CN111458131A - 牙套力学性能的检测方法及其检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牙套力学性能的检测方法及其检测装置，包括：提供与待测的牙套相匹配的齿模，去除齿模中的部分牙齿以形成凹槽；提供测试仪，在凹槽中安装测试仪；将牙套套设于齿模上，并利用测试仪测试牙套的力学性能。有效地解决了隐形牙套力学性能检测结果与实际情况偏差较大的问题，能够精确模拟出牙套在实际使用时力学性能的变化规律，对临床使用的参考意义更大。

Description

牙套力学性能的检测方法及其检测装置

技术领域

本发明涉及牙齿矫治领域，特指一种牙套力学性能的检测方法及其检测装置。

背景技术

牙齿正畸，即矫正牙齿畸形，通过佩戴矫正器对牙齿施加外力使得牙齿移位，从而达到重新排列的目的，传统的矫治器是金属牙箍，通常采用镍钛合金的弓丝和金属托槽配合形成，这种矫治器能够封好的达到治疗效果，但其美观性和舒适性不佳，在佩戴过程中弓丝和托槽会刺激口腔，具有异物感，弓丝和托槽上容易残留碎渣，从而滋生细菌，引发其他口腔问题。

为解决传统的金属牙箍存在的问题，隐形牙套，即隐形矫治器应运而生，其与传统的矫治器相比，无托槽隐形牙套更加安全、舒适，不会因为固定托槽而划破口腔组织，佩戴后不会影响美观，能够自行佩戴，便于清理，隐形牙套一般采用弹性材料制成，其治疗原理是在佩戴隐形牙套时，隐形牙套发生一定的弹性变形，该弹性变形恢复过程中产生对牙齿的作用力以推动牙齿移动，从而达到矫治的目的。

目前隐形牙套在实际使用过程中，随着时间的推移和使用次数的增加，牙套的材料会发生疲劳，进而导致牙套塑性变形、矫治力度下降甚至断裂等问题，因此需要对牙套的性能进行检测，目前的测试方法大多是直接利用牙套的材料制成试样，一般呈杠铃状，进而用测试仪进行测试，但这种方式无法精确模拟出牙套戴在牙齿上时的性能变化，所以得出的结论与实际情况偏差较大，对临床的参考价值较小。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种牙套力学性能的检测方法及其检测装置，解决了隐形牙套力学性能检测结果与实际情况偏差较大的问题，能够精确模拟出牙套在实际使用时力学性能的变化规律，对临床使用的参考意义更大。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种牙套力学性能的检测方法，包括如下步骤：

S11.提供与待测的牙套相匹配的齿模，去除齿模中的部分牙齿以形成凹槽；

S12.提供测试仪，在凹槽中安装测试仪；

S13.将牙套套设于齿模上，并利用测试仪测试牙套的力学性能。

本发明牙套力学性能的检测方法，通过在齿模上去除部分牙齿以形成凹槽，并在该凹槽中安装测试仪，进而将待测的牙套套设于齿模上以模拟牙套戴在患者牙齿上的环境，并利用测试仪测试牙套的力学性能，即由于牙套套设于齿模上，受力点繁多，因此影响牙套力学性能的因素很多，对普通标准试样的测试忽视了这些受力点的影响，得出的结论往往不准确，而本申请直接将牙套套设在齿模上进行测试，减少了外界因素的影响，解决了隐形牙套力学性能检测结果与实际情况偏差较大的问题，能够精确模拟出牙套在实际使用时力学性能的变化规律，对临床使用的参考意义更大。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，还包括：

将牙套套设于齿模后一同置于设定温度的人工唾液中以模拟口腔环境，并在人工唾液中测试牙套的力学性能。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，去除牙齿时，还包括：

根据牙齿矫治方案确定需要施加矫治力的牙齿，去除齿模中对应的牙齿以形成凹槽。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，测试牙套的力学性能时，还包括：

