CN103002828A - 用于正齿器件的个性化夹具，由该夹具、基底和支架形成的组件，及用于设计这种夹具的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于正齿器具的个性化夹具，涉及一种由夹具、基底和支架形成的组件，并且涉及相关联的设计方法。该个性化夹具用来在一颗牙齿上安装一个承载支架的基底，所述基底形成一个正齿器具的一部分。本发明的特征在于：该夹具是一个盖住该牙齿的盖，覆盖了该牙齿的自由边缘以及该牙齿的前表面和后表面的至少多个部分；并且该夹具的形状使得其在该基底的多个边缘中的至少一者的至少一个部分中匹配于该基底的形状。本发明还涉及由承载支架的个性化基底和上述类型的个性化夹具形成的一种组件，并且涉及用于设计这种夹具的方法。

Description

用于正齿器件的个性化夹具,由该夹具、基底和支架形成的组件,及用于设计这种夹具的方法

本发明涉及用于治疗患者的个性化正齿牙箍的制作，该个性化正齿牙箍旨在主要在舌侧技术的情况下使用，即，其中牙箍安置于牙齿的不可见的后面上。

这些牙箍常规地包括：

至少一条正齿线，换句话说是一条金属线，这条线在牙齿上施加一个力，该力趋于将这些牙齿从它们的初始不令人满意的位置（称为“不当位置”）移动到最终令人满意的位置（称为“经校正位置”）；以及

一系列支架，每一个支架具备至少一个凹槽以用于接纳正齿线；这些支架在一个特定位置中各自固定到患者的牙齿，从而使得正齿线能够将在治疗期间将牙齿从不当位置移动到经校正位置所必要的旋转力传递到这些牙齿。

通常使用一条或多条正齿线，以及各自包括一个或多个凹槽的单一系列的支架。

舌侧正齿技术是在1970年左右开始发展的，所具有的美学优点在于牙箍实际上从外部不可见。然而，当时这些技术依赖于完全手动设计，并且牙箍的制造及其使用为高度复杂的。这是因为治疗成功的重要元素是支架以及其在牙齿上的凹槽的正确定位，尤其是相对于其旋转中心的定位。这是因为这个位置决定了强加于相应牙齿上的力的定向，并且因此决定了当牙齿处于最终经校正位置中时牙齿在空间中各种方向上的定向。用舌侧技术实现这个定位比用唇侧或前庭技术（其中牙箍安置于牙齿的前面上）实现这个定位难得多，原因在于牙齿的后面的明显角度。这个角度比在唇侧技术的情况中更远离牙齿相对于支架的旋转中心。这意味着支架的定位的略微误差可能会不正确地使凹槽定位，因此使牙箍不能提供对牙齿的位置的所要求的校正。

因此，尤其重要的是非常准确地定位支架，尤其是在门牙和犬牙上，门牙和犬牙的内面的形状比前臼齿和臼齿的形状更复杂并且多变。

这种定位通常是通过被正齿医生称为夹具的设备来实现的，夹具的实例在文献US-A-2009/0136890中描述。该夹具由提供于其下面或上面上的一个塑料材料块组成，具有一个壳体，该壳体的构型使得给定牙齿的末端可以插入其中。仅在每一个牙齿的形态已经事先从患者的齿弓的印记进行个别地数字化并且该形态已经被数字地馈送到一台块制造机器的控制软件中的情况下，这种插入才能以对于治疗成功来说准确并且有效的方式成为可能。因此，该块制作有一个腔，牙齿的末端可以精确地插入该腔中。该块还包括一个钩形支撑部件，该部件具有彼此成直角的三个连续区段。第一区段穿过该块，在一个适当孔口中滑动。第三区段的末端经成形以插入到一个支架的凹槽中，以便在安装支架时固持支架，并且一旦支架已经被安装，便容易地从支架脱离。第二区段接合另两个区段。为了安装支架，将支架放置于支撑部件的末端处，用该块盖住牙齿，并且在支撑部件上施加牵引以抵靠先前涂覆有正齿粘合剂的基底而按压支架的底部。当粘合剂已经聚合时，从支架脱离支撑部件，并且移除该块。

