CN104688362B - 一种兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器及其制作方法，属于矫治器技术领域。本发明的矫治器，在上颌模板和下颌模板中留有空隙，在该空隙中填充高分子树脂，模板范围得以扩大，能够增加固位作用，可同时进行排齐牙齿和促进颌骨生长的治疗。本发明的矫治器嵌入了磁力块，通过磁力来加强促进颌骨生长的作用，可有效提升功能矫形作用。本发明公开的矫治器的制作方法，应用数字化模型、计算机快速成型技术制作，可简化制作工序，避免苯污染、粉尘污染，可将患者的数据储存，需要重复制作时，更加便捷，从而有效提高了制作、矫治效率。

Description

一种兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器及其制作方法

技术领域

本发明属于矫治器技术领域，涉及一种矫治器及其制作方法，具体涉及一种兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器及其制作方法。

背景技术

在牙颌畸形的矫治领域，常用的矫治器大体分为两种，一种是精细调整牙齿位置的矫治器，以由托槽和带环组成的固定矫治器为代表，近年来也出现了无托槽的隐形矫治器(如invisalign等)，该类矫治器的治疗目标是移动牙齿的位置把牙齿排列整齐。另一种是促进颌骨生长的矫治器，即功能矫治器，该类矫治器的治疗目标是协调上下颌骨的相对关系，如上颌骨发育不足时，会形成俗称“地包天”的脸型，就需要用促进上颌骨发育的功能矫治器促进上颌骨的生长，使得上、下颌骨协调，面型美观；而对于下颌骨发育不足导致的小下颌脸型，需要用促进下颌骨发育的功能矫治器促进下颌骨的生长。

由于矫治技术和制作工艺的限制，以上两种类型的治疗无法同时进行，对于既有牙齿排列不整齐，又合并有颌骨发育不足的患者，只能采取分阶段治疗的方法，即先进行功能矫治器治疗，疗程平均为1年左右，再进行精细的排列牙齿的治疗，疗程一般为2年左右，而且在第二阶段治疗时很难可靠的维持第一阶段的治疗效果，容易出现颌骨位置不调复发的问题。

对功能矫治器而言，目前现有的制作方法都是基于石膏牙颌模型进行手工制作。即先通过取得患者牙颌结构的阴模，翻制成石膏阳模，再用牙科用蜡取得患者上下颌骨之间的相对位置关系，然后将石膏模型固定到专用的合架上，保证颌骨之间的位置关系，在此石膏模型的基础上进行手工制作矫治器。该制作方法存在明显的缺点和局限性：首先，灌制、修整石膏模型以及将模型按照咬合关系固定在合架上，这个过程费时、费力，需要经过特殊培训的技师操作完成，人工和时间成本较高。其次，在石膏模型上制作矫治器要手工完成，无论是通过手工弯制钢丝做支架，用自凝塑胶做基板，还是通过真空压膜来成型基板，都需要技师手工制作，在制作过程中可能存在苯污染，粉尘污染等问题，对操作者造成危害。第三，传统的方法中，矫治器制作完成时，石膏模型将被毁坏，不能重复利用。一旦患者将矫治器丢失或者损坏，需要重新制作矫治器时，就必须再次取模型，重复以上的制作过程，增加患者的不适，就诊次数，也要耗费医师及技师较多的时间，效率较低。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器及其制作方法，该矫治器设计合理，结构简单，使用便捷，能够缩短治疗疗程；该方法能够有效提高矫治器的制作效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器，包括上颌模板和下颌模板，上颌模板和下颌模板间留有空隙，空隙中填充有高分子树脂，填充的高分子树脂将上颌模板和下颌模板间的空隙分为上、下两个部分，上、下两部分高分子树脂的分界面为一个反“Z”型间隙，该反“Z”型间隙的斜边位于上颌第二前磨牙上方且与水平方向呈45°角；在距离该反“Z”型间隙的斜边左、右两2mm处各设有一个磁体块，且两侧的磁体块相对的面为同性。

