CN101188981A - 牙齿矫正器的变体 - Google Patents

Abstract

用于在受者牙齿中产生矫正运动的牙齿器械包括可以佩戴在受者牙齿、齿龈或口腔的其他区域上的牙齿矫正器。这里描述的牙齿器械包括增强器械的性能和舒适度的特征，包括用于防止在器械上损坏或磨损的特征。这里描述的为可渗透流体的矫正器、带褶皱矫正器、模件矫正器、厚度变化的矫正器、刚度变化的矫正器、搭扣矫正器、织纹化的矫正器、具有多层的矫正器、和侧向矫正矫正器。还公开了制造和使用这种矫正器器械的方法。

Description

牙齿矫正器的变体

技术领域

本发明主要涉及牙齿护理的领域，且更具体地涉及正牙学领域。

相关发明的交叉参考

本发明要求如下美国专利申请的优先权：由Wen等人提交的序列号为No.11/074,301，题目为“用于提供精确的牙齿治疗的牙齿矫正器(Dental Aligner for Providing Accurate Dental Treatment)”的美国专利申请；由Wen等人提交的序列号为NO.11/074,297，题目为“生产用于牙齿治疗的带褶皱牙齿矫正器(Producing Wrinkled Dental Aligner forDental Treatment)”的美国专利申请；由Huafeng Wen提交的序列号为No.11/074,300，题目为“可渗透流体的牙齿矫正器(Fluid PermeableDental Aligner)”的美国专利申请；由Wen等人提交的序列号为No.11/107,584，题目为“具有搭扣连接器的牙齿矫正设备(DentalAligner Devices Having Snap-On Connectors)”的美国专利申请；由Huafeng Wen提交的序列号为No.11/074,298，题目为“一次性牙齿矫正器(Disposable Dental Aligner)”的美国专利申请；和由Huafeng Wen提交的序列号为No.60/676,100，题目为“不均匀牙齿矫正器和方法(Nonuniform Dental Aligner and Methods)”的美国临时专利申请。通过参考的方式引入这些申请中每一份申请的全部内容。

还参考下列共同转让的美国专利申请：由Huafeng Wen提交的序列号为No.60/676,546，题目为“齿弓模型组件的数字化(Digitization ofDental Arch Model Components)”的美国临时专利申请；由Wen等人提交的序列号为No.60/673,970，题目为“用于使受者的上齿弓和下齿弓数字化并对准的系统(System for Digitizing and Registering aSubject’s Upper and Lower Dental Arches)”的美国临时专利申请；和由Huafeng Wen提交的序列号为No.11/205,496，题目为“用于形成牙齿矫正器的系统(System for Organizing Dental Aligners)”的美国专利申请。通过参考的方式引入这些申请中每一份申请的全部内容。

还参考下列申请：由Liu等人于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,301，题目为“用于提供精确的牙齿治疗的牙齿矫正器(Dentalaligner for providing accurate dental treatment)”的美国专利申请；由Liu等人于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,297，题目为“用于牙齿治疗的带褶皱牙齿矫正器(Producing wrinkled dental aligner for dentaltreatment)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,300，题目为“可渗透流体的牙齿矫正器(Fluidpermeable dental aligner)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,298，题目为“一次性牙齿矫正器(Disposabledental aligner)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于2/3/2005提交的序列号为No.11/050,051，题目为“用于牙齿设备的存储系统(Storagesystem for dental devices)”的美国专利申请。通过参考的方式引入这些申请中每一份申请的全部内容。

还参考下列申请：由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,823，题目为“用于制造和构成物理齿弓模型的方法和装置(Method and apparatus for manufacturing and constructing a physicaldental arch model)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,497，题目为“用于制造和构造牙齿矫正器的方法和装置(Method and apparatus for manufacturing and constructinga dental aligner)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,504，题目为“生产可调节的物理齿弓模型(Producing an adjustable physical dental arch model)”的美国专利申请；和由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,824，题目为“生产用于物理齿弓模型的基部(Producing a base for physical dentalarch model)”的美国专利申请。通过参考的方式引入这些申请中每一份申请的全部内容。

还参考下列申请：由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,152，题目为“用于物理齿弓模型的基部(A base for physicaldental arch model)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/012,924，题目为“精确地生产用于物理齿弓模型的基部(Accurately producing a base for physical dental arch model)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,145，题目为“制造可与物理牙齿模型相配合的基部(Fabricating a base compatible with physical dental tooth models)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,156，题目为“在基部上生产互不干扰的牙齿模型(Producingnon-interfering tooth models on a base)”的美国专利申请；由HuafengWen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,160，题目为“用于铸造物理牙齿模型的系统和方法(System and methods for casting physicaltooth model)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,159，题目为“生产用于精确地容纳牙齿模型的基部(Producing a base for accurately receiving dental tooth models)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,157，题目为“生产用于齿弓模型的精确基部(Producingaccurate base for dental arch model)”的美国专利申请。通过参考的方式引入这些申请中每一份申请的全部内容。

背景技术

正牙学是操纵受者的牙齿以提供更好的功能和外观的实践。一般地，将支架粘接到受者的牙齿上，并使其与弓形丝线连接在一起。支架与丝线的结合在牙齿上提供了导致它们移动的力。一旦牙齿移动到所需要的位置并在一段时间内保持在适当的位置，则身体适应骨头和组织，以将牙齿保持在所需要的位置处。为了进一步有助于将牙齿保持在所需的位置，可以对受者装配保持器。

为了实现牙齿运动，正牙医师凭借他们的专业技术首先确定受者的物理正牙结构的三维表象和用于受者的所需物理正牙结构的三维表象，这可以通过X射线和/或模型来帮助进行。基于这些表象，正牙医师进一步根据他的/她的专业技术，将支架和/或带环放置在牙齿上并手动弯曲(即成形)丝线，将力作用到牙齿上，以将牙齿重新定位到所需的物理正牙结构。当牙齿朝向所需位置运动时，正牙医师就治疗的进程、治疗的下一步(例如，丝线的新弯曲、重新定位或更换支架、需要头架(head gear)等等)，和前面步骤的成功进行连续判断。

一般地，正牙医师手动调节丝线，和/或基于他或她的专业意见对支架更换或重新定位。不幸的是，在口腔环境中，由于人的视力限制和人嘴的身体结构，使得人难以精确地形成牙齿结构的可视三维图像。另外，难以(如果可能的话)精确地估计三维丝线弯曲(精度在几度范围内)和手动地将这种弯曲施加到丝线。另外，难以(或者不可能)基于表象确定理想支架位置，以用于实现所需的正牙结构。还尤其难以手动地将支架放置在所估计的理想位置处。因此，正牙治疗是需要进行多次丝线改变的反复过程，这个过程的成功和速度取决于正牙医师的运动技巧和诊断专业技能。多次丝线改变的结果导致费用和受者不舒适程度增加。治疗的质量还可能因正牙医师的不同而相差很大，治疗受者的时间也是如此。

正牙的实践是一种非常依赖于正牙医师的专业意见和判断的技艺。为了将正牙的实践从技艺转变为科学，作出了许多创新。授予Andreiko等人的美国专利No.5,518,397提供了一种形成正牙支架的方法。这种方法包括获得患者的嘴巴的牙齿模型以及这种牙齿的所需定位的描述。根据所述模型，确定患者嘴巴的牙齿的轮廓。然后，计算患者牙齿的轮廓和所需定位，以确定将要提供的几何形状(例如，槽或槽缝)。然后，形成包括具体几何形状的定制支架，以容纳弓形丝线来形成牙齿支架系统。这种几何形状旨在将弓形丝线布置在在水平面中成逐渐弯曲而在垂直面中成大致线性的结构的支架上。支架的几何形状根据支架几何形状的所述计算结果而改变(例如，通过在不同位置和角度处在支架中切割形成具有特定深度的槽)。在这种系统中，一旦将具有二维形状(即，垂直面中的线性形状和水平面中的弯曲)的丝线应用到支架上，支架就被定制出来，以提供牙齿的三维运动。

还描述了涉及支架和支架布置的其他创新。例如，描述了将弓形丝线绑到支架上的方法的、题目为“牙齿支架和绑带(OrthodonticBracket and Ligature)”的美国专利No.5,618,716，题目为“用于确定正牙支架布置的方法(Method for Determining Orthodontic BracketPlacement)”的美国专利No.5,011,405，题目为“形成牙齿支架的方法(Method of Forming Orthodontic Brace)”的美国专利No.5,395,238，和题目为“正牙器械和由此成组标准化的支架以及制造、装配并将器械应用于正牙的方法(Orthodontic Appliance and Group StandardizeBrackets therefore and methods of making，assembling and usingappliance to straighten teeth)”的美国专利No.5,533,895。

Kuroda等人(1996)Am.J.Orthodonticsl10：365-369描述了一种激光扫描石膏牙齿模型，以产生此模型的数字图像的方法。还可参见转让给Ormco公司的美国专利No.5,605,459、美国专利No.5,533,895、5,474,448、5,454,717、5,447,432、5,431,562、5,395,238、5,368,478和5,139,419，这些专利描述了用于控制牙齿的数字图像，以设计正牙器械的方法。

美国专利No.5,011,405描述了一种用于对牙齿数字成像并确定最佳支架位置、以用于正牙治疗的方法。在美国专利No.5,338,198中描述了对模制牙齿进行激光扫描、以形成三维模型。美国专利No.5,452,219描述了一种用于对牙齿模型进行激光扫描和对牙齿模型进行磨铣的方法。美国专利No.5,607,305和5,587,912描述了牙齿轮廓的数字计算机控制。美国专利No.5,342,202和5,340,309描述了牙弓的计算机化数字成像。

其他所关心的的专利包括美国专利No.5,549,476、5,382,164、5,273,429、4,936,862、3860803、3,660,900、5,645,421、5,055,039、4,798,534、4,856,991、5,035,613、5,059,118、5,186,623和4,755,139。

治疗的效率和结果的最高质量可取决于治疗工艺的仿真。可以制造上牙弓和下牙弓的石膏模型，将模型切割成单个牙齿模型并在所需位置处将这些牙齿模型浸入到蜡床中，从而建立出一个“装置”。此种方法允许在不用进行任何猜测的情况下模制出完美的咬合。接下来的步骤是将支架粘接到每个牙齿模型上。这将告诉正牙医师要贯穿支架缝隙，以精确地获得这个结果的丝线的几何形状。然后，可将支架位置传送到最初的咬合不正模型。为了确保支架将被精确粘接到实际患者牙齿的这个位置处，必须为每个牙齿制造小的样板，样板装配在支架和牙齿的相关部分上，并且考虑到支架在患者牙齿上的可靠布置。为了提高粘接工艺的效率，另一选择可以为将每个单个支架放置在咬合不正的模型上，然后每个牙弓都制造一个单个的、覆盖全部支架以及每个牙齿的相关部分的转移托盘。利用这种转移托盘，保证通过间接粘接实现非常迅速且更精确的粘接。

Andreiko等人的美国专利No.5,431,562描述了一种用以正牙的计算机化、器械驱动的方法。在这种方法中，首先获取牙齿的特定形状信息。根据形状信息计算出同平面的目标牙弓形态。根据以数学方式获得的目标牙弓形态计算出定制的支架槽缝的形状、支架基部和正牙弓丝的形状。Andreiko等人的方法的目的是：通过用目标牙弓形态和器械设计的确定性、数学计算来替换正牙器械设计中的人为因素，给正牙提供具有更多的可预计性、标准化和确定性。因此上述’562专利教导了来自交互式、基于计算机的系统的方法，在这种系统中，正牙医师仍然完全参与患者诊断、器械设计以及治疗计划和监控。

最近，在正牙学中，矫正技术开始提供透明的、可拆卸的矫正装置，作为新型治疗方式。在此系统中，患者的齿系的印记模型由正牙医师获得，并且经载运至远程的器械制造中心，印记模型在该器械制造中心被CT扫描器扫描。在器械制造中心生产出处于目标情况下的齿系计算机模型，并通过互联网使其可供正牙医师观看。正牙医师指示：他们希望对各个牙齿位置进行的改变。随后，通过互联网提供另一有效的模型，且正牙医师复验该修正模型，并指示任何进一步的改变。在进行若干次这种重复之后，同意目标情况。制造一系列可拆卸的矫正设备或套，并且将它们运送给正牙医师。这些套在理论上将使患者的牙齿移动到所需或目标位置。

Align Technologies公司的美国专利6,699,037描述了用于从初始的牙齿布置到最终的牙齿布置，重新定位牙齿的改进方法和系统。利用这样的系统实现重新定位，这个系统包括设置成将牙齿容纳在腔室中并在一系列至少三个连续步骤中递增地对各个牙齿进行重新定位的一系列器械，所述步骤通常包括至少四个连续步骤，经常包括至少十个步骤，有时包括至少二十五个步骤，且偶尔包括四十个或更多的步骤。所述方法和系统最通常地将以十个到二十五个连续的步骤来对牙齿进行重新定位，但是涉及很多患者牙齿的复杂情况可能需要四十个或更多的步骤。连续地利用多个这样的器械允许每个器械设置成使各个牙齿以较小增量运动，增量通常小于2mm，优选小于1mm，且更优选小于0.5mm。作为利用单个器械的结果，这些限制指的是牙齿上的任何位置的最大线性移动。当然，由连续的器械提供的运动对于任何特定的牙齿而言通常都不是相同的。因此，作为利用一个器械的结果，牙齿上的一个位置可以移动特定距离，而且之后通过随后的器械移动不同的距离和/或沿不同的方向移动。

各个器械优选包括聚合物套，其具有通常通过稍后描述的模制而形成在其中的牙齿接纳腔室。每个单独的器械被构造成使其牙齿接纳腔室具有与为器械设计的中间或末端牙齿布置相对应的几何形状。也就是说，当器械首次由患者佩戴时，一些牙齿相对于器械腔室的无变形的几何形状不重合。但是，所述器械具有足够的弹性，以适应不重合的牙齿或与其一致，并对这种不重合的牙齿施加足够的弹性力，以将牙齿重新定位成治疗步骤所需的中间或末端布置。

由Align Technologies公司制造的矫正器利用如美国专利6,471,511和6,682,346公开的立体光刻工艺。但是，这种立体光刻工艺具有若干缺点。立体光刻工艺使用的材料可能是有毒的和对人体健康有害的。立体光刻工艺以层叠的方式形成矫正器层，在患者佩戴矫正器层时，会形成隐藏病菌和细菌的空间。另外，Align Technologies公司使用的立体光刻工艺还需要在每个治疗阶段模制不同的矫正器模型，这造成很大的浪费并对环境有害。因此，存在长期以来所需要的制造牙齿矫正器的实际、有效且有用的方法。

对于利用可拆卸的牙齿矫正设备的正牙治疗的另一难题是：牙齿矫正器由于老化、使用和/或环境而通常发生变形或形状松散。例如，牙齿矫正器(例如，“套”)可能因患者佩戴过程中的咀嚼、咬合和热饮而发生变形。这种变形会影响可拆卸矫正设备的正确功能，这是因为矫正器有效地使牙齿运动的能力可取决于矫正器与牙齿的接触。

另外，牙齿矫正器在患者重复使用后可能变得松弛并打开，这使得矫正器施加于患者牙齿上的矫正力发生损失。在正牙治疗中，这会导致牙齿运动不足或不精确以及昂贵的矫正措施。

目前的可拆卸牙齿矫正设备的另一难题在于：装配到患者牙齿上的可拆卸的牙齿矫正设备的较窄的公差。可拆卸的牙齿矫正设备必须被制造得非常接近患者牙齿的表面轮廓。可拆卸牙齿矫正设备与患者牙齿之间的不匹配通常在佩戴可拆卸牙齿矫正设备时会引起不舒适。

现有的矫正器没有充分解决这些问题。例如，Martz的美国专利4,793,803公开了可插入到受者的上颚和下颚中并从其中拆卸下来，以矫正微小的咬合不正的分离器械。Martz描述了：(a)与牙齿表面紧密配合或牢固夹紧牙齿表面的相当刚硬的部分，(b)提供基部和形状的刚硬部分，和(c)插设在(a)和(b)之间，使牙齿偏置到所需位置的中间、柔软弹性部分。刚硬部分的刚度可以随着个体情况的条件而变化。在一些情况下，刚硬部分需要是有点柔性的，从而也执行中间部分的功能。

Phane等人的美国专利6,309,215描述了用于在正牙治疗工艺中可拆卸地将牙齿定位器械附接到受者的牙齿上的系统和方法。这种可拆卸的牙齿定位器械由于舒适、外观和使用容易性，因此相对于用于重新定位牙齿的传统支架而言通常是优选的。这些器械对牙齿的具体表面施加力，以引起牙齿直接运动。但是，这种类型的运动和施加的力的大小通常取决于表面特性和连接到牙齿的位置。所述器械或器械与牙齿之间的连接可能没有提供充分的固定，以对待重新定位的牙齿施加所需的力。因此，这种系统可能需要利用一个或多个附件设备，设备可以定位在牙齿上，以提供适当的物理特征。器械可以通过与牙齿矫正设备上的坑或窝的交互作用而附接到受者的牙齿上，这通常可靠性不足，尤其是在需要较大的牙齿运动的情况下。另外，经过受者使用的一段时间，矫正器也会变得松散并打开。通过坑而附接到受者的牙齿上的牙齿矫正设备会在附件上发生滑动，在正牙治疗中，这会导致不精确的牙齿运动和昂贵的矫正措施。但是，这些附件设备的具体设计和位置可以提供更有效的重新定位力，固定性能和器械保持。

在商业上最常见的可拆卸矫正设备(例如，由Align Technologies公司制造的设备)的另一问题在于：矫正设备不允许氧气经过。一个典型的治疗需要18至24个月，且在这段时间内，佩戴这种器械的患者的牙颈线一般地在一天的大部分时间内保持被覆盖住而没有空气经过。氧气不能到达牙颈线的细胞，并且所捕获在矫正器械内部的空气不容易逸出。诸如梭杆菌和放线菌的厌氧细菌通常在缺氧的环境下繁殖，并且它们会产生挥发性硫化合物(VSC)作为副产品，这会在患者嘴巴中导致难闻的气味(口臭)和卫生问题。

除了上述问题之外，许多矫正器在实现需要上颚侧向伸展的矫正方面的能力也有限。目前最常见的矫正器只能使牙齿移动，而对上颚的运动产生很小的影响。另外，传统的、用于使上颚伸展的设备难以制造出来，且不能对整个上齿弓进行矫正。例如，McSurdy的序列号为10/636,313的美国专利申请(通过参考引入其全部内容)描述了一种上颚伸展设备。因此，希望提供一种经济的、易于制造的矫正器，这种矫正器能改造包括上颚的整个上齿弓。

这里描述的设备，系统和方法示出了具有一个或多个解决上述问题中的至少一些的特征的可拆卸牙齿矫正器。这里具体描述的是下列牙齿矫正器的变体：包括具有可供固定到受者牙齿上的连接器经过并固定的通孔的牙齿矫正器、包括可控制变形的区域或织纹化表面(例如，褶皱矫正器)的矫正器、不均匀和/或多层牙齿矫正器，和可渗透流体和/或气体的牙齿矫正器。这些特征中的任一个或全部可以被组合，形成牙齿矫正器，如下文所更充分描述的那样。

发明内容

这里描述的是用于修改或矫正受者牙齿的位置的系统、方法和设备。还描述了制造这种设备的方法。特别描述了牙用器械。示出了牙用器械的任意变体，以及设计、制造和使用它们的方法。牙用器械可以为任何合适的牙用设备，包括牙齿矫正器。术语“牙齿矫正器”也可以一般指任何合适的牙用器械。

上述特征中的任一个(例如，搭扣牙齿矫正器，织纹化的、可渗透流体和/或气体的、带褶皱的、模制的、或改变厚度、刚性或其他特性的矫正器)可以单独或以任何合理的组合方式被引入作为牙齿矫正器的一部分。只为了便于描述的目的，描述或示出单个牙齿矫正器，用以强调一个或一些特征。这种布置并不旨在限制或暗示所述矫正器、系统和制造或使用这些矫正器的方法受示出或描述的实施例的限制。

牙齿矫正器可以结合这些特征：这些特征有助于将牙齿矫正器固定到受者的牙齿上的特征，用于帮助矫正器保持其构造或抵抗磨损和松散的特征，以及用于提高矫正器的舒适度和效果的特征。例如，牙齿矫正器可以为“搭扣”牙齿矫正器(其可以被固定到受者牙齿上的连接器)。牙齿矫正器可以为可渗透流体的。牙齿矫正器可以为不均匀和/或可以为多层牙齿矫正器。牙齿矫正器可以使织纹化表面的或成形为允许牙齿矫正器进行可预知的伸展或收缩。例如，所述牙齿矫正器可以为带褶皱矫正器。

