CN117642134A - 制造患者特定的正畸管 - Google Patents

Abstract

本实施方式涉及一种通过使用基于陶瓷浆液的增材制造(AM)技术来直接制造定制的唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法。例如，通过增材制造来制造定制的陶瓷唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法可以包括：测量患者的牙齿的轮廓的齿列数据；基于齿列数据，生成患者的牙齿的三维计算机辅助设计(3D CAD)模型并且对该3D CAD模型进行保存；基于所述3D CAD模型，设计关于单个唇侧管结构或舌侧管结构的虚拟的3D CAD管结构模型；将与3D CAD管结构模型相关的数据导入到增材制造机器中；以及由无机材料利用增材制造机器通过分层制造直接生产管，所述无机材料包括陶瓷、聚合物转变陶瓷和聚合物转变金属中的至少一者。

Description

制造患者特定的正畸管

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2022年3月11日提交的标题为“MANUFACTUREOF PATIENT-SPECIFIC ORTHODONTIC TUBE(制造患者特定的正畸管)”的序列号为63/318,954的美国临时申请和于2021年5月30日提交的标题为“MANUFACTURE OF PATIENT-SPECIFIC ORTHODONTIC TUBE(制造患者特定的正畸管)”的序列号为63/195,052的美国临时申请的优先权，这些美国临时申请中的每个美国临时专利申请的全部内容都通过参引并入本文中。

技术领域

本发明的实施方式总体上涉及制造用于矫直牙齿和矫正咬合不正的陶瓷的唇侧正畸管/舌侧正畸管。更具体地，本发明的实施方式涉及通过使用基于陶瓷浆料的增材制造(AM)技术直接制造定制的唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法。

背景技术

正畸已经被广泛地适用于临床，以矫正咬合不正和矫直牙齿。传统的方法是将预先成形的托架和管粘附到牙齿上，并且将横截面形状为圆形、方形或矩形的弹性金属线材延伸穿过管槽以提供驱动力。通过用粘合剂填充牙齿表面与托架和管表面之间的间隙来实现托架和管对单个牙齿的适应。由此，这将托架和管结合至牙齿，使得在牙齿移动至其最终位置时托架和管槽位于接近平坦(取决于制造精度)的水平平面中。

发明内容

本发明的一些实施方式提供了用于产生定制的舌侧陶瓷正畸管或唇侧陶瓷正畸管的改进的技术，并且所述技术提供了在诊所制作这种管的能力。

预先形成的方丝管可能没有处方，从而需要对弓形线材进行调整。替代性地，方丝管可以具有用于特定牙齿的角度、倾斜度或进/出变化的理想化处方，因此这种方丝管被称为“直线材矫治器”。由于管垫通常不是针对单个患者的牙齿定制而成的，临床医生负责管的放置，因此这可能会引入误差来源，从而通常会增加患者的就诊次数和整体治疗时间。这些管通常是现成的产品。将管结合至牙齿时的错位可以通过线材中的补偿性弯折或者通过使管脱开结合并将其重新定位来进行校正，这两种方式均会增加时间和费用。目前能够使用定制的金属舌侧管，定制的金属舌侧管根据对齿列的3D扫描或印模而在中央位置处制作并邮寄返回至临床医生，并且通过间接结合转移至患者。选择性激光熔化(SLM)是一种已经用于产生定制的金属舌侧托架和管的3DAM技术(例如，参见美国专利No.8,694,142)，但是该技术存在分辨率和表面光洁度不足的问题。尽管已经使用了真正定制的唇侧管，但是可以通过间接结合来产生标准的非定制的管的定制定位，而其本身在管本身中具有固有误差。许多当前的真正定制的唇侧系统(SURESMILE^TM公司)严重依赖于基于3D扫描在线材中设置定制的弯曲部，而不是产生真正的直线材矫治器。例如，美国专利No.8,690,568提供了一种将金属托架槽在定制位置中焊接至普通金属托架基部的方法，但是没有描述用于产生定制的托架基部或产生美观的非金属托架的方法。这些部分定制的金属托架和管(类似于管)存在由于普通基部与牙齿形态不匹配而产生的槽定位不准确和过早地脱开结合的问题，并且对于出于美观考虑而喜欢非金属矫治器的老年患者而言并不美观。自1980年以来，陶瓷托架已经是商业上可获得的并且得到研究，并且与金属托架相比，陶瓷托架由于其优异的美观性、抗蠕变性、刚性、生物相容性、耐腐蚀性、在口腔环境中的稳定性以及无毒的性质而成为了一种理想的材料。然而，由于这种管位于口部的托架中，对金属的美观替代品的需求对于患者而言并不重要，因此非定制陶瓷管自2018年以来才可获得。陶瓷托架和陶瓷管主要通过注射成型来制造，从而具有制造的局限性。例如，可能很难或不可能使用注射成型来产生可以增强管与牙齿粘合剂的机械结合强度的底切部。

与金属管不同，陶瓷管无法为了脱开结合而弯折，而是必须断开管与结合材料之间的连接。由于陶瓷的机械性能和这种脱开结合的机制，如果管无法容易地与牙齿分开，则在使管脱开结合时存在较高的损坏牙釉质的风险。在这种情况下，需要金刚砂钻来将管从牙齿上钻下，这可能会产生火花，需要很长时间并导致较差的患者和提供者的体验。

目前，还没有商业上可获得的这样的陶瓷管，该陶瓷管通过沿着“应力集中器”形式的受控断裂来脱开结合，该应力集中器被设计成在被施加压力时迫使管在特定位置处断开。应力集中器的静态形状无法根据管的(进出)厚度及其在牙齿上的精确位置来提供一致的脱开结合体验，并且因此还必须使用定制形状。

目前，没有用于产生美观定制的舌侧或唇侧的陶瓷正畸管的系统，并且也没有可以通过私人正畸诊所的经训练的成员100％在诊所制作的定制的托架和管的系统。需要用于产生定制的舌侧和唇侧的陶瓷正畸管的更加有效和精确的技术以及更美观的唇侧管。

本发明的一些实施方式可以用于解决在当前的直线材矫治器正畸管的制造技术中出现的问题。例如，在一个实施方式中，可以通过利用任意数目的基于陶瓷浆料的AM技术来提供一种定制的舌侧管/唇侧管的直接制造方法，所述基于陶瓷浆料的AM技术的示例可以包括数字光处理(DLP)、激光光聚合立体光刻、喷射打印(包括粒子喷射打印、纳米粒子喷射打印)、分层浆料沉积(LSD)或者激光诱导注浆铸造。浆料被限定为分散在液体中的无机颗粒，并且可以是可光聚合的，或者可以通过其他机制来聚合。同样，可以使用类似的方法来产生金属管，其中，浆料中的无机材料为金属。可以产生的物品的示例包括根据个体的牙齿特征和颅面特征的定制的唇侧管/舌侧管，该定制的唇侧管/舌侧管可以具有被设计到管中的直接牙齿匹配的断层线/凹槽(也称为断裂凹槽、应力集中器或分离机构)。基于陶瓷浆料的AM可以在这样的装置中进行，该装置足够小以舒适地配装在私人正畸实验室中，并且考虑到针对非定制管和定制管的市场价格和诊所用量，目前可以以合理的价格获得。

例如，在一些实施方式中，通过基于陶瓷浆料的AM来制造定制的陶瓷的唇侧正畸管/舌侧正畸管的方法可以包括：测量患者的牙齿的轮廓的齿列数据；基于齿列数据，使用逆向工程生成患者的牙齿的三维计算机辅助设计(3D CAD)模型并且将该3D CAD模型保存在计算机上；设计用于单个唇侧管结构或单个舌侧管结构的3D CAD管结构模型；将与3DCAD管结构模型相关的数据导入到基于陶瓷浆料的AM机器中；通过分层制造在基于陶瓷浆料的AM机器中直接生产管(生坯部分)。在直接使用之前或者在与表面性能相关的其他后处理步骤之前，可以在烧结和脱粘合炉中对管进行处理。3D CAD管结构模型可以包括至少表示下述各者的数据：a)管垫(基部)，该管垫(基部)具有通向管的结合表面的凹槽和/或底切部，以与特定牙齿的表面接触；b)断层凹槽(也被称为断裂凹槽、应力集中器或分离机构)，该断层凹槽与患者的牙齿相匹配以有助于脱开结合；c)槽，该槽用于根据患者的正畸需要进行定位；d)管材料；e)特定牙齿的轮廓；以及f)管导引装置，该管导引装置用以对将管三维放置到牙齿上进行引导。基于陶瓷浆料的AM机器可以包括：成型隔室，该成型隔室包括用以通过分层制造来直接生产管的平台和柱塞；材料隔室；以及用于数字光处理的LED光源或者具有至少一个分配喷嘴以用于“喷射”打印的打印头，其中，管是通过使用切片软件将3DCAD管结构模型分成层并获得每个层的水平截面模型使得由基于陶瓷浆料的AM机器产生的每个层的形状与3D CAD结构数据一致的分层制造来生产的。基于陶瓷浆料的AM机器可以包括：缸，该缸适于在制造期间对管进行保持；水平构建平台，该水平构建平台适于在缸底部上方保持在可设置的高度处；曝光单元，该曝光单元适于被控制成用于以具有预定几何形状的强度图案对水平构建平台上的表面进行位置选择性曝光；控制单元，该控制单元适于接收3D CAD管结构模型并使用该3D CAD管结构模型通过控制曝光单元在连续的曝光步骤中使分别具有预定几何形状的位于构建平台上的一个在另一个之上的层进行聚合，并且适于在针对层的每个曝光步骤之后对构建平台相对于缸底部的相对位置进行调节，以便依次以由层几何形状的顺序产生的期望形式构建物体。曝光单元还可以包括作为光源的激光器，该激光器的光束借助于由控制单元控制的可移动镜连续扫描曝光区域。

基于陶瓷浆料的AM机器可以包括光源，该光源为激光器或LED光源。DLP机器的光源可以辐射在400nm与500nm之间的波长。DLP机器可以包括作为光调制器的数字光处理芯片。数字光处理芯片可以是微镜阵列或LCD阵列。替代性地，基于陶瓷浆料的AM机器可以使用喷射技术，由此在喷射分配非陶瓷支撑材料或不喷射分配非陶瓷支撑材料的情况下将液体陶瓷浆料分层地喷射到构建板上。

对齿列数据的测量可以使用CT扫描仪、口腔内扫描仪、坐标测量机器、激光扫描仪或结构光数字化仪来进行。对齿列数据的测量可以通过对铸造或3D打印的牙齿模型执行3D扫描来进行。

可光聚合的材料可以选自包含高强度的氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷以及金属的组，其包括但不限于：氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝增韧氧化锆(ATZ)、氧化锆增韧氧化铝(ZTA)、二硅酸锂、白榴石硅酸盐和氮化硅、以及诸如不锈钢17-4PH或316L、钛(Ti/Ti-Al6-V4)、钴铬(CoCr)、钨和碳化钨/钴(W或WC/Co)、碳化硅(SiC)、钼(Mo)和贵金属(例如金(Au))的金属。

通过分层制造来直接生产管还可以包括一种设备，该设备包括：缸，该缸具有至少部分透明或半透明形成的水平底部，可光聚合的材料可以填充到该缸中；水平构建平台，该水平构件平台适于在缸底部上方保持在可设定的高度处；曝光单元，该曝光单元适于控制成用于以具有预定几何形状的强度图案对构建平台上的表面进行定置和选择性曝光，该曝光单元包括通过微镜来细化以更精确地对固化进行控制的光源；控制单元，该控制单元适于在连续曝光步骤中使构建平台上的一个位于另一个上方的层进行聚合、将曝光单元控制成对缸中的光反应浆料进行选择性曝光、在针对层的每次曝光之后，对构建平台相对于缸底部的相对位置进行调节，并且依次以由层几何形状的顺序产生的期望形式构建管。曝光单元还可以包括作为光源的激光器，该激光器的光束借助于由控制单元控制的可移动镜连续扫描曝光区域。

扫描精度可以小于0.02mm。制造精度可以为1μm至约60μm，并且其中，该精度可以通过使用对聚合收缩量进行预测的层间累加误差补偿方法来实现。管的所制造的层包括选自包含高强度的氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷以及金属的组的材料，其包括但不限于：氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝增韧氧化锆(ATZ)、氧化锆增韧氧化铝(ZTA)、二硅酸锂、白榴石硅酸盐和氮化硅、以及诸如不锈钢17-4PH或316L、钛(Ti/Ti-Al6-V4)、钴铬(CoCr)、钨和碳化钨/钴(W或WC/Co)、碳化硅(SiC)、钼(Mo)和贵金属(例如金(Au))的金属。

3D CAD模型可以被保存为.stl文件或另一种3D矢量文件。所制造的层的厚度可以为5微米(μm)至100微米(μm)，并且机器可以使用1μm至100μm的X-Y像素分辨率。可以使用不同的固化策略(CS)和固化深度(Cd)。用于生产管的各层的材料的选择可以基于不同的力的需求。