上颌模板由上颌外侧颊侧模板和上颌内侧腭侧模板组成，上颌外侧颊侧模板延伸至牙颈缘下2mm处，上颌内侧腭侧模板延伸至牙颈缘下8mm处；下颌模板由下颌外侧颊侧模板和下颌内侧腭侧模板组成，下颌外侧颊侧模板紧贴于上颌牙冠且延伸至牙颈缘下2mm处，下颌内侧腭侧模板延伸至口底黏膜转折处。

上颌内侧腭侧模板和下颌内侧腭侧模板的厚度为2～3mm，上颌外侧颊侧模板和下颌外侧颊侧模板的厚度为1mm。

填充的高分子树脂长5～8mm，宽2～4mm。

所述磁体块由钕铁硼永磁体制成。

上颌模板和下颌模板中包裹牙冠的部分选用弹性树脂材料制作。

本发明公开的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器的制作方法，包括以下步骤：

1)采集患者口腔结构的三维数据；

2)获取包含患者上颌骨与下颌骨位置关系的蜡合，并扫描采集蜡合的三维数据；

3)应用计算机软件将步骤1)和步骤2)中获得的三维数据进行整合，得到含有相对位置关系的上下颌牙列和牙槽骨的位置关系的一体化的数字模型；

4)将步骤1)采集的口腔数据输入正畸治疗排牙软件中，根据牙齿排列的矫治目标进行设计，得到阶段性牙列排齐矫治的牙列部分的模型；

5)在步骤3)得到的一体化的数字模型上设计功能矫治器部分，并设计磁体块的位置和数量；

6)将步骤4)得到的阶段性牙列排齐矫治的牙列部分的模型与步骤5)设计的带有磁体块的功能矫治器部分进行整合，得到分阶段的完整的兼具排列牙齿与功能矫形效应的三维模型；

7)采用计算机辅助快速成型法，利用高分子树脂材料制作得到兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器。

步骤1)通过口内扫描仪直接扫描，或者取得口腔结构的阴模后，扫描阴模获取数据；或者通过口腔阴模灌注石膏模型后用激光扫描仪扫描石膏模型来采集患者口腔结构的三维数据。

步骤2)是根据矫治目标设计，将加热后的牙科用蜡放入患者的上下牙列之间，获取适合的包含患者上颌骨与下颌骨之间的位置关系的蜡合。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器，一方面，在上颌模板和下颌模板中留有空隙，在该空隙中填充高分子树脂，与现有的矫治器相比，模板的范围得以扩大，从而能够增加固位作用，可同时进行排齐牙齿和促进颌骨生长的治疗。另一方面，本发明的矫治器嵌入了磁体块，传统的功能矫治器都是通过调整颌骨的位置，改变口腔周围肌肉力量的分布来达到矫治目的，而本发明嵌入了磁体块，通过磁力来加强促进颌骨生长的作用，能够有效提升功能矫形作用。

进一步地，本发明的矫治器上颌外侧颊侧模板的延伸至牙颈缘下2mm处，上颌内侧腭侧模板延伸至牙颈缘下8mm处；下颌外侧颊侧模板紧贴于上颌牙冠且延伸至牙颈缘下2mm处，下颌内侧腭侧模板延伸至口底黏膜转折处。通过比较可知，本发明将仅用于排列牙齿的无托槽矫治器的模板范围进行了调整，使其具有更强的固位力，而且增加了咬合面的特殊设计，使其包含有上颌、下颌的位置关系。

本发明公开的矫治器的制作方法，应用数字化模型、计算机快速成型技术制作，可简化制作工序，避免苯污染、粉尘污染，可将患者的数据储存，需要重复制作时，更加便捷，从而有效提高了制作、矫治效率。

