CN108720946A - 咀嚼式牙齿矫治装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种咀嚼式牙齿矫治装置及其制造方法，制造用于重新定位病患牙齿的牙齿矫治器具的方法，包括形成用于接收病患的一牙弓的牙齿的一硬质外壳。硬质外壳具有至少一第一空腔，其中第一空腔具有一空间，用于容纳需要牙齿矫治的牙弓的至少一第一牙齿并且允许第一牙齿从一初始牙齿排列移动到一目标牙齿排列。所述制造方法还包括在硬质外壳的第一空腔中形成至少一弹性构件。弹性构件具有符合在目标牙齿排列的第一牙齿的接收形状。

Description

咀嚼式牙齿矫治装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种牙齿矫治(orthodontic correction)技术，特别是涉及一种 咀嚼式(masticatory)牙齿矫治装置及其制造方法。

背景技术

当人的牙齿不整齐(misalignment)时，其牙齿美观(dental aesthetics)、功 能及健康皆可能受影响，其中受影响的功能，包括如咀嚼、发音及呼吸等日 常活动，进而产生牙齿健康上的问题，包括蛀牙、牙周病及牙齿异常磨耗等。 牙齿矫治的目的在于将病患牙齿重新定位(reposition)或重新调整(realign)到 牙齿功能可被改善的位置或方位(orientations)。

传统弓丝矫治器(braces)使用矫治弓丝(archwire)作为主要的施力器具(force-inducing appliance)。矫治弓丝可预先塑形并通过固定在牙齿上的托槽(brackets)而连接牙齿。当开始被安装时，矫治弓丝弹性地变形以容纳 (accommodate)在异位(in malposition)的牙齿，并在其上施加弹性矫治力。矫 治弓丝在牙齿上施加持续的力量以逐步推挤它们至矫治完成位置(finish position)。另一种无托槽隐形矫治器(clear aligners)的工作/矫治原理也是利用 器具本身的弹性特性。现有技术中使用的隐形矫治器的本体或外壳是可弯曲 的(flexible)，并且当器具被配戴时可变形，在其试图恢复原来的形状时提供 弹性矫治力。当隐形矫治器被配戴于不整齐的牙齿上时，其是有弹性的并试 图容纳不整齐的牙齿，但是其无法与牙齿表面完全接触。因此，需要额外的 固定到牙齿的部件(例如，附着件)来使矫治器本体更好地卡合不整齐的牙齿， 从而施加弹性矫治力。为了提供持续的矫治力以达到牙齿矫治的效果，传统 隐形矫治器需要每天配戴超过20个小时(除了病患在吃东西时)。

隐形矫治器具有不易看见和可摘除的优点。病患可摘除器具(patient removableappliance)有利于改善口腔卫生(oral hygiene)，因为病患可以更容易 地清洁牙齿及器具。然而，使用具有固定在不整齐的牙齿上的附着件的隐形 矫治器可能对病患更加痛苦。目前，牙医矫治实务上已经认识到，轻的间歇 性力量相较于重的持续力量，在通过齿槽骨(alveolar bone)使牙齿移动更快速 和减少牙根吸收(root resorption)等方面是更为理想的。

发明内容

鉴于上述问题点，本发明的一目的是提供一种新颖的牙齿矫治装置，其 利用在咀嚼过程中产生的间歇性短时间咬合力来作为牙齿矫治力(故本文中 称之为一种“咀嚼式牙齿矫治装置”)，从而可以在加速矫治牙齿移动的同时 减少配戴装置的时间和不适感。

根据本发明一些实施例，提供一种制造用于重新定位病患牙齿的牙齿矫 治器具(dental appliance)的方法。所述制造方法包括形成用于接收病患的一牙 弓的牙齿的一硬质外壳(rigid shell)。硬质外壳具有至少一第一空腔(cavity)， 其中第一空腔具有一空间，用于容纳需要牙齿矫治的牙弓的至少一第一牙齿 并且允许第一牙齿从一初始牙齿排列(initial tooth arrangement)移动到一目标 牙齿排列(target tootharrangement)。所述制造方法还包括在硬质外壳的第一 空腔中形成至少一弹性构件(resilient member)。弹性构件具有符合(fitting)在 目标牙齿排列的第一牙齿的接收形状。