利用测试仪顶推牙套对应的部分至设定位置，并测得牙套对测试仪的作用力的数值，每隔设定时间记录一次数值，从而得出牙套的力学性能。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，该设定距离为0.05mm～2.00mm。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，该测试仪为压力传感器。

本发明提供了一种牙套力学性能的检测装置，包括：

与待测的牙套相匹配的齿模，该齿模中的部分牙齿被去除以形成凹槽；以及

可拆卸地安装于凹槽中的测试仪，用于测试套设于齿模上的牙套的力学性能。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，该凹槽开设有一个或多个。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，还包括置有设定温度的人工唾液的容器，通过于齿模上套设待测的牙套并一同放置于容器中，以于口腔环境下测试牙套的力学性能。

本发明牙套力学性能的检测装置的进一步改进在于，该测试仪为压力传感器，且该压力传感器与牙套接触的部分呈弧形，以测得牙套对压力传感器的应力变化。

附图说明

图1为本发明牙套力学性能的检测方法的流程图。

图2为本发明牙套力学性能的检测方法中齿模的结构示意图。

图3为本发明牙套力学性能的检测装置的一种实施方式结构示意图。

图4为本发明牙套力学性能的检测装置的另一种实施方式结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种牙套力学性能的检测方法及其检测装置，通过在齿模上去除部分牙齿以形成凹槽，并在该凹槽中安装测试仪，进而将待测的牙套套设于齿模上以模拟牙套戴在患者牙齿上的环境，并利用测试仪测试牙套的力学性能，即由于牙套套设于齿模上，受力点繁多，因此影响牙套力学性能的因素很多，对普通标准试样的测试忽视了这些受力点的影响，得出的结论往往不准确，而本申请直接将牙套套设在齿模上进行测试，减少了外界因素的影响，解决了隐形牙套力学性能检测结果与实际情况偏差较大的问题，能够精确模拟出牙套在实际使用时力学性能的变化规律，对临床使用的参考意义更大。下面结合附图对本发明牙套力学性能的检测装置进行说明。

参阅图1，图1为本发明牙套力学性能的检测方法的流程图。下面结合图1，对本发明牙套力学性能的检测装置进行说明。

如图1和图2所示，本发明的牙套力学性能的检测方法，包括如下步骤：

执行步骤S11.提供与待测的牙套12相匹配的齿模11，去除齿模11中的部分牙齿以形成凹槽111；接着执行步骤S12

执行步骤S12.提供测试仪13，在凹槽111中安装测试仪13；接着执行步骤S13

执行步骤S13.将牙套12套设于齿模11上，并利用测试仪13测试牙套12的力学性能。

即，利用测试仪13推顶牙套对应凹槽的部分以检测牙套的力学性能，由于牙套的材料在使用时会出现疲劳的现象，但现有技术中无法检测牙套的疲劳周期,多数是凭借人工经验预估得到，再依据牙套的疲劳周期来进行牙套的更换，这样的做法不够精确，而本发明的测试仪能够检测牙套的力学性能，从而可准确的测得牙套的疲劳周期，为牙套的使用提供可靠的参考，具体的，在测试牙套的力学性能时，利用测试仪13顶推牙套对应的部分，并为测试仪13设定移动位移，令测试仪13顶推移动至对应去除牙齿的外轮廓的位置，利用测试仪13获得其将牙套对应的部分顶推到对应牙齿外轮廓的位置处的反作用力，保持该测试仪13的状态不便，间隔的获取牙套的反作用力，这样就得到了复数个反作用力，由于牙套的材料一定会发生疲劳，测试仪13获得的反作用力会逐渐变小，因此根据牙套对测试仪13的应力可得出应力与时间的关系曲线，可以得出牙套的疲劳周期，从而作为临床使用的参考，进一步的，利用测试仪13首次顶推牙套对应的部分时，所测得的反作用力即为该牙套对应部分的矫治力，本发明的检测方法可精确地得到牙套的矫治力大小。

