CN109259874A - 壳状牙科器械及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请的一方面提供了一种壳状牙科器械，包括：本体，为一体的壳状并且形成容纳牙齿的空腔；以及附加部，具有一定厚度，形成于所述本体表面的局部区域。
Description
技术领域
本申请总体上涉及壳状牙科器械及其制作方法。
背景技术
由于美观、便捷以及利于清洁等优点，基于高分子材料的壳状牙科器械(比如隐形矫治器以及保持器)越来越受欢迎。
在牙齿正畸矫治中，不同病例之间的差异不仅仅是牙齿的几何形态差异，还包括更加多维度的差别，比如人种、年龄、性别、牙颌面结构、错颌类型、患者诉求等，而这些差异决定了对矫治器复杂多维的定制化设计和制造的需求。
目前壳状牙科矫治器一般是基于热压膜成型工艺制作，受限于该工艺方法的局限性，只能简单地采用一种或多种膜片材料，这显然远不能满足潜在的复杂多样性的个性化需求。
鉴于以上，有必要提供一种新的壳状牙科器械及其制作方法。
发明内容
本申请的一方面提供了一种壳状牙科器械，包括：本体，为一体的壳状并且形成容纳牙齿的空腔；以及附加部，具有一定厚度，形成于所述本体表面的局部区域。
在一些实施方式中，所述附加部与所述本体形成不同的层。
在一些实施方式中，所述附加部的材料不同于所述本体表面的材料。
在一些实施方式中，所述附加部的厚度随位置变化。
在一些实施方式中，所述附加部用于增强所述壳状牙科器械的所述局部区域的机械性能。
在一些实施方式中，所述附加部位于所述本体的外表面，其中，所述外表面是与所述空腔内表面相对的表面。
在一些实施方式中，所述附加部是基于增材工艺加工形成。
在一些实施方式中，所述增材工艺是以下之一：高分子打印、数字化光照加工、激光立体印刷、微型立体印刷、光固化成形、选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化、三维打印、熔融沉积造型、气溶胶打印、喷射成型、薄膜点喷UV固化、胶粘剂涂抹以及生物绘图。
在一些实施方式中，所述附加部是基于成膜工艺加工形成的一层薄膜。
在一些实施方式中，所述成膜工艺是以下之一：喷涂、不导电真空镀、电镀以及UV烤漆。
在一些实施方式中，所述空腔具有将牙齿从第一牙齿布局重新定位到预定的第二牙齿布局的几何形状。
本申请的又一方面提供了一种壳状牙科器械的制作方法，包括：获取壳状牙科器械的本体，其中，该本体为一体的壳状并且形成容纳牙齿的空腔；以及以一种工艺在所述本体表面预先指定的局部区域加工形成附加部，所述附加部附着于所述本体表面且具有一定厚度。
在一些实施方式中，所述方法还包括：基于热压膜成型工艺制作获得所述本体。
在一些实施方式中，所述空腔具有将牙齿从第一牙齿布局重新定位到预定的第二牙齿布局的几何形状。
在一些实施方式中，所述本体的表面的材料与所述附加部的材料不同。
在一些实施方式中，所述方法还包括：获取第一指令；以及利用所述第一指令控制设备以所述工艺在所述本体表面加工形成所述附加部。
在一些实施方式中，所述第一指令如此，使得所述附加部的厚度随位置变化。
在一些实施方式中，所述工艺是增材工艺。
在一些实施方式中，所述增材工艺是以下之一：高分子打印、数字化光照加工、激光立体印刷、微型立体印刷、光固化成形、选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化、三维打印、熔融沉积造型、气溶胶打印、喷射成型、薄膜点喷UV固化、胶粘剂涂抹以及生物绘图。
在一些实施方式中，所述工艺是成膜工艺，所述附加部为一层薄膜。
在一些实施方式中，所述成膜工艺是以下之一：喷涂、不导电真空镀、电镀以及UV烤漆。
附图说明
以下将结合附图及其详细描述对本申请的上述及其他特征作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别指出，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。
图1为本申请一个实施例中壳状牙科器械制作方法的示意性流程图；
图2示意性地展示了本申请一个实施例中的壳状牙科器械；以及
图3为图2所示壳状牙科器械的截面图。
具体实施方式
以下的详细描述中引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅出于是说明性之目的，并非意图限制本申请的保护范围。在本申请的启示下，本领域技术人员能够理解，可以采用许多其他实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本申请的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本申请的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都在本申请的保护范围之内。
