CN1295666C - 牙医实习训练用的牙齿模型 - Google Patents

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Abstract

公开一种牙医实习训练用的牙齿模型，它能用激光进行精确的形状测量。通过仿造牙齿形状制造的有齿冠部分(1)的牙医实习训练用的牙齿模型，其特征在于至少齿冠部分(1)是由不透明或半透明齿冠构成材料制成，齿冠部分(1)表面的中心线平均粗糙度Ra不小于0.1μm但小于10μm，和齿冠部分(1)表面的反射度相对波长700nm的光不小于70%。在齿冠构成材料和参考白色之间的色差ΔE*ab优选地是不大于15。由于通过不接触、快速三维形状测量系统可以精确测量齿冠部分的形状，所以应用这种牙齿模型可以精确评价在教育领域内各类医疗训练和机械加工训练的结果。

Description

牙医实习训练用的牙齿模型
技术领域
本发明涉及一种牙医实习训练用的牙齿模型，特别是，涉及牙医学习训练用的能应用激光正确测量形状的一种牙齿模型。
背景技术
在教育领域，包括牙科学院、牙科技术培训学校和相关机构，早已广泛地采用常规的牙医实习训练用的牙齿模型，例如，作为这样牙医培训用的牙齿模型的一个实例，日本专利出版物No.2506212号公开了一付假牙，应用叶片弹簧的弹性它可以很容易地安装到牙槽模型中放置牙齿的地方或从那里拆下，和日本公开的专利出版物No.2002-628公开了这样结构的一种牙齿模型，该模型中对齿根部分装设一凸出部，可装配到在牙槽模型中形成的凹槽内。
在各种教育设施中，为了评价使用牙齿模型这样治疗实习的结果，应用激光进行形状测量已经应用在制备实习或牙根管治疗实习(充填实习)之后牙齿模型的实习使用中，然而在上述出版物中描述的一般塑料牙齿模型的情况下，牙齿表面的光泽度，当用激光照明时，太大从而不能使激光散射到合适的水平，因此不能使用激光进行正确的牙齿形状的测量。
本发明的目的是提供一种牙科训练用的牙齿模型能够应用激光进行正确的形状测量以便解决这个问题。
发明内容
本发明的牙科训练用的牙齿模型有按照牙齿的形状仿造形成的齿冠部分并能用激光进行齿冠部分的正确形状测量，其特征在于至少齿冠部分是由不透明或半透明的齿冠部分构成材料制成，齿冠部分表面的中心线平均粗糙度Ra是0.1μm或以上但小于10μm，对波长为700nm的光齿冠部分表面的光反射度是70％或更高，和齿冠部分构成材料与标准白色的色差ΔE*ab是15或以下。
附图说明
图1是表示本发明的牙科训练用的牙齿模型示意形状一个实例的图。
具体实施方式
将通过表示在图1中的本发明的牙科训练用的牙齿模型的示意形状的例子来描述本发明。
如在图1中所示，本发明的牙科训练用的牙齿模型有仿制人的牙齿人工形成的齿冠部分1和齿冠部分1有单层结构或多层结构。也就是说，本发明牙齿模型的齿冠部分1可以是多层结构，在其表面上有象实际牙齿(天然牙齿)一样珐琅层，在其内部是牙质，或者另一种可以是单层结构，其珐琅层和牙质是由相同的材料构成。在牙质内部可以形成浆液空洞，如在图1中示范表示的那样，优选地是将齿冠部分1连接到齿根部分2，以便能安装到前述的牙槽模型中。
在本发明的牙齿模型中，齿冠部分1至少是由不透明或半透明的齿冠构成材料制成，并在其表面上有很细的凹凸。因为齿冠部分1的表面外形上有间隔地极其小的峰和谷高度和粗糙度，当用激光进行形状测量时在齿冠部分1表面上形状测量的激光反射中不会引起激光的散射，因此不能测量牙齿模型的形状，这是因为齿冠部分的表面有许多相对激光振荡器倾斜的微表面和从齿冠部分表面反射的激光其传播的方向不同于朝向激光接收器的方向。与此相反，如果齿冠部分1的表面外形有很大的间隔的峰和谷高度和粗糙度，牙齿模型的表面形状将以这样的方式改变，即在用激光进行形状测量时不能获得很好的结果。
在本发明中，中心线平均粗糙度Ra必须一般在0.1μm或以上但小于10μm，和希望是0.15μm或以上但小于5μm，将中心线平均粗糙度调整在这个范围内可以获得较好的形状测量结果。
