FR3093910A1 - Dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal et procédé de fabrication correspondant - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal et son procédé de fabrication. Selon l’invention, un premier boitier d’une vis d’expansion, une première branche et des premiers moyens d’appui sur un ou plusieurs dents du patient forment un premier ensemble monobloc, sans soudure, obtenu par impression par fusion d’un lit de poudre, et un deuxième boitier, une deuxième branche et des deuxième moyens d’appui sur une ou plusieurs dents du patient forment un deuxième ensemble monobloc, sans soudure, obtenu par fusion laser d’un lit de poudre. Les premier et deuxième ensembles monoblocs sont usinés pour permettre le montage de la vis et des coulisseaux d’un système d’expansion à vis. Figure à publier : 2.
Description
Domaine de l’invention
Le domaine de l’invention est celui de l’orthodontie et de l’orthopédie dento-faciale.
Plus précisément, l’invention concerne un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal et son procédé de fabrication.
L’invention trouve notamment une application dans la fabrication de disjoncteurs.
Art antérieur
On connait des appareils orthodontiques d’expansion maxillaire ou d’expansion mandibulaire, aussi appelés disjoncteurs maxillaires, respectivement disjoncteurs mandibulaires, que l’on pose pour élargir le maxillaire ou la mandibule d’un enfant, d’un adolescent ou d’un adulte lorsque celui-ci est trop étroit.
Ces appareils fixes et fabriqués sur mesure permettent d’élargir les sutures palatines médianes et d’écarter les deux os maxillaires, dans le cas d’un disjoncteur maxillaire, ou la mandibule, dans le cas d’un disjoncteur mandibulaire.
Ces disjoncteurs connus sont équipés d’une vis micrométrique d’expansion, aussi appelée vérin, reliée de chaque côté du palais à des bagues s’appuyant sur des molaires, des prémolaires et/ou des canines.
Selon la disposition des appuis, la force exercée par le vérin et l’âge du patient, on obtient un élargissement ou une disjonction des sutures et un élargissement de l’arcade dentaire.
Sur la figure 1, on a représenté un exemple de disjoncteur maxillaire connu.
Ce disjoncteur de l’art antérieur 10 présente deux pièces 11 et 12 se fixant chacune d’un côté de la bouche, sur une première molaire et une première prémolaire, formées chacune d’une bague 13 qui vient s’enficher sur la première molaire et d’une autre bague 14 venant s’insérer sur la première prémolaire, reliées par une branche métallique 15 tordue pour prendre appui sur la molaire située entre ces deux dents.
Un module d’écarteur à vis 18 est monté entre les pièces 11 et 12 auxquels il est relié par deux paires de branches rigides 16 et 17. Les paires de branches 16 et 17 transmettent la poussée du module d’écarteur à vis aux pièces 11 et 12.
Sur le module écarteur à vis, un dispositif de réglage permet à un orthodontiste d’ajuster régulièrement la poussée exercée sur les dents jusqu’à ce que l’expansion souhaitée soit obtenue.
Le disjoncteur a été obtenu en venant mettre en forme par torsion les différents branches 15 à l’aide de pinces puis en soudant l’extrémité distale de chacune des branches des paires de branches 16 et 17, qui, préalablement, ont également été mises en forme à l’aide de pinces et dont la longueur a été ajustée, à la bague 13 ou la bague 14.
Un inconvénient de cette technique de fabrication connue d’un disjoncteur est que sa mise en oeuvre est complexe pour un prothésiste dentaire et qu’elle prend du temps. En effet, pour tordre les branches 15, et doit procéder avec minutie et utiliser de nombreuses pinces, au risque de casser les branches 15. Par ailleurs, les soudures doivent être réalisées convenablement de sorte à être suffisamment régulières et résistantes.
Un autre inconvénient de cette technique de fabrication connue d’un disjoncteur est que les branches sont soumises à des contraintes mécaniques pour les mettre en forme, notamment des contraintes de torsion et de flexion, ce qui les fragilise.
Enfin, une oxydation excessive au niveau de la zone de soudure, ou une mauvaise réalisation des soudures, peut provoquer des défauts esthétiques et créer des imperfections de surface qui rendent le disjoncteur difficile à nettoyer et/ou poreux.
Objectifs de l’invention
L’invention a donc notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l’état de la technique cités ci-dessus.
Plus précisément l’invention a pour objectif de fournir un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal qui soit simple à mettre en oeuvre.
Un objectif de l’invention est également de fournir une technique de fabrication d’un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal qui ne nécessite pas d’exercer des contraintes mécaniques ou des contraintes thermiques sur la matière constitutive du dispositif qui risque de la fragiliser.
Un autre objectif de l’invention est de fournir une telle technique qui soit d’un coût de revient réduit.
L’invention a également pour objectif de fournir une telle technique qui soit fiable.
Encore un objectif de l’invention est de fournir un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal qui soit adapté avec précision à la morphologie du patient.
Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaitront par la suite sont atteints à l’aide d’un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal, comprenant :
- un premier boitier, un deuxième boitier et des moyens d’actionnement à vis permettant d’ajuster l’espacement entre le premier et le deuxième boitier ;
- au moins une première branche solidarisée par une première extrémité audit premier boitier et présentant à une deuxième extrémité des premiers moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient, et au moins une deuxième branche solidarisée par une première extrémité audit deuxième boitier et présentant à une deuxième extrémité des deuxièmes moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient.
- un premier boitier, un deuxième boitier et des moyens d’actionnement à vis permettant d’ajuster l’espacement entre le premier et le deuxième boitier ;
- au moins une première branche solidarisée par une première extrémité audit premier boitier et présentant à une deuxième extrémité des premiers moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient, et au moins une deuxième branche solidarisée par une première extrémité audit deuxième boitier et présentant à une deuxième extrémité des deuxièmes moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient.
