CN103800085B - 具有偏置滑动构件的正畸托槽 - Google Patents

Abstract

一种正畸托槽，包括托槽主体、滑动构件和回弹构件。滑动构件相对于弓丝槽可滑动。回弹构件连接到滑动构件上并可与滑动构件一起滑动。回弹构件构造成在打开位置与托槽主体的第一部分接合，而在闭合位置与托槽主体的第二部分接合。第二部分与第一部分不同。当滑动构件处于闭合位置时，回弹构件沿朝弓丝槽运动的方向对滑动构件施加偏置力。回弹构件可以构造成在滑动构件处于打开位置和闭合位置之间的位置时沿远离弓丝槽的方向对滑动构件施加偏置力。

Description

具有偏置滑动构件的正畸托槽

相关申请的交叉引用

本申请对2012年11月8日提交的、序列号为61/724，273的美国临时专利申请要求优先权。该在先申请的公开内容通过引用而整体结合于本申请中。

技术领域

本发明主要涉及一种正畸托槽。更具体地，本发明涉及一种具有可动闭合构件的自锁正畸托槽。

背景技术

正畸托槽代表了所有致力于改善病人咬合的矫正性牙矫正术的主要部件。在传统的牙矫正术中，整牙医生或助手将托槽固定在病人的牙齿上，并使弓丝接合到每个托槽的槽内。弓丝施加迫使牙齿移动到正确位置的矫正力。传统绑扎线，例如小的人造橡胶O形环或细金属线，被用于将弓丝保持在各个托槽的槽中。由于在各个托槽单独绑定时所遇到的困难，己经开发出来了自锁正畸托槽，该正畸托槽无需依靠诸如闩扣或滑块之类的可动部分或可动构件来绑扎，即可将弓丝保持在托槽的槽内。

尽管这类自锁托槽在达到其预期目的方面通常是成功的，但是仍旧存在一些缺点。例如，在控制牙齿转动的一些场合下，例如在牙矫正术的结束阶段，可能会有问题。尽管存在一些导致转动控制减弱的因素，人们确信其中一个主要原因是可动构件闭合时弓丝在托槽的弓丝槽内的松配合。当可动构件闭合时，托槽主体和可动构件一起形成捕获弓丝的闭合腔体。人们确信，腔体与弓丝之间的紧密配合对于在牙矫正术期间实现优异的转动控制很重要。

在可动构件闭合时，弓丝与弓丝槽之间的紧密配合可能受到一些因素的影响，这些因素例如包括：形成托槽主体和可动构件的制造工艺的公差。在装配正畸托槽时，各种公差可能“叠加起来”，从而导致弓丝与托槽主体和可动构件所形成的闭合腔体之间的松配合。如上所述，人们确信，这种松配合导致了可动构件相对于托槽主体在打开位置和闭合位置之间运动，托槽主体和可动构件之间必然存在一些间隙。换言之，制造中通常会产生一些公差从而导致了间隙。然而，这些公差叠加起来可提供一腔体，该腔体在不同托槽之间可形成唇-舌尺寸(1abial-1ingua1 dimension)的显著变化，因而在一些情况下造成与弓丝间的相对较松的配合。

因此，尽管自锁托槽通常是成功的，但这类托槽的制造商仍在努力改善其使用和功能。就此而言，仍然需要能够在牙矫正术期间，例如在牙矫正术的结束阶段，改善转动控制的自锁正畸托槽。

发明内容

一种针对现有托槽的这些和其他缺点的正畸托槽包括托槽主体，该托槽主体构造成用于安装在牙齿上。托槽主体具有构造成接纳弓丝的弓丝槽。滑动构件可相对于弓丝槽在打开位置和闭合位置之间滑动。正畸托槽包括回弹构件，该回弹构件连接到滑动构件上并与滑动构件一起滑动。回弹构件构造成在滑动构件处于打开位置时接合托槽主体的第一部分，在滑动构件处于闭合位置时接合托槽主体的第二部分。托槽主体的第二部分不同于托槽主体的第一部分。回弹构件构造成在滑动构件处于闭合位置时沿使滑动构件朝弓丝槽运动的方向对滑动构件施加偏置力。

在一个实施例中，回弹构件构造成在滑动构件处于打开位置和闭合位置之间的位置时沿使滑动构件远离弓丝槽的方向对滑动构件施加偏置力。

在一个实施例中，滑动构件包括构造成接纳回弹构件的一部分的孔，托槽主体包括构造成接纳回弹构件的另一部分的凹穴。当滑动构件处于闭合位置时，回弹构件的位于孔内的部分的轴线偏离回弹构件的位于凹穴内的轴线。

在一个实施例中，托槽主体进一步包括凹穴，该凹穴相对于基本上平行于弓丝槽的平面非对称，并且该凹穴构造成可滑动地接纳回弹构件。

在一个实施例中，凹穴包括托槽主体的第一部分和第二部分。第一部分与第二部分被夹点分开，该夹点在回弹构件滑动期间限制回弹构件通过。

在一个实施例中，第一部分和第二部分被中间部分分开。第一半径限定第一部分，第二半径限定第二部分。中间部分包括第一分段和与第一分段相对的第二分段。第一分段与第一半径和第二半径相切。第二分段与第一半径相切并与第一分段横切相交(transverse)。

