CN117695033A - 正畸对准器及其制造方法以及用于正畸治疗的系统 - Google Patents

Abstract

一种正畸对准器包括限定牙齿空腔的壳体。牙齿空腔被配置成接纳患者的牙齿并且具有限定开口的边缘。一体式钩从壳体的邻近牙齿空腔的壁部分向外延伸并且与边缘在咬合向上间隔开。一体式钩具有侧壁，侧壁限定内部空间并且包括窗口。内部空间向牙齿空腔敞开。窗口延伸穿过侧壁，使得内部空间是可接近的。窗口的大小可以被确定成干涉弹性带的插入。一种用于正畸治疗的系统包括附接件。一体式钩被配置成接纳附接件。附接件可通过窗口接近。附接件可以不填满内部空间。一种制造正畸对准器的方法包括：制备包括钩模的模具。

Description

正畸对准器及其制造方法以及用于正畸治疗的系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年9月13日提交的美国申请序列号29/866,462的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及正畸治疗领域，并且更具体地涉及正畸矫治器、牙齿附接件、可与正畸矫治器接合的附接件、以及制造正畸矫治器和附接件的方法。

背景技术

正畸学是操纵牙齿以矫正上牙弓和下牙弓的牙齿之间的咬合不正的实践。典型地，咬合不正的治疗包括使用正畸矫治器，该正畸矫治器施加矫正力到牙齿。随着时间的推移，这些矫正力迫使牙齿移动到其正畸矫正位置中。

施加矫正力的一种方式是用被称为“牙齿对准器”或简称为“对准器”的正畸矫治器。对准器通常作为一系列可移除矫治器提供，这些可移除矫治器将患者的牙齿从其初始取向逐渐地重新定位到其正畸矫正取向。用对准器治疗的患者可以随意插入和移除对准器，因此不需要像正畸托槽通常需要拜访正畸医生进行弓丝更换。相反，在当前佩戴的对准器已经将牙齿移动到该对准器的最终取向处或附近时，患者仅开始根据治疗计划使用该系列中的下一个对准器。

为了制造对准器，正畸医生首先获得患者齿列的计算机模型。该模型可例如通过取得齿列的印记并将该印记扫描到计算机中来生成。一旦已经获得计算机模型，正畸医生可以确定提供矫正后的齿列的牙齿的目标取向。然后可以生成多个计算机模型，其中每个模型对应于从初始取向到目标取向的齿列的增量取向。从初始取向到目标取向的增量取向可以根据所提出的治疗计划来移动患者的牙齿。治疗计划典型地包括从牙齿的初始取向到目标取向的多个阶段移动。根据牙齿移动的程度，治疗计划可以包括一系列单独的对准器，这些对准器根据治疗计划按照预定的顺序从初始取向到最终取向佩戴。

对准器可以被配置成与被称为“附接件”的牙齿附接件结合使用。附接件是结合至患者牙齿中的一个或更多个的固态物体。附接件被粘性地固定至牙齿并且从牙齿向外突出。然后，对准器被制造成配合在附接件和牙齿两者上。对于特定的牙齿移动，附接件给予对准器更多的杠杆作用，使得相对于单独使用对准器，施加在牙齿上的力可以增加或者在不同的方向上。在许多其他益处中，临床医生能够更好地控制和预测牙齿移动。最终，这种布置还可以减少治疗时间。当与对准器治疗结合使用时，相对于没有附接件的对准器治疗，附接件可以允许更积极的治疗计划和更显著和明显的牙齿咬合不正的校正。

其他正畸矫治器可以与对准器结合使用。例如，弹性带可以在一端被耦接到对准器并且在另一端被固定至相对颌部上的另一个对准器。当拉伸时，弹性带在一个或更多个牙齿上施加额外的力。借助于弹性带的对准器在矫正下咬合和上咬合可能是很有用的。弹性带至对准器的附接典型地是通过修改对准器的齿龈边缘以产生附接点来实现的。例如，可在两个位置切割齿龈边缘，然后使弹性构件穿过每个切口。这可以被称为钩切口。对准器在这些切口之间的中间部分被向外弯曲，使得该弹性带配合在对准器与牙齿/齿龈之间。在该位置附接弹性构件可能会产生问题。

首先，由弹性带施加到牙齿对准器的增加的矫正力在附接点的位置处、特别是在这些切口位置处增加了应力。在这些点处的剪切力倾向于在切口处(集中应力)撕裂对准器。在没有撕裂的情况下，在这些位置处的高应力可能导致材料变形并且可能过早地失效。失效可能是由于过度弯曲、猛撕和/或撕裂。失效可能阻止对准器有效地治疗患者并且可能需要更换对准器。无论哪种方式，失效延长了治疗时间。

其次，切割对准器在齿龈边缘处或附近造成缺陷，并且因此降低了对准器的结构完整性，潜在地使得对准器在没有弹性带的情况下对于牙齿移动不太有效。再次，这可以延长治疗时间。

钩切口的使用也是有问题的。新患者发现即使在看镜子时也难以定位每个切口。由于钩切口不产生显著的触觉特征，患者难以通过触摸找到钩切口。而且，即使在找到钩切口之后，患者也必须保持边缘伸出来，并插入弹性带。这通常采取一些实践，因此对于患者而言可能是加剧病情的，并且可能产生依从性的问题。

除了钩切口，弹性带可以经由凸钮切口与对准器结合使用。凸钮切口实质上是对准器一侧上的孔。作为金属或塑料物体的凸钮被结合至患者的牙齿。切口适配在凸钮上。以此方式，凸钮对于患者或临床医生是可接近的以便附接弹性带。因为凸钮结合至牙齿表面，所以存在一定百分比的结合失败，通常是由于与另一物体的意外接触。结合失败需要紧急预约，在此期间凸钮被重新结合。因此，有时会中断治疗。