Selon l’invention, ledit premier boitier, ladite première branche et lesdits premiers moyens d’appui forment un premier ensemble monobloc, sans soudure, obtenu par impression 3D, par fusion laser sur lit de poudre, et ledit deuxième boitier, ladite deuxième branche et lesdits deuxième moyens d’appui forment un deuxième ensemble monobloc, sans soudure, obtenu par impression 3D, par fusion laser sur lit de poudre.
Ainsi de façon inédite et particulièrement astucieuse, l’invention propose de fabriquer en une seule pièce les moyens d’appui, les branches et un boitier d’une vis d’expansion, en utilisant une technique d’impression par fusion laser sur lit de poudre.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, ce dispositif est un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire et comprend une troisième branche solidarisée par une extrémité audit premier boitier et par une deuxième extrémité auxdits premiers moyens d’appui sur une ou plusieurs dents et une quatrième branche solidarisée par une extrémité audit deuxième boitier et par une deuxième extrémité auxdits deuxièmes moyens d’appui sur une ou plusieurs dents.
Un tel dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire présente donc quatre branches.
Selon un aspect particulier de l’invention, ledit premier ensemble monobloc et ledit deuxième ensemble monobloc sont en cobalt-chrome ou en titane. Dans des variantes de ce mode de réalisation, le premier ou le deuxième ensemble monobloc peut être en acier ou en tout alliage métallique ou céramique convenant à un usage en orthodontie.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal, comprenant :
- un premier boitier, un deuxième boitier et des moyens d’actionnement à vis permettant d’ajuster l’espacement entre le premier et le deuxième boitier ;
- une première branche solidarisée par une première extrémité audit premier boitier et présentant à une deuxième extrémité des premiers moyens d’appui sur une ou plusieurs dents du patient, et une deuxième branche solidarisée par une première extrémité audit deuxième boitier et présentant à une deuxième extrémité des deuxièmes moyens d’appui sur une ou plusieurs dents,
comprenant les étapes suivantes :
- création d’un modèle informatique en 3D dudit dispositif à partir d’un moulage dentaire ou d’une empreinte numérique obtenue à l’aide d’un scanner intraoral du maxillaire ou de la mandibule dudit patient ;
- impression, par fusion laser sur lit de poudre, d’un premier ensemble monobloc formé dudit premier boitier, de ladite première branche et desdits premiers moyens d’appui sur un premier support et d’un deuxième ensemble monobloc formé dudit deuxième boitier, de ladite deuxième branche et desdits deuxièmes moyens d’appui sur un deuxième support, ledit premier support et ledit deuxième support pouvant former un seul et même support ;
- retrait dudit premier support et dudit deuxième support par polissage et/ou usinage ;
- montage des moyens d’actionnement à vis entre lesdits premier et deuxième ensembles monoblocs.
comprenant les étapes suivantes :
- création d’un modèle informatique en 3D dudit dispositif à partir d’un moulage dentaire ou d’une empreinte numérique obtenue à l’aide d’un scanner intraoral du maxillaire ou de la mandibule dudit patient ;
- impression, par fusion laser sur lit de poudre, d’un premier ensemble monobloc formé dudit premier boitier, de ladite première branche et desdits premiers moyens d’appui sur un premier support et d’un deuxième ensemble monobloc formé dudit deuxième boitier, de ladite deuxième branche et desdits deuxièmes moyens d’appui sur un deuxième support, ledit premier support et ledit deuxième support pouvant former un seul et même support ;
- retrait dudit premier support et dudit deuxième support par polissage et/ou usinage ;
- montage des moyens d’actionnement à vis entre lesdits premier et deuxième ensembles monoblocs.
Ainsi, l’invention propose un procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal qui est particulièrement simple à mettre en œuvre. Notamment, les étapes d’impression et de retrait des supports peuvent être très largement automatisées et ne nécessitent que très peu d’interventions manuelles.
On notera par ailleurs que le retrait des supports peut être effectué en usinant une partie des supports sur une fraiseuse ou à l’aide d’une fraise à main.
Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, le procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus comprend une étape d’application d’un traitement thermique audit premier ensemble monobloc sur le premier support et audit deuxième ensemble monobloc sur ledit deuxième support.
Selon un mode de réalisation préférentiel de l’invention, le procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus comprend une étape d’usinage d’un filetage intérieur formé dans ledit premier boitier ou ledit deuxième boitier, destiné à recevoir une extrémité de ladite vis.
On évite ainsi tout relargage de matière à partir du filetage, en cours d’utilisation du dispositif.
Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, le procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus comprend une étape d’alésage ou de perçage dudit premier boitier et dudit deuxième boitier, de sorte à créer des passages calibrés dans les boitiers destinés à recevoir des coulisseaux de guidage.
Avantageusement, le procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus comprend une étape de sablage dudit premier ensemble monobloc et dudit deuxième ensemble monobloc.
Dans un mode de réalisation avantageux de l’invention, le procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus comprend en outre une étape de tribofinition dudit premier ensemble monobloc et dudit deuxième ensemble monobloc.
On obtient ainsi un ensemble monobloc avec un état de surface particulièrement soigné.
Dans un mode de réalisation particulier de l’invention, le procédé de fabrication tel que décrit ci-dessus comprend en outre une étape de polissage et de nettoyage à la vapeur sèche et/ou par ultrasons dudit premier ensemble monobloc et dudit deuxième ensemble monobloc préalable à l’étape de montage des moyens d’actionnement à vis.
Liste des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation de l’invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
Description détaillée de l’invention
On a représenté sur la figure 2 un premier ensemble