根据一些实施例，形成硬质外壳的步骤还包括提供病患的牙弓在目标牙 齿排列的一目标牙弓模型(target dental model)，以及提供一组合牙弓模型 (combined dentalmodel)，其中组合牙弓模型源自于(derived from)目标牙弓模 型和病患的牙弓在初始牙齿排列的一初始牙弓模型(initial dental model)。所 述形成硬质外壳的步骤还包括形成一外延层(block-out layer)以覆盖组合牙弓 模型的至少一第一牙齿。此外，所述形成硬质外壳的步骤还包括在外延层和 组合牙弓模型之上形成一第一材料层以形成硬质外壳。

根据一些实施例，在硬质外壳中形成弹性构件的步骤还包括在对应于组 合牙弓模型的第一牙齿的目标牙弓模型的至少一第一牙齿之上形成一第二 材料层。此外，所述在硬质外壳中形成弹性构件的步骤还包括将硬质外壳贴 放在第二材料层和目标牙弓模型上以在硬质外壳的第一空腔中形成弹性构 件。

根据一些实施例，形成硬质外壳的步骤还包括固化(curing)在外延层和组 合牙弓模型之上的第一材料层以形成硬质外壳。

根据一些实施例，在硬质外壳中形成弹性构件的步骤还包括将硬质外壳 贴放在第二材料层之上，使得第二材料层在目标牙弓模型的至少一第一牙齿 之上沉降(settle)或固化并且结合到硬质外壳，以在硬质外壳的第一空腔中形 成弹性构件。

根据一些实施例，所述制造方法还包括对硬质外壳塑形(shaping)以在硬 质外壳的一咬合面(occlusal surface)上形成多个咬窝(fossae)和咬头(cusps)特 征。

根据一些实施例，所述制造方法还包括对硬质外壳塑形以在硬质外壳的 多个颊侧面(buccal surfaces)上形成多个犬齿保护(canine protection)特征，其 中各犬齿保护特征在其舌侧具有一引导面(guiding surface)。

根据一些实施例，第一材料层包括丙烯酸树脂(acrylic resin)、树脂咬合 板材料(resin splint materials)或树脂假牙材料(resin denture materials)。

根据一些实施例，第二材料层包括软性硅基假牙垫底材料(soft silicon-baseddenture relining materials)。

根据一些实施例，第二材料层包括形状记忆聚合物(shape memory polymers)。

根据本发明另一些实施例，还提供一种用于重新定位病患牙齿的一牙齿 矫治器具，包括一硬质外壳以及至少一弹性构件。硬质外壳用于接收病患的 一牙弓的牙齿。硬质外壳具有至少一第一空腔，其中第一空腔具有一空间， 用于容纳需要牙齿矫治的牙弓的至少一第一牙齿并且允许第一牙齿从一初 始牙齿排列移动到一目标牙齿排列。弹性构件形成在第一空腔中并且具有符 合在目标牙齿排列的第一牙齿的一接收形状。弹性构件用于引导(guiding)第 一牙齿从初始牙齿排列移动到目标牙齿排列。

根据一些实施例，硬质外壳还具有至少一第二空腔。第二空腔与牙弓的 不需要牙齿矫治或移动的至少一第二牙齿的形状相符合。

根据一些实施例，硬质外壳还包括在硬质外壳的一咬合面上的多个咬窝 和咬头特征。

根据一些实施例，硬质外壳还包括在硬质外壳的多个颊侧面上的多个犬 齿保护特征，且各犬齿保护特征在其舌侧具有一引导面。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 出优选实施例，并配合所附的附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一些实施例之一咀嚼式牙齿矫治装置的示意图，其中病患 可以配戴它来咀嚼；

图2为一些实施例，一种制造在咀嚼式牙齿矫治装置中使用的牙齿矫治 器具的方法的流程图；

图3为一些实施例，病患的牙弓的一初始牙弓模型和一目标牙弓模型的 部分的剖视示意图；

图4为源自于图3中的初始牙弓模型和目标牙弓模型的一组合牙弓模型 的部分的剖视示意图；

图5为一些实施例，在组合牙弓模型的至少一第一牙齿(对应于病患需 要牙齿矫治的至少一牙齿)之上形成有一外延层的剖视示意图；

图6为一些实施例，在外延层和组合牙弓模型之上形成一第一材料层以 形成一硬质外壳的剖视示意图；

图7为一些实施例，在目标牙弓模型的至少一第一牙齿(对应于病患需 要牙齿矫治的至少一牙齿)之上形成一第二材料层以及将硬质外壳放置在第 二材料层和目标牙弓模型上的剖视示意图；