附图说明

图1为本发明矫治器的结构示意图；

图2为本发明矫治器在牙列就位后的侧面观；

图3为本发明矫治器在牙列就位后的剖面观；

图4为应用本发明矫治器上颌部分在牙列就位后的咬合面观；

图5为本发明所应用的钕铁硼永磁体小块；

图6为应用本发明所生成的包含相对位置关系的数字化上下牙颌模型；

图7为本发明矫治器的制作工艺流程图。

其中，1为上颌外侧颊侧模板；2为上颌内侧腭侧模板；3为下颌外侧颊侧模板；4为下颌内侧腭侧模板；5为磁体块；6为反“Z”型间隙；7为上颌模型；8为下颌模型；9为蜡合；10为不齐的牙齿。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1～5，本发明的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器，包括上颌模板和下颌模板，上颌模板由上颌外侧颊侧模板1和上颌内侧腭侧模板2组成，上颌外侧颊侧模板1延伸至牙颈缘下2mm处，上颌内侧腭侧模板2延伸至牙颈缘下8mm处；下颌模板由下颌外侧颊侧模板3和下颌内侧腭侧模板4组成，下颌外侧颊侧模板3紧贴于上颌牙冠且延伸至牙颈缘下2mm处，下颌内侧腭侧模板4延伸至口底黏膜转折处。上颌内侧腭侧模板2和下颌内侧腭侧模板4的厚度为2～3mm，上颌外侧颊侧模板1和下颌外侧颊侧模板3的厚度为1mm。上颌模板和下颌模板中包裹牙冠的部分选用弹性树脂材料制作。上颌模板和下颌模板间留有空隙，空隙中填充有高分子树脂，填充的高分子树脂的长5～8mm，宽2～4mm；填充的高分子树脂将上颌模板和下颌模板间的空隙分为上、下两个部分，上、下两部分高分子树脂的分界面为一个反“Z”型间隙6，该反“Z”型间隙6的斜边位于上颌第二前磨牙上方且与水平方向呈45°角；在距离该反“Z”型间隙6的斜边左、右两2mm处各设有一个磁体块5，且两侧的磁体块5相对的面为同性，磁体块5由钕铁硼永磁体制成，设计产生500g的推力。可利用磁力推下颌骨向前，发挥促进下颌骨生长的作用。

本实施例给出的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长的矫治器，其矫治原理同经典的无托槽矫治器矫治器(如invisalign)相同点是：都用树脂材料包绕牙冠部分，可逐渐排齐牙齿；不同点是：invisalign矫治器只包绕牙冠部分，且上颌、下颌矫治器之间无相互位置关系的约束。而本发明中的矫治器模板超越了牙冠长度，延伸更长，固位更好；矫治器牙齿的咬合面部分厚度增加至4mm，且在制作过程中考虑了上颌、下颌矫治器之间的位置关系。该发明中的矫治器与传统的功能矫治器相同点是：都分为上颌、下颌两部分，都可以促进颌骨发育；不同点是：该矫治器应用了钕铁硼磁力小块，利用磁力推动下颌骨向前，达到促进下颌骨发育的目的；传统的功能矫治器是手工制作，费时、费力、存在粉尘、苯污染等问题，而本发明中的矫治器应用数字化模型、计算机快速成型技术制作，避免了以上问题，提高了制作、矫治效率。通过比较可知，本发明将仅用于排列牙齿的无托槽矫治器的膜板范围进行了调整，使其具有更强的固位力，而且增加了咬合面的特殊设计，使其包含有上颌、下颌的位置关系，并将磁力引入，使其具有更好的促进颌骨发育的功能。

参见图7，为本发明兼具排齐牙齿与促进颌骨生长的矫治器的制作流程图。

1)获取患者口腔结构的数据：用硅橡胶获取牙颌畸形患者的牙颌阴模模型，要求包括上下颌的所有牙齿，牙槽骨，一直延伸至唇颊黏膜转折处，所有结构清晰，无气泡。扫描阴模获取数据，(也可通过口腔阴模灌注石膏模型后用激光扫描仪扫描石膏模型获取)。作为可选方法，也可用口内扫描仪直接扫描患者的口腔，例如使用手持口腔内扫描器(3shape TRIOS等)，生成数字化的牙颌三维模型，如图7中的上颌模型7和下颌模型8。

总之，可以使用任何合适的扫描技术来扫描，分别获得数字化的上颌、下颌的牙颌模型，例如X-射线照相术、激光扫描、基于光的扫描、计算机断层照相扫描(“CT扫描”)、超声成像和磁共振成像(“MRI”)。

