CN104028896A - 一种超短脉冲激光扫描方式去除脱落正畸托槽底板粘结剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种超短脉冲激光扫描方式去除脱落正畸托槽底板粘结剂的方法。本发明所用装置包括、具有可见指示光的超短脉冲激光器、圆偏振反射镜系统、振镜扫描系统、正畸托槽夹具、具有滤波单元的实时监控系统、控制系统单元。通过振镜扫描系统，使用超短脉冲激光器在不同工艺参数下完成对正畸托槽底板残余粘结剂的扫描去除。该方法利用了超短脉冲激光对材料的冷消蚀去除，使得陶瓷托槽的美观性完全未受到损伤，具有极高的临床应用价值。整个去除方法简单方便，无需任何额外的工艺辅助，单个正畸托槽底板残余粘结剂的去除时间最快约一分钟左右，且安全绿色高效。并且无应力的粘结剂去除方式保证了整个正畸托槽基体及底板固位结构的完整性。

Description

一种超短脉冲激光扫描方式去除脱落正畸托槽底板粘结剂的方法

技术领域

本发明涉及一种超短脉冲激光扫描方式去除脱落正畸托槽底板粘结剂的方法。

背景技术

正畸托槽粘结技术作为一种十分高效的矫治技术，能够完成对各种复杂多样牙齿错颌情形的正畸矫治，因此在正畸治疗中有着非常广泛的应用。正畸托槽作为正畸托槽粘结技术中的核心部分，在正畸治疗中经常发生脱落现象，且影响其脱落的因素有很多，例如在初次粘结时，患者配合程度的不同、口腔环境的差异都会使得正畸托槽发生脱落的概率上升。有研究表明，正畸矫治中正畸托槽的脱落率可高达54.3％(“正畸托槽脱落的原因探讨”.《上海口腔医学》.2001,10(3)：228-230.潘慧璋)。单个托槽价格不菲，质量较好的进口托槽就达到上百元一个，而在临床初次粘结需要的托槽量一般在二十至三十个，因此患者所支付的托槽费用就需达到几千元甚至上万元不等，因此临床上普遍采用喷砂法或火焰烧蚀法等对脱落的正畸托槽进行残余粘结剂处理(“不同处理方法的陶瓷托槽再黏结抗剪切强度比较”.《中国实用口腔科杂志》.2010,3(1)：24-26.林艺翚，等)，实现对其回收利用，并能够有效减轻患者负担，减少资源浪费，因而具有很强的临床意义。

传统的回收方式对金属正畸托槽上残余粘结剂尚可进行去除，并且能实现金属正畸托槽的回收，但对底板固位结构存在损伤或者粘结剂碳化造成污染的情况，而陶瓷正畸托槽由于其基体材质的硬脆性和对处理完毕后美观性的要求，因此传统的处理回收方式则往往无计可施。目前在国内临床上，对于脱落的陶瓷正畸托槽因无有效的残余粘结剂去除方法，往往对其直接弃用，而重新使用全新托槽，造成了资源的大大浪费。已有方法能够使用准分子激光来对陶瓷正畸托槽进行残余粘结剂的去除，实现其回收，但经过处理后，陶瓷托槽会发生色变现象，影响其美观性，并需要经过长时间退火处理才能恢复美观性，因而使得这种方法变得繁琐，并且不具备临床应用的即时性要求。所以，采用新方法来去除脱落陶瓷正畸托槽的残余粘结剂，并且保留其美观性，实现快速回收，社会及经济意义重大。

超短脉冲激光由于其脉宽小于纳秒量级，对于材料的去除作用，往往呈现非热效应。对于高能量密度下皮秒，甚至飞秒量级的激光，由于其脉宽小于材料的内部晶格或离子的弛豫时间，因而材料内部电子直接吸收大量光子能量，形成电子态吸收，造成库伦爆炸而使材料被破坏，从而使得热量积累大大减少，形成一种冷消蚀的材料去除方式。因此利用超短脉冲激光冷加工效应，期望能采用扫描去除的方式，能够在保证陶瓷托槽基体无美观性缺失的情况下，完成对表面残余粘结剂的高质量高效并可控的去除。

发明内容

本发明的目的是采用超短脉冲激光器完成正畸托槽底板残余粘结剂的去除，实现陶瓷正畸托槽的回收利用，并保证其原本透亮的美观性无损，提供一种新型高效的回收处理技术。

为达到上述目的，本发明提供了一种超短脉冲激光扫描方式去除脱落正畸托槽底板粘结剂的方法，其特征在于，应用如下装置，包括：具有可见指示光的超短脉冲激光器1、圆偏振反射镜系统2、振镜扫描系统3、正畸托槽夹具4、具有滤波单元的实时监控系统5、控制系统单元6，并按照图1顺序放置。

该方法包括以下步骤：

1)将需要处理的脱落正畸托槽放置于正畸托槽夹具中，并置于振镜扫描系统的焦平面内，并利用可见指示光，变动正畸托槽夹具的位置，使得可见指示光位于正畸托槽底板中心；

2)利用控制系统单元，设定振镜扫描系统的扫描路径及扫描速度，使激光光束在扫描去除的过程中，能够完全覆盖所要去除的正畸托槽底板区域。

3)通过控制系统单元，设定超短脉冲激光器的输出功率及出光时间，而后对正畸托槽底板残余粘结剂进行扫描去除。激光光束通过圆偏振反射镜系统进入振镜扫描系统，使得光束为圆偏振态，从而激光光束在去除过程中无偏正态的影响，保证各向同性的良好加工去除特性。通过具有滤波单元的实时监控系统，滤去加工过程中所产生的各种影响观测效果的光波，而后观察正畸托槽底板状态，直至底板残余粘结剂完全去除殆尽后停止扫描去除。扫描去除过程中，超短脉冲激光器的输出功率为2W～4W，激光在正畸托槽底板处的能量密度为1.0J/cm²～2.0J/cm²，扫描速度为50mm/s～200mm/s。