若待测牙套需要对牙齿作用推力或拉力，则在牙套内向外推顶牙套至对应牙齿外轮廓的位置，利用测试仪13测得牙套对于测试仪13的反作用力，保持该测试仪13的状态不变，依据设定的时间间隔获取反作用力；牙套由于疲劳对测试仪13的应力逐渐减小，从而可绘制出牙套对应的应力与时间的关系曲线；该曲线准确的反映了牙套的疲劳周期，从而牙医可依据疲劳周期设定牙套的更换周期，为牙齿矫治提供帮助。

若待测牙套需要对牙齿作用旋转力矩，则在牙套的内侧设置顶推于牙套与唇部相贴的侧部的一个测试仪13，在牙套的内侧设置顶推于牙套远离唇部的侧部的一个测试仪13，以在牙套上作用一个向内和一个向外的作用力，从而形成旋转扭矩，在推顶时，两个测试仪13均向内或向外将牙套推至对应的牙齿外轮廓的位置，并在两个测试仪13上分别测得牙套对应的反作用力，保持测试仪13的状态不变，依据设定的时间间隔获取反作用力，从而可绘制出两条牙套对应的应力与时间的关系曲线，根据两条曲线可判断牙套对于旋转应力的疲劳周期。

作为本发明的一较佳实施方式，还包括：

将牙套12套设于齿模11后一同置于设定温度的人工唾液中以模拟口腔环境，并在人工唾液中测试牙套12的力学性能，使得测试环境与实际使用状态更为接近。

较佳地，设定温度可以是室温或37℃，也可以采用更高的温度实现加速测试的目的，由于37℃为人体正常体温，因此一般采用37℃来模拟口腔环境。

具体的，该人工唾液的组成为：

碳酸氢钠:0.42g/L

氯化钠：0.43g/L

氯化钾：1.49g/L

磷酸二氢钠二水合物：1.03g/L

氯化钙：0.22g/L。

具体的，该人工唾液的制作方法为：

第一步：在2L的玻璃烧杯中加入接近1600ml的去离子水，将上述各种盐加入搅拌至少10mins，溶液呈现混浊时，pH应接近7；

第二步：去离子水定量至2L；

第三步：用1M盐酸溶液调节pH至4，溶液应澄清(估计1M盐酸溶液使用量为9.4ml)，如pH＝4时，溶液仍轻微混浊，继续缓慢滴加1M盐酸溶液(大约0.4ml)；

第四步：再用0.5M氢氧化钠溶液(大约13.2ml)调节pH至6.5，如第三步中用了多余的盐酸来澄清溶液，0.5M氢氧化钠溶液还需多加约0.8ml；

第五步：最后测定pH是否到达6.5，如低于6.5则用0.5M氢氧化钠溶液调节，如高于6.5则用1M盐酸溶液调节。

进一步的，去除牙齿时，还包括：

根据牙齿矫治方案确定需要施加矫治力的牙齿，去除齿模11中对应的牙齿以形成凹槽111，即在牙齿矫治时，根据患者的牙齿状况，牙医确定着重矫治的牙齿，并利用牙套于该牙齿上施加矫治力，将该牙齿去除并利用测试仪测得牙套12在该牙齿的位置处的力学性能，使得实验结果更加精确。

进一步的，测试牙套12的力学性能时，还包括：

利用测试仪13顶推牙套12对应的部分至设定位置，并测得牙套12对测试仪13的作用力的数值，每隔设定时间记录一次数值，从而得出牙套12的力学性能，即测试仪13推顶牙套12对应测试仪13的部分，也就是牙套12对应凹槽111的部分；测试仪13供推顶牙套12的部分可呈圆点状，从而与牙套12的接触面为圆点，供推顶牙套12的部分也可呈弧面状，从而与牙套12的接触面为弧面，这样能够真实的模拟不同形状的牙齿在推顶牙套时的情形，使得测试结果更加精确。

