CN111012531A - 调整上下颌位关系牙科器械的设计方法及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法及制备方法。该调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，包括：获取第一初始牙颌数字模型；在所述第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型；基于所述第一初始牙颌数字模型和所述凸起部数字模型，生成具有凸起部数字模型的第一牙颌数字模型；基于第一牙颌数字模型设计第一壳状牙科器械；获取第二初始牙颌数字模型；在所述第二初始牙颌数字模型沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸起设计限位部数字模型；基于所述第二初始牙颌数字模型和所述限位部数字模型，生成具有限位部数字模型的第二牙颌数字模型；基于所述第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械。

Description

调整上下颌位关系牙科器械的设计方法及制备方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法及制备方法。

背景技术

错颌畸形是指在儿童生长发育过程中，由先天的遗传因素或后天的环境因素引起的牙颌畸形现象，后天的环境因素例如是疾病、口腔不良习惯、替牙障碍等，也可以是生长发育过程中的外伤、牙周病等因素。错颌畸形的形成因素和机制是错综复杂的，其发生过程可能由单一因素及单一机制在起作用，也可能是多种因素或多种机制共同作用的结果。

依据安氏分类方法，错颌畸形分为Ⅰ类错合(中性错合)、Ⅱ类错合(远中错合)和Ⅲ类错合(近中错合)。其中，Ⅱ类错合是口腔正畸临床上常见的错合畸形之一，Ⅱ类错合典型的表现为上颌前牙前突、前牙深覆盖、深覆合、开唇露齿、内倾型深覆合、面下部过短或颏唇沟较深等。对于轻中度下颌后缩患者，因为下颌发育不足，患者又处于生长发育期，有些患者甚至是生长发育高峰期，采用功能性矫治器如Twin-Block、肌激动器、Herbst矫治器、功能调节器II型(FR-II)等可刺激、促进下颌的向前生长，对许多II类错颌前牙深覆盖和远中磨牙关系的矫治均能起到很好的作用。

Herbst矫治器是一种针对Ⅱ类错合的固定式咬合前移装置，其机械部分由一对金属套管系统组成，分别位于上、下前磨牙和磨牙区颊侧，每侧套管系统由一个套管、一个活塞杆、两个枢轴和两个螺丝组成。Herbst矫治器通过每侧两个枢轴被分别焊在位于上颌第一恒磨牙和下颌第一前磨牙颊侧支抗固位体上，然后经螺丝穿过套管和活塞杆末端轴孔将咬合前移装置(即套管和插入套管内的插杆)固定于上述支抗固位体上的轴座来完成。矫治器就位后整个套管装置类似于在上、下颌间形成一对人工关节，将下颌保持在前伸位置，开闭口自如，少许侧方运动。但是Herbst矫治器的缺点是下颌运动范围受到一定的限制。

近年来，隐形牙齿矫治器由于其佩戴舒适可摘戴，并且美观，被越来越多的人选择，但是如何将Herbst矫治器的功能矫治效果与隐形矫治器结合并能够达到相同或更佳的矫治效果，或者对隐形矫治器进行结构改进以达到Herbst矫治器相同或更佳的矫治效果，是丞待解决的问题。现有技术中采用的隐形矫治器的设计方法无法满足改进设计需求，达到与Herbst矫治器相同或更佳的矫治效果。

因此研究如何设计隐性矫治器结构使其结构改进达到Herbst矫治器相同或更佳的矫治效果具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了解决上述问题的一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法及制备方法，通过该设计方法得到的调整上下颌位关系牙科器械，能够调整上下颌位关系趋于正常。

本发明采用以下技术方案实现：

一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，包括：

获取第一初始牙颌数字模型；

在所述第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型，具体包括设计所述凸起部数字模型特征信息；其中所述凸起部数字模型特征信息包括所述凸起部数字模型的尺寸信息及预设位置；

基于所述第一初始牙颌数字模型和所述凸起部数字模型，生成具有凸起部数字模型的第一牙颌数字模型；

基于第一牙颌数字模型设计第一壳状牙科器械，以使所述第一壳状牙科器械为具有容纳第一牙列的空腔的壳状，及所述第一壳状牙科器械的后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向凸出的凸起部，所述凸起部包括一作用端，所述作用端包括作用端近中面和作用端远中面；

获取第二初始牙颌数字模型；

在所述第二初始牙颌数字模型沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸起设计限位部数字模型，具体包括设计所述限位部数字模型特征信息；其中所述限位部数字模型特征信息包括所述限位部数字模型的尺寸信息及预设位置；

基于所述第二初始牙颌数字模型和所述限位部数字模型，生成具有限位部数字模型的第二牙颌数字模型；

基于所述第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械，以使所述第二壳状牙科器械为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面；

所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械形成一颌平面，所述作用端与所述限位部接触，所述接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于所述颌平面。

优选地，设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

优选地，所述凸起部数字模型的尺寸信息为：所述凸起部的颊侧面与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面相同；或所述凸起部的颊侧面凸于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面；

所述凸起部的舌侧面沿所述第一壳状牙科器械后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸；所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少部分覆盖后牙区近远中方向牙齿的长度；

所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端的端部低于所述第二壳状牙科器械的龈缘端。

优选地，所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少覆盖后牙区其中一颗牙齿近远中方向的长度。

优选地，所述凸起部数字模型的预定位置信息为：所述凸起部位于所述第一壳状牙科器械对应的第二前磨牙和第一磨牙之间。

优选地，设计所述作用端的近中面与所述限位部的所述远中面分别具有相互作用时具有增加稳定性的结构。

优选地，所述增加稳定性的结构为相互作用的曲面结构、为凹凸匹配的结构、为具有磨砂表面的结构、为具有凸点的结构、为具有镂空表面的结构或为具有孔洞表面的结构中的一种、两种或多种的组合。

优选地，所述第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械的过程中，还包括辅助部的设计步骤，以使设计出的牙科器械通过所述辅助部稳定调整后的上下颌关系。

优选地，所述辅助部的设计方法为：

在所述第二牙颌数字模型上设计与所述限位部共同作用限制所述凸起部相对移动的辅助部数字模型，具体包括设计所述辅助部数字模型特征信息；其中所述辅助部数字模型特征信息包括所述辅助部数字模型的尺寸信息及预设位置；基于所述第二数字模型和辅助部数字模型设计第二壳状牙科器械，以使所述第二壳状牙科器械为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的辅助部；所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面，所述辅助部包括辅助部近中面和辅助部远中面；

