CN104224331A - 一种无托槽隐形矫治器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种无托槽隐形矫治器的制作方法，包括获取患者口腔数据，根据该口腔数据建立患者口腔的三维模型，三维模型中包括牙齿数据和牙龈数据；设计矫治方案，将待矫正牙位调整到目标矫治位置，获得牙颌模型；在牙颌模型上生成切割线：用快速成型方式或者3D打印方式将三维牙颌模型成型为实体牙颌模型，用真空压膜的方式将膜片覆盖在实体牙颌模型上；将覆盖有膜片的实体牙颌模型以三维牙颌模型的切割线为切割路径进行切割，切割完成后，膜片脱模形成矫治器。无托槽隐形矫治器由上述方法制得。本发明具有加工效率高，且矫治器能承受的力大，不容易断裂的优点。

Description

一种无托槽隐形矫治器及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种无托槽隐形矫治器及其制作方法。

技术背景

无托槽隐形矫治器是一种通过计算机辅助设计和制作的透明弹性材料活动矫正装置，它是一系列连续的矫治装置，通过不断的小范围移动牙齿达到牙齿矫治的目的。

目前，无托槽隐形矫治器的制作方法是：先获取患者的牙齿阴模模型；使用热塑性材料和石膏在牙齿阴模模型上填充成型，获得患者牙颌物理模型，其中牙龈部分由热塑性材料构成，牙齿部分由石膏构成；加热所述牙颌物理模型中待矫正牙齿部位处的热塑性材料使其软化，然后将其移动到目标矫正位置；冷却待矫正牙齿部位处的热塑性材料使其硬化，采用正畸片以此时的牙颌物理模型为母模制得隐形矫治器。目标矫正位置通过计算机辅助设计得到。

我们将矫治器的待矫正牙齿部位称为矫正位，其他牙齿部位称为固定位。

制得的无托槽隐形矫治器包括与牙齿唇侧面贴合的唇侧片，与牙齿舌侧面贴合的舌侧片，以及连接唇侧片与舌侧片的齿顶片和齿侧片，唇侧片、舌侧片和端面片围成能够包裹患者牙列的矫治器本体，矫治器本体的形状与矫正目标牙列一致，矫治器本体的牙位与患者牙列的牙齿一一对应，矫治器本体包括固定位和矫正位，矫正位为对应牙齿的目标矫正位置；唇侧片和舌侧片的与牙龈接触的边线均成波浪形，边线的形状与牙龈和牙齿的交界线吻合。患者将该矫治器戴在牙列上时，矫治器本体恰好覆盖所有牙齿，如图1所示。

这种无托槽隐形矫治器的缺点在于：1、将唇侧片和舌侧片的边线加工成波浪形非常困难，效率低下。2、两个牙位之间容易出现裂纹，在佩戴过程中容易受力断裂，如果做工粗糙，容易刺伤牙龈乳头和口腔粘膜。3、矫治器产生的矫治力F1，是沿着连接弧线斜向上，而牙齿矫治时需要受到的力是水平的，所以F1’=Fcosα，由于cosα小于0，所以F1’始终小于F1，导致该矫治器的强度较小。另外，该矫治器的制作非常困难，制作效率低下，容易裂纹，在佩戴过程中容易受力断裂，如果做工粗糙，则容易刺伤牙龈乳头和口腔粘膜。

发明内容

为了克服现有的无托槽隐形矫治器的上述缺点，本发明提供了一种加工效率高，且矫治器能承受的力大，不容易断裂的无托槽隐形矫治器及其制作方法。

无托槽隐形矫治器的制作方法，包括以下步骤：

1）、获取患者口腔数据，根据该口腔数据建立患者口腔的三维模型，三维模型中包括牙齿数据和牙龈数据；

2）、设计矫治方案，将待矫正牙位调整到目标矫治位置，获得牙颌模型；

3）、在牙颌模型上生成切割线：

（3.1）将牙颌模型采用三角形网格表示，令M=(G,R)表示具有二维流形性质的三角形网格，G=(V,E,F)是由顶点集 V={vi}、边集E={(vi,vj)}、面集F={( vi,vj,vk)}组成的连通图；