具体的，该设定距离为0.05mm～2.00mm，但最佳设定距离为0.1mm～0.3mm。

较佳地，该测试仪13包括置于凹槽111内且供推顶牙套的探针131、与探针131电连接的压力传感器132以及与压力传感器132电连接的数据采集器133，压力传感器132和数据采集器133可设置于凹槽111的外部。

本发明提供的制作方法实际实施的操作方式如下：

根据牙齿矫治方案确定需要施加矫治力的牙齿，并对应去除齿模11中该位置的牙齿以形成凹槽111；

在凹槽111中安装测试仪13，一般为连接有压力传感器132的探针131，该压力传感器132与数据采集器133电连接；

将待测的牙套12套设于齿模11上，此时探针131位于牙套12内，利用测试仪13的探针131向外推顶对应部分的牙套12至设定位置，并将套有牙套12的齿模11置于37℃的人工唾液中；

若牙套12的待测位置需要对该位置的牙齿作用一拉力，即使用时牙套12靠近嘴唇的一侧需要对牙齿提供向口腔内作用的拉力，则探针131从凹槽111内抵住该侧并向外推顶以模拟牙齿对牙套12的作用力，如图3所示；

若牙套12的待测位置需要对该位置的牙齿作用一推力，即使用时牙套12远离嘴唇的一侧需要对牙齿提供向口腔外作用的推力，则探针131从凹槽111内抵住该侧并向外推顶以模拟牙齿对牙套12的作用力，如图4所示；

利用压力传感器132间隔设定时间获取一次牙套12对探针131的作用力的数值，可以间隔0.5h也可以1h，一般测试的总时长为14天，并利用数据采集器133记录对应的时间与作用力的数值，根据获取的数值，绘制出作用力与时间的曲线，以评价牙套的力学性能；

在临床使用中，牙医可根据曲线图选择不同的材料的牙套，从而调节牙套的软硬度，以满足患者的不同需求，一般测得的作用力较小的牙套材质较软；

另外一般一副牙套的矫治周期为14天，但实际上材质较软的牙套可能不到14天就已经失去了矫治力度，根据该曲线，牙医能清晰的知晓牙套疲劳的时间节点，并对应调节矫治周期，以提升矫治效率，对于材质较硬的牙套可适当延长周期，对材质较软的牙套可适当缩短周期，能够对多元化的矫治方案提供参考。

本发明还提供了一种牙套力学性能的检测装置，包括：

与待测的牙套12相匹配的齿模11，该齿模11中的部分牙齿被去除以形成凹槽111；以及

可拆卸地安装于凹槽111中的测试仪13，用于测试套设于齿模11上的牙套12的力学性能。

较佳地，该凹槽111开设有一个或多个。

进一步的，还包括置有设定温度的人工唾液的容器，通过于齿模11上套设待测的牙套12并一同放置于容器中，以于口腔环境下测试牙套12的力学性能。

具体的，该测试仪13包括置于凹槽111内且供推顶牙套的探针131、与探针131电连接的压力传感器132以及与压力传感器132电连接的数据采集器133，压力传感器132和数据采集器133可设置于凹槽111的外部，且该压力传感器132与牙套12接触的部分呈弧形，使得测试仪13向外推顶牙套12时，与牙套12的接触面呈弧形，与实际牙齿对牙套12的推顶情形更加接近，从而测得牙套对压力传感器132的应力变化。

本发明的具体实施方法如下：

根据牙齿矫治方案确定需要施加矫治力的牙齿，并对应去除齿模11中该位置的牙齿以形成凹槽111；

在凹槽111中安装测试仪13，一般为连接有压力传感器132的探针131，该压力传感器132与数据采集器133电连接；

将待测的牙套12套设于齿模11上，此时探针131位于牙套12内，利用测试仪13的探针131向外推顶对应部分的牙套12至设定位置，并将套有牙套12的齿模11置于37℃的人工唾液中；