搭扣牙齿矫正器可以包括下列中的一个或多个。

搭扣牙齿矫正器可以在受者的牙齿中产生矫正运动，并可包括被构造成被佩戴在受者牙齿上的牙齿矫正器(或套)，以及一个或多个通过所述设备的通孔。所述矫正器设备包括具有外表面和内表面的套部，其中所述内表面的至少一部分被构造成接触受者的牙齿。因此，所述通孔从所述正牙设备的套部的外表面延伸到达内表面。所述通孔被构造成与连接器紧密配合。

用于在受者的牙齿中产生矫正运动的系统可以包括具有一个或多个通孔的、被构造成佩戴在受者牙齿上的牙齿矫正设备，和被构造成固定到受者牙齿上的一个或多个连接器。所述连接器被构造成在所述牙齿矫正器佩戴在受者牙齿上时与所述通孔接合。

用于生产正牙治疗用的搭扣牙齿矫正器的系统可以包括：引导件，其用于规定将在牙齿矫正器上形成通孔的位置(与受者上的连接器相对应)；和定位件(定位设备)，其用于基于由所述引导件提供的信息，相对于所述牙齿矫正器对钻孔件(hole-maker)进行定位。在某些变体中，所述系统还包括钻孔件，以在由所述引导件指示的位置处，在牙齿矫正器中形成通孔，以形成搭扣牙齿矫正器。

用于在牙齿治疗中使受者的牙齿移动的方法可包括：制造待佩戴在受者牙齿上的牙齿矫正器，在牙齿矫正器中形成一个或多个通孔，将一个或多个连接器固定到受者牙齿上以与所述通孔接合，和使在所述受者牙齿上一个或多个连接器与所述牙齿矫正器的通孔接合，从而将所述牙齿矫正器固定到受者的牙齿上。

这里描述的实施方式可以提供用于制造牙齿矫正器(例如，搭扣牙齿矫正器)以及在受者牙齿上的相关接收连接器的实际方法和系统。所述矫正器可以被附接到受者的牙齿上并确保所述牙齿矫正器在受者佩戴的整个时期内按照设计的一样处于精确对准的状态。所述矫正器还可克服由于重复使用而引起的矫正器松散问题，这个问题在现有技术的牙齿矫正器中是普遍的。所述搭扣牙齿矫正器因此能保证所述矫正器产生用于在受者牙齿中实现所需运动的矫正力，这通过所述矫正器改善了正牙治疗的精确性和有效性。

所描述的牙齿矫正器中的一种公开机构包括在所述牙齿矫正器中的通孔和固定在受者牙齿上以接纳所述通孔的连接器。所公开的机构允许所述牙齿矫正器在由受者佩戴期间被有效地锁定在希望位置。因此，可显著地提高对准和保持性能。

所述搭扣牙齿矫正器通过维持矫正力更长的时期还可以延长矫正器的使用寿命。结果，可以减少去牙医诊所的次数。正牙治疗用的矫正器的材料和制造成本得以降低。由于矫正器变形所需的矫正再加工也得以显著减少，这可进一步降低正牙治疗的成本。

搭扣矫正器可以在仍然与受者牙齿接合并提供使牙齿运动的可维持的力的同时允许牙齿矫正器更薄。更薄且更低轮廓的可拆卸牙齿矫正器侵入受者嘴巴的程度更少，而且通常对于受者而言佩戴更舒适。搭扣牙齿矫正器可适用于牙齿治疗中的II类咬合矫正。

搭扣矫正器的特性在设计过程中还可以被模拟和最优化。通过改变参数，诸如搭扣连接器的数量、位置和密度，和搭扣机构中的通孔的大小和位置等，可以最优化所述搭扣矫正器的性能。所述搭扣牙齿矫正器可以通过节省成本的工艺制造，诸如真空成型，由切割机切割，通过激光束或加热器(thermal applier)进行蚀刻，和基于CNC的制造。

正牙器械可以具有在所述器械的不同部分不同的特性。在所述器械的不同区域不同的特性可包括下列中的一种或多种：颜色、织纹化、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量、硬度、导热性、热容量、压缩模量和韧性。因此，所述器械的区域由于上述一个或多个特性而可以相互不同。这里描述了具有不同特性的区域的器械的实施例(以及设计、制造和使用这种器械的方法)。

器械(例如牙齿矫正器)特性的不同可能是通过将两个或多个聚合物引入到器械中所引起的。所述聚合物可以为相同类型(例如热塑性塑料或热固性塑料)或者为不同类型。所述聚合物可以为不同的化学成分(例如，聚亚氨酯和硅酮聚合物)，或者可以为在不同条件下形成、以提供不同特性的聚合物的相同化学成分(例如，丙烯酸系聚合物)。所述聚合物可以为均聚物或共聚物，其中区域中的单体比率不同或相同。所述聚合物也可以为一种或多种聚合物混合物或合金。

所述器械可以这样制成：例如在模型中利用不同的聚合物片来形成，其中在一个或多个区域内或在整个器械中，聚合物层与相邻的层不同，或者所述器械可以这样制成：通过在器械制造过程中，以不同的加工条件对聚合物进行处理，以提供经过区域的边界但其中所述器械的区域之间的特性相互不同的连续聚合结构。

例如，用于制造多层牙齿矫正器的方法可包括：将第一层第一矫正器制造材料放置在一个或多个牙齿物理模型上，使第一层第一矫正器制造材料与所述一个或多个牙齿物理模型的表面相一致，将第二层第二矫正器制造材料放置在所述第一层第一矫正器制造材料上，和使该第二层第二矫正器制造材料与所述一个或多个牙齿物理模型上的第一层第一矫正器制造材料的表面相一致，从而形成多层牙齿矫正器。

在一些变体中，用于制造多层牙齿矫正器的方法包括：加热第一层第一矫正器制造材料，通过真空吸引作用相对于一个或多个牙齿物理模型保持所述第一层第一矫正器制造材料，沿着所述牙齿物理模型的龈线切割所述第一层第一矫正器制造材料，加热第二层第二矫正器制造材料，通过真空吸引作用相对于在所述牙齿物理模型上的所述第一层第一矫正器制造材料保持第二层第二矫正器制造材料，和沿着所述牙齿物理模型的龈线切割所述第二层第二矫正器制造材料，从而形成所述多层牙齿矫正器。

在一些变形中，多层牙齿矫正器可包括第一层第一矫正器制造材料和第二层第二矫正器制造材料，其中所述第一层和第二层中的至少一层通过加热矫正器制造材料并相对于一个或多个牙齿物理模型保持矫正器制造材料层而形成。

制造不均匀牙齿矫正器的另一方法包括：不均匀地加热矫正器制造材料片，并相对于一个或多个牙齿物理模型保持所述矫正器制造材料片，从而形成所述不均匀牙齿矫正器。

另外，用于制造不均匀牙齿矫正器的方法可以包括：以第一温度对第一部分矫正器制造材料片加热第一段时间，以第二温度对第二部分矫正器制造材料片加热第二段时间，通过真空吸引作用相对于一个或多个牙齿物理模型保持矫正器制造材料片以形成不均匀牙齿矫正器，和沿着所述牙齿物理模型的龈线切割所述矫正器制造材料片，从而形成不均匀牙齿矫正器。

正牙器械还可以是可渗透流体的。例如，牙齿矫正器可以为可渗透流体的，同时仍然提供使牙齿以所需方式移动所需的足够的强度和结构。“可渗透流体”可指的是对于流体(例如，水，唾液等)和/或气体(例如，氧气)的可渗透能力。牙齿器械可以为可渗透流体的，这是因为它包括可渗透流体材料，或者因为它由于加入有任意适当大小或形状的孔、通道或洞而为可渗透的。

例如，用于在患者牙齿中产生预定运动的套状牙齿矫正器可包括：包含可渗透流体材料的套部、所述套部的外表面和所述套部分的内表面，所述内表面与患者牙齿接触，其中所述可渗透流体材料可允许流体在患者牙齿和所述外表面附近之间相流通。

因此，用于治疗患者牙齿的方法可包括：确定患者牙齿的初始构造，确定患者牙齿的最终构造，为至少一个患者牙齿设计从所述初始构造至最终构造的运动路径，将所述运动路径分为多个连续的治疗步骤(每个步骤均具有用于一颗患者牙齿的目标构造)，和形成包含可渗透流体材料的牙齿矫正器，以使患者牙齿移动至与治疗步骤相关的目标构造。用于治疗患者牙齿的系统可包括：构造成确定患者牙齿的目标构造的计算机和被构造成形成包括套部的牙齿矫正器的设备，所述套部包括可渗透流体材料、外表面和与其中一个患者牙齿接触的内表面。所述可渗透流体材料能允许流体在其中一个患者牙齿与所述外表面附近之间相通，且所述牙齿矫正器被构造成使患者牙齿移动至所述目标构造。

可渗透流体的牙齿矫正设备可容易地允许氧气经过到达患者牙齿和齿弓中的牙颈线。通过所述牙齿矫正设备允许氧气浓度增大，能克服与由牙齿矫正设备引起的细菌繁殖相关的问题(这对于传统的矫正系统而言是个问题)。多孔通道还可以允许唾液经过所述牙齿矫正器。唾液在控制口臭和细菌繁殖中起到重要作用。唾液包含干涉细菌代谢和细菌粘附到口腔表面的蛋白质、碳水化合物和免疫球蛋白。唾液还是能够控制口腔化学环境中的口气的溶剂。因此，可以改善与佩戴可渗透流体的牙齿矫正器的患者的嘴相关的口腔卫生和口气，特别是与不可渗透或渗透性弱的器械相比而言。此外，可供氧气和唾液通过的能力不仅改善了患者的口腔卫生，而且还允许患者更少频率地清洁所述矫正器，提高了方便性。所述更少频率的清除(由于延长的佩戴时间)还能延长使用寿命，增强牙齿矫正设备的有效性。

这里描述的器械也可以是一次性的。因此，利用一次性矫正器治疗患者牙齿的方法可包括使用不止一个器械(例如，2个、3个、4个等)，这些器械对于每个治疗步骤而言是相同的。例如，利用一次性矫正器治疗患者牙齿的一个方法包括：确定患者牙齿的初始构造，确定患者牙齿的最终构造，为至少一个患者牙齿设计从所述初始构造至所述最终构造的运动路径，将所述运动路径分为多个连续的治疗步骤，每个步骤均具有用于患者牙齿的目标结构，和根据所述目标构造，形成用于至少一个治疗步骤的形状大致相同的两个或多个牙齿矫正器。形状大致相同的矫正器通常为这样的矫正器，即：当任一矫正器被放置在相同(例如，初始)的齿弓上时，所述矫正器将产生相同的牙齿运动。

用于治疗患者牙齿的方法还可包括：确定用于患者牙齿的目标构造，形成形状大致相同的两个牙齿矫正器，和利用所述两个牙齿矫正器以使患者牙齿移动至所述目标构造。

一次性矫正器可用于治疗过程的每一步骤，或者可仅用于一些治疗步骤(例如，需要佩戴相同形状的矫正器以延长时间的步骤)。在一些变体中，一次性矫正器可被提供一段预定增加的时间(例如，用于每天，每周，每月等)。因此，用于治疗患者牙齿的系统可包括：被构造成确定患者牙齿的目标构造的计算机；和被构造成形成两个用于使患者牙齿移动至目标构造的牙齿矫正器，其中所述两个牙齿矫正器具有大致相同的形状。

一次性矫正器可为患者提供方便的牙齿矫正设备。本文使用的术语“一次性”矫正器可指的是在每个治疗步骤为患者提供的冗余牙齿矫正器，从而在一个或多个治疗步骤中可使用具有相同形状的“新的”矫正器。因此，如果牙齿矫正器丢失或被损坏，在患者不需要要求另一矫正器和等待制造该矫正器并送来给她。这使得治疗和矫正器的存储对于患者而言更容易，因为不需要进行特殊关照(以防止损坏、丢失或磨损)。因此，所公开的一次性牙齿矫正器对于患者使用而言更方便。可以减少用于再定购和再定制丢失或损坏的牙齿矫正器的费用。

一次性矫正器可为患者提供更精确和有效的牙齿治疗。传统的牙齿矫正器在使用一段时间后通常松散且损失它们的用于在患者牙齿上施加希望的力的强度，这导致牙齿治疗无效和运动不精确。当在每个治疗步骤提供多个牙齿矫正器时，牙齿矫正器在它们变得松散之前可以被弃置。因此，改善了牙齿治疗的精确性和有效性。因此，能减少整体治疗时间和费用。

另外，一次性矫正器通过允许患者经常用新的牙齿矫正器更换佩戴短时间的牙齿矫正器，还改善了患者的口腔卫生。

这里描述的正牙器械还可被构造或制造成使它们防止器械产生变形。例如，牙齿矫正器可被构造成允许器械在预定区域中发生一定程度的弯曲或伸展。例如，所述器械可在其长度的至少一个区域上包括“褶皱”。褶皱的矫正器通常具有一个或多个有沟痕的、有凸脊的、或有折痕而不是光滑的表面(或区域)。例如，矫正器表面中的褶皱可呈现折皱的、折叠的或弯曲的。与没有褶皱的矫正器相比，所述褶皱可允许所述器械弯曲或伸展至更大的程度，从而防止可能损坏器械的材料应力。

用于制造用于患者牙齿的褶皱牙齿矫正器的方法可包括：开发出规定了在牙齿矫正器上的至少一个褶皱表面的数字牙齿矫正器模型，和根据所述数字牙齿矫正器模型来制造具有褶皱表面的牙齿矫正器。

在一些变体中，用于制造用于患者齿弓的褶皱牙齿矫正器的方法包括：基于患者的齿弓开发数字齿弓模型，基于所述数字齿弓模型开发数字牙齿矫正器模型，其中所述数字牙齿矫正器模型在表面上规定了一个或多个褶皱，和根据所述数字牙齿矫正器模型制造褶皱牙齿矫正器。用于制造用于患者的褶皱牙齿矫正器的系统可包括：被构造成存储指定在所述褶皱牙齿矫正器上的至少一个褶皱表面的数字牙齿矫正器模型的计算机，和被构造成根据所述数字牙齿矫正器模型制造所述褶皱牙齿矫正器的设备。

与不带褶皱器械相比，带褶皱器械可提供优点。例如，褶皱矫正器防止在重复使用后牙齿矫正器松散，这种松散在现有技术的系统中是普遍的。因此，所述褶皱牙齿矫正器能确保所述矫正器产生用于使患者牙齿产生所需运动的矫正力，这通过矫正器改善了正牙治疗的精确性和有效性。松散和力损失(这些为与传统的牙齿矫正器相关的问题)的减少或消除还延长了矫正器的寿命。因此，减少了去牙医诊所的次数。减少了用于正牙治疗的矫正器的材料和制造成本。另外，可显著减少由于矫正变形而引起的矫正再加工，进一步减少了正牙治疗的费用。

在设计过程中，可模拟并最优化褶皱矫正器的特性。通过模拟并改变褶皱参数，诸如褶皱深度、褶皱位置和方向、以及褶皱密度，可优化褶皱矫正器的性能。通过节省成本的工艺，诸如真空成型，用切割器切割，通过激光束或加热器蚀刻，或基于CNC的制造工艺，制造褶皱牙齿矫正器。

这里还描述了能够进行包括使上颚伸展的侧向矫正的矫正器。这种矫正器可被称为“侧向矫正矫正器”并用于上齿弓。侧向矫正矫正器通常包括套区域，其覆盖牙齿并接触上颚的至少一部分。矫正器设计通过模制上颚的目标位置并产生一个或多个增加步骤(如本文关于牙齿的运动所描述的一样)能促进上颚的运动。这允许对牙齿和上颚进行侧向矫正。

一般地，用于侧向矫正牙齿和/或改造上颚的矫正器包括上颚跨越区域(palate-spanning region)。为了通过矫正器向牙齿和上颚提供随后的力，所述上颚跨越区域可以包括用于相对于上颚和/或牙齿保持和/或施加作用力的支撑件。支撑件可包括任何具有结构强度的材料(例如，金属、陶瓷等)，但特别地，支撑件可包括能施加力以改造上齿弓的材料。例如，所述支撑件可以为弹簧或其他可伸展件。所述支撑件可包括在(夹在)所述矫正器的上颚区域内。这可使矫正器更舒适，并防止对舌头或上颚区域的损坏。

侧向矫正矫正器可构造用于使上颚伸展或收缩。可通过这里描述的任一方法形成其他侧向矫正矫正器。例如，所述侧向矫正矫正器可利用上齿弓模型(例如，通过真空形成一层或多层材料)形成或可通过数字模型(例如，通过CNC，光刻术等)形成。

因此，用于改造受者的上齿弓(包括上颚区域)的侧向矫正牙齿矫正器可包括具有外表面和内表面的套，以及上颚跨越区域，其中所述上颚跨越区域被构造成接触受者的上颚并提供改造受者上齿弓的力。所述套区域通常包括被构造成接触受者上齿弓的牙齿的牙齿接触区域。如本文所述，所述套区域通常接触受者牙齿的两侧(前侧和后侧)。侧向矫正矫正器的套区域通常接触存在的受者的全部牙齿(例如，包括门牙，犬牙，双尖牙，磨牙)。当受者佩戴所述矫正器时，上颚跨越区域通常覆盖至少一部分受者的上颚。例如，所述上颚跨越区域可对应于受者的硬颚的相当大的一部分。所述上颚跨越区域可对应于受者的硬颚的前侧(靠近门牙)以及受者的硬颚区域的后侧(例如，靠近磨牙)。

在一些变体中，所述上颚跨越区域还包括被构造成为上颚跨越区域提供结构支撑的支撑件。所述支撑件可跨越整个上颚跨越区域，或者可以为上颚跨越区域的一部分。所述上颚跨越区域可以由如上所述的可渗透流体的材料制成，包括通过加入贯穿其的通道(例如，通过激光打孔等)而为可渗透的材料。

这里还描述了用于使患者的牙齿上颚再成形的方法，包括：确定患者牙齿和上颚区域的初始构造(例如，通过模制或通过直接测量)，确定患者牙齿和上颚区域的最终构造，为上颚区域的至少一部分设计从所述初始构造至所述最终构造的运动路径，将所述运动路径分为多个连续的治疗步骤，并制造包括上颚跨越区域的多个牙齿矫正器，以将上颚区域改造成所述目标构造。

在下面的附图和说明书中阐明了这些牙齿矫正器的一个或多个实施方式的细节。本发明的其他特点、目标和优点通过下面的描述和附图，以及通过权利要求书将变得明白。

附图说明

附图结合在本说明书中并作为说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并与说明书一起用于说明本发明的原理：

图1A-1F示出了如这里所述的不同通孔的剖面轮廓。

图2A-2E示出了如这里所述的不同连接器的剖面轮廓。

图3示出了制造搭扣牙齿矫正器的布置。

图4示出了用于制造搭扣牙齿矫正器的系统图。

图5为用于制造根据本发明的用于牙齿治疗的一组连接的牙齿矫正器的流程图。

图6示出了新佩戴在受者牙齿上的传统牙齿矫正器的侧视图。

图7示出了已佩戴在受者牙齿上一段时间的传统牙齿矫正器的侧视图。

图8示出了新佩戴的传统牙齿矫正器和已佩戴一段时间的传统牙齿矫正器的俯视图。

图9示出了搭扣牙齿矫正器的剖面图。

图10为利用可拆卸的多层牙齿矫正器提供正牙治疗的流程图。

图11示出了具有对准特征的牙齿模型。

图12为牙齿基部俯视图，其包括用于接纳固定在牙齿物理模型上的销的多个牙槽。

图13示出了多层牙齿矫正器的第一层的制造过程。

图14示出了多层牙齿矫正器的第二层的制造过程。

图15为多层牙齿矫正器的俯视图。

图16为另一矫正器的视图。

图17示出了佩戴在患者牙齿上的多层或不均匀牙齿矫正器的剖面图。

图18示出了利用包含可渗透流体的材料的牙齿矫正器的正牙过程。

图19a示出了佩戴在患者牙齿上的新的传统牙齿矫正器的侧视图。

图19b示出了已佩戴一段时间的传统牙齿矫正器的侧视图。

图20示出了传统的牙齿矫正器在被刚佩戴和新佩戴一段时间的俯视图。

图21示出了用于制造一次性牙齿矫正器的过程。

图22为制造根据本发明的物理矫正器的流程图。

图23示出了在根据本发明的物理矫正器的基于CNC制造工艺的制备中使数字矫正器模型光滑的过程。

图24示出了将数字矫正器模型分为适合于根据本发明进行基于CNC制造工艺的分段组件的过程。

图25a-图25d示出了通过去除围绕牙间邻接区域的空间并用楔形件对它进行替换而对牙间邻接区域进行分割的过程。

图26a-图26d示出了具有允许组装而形成矫正器的特征的矫正器组件。

图27示出了由多个矫正器组件组装而成的矫正器，每个组件均包括有助于组装的特征。

图28示出了褶皱在矫正器上的布置。

图29示出了由矫正器材料片制造褶皱矫正器的过程。

图30示出了设计并制造带褶皱牙齿矫正器的过程。

图31a示出了在齿弓上的侧向矫正矫正器的一个变体的剖面图，图31b中示出了没有齿弓的相同牙齿矫正器。

图32a示出了在齿弓上的、如这里所述的侧向矫正矫正器的一个变体的立体图。图32b示出了侧向矫正矫正器的另一立体图。

图33a示出了侧向牙齿矫正器的一个变体的剖面图。图33b示出了图33a中示出的侧向牙齿矫正器的一个区域的伸展图。

具体实施方式

这里描述了牙齿器械。一般地，正牙器械(例如，牙齿矫正器)为可佩戴在受者的牙齿、牙龈或口腔的其他区域上的设备。牙齿器械通常用于治疗咬合不正。牙齿器械可包括提高器械性能的特征。这里所述的正牙器械可包括用于防止损坏或磨损器械的特征(例如，可渗透流体性，褶皱结构，模块结构，和可变化的厚度、硬度等)。牙齿器械还可包括提高器械装配性的特征(例如，搭扣特征，通孔，织纹化表面等)。