虽然总体上在商业上是成功的，但是仍需要改进的正畸矫治器、附接件、系统和方法。

发明内容

本发明克服了包括迄今已知用于正畸治疗的正畸对准器和附接件的正畸系统中的缺点和弊端。尽管将结合某些实施例描述本发明，然而，应当理解的是，本发明不限于这些实施例。相反，本发明包括可以包含在本发明的精神和范围内的所有替代、修改和等同物。根据本发明的原理，一种用于患者的牙齿的正畸治疗的正畸对准器包括限定至少一个牙齿空腔的壳体。牙齿空腔被配置成接纳患者的牙齿中的至少一个牙齿并且具有限定开口的边缘，牙齿空腔通过该开口接纳患者的牙齿。壳体具有壁部分。一体式钩从邻近牙齿空腔的壁部分中的一个壁部分向外延伸并且与边缘在咬合向上间隔开。一体式钩具有侧壁，侧壁限定内部空间和窗口。内部空间向牙齿空腔敞开。窗口延伸穿过侧壁，使得内部空间可通过窗口接近。

在一个实施例中，一体式钩的侧壁包括近中壁、远端壁、咬合壁、以及齿龈壁，并且窗口沿着至少任意两个壁延伸或沿着任意三个壁延伸。

在一个实施例中，当正畸对准器定位在患者的牙齿上时，窗口在咬合方向、齿龈方向、近中方向或远端方向之一上敞开。在一些变体中，窗口是楔形形状。

在一个实施例中，窗口的至少一部分的大小被确定为干涉弹性带的插入。

在一个实施例中，窗口包括贯通壁，贯通壁与一体式钩的侧壁的外表面和内表面相交。贯通壁具有在窗口的开口处限定第一宽度的相对的部分，并且贯通壁具有在贯通壁的相对的部分的端部附近限定第二宽度的相对的部分。第一宽度大于第二宽度。在一些变体中，第一宽度大于弹性带的直径，使得开口被配置成接纳弹性带。在一些变体中，第二宽度小于弹性带的直径，使得在第二宽度处弹性带与窗口之间存在干涉。

在一个实施例中，侧壁具有总体上气泡状构型。

在本发明的一个方面中，存在用于正畸治疗的系统。在一个实施例中，系统包括正畸对准器和被配置成固定至患者牙齿的附接件的一个实施例。正畸对准器的一体式钩被配置成当正畸对准器被放置在患者的牙齿中的至少一个牙齿上时接纳附接件。附接件可通过窗口接近。在一些变体中，附接件不填满一体式钩的内部空间。例如，在一个实施例中，附接件填充一体式钩的内部空间的75％或更少。作为另一个示例，在一个实施例中，附接件填充一体式钩的内部空间的超过35％。

在一个实施例中，附接件不填满一体式钩的内部空间，使得附接件与一体式钩的侧壁之间的内部空间的未填充部分可以通过窗口接近。

在一个实施例中，窗口包括贯通壁，贯通壁与侧壁的外表面和内表面相交，并且贯通壁具有多个相对的部分，这些相对的部分在窗口的开口处限定了第一宽度并且在贯通壁的相对的部分的端部附近限定了第二宽度。在一些变体中，第一宽度大于第二宽度。在其他变体中，第一宽度小于第二宽度。

在一个实施例中，当正畸对准器被放置在患者的牙齿上时，窗口从开口到贯通壁的相对的部分的端部的深度大于从开口到附接件的表面所测量的距离。

在一个实施例中，系统还包括弹性带。弹性带可插入窗口中以接触附接件。在插入之后，通过一体式钩将弹性带保持在窗口中的适当位置。在一些变体中，当弹性带与附接件接触时，弹性带和/或一体式钩弹性变形。

在一个实施例中，当弹性带与附接件接触时，一体式钩抓握弹性带。

在本发明的一个方面，存在一种制造正畸对准器的一个或更多个实施例的方法。方法包括制备模具，模具包括呈患者牙齿中的一个或更多个的构型的一个或更多个隆起部和从一个或更多个隆起部向外延伸的钩模。方法还包括使工件在模具上变形(包括在钩模上)以产生包括预成形钩的工件的变形区域，以及移除预成形钩的一部分以形成窗口。

附图说明

结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图阐述了本发明的实施例，并且与以下给出的详细说明一起用于解释本发明的各个方面。