所打印的管可以具有金属插入物，该金属插入物与槽中的弓形线材接触。所打印的管可以是传统的双管设计或者被修改为自套扎或主动式套扎的，并且被设计成在槽中容纳0.018英寸至0.022英寸的弓形线材，但是槽的高度可以从0.017英寸至0.023英寸变化。槽相对于牙齿的定位可以通过制造定制的基部或者通过在基部不变的情况下制造定制的槽定位装置来进行定制。从管垫到槽深度的最小长度可以为0.2mm至3mm，这取决于所需的管偏移和为了患者舒适度而减小管轮廓的期望。可以基于所选择的治疗来确定管的角度、偏移、扭矩和处方。管的(任何位置的)结构性能可以被改变成有助于在治疗后容易地使管脱开结合。管的一部分可以是预先形成的生坯陶瓷体，以用于减少打印管的时间和复杂性。

所打印的管的导引装置可以具有用于单个管的单个管附接部。可以使用粘合剂材料将管保持在陶瓷弓形线材上。粘合剂材料可以是粘性蜡。间接结合/定制管的放置可以经由托盘(例如，基于硅树脂的或真空形成的托盘)来进行，该托盘将所述定制的陶瓷管运送至理想的牙齿位置。该方法还可以包括产生管导引装置，该管导引装置包括刚性陶瓷矩形弓形线材或者在每个平面中对每个管在牙齿上的位置进行指示的其他弓形成形件，该弓形成形件具有适于经由间接结合系统来帮助放置管的至少两个咬合侧/切牙侧支撑部。管的将管保持或连接至牙齿表面的部分可以基于牙齿的表面轮廓来设计。

管可以具有与该管所要附接的牙齿的颜色相匹配的颜色。管可以是透明的。管可以具有与该管所要附接的牙齿的颜色无关的选定颜色。

在一些实施方式中，3D CAD管结构模型可以包括对适于接纳弓形线材的至少一个槽进行限定的数据，所述数据包括限定用于槽的壁的补偿角度的数据，所述补偿角度用以补偿由于过度聚合而引起的收缩并实现平行的槽壁。

在一些实施方式中，3D CAD管结构模型可以包括对管的基部的表面的轮廓进行限定的数据。所述轮廓可以适应要与管结合的牙齿的形状。所述轮廓可以基于管的进/出和偏移、槽的梢部以及扭矩中的至少一者来进行进一步调整。

在一些实施方式中，3D CAD管结构模型包括对管结构基部的周向表面上的脊部进行限定的数据。脊部可以定位在管结构基部与管结构面部接合的接合部处。脊部可以定位在管结构的牙龈侧边缘表面上、管结构的咬合侧边缘表面上或者该牙龈侧边缘表面和该咬合侧边缘表面两者上。脊部的高度可以沿着管结构的近中/远中轴线变化。脊部的高度可以为约0.04mm至约1mm。牙龈侧脊部的高度可以不同于咬合侧脊部的高度。3D CAD管结构模型可以包括对与应力集中器的位置相对应的脊部中的间隙进行限定的数据。

在一些实施方式中，3D CAD管结构模型包括对管结构的基部中的倒角进行限定的数据。倒角可以定位在管结构与牙齿接合的接合部处。倒角可以定位在牙龈侧的管/牙齿的接合部上、咬合侧的管/牙齿的接合部上、或者牙龈侧的管/牙齿的接合部和咬合侧的管/牙齿的接合部两者上。倒角可以构造成与正畸工具相匹配。在一些实施方式中，3D CAD管结构模型可以包括对管的基部或面部中的断裂凹槽(辅助槽或竖向槽)进行限定的数据。断裂凹槽可以被调整成在施加法向力时发生断裂。所述法向力可以在近中-远中方向、咬合侧-牙龈侧方向中的至少一者上施加，或者可以向任何相反的拐角施加。断裂凹槽可以被调整成在施加法向力时提供管的可预测的断裂，从而使得能够通过拉伸力和剥离力的组合来使管脱开结合。拉伸力和剥离力的组合可以小于经结合的管的剪切结合强度。法向力可以为10牛顿至180牛顿并且包括10牛顿和180牛顿。

断裂凹槽可以在管的中间竖向三分之一处，管的中间竖向三分之一由管尺寸限定或者在管尺寸和基部尺寸不相同的情况下由基部尺寸限定。断裂凹槽具有光滑的边缘，以避免截留口腔内的碎屑。断裂凹槽可以包括弱化区域，该弱化区域包括咬合侧-牙龈侧方向上或近中-远中方向上的牙齿侧弯曲凹陷部，该牙齿侧弯曲凹陷部可以形成尖锐梢部。这种尖锐梢部可以有助于断裂的可靠性。断裂凹槽可以与牙齿的用于管定位的部分的轮廓相匹配。断裂凹槽的距离牙齿表面的深度可以是恒定的。断裂凹槽的深度可以为0.10mm至1.2mm并且包括0.10mm和1.2mm，并且可以根据管的进-出来计算。断裂凹槽的距离牙齿表面的深度可以变化。断裂凹槽的深度的变化可以达从牙齿表面到断裂凹槽的最深部分的距离的50％。断裂凹槽的宽度可以在0.25mm与1.25mm之间。

在一些实施方式中，3D CAD管结构模型可以包括将管的至少一些拐角限定为被圆化的数据。管的牙龈侧拐角和咬合侧拐角两者均可以被圆化。管的经圆化的拐角可以具有0.05mm至2.0mm且包括0.05mm和2.0mm的曲率半径。圆化可以是对称的或非对称的。

在一些实施方式中，3D CAD管结构模型可以包括对管的基部中的多个保持结构进行限定的数据。每个保持结构可以是具有大于0°的正拔模角的三维图形。每个保持结构可以是选自包括半月形椎体、完全圆形的椎体、正方形、矩形、保持网格和/或保持网的三维图形的组中的三维图形。每个保持结构可以具有大致梯形的横截面，并且具有朝向牙齿结构或牙齿表面定向的中性平面，该中性平面比朝向管本体定向的基部平面宽。每个中性平面可以是平坦的。每个中性平面可以平行于基部平面。至少一些中性平面可以不平行于基部平面。至少一些中性平面可以不平行于基部平面，使得保持结构的整体图案总体上根据该保持结构所结合的牙齿表面的形状定轮廓。至少一些中性平面可以根据其所结合的牙齿表面的形状定轮廓。

在一些实施方式中，管可以适于结合至牙齿的舌侧表面或唇侧表面。唇侧管或舌侧管可以由下述各者制成：氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝增韧氧化锆(ATZ)、氧化锆增韧氧化铝(ZTA)、二硅酸锂、白榴石硅酸盐和氮化硅、以及诸如不锈钢17-4PH或316L、钛(Ti/Ti-Al6-V4)、钴铬(CoCr)、钨和碳化钨/钴(W或WC/Co)、碳化硅(SiC)、钼(Mo)和贵金属(例如金(Au))的金属。3D CAD管结构模型可以包括对下述各者进行限定的数据：适于接纳弓形线材的近中-远中槽或水平槽、适于将弓形线材的至少一部分接纳在管的中间三分之一内的竖向槽、或者近中-远中槽或水平槽以及竖向槽两者。竖向槽还可以适于接纳数字化设计的舌侧多环线材。

一些实施方式提供了一种制造用于患者的定制的正畸管的方法。该方法包括：获得患者的一个或更多个牙齿的三维(3D)模型；使用患者的一个或更多个牙齿的3D模型生成正畸管结构的3D模型，该正畸管结构包括有助于使正畸管与患者的牙齿脱开结合的脱开结合结构；以及使用增材制造装置基于正畸管结构的3D模型来生产定制的正畸管。

在一些实施方式中，脱开结合结构的至少一部分具有基于一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的3D模型的定制形状。在一些实施方式中，脱开结合结构包括位于正畸管结构的一部分中的应力集中器。在一些实施方式中，应力集中器被定形状成使得在向应力集中器施加法向力时，定制的正畸管发生断裂。在一些实施方式中，应力集中器沿着正畸管结构的咬合侧-牙龈侧方向延伸。在一些实施方式中，应力集中器包括具有大致三角形横截面的轮廓的部分。

在一些实施方式中，脱开结合结构在正畸管结构的3D模型中包括脊部。在一些实施方式中，脊部靠近正畸管结构的基部与正畸管结构的面部接合的接合部。在一些实施方式中，脊部的高度沿着正畸管结构的近中-远中轴线变化。

一些实施方式提供了一种通过增材制造装置使用正畸管结构的3D模型而生产的定制的正畸管，该正畸管结构的3D模型是使用患者的一个或更多个牙齿的3D模型生成的，定制的正畸管包括有助于使定制的正畸管与患者的牙齿脱开结合的脱开结合结构。

在一些实施方式中，脱开结合结构的至少一部分具有基于一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的3D模型的定制形状。在一些实施方式中，脱开结合结构包括位于定制的正畸管的一部分中的应力集中器。在一些实施方式中，定制的正畸管响应于施加至应力集中器的法向力而发生断裂。在一些实施方式中，定制的正畸管还包括：基部；以及两个部分；其中：应力集中器包括位于所述两个部分之间的近似V形的空间；并且近似V形的空间的顶点靠近基部。在一些实施方式中，两个部分中的每个部分包括位于近似V形的空间的相应的侧部上的大致平坦的壁。

在一些实施方式中，脱开结合结构包括至少一个脊部。在一些实施方式中，定制的正畸管还包括：基部；以及垂直于基部的面部；其中，至少一个脊部至少部分地靠近基部与面部相交的相交部定位。在一些实施方式中，面部包括槽开口，该槽开口定尺寸成用于供弓形线材插入穿过槽。在一些实施方式中，定制的正畸管包括由一空间至少部分地分开的两个部分，并且至少一个脊部包括第一脊部和第二脊部，其中：第一脊部位于所述两个部分中的第一部分上；并且第二脊部位于所述两个部分中的第二部分上。在一些实施方式中，将两个部分分开的空间是应力集中器。

在一些实施方式中，定制的正畸管还包括多个部分，所述多个部分各自包括延伸穿过该部分的相应的槽。在一些实施方式中，多个部分的槽被对准成使得弓形线材穿过所述多个部分的槽。

一些实施方式提供了一种制造用于患者的定制的正畸管的方法。该方法包括：获得患者的一个或更多个牙齿的三维(3D)模型；使用患者的一个或更多个牙齿的3D模型生成正畸管结构的3D模型，正畸管结构包括由多个壁环绕并用于接纳线材的槽，其中，所述多个壁中的一个或更多个壁的端部相对于正畸管结构的近中表面成角度；基于正畸管结构的3D模型，使用增材制造装置来生产定制的正畸管。

在一些实施方式中，该方法还包括：基于正畸处方确定槽的主要部分的角度；其中，生成正畸管结构的3D模型包括将槽生成为具有所确定的所述槽的主要部分的角度。在一些实施方式中，正畸处方包括与患者牙齿的相关联的牙齿有关的期望扭矩、倾斜、旋转或其组合的指示。

在一些实施方式中，槽包括：四个壁和四个拐角；并且槽在槽的每个拐角中包括榫眼，该榫眼用以防止材料在定制的正畸管的增材制造期间在槽的拐角中聚合。

在一些实施方式中，该方法还包括：基于要由槽接纳的线材的尺寸和形状来确定槽的尺寸和形状；其中，生成正畸管结构的3D模型包括生成具有所确定的尺寸和形状的槽。

在一些实施方式中，生成正畸管结构的3D模型包括：确定用于槽的至少一部分的灰度图案，其中，灰度图案指示要由增材制造装置应用的聚合图案；以及将灰度图案应用于槽的至少一部分。在一些实施方式中，灰度图案包括各自指示要在正畸管结构的3D模型中的相应位置处聚合的材料的量的多个像素点。在一些实施方式中，灰度图案包括各自指示在正畸管结构的3D模型中的相应位置处是开启聚合还是关闭聚合的多个像素点。

在一些实施方式中，正畸管结构包括凹口，流动通过槽的材料可以借助于该凹口离开正畸管结构。在一些实施方式中，正畸管结构包括与定制的正畸管在其上生产的构建板相邻的接合部；并且凹口至少部分地位于与构建板相邻的接合部处。

一些实施方式提供了一种通过增材制造装置使用正畸管结构的3D模型而生产的定制的正畸管，正畸管结构的3D模型是使用患者的一个或更多个牙齿的3D模型生成的，定制的正畸管包括：槽，该槽由多个壁环绕并用于接纳线材，其中，所述多个壁中的一个或更多个壁的端部相对于定制的正畸管的近中表面成角度。

