CN113558796B

CN113558796B - 口腔正畸固定矫正装置

Info

Publication number: CN113558796B
Application number: CN202110876701.1A
Authority: CN
Inventors: 周冠军
Original assignee: Second Hospital of Hebei Medical University
Current assignee: Second Hospital of Hebei Medical University
Priority date: 2021-07-31
Filing date: 2021-07-31
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2041-07-31
Also published as: CN113558796A

Abstract

本发明涉及口腔正畸固定矫正装置，包括底板和通过托柱连接于底板上端的托槽，所述的托槽的中央处开设有用于放置弓丝的通槽，所述的通槽内设有用于对弓丝限位的限位机构，所述的限位机构包括横向贯穿通槽并沿托槽延伸设置的螺杆和设于通槽内并与螺杆连接的顶板，所述的螺杆的外表面上对称分布有螺纹方向相反的杆一和杆二，所述的杆一和杆二分别连接有适配的导块一和导块二，所述的导块一和导块二均通过连接件分别连接顶板的两端；本发明提供的矫正装置，在将托槽和弓丝第一次固定好之后，在患者后期的复诊过程中，医生只需通过转动螺杆即可将顶板抬起或降低，对弓丝进行夹紧限位，无需将整个顶板打开，避免顶板脱落。

Description

口腔正畸固定矫正装置

技术领域

本发明属于口腔医疗器械技术领域，具体涉及口腔正畸固定矫正装置。

背景技术

固定矫治器是用粘固剂或粘接剂粘固于牙齿上，患者不能自行取下，只有医生用器械才能取下，包括唇侧矫正器和舌侧矫正器，具有固位良好，支抗充足的优点，能使多数牙移动，整体移动、转矩和扭转等移动容易，能控制矫治牙的移动方向，能矫治较复杂的错颌畸形，临床复诊加力间隔时间长，患者不能自行将矫治器摘下不戴，所以矫治力得以持续发挥。

弓丝入槽后，相邻托槽之间的弓丝产生了相对位置偏移，由此产生了形变，弓丝形变产生了唇舌向一个力值，这个力作用在托槽上再带动牙齿移动，临床上对于这个力最好是50g-100g的轻力，而舌侧托槽相邻之间距离短，要获得这个范围内的正畸力值就需要将托槽宽度设计的小，但是过小的托槽宽度将导致牙齿不易控制。

托槽作为治疗牙颌畸形固定矫治的重要部件，粘接于牙冠表面，弓丝通过托槽对牙施加矫治力对错颌畸形的牙齿进行矫治以达到排齐牙列的目的，在托槽的使用过程中，托槽盖板在关闭状态时，盖板压紧弓丝，盖板打开状态时，可放入或取出弓丝。一般情况下，盖板在闭合状态时不易脱落，打开状态时易脱落，盖板频繁反复地开合，其结构容易松动，易导致其脱落，增加复诊率，矫治方案可能脱轨，难以在预定的时间内达到矫治效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提供口腔正畸固定矫正装置，在将托槽和弓丝第一次固定好之后，在患者后期的复诊过程中，医生只需通过转动螺杆即可将顶板抬起，对弓丝进行调节后反向转动螺杆即可将顶板向靠近弓丝的方向调节，对弓丝进行夹紧限位，无需将整个顶板打开，避免顶板脱落。

本发明的目的是这样实现的：

口腔正畸固定矫正装置，包括底板和通过托柱连接于底板上端的托槽，所述的托槽的中央处开设有用于放置弓丝的通槽，所述的通槽内设有用于对弓丝限位的限位机构，所述的限位机构包括横向贯穿通槽并沿托槽延伸设置的螺杆和设于通槽内并与螺杆连接的顶板，所述的螺杆的外表面上对称分布有螺纹方向相反的杆一和杆二，所述的杆一和杆二分别连接有适配的导块一和导块二，所述的导块一和导块二均通过连接件分别连接顶板的两端。

