CN101309711A - 重新定位牙齿的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于矫正牙齿的系统，包括由刚性材料制造的牙齿铸件和连接到牙齿铸件的由柔性材料制造的齿龈铸件。用于每个牙齿的各个咬合工具设有嵌入到牙齿内的杆。可通过齿龈铸件进入的牙齿移动部件安装在每个杆上，用于选择性地提供左右、前后和转动的牙齿移动。在其操作过程中，所述系统包括选择性地确定牙齿铸件内的各个牙齿的方位，准备一系列接下来使用的器具，所述器具将根据预定程序矫正牙齿。

Description

重新定位牙齿的方法和装置

优先权

本申请要求2005年9月19日提交的序列号为11/230323的美国专利申请的益处。

技术领域

本发明通常属于矫正牙齿的系统和装置。本发明特别属于这样一种系统，该系统包括准备一系列顺序使用的工具，所述工具将根据预先设定的程序来矫正牙齿。本发明特别但非专有的用作多个咬合工具，可选择性地操作所述咬合工具以便在牙齿修补结构内分别移动单个的牙齿，用于接下来的帮助矫正牙齿器具的加工。

背景技术

并不是所有的人生下来就拥有美丽、整齐的牙齿。然而，基于健康和美观的需要，人们期望拥有一种正确对齐的(即：直的)牙齿的牙齿结构。因此，很多人付出很多努力来实现这个目标。

迄今为止，已经广泛采用矫正器作为矫正牙齿的手段。虽然很有效，但是采用矫正器需要多次重复拜访牙科医生的办公室。具体说来，这样做的原因是由于牙科医生需要逐渐的收紧矫正器，而不能一次性完成全部的改变。这个过程非常痛苦。然而，最近已经开发了计算机生成系统，采用它就不需要重复拜访牙科医生的诊室。通常，这些系统将包括一系列在进展过程中顺序使用的器具，由此按照期望的方式逐渐地对齐牙齿。例如，Chishti等人的发明名称为“Method and Systemfor Incrementally Moving Teeth”的美国专利No.5975893中公开了这样一种计算机生成系统。由于它们是计算机生成的，但是这种系统不具有在牙齿结构内选择性对齐单个牙齿的灵活性。特别是它不能以满足特殊病人的特定牙齿矫正需要的方式工作。

按照上述说明，本发明的目的是提供一种用于重新构造模型牙齿结构的机械装置，其中所述牙齿结构内的单个牙齿可选择性地，单独地或者与牙齿结构内的其它牙齿共同重新对齐。本发明的另一个目的是提供一种用于重新构造模型牙齿结构的系统，其制造一系列定做的牙齿矫正器具，用于逐渐满足特殊病人的特定牙齿对齐需要。本发明的又一目的是提供一种用于重新构造易于使用、制造相对简单并且具有商业成本效益的模型牙齿结构的机械装置。

发明内容

根据本发明，用于重构模型牙齿结构的装置包括包含多个牙齿的铸件。具体说来，所述牙齿铸件由刚性材料制造，以便提供病人牙齿结构的精确实体复制。优选地，所述刚性材料是坚硬耐用的聚氨酯。而且，所述装置还包括设置为与牙齿铸件接触的齿龈铸件。然而与牙齿铸件相比，所述齿龈铸件由相对柔性的材料制造，例如聚氨酯弹性体。除了牙齿铸件和齿龈铸件外，本发明的该装置还包括由与牙齿铸件使用的相同的刚性材料制造的支撑铸件。总之，所述支撑铸件设置为与齿龈铸件接触，所述齿龈铸件设置在牙齿铸件和支撑铸件之间。

多个细长杆单独嵌入在齿龈铸件内，并嵌入到牙齿铸件内的各个牙齿中。更具体说来，每个细长杆具有第一端和第二端，所述杆的第一端嵌入到牙齿铸件的各个牙齿内。所述杆的第二端远离牙齿，并延伸到齿龈铸件内。

还为本发明的装置提供了多个咬合工具。特别地，每个咬合工具分别与杆的第二端接合。每个咬合工具还保持与支撑铸件接触，由此将所述多个杆稳定在所述装置上。本发明期望每个咬合工具可通过所述齿龈铸件进入，并控制所述咬合工具来选择性地并单独地定位各个牙齿。由此，可顺序地重构病人的原始牙齿结构，从而制造一系列可成功地重新调整并矫正病人牙齿结构的器具。