图8为一些实施例，使用图2中的方法制造的一牙齿矫治器具的剖视示 意图；

图9为图1中的两个牙齿矫治器具在咬合时的示意图；

图10为沿图9中X-X线段的剖视图；

图11为一些实施例，图9中的一牙齿矫治器具的咬合面上的咬合特征 的示意图；

图12为从另一视角观看的图9中的第一和第二牙齿矫治器具的示意图。

符号说明

1～咀嚼式牙齿矫治装置；

2～方法；

10～(第一)牙齿矫治器具；

12～上颚牙弓；

20～(第二)牙齿矫治器具；

22～下颚牙弓；

30～初始牙弓模型；

31～目标牙弓模型；

32～组合牙弓模型；

40～外延层；

41～第一材料层；

42～第二材料层；

E～弹性构件；

S～硬质外壳；

F1～咬头特征；

F2～咬窝特征；

F3～犬齿保护特征；

R1～第一空腔；

R2～第二空腔；

T1～第一牙齿；

T2～第二牙齿；

S01、S02、S03、S04、S05、S06～操作。

具体实施方式

以下的揭露内容提供许多不同的实施例或范例以实施本案的不同特征。 以下的揭露内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然， 这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本发明叙述了一第一特征形成于 一第二特征之上或上方，即表示其可能包含第一特征与第二特征是直接接触 的实施例，也可能包含了有附加特征形成于第一特征与第二特征之间，而使 第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。

另外，以下公开不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些 重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或配置 之间有特定的关系。为了简单和清楚起见，各种特征可能以不同比例任意绘 制。

此外，空间相关用语，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较 高的”及类似的用语，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些) 元件或特征之间的关系。除了在附图中绘示的方位外，这些空间相关用语意 欲包含使用中或操作中的装置之不同方位。设备/装置可能被转向不同方位 (旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。必须 了解的是，未特别图示或描述的元件可以本领域技术人士所熟知的各种形式 存在。

图1显示根据本发明一些实施例的一咀嚼式(masticatory)牙齿矫治装置 的示意图，其中病患可以配戴它来咀嚼。如图1中所示，咀嚼式牙齿矫治装 置1包括具有硬质外壳(rigid shell)的一第一牙齿矫治器具10以及具有硬质外 壳的一第二牙齿矫治器具20，其中第一、第二牙齿矫治器具10和20分别以 可摘除的方式(removably)配戴于一病患的上颚牙弓12和下颚牙弓22上。由 于是病患可摘除的(patient removable)，因此咀嚼式牙齿矫治装置1可以在咀 嚼时(例如在吃东西和嚼口香糖等日常活动时)配戴。

要了解的是，当病患配戴第一、第二牙齿矫治器具10和20并进行咀嚼 时，来自上、下颚牙弓12和22的咬合(如图1中的箭头所示)而产生作用在 牙齿上的负荷(loading)可作为一驱动力，使得咀嚼式牙齿矫治装置1作为一 牙齿矫治装置能够发挥其功能。特别地，第一、第二牙齿矫治器具10和20 的硬质外壳不会变形或对牙齿施加弹性矫治力，并且它们的形状是在容纳 (accommodating)牙齿时，甚至在承受来自咬合力的负荷时，都可以保持而不 会变形。这是与现有技术中使用隐形矫治器(clear aligners)的情况形成对比， 其中传统隐形矫治器的本体或外壳是可弯曲的并且当其被配戴在异位(in malposition)的牙齿上时会发生变形，从而可利用矫治器本体或外壳的弹性力 来作为牙齿矫治力。以下段落将描述牙齿矫治器具10和20的设计和制造。

图2显示根据一些实施例，一种制造牙齿矫治器具10或20的方法的流 程图。如图2中所示，方法2从操作S01开始，提供一病患的一牙弓在初始 牙齿排列(initial tootharrangement)的一初始牙弓模型(initial dental model)、上 述病患的牙弓在目标牙齿排列(target tooth arrangement)的一目标牙弓模型 (target dental model)以及源自于(derived from)初始牙弓模型和目标牙弓模型 的一组合牙弓模型(combined dentalmodel)。

图3显示根据一些实施例，一病患的牙弓的一初始牙弓模型30和一目 标(或最终)牙弓模型31的部分的剖视示意图，以及图4显示根据一些实施例， 源自于组合(combining)初始牙弓模型30和目标牙弓模型31的一组合牙弓模 型32的部分的剖视示意图(为了简单和清楚起见，在图中仅示出了病患需要 矫治的牙弓模型中的一颗牙齿(在下文中称为一第一牙齿T1))。