在一个实施例中，第二分段的投影与第一分段或者第一分段的位于第一部分和弓丝槽之间的投影相交，并且与第一分段形成等于或小于60°的角。

在一个实施例中，第二分段的投影与第一分段或者第一分段的投影相交，并且与第一分段形成约10°到约30°的角。

在一个实施例中，托槽主体包括燕尾形部分，滑动构件包括构造成接纳燕尾形部分的中间部分。燕尾形部分和中间部分构造为形成限制滑动构件在滑动构件至少处于闭合位置时沿远离牙齿的方向运动的干涉配合。

在一个实施例中，弓丝槽包括底面和第一槽表面及相对的第二槽表面，第一槽表面和第二槽表面从底面向外延伸。托槽主体包括凹穴，该凹穴限定滑动轨道，回弹构件可沿该滑动构件滑动。滑动轨道的投影与底面或其投影形成锐角。

在一个实施例中，滑动构件具有引导面，当滑动构件处于闭合位置时，在引导面与第一槽表面或第二槽表面之间形成缝隙。

在一个实施例中，托槽主体进一步包括肩部，该肩部相对于滑动轨道形成横切角(transverse angle)，当滑动构件处于闭合位置时，滑动构件抵接该肩部。

在一个实施例中，肩部平行于弓丝槽的底面。

在一个实施例中，滑动构件具有引导面，并且滑动构件抵接肩部，这防止引导面接触托槽主体的相对部分。

附图说明

结合作为说明书组成部分的附图，将对本发明的实施例进行说明。上面对本发明的总体说明和后续给出的详细说明一起用于对本发明更好地进行解释。

图1是根据本发明一个实施例的附着与一牙齿的正畸托槽的透视图，其中滑动构件处于闭合位置；

图2是在滑动构件处于打开位置时图1中所示正畸托槽的透视图；

图3是图2中所示正畸托槽的分解透视图；

图4是图3中所示正畸托槽主体的前视图；

图5是图3中所示正畸托槽主体的侧视图；

图6是图3中所示滑动构件的透视图；

图7是图1中所示正畸托槽的侧视图；

图8A是正畸托槽的沿图2中剖面线8-8的剖视图，其中滑动构件处于打开位置；

图8B是正畸托槽的沿图2中剖面线8-8的剖视图，其中滑动构件处于图1中的闭合位置和图2中的打开位置之间的中间位置；

图8C是正畸托槽的沿图2中剖面线8-8切开的剖视图，其中滑动构件处于图1中的闭合位置和图2中的打开位置之间、但与附图8B所示位置不同的位置上；

图8D是正畸托槽的沿图2中剖面线8-8的剖视图，其中滑动构件处于闭合位置；

图9是图2中正畸托槽的沿剖面线9-9的剖视图；

图10是根据本发明一个实施例的用于打开和闭合滑动构件所需的压缩负荷与压缩延伸的关系图。

具体实施方式

现在参见附图，特别是图1和图2。正畸托槽10包括托槽主体12和与托槽主体12相耦合的可移动的闭合构件。在一个实施例中，可移动的闭合构件可包括与托槽主体12滑动相连的滑动构件或绑定滑块14。托槽主体12包括弓丝槽16，该弓丝槽16构造成用于容纳弓丝18(图中虚线)，弓丝18用于给牙齿施加矫正力。绑定滑块14可以在闭合位置(见图1)和打开位置(见图2)之间移动。在闭合位置时，弓丝18被保持在弓丝槽16内，而在打开位置时，弓丝18可插入到弓丝槽16中。托槽主体12和绑定滑块14共同构成了用于牙矫正术的正畸托槽10。

此外，正畸托槽10还包括与绑定滑块14相耦合的回弹构件，该回弹构件构造成与托槽主体12的至少一部分接合。如下面进一步所详细解释的，在一个实施例中，该回弹构件包括管状销20(如图2所示)，该管状销提供了用于使绑定滑块14沿滑动方向偏置或使绑定滑块14平移运动的作用力。虽然在此处将回弹构件显示为管状销的形式，但本发明并不限于这种特定的配置，本申请公开的发明还可以使用其它的回弹构件。人们相信，正如下面所述的，通过提供偏置力并结合正畸托槽10的结构特征能够降低弓丝槽16公差变动的影响。通过限制公差变动，可以更精确的获知弓丝槽16的工作尺寸。这最终使得临床医生可以通过正畸托槽10更准确地预测和控制牙齿的移动。提高临床医生对牙齿移动的控制力可以相对减少特定病人的治疗时间，这将是有益的。

除非另有说明，这里使用放置在下颌前牙的舌侧表面上的参考系来描述正畸托槽10。因此，本文所使用的用来描述托槽10的术语，如唇侧、舌侧、内侧、外侧、咬合侧和牙龈侧，是相对于上述选定的参考系而言的。本发明的实施例并不限于上述选定的参考系和描述性的术语，正畸托槽10可以在口腔内的其他方向上和其他牙齿上使用。例如，托槽10还可耦合到牙齿的唇面上，这些也在本发明的范围之内。本领域技术人员会认识到，当参考系变动时，这些描述性术语可能无法直接适用。但是，本发明的实施例意在独立于在口腔内的位置和方向，而这些用来描述正畸托槽实施例的相对术语仅用于提供对附图中的实施例的清晰描述。因此，相对术语，唇侧、舌侧、内侧、外侧、咬合侧和牙龈侧，不应以任何形式将本发明限制于特定的位置或方向上。