然而，这个设备具有若干缺陷。块和支撑部件体积较大，这使得它们难以安装并且使患者不舒适。而且，支架的定位的准确性并不总是足够的。一方面，块仅包围牙齿的上部分，因为块不能覆盖后面的一个较大部分以免阻碍支架的安装。由此可见，在操作期间定位块时可能存在相对较大的动作。另一方面，设备的多零件结构意味着各种部件的设计和制造中的不准确性会累积。

本发明的目的是提出一种用于设计和制造夹具的新方法以及所得的夹具，其没有上文提到的缺陷，并且在为患者带来最少的不舒适以及为医师提供人体工程学安装程序的情况下允许支架的非常精确的定位。

为此，本发明提供了一种个性化夹具，用于在牙齿上放置一个旨在形成部分的正齿牙箍的载有支架的基底，该个性化夹具的特征在于：

该夹具是一个盖住所述牙齿的盖，覆盖了该牙齿的自由边缘以及该牙齿的前面和后面的至少多个部分；以及；以及

该夹具具有一个形状，使得该夹具能够在该基底的多个边缘中的至少一者的至少一部分上支持该基底。

该夹具可以包括用于供医师固持以对其进行放置的装置。

该夹具可以包括允许在将该夹具和该基底放置于该牙齿上之前将该夹具附接到该夹具所围绕的该基底并且在将该基底固定到该牙齿之后从该基底分离的装置。

该夹具可以包括一个用于该基底的壳体，该壳体旨在在该基底的多个横向边缘中的至少一者的至少一部分上以及旨在尽可能地靠近该牙齿的刃口而定位的该基底的纵向边缘的至少一部分上围绕该基底。

该夹具可以包括旨在对应于该基底上的至少一个突出部或壳体的至少一个壳体或突出部。

本发明还提供了一种由个性化基底以及形成的组件，该个性化基底载有一个旨在包含在正齿牙箍中的支架，并且该夹具旨在将该基底准确地定位于相应牙齿上，该组件的特征在于该夹具是以上类型的个性化夹具。

所述基底可以旨在用于一个舌侧正齿牙箍。

所述基底可以旨在用于一个前庭正齿牙箍。

本发明进一步提供了一种设计以上类型的个性化夹具的方法，其特征在于：

根据患者的处于不当位置中的牙齿和齿弓的一个印痕来产生一个模型；

根据该模型产生一个硬件或虚拟排牙方案（set-up）；

如果该排牙方案是硬件，那么产生该排牙方案的一个计算机图像；

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计由旨在整合在正齿牙箍中的支架和基底形成的一个组件；并且

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计旨在盖住该牙齿的一个盖，该盖在该牙齿的前面和后面的至少多个对应部分上延伸。

可以从该盖数字地减去一个空间，该空间的轮廓对应于先前为所述牙齿设计的基底的轮廓。

本发明进一步提供了一种设计以上类型的个性化夹具的方法，其特征在于：

根据患者的处于不当位置中的牙齿和齿弓的一个印痕来产生一个模型；

产生该模型的一个计算机图像；

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计由一个基底和一个支架形成的一个组件，该支架旨在整合在一个正齿牙箍中；并且

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计旨在盖住该牙齿的一个盖，该盖在该牙齿的前面和后面的至少多个对应部分上延伸。

可以从该盖数字地减去一个空间，该空间的轮廓对应于先前为所述牙齿设计的基底的轮廓。

本发明进一步提供了一种制作以上类型的夹具的方法，其特征在于，通过上述方法中的任一者对所述夹具进行数字的设计。

本发明进一步提供了一种制作以上类型的夹具的方法，其特征在于，数字地设计和制造正齿牙箍的整体，该正齿牙箍的对应于所述夹具的支架必须形成一部分，所述牙箍是在一个硬件排牙方案上定位或者在患者的处于不当位置中的牙齿的齿弓的印痕上定位，对由所述牙箍和所述排牙方案或所述印痕形成的组件进行数字化，根据所述数字化对所述夹具进行数字的设计，并且例如通过激光烧结快速原型工艺来制作所述夹具。

如已经了解的，本发明在于针对每一个牙齿而设计个性化夹具，该个性化夹具具有以下特征：

该夹具盖住相关的牙齿，覆盖了该牙齿的自由边缘以及该牙齿的前面和后面的至少多个部分；

该夹具的形状使得该夹具能够在该基底的边缘中的至少一者的至少一部分上支持该基底，例如该基底的中远侧边缘（横向边缘）中的一者的一部分、该基底的两个中远侧边缘的一部分、或者该基底的咬合（纵向）边缘的靠近牙齿的自由边缘的至少一部分；这允许了该夹具和该基底的精确相对定位，支架已事先固定至该基底或者是该基底的一体式零件；