2)根据治疗方案的设计，将牙科用蜡加热软化后，在临床上取得适合的患者上下颌之间的位置关系，在本例中，要求达到切牙覆盖0mm。再将该蜡用冰水降温，使其硬化，固定。要求蜡合上牙齿的尖窝结构清晰，对咬合无干扰，可准确确定上下颌位置关系。通过3shape D800扫描仪对取得的记录上下颌骨关系的蜡合进行扫描，生成该蜡合的三维数字化图形，如图6中的蜡合9。

3)在计算机中通过数字化正畸软件(OrthoRx 3.0)将虚拟的上下颌模型根据虚拟的蜡合整合成为一个包含相对位置关系的上下颌牙列和牙槽骨的位置关系的数字模型，如图2。

4)确定排齐牙齿治疗的模型参数：将步骤1)中获取的口腔数据输入正畸治疗排牙软件中(OrthoRx 3.0)，然后根据牙齿排列部分的矫治目标和矫治设计，得到分阶段的牙列排齐矫治的牙列部分的模型。按照排齐牙齿所需的牙齿的移动距离和方向分多个步骤设计矫治器的此部分。若按照顺序佩戴，则可使不齐的牙齿(图4中的10)按矫正器此部分的形状移动，直至最终的牙齿完全排齐。

5)在一体化的数字模型上设计功能矫治器的关键部分：根据功能矫治器矫治目标的需要，设计关键部位，并在合适的位置上设计钕铁硼磁力块的位置。以促进下颌骨生长的功能矫治器为例，如图1—图4。设计包括上颌外侧的颊侧膜板1，高度延伸至牙颈缘下2mm。下颌外侧的颊侧膜板3，高度延伸至牙颈缘下2mm。上颌内侧的腭侧膜板2高度延伸至牙颈缘下8mm。下颌内侧的腭侧膜板4延伸至口底黏膜转折处。在斜面部分的表面下2mm处设计磁体块(图1、图2、图5中的磁体5)，相对的面为同性，设计产生500g的推力。

6)将步骤4)得到的阶段性牙列排齐矫治的牙列部分的模型与步骤5)设计的带有钕铁硼磁力块的功能矫治器部分进行整合，得到分阶段的完整的兼具排列牙齿与功能矫形效应的三维模型；

7)采用计算机辅助快速成型法，用高分子树脂通过光固化成型技制作得到兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器。

传统的功能矫治器制作是手工制作，要经过多道工序，包括灌制模型、弯制钢丝、自凝胶涂塑、苯污染、粉尘操作，一个熟练的技师一般用3小时左右才能完成制作，人工和时间成本较高，对操作者也可能造成危害。而且在传统的制作方法中，矫治器制作完成时，石膏模型将被毁坏，不能重复利用。如果患者将矫治器丢失或者损坏，需要重新制作矫治器时，就必须再次重复全部制作过程，增加患者的不适，就诊次数，也要耗费医师及技师较多的时间，效率较低。另外，传统的功能矫治器都是通过调整颌骨的位置，改变口腔周围肌肉力量的分布来达到矫治目的，没有引入磁力来加强促进颌骨生长的作用，效率还有提高的空间。

本发明中的矫治器不同之处是模板范围扩大，增加固位作用，可同时进行排齐牙齿和促进颌骨生长的治疗，并将磁力引入，可显著提高治疗效率。本发明中矫治器的制作用机器代替人工，可简化制作工序，避免苯污染、粉尘污染，可将患者的数据储存，需要重复制作时，更加便捷。将申请人所进行的资料检索，目前与本发明相关的内容在国内外未见报道。

综上所述，本发明兼具排齐牙齿与促进颌骨生长的矫治器主要创新点是：

1、在外形结构上，该矫治器舌侧模板超越了牙冠长度，延伸更长，固位更好；矫治器牙齿的咬合面部分厚度增加至4mm，且在制作过程中考虑了上颌、下颌矫治器之间的位置关系，在排齐牙齿的同时可以达到促进颌骨发育，矫治上下颌骨关系不调的目的。