在一些实施方式中，槽的主要部分的角度基于正畸处方。在一些实施方式中，槽基于要由槽接纳的线材的形状来定形状。在一些实施方式中，定制的正畸管还包括凹口，在定制的正畸管连接至基部板时，该凹口允许材料通过该凹口流出槽。在一些实施方式中，定制的正畸管还包括两个部分，所述两个部分各自具有延伸穿过该部分的相应的槽。在一些实施方式中，两个部分中的每个部分的槽包括：第一侧部，一个或更多个槽壁的端部在该第一侧部处成角度；以及第二侧部，一个或更多个槽壁的端部在该第二侧部处不成角度。在一些实施方式中，两个部分的槽被对准成使得第一槽的主要部分的角度与第二槽的主要部分的角度相同。

根据一些实施方式，槽被定形状成接纳近似矩形的线材。根据一些实施方式，多个壁中的至少一些壁相对于彼此大致平行。根据一些实施方式，一个或更多个壁的端部各自相对于定制的正畸管的近中面成大约20度至80度的角度。

一些实施方式提供了一种制造用于患者的定制的正畸管的方法。该方法包括：获得患者的一个或更多个牙齿的三维(3D)模型；使用患者的一个或更多个牙齿的3D模型生成正畸管结构的3D模型，该正畸管结构包括弯曲的牙龈侧基部边缘；以及使用增材制造装置基于正畸管结构的3D模型来生产定制的正畸管。

在一些实施方式中，该方法还包括：确定弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径；其中，生成正畸管结构的3D模型包括将弯曲的牙龈侧基部边缘生成为具有所确定的曲率半径的拐角。在一些实施方式中，确定弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径包括：基于一个或更多个牙齿的牙齿的3D模型来确定曲率半径。在一些实施方式中，基于牙齿的3D模型确定曲率半径包括：基于牙齿的牙龈边沿来确定曲率半径。在一些实施方式中，确定弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径包括：基于正畸处方来确定曲率半径。

在一些实施方式中，正畸处方包括扭矩、倾斜、旋转或其组合的指示。在一些实施方式中，弯曲的牙龈基部边缘的拐角的曲率半径约为0.05mm至2.0mm。在一些实施方式中，正畸管结构包括弯曲的咬合侧边缘。在一些实施方式中，正畸管结构包括成角度的钩状部。

在一些实施方式中，该方法还包括：确定成角度的钩状部的角度；其中，生成正畸管结构的3D模型包括生成具有所确定的角度的成角度的钩状部。在一些实施方式中，成角度的钩状部相对于正畸管结构的面部在唇侧成在0度与90度之间的角度。在一些实施方式中，成角度的钩状部相对于正畸管结构的面部在面侧成在0度与90度之间的角度。在一些实施方式中，成角度的钩状部在成角度的钩状部的平面中相对于正畸管结构的本体成在0度与45度之间的角度。

一些实施方式提供了一种通过增材制造装置使用正畸管结构的3D模型而生产的定制的正畸管，正畸管结构的3D模型是使用患者的一个或更多个牙齿的3D模型生成的。定制的正畸管包括：弯曲的牙龈侧基部边缘。

在一些实施方式中，定制的正畸管还包括弯曲的咬合侧边缘。在一些实施方式中，弯曲的牙龈侧边缘的曲率基于一个或更多个牙齿的牙齿的牙龈边沿。在一些实施方式中，弯曲的牙龈侧边缘的曲率基于正畸处方。在一些实施方式中，弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径约为0.05mm至2.0mm。

在一些实施方式中，定制的正畸管还包括成角度的钩状部。在一些实施方式中，成角度的钩状部相对于定制的正畸管的本体成角度，以避免成角度的钩状部与患者的口部的一部分接触。

因此，已经相当宽泛地概述了所公开的主题的特征，以便可以更好地理解下面的所公开的主题的详细描述并且可以更好地理解对本领域的贡献。当然，存在所公开的主题的附加特征，这些附加特征将在下文中进行描述并且将形成所附权利要求的主题。应当理解，本文中所采用的措辞和术语是出于描述的目的，并且不应被视为限制性的。

附图说明

将参照以下附图对各个方面和实施方式进行描述。应当理解，附图不一定按比例绘制。在附图中，在各个附图中图示的每个相同或几乎相同的部件由相似的附图标记表示。出于清楚的目的，在每个附图中可能并非每个部件都被标记。

图1示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的通过基于陶瓷浆料的AM的舌侧正畸管或唇侧正畸管的直接制造方法的示例方法的流程图。

图2示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的连接至牙齿表面的正畸管的示例。

图3A示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例正畸管的近中视图。

图3B示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的图3A的示例正畸管的远中视图。

图4A至图4B示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的包括应力集中器的示例正畸管的视图。

图4C示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的具有弯曲成接近患者的牙齿的牙龈边沿的牙龈侧边缘的正畸管。

图4D示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的具有弯曲成接近患者的牙齿的咬合表面的咬合侧边缘的正畸管。

图5示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的从管的面部观察的示例正畸管。

图6示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的包括断裂凹槽的示例正畸管的横截面图。

图7示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的包括具有可变深度的断裂凹槽的示例正畸管的横截面图。

图8示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的具有断裂壁的示例正畸管。

图9示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的具有保持结构的示例正畸管。

图10示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例保持结构的横截面。

图11示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的位于牙齿上的示例正畸管的横截面。

图12A示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例正畸管的牙龈侧的视图或咬合侧的视图。

图12B示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例正畸管的颊侧的视图。

图12C示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例正畸管的近中视图或远中视图。

图13A示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的包括围绕管基部的周向表面的至少一部分限定的脊部的示例正畸管。

图13B示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的包括分离的槽本体的示例正畸管。

图14示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的围绕管的脊部的周向表面具有倒角的示例正畸管。

图15A示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的待聚合的像素点的图。

图15B示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的用于像素点聚合的灰度图案。

图16A示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例正畸管的槽。

图16B示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例正畸管的槽，所述槽是通过使像素点沿着槽的边缘交替地开启和关闭而制造的。

图17示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的示例计算机系统。

图18示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的位于基部板上的示例正畸管。

图19示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的具有应力集中器的示例正畸管。

图20示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的牙龈侧脊部或者该牙龈侧脊部的一部分。

图21示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的制造本文所描述的正畸管的实施方式的示例过程的流程图。

具体实施方式

本发明的一些实施方式提供了用于制作定制的舌侧正畸管或唇侧正畸管的改进的技术，并且该改进的技术提供了在诊所制造这种管的能力。舌侧正畸管或唇侧正畸管在本文中也可以被称为“正畸管”或“管”。

发明人已经认识到，常规的正畸管可能无法可靠地与患者的牙齿脱开结合，并且因此难以从患者的牙齿上移除。因此，常规的正畸管可能需要临床医生(例如，正畸医生)施加大量的力或以其他方式进行显著的操纵来使正畸管与患者的牙齿脱开结合。这使得对于临床医生而言进行治疗更加困难，同时也增加了患者在治疗期间的不适。

因此，发明人开发了一种具有允许正畸管可靠地与牙齿脱开结合的脱开结合结构的定制正畸管、以及制造该定制正畸管的技术。脱开结合结构可以允许临床医生在正畸管中的某一位置处施加一定量的力，以可靠地使正畸管与患者的牙齿脱开结合。在一些实施方式中，脱开结合结构可以包括应力集中器，该应力集中器致使正畸管由于施加至正畸管中的特定位置的力而发生断裂。在一些实施方式中，脱开结合结构可以包括脊部，该脊部允许临床医生通过(例如使用钳子)在该脊部上施加力来使正畸管脱开结合。

发明人进一步开发了一种具有定形状成有助于正畸治疗的槽的定制的正畸管、以及制造该定制的正畸管的技术。所述技术可以将槽定形状成有助于正畸治疗。在一些实施方式中，槽可以包括使得临床医生更容易将线材插入到槽中的成角度的壁端部或被倒角的壁端部。在一些实施方式中，槽可以具有定制的槽角度，以为正畸治疗提供所需的力。例如，正畸管的槽角度可以被定制成基于正畸处方施加力，该正畸处方指示要对患者的牙齿施加的所需的运动(例如，扭矩、倾斜、旋转或者其组合)。

发明人进一步开发了生产与正畸管结构的3D模型的尺寸更精确地匹配的正畸管的正畸管AM技术。在一些实施方式中，所述技术确定用于正畸管结构的3D模型中的槽的各部分(例如，像素点)的灰度图案。该灰度图案指示在制造期间AM装置要在正畸管中的各位置处施加的聚合图案。例如，灰度图案可以指示将在某些位置处关闭聚合并且将在其他位置处开启聚合。在另一示例中，灰度图案可以指示槽的各部分上的聚合强度的变化。灰度图案可以产生与AM中所使用的正畸管结构的3D模型更紧密地匹配的制造的正畸管。在一些实施方式中，所述技术在正畸管结构的3D模型中的槽的拐角中放置榫眼。这些榫眼可以表示AM装置的聚合将被关闭的位置。正畸管结构的3D模型中的榫眼可以降低由AM产生的正畸管的拐角的圆化度。

发明人开发了一种便于在AM之后对正畸管进行后处理的正畸管。在通过AM装置制造出正畸管之后，可能需要对正畸管进行清洁。例如，可以将清洁材料施用至正畸管，以将任何多余的未聚合的材料去除。因此，发明人开发了一种包括有助于对正畸管进行清洁的凹口的正畸管。当正畸管附接至由AM装置在其上制造正畸管的基部板时，凹口可以允许正畸管的槽中的材料从凹口流出。

发明人进一步开发了使正畸管在患者的口部中的不适减少的正畸管以及制造该正畸管的技术。在一些实施方式中，所述技术生产具有弯曲的牙龈侧基部边缘和/或咬合侧基部边缘的正畸管。弯曲的牙龈侧基部边缘和/或咬合侧基部边缘可以允许正畸管靠近患者的牙龈放置，同时通过与患者的牙龈线更紧密地对准来减少患者的不适。在一些实施方式中，所述技术生产具有成角度的钩状部的正畸管，从而防止钩状部与患者的口部的各部分(例如，牙龈和/或脸颊)接触，以减少患者在正畸管被放置在患者的口部中时的不适。

图1示出了通过基于陶瓷浆料的AM的舌侧正畸管或唇侧正畸管的直接制造方法100的实施方式的示例性流程图。该方法开始于102，在102中，测量齿列数据并对牙齿轮廓的参数进行分析。例如，这种测量可以使用CT层扫描、非接触式3D扫描仪或口腔内扫描仪直接在患者的牙齿上进行，或者可以使用利用坐标测量机器、激光扫描仪或结构化光数字化仪在先前铸造的或3D打印的牙齿模型上获得的3D读数。这种技术的扫描精度通常小于0.02mm。

在104中，根据给定的齿列数据，基于齿列数据构建所测量的牙齿的3D CAD模型，并且将其以典型的文件格式比如stl、增材制造文件(AMF)格式或者任何其他的3D矢量文件保存在计算机中。牙齿的外部结构是复杂的，通常包括不规则的曲面。然后，可以使用软件将模型中的牙齿重新布置以获得期望治疗结果，这种重新布置可以基于牙齿的长轴。

将管保持或连接至牙齿表面的管垫可以根据牙齿表面轮廓进行专门设计，而不是使用通用网格图案。定制的管可以满足个体病例的需求，比如在某些类型的病例中需要增加前唇侧牙冠扭矩的需求。图2示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的连接至牙齿表面的正畸管的示例。如图2的示例所示，对于牙齿表面206上的曲面，设计的管的垫(管的牙齿侧的垫)与牙齿的舌侧表面或唇侧表面相匹配，如舌侧管202和唇侧管204所示。在该示例中，管202(或本文中的204)具有基部表面208，该基部表面208根据牙齿206的比如沿着管/牙齿的接合部210的形状定轮廓。基部表面轮廓208可以构造成与管202在牙齿上的期望位置相匹配。管的定位的任何改变可能需要轮廓208的改变。基部208可以在管面部和槽212可以与预先规定的位置对准的同时根据牙齿定轮廓，该预先规定的位置包括通常在正畸管处方中考虑到的变量，所述变量例如包括：1)进/出和偏移；2)倾斜；以及3)扭矩。例如，进/出位置和偏移可能涉及管厚度和相对于牙齿沿着管/牙齿的接合部210的偏移。倾斜参数可能涉及槽212的沿着近中-远中方向的角度。扭矩参数可能涉及槽212和/或基部208相对于牙齿表面的倾斜度，使得扭矩可以由弓形线材施加。管300可以适应范围从0°至-45°的临床扭矩值，并且在极端扭矩的情况下，管可以在保持相同的基部几何形状的同时进行内部调节。

继续在106内，输入附加信息、比如所选择的管的所需的扭矩、偏移、角度、以及用于放置导引装置的咬合覆盖范围/切牙覆盖范围。

在108中，由软件基于输入的所测量的牙齿的3D CAD模型、期望的治疗结果的模型和输入的附加信息来设计管(或多个管)。设计过程的输出可以是3D CAD模型。这种3D CAD模型可以被设计成用于单个的舌侧管结构/唇侧管结构，所述舌侧管结构/唇侧管结构包括与牙齿表面接触的管导引装置和管垫、以及根据正畸要求、陶瓷管材料和牙齿轮廓的用于理想位置的槽。