在本发明中定义的表面粗糙度是按照JIS(日本工业标准)B0601-1982测量的，在齿冠部分可能最平坦的表面上在任何点在任何方向上分别进行三次测量结果的平均值定义作为中心线平均粗糙度Ra。注意在齿冠部分任何点上分别进行表面粗糙度的测量是在如下条件下：测量长度0.5mm、测量速度0.03mm/秒和切割值0.08mm。
在本发明中，当齿冠部分表面光反射度很低时用于测量的激光反射光太弱，因而不能获得良好的测量结果，对波长为700nm的光束说齿冠部分表面的光反射度需要70％或以上。这里用的术语，光反射度，指的是反射包括按照JIS Z 8722-1982的直接反射。在本发明中，光反射度定义为在齿冠部分可能最平的表面上在任何点进行三次测量所得结果的测量平均值。
在本发明中，为了在牙齿模型表面上获得70％或以上的光反射度，齿冠部分表面的材料必须是不透明或半透明的。也就是说，当制成齿冠部分的材料是不透明或半透明时，可以获得比较高的光反射值，然而如果制成齿冠部分的材料是透明的，穿过材料的光量增加从而光反射度就比较低，导致测量数据不足的区域。
作为本发明牙齿模型齿冠部分表面的材料(齿冠部分构成材料)，通常可以采用已知的材料，如下面列举的那些：热塑性树脂材料如丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚丙烯、聚乙烯、聚酯和类似材料；热固性树脂材料如蜜胺、尿素、不饱和聚酯、酚、环氧树脂和类似的材料，以及与上述作为主要组份的材料混合时可以使用的各种类型的添加剂，作为示例的有各种类型的有机或无机加强纤维，如玻璃纤维、碳纤维、纸浆、合成的树脂纤维和类似的材料；各种类型的填料如滑石、硅土、云母、碳酸钙、硫酸钡、矾土和类似材料；着色剂如颜料、染料和类似材料；和各种类型的其他添加剂如防老化剂、抗静电剂和类似材料。
对齿冠部分构成材料的色调没有特殊的限制，但希望与白色稍有差别。在调色时也没有特别的限制仅希望将已知的各种类型的颜料和染料适当地组合在一起以便得到所需的色调。在本发明中，调节齿冠部分构成材料的色调，以便使其与标准白色的色差ΔE*ab优选地是15或以下，更优选地是10或以下，从而使用激光进行牙齿形状测量时可以获得良好的结果。
术语，标准白色，指的是按照JIS Z 8722制造的色差计的白色试验板的颜色和本发明的色差ΔE*ab定义为制成的试验片表面上测量结果的平均值，以便使用按照JIS Z 8722制造的色差计在任何三点得到的值平均化。
在制造本发明牙科训练用的牙齿模型时，应按照所用的材料适当地选择制造的方法，例如，如果使用合成树脂作为主要的成份，那么可以采用各种已知的方法，如注模法、压模法和类似的方法。
为了在齿冠部分的表面上形成精细的凹凸，在制造牙齿模型的过程中可以同时进行形成凹凸的工艺也可以在成形之后作为下一步工序进行。为了与其成形同时在齿冠部分表面上形成精细的凹凸，例如，在使用包括合成树脂的原料作为它的主要组份时，仅需要在模型的表面上形成精细的凹凸，从而能将反向的外形传递给得到的牙齿表面上。另一方面，在后处理中当在牙齿模型表面上形成有精细凹凸的外形时，可以在已经成形的牙齿模型表面上采用已知的方法，如喷细粉的喷砂处理法、用化学品的蚀刻处理法、用砂纸或磨料粉的表面处理法和类似的方法。在这些各种已知的方法中，优选使用的是在后面的工序中可以施加到模制的牙齿模型表面上形成有精细凹凸外形的喷砂处理法或蚀刻处理法，因为这样能获得均匀的凹凸。
通过使用上述的方法，可以很容易获得牙科训练用的牙齿模型，该模型能用激光进行正确的形状测量。
实例
通过该方法制备材料，在该方法中将纸浆混合到蜜胺树脂中作为填料，和在混合物中加入颜料以便获得所需的色调，然后通过注模法模制该材料以便制成有在图1中所示形状的牙科训练用的牙齿模型，在它的齿冠部分表面上形成精细凹凸的处理方法在各个实例中是采用所示的一种方法来实现。
在完成的牙齿模型上进行中心线平均粗糙度Ra、光反射度和与标准白色的色差ΔE*ab等项测量。