2、与传统功能性矫治器相比，在制作方法上不再是手工制作，而是以包含适合的上下颌骨关系的口腔数字化模型为基础，利用计算机辅助的快速成型技术和工序制作矫治器，克服了传统功能矫治器制作中苯污染、粉尘污染、耗费时间、人工等问题，使得该矫治器的制作更加便捷、高效，易于推广应用。

3、在矫形力来源上，传统的功能矫治器都是通过调整颌骨的位置，改变口腔周围肌肉力量的分布来达到矫治目的，没有引入磁力来加强促进颌骨生长的作用。本发明的矫治器，将钕铁硼永磁体块引入矫治器中，利用磁力促进颌骨生长，可有效提升功能矫形作用。

4、在疗效上本发明矫治器对牙齿排列不齐伴有下颌骨发育不足的患者有确定的疗效，因为可以在排齐牙齿的同时促进下颌骨的发育，总的治疗时间缩短8-12个月。

Claims (5)

1.一种兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器，其特征在于，包括上颌模板和下颌模板，上颌模板和下颌模板间留有空隙，空隙中填充有高分子树脂，填充的高分子树脂长5～8mm，宽2～4mm；填充的高分子树脂将上颌模板和下颌模板间的空隙分为上、下两个部分，上、下两部分高分子树脂的分界面为一个反“Z”型间隙(6)，该反“Z”型间隙(6)的斜边位于上颌第二前磨牙上方且与水平方向呈45°角；在距离该反“Z”型间隙(6)的斜边左、右两2mm处各设有一个磁体块(5)，且两侧的磁体块(5)相对的面为同性；

上颌模板由上颌外侧颊侧模板(1)和上颌内侧腭侧模板(2)组成，上颌外侧颊侧模板(1)延伸至牙颈缘下2mm处，上颌内侧腭侧模板(2)延伸至牙颈缘下8mm处；下颌模板由下颌外侧颊侧模板(3)和下颌内侧腭侧模板(4)组成，下颌外侧颊侧模板(3)紧贴于上颌牙冠且延伸至牙颈缘下2mm处，下颌内侧腭侧模板(4)延伸至口底黏膜转折处。

2.根据权利要求1所述的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器，其特征在于，上颌内侧腭侧模板(2)和下颌内侧腭侧模板(4)的厚度为2～3mm，上颌外侧颊侧模板(1)和下颌外侧颊侧模板(3)的厚度为1mm。

3.根据权利要求1所述的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器，其特征在于，所述磁体块(5)由钕铁硼永磁体制成。

4.根据权利要求1所述的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器，其特征在于，上颌模板和下颌模板中包裹牙冠的部分选用弹性树脂材料制作。

5.权利要求1～4中任意一项所述的兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过口内扫描仪直接扫描，或者取得口腔结构的阴模后，扫描阴模获取数据；或者通过口腔阴模灌注石膏模型后用激光扫描仪扫描石膏模型来采集患者口腔结构的三维数据；

2)根据矫治目标设计，将加热后的牙科用蜡放入患者的上下牙列之间，获取适合的包含患者上颌骨与下颌骨之间的位置关系的蜡合并扫描采集蜡合的三维数据；

3)应用计算机软件将步骤1)和步骤2)中获得的三维数据进行整合，得到含有相对位置关系的上下颌牙列和牙槽骨的位置关系的一体化的数字模型；

4)将步骤1)采集的口腔数据输入正畸治疗排牙软件中，根据牙齿排列的矫治目标进行设计，得到阶段性牙列排齐矫治的牙列部分的模型；

5)在步骤3)得到的一体化的数字模型上设计功能矫治器部分，并设计磁体块的位置和数量；

6)将步骤4)得到的阶段性牙列排齐矫治的牙列部分的模型与步骤5)设计的带有磁体块的功能矫治器部分进行整合，得到分阶段的完整的兼具排列牙齿与功能矫形效应的三维模型；

7)采用计算机辅助快速成型法，利用高分子树脂材料制作得到兼具排齐牙齿与促进颌骨生长作用的矫治器。