提出下面的说明书用以使本领域技术人员能制造和使用本发明。所提供的具体材料、技术和应用的说明仅作为示例。对这里所描述的示例的各种修改对本领域技术人员而言是显而易见的，且这里所限定的普遍原理在不背离本发明的精神和范围的情况下可适用于其他示例和应用。因此，本发明并不限于所描述和示出的示例，而是与所附权利要求的范围一致。

这里使用的术语“牙齿矫正器”指的是用于执行矫正牙齿运动或用于矫正咬合不正的正牙设备或器械。正牙治疗通常包括多个治疗步骤。一个或多个牙齿矫正器在每一治疗步骤都可被佩戴在受者的牙齿上。正牙医师首先确定受者牙齿的初始构造并在治疗结束时决定受者牙齿的目标最终构造。然后，制造一个或多个牙齿矫正器，以使佩戴该牙齿矫正器的受者将通过所述牙齿矫正器相对于牙齿或齿龈(牙龈)的“推”(或拉)而逐渐使他或她的牙齿重新定位。

这里使用的“受者”可以为任何可受益于使用搭扣矫正器的受者，包括正牙患者。

各个牙齿矫正器通常覆盖住受者的一些(或全部)牙齿并可延伸到齿龈(或口腔的其他区域，包括口腔顶部)。在一些变体中，牙齿矫正器可包括具有其中形成牙齿接纳腔室的聚合物套。牙齿矫正器可以通过模制而形成。每个单独的器械可被构造成使其牙齿接纳腔室具有与用于器械的中间或最后牙齿布置相对应的几何形状。也就是说，当受者首次佩戴器械时，某些牙齿相对于器械腔室的无变形的几何形状未对准。但是，所述器械具有足够的弹性来适应未对准的牙齿或与其一致，并可对未对准的牙齿施加足够的弹性力，以使所述牙齿重新定位成治疗步骤所需的中间或最后布置。在下面描述的图中以及在引入的参考文献中可以找到牙齿矫正器的示例以及额外的说明。

牙齿矫正器覆盖牙齿的那部分可以被称为牙齿矫正器的套区域。套区域通常具有内(即，牙齿接触)表面和外表面(与内表面相对)。牙齿矫正器也可考虑具有顶部区域(例如，靠近矫正器佩戴在其上的齿冠)和底部，当矫正器被佩戴在牙齿上时，所述底部可位于齿龈(牙龈)附近。侧部区域可确定在顶部区域和底部区域之间(例如，面对舌头的内侧部区域和面对嘴唇的外侧部区域)。

这里所述的牙齿矫正器还可包括下面描述的任意或全部特征(例如，搭扣牙齿矫正器、织纹化、可渗透流体和/或气体、褶皱、模块，或改变厚度、硬度或其他特性)，这些特征可以单独地或以任何合理的组合的方式被引入作为牙齿矫正器的一部分。仅为了便于描述的目的，将各个牙齿矫正器以部分的形式进行描述或示出，这些部分与这里描述的牙齿矫正器的单独强调的特征或方面一致。这种布置并不旨在限制或暗示所述矫正器、系统和制造或使用这些矫正器的方法受限于示出或描述的示例。

牙齿矫正器可以引入有助于将牙齿矫正器固定到受者牙齿上的特征，包括连接器和通孔以及织纹化接触表面。

制造牙齿矫正器

可利用受者的齿弓的数字或实际(例如，物理模型)制造牙齿矫正器。通过使受者的牙齿从它们当前的位置朝向指定的位置逐渐移动，而将受者的当前齿弓改造成目标齿弓(或一系列目标齿弓)。典型地，通过形成与齿弓的模型配合的矫正器而制成牙齿矫正器，其中所述齿弓模型与当前的齿弓略微不同。因此，牙齿矫正器提供有助于矫正咬合不正的力。在利用齿弓模型(数字或实际模型)形成矫正器的过程中，使牙齿模型平整是有益的，以使矫正器能精确地与齿弓一致，而不包括与可能干涉矫正器的舒适性和有效性的锋利边缘或空间相对应的表面。

图22示出制造如这里所述的牙齿矫正器的工艺的一个变体。首先，在步骤4110，从患者的齿弓获得三维(3D)数字齿弓模型。通过3D扫描，从患者齿弓制造的铸件可获得所述数字齿弓模型。数字模型包括三维形式的网格，其限定出整个或大部分上齿弓或下齿弓的表面。上述参考文献，2004年12月14日由Huafeng Wen提交的题为“制造用于物理齿弓模型的基部(Producing a base for a physical dental archmodel)”的美国专利申请公开了获得齿弓数字模型的细节，这里通过参考的方式引入其内容。

接着，在步骤4120，利用计算机软件，通过计算机处理使数字齿弓模型平整。平整度的一个或多个标准可以由使用者设定。从数字齿弓模型中去除不希望的特征，诸如锋利边缘、间隙和断片。当单独使用物理模型时，可以手工地使所述边缘平整，并且填充间隙(例如，利用蜡等)。

所需的平整度可以取决于具体的牙齿应用。例如，塑料矫正器不能到达进入牙齿之间的间隙，因此这些间隙在形成矫正器时可被填充。另外，也不希望矫正器在所述间隙内具有细微特征，因为这可能会对正牙治疗过程中所需的牙齿运动产生阻碍。

如下所述，平整度的标准也可由用于制造矫正器组件的工具类型确定。例如，基于计算机数字控制(CNC)的制造工艺是指自动的且计算机控制的加工。CNC机器典型地提供自动的、精确的，且恒定的运动控制。所有形式的CNC设备均具有两个或多个方向的运动，称为轴。这些轴能沿着它们的运行长度被精确且自动地定位。两种最普通的轴类型为直线式(沿着直线路径被驱动)和旋转式(沿着圆形路径被驱动)。CNC机器允许在CNC的控制下通过伺服电机启动所述运动，并通过零件加工程序对其进行引导，而不是与传统的机床所要求的那样，需要通过手动转动曲轴和手轮来进行所述运动。一般而言，对于几乎所有CNC机床而言，运动类型(快速、直线性和圆形)，使轴运动，运动的量和运动速度(进给速度)都是可编程的。在本发明中，除了基于CNC的磨铣之外，基于CNC的制造还可适于其他计算机数字控制制造加工过程，诸如立体平版印刷术、激光加工、模制以及其他类型的基于CNC的加工。

但是，为了制造物理齿弓模型，在基于CNC磨铣中的钻头通常太大而不能进入齿弓模型中的间隙和孔中。CNC磨铣通常环绕着一根轴，这使其难以在牙齿之间的间隙内加工出复杂形状。基于CNC的磨铣还在不同阶段的模型之间在精确性和可重复性方面具有限制。

可利用一些技术来去除数字齿弓模型中的间隙，以形成平整的数字齿弓模型。这些技术包括：

(1)利用原始3D受者进行布尔运算并集。可以将图形构造实体几何单元或自形成的预定几何图形插入到数字齿弓模型中的间隙内，并且然后结合最初的3D数字网格。

(2)挤压。挤压所述间隙附近的表面，以填充所述初始3D数字网格中的间隙。

(3)通过使顶点移动进行几何形状修整。通过在问题区域中指定所需的边界并将网格修整为所需的边界而封闭锋利间隙。

(4)对表面和运动进行细分。与技术3类似，为了获得更大的平整度和连续性，将齿弓表面细分为若干表面修整区域。

(5)将子零件的凸包形状用作填充在间隙中的对象。所述间隙区域首先被定位，并且然后识别确定锋利间隙的边缘的点。基于这些点计算凸包。利用布尔运算并集，将所述凸包与初始网格连接在一起，以填充所述间隙。

(6)利用参数曲面模拟，填充用于装配在间隙中的对象。

图23通过比较间隙填充之前的表面4210与间隙填充之后的表面4220示出了间隙填充的平整效果。

利用平整后的数字齿弓模型作为输入进行模拟，以检测并验证数字齿弓模型的平整度。可以利用与制造过程(诸如基于CNC磨铣或牙齿应用)所需的平整度标准相对应的模拟软件进行所述模拟。如果没有完全满足平整度标准，可以要求精修和平整。

一旦齿弓模型经平整处理后，可以基于平整的齿弓模型(例如，数字齿弓)开发矫正器模型。例如，可以利用平整的数字齿弓模型开发数字矫正器模型，如图22的步骤4130所示。数字矫正器模型典型地包括内表面和外表面。由于矫正器的内表面与患者牙齿的外表面(且有时与牙龈)接触，数字矫正器模型的内表面可近似遵循与数字齿弓模型的外表面轮廓，从而牙齿矫正器可装配(例如搭扣)到齿弓上。此外，数字矫正器的内表面和外表面可被设计成不同的形状和厚度，这可以为实现牙齿根据治疗计划的运动而施加所需要的力。

在图22概述的方法中，数字矫正器接着被分为可容易制造(例如通过CNC技术)的更小的组件，并且将它们重新组装以形成最终的矫正器。在步骤4140中，数字矫正器模型被分为适于CNC制造工艺的数字矫正器组件。数字矫正器模型中的一种典型的矫正器包括分别用于上齿弓和下齿弓、或包括多颗牙齿的齿弓的一部分的上或下矫正器。图24中示出了矫正器4300。矫正器组件4310、4320对应于齿弓模型的一部分或区域(例如，一颗牙齿的一部分，整个单独的牙齿，或有时包括几颗牙齿的齿弓的一部分)。

矫正器组件的大小，位置和数量的标准以正牙需要和制造要求为基础。正牙标准需要跟踪矫正器组件的初始位置如何和哪些组件能作为一组而一起运动以及哪些牙齿不能移动，这些矫正器组件必须被单独移动。

制造要求主要涉及数字矫正器组件的可制造性，其通常代替所述正牙标准。例如，单个牙齿可被分为多个组件，以使其模型可制造。可以利用模拟软件对分割开的数字组件进行评价，以确认它们经由具体的制造工艺(诸如基于CNC磨铣)的可制造性，这可在分割的大小、位置和数量方面建议精修。如下所述，所述模拟还可包括对组装后的物理强度的评价和估算，以确定组装后的矫正器组件的强度是否足以忍受压力形成过程中的物理作用力。

在一个变体中，数字矫正器模型在分割过程中可进行平整。不同的分割数字组件可受到不同类型或不同程度的平整，以使所述平整针对所述分割件和制造要求。

通过图22中所述的方法，矫正器模型可被分割为小的、可制造的矫正器组件，这些组件能通过自动的、精确数字加工技术被制造出来。如果需要的话，可在制造前对数字组件的可制造性进行模拟、验证和精修。因此，现在可实际制造原来不能形成的复杂矫正器形状。在从设计、测试、试验、到生产的过程中减少了浪费和循环次数。

在设计分割的矫正器和制造分割件之后，分割件可被组装以形成完整的矫正器。例如，在步骤4150中，矫正器组件加入了一个或多个特征，以有助于组装矫正器组件，以形成矫正器。这些特征可包括销、对准槽、凹口、突起、孔、互锁机构、座、夹具、和可插入特征或可附接的特征。相邻制造的矫正器组件可包括匹配的突出(例如，蘑菇形，推动销)和凹入特征(例如，孔，凹口等)，以用于附接。例如，可通过铸造而包括在模型中包括匹配的凹入和突出特征的模型来制造所述突出和凹入特征，所述模型中的凹入和突出特征均用于制造相应的突出和凹入特征。可通过简单地将突出特征推入凹入特征将相邻的矫正器组件附接在一起，例如，通过将推动销按入接纳孔中。在一些变体中，分割件可通过额外的步骤(例如，通过粘接，烧结等)而固定在一起。

当将齿弓切割成数字组件时，可对牙间邻接区域进行特殊处理。例如，牙间邻接区域可能涉及复杂性和细节，使得基于CNC的制造工艺(诸如切割或磨铣)会导致丢失细节。如图25a和图25b所示，沿着线4430可去除牙齿模型4410和牙齿模型4420之间的牙间邻接区域4440。这可通过对数字齿弓模型进行数据处理来实现。在牙齿模型4410和牙齿模型4420之间可形成较薄的间隙4450。如图25c所示，利用基于CNC的制造工艺可制造与其他可制造的数字组件类似的楔形件4460。楔形件4470能插入到间隙4450中，以完成数字齿弓模型。楔形件的制造和插入可以考虑正牙治疗过程中的牙齿模型4410、4420的运动。如图25d所示，楔形件4480可以被制成得稍稍修剪。因此，插入在牙齿模型4410、4420之间的楔形件4490能在牙齿模型4410、4420之间引起相对运动。一般地，所述相对运动可包括不同自由度的平动和方向调节。形成的齿弓模型因此能用于制造牙齿矫正器。

图26a、26b、26c和26d示出了矫正器组件4510、4520、4530、4540中的特征4515、4525、4535、4545，这些特征可允许矫正器组件4510、4520、4530、4540相互附接，形成整个或一部分物理矫正器。图26a示出了具有用于矫正器组件4510的立方基座的特征4515。图26b示出了具有用于矫正器组件4520的星形基部的特征4525。所述星形基部在矫正器组件4520与另一矫正器组件组装在一起时限定出唯一方向。图26c和图26d示出了分别包括矫正器组件4530和4540中的两个或三个销的特征4535和4545。所述两个销确保在矫正器组件4530与另一矫正器组件组装在一起时限定唯一方向。同样，特征4545中的三个销在矫正器组件4540与另一矫正器组件组装在一起时确保唯一构造。

在步骤4160中，利用基于CNC的制造工艺制造矫正器组件4310、4320。分割的数字矫正器组件被提供作为CNC对象输入给CNC机器。矫正器组件4310、4320被单独制造。在所公开的方法和系统中，基于CNC制造工艺的精度和产量高，因此作为矫正器组件的设计的一部分已经考虑并验证了可制造性。矫正器组件的通用材料包括聚合物、氨基甲酸乙酯、环氧树脂、塑料、石膏、石头、粘土、丙烯酸、金属、木材、纸张、陶瓷和瓷料。可能需要在磨铣加工过程中将组件保持在适当位置的机构。

如下文更详细的描述，数字牙齿矫正器模型可包括将在矫正器组件上产生并最终形成在物理牙齿矫正器表面上的褶皱特征。褶皱特征能被预先设计并且模拟，以减少矫正器在重复使用后发生的松散。所述褶皱矫正器或矫正器组件可根据数字牙齿矫正器模型而被制造出来。

在步骤4170，通过组装矫正器组件组装物理矫正器模型4600。图27示出如何组装矫正器组件4610、4520、4530以形成整个或一部分物理矫正器模型4600的一个示例。不同的矫正器组件4610、4620、4630在连接特征650处可相互附接或插接在一起，所述连接特征可以为销、对准槽、凹口等。

物理矫正器可以用在不同的牙齿应用中，诸如齿冠，齿桥、牙齿固定件、口腔保护和牙齿洁白应用。就矫正器制造而言，例如，正牙治疗的每个阶段均可对应于唯一的物理矫正器模型。可基于数字齿弓模型随着牙齿在治疗过程中的运动前进制造矫正器。在每个治疗阶段，可计算下一个阶段所需的牙齿位置。在步骤4180，利用上述用于改变牙齿位置的加工过程，制造物理矫正器模型。

这里描述的用于形成矫正器的方法和系统与其他系统相比，可允许在矫正器设计中改变形状和厚度。此外，所公开的方法和系统提供更广泛的矫正器材料选择范围。为确保形成最佳形状的矫正器，以在正牙治疗的每一阶段都实现所需的运动，对矫正器形状进行分析。另外，具有最优化形状的矫正器能实现现有技术所不能获得的某些运动。因此，矫正器能被制造得更薄且更美观，佩戴更舒适。制造过程可以更容易且更稳定。

矫正器组件可以标有唯一的识别标志，并以预定的顺序被组装起来和拆分。所述组装和拆分也可以根据预定的顺序自动地进行(例如，在计算机控制下通过机械手实现)。

矫正器组件还可通过压力成型而被组装起来。矫正器组件可以为中空的，并具有与数字矫正器组件相匹配的外表面，以允许矫正器组件正确的连接。矫正器组件也可预制为互锁(例如，与LEGO^TM积木类似)。矫正器组件的表面可包括标准的对准特征和附接特征，以使它们连接在一起。互锁的矫正器组件也在计算机的控制下通过机械手自动地组装。矫正器组件在组装后可分开和维修。矫正器组件之间的附接特征允许所述组件按顺序拆分。在重新组装之后，可去除、维修或更换坏掉的组件。

搭扣牙齿矫正器

一般地，搭扣牙齿矫正器包括穿过牙齿矫正器的壁部的一个或多个通孔(或通道)，以使牙齿矫正器可固定到使用者的牙齿上。为了方便起见，将这里描述的搭扣牙齿矫正器称为矫正器(或牙齿矫正器)。

通常，这里描述的搭扣牙齿矫正器也包括一个或多个供连接器通过的通孔，以将矫正器固定到受者的牙齿上，以帮助保持矫正器的形状，或相对于受者的牙齿引导力。可以使用不同类型的通孔和连接器。除了用作附接部位之外，通孔通过在矫正器中设置通道，还允许齿龈“呼吸”，通过所述通道可交换气体和流体。

通孔

任何适当的牙齿矫正器都可用作搭扣牙齿矫正器，其具有一个或多个与一个或多个连接器匹配的通孔。此外，所述通孔可以为任何合适的通孔，合适的通孔足以将矫正器固定到受者牙齿上，或帮助保持矫正器的形状，或引导力以使受者的牙齿重新排列。通孔可以形成延伸通过牙齿矫正器的厚度(例如，从牙齿矫正器的内表面到牙齿矫正器的外表面)的通道。通孔可通过连接器而被接合。通孔也可被称为“窗口”或通道。因此，通孔形成穿过矫正器的窗口或通道，潜在地提供进入牙齿和牙龈的通道。

在单个矫正器中可形成任意数量的通孔。可使用一个或多个通孔。在一些变体中，仅使用一个通孔。在一些变体中，每个由矫正器覆盖的牙齿都使用一个通孔。可基于单个受者标准(例如，基于待施加以使牙齿移动的力、受者牙齿的形状、和/或受者牙齿的布置)选择或选取通孔的数量。正牙医师或其他保健专家可选择待形成在单个矫正器上的孔的数量。孔的数量也可取决于用于形成矫正器的材料。当材料有可能因使用或老化而变形时，可以形成不止一个通孔。在一些变体中，对单独的由矫正器覆盖的牙齿可形成不止一个通孔。例如，可以在矫正器上形成一对对称定位的通孔。

通孔的数量可以与连接器的数量相对应。通常，对于每个待附接到受者牙齿上的连接器而言，在受者特定的矫正器上形成有相应的通孔。但是，矫正器可具有比连接器更多的通孔。因此，在连接器脱离、被去除或没有被使用的情况下，可以存在冗余的通孔。

通常，通孔可以位于矫正器上的任意位置。例如，通孔可以位于底部区域(位于牙齿的任一侧或两侧)，或可以位于矫正器的侧面，或可以位于矫正器的顶部区域。所述位置可以被选择，以使矫正器对受者的牙齿施加所需的力。因此，当矫正器由于牙齿与矫正器之间的力而可能滑动或被移动时，通孔可以更紧密地定位在一起。同样，为有助于将矫正器固定在牙齿上，使通孔位于矫正器的末端附近是有益的。