就结构的更多细节而言，每个咬合工具都包括限定轴线的主轴。第一部件安装在所述主轴的远端，以便相对于所述轴线沿第一径向来回移动。在如此移动第一部件后，接着可将它固定在预定位置上。还设有安装在第一部件的更远端的第二部件，用于沿第二径向来回移动。在这种情况下，第二径向基本垂直于第一径向。正如第一部件，在移动第二部件后，接着可将它固定在预定位置上。与此结合，所述杆的第二端安装在第二部件上，用于在其上做万向转动。同样，在所述咬合装置上还设有夹紧装置，用于以固定方式将杆的第二端固定在所述第二部件上。基于第一部件、第二部件以及夹紧装置的协调操作和控制，所述咬合工具能够按照所期望的方式设置修复牙齿的空间方位。优选地，通过导螺杆来移动第一部件，而通过齿条和小齿轮来移动第二部件。可选择的是，可通过导螺杆的作用来移动第二部件，而通过齿条和小齿轮来移动第一部件。在任意情况下，期望的是可以从相同的方向控制所述咬合工具的第一部件和第二部件。

在本发明的装置的制造和操作中，与它们的各个细长杆结合的多个咬合工具设置在病人牙齿结构的印模上。接着制造牙齿铸件，使得每个细长杆的端部嵌入到牙齿铸件的各个牙齿内。接下来，制造齿龈铸件，最后制造支撑铸件。如上所述，所述咬合工具可嵌入到齿龈铸件内。重要的是，为了控制第一和第二部件，以及为了夹紧所述杆，每个咬合工具应当通过齿龈铸件的前部进入。

为了使用此处所描述的装置，为要进行矫正的牙齿做好准备，制造原始的牙齿结构来复制病人的实际牙齿结构。基于该原始的牙齿结构，使用者可在牙齿铸件内按照期望的方式定位各个牙齿，以便生成新的过渡牙齿结构。接着利用该新的过渡牙齿结构制造器具。接着可按照期望方式对所述装置进行重构，以便接着生成不同的过渡牙齿结构。再次制造器具。实际上，最近期的过渡牙齿结构用作新的过渡牙齿结构，所述重构过程根据需要重复多次。具体说来，可为每个过渡牙齿结构制造器具，直到形成用于最终牙齿结构的器具为止。各个器具一起形成用于牙齿结构的一系列不同形状，接下来病人使用所述牙齿结构来重新调整和矫正他/她的牙齿。

附图说明

通过附图以及结合说明书可以更好的理解本发明的新颖性特征以及本发明的结构和操作，附图中相同附图标记指示相同部件，其中：

图1是根据本发明与修复牙齿接合的咬合工具的透视图；

图2是所述咬合工具的侧视图；

图3是所述咬合工具的前视图，具有以剖视图(沿图1中线3-3看去)显示的部分；

图4是带有多个设置在其内部的咬合工具的牙齿印模盘的透视图，为了清楚起见已经将托盘的部分取走；以及

图5是前视图，显示了根据本发明与牙齿铸件、齿龈铸件和支撑铸件结合的多个咬合工具。

具体实施方式

首先参照图1，显示了根据本发明的咬合工具，并标记为10。可以看到所述咬合工具10包括限定轴线14的主轴12。此外，所述工具10包括安装在轴12的远端的构件部件16。为了便于说明，邻近的方向作为正z方向(参见图1)，因此远端的方向在负z方向上。如图所示，工具10还包括安装在部件16远端的另一个部件18。具体说来，结构连接件20设置在部件16和部件18之间。另外，工具10包括整体安装在部件18远端的套环22。

图2中可以清楚的看到部件16与导螺杆24连接，导螺杆与连接件20连接。通过这种连接方式，导螺杆24的适当转动将促使部件16相对于轴线14沿径向来回移动(即，可选地在由箭头28和26指示的x方向上)。通过交叉参照图2和图3，还可以看到部件18包括与形成在连接件20上的锯齿条32相互作用的小齿轮30。通过这种连接方式，小齿轮30的适当转动将促使部件18相对于轴线14沿径向来回移动(即，可选地在由箭头34和36指示的y方向上)。相应的，部件16的移动将垂直于部件18的移动。

通过交叉参照图1和图3可以很好的理解，本发明的咬合工具10可与细长杆38接合，所述细长杆在其近端形成球体40。图3显示了杆38的球体40设置在咬合工具10的套环22内。而且，工具10设有夹紧螺钉42，可以转动所述螺钉来将它紧抵所述球体40。这会将杆38保持在工具10上的固定方位上。另外，本发明所预期的是，球体40与套环22相互配合，以便使杆38围绕球体中心处的点做万向转动。然而正如所指示的，可控制夹紧螺钉42来防止这种转动。