所述辅助部与所述作用端设有相互作用的接触面以稳定调整后的上下颌位关系；所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端位于所述限位部和所述辅助部之间。

优选地，设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

优选地，所述第一壳状牙科器械上设有多个所述凸起部，所述第二壳状牙科器械上设有多个与所述凸起部相互作用的所述限位部，所述多个凸起部与所述多个限位部相互作用以诱导调整上下颌位关系趋于正常。

优选地，所述凸起部的刚度大于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的刚度；所述限位部的刚度大于所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的刚度。

优选地，所述凸起部与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同；所述限位部与所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同。

优选地，所述凸起部和/或所述限位部内部设有填充部。

优选地，其特征在于，所述凸起部和所述限位部分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体。

优选地，所述凸起部和所述辅助部内分别设有诱导调整上下颌位关系且极性相同的磁体。

优选地，所述凸起部和所述限位部内分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体，且所述辅助部内设有与所述凸起部内极性相同的磁体。

优选地，设计一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械，使一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械具有使牙齿从初始位置逐渐重新定位至目标矫治位置的几何形状。

一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，包括：

获取第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型；

在所述第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型，其中所述凸起部数字模型包括设于牙冠颊侧或舌侧表面且未超过所述第一初始牙颌数字模型咬合面的固定端数字模型，和凸出于第一初始牙颌数字模型咬合面的作用端数字模型，所述第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型处于咬合位置时，所述作用端数字模型至少部分覆盖所述第二初始牙颌数字模型的颊侧面或舌侧面；所述第一初始牙颌数字模型和所述凸起部数字模型生成第一牙颌数字模型；

在所述第二初始牙颌数字模型沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸起设计限位部数字模型；所述第二初始牙颌数字模型和所述限位部数字模型生成第二牙颌数字模型；

基于所述第一牙颌数字模型和第二牙颌数字模型分别设计第一壳状牙科器械和第二壳状牙科器械，所述第一壳状牙科器械包括容纳第一牙列的壳状空腔，且所述第一壳状牙科器械还包括在所述第一壳状牙科器械后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向凸出的凸起部，所述凸起部包括固定端和作用端，所述作用端包括作用端近中面和作用端远中面；所述第二壳状牙科器械包括容纳第二牙列的壳状空腔，所述第二壳状牙科器械还包括沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面。

优选地，所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械形成一颌平面，所述作用端与所述限位部接触，所述接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于所述颌平面。

优选地，设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

优选地，所述凸起部数字模型的尺寸信息为：所述凸起部的颊侧面与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面相同；或所述凸起部的颊侧面凸于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面；

所述凸起部的舌侧面沿所述第一壳状牙科器械后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸；所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少部分覆盖后牙区近远中方向牙齿的长度；

所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端的端部低于所述第二壳状牙科器械的龈缘端。

优选地，所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少覆盖后牙区其中一颗牙齿近远中方向的长度。

优选地，所述凸起部数字模型的预定位置信息为：所述凸起部位于所述第一壳状牙科器械对应的第二前磨牙和第一磨牙之间。

优选地，设计所述作用端的近中面与所述限位部的所述远中面分别具有相互作用时具有增加稳定性的结构。

优选地，所述增加稳定性的结构为相互作用的曲面结构、为凹凸匹配的结构、为具有磨砂表面的结构、为具有凸点的结构、为具有镂空表面的结构或为具有孔洞表面的结构中的一种、两种或多种的组合。

优选地，所述第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械的过程中，还包括辅助部的设计步骤，以使设计出的牙科器械通过所述辅助部稳定调整后的上下颌关系。

优选地，所述辅助部的设计方法为：

在所述第二牙颌数字模型上设计与所述限位部共同作用限制所述凸起部相对移动的辅助部数字模型，具体包括设计所述辅助部数字模型特征信息；其中所述辅助部数字模型特征信息包括所述辅助部数字模型的尺寸信息及预设位置；

基于所述第二数字模型和辅助部数字模型设计第二壳状牙科器械，以使所述第二壳状牙科器械为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的辅助部；所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面，所述辅助部包括辅助部近中面和辅助部远中面；

所述辅助部与所述作用端设有相互作用的接触面以稳定调整后的上下颌位关系；所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端位于所述限位部和所述辅助部之间。

优选地，设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

优选地，所述第一壳状牙科器械上设有多个所述凸起部，所述第二壳状牙科器械上设有多个与所述凸起部相互作用的所述限位部，所述多个凸起部与所述多个限位部相互作用以诱导调整上下颌位关系趋于正常。

优选地，所述凸起部的刚度大于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的刚度；所述限位部的刚度大于所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的刚度。

优选地，所述凸起部与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同；所述限位部与所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同。

优选地，所述凸起部和/或所述限位部内部设有填充部。

优选地，其特征在于，所述凸起部和所述限位部分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体。

优选地，所述凸起部和所述辅助部内分别设有诱导调整上下颌位关系且极性相同的磁体。

优选地，所述凸起部和所述限位部内分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体，且所述辅助部内设有与所述凸起部内极性相同的磁体。

优选地，设计一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械，使一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械具有使牙齿从初始位置逐渐重新定位至目标矫治位置的几何形状。

一种调整上下颌位关系牙科器械的制备方法，其特征在于，基于上述任一项所述的设计方法对设计出来的牙科器械进行相应的制备，制备方法包括：热压成型的制备方法或直接3D打印的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：

本发明提供了调整上下颌位关系牙科器械的设计方法及制备方法，由该设计方法得到的调整上下颌位关系牙科器械，第一壳状牙科器械设有向对颌方向凸出的凸起部，第二壳状牙科器械设有限位部，第一壳状牙科器械与第二壳状牙科器械相互作用时，凸起部的作用端与限位部形成面接触，该面接触的作用面积大，作用力强，且接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于所述颌平面，使得作用面在牙列的颊侧面或舌侧面一端，从而带动整个第二壳状牙科器械使下颌牙列整体向前或向后移动，达到引导下颌前伸或后缩的效果，有效调整上下颌位关系趋于正常。