通孔可以为有效地与附接到牙齿上的连接器接合的任何构造。因此，通孔可具有与连接器的形状和大小互补的直径，连接器与矫正器相匹配。在一些变体中，为便于使用，所述通孔的大小可以因连接器而异。例如，全部或一部分的通孔的直径可以大于连接器的直径，从而使连接器能容易地接合通孔。所述通孔可具有恒定的直径，或变化的直径。在一个变体中，所述通孔具有较宽的开口，通孔随着它从矫正器的内表面到达外表面而逐渐缩小成较小直径。在一个变体中，通孔在通道的中部或在通道的外部具有较大直径。通孔也可具有比连接器小的直径。在一些变体中，当连接器与具有较小直径的通孔接合时，通孔可以扩张，且有助于保持接合的连接器。

所述通孔可具有任何合适的轮廓。例如，截面的轮廓(设备的内表面与外表面之间的横断面)可以为圆形，多边形(例如，三角形、方形、不对称形状，等等)。在一个变体中，所述通孔为切割穿过矫正器的缝隙，其保持封闭，直到插入连接器为止。通孔的纵向轮廓也可以是任何适当的形状。例如，所述纵向轮廓可以与连接器的纵向形状一致。因此，如果连接器具有圆头区域，所述纵向轮廓可包括所述圆头可装配在其中的腔室。

通孔也可以形成为用以固定连接器。因此，所述通孔可以(或者具有这样的区域)稍小于连接器的轮廓。在一些变体中，通孔具有为锯齿状或有边缘的纵向轮廓。例如，所述通孔可具有手风琴状轮廓。这种边缘可与连接器上的边缘匹配。通孔可以具有指向表面，诸如指向一个方向(例如，从内表面指向外表面)以使连接器与通孔可容易地接合而较不容易拉出的边缘。在一个变体中，通孔包括具有比连接器的区域更窄的直径的轮缘。因此，当连接器在通孔内必须经过轮缘卡合时，并可被锁定就位。

附加的锁定或固定设备可以容纳在通孔内。例如，通孔可容纳销、垫圈、衬垫、或其他的用于将连接器保持在通孔内的锁定或固定设备。

通孔也可被加强。因此，通孔可包括附加的结构，以防止损坏通孔、矫正器或连接器。例如，通孔可包括离开矫正器的外表面的轮缘或边缘。

如所述的，通孔可以为任何适当的尺寸。例如，通孔可具有在0.005至1mm，或0.01至0.5mm，或0.1至1mm，或0.001至0.1mm之间范围内的直径。

图1示出了可采用的通孔的其他轮廓。图1A示出了具有圆形轮廓的通孔剖面，其在通孔的长度上具有均匀的直径。在图1A至图1F中的所有图中，示出了在轮廓顶部的内表面101和在轮廓底部的外表面103。一般地，附接到牙齿上的连接器从内表面(最接近牙齿)进入通孔。图1B示出了在内表面101处具有较大开口的通孔，其逐渐缩小成较窄的开口。图1C示出了在内表面101上具有较小开口的通孔，其逐渐变大至外表面103的较大开口。在图1D中，通孔以非直线性的方式还从内表面101上的大开口变窄为小开口。或者，通孔也可从窄开口以非直线性的方式扩张成较大开口(未示出)。在通孔的任一实施方式中，从外表面或内表面开始的变化可以是渐进的，而不是突然的。例如，所述边缘可以被倒圆角或平整，这可防止产生刺激，并可有助于接合连接器。

图1E示出了锁定通孔的一个变体，其具有多个突脊107，这些突脊可与一个或能多个连接器表面接合，以在连接器与通孔接合后阻止连接器被拉出。在图1E中，突脊107从内表面101指向外表面103。虽然突1E中示出了四个突脊，但是可采用任意形状或大小的、任意数量的突脊(包括单个突脊)。另外，还可使用“长钉”或销，而不是对称的突脊(或不对称的突脊)。图1F示出了被唇缘或轮缘110加强的通孔，如上所述。

通孔还可包括附加的材料。例如，所述通孔可以被涂层或具有衬里，以增强与连接器的相互作用(例如，接触)，或者提供治疗便利。在一个变体中，所述通孔通过另一材料(例如，诸如聚合物、金属、陶瓷或它们的一些组合物的刚性材料)而被加强。在一个变体中，通孔被涂有或填充有一种材料，以有助于固定连接器。例如，所述通孔可以被涂有粘合剂。在一个变体中，所述通孔被填充有一种材料，以保持通孔的形状，直到连接器与通孔接合。例如，通孔可具有“塞子”，在连接器接合通孔时，塞子从通孔被连接器推动。在一些变体中，通孔被涂有润滑剂。

虽然图1示出了具有垂直于内外表面的轮廓的通孔，但是通孔也可以相对于内和/或外表面成任意合适的角度。例如，通孔可以成角度，从而使从矫正器外侧的出口与进入到矫正器内侧的通孔的出口相偏离。成角度的通孔也有助于将连接器固定在通孔内，且还可便于由矫正器相对于牙齿施加力。在一个变体中，通孔的角度在30°至60°之间。在一个变体中，通孔的角度近似为45°。

通孔还可构造成对连接器施加力，且因此对牙齿施加力。例如，通孔的壁可以相对于连接器施加不对称的力，这反过来又推动或拉动附接有连接器的牙齿。

相同矫正器上的不同通孔可以为不同的形状、大小和/或方向。通孔的不同形状和大小也会影响矫正器通过连接器附接到牙齿上的强度，以及连接器施加到牙齿上的力。例如，位于矫正器端部的通孔被构造成用于将矫正器固定到牙齿上，而位于矫正器上其他位置的通孔可以被构造成有助于矫正器对多颗牙齿或单独一颗牙齿施加力。

连接器

可以利用任何适当的连接器来将搭扣矫正器连接到受者的牙齿上。连接器通常附接到受者的牙齿上，以通过接合矫正器上的通孔而使矫正器固定到受者的牙齿上。典型的连接器可以为预制的(例如，在固定到受者的牙齿上之前就已成形)或者在被连接到受者上时形成。虽然下面描述的所有示例都涉及连接器被附接到受者的牙齿上，但是连接器可以附接到受者口腔的任何合适的区域上，包括受者的牙龈。

连接器可以为用于与矫正器中的通孔接合的任何适当的形状。例如，连接器可以为柱件、按钮、隆起、结节、节点、突起等等。连接器可以被成形或依尺寸制造，以与如上所述的通孔互补或一致。连接器可以为突脊、管状、球状、或不规则形状。在一些变体中，连接器为不对称形状。在一些变体中，连接器包括定向，从而使其能沿特定的方向接合通孔，这可防止连接器在通孔内产生不希望的运动(例如，松散或移位)。连接器可包括任何合适的轮廓。例如，截面的轮廓可以为圆形、多边形(例如，三角形、方形、不对称等)等。

图2示出了不同连接器的轮廓。在图2A中，连接器轮廓为栓桩或盒状。在图2A-2E中，示出了连接器附接到受者的牙齿上。图2B示出连接器的轮廓，其为光滑的“隆起”或节点。连接器通常从牙齿的表面突出，并可突出得足够远，从而当其与矫正器的通孔接合时能延伸超过矫正器的外表面(或，与矫正器的外表面平齐)。在一个变体中，连接器延伸经过矫正器的外表面，从而使连接器的边缘可放置在矫正器的外边缘上。在一个变体中，连接器没有延伸出通孔。

图2C示出具有球根状端部(例如，按钮状端部)的连接器。连接器从基部上的牙齿伸出，该基部比连接器的上部稍窄。如关于通孔所描述的一样，连接器也可以任何适当的方式成角度。例如，连接器可以从牙齿的表面以30°角、40°角、45°角、50°角、60°角、或30°与60之间范围内的角度伸出°图2D示出了与牙齿201的表面成近似45°的角度的连接器。

连接器也可包括钩子，或其他锚定件。例如，连接器的侧面或端部可包括用于在矫正器的通孔内进行固定的钩子(或突脊)，如图2E所示。在许多情况中，可以有益的是，使连接器不刺激或伤害附接有连接器的受者。因此，连接器可以为钝的。在一些变体中，连接器的端部为钝的。

连接器还可包括用于连接到锚定件或其它有助于使牙齿移动或对牙齿施加力的设备的附加位置。例如，弹性橡胶环、或其他张紧设备可附接到连接器和/或另一连接器或矫正器上。张紧设备(诸如，弹性带)可附接到例如用于拔牙和II类矫正的连接器。因此，张紧设备将提供额外的力，以使牙齿移动。在一个变体中，锚定件在经过矫正器的通孔之后也可以应用到连接器，以使连接器固定就位。例如，垫圈(例如，橡胶环)也可用作锚定件(或锚定件的一部分)。橡胶圈可以在两颗不同牙齿上的两个连接器之间连接，以作为张紧设备(施加力以移动牙齿)和锚定件。可以采用任何适当的锚定件或张紧设备。在一些变体中，牙齿矫正器可包括作为矫正器的一部分但并不直接连接到牙齿上的按钮。这些按钮可用于将张紧设备(例如，橡胶环等)附接到同一矫正器上或上下矫正器之间。

连接器可以为任何适当的大小或直径，以与通孔接合。例如，连接器的直径可在0.005至1mm之间，或在0.01mm至0.5mm之间或在0.1mm至1mm之间，或在0.001mm至0.1mm之间。另外，任意适当数量的连接器可被用于连接到矫正器上，且因此可被固定(定位)到受者的牙齿上。例如，受者可具有一个、两个或多个固定到他或她的牙齿上、以与矫正器的通孔接合的连接器。

连接器可在任何适当的一个位置或多个位置处定位在牙齿上，以接合矫正器。在一些变体中，连接器在受者牙齿上的位置可由正牙医师或医师确定。例如，正牙医师可确定应该如何定位连接器、以最佳地固定矫正器，或最佳地对牙齿施加力。连接器可以在通孔已经形成在矫正器之前或之后被固定到受者的牙齿上。

任意适当的材料可用来形成连接器。例如，连接器可由树脂、环氧树脂、结合剂、聚合物、金属、陶瓷、或它们的任何组合物构成。连接器可由医用材料或生物惰性材料形成。连接器也可由在颜色和/或纹理上与受者的牙釉类似的材料构成。在一个变体中，连接器利用与形成连接器本身的材料相同的材料而被固定到受者的牙齿上。例如，作为将连接器附接到受者牙齿上的同一步骤的一部分，连接器可由可被模制成连接器形状的UV交联材料构成，并且利用UV光而硬化(聚合)，以形成连接器。连接器作为独立的步骤的一部分也可被附接。可使用机械或化学附件。例如，连接器可通过螺钉、结合剂等而被附接。连接器的形状可适于帮助将连接器固定到牙齿上。例如，连接器可具有粗糙边缘表面，以粘接到牙齿的表面上。

如上所述，连接器可被预制，或在附接时形成。在一个变体中，利用样板在受者的牙齿上定位并形成连接器。样板可与矫正器类似(并可通过类似的过程被形成，如所引入的参考文献所述)。在一个变型中，样板为搭扣矫正器，具有通孔。样板装配在患者牙齿上，并且可包括连接器待位于牙齿上的间隙或开口(负空间)。负空间也可成形为与连接器类似。交联材料(例如，聚合物)可被装载到这些负空间中。然后，可处理由交联材料形成的样板，以处理(交联)负空间中的材料，形成连接器，并同时将它们粘接到牙齿表面上。例如，交联材料可包括UV交联聚合物。

制备或制造搭扣矫正器

如本文描述的搭扣矫正器可通过在与受者牙齿上的连接器相对应的牙齿矫正器中形成孔而制成。可利用制造搭扣矫正器(包括形成孔)的任何合适的方法。

一般地，利用引导件来指示在矫正器上的设置通孔的位置。引导件可由正牙医师或医师形成，以指示设置通孔和/或连接器的位置。所述引导件可以为手动引导件(例如，图表)或计算机引导件(例如，用于存储位置的计算机或计算机化设备)。引导件可基于相对坐标系统指示位置。例如，引导件可基于与矫正器的位置相对应的受托标志(fiduciary mark)指示位置。因此，引导件可包括利用计算机存储通孔在矫正器上的所需的位置。在一些变体中，计算机可用于控制形成引导孔的过程(例如，通过控制钻孔机和/或定位器)。在一些变体中，计算机可用于计算通孔或连接器的所需数量和/或位置。计算机也可用于帮助正牙医师和/或医师定位通孔和/或连接器。例如，计算机可画出、绘制、或计算通孔/连接器在牙齿上的不同位置的结果。

图3示出了制造搭扣牙齿矫正器的示例性方法。形成矫正器的材料片310附接到片保持器上，并且然后被提升到加热元件附近。片可由一种材料的均匀分布而形成，或可由多层不同材料构成。在矫正器形成材料被加热指定时间之后，片保持器被按压在基板上的受者的齿弓模型上。真空泵去除基板底部的空气，以使软化的矫正器形成材料松弛并配合地形成在受者齿弓模型的表面周围。这个矫正器的形成过程被称为真空成型。

在一个实施方式中，受者的齿弓模型包括对准标记，该对准标记在真空成型过程中可被复制到矫正器形成的材料片310上。复制的对准标记320形成在矫正器350上。数字齿弓模型获得受者的牙齿模型的形状信息和关于对准标记的信息。数字齿弓模型还指定待形成在受者牙齿上的连接器的位置，以接纳通孔。基于数字齿弓模型开发数字牙齿矫正器模型，以在特定的治疗步骤中使受者的牙齿移动。数字牙齿矫正器模型指定通孔330在牙齿矫正器350中的位置和大小，所述通孔处于与受者牙齿520上的连接器(例如，突起530，540)对准的位置。

图4示出了用于制造搭扣牙齿矫正器的系统400的方框图。矫正器410被保持在台阶415上。计算机420存储数字矫正器模型和关于待在矫正器410上形成的通孔330的信息。钻孔设备430安装在二维或三维定位系统440上。定位系统440首先在计算机420的控制下将复制的对准标记320定位在片310上。定位系统440参照复制的对准标记320确定坐标系统。定位系统440然后根据数字矫正器模型将钻孔设备430移动到用于通孔330的希望位置。然后，能以任何合适的方法(包括机械钻头和大功率激光束)钻出通孔330。然后，沿着牙龈线340切割矫正器形成的材料片310，以获得能装配到受者牙齿上的搭扣矫正器350。

在另一实施方式中，矫正器410安装在定位器、而不是钻孔设备430上。定位器能在矫正器和钻孔设备430之间产生类似的相对运动。首先，利用辅助的对准标志形成坐标系统。然后，使矫正器410移动到允许在所希望的位置处钻出通孔的位置。

在一个方面中，上述的系统400可以为基于计算机数字控制(CNC)的制造系统。在另一实施方式中，根据数字牙齿矫正器模型由基于CNC的制造系统制造矫正器组件。还根据数字牙齿矫正器模型形成通孔。牙齿矫正器组件顺序组装以形成搭扣牙齿矫正器。

如前文所述，矫正器可以被制造成具有存在于所述设备中的通孔(包括通过模制、CNC方法等制造)。另外，由于受者的治疗在治疗过程中可以进行再次评估或修整，在治疗过程中也可以修整连接器(和/或通孔)的位置。

利用搭扣牙齿矫正器

图5示出了利用根据本发明的搭扣牙齿矫正器的过程的示例。牙齿矫正器被设计用于步骤510中的每个治疗步骤。牙齿矫正器设备在步骤520中被制造出来。制造技术可包括真空成型、磨铣、立体光刻、激光加工、模制等等。根据本发明，然后在步骤530中，在牙齿矫正器中形成通孔。例如，可利用机械钻头或激光束钻出通孔。接着在步骤540，在待被搭扣(例如，接合)在牙齿矫正器中的通孔内的受者牙齿上形成连接器。例如，连接器可包括预制组件，其通过粘合剂和/或UV辅助聚合而被胶粘到受者的牙齿上。如在步骤550中所述，然后，具有通孔的牙齿矫正器被装配地放置在所述的受者牙齿上。受者牙齿上的连接器处于与牙齿矫正器中的通孔对准的位置处。在步骤560，然后牙齿矫正器挤压受者牙齿，以将连接器搭扣到通孔中。

所公开的搭扣牙齿矫正器可帮助克服上述矫正器松散问题。图6示出了新佩戴在受者牙齿620上的牙齿矫正器610的侧视图。矫正器通常为套状，包括套部、顶部和底部。套部的内表面与受者的牙齿接触。牙齿矫正器610正确地装配在牙齿的底部，在底部处，牙龈将牙齿与根部分开。新佩戴的矫正器610在正牙治疗中能提供适当且有效的力以使牙齿运动。

图7示出了已经佩戴在受者牙齿720上、使用了一段时间(诸如，几天或一周)的矫正器710的侧视图。牙齿矫正器710的下部715松散并打开，这阻止牙齿矫正器710在牙齿的底部施加适当的应力。因此牙齿矫正器710不再产生有效且精确的牙齿运动。牙齿矫正器的不同部分可以类似地松散不同程度。

图8示出了新佩戴在受者牙齿810上的传统牙齿矫正器800的俯视图。在其已佩戴一段时间之后，同一牙齿矫正器820松散并松开。矫正器不再对牙齿810施加以使牙齿按照治疗所需而运动的有效力。

图9示出了搭扣牙齿矫正器910的剖面图。搭扣牙齿矫正器910包括套部911、顶部912和底部913。搭扣牙齿矫正器910还包括通孔935和945。连接器930和940形成在受者牙齿920上，对准通孔935和945。连接器930和940可以由例如通过粘合剂和/或UV辅助聚合胶粘到受者牙齿920上的预制组件形成。连接器930和940示出为柱件。

一个或多个连接器930和940可以固定在受者牙齿上。连接器930和940可以固定到套部911、顶部912和底部913中的一个或多个上。例如，连接器930和940以及通孔935和945可形成在底部913的附近，以防止牙齿矫正器910在牙龈线附近松散或打开。

当牙齿矫正器910相对于牙齿920被挤压时，连接器930和940能搭扣到通孔935和945中。牙齿矫正器910通过搭扣机构被拉向牙齿920，以与受者牙齿920接触。

不均匀的牙齿矫正器

牙齿矫正器还可被制造成具有多层(例如，2层或更多层)。多层可允许矫正器耐磨，且使用者佩戴更舒适(和更精确)。每一层均可包括具有不同特性(例如，诸如刚性、弹性、硬度、表面摩擦性、疏水性等)的材料(或材料的一区域)。下面描述具有这种不同层的矫正器的示例。

图10示出了用于为患者提供精确的正牙治疗的过程和形成不均匀或多层正牙器械的一个示例。在这个过程中，在步骤1010中，测量患者牙齿的初始结构。患者牙齿的初始结构包括在治疗开始前患者牙齿的位置和定向。所述测量可包括形成患者的上齿弓和/或下齿弓的牙印。然后，测量牙印的表面位置，以确定患者牙齿的位置和定向。在上述参考的由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,159，题目为“生产用于精确地接纳牙齿模型的基部(Producing a base foraccurately receiving dental tooth models)”的美国专利申请；由HuafengWen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,157，题目为“生产用于齿弓模型的精确基部(Producing accurate base for dental arch model)”的美国专利申请公开了对牙印进行测量的细节。可以采用任何适当的方法来制造不均匀或多层矫正器，包括在这里示例中所描述的那些。

正牙医师在步骤120中确定患者牙齿的最终构造。在计算机软件的帮助下，或不在计算机软件的帮助下，正牙医师在步骤1030设计规定患者牙齿的运动路径的治疗方案。牙齿运动应避免使牙齿相互碰撞。在步骤1040，将运动路径分为多个连续的治疗步骤。例如，分为十个至四十个步骤。

在物理牙齿模型的帮助下可制造多层或不均匀牙齿矫正器。物理牙齿模型可在步骤1050被制造出来，并可包括使它们可组装在一起或组装到牙齿基部上的对准特征。在步骤1060，物理齿弓模型可形成在牙齿基部上，牙齿基部具有用于接纳物理牙齿模型的接纳特征。患者牙齿的物理牙齿模型可被制造和被用于一个或多个治疗步骤。牙齿基部能包括用于接纳牙齿模型的多个接纳特征。牙齿模型能包括与接纳特征相匹配的对准特征。牙齿基部能包括均对应于一个或多个治疗步骤的不同构造。在不同的治疗步骤，利用物理齿弓模型可方便且便宜地制造牙齿矫正器。治疗步骤之间的物理牙齿模型和牙齿基部的共用显著减少了治疗时间和成本。在上述参考的并共同转让的美国专利申请中公开了所述治疗系统和方法的不同步骤。