当前，壳状牙科器械一般是基于热压膜成型工艺制作得到。这样制作获得的壳状牙科器械各部分的材料相同，厚度也基本一致，因此对于一些对壳状牙科器械局部有特殊机械性能要求的情况就很难满足其要求。这在一定程度上限制了壳状牙科器械的适用范围。
另外，由于工艺等原因，在一些情况下，基于热压膜成型工艺制作得到的壳状牙科器械可能会有一些缺陷，比如局部厚度不够或者局部破损。当前还没有有效技术能够对这些缺陷进行修补，故在多数情况下只能将这些具有缺陷的壳状牙科器械废弃，造成较大的浪费。
鉴于以上，本申请的发明人开发出了一种新的壳状牙科器械及其制作方法。
请参图1，为本申请一个实施例中壳状牙科器械制作方法100的示意性流程图。
在101中，获取壳状牙科器械的本体。
在一个实施例中，可以基于热压膜成型工艺制作壳状牙科器械的本体。该工艺的基本步骤包括把经加热软化的高分子材料膜片在牙模上压膜成型获得相应的阴模，然后对该阴模进行裁剪，去除多余部分，获得壳状牙科器械的本体。
在一个实施例中，壳状牙科器械的本体可以是由单层材料制作而成。在又一实施例中，壳状牙科器械的本体也可以包括两层或以上材料。
壳状牙科器械的本体为一体的壳状，形成容纳牙齿的空腔。在一个实施例中，壳状牙科器械的本体的空腔能够容纳整个牙列。在又一实施例中，壳状牙科器械的本体的空腔用于容纳部分牙列(多颗牙齿)。
在一个实施例中，壳状牙科器械可以是壳状正畸矫治器，用于把患者牙齿从当前的第一布局重新定位到第二布局。在该例子中，用于制作壳状牙科器械本体的牙模可以与患者牙齿的第二布局基本相符，或者向矫正方向偏离一些，使得壳状牙科器械能够把患者牙齿重新定位到所述第二布局。
在又一个实施例中，还可以利用3D打印技术制作壳状牙科器械的本体。在又一实施例中，还可以利用数控机床切削胚料制作壳状牙科器械的本体。壳状牙科器械的本体的制作方法已为业界所熟知，不再赘述。
在103中，在壳状牙科器械的本体表面的指定区域加工形成附加部。
其中，附加部是附着在壳状牙科器械的本体表面，并且具有一定厚度。
在一个实施方式中，附加部可以附着于壳状牙科器械的本体的空腔的内表面(与佩戴壳状牙科器械的牙齿相接触的表面)，也可以附着于壳状牙科器械的本体的外表面(与所述内表面相对)。在哪个表面加工附加部可以根据具体情况和需求来决定。
在一个实施例中，附加部的材料可以与壳状牙科器械的本体的表面材料相同。在又一实施例中，附加部的材料可以与壳状牙科器械的本体的表面材料不同。采用何种材料加工附加部可以根据具体情况和需求来决定。
在一个实施例中，可以采用增材工艺(Additive Manufacturing)加工附加部。增材工艺是指材料逐渐累加的制作工艺。在一个实施例中，增材工艺可以是基于离散-堆积原理，由三维数据驱动控制的制作工艺。
根据不同的工作原理，增材工艺包括但不限于：高分子打印技术(PolymerPrinting)、数字化光照加工(Digital Lighting Processing)、激光立体印刷技术(Stereolithography，Objet公司和Formlabs公司是比较具有代表性的供应商)、微型立体印刷技术(Micro Stereolithography)、光固化成形技术(采用紫外线在液态光敏树脂表面进行扫描，每次生成一定厚度的薄层，从底部逐层生成部件)、选择性激光烧结技术(采用高功率的激光对粉末加热使其烧结成型，Selective Laser Sintering公司与EOS公司是比较具有代表性的供应商)、选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting)、电子束熔化技术(Electron Beam Melting)、三维打印技术(Three Dimensional Printing，与选择性激光烧结十分类似，只是将激光烧结过程改为喷头粘连，光栅扫描器改为粘接剂喷头，Zcorp公司和Voxeljet公司是比较具有代表性的供应商)、熔融沉积造型技术(Fused DepositionModeling，即采用热融喷头，使塑性材料熔化后从喷头内挤压而出，并沉积在指定位置固化成型，RepRap公司、MakerBot公司和Stratasys公司是比较具有代表性的供应商)、气溶胶打印技术(Aerosolprinting)、生物绘图技术(Bioplotter)、喷射成型技术、薄膜点喷UV固化技术、胶粘剂涂抹技术等等。
下面简单介绍基于几种不同的增材工艺制作附加部的过程。
以激光立体印刷技术(Stereolithography)加工附加部时，可以利用计算机控制紫外激光，以附加部各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂逐点扫描，使被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应，从而形成附加部的一个薄层截面。当一层固化完毕，移动工作台，在已经固化的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上，如此重复直到整个附加部制作完毕。