附图说明

图1是本发明实施例1的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法的流程示意图。

图2是本发明实施例2的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法的流程示意图。

图3是本发明实施例3的第一壳状牙科器械的仰视图。

图4是本发明实施例3的第二壳状牙科器械的俯视图。

图5是本发明实施例3的第一壳状牙科器械和第二壳状牙科器械咬合前的结构示意图。

图6是本发明实施例3的第一壳状牙科器械和第二壳状牙科器械咬合后的结构示意图。

图7是本发明实施例4的第一壳状牙科器械的仰视图。

图8是本发明实施例4的第二壳状牙科器械的俯视图。

图9是本发明实施例5的第一壳状牙科器械的仰视图。

图10是本发明实施例5的第二壳状牙科器械的俯视图。

图11是本发明实施例6的第一壳状牙科器械的仰视图。

图12是本发明实施例6的第二壳状牙科器械的俯视图。

图13a至图13d是本发明实施例具有增加稳定性的结构的凸起部的作用端与限位部与颌平面平行的截面示意图。

图14是本发明实施例7的第二壳状牙科器械的俯视图。

图15是本发明实施例8的第二壳状牙科器械的俯视图。

图16是本发明实施例9的第二壳状牙科器械的俯视图。

图17是本发明实施例10的第二壳状牙科器械的俯视图。

图18是本发明实施例11的第一壳状牙科器械的仰视图。

图19是本发明实施例11的第二壳状牙科器械的俯视图。

图20是本发明实施例12的第一壳状牙科器械的仰视图。

图21是本发明实施例12的第二壳状牙科器械的俯视图。

图中：10、第一壳状牙科器械；11、凸起部；12、作用端；121、作用端近中面；122、作用端远中面；13、固定端；20、第二壳状牙科器械；21、限位部；211、限位部近中面；212、限位部远中面；22、辅助部；221、辅助部近中面；222、辅助部远中面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，在通过该设计方法获得的牙科器械的作用下，带动下颌向前或下颌向后运动，达到下颌前伸或下颌后缩的效果，从而调整上下颌位关系趋于正常。

图1是本发明实施例1的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法的流程示意图。

参照图1，调整上下颌位关系牙科器械的设计方法包括步骤S11至步骤S18。

步骤S11：获取第一初始牙颌数字模型。

第一初始牙颌数字模型可以是上颌的初始牙颌数字模型，第一初始牙颌数字模型可以通过初始牙颌信息获得，也可以通过治疗过程中的中间状态牙颌信息获得。其中，初始牙颌信息或中间状态牙颌信息可以通过口内扫描获得，或者，通过对用户的牙颌模型的扫描获得，初始牙齿状态信息具体可以包括：牙齿形状、牙龈位置等，以及由CBCT数据(ConebeamCT，又称为锥形束CT)获得的牙根信息。牙齿形状中进一步还包括牙齿唇面、舌面、咬合面等形态，更进一步还可以包括有牙齿牙尖、嵴、窝、沟等。

步骤S12：在第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型，具体包括设计凸起部数字模型特征信息；其中凸起部数字模型特征信息包括凸起部数字模型的尺寸信息及预设位置。

第一初始牙颌数字模型划分有前牙区和后牙区。其中，“后牙区”根据北京大学医学出版社出版的《口腔医学导论》第2版第36-38页中对于牙齿的分类进行定义，包括前磨牙以及磨牙，以FDI标记法显示为4-8的牙齿，前牙区FDI标记法显示为1-3的牙齿。

步骤S13：基于第一初始牙颌数字模型和凸起部数字模型，生成具有凸起部数字模型的第一牙颌数字模型。

步骤S14：基于第一牙颌数字模型设计第一壳状牙科器械10，以使第一壳状牙科器械10为具有容纳第一牙列的空腔的壳状，及第一壳状牙科器械10的后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向凸出的凸起部11，凸起部11包括一作用端12，作用端12包括作用端近中面121和作用端远中面122。

近中面与远中面为牙冠与邻牙相邻接的两个面，总称邻面。离面部中线较近的一面称为近中面，离面部中线较远的一面称为远中面，靠近面部中线的方向为近中方向，背向面部中线的方向为远中方向。

参照图3，第一壳状牙科器械10可以是用于容纳上颌牙齿的牙科器械，第一壳状牙科器械10划分有前牙区和后牙区，第一壳状牙科器械10的前牙区可用于容纳上颌牙齿的中切牙、侧切牙和尖牙，第一壳状牙科器械10的后牙区可用于容纳上颌牙齿的第一前磨牙、第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙和第三磨牙。

步骤S15：获取第二初始牙颌数字模型。

第二初始牙颌数字模型可以是下颌的初始牙颌数字模型，第二初始牙颌数字模型的获取方式可以与第一初始牙颌数字模型的获取方式相同或相似，在此不予赘述。

步骤S16：在第二初始牙颌数字模型沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸起设计限位部数字模型，具体包括设计限位部数字模型特征信息；其中限位部数字模型特征信息包括限位部数字模型的尺寸信息及预设位置。

步骤S17：基于第二初始牙颌数字模型和限位部数字模型，生成具有限位部数字模型的第二牙颌数字模型。

步骤S18：基于第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械20，以使第二壳状牙科器械20为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及第二壳状牙科器械20沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部21，限位部21包括限位部近中面211和限位部远中面212。

需要说明的是，上述S11至S14的执行可与上述S15至S18执行同步进行，或者，上述S15至S18可在上述S11至S14之前执行。换言之，本发明中所述第一壳状牙科器械和所述第二壳状牙科器械的设计不存在设计顺序上限制。

参照图4，第二壳状牙科器械20可以是用于容纳下颌牙齿的牙科器械，第二壳状牙科器械20划分有前牙区和后牙区，第二壳状牙科器械20的前牙区可用于容纳下颌牙齿的中切牙、侧切牙和尖牙，第二壳状牙科器械20的后牙区可用于容纳下颌牙齿的第一前磨牙、第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙和第三磨牙。

实施例1中，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20形成一颌平面，作用端12与限位部21接触，接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于颌平面。颌平面是指，从双侧上颌中切牙近中邻接点至双侧第一磨牙的近中颊尖顶所构成的虚拟平面。

图2是本发明实施例2的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法的流程示意图。

参照图2，调整上下颌位关系牙科器械的设计方法包括步骤S21至步骤S24。

步骤S21：获取第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型。

第一初始牙颌数字模型可以是上颌的初始牙颌数字模型，第二初始牙颌数字模型可以是下颌的初始牙颌数字模型，本实施例的第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型的的获取方式可以与实施例1中第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型的获取方式相同或相似，在此不予赘述。

步骤S22：在第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型，其中凸起部数字模型包括设于牙冠颊侧或舌侧表面且未超过第一初始牙颌数字模型咬合面的固定端数字模型，和凸出于第一初始牙颌数字模型咬合面的作用端数字模型，第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型处于咬合位置时，作用端数字模型至少部分覆盖第二初始牙颌数字模型的颊侧面或舌侧面；第一初始牙颌数字模型和凸起部数字模型生成第一牙颌数字模型。