使用一电脑模拟方法，可以通过拍摄病患的牙弓的印模(impression)并且 数字地(digitally)扫描该印模或者通过直接对病患口腔进行口内扫描(intraoral scan)来得到初始牙弓模型30。接着，可以使用(数字)初始牙弓模型30的常 规计算处理(computational manipulation)来产生(数字)目标牙弓模型31。这两 个模型可以通过一联合程序(union procedure)再组合成单一个数字模型，其中 某些部分会重叠。后续添加外延层(block-out layer)以及设计硬质外壳的步骤 也可以通过电脑处理来产生相应的数字模型。最后，产生的硬质外壳模型的 3D数据可以传送到一电脑制造机器或3D打印机以产生实体的(physical)硬 质外壳。或者，也可以利用手工(manual)方式从一实体的初始牙弓模型产生 一实体的目标牙弓模型。举例来说，可以从初始牙弓模型切出单个牙齿并且操纵到目标位置，接着用蜡(wax)进行固定。另外，还可以通过使用蜡大致 上覆盖目标牙弓模型的第一牙齿并且将覆盖范围扩大至包含初始牙弓模型 的第一牙齿会占据的区域来形成外延层，从而产生组合牙弓模型。简而言之， 通过叠加(superimposing)初始牙弓模型和目标牙弓模型并且匹配(matching) 未改变的部分即可形成一组合牙弓模型。外延层的目的是定义硬质外壳的形 状。外延层的外(或上)表面决定了硬质外壳的内(或下)表面的形状。

在操作S02中，形成一外延层以覆盖组合牙弓模型的至少一第一牙齿。 如图5中所示，在得到组合牙弓模型32之后，形成一外延层40以覆盖组合 牙弓模型32的至少一第一牙齿T1。外延层40基本上覆盖第一牙齿T1的牙 冠(crown)。根据一些实施例，外延层40可以是从组合牙弓模型32的第一牙 齿T1延伸出(extruded)的一电脑模拟层或实体的蜡层(如上所述)。

在操作S03中，在外延层和组合牙弓模型之上形成一第一材料层以形成 一硬质外壳。如图6中所示，在组合牙弓模型32的第一牙齿T1之上形成外 延层40之后，形成一第一材料层41以覆盖外延层40和组合牙弓模型32。 根据一些实施例，第一材料层41最初可处于液体状态并且可以流动以覆盖 外延层40和组合牙弓模型32的所有暴露表面(例如，咬合面、唇侧面、舌 侧面及颊侧面)。第一材料层41可以自己固化(cured)或经历热或光处理后而发生固化(取决于材料的不同)，以形成牙齿矫治器具10或20的硬质外壳S。 应了解的是，本文中使用的用语“硬质外壳”表示即使在来自咬合力的负荷 下它也不会变形或弯曲。

根据一些实施例，牙齿矫治器具10或20的硬质外壳S的厚度可以在 0.5毫米(mm)到1.5毫米的优选范围内变化，有时更多但不超过2.0毫米。根 据一些实施例，牙齿矫治器具10或20的硬质外壳S的硬度是在树脂咬合板 材料(resin splint materials)和树脂暂时性假牙材料(resin temporary denture materials)的硬度范围内，以满足生理和机械需求，例如抵抗短期至中等持续 时间的功能性负荷(functional loads)和磨损。第一材料层41优选包括丙烯酸 树脂(acrylic resin)、树脂咬合板材料或树脂假牙材料。其他的材料选项也可 包括弹性体(elastomeric)和热塑性材料。

在矫治器具的硬质外壳S形成之后，将其从外延层40和组合牙弓模型 32上取下，如图6中的箭头所示。通过以上操作，由外延层40和组合牙弓 模型32成形的硬质外壳S可形成至少一第一空腔(cavity)R1以及至少一第二 空腔R2(参见图10中的上空腔)，其中第一空腔R1具有允许病患需要矫治的 对应的牙齿(第一牙齿T1)从初始牙齿排列移动到目标(或最终)牙齿排列的空 间，而第二空腔R2(参见图10中的下空腔)与不需要矫治移动的其他牙齿(第 二牙齿)的形状相符合(fitting)。