以喷射成型技术加工附加部时，可以计算机控制喷枪，将混有引发剂和促进剂的凝胶从喷枪喷出，均匀沉积到壳状牙科器械的本体的预定区域表面上。待沉积到一定厚度，用辊或其他工具压实并除去气泡，最后静置直至固化成型，形成附加部。
以薄膜点喷UV固化技术加工附加部时，可以计算机控制点胶头，将材料在较低的压力状态下推出点胶头，精确点胶到壳状牙科器械的本体的预定区域表面上，形成一层均匀的、受控的薄膜。然后可以紫外线对喷射区域进行固化。
以胶粘剂涂抹技术加工附加部时，可以计算机控制喷头，在室温下将胶粘剂A和B分别从不同的喷头挤出并均匀混合为液体C，将浸润了液体C的泡棉在壳状牙科器械的本体的表面加压贴合，并控制泡棉在预定区域内平稳移动使胶层厚薄均匀，最后可以把壳状牙科器械适当晾置。
在又一实施例中，还可以采用成膜工艺加工附加部。成膜工艺是在工件表面形成厚度基本均匀的薄膜的工艺。
根据不同的工作原理，增材工艺包括但不限于：表面涂覆、喷涂(Painting)、不导电真空镀(NCVM)、电镀、UV烤漆以及气相沉积等。
不导电真空镀又称不连续镀膜技术或不导电电镀技术，包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积形成金属和非金属薄膜。
可以任何适当的材料制作附加部，只要符合安全、无毒、无致癌等基本要求即可。比如，可以采用凝胶、胶粘剂以及其他塑性材料等。下面以这几种材料为例进行简单说明。
凝胶在常温下通常为无流动性的胶体。在一个实施例中，可选用热可逆特性的凝胶，加热使之变为流体，待成形后降为常温使之失去流动性。可选用的凝胶包括但不限于聚醚碳酸酯、聚乙二醇/聚乳酸多嵌段聚碳酸酯、聚醚/聚酯嵌段共聚物、硅酮凝胶、聚丙烯酰胺水凝胶、透明质酸钠凝胶等。
胶粘剂在初始稳定状态下通常具有可流动性，在一定的反应后失去流动性成为固态。使之固化的手段可以包括：氧化反应、包含或不包含催化剂的化学反应、采用LED紫外光源的光固化反应等。可选用的胶粘剂包括但不限于聚甲基丙烯酸酯的齿科胶粘剂、丙烯酸类骨水泥、氰基丙烯酸酯胶粘剂、增粘树脂等。
热塑性材料是指具有加热软化、冷却硬化特性的材料，在受热软化变成液态时具可塑性，冷却时则回到固态保持一定的形态。在加热工程中分子键之间没有化学反应发生，全部过程为物理反应。可选用的热塑性材料包括TPU、PETG、PC等热塑性塑料，以及其它线性或支链型的聚合物。
请参图2和图3，其中，图2示意性地展示了本申请一个实施例中的壳状牙科器械200，图3是图2所示壳状牙科器械200在A-A处的截面图。
壳状牙科器械200包括本体201以及附加部203(斜线标出部分)。
其中，本体201为一体的壳状，并且形成容纳牙齿的空腔。在一个实施例中，壳状牙科器械201是正畸矫治器，所述空腔具有把患者牙齿从第一布局重新定位到第二布局的几何形状。
附加部203具有一定厚度，附着于本体201的外表面(与所述空腔内表面相对)，覆盖本体201的局部区域。在一些实施例中，也可以根据需求把附加部加工于所述空腔的内表面。
在一个实施例中，附加部的厚度可以随位置变化。比如，可以根据壳状牙科器械的本体不同部位的情况，来确定附加部不同位置的厚度。在又一实施例中，附加部的厚度可以是一致。
在本体的不同部位设置附加部，能够起到不同的作用。下面对一些示例性的应用场景进行简单介绍。
对于一些需要在某些牙齿的牙颌面上添加部件以辅助打开咬合的病例，可以在本体颌面的相应区域加工形成厚度适当的附加部，用以辅助合理咬合关系的形成。
邻牙间隙部位是壳状牙科器械佩戴施力过程中应力较大的部位，通过在该处加工形成附加部，能够增加壳状牙科器械该部位的强度，提高壳状牙科器械的整体强度，从而可以在一定程度上避免在更大设计位移量时不发生塑性形变。
以更柔软的材料在壳状牙科器械本体的边缘加工形成附加部，能够降低佩戴过程矫治器边缘对牙龈的冲击，同时能够降低摘取过程矫治器断裂的风险。
在壳状牙科器械本体的侧面，比如唇侧，以增白材料加工形成附加部，能够起到牙齿美容的作用。
在壳状牙科器械本体的侧面，比如舌侧，以抗菌材料(比如含氟材料)加工形成附加部，能够抑制口腔菌落活性，以及预防牙齿表面钙化。
在壳状牙科器械的本体的破损处或者缺陷处(比如厚度过小)形成附加部，能够保障壳状牙科器械的整体质量，降低废品率。
在本申请的启发下，可以理解，以不同的材料，在壳状牙科器械的本体的不同的部位，加工形成附加部，能够起到不同的作用，此处不再一一列举。
尽管在此公开了本申请的多个方面和实施例，但在本申请的启发下，本申请的其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。
同样，各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的内容并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。