当安装于患者下颌上的牙齿T的舌侧表面上时(见图1)，具体参见图3，托槽主体12具有舌侧22、咬合侧24、牙龈侧26、内侧28、外侧30以及唇侧32。托槽主体12的唇侧32被构造成采用任一传统的方式固定在牙齿上，例如，通过适当的正畸粘剂或胶或者通过绕在相邻牙齿上的绑带。在图1-3所示的实施例中，唇侧32还可以具有一个垫片34，该垫片34限定固定到牙齿T上的绑定基座。垫片34可以作为单独件或元件耦合到托槽主体12上，或者可选地，垫片34也可以与托槽主体12形成整体。此外，为了适应特殊的舌侧牙齿表面，垫片34可能需要特定造型。因此，垫片34可能具有许多种不同于图1-3所示的造型。可以明了的是，本发明的实施例并不局限于垫片34的某个特殊造型。

参见图1和2，托槽主体12包括底面36和一对相对的槽表面38、40，这对槽表面从底面36向舌侧方向延伸，从而共同限定弓丝槽16，该槽沿内-外方向从内侧28往外侧30延伸。底面36和槽表面38、40基本上封装或嵌入托槽主体12的材料中。在一个实施例中，底面36及槽表面38、40中的一个或多个由相应的轨道36a，36b，38a，38b，40a，40b来限定，而这些轨道可以通过相应的凹部42，44和46分开。可以理解的是，任何单独一对导轨36a和36b，38a和38b，40a和40b(图3)均可以提供托槽主体12和弓丝18之间的沿相应弓丝槽表面36，38和40的两个接触点。

如图3所示，在一个实施例中，托槽主体12还包括滑动支撑部分48，该滑动支撑部分48构造成将绑定滑块14接纳于其上。滑动支撑部分48可大致从垫片34向舌侧方向凸出或者定向成垂直于垫片34。滑动支撑部分48定义了一个支持表面50，从而至少在绑定滑块14从闭合位置到开启位置的平移运动的部分过程中与绑定滑块14可滑动地接合。如图1所示，当应用在舌侧时，支撑表面50位于弓丝槽16的咬合侧，并大致沿咬合面-牙龈方向延伸。

现在参见附图4，滑动支撑部分48可以在唇舌方向上变细。在显示的构造中，滑动支承部分48可以在靠近垫片34的位置具有第一内-外侧宽度W1，而在靠近支撑表面50的位置具有第二内-外侧宽度W2。宽度W2大于宽度W1，从而形成楔形或燕尾形。由于宽度W2和滑块14中通道的最窄尺寸之间的干涉配合，燕尾形可以抑制或阻碍滑块14相对于托槽主体12的舌向运动，这将在下面更具体的进行说明。据信，滑动支撑部分48的楔形结构能有助于在回弹构件20以某种形式失效时将绑定滑块14保持在托槽主体12上。如图所示，尽管支撑表面50可以具有拱形构造，支持表面50也可以是平面的或具有其他构造，而不脱离本文所述的本发明的范围。

参见图5，滑动支撑部分48包括凹穴52，该凹穴52形成为在内-外侧方向上的通孔。凹穴52可被定位成使回弹构件20的纵向轴线大致平行于弓丝槽16延伸并且处于内-外侧方向上。在一个实施例中，凹穴52大体上是相对于垂直于滑动方向(如附图2中的箭头54所示)的平面非对称的孔。凹穴52可以被描述为具有不规则的构造。

如下面将详细描述的，凹穴52构造成可滑动地与回弹构件20接合，从而在滑块平移运动的方向上偏置绑定滑块14。特别是，当滑块14处在闭合位置时，如图1所示，凹穴52与回弹构件20和滑块14连接，并在滑块14上产生沿牙龈方向(例如，在闭合方向)的净力。在滑块14离开闭合位置或者像图1所示那样向咬合侧方向移动或者朝打开位置移动之前，除了下面描述的其他作用力外，必须克服上述净力。该净力将滑块14保持在一个固定的、相对于托槽主体12更稳固的位置上，从而保持住更一致的唇-舌方向上的弓丝槽尺寸。换句话说，减少或消除了唇-舌方向上的累积公差。

如图5所示，凹穴52可以包括靠近咬合侧24的第一瓣部56。仅作为示例，第一瓣部56可以限定沿凹穴52一部分的大致圆形的周界。第一瓣部56可由轴线58和半径R1来定义。凹穴52还包括靠近弓丝槽16的第二瓣部60。类似于第一瓣部56，第二瓣部60可具有由轴线62和半径R2定义的大致圆形的周界。

在一个实施例中，凹穴52可以包括位于第一瓣部56和第二瓣部60之间并连接两者的中间部分64。中间部分64可以包括第一分段66，该第一分段66既与第一瓣部56相切，也与第二瓣部60相切。第一瓣部56、第二瓣部60和第一分段66可大致限定出回弹构件20的滑动轨道70。如图5中所示，滑动轨道70的投影与弓丝槽16的底面36成锐角。

此外，中间部分64可包括与第一分段66相对的第二分段68。第二分段68与第一瓣部56相切，但其延伸的方向会使第二分段68的延伸部与第二瓣部60相交(而不是相切)。继续延伸第二分段68，它会与第一分段66相交。第一分段66和第二分段68相交的角度可以等于或小于60度，该角可取决于托槽10要安装上去的特定牙齿。仅作为示例之用，第二分段68可以与第一分段成大约10-30度的角度，作为进一步的示例，第二分段68相对于第一分段66可成大约19-21度的角度。