优选的，所述托槽的通槽两侧为呈圆弧形结构的且内部具有空腔的凸翼，所述的顶板的侧壁相对通槽的内侧壁滑动接触。

优选的，所述螺杆的一端穿出通槽一侧的凸翼并连接有用于旋转螺杆的旋帽，所述螺杆的另一端通过轴承座连接通槽另一侧的凸翼内壁，所述的导块一和导块二在螺杆的作用下在凸翼的空腔和通槽之间位移。

优选的，所述的顶板的底端设有与连接件铰链接的凸块，所述的连接件的两端分别与凸块和导块一以及导块二铰链接。

优选的，所述的连接件包括两个结构相同且互为配合的接链杆，所述接链杆的内表面一端设有凸出接链杆的卡块，所述接链杆的内表面的另一端设有与卡块适配的凹槽，所述的两个接链杆通过卡块和凹槽互为卡合连接。

优选的，所述的螺杆贯穿导块一和导块二的中轴线设置，所述导块一和导块二与螺杆对应的贯穿处内部设有与螺杆配合的螺母，所述螺杆对应通槽处的外表面连接有承载弓丝的承托板，所述的弓丝设于承托板和顶板之间。

优选的，所述的螺杆设于导块一和导块二的底部，所述螺杆的杆一和杆二分别通过导程件固定连接导块一和导块二，所述的导程件内设有与螺杆适配的螺母，所述的弓丝设于顶板和通槽之间。

优选的，所述的矫正装置还包括有用于对弓丝进行预紧的预紧机构，所述的预紧机构包括固定板，所述的固定板的底部宽度方向的两侧设有对称的、通过转轴连接固定板的两转轮，所述固定板的中央处设有沿固定板高度方向延伸设置的拉槽，所述的拉槽内滑动连接有一拉杆，所述的拉杆的底部设有与转轮啮合连接的齿条，所述的转轴上连接有用于悬挂弓丝的挂钩。

优选的，正畸矫治过程中，正畸弓丝与托槽间需要克服最大静摩擦力，才能使牙齿移动，影响正畸摩擦力大小的因素有弓丝截面特性S，托槽的通槽与顶板之间的截面特性W，其中弓丝的弹性模量为E，动摩擦因数μ，弓丝截面参数为截面惯性矩I，弓丝与托槽间接触角θ，弓丝进入托槽后，在预压力作用下产生变形，从而使水平弓丝产生正畸力，水平方向上有效正畸力F满足：

F=3EId/y³-16μEI/[W(2D-W)(1-μtanθ)]，其中D为弓丝的直径，d为弓丝在最大挠度和最大转角时的最大加载距离。

优选的，所述连接件的应变值S满足：

S=[(α·F₀·B)+(E-118)²]/υ·ρ^1/2，其中F₀为矫正装置的顶板和托槽材质的应力，υ为矫正装置材质的泊松比，ρ为矫正装置材质的密度，E为矫正装置材质的杨氏模量，且50≤e≤17638MPa。

优选的，采用封闭式电子回旋共振等离子体溅射技术在所述托槽和弓丝的表面制备类金刚石膜，改善其生物性能，减轻托槽-弓丝间磨损并降低摩擦力。

优选的，为保证限位机构在正畸矫治的过程中的安全性，所述限位机构材质的抗弯强度σ满足：

σ=3βL/2bh²，其中L为导块一和导块二之间的间距（mm），b为顶板的宽度（mm），h为顶板的推起高度（mm），β为限位机构的屈服强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的口腔正畸固定矫正装置，在将托槽和弓丝第一次固定好之后，在患者后期的复诊过程中，医生只需通过转动螺杆即可将顶板抬起，对弓丝进行调节后反向转动螺杆即可将顶板向靠近弓丝的方向调节，对弓丝进行夹紧限位，无需将整个顶板打开，避免顶板脱落。