具体地说，在第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型时，凸起部数字模型包括设于牙冠颊侧表面的固定端数字模型和作用端数字模型，第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型处于咬合位置时，作用端数字模型至少部分覆盖第二初始牙颌数字模型的颊侧面。在第一初始牙颌数字模型后牙区舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型时，凸起部数字模型包括设于牙冠舌侧表面的固定端数字模型和作用端数字模型，第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型处于咬合位置时，作用端数字模型至少部分覆盖第二初始牙颌数字模型的舌侧面。

步骤S23：在第二初始牙颌数字模型沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸起设计限位部数字模型；第二初始牙颌数字模型和限位部数字模型生成第二牙颌数字模型。

步骤S24：基于第一牙颌数字模型和第二牙颌数字模型分别设计第一壳状牙科器械10和第二壳状牙科器械20，第一壳状牙科器械10包括容纳第一牙列的壳状空腔，且第一壳状牙科器械10还包括在第一壳状牙科器械10后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向凸出的凸起部11，凸起部11包括固定端13和作用端12，作用端12包括作用端近中面121和作用端远中面122；第二壳状牙科器械20包括容纳第二牙列的壳状空腔，第二壳状牙科器械20还包括沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部21，限位部21包括限位部近中面211和限位部远中面212。

参照图3，第一壳状牙科器械10可以是用于容纳上颌牙齿的牙科器械，第一壳状牙科器械10划分有前牙区和后牙区，第一壳状牙科器械10的前牙区可用于容纳上颌牙齿的中切牙、侧切牙和尖牙，第一壳状牙科器械10的后牙区可用于容纳上颌牙齿的第一前磨牙、第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙和第三磨牙。

参照图4，第二壳状牙科器械20可以是用于容纳下颌牙齿的牙科器械，第二壳状牙科器械20划分有前牙区和后牙区，第二壳状牙科器械20的前牙区可用于容纳下颌牙齿的中切牙、侧切牙和尖牙，第二壳状牙科器械20的后牙区可用于容纳下颌牙齿的第一前磨牙、第二前磨牙、第一磨牙、第二磨牙和第三磨牙。

第一壳状牙科器械10中，参照图5，固定端13用于将凸起部11固定在第一壳状牙科器械10的后牙区颊侧面上，作用端12用于与限位部21相互作用，调整上下颌位关系。

在其中一种具体实施方式中，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20形成一颌平面，作用端12与限位部21接触，接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于颌平面。

下面结合图3至图21，对本发明实施例中的第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20的结构、相互作用方式以及设计方法进行详细描述。

第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用可以带动下颌前伸，也可以带动下颌后缩，下颌前伸是指下颌向近中方向移动，下颌后缩是指下颌向远中方向移动。

第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用带动下颌前伸可以采用两种方式。

在其中一种实施方式中，参照图3至图6，第一壳状牙科器械10具有自后牙区颊侧面向对颌方向凸出的凸起部11，凸起部11包括一作用端12，第二壳状牙科器械20具有沿颊侧面向颊侧凸出的限位部21，设于颊侧的作用端近中面121与设于颊侧的限位部远中面212相互作用，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌前伸。

在另一种实施方式中，参照图7和图8，第一壳状牙科器械10具有自后牙区舌侧面向对颌方向凸出的凸起部11，凸起部11包括一作用端12，第二壳状牙科器械20具有沿舌侧面向舌侧凸出的限位部21，设于舌侧的作用端近中面121与设于舌侧的限位部远中面212相互作用，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌前伸。

带动下颌前伸的两种方式中，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端近中面121与限位部远中面212形成面接触，该面接触的作用面积大，作用力强，且两者的作用面在牙列的颊侧面或舌侧面，能够更好地带动下颌向前运动，有效地达到导下颌向前的作用，从而调整上下颌位关系趋于正常，尤其对于spee曲线深度小于3mm的安氏二类病例，具有较好的治疗效果。作用端12与限位部21接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于颌平面，使得作用面在牙列的颊侧面或舌侧面一端，从而带动整个第二壳状牙科器械20使下颌牙列整体向前移动，较现有技术中颊侧或舌侧方分别向对颌方向延伸的凸起效果更佳，现有技术中的颊侧或舌侧方向的两个凸起的接触作用面高于下颌颌平面时，且由于两者在颊侧面相互作用，接触面积较小，作用力分解至使下颌向前方向的力较小，引导效果不佳。

第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用带动下颌后缩可以采用两种方式。

在其中一种实施方式中，参照图9和图10，第一壳状牙科器械10具有自后牙区颊侧面向对颌方向凸出的凸起部11，凸起部11包括一作用端12，第二壳状牙科器械20具有沿颊侧面向颊侧凸出的限位部21，设于颊侧的作用端远中面122与设于颊侧的限位部近中面211相互作用，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌后缩。

在另一种实施方式中，参照图11和图12，第一壳状牙科器械10具有自后牙区舌侧面向对颌方向凸出的凸起部11，凸起部11包括一作用端12，第二壳状牙科器械20具有沿舌侧面向舌侧凸出的限位部21，设于舌侧的作用端远中面122与设于舌侧的限位部近中面211相互作用，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌后缩。

带动下颌后缩的两种方式中，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端远中面122与限位部近中面211形成面接触，该面接触的作用面积大，作用力强，且两者的作用面在牙列的颊侧面或舌侧面，能够更好地带动下颌向后运动，有效地达到导下颌后缩的作用，从而调整上下颌位关系趋于正常，尤其对于spee曲线深度小于3mm的安氏三类病例，具有较好的治疗效果。作用端12与限位部21接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于颌平面，使得作用面在牙列的颊侧面或舌侧面一端，从而带动整个第二壳状牙科器械20使下颌牙列整体向后移动，较现有技术中颊侧或舌侧方分别向对颌方向延伸的凸起效果更佳，现有技术中的颊侧或舌侧方向的两个凸起的接触作用面高于下颌颌平面时，且由于两者在颊侧面相互作用，接触面积较小，作用力分解至使下颌向后方向的力较小，引导效果不佳。

本发明一些实施例中，凸起部数字模型的尺寸信息为：凸起部11的颊侧面与第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿的颊侧面相同；或凸起部11的颊侧面凸于第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿的颊侧面；凸起部11的舌侧面沿第一壳状牙科器械10后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸；凸起部11沿牙列近远中方向的长度至少部分覆盖后牙区近远中方向牙齿的长度；第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端12的端部低于第二壳状牙科器械20的龈缘端。