管的垫(结合垫)距离牙齿的厚度可以小于0.4mm。管放置导引装置可以咬合侧/切牙侧地放置，以对管在牙齿上的正确放置进行引导。管的原材料的示例可以包括诸如氧化铝(Al2O3)和氧化锆(ZrO2)的高强度氧化物陶瓷的粉末、或者其他高强度的陶瓷组合物或金属。

对3D CAD管结构模型进行处理以生成供生产设备使用的制造控制数据。例如，在使用基于陶瓷浆料的AM设备来生产管的情况下，软件将3D CAD管结构模型切片，以将其分成薄层并获得关于每个层的水平截面模型。基于该截面模型，DLP设备可以直接生产陶瓷管并确保每个层的形状与3D CAD结构数据相一致。例如，通过使用层间累加误差补偿，这种层的厚度可以为约20μm至约50μm(微米(micrometer)或微米(micron))并且制造精度为约1μm至约10μm。

返回至图1的108，将3D CAD管结构模型传输或导入到3D生产机器、比如基于陶瓷浆料的AM机器中，并且生产陶瓷管。

DLP是另一种陶瓷增材制造(AM)过程，其通过下述方式来工作：将可光固化树脂与陶瓷氧化物、比如氧化铝(Al2O3)或氧化(ZrO2)、氮化物或硅酸盐固体负载的层堆叠在一起，并且随后进行热脱粘合和烧结步骤。该过程的高分辨率通过所使用的LED灯的数字镜像装置(DMD)芯片和光学器件而成为可能。基于(立体)光刻的陶瓷制造(LCM)对该过程进行改进，使得该过程更加精确并且具有更高的分辨率(40μm)和更高的刚性。LCM过程涉及使包含均匀分散的氧化物或玻璃陶瓷颗粒的光敏树脂选择性地固化，由于使得能够借助于不断改进的LED技术对层信息进行传输的成像系统，这可以以非常高的分辨率来制作，但是也可以使用激光来进行光聚合。

管的基部可以粘附至牙齿表面，并且管槽可以与弓形线材相匹配。根据机械性能的要求，在DLP制造过程期间，各层可能需要不同成分的材料。在积聚和处理之后，管可以具有梯度和更好的性能。

在110中，随后可以应用后处理。例如，可以应用热处理(用于粘合剂烧尽)和烧结过程来实现最佳或改进的陶瓷密度。例如，脱粘合和烧结阶段可以包括从装置中移除生坯管、将坯料暴露于炉以使聚合的粘合剂分解(脱粘合)并且对陶瓷材料进行烧结。

在另一示例中，可能需要进行清洁或洗涤处理，以将所有未固化的材料或多余的材料去除。清洁或洗涤处理可以在脱粘合和烧结之前、在管连接至构建板时进行。为了适应这样的过程，图3A中的管300和图4A中的管400可以在近中侧部上具有较小的凹口408，以允许材料(例如，清洁流体或空气)在制造期间从槽流出，同时仍然允许充分地传递线材扭矩，如图4所示。

凹口408可以具有在0.1mm与1.5mm之间的宽度以及0.1mm至1mm的高度。凹口408可以从管的任意外表面延伸穿过槽。如图3所示，管的面部的近中侧部包括平坦的或大致平坦的并构造成以可释放的方式连接至构建板的三个边缘、以及在管的颊侧表面中制造的第四边缘(即，凹口408)。限定在管的颊侧表面中的凹口408的形状可以是梯形、大致梯形、正方形、大致正方形、矩形、大致矩形、大致椭圆形或大致椭圆形。对于梯形或大致梯形的形状，凹口408的非平行侧部可以具有阶梯形轮廓。

凹口408与槽宽度的比率可以在25％与200％之间。在一些实施方式中，该比率约为25％、50％、75％、100％、125％、150％或200％。例如，平行侧部可以是槽宽度的大约100％，并且非平行侧部可以约为25％或50％。

图18示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的位于基部板1804上的示例正畸管1800。例如，正畸管1800可以通过AM使用正畸管结构的3D模型来获得。正畸管1800可以由AM装置以从最靠近基部板1804的层开始的、如图18中的“打印方向”箭头所指示的层的顺序生产。如图18所示，正畸管1800包括位于正畸管1800中的邻近构建游隙1804的位置中的凹口1802。凹口1802可以允许槽1806中的材料从正畸管1800流出。例如，在制造之后，正畸管1800可以附接至基部板1804。可以将材料(例如，清洁流体、空气和/或其他材料)施用至正畸管1800。凹口1802可以提供可以供材料离开槽1806的开口。

此外，还可以根据临床需求对管表面进行处理。

在112处，管准备好进行放置。

通常，管垫的厚度对于舌侧管而言可以小于1mm，并且对于唇侧管而言可以小于1.5mm。合适的制造材料可以包括高强度的氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷以及金属，其包括但不限于：氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝增韧氧化锆(ATZ)、氧化锆增韧氧化铝(ZTA)、二硅酸锂、白榴石硅酸盐和氮化硅、以及诸如不锈钢17-4PH或316L、钛(Ti/Ti-Al6-V4)、钴铬(CoCr)、钨和碳化钨/钴(W或WC/Co)、碳化硅(SiC)、钼(Mo)和贵金属(例如金(Au))的金属。管垫可以使用公知的牙科粘合剂粘附至牙齿表面。管槽可以与弓形线材相匹配，弓形线材可以是直的或定制弯折的。根据所使用的制造过程，这些层可能需要不同的陶瓷粉末或不同成分的粉末。例如，如果使用选择性激光熔化制造过程，则可以使用LED光源来使包含氧化物陶瓷颗粒或玻璃陶瓷颗粒的光敏树脂选择性地固化。不同的层可以使用不同的陶瓷粉末或不同成分的粉末。

图3A(近中视图)和图3B(远中视图)示出了示例性打印的管300的端视图。在图3A中，管的基部306在右侧(管的颊侧)示出，并且管的面部304在左侧(管的舌侧)示出。垫308是与牙齿接触的部分，并且面部304包括限定有第一槽301的第一管本体316，在一些实施方式中，第一槽301可以是适于接纳用于向牙齿施加力的弓形线材的近中-远中槽。管300可以具有在1.4mm与5mm之间的咬合侧-牙龈侧跨度以及在2mm与8mm之间的近中-远中跨度。管300具有半径在0.05mm与1mm之间的圆角边缘312，以防止对脸颊组织或牙龈组织产生刺激。圆角边缘312可以形成在基部306和/或第一管本体316上。第一管本体316可以包括钩状部320。

槽301可以具有期望的槽壁定位部302和用于槽301的壁的补偿角303，补偿角303可以用于抵消由于过度聚合而引起的收缩并实现期望尺寸的平行槽壁302。在一些实施方式中，槽301可以是适于接纳用于向牙齿施加力的弓形线材的近中-远中槽。槽301最初可以制造成具有包括补偿角303的“燕尾形”横截面，使得成品管可以实现期望尺寸的平行槽壁，如由所需的槽壁定位部302所示的。

在一些实施方式中，燕尾部包括限定在槽301的每个拐角处的榫眼324。槽324可以包括四个壁和四个拐角。槽可以在槽的每个拐角中包括榫眼。榫眼可以指示正畸管结构的3D模型中的AM装置将停止材料的聚合的区域。因此，榫眼可以防止材料在正畸管的AM期间在槽的拐角中聚合。在一些实施方式中，3D模型中的聚合位置可以由像素点指定。在这样的实施方式中，AM装置可以在与3D模型中的榫眼对应的像素点处停止材料的聚合。例如，榫眼324可以通过关闭DLP系统中的数字微镜装置的像素点使得材料不会在该像素点位置处聚合来形成。榫眼可以减少材料的过度聚合，并且因此使由AM生产的正畸管具有较高的准确性。由于榫眼，槽的拐角可以较少地被圆化。

在一些实施方式中，槽301可以基于要由槽301接纳的线材的尺寸和形状来定尺寸和定形状。正畸管结构的3D模型可以生成为具有所述尺寸和所述形状的槽。例如，管上的槽301在尺寸、形状和角度方面可以具有较高的精度，并且可以具有较小的厚度，并且被设计成在完全填充时容纳矩形线材。在一些实施方式中，槽301可以被制造成任何期望的尺寸和形状。在一些实施方式中，槽301被制造成具有大于高度或宽度的深度。在一些实施方式中，槽高度可以在0.016英寸与0.024英寸之间变化，而宽度可以在0.020英寸与0.035英寸之间变化。

在一些实施方式中，槽的近中端部和远中端部可以被倒角310，以允许更容易地插入正畸线材。在一些实施方式中，倒角310的角度相对于近中面可以在20°与80°之间。经倒角的槽可以包括由壁环绕的槽，其中，壁的端部相对于管的近中表面成角度。在一些实施方式中，经倒角的槽可以有助于将线材插入到槽中。经倒角的槽可以减少抵抗线材插入穿过槽的力。在一些实施方式中，槽的一个壁的端部可以以与槽的另一个壁的端部不同的角度倒角。在一些实施方式中，槽的所有壁的端部可以大致相同。

在一些实施方式中，由于所选择的材料或期望的正畸结果，管的基部306可以具有不同的高度。同样，管的垫308可以与牙齿表面高度匹配并且使牙齿接触表面最大化。这可以允许临床医生更精确地放置管并且以接近牙齿的方式更好地结合。另外，由于每个槽具有其自己的位置和形状以与弓形线材配合，因此可以使扭转误差最小化并且可以实现改善的正畸结果。在许多实施方式中，这些特征可以被制造为一件，并且槽相对于牙齿的定制可以视槽改变位置或者管基部移动而定。在许多实施方式中，不需要对特征进行加工来产生合适的管。

在一些实施方式中，管300的内侧表面包括垫308和连接至垫308的第一管本体316。第一管本体316限定有下述各者：槽301、限定在近中表面的牙龈侧边缘、舌侧边缘和咬合侧边缘中的倒角310、以及形成在近中表面的颊侧边缘中的凹口408。垫308构造为牙齿表面的阴模(negative)。倒角310从边缘以向内的角度延伸至槽壁。榫眼324形成在相邻槽壁的相交部处。倒角由凹口408的以向内的角度延伸至槽壁的一个或更多个边缘表面形成。在图3A所示的实施方式中，与近中表面相反的凹口边缘被倒角并以向内的角度延伸至槽壁，并且凹口308的不平行的侧部边缘从近中表面向内延伸至与近中表面相反的凹口边缘。钩状部320在第一管本体316的牙龈侧表面和颊侧表面的相交部处连接至第一管本体316。在一些实施方式中，钩状部320可以形成在颊侧表面上。

如图4A中的管400面部所描绘的，管400可以具有压印在管中的符号410，符号410用以表示管应当被放置在哪个牙齿上。该符号410可以位于管的任何表面上，并且可以具有在0.5mm与4mm之间的宽度以及在0.5mm至4mm的范围内的高度。符号的深度可以达到1mm。该符号410可以包括任何形式的数字、字母、字符或多边形或者其中的组合。在设计的变型中，符号可以从管的表面凸起/压印。

管400还可以包括提供使用附加的传递系统比如弹性体、弹簧的能力的附接装置比如钩状部404，或者可以包括产生力的矢量的其他附接装置。在许多实施方式中，这些特征可以以从任何预先设计的区域突出以产生所需的合适的力矢量的方式被制造为一件。钩状部404可以是弯曲钩状部、直钩状部或球形钩状部。钩状部404可以具有可配置的定制角度，以满足患者的需求、医生的处方并且有助于避免对牙龈或脸颊的刺激。图4A通过钩状部404的平面405描绘了这种可配置性，该平面405将钩状部分成对称的半部。

在一些实施方式中，钩状部404可以是成角度的。例如，钩状部404可以成角度以在正畸管被放置在患者的口部中时避免钩状部404与患者的口部的一部分(例如，脸颊和/或牙龈)接触。生成正畸管结构的3D模型的系统可以被配置成确定钩状部404的角度并且将正畸管结构的3D模型生成为包括所确定角度的钩状部。在一些实施方式中，钩状部的平面405可以相对于管400的面部成在唇侧90°与在舌侧30°之间的角度，并且可以相对于槽的方向在任一方向上成达45°的角度。钩状部404的端部可以在钩状部的平面405中远离管400的本体成达45°的角度。虽然管300和400被示出为具有钩状部，但是管也可以形成为没有钩状部。

管400包括基部414和面部418。基部414包括垫表面422、牙龈侧边缘426、咬合侧边缘430、近中边缘434和远中边缘438。面414限定有延伸穿过其中的槽。面418包括分离的管本体，该分离的管本体包括限定有延伸穿过其中的第一槽的第一管本体442和限定有延伸穿过其中的第二槽的第二管本体446。垫422构造为牙齿表面的阴模。垫422包括如参照图9和图10进一步描述的保持特征。