在一个具体实施方案中，它包括用于将基底固定（例如夹持）到该夹具的装置，从而允许在安装基底与支架组件之后基底与夹具的分离。

在阅读以下参考附图给出的描述之后将更好地理解本发明：

图1，所示为本发明的夹具以及固定到该夹具以定位于牙齿上的基底的构型的一个第一实例；

图2和图3，所示为本发明的夹具与相关联基底的构型的另两个实例；

图4，所示为本发明的夹具的另一构型，该夹具事实上与图1所示的夹具的一半相同，并且旨在用于难以接达的牙齿上；并且

图5，所示为本发明的一个变体的轮廓，其中夹具包括一个促进医师对它进行固持的设备。

接下来描述本发明的一个非限制性实施方案。

第一步骤是制作患者的处于不当位置中的齿弓和牙齿的石膏模型。随后，以已知方式，制作对正齿医生来说所谓的“排牙方案”，即，处于其目标经校正位置中的牙齿的齿弓的硬件表示。为此，逐个地将牙齿从上述模型切除，并且放置于它们对应的目标经校正位置中。

随后产生这个排牙方案的一个计算机图像。

当然，该排牙方案可以改为完全虚拟的，这并不以任何方式改变该夹具的设计和使用的原理。

随后，使用例如文献WO-A-03/068099或WO-A-2009/056776中描述的已知方法，针对每一个牙齿数字地设计由一个基底和一个支架形成的组件。基底的一个面支持牙齿的内面，并且支架在所选的位置中固定到基底的另一个面。在本发明的上下文中可互换的各种方法中可以采用以下解决方案：

支架可以是“批量生产的”支架，即，具有标准形状和标准尺寸的支架，在设计牙箍时从计算机支架库取得；或

支架可以“按照尺寸”设计和制作。

还可以在支架与基底之间提供一个中间零件，其几何形状对应于在治疗结束时在处于经校正位置中的相应牙齿与正齿线之间将保持为空的空间（在无该中间零件的情况下），该正齿线在治疗期间穿过支架的凹槽并且在治疗结束时已经返回到其初始形状（参见文献WO-A-2009/056776）。

在本发明的上下文中，基底、支架以及任何中间零件是分开来设计和制造还是被设计和制造为接合在一起的单独零件是不重要的。在本发明的上下文中重要的是，包含正齿线（可以是所谓的“直线”类型并且因此实质上在单个平面中延伸或在空间中在三个方向上延伸）的构型的牙箍的数字设计得到包括基底和支架的组件的形状和尺寸的界定，从而实现每一个牙齿上支架的凹槽的正确定位，使得通过与正齿线的协作，每一个牙齿在治疗结束时移动到其经校正位置，并且还得到基底的轮廓的界定。

随后以如下方式设计本发明的夹具。设计一个盖，该盖旨在盖住牙齿，并且在该牙齿的前面和后面的至少多个对应部分上延伸。随后从该盖的旨在在牙齿的后面上延伸的部分数字地减去一个空间，该空间的轮廓对应于先前设计的基底的轮廓。此相减的结果是必须赋予夹具的外部构型，使得在紧固基底以及它所携载到夹具的支架之后，并且在将夹具放置于牙齿上的适当位置中之后，基底在牙齿的后面上以较高准确性处于确切的目标位置中。基底已经先前涂覆的粘合剂或任何其他紧固装置将基底固定到牙齿，之后可以移除夹具。

或者，可以直接设计支持基底的夹具的边缘，而无需执行刚才提到的相减。

可以在将夹具安装于牙齿上之前将基底夹持到夹具或通过任何其他装置固定基底。基底和夹具的确切构型可以被适配成允许此固定。也就是说，并不是必须在将夹具安装于牙齿上之前将基底固定到夹具。首先进行在牙齿上安装夹具并且随后将基底应用于牙齿，从而使基底抵靠在夹具中为此目的提供的空间的边缘，也是完全可行的。

