【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及牙齿正畸领域，尤其涉及一种个性化隐形矫治器及其数字化设计与制作方法。
技术介绍
1、随着人们生活品质的提升，牙齿正畸逐渐受到越来越多的关注。传统的固定式矫治器利用弓丝与托槽相配合实现牙齿的矫正，但是它不够美观、舒适，还经常带来“铁齿钢牙”的尴尬。于是，具有很好美学效果的隐形矫治器获得了更多人的青睐。隐形矫治器的形态与患者实际牙列之间存在设计偏差，患者佩戴之后矫治器会产生弹性变形，并对牙齿施加弹性回复力，从而引导牙齿向预定位置移动。通过有次序的佩戴一组(约20-90副)隐形矫治器，错位牙齿会逐渐移动到规划的理想位置，完成牙齿的正畸矫治。
2、目前，隐形矫治器的设计主要参考患者牙冠，医生依据患者的牙列症状利用排牙软件调整错位牙齿的位置，规划牙齿从原位置移动到理想位置的移动路径，并依据患者牙列移动过程中的一系列中间位置设计一组隐形矫治器。在牙齿矫治过程中，隐形矫治器施加在牙齿上的矫治力并不明确，普遍采用定期回访的试错式治疗方式。当牙齿佩戴矫治器之后没有按照预设路径进行移动时，则需要根据牙列的分布状态，重新规划牙齿移动路径，并制作新的矫治器。另外，矫治器变形产生的矫治力大小也不确定，矫治器变形越大所产生的弹性回复力就越大，变形越小产生的回复力越小。过大的矫治力会压迫牙周组织，引起局部血流闭塞，使牙周膜发生透明性样变；过小的矫治力则无法有效激发牙齿移动或牙齿移动速度很慢，矫治效果不明显。此外，现有隐形矫治器一般为牙列全覆盖式，患者整个牙列都被矫治器包裹，会影响患者的口腔舒适度。因此，需要针对患者的临床症状设计并制
3、为此，我们设计一种个性化隐形矫治器及其数字化设计与制作方法，用于对上述技术问题提供另一种技术方案。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种个性化隐形矫治器及其数字化设计与制作方法。
2、为了解决上述的技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种个性化隐形矫治器，所述的个性化隐形矫治器由透明的形状记忆聚合物材料制得，具有良好的生物相容性和形状记忆功能，更有利于获得准确牙齿移动。
4、一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，步骤如下：
5、s1：获取患者临床口腔数据，并构建患者牙颌组织的三维数字模型；
6、s2：规划目标牙列矫治的移动路径，并设计个性化隐形矫治器的初始轮廓；
7、s3：调整个性化隐形矫治器不同位置的结构和尺寸，或在局部添加功能附件，获得个性化隐形矫治器初始模型；
8、s4：模拟个性化隐形矫治器初始模型临床佩戴过程，预估正畸矫治效果，并通过优化获得个性化隐形矫治器最终模型；
9、s5：利用三维立体打印技术完成个性化隐形矫治器最终模型的加工制作，在清洗、消毒后即可用于临床正畸治疗。
10、作为本专利技术提供的所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法的一种优选实施方式，所述的牙颌组织包括牙列、牙周膜和牙槽骨；
11、所述的三维数字模型包括三角面片网格模型和有限元模型；
12、所述的患者临床口腔数据采用ct扫描和石膏印模相结合的方式获取。
13、作为本专利技术提供的所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法的一种优选实施方式，所述的ct扫描用于采集患者牙周膜和牙槽骨的ct图像，然后对二维的ct图像进行修剪、分割，再通过叠加生成它们的三角面片网格模型，所述的石膏印模用于采集患者牙列数据，利用涂满硅橡胶的托盘对牙列取模后，通过石膏翻模即可获得患者牙列的石膏模型，然后对石膏模型进行扫描获取患者牙列的三角面片网格模型。
14、作为本专利技术提供的所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法的一种优选实施方式，所述的目标牙列矫治的移动路径由正畸医生依据患者牙列的临床病症进行规划，正畸医生首先明确错位牙列的矫治目标位置，并参照牙列初始位置和目标位置，在充分考虑患者牙颌组织生物构造和正畸规律的前提下，规划牙列矫治的移动路径，设置一系列牙列移动中间位置；
15、所述的个性化隐形矫治器的初始轮廓依据处于移动中间位置时的牙列形态进行设计，通过抽壳的方式提取牙列牙冠数据，生成个性化隐形矫治器的初始轮廓，并对所述的个性化隐形矫治器初始轮廓进行修剪、优化，使中切牙、侧切牙和尖牙牙冠的顶部露出，磨牙舌侧牙冠和颊侧局部牙冠露出。
16、作为本专利技术提供的所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法的一种优选实施方式，所述的调整个性化隐形矫治器由正畸医生结合患者临床病症，包括每颗牙齿的错位方向、角度和错位量，根据临床经验初步预设、调整个性化隐形矫治器不同位置的结构和尺寸，或在局部添加功能附件，用于改善矫治力的施加，从而获得个性化隐形矫治器初始模型。
17、作为本专利技术提供的所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法的一种优选实施方式，所述的个性化隐形矫治器临床佩戴过程基于牙颌组织有限元模型和个性化隐形矫治器初始有限元模型进行，首先将个性化隐形矫治器初始有限元模型加热至其材料玻璃化转变温度以上，然后对个性化隐形矫治器初始有限元模型施加位移载荷将其佩戴在牙颌组织有限元模型上，之后对个性化隐形矫治器初始有限元模型进行冷却至患者口腔环境温度35℃，保持一段时间后分析牙颌组织有限元模型中牙列的移动趋势和变形量，并将模拟结果与预设牙列移动路径相比较，如两者不一致则对个性化隐形矫治器初始模型进行优化、调整，直至模拟结果与预设牙列移动路径相一致，进而获得个性化隐形矫治器最终模型。