与常用的粘结剂去除方法相比，本发明的有益效果是：

1、整个去除过程快速有效，去除操作前与操作后都无需任何额外处理，单个托槽上残余粘结剂的去除时间仅需一至两分钟；

2、由于皮秒激光非热去除的效果，该方法能够保证陶瓷正畸托槽的美观性不受到任何损伤；

3、可以通过改变扫描路径，达到粘结剂去除区域可控的目的。

附图说明：

图1为装置示意图。

图2为实施例1脱落正畸托槽底板扫描去除前后，与新托槽的外观对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

将固定有脱落正畸托槽的正畸托槽夹具4放置于振镜扫描系统3的焦平面内，并根据可见指示光进行位置调整，使得可见指示光处于正畸托槽底板的中心位置处。而后利用控制系统单元6对振镜扫描系统3进行扫描路径及扫描速度的设定，使激得光光束在粘结剂扫描去除的过程中，能够完全覆盖所要去除的正畸托槽底板区域。

通过控制系统单元6，设定超短脉冲激光器1的输出功率及出光时间，而后依照之前所设定的扫描路径及扫描速度，对正畸托槽底板残余粘结剂进行扫描去除。扫描去除过程中，激光光束通过圆偏振反射镜系统2进入振镜扫描系统3，使得光束为圆偏振态，保证良好的加工去除特性。通过具有滤波单元的实时监控系统5，滤去加工过程中所产生的各种影响观测效果的光波，而后观察正畸托槽底板状态，直至底板残余粘结剂完全去除殆尽后停止扫描去除。

实施例1：

对3M Clarity陶瓷正畸托槽应用超短脉冲激光扫描方式去除底板处的残余粘结剂。

(1)将脱落的3M Clarity陶瓷正畸托槽固定在正畸托槽夹具中，之后将装配好的正畸托槽夹具置于扫描振镜系统的焦平面内。

(2)根据可见指示光，调整正畸托槽夹具位置，使得指示光位于托槽底板中心区域。

(3)设定超短脉冲激光器的输出功率为4W，脉冲频率为100KHz，振镜扫描系统的扫描速度为50mm/s，而后开始对正畸托槽底板残余粘结剂进行扫描去除，通过实时监控系统进行观测，当残余粘结剂完全去除后，停止扫描。此时设定的激光输出能量密度约为2.0J/cm²。对比进行扫描去除前后的3M Clarity陶瓷正畸托槽及全新托槽，如图2所示，可以看到底板处残余的粘结剂已经去除殆尽，并且扫描去除后的陶瓷托槽无任何美观性上的缺失，与新托槽无异。

实施例2：

对3M Clarity SL陶瓷自锁正畸托槽应用超短脉冲激光扫描方式去除底板处的残余粘结剂。

(1)将脱落的3M Clarity SL陶瓷自锁正畸托槽固定在正畸托槽夹具中，之后将其置于扫描振镜系统的焦平面内。

(2)根据可见指示光，调整正畸托槽夹具位置，使得指示光位于托槽底板中心区域。

(3)设定超短脉冲激光器的输出功率为2W，脉冲频率为100KHz，振镜扫描系统的扫描速度为200mm/s，而后开始对正畸托槽底板残余粘结剂进行扫描去除，通过实时监控系统进行观测，当残余粘结剂完全去除后，停止扫描。此时设定的激光输出能量密度约为1.0J/cm²。扫描去除后的3M Clarity SL陶瓷自锁正畸托槽在美观性上与新托槽无异。

Claims (1)

1.一种超短脉冲激光扫描方式去除脱落正畸托槽底板粘结剂的方法，其特征在于，应用如下装置，包括：具有可见指示光的超短脉冲激光器(1)、圆偏振反射镜系统(2)、振镜扫描系统(3)、正畸托槽夹具(4)、具有滤波单元的实时监控系统(5)、控制系统单元(6)；

该方法包括以下步骤：

1)将需要处理的脱落正畸托槽放置于正畸托槽夹具(4)中，并置于振镜扫描系统(3)的焦平面内，并利用可见指示光，变动正畸托槽夹具(4)的位置，使得可见指示光位于正畸托槽底板中心；

2)利用控制系统单元(6)，设定振镜扫描系统(3)的扫描路径及扫描速度，使激光光束在扫描去除的过程中，能够完全覆盖所要去除的正畸托槽底板区域；

3)通过控制系统单元(6)，设定超短脉冲激光器(1)的输出功率及出光时间，激光光束通过圆偏振反射镜系统(2)进入振镜扫描系统(3)，使得光束为圆偏振态，而后对正畸托槽底板残余粘结剂进行扫描去除；通过具有滤波单元的实时监控系统(5)，而后观察正畸托槽底板状态，直至底板残余粘结剂完全去除殆尽后停止扫描去除；扫描去除过程中，超短脉冲激光器(1)的输出功率为2W～4W，激光在正畸托槽底板处的能量密度为1.0J/cm²～2.0J/cm²，扫描速度为50mm/s～200mm/s。