2、本发明提供的口腔正畸固定矫正装置，通过预紧机构可便于对弓丝进行精确的力调控，将弓丝通过牵引钩悬挂在转轮的挂钩上，向上拉动拉杆，拉杆上的齿条带动转轮转动，将两侧的弓丝拉进调节，通过每一次对齿轮齿条的啮合齿数便于调整弓丝的长度及矫正力度。

附图说明

图1是本发明口腔正畸固定矫正装置结构示意图。

图2是本发明口腔正畸固定矫正装置的剖视图。

图3是本发明口腔正畸固定矫正装置的限位机构示意图。

图4是本发明实施例2示意图。

图5是本发明口腔正畸固定矫正装置的顶板示意图。

图6是本发明口腔正畸固定矫正装置的连接件示意图。

图7是本发明口腔正畸固定矫正装置的预紧机构示意图

图中：1、底板；2、托柱；3、托槽；4、通槽；5、限位机构；6、弓丝；7、凸翼；8、固定板；9、转轮；10、挂钩；11、拉杆；12、齿条；51、顶板；52、螺杆；53、导块一；54、导块二；511、凸块；521、杆一；522、杆二；551、接链杆；552、卡块；553、凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例1

结合图1-3，口腔正畸固定矫正装置，包括底板1和通过托柱2连接于底板1上端的托槽3，所述的托槽3的中央处开设有用于放置弓丝6的通槽4，所述托槽3的通槽4两侧为呈圆弧形结构的且内部具有空腔的凸翼7，托槽为两侧呈半圆弧形，放置在口腔中，不会引起口腔内部的不适，通槽4设在托槽3的中部，位于两侧半圆弧形的凸翼7之间。

所述的通槽4内设有用于对弓丝6限位的限位机构5，将弓丝6置于通槽4内，通过限位机构5可对弓丝进行夹紧，所述的限位机构5包括横向贯穿通槽4并沿托槽3延伸设置的螺杆52和设于通槽4内并与螺杆52连接的顶板51，顶板51用于打开或关闭通槽4，顶板51与通槽4的侧壁抵接，根据实际使用需求，可将顶板最低位置设于与通槽的顶端齐平，所述的螺杆52的外表面上对称分布有螺纹方向相反的杆一521和杆二522，所述的杆一521和杆二522分别连接有适配的导块一53和导块二54，所述的导块一53和导块二54均通过连接件55分别连接顶板51的两端，所述螺杆52的一端穿出通槽4一侧的凸翼7并连接有用于旋转螺杆52的旋帽，所述螺杆52的另一端通过轴承座连接通槽4另一侧的凸翼7内壁，所述的导块一53和导块二54在螺杆52的作用下在凸翼7的空腔和通槽4之间位移，所述的螺杆52贯穿导块一53和导块二54的中轴线设置，所述导块一53和导块二54与螺杆52对应的贯穿处内部设有与螺杆52配合的螺母，所述螺杆52对应通槽4处的外表面连接有承载弓丝6的承托板56，所述的弓丝6设于承托板56和顶板51之间, 承托板56采用弹性材质。

在初次安装时，将托槽通过底板粘接在牙冠上，通过连接件55将顶板52和相应的导块铰链接在一起，螺杆采用丝杆和丝杆螺母的结构，在复诊时，医生根据患者的牙齿移动情况调整弓丝6，当正向转动螺杆时，两个导块一53和导块二54相互靠近，连接件55将顶板52抬升，顶板52与通槽4之间的间隙变大，在无需拆掉顶板52的前提下即可对弓丝6进行调整，调整完成后，反向转动螺杆，则两个导块相互远离，朝凸翼的空腔内移动，顶板52下降，将调整后的弓丝固定在通槽内，在多次复诊过程中，无需医生拆卸顶板即可实现调整，避免顶板脱落。

实施例2

与实施例1不同的是，结合图4，所述的螺杆52设于导块一53和导块二54的底部，所述螺杆52的杆一521和杆二522分别通过导程件57固定连接导块一53和导块二54，所述的导程件57内设有与螺杆52适配的螺母，所述的弓丝6设于顶板51和通槽4之间。