图1是根据本发明的一个实施例的系统的透视图，该系统具有对准器和附接件，该对准器相对于对应的颌部在适当位置中。

图2是图1的对准器在用于图1中所示的颌部的正畸治疗的位置中的透视图。

图3是根据本发明的一个实施例的系统的透视图，该系统包括图2所示的对准器和附接件，并且展示了与临时锚固设备相接合的弹性带。

图4是图1中所示的对准器的放大透视图。

图5是图4所示的对准器的放大图。

图6是图5的对准器中所示的一体式钩的放大图。

图7A是沿着图5的截面线7-7截取的一体式钩的一个实施例的截面图。

图7B至图7D是根据本发明的实施例的一体式钩的替代性实施例的截面图。

图8是根据本发明的一个实施例的图1的附接件的放大透视图。

图9和图10分别是图8的附接件的左上透视图和右下透视图。

图11是根据本发明的一个实施例的图3的示范性系统的放大透视图。

图12是根据本发明的一个实施例的在没有图11所示的弹性件的情况下的图11的附接件和一体式钩布置的放大透视图。

图13是图12的附接件和一体式钩的正视图。

图14是沿着图11的截面线14-14截取的附接件和一体式钩的截面图，示出了与附接件接合的弹性带。

图14A是图11的附接件和一体式钩的侧视图，示出了与一体式钩接合的弹性带。

图15展示了制造图1的对准器的一种方法的透视图，展示了齿模和成形的工件。

图16是图15的齿模的放大图，展示了根据本发明的一个实施例的钩模。

图17和图18是图16的钩模的透视图和侧视图。

图19是形成在图16的钩模之上的工件的示意性侧视图。

图20是在图19的变形工件中形成窗口之后的一体式钩的侧视图。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种包括一个或更多个正畸矫治器的正畸治疗系统。示范性系统包括一个或更多个牙齿对准器和/或与牙齿对准器一起使用的附接件。在一个实施例中，牙齿对准器包括一体式钩，一体式钩在邻近患者的牙齿表面的位置处形成并且与对准器的齿龈边缘在咬合向上间隔开。因此，一体式钩的一个优点是，对准器在使用过程中保持其结构强度，因为对准器的齿龈边缘没有任何修饰。示范性一体式钩可接纳弹性带。示范性实施例可包括被配置成固定至牙齿的附接件。附接件和一体式钩可以被配置成在正畸治疗过程中彼此协作。这种协作可以促进在选定的一个或更多个牙齿上的另外的或不同的力。此外，附接件可通过一体式钩中的窗口从外部直接接近。作为示例，弹性带的一部分可被插入窗口中并且与附接件和一体式钩中的一者或两者直接接触。例如，弹性带的另一端可以连接至相对颌部上的对准器，从而促进弓间、或自上而下的配置，以用于根据所希望的治疗向前或向后拉动患者的颌部。这种配置是有利的，因为由弹性带所产生的力可以单独通过附接件或通过附接件与对准器的组合来承载。在一些变体中，系统可以包括弹性带，弹性带从佩戴在患者的颌部上的对准器的第一一体式钩延伸到同一对准器上的第二一体式钩或延伸到凸钮，该凸钮被附接至佩戴对准器的同一颌部中的牙齿。在一些变体中，系统可以包括弹性带，弹性带从佩戴在患者的颌部上的对准器的第一一体式钩延伸到佩戴在相对的颌部上的第二对准器上的第二一体式钩或延伸到附接至相对的颌部中的牙齿上的凸钮。

为了这些以及其他目的，并且参照图1、图2和图3，在本发明的示范性实施例中，牙齿对准器10包括中空壳体12，中空壳体12被配置成封装患者牙齿的一个或更多个冠。壳体12可以是一个或更多个层的弹性材料，并且形成有共同限定边缘16的多个空腔14。每个空腔14成形为接纳患者的牙齿18中的一个特定牙齿。边缘16限定壳体12中的开口20。如图1所示，空腔14通过开口20接纳患者牙齿18的相应牙齿。

在所描绘的非限制性示范性实施例中，对准器10包括位于壳体12中的一体式钩22。一体式钩22具有外壁28，外壁28形成对准器10的齿空腔24并且根据正畸治疗计划促进正畸治疗。外壁23可限定一体式钩22的内部空间52(图7A)。内部空间52的大小可以被确定成接纳附接件26，附接件26被结合至对准器10佩戴在其上的颌部的牙齿。继续参照图1，一体式钩22可接纳在牙齿30上示出的附接件26。当对准器10被定位在患者牙齿上时，附接件26可以被接纳在一体式钩22中，如图2和图3中所示。在一个实施例中，对准器10与附接件26结合形成用于正畸治疗的系统32，并且可以与弹性带34或其他弹性构件一起使用，在图3中示出了弹性带的示例。如本文所描述的，弹性带34可以穿过设置在一体式钩22的外壁23上的窗口50(图7A)，到达安置在一体式钩22的内部空间52内的附接件26。如图1所示，外壁23可以具有有助于将弹性带34张开到附接件26上的气泡状形状或圆角矩形形状。窗口50和外壁23的气泡状形状帮助患者将弹性带34安置到附接件26上。在一些布置中，一体式钩22可以有助于患者将弹性带34安置到附接件26上，而不需要患者看到一体式钩22。

参照图2和图3，在正畸治疗期间，牙齿对准器10选择性地可定位在患者的牙齿18上。一体式钩22接纳附接件26。至少部分地由于一个或更多个空腔14的位置相对于对应牙齿的位置的微小差异，壳体12可紧密地配合在牙齿18上。根据为患者制定的治疗计划，这种未对准可以是有意的。由于这些未对准，对准器10在定位在患者的牙齿18上时可以弹性变形。弹性变形可以作为壳体12中的可测量量的体应变或局部应变而观察到。当壳体12试图返回到未应变的状态或减小的应变配置时，壳体12中的应变在牙齿上产生压力。与对准器10的强制接触可以根据患者的治疗计划将患者的牙齿朝向预定位置移动。在这方面，一体式钩22可能不与附接件对准，并且因此钩22可根据牙齿30的预期移动而强制地接合附接件26。

如图3所示，系统32还可以包括弹性带34，弹性带34在示范性实施例中被示出为与一体式钩22和临时锚固设备(TAD)36接合。在示例中，TAD 36提供了弹性带34连接的固定锚定点。虽然未示出，但是弹性带34可以以自上而下的配置方式附接至患者的相对的颌部，弹性带被设计为沿预定方向移动一个或两个颌部。

在本发明的一个实施例中，一组对准器(未示出)可以包括一个或更多个牙齿对准器10。在正畸治疗期间，组中的每个对准器可以略微不同，使得它们各自提供牙齿的略微不同的移动。每个对准器10可以包括一个或更多个一体式钩22以与对应的附接件26协作。对于每个对准器10，一个或更多个一体式钩22和附接件26的位置可以改变。换句话说，一组对准器可以对应于一组附接件，其中附接件的数量和位置在一组对准器的单独对准器中改变。在治疗期间，可以从一个牙齿移除附接件，并且将新的附接件添加至另一个牙齿。按照预定的顺序利用单独的牙齿对准器来完成正畸治疗。因此，一组对准器中的每个对准器10可以将一个或更多个牙齿移动一个规定量。累积地，这些单独的量可以致使患者的咬合不正的完全治疗。

参照图4和图5，为了顺应患者的牙齿，壳体12具有被配置成顺应患者牙齿的暴露表面的壁部分。举例来说，壁部分可以由咬合部分40、唇侧部分42和舌侧部分44来限定。部分40、42、44相对于空腔24示出。边缘16限定壳体12的齿龈部分。每个空腔14的部分40、42和44总体上顺应患者牙齿中相应一个的对应部分，其中边缘16对应于特定牙齿18的齿龈缘。壳体12还可以包括远端部分46，远端部分环绕接纳最后部臼齿的空腔。

如图4和图5所示，一体式钩22可形成在壳体12的唇侧部分42中。为了清楚起见，将在所描绘的、非限制性示范性实施例的背景下描述一体式钩22，该实施例具有竖直取向的一体式钩22，一体式钩22具有朝向一体式钩22的咬合表面敞开的窗口50。然而，本发明的一体式钩22不必限制于所描绘的布置，并且可以其他方式来布置。例如，一体式钩22可围绕与一体式钩22从其延伸的侧壁正交的轴线旋转。另外地或替代地，窗口50可围绕相对于一体式钩22的同一轴线旋转。此外，窗口50不需要具有如图所示的会聚的楔形形状，但可以具有直的形状或发散的楔形形状(参照，例如，图7A至图7D)。