管400还可以包括位于远中端部上的槽的后方的切口406，切口406用以为弹性体、绑扎带、弹簧或者产生力的矢量的其他附接装置的附接或保持提供空间。切口406可以限定在基部与管本体(例如，管本体316或第二管本体446)之间。切口406可以具有在0.1mm至1mm之间的近中-远中跨度以及在0.2mm与1.5mm之间的唇侧-舌侧尺寸。切口406可以在管的咬合侧-牙龈侧范围内延伸，或者可以仅沿着该范围的一部分形成，例如以形成圆化端部。

在一些实施方式中，在第二管本体446的远中端部上形成有突部或突出部，以帮助对弹性体、绑扎带、弹簧或其他附接装置进行附接或保持。

如图4所示，管400包括沿着管的中心线制作的、在咬合侧/牙龈侧延伸的两个单独的切口，这两个切口将允许管在施加近中压力/远中压力时可靠地断裂并脱开结合。第一切口401是沿着基部切割的并且包括与牙齿形状相匹配的定制轮廓的多边形，其从牙齿表面一致地切割至达0.3mm的深度。该多边形的宽度大于0.1mm并且占管宽度的75％。第二切口402是从管的前部切割的应力集中器。该第二切口的形状具有平滑的边缘以避免截留口腔内的碎屑并且可以朝向管的近中面成0°与45°之间的角度。这种形状达到峰部，以便在期望位置处提供一致的断裂。根据牙齿形态的细节、管处方和所需强度，切口403可以开始于距离牙齿0.1mm至1.2mm的任何地方并且延伸管结构的其余部分。该切口可以具有在管宽度的5％至50％的范围内的最终宽度。这种形状的切口403在牙龈方向/咬合方向上的曲线与沿着相同线的牙齿的曲率完全匹配。这种形状是基于牙齿的距离场及其与管的关系通过加厚和布尔运算的组合创建的。形状的位置和厚度的细节通过计算管的进出并且在通过实验测试确定的算法中使用该值来确定，以便提供最佳的管强度。

如本文所述，在一些实施方式中，正畸管可以包括具有应力集中器的脱开结合结构。在一些实施方式中，脱开结合结构可以基于患者的牙齿的3D模型来定制。应力集中器可以定形状成使得正畸管响应于施加到应力集中器的力而断裂。例如，应力集中器可以响应于35牛顿至40牛顿的法向力而断裂。在一些实施方式中，应力集中器可以沿着正畸管的咬合侧-牙龈侧方向延伸。在一些实施方式中，应力集中器可以包括具有大致三角形横截面的部分。

图19示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的具有应力集中器1902的示例正畸管1900。如图19所示，应力集中器1902在距离牙齿表面一定距离1904处具有梢部。然后，应力集中器1902从梢部延伸成近似V形。在图19的示例中，施加在应力集中器1902的两个侧部上的法向力可以导致正畸管1902断开，并且因此与患者的牙齿脱开结合。在一些实施方式中，应力集中器1902加宽的距离可以基于任何平坦的悬伸部的期望尺寸来确定。在一些实施方式中，应力集中器1902的最大宽度可以基于应力集中器1902的壁的期望陡度来确定。

如图4所示，在一些实施方式中，考虑到可能干扰结合表面的角质化牙龈/附着牙龈，管400的牙龈侧拐角407被圆化。这些拐角的圆化度和半径可以在患者之间变化，并且在一个病例内，可以在牙齿之间变化。在一些实施方式中，牙龈侧拐角的曲率半径可以基于患者的牙齿的3D模型来确定。在一些实施方式中，圆化度和半径以及/或者相对于牙齿的牙龈边沿和/或咬合边缘的放置通过患者的处方和/或基于医生对影响微笑弧线的偏好来确定。具有定制形成的边缘的管可以放置成比具有普通基部的普通管更靠近牙龈边沿或咬合边缘。在一些实施方式中，圆化的牙龈侧拐角407的曲率半径可以在0.05mm至2.0mm且包括0.05mm和2.0mm的范围内。图4C示出了具有牙龈侧边缘450的管400’，该牙龈侧边缘450弯曲成接近患者的牙齿458的牙龈边沿454。

如图4D所示，在一些实施方式中，正畸管的咬合侧边缘可以被弯曲或圆化。图4D示出了具有咬合侧边缘462的管400”，该咬合侧边缘462弯曲成接近患者的牙齿的咬合表面466。咬合侧边缘的曲率半径可以针对患者和/或针对牙齿进行定制。在一些实施方式中，咬合侧边缘的曲率半径可以基于患者的牙齿的3D模型来确定。在一些实施方式中，相对于牙齿的咬合边缘的曲率半径和/或放置可以通过患者的正畸处方和/或医生对影响微笑弧线的偏好来确定。具有弯曲的咬合侧边缘的管可以放置成比普通管更靠近咬合边缘。在一些实施方式中，弯曲的牙龈侧边缘的曲率半径可以在0.05mm至2.0mm且包括0.05mm和2.0mm的范围内。

在一些实施方式中，正畸管可以包括弯曲成接近患者牙齿的牙龈边沿的牙龈侧边缘和弯曲成接近患者牙齿的咬合表面的咬合侧边缘。

图5中示出了从管500的面部观察的正畸管500的示例。在该示例中，指示了由基部或整体尺寸限定的中间三分之一502以及由管500的具有槽的区域的尺寸限定的中间三分之一504。在陶瓷管500的中间竖向三分之一(502或504)内可以制造有断裂凹槽508。

图6中以横截面图示出了正畸管600的示例。在图6所示的示例中，示出了断裂凹槽602、水平(近中-远中)槽604和辅助槽606。断裂凹槽602可以包括弱化区域，该弱化区域包括管基部608中的在管600的中间三分之一内竖向地(沿咬合侧-牙龈侧方向)延伸的牙齿弯曲凹陷部(凹槽)。断裂凹槽602可以与牙齿的管所定位的部分的轮廓相匹配。断裂凹槽602可以与管或基部的竖向中线和/或辅助槽606的最深部分对准。这些特征之间的管区域可以形成管600的弱化区域。

在一些实施方式中，如图6所示，断裂凹槽602距离牙齿表面的深度可以是恒定的。在一些实施方式中，对于用于患者的一些管或全部管而言，深度恒定的断裂凹槽602可以是标称深度或预定深度。例如，凹槽深度610、612和614都可以是相同的预定深度“X”。这种标称深度或预定深度可以在例如0.10mm至1.2mm且包括0.10mm和1.2mm的范围内。在一些实施方式中，深度恒定的断裂凹槽602可以是对于一些管或对于每个管而言不同的深度，并且可以基于管的进出。例如，对于不同的管而言，从牙齿表面到断裂凹槽602的最深部分的距离可以不同。

图7中以横截面图示出了正畸管700的示例。在一些实施方式中，如图7所示，断裂凹槽702的距离牙齿表面的深度可以是可变的。在其中断裂凹槽702可变的一些实施方式中，变化幅度的范围可以达从牙齿表面到断裂凹槽的最深部分的距离的50％。例如，凹槽深度710可以是深度“X”，凹槽深度712可以是深度“Y”，并且凹槽深度714可以是深度“Z”。在一些实施方式中，对于用于患者的一些管或全部管而言，深度可变的断裂凹槽702可以具有标称最大深度或预定最大深度。比如，标称最大深度或预定最大深度可以在例如0.10mm至1.2mm且包括0.10mm和1.2mm的范围内。在一些实施方式中，深度恒定的断裂凹槽702可以具有对于一些管或对于每个管而言不同的最大深度。例如，对于不同的管而言，从牙齿表面到断裂凹槽702的最深部分的距离可以不同。

有限元分析显示，管的结扎翼的侧部或边缘上的近中-远中力会导致力集中在管基部的中间三分之一中。在一些实施方式中，断裂凹槽602可以限定为将材料从这种力将最集中的地方去除的区域。添加断裂凹槽602降低了沿着管的中间竖向三分之一可预测地产生管断裂所需的力，从而有助于使陶瓷管与牙齿脱开结合。可以通过调整凹槽和/或辅助槽的尺寸来优化弱化区域和断裂力。

基于医生的偏好或者在力值对于给定的患者群体来说太高或太低的情况下，可以改变该算法以实现不同的力值。青少年通常不遵循关于正畸治疗的最佳实践，在这种情况下，可以使用较高的脱开结合力值来确保管不会由于异常的咀嚼力、即咬笔而过早地脱开结合。在成人可能没有这些问题并且正畸医生可能更倾向于不必使用较高的力来脱开结合的情况下，则无需调整该特征。

本发明的益处是提高了用于定制管的脱开结合力的一致性。通过将应力集中器的形状与牙齿的形状相联系并且通过借助于托架或管的厚度来控制这种应力集中器的深度，可以获得更可靠的断开力。这种改进的断开力的一致性实现了更积极的体验，特别是在一次性使一系列的托架或管全部脱开结合时。另外，这允许对在发现当前设置的强度过低或过高的情况下针对精确强度的调整进行改进。

这种辅助槽/应力集中器可以应用于诸如托架、管或附接装置的各种正畸矫治器。可以应用弯曲的结扎翼边缘来提高结构完整性和可制造性，并且辅助槽进入断层线的斜率可以被设计成减少层的分离，以实现高质量的可制造性。基部210中的通道也可以弯曲成牙齿的形状并用作应力集中器点以及用于过量的结合材料的离开通道。

通过改变结扎翼、槽封围部和槽的设计，可以设想相同特征(断裂凹槽)以沿近中/远中方向或在两个方向之间的对角线上行进的方式产生。改变该方向可以降低在使用较高的力的附接装置比如3M Forsus弹簧或者其他正畸功能矫治器或II类/III类“咬合矫正器”时管脱开结合的风险。

本发明的变型包括改变用于应力集中器本身的形状以及改变应力集中器的方向。也可以在保持定制轮廓的同时改变通道202的形状，以提供不同的力分布，从而避免食物截留并增加清洁度或者加强管的结构完整性。另一个改进领域将是将设计调整成允许正畸医生在线材仍然接合的情况下使用标准的多功能钳(例如，Weingart钳或Howe钳)或新型的专用钳来使管脱开结合。这将确保患者在脱开结合期间不会意外地吞下管并且将大大提高脱开结合过程的效率。在这种情况下，可以调整算法、通道的形状以及通道的位置。

这种改进的应力集中器使用了具有峰部的轮廓，然而，可以使用圆形、矩形或其他的闭合形状作为用于应力集中器的轮廓。附加的形状可以有助于调整管的精确强度以及为制造提供更容易的途径。

图8中示出了正畸管800的示例。在该示例中，可以围绕管800的基部804的周缘制造出断裂壁802。在一些实施方式中，断裂壁802可以具有一致的厚度，该厚度可以在15μm至140μm且包括15μm和140μm的范围内。在一些实施方式中，断裂壁802可以具有变化的厚度，该厚度可以在15μm至140μm且包括15μm和140μm的范围内。在一些实施方式中，可以将粘固粉(bonding cement)插入到由断裂壁1002形成的腔中。在一些实施方式中，壁厚围绕管800的所有边缘可以是一致的，从而使得能够在任何方向上比如在近中-远中方向、咬合侧-牙龈侧方向上或者向任何相反的拐角施加法向力806(接触力的与断裂壁802的表面垂直的分量)。断裂壁802的围绕整个管的连续性可以经由钳提供可预测的壁的断裂，使得能够通过拉伸力和剥离力的组合来使管脱开结合，该拉伸力和剥离力通常小于经结合的管的剪切结合强度。例如，可以以围绕经绑扎的线材移动的方式使用钳，从而可以在管的唇侧部分上产生近中-远中力806。在一些实施方式中，这种力可以在10牛顿至180牛顿且包括10牛顿和180牛顿的范围内。该示例中还示出了槽808(弓形线材槽/近中-远中槽)。

图9中示出了正畸管900的示例。在该示例中，多个保持结构902被示出为包括在管900的基部904中。在图10中以横截面示出了保持结构1000的示例。在一些实施方式中，保持结构1000可以具有作为正拔模角度大于0°的三维图形的任何形状。拔模角1002可以是垂直于中性平面1004与保持结构1000的侧壁1006之间的角度，该中性平面1004可以朝向牙齿结构或牙齿表面定向。在一些实施方式中，在横截面中，保持结构1000可以是大致梯形的，其中，可以作为朝向牙齿结构或牙齿表面定向的平面的中性平面1004比基部平面1008宽，该基部平面1008可以是保持结构1000的朝向管本体定向的侧部上的平面。中性平面1004可以是平坦的，或者可以根据意在与其结合的牙齿表面的形状来定轮廓。在其中每个保持结构的中性平面1004平坦的一些实施方式中，所有保持结构的中性平面1004可以平行于基部平面1008，或者一些或所有保持结构的中性平面1004可以不平行于基部平面1008，使得保持结构的整体图案总体上可以根据牙齿表面定轮廓。此外，中性平面1004和基部平面1008的平行对准或非平行对准可能影响关于每个保持结构1000的拔模角1002。尽管可以使用粘固粉来实现合适的保持，但是也可以利用一系列设计的拔模角1002来补偿特定三维打印过程的限制。例如，为了实现期望的最终拔模角，可能需要增加数字文件的拔模角度的设计来补偿过度聚合、聚合-收缩和任何其他补偿。如果从实际的打印部分实现了零拔模角或正拔模角(无论数字文件设计如何)，则应当能够实现合适的保持。