在一个实施例中，中间部分64的第一分段66和第二分段68的方向形成位于第一瓣部56和第二瓣部60之间的限制点或夹点72。夹点72通常是凹穴52的、位于第一叶部56和第二叶部60之间的狭窄部分。凹穴52的狭窄部分的尺寸小于第一瓣部56和第二瓣部60的最大高度(或唇-舌方向的尺寸)。作为举例而非限制之用，第一瓣部56和第二瓣部60分别限定半径为R1和R2的圆孔，夹点72可以作为第一分段66与中间部分64的最近的相对部分之间的垂直距离来测量。这一垂直距离可能小于第一瓣部56的直径或者小于第二瓣部60的直径，或者比第一瓣部56和第二瓣部60的直径都小。进一步的，该尺寸比第一瓣部56或第二瓣部60的直径小至少5％或者小大约10％-20％。在一个实施例中，半径R2小于半径R1，而夹点72的大小则小于R2的两倍。作为示例而非限制之用，半径R2可能比R1小大约5％-15％。在一个示例性实施例中，半径R1可以是大约0.010英寸，而半径R2可以是大约0.009英寸，而夹点72可以是大约0.017英寸。

如上所述，凹穴52可以是非对称的。这种不对称是由于夹点72偏离凹穴52的整个长度的中点而导致的。如图5所示，夹点72偏向第二瓣部60。仅基于这种偏移，凹穴52相对于凹穴52的整个长度垂直均分的平面是不对称的。此外，在第一瓣部56和第二瓣部60大致是圆形的实施例中，相应半径尺寸之间的差异也导致了凹穴52的不对称性。凹穴52的不对称性可以在滑块14运动过程中产生独特的触觉反应。特别是，如在下面详细说明的，凹穴52的不对称性可以为临床医生提供一个独特的“喀哒”或“啪啦”声来表明滑块14到达了闭合位置。

继续参见图4和5，在本发明的一个实施例中，托槽主体12具有至少一个相对于滑动轨道70倾斜的肩部74。该肩部74从滑动支撑部分48沿大致向内侧或外侧的方向延伸。然而，可以意识到，本发明的实施例并不限于显示出来的肩部74的构造。就此而言，抵靠滑块14的表面还可以包括其他的至少有一部分垂直于滑动轨道70的表面。

在所示的示例实施例中，有两个肩部，即内侧肩部74和外侧肩部76。肩部74，76分别从滑动支撑部分48的两侧开始延伸。参见图4和5，内侧肩部74和外侧肩部76相对于滑动轨道70倾斜，并且大致面向舌侧方向。作为示例，肩部74，76中的一个或两个的相对方向可以与底面36相对于滑动轨道70的方向类似或相同。在一个实施例中，每个肩部74，76都与底面36大致平行。如图7所示，肩部74，76中的一个或多个形成了当滑块14处于闭合位置时对滑块14的止动件。

参见图3和图6，绑定滑块14大致成U型构造。绑定滑块14包括第一支腿或内侧部分80和第二支腿或外侧部分82，这两者大体限定了位于其间的滑动通道84。滑动通道84的大小为可以与滑动支撑部分48可滑动地配合。在一个实施例中，如图6所示，在靠近各个内侧部分80和外侧部分82的最靠近唇侧的边缘的相对凸起86，88处，滑动通道84最窄。滑动通道84因此具有与托槽主体12的滑动支撑部分48的形状相配或对应的楔形或燕尾形。

在一个实施例中，凸起86，88之间的距离小于滑动支撑部分84(如图4所示)的宽度W2，但稍大于宽度W1。在这种情况下，滑块14通过从托槽主体12的咬合侧24之外向弓丝槽方向的滑动而被装配到托槽主体上。大致如图3中的箭头90所示。如前所述，滑动支撑部分48的楔形或燕尾形结构与滑动通道84的类似的楔形或燕尾形结构合作，可以抑制或消除滑块14在回弹构件20失效时从托槽主体12向外或沿舌侧方向意外脱落。

参见图6，内侧部分80和外侧部分82每个均包括至少一个用于接纳回弹构件20的通孔。如图所示，内侧部分80包括内侧通孔92，外侧部分82包括外侧通孔94。通孔92，94共享一个共同的轴线95。如图3所示，回弹构件20位于通孔92中，穿过凹穴52并沿轴线95进入对面的通孔94中。通过这种结构，回弹构件20可以在打开位置和闭合位置中的一个或两个提供将绑定滑块14固定在托槽主体12上的机制。在一个实施例中，回弹构件20与托槽主体12合作，更具体地，延伸穿过凹穴52，在打开或闭合位置将滑块14固定在托槽主体12上。可以明了的是，通孔92、94的尺寸可以略大于回弹构件20的直径或等效尺寸。举例来说，通孔92，94的尺寸可以比回弹构件20的最大对应外径大大约0.002英寸。进一步的举例来说，通孔92，94的尺寸可以比回弹构件20的对应外径大大约10％-20％。

在一个实施例中，绑定滑块14包括分别沿内侧部分80和外侧部分82的最靠近舌侧的部分形成的内侧结合部分96和外侧结合部分98。在图1和图7所示的实施例中，当绑定滑块14处于闭合位置时，各个接合表面96，98与底面36相对，从而形成弓丝槽16的第四侧面。就此而言，在图1所示的实施例中，接合表面96，98形成弓丝槽16的舌侧边界，从而在牙矫正术过程中将弓丝18固定在弓丝槽16之中。