示范性一体式钩22相对于壳体12的唇侧部分42在唇向上(向外)延伸。这在没有附接件26的情况下在壳体12与对应的牙齿表面之间产生空腔或空隙空间。该空腔或空隙空间在本文中被称为“内部空间52”，其在图7A至图7D中示出并在下文描述。如本文所描述的，一体式钩22包括延伸穿过壳体12的厚度的窗口50。作为示例，如图3所示，窗口50可接纳弹性带34。应当理解，窗口50可接纳其他正畸设备，诸如经常用于赫布斯特式矫治器的伸缩臂或固定长度臂。在一些变体中，系统32可以包括多个一体式钩22，这些一体式钩中的每个一体式钩22可以形成在部分42、44和46的任意单一的一个或组合中，并且本发明的实施例不限于如图所示的在唇侧部分42上的单一的一体式钩22。例如，一体式钩22可形成在壳体12的舌侧部分44中，并且因此向外远离舌侧部分44在舌向上延伸。

如图5、图6、图7A、图7B、图7C和图7D所示，一体式钩22具有外壁28，外壁28与壳体12一体并且相对于壳体12的唇侧部分42限定气泡状构型。外壁28限定内部空间52(在图7A至图7D中的每个图中标记)。在示范性实施例中，内部空间52相对于对应的牙齿18在唇向上定位(参照例如图3)，并且内部空间52可通过设置在外壁28上的窗口50接近。以这种方式，壳体12的空腔24接纳牙齿30，并且一体式钩22的内部空间52接纳附接件26。在没有附接件26的情况下，内部空间52将是邻近牙齿30的空的空间(即，空的气泡)。通常，一体式钩22从壳体12的唇侧部分42突出。虽然具有足以推进正畸治疗的任何配置，但示范性实施例由唇侧壁54、近中壁56、远端壁58、咬合壁60、以及齿龈壁62限定。壁54、56、58、60和62与壳体12成一体并限定内部空间52。虽然在附图的描述中使用术语唇侧、近中、远端、咬合和齿龈，但是它们仅用于将一个方向与另一个方向区分开，并且不是限制性的。例如，对准器的舌侧上的一体式钩可以具有类似的描述，但是包括舌侧壁而不是唇侧壁。此外，在唇侧壁、近中壁、远端壁、咬合壁、以及齿龈壁中的任一者中的术语“壁”不限于平坦表面，即，取向或面向特定方向的平面。例如，任意单个壁或所有壁可以是弯曲的(即，具有非平坦区域)和/或多面的(即，具有许多平坦面)。并且，虽然一体式钩22被示出为定向成相对于壳体12的部分42大致正交地对准，但是一体式钩22可旋转至其他取向，其中壁或壁的部分被定向在确定的方向上。作为具体示例，一体式钩可以从所示处旋转45°，使得窗口在近中-咬合或远端-咬合方向上敞开。在这些取向中，壁或其部分将面向唇侧(或舌侧)、近中、远端、咬合、和齿龈方向。

在所示的示范性实施例中，窗口50是由贯通厚度的表面或壁64限定的，表面或壁64与一体式钩22的外表面70和内表面78相交或连接。在图7A所示的示例中，壁64的相对的贯通壁部分64a，64b遵循口形构型，其中贯通壁64的相对的舌侧部分64a和唇侧部分64b之间的最大距离位于咬合壁60处。口形构型相对于唇侧部分42是凹形的。最大距离限定了用于咬合壁60处的窗口50的开口68的宽度。围绕一体式钩22的周界，贯通壁64在咬合壁60上从近中壁56延伸至远端壁58。实质上，贯通壁64在一体式钩22的四侧中的三侧中。贯通壁64围绕近中壁56和远端壁58中的每一个朝向齿龈壁62延伸至最齿龈端部66。相对的舌侧贯通壁部分64a和唇侧贯通壁部分64b之间的距离分别沿着每个壁56、58朝向贯通壁64的每个端部66逐渐减小。在示例中，在近中壁56和远端壁58中的一个或两个处具有一个端部66。端部66表示窗口50沿着近中壁56和沿着远端壁58延伸的最远距离。在每个端部66处，舌侧壁部分64a和唇侧壁部分64b相遇或汇合。尽管每个壁56、58上的端部66看起来是对称地定位的，但本发明的实施例不限于该配置。部分64、64b之间的距离的逐渐变窄产生楔形形状。如图所示，贯通壁64的相对的部分64a、64b可以是非平面的，并且在示例中具有弓形形状。

贯通壁64限定了窗口50的尺寸。例如，窗口50的深度D1由壁64的一端部66在相对的部分64a、64b汇合的位置处确定。深度D1是从开口68处的平面到端部66处的平面的垂直距离。在图7A中，平面在这些位置的每一个处垂直于页面。窗口50的深度D1可以取决于附接件26的尺寸，如下所述。图7A中的窗口50的深度D1大致是一体式钩22的整体唇侧-舌侧隆起部P1的唇侧部分42处的大约基点处的一体式钩22的整体咬合-齿龈高度H1的一半。

在示范性配置中，开口68可以在咬合壁60处最宽，并且因此窗口50在咬合方向上敞开。此外，相对的部分64a、64b之间的距离决定了咬合壁60处的开口68处的宽度W1。相对的部分64a、64b之间的距离减小至接近(例如，在2mm至3.5mm内)或在端部66处的宽度W2。在一些布置中，宽度W1可大于宽度W2。这样，窗口50沿齿龈方向变窄。即，窗口50可以在远离开口68的方向上变窄。在所描绘的实施例中，宽度W1与宽度W2的比率为大约2：1。在一些布置中，W1：W2的比率可以是0.5：1；1：1；4：1，或具有任意上述值之间的值的比率。宽度W1和宽度W2的尺寸可以取决于弹性带34的尺寸，如参照图14和图14A所描述的。虽然未示出，但是窗口50可以在任意两个或三个壁54、56、58、60和62上延伸，并且因此可以在近中方向、远端方向或齿龈方向中的任意单个方向上敞开以用于接纳弹性带34。

