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制造患者特定的正畸管制造技术

技术编号:40555067 阅读:9 留言:0更新日期:2024-03-05 19:15
本实施方式涉及一种通过使用基于陶瓷浆液的增材制造(AM)技术来直接制造定制的唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法。例如,通过增材制造来制造定制的陶瓷唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法可以包括:测量患者的牙齿的轮廓的齿列数据;基于齿列数据,生成患者的牙齿的三维计算机辅助设计(3D CAD)模型并且对该3D CAD模型进行保存;基于所述3D CAD模型,设计关于单个唇侧管结构或舌侧管结构的虚拟的3D CAD管结构模型;将与3D CAD管结构模型相关的数据导入到增材制造机器中;以及由无机材料利用增材制造机器通过分层制造直接生产管,所述无机材料包括陶瓷、聚合物转变陶瓷和聚合物转变金属中的至少一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术的实施方式总体上涉及制造用于矫直牙齿和矫正咬合不正的陶瓷的唇侧正畸管/舌侧正畸管。更具体地,本专利技术的实施方式涉及通过使用基于陶瓷浆料的增材制造(am)技术直接制造定制的唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法。


技术介绍

1、正畸已经被广泛地适用于临床,以矫正咬合不正和矫直牙齿。传统的方法是将预先成形的托架和管粘附到牙齿上,并且将横截面形状为圆形、方形或矩形的弹性金属线材延伸穿过管槽以提供驱动力。通过用粘合剂填充牙齿表面与托架和管表面之间的间隙来实现托架和管对单个牙齿的适应。由此,这将托架和管结合至牙齿,使得在牙齿移动至其最终位置时托架和管槽位于接近平坦(取决于制造精度)的水平平面中。


技术实现思路

1、本专利技术的一些实施方式提供了用于产生定制的舌侧陶瓷正畸管或唇侧陶瓷正畸管的改进的技术,并且所述技术提供了在诊所制作这种管的能力。

2、预先形成的方丝管可能没有处方,从而需要对弓形线材进行调整。替代性地,方丝管可以具有用于特定牙齿的角度、倾斜度或进/出变化的理想化处方,因此这种方丝管被称为“直线材矫治器”。由于管垫通常不是针对单个患者的牙齿定制而成的,临床医生负责管的放置,因此这可能会引入误差来源,从而通常会增加患者的就诊次数和整体治疗时间。这些管通常是现成的产品。将管结合至牙齿时的错位可以通过线材中的补偿性弯折或者通过使管脱开结合并将其重新定位来进行校正,这两种方式均会增加时间和费用。目前能够使用定制的金属舌侧管,定制的金属舌侧管根据对齿列的3d扫描或印模而在中央位置处制作并邮寄返回至临床医生,并且通过间接结合转移至患者。选择性激光熔化(slm)是一种已经用于产生定制的金属舌侧托架和管的3dam技术(例如,参见美国专利no.8,694,142),但是该技术存在分辨率和表面光洁度不足的问题。尽管已经使用了真正定制的唇侧管,但是可以通过间接结合来产生标准的非定制的管的定制定位,而其本身在管本身中具有固有误差。许多当前的真正定制的唇侧系统(suresmiletm公司)严重依赖于基于3d扫描在线材中设置定制的弯曲部,而不是产生真正的直线材矫治器。例如,美国专利no.8,690,568提供了一种将金属托架槽在定制位置中焊接至普通金属托架基部的方法,但是没有描述用于产生定制的托架基部或产生美观的非金属托架的方法。这些部分定制的金属托架和管(类似于管)存在由于普通基部与牙齿形态不匹配而产生的槽定位不准确和过早地脱开结合的问题,并且对于出于美观考虑而喜欢非金属矫治器的老年患者而言并不美观。自1980年以来,陶瓷托架已经是商业上可获得的并且得到研究,并且与金属托架相比,陶瓷托架由于其优异的美观性、抗蠕变性、刚性、生物相容性、耐腐蚀性、在口腔环境中的稳定性以及无毒的性质而成为了一种理想的材料。然而,由于这种管位于口部的托架中,对金属的美观替代品的需求对于患者而言并不重要,因此非定制陶瓷管自2018年以来才可获得。陶瓷托架和陶瓷管主要通过注射成型来制造,从而具有制造的局限性。例如,可能很难或不可能使用注射成型来产生可以增强管与牙齿粘合剂的机械结合强度的底切部。