（3.2）将三角形网格进行保形参数化或者保角参数化计算，参数化将三角形网格转化为二维数据，二维数据所在的平面称为参数平面；

（3.3）将每个牙齿的牙冠顶点映射到参数平面，并根据牙编号进行排序，得到有序的二维参数点列，其中每个牙冠的顶点包括唇侧面的顶点和舌侧面的顶点；

（3.4）应用NURBS理论，将有序的参数点列光顺拟合成一条封闭的B样条参数曲线；

（3.5）结合三角形网格的曲率分布图，离散化等距得到的参数曲线，并反求三角形网格的几何位置，得到三维有序点列；

（3.6）应用Laplace算法，对点列进行光顺，再次拟合B样条曲线后，即得到平缓边界数据，该平缓边界作为切割线；

4）、用快速成型方式或者3D打印方式将三维牙颌模型成型为实体牙颌模型，用真空压膜的方式将膜片覆盖在实体牙颌模型上；

5）、将覆盖有膜片的实体牙颌模型以三维牙颌模型的切割线为切割路径进行切割，切割完成后，膜片脱模形成矫治器。

进一步，步骤（3.4）中，将封闭的B样条参数曲线曲线向牙龈方向平移。平移的距离为1mm至3mm。

进一步，步骤1）中，三维模型的牙龈数据和实际口腔牙龈的误差不超过0.5mm。

进一步，步骤2）中，将待矫正牙位调整到目标矫治位置时，三维模型的牙龈变化与实际口腔牙龈的变化误差不超过0.5mm。

无托槽隐形矫治器包括与牙齿唇侧面贴合的唇侧片，与牙齿舌侧面贴合的舌侧片，以及连接唇侧片与舌侧片的齿顶片和齿侧片，唇侧片、舌侧片和端面片围成能够包裹患者牙列的矫治器本体，矫治器本体的形状与矫正目标牙列一致，矫治器本体的牙位与患者牙列的牙齿一一对应，矫治器本体包括固定位和矫正位，矫正位为对应牙齿的目标矫正位置；唇侧片与牙龈接触的边线和舌侧片与牙龈接触的边线沿上述牙颌模型的切割线切割得到。

本发明的优点在于：1、制作时，矫治器的切割线为平缓的曲线，降低了切割难度。2、矫治器本体的边线呈平缓的曲线，矫治器的两个牙位的牙冠顶点之间均被矫治器本体覆盖，使矫治器本体产生的矫治力呈水平方向，从而能够给予待矫治牙冠强度最高的矫治力度，不仅提高了矫治效果，而且还缩短了矫治周期，降低了人们的矫治费用。3、矫治器本体的边线向牙龈方向平移，能够对牙龈乳头和口腔粘膜起到很好保护作用。

附图说明

图1是现有的矫治器的示意图。

图2是本发明的第一种矫治器的示意图。

图3是本发明的第二种矫治器的示意图。

具体实施方式

实施例1

无托槽隐形矫治器的制作方法，包括以下步骤：

1）、获取患者口腔数据，根据该口腔数据建立患者口腔的三维模型，三维模型中包括牙齿数据和牙龈数据；

2）、设计矫治方案，将待矫正牙位调整到目标矫治位置，获得牙颌模型；

3）、在牙颌模型上生成切割线：

（3.1）将牙颌模型采用三角形网格表示，令M=(G,R)表示具有二维流形性质的三角形网格，G=(V,E,F)是由顶点集 V={vi}、边集E={(vi,vj)}、面集F={( vi,vj,vk)}组成的连通图；

（3.2）将三角形网格进行保形参数化或者保角参数化计算，参数化将三角形网格转化为二维数据，二维数据所在的平面称为参数平面；

（3.3）将每个牙齿的牙冠顶点映射到参数平面，并根据牙编号进行排序，得到有序的二维参数点列，其中每个牙冠的顶点包括唇侧面的顶点和舌侧面的顶点；

（3.4）应用NURBS理论，将有序的参数点列光顺拟合成一条封闭的B样条参数曲线；

（3.5）结合三角形网格的曲率分布图，离散化等距得到的参数曲线，并反求三角形网格的几何位置，得到三维有序点列；

（3.6）应用Laplace算法，对点列进行光顺，再次拟合B样条曲线后，即得到平缓边界数据，该平缓边界作为切割线；

4）、用快速成型方式或者3D打印方式将三维牙颌模型成型为实体牙颌模型，用真空压膜的方式将膜片覆盖在实体牙颌模型上；

5）、将覆盖有膜片的实体牙颌模型以三维牙颌模型的切割线为切割路径进行切割，切割完成后，膜片脱模形成矫治器。

步骤1）中，三维模型的牙龈数据和实际口腔牙龈的误差不超过0.5mm。

步骤2）中，将待矫正牙位调整到目标矫治位置时，三维模型的牙龈变化与实际口腔牙龈的变化误差不超过0.5mm。

无托槽隐形矫治器2包括与牙齿唇侧面贴合的唇侧片，与牙齿舌侧面贴合的舌侧片，以及连接唇侧片与舌侧片的齿顶片和齿侧片，唇侧片、舌侧片和端面片围成能够包裹患者牙列的矫治器本体，矫治器本体的形状与矫正目标牙列一致，矫治器本体的牙位与患者牙列的牙齿一一对应，矫治器本体包括固定位和矫正位，矫正位为对应牙齿的目标矫正位置；唇侧片与牙龈接触的边线和舌侧片与牙龈接触的边线沿上述牙颌模型1的切割线3切割得到，如图2所示。