凸起部11的颊侧面与第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿的颊侧面相同，凸起部11的舌侧面沿第一壳状牙科器械10后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸。该种实施方式形成的凸起部11，不仅能够与限位部21相互作用，调整上下颌位关系，还使患者颊侧异物感较小，佩戴更加舒适。

凸起部11的颊侧面凸于第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿的颊侧面，凸起部11的舌侧面沿第一壳状牙科器械10后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸。该种实施方式形成的凸起部11，不仅能够与限位部21相互作用，调整上下颌位关系，在颊舌侧方向的作用面积增大，调节上下颌位关系的稳定性更佳。

凸起部11沿牙列近远中方向的长度至少部分覆盖后牙区近远中方向牙齿的长度，具体地，凸起部11沿牙列近远中方向的长度至少覆盖后牙区其中一颗牙齿近远中方向的长度。该结构的凸起部11与第一壳状牙科器械10在牙列近远中方向上具有足够的连接强度，在凸起部11的作用端12与限位部21相互作用时，能够防止凸起部11产生形变或位置偏移，确保凸起部11不影响所起的调整上下颌位关系的作用。通过上述设计方法制备第一壳状牙科器械10和第二壳状牙科器械20时，凸起部11与第一壳状牙科器械10优选为一体成型结构以增强两者之间的连接强度，限位部21与第二壳状牙科器械20优选为一体成型结构以增强两者之间的连接强度。

第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端12的端部低于第二壳状牙科器械20的龈缘端。具体地说，凸起部11自第一壳状牙科器械10的后牙区颊侧面或后牙区舌侧面向对颌方向凸出的最前端没有延伸到第二壳状牙科器械20的龈缘端，第二壳状牙科器械20的龈缘端是指第二壳状牙科器械20佩戴在患者口内时邻近患者牙龈的一端。第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，第一壳状牙科器械10的凸起部11不会接触患者下颌的牙龈，因此能够确保不会伤害患者的牙龈，且佩戴更加舒适。

本发明一些实施例中，凸起部数字模型的预定位置信息为：凸起部11位于第一壳状牙科器械10对应的第二前磨牙和第一磨牙之间。该位置的凸起部11能够使凸起部11和限位部21更好地起到调整上下颌位关系的作用，且患者佩戴的舒适性较高。

本发明一些实施例中，如图13a至图13d所示，设计作用端12的作用端近中面121与限位部21的限位部远中面212分别具有相互作用时具有增加稳定性的结构。增加稳定性的结构例如为相互作用的平面结构(如图13a所示)、相互作用的曲面结构(如图13b所示)、为凹凸匹配的结构(如图13c所示)、为具有磨砂表面的结构(未示出)、为具有凸点的结构(如图13d所示)、为具有镂空表面的结构(未示出)或为具有孔洞表面的结构(未示出)中的一种、两种或多种的组合。具体地说，作用端近中面121与限位部远中面212分别具有适配的曲面结构、凹凸结构等。由于第一壳状牙科器械10和第二壳状牙科器械20一般采用高分子材料，作用端近中面121与限位部远中面212相互作用时容易产生相对滑动的现象，通过增加稳定性的结构，能够减少甚至避免上述相对滑动现象，进而使凸起部11和限位部21更好地起到调整上下颌位关系的作用。

本发明一些实施例中，参照图14至图17，第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械20的过程中，还包括辅助部22的设计步骤，以使设计出的牙科器械通过辅助部22稳定调整后的上下颌关系。

辅助部22的设计方法可以为：

在第二牙颌数字模型上设计与限位部21共同作用限制凸起部11相对移动的辅助部数字模型，具体包括设计辅助部数字模型特征信息；其中辅助部数字模型特征信息包括辅助部数字模型的尺寸信息及预设位置。

基于第二数字模型和辅助部数字模型设计第二壳状牙科器械20，以使第二壳状牙科器械20为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及第二壳状牙科器械20沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部21，及第二壳状牙科器械20沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的辅助部22；限位部21包括限位部近中面211和限位部远中面212，辅助部22包括辅助部近中面221和辅助部远中面222。

辅助部22与凸起部11的作用端12设有相互作用的接触面以稳定调整后的上下颌位关系；第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，凸起部11的作用端12位于限位部21和辅助部22之间，限位部21和辅助部22能够卡住位于两者之间的凸起部11的作用端12，使得咬合关系更加稳定。

本发明一些实施例中，辅助部数字模型的尺寸信息为：辅助部22的颊侧面与第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿的颊侧面相同；或辅助部22的颊侧面凸于第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿的颊侧面；辅助部22的舌侧面沿第一壳状牙科器械10后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸；辅助部22沿牙列近远中方向的长度至少部分覆盖后牙区近远中方向牙齿的长度，具体地，辅助部22沿牙列近远中方向的长度至少覆盖后牙区其中一颗牙齿近远中方向的长度。由凸起部数字模型的尺寸信息设计的凸起部11的结构所具有的作用相同或相似，由上述辅助部数字模型的尺寸信息设计的辅助部22的结构也具有相同或相似的作用，在此不予赘述。

在其中一种实施方式中，参照图3和图14，设于颊侧的作用端远中面122与设于颊侧的辅助部近中面221相互作用，与限位部21共同作用限制凸起部11的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌前伸。具体地，凸起部11位于第一壳状牙科器械10的颊侧，限位部21和辅助部22位于第二壳状牙科器械20的颊侧，且辅助部22位于限位部21的远中侧，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端12位于限位部21和辅助部22之间，作用端近中面121与限位部远中面212形成面接触，作用端远中面122与辅助部近中面221相互作用，例如形成面接触，限位部21和辅助部22能够卡住位于两者之间的凸起部11的作用端12，使得咬合关系更加稳定，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20能够更好地起到调整上下颌位关系的作用，对于安氏二类病例，具有较好的治疗效果。

在其中一种实施方式中，参照图7和图15，设于舌侧的作用端远中面122与设于舌侧的辅助部近中面221相互作用，与限位部21共同作用限制凸起部11的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌前伸。具体地，凸起部11位于第一壳状牙科器械10的舌侧，限位部21和辅助部22位于第二壳状牙科器械20的舌侧，且辅助部22位于限位部21的远中侧，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端12位于限位部21和辅助部22之间，作用端近中面121与限位部远中面212形成面接触，作用端远中面122与辅助部近中面221相互作用，例如形成面接触，限位部21和辅助部22能够卡住位于两者之间的凸起部11的作用端12，使得咬合关系更加稳定，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20能够更好地起到调整上下颌位关系的作用，对于安氏二类病例，具有较好的治疗效果。