3、与金属管不同,陶瓷管无法为了脱开结合而弯折,而是必须断开管与结合材料之间的连接。由于陶瓷的机械性能和这种脱开结合的机制,如果管无法容易地与牙齿分开,则在使管脱开结合时存在较高的损坏牙釉质的风险。在这种情况下,需要金刚砂钻来将管从牙齿上钻下,这可能会产生火花,需要很长时间并导致较差的患者和提供者的体验。

4、目前,还没有商业上可获得的这样的陶瓷管,该陶瓷管通过沿着“应力集中器”形式的受控断裂来脱开结合,该应力集中器被设计成在被施加压力时迫使管在特定位置处断开。应力集中器的静态形状无法根据管的(进出)厚度及其在牙齿上的精确位置来提供一致的脱开结合体验,并且因此还必须使用定制形状。

5、目前,没有用于产生美观定制的舌侧或唇侧的陶瓷正畸管的系统,并且也没有可以通过私人正畸诊所的经训练的成员100%在诊所制作的定制的托架和管的系统。需要用于产生定制的舌侧和唇侧的陶瓷正畸管的更加有效和精确的技术以及更美观的唇侧管。

6、本专利技术的一些实施方式可以用于解决在当前的直线材矫治器正畸管的制造技术中出现的问题。例如,在一个实施方式中,可以通过利用任意数目的基于陶瓷浆料的am技术来提供一种定制的舌侧管/唇侧管的直接制造方法,所述基于陶瓷浆料的am技术的示例可以包括数字光处理(dlp)、激光光聚合立体光刻、喷射打印(包括粒子喷射打印、纳米粒子喷射打印)、分层浆料沉积(lsd)或者激光诱导注浆铸造。浆料被限定为分散在液体中的无机颗粒,并且可以是可光聚合的,或者可以通过其他机制来聚合。同样,可以使用类似的方法来产生金属管,其中,浆料中的无机材料为金属。可以产生的物品的示例包括根据个体的牙齿特征和颅面特征的定制的唇侧管/舌侧管,该定制的唇侧管/舌侧管可以具有被设计到管中的直接牙齿匹配的断层线/凹槽(也称为断裂凹槽、应力集中器或分离机构)。基于陶瓷浆料的am可以在这样的装置中进行,该装置足够小以舒适地配装在私人正畸实验室中,并且考虑到针对非定制管和定制管的市场价格和诊所用量,目前可以以合理的价格获得。

7、例如,在一些实施方式中,通过基于陶瓷浆料的am来制造定制的陶瓷的唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法可以包括:测量患者的牙齿的轮廓的齿列数据;基于齿列数据,使用逆向工程生成患者的牙齿的三维计算机辅助设计(3d cad)模型并且将该3d cad模型保存在计算机上;设计用于单个唇侧管结构或单个舌侧管结构的3d cad管结构模型;将与3dcad管结构模型相关的数据导入到基于陶瓷浆料的am机器中;通过分层制造在基于陶瓷浆料的am机器中直接生产管(生坯部分)。在直接使用之前或者在与表面性能相关的其他后处理步骤之前,可以在烧结和脱粘合炉中对管进行处理。3d cad管结构模型可以包括至少表示下述各者的数据:a)管垫(基部),该管垫(基部)具有通向管的结合表面的凹槽和/或底切部,以与特定牙齿的表面接触;b)断层凹槽(也被称为断裂凹槽、应力集中器或分离机构),该断层凹槽与患者的牙齿相匹配以有助于脱开结合;c)槽,该槽用于根据患者的正畸需要进行定位;d)管材料;e)特定牙齿的轮廓;以及f)管导引装置,该管导引装置用以对将管三维放置到牙齿上进行引导。基于陶瓷浆料的am机器可以包括:成型隔室,该成型隔室包括用以通过分层制造来直接生产管的平台和柱塞;材料隔室;以及用于数字光处理的led光源或者具有至少一个分配喷嘴以用于“喷射”打印的打印头,其中,管是通过使用切片软件将3dcad管结构模型分成层并获得每个层的水平截面模型使得由基于陶瓷浆料的am机器产生的每个层的形状与3d cad结构数据一致的分层制造来生产的。基于陶瓷浆料的am机器可以包括:缸,该缸适于在制造期间对管进行保持;水平构建平台,该水平构建平台适于在缸底部上方保持在可设置的高度处;曝光单元,该曝光单元适于被控制成用于以具有预定几何形状的强度图案对水平构建平台上的表面进行位置选择性曝光;控制单元,该控制单元适于接收本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种制造用于患者的定制的正畸管的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述脱开结合结构的至少一部分具有基于所述一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的三维模型的定制形状。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述脱开结合结构包括位于所述正畸管结构的一部分中的应力集中器。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述应力集中器被定形状成使得在向所述应力集中器施加法向力时,所述定制的正畸管发生断裂。