在图9所示的示例中，保持结构902被示出为半月形线或“沟槽”。然而，在一些实施方式中，保持结构902可以是半月形锥体、完全圆形的锥体、正方形、矩形、保持网或保持网格、或者在意在增强结合强度的任意点处具有正拔模角度的任何其他形状。这种具有正拔模角的形状可以通过三维打印而不是通过注射成型或铸造方法更加有效地制造。

图11中示出了位于牙齿上的正畸管1100的横截面的示例。在图11所示的示例中，保持结构1102被示出为根据牙齿表面定轮廓(如以三维矢量(例如，以stl文件格式或增材制造文件格式(AMF)表示)示出)。每个结构可以定轮廓成与牙齿表面的在规定管位置内的对应区域相配合。在该示例中，基部腔1104也被示出为定轮廓成确保每个保持结构保持其尺寸并且所有结构都具有类似的深度。此外，定轮廓的腔1104的深度1106可以被限定。该过程的示例可以在美国专利公开No.20190328493A1中找到，该美国专利公开的内容在此通过参引并入本文。

使用AM过程来形成管的优点在于，管具有一体式构造，这意味着管基于处方形成为单个结构。为了实现定制化，不需要使管面部与管垫分开形成、然后将管面部结合至管垫。定制的一体式管可以更精确地施加力，从而产生更可预测的治疗结果，并且在许多情况下，会减少拜访正畸医生以对线材或托架或管进行调整的次数。

在一些实施方式中，正畸管可以包括槽，其中，该槽的主要部分具有定制的角度。例如，定制的角度可以基于正畸处方。生成正畸管结构的3D模型的系统可以被配置成基于正畸处方来确定槽的主要部分的角度并且将正畸管结构的3D模型生成为具有带有所确定的角度的槽。在一些实施方式中，可以通过以相对于管的纵向轴线成一定角度的方式和/或以相对于纵向轴线旋转的方式形成槽来对槽的主要部分的角度进行修改。通过具有以相对于管的纵向轴线成一定角度的方式或者以相对于管的纵向轴线旋转的方式形成的槽的管，可以向牙齿施加规定的力。例如，槽的角度或旋转与弓形线材的结合可以用于使一个或更多个牙齿倾斜、扭转、旋转或移进/移出。

图12A(牙龈侧视图或咬合侧视图)示出了具有基部1214和包括管本体1218的面部的管1210。限定在管本体1218中的槽1222沿着近中-远中纵向轴线以相对于基座1214成上升角度的方式形成。在一些实施方式中，限定在管本体1218中的槽1222沿着近中-远中纵向轴线以相对于基部1214成下降角度的方式形成。槽1222可以使牙齿旋转。

图12B(颊侧视图)示出了具有基部1214’和包括管本体1218’的面部的管1210’。限定在管本体1218’中的槽1222’以相对于近中-远中纵向轴线成倾斜角度的方式形成。在某些实施方式中，该角度可以从牙龈侧边缘向咬合侧边缘倾斜或者从咬合侧边缘向牙龈侧边缘倾斜。槽1222’可以使牙齿倾斜。

图12C(近中视图或远中视图)示出了具有基部1214”和包括管本体1218”的面部的管1210”。限定在管本体1218”中的槽1222”沿着纵向轴线旋转。槽1222”可以相对于纵向轴线在0.1度与45度之间顺时针或逆时针旋转。槽1222”可以使牙齿扭转。在一些实施方式中，槽可以具有正方形、大致正方形、矩形或大致矩形的横截面。在一些实施方式中，槽可以具有例如从近中向远中渐缩或者从远中向近中渐缩的横截面。

管本体1218或1218’可以是单个管或者(如上所述的)分离的管本体。基部1214或1214’的垫可以制造为牙齿表面的阴模。在一些实施方式中，如上所述，成角度的槽允许设计出更好地符合牙齿表面并且/或者允许基部更靠近牙龈或更靠近咬合部放置的定制的基部垫。

如上所述，正畸医生可以使用管的替代性设计特征利用标准的多功能钳来使管脱开结合。如本文所述，在一些实施方式中，正畸管可以包括脱开结合结构，该脱开结合结构包括有助于使管与牙齿脱开结合的脊部。脊部可以用于(例如，使用钳)向管施加力以将管从牙齿移除。在一些实施方式中，脊部可以定位成易于由临床医生触及。例如，脊部可以靠近正畸管的基部与正畸管的面接合的接合部定位。

图13A示出了管1300，该管1300包括基部1304和具有对槽1312进行限定的槽本体的面部1308。围绕管基部1304的周向表面的至少一部分限定有脊部1316。脊部1316可以定位在管基部1304与管面部1308接合的接合部处。

图13B示出了管1300’，该管1300’包括基部1304’和具有各自对槽1312a、1312b进行限定的分离槽本体1308a、1308b的面部。围绕管基部1304’的周向表面的至少一部分限定有脊部1316’。在与槽本体1308a、1308b中的分离部的位置相对应的脊部中限定有间隙1320。该间隙可以对应于应力集中器。脊部1316’可以定位在管基部1304’与对槽本体1308a、1308b进行限定的管面部的接合部处。

在一些实施方式中，脊部定位在管的牙龈侧边缘表面、管的咬合侧边缘表面或者该牙龈侧边缘表面和该咬合侧边缘表面两者上。脊部的高度可以沿着管结构的近中/远中轴线变化。脊部的高度可以为约0.01mm至约1mm。在一些实施方式中，脊部的高度约为0.04mm。牙龈侧脊部的高度可以不同于咬合侧脊部的高度。

图20示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的牙龈侧脊部2000或者该牙龈侧脊部2000的一部分。如图20所示，牙龈侧脊部2000靠近正畸管的基部与正畸管的面部接合的接合部。在图20的示例中，距离基部的牙龈侧/咬合侧的脊部的高度2004为0.2mm。在图20的示例中，边缘处的脊部的厚度2002为0.2mm。如图20的示例所示，脊部越靠近管的基部越宽。在一些实施方式中，脊部的高度和/或厚度可以沿着正畸管的近中-远中轴线变化。

图14示出了管1400，该管1400包括基部1404和具有对槽1412进行限定的槽本体的面部1408。围绕基部1404的周向表面限定有倒角1416。倒角可以定位在管基部1404与牙齿的接合部处。倒角可以定位在牙龈侧管/牙齿的接合部、咬合侧管/牙齿的接合部、或者牙龈侧管/牙齿的接合部和咬合侧管/牙齿的接合部两者上。倒角可以构造成与用于使管脱开结合的正畸工具相匹配。例如，工具可以搁置在倒角上，或者工具可以靠近倒角安置。倒角的高度可以为约0.01mm至约1mm。在一些实施方式中，倒角的高度约为0.04mm。在具有分离的管本体的一些实施方式中，在倒角中形成有间隙。通过调整聚合期间哪些像素点被启用，可以提高增材制造部分的尺寸精度。通常，DLP打印精度受到像素点尺寸和由于光散射而发生的额外聚合的量的限制。层内的任何直线尺寸都可以通过方程式N*S+2P来描述，其中，N为像素点的数目，S为像素点的尺寸，并且P为过量的聚合。P通常为打印机和被打印的部分的各个方面的因素(例如，光强度和光散射、材料成分等)，并且不能被控制。S为正在使用的打印机的性质并且不能被调整，从而使得N作为唯一可控的参数。如图15A所示，白色方块表示根据设计被开启的像素点，并且蓝色形状P表示所产生的聚合区域。

对于尺寸精度要求较高的应用，这可能会成为限制因素，因为设计者只能以像素尺寸的增量来调整该部分。可以使用灰度(例如，通过调整某些像素的强度)来控制过度聚合的量，但是这可能是需要专用软件的繁琐的过程。必须为每个部分开发独特的灰度图案，并且根据该部分的几何形状，打印的每个层可能需要不同的图案。

在一些实施方式中，通过关闭沿着该部分的边缘的某些像素点，可以控制过度聚合的量(P)。在一些实施方式中，生成正畸管结构的3D模型的系统可以被配置成确定用于正畸管结构的一部分(例如，槽、槽边缘和/或其他部分)的灰度图案。该灰度图案可以指示在正畸管的制造期间要由AM装置在正畸管结构的一部分中的不同位置处应用的聚合图案。该系统可以被配置成将灰度图案应用于正畸管结构的一部分(例如，槽或者该槽的一部分)。在一些实施方式中，灰度图案可以指示不同水平的聚合强度。在一个实施方式中，灰度图案可以指示要关闭聚合的位置和要开启聚合的位置。例如，灰度图案可以指示要在正畸管结构的3D模型的一部分的一个或更多个像素点处开启聚合以及要在正畸管结构的3D模型的一部分的一个或更多个其他的像素点处关闭聚合。在一些实施方式中，灰度图案可以基于AM装置的规格、正畸管结构的尺寸和/或其他因素来确定。

图15B示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的用于正畸管结构的槽的示例灰度图案。在图15B中，白色方块表示根据设计被打开的像素点，黑色方块表示被关闭的像素点，蓝色形状P表示所产生的与成排的启用的像素点相邻的聚合区域，并且蓝色形状P’表示所产生的与成排的包括未启用的像素点在内的像素点相邻的聚合区域。通过调整沿着一部分的边缘开启或关闭哪些像素点，可以对P’进行控制，以实现小于打印机的像素点尺寸的尺寸精度。

在一些实施方式中，可以停用两个或更多个相邻的像素点。在一些实施方式中，停用的相邻像素点可以沿着边缘或进行堆叠。在一些实施方式中，可以启用两个或更多个相邻的像素点，并且所启用的相邻像素点的任一侧上的第三像素点可以被停用。

例如，在图1所示的步骤108期间，可以将像素点交替内置到原始部分设计中并且使用建模软件对其进行编辑。图16A和图16B示出了该过程可以如何影响所打印的槽的尺寸的示例。图16A示出了限定在槽本体1604中的槽1600。图16B示出了限定在槽体1604’中的槽1600’。槽1600和槽1600’具有相同的设计宽度，但是沿着边缘具有交替的像素点使槽1066’的实际打印宽度增加了大约40微米，这相当于打印这些部分的打印机的像素尺寸。槽壁1608具有平坦的表面，而槽壁1608’具有波浪形表面，其中，每个波形部对应于被停用的像素点。由于陶瓷管的美观性增加，因此相比于金属管，患者目前为陶瓷管支付更高的费用。例如，许多患者期望与管所附接的牙齿的颜色相匹配的管。这可以使管不太容易被看到并且提供改进的外观。作为另一示例，本发明的实施方式可以提供生产透明管的能力，从而可以提供更加改进的外观。另外，本发明的实施方式可以提供生产几乎任何所期望或所选择的颜色的管的能力，例如，生产用于儿童和某些成人的明亮颜色的管的能力。同样，本发明的实施方式可以提供生产具有不受功能支配的可见形状的管的能力，比如生产例如用于儿童或某些成人的动物、车辆、玩具等的形状的管的能力。

使用基于陶瓷浆料的AM技术可以将所设计的模型快速转化成陶瓷产品。管的制造涉及较少的步骤并且可以在现场完成，从而节省了时间和成本。

所描述的技术可以具有成本效益，以至于个人正畸诊所可以购买所需的设备和软件。这将提供简化其管库存的能力，而不是储存不同处方的管。与使用热能的选择性激光烧结/熔化(SLM)和使用粘合剂和聚合物转变陶瓷(PDC)的3D打印(3DP)系统相比，陶瓷的(基于光刻的)数字化光处理和激光光刻增材制造对于正畸管制作而言具有许多优点。例如，DLP可以提供更高的表面质量、更好的物体分辨率和改进的机械性能。在立体光刻过程或掩模曝光过程中使用光来构造的PDC也可以用作用于管的制作的陶瓷AM方法。

所描述的技术可以用于由包含高强度的氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷以及金属的材料来制造管，其包括但不限于：氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝增韧氧化锆(ATZ)、氧化锆增韧氧化铝(ZTA)、二硅酸锂、白榴石硅酸盐和氮化硅、以及诸如不锈钢17-4PH或316L、钛(Ti/Ti-Al6-V4)、钴铬(CoCr)、钨和碳化钨/钴(W或WC/Co)、碳化硅(SiC)、钼(Mo)和贵金属(例如金(Au))的金属。

所描述的技术可以用于获得真正的直的线材矫治器，其中，管放置精度得以提高，因此减少了治疗时间和误差；或者所描述的技术也可以与定制弯折的弓形线材结合使用以实现理想的结果。