在其中一种实施方式中，参照图9和图16，设于颊侧的作用端近中面121与设于颊侧的辅助部远中面222相互作用，与限位部21共同作用限制凸起部11的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌后缩。具体地，凸起部11位于第一壳状牙科器械10的颊侧，限位部21和辅助部22位于第二壳状牙科器械20的颊侧，且辅助部22位于限位部21的近中侧，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端12位于限位部21和辅助部22之间，作用端近中面121与辅助部远中面222相互作用，例如形成面接触，作用端远中面122与限位部近中面211形成面接触，限位部21和辅助部22能够卡住位于两者之间的凸起部11的作用端12，使得咬合关系更加稳定，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20能够更好地起到调整上下颌位关系的作用，对于安氏三类病例，具有较好的治疗效果。

在其中一种实施方式中，参照图11和图17，设于舌侧的作用端近中面121与设于舌侧的辅助部远中面222相互作用，与限位部21共同作用限制凸起部11的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械20带动下颌后缩。具体地，凸起部11位于第一壳状牙科器械10的舌侧，限位部21和辅助部22位于第二壳状牙科器械20的舌侧，且辅助部22位于限位部21的近中侧，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，作用端12位于限位部21和辅助部22之间，作用端近中面121与辅助部远中面222相互作用，例如形成面接触，作用端远中面122与限位部近中面211形成面接触，限位部21和辅助部22能够卡住位于两者之间的凸起部11的作用端12，使得咬合关系更加稳定，第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20能够更好地起到调整上下颌位关系的作用，对于安氏三类病例，具有较好的治疗效果。

本发明一些实施例中，参照图18至图21，第一壳状牙科器械10上设有多个凸起部11，第二壳状牙科器械20上设有多个与凸起部11相互作用的限位部21，多个凸起部11与多个限位部21相互作用以诱导调整上下颌位关系趋于正常。多个凸起部11与多个限位部21相互作用，作用力更强，使第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20更好地起到调整上下颌位关系趋于正常的作用。

具体地说，如第一壳状牙科器械10上左右两颊侧各设有两个凸起部11，第二壳状牙科器械20上左右两颊侧各设有两个限位部21时，以左侧为例阐述，第一壳状牙科器械10左侧设有前凸起部和后凸起部，第二壳状牙科器械20左侧设有前限位部和后限位部，此时前凸起部设于前限位部和后限位部之间，前凸起部与后限位部可以接触，也可以不接触，当不接触时即前凸起部的远中面与后限位部的近中面不接触，两者存在一定距离；当接触时即前凸起部的远中面与后限位部的近中面接触，两者之间不存在距离。

在其他实施例中，第一壳状牙科器械10双侧的后牙区颊侧面分别设有数量不等的凸起部11(未示出)，对应地，第二壳状牙科器械20双侧的颊侧面上也分别设有数量不等的限位部21(未示出)，该数量不等的凸起部11与数量不等的限位部21相互作用以诱导调整上下颌位关系趋于正常，如该实施例中的数量不等的凸起部11为上颌左右两侧各设置两个，数量不等的限位部21为下颌左右两侧设置三个；或者该实施例中的数量不等的凸起部11左侧设置两个且右侧设置三个，数量不等的限位部21为左侧设置两个且右侧设置三个。

本发明一些实施例中，凸起部11的刚度大于第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿区域的刚度；限位部21的刚度大于第二壳状牙科器械20容纳下颌牙齿区域的刚度。在第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，凸起部11和限位部21相接触以调整上下颌位关系，增加凸起部11和限位部21的刚度，能够防止凸起部11和限位部21发生变形或减少凸起部11和限位部21发生变形的程度，防止影响调整上下颌位关系的作用。

凸起部11与第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同，使凸起部11的刚度大于第一壳状牙科器械10容纳上颌牙齿区域的刚度。限位部21与第二壳状牙科器械20容纳下颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同，使限位部21的刚度大于第二壳状牙科器械20容纳下颌牙齿区域的刚度。

本发明一些实施例中，凸起部11和/或限位部21内部设有填充部(未示出)，填充部可以是可在口内使用的高分子材料，填充部可充满凸起部11、限位部21的空心部分，通过设置填充部，能够防止凸起部11和限位部21发生变形或减少凸起部11和限位部21发生变形的程度，防止影响调整上下颌位关系的作用。

本发明一些实施例中，凸起部11和限位部21内分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体(未示出)。在第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，凸起部11和限位部21内极性相反的磁体能够将第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20引导至适当位置，有利于起到调整上下颌位关系的作用。其中，磁体可与凸起部11粘结固定或卡接固定，磁体可设于凸起部11或限位部21上的相互作用的表面，也可填充于凸起部11和限位部21中。

本发明一些实施例中，凸起部11和辅助部22内分别设有诱导调整上下颌位关系且极性相同的磁体(未示出)。在第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，以及辅助部22位于限位部21的远中侧时，凸起部11和辅助部22内极性相同的磁体能够推动凸起部11向近中方向移动或使凸起部11具有向近中方向移动的趋势，进而增加第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20导下颌向前的作用，对于安氏二类病例，具有较好的治疗效果；在辅助部22位于限位部21的近中侧时，凸起部11和辅助部22内极性相同的磁体能够推动凸起部11向远中方向移动或使凸起部11具有向远中方向移动的趋势，进而增加第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20使下颌后缩的作用，对于安氏三类病例，具有较好的治疗效果。其中，磁体可与凸起部11粘结固定或卡接固定，磁体可设于凸起部11或辅助部22上的相互作用的表面，也可填充于凸起部11和辅助部22中。

本发明一些实施例中，凸起部11和限位部21内分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体(未示出)，且辅助部22内设有与凸起部11内极性相同的磁体(未示出)。在第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20相互作用时，以及辅助部22位于限位部21的远中侧时，凸起部11和限位部21内极性相反的磁体能够将第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20引导至适当位置，凸起部11和辅助部22内极性相同的磁体能够推动凸起部11向近中方向移动或使凸起部11具有向近中方向移动的趋势，进而增加第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20导下颌向前的作用，对于安氏二类病例，具有较好的治疗效果；在辅助部22位于限位部21的近中侧时，凸起部11和限位部21内极性相反的磁体能够将第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20引导至适当位置，凸起部11和辅助部22内极性相同的磁体能够推动凸起部11向远中方向移动或使凸起部11具有向远中方向移动的趋势，进而增加第一壳状牙科器械10与第二壳状牙科器械20使下颌后缩的作用，对于安氏三类病例，具有较好的治疗效果。其中，磁体可与凸起部11粘结固定或卡接固定，磁体可设于凸起部11、限位部21或辅助部22上的相互作用的表面，也可填充与凸起部11、限位部21和辅助部22中。