在操作S04中，在对应于组合牙弓模型的至少一第一牙齿的目标牙弓模 型的至少一第一牙齿之上形成一第二材料层。如图7中所示，在得到目标牙 弓模型31之后，在目标牙弓模型31的至少一第一牙齿T1之上形成一第二 材料层42，其中目标牙弓模型31的至少一第一牙齿T1对应于组合牙弓模 型32的至少一第一牙齿T1。根据一些实施例，第二材料层42最初可被展 开(spread)以覆盖目标牙弓模型31的至少一第一牙齿T1的表面(例如，咬合面、舌侧面及颊侧面)。利用手工技术，可以通过材料的多次施加(applications) 来建立第二材料层42。优选地，第二材料层42具有0.5毫米的最小厚度。

根据一些实施例，第二材料层42包括硅基软性假牙垫底材料 (silicon-basedsoft denture relining materials)。根据一些实施例，第二材料层 42也可以包括形状记忆聚合物(shape memory polymers)。将第二材料层42 紧贴着(against)目标牙弓模型以进行塑形(shaping)，由此决定了形状记忆聚合 物的记忆形状(remembered shape)。当受到热激活(heat activated)时，形状记 忆聚合物试图恢复其记忆形状，从而在第一牙齿上施加弱的(weak)力，但不 足以移动病患的第一牙齿。在咀嚼过程中的咬合负荷下，形状记忆特性可提 供弱的引导力来将第一牙齿引导到目标位置。

在操作S05中，将硬质外壳贴放在第二材料层和目标牙弓模型上，以在 硬质外壳中形成至少一弹性构件。如图7中所示，在一些实施例中，在将硬 质外壳S贴放在第二材料层42上之后，使得第二材料层42沉降(settle)并且 结合到硬质外壳S，以在硬质外壳S的对应的第一空腔R1中形成至少一弹 性构件E。在一些替代实施例中，在目标牙弓模型31的至少一第一牙齿T1 之上形成第二材料层42之后，将由外延层40和组合牙弓模型32成形的硬质外壳S贴放在第二材料层42和目标牙弓模型31上，然后对第二材料层 42进行固化处理。之后，固化的第二材料层42在硬质外壳S中形成至少一 弹性构件E，其中弹性构件E固定在硬质外壳S的对应的第一空腔R1上。 特别地，弹性构件E具有符合目标牙弓模型31的对应的第一牙齿T1的一接 收形状(receiving shape)。

方法2结束于操作S06，将其中具有弹性构件E的硬质外壳S从目标牙 弓模型31上取下，以得到牙齿矫治器具(参见图8)。如上所述，完成的牙齿 矫治器具(例如，图1中的牙齿矫治器具10或20)包括用于接收病患的上颚 或下颚牙弓的牙齿的一硬质外壳S，以及硬质外壳S的至少一第一空腔R1 用于容纳病患需要牙齿矫治的对应的牙齿(第一牙齿)并且具有形成在第一空 腔R1中的一弹性构件E。

要了解的是，上述方法2仅仅是示例性的，并且制造在咀嚼式牙齿矫治 装置中使用的牙齿矫治器具的方法可以包括其他操作及/或其他操作顺序。举 例来说，在操作S03或其他合适的操作中也可以执行例如雕刻处理(sculpting process)的塑形(shaping)处理，以在硬质外壳S的咬合面上形成咬头(cusps) 和咬窝(fossae)特征F1和F2(参见第6、8、10及11图)并且在硬质外壳S的 颊侧面上形成犬齿保护(canine protection)特征F3(参见第9及11图)，从而可 以实现在咀嚼过程中配戴在上颚牙弓12上的牙齿矫治器具10与配戴在下颚 牙弓22上的牙齿矫治器具20之间的功能性(functional)及安全的咬合。

接下来，参照第9至10图在以下段落中说明配戴上述咀嚼式牙齿矫治 装置1(即，牙齿矫治器具10和20)的牙齿矫治机制。图9显示图1中的两个 牙齿矫治器具10和20在咬合时的示意图，以及图10显示沿图9中X-X线 段的剖视图。

要了解的是，每个牙齿矫治器具10或20的硬质外壳S的牙齿接收面(位 在咬合面的相对侧)形成有用于接收病患牙齿的多个空腔，这些空腔可以分 为两种：一种是第一空腔R1，用于接收需要牙齿矫治的牙齿(第一牙齿T1)， 另一种是第二空腔R2，用于接收不需要牙齿矫治或移动的其他牙齿(第二牙 齿T2)。在一些实施例中(参见图10)，牙齿矫治器具10的第二空腔R2与上 颚牙弓12的第二牙齿T2的形状匹配，而牙齿矫治器具20的第一空腔R1 具有一空间，允许下颚牙弓22的第一牙齿T1在其中移动。具体来说，(由 上述方法2形成的)第一空腔R1具有一空间，允许在异位的第一牙齿T1从 其初始牙齿排列移动到其目标(或最终)牙齿排列。特别地，第一空腔R1的 空间大于由初始牙弓模型30中的第一牙齿T1和目标牙弓模型31中的第一 牙齿T1所定义的一组合空间(即，组合牙弓模型32中的第一牙齿T1)(参见 图6)。根据一些实施例，第一空腔R1的空间的宽度大于第一牙齿T1的组 合空间的宽度，如图6中所示。