可以通过该方法来制作定制的舌侧管，该定制的舌侧管可以接纳如由美国专利申请公开No.2007/0015104所描述的预先弯折的定制弓形线材。定制的唇侧管也可以接纳预先弯折的线材。

一种用于通过基于光刻的DLP(例如，美国专利No.8,623,264)的唇侧正畸管/舌侧正畸管的分层增材制造(AM)方法的过程，该美国专利通过参引并入本文，并且可以简要地总结如下：通过在照射场中的至少一个水平平台上进行照射来使可光聚合的材料聚合，所述材料位于具有特别透光的水平底部的至少一个谷部中，该平台具有预先指定的几何形状并且突出到谷部中，其中，该平台竖向地移位以形成后续层，可光聚合的材料随后被添加至最近形成的层，并且重复前述步骤使得以期望的处方/模具产生分层构造的正畸管，所述正畸管是由根据CAD软件确定的层几何形状的序列而产生的。在至少一个谷部转移至其中照射场位于平台下方且位于照射单元上方的照明位置之前，谷部可以水平地转移至供应位置，并且供应装置将光聚合材料至少带至谷部底部的照射场，并且进行照射，以产生“生坯管”。

可光聚合的材料或光反应悬浮液(浆料)可以基于商业上可获得的双官能甲基丙烯酸酯和单官能甲基丙烯酸酯来制备。示例材料可以是约0.01wt％至0.025wt％的高活性光引发剂、约0.05wt％至6wt％的分散剂、吸收剂以及约2wt％至20wt％的非活性稀释剂的浆料混合物。可以使用一定固体负载量的高强度的氧化物陶瓷比如氧化铝(Al2O3)和氧化锆(ZrO2)的粉末，但是该过程可以扩展到其他陶瓷材料和金属。

在一些实施方式中，浆料中的氧化铝或氧化锆的负载量可以大于49wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％、95wt％或99wt％，或者可以约为49wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％、95wt％或99wt％。在一些实施方式中，浆料中的氧化铝或氧化锆的负载量可以在50wt％至60wt％之间、60wt％至70wt％之间、70wt％至80wt％之间、80wt％至90之间、90wt％至95wt％之间、95wt％至100wt％之间。烧结的氧化铝或氧化锆的纯度可以大于95wt％、95.5wt％、96wt％、96.5wt％、97wt％、97.5wt％、98wt％、98.5wt％、99wt％、99.1wt％、99.2wt％、99.3wt％、99.4wt％、99.5wt％、99.6wt％、99.7wt％、99.8wt％或99.9wt％，或者可以约为95wt％、95.5wt％、96wt％、96.5wt％、97wt％、97.5wt％、98wt％、98.5wt％、99wt％、99.1wt％、99.2wt％、99.3wt％、99.4wt％、99.5wt％、99.6wt％、99.7wt％、99.8wt％或99.9wt％。从生坯本体到烧结的管的部件尺寸的减少可以约为5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％。

丙烯酸酯部分可以是单体、低聚物或聚合物。丙烯酸酯部分可以包括多于一个的甲基丙烯酸酯部分。丙烯酸酯部分的重量含量可以在5wt％与50wt％之间。在一些实施方式中，重量含量大于5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％或45wt％，或者约为5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％或45wt％。丙烯酸酯部分可以是甲基丙烯酸酯部分或丙烯酸酯。

图21示出了根据本文所描述的技术的一些实施方式的制造本文所描述的正畸管的实施方式的示例方法2100的流程图。方法2100可以由任何合适的计算机系统来执行。例如，方法2100可以由本文中参照图17描述的计算机系统700来执行。

方法2100开始于框2102，在框2102处，系统获得患者的牙齿中的一个或更多个牙齿的3D模型。患者的牙齿的3D模型可以使用医学成像装置来获得。例如，患者的牙齿的3D模型可以使用CT扫描仪、口腔内扫描仪、坐标测量机器、激光扫描仪或结构光数字化仪来获得。

接下来，方法2100进行至框2104，在框2104处，系统使用患者的一个或更多个牙齿的3D模型来生成正畸管结构的3D模型。在一些实施方式中，系统可以被配置成基于正畸处方来生成正畸管结构的3D模型。本文中参照图2至图16B描述了正畸管结构的各种实施方式。例如，系统可以将正畸管结构的3D模型生成为CAD模型或者其他类型的3D模型。

接下来，方法2100进行至框2106，在框2106处，系统使用AM装备基于正畸管结构的3D模型来生产定制的正畸管。在一些实施方式中，系统可以被配置成将正畸管结构的3D模型传输至AM装置以用于进行制造。在一些实施方式中，系统可以被配置成将正畸管结构的3D模型传输至另一方(例如，制造商)以用于使用AM装置进行生产。在一些实施方式中，该系统可以是可以用于生产定制的正畸管的AM装置的组成部分。在一些实施方式中，系统可以被配置成(例如，通过向AM装置发送指令)触发AM装置的生产。

在一些实施方式中，AM装置可以是任何合适的AM装置。例如，AM装置可以是光聚合装置、材料喷射装置、粘合剂喷射装置、动力床熔化装置(例如，选择性后期烧结装置、选择性激光熔化装置和电子束熔化装置、或者直接金属激光烧结装置)、片材层压装置或直接能量沉积装置。

图17示出了可以在其中实施上面示出的方法的计算机系统700的示例性框图。计算机系统700通常是经编程的通用计算机系统、比如个人计算机、工作站、服务器系统、以及小型计算机或大型计算机。计算机系统700包括一个或更多个处理器(CPU)702A至702N、输入/输出电路704、网络适配器706和存储器708。CPU 702A至702N执行程序指令，以便执行本发明的实施方式的功能。通常，CPU 702A至702N是一个或更多个微处理器、比如INTEL处理器。图17图示了计算机系统700被实现为单个多处理器计算机系统的实施方式，其中，多个处理器702A至702N共享诸如存储器708、输入/输出电路704和网络适配器706的系统资源。然而，本发明还设想了将计算机系统700实现为多个联网的计算机系统的实施方式，这些联网的计算机系统可以是单处理器计算机系统、多处理器计算机系统，或者是单处理器计算机系统和多处理器计算机系统的混合。

输入/输出电路704提供了向计算机系统700输入数据或者输出来自计算机系统700的数据的能力。例如，输入/输出电路可以包括诸如键盘、鼠标、触摸板、轨迹球、扫描仪等的输入装置、诸如视频适配器、监视器、打印机等的输出装置、以及诸如调制解调器等的输入/输出装置。网络适配器706将装置700与网络710接合。网络710可以是包括但不限于互联网的任何公共或专有的LAN或WAN。

存储器708对由用以执行计算机系统700的功能的CPU 702执行的程序指令以及由该CPU 702使用和处理的数据进行存储。例如，存储器708可以包括诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存存储器等的电子存储器装置、以及诸如磁盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器等的机电存储器，其可以使用集成驱动电子器件(IDE)接口、或者该集成驱动电子器件接口的变型或增强、比如增强型IDE(EIDE)或超级直接存储器存取(UDMA)，或者可以使用基于小型计算机系统接口(SCSI)的接口或者该基于小型计算机系统接口的接口的变型或增强、比如快速SCSI、宽超SCSI、快速且宽超的SCSI等或者串行高级技术附件(SATA)或者该串行高级技术附件的变型或增强、或者光纤通道仲裁环路(FC-AL)接口。

存储器708的内容根据计算机系统700被编程所执行的功能而变化。在图17所示的示例中，示出了可能包含在实现内容分析平台的系统中的存储器内容。然而，本领域技术人员将认识到，基于公知的工程考虑，这些功能以及与这些功能相关的存储器内容可以被包括在一个系统上或者可以分布在多个系统中。本发明的实施方式设想了任何此类布置和所有此类布置。

在图17所示的示例中，存储器708可以包括齿列数据测量例程712、3D CAD牙齿模型构建例程714、3D CAD牙齿模型编辑例程716、管设计例程718、制造控制数据生成例程720、以及操作系统722。齿列数据测量例程712可以获得和处理齿列数据，比如所述齿列数据可以通过直接在患者的牙齿上使用CT层扫描或非接触式3D扫描仪或者使用先前铸造的牙齿模型上的3D读数来生成。3D CAD牙齿模型构建例程714可以基于齿列数据来构建所测量的牙齿的3D CAD模型。3D CAD牙齿模型编辑例程716可以用于在模型中对牙齿进行重新布置以获得期望的治疗结果，并且可以另外地用于接受附加信息、比如所选择的管的期望的扭矩、偏移、角度和咬合覆盖范围/切牙覆盖范围，以用于放置导引装置。管设计例程718可以用于基于所测量的牙齿的输入的3D CAD模型、期望治疗效果的模型和输入的附加信息来设计和生成3D CAD模型。制造控制数据生成例程720可以用于生成供生产设备使用的制造控制数据。操作系统722提供整体系统功能。

应当注意，可以在终端用户装置、比如图1所示的终端用户装置104中实现附加功能。终端用户系统可以是具有与图17所示的结构类似的结构的计算机系统。这种终端用户系统可以包括用以执行广告或内容的位置的几何分析的几何分析例程。同样，这种终端用户系统可以包括基于资源的分析例程，该基于资源的分析例程用以确定计算机是否正在对广告或内容进行优化以用于在屏幕上显示。

如图17所示，本发明的实施方式设想在提供多处理器计算、多任务计算、多进程计算和/或多线程计算的一个或多个系统上实现、以及在仅提供单处理器计算、单线程计算的系统上实现。多处理器计算涉及使用多于一个的处理器来执行计算。多任务计算涉及使用多于一个的操作系统任务来执行计算。任务是涉及正在执行的程序和由操作系统使用的簿记信息的组合的操作系统构思。每当程序被执行时，操作系统会为该程序创建新的任务。任务就像用于程序的信封，其中，用任务编号来识别程序并且为程序附加其他簿记信息。包括Linux、 和/>在内的多个操作系统能够同时运行多个任务并且被称为多任务操作系统。多任务是操作系统同时执行多于一个的可执行文件的能力。每个可执行文件都在其自己的地址空间中运行，这意味着可执行文件无法共享它们的存储器中的任何存储器。这是具有优势的，因为任何程序都不可能破坏系统上运行的任何其他程序的执行。然而，除了通过操作系统(或通过读取存储在文件系统上的文件)之外，程序无法交换任何信息。由于术语“任务”和“进程”经常互换使用，因此多进程计算与多任务计算类似，尽管一些操作系统对两者进行了区分。

本文中所概述的多种方法或过程可以被编码为软件，该软件能够在采用各种操作系统或平台中的任一者的一个或更多个处理器上执行。另外，这样的软件可以使用多种合适的编程语言和/或编程或脚本工具中的任一者来编写，并且还可以被编译为在虚拟机器或合适的框架上执行的可执行的机器语言代码或中间代码。

在该方面，各种发明构思可以体现为编码有一个或更多个程序的至少一种非暂时性计算机可读存储介质(例如，计算机存储器、一个或更多个软盘、压缩磁盘、光盘、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其他半导体装置中的电路配置等)，当所述一个或更多个程序在一个或更多个计算机或其他处理器上执行时实现本发明的各种实施方式。非暂时性计算机可读介质或媒介可以是可传输的，使得可以将存储在其上的一个或多个程序加载到任何计算机资源上以实现如上所讨论的本发明的各个方面。

术语“程序”、“软件”和/或“应用”在本文本以一般意义使用，以指代可以被采用以对计算机或其他处理器进行编程从而实现如以上所讨论的实施方式的各个方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外，应当理解，根据一个方面，当被执行时执行本发明的方法的一个或更多个计算机程序不需要驻留在单个计算机或处理器上，而是可以以模块化方式分布在不同的计算机或处理器中以实现本发明的各个方面。

计算机可执行指令可以是许多形式、比如由一个或更多个计算机或者其他装置执行的程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或者实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。通常，在各种实施方式中，程序模块的功能可以根据期望进行组合或分布。

此外，数据结构可以以任何合适的形式被存储在非暂时性计算机可读存储介质中。数据结构可以具有通过数据结构中的位置相关联的字段。这种关系同样地可以通过为具有在传递字段之间的关系的非暂时性计算机可读介质中的位置的字段分配存储来实现。然而，可以使用任何合适的机制、包括通过使用指针、标签或建立数据元素之间关系的其他机制来建立数据结构的字段中的信息之间的关系。

各种发明构思可以体现为已经提供了其示例的一种或更多种方法。作为方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造以与所图示的顺序不同的顺序来执行动作的实施方式，即使在说明性实施方式中被示出为顺序的动作，实施方式也可以包括同时执行一些动作。

除非明确相反地指出，否则如在本文中在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一种”应当被理解为意指“至少一个”。如在本文中在说明书和权利要求中所使用的，涉及一个或更多个要素的列表的短语“至少一个”应当被理解为意指从要素列表中的要素的任一个或更多个要素中选择的至少一个要素，但并不一定包括要素列表内具体列出的每个或各个要素中的至少一个要素，并且不排除要素列表中的要素的任何组合。该定义还允许可以可选地存在除了短语“至少一个”所指代的要素列表内具体标识的要素之外的要素，而无论其与具体标识的那些要素相关还是不相关。