除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。
Claims (21)
1.一种壳状牙科器械，包括：
本体，为一体的壳状并且形成容纳牙齿的空腔；以及
附加部，具有一定厚度，形成于所述本体表面的局部区域。
2.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述附加部与所述本体形成不同的层。
3.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述附加部的材料不同于所述本体表面的材料。
4.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述附加部的厚度随位置变化。
5.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述附加部用于增强所述壳状牙科器械的所述局部区域的机械性能。
6.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述附加部位于所述本体的外表面，其中，所述外表面是与所述空腔内表面相对的表面。
7.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述附加部是基于增材工艺加工形成。
8.如权利要求7所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述增材工艺是以下之一：高分子打印、数字化光照加工、激光立体印刷、微型立体印刷、光固化成形、选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化、三维打印、熔融沉积造型、气溶胶打印、喷射成型、薄膜点喷UV固化、胶粘剂涂抹以及生物绘图。
9.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述附加部是基于成膜工艺加工形成的一层薄膜。
10.如权利要求9所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述成膜工艺是以下之一：喷涂、不导电真空镀、电镀以及UV烤漆。
11.如权利要求1所述的壳状牙科器械，其特征在于，所述空腔具有将牙齿从第一牙齿布局重新定位到预定的第二牙齿布局的几何形状。
12.一种壳状牙科器械的制作方法，包括：
获取壳状牙科器械的本体，其中，该本体为一体的壳状并且形成容纳牙齿的空腔；以及
以一种工艺在所述本体表面预先指定的局部区域加工形成附加部，所述附加部附着于所述本体表面且具有一定厚度。
13.如权利要求12所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，它还包括：基于热压膜成型工艺制作获得所述本体。
14.如权利要求12所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，所述空腔具有将牙齿从第一牙齿布局重新定位到预定的第二牙齿布局的几何形状。
15.如权利要求12所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，所述本体的表面的材料与所述附加部的材料不同。
16.如权利要求12所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，它还包括：
获取第一指令；以及
利用所述第一指令控制设备以所述工艺在所述本体表面加工形成所述附加部。
17.如权利要求16所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，所述第一指令如此，使得所述附加部的厚度随位置变化。
18.如权利要求12所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，所述工艺是增材工艺。
19.如权利要求18所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，所述增材工艺是以下之一：高分子打印、数字化光照加工、激光立体印刷、微型立体印刷、光固化成形、选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化、三维打印、熔融沉积造型、气溶胶打印、喷射成型、薄膜点喷UV固化、胶粘剂涂抹以及生物绘图。
20.如权利要求12所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，所述工艺是成膜工艺，所述附加部为一层薄膜。
21.如权利要求20所述的壳状牙科器械制作方法，其特征在于，所述成膜工艺是以下之一：喷涂、不导电真空镀、电镀以及UV烤漆。
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