实施例3

在实施例1的基础上，结合5和图6，所述的顶板51的底端设有与连接件55铰链接的凸块511，所述的连接件55的两端分别与凸块511和导块一53以及导块二54铰链接，所述的连接件55包括两个结构相同且互为配合的接链杆551，所述接链杆551的内表面一端设有凸出接链杆551的卡块552，所述接链杆551的内表面的另一端设有与卡块552适配的凹槽553，所述的两个接链杆551通过卡块552和凹槽553互为卡合连接，两个接链杆551拆卸和安装灵活，便于操作。

实施例4

所述的矫正装置还包括有用于对弓丝进行预紧的预紧机构，所述的预紧机构包括固定板，所述的固定板的底部宽度方向的两侧设有对称的、通过转轴连接固定板的两转轮，所述固定板的中央处设有沿固定板高度方向延伸设置的拉槽，所述的拉槽内滑动连接有一拉杆，所述的拉杆的底部设有与转轮啮合连接的齿条，所述的转轴上连接有用于悬挂弓丝的挂钩。

通过预紧机构可便于对弓丝进行精确的力调控，将弓丝通过牵引钩悬挂在转轮的挂钩上，向上拉动拉杆，拉杆上的齿条带动转轮转动，将两侧的弓丝拉进调节，通过每一次对齿轮齿条的啮合齿数便于调整弓丝的长度及矫正力度。

实施例5

正畸力的大小对于牙齿矫治十分重要，关键是如何获得持续而轻柔的矫治力，当弓丝强度可以抵抗永久变形时，其硬度可能就太大，导致初始正畸力值过大和力值迅速衰减，一种解决方法是获得弹性与强度良好组合，增加两个托槽间弓丝的长度，增加弓丝长度一般通过增加弓丝折叠次数或弯制各种曲获得，但在弓丝上做曲耗费椅旁时间和减少口内空间这是主要缺点；另一种方法是将两根或多根弹性好的细丝合并使用，在发生永久变形之前，可以承受的负荷是单根弓丝可承受负荷的两倍，在整个正畸矫治过程中，滑动阻力都贯穿其中,每个正畸医生应根据每个阶段的矫治目标合理的选择特定的托槽与弓丝的匹配组合,使矫治系统所产生的滑动阻力为最小。因此，当矫治严重的牙列拥挤时,在早期的整平排齐阶段,选用横截面积小、弹性大的弓丝与被动自锁托槽组合,有助于减少托槽矫治系统的滑动阻力,进而有利于牙齿的快速排齐，而在后期精细调整阶段,不期望牙齿产生移动时,应选用横截面积大、硬度大的弓丝，可以增加托槽矫治系统的滑动阻力,有利于牙齿的稳定。

正畸力的产生主要是弓丝材料的弹性形变，在进行分析的时候，将正畸弓丝看成是一段两端固定的梁，将外力施加在这样的梁上，梁的反应就可以通过该力所引发的形变(弯曲或扭转)来测量，在受力状态下，可以参考梁的长度、横截面积，用施加外力的大小和梁的形变量推算出内在的应力及应变。

舌侧正畸矫治的目标，即通过弓丝变形产生的力使牙列回复到理想的位置，矫治完成后，牙列与弓丝的最终位置，此时，弓丝呈不受力的状态，弓丝的弓形符合牙列的弓形。在舌侧矫治初期，牙列是不平整的，弓丝与托槽佩戴在牙齿上，弓丝产生了一定的变形，变形导致弓丝产生正畸力通过托槽作用在牙齿上，带动牙齿往弓丝原来的位置上移动，移动方向取决于施力的方向。

正畸矫治过程中，正畸弓丝与托槽间需要克服最大静摩擦力，才能使牙齿移动，影响正畸摩擦力大小的因素有弓丝截面特性S，托槽的通槽与顶板之间的截面特性W，其中弓丝的弹性模量为E，动摩擦因数μ，弓丝截面参数为截面惯性矩I，弓丝与托槽间接触角θ，弓丝进入托槽后，在预压力作用下产生变形，从而使水平弓丝产生正畸力，水平方向上有效正畸力F满足：