本发明一些实施例中，设计一系列第一壳状牙科器械10和一系列第二壳状牙科器械20，使一系列第一壳状牙科器械10和一系列第二壳状牙科器械20具有使牙齿从初始位置逐渐重新定位至目标矫治位置的几何形状。

具体地说，一系列第一壳状牙科器械10和一系列第二壳状牙科器械20的凸起部11向对颌方向的凸起高度随着矫治过程可以逐渐减小。以通过三个矫治阶段对牙齿进行矫治为例，每个阶段使用不同的牙科器械对牙齿进行矫治，如第二矫治阶段所使用的牙科器械为第一矫治阶段后使用的牙科器械，如第三矫治阶段所使用的牙科器械为第二矫治阶段后使用的牙科器械，三个阶段使用的牙科器械的不同之处在于：第二矫治阶段所使用的牙科器械上设置的凸起部11向对颌方向的凸起高度小于第一矫治阶段所使用的牙科器械上设置的凸起部11向对颌方向的凸起高度，第三矫治阶段所使用的牙科器械上设置的凸起部11向对颌方向的凸起高度小于第二矫治阶段所使用的牙科器械上设置的凸起部11向对颌方向的凸起高度。当然，在进行牙齿矫治时，需要患者佩戴一系列的壳状牙科器械进行矫治，其中一系列的壳状牙科器械的几何形状规律，可参照上述举例。以上描述是进行上下颌间关系的调整方式，在调整颌间关系的同时还可对错颌畸形牙齿进行同步矫治，实现矫形矫治同时进行，一副壳状牙科器械佩戴的时间为7-14天，根据患者不同的病例类型及复杂程度，设置一系列的壳状牙科器械，以达到矫治效果。

本发明还提供一种调整上下颌位关系牙科器械的制备方法，基于上述的设计方法对设计出来的牙科器械进行相应的制备，制备方法包括：热压成型的制备方法或直接3D打印的方法。

在一种实施方式中，制备方法中的制作模块可以是增材制造机，采用增材制造技术进行壳状牙科器械的制备，即采用3D打印技术将获得的符合要求的壳状牙科器械有限元数字模型后直接打印成壳状牙科器械，3D打印技术可以是SLA(立体光固化成型)或DLP(数字光投影)。

在另一种实施方式中，制备方法中的制作模块也可以是3D打印设备、压膜设备、切割设备、抛光设备、及清洗消毒设备，具体制备过程是首先通过3D打印技术将符合要求的数字化牙颌模型有限元数字模型直接打印出来，其次在打印好的3D牙颌模型上进行压膜操作，最后再对压好膜的壳状牙科器械进行切割、抛光清洗、消毒等步骤，最终制得壳状牙科器械。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (38)

1.一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，包括：

获取第一初始牙颌数字模型；

在所述第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型，具体包括设计所述凸起部数字模型特征信息；其中所述凸起部数字模型特征信息包括所述凸起部数字模型的尺寸信息及预设位置；

基于所述第一初始牙颌数字模型和所述凸起部数字模型，生成具有凸起部数字模型的第一牙颌数字模型；

基于第一牙颌数字模型设计第一壳状牙科器械，以使所述第一壳状牙科器械为具有容纳第一牙列的空腔的壳状，及所述第一壳状牙科器械的后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向凸出的凸起部，所述凸起部包括一作用端，所述作用端包括作用端近中面和作用端远中面；

获取第二初始牙颌数字模型；

在所述第二初始牙颌数字模型沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸起设计限位部数字模型，具体包括设计所述限位部数字模型特征信息；其中所述限位部数字模型特征信息包括所述限位部数字模型的尺寸信息及预设位置；

基于所述第二初始牙颌数字模型和所述限位部数字模型，生成具有限位部数字模型的第二牙颌数字模型；

基于所述第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械，以使所述第二壳状牙科器械为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面；

所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械形成一颌平面，所述作用端与所述限位部接触，所述接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于所述颌平面。

2.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

3.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部数字模型的尺寸信息为：所述凸起部的颊侧面与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面相同；或所述凸起部的颊侧面凸于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面；

所述凸起部的舌侧面沿所述第一壳状牙科器械后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸；所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少部分覆盖后牙区近远中方向牙齿的长度；

所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端的端部低于所述第二壳状牙科器械的龈缘端。

4.根据权利要求3所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少覆盖后牙区其中一颗牙齿近远中方向的长度。

5.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部数字模型的预定位置信息为：所述凸起部位于所述第一壳状牙科器械对应的第二前磨牙和第一磨牙之间。

6.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设计所述作用端的近中面与所述限位部的所述远中面分别具有相互作用时具有增加稳定性的结构。

7.根据权利要求6所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述增加稳定性的结构为相互作用的曲面结构、为凹凸匹配的结构、为具有磨砂表面的结构、为具有凸点的结构、为具有镂空表面的结构或为具有孔洞表面的结构中的一种、两种或多种的组合。

8.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械的过程中，还包括辅助部的设计步骤，以使设计出的牙科器械通过所述辅助部稳定调整后的上下颌关系。

9.根据权利要求8所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述辅助部的设计方法为：

在所述第二牙颌数字模型上设计与所述限位部共同作用限制所述凸起部相对移动的辅助部数字模型，具体包括设计所述辅助部数字模型特征信息；其中所述辅助部数字模型特征信息包括所述辅助部数字模型的尺寸信息及预设位置；

基于所述第二数字模型和辅助部数字模型设计第二壳状牙科器械，以使所述第二壳状牙科器械为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的辅助部；所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面，所述辅助部包括辅助部近中面和辅助部远中面；

所述辅助部与所述作用端设有相互作用的接触面以稳定调整后的上下颌位关系；所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端位于所述限位部和所述辅助部之间。

10.根据权利要求9所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

11.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述第一壳状牙科器械上设有多个所述凸起部，所述第二壳状牙科器械上设有多个与所述凸起部相互作用的所述限位部，所述多个凸起部与所述多个限位部相互作用以诱导调整上下颌位关系趋于正常。