另外，形成在第一空腔R1中的弹性构件E是弹性且可变形的，并且容 纳在错位的第一牙齿T1。特别地，在牙齿矫治器具被配戴之前，(由上述方 法2形成的)弹性构件E具有符合目标牙弓模型31的第一牙齿T1的接收形 状(参见图7)。

参见第9及10图，当病患配戴第一、第二牙齿矫治器具10和20进行 咀嚼时，来自上、下颚牙弓12和22的咬合的负荷从牙齿矫治器具10和20 转移到牙齿，并进一步转移每个牙齿的牙周韧带(periodontal ligament)的相邻 的齿槽骨(alveolar bone)。

更具体来说，在咀嚼过程中咬合力是施加在第二牙齿T2上。咬合负荷 从牙齿矫治器具10和20通过与第二牙齿T2直接接触的第二空腔R2传递到 每个第二牙齿T2，以分散负荷。牙齿矫治器具10和20通过第二空腔R2保 持和连接第二牙齿T2，从而限制第二牙齿T2的移动。

另一方面，第一空腔R1具有允许第一牙齿T1在其中移动的空间。在咬 合负荷下，咬合力通过第二牙齿T2和支撑组织(supporting tissue)传递，从而 引起相邻的第一牙齿T1在第一空腔R1中的移动。此外，弹性构件E具有 符合在目标(或最终)牙齿排列的第一牙齿T1(即，目标牙弓模型31的第一牙 齿T1)的接收形状，使得(在咀嚼过程中)弹性构件E可以引导在异位的第一 牙齿T1朝向预想的目标或最终位置移动。更具体来说，当处于异位的第一 牙齿T1最初放置在第一空腔R1中时，第一牙齿T1引起弹性构件E变形以 容纳第一牙齿T1并且覆盖其牙冠表面。而当变形的弹性构件E试图恢复其 原来的形状时，可在第一牙齿T1上施加弱的力，但并不足以移动第一牙齿 T1。在咀嚼过程中的咬合负荷下，第一牙齿T1将开始移动，并且弹性构件 E提供弱的引导力以引导第一牙齿T1移动到目标位置。

上述咀嚼式牙齿矫治装置1的工作原理明显不同于现有技术中使用的弓 丝矫治器和隐形矫治器。应了解的是，矫治牙齿时的牙齿移动是一个机械力 (mechanical force)作用于牙齿而造成骨头重建(bone remodeling)的过程。齿槽 骨中的牙齿移动，实际上包括在牙周韧带(periodontal ligament)的张力侧形成 新骨头的及在压缩侧的骨头吸收(bone resorption)。在此，轻的力是较理想的， 因为骨头吸收直接发生，细胞死亡较少，从而使得通过齿槽骨移动牙齿更容 易。相对地，重的持续力则不利于牙齿移动，因为牙周韧带中的细胞死亡会 阻止牙齿移动，并且牙齿根部表面与齿槽窝壁(socket)的接触时间长也增加了 根部吸收(root resorption)风险。使用传统弓丝矫治器时，矫治弓丝是固定于附着在牙齿上的托槽，并对牙齿施加恒定的(constant)力量，而在现有技术中 使用的隐形矫治器的情况下，矫治器的本体是可弯曲的并且对在异位的牙齿 施加弹性矫治力，也以每天超过20小时的恒定方式施加。相反地，本发明 实施例的牙齿矫治器具的硬质外壳在咀嚼过程中配戴时并不是可弯曲的也 不会变形。咀嚼式牙齿矫治装置利用在咀嚼过程中产生的间歇性短时间咬合 力来作为牙齿矫治力，从而可以在加速矫治牙齿移动的同时减少配戴装置的 时间和不适感。