18、作为本专利技术提供的所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法的一种优选实施方式，所述的加工制造可先根据个性化隐形矫治器最终模型设计相应的注塑模具，利用三维立体打印机将注塑模具加工出来，然后将形状记忆聚合物高温熔化之后注入注塑模具中，待冷却之后即可获得个性化隐形矫治器实物；
19、待个性化隐形矫治器实物制作完成之后，对其进行清洗、消毒，然后将其放置在约50℃的温水中，待其软化之后佩戴在患者口内；等个性化隐形矫治器实物温度降至患者口腔温度约35℃时，即对目标牙列施加矫治力，牵引牙列向目标位置移动。
20、可以毫无疑义的看出，通过本申请的上述的技术方案，必然可以解决本申请要解决的技术问题。
21、同时，通过以上技术方案，本专利技术至少具备以下有益效果：
22、本专利技术提供的个性化隐形矫治器相比于传统全覆盖式的隐形矫治器用料更少，前牙区牙冠顶部完全露出，后牙区牙冠舌侧露出，可明显提升患者佩戴的舒适度。所述的个性化隐形矫治器最终模型是经有限元模拟分析后获得的优化模型，可以提升牙齿矫治的准确度，减少正畸治疗中的不确定因素。另外，个性化隐形矫治器材料采用具有形状记忆功能的聚合物材料，可使牙齿移动更加准确、可控，缩短正畸治疗周期。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种个性化隐形矫治器，其特征在于，所述的个性化隐形矫治器由透明的形状记忆聚合物材料制得，具有良好的生物相容性和形状记忆功能，更有利于获得准确牙齿移动。
2.一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，应用于权利要求1所述的一种个性化隐形矫治器，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的牙颌组织包括牙列、牙周膜和牙槽骨；
4.根据权利要求4所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的CT扫描用于采集患者牙周膜和牙槽骨的CT图像，然后对二维的CT图像进行修剪、分割，再通过叠加生成它们的三角面片网格模型，所述的石膏印模用于采集患者牙列数据，利用涂满硅橡胶的托盘对牙列取模后，通过石膏翻模即可获得患者牙列的石膏模型，然后对石膏模型进行扫描获取患者牙列的三角面片网格模型。
5.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的目标牙列矫治的移动路径由正畸医生依据患者牙列的临床病症进行规划，正畸医生首先明确错位牙列的矫治
6.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的调整个性化隐形矫治器由正畸医生结合患者临床病症，包括每颗牙齿的错位方向、角度和错位量，根据临床经验初步预设、调整个性化隐形矫治器不同位置的结构和尺寸，或在局部添加功能附件，用于改善矫治力的施加，从而获得个性化隐形矫治器初始模型。
7.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的个性化隐形矫治器临床佩戴过程基于牙颌组织有限元模型和个性化隐形矫治器初始有限元模型进行，首先将个性化隐形矫治器初始有限元模型加热至其材料玻璃化转变温度以上，然后对个性化隐形矫治器初始有限元模型施加位移载荷将其佩戴在牙颌组织有限元模型上，之后对个性化隐形矫治器初始有限元模型进行冷却至患者口腔环境温度35℃，保持一段时间后分析牙颌组织有限元模型中牙列的移动趋势和变形量，并将模拟结果与预设牙列移动路径相比较，如两者不一致则对个性化隐形矫治器初始模型进行优化、调整，直至模拟结果与预设牙列移动路径相一致，进而获得个性化隐形矫治器最终模型。
8.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的加工制造可先根据个性化隐形矫治器最终模型设计相应的注塑模具，利用三维立体打印机将注塑模具加工出来，然后将形状记忆聚合物高温熔化之后注入注塑模具中，待冷却之后即可获得个性化隐形矫治器实物；
...【技术特征摘要】
1.一种个性化隐形矫治器，其特征在于，所述的个性化隐形矫治器由透明的形状记忆聚合物材料制得，具有良好的生物相容性和形状记忆功能，更有利于获得准确牙齿移动。
2.一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，应用于权利要求1所述的一种个性化隐形矫治器，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的牙颌组织包括牙列、牙周膜和牙槽骨；
4.根据权利要求4所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的ct扫描用于采集患者牙周膜和牙槽骨的ct图像，然后对二维的ct图像进行修剪、分割，再通过叠加生成它们的三角面片网格模型，所述的石膏印模用于采集患者牙列数据，利用涂满硅橡胶的托盘对牙列取模后，通过石膏翻模即可获得患者牙列的石膏模型，然后对石膏模型进行扫描获取患者牙列的三角面片网格模型。
5.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治器的数字化设计与制作方法，其特征在于，所述的目标牙列矫治的移动路径由正畸医生依据患者牙列的临床病症进行规划，正畸医生首先明确错位牙列的矫治目标位置，并参照牙列初始位置和目标位置，在充分考虑患者牙颌组织生物构造和正畸规律的前提下，规划牙列矫治的移动路径，设置一系列牙列移动中间位置；
6.根据权利要求3所述的一种个性化隐形矫治...
【专利技术属性】
技术研发人员：仵健磊，郭泾，徐良伟，孙建锋，
申请(专利权)人：宁波职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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