本实施例的优点在于：1、制作时，矫治器的切割线为平缓的曲线，降低了切割难度。2、矫治器本体的边线呈平缓的曲线，矫治器的两个牙位的牙冠顶点之间均被矫治器本体覆盖，使矫治器本体产生的矫治力呈水平方向F2’=F2，从而能够给予待矫治牙冠强度最高的矫治力度，不仅提高了矫治效果，而且还缩短了矫治周期，降低了人们的矫治费用。

实施例2

本实施例与实施例1的制作方法的区别在于：步骤（3.4）中，将封闭的B样条参数曲线曲线向牙龈方向平移。平移的距离为1mm至3mm。其余步骤均与实施例1的制作方法相同。

无托槽隐形矫治器2包括与牙齿唇侧面贴合的唇侧片，与牙齿舌侧面贴合的舌侧片，以及连接唇侧片与舌侧片的齿顶片和齿侧片，唇侧片、舌侧片和端面片围成能够包裹患者牙列的矫治器本体，矫治器本体的形状与矫正目标牙列一致，矫治器本体的牙位与患者牙列的牙齿一一对应，矫治器本体包括固定位和矫正位，矫正位为对应牙齿的目标矫正位置；唇侧片与牙龈接触的边线和舌侧片与牙龈接触的边线沿上述牙颌模型1的切割线3切割得到，如图3所示。

本实施例的优点在于：矫治器本体的边线向牙龈方向平移，能够对牙龈乳头和口腔粘膜起到很好保护作用。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (5)

1.一种无托槽隐形矫治器的制作方法，包括以下步骤：

1）、获取患者口腔数据，根据该口腔数据建立患者口腔的三维模型，三维模型中包括牙齿数据和牙龈数据；

2）、设计矫治方案，将待矫正牙位调整到目标矫治位置，获得牙颌模型；

3）、在牙颌模型上生成切割线：

（3.1）将牙颌模型采用三角形网格表示，令M=(G,R)表示具有二维流形性质的三角形网格，G=(V,E,F)是由顶点集 V={vi}、边集E={(vi,vj)}、面集F={( vi,vj,vk)}组成的连通图；

（3.2）将三角形网格进行保形参数化或者保角参数化计算，参数化将三角形网格转化为二维数据，二维数据所在的平面称为参数平面；

（3.3）将每个牙齿的牙冠顶点映射到参数平面，并根据牙编号进行排序，得到有序的二维参数点列，其中每个牙冠的顶点包括唇侧面的顶点和舌侧面的顶点；

（3.4）应用NURBS理论，将有序的参数点列光顺拟合成一条封闭的B样条参数曲线

（3.5）结合三角形网格的曲率分布图，离散化等距得到的参数曲线，并反求三角形网格的几何位置，得到三维有序点列；

（3.6）应用Laplace算法，对点列进行光顺，再次拟合B样条曲线后，即得到平缓边界数据，该平缓边界作为切割线；

4）、用快速成型方式或者3D打印方式将三维牙颌模型成型为实体牙颌模型，用真空压膜的方式将膜片覆盖在实体牙颌模型上；

5）、将覆盖有膜片的实体牙颌模型以三维牙颌模型的切割线为切割路径进行切割，切割完成后，膜片脱模形成矫治器。

2.如权利要求1所述的无托槽隐形矫治器的制作方法，其特征在于：步骤（3.4）中，将封闭的B样条参数曲线向牙龈方向平移。

3.如权利要求1或2所述的无托槽隐形矫治器的制作方法，其特征在于：步骤1）中，三维模型的牙龈数据和实际口腔牙龈的误差不超过0.5mm。

4.如权利要3所述的无托槽隐形矫治器的制作方法，其特征在于：步骤2）中，将待矫正牙位调整到目标矫治位置时，三维模型的牙龈变化与实际口腔牙龈的变化误差不超过0.5mm。

5.无托槽隐形矫治器，其特征在于：由权利要求1或2所述的无托槽隐形矫治器的制作方法制得。