用Surfcom 570A(由东京SEIMITSU有限责任公司制造)测量中心线平均粗糙度Ra，用分光比色计CM-3600d(由Konica Minolta公司制造)测量光反射度和用色差计CR300(由Konica Minolta公司制造，有数据处理器DP 300)测量与标准白色的色差ΔE*ab。
用无接触、高速、三维形状测量仪VMS-100X(由Unisn INC.公司制造)进行牙齿模型形状的测量。通过在测量结果中作为孔出现的数据无效部分的计数来确定对测量结果的评估，评价没有数据无效部分的牙齿模型是好的结果。在表1中列出对各牙齿模型的测量值和形状测量结果。
实例1
通过注模法模制与标准白色的色差ΔE*ab为染色成4.92白色的材料，然后将模制的产品用氧化铝颗粒进行喷砂处理，该颗粒直径的数量级在10-80μm范围内，以便获得中心线平均粗糙度Ra＝0.19μm和光反射度81.43％的有凹凸外形表面的牙齿模型，和接着对牙齿模型进行形状测量。结果，获得良好的形状测量结果，没有任何数据无效部分。
实例2
用在实例1中采用的相同方法模制牙齿模型，用化学品对其进行蚀刻处理以便获得有凹凸外形表面的牙齿模型，它的中心线平均粗糙度Ra＝1.01μm和光反射度82.74％，接着对牙齿模型进行形状测量。结果，获得良好的形状测量结果，没有任何数据无效部分。
比较实例1
通过注模法模制与实例1和2中所用的相同材料，然后将制造的牙齿模型用磨料进行滚筒抛光，磨料是陶瓷球其直径的数量级为1-2mm，从而获得有凹凸外形表面的牙齿模型，它的中心线平均粗糙度Ra＝0.09μm和光反射度83.34％，接着对牙齿模型进行形状测量。结果，在形状中产生两处象孔一样的数据无效部分，所以没有得到好的测量结果。
比较实例2
通过注模法模制与标准白色的色差ΔE*ab为着色成17.09肤色的材料，然后将制造的牙齿模型进行用氧化铝颗粒的喷砂处理，颗粒的直径数量级在10-80μm范围内，从而获得有凹凸外形表面的牙齿模型，它的中心线平均粗糙度Ra＝0.13μm和光反射度62.88％，接着对牙齿模型进行形状测量。结果，在形状中产生4处象孔一样的数据无效部分，所以没有得到好的测量结果。
比较实例3
通过注模法模制在比较实例2中所用的相同材料，然后将制造的牙齿模型用磨料进行滚筒抛光，磨料是陶瓷球其直径的数量级范围为1-2mm，从而获得有凹凸外形表面的牙齿模型，它的中心线平均粗糙度Ra＝0.08μm和光反射度65.75％，接着对牙齿模型进行形状测量。结果，在形状中产生4处象孔一样的数据无效部分，所以没有得到好的测量结果。
表1
对在实例1、实例2、和比较实例1-3中描述的牙齿模型进行测量的结果
  色差ΔE*ab   中心线平均粗糙度Ra   光反射度  形状测量结果(形状中数据无效部分)
 实例1   4.92   0.19μm   81.43％  ○(0部分)
 实例2   4.92   1.01μm   82.74％  ○(0部分)
 比较实例1   4.92   0.09μm   83.34％  ×(2部分)
 比较实例2   17.09   0.13μm   62.88％  ×(4部分)
 比较实例3   17.09   0.08μm   65.75％  ×(4部分)
工业的可应用性
如从表1中所列的比较实验的结果可见，对本发明的牙科训练的牙齿模型，用无接触的、高速、三维形状测量仪可以正确地测量牙齿模型齿冠部分的形状，和通过使用形状测量在教育领域内可以正确评估各类治疗实习和制备实习的结果。

Claims (2)

1.一种牙科训练用的牙齿模型，有仿造牙齿形状的齿冠部分并能用激光进行齿冠部分的正确形状测量，其中至少齿冠部分是由不透明或半透明的齿冠部分构成材料制成，齿冠部分表面的中心线平均粗糙度Ra是0.1μm或更大但小于10μm，对波长700nm的光齿冠部分表面的光反射度是70％或更高，和齿冠部分构成材料与标准白色的色差ΔE*ab是15或更小。
2.如权利要求1所述的牙科训练用的牙齿模型，其特征在于齿冠部分构成材料包括作为主要组份的热塑性树脂材料或热固性树脂材料。
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