在这一点上，可以理解，细长杆38可通过所述咬合工具10选择性地在几个方向上移动。详细说来，杆38可相对于轴线14作径向平移。并且所述杆38可相对球体40的中心转动。具体说来，导螺杆24的转动将沿着垂直于轴线14的x方向移动连接件20、部件18和带有杆38的套环22。另一方面，小齿轮30的转动将沿着同样垂直于轴线14的y方向移动部件18和带有杆38的套环22。最后，可转动夹紧螺钉42来将杆38固定保持在杆38的球体40和工具10的套环22之间的连接点上。

现在参照图4，可以看到所述咬合工具10与其它的这种工具10一起使用。然而图4中示出的所述咬合工具10a-d仅仅是示例性的。如图所示，在任何情况下，可以想到多个工具10恰当的设置在牙齿印模44内，所述牙齿印模精确的复制了牙齿矫正对齐手术之前的病人的牙齿结构(未示出)。特别地，各个工具10通过与各个工具10上的约束支架48相互作用的固定线46a和46b固定在牙齿印模44上。如图所示，为此，约束支架48形成在每个咬合工具10上。重要的是，以咬合工具10a为例，与各个咬合工具10相关的细长杆38设置在牙齿印模44内，由此杆38的最远端设置在单独的牙齿印模50内。

图5显示了当咬合工具10嵌入本发明装置的各个铸件内时所获得的结果。具体说来，图5显示了用于复制病人牙齿结构内的单个牙齿的牙齿铸件52。优选地，所述牙齿铸件52由相对刚硬的材料制造，例如坚硬耐用的聚氨酯。如图所示，所述牙齿铸件52用于覆盖并接合所述各个细长杆38的远端。接下来，制造齿龈铸件54。与牙齿铸件52不同，所述齿龈铸件54由相对柔性的材料制造，例如聚氨酯弹性体。此处需要注意的是，咬合工具10的大部分实际上嵌入到齿龈铸件54内。重要的是，所述齿龈铸件54需要延伸越过细长杆38的一部分，并超出所述咬合工具10的远端，由此所述齿龈铸件54的柔性材料可容许牙齿铸件52内的各个牙齿相对于咬合工具10移动。最后，设置有支撑铸件56。本发明可以想到的是，支撑铸件56由与牙齿铸件52使用的相同的刚性材料制造。支撑铸件56的引入使各个咬合工具10彼此保持固定关系。

一旦细长杆38被连接到所述牙齿铸件52上，并且所述咬合工具10被嵌入到齿龈铸件54内并通过支撑铸件56固定，就可以选择性地操作牙齿铸件52内的单个牙齿(例如修复牙齿58)。具体说来，参照图5，以及上面参照图1-3的公开内容，导螺杆24的转动将使所述修复牙齿58沿x方向移进或移出图5的平面。小齿轮30的转动将使所述修复牙齿58沿y方向在图5的平面内向左或向右移动。并且夹紧螺钉42的转动将修复牙齿58固定在为所述细长杆38′选定的任意转动方位上。通过选择性地定位牙齿铸件52内的每个牙齿，使用者能够定制牙齿结构的重构。而且，可以制造一系列的这种重构后的牙齿结构，并用于器具的制造(未示出)。接下来，为了矫正病人牙齿结构内的牙齿，病人可根据牙科医生的指示来佩戴所述器具。

虽然此处所示以及详细公开的用于重新定位牙齿的特定方法和装置完全能够实现所述目的以及提供前面所陈述的优点，但是应当理解的是，它仅仅是本发明的优选实施例的示例，除了由附带的权利要求的说明所限定的，不限于此处所示的结构或设计的细节。

Claims (20)

1.一种用于重构模型牙齿结构的装置，所述装置包括：

多个牙齿的铸件，其中牙齿铸件由刚性材料制造；

齿龈的铸件，其中齿龈铸件由柔性材料制造并且设置为与所述牙齿铸件接触；

多个细长杆，每个杆具有第一端和第二端，其中每个杆的第一端嵌入到牙齿铸件的各个牙齿内、所述杆的第二端从那里延伸进入齿龈铸件；以及

咬合工具，所述咬合工具可分别与每个杆的第二端接合，用于选择性地、独立地确定每个杆和其牙齿的方位，从而重构所述牙齿结构。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括：由刚性材料制造的支撑铸件，其中该支撑铸件设置为与齿龈铸件接触，并且其中所述齿龈铸件设置在牙齿铸件和支撑铸件之间，而且进一步地，其中所述支撑铸件与每个咬合工具接触，以便使所述多个杆稳定在该装置上。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述咬合工具包括：