采用封闭式电子回旋共振等离子体溅射技术在基片偏压设置60V时在所述托槽和弓丝的表面制备类金刚石膜，改善其生物性能，减轻托槽-弓丝间磨损并降低摩擦力，类金刚石膜经过改变镀膜参数，可以镀制在正畸弓丝及托槽表面并提高摩擦磨损性能，类金刚石膜具有抵抗变形链球菌粘附的能力和良好生物性能，提高了弓丝的耐磨性及抗腐蚀能力。

限位机构和托槽采用同样的材质，为保证限位机构在正畸矫治的过程中的安全性，所述限位机构材质的抗弯强度σ满足：

限位机构在破坏前所能承受的最大拉力为0.75-1.83kN，足以保证限位机构在正畸矫正的过程中零部件的安全性。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的保护范围内所做的任何修改，等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.口腔正畸固定矫正装置，其特征在于：包括底板（1）和通过托柱（2）连接于底板（1）上端的托槽（3），所述的托槽（3）的中央处开设有用于放置弓丝（6）的通槽（4），所述的通槽（4）内设有用于对弓丝（6）限位的限位机构（5），所述的限位机构（5）包括横向贯穿通槽（4）并沿托槽（3）延伸设置的螺杆（52）和设于通槽（4）内并与螺杆（52）连接的顶板（51），所述的螺杆（52）的外表面上对称分布有螺纹方向相反的杆一（521）和杆二（522），所述的杆一（521）和杆二（522）分别连接有适配的导块一（53）和导块二（54），所述的导块一（53）和导块二（54）均通过连接件（55）分别连接顶板（51）的两端；

所述托槽（3）的通槽（4）两侧为呈圆弧形结构的且内部具有空腔的凸翼（7），所述的顶板（51）的侧壁相对通槽（4）的内侧壁滑动接触；所述螺杆（52）的一端穿出通槽（4）一侧的凸翼（7）并连接有用于旋转螺杆（52）的旋帽，所述螺杆（52）的另一端通过轴承座连接通槽（4）另一侧的凸翼（7）内壁，所述的导块一（53）和导块二（54）在螺杆（52）的作用下在凸翼（7）的空腔和通槽（4）之间位移。

2.根据权利要求1所述的口腔正畸固定矫正装置，其特征在于：所述的顶板（51）的底端设有与连接件（55）铰链接的凸块（511），所述的连接件（55）的两端分别与凸块（511）和导块一（53）以及导块二（54）铰链接。

3.根据权利要求1所述的口腔正畸固定矫正装置，其特征在于：所述的连接件（55）包括两个结构相同且互为配合的接链杆（551），所述接链杆（551）的内表面一端设有凸出接链杆（551）的卡块（552），所述接链杆（551）的内表面的另一端设有与卡块（552）适配的凹槽（553），所述的两个接链杆（551）通过卡块（552）和凹槽（553）互为卡合连接。

4.根据权利要求1所述的口腔正畸固定矫正装置，其特征在于：所述的螺杆（52）贯穿导块一（53）和导块二（54）的中轴线设置，所述导块一（53）和导块二（54）与螺杆（52）对应的贯穿处内部设有与螺杆（52）配合的螺母，所述螺杆（52）对应通槽（4）处的外表面连接有承载弓丝（6）的承托板（56），所述的弓丝（6）设于承托板（56）和顶板（51）之间。

5.根据权利要求1所述的口腔正畸固定矫正装置，其特征在于：所述的螺杆（52）设于导块一（53）和导块二（54）的底部，所述螺杆（52）的杆一（521）和杆二（522）分别通过导程件（57）固定连接导块一（53）和导块二（54），所述的导程件（57）内设有与螺杆（52）适配的螺母，所述的弓丝（6）设于顶板（51）和通槽（4）之间。