再者，本发明实施例的咀嚼式牙齿矫治装置1是设计用于咀嚼时使用， 并且其牙齿矫治功能是由咬合负荷来激活(activated)的。因此，为了使咀嚼式 牙齿矫治装置1起作用，它需要在咀嚼过程中建立功能性咬合(functional occlusion)的特征。为了实现咬合功能，上、下颚牙齿在咀嚼过程中应以有效 的方式接触，并且在下颚的所有运动时不会产生损伤。在上述实施例的情况 下，咬合是通过配戴的牙齿矫治器具的接触发生，因此牙齿矫治器具的咬合 面应具有可建立功能性咬合的特征。

图11显示根据一些实施例，图9中的一牙齿矫治器具10或20的咬合 面上的咬合特征的示意图。如图11中所示，在牙齿矫治器具10或20的硬 质外壳S的咬合面上形成有咬头和咬窝特征F1和F2，并且在较佳实施例中， 所有咬窝特征F2呈一曲线(例如，抛物线)分布。此外，当第一、第二牙齿矫 治器具10和20接触时，一个牙齿矫治器具的咬头特征F1接触另一个牙齿 矫治器具的咬窝特征F2，反之亦然(参见图10)。因此，当病患配戴第一、第 二牙齿矫治器具10和20进行咀嚼时，第一、第二牙齿矫治器具10和20的 咬合点(即，咬头和咬窝特征F1和F2)优选地同时彼此接触且同时彼此分开。 此外，第一、第二牙齿矫治器具10和20可以最大有效接触面积并且不产生 滑动或其他伤害性动作的方式进行咬合，使得作用在第一、第二牙齿矫治器 具10和20上的压力分布更均匀。如此一来，配戴第一、第二牙齿矫治器具 10和20的矫治效果和舒适度可得到改善。

图12显示从另一视角观看的图9中的第一、第二牙齿矫治器具10和20 的示意图。如图12中所示，第一牙齿矫治器具10还具有形成在其硬质外壳 S的左和右颊侧面上的数个(例如，两个)犬齿保护特征F3。每个犬齿保护特 征F3在其舌侧(图未示)形成一引导面，用于引导第二牙齿矫治器具20。因 此，犬齿保护特征F3在咀嚼过程中限制了第二牙齿矫治器具20相对于第一 牙齿矫治器具10在水平方向上的移动范围。

尽管上述咀嚼式牙齿矫治装置1包括两个牙齿矫治器具10和20，但是 它也可以包括放置在具有至少一个在异位的牙齿的上颚牙弓或下颚牙弓上 的单一个牙齿矫治器具。举例来说，当病患的在异位的牙齿是上颚牙齿时， 他可以仅在上颚牙弓上配戴一个牙齿矫治器具，反之，病患可以仅在下颚牙 弓上配戴一个牙齿矫治器具。当病患仅在一个牙弓上配戴牙齿矫治器具时， 该牙齿矫治器具和相对的牙弓可以通过它们的咬合面上的咬头和咬窝特征 建立功能性咬合。

在本发明一些实施例中还提供了一种使用上述咀嚼式牙齿矫治装置来 执行牙齿矫治的方法，包括：使病患配戴上述第一、第二牙齿矫治器具或仅 在其中一个牙弓上配戴一个牙齿矫治器具，以及使病患咀嚼至少15到20分 钟。咀嚼可以在用餐时发生，每天发生三次，因此每天病患配戴装置的时间 总共大约一小时。在咀嚼过程中产生的咬合负荷提供了使装置能够用作牙齿 矫治装置的驱动力。

根据本发明一些实施例，提供一种制造用于重新定位病患牙齿的牙齿矫 治器具的方法。所述制造方法包括形成用于接收病患的一牙弓的牙齿的一硬 质外壳。硬质外壳具有至少一第一空腔，其中第一空腔具有一空间，用于容 纳需要牙齿矫治的牙弓的至少一第一牙齿并且允许第一牙齿从一初始牙齿 排列移动到一目标牙齿排列。所述制造方法还包括在硬质外壳的第一空腔中 形成至少一弹性构件。弹性构件具有符合在目标牙齿排列的第一牙齿的接收 形状。

根据本发明另一些实施例，还提供一种用于重新定位病患牙齿的一牙齿 矫治器具，包括一硬质外壳以及至少一弹性构件。硬质外壳用于接收病患的 一牙弓的牙齿。硬质外壳具有至少一第一空腔，其中第一空腔具有一空间， 用于容纳需要牙齿矫治的牙弓的至少一第一牙齿并且允许第一牙齿从一初 始牙齿排列移动到一目标牙齿排列。弹性构件形成在第一空腔中并且具有符 合在目标牙齿排列的第一牙齿的一接收形状。弹性构件用于引导第一牙齿从 初始牙齿排列移动到目标牙齿排列。