图7B、图7C、和图7D中描绘了替代性或另外的非限制性实施例，其中在整个附图中，相同的附图标记指代相同的特征。在图7B所示的示例中，壁64的相对的贯通壁部分64a，64b遵循口形构型，其中贯通壁64的相对的舌侧部分64a和唇侧部分64b之间的最大距离位于咬合壁60处。口形构型相对于唇侧部分42是凸出的，并且因此总体上与图7A中所示的取向相反。在图7C所示的示例中，相对的贯通壁部分64a、64b遵循矩形状构型，其中相对的舌侧部分64a和唇侧部分64b大致平行，端部66垂直于平行的相对的部分64a和64b。相对的舌侧部分64a和唇侧部分64b之间的宽度从开口68到端部66是恒定的，其中W1等于W2。在图7D所示的示例中，相对的贯通壁部分64a、64b遵循不规则的多边形状构型，其中相对的舌侧部分64a和唇侧部分64b不平行，并且端部66不垂直于相对的部分64a和64b。相对的舌侧部分64a和唇侧部分64b之间的宽度从开口68到端部66增大，其中W1小于W2。

参照图8、图9和图10中所示的示范性实施例，附接件26可以在附接件26的舌侧72处附接至患者牙齿30的唇侧表面上或形成在唇侧表面上。虽然未示出，但是在抵靠牙齿表面形成附接件26期间可以实现附接至牙齿30。在这方面，尽管未在图中示出，当患者在临床医生的办公室时，附接件26可形成并放置在患者的牙齿上，诸如图1和图8中的牙齿30。模板对准器(TA)可以用于这种双重目的。TA类似于对准器10，但通常更灵活，并且包括在附接件26待结合至牙齿30的位置处的空腔。空腔是附接件26的复制阴模，即，空腔是附接件26在患者牙齿上的期望取向上的尺寸和形状。临床医生可以用复合材料填充空腔，然后将TA放置在患者的牙齿上。以此方式，附接件26既被形成又在正确位置处被附接至患者的牙齿30。一旦复合材料已经凝固或固化，从患者的牙齿剥离TA，从而使附接件26结合在正确位置处。TA可以按照与下面描述的对准器10类似的方式制作或打印。

可替代地，单独成形的附接件26可以诸如用Transbond XT(可从3M获得)、Transbond PLUS(可从3M获得)、Go-To Adhesive(可从Reliance获得)和Grengloo&Blugloo(可从Ormco获得)被粘性地附接至患者的牙齿、在舌侧72与牙齿30的表面之间的层中。如参照图2和图3一般地示出的，当患者将对准器10放置在他们的颌部上时，一体式钩22接纳附接件26。

认识到，像一体式钩22一样，附接件26可以被定向成与针对图8、图9和图10的非限制性示范性实施例所示出的不同。尽管如此，为了清楚起见，现在将参照图8、图9和图10来描述附接件26的特征，其中附接件26具有近中侧面74、远端侧面76、咬合侧面80和齿龈侧面82。侧面74、76、80和82面向外并且可以分别与一体式钩22的壁56、58、60、62中的一个或更多个协作。在治疗期间，附接件26的侧面74、76、80和82与一体式钩22的壁56、58、60和62之间的协作可以根据治疗计划在牙齿30和一个或更多个周边牙齿18上产生正畸治疗力。如图9和图10所示，侧面74、76、80和82产生爪状或钩状形状，其中咬合侧面80具有凹形弓形形状，而齿龈侧面82具有凸形弓形形状。侧面80和82在圆形尖端84处与近中侧面74和远端侧面76分别相交，近中侧面74和远端侧面76大致平行或相对于彼此成稍微交叉的角度。

在图8所示的示范性实施例中，附接件26被定向成使得凹形侧面80面向咬合向。因此，尖端84指向大致唇侧-咬合方向。牙齿30上的附接件26的形状和取向不限于所示的实施例。例如，取决于治疗所需的力，附接件26可以被定向成使得凹形侧面80面向齿龈方向(图8中所示的180°)、近中方向或远端方向中的任意单一方向。

图12、图13和图14中示出了附接件26在一体式钩22内的配合(没有弹性带34)，其中，附接件26被接纳在一体式钩22的内部空间52中。在一些变体中，附接件26不填充整个内部空间52。换言之，在一些布置中，附接件26的体积小于内部空间52的体积。在一些实施例中，附接件26占据内部空间52的全部或几乎全部。参照图14中描绘的非限制性示范性实施例，附接件26的相对填充体积可以是从25％至75％，并且作为进一步的示例，从45％至75％。为此，侧面74、76、80和82中的一个或更多个可以不与一体式钩22的对应的壁56、58、60和62直接接触。这使得内部空间52的一部分未被填充。即，在附接件26的一个或更多个侧面74、76、80和82与一体式钩22的对应的壁56、58、60和62之间存在间隙。

图13和图14示出了这种体积关系的示例。在一个实施例中，附接件26的近中侧面74和远端侧面76可与一体式钩22的对应的壁56和58直接接触。因此，在对准器10与附接件26之间在近中/远端方向上可能存在很少的(如果有的话)相对移动。附接件26的齿龈侧面82可以顺应齿龈壁62。附接件26的舌侧-唇侧隆起部P2可以在舌侧-唇侧方向上填充内部空间52。因此间隙可以主要存在于附接件26的咬合侧面80与一体式钩22的咬合壁60之间。

继续参照图13和图14，因为窗口50在咬合壁60中并且附接件26和一体式钩22之间的间隙或内部空间52的未填充部分86是内部空间52的咬合部分，未填充部分86向窗口50敞开。在一个实施例中，这导致附接件26的咬合侧面80暴露于窗口50中。换言之，从咬合壁60中的开口68沿着近中壁56至端部66的窗口50的深度D1(图13)大于从咬合壁60中的开口68至附接件26的咬合侧面80的深度D2。因此，当在近中壁56的方向上观察时，附接件26具有暴露的咬合-齿龈部分90。暴露部分90相对于端部66并朝向开口68在咬合向上延伸。因此，咬合侧面80的一部分92暴露于窗口50中。