若牙套11的待测位置需要对该位置的牙齿作用一拉力，即使用时牙套12靠近嘴唇的一侧需要对牙齿提供向口腔内作用的拉力，则探针131从凹槽111内抵住该侧并向外推顶以模拟牙齿对牙套12的作用力，如图3所示；

若牙套12的待测位置需要对该位置的牙齿作用一推力，即使用时牙套12远离嘴唇的一侧需要对牙齿提供向口腔外作用的推力，则探针131从凹槽111内抵住该侧并向外推顶以模拟牙齿对牙套12的作用力，如图4所示；

利用压力传感器132间隔设定时间获取一次牙套对探针的作用力的数值，可以间隔0.5h也可以1h，一般测试的总时长为14天，并利用数据采集器133记录对应的时间与作用力的数值，根据获取的数值，绘制出作用力与时间的曲线，以评价牙套的力学性能；

在临床使用中，牙医可根据曲线图选择不同的材料的牙套，从而调节牙套的软硬度，以满足患者的不同需求，一般测得的作用力较小的牙套材质较软；

另外一般一副牙套的矫治周期为14天，但实际上材质较软的牙套可能不到14天就已经失去了矫治力度，根据该曲线，牙医能清晰的知晓牙套疲劳的时间节点，并对应调节矫治周期，以提升矫治效率，对于材质较硬的牙套可适当延长周期，对材质较软的牙套可适当缩短周期，能够对多元化的矫治方案提供参考。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种牙套力学性能的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S11.提供与待测的牙套相匹配的齿模，去除所述齿模中的部分牙齿以形成凹槽；

S12.提供测试仪，在所述凹槽中安装所述测试仪；

S13.将所述牙套套设于所述齿模上，并利用所述测试仪测试所述牙套的力学性能。

2.如权利要求1所述的牙套力学性能的检测方法，其特征在于，还包括：

将所述牙套套设于所述齿模后一同置于设定温度的人工唾液中以模拟口腔环境，并在所述人工唾液中测试所述牙套的力学性能。

3.如权利要求1所述的牙套力学性能的检测方法，其特征在于，去除牙齿时，还包括：

根据牙齿矫治方案确定需要施加矫治力的牙齿，去除所述齿模中对应的牙齿以形成所述凹槽。

4.如权利要求1所述的牙套力学性能的检测方法，其特征在于，测试所述牙套的力学性能时，还包括：

利用所述测试仪顶推所述牙套对应的部分至设定位置，并测得所述牙套对所述测试仪的作用力的数值，每隔设定时间记录一次所述数值，从而得出所述牙套的力学性能。

5.如权利要求3所述的牙套力学性能的检测方法，其特征在于，所述设定距离为0.05mm～2.00mm。

6.如权利要求3所述的牙套力学性能的检测方法，其特征在于，所述测试仪为压力传感器。

7.一种牙套力学性能的检测装置，其特征在于，包括：

与待测的牙套相匹配的齿模，所述齿模中的部分牙齿被去除以形成凹槽；以及

可拆卸地安装于所述凹槽中的测试仪，用于测试套设于所述齿模上的牙套的力学性能。

8.如权利要求7所述的牙套力学性能的检测装置，其特征在于，所述凹槽开设有一个或多个。

9.如权利要求7所述的牙套力学性能的检测装置，其特征在于，还包括置有设定温度的人工唾液的容器，通过于所述齿模上套设待测的牙套并一同放置于所述容器中，以于口腔环境下测试所述牙套的力学性能。

10.如权利要求7所述的牙套力学性能的检测装置，其特征在于，所述测试仪为压力传感器，且所述压力传感器与所述牙套接触的部分呈弧形，以测得所述牙套对所述压力传感器的应力变化。

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