物理牙齿模型能在第一治疗步骤之前被制造，或者如果任一牙齿模型磨损或损坏时在任一随后步骤中被再次制造。也可一次制造多个牙齿模型，以节省组装时间和处置费用。在一个示例中，能利用铸造腔室中的反牙印来模制物理牙齿模型。铸造腔室可以填充有可延展的铸造材料。铸造腔室可以是密封的。铸造材料通过加热、加压、和/或UV辐射而固化。因此，能通过去除固化的铸造材料而获得患者齿弓的物理齿弓模型。物理齿弓模型能被分为多个牙齿模型。在物理齿弓模型上可同时模制出一个或多个参考标记，以使指向物理齿弓模型的表面能精确地移动回到用于反牙印的原始坐标。模制物理齿弓模型的细节公开在上述参考并共同转让的由Huafeng Wen于12/14/2004提交的序列号为No.11/013,160，题目为“用于铸造物理牙齿模型的系统和方法(System and methods for casting physical tooth model)”的美国专利申请和由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,823题目为“用于制造和构成物理齿弓模型的方法和装置(Method andapparatus for manufacturing and constructing a physical dental archmodel)”的美国专利申请中。

图11中示出的物理牙齿模型1200可包括牙齿模型主体1220和一个或多个对准特征1210。如图12所示，对准特征可包括可附接到牙齿基部1300上的接纳特征的销、突起、螺柱、插槽、缝隙、孔或其他特征。通过将对准特征模制到可延展的铸造材料中，能在模制过程中同时形成这些对准特征。例如，销可在可延展的铸造材料固化之前插入到该材料中。或者，在形成物理齿弓模型之后且在物理齿弓模型被分成物理牙齿模型1200之前，在物理牙齿模型1200中形成对准特征1210。例如，对准特征1210能包括可由钻孔系统在物理齿弓模型上钻出的插槽。在上述由Huafeng Wen于11/2/2004提交的题目为“生产用于精确地接纳牙齿模型的基部(Producing a base for accurately receivingdental tooth models)”的美国专利申请中公开了获得具有对准特征和3D参考位置的物理齿弓模型的细节。

图12是包括用于接纳多个牙齿模型的螺柱的多个插槽1310、1320的牙齿基部1300的俯视图。插槽1310、1320的位置可由患者齿弓中的初始牙齿位置或在正牙治疗过程中的牙齿位置确定。基部1300可以为如图12所示的板状，其包括多对插槽1310、1320。每对插槽1310、1320都适于接纳与物理牙齿模型相关的两个销。每对插槽包括位于齿弓模型内侧上的插槽1310和位于齿弓模型外侧上的插槽1320。

牙齿基部1300上的插槽1310、1320与牙齿模型1200上的对准特征1210互补和相匹配。插槽可由在计算机的控制下的设备钻出。插槽的位置可移到牙印中的参考标记处。一般地，接纳特征和对准特征可包括销、突起、螺柱、插槽、缝隙和孔中的一个或多个。在步骤1060，物理牙齿模型1200附接到牙齿基部1300上，以形成齿弓模型。齿弓模型可以为用于患者的整个上齿弓或下齿弓，或患者的上齿弓或下齿弓的一部分的模型。

可通过真空成型或热形成矫正器制造多层牙齿矫正器。多层牙齿矫正器能包括在两个或多个步骤中形成的两层或多层。不同的层可由具有不同特性的不同牙齿矫正器材料制成。例如，外层可具有比内层更高的硬度，以在使用过程中提供耐受咀嚼、咬合等的耐用性。外层还可包括对升高的温度比较不敏感的材料，从而当患者喝热饮和吃热食品时不会发生变形或松散。外层能具有与患者牙齿大致相同的颜色和类似的纹理，以使外观更美观。

外层可比内层更软。较软的外层能有助于患者的上齿弓和下齿弓的牙齿之间的配合。例如，外层可包括生物相容的材料(例如，诸如类似各种PTFE和可膨胀的PTFE的多氟烃，聚丙烯，聚乙烯，聚甲醛，聚碳酸酯，包括诸如尼龙、聚苯醚和聚氨酯的聚酰胺的聚酯或者包括聚硅氧烷、天然橡胶、丁苯橡胶、羧基丁苯、丁晴橡胶、羧基丁晴橡胶、氯丁橡胶、聚丁二烯橡胶、硅橡胶、和丙烯酸酯橡胶的弹性聚合物，或许为硫化材料，和其他弹性材料)。其他软材料可包括泡沫聚合物(例如，泡沫聚氨酯，泡沫聚苯乙烯、泡沫聚丙烯等)。

内层可具有与外层不同的颜色。内层可比外层更软，以使多层牙齿矫正器对于患者而言佩戴更舒适。较软的内层还可允许与患者牙齿接触的范围更宽，从而使更容易装配到患者牙齿。内层可具有与外层不同的表面特性。例如，内层可为具有纹理的，或可包括更易于粘附到口腔中的结构(例如，牙齿)上的材料。较软的内层的配合还可允许对制造矫正器的精度公差要求宽松。

牙齿矫正器因使用而产生的变形在理论上可通过使用单层较硬的牙齿矫正器材料来克服。但是，较硬的矫正器对患者而言佩戴不舒适。较硬的矫正器还使得与患者牙齿的接触区域较窄。在所公开的系统中，具有不同特性的不同牙齿矫正器层的组合能克服所述矫正器变形问题，而不会使患者感觉不适。

任何合适的生物相容的(例如，无毒的等)材料可用作构成矫正器的硬材料，包括聚合物(例如，多氟烃、聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酯和聚亚氨酯等)、金属、陶瓷、和这些材料的组合物。当然，矫正器的不同层的“硬度”和“软度”是相对的术语，其可反映材料的表面硬度、结构硬度、弹性和/或刚性的比较测量。另外，相同材料的相对较硬形式和相对较软形式可用作本文所述的矫正器的不同层(或相同层的不同区域)。

不均匀的牙齿矫正器可包括一层或多层聚合材料，其中聚合物层的区域在结构上与邻接区域连续(与通过将两个不同的膜相互粘接在一起而形成的不连续区域或界面相比较)，但特性互不相同。不同的范围或区域具有如上列举的不同物理特性。例如，外部可具有比内部更高的硬度，以提供在使用时耐受咀嚼、咬合等的耐用性。外部也可包括对升高的温度不敏感的材料，从而当患者喝热饮和吃热食品时不发生变形或松散。或者，外部可以比内部更软，以为患者的上齿弓和下齿弓的牙齿之间提供更好的配合。外部可具有与患者牙齿大致相同的颜色和类似的纹理，以使其外观更美观。

内部可比外部更软，以使不均匀牙齿矫正器对于患者而言佩戴更舒适。较软的内部可为牙齿矫正器提供柔性并允许更好地接触患者牙齿，使得更易于配合患者的牙齿。另外，由较软内部的柔性提供的较容易配合使得对矫正器制造的精度公差要求宽松。

如图10所示，在步骤1070形成第一不均匀牙齿矫正器。在步骤1080的治疗步骤中，患者佩戴第一不均匀牙齿矫正器以使牙齿移动到目标构造。以类似的过程在步骤1090中形成第二不均匀牙齿矫正器。在步骤1095的下一个治疗步骤中，患者佩戴第二不均匀牙齿矫正器，以使牙齿移动到目标结构。患者能在每个治疗步骤佩戴一个或多个不均匀牙齿矫正器。每个矫正器可被佩戴一段时间，诸如几个小时至几周。通过反复治疗步骤而使患者牙齿移动到最终构造，从而完成治疗过程。由不均匀牙齿矫正器引起的牙齿运动可以不通过治疗方案来设计。由一个或多个不均匀矫正器引起的牙齿运动能被测量。测量可作为对治疗方案的调节的反馈。

如图13所示形成了多层牙齿矫正器的第一牙齿矫正器层。第一矫正器制造材料片1410可被附接到片保持器上，并且然后被提升到加热元件附近。在片1410被加热指定时间后，片保持器被按压或保持抵靠于牙齿基座1300上的患者物理牙齿模型。在这种情况下，提供上齿弓模型和下齿弓模型，以使上矫正器和下矫正器可同时形成。真空泵通过牙齿基部1300中的吸气孔去除牙齿基部1300底部的空气。抽气使得软的第一矫正器制造材料与物理牙齿模型一致。片1410因此配合地形成在环绕物理牙齿模型的牙印线1420的齿弓模型表面周围。然后，片1410被冷却和硬化，且形成贯穿片1410的孔。

如图14所示，在步骤1075形成多层牙齿矫正器的第二牙齿矫正器层。第二矫正器制造材料片1510可附接到片保持器上，并且然后被提升到加热元件附近。在片1510被充分加热之后，片保持器在牙齿基部1300上的患者物理牙齿模型上方保持在片1410上。真空泵通过形成在片1410中的孔去除牙齿基部1300底部处的空气，以使软的第二矫正器制造材料与片1410的表面一致。

在片1510被冷却和硬化之后，片1410和片1510然后沿着牙龈线1420被切割开，以形成多层牙齿矫正器层1530。图15是包括第一矫正器层1620和第二矫正器层1630的多层牙齿矫正器1610的俯视图。各个弓形的矫正器可相互分开。在一些变体中，第二层由与第一层不同的方法形成。例如，第二层可通过挤压、浸渍、涂敷、沉淀等而形成在预制的第一层上。在一些变体中，第一和第二层可在形成于牙齿模型上之前结合在一起，并且然后(一起)形成在所述的牙齿模型上。

不同的层(例如，第一和第二层)可相互直接附接，或可利用粘接剂连接不同的层。

在另一布置中，每个牙齿矫正器层均可被分开切割。在片1410与物理牙齿模型一致之后，沿着牙龈线1420切割片1410，以获得第一矫正器层1430。然后，片1510被加热并保持抵靠着物理牙齿模型之上的第一矫正器层1430。在冷却后，能沿牙龈线1420切割片1510以形成包括第一矫正器层1620和第二矫正器层1630的多层牙齿矫正器1610。

在另一布置中，两个或多个聚合物片可相互叠置以形成一个片，该片被加热并真空形成在齿弓模型上，以提供多层牙齿矫正器。

图16为佩戴在患者牙齿1710上的多层牙齿矫正器1700的剖面图。多层牙齿矫正器1700包括与牙齿1710接触的内矫正器层1720和外矫正器层1730。外矫正器层1730能提供强度和耐用性，这有助于防止矫正器尤其是沿牙龈线的变形和松散。内层可由较软的材料形成，从而能与患者牙齿1710更好地接触。多层牙齿矫正器1700的多层结构因此能提高矫正器的性能并延长使用时间。制造强度和矫正器成本也得以降低。

多层牙齿矫正器1700中的不同牙齿矫正器层还能包括相同的材料。也就是说，不是由一层厚的相同矫正器制造材料形成牙齿矫正器，而是利用真空成型，由多层较薄的矫正器制造材料形成矫正器。较薄的层比单个较厚层更易于与物理牙齿模型一致。

另外，在利用较薄层形成器械的情况下，可利用更广范围的聚合物。在利用较厚膜的情况下，完全不同特性的聚合物可相互分层。较薄膜允许聚合物片之间接触更紧密且因此有助于使膜相互粘接。

牙齿矫正器也可形成为使其具有特性不同的部件或部分。图16的不均匀牙齿矫正器1710由具有不同特性的部分的聚合物片形成。例如，在真空成型过程中，可利用不同的热辊型形成不同的部分。不均匀牙齿矫正器1710的一些部分相对于例如部分1720，能以更高的温度被加热和/或加热更长的时间。利用计算机上的软件可以设计聚合物片的温度分布，以产生所需的特性分布。替代性地或另外地，可通过由真空抽吸产生的不同压力分布而形成不同的部分。牙齿基部中的孔的大小和密度可被形成，以获得压力分布，使得矫正器制造材料的聚合物片在真空成型过程中能承受不同程度的保持力。

图17是佩戴的患者牙齿1810上的不均匀牙齿矫正器1800的剖面图。不均匀牙齿矫正器1800能包括内侧部分1820和外侧部分1830。内侧部分1820和外侧部分1830的特征为具有不同值的一个或多个物理特性。例如，它们可具有不同的压缩、弯曲或扭转弹性常数。它们也可具有不同的热特性。

在一个布置中，外侧部分1830能提供用于耐受咀嚼和咬合的强度和耐用性。内侧部分能由较软的材料制成，从而能与患者牙齿1810更好的接触并防止矫正器尤其是沿牙龈线产生变形和松散。因此，不均匀牙齿矫正器1800能改善矫正器性能并延长使用时间。制造强度和矫正器成本也能得以降低。

牙齿矫正器的材料的具体示例包括下列聚合物：丙烯酸、甲基丙烯、丙烯酸盐、异丁烯酸、碳酸盐、氨基甲酸乙酯、尿素、环氧树脂、和其他聚合材料。内矫正器层和外矫正器层或不同部分的材料选择可包括不同的材料或同一材料族但具有不同组分(例如，不同聚合程度)。矫正器材料可具有下列总体特性：容易进行真空成型或模制、能够被挤压呈膜或细丝、强度足以防止发生断裂、柔性、忍受轻度加热的相对较高的熔化温度、足以抵抗变形的强度、柔韧性、和入口安全的食品级。优选材料是透明的或接近患者牙齿的颜色的材料。其他可用于矫正器制造的普通材料包括已描述的那些，包括聚合物、石膏、石头、粘土、金属、木材、纸张、陶瓷和瓷料。

矫正器制造材料还可包括多孔材料，以允许空气和液体通过，从而减少细菌繁殖和患者口气。通路或通道也可包含在矫正器中(例如，被形成或随后被切割或钻孔)。如下文将进一步描述的，多层牙齿矫正器的表面或结构也能为褶皱的，以进一步提高耐用性并减少由于使用而产生的变形和松散。在各种布置中不同特性的牙齿矫正器的制造细节还被公开于上述参考的由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,497，题目为“用于制造和构成牙齿矫正器的方法和装置(Method and apparatus for manufacturing and constructing a dentalaligner)”的美国专利申请，由Liu等人于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,301，题目为“用于提供精确的正牙治疗的牙齿矫正器(Dentalaligner for providing accurate dental treatment)”的美国专利申请，由Liu等人于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,297，题目为“生产用于正牙治疗的褶皱产生牙齿矫正器(Producing wrinkled dental alignerfor dental treatment)”的美国专利申请，由Huafeng Wen于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,300，题目为“可渗透流体的牙齿矫正器(Fluid permeable dental aligner)”的美国专利申请，和由Huafeng Wen于3/7/2005提交的序列号为No.11/074,298，题目为“一次性牙齿矫正器(Disposable dental aligner)”的美国专利申请。

在图10的步骤1080的治疗步骤，患者能佩戴一个或多个多层牙齿矫正器。每个矫正器能佩戴一段时间，例如几个小时到几周。结束治疗步骤后，在步骤1090为下一治疗步骤制造一个或多个多层或不均匀牙齿矫正器，以供患者在步骤1095下佩戴。由多层牙齿矫正器引起的牙齿运动可以不通过治疗方案设计。由一个或多层或不均匀矫正器引起的牙齿运动能被测量。测量可作为治疗方案的调节的反馈。

在器械的区域中可以不同的特性包括颜色、纹理、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量、硬度、导热性、热容量、压缩模量和韧性。区域通过上述列举的一个或多个特性而相互不同。

例如，器械接触或接近齿龈的第一部分的弯曲强度可低于器械接触牙齿的第二部分的弯曲强度。较低的弯曲强度允许第一部分更好地与齿龈一致，从而提供更舒适的器械。同样，器械接触或接近齿龈大的一部分的弯曲模量可以低于器械接触牙齿的另一部分的弯曲模量。

器械的外部的导热性可低于内部的导热性。外部聚合材料较低的导热性使牙齿与会使牙齿和已被牙齿运动激活的神经恶化的温度隔离。同样，器械外表面上的材料可具有比内表面上的聚合物更高的热容量，从而外表面吸收热，而不会使温度升高至令人感觉不适的水平。

器械的各个区域的压缩模量可以不同。例如，器械承受牙齿研磨力或由咬紧颚而施加的力的区域可具有比例如沿牙齿侧壁的部分更低的压缩模量，从而允许聚合物在一定程度上提高舒适度。

器械的颜色和纹理可被设置得用以增强舒适度和/或外观。器械的不同部分的颜色可以不同。器械接触牙龈组织的部分可以为粉红色，而器械接触牙齿的部分可以为白色。同样，器械的各个区域的纹理可以不同，从而可更好地与牙龈组织和牙齿相匹配。

所公开的系统、设备和方法可包括下列优点中的一个或多个。所公开的系统和方法可提供用于使患者牙齿移动的耐用的牙齿矫正器。牙齿矫正器可由具有一外部硬层和一层或多层相对较软的内层的多层构成。较硬的外(内)层可确保牙齿矫正器在牙齿矫正器的使用过程中抵抗机械和热冲击。牙齿矫正器可避免当前牙齿校正设备中的变形和松散问题，并在希望的治疗步骤中能保持对牙齿运动的矫正力。

所公开系统的另一优点在于，牙齿矫正器对于病人而言佩戴更舒适。牙齿矫正器可包括与患者牙齿接触的相对较软的内层。较软的内层确保用于从矫正器向患者牙齿传送力的大的接触区域。较软的内层还在矫正器制造中提供更宽的公差范围，因为矫正器在患者牙齿上的装配对牙齿矫正器的外层的确切形状较不敏感。因此，能降低制造和再加工的费用。

所公开的系统和方法可提供用于使患者牙齿运动的耐用牙齿矫正器。牙齿矫正器能包括一层或一个区域不均匀分布的矫正器制造材料。矫正器制造材料在上齿弓的患者牙齿与下齿弓的牙齿之间的接触区域中可以较硬，这确保不均匀牙齿矫正器在其使用(诸如咀嚼、咬合等)过程中抵抗机械和热冲击。

矫正器层的特定部分的矫正器制造材料可在一些区域中较软，从而具有柔性并能更好地接触患者牙齿。更软且更具有弹性的材料可允许不均匀牙齿矫正器更紧密地包围患者牙齿的牙龈线。能防止当前牙齿矫正设备出现的变形和松散问题。不均匀牙齿矫正器因此能在希望的治疗步骤中保持对牙齿运动的矫正力。矫正器制造材料的较软区域确保更大的接触区域，以用于通过不均匀矫正器向患者牙齿传送力。

由于不均匀牙齿矫正器中的固有柔性，因此不均匀牙齿矫正器在矫正器制造过程中提供更宽的公差范围。不均匀牙齿矫正器在患者牙齿上的装配可对牙齿矫正器的确切形状较不敏感。因此能降低制造和再加工费用。不均匀牙齿矫正器还可对于患者而言佩戴更舒适，因为其更易于装配到患者牙齿上。

这里所述的器械和方法不是美国专利No.6,183,248和6,524,101所公开的那些，下面通过参考的方式引入这些专利的全文。

除了具有不同层的矫正器之外，这里描述的矫正器还可包括具有不同材料性质的区域的单个层。例如，形成矫正器的材料(例如，聚合物)可进行不同的处理(通过热、光、化学处理等)。例如，矫正器的内侧区域可被加热，以进一步使矫正器材料聚合，造成较硬的内表面。在另一变形中，对矫正器的内表面进行处理，以使其具有与外表面相比粗糙的表面。

可渗透流体的矫正器

如上简述，器械可以为可渗透流体的。例如，可利用可渗透流体的材料制造可拆卸的牙齿矫正器，以允许流体在牙齿矫正器的外表面和内表面之间流动，或对可拆卸牙齿矫正器进行处理，以使其可渗透流体。因此，可渗透流体的器械可包括允许空气和液体通过其渗入患者牙齿的孔或微小通道，这抑制了VSC产生病菌的患者口腔中繁殖并改善了患者口腔卫生。留在牙齿矫正器中的空气也能连续地循环流通，这有助于抑制厌氧细菌的不自然的产生以及与之相关的口臭。经过可渗透材料到达患者牙齿的牙颈线的氧化唾液可减少细菌VSC的量，从而减少产生口臭的危险。

可渗透流体器械可对任何流体(例如，液体和气体，尤其是水或唾液)而言都是可渗透的。所述孔可对应于器械中的通道、通路或开口。如下文进一步所描述的，可采用任意适当尺寸(尺寸范围)的孔。在一些变体中，器械只有一个区域是可渗透流体的。

图18示出了用于生产由可渗透材料制成的牙齿矫正器的过程。虽然图18描述了形成可渗透流体的牙齿矫正器的一种方法，但是也可采用任何适当的方法。在正牙治疗中，首先在步骤2810确定患者齿弓的初始构造。患者齿弓在上颚和下颚中可包括一颗或多颗牙齿。所述构造包括患者牙齿的位置和定向。可通过首先形成患者齿弓的反压印且然后通过3D定位测量设备扫描反压印的表面，获得所述初始构造。正牙医师可分析患者的初始构造，并在步骤2820确定患者牙齿的初始构造。初始构造包括患者牙齿在矫正治疗过程之后的位置和定向。