图11、图14和图14A示出了一体式钩22与附接件26连同弹性带34之间的协作。在系统32的示范性实施例中，附接件26不填充整个内部空间52，并且弹性带34被接纳在窗口50中以在凹形侧面80上接触附接件26。这种布置是通过附接件26在一体式钩22的内部空间52中的相对配合以及窗口50的尺寸来实现的，如上所描述的。

在图14和图14A中，弹性带34被示出为插入窗口50中并与附接件26的咬合侧面80的暴露部分92接触。在示范性实施例中，在弹性带34抵靠附接件26的咬合侧面80的暴露部分92安置之前，窗口50在相对的贯通壁部分64之间的相对尺寸以及弹性带34的直径在带34与一体式钩22之间产生干涉。在替代配置中，窗口50的尺寸可以防止弹性带34安置在暴露部分92上，或者窗口50的尺寸可以不干涉弹性带34与暴露部分92之间的接触。

在示范性实施例中，弹性带34在相对的壁部分64a、64b和暴露部分92中的每一个处接触一体式钩22。因此，相对尺寸可以包括在窗口50的开口处的宽度W1，宽度W1大于弹性带34的截面尺寸。因此，在将弹性带34插入到窗口50中期间，弹性带34可以因此在没有力的情况下插入窗口50中。然而，窗口50的侧面到侧面的尺寸(即，相对的贯通壁部分64之间)在朝向端部66的方向上变窄为宽度W2。在接近弹性带34接触咬合侧面80的暴露部分92的一些点处，相对的贯通壁部分64a，64b之间的宽度尺寸(诸如图14A中的宽度W3处)等于弹性带34的未拉伸的横截面尺寸。因此，朝着抵靠附接件26的咬合侧面80的安置位置进一步插入弹性带34需要力来克服弹性带34与一体式钩22之间的干涉。

在窗口50的尺寸等于弹性带34的尺寸的插入点处，诸如在图14A中的W3处，带34可以在箭头96的方向上拉伸，即，直接远离窗口50的开口。拉伸力克服一体式钩22与弹性带34之间的干涉，并且因此带34抵靠附接件26的暴露部分92安置。当弹性带34安置于附接件26的暴露部分92上时，弹性带34可不接触端部66中的任一个。尽管不受理论限制，但是在拉伸期间，弹性带34的横截面尺寸可以减小到允许弹性带34在相对的贯通壁部分64a、64b之间滑动并且与暴露部分92接触的尺寸。一旦就位，弹性带34在没有力96的情况下可保持变形。作为在该位置中弹性带34变形的示例，一旦弹性带34抵靠暴露部分92安置，在图14A中示出了弹性带34从圆形横截面变形至椭圆形横截面。在弹性带34和一体式钩22之间在安置位置中在两者之间的接触区域处可能存在局部变形。举例来说，当弹性带34被进一步强行楔入窗口50中时，窗口50的宽度尺寸可以增加。这样，一旦箭头96方向上的力在带34就位之后从弹性带34移除，带34和/或一体式钩22可保持部分弹性变形。这在图14A中示意性地示出。如果刚性正畸矫治器被插入窗口中，则一体式钩22的弹性变形可以是显著的或仅仅是变形。例如，如果金属环(未示出)被插入窗口50中，则一体式钩22可变形，这可将环保持在窗口50中的适当位置并抵靠附接件26。在任一情况下，残余弹性变形可在弹性带34/金属环上产生抓握，从而抵抗弹性带34/环从窗口50的意外移除。在弹性带34的情况下，一旦弹性带处于安置位置中，弹性带可通过带34和/或一体式钩22的弹性变形而保持在适当位置中。弹性带34可以仅通过在与箭头96相反的方向上施加的力来移除。然而，在替代配置中，窗口50的大小可以被确定成大于未受应力的弹性带34的横截面面积，使得当弹性带34安置在附接件26上时，弹性带34不使一体式钩22的外壁23变形。

参照图3、图14和图14A，在用弹性带34施加力的治疗期间，来自弹性带34的大部分力可以被传递至附接件26并且因此传递至牙齿30。举例来说，由于弹性带34在附接件26上的安置位置，来自弹性带34的力的至少70％被传递至牙齿30。来自弹性带34的力的小部分可被传递至一体式钩22。特别地，来自弹性带34的力可以经由一体式钩22的协作的壁56、58和62中的一个或更多个和附接件26的对应的侧面74、76和82中的一个或更多个间接地通过附接件26传递至一体式钩22。举例来说，来自弹性带34的力的至多30％可以经由附接件26间接地传递至一体式钩22。有利地，附接件26有助于稳定一体式钩22，使得间接来自弹性带34的力不使对准器10移位。也就是说，有可能经由附接件26将力施加至对准器10，而无需来自弹性带34的全部施加力仅由对准器10承载。

现在参照图15至图20，根据本发明的一个方面，制造了对准器10。为此，临床医生可以选择在壳体12中邻近任意单个空腔14、在多个分开的空腔14上设计一体式钩22，或者邻近形成正畸治疗计划过程的一部分的任意单个对准器10的单个空腔设计多个一体式钩22。如本文所描述的，临床医生可以是不是患者的人，并且可以被训练来设计对准器以实施如由临床医生提供的正畸治疗计划。因此，临床医生可以是设计者，或者可能是患者的医生或向医生报告的其他人。本文中对临床医生和/或医生的引用不限于本发明的实施例。

参照图15至图20，作为示例，临床医生可以在正畸治疗的一部分期间为对准器10的一个或更多个空腔14设计一体式钩22，然后在正畸治疗的另一部分期间将不同的一体式钩22添加至不同的对准器10的一个或更多个不同的空腔14。这些修改发生在治疗计划的设计过程中并且在制造对准器之前。此外，虽然相对于一个对准器10描述并示出了一个一体式钩22(参照例如图1和图15)，但是可以根据任意单个正畸治疗计划在单个对准器或多个对准器上形成多个一体式钩22。因此，临床医生可以利用具有多个一体式钩22的对准器10来开发治疗计划，这些一体式钩22在治疗期间从对准器到对准器改变取向和位置。本发明的实施例不限于如图所示的具有单一结构的单一对准器。