以上虽然详细描述了实施例及它们的优势，但应该理解，在不背离所附 权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，对本发明可作出各种变化、 替代和修改。此外，本申请的范围不旨在限制于说明书中所述的制程、机器、 制造、物质组成、工具、方法和步骤的特定实施例。作为本领域的普通技术 人员将容易地从本发明中理解，根据本发明，可以利用现有的或今后将被开 发的、执行与在本发明所述的对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的 结果的制程、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤。因此，所附权利 要求旨在将这些制程、机器、制造、物质组成、工具、方法或步骤包括它们 的范围内。此外，每一个权利要求构成一个单独的实施例，且不同权利要求 和实施例的组合都在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种制造用于重新定位病患牙齿的牙齿矫治器具的方法，包括：

形成用于接收该病患的牙弓的牙齿的硬质外壳，其中该硬质外壳具有至少一第一空腔，该第一空腔具有空间，用于容纳需要牙齿矫治的该牙弓的至少一第一牙齿并且允许该第一牙齿从初始牙齿排列移动到目标牙齿排列；以及

在该硬质外壳的该第一空腔中形成至少一弹性构件，其中该弹性构件具有符合在该目标牙齿排列的该第一牙齿的接收形状。

2.如权利要求1所述的方法，其中形成该硬质外壳的该步骤还包括：

提供该病患的该牙弓在该目标牙齿排列的目标牙弓模型，以及提供组合牙弓模型，该组合牙弓模型源自于该目标牙弓模型和该病患的该牙弓在该初始牙齿排列的初始牙弓模型；

形成外延层以覆盖该组合牙弓模型的至少一第一牙齿；以及

在该外延层和该组合牙弓模型之上形成第一材料层以形成该硬质外壳。

3.如权利要求2所述的方法，其中在该硬质外壳中形成该弹性构件的该步骤还包括：

在对应于该组合牙弓模型的该第一牙齿的该目标牙弓模型的至少一第一牙齿之上形成第二材料层；以及

将该硬质外壳贴放在该第二材料层和该目标牙弓模型上以在该硬质外壳的该第一空腔中形成该弹性构件。

4.如权利要求2所述的方法，其中形成该硬质外壳的该步骤还包括：

固化在该外延层和该组合牙弓模型之上的该第一材料层以形成该硬质外壳。

5.如权利要求3所述的方法，其中在该硬质外壳中形成该弹性构件的该步骤还包括：

将该硬质外壳贴放在该第二材料层之上，使得该第二材料层在该目标牙弓模型的该至少一第一牙齿之上沉降或固化并且结合到该硬质外壳，以在该硬质外壳的该第一空腔中形成该弹性构件。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

对该硬质外壳塑形以在该硬质外壳的咬合面上形成多个咬窝和咬头特征。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：

对该硬质外壳塑形以在该硬质外壳的多个颊侧面上形成多个犬齿保护特征，其中各该些犬齿保护特征在其舌侧具有引导面。

8.如权利要求2所述的方法，其中该第一材料层包括丙烯酸树脂、树脂咬合板材料或树脂假牙材料。

9.如权利要求3所述的方法，其中该第二材料层包括软性硅基假牙垫底材料。

10.如权利要求3所述的方法，其中该第二材料层包括形状记忆聚合物。

11.一种用于重新定位病患牙齿的牙齿矫治器具，包括：

硬质外壳，用于接收该病患的牙弓的牙齿，其中该硬质外壳具有至少一第一空腔，该第一空腔具有空间，用于容纳需要牙齿矫治的该牙弓的至少一第一牙齿并且允许该第一牙齿从初始牙齿排列移动到目标牙齿排列；以及

至少一弹性构件，形成在该第一空腔中并且具有符合在该目标牙齿排列的该第一牙齿的接收形状，用于引导该第一牙齿从该初始牙齿排列移动到该目标牙齿排列。

12.如权利要求11所述的牙齿矫治器具，其中该硬质外壳还具有至少一第二空腔，该第二空腔符合该牙弓的不需要牙齿矫治或移动的至少一第二牙齿的形状。

13.如权利要求11所述的牙齿矫治器具，其中该硬质外壳还包括在该硬质外壳的咬合面上的多个咬窝和咬头特征。

14.如权利要求11所述的牙齿矫治器具，其中该硬质外壳还包括在该硬质外壳的多个颊侧面上的多个犬齿保护特征，且各该些犬齿保护特征在其舌侧具有引导面。