然后，正牙医师在步骤2830设计所涉及的每颗牙齿的运动路径。在步骤2840，典型的正牙治疗通常分为多个连续的治疗步骤。利用一个或多个特定设计的一次性牙齿矫正器使患者的牙齿移动成预定的目标构造。在步骤的治疗旨在形成增量改变在使患者舒适的公差范围以及矫正器的性能范围的位置或定向。

可拆卸的牙齿矫正器通常为套状并能由患者佩戴在他或她的齿弓上，以在患者牙齿中产生矫正运动。如上所述，牙齿矫正器通常包括套部，套部的外表面和套部的内表面。内表面与患者牙齿接触。套状的牙齿矫正器还能包括待放置在患者牙齿的牙龈附近的底部和位于底部的相对侧上的顶部。

可渗透流体的牙齿矫正器允许空气或液体在患者牙齿和外表面附近之间流通。牙齿矫正器被制造成在特定步骤2850获得相同的增量牙齿运动。利用可渗透流体的材料在铸造腔室中可模制牙齿矫正器。模具可以为由物理齿弓模型形成的反压印，包括用于在指定治疗步骤形成目标构造的患者牙齿模型。牙齿矫正器也能根据数字矫正器模型由基于CNC的机器制造。

制造物理齿弓模型及相关基部的细节公开在上述参考的并共同转让的美国专利申请中：由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,823、题目为“用于制造和构成物理齿弓模型的方法和装置(Method and apparatus for manufacturing and constructing a physicaldental arch model)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,497，题目为“用于制造和构成牙齿矫正器的方法和装置(Method and apparatus for manufacturing and constructinga dental aligner)”的美国专利申请；由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,504，题目为“生产可调节的物理齿弓模型(Producing an adjustable physical dental arch model)”的美国专利申请；和由Huafeng Wen于11/2/2004提交的序列号为No.10/979,824，题目为“生产用于物理齿弓模型的基部(Producing a base for physical dentalarch model)”的美国专利申请。这些相关的申请的公开内容通过参考的方式被引入在本文中。

具有可渗透材料的牙齿矫正器的效果可以通过计算机模拟而进行模拟。正牙治疗中的顺序牙齿构造可以由数字齿弓模型表现。一次性矫正器可通过数字矫正器模型被模拟。计算机模拟有助于确定每个治疗所需的步骤数量、牙齿矫正器的材料特性。特别地，可模拟可渗透材料的特性，以预测和优化牙齿矫正器的渗透功能。牙齿矫正器的流体渗透性可以通过改变孔的参数和密度而优化。可预测优选的材料特性和结构。可以试验并选择材料和制造过程，以实现牙齿矫正器的所需特性和结构。

孔密度和直径可以为在牙齿矫正器上的均匀或不均匀的分布。例如，孔密度在套状的牙齿矫正器沿着齿龈线的一部分处可以较高，以允许额外的空气和流体流动到患者牙齿的齿龈线，从而防止细菌繁殖。牙齿矫正器的硬度也可以根据具体牙齿矫正器的指定长度而改变。另外，流体渗透特性也可以根据患者的生活方式、他或她使用牙齿矫正器的方式、和他或她佩戴牙齿矫正设备的环境而改变。这些优化的特性可改善患者舒适度和在步骤2860中使用用于矫正正牙治疗的流体可渗透材料的牙齿矫正器的方便性。

牙齿矫正器可包括褶皱表面，从而提高牙齿矫正器的强度和耐用性。下面将更详细地描述褶皱牙齿矫正器及制造的细节。

由可渗透流体材料制成的牙齿矫正器也可以使一次性的。可为治疗的单个步骤制造多个具有大致相同形状的一次性牙齿矫正器。使用多个一次性牙齿矫正器允许在其松散和变体之前更换可弃置的牙齿矫正器。这确保随着时间对患者牙齿施加一致的力并提高了治疗的精确性。因为它们的有效性，一次性牙齿矫正器能缩短整体的治疗时间。一次性牙齿矫正器对患者而言佩戴也更舒适，因为由每个一次性牙齿矫正器引起的颗粒状运动更小。在下文中还更具体地描述了制造一次性牙齿矫正器的细节。

大量的可渗透流体材料与所公开的方法和系统相配。可渗透流体材料可包括由共聚苯乙烯和二乙烯基苯(DVB)制备的聚合物材料。由于DVB在不同的位置处与聚苯乙烯的直链链接在一起，因此在这种过程中可形成非常小的孔或“微孔”。由DVB存在的百分比确定了“交联度”。“交联度”反过来又决定孔的大小。10％的交联聚合物包括10％的DVB，并由于额外的DVB产生额外的连接点，使得在这些点之间的平均距离更小，因此具有比2％交联聚合物更小的孔。但是，随着交联度减少，孔尺寸增大，聚合物的物理稳定性减小。因此，在设计牙齿矫正器时，需要协同最优化流体可渗透性和强度。孔的尺寸典型地在直径上小于30埃米且分布相当均匀。

Dow Chemical公司以及Rohm and Haas公司的科学家在二十世纪五十年代末独立研制出另一种多孔聚合物。这些材料被称为“大孔聚合物”，且孔与交联无关地形成。在存在“制孔剂”的情况下发生聚合。制孔剂为可在单体中溶解而不能在形成的聚合物中溶解的物质。因此，随着聚合的进行，在发现制孔剂的空间中形成孔。孔的直径典型地大于50埃，其中一些聚合物具有高达2000至4000埃的孔径。但是，大部分聚合物包括100至300埃范围的孔。孔的尺寸分布在一定程度上趋于广泛，尤其是在平均孔尺寸较大的聚合物中。这些材料的特征在于终止在聚合物体内的不规则形状的孔。大孔聚合物通常由高度交联(典型地为30％或更大)制备，从而使产生的材料具有更大的物理稳定性并形成在溶剂中不膨胀的聚合物。这种用于合成聚合物的路径的发现导致材料具有比以前的微孔材料大得多的孔尺寸和高得多的孔密度，但是总的孔密度很少超过50％。这种多孔聚合物的细节公开在由Alfrey等人的序列号为3,322,695，题目为“多孔结构的制备(Preparation of Porous Structure)”的美国专利，和Meitzner等人的序列号为4,224,415，题目为“聚合工艺及由此得到的产品(PolymerizationProcesses and Products Therefrom)”的美国专利，本文通过参考的方式引入这些美国专利的公开内容。

其他多孔材料包括公知为“高内相比乳液”(“HIPE”)的多孔聚合物结构，其公开在Barby等人的序列号为4,522,953“低密度多孔交联聚合材料及其制备和用作用于内含液体的载体的应用(LowDensity Porous Cross-linked Polymeric Material and their Preparation andUse as Carriers for Included Liquid)”的美国专利和Li等人的序列号为5,583,162、题目为“聚合微珠和制备方法(Polymeric Microbeads andMethod of Preparation)的美国专利，本文通过参考的方式引入这些美国专利的公开内容。

制造可渗透流体的牙齿矫正器的另一种方法是将基部片材与低密度化合物(通常为塑料形式)的小颗粒混合。低密度化合物具有比基部材料更低的升华点。然后，将材料混合物片放置在模具上的加热容器中。抽空空气。所述器械与模具分开并受到高温和/或高压，这会导致颗粒低密度材料升华。材料的分子转化为气态形式(在塑料、甲醛的情况下)并留下足够大的孔，以供气态和/或液态分子通过。

在牙齿矫正器中也可形成孔。例如，可是用激光器(例如，特别是功率稳定的激光器)。例如，在高达每秒500000个孔的制孔速度下，孔或洞的直径可以被控制在40-400μm之间范围内。密度和孔尺寸可以由计算机根据牙齿矫正器模型而进行直接控制。

一次性矫正器

本文描述的器械也可以是一次性的。总而言之，一次性矫正器包括“冗余的”矫正器，其中提供待在同一治疗步骤中使用的具有相同的基本形状(例如，相同的治疗效果)的多个矫正器。一次性矫正器可有助于克服前述矫正器由于佩戴或老化而产生的松散或变形的问题。例如，矫正器在经患者重复使用后会变得松散和“打开”，或者患者会咬住矫正器，从而使矫正器向外弯曲。另外，每次患者在进食、喝水时或在睡觉前摘下矫正器，矫正器的底部趋于打开和松散。矫正器的底部随着使用时间而发生的材料松散会使的力在牙齿底部的无效作用。矫正器仅在使用几天后就会发生松散。由矫正器施加于患者牙齿上的矫正力的损失会导致牙齿运动不足或不精确，需要再次定购相同的矫正器，从而延迟了正牙治疗，这对于患者而言增加了费用。

为了示出上述问题，图19a示出了佩戴在患者牙齿3110上的新矫正器3100的侧视图。矫正器典型地为套状，包括套部、顶部和底部。套部的内表面与患者牙齿接触。矫正器正确地装配在牙龈在该处使牙齿与根部分开的牙齿底部。新佩戴的矫正器3100在正牙治疗中提供适当且有效的力，用于使牙齿运动。图19b示出了矫正器3150的侧视图，矫正器已经佩戴在患者牙齿3160上使用了一段时间，诸如几天或一周。牙齿矫正器3150的下部3155松散并打开，这阻止牙齿矫正器3150对牙齿底部施加正确的应力。因此，牙齿矫正器3150不再能产生有效且精确的牙齿运动。图20示出了新佩戴在患者牙齿3210上的传统牙齿矫正器220的俯视图。在其佩戴一段时间之后，牙齿矫正器3230松散并变形。因此，矫正器不再对牙齿3210施加有效的力。

图21示出了用于形成一次性牙齿矫正器的过程。在正牙治疗中，首先在步骤3310确定患者齿弓的初始构造。患者齿弓能包括在上颚和下颚中的一颗或多颗牙齿。所述构造包括患者牙齿的位置和方向。通过首先形成患者齿弓的反压印，并且然后通过3D位置测量设备扫描该反压印的表面，可获得所述初始构造。正牙医师分析患者牙齿的初始构造并在步骤3320确定患者牙齿的最终构造。最终构造包括患者牙齿在经矫正治疗后的位置和定向。

正牙医师然后在步骤3330设计所涉及的每颗牙齿的运动路径。典型的正牙治疗通常在步骤3340分为多个连续的治疗步骤。一个或多个具体设计的一次性牙齿矫正器用于使患者牙齿移动成预定的目标构造。在步骤的治疗旨在形成增量改变在使患者舒适的公差范围以及矫正器的性能范围的位置或定向。

一旦运动路径被确定并分为多个步骤，则牙科医生正牙医师或其他专业人员就可确定治疗步骤的每个步骤多长时间。通常，专业人员可基于经验估算指定治疗路径的时间长短。在一些变体中，可基于受者齿弓的信息计算(例如，手动的或利用计算机程序)每个治疗路径的时间。例如，可基于比较在其他患者的类似的齿弓中类似治疗步骤所花费的时间(历史数据)或基于患者的年龄和口腔卫生、牙齿的运动类型、运动的量和类型(例如，旋转对线性运动)、和矫正器的类型和形状，判断治疗步骤的持续时间。

为每个治疗步骤可设计多个一次性牙齿矫正器。多个一次性牙齿矫正器具有被设计出来的大致相同的形状，从而在特定步骤实现相同的增量牙齿运动。患者将一次收到一套一次性牙齿矫正器，而不用去牙科诊所，这是因为她或他可更换一次性牙齿矫正器。

与传统的牙齿矫正器相比而言，一次性矫正器被设计成由患者佩戴的时间较短。患者能每周、每三天、每天，或甚至几小时或几分钟更换一次性牙齿矫正器。例如，患者能仅为了用餐而佩戴一次性矫正器。

可确定矫正器的最佳佩戴时间间隔。最佳佩戴时间间隔可基于矫正器的结构(例如，材料、尺寸等)或可基于预定应用。一次性牙齿矫正器的更换频率(例如，最佳佩戴时间)可由患者的轮廓或生活方式决定。在步骤3350，确定用于每个治疗步骤的一次性牙齿矫正器的数量，这可由诸如具体患者的进餐的次数、睡眠模式、口腔卫生的因素决定。例如，如果患者为烟瘾大的吸烟者，他将被建议比对自身口腔卫生要求严格的人更频繁地更换一次性矫正器。用于每个治疗步骤的一次性牙齿矫正器的数量也能由在治疗步骤中设计的增量运动的相对大小决定。例如，最佳的佩戴时间间隔可以为12个小时、一天、两天、三天、四天、一周、两周或一个月。

可通过计算机模拟来模拟一次性牙齿矫正器的效果。正牙治疗中的连续牙齿构造可以由数字齿弓模型表现。一次性矫正器可由数字矫正器模型模拟。在每个治疗步骤均可模拟多个一次性牙齿矫正器在患者牙齿上的效果。计算机模拟有助于确定每个治疗步骤所需的步骤次数、一次性牙齿矫正器的材料特性，以及用于每个步骤的形状大致相同的牙齿矫正器的数量。

使用多个一次性牙齿矫正器允许在一次性牙齿矫正器松散和变形之前对其进行更换。这确保随着时间对患者牙齿均匀地施加力并提高了治疗的精确性。一次性牙齿矫正器因为其有效性而能缩短整体的治疗时间。因为由每个一次性牙齿矫正器引起的颗粒运动更小，因此一次性牙齿矫正器对于患者而言佩戴更舒适。

在步骤3360，为每个治疗步骤制造一次性矫正器。可以使用任何合适的制造方法。要注意的是，一次性矫正器(因为它们是可弃置的)可以被更容易地制造，或可以被更便宜地制造，因为使用更少的耐用材料。例如，更薄的材料，或比传统矫正器所用的其他材料的强度更低的材料。另外，在一次性牙齿矫正器的制造中，利用相同的模具等可并行地或连续地制造相同的矫正器。

例如，在一个铸造腔室中可使用相同的模具模制出两个或多个牙齿矫正器。模具可为由物理齿弓模型形成的反压印，物理齿弓模型包括被构造成用于具体治疗步骤的目标构造的患者牙齿模型。也能利用接收数字矫正器模型作为输入的、基于CNC的机器制造一次性牙齿矫正器。生产物理齿弓模型及相关的基部的细节如上所述，以及如上述通过参考引入的参考专利和申请中所述。

可需要一次生产特定治疗步骤所需的所有矫正器。可以根据治疗步骤要进行的时间和估算的最佳佩戴时间间隔决定为每个治疗步骤制造的一次性牙齿矫正器的数量。例如，如果一个治疗步骤需要三周完成，且最佳佩戴时间间隔(例如，推荐的佩戴时间间隔)为两天，则采用最佳佩戴时间间隔需要至少11个矫正器，以完成治疗步骤。

因此，通过上述过程生产的一次性牙齿矫正器具有大致相同的形状。但是，如上所述，为不同的模制情况可使用不同的材料来模制具有不同硬度的一次性矫正器。正压印的表面可包括用于模制褶皱表面，以形成带褶皱一次性矫正器的特征，如下面将进一步描述的一样。

用于制造一次性矫正器的模型可保留在正牙医师诊所内。当需要更多复制件时，可容易地制造另外的一次性矫正器。模型也可被送到诊所或病人家里，在病人家里可在没有正牙医师干涉的情况下方便地制造一次性牙齿矫正器。

如上所述，一次性矫正器可由具有下列一般特性的材料制成：易于模制、能被挤压成膜或细丝、硬度足以防止断裂、具有弹性、能忍受温和加热的相对较高的熔融温度、强度足以抵抗变体，柔韧性，和对于口腔使用而言安全的食品级。优选所述材料是透明的。用于一次性牙齿矫正器的材料的示例包括丙烯酸和聚碳酸酯。

传统的矫正器通常佩戴大致两周，且因此材料特性可被最优化得以使其可持续两周，而不发生断裂。一次性矫正器的材料特性可被最优化得以使其硬度在其被弃置之前足以持续一天或两天。

在另一变体中，用于治疗步骤的一次性牙齿矫正器可以包括略微不同的材料。在治疗步骤的较早时间佩戴的一次性矫正器可以由相对较软的材料制成，以使患者能更舒适地佩戴(例如，在特定的治疗步骤不会感觉有大的使牙齿开始运动的压力)。例如，患者可首先佩戴一次性牙齿矫正器两天，然后更换另一个硬度增大的一次性牙齿矫正器。后一矫正器能有助于加强并固化所实现的初始运动，直到实现所需的全程运动。

带褶皱矫正器

正牙器械还可被设计并被制造成包括这样的结构或区域，即：结构或区域可弯曲，以减轻矫正器上的压力，防止矫正器变形。例如，矫正器可以为“带褶皱”矫正器，其中矫正器的至少一部分具有一个或多个有沟痕、突脊、或折痕的表面(或区域)。例如，矫正器表面中的褶皱可表现为隆起的、折叠的或弯曲的褶皱。褶皱可允许器械弯曲或扩展至比其它没有褶皱的矫正器更大的程度，从而防止可能会损坏器械的材料应力。

褶皱矫正器可防止矫正器使用其形状。矫正器典型地由塑料材料制成，并且因此在经由患者重复使用后会变得松散和现，正如上所述。矫正器因使用而产生的材料松散会阻止力有效地作用在牙齿上。在如几天的短使用时间内可发生矫正器的松散。由矫正器施加给患者牙齿的矫正力的损失导致不足或不精确的牙齿运动。矫正测量包括重新定购相同的矫正器并延迟了正牙治疗，这对患者而言增加了费用。

带褶皱矫正器可克服由矫正器松散引起的力的损失。带褶皱矫正器能包括不同的设计。如图28所示，褶皱矫正器4900可以包括套部4910，其具有与患者牙齿接触的内表面，外表面4920，顶部4930，沿着套部4910的基线4950的底部4940。套部4910的厚度而在不同的区域中而不同。套部4910还能包括多层相同或不同的材料。

牙齿矫正器4900可在齿龈4960上方佩戴在患者牙齿上。可在带褶皱矫正器4900的外表面4920(即，面颊侧)和内表面(即，舌头侧)中的一者或两者上形成褶皱4970。褶皱4970以相邻褶皱之间预定的间隔，从褶皱矫正器顶部4930至底部4940排列。褶皱4970允许褶皱矫正器4900当其在患者咬合的过程中，或当矫正器被摘下或戴上时受到应力时松弛。褶皱矫正器在应力消除时能自动恢复。因此，带褶皱矫正器4900没有现有技术的矫正器中存在的松散问题。换言之，带褶皱矫正器4900包括能忍受应力并在应力下保持功能形状的坚固的结构设计。

褶皱可形成在套状牙齿矫正器的不同定向和位置。褶皱还可被形成为平行于褶皱矫正器的基线4950(即，经过从顶部4930至底部4940的方向)，这有助于防止褶皱矫正器在基部附近打开。褶皱还能沿水平方向(平行于矫正器的基线4950)和垂直方向(从顶部至底部)形成。在另一布置中，可沿着褶皱矫正器4900的基线4950形成波纹状的结构或“褶皱”。沿着基线4950的波纹状结构在牙齿上可产生弹性收缩应力，这能克服上述褶皱矫正器4900的松弛问题并延长其寿命。可单独地或组合地应用不同的褶皱布置，以优化性能。

可利用多种制造方法制造带褶皱矫正器。在矫正器制造的一种布置中，患者齿弓模型被放置在真空成型机器的基板上。数字牙齿矫正器模型规定了套部，其包括外表面和与患者牙齿接触的内表面、待放置在患者牙齿齿龈附近的底部，和位于底部相对侧的顶部。数字牙齿矫正器模型还限定出形成在套部的外表面、套部的内表面、和底部中的至少一个上的一个或多个褶皱。设备根据数字牙齿矫正器模型形成具有褶皱表面的物理牙齿矫正器。

如图29所示，矫正器制造材料片4010被附接到片保持器上，并且然后被提升至加热元件的附近。片能由不均匀分布的单个材料制成或包括多层不同材料。在矫正器制造材料被加热规定时间之后，片保持器被挤压在基板上的患者齿弓模型上。真空泵去除基板底部的空气，以使软化的矫正器制造材料松散并装配地形成在患者齿弓模型的表面周围。然后，沿着齿龈线4040切割矫正器制造材料片，以形成与患者牙齿完美配合的矫正器4050。这个制造矫正器的过程被称为真空成型。

在褶皱形成的一个方法中，一些材料被挤压在固定在基板上的患者齿弓模型的其他牙齿表面上。通过挤压材料而形成的突起分布成(例如，褶皱的位置和密度，褶皱的宽度和深度等)与待形成在矫正器上褶皱相匹配。然后使齿弓模型的表面上的挤压材料硬化。当软的矫正器制造材料片被挤压在齿弓模型上时，由挤压材料形成的突起在矫正器制造材料片上形成褶皱4030。在切割片之后获得带褶皱矫正器4050。