为此，根据本发明的一个方面，临床医生可以在正畸治疗计划期间在一个或更多个对准器上选择性地定位和配置一个或更多个一体式钩22。如下所描述的，临床医生可以在制造对准器之前对虚拟一体式钩进行建模。一种用于制造模具的计算机模型，从这些模具中可以形成具有一个或更多个一体式钩的对准器。计算机模型基于患者的初始齿列。举例来说，正畸医生可以使用合适的印记材料获得患者齿列的印记。然后可以使用三维扫描设备将此印记扫描到计算机中以生成患者的初始齿列的三维计算机模型。三维扫描设备还可以用于通过直接扫描患者的齿列来获得计算机模型。

初始齿列的计算机模型可以被正畸医生用作起始点以生成目标齿列模型和一个或更多个中间齿列模型。目标齿列模型可以表示在正畸治疗结束时患者牙齿的期望定位。因此，在正畸治疗计划过程期间，生成提供从初始齿列到一个或更多个中间齿列模型的增量步骤并且以目标齿列结束的一系列计算机模型。一旦已经生成计算机齿列模型，就可以使用增材制造(例如，3-D制造技术)、CNC机加工、这些方法的组合或任何其他合适的方法从虚拟模型制造一个或更多个模具200。

参照图15，一旦制造了模具200，对准器由相应的模具形成。在模具制造之后，工件100在模具200上变形。虽然未示出，但是模具200可以是一系列模具中的一个，每个模具基于患者齿列的对应计算机模型而制造，并且每个模具在正畸治疗期间捕获患者牙齿的目标取向。模具200可以包括底座202，底座202支撑呈模型牙齿形式的多个隆起部204，这些隆起部204从模型牙龈206(即，齿龈)延伸并且限定齿龈缘210。这样，每个模型牙齿204可以具有取向，每个模型牙齿在牙齿对准器10中产生相应的空腔14，其中齿龈缘210理想地为对准器10的边缘16的位置提供限定边界。根据示范性实施例，模具200包括位于模型牙齿214上的钩模212，如图15和图16所示。钩模212与齿龈缘210在咬合向上间隔开。

虽然未示出，成形工艺致使工件100随着模型牙齿204中的每一个变形，从而在对准器10中产生相应的空腔14。变形区域102包括一体式钩22，并且由模型牙齿214上的包括钩模212的模具200的特征建立。钩模212被配置成在工件100的变形期间形成一体式钩22的至少一部分。这样，钩22随着其变形并在远离患者齿龈缘210的位置处整合到工件100中。换言之，一体式钩22不是在成形之后粘附到壳体12的额外结构部件。

参照图16，在一个实施例中，模具磨牙214限定了咬合表面224、唇侧表面226和舌侧表面228，在工件100的变形期间，空腔24(图1所示)的咬合部分40、唇侧部分42和舌侧部分44顺应咬合表面224、唇侧表面226和舌侧表面228。如图所示，钩模212从模制的磨牙214的唇侧表面226在唇向上突出。钩模212具有唇侧侧面230、近中侧面232、远端侧面234、咬合侧面236和齿龈侧面240。侧面230、232、234、236和240在变形期间通常形成一体式钩22的壁54、56、58、60和62。即，在变形期间，壳体12被加热并且变形到磨牙214的表面上和周围，并且因此顺应侧面230、232、234、236和240的一个或更多个部分。然而，在所示的实施例中，一体式钩22的窗口50(例如在图12中示出)不是如此形成的。就此而言，预成形钩242在变形区域102中围绕模具钩212形成。如图所示，预成形钩242(图15)是具有气泡状构型并且相对于形成空腔14的壳体12向外突出的隆起部。预成形钩242没有窗口50。

关于模具钩212的示范性特征，尽管一体式钩22被设计成接纳附接件26(例如，在图1中示出)，但附接件26和钩模212根据一个实施例的形状或大小不同。参照图16和图17，钩模212从模型牙齿214的唇侧表面226向外延伸。在示范性实施例中，钩模212的主体部分244的形状大致类似于附接件26的对应的侧面。例如，主体部分244的侧面232、234、240和230通常复制图9和图10中所示的附接件26的侧面74、76、82和84的位置和取向。因此，在工件100的成形期间，侧面232将一体式钩22的壁56定位在变形区域102中。类似地，侧面234将一体式钩22的壁58定位，并且侧面240将侧面62定位在变形区域102中。一体式钩22的剩余部分，即，咬合壁60由钩模212的咬合侧面236形成。

参照图17和图18，模具鳍状部分246远离主体部分244延伸。在示范性实施例中，模具鳍状部分246在咬合向上延伸。就此而言，模具鳍状部分246限定了钩模212的咬合侧面236。模具鳍状部分246比主体部分244窄，并且相对于主体部分244大致居中，使得钩模212沿着沿唇侧-舌侧方向划分模具鳍状部分246的平面对称。举例来说，模具鳍状部分246可在主体部分244的总宽度的5％和25％之间。倒角250从模具鳍状部分246延伸到侧面232。虽然未示出，但是类似的倒角在模具鳍状部分246与远端侧面234之间延伸。倒角250可以是弓形的并且略微倾斜，并且因此在近中-咬合方向和远端-咬合方向上向外指向。倒角250便于变形区域在成形之后从钩模212弹出。在一些变体中，倒角250可以在工件中形成标记指示以指示工件应当在哪里被切割以形成例如窗口50。在一些布置中，模具鳍状部分246包括U形起伏区域或隆起部254。

在工件100的变形期间，模具鳍状部分246形成一体式钩22的咬合壁60，并且起伏区域或隆起部254形成切割图案256(以虚线示出)。特别地，当附接件26插入钩22中时，模具鳍状部分246形成限定在附接件26和一体式钩22之间的未填充部分86的全部或一部分。有利地，在变形期间，模具鳍状部分246控制一体式钩22的咬合壁60上的缺陷形成。例如，在唇侧部分42和咬合壁60之间的变形区域102的过渡处，模具鳍状部分246减少或消除了腹板的形成。为此，就大小、形状和取向而言，咬合壁60和隆起部/起伏区域254的位置更一致。