最佳地通过快速原型工艺激光烧结方法来制作夹具，其中尺寸准确性大约为20μm。可以使用其他快速原型工艺方法，例如塑料原型工艺、失蜡法原型工艺等等。目前，激光烧结提供最大的准确性。

除了保证基底和支架组件的定位的优良准确性之外，本发明的夹具还具有优于现有技术夹具的优点，这个优点是该夹具在嘴中非常紧凑。该夹具的壁可以制作得非常薄，小于1mm（例如，0.6mm）厚。与现有技术的呈块形式的夹具（参见文献US-A-2009/0136898）相比，这些夹具紧凑得多，并且因此在安装正齿牙箍时对于患者舒适得多，并且为正齿医生留下更多空间来将基底安装到其他牙齿而不用首先移除已经安装的夹具。

各图概略地示出了本发明的夹具的构型的实例。

图1所示为夹具1，该夹具旨在盖住必须容纳于空间2中的一颗门牙（未图示），该空间界定于夹具的前部3与后部4之间。必须了解，如图中表示的空间2的形状是高度示意性的，并且与确切地对应于牙齿形状的真实形状相比是简化的。在所示的实例中，前部3覆盖牙齿的前面的相对较大部分。本发明的夹具的后部4包括一个凹口5，该凹口的轮廓被适配成使得有待安装到牙齿的基底6可以容纳于其中（例如夹持于其中），该基底载有一个支架7，该支架具备用于插入正齿线的一个凹槽8。如已经陈述，此凹口5的构型可以通过直接设计或者通过在牙箍的设计期间的数字提取来获得。

在图1中，凹口5形成一个壳体，该壳体捕获基底6的上部边缘9以及每一横向边缘10、11的一部分。

在图2中，夹具1的后面4呈具有点12、13、14的三叉戟的形状，这些点界定用于基底6的壳体。基底6的上部边缘9具有一个中心凹口15，接纳该三叉戟的中心点13，该三叉戟的横向点12、14在基底6的横向边缘10、11的上部的一部分上框住这些横向边缘。

在图3中，夹具1与图2的夹具相当，不同之处在于其后面4包括仅一个点16，基底6的上部边缘9中的一个凹口17放置于该点上。基底6的横向边缘10、11与夹具1完全没有任何接触。

在图4中，夹具1在原理上与图1的夹具相同，不同之处在于其被设计成仅实质上覆盖牙齿的纵向一半，换句话说，基底6的仅一个横向边缘11以及上部边缘9的一半与夹具接触。当患者的处于不当位置中的相应牙齿与一个邻近牙齿有较大重叠，从而没有足够空间来安装图1的夹具1时可以有利地使用这个构型。本领域的普通技术人员将了解，如果没有足够空间来安装如图示的夹具，那么图2和3的实施方案也可以用类似方式来适配。根据可用于安装夹具的空间或者对夹具的设计的其他约束，以此方式修改的夹具1可以具有稍微大于或稍微小于牙齿的一半的宽度。

已经给出的描述是关于旨在用来放置旨在形成部分的舌侧正齿牙箍的基底及其支架。然而，在经过本领域的普通技术人员将了解的适配后，本发明可以用于前庭技术中。

必须了解，基底6可以是小的，尤其是在厚度方面，这对于旨在用于前庭牙箍的支架7来说最重要。

在图5中，夹具1在其内面上具有一个球18，该球充当一个固持部件，促进外科医生对夹具1的操纵。这个固持部件可以具有任何形状：环、杆、立方体等等，或者使得能够借助于一个仪器来固持夹具1的任何更复杂形状。该固持部件可以放置于前面（或者后面，在用于前庭技术中的夹具的情况下）上的任何地方，处于将不会与牙齿和/或邻近的夹具接触的位置。

如果医师希望，那么在所有情况下夹具的整体的完全“定做”制作允许支架的“首先安装”，即，在治疗的初始阶段期间安装。在一些情况下，这个特征将使得医师不必推迟一个或多个支架到最难以接近的牙齿的安装。这显著加快了治疗。

或者，夹具的设计可以不基于一个排牙方案，而是基于在处于不当位置中的牙齿的齿弓的模型。这具有的优点是更清楚地示出可用于安装夹具的空间并且推断是否对夹具给出例如图4所示的特定形状，以及用于固持部件（如果存在的话）的最佳位置。