5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述应力集中器沿着所述正畸管结构的咬合侧-牙龈侧方向延伸。

6.根据权利要求3所述的方法,其中,所述应力集中器包括具有横截面为大致三角形的轮廓的部分。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述脱开结合结构在所述正畸管结构的三维模型中包括脊部。

8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述脊部靠近所述正畸管结构的基部与所述正畸管结构的面部接合的接合部。

9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述脊部的高度沿着所述正畸管结构的近中-远中轴线变化。

10.一种通过增材制造装置、使用正畸管结构的三维模型而生产的定制的正畸管,所述正畸管结构的三维模型是使用患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成的,所述定制的正畸管包括:

11.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述脱开结合结构的至少一部分具有基于所述一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的三维模型的定制形状。

12.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述脱开结合结构包括位于所述定制的正畸管的一部分中的应力集中器。

13.根据权利要求12所述的定制的正畸管,其中,所述定制的正畸管响应于施加至所述应力集中器的法向力而发生断裂。

14.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述定制的正畸管还包括:

15.根据权利要求14所述的定制的正畸管,其中:

16.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述脱开结合结构包括至少一个脊部。

17.根据权利要求16所述的定制的正畸管,还包括:

18.根据权利要求17所述的定制的正畸管,其中,所述面部包括槽开口,所述槽开口定尺寸成用于供弓形线材插入穿过槽。

19.根据权利要求16所述的定制的正畸管,其中,所述定制的正畸管包括至少部分地由一空间分开的两个部分,并且所述至少一个脊部包括第一脊部和第二脊部,其中:

20.根据权利要求19所述的定制的正畸管,其中,将所述两个部分分开的所述空间为应力集中器。

21.根据权利要求10所述的定制的正畸管,还包括:

22.根据权利要求21所述的定制的正畸管,其中,所述多个部分的槽对准成使得弓形线材穿过所述多个部分的所述槽。

23.一种制造用于患者的定制的正畸管的方法,所述方法包括:

24.根据权利要求23所述的方法,还包括:

25.根据要求24所述的方法,其中,所述正畸处方包括关于所述患者的牙齿中的相关联的牙齿的所需的扭矩、倾斜、旋转或它们的组合的指示。

26.根据权利要求23所述的方法,其中:

27.根据权利要求23所述的方法,还包括:

28.根据权利要求23所述的方法,其中,生成所述正畸管结构的三维模型包括:

29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述灰度图案包括多个像素点,所述多个像素点各自指示要在所述正畸管结构的三维模型中的相应位置处聚合的材料的量。

30.根据权利要求28所述的方法,其中,所述灰度图案包括多个像素点,所述多个像素点各自指示在所述正畸管结构的三维模型中的相应位置处开启聚合还是关闭聚合。

31.根据权利要求23所述的方法,其中,所述正畸管结构包括能够供流动通过所述槽的材料离开所述正畸管结构的凹口。

32.根据权利要求31所述的方法,其中:

33.一种通过增材制造装置使用正畸管结构的三维模型而生产的定制的正畸管,所述正畸管结构的三维模型是使用患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成的,所述定制的正畸管包括:

34.根据权利要求33所述的定制的正畸管,其中,所述槽的主要部分的角度是基于正畸处方的。

35.根据权利要求33所述的定制的正畸管,其中,所述槽基于要由所述槽接纳的所述线材的形状来定形状。

36.根据权利要求33所述的定制的正畸管,还包括凹口,所述凹口允许在所述定制的正畸管连接至基部板时,材料通过所述凹口流出所述槽。

37.根...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种制造用于患者的定制的正畸管的方法,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述脱开结合结构的至少一部分具有基于所述一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的三维模型的定制形状。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述脱开结合结构包括位于所述正畸管结构的一部分中的应力集中器。

4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述应力集中器被定形状成使得在向所述应力集中器施加法向力时,所述定制的正畸管发生断裂。

5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述应力集中器沿着所述正畸管结构的咬合侧-牙龈侧方向延伸。

6.根据权利要求3所述的方法,其中,所述应力集中器包括具有横截面为大致三角形的轮廓的部分。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,所述脱开结合结构在所述正畸管结构的三维模型中包括脊部。

8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述脊部靠近所述正畸管结构的基部与所述正畸管结构的面部接合的接合部。

9.根据权利要求7所述的方法,其中,所述脊部的高度沿着所述正畸管结构的近中-远中轴线变化。

10.一种通过增材制造装置、使用正畸管结构的三维模型而生产的定制的正畸管,所述正畸管结构的三维模型是使用患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成的,所述定制的正畸管包括:

11.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述脱开结合结构的至少一部分具有基于所述一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的三维模型的定制形状。

12.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述脱开结合结构包括位于所述定制的正畸管的一部分中的应力集中器。

13.根据权利要求12所述的定制的正畸管,其中,所述定制的正畸管响应于施加至所述应力集中器的法向力而发生断裂。

14.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述定制的正畸管还包括:

15.根据权利要求14所述的定制的正畸管,其中:

16.根据权利要求10所述的定制的正畸管,其中,所述脱开结合结构包括至少一个脊部。

17.根据权利要求16所述的定制的正畸管,还包括:

18.根据权利要求17所述的定制的正畸管,其中,所述面部包括槽开口,所述槽开口定尺寸成用于供弓形线材插入穿过槽。

19.根据权利要求16所述的定制的正畸管,其中,所述定制的正畸管包括至少部分地由一空间分开的两个部分,并且所述至少一个脊部包括第一脊部和第二脊部,其中:

20.根据权利要求19所述的定制的正畸管,其中,将所述两个部分分开的所述空间为应力集中器。

21.根据权利要求10所述的定制的正畸管,还包括:

22.根据权利要求21所述的定制的正畸管,其中,所述多个部分的槽对准成使得弓形线材穿过所述多个部分的所述槽。

23.一种制造用于患者的定制的正畸管的方法,所述方法包括:

24.根据权利要求23所述的方法,还包括:

25.根据要求24所述的方法,其中,所述正畸处方包括关于所述患者的牙齿中的相关联的牙齿的所需的扭矩、倾斜、旋转或它们的组合的指示。

26.根据权利要求23所述的方法,其中:

27.根据权利要求23所述的方法,还包括:

28.根据权利要求23所述的方法,其中,生成所述正畸管结构的三维模型包括:

29.根据权利要求28所述的方法,其中,所述灰度图案包括多个像素点,所述多个像素点各自指示要在所述正畸管结构的三维模型中的相应位置处聚合的材料的量。

30.根据权利要求28所述的方法,其中,所述灰度图案包括多个像素点,所述多个像素点各自指示在所述正畸管结构的三维模型中的相应位置处开启聚合还是关闭聚合。

31.根据权利要求23所述的方法,其中,所述正畸管结构包括能够供流动通过所述槽的材料离开所述正畸管结构的凹口。

32.根据权利要求31所述的方法,其中:

33.一种通过增材...

【专利技术属性】
技术研发人员:塞缪尔·万诺伊迪伦·温切尔凯尔希·A·法法拉奥伊辛·杜根阿尔弗雷德·查尔斯·格里芬三世
申请(专利权)人:光力正畸公司
类型:发明
国别省市:

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