机器12以分配所需量的材 料13进入加热装置15，该加热装置15以所需的温度熔化材料，并通过熔融塑料分配器15A 分配熔融材料进入由机械成形壁16A形成的腔16中。印模腔16容纳印模托盘17。印模腔16可以装配有一种或多种传感器以感知印模托盘17的大小，然后基于使用的材料13的量 合适地封闭印模托盘。然后冷却材料13，并且材料成形后，将石制模型和印模从成形壁16A 中取出。机器12还限制了人干涉的程度，使得人力费用与现有技术的石制模型制造方法 相比显著地减少。参考图5A和5B，其中显示了改进的基托板的组合。如上述关于图2所讨论的，扫 描石制模型6，并且由此制备上基托板18a(图5A)或下基托板18b (图5B)。当然，本发明 还包括使用任何技术(如本发明的图1中披露的)制备的基托板18a，18b。如图5A所示，上基托板18a意在用于上龈，并且包括朝向表面19a的上腭。此外， 制造的基托板18a配有内置撞击板(strike plate) 20，该撞击板20位于表面19b上，对着 朝向表面19a的上腭。而且，如图5B中所示，下基托板18b意在用于下龈，并且包括朝向表面19b的下 腭。制造的下基托板18b配有内置钉板21，该钉板21在表面19b上，对着朝向表面19b的 下腭。在一些实施方案中，制造的内置钉板21配有钉开口 22用于接收撞击钉23，然后在另 一实施方案中开口 22在制造下基托板18b之后形成。将钉板21和撞击板20分别装入基托板18b，18a中，消除了牙科医生将它们装入 基托板的需要。在使用中，牙科医生将撞击钉23从面对表面19b的腭通过基托板18b插入 孔22，从而钉如图所示从钉板21伸出。当基托板18a，18b插入患者的口腔中后，撞击钉23 与撞击板20接触。在使得患者进行常见的生理学动作的同时，牙科医生测量撞击钉23的 插入距离以调节基托板18a和18b之间的垂直距离，并在所需的垂直距离上建立合适的正 中关系。以这种方式，基托板18a，18b配置为由牙科医生使用来要求患者进行常见的生理 学动作，使得下基托板18b的撞击钉23在上基托板18a的撞击板20上形成或刻划撞击标 记。在根据本发明的另一方面，定制基托板可以由选择预制的不同尺寸的基托板制 成，优选已经注射成型的基托板，如图6和7显示。测量装置可以用来在一些点测量在患者 的左右牙龈脊之间的宽度。将这些测量结果输入合适的计算机中，该计算机中具有关于供 选择的不同尺寸的基托板的信息。牙科医生可以基于不同尺寸的基托板的信息和测量结果 之间的关系为患者选择正确的基托板。现在参考图6，牙科医生使用石制模型24以形成定制基托板25。在此，石制模型 24可以以任何所需的方式形成。牙科医生从多种预制基托板27中选择最匹配患者口腔尺 寸和形状的预制基托板26。基托板26由如下的可成形材料制成，例如，但不限于聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸酯 (PMMA)，或任何在活化如受热、光照或潮湿时固化的塑料。在图示实施方案中，基托板26由 PMMA制成。牙科医生将所选基托板26压至石制模型24上，以使基托板的形状符合石制模型 的形状，然后固化该成形的基托板以形成定制基托板25。 在如图6所示的一些实施方案中，多种预制的基托板27形成基本平坦的形状，并 且弯曲或另外在应用至石制模型24时由牙科医生使之变形。在图7中所示的其他实施方 案中，多种预制基托板27形成基本为弓形的形状，并且不需要弯曲或另外在应用至石制模型24时由牙科医生使之变形。还如图6中 所示，本发明提供多种预制的蜡垫(wax rim) 28和/或多种预制的蜡 中性带(neutral zone) 29。有利的是，多个预制的蜡垫28和/或多个预制的蜡中性带29 简化了获得患者义齿处方记录的方法。例如，在使用中，牙科医生从多种预制的蜡垫28中选择特定的蜡垫30，并将所选 择的蜡垫固定至定制基托板25上。以这种方式，将定制基托板25和特定的蜡垫30可以 插入患者的口腔中以使蜡垫成形为患者口腔的形状。类似地，牙科医生从多种蜡中性带29 中选择特定的蜡中性带31，并将所选择的中性带固定至定制基托板25上。以这种方式，定 制基托板25和特定的蜡中性带31可以插入患者口腔中以使蜡中性带成形为患者口腔的形 状。已经具体参考一些实施方案描述了本发明。应当理解前述的说明和实施例仅仅是 说明本发明。本领域技术人员在不偏离本发明精神和范围的条件下可以设计出各种替代方 案和改进。因此，本发明意在包括所有这些落入所附权利要求书的替代方案、改进和变化。
权利要求
1.制造义齿的方法，包括 制造第一部件的物理模型； 数字扫描所述物理模型；基于所述数字扫描对第二部件进行计算机建模，其中所述第二部件与第一部件是补合 的；和由计算机建模制造第二部件的物理模型。
2.根据权利要求1的方法，其中所述第一部件为口腔，所述物理模型为口腔的印模，所 述第二部件为石制模型。
3.根据权利要求1的方法，其中所述物理模型为石制模型，所述第一部件为口腔，所述 第二部件为基托板。
4.根据权利要求1的方法，其中所述数字扫描通过三维扫描完成。
5.根据权利要求1的方法，其中所述计算机建模通过CAD技术生成。
6.用于制造义齿的石制模型的制造方法，包括 制造印模的物理模型；提供容器，其大小能容纳印模；在容器中提供半固体材料，该半固体材料在活化时变成固体； 将该印模插入半固体材料中，由此从半固体材料形成包围该印模的补合性石料； 活化半固体材料以形成石制模型；和 从容器中取出石制模型。
7.根据权利要求6的方法，其中所述半固体材料由选自以下的成分制成聚硅氧烷、聚 甲基丙烯酸酯和任何在活化时固化的塑料。
8.根据权利要求6的方法，其中将所述半固体材料施压装入容器中。
9.由义齿的印模制造石制模型的方法，包括 将印模置于腔中；将制备石制模型的材料加热成半液态； 将所述半液态材料分散至腔中包围印模； 将半液态材料冷却成固态从而形成石制模型；和 从腔中取出石制模型。
10.制造义齿的装置，包括一对基托板，其包括用于患者下龈的下基托板和用于患者上龈的上基托板； 下基托板中的支持板，支持板中具有孔； 上基托板中的撞击板；和 钉，其大小适合通过所述孔以接触撞击板，由此将所述钉插入通过孔以调节上基托板和下基托板之间的垂直距离，并为患者建立 合适的正中关系。
全文摘要
本发明提供了制造义齿的方法，该方法包括制造第一部件的物理模型，数字扫描所述物理模型，基于所述数字扫描对第二部件进行计算机建模，其中所述第二部件与第一部件是补合的，和由计算机建模制造第二部件的物理模型。本发明还提供了制造义齿的装置。
文档编号G06F19/00GK102067138SQ200980114481
公开日2011年5月18日 申请日期2009年2月20日 优先权日2008年2月22日
发明者兹维·G·洛伊, 斯坦利·J·莱奇, 普拉赛德·阿杜萨米利 申请人:葛兰素史密斯克莱有限责任公司