另一变体需要根据文献WO-A-2009/056776中描述的原理来设计和制造正齿牙箍（支架、基底和正齿线），例如在一个硬件排牙方案上或处于不当位置中的牙齿的齿弓的模型上定位，随后全部进行数字化，并且随后根据经数字化的图像来设计本发明的夹具。通过所描述的方法之一使夹具得以最终制成。

Claims (14)

1.一种个性化夹具，用于在牙齿上放置一个旨在形成部分的正齿牙箍的载有支架的基底，该个性化夹具的特征在于：

该夹具是一个盖住所述牙齿的盖，覆盖了该牙齿的自由边缘以及该牙齿的前面和后面的至少多个部分；以及

该夹具的形状使得该夹具能够在该基底的多个边缘中的至少一者的至少一部分上支持该基底。

2.如权利要求1所述的夹具，其特征在于，它包括用于供医师固持以对其进行放置的装置。

3.如权利要求1或2所述的夹具，其特征在于，它包括允许在将该夹具和该基底放置于该牙齿上之前将该夹具附接到该夹具所围绕的该基底并且在将该基底固定到该牙齿之后从该基底分离的装置。

4.如权利要求1到3中任一项所述的夹具，其特征在于，它包括一个用于该基底的壳体，该壳体旨在在该基底的多个横向边缘中的至少一者的至少一部分上以及旨在尽可能地靠近该牙齿的刃口而定位的该基底的纵向边缘的至少一部分上围绕该基底。

5.如权利要求1到4中任一项所述的夹具，其特征在于，它包括旨在对应于该基底上的至少一个突出部或壳体的至少一个壳体或突出部。

6.一种由个性化基底以及夹具形成的组件，该个性化基底载有一个旨在包含在正齿牙箍中的支架，并且该夹具旨在将该基底准确地定位于相应牙齿上，该组件的特征在于该夹具是如权利要求1到5中任一项所述的个性化夹具。

7.如权利要求6所述的组件，其特征在于，它旨在用于一个舌侧正齿牙箍。

8.如权利要求6所述的组件，其特征在于，它旨在用于一个前庭正齿牙箍。

9.一种设计如权利要求1到5中任一项所述的个性化夹具的方法，其特征在于：

根据患者的处于不当位置中的牙齿和齿弓的一个印痕来产生一个模型；

根据该模型产生一个硬件或虚拟排牙方案；

如果该排牙方案是硬件，那么产生该排牙方案的一个计算机图像；

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计由旨在整合在正齿牙箍中的支架和基底形成的一个组件；并且

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计旨在盖住该牙齿的一个盖，该盖在该牙齿的前面和后面的至少多个对应部分上延伸。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，从该盖数字地减去一个空间，该空间的轮廓对应于先前为所述牙齿设计的该基底的轮廓。

11.一种设计如权利要求1到5中任一项所述的个性化夹具的方法，其特征在于：

根据患者的处于不当位置中的牙齿和齿弓的一个印痕来产生一个模型；

产生该模型的一个计算机图像；

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计由一个基底和一个支架形成的一个组件，该支架旨在整合在一个正齿牙箍中；并且

针对有待治疗的每一个牙齿数字地设计旨在盖住该牙齿的一个盖，该盖在该牙齿的前面和后面的至少多个对应部分上延伸。

12.如权利要求9到11中任一项所述的方法，其特征在于，从该盖数字地减去一个空间，该空间的轮廓对应于先前为所述牙齿设计的该基底的轮廓。

13.一种制作如权利要求1到5中任一项所述的夹具的方法，其特征在于，如权利要求9到12中任一项所述对所述夹具进行数字的设计，并且通过例如激光烧结快速原型工艺来制作所述夹具。

14.一种制作如权利要求1到5中任一项所述的夹具的方法，其特征在于，数字地设计和制造正齿牙箍的整体，该正齿牙箍的对应于所述夹具的支架必须形成一部分，所述牙箍是在一个硬件排牙方案上定位或者在患者的处于不当位置中的牙齿的齿弓的印痕上定位，对由所述牙箍和所述排牙方案或所述印痕形成的组件进行数字化，根据所述数字化对所述夹具进行数字的设计，并且例如通过激光烧结快速原型工艺来制作所述夹具。

Images