如图15所示，在从模具200移除变形区域102的过程中，钩模212从预成形钩242移除。钩模212可在移除期间从模具200脱离。图19中示出了在钩模212上模制之后的预成形钩242。如图所示，在成形之后，预成形钩242没有窗口。因此，在移除模具之后，沿切割图案256从预成形钩242切割窗口50。在一个实施例中，根据从隆起部/起伏区域254转移的切割图案256切割窗口50。举例来说，窗口50可以用手利用冲切刀具或通过机加工操作进行切割。

虽然本发明已经通过不同实施例的说明进行了展示并且虽然已经对这些实施例进行了一些详细描述，但本发明人不旨在将所附权利要求书的范围限制或以任何方式限制于此类细节。因此，额外的优点和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。本发明的各种特征可以根据用户的需求和偏好单独或以任意组合使用。

Claims (22)

1.一种用于患者的牙齿的正畸治疗的正畸对准器，所述正畸对准器包括：

壳体，所述壳体限定至少一个牙齿空腔，所述至少一个牙齿空腔被配置成接纳所述患者的牙齿中的至少一个牙齿以及具有边缘，所述边缘限定开口，所述至少一个牙齿空腔穿过所述开口接纳所述患者的牙齿中的至少一个牙齿，

其中，所述壳体具有壁部分和一体式钩，所述一体式钩从邻近所述至少一个牙齿空腔的所述壁部分中的一个壁部分向外延伸，并且所述一体式钩与所述边缘在咬合向上间隔开，以及

其中，所述一体式钩具有侧壁，所述侧壁限定内部空间和窗口，所述内部空间向所述至少一个牙齿空腔敞开，并且所述窗口延伸穿过所述侧壁，使得所述内部空间能够通过所述窗口接近。

2.根据权利要求1所述的正畸对准器，其中，所述一体式钩的所述侧壁包括近中壁、远端壁、咬合壁和齿龈壁，并且所述窗口沿着至少任意两个壁延伸。

3.根据权利要求1所述的正畸对准器，其中，所述一体式钩的所述侧壁包括近中壁、远端壁、咬合壁和齿龈壁，并且所述窗口沿着任意三个壁延伸。

4.根据权利要求1所述的正畸对准器，其中，当所述正畸对准器定位在所述患者的牙齿上时，所述窗口在咬合方向、齿龈方向、近中方向或远端方向之一上敞开。

5.根据权利要求1所述的正畸对准器，其中，所述窗口是楔形形状。

6.根据权利要求1所述的正畸对准器，其中，所述窗口的至少一部分的大小被确定为干涉弹性带的插入。

7.根据权利要求1所述的正畸对准器，其中，所述窗口包括贯通壁，所述贯通壁与所述一体式钩的所述侧壁的外表面和内表面相交，并且所述贯通壁具有相对的部分，所述相对的部分在所述窗口的开口处限定第一宽度并且在所述贯通壁的所述相对的部分的端部附近限定第二宽度，所述第一宽度大于所述第二宽度。

8.根据权利要求7所述的正畸对准器，其中，所述第一宽度大于弹性带的直径，使得所述开口被配置成接纳所述弹性带。

9.根据权利要求8所述的正畸对准器，其中，所述第二宽度小于所述弹性带的直径，使得在所述第二宽度处、在所述弹性带与所述窗口之间存在过盈配合。

10.根据权利要求1所述的正畸对准器，其中，所述侧壁具有大致气泡状构型。

11.一种用于正畸治疗的系统，包括：

如权利要求1所述的正畸对准器，以及

附接件，所述附接件被配置成固定至所述患者的牙齿，

其中，所述一体式钩被配置成当所述正畸对准器被放置在所述患者的牙齿中的至少一个牙齿上时接纳所述附接件，所述附接件能够通过所述窗口接近。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述附接件不填满所述一体式钩的所述内部空间。

13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述附接件填充所述一体式钩的所述内部空间的75％或更少。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述附接件填充所述一体式钩的所述内部空间的超过35％。

15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述附接件不填满所述一体式钩的所述内部空间，使得所述附接件与所述一体式钩的所述侧壁之间的所述内部空间的未填充部分能够通过所述窗口接近。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述窗口包括贯通壁，所述贯通壁与所述侧壁的外表面和内表面相交，并且所述贯通壁具有相对的部分，所述相对的部分在所述窗口的开口处限定第一宽度并且在所述贯通壁的所述相对的部分的端部附近限定第二宽度，所述第一宽度大于所述第二宽度。

17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述窗口包括贯通壁，所述贯通壁与所述侧壁的外表面和内表面相交，并且所述贯通壁具有相对的部分，所述相对的部分在所述窗口的开口处限定第一宽度并且在所述贯通壁的所述相对的部分的端部附近限定第二宽度，所述第一宽度小于所述第二宽度。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，当所述正畸对准器被放置在所述患者的牙齿上时，所述窗口的从所述开口到所述贯通壁的所述相对的部分的所述端部的深度大于从所述开口到所述附接件的表面所测量的距离。

19.根据权利要求11所述的系统，还包括：

弹性带，

其中，所述弹性带能够插入到所述窗口中以接触所述附接件，并且在插入之后，所述弹性带由所述一体式钩保持在所述窗口中的适当位置中。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，当所述弹性带与所述附接件接触时，所述弹性带和/或所述一体式钩弹性地变形。

21.根据权利要求19所述的系统，其中，当所述弹性带与所述附接件接触时，所述一体式钩抓握所述弹性带。

22.一种制造如权利要求1所述的正畸对准器的方法，包括：

制备模具，所述模具包括呈所述患者的牙齿中的一个或更多个牙齿的构型的一个或更多个隆起部和从所述一个或更多个隆起部向外延伸的钩模；

使工件在所述模具上变形，包括在所述钩模上变形，以产生包括预成形钩的所述工件的变形区域；以及

移除所述预成形钩的一部分以形成所述窗口。