在上述带褶皱矫正器的制造方法的变体中，在待形成褶皱的齿弓模型的位置处放置高张力材料。在齿弓模型上被加热并挤压在齿弓模型上之后，这种高强度材料被吸收并被嵌于矫正器材料中。高强度材料的分布在矫正器表面上形成不均匀的弹性分布，从而形成褶皱4030。

在另一变体中，高张力材料在矫正器制造材料片被放置在片夹中之前被放置在矫正器制造材料片的平行条纹中。随后进行加热，以使高张力材料穿透并嵌入所述片中，这产生了在形成的褶皱矫正器4050中的褶皱4030。

通过上述真空成型过程，可首先形成没有褶皱的物理牙齿矫正器。然后，物理牙齿矫正器通过加热能随后被软化。然后，诸如触针的加热器被压靠在物理牙齿矫正器上。加热器移动经过表面，以在所需的位置处对材料进行蚀刻以形成褶皱。或者，可通过位置控制的刀具或激光束在矫正器的表面上切割形成褶皱。

在另一变体中，由如上所述的基于CNC的制造方法根据数据牙齿矫正器模型制造矫正器组件。数字牙齿矫正器模型包括在牙齿矫正器的表面上的褶皱特征。根据具有褶皱特征的数字牙齿矫正器模型制造矫正器组件。牙齿矫正器组件随后被组装以形成物理牙齿矫正器。

可根据数字矫正器模型对叠层塑料板进行磨铣，以形成带褶皱矫正器。磨铣形成的部分可以为一颗牙齿或一组牙齿的一部分。部分磨铣的叠层塑料块的内部中空部然后在加热条件下被填充有软的支持材料。支持材料在升高的温度下为软的，并且在室温下为硬的。支持材料在其被冷却至室温之后形成手柄。部分磨铣的叠层塑料块在其基于CNC制造工艺被磨铣时能被保持与外侧隔离。在加工之后能形成具有褶皱表面的矫正器。然后，支持材料可通过加热而被去除。保温材料可以为蜡、硅、环氧树脂或其他可去除的胶剂。

在另一变体中，在利用CNC机器磨铣矫正器的其余部分时，还可使用特定的夹具来将部分磨铣的矫正器部分保持在适当位置。矫正器组件可被组装以形成具有一个或多个褶皱表面的矫正器。矫正器组件包括允许矫正器组件装配成具有至少一个褶皱表面的物理牙齿矫正器的物理特征。基于CNC的制造工艺可包括磨铣、立体光刻工艺、激光加工、模制和铸造中的一种或多种。

图30示出了褶皱牙齿矫正器的设计和制造过程。首先利用CAD软件获得牙齿矫正器模型(步骤4111)。一般地，褶皱的特征可与矫正器特性协同优化。例如，褶皱设计可以考虑矫正器材料(例如，较硬的材料可需要较大的褶皱)、几何参数(矫正器的曲率、厚度)和矫正器将产生的牙齿运动的预计程度。可以在步骤4112设置这些参数。然后在步骤4103中，可将一预定组的褶皱特征添加到数字矫正器模型的表面上。所述特征可包括褶皱的位置、定向和密度，褶皱的宽度和深度，以及用于形成褶皱的嵌入材料。

接着在步骤4114，模拟矫正器的特性和矫正器上的褶皱特征，以优化正牙性能并预存储在数字矫正器模型中。利用有限元分析(FEA)模拟褶皱矫正器在患者使用褶皱矫正器的过程中对不同条件的响应。这些条件可包括患者在咬合、佩戴和去除矫正器的过程中施加的应力。所述条件还可包括当患者喝热饮或吃冰淇淋时的温度变化。利用虚拟原型制作软件(CAD软件的一个组件)，在不同的模拟机械负载情况下可分析褶皱矫正器的特性和性能。在步骤4115中，褶皱特征和矫正器特性可以在为优化性能而进行的迭代中变化。最后，在步骤4116，将优化的褶皱构造存储在计算机中并用于控制褶皱矫正器的制造。

侧向矫正矫正器

牙齿器械也可以被设计和制造以改变上齿弓的上颚。这些矫正器可被称为侧向矫正矫正器。侧向矫正矫正器典型地对上颚和/或牙齿施加力，以帮助对齿弓进行改造。例如，侧向矫正矫正器可帮助使受者的上颚扩展(或收缩)。这里描述的器械包括具有上颚跨越区域的套部。如上所述，所述套部典型地包括外表面和内表面，且内表面的至少一部分被构造成接触受者的牙齿。侧向矫正矫正器通常包括跨越受者上颚的至少一部分的一个或多个区域(例如，上颚跨越区域)。该上颚跨越区域可接触上颚的前部，诸如硬的上颚区域。

图31a和图31b示出经过侧向矫正矫正器的剖面。在图31a中，矫正器3107佩戴在上齿弓上。在图31A中，该齿弓为受者的实际齿弓，或包括牙齿3105和前侧的上颚区域3101的齿弓的模型。这个侧向矫正矫正器3107包括连接套部3107接触牙齿的区域的上颚跨越区域3109。图31b示出了没有上齿弓的图31a的侧向矫正矫正器(以剖面的形式)。

当侧向矫正牙齿矫正器被佩戴时，如图31a所示，上颚跨越区域3107施加力以对上齿弓的上颚区域进行改造。在一些变体中，上颚跨越区域还可为套部的其他区域提供额外的支撑，以增强牙齿3015的改造。在一些变体中，上颚跨越区域可在上颚跨越区域的一个或多个接触位置处(或整个表面上)推靠上颚。因此，上颚跨越区域可大致与上颚一致或与上颚接合。上颚跨越区域可与槽(例如，纵向颚槽和沟)接合。

如上针对其他类型的牙齿矫正器所述，侧向矫正矫正器可被设计成在一系列步骤中改造上颚，在所述一系列步骤中，受者佩戴(适当的治疗时间)朝向最终构造进行的一系列矫正器中的每一个。专业人员(例如，正牙医师)确定患者齿弓(包括牙齿和上颚)的最终构造。专业人员在利用计算机或不利用计算机的情况下设计指定患者牙齿和齿弓的运动路径的治疗计划，并在步骤中将运动路径分为多个连续的治疗步骤(例如，三至四十个治疗步骤)。每个步骤对应于待佩戴的一个或多个牙齿矫正器。

在设计治疗步骤，以及最终构造时，可通过齿弓本身如何移动的意识(或模型)来指导专业人员。例如，如本领域技术人员所知道的一样，上颚的不同区域比其他区域更容易通过治疗而被修整。一般地，硬上颚的更多侧向区域可以比硬上颚的上(例如，中心)区域更容易移动。因此，侧向矫正牙齿矫正器可被构造成使上颚从比更多的中心区域更靠近牙齿的区域扩展。可以利用关于改造上颚的经验信息来设计治疗步骤。例如，关于如何改造任意特定的受者上颚的预测可以基于比较受者的信息(例如，年龄、性别、上颚的尺寸)与对其他的类似受者进行的测量或治疗，。治疗也可基于用于使上颚根据公开的数据进行扩展(或收缩)的模型。例如，参见Carmen M，Marcella P，Giuseppe C，Roberto A.的文章“在患者承受上颔骨扩展时的牙周估算(Periodontal evaluation in patients undergoing maxillary expansion”(JCraniofac Surg.2000年九月；11(5)：491-4)；Ramieri GA，Spada MC，Austa M，Bianchi SD，Berrone S.的文章“通过骨锚固器械的侧向上颔骨收缩：牙周效果和临床和放射结果(Transverse maxillary distraction withbone-anchored appliance：dento-periodontal effects and clinical andradiological results)”(Int J Oral Maxillofac Surg.2005年六月；34(4)：357-63.Epub 2005年1月24日)；Davidovitch M，Efstathiou S，SarneO，Vardimon AD.的文章“通过2对4手的器械对快速上颔骨膨胀的骨骼和牙齿的反应(Skeletal and dental response to rapid maxillaryexpansion with 2-versus 4-band appliance)”(Am J Orthod DentofacialOrthop.2005年4月；127(4)：483-92)；和Ferrario VF，Garattini G，ColomboA，Filippi V，Pozzoli S，Sforza C.的文章“在基本的和混合的齿系中的骨骼的和牙齿的结构上的镍-钛上颔膨胀器的定量效果：初步研究(Quantitative effects of a nickel-titanium palatal expander on skeletal anddental structures in the primary and mixed dentition：a preliminary study)”(Eur J Othod.2003年8月；25(4)：401-10)。本文通过参考的方式引入这些文章的全部内容。

可手动或自动地形成治疗方案和侧向矫正矫正器的设计。例如，可利用软件来提出治疗方案(和矫正器设计)，或可利用软件来设计用于治疗的矫正器。如上所述，可利用软件来数字模制所述齿弓(包括上颚)，以及控制牙齿和上颚的位置。软件可包括与利用类似矫正器或器械的经验数据一致或基于一般的上颚的模型对上颚的改造的限制。在一些变体中，软件可得到用于基于由各个患者获取的数据(诸如X射线或其他扫描数据)改造上颚的模型，以及由硬的上颚区域(和/或受者的头部和嘴的其他区域)制成的模型或铸件。

图32a和图32b示出了如本文所述的侧向矫正矫正器的一个变体的视图。在图32a中，侧向牙齿矫正器示出为位于受者的上齿弓上。牙齿矫正器的套部接触受者的牙齿，而上颚跨越区域3205接触受者的硬上颚3203的一部分。如上所述，上颚跨越区域可为连接到套部的牙齿接触区域的单个部件，或者为使上颚区域暴露的多个部件(例如，留下一个或多个孔或间隙)。上颚跨越区域可以为从齿弓的周长上的任意两个或多个点跨越上颚的一根条纹或多根条纹，其中上颚跨越区域在该处附接到矫正器的牙齿/齿龈收缩区域。

在操作中，侧向矫正矫正器可用于通过对牙齿都施加而重新模制上颚。通过在整个齿弓上分布由上颚跨越区域(例如，由包括具有覆盖上齿的大部分或全部的套部的上颚跨越区域)施加的力是有利的。与由抵靠牙齿的套部施加的力可有助于改造上颚一样，由上颚跨越区域施加的力可有助于使牙齿以及上颚运动。另外，可通过侧向矫正矫正器沿任何适当的方向改造上颚，包括前侧/后侧方向(例如，从口腔的前侧到口腔的后侧)以及左/右方向。侧向矫正矫正器还可通过牙齿的远离而改造齿弓。

即使在不必要或不需要改造受者的上颚的情况下，也可使用侧向矫正牙齿矫正器。侧向矫正矫正器可增加对接触牙齿(例如，使牙齿移动)的矫正器套部的区域的支撑作用。治疗系列中的一个或多个步骤可包括侧向矫正矫正器(在治疗中的其他步骤可包括不具有上颚跨越区域的矫正器)。一般地，在不同的治疗步骤可使用本文描述的不同类型的矫正器(或具有不同特征的矫正器，例如褶皱矫正器、具有上颚跨越区域的矫正器等)。在一些变体中，可需要在与不包括上颚跨越区域的矫正器一样的步骤中使用侧向矫正矫正器。例如，受者可在白天佩戴不具有上颚跨越区域的牙齿矫正器，而在睡觉时佩戴侧向对准牙齿矫正器。这两种矫正器的套部可以是相同的，除了存在或缺少上颚跨越区域之外。

矫正器的上颚跨越区域可相对牙齿以及上颚提供力。因此，上颚跨越区域可包括能提供足以实现上颚和/或牙齿运动的力。例如，上颚跨越区域可包括支撑件或支架。支撑件典型地对矫正器提供结构支撑，允许其相对于上颚和/或牙齿保持力。

支撑件可包括具有足够强度、硬度(弹性)和耐用性的任意材料。例如，支撑件可包括金属(包括诸如镍钛合金的合金)、陶瓷、聚合物(例如聚丙烯、聚碳酸酯等)或一些它们的合成物。支撑件的形状也提供支撑作用。例如，支撑件可以为弹簧(例如，盘簧、板簧等)、或可被层叠，以提供额外的支撑作用。在一些变体中，上颚跨越区域并不包括额外的支撑件，这是因为制成上颚跨越区域的材料具有足以如需要的那样改造齿弓(例如，牙齿和/或上颚)的强度。

套部的整个上颚跨越区域可包括支撑件，或者支撑件可仅包括在上颚跨越区域的一部分中。在一些变体中，上颚跨越区域仅包括支撑件。支撑件可附接到上颚跨越区域的上部或下部，或者其可嵌入在上颚跨越区域内。可使用不止一个支撑件。

图33a和图33b示出了矫正器3107的上颚跨越区域的一个示例，其中支撑件3307夹在矫正器的内侧套层3303和外侧套层3305之间。如上所述，可利用本文所述的任何方法制造侧向矫正矫正器。例如，矫正器可制造成多层矫正器，其中层(包括支撑件)可真空形成在上齿弓的模型上。侧向矫正矫正器可包括前文所述的任意特征，包括可渗透流体特征、搭扣特征、褶皱等。

上颚跨越区域(包括支撑件)可被构造成使不舒适度最小化。例如，上颚跨越区域可包括涂层，以使上颚跨越区域光滑，尤其是可接触舌头的矫正器的那一部分。涂层可使矫正器的表面光滑，且可具有额外的有益效果。涂层可包括润湿涂层(例如，聚硅氧烷等)、保健涂层(例如，抗菌涂层等)、减摩擦涂层(例如，蜡，润滑涂层)、口气吸附涂层(例如，包括活性炭的涂层等)等。

如上所述，上颚跨越区域(包括支撑件)可由任意适当的材料制成。例如，上颚跨越区域可由本文所述的任意层叠的材料制成。在一些变体中，上颚跨越区域包括流体(例如水或气体)可渗透材料，并可包括一个或多个通道。具有上颚跨越区域的矫正器在至少一部分的上颚跨越区域包括可渗透材料时对于使用者而言佩戴更舒适。

上面的详细描述被提供以用于示出示例性实施方式，并且不意味着是限定性的。例如，一个实施方式的任意特征可与其他实施方式的一些或所有其他特征结合起来。对本领域技术人员而言，在本发明的范围内的多种修改和变体都是可能的。在本说明书中，已经说明了具体的示例，包括对这些示例如何解决现有技术中的某些缺陷的说明。但是，这种说明并不限制实际解决或解答这些缺陷的方法和/或系统的不同示例。因此，本发明由所附的权利要求书来确定，而不应由本文的说明书进行限定。

Claims (133)

1.一种用于在受者的牙齿中产生矫正运动的设备，包括：

牙齿矫正器，其被构造成佩戴在受者的牙齿上，所述牙齿矫正器包括：

套部，其具有外表面和内表面，其中至少一部分所述内表面被构造成接触所述受者的牙齿；和

一个或多个通孔，其从所述正牙设备的所述套部的所述外表面穿过到达所述内表面。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述通孔被构造成与连接器相配合。

3.一种用于在受者的牙齿中产生矫正运动的系统，包括：

牙齿矫正器设备，其具有一个或多个通孔，其中所述牙齿矫正器设备被构造成被佩戴在所述受者的牙齿上；和

一个或多个连接器，其中所述连接器被构造成：在所述牙齿矫正器被佩戴在受者的牙齿上时，与所述通孔接合。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述一个或多个连接器包括柱件、结节、和隆起中的一个或多个。

5.根据权利要求3所述的系统，其中在所述连接器与在所述牙齿矫正器中的所述通孔接合时，所述牙齿矫正器接触所述受者的牙齿。

6.根据权利要求3所述的系统，其中通过真空成型、磨铣、立体光刻工艺、激光加工、模制和基于CNC制造的制造工艺中的一种或多种制造所述牙齿矫正器。

7.根据权利要求3所述的系统，其中所述牙齿矫正器包括：

套部，其具有外表面和与所述受者的牙齿接触的内表面；

底部，其放置在所述受者牙齿的牙龈线附近；和

顶部，其位于所述底部的相对侧上。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述牙齿矫正器设备的所述通孔贯穿所述底部或所述顶部。

9.根据权利要求3所述的系统，其中所述连接器被构造成固定到受者的牙齿上。

10.一种用于产生用于牙齿治疗的搭扣牙齿矫正器的系统，包括：

引导件，其用于指示将在牙齿矫正器上形成的通孔的位置；

定位件，其用于基于由所述引导件的指示，相对于所述牙齿矫正器对钻孔件进行定位；和

钻孔件，其用于在所述牙齿矫正器中的、由所述引导件指示的位置处产生通孔，以产生所述搭扣牙齿矫正器。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述引导件包括用于存储形成在牙齿矫正器中的通孔的位置的计算机。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述计算机进一步被构造成存储固定到所述受者牙齿上的一个或多个连接器的位置，以使所述一个或多个连接器在所述牙齿矫正器被佩戴在所述受者牙齿上时接合所述通孔。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述钻孔件被构造成在所述牙齿矫正器中钻出通孔。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所述钻孔件包括机械钻头或激光器。

15.用于在牙齿治疗中使受者牙齿移动的方法，包括以下步骤：

制造佩戴在所述受者牙齿上的牙齿矫正器；

在所述牙齿矫正器中产生一个或多个通孔；

将一个或多个连接器固定在所述对象的牙齿上，以与所述通孔接合；和

使所述受者牙齿上的所述一个或多个连接器与所述牙齿矫正器的所述通孔接合，以将所述牙齿矫正器固定在所述受者的牙齿上。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在所述牙齿矫正器被佩戴在所述受者牙齿上时，将所述一个或多个连接器在与所述通孔对准的位置处固定在所述受者的牙齿上。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述连接器包括预制的连接器。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述连接器包括粘合剂或UV交联聚合物。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述一个或多个连接器包括突起、结节和隆起中的一个或多个。

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：相对于所述受者的牙齿固定所述牙齿矫正器，以使固定在所述受者牙齿上的所述连接器与所述牙齿矫正器上的所述通孔接合。

21.根据权利要求15所述的方法，还包括：通过真空成型、磨铣、立体光刻工艺、激光加工、和模制中的一种或多种制造所述牙齿矫正器。

22.根据权利要求15所述的方法，还包括在所述牙齿矫正器中钻出所述一个或多个通孔。

23.一种用于在患者牙齿中产生预定运动的套状牙齿矫正器，包括：

套部，其包括可渗透流体材料；

所述套部的外表面；和

所述套部的内表面，所述内表面将要与所述患者的牙齿接触，其中所述可渗透流体材料能够允许流体在所述患者牙齿和所述外表面的附近之间流通。

24.根据权利要求23所述的套状牙齿矫正器，其中所述可渗透流体材料允许空气和液体在所述患者牙齿和所述外表面的附近之间流通。

24.根据权利要求23所述的套状牙齿矫正器，其中所述可渗透流体材料允许氧气从所述外表面的附近渗透到所述患者牙齿中。

25.根据权利要求23所述的套状牙齿矫正器，其中所述可渗透流体材料允许唾液渗透在所述外表面和所述内表面之间。

26.根据权利要求23所述的套状牙齿矫正器，还包括：

底部，其要被放置在所述患者牙齿的牙龈附近；和

顶部，其位于所述底部的相对侧。

27.根据权利要求23所述的套状牙齿矫正器，其中所述可渗透流体材料包括多孔聚合材料。

28.根据权利要求23所述的套状牙齿矫正器，其中所述可渗透流体材料包括由激光束钻出的孔。

29.根据权利要求23所述的套状牙齿矫正器，其中所述可渗透流体材料包括直径在50埃至400微米之间范围内的微通道或孔。

30.一种治疗患者牙齿的方法，包括以下步骤：

确定所述患者牙齿的初始构造；

确定所述患者牙齿的最终构造；

为至少一颗所述患者牙齿设计从所述初始构造至所述最终构造的运动路径；

将所述运动路径分为多个连续的治疗步骤，每个步骤都具有一个用于所述患者牙齿的目标构造；和

产生包括可渗透流体材料的牙齿矫正器，以使所述患者牙齿移动到与治疗步骤相关的所述目标构造。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述可渗透流体材料包括多孔聚合材料。