12.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部的刚度大于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的刚度；所述限位部的刚度大于所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的刚度。

13.根据权利要求12所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同；所述限位部与所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同。

14.根据权利要求1所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和/或所述限位部内部设有填充部。

15.根据权利要求1-14中任一项所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和所述限位部分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体。

16.根据权利要求9中所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和所述辅助部内分别设有诱导调整上下颌位关系且极性相同的磁体。

17.根据权利要求9中所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和所述限位部内分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体，且所述辅助部内设有与所述凸起部内极性相同的磁体。

18.根据权利要求1中所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设计一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械，使一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械具有使牙齿从初始位置逐渐重新定位至目标矫治位置的几何形状。

19.一种调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，包括：

获取第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型；

在所述第一初始牙颌数字模型后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向上设计凸起部数字模型，其中所述凸起部数字模型包括设于牙冠颊侧或舌侧表面且未超过所述第一初始牙颌数字模型咬合面的固定端数字模型，和凸出于第一初始牙颌数字模型咬合面的作用端数字模型，所述第一初始牙颌数字模型和第二初始牙颌数字模型处于咬合位置时，所述作用端数字模型至少部分覆盖所述第二初始牙颌数字模型的颊侧面或舌侧面；所述第一初始牙颌数字模型和所述凸起部数字模型生成第一牙颌数字模型；

在所述第二初始牙颌数字模型沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸起设计限位部数字模型；所述第二初始牙颌数字模型和所述限位部数字模型生成第二牙颌数字模型；

基于所述第一牙颌数字模型和第二牙颌数字模型分别设计第一壳状牙科器械和第二壳状牙科器械，所述第一壳状牙科器械包括容纳第一牙列的壳状空腔，且所述第一壳状牙科器械还包括在所述第一壳状牙科器械后牙区颊侧面或舌侧面向对颌方向凸出的凸起部，所述凸起部包括固定端和作用端，所述作用端包括作用端近中面和作用端远中面；所述第二壳状牙科器械包括容纳第二牙列的壳状空腔，所述第二壳状牙科器械还包括沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面。

20.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械形成一颌平面，所述作用端与所述限位部接触，所述接触形成的接触面靠近颌平面的一端不高于所述颌平面。

21.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述限位部远中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述限位部近中面相互作用，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

22.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部数字模型的尺寸信息为：所述凸起部的颊侧面与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面相同；或所述凸起部的颊侧面凸于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿的颊侧面；

所述凸起部的舌侧面沿所述第一壳状牙科器械后牙区牙齿的颊尖处位置向对颌方向延伸；所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少部分覆盖后牙区近远中方向牙齿的长度；

所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端的端部低于所述第二壳状牙科器械的龈缘端。

23.根据权利要求22所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部沿牙列近远中方向的长度至少覆盖后牙区其中一颗牙齿近远中方向的长度。

24.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部数字模型的预定位置信息为：所述凸起部位于所述第一壳状牙科器械对应的第二前磨牙和第一磨牙之间。

25.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设计所述作用端的近中面与所述限位部的所述远中面分别具有相互作用时具有增加稳定性的结构。

26.根据权利要求25所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述增加稳定性的结构为相互作用的曲面结构、为凹凸匹配的结构、为具有磨砂表面的结构、为具有凸点的结构、为具有镂空表面的结构或为具有孔洞表面的结构中的一种、两种或多种的组合。

27.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述第二牙颌数字模型设计第二壳状牙科器械的过程中，还包括辅助部的设计步骤，以使设计出的牙科器械通过所述辅助部稳定调整后的上下颌关系。

28.根据权利要求27所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述辅助部的设计方法为：

在所述第二牙颌数字模型上设计与所述限位部共同作用限制所述凸起部相对移动的辅助部数字模型，具体包括设计所述辅助部数字模型特征信息；其中所述辅助部数字模型特征信息包括所述辅助部数字模型的尺寸信息及预设位置；

基于所述第二数字模型和辅助部数字模型设计第二壳状牙科器械，以使所述第二壳状牙科器械为具有容纳第二牙列的空腔的壳状，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的限位部，及所述第二壳状牙科器械沿颊侧面向颊侧或沿舌侧面向舌侧凸出的辅助部；所述限位部包括限位部近中面和限位部远中面，所述辅助部包括辅助部近中面和辅助部远中面；

所述辅助部与所述作用端设有相互作用的接触面以稳定调整后的上下颌位关系；所述第一壳状牙科器械与所述第二壳状牙科器械相互作用时，所述作用端位于所述限位部和所述辅助部之间。

29.根据权利要求28所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设于颊侧的所述作用端远中面与设于颊侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；或设于舌侧的所述作用端远中面与设于舌侧的所述辅助部近中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌前伸；

或设于颊侧的所述作用端近中面与设于颊侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩；或设于舌侧的所述作用端近中面与设于舌侧的所述辅助部远中面相互作用，与所述限位部共同作用限制所述凸起部的相对移动，用于调整第二壳状牙科器械带动下颌后缩。

30.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述第一壳状牙科器械上设有多个所述凸起部，所述第二壳状牙科器械上设有多个与所述凸起部相互作用的所述限位部，所述多个凸起部与所述多个限位部相互作用以诱导调整上下颌位关系趋于正常。

31.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部的刚度大于所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的刚度；所述限位部的刚度大于所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的刚度。

32.根据权利要求31所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部与所述第一壳状牙科器械容纳上颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同；所述限位部与所述第二壳状牙科器械容纳下颌牙齿区域的厚度、硬度、材料、层数特征中至少一种不同。

33.根据权利要求19所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和/或所述限位部内部设有填充部。

34.根据权利要求19-33中任一项所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和所述限位部分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体。

35.根据权利要求28中所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和所述辅助部内分别设有诱导调整上下颌位关系且极性相同的磁体。

36.根据权利要求28中所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，所述凸起部和所述限位部内分别设有稳定相对颌位关系且极性相反的磁体，且所述辅助部内设有与所述凸起部内极性相同的磁体。

37.根据权利要求19中所述的调整上下颌位关系牙科器械的设计方法，其特征在于，设计一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械，使一系列第一壳状牙科器械和一系列第二壳状牙科器械具有使牙齿从初始位置逐渐重新定位至目标矫治位置的几何形状。

38.一种调整上下颌位关系牙科器械的制备方法，其特征在于，基于权利要求1-37中任一项所述的设计方法对设计出来的牙科器械进行相应的制备，制备方法包括：热压成型的制备方法或直接3D打印的方法。

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