主轴，所述主轴具有近端和远端并限定轴线；

第一部件，所述第一部件安装在主轴的远端上，用于沿第一径向来回移动；

第一装置，用于选择性地将所述第一部件移动到预定位置；

第二部件，所述第二部件安装在第一部件远端，用于沿第二径向来回移动，其中所述第二径向基本垂直于所述第一径向，并且其中所述杆的第二端安装在第二部件上，用于在其上做万向转动；

第二装置，用于选择性地将所述第二部件移动到预定位置；以及

夹紧装置，用于将所述杆的第二端固定地保持在第二部件上，以便确定修复牙齿的方位。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一移动装置是导螺杆。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二移动装置是齿条和小齿轮。

6.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一移动装置是所述第二移动装置。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述刚性材料是坚硬耐用的聚氨酯。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述柔性材料是聚氨酯弹性体。

9.一种用于确定模型牙齿结构内的修复牙齿的方位的系统，所述系统具有咬合工具，包括：

主轴，所述主轴具有近端和远端并限定轴线；

第一部件，所述第一部件安装在主轴的远端上，用于沿第一径向来回移动；

第一装置，用于选择性地将所述第一部件移动到预定位置；

第二部件，所述第二部件安装在第一部件远端，用于沿第二径向来回移动，其中所述第二径向基本垂直于所述第一径向；

第二装置，用于选择性地将所述第二部件移动到预定位置；

杆，用于保持所述修复牙齿，所述杆具有转动安装在第二部件上的一端，用于围绕其上的点做万向转动；以及

夹紧装置，用于将所述杆固定地保持在第二部件上的所述点处，以便确定修复牙齿的方位。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述模型牙齿结构包括由刚性材料制造、具有多个牙齿的牙齿铸件，带有用于牙齿铸件内的每个牙齿的各个咬合工具。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括：

齿龈的铸件，其中齿龈铸件由柔性材料制造并且设置为与所述牙齿铸件接触；以及

支撑铸件，该支撑铸件由刚性材料制造，其中该支撑铸件设置为与齿龈铸件接触，并且其中所述齿龈铸件设置在牙齿铸件和支撑铸件之间，而且进一步地，其中所述支撑铸件与每个咬合工具接触，以便使所述多个杆稳定在该装置上。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述刚性材料是坚硬耐用的聚氨酯，所述柔性材料是聚氨酯弹性体。

13.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一移动装置是导螺杆。

14.根据权利要求9所述的系统，其中所述第二移动装置是齿条和小齿轮。

15.一种制造用于确定模型牙齿结构内修复牙齿方位的系统的方法，包括步骤：

在病人的牙齿结构内生成多个牙齿的印模；

将多个咬合工具定位在所述印模内，其中每个工具包括杆，并且每个杆相对于限定在所述印模内的各个牙齿定位；

制造所述多个牙齿的牙齿铸件，其中牙齿铸件由刚性材料制造，并且其中每个杆嵌入到牙齿铸件的各个牙齿内；

形成齿龈铸件，其中所述齿龈铸件由柔性材料制造，并且设置为与所述牙齿铸件接触，以便围绕每个咬合工具的部分；以及

设置由刚性材料制造的支撑铸件，其中所述支撑铸件设置为与齿龈铸件接触，并且其中所述齿龈铸件设置在牙齿铸件和支撑铸件之间，而且进一步地，其中所述支撑铸件与每个咬合工具接触，以便使所述多个杆稳定在该装置上。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述刚性材料是坚硬耐用的聚氨酯，所述柔性材料是聚氨酯弹性体。

17.根据权利要求15所述的方法，其中咬合工具包括：

主轴，所述主轴具有近端和远端并限定轴线；

第一部件，所述第一部件安装在主轴的远端上，用于沿第一径向来回移动；

第二部件，所述第二部件安装在第一部件远端，用于沿第二径向来回移动，其中所述第二径向基本垂直于所述第一径向；

杆，用于保持所述修复牙齿，所述杆具有转动安装在第二部件上的一端，用于围绕其上的点做万向转动；以及

用于将所述杆固定地保持在第二部件上的所述点处的装置，以便确定修复牙齿的方位。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括步骤：

选择性地将所述第一部件移动到预定位置；

选择性地将所述第二部件移动到预定位置；以及

夹紧所述杆保持装置。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一移动装置是导螺杆。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二移动装置是齿条和小齿轮。

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