32.根据权利要求30所述的方法，还包括：通过激光束在牙齿矫正器材料中钻孔，从而形成可渗透流体的牙齿矫正器。

33.根据权利要求31所述的方法，其中所述目标构造包括一颗或多颗所述患者牙齿的目标位置和目标定向。

34.根据权利要求31所述的方法，还包括：在铸造腔室中模制具有所述可渗透流体材料的所述牙齿矫正器。

35.根据权利要求31所述的方法，还包括：产生包括所述可渗透流体材料并具有大致相同形状的两个牙齿矫正器。

36.根据权利要求31所述的方法，其中所述可渗透流体材料包括通过压力和/或升高的温度，使基材中的低密度颗粒化合物升华而形成的孔。

37.一种用于治疗患者牙齿的系统，包括：

计算机，其被构造成用以确定所述患者牙齿的目标构造；和

设备，其被构造成用以产生牙齿矫正器，所述牙齿矫正器包括由可渗透流体材料形成的套部、外表面、和将要与患者的牙齿接触的内表面，其中所述可渗透流体材料能够允许流体在所述患者牙齿之一和所述外表面的附近之间流通，且所述牙齿矫正器被构造成使所述患者牙齿移动至所述目标构造。

38.根据权利要求37所述的系统，其中所述可渗透流体材料包括多孔聚合物材料。

39.根据权利要求37所述的系统，其中所述设备被构造成通过激光束在牙齿矫正器材料中钻孔，以形成可渗透流体的牙齿矫正器。

40.根据权利要求37所述的系统，其中所述设备被构造成在铸造腔室中模制具有所述可渗透流体材料的所述牙齿矫正器。

41.根据权利要求37所述的系统，其中所述设备被构造成用以产生包括直径在50埃至400微米范围内的微通道或孔的可渗透流体牙齿矫正器。

42.一种用于制造多层牙齿矫正器的方法，包括以下步骤：

将第一层第一矫正器制造材料放置在一个或多个物理牙齿模型上；

使所述第一层的所述第一矫正器制造材料与所述一个或多个物理牙齿模型的表面一致；

将第二层第二矫正器制造材料放置在所述第一层的所述第一矫正器制造材料上；和

使所述第二层的所述第二矫正器制造材料与所述一个或多个物理牙齿模型上的所述第一层所述第一矫正器制造材料的表面一致，以产生所述所述多层牙齿矫正器。

43.根据权利要求42所述的方法，还包括：

加热所述第一层所述第一矫正器制造材料；

相对于所述一个或多个物理牙齿模型保持所述第一层所述第一矫正器制造材料；

加热所述第二层所述第二矫正器制造材料；以及

相对于所述一个或多个物理牙齿模型上的所述第一层所述第一矫正器制造材料保持所述第二层所述第二矫正器制造材料，以形成所述多层牙齿矫正器。

44.根据权利要求43所述的方法，还包括：

通过真空吸引，相对于所述一个或多个物理牙齿模型保持所述第一层所述第一矫正器制造材料或所述第二层所述第二矫正器制造材料。

45.根据权利要求42所述的方法，还包括：

沿着所述物理牙齿模型的齿龈线切割所述第一层所述第一矫正器制造材料和/或所述第二层所述第二矫正器制造材料，以产生所述多层牙齿矫正器。

46.根据权利要求42所述的方法，还包括：

在将所述第二层所述第二矫正器制造材料放置在所述第一层所述第一矫正器制造材料上之前，沿着所述物理牙齿模型的所述齿龈线切割所述第一层所述第一矫正器制造材料；和

沿着所述物理牙齿模型的所述齿龈线切割所述第二层所述第二矫正器制造材料，以产生所述多层牙齿矫正器。

47.根据权利要求42所述的方法，其中所述第一层所述第一矫正器制造材料具有比所述第二层第二矫正器制造材料的硬度更高的硬度。

48.根据权利要求42所述的方法，其中所述第一矫正器制造材料或所述第二矫正器制造材料包括丙烯酸、聚碳酸酯、氨基甲酸乙酯和环氧树脂中的一种或多种。

49.根据权利要求42所述的方法，其中所述第一矫正器制造材料与所述第二矫正器制造材料相同。

50.根据权利要求42所述的方法，其中所述第二层第二矫正器制造材料具有与所述患者牙齿大致相同的颜色。

51.根据权利要求42所述的方法，其中所述一个或多个牙齿模型被装配在一起，形成物理齿弓模型。

52.根据权利要求51所述的方法，其中所述一个或多个牙齿模型被附接到牙齿基部，形成所述物理齿弓模型。

53.一种用于制造多层牙齿矫正器的方法，包括以下步骤：

加热第一层所述第一矫正器制造材料；

通过真空吸引，相对于一个或多个物理牙齿模型保持所述第一层所述第一矫正器制造材料；

沿着所述物理牙齿模型的所述齿龈线切割所述第一层所述第一矫正器制造材料；

加热第二层所述第二矫正器制造材料；

通过真空吸引，相对于所述物理牙齿模型上的所述第一层所述第一矫正器制造材料保持所述第二层所述第二矫正器制造材料；和

沿着所述物理牙齿模型的所述齿龈线切割所述第二层所述第二矫正器制造材料，以产生所述多层牙齿矫正器。

54.根据权利要求53所述的方法，其中所述第一矫正器制造材料具有比所述第二矫正器制造材料的硬度更高的硬度。

55.根据权利要求53所述的方法，其中所述第一矫正器制造材料或所述第二矫正器制造材料包括丙烯酸、聚碳酸酯、氨基甲酸乙酯和环氧树脂中的一种或多种。

56.根据权利要求53所述的方法，其中所述第一矫正器制造材料与所述第二矫正器制造材料相同。

57.一种多层牙齿矫正器，包括：

第一层第一矫正器制造材料；和

第二层第二矫正器制造材料，其中通过加热一层矫正器制造材料并且相对于一个或多个物理牙齿模型保持该层矫正器制造材料，形成所述第一层和所述第二层中的至少一层。

58.根据权利要求57所述的多层牙齿矫正器，其中通过加热并且通过真空吸引而相对于一个或多个物理牙齿模型保持所述第一层所述第一矫正器制造材料，形成所述第一层。

59.根据权利要求57所述的方法，其中通过加热并且通过真空吸引而相对于所述物理牙齿模型上的所述第一层所述第一矫正器制造材料保持所述第二层所述第一矫正器制造材料，形成所述第二层。

60.根据权利要求57所述的方法，其中所述第一层具有比所述第二层的硬度更高的硬度。

61.根据权利要求57所述的方法，其中所述第一矫正器制造材料与所述第二矫正器制造材料相同。

62.一种用于制造不均匀牙齿矫正器的方法，包括以下步骤：

不均匀地加热矫正器制造材料片；和

相对于一个或多个物理牙齿模型保持所述矫正器制造材料片，以形成所述不均匀牙齿矫正器。

63.根据权利要求62所述的方法，还包括：

在高于所述矫正器制造材料片的第二部分的温度下，加热所述矫正器制造材料片的第一部分。

64.根据权利要求62所述的方法，还包括：

以长于所述矫正器制造材料片的第二部分的时间，加热所述矫正器制造材料片的第一部分。

65.根据权利要求62所述的方法，其中所述矫正器制造材料的一个或多个弹性特性随着加热的温度或加热的时间长短而变化。

66.根据权利要求62所述的方法，还包括：

通过真空吸引，相对于一个或多个物理牙齿模型保持所述矫正器制造材料片。

67.根据权利要求66所述的方法，还包括：

通过不均匀分布的真空吸引，相对于一个或多个物理牙齿模型保持所述矫正器制造材料片。

68.根据权利要求62所述的方法，还包括：

沿着所述物理牙齿模型的所述齿龈线切割所述矫正器制造材料片，以产生所述不均匀牙齿矫正器。

69.根据权利要求62所述的方法，其中所述矫正器制造材料片的第一部分具有比所述矫正器制造材料片的第二部分的硬度更高的硬度。

70.根据权利要求62所述的方法，其中所述矫正器制造材料包括丙烯酸、聚碳酸酯、氨基甲酸乙酯和环氧树脂中的一种或多种。

71.根据权利要求62所述的方法，其中所述一个或多个牙齿模型装配在一起，形成物理齿弓模型。

72.根据权利要求71所述的方法，其中所述一个或多个牙齿模型被附接到牙齿基部上，形成所述物理齿弓模型。

73.一种用于制造不均匀牙齿矫正器的方法，包括以下步骤：

在第一温度下对矫正器制造材料的第一部分加热持续第一段时间；

在第二温度下对所述矫正器制造材料的第二部分加热持续第二段时间；

通过真空吸引，相对于所述一个或多个物理牙齿模型保持所述矫正器制造材料片，以产生所述不均匀牙齿矫正器；和

沿着所述物理牙齿模型的所述齿龈线切割所述矫正器制造材料片，以产生所述不均匀牙齿矫正器。

74.根据权利要求73所述的方法，其中所述矫正器制造材料的一个或多个弹性特性随着所述加热的温度或加热的时间长度而变化。

75.根据权利要求73所述的方法，其中矫正器制造材料片的所述第一部分具有不同于矫正器制造材料片的所述第二部分的一个或多个弹性常数。

76.根据权利要求73所述的方法，还包括：

通过不均匀分布的真空吸引作用，相对于所述一个或多个物理牙齿模型保持所述矫正器制造材料片。

77.根据权利要求73所述的方法，其中所述矫正器制造材料包括丙烯酸、聚碳酸酯、氨基甲酸乙酯和环氧树脂中的一种或多种。

78.一种不均匀牙齿矫正器，包括：

成形为装配在患者牙齿上的矫正器制造材料层，其中所述矫正器制造材料层包括第一部分和第二部分，第一部分的特征在于第一弹性常数，第二部分的特征在于第二弹性常数。

79.根据权利要求78所述的不均匀牙齿矫正器，其中通过对矫正器制造材料片不均匀地加热并且通过真空吸引而相对于所述一个或多个物理牙齿模型保持所述矫正器制造材料片，使所述矫正器制造材料层成形为装配在患者牙齿上。

80.根据权利要求78所述的不均匀牙齿矫正器，其中所述第一部分中的所述矫正器制造材料具有比所述第二部分中的矫正器制造材料的硬度更高的硬度。

81.根据权利要求78所述的不均匀牙齿矫正器，其中所述矫正器制造材料包括丙烯酸、聚碳酸酯、氨基甲酸乙酯和环氧树脂中的一种或多种。

82.一种用于在患者牙齿中产生预定运动的牙齿矫正器，包括：

套状部分，其包括外表面和将要与患者牙齿接触的内表面；

底部，其将要放置在所述患者牙齿的齿龈线附近；

顶部，其位于所述底部的相对侧；和

一个或多个褶皱，其形成在所述外表面，内表面和底部中的至少一个上。

83.根据权利要求82所述的牙齿矫正器，其中所述褶皱形成在所述套部的所述外表面或所述内表面上，并且大致从所述顶部至所述底部排列。

84.根据权利要求82所述的牙齿矫正器，其中所述褶皱大致跨过从所述顶部至所述底部的方向排列。

85.根据权利要求82所述的牙齿矫正器，其中所述褶皱包括在所述底部上的波纹结构。

86.根据权利要求82所述的牙齿矫正器，其中所述褶皱由与所述套部的材料不同的材料形成。

87.根据权利要求82所述的牙齿矫正器，其中所述套部包括选自塑料、聚合物、氨基甲酸乙酯、环氧树脂、石膏、石头、粘土、丙烯酸、金属、木材、纸张、陶瓷和瓷料组成的组中的材料。

88.根据权利要求82所述的牙齿矫正器，其中所述套部在不同区域包含变化的厚度。

89.根据权利要求82所述的牙齿矫正器，其中所述套部包括由相同的或不同的材料构成的多个层。

90.一种用于制造用于患者齿弓的带褶皱牙齿矫正器的方法，包括以下步骤：

产生用于所述患者齿弓的物理牙齿矫正器，其中所述物理牙齿矫正器包括大致光滑的表面；和

在所述物理牙齿矫正器上的大致光滑表面之一上产生至少一个褶皱，以在所述牙齿矫正器上形成褶皱。

91.根据权利要求90所述的方法，还包括：同时产生所述物理牙齿矫正器和在所述物理牙齿矫正器上的褶皱表面。

92.根据权利要求90所述的方法，还包括，通过真空成型、切割、磨铣、借助加热器蚀刻、激光和基于CNC制造的制造工艺中的一种或多种，在所述物理牙齿矫正器上形成所述褶皱表面。

93.一种用于生产在患者牙齿中产生预定运动的套状牙齿矫正器的系统，包括：

计算机，其被构造成用以存储数字牙齿矫正器模型，所述模型规定了包括外表面和待与所述患者牙齿接触的内表面的套部，待放置在所述患者牙齿的齿龈附近的底部，位于所述底部的相对侧的顶部，和形成在所述套部的外表面、所述套部的内表面、和所述底部中的至少一个上的一个或多个褶皱；和

设备，其被构造成根据所述数字牙齿矫正器模型，产生具有褶皱表面的物理牙齿矫正器。

94.根据权利要求93所述的系统，其中所述计算机被构造成利用所述数字牙齿矫正器模型来模拟具有褶皱表面的所述物理牙齿矫正器，以最优化所述一个或多个褶皱的特性。

95.根据权利要求94所述的系统，其中所述褶皱的特性包括：所述褶皱的位置和定向、相邻褶皱之间的间距、和褶皱的深度中的一个或多个。

96.根据权利要求93所述的系统，其中所述设备被构造成通过真空成型、切割、磨铣、借助加热器蚀刻、借助激光束切割和基于CNC制造的制造工艺中的一种或多种，在所述物理牙齿矫正器上形成所述褶皱表面。

97.根据权利要求93所述的系统，其中所述褶皱形成在所述套部的所述外表面或所述内表面上，并且大致从所述顶部至所述底部排列。

98.根据权利要求93所述的系统，其中所述褶皱大致跨过从所述顶部至所述底部的方向排列。

99.根据权利要求93所述的系统，其中所述褶皱包括在所述底部上的波纹结构。

100.根据权利要求93所述的系统，其中所述套部在不同区域包含不同厚度。

101.根据权利要求93所述的系统，其中所述套部包括多个层。

102.一种用于制造用于患者牙齿的带褶皱牙齿矫正器的方法，包括以下步骤：

开发出规定了在牙齿矫正器上的至少一个褶皱表面的数字牙齿矫正器模型；和

根据数字牙齿矫正器模型，产生具有所述褶皱表面的牙齿矫正器。

103.根据权利要求102所述的方法，还包括：通过真空成型工艺，在所述患者的齿弓模型上产生具有所述褶皱表面的所述物理牙齿矫正器，其中所述齿弓模型的至少一个表面包括用于在所述牙齿矫正器上形成褶皱表面的特征。

104.根据权利要求102所述的方法，还包括：通过将较高张力材料嵌入在所述物理牙齿矫正器的的表面下，在所述物理牙齿矫正器上形成所述褶皱表面。

105.根据权利要求102所述的方法，还包括：通过切割物理牙齿矫正器的表面，在所述物理牙齿矫正器上形成所述褶皱表面。

106.根据权利要求102所述的方法，还包括：通过加热器或激光束蚀刻所述物理牙齿矫正器的表面，在所述物理牙齿矫正器上形成所述褶皱表面。

107.根据权利要求102所述的方法，还包括：

根据所述数字牙齿矫正器模型，利用基于CNC制造的制造工艺制造矫正器组件；和

通过装配所述矫正器组件，产生具有所述褶皱表面的所述物理牙齿矫正器。

108.根据权利要求107所述的方法，其中基于CNC制造的制造工艺包括磨铣、立体光刻工艺、激光加工、模制和铸造中的一种或多种。

109.根据权利要求107所述的方法，还包括：在所述矫正器组件上产生物理特征，用以允许所述矫正器组件被装配成具有至少一个褶皱表面的所述物理牙齿矫正器。

110.根据权利要求102所述的方法，还包括：

利用所述数字牙齿矫正器模型来模拟具有所述褶皱表面的所述牙齿矫正器；和

最优化在所述褶皱表面上的褶皱的特性。

111.根据权利要求110所述的方法，所述褶皱的特性包括所述褶皱的位置、所述褶皱的定向、相邻褶皱之间的间距、和所述褶皱的深度中的一个或多个。

112.根据权利要求102所述的方法，还包括：基于数字齿弓模型来开发所述数字牙齿矫正器模型。

113.一种用于制造用于患者牙齿的带褶皱牙齿矫正器的方法，包括以下步骤：

基于所述患者齿弓来开发数字齿弓模型；

基于所述数字齿弓模型来开发数字牙齿矫正器模型；

其中所述数字牙齿矫正器模型规定了在表面上的一个或多个褶皱；和

根据所述数字牙齿矫正器模型，产生褶皱牙齿矫正器。

114.根据权利要求113所述的方法，还包括：

将所述数字牙齿矫正器模型分为多个可制造的数字矫正器组件；

根据所述数字矫正器组件，利用基于计算机数字控制(CNC)制造的制造工艺产生物理矫正器组件；和

将所述物理矫正器组件装配在一起，以形成所述带褶皱牙齿矫正器。

115.根据权利要求114所述的方法，其中基于CNC制造的制造工艺包括磨铣、立体光刻工艺、激光加工、模制和铸造中的一种或多种。

116.根据权利要求114所述的方法，还包括：在所述矫正器组件上产生物理特征，用以允许所述矫正器组件被装配成具有至少一个褶皱表面的所述物理牙齿矫正器。

117.一种用于制造用于患者的带褶皱牙齿矫正器的系统，包括：

计算机，其被构造成用以存储规定了在所述带褶皱牙齿矫正器上的至少一个褶皱表面的数字牙齿矫正器模型；和

设备，其被构造成根据数字牙齿矫正器来模制形成所述带褶皱牙齿矫正器。

118.根据权利要求117所述的系统，其中所述计算机被构造成利用所述数字牙齿矫正器模型，模拟带褶皱矫正器，并且最优化所述褶皱表面的特性。

119.根据权利要求118所述的系统，其中所述褶皱表面的特性包括所述褶皱的位置、所述褶皱的定向、相邻褶皱之间的间距、和所述褶皱的深度中的一个或多个。

120.根据权利要求117所述的系统，其中所述设备被构造成通过真空成型、切割、由加热器蚀刻、由激光束切割、和基于CNC制造的制造工艺中的一种或多种产生所述带褶皱牙齿矫正器。

121.一种用于治疗患者牙齿的方法，其包括以下步骤：

确定所述患者牙齿的初始构造；

确定所述患者牙齿的最终构造；

为至少一颗所述患者牙齿设计从所述初始构造至所述最终构造的运动路径；

将所述运动路径分为多个连续的治疗步骤，每个步骤都具有用于一颗所述患者牙齿的目标构造；和

产生形状大致相同的两个或多个牙齿矫正器，以使所述患者牙齿的所述之一移动至所述目标构造。

122.根据权利要求121所述的方法，还包括：

估算治疗步骤将用的时间；和

估算对于所述牙齿矫正器而言最佳的佩戴时间间隔。

123.根据权利要求122所述的方法，其中产生形状大致相同的两个或多个牙齿矫正器的步骤包括：基于所估算出的治疗步骤将用的时间和估算的最佳佩戴时间间隔，产生所述治疗步骤所需数量的牙齿矫正器。

124.根据权利要求121所述的方法，还包括：

利用数字矫正器模型，在所述治疗步骤下模拟所述目标构造所需的形状大致相同的所述牙齿矫正器；和

根据所述数字矫正器模型，产生两个或多个形状大致相同的牙齿矫正器。

125.一种用于治疗患者牙齿的方法，包括以下步骤：

确定所述患者牙齿的目标构造；

产生至少两个具有大致相同形状的牙齿矫正器；和

利用两个牙齿矫正器，以使所述患者牙齿移动至所述目标构造。

126.根据权利要求125所述的方法，其中所述两个牙齿矫正器包括不同的材料组分。

127.根据权利要求125所述的方法，其中每个牙齿矫正器都不能使用超过三天。

128.一种用于重新模制包括上颚的受者的上齿弓的侧向矫正牙齿矫正器，所述矫正器包括：

套部，其具有外表面和内表面，所述套部包括：

牙齿接触区域，其被构造成接触所述受者的上齿弓的牙齿；和

上颚跨越区域，其中所述上颚跨越区域被构造成接触所述受者的上颚，并且提供重新模制所述受者上齿弓的力。

129.根据权利要求128所述的侧向矫正牙齿矫正器，其中所述上颚跨越区域还包括被构造成为所述上颚跨越区域提供结构支撑的支撑件。

130.根据权利要求128所述的侧向矫正牙齿矫正器，其中所述上颚跨越区域包括可渗透流体材料。

131.根据权利要求128所述的侧向矫正牙齿矫正器，其中所述上颚跨越区域跨过大部分的硬颚。

130.一种用于修整患者牙齿上颚的方法，包括以下步骤：

确定所述患者牙齿和上颚区域的初始构造；

确定所述患者牙齿和上颚区域的最终构造；

为所述上颚区域的至少一部分设计从所述初始构造至所述最终构造的运动路径；

将所述运动路径分为多个连续的治疗步骤；和

产生包括上颚跨越区域的多个牙齿矫正器，以将所述上颚区域重新塑造为所述目标构造。

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