此外，在一个实施例中，当绑定滑块14处于闭合位置时，接合表面96，98抵靠内侧肩部74和外侧肩部76。如上面介绍的，回弹构件20可以沿滑块14的平移运动方向偏置滑块14。这可包括使滑块14向弓丝槽16方向偏置。因为绑定滑块14能在滑块14的运动方向上被回弹构件20偏置，绑定滑块14的公差变动将不再与弓丝槽16在唇-舌方向上的深度设定相关。这是因为无论公差的变化幅度如何，在正常的牙矫正术过程中，绑定滑块14总是抵靠在托槽主体12的肩部74，76上。这样在制造过程中仍然必须考虑和监控的公差变动就是肩部74，76相对于弓丝槽底面36的位置公差。有利地，这可以减少最终确定弓丝槽在唇-舌方向上的深度的累积公差的数量，从而使托槽主体12和绑定滑块14形成的腔体与弓丝18之间更一致地匹配。人们相信，这样可以在牙矫正术过程中能够更一致地掌控和预测牙齿的旋转控制。

此外，如图1，6和7所示，在一个实施例中，接合表面96，98并未在弓丝槽16的整个宽度或整个垂直距离范围内延伸。就此而言，内侧部分80和外侧部分82还进一步包括大体处于舌侧方向的引导面100，102。在所示的实施例中，引导面100，102不抵接托槽主体12的相对表面，图7中最好地展示了这一点。例如，表面100，102并不接触相对的槽表面40或者(当存在轨道40a，40b时)轨道40a，40b中的任一个。因此，在这个位置上，在托槽主体12和绑定滑块14之间保持着缝隙104。缝隙104可以是故意的，并且对于确保绑定滑块14始终相对于底面36或者(当存在轨道36a，36b时)轨道36a，36b一致的定位是必需的。

通过在此位置形成间隙，在治疗过程中，绑定滑块14的接合表面96，98与托槽主体12的肩部74，76之间的接触的可能性会更大。可以理解的是，减少绑定滑块14与托槽主体12之间的其他点接触的数目提高了绑定滑块14相对于托槽主体12更一致定位的可能性。具体的，限制与其他位置的接触或者提供在其他位置的内置缝隙增大了接合表面96，98与肩部74，76之间一致性接触的可能性。作为举例，缝隙104可以至少是大约0.001英寸，作为进一步的举例，缝隙104的尺寸范围可以是大约0.001-0.005英寸。可以理解的是，缝隙104的最大尺寸可以只受限于将弓丝18限制在弓丝槽16中所须的接合表面96，98的最小延伸尺寸。

进一步参考图6，可以在滑块14和托槽主体12之间形成其他的间隙和缝隙。在一个实施例中，内侧部分80和外侧部分82均由表面105和106限定。如图7所示，当滑块14处于闭合位置时，表面105，106与垫片34相对，但表面105，106不与垫片34滑动接合或接触。就此而言，在绑定滑块14与垫片34之间存在内置间隙108。具体的，存在于表面105和垫片34之间，以及表面106和垫片34之间。作为举例而非限定，缝隙108的尺寸可以与上面所述的表面100，102与槽表面40之间的缝隙104尺寸相类似。具体的，缝隙108可以至少约为0.001英寸，作为进一步的举例，当绑定滑块14处于闭合位置时，缝隙108的尺寸范围可以为大约0.001-0.005英寸。

在一个实施例中，滑块14只沿两个舌向表面接触托槽主体12。一个接触表面是支撑表面50，另一个接触表面是肩部74或76中的一个。如果两个肩部74，76均接触滑块14，则滑块14和托槽主体12之间只有三个接触面。如上所述，通过提供数目受限的接触点，可以使滑块14相对于托槽主体12的位置更一致。

在一个实施例中，如图5所示，托槽主体12包括工具间隙凹部110。如图5所示，该凹部110形成在滑动支撑部分48的舌侧表面上，靠近支撑表面50。就此而言，支撑表面50只在滑动支撑部分48的一部分上延伸，而凹部110构成滑动支撑部分48的其余部分。凹部110可构造成大体上平坦的表面，从支撑表面50沿唇向偏移。凹部110与滑块14配合，提供滑动支撑部分48和用于使滑块向打开位置移动的工具(未显示)之间的间隙。

在此实施例中，参考图6，绑定滑块14进一步包括形成在引导面100，102上的工具凹部112，工具凹部112在大致朝咬合侧24的方向上延伸。当滑块14处于闭合位置时，工具凹部112在滑块14和托槽主体12之间形成间隙增大区。工具凹部112构造成接纳用于打开绑定滑块14的工具(未示出)。工具，例如欧姆龙公司的Spin Tek^TM或类似工具(工具可以构造成用于接近牙齿的舌侧表面)，因此能沿与弓丝槽16大致对齐的方向插入工具凹部112。工具从插入方向旋转90度，能在槽表面40处或其附近撬动工具抵靠托槽主体12，并将滑块14推向打开位置。凹部110的尺寸设定成使其可与工具凹部112连通，从而在滑块14朝打开位置运动时工具能使托槽主体12通过(clear)并允许工具在插入工具凹部112时从其定向完全旋转90度。图8A最好地显示了凹部110和工具凹部112的相对位置。