如本文在说明书和权利要求书中所使用的短语“和/或”应当被理解成意指如此结合的要素——即，在一些情况下以结合的方式存在而在其他情况下分别存在的要素——中的“任一者或两者”。用“和/或”列出的多个要素应当以相同的方式解释，即，如此结合的要素中的“一者或更多者”。除了由“和/或”子句具体指明的要素之外，其他要素也可以可选地存在，无论与具体指明的那些要素相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用在一个实施方式中可以仅指代A(可选地包括除B以外的要素)；在另一个实施方式中，可以仅指代B(可选地包括除A之外的要素)；在又一实施方式中，可以指代A和B两者(可选地包括其他要素)；等等。

如在本文中在说明书和权利要求中使用的，“或”应当被理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或者“和/或”应当被理解为是包括性的，即包括多个要素或要素列表中的至少一个，但也包括多于一个，并且可选地包括另外未列举的项目。仅明确相反地指出的术语，比如“仅一个”或“恰好一个”或当在权利要求中使用时，“由……组成”将指包含多个要素或要素列表中的恰好一个要素。一般地，本文中所使用的术语“或”在排他性术语比如“任一”、“之一”、“仅一个”或“恰好一个”前面时，仅应当解释为指示排他性替代方案(即，“一个或另一个，但不是两者”)。当在权利要求中使用时，“基本上由……组成”应当具有其在专利法领域中所使用的一般含义。

权利要求中使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数术语来修饰权利要求要素本身并不意味着一个权利要求要素相对于另一个权利要求要素的任何优先级、优先次序或顺序或者执行方法的动作的时间顺序。这样的术语仅用作标记，以将具有特定名称的一个权利要求要素与具有相同名称(但是使用序数术语)的另一要素区分开。

本文中所使用的措辞和术语是出于描述的目的并且不应当被视为是限制性的。“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变型的使用意味着涵盖其后所列出的项目和附加项目。

已经详细描述了本发明的若干个实施方式，本领域技术人员将容易想到各种修改和改进。这样的修改和改进旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前述描述仅是作为示例，而不是旨在作为限制。本发明仅由所附权利要求书及其等同方案来限定。

Claims (62)

1.一种制造用于患者的定制的正畸管的方法，所述方法包括：

获得患者的一个或更多个牙齿的三维(3D)模型；

使用所述患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成正畸管结构的三维模型，所述正畸管结构包括：

脱开结合结构，所述脱开结合结构有助于使正畸管与所述患者的牙齿脱开结合；以及

使用增材制造装置基于所述正畸管结构的三维模型来生产定制的正畸管。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱开结合结构的至少一部分具有基于所述一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的三维模型的定制形状。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱开结合结构包括位于所述正畸管结构的一部分中的应力集中器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述应力集中器被定形状成使得在向所述应力集中器施加法向力时，所述定制的正畸管发生断裂。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述应力集中器沿着所述正畸管结构的咬合侧-牙龈侧方向延伸。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述应力集中器包括具有横截面为大致三角形的轮廓的部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述脱开结合结构在所述正畸管结构的三维模型中包括脊部。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述脊部靠近所述正畸管结构的基部与所述正畸管结构的面部接合的接合部。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述脊部的高度沿着所述正畸管结构的近中-远中轴线变化。

10.一种通过增材制造装置、使用正畸管结构的三维模型而生产的定制的正畸管，所述正畸管结构的三维模型是使用患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成的，所述定制的正畸管包括：

脱开结合结构，所述脱开结合结构有助于使所述定制的正畸管与所述患者的牙齿脱开结合。

11.根据权利要求10所述的定制的正畸管，其中，所述脱开结合结构的至少一部分具有基于所述一个或更多个牙齿中的至少一个牙齿的三维模型的定制形状。

12.根据权利要求10所述的定制的正畸管，其中，所述脱开结合结构包括位于所述定制的正畸管的一部分中的应力集中器。

13.根据权利要求12所述的定制的正畸管，其中，所述定制的正畸管响应于施加至所述应力集中器的法向力而发生断裂。

14.根据权利要求10所述的定制的正畸管，其中，所述定制的正畸管还包括：

基部；以及

两个部分；

其中：

所述应力集中器包括位于所述两个部分之间的近似V形的空间；并且

所述近似V形的空间的顶点靠近所述基部。

15.根据权利要求14所述的定制的正畸管，其中：

所述两个部分中的每个部分包括位于所述近似V形的空间的相应侧部上的大致平坦的壁；并且

16.根据权利要求10所述的定制的正畸管，其中，所述脱开结合结构包括至少一个脊部。

17.根据权利要求16所述的定制的正畸管，还包括：

基部；以及

垂直于所述基部的面部；

其中，所述至少一个脊部至少部分地靠近所述基部与所述面部相交的相交部定位。

18.根据权利要求17所述的定制的正畸管，其中，所述面部包括槽开口，所述槽开口定尺寸成用于供弓形线材插入穿过槽。

19.根据权利要求16所述的定制的正畸管，其中，所述定制的正畸管包括至少部分地由一空间分开的两个部分，并且所述至少一个脊部包括第一脊部和第二脊部，其中：

第一脊部定位在所述两个部分中的第一部分上；并且

第二脊部定位在所述两个部分中的第二部分上。

20.根据权利要求19所述的定制的正畸管，其中，将所述两个部分分开的所述空间为应力集中器。

21.根据权利要求10所述的定制的正畸管，还包括：

多个部分，所述多个部分各自包括延伸穿过所述部分的相应的槽。

22.根据权利要求21所述的定制的正畸管，其中，所述多个部分的槽对准成使得弓形线材穿过所述多个部分的所述槽。

23.一种制造用于患者的定制的正畸管的方法，所述方法包括：

获得患者的一个或更多个牙齿的三维(3D)模型；

使用所述患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成正畸管结构的三维模型，所述正畸管结构包括：

槽，所述槽由多个壁环绕并用于接纳线材，其中，所述多个壁中的一个或更多个壁的端部相对于所述正畸管结构的近中表面成角度；使用增材制造装置基于所述正畸管结构的三维模型来生产定制的正畸管。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括：

基于正畸处方确定所述槽的主要部分的角度；

其中，生成所述正畸管结构的三维模型包括将所述槽生成为具有所确定的所述槽的主要部分的角度。

25.根据要求24所述的方法，其中，所述正畸处方包括关于所述患者的牙齿中的相关联的牙齿的所需的扭矩、倾斜、旋转或它们的组合的指示。

26.根据权利要求23所述的方法，其中：

所述槽包括四个壁和四个拐角；并且

所述槽在所述槽的每个拐角中包括榫眼，所述榫眼用以防止材料在所述定制的正畸管的增材制造期间在所述槽的所述拐角中聚合。

27.根据权利要求23所述的方法，还包括：

基于要由所述槽接纳的线材的尺寸和形状，确定所述槽的尺寸和形状；

其中，生成所述正畸管结构的三维模型包括生成具有所确定的尺寸和形状的所述槽。

28.根据权利要求23所述的方法，其中，生成所述正畸管结构的三维模型包括：

确定关于所述槽的至少一部分的灰度图案，其中，所述灰度图案指示要由所述增材制造装置应用的聚合图案；以及

将所述灰度图案应用于所述槽的所述至少一部分。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述灰度图案包括多个像素点，所述多个像素点各自指示要在所述正畸管结构的三维模型中的相应位置处聚合的材料的量。

30.根据权利要求28所述的方法，其中，所述灰度图案包括多个像素点，所述多个像素点各自指示在所述正畸管结构的三维模型中的相应位置处开启聚合还是关闭聚合。

31.根据权利要求23所述的方法，其中，所述正畸管结构包括能够供流动通过所述槽的材料离开所述正畸管结构的凹口。

32.根据权利要求31所述的方法，其中：

所述正畸管结构包括与构建板相邻的接合部，所述定制的正畸管在所述构建板上产生；并且

所述凹口至少部分地定位在与所述构建板相邻的所述接合部处。

33.一种通过增材制造装置使用正畸管结构的三维模型而生产的定制的正畸管，所述正畸管结构的三维模型是使用患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成的，所述定制的正畸管包括：

槽，所述槽由多个壁环绕并用于接纳线材，其中，所述多个壁中的一个或更多个壁的端部相对于所述定制的正畸管的近中表面成角度。

34.根据权利要求33所述的定制的正畸管，其中，所述槽的主要部分的角度是基于正畸处方的。

35.根据权利要求33所述的定制的正畸管，其中，所述槽基于要由所述槽接纳的所述线材的形状来定形状。

36.根据权利要求33所述的定制的正畸管，还包括凹口，所述凹口允许在所述定制的正畸管连接至基部板时，材料通过所述凹口流出所述槽。

37.根据权利要求33所述的定制的正畸管，还包括：

两个部分，所述两个部分各自具有延伸穿过所述部分的相应的槽。

38.根据权利要求37所述的定制的正畸管，其中，所述两个部分中的每个部分的槽包括：

第一侧部，一个或更多个槽壁的端部在所述第一侧部处成角度；以及

第二侧部，一个或更多个槽壁的端部在所述第二侧部处不成角度。

39.根据权利要求37所述的定制的正畸管，其中，所述两个部分的槽对准成使得第一槽的主要部分的角度与第二槽的主要部分的角度相同。

40.根据权利要求33所述的定制的正畸管，其中，所述槽定形状成接纳近似矩形的线材。

41.根据权利要求33所述的定制的正畸管，其中，所述多个壁中的至少一些壁相对于彼此大致平行。

42.根据权利要求33所述的定制的正畸管，其中，所述一个或更多个壁的端部相对于所述定制的正畸管的近中面成在大约20度至80度之间的角度。

43.一种制造用于患者的定制的正畸管的方法，所述方法包括：

获得患者的一个或更多个牙齿的三维(3D)模型；

使用所述患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成正畸管结构的三维模型，所述正畸管结构包括弯曲的牙龈侧基部边缘；以及

使用增材制造装置基于所述正畸管结构的三维模型来生产定制的正畸管。

44.根据权利要求43所述的方法，还包括：

确定所述弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径；

其中，生成所述正畸管结构的三维模型包括将所述弯曲的牙龈侧基部边缘生成为具有所确定的所述曲率半径的拐角。

45.根据权利要求44所述的方法，其中，确定所述弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径包括基于所述一个或更多个牙齿中的牙齿的三维模型来确定所述曲率半径。

46.根据权利要求45所述的方法，其中，基于所述牙齿的三维模型确定所述曲率半径包括基于所述牙齿的牙龈边沿来确定所述曲率半径。

47.根据权利要求44所述的方法，其中，确定所述弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径包括基于正畸处方来确定所述曲率半径。

48.根据权利要求46所述的方法，其中，所述正畸处方包括扭矩、倾斜、旋转或它们的组合的指示。

49.根据权利要求43所述的方法，其中，所述弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径约为0.05mm至2.0mm。

50.根据权利要求43所述的方法，其中，所述正畸管结构包括弯曲的咬合侧边缘。

51.根据权利要求43所述的方法，其中，所述正畸管结构包括成角度的钩状部。

52.根据权利要求51所述的方法，还包括：

确定所述成角度的钩状部的角度；

其中，生成所述正畸管结构的三维模型包括生成具有所确定的所述角度的所述成角度的钩状部。

53.根据权利要求51所述的方法，其中，所述成角度的钩状部相对于所述正畸管结构的面部在唇侧成在0度与90度之间的角度。

54.根据权利要求51所述的方法，其中，所述成角度的钩状部相对于所述正畸管结构的面部在面侧成在0度与90度之间的角度。

55.根据权利要求51所述的方法，其中，所述成角度的钩状部在所述成角度的钩状部的平面中相对于所述正畸管结构的本体成在0度与45度之间的角度。

56.一种通过增材制造装置使用正畸管结构的三维模型而生产的定制的正畸管，所述正畸管结构的三维模型是使用患者的一个或更多个牙齿的三维模型生成的，所述定制的正畸管包括：

弯曲的牙龈侧基部边缘。

57.根据权利要求56所述的定制的正畸管，还包括弯曲的咬合侧边缘。

58.根据权利要求56所述的定制的正畸管，其中，所述弯曲的牙龈侧边缘的曲率基于所述一个或更多个牙齿中的牙齿的牙龈边沿。

59.根据权利要求56所述的定制的正畸管，其中，所述弯曲的牙龈侧边缘的曲率基于正畸处方。

60.根据权利要求56所述的定制的正畸管，其中，所述弯曲的牙龈侧基部边缘的拐角的曲率半径约为0.05mm至2.0mm。

61.根据权利要求56所述的定制的正畸管，还包括成角度的钩状部。

62.根据权利要求61所述的定制的正畸管，其中，所述成角度的钩状部相对于所述定制的正畸管的本体成角度以避免所述成角度的钩状部与所述患者的口部的一部分接触。