此外，在一个实施例中，参考图7，托槽主体12可包括牙龈连接翼(gingival tiewing)114。绑定滑块14还可包括连接翼116。可以理解，相对的连接翼114，116可以提供一个区域，临床医生能够在该区域接合绑扎物，例如，在滑块14上提供额外的压力，以便在治疗期间保持使滑块14抵靠在托槽主体12上并处于闭合位置。

如上面介绍的，在一个实施例中，如图3所示，回弹构件20可以是具有圆环形横截面的大致管形。横截面可以是连续的，即管状回弹构件20的侧壁上可以没有沟槽或其他非连续部分。就此而言，与开槽的管状弹簧销不同，当回弹构件20弹性变形时，回弹构件20的周界大致保持不变。构件20的尺寸可以设定为能配合到孔92，94中并且穿过凹穴52。在一个示例性实施例中，回弹构件20可以由镍钛(NiTi)超弹材料构成。作为举例，一种NiTi成分包括大约55wt％的镍(Ni)和大约45wt％的钛(Ti)以及少量的杂质，该材料可以从加利福尼亚州弗里蒙特市的NDC公司买到。NiTi合金的的机械性能可包括大于大约155ksi(千磅/平方英寸)的极限抗拉强度、大于大约55ksi的上停滞(upper plateau)和大于大约25ksi的下停滞(lower plateau)。回弹构件20的尺寸可以随托槽本身的尺寸而变化。在一个实施例中，回弹构件20是大致中空的正圆柱，具有轴线118和大约0.016英寸的直径，并且长度为大约0.50-0.125英寸。壁厚可以从大约0.001英寸到大约0.004英寸，优选为大约0.002英寸到大约0.003英寸。在装配期间，回弹构件20可以被压配合或滑动配合到孔92，94中和/或可以固定于其中，以便用各种工艺防止它们之间的相对运动，所述工艺包括锚固、电焊、激光焊、粘接或其他合适的方法。

在使用期间，如图8A-8D中顺序示出的，当绑定滑块14处于打开位置时，回弹构件20可以定位在凹穴52的第一瓣部56(在图5中标注出来了)中。各个孔92，94的共用轴线95可以与第一瓣部56的轴线58对齐。根据回弹构件20的横截面尺寸不同，回弹构件20的轴线118也可以与轴线58对齐。总的来说，在此位置，并且在第一瓣部56和孔92，94的尺寸均大致大于回弹构件20的尺寸时，回弹构件20处于松弛的未变形状态，不能沿任何给定的方向偏置绑定滑块14。然而，回弹构件20可以抵抗沿图8A中箭头120所示方向作用在滑块14上的外力。

例如，在托槽10被安装在下前牙的舌侧表面上(如图1所示)时，重力倾向于朝闭合位置或者沿图8A中箭头120所示方向拉动滑块14。由于中间部分64包括分段68，该分段提供小于回弹构件20外径的、逐渐减小的间隙尺寸，中间部分64与回弹构件20沿箭头120所示方向的运动相干涉。有利地，分段68与回弹构件20之间的干涉限制了重力可移动滑块14的距离。滑块14因此本质上保持在打开位置处。可以理解，临床医生在将滑块14定位在打开位置以后能够从弓丝槽16中移除现有的弓丝并且将另一根弓丝插入弓丝槽16内，而不用担心绑定滑块14在重力影响下自发地朝闭合位置移动。

另外，构件20与凹穴52之间的合作可能需要故意施力来使滑块14闭合。可能需要在滑块14上施加最小临界力，以使其朝闭合位置移动。在一个实施例中，最小临界力大于滑块14的滑动重量。在该实施例中，仅当施加在滑块14上的力超过最小临界力时，回弹构件20才朝闭合位置移动。施加在滑块14上的超过最小临界力的力导致回弹构件20弹性变形。回弹构件20的弹性变形由凹穴52的中间部分64的形状决定。就此而言，构件20的弹性变形可以被局限在与凹穴52接触的区域内。通过弹性变形，一旦去除变形力，回弹构件20内产生的应变就完全恢复，构件20就返回到其原始形状。

图8B显示了一个示例性实施例，其中施加在滑块14上的力超出了使滑块14向闭合位置移动所须的最小临界力。当作用在滑块14上的力足以导致回弹构件20弹性变形时，滑块14可以朝闭合位置移动。可以理解，根据第二分段68的构造不同，可能需要逐渐增大的力来使滑块14沿着滑动轨道70朝闭合位置持续移动。所须的力增大的速率由中间部分64的形状和回弹构件20的特性决定。

对于图8B所示的示例性实施例，第二分段68为大致平坦的表面，据信至少在打开运动的一部分时间内需要在滑块14施加大致线性增大的力，以便使回弹构件20如图所示那样变形。回弹构件20可以变形，使其符合回弹构件20和第一分段66之间的接触区域与回弹构件20和第二分段68之间的接触区域的间隙所定义的形状。如图所示，回弹构件20可以通过构件20的横截面轮廓改变而弹性变形。这可以包括回弹构件20和凹穴52之间的接触区的横截面形状变成大致蛋形。回弹构件20在凹穴52之外的部分不能显著变形，因而保持其原始的横截面轮廓。例如，回弹构件20在孔92，94内的部分可以保持大致圆环形。因此，回弹构件20的弹性变形可以局限在回弹构件20的与凹穴52滑动接触的离散区域。可以理解，本发明的实施例不受限于回弹构件20的任何特定形式或形状。

参考图8C，在比使回弹构件20如图8B所示那样变形所需力更大的力作用下，绑定滑块14运动到更靠近闭合位置的地方。用一些比使滑块14开始朝闭合位置移动所需的临界力更大的力，施加在滑块14上的力足以使回弹构件20与夹点72的尺寸相符。用此级别的力，回弹构件20在与凹穴52接触的区域内弹性变形，从而回弹构件20至少能部分挤过夹点72。如图所示，回弹构件20可以弹性变形到蛋形的横截面。在夹点72处，回弹构件20的引导部122可以位于第二瓣部60内，而回弹构件20的其余部分124延伸到中间部分64内。回弹构件20可以部分位于第二瓣部60和中间部分64中的每一个内。作为举例而非限定，将滑块14移动到使回弹构件20部分进入第二瓣部60的位置所需的力可以大于大约0.1kgf(千克力)，作为其他实例，该力可以从大约0.2kgf到大约0.8kgf，或者从大约0.5kgf到大于0.7kgf，优选大约为0.6kgf。

参考图8A-8C，滑块14离开打开位置时克服临界力和/或临界滑动力所需的力的量级取决于凹穴52的构造。该力因此可以通过改变凹穴52的构造而选择性地变化。就此而言，第二分段68与第一分段66之间的夹角可以增大，以便提供期望的打开力和/或滑动力以及力增大的速率。另外，可以选择夹点72的位置，以提供更短或更长的中间部分，通过该更短或更长的中间部分可以改变力增大的速率。第一分段66和/或第二分段68的形状可以大致平坦，以在回弹构件20处于中间部分62内时提供线性增大的滑动力。可选地，分段66，68中的一个或两者可以波动或弯曲(未图示)，以便提供变化的滑动力。上述用于使打开力和/或闭合力变化的方法是示意性的。

现在参考图8D，一旦打开力和/或闭合力超过使回弹构件20移动到至少部分经过夹点72的位置所需的力，回弹构件20就可以自发地滑动或移动剩余的距离而进入第二瓣部60。即，引导部122和剩余部124可以在无其他外力的情况下自发地移动到第二瓣部60内。更具体地，一旦临界比例的回弹构件20进入第二瓣部60，回弹构件20自发地滑动到第二瓣部60内。当回弹构件20膨胀到第二瓣部60中时，该运动可以伴随有听得到的和/或感觉得到的“咔嗒”或“吧嗒”声。通过该特征，临床医生就可以确认绑定滑块14己经到达其闭合位置，并且将在牙矫正术期间观察到的正常力作用下保持在闭合位置。

人们相信，回弹构件20的弹性导致回弹构件20返回未变形的或者变形至少比回弹构件20在夹点72附近的变形小的构造的自然倾向。因此，当临界部分的回弹结构20进入凹穴52的第二瓣部60时，构件20可以自发地释放内部弹性能(凭借其变形状态)。这种释放导致夹点72附近的回弹构件20移动到第二瓣部60内并填充第二瓣部60。换言之，当外力施加到滑块14上使其向夹点72移动时，只有回弹构件20的一小部分可以进入第二瓣部60。回弹构件20可以移动剩余的距离，进入第二瓣部60，返回到弹性变形较小或没有弹性变形的构造。

在一个实施例中，如果对回弹构件20施加的力不足以使其进入第二瓣部60，滑块14可以在没有外力作用的情况下朝打开位置运动，这是因为回弹构件20可以逐渐膨胀到中间区域64的靠近第一瓣部56的较大区域内。最终，回弹构件20可以进入第一瓣部56。

在一个实施例中，参考图8D和9，显示绑定滑块14在闭合位置。然而，孔92，94并未与凹穴52的第二瓣部60完全对齐。具体而言，当滑块14处于闭合位置时，孔92，94偏离第二瓣部60。该偏离可以沿咬合方向或者沿着远离弓丝槽16的方向。

在一个实施例中，孔92，94的轴线95离弓丝槽16的距离比第二瓣部60的轴线62离弓丝槽16的距离更远。尽管如此，即使存在偏离关系，回弹构件20可以自发地膨胀到第二瓣部60内，从而释放夹点72所产生的部分弹性变形。即，少于100％的弹性力可以被释放。结果，当位于第二瓣部60中时，回弹构件20可以因轴线62和95之间的偏移而沿着其轴线118弹性变形，如图9所示。据信，当孔92，94偏离第二瓣部60时无法对齐会导致回弹构件20变成弓形或弯曲。因此，尽管回弹构件20可以自发地膨胀到第二瓣部60中，从而释放源于从打开位置到夹点72的施力运动所存储的弹性变形能，回弹构件20可以在闭合位置处保持一些弹性变形。然而，弹性变形量可以小于在夹点72处观察到的变形量。

如上所述，一旦滑块14处于闭合位置(图8D)，回弹构件20内的弹性变形在滑块14内产生沿滑块14运动方向，例如在弓丝槽16的方向上的偏置。在滑块14可朝打开位置运动之前，必须克服回弹构件20内的偏置。由于所施加的力必须首先克服回弹构件20的弹性变形所导致的偏置，回弹构件20提供滑块14与托槽主体12之间的更一致的接触。例如，偏置可以提供接合表面96，98与肩部74，76之间的更一致的接触。有利地，弓丝槽16在大致唇-舌方向上的深度由肩部74，76相对于弓丝槽16的底面36的位置来决定。由于绑定滑块14偏靠在肩部74，76上，其他的公差变化可能不再与弓丝槽腔体和弓丝18之间的紧密配合有关。

图10显示了表现根据本发明的一个实施例的、将滑动构件从打开位置移动到闭合位置所需的力的数据。可用从马萨诸塞州诺伍德市的英斯特朗公司(InstronCorporation)买到的机器采集图10所示的数据。通常地，顶部曲线是在使滑动构件闭合期间观察到压缩载荷，底部曲线是在使滑动构件打开期间观察到压缩载荷。

尽管通过对各种优选实施例的说明阐述了本发明，并且己经较为详细地说明了这些实施例，本发明人并无意将所附权利要求的范围限制或以任何方式限定在如此细节的程度。其他优势和修改对于本领域技术人员而言是容易想到的。作为举例，尽管本文所述实施例显示回弹构件沿着滑动方向推动绑定滑块，回弹构件可以构造成朝着弓丝槽的底面拉动绑定滑块。

因此，根据使用者的需求和喜好不同，本发明的各种特征可以单独使用或组合使用。

Claims (15)

1.一种正畸托槽，该正畸托槽用于使弓丝与牙齿连接，其特征在于，所述正畸托槽包括：

托槽主体，该托槽主体构造成用于安装在牙齿上，所述托槽主体包括底面和从所述底面延伸的相对的槽表面，所述底面和槽表面共同限定弓丝槽，所述弓丝槽构造成其中可接纳所述弓丝，并且所述托槽主体限定具有第一部分和第二部分的凹穴；

滑动构件，该滑动构件可相对于所述弓丝槽在打开位置和闭合位置之间滑动，在所述闭合位置，所述滑动构件的部分与所述底面相对并由此形成所述弓丝槽的第四侧面，并且所述滑动构件包括孔；和

回弹构件，该回弹构件被收容在所述孔中并且从所述孔延伸到所述凹穴中，所述回弹构件构造成当所述滑动构件处于所述打开位置时与所述凹穴的第一部分接合，当所述滑动构件处于所述闭合位置时与所述凹穴的第二部分接合；所述回弹构件构造成当所述滑动构件处于闭合位置时沿朝所述弓丝槽运动的方向对所述滑动构件施加偏置力。

2.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，所述回弹构件构造成当所述滑动构件处于所述打开位置和闭合位置之间的位置时沿使所述滑动构件远离所述弓丝槽运动的方向对所述滑动构件施加偏置力。

3.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，所述凹穴的第二部分比所述第一部分更接近所述弓丝槽。

4.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，当所述滑动构件处于所述闭合位置时，所述回弹构件的位于所述孔内的部分的轴线偏离所述回弹构件的位于所述凹穴的第二部分内的部分的轴线。

5.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，所述回弹构件的纵轴基本上平行于所述弓丝槽，当所述滑动构件处于所述打开位置时，所述回弹构件的纵轴与所述弓丝槽相距第一距离，当所述滑动构件处于所述闭合位置时，所述回弹构件的纵轴与所述弓丝槽相距第二距离，在所述回弹构件的长度方向上，所述第二距离小于所述第一距离。

6.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，所述凹穴相对于基本上平行于所述弓丝槽的平面非对称。

7.如权利要求6所述的正畸托槽，其特征在于，所述凹穴的第一部分与所述凹穴的第二部分被夹点分开，该夹点在所述回弹构件滑动过程中挤压所述回弹构件。

8.如权利要求6所述的正畸托槽，其特征在于，所述凹穴相对于平分所述凹穴长度的平面非对称。

9.如权利要求6所述正畸托槽，其特征在于，所述第一部分和第二部分被中间部分分开，其中第一半径限定所述第一部分，第二半径限定所述第二部分，所述中间部分包括第一分段和与所述第一分段相对的第二分段，所述第一分段与所述第一半径和第二半径相切，所述第二分段与所述第一半径相切并且与所述第一分段横切相交。

10.如权利要求9所述的正畸托槽，其特征在于，所述第二分段的投影与所述第一分段或第一分段在所述第一部分和弓丝槽之间的投影相交，并且与所述第一分段形成等于或小于约60°的角。

11.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，所述回弹构件包括具有连续侧壁的中空弹簧销。

12.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，所述托槽主体包括燕尾形部分，所述滑动构件包括中间部分，该中间部分构造成接纳所述燕尾形部分，所述燕尾形部分和中间部分构造为形成在所述滑动构件至少处于所述闭合位置时限制所述滑动构件沿远离牙齿的方向运动的干涉配合。

13.如权利要求1所述的正畸托槽，其特征在于，所述弓丝槽包括底面、第一槽表面和相对的第二槽表面，所述第一槽表面和第二槽表面分别从所述底面向外延伸，所述凹穴限定滑动轨道，所述回弹构件可在该滑动轨道中滑动，其中所述滑动轨道的投影与所述底面或其投影形成锐角。

14.如权利要求13所述的正畸托槽，其特征在于，所述滑动轨道具有引导面，当所述滑动构件处于所述闭合位置时，在所述引导面与所述第一槽表面或第二槽表面之间形成缝隙。

15.如权利要求13所述的正畸托槽，其特征在于，所述托槽主体进一步包括肩部，所述肩部相对于所述滑动轨道形成横切角，当所述滑动构件处于所述闭合位置时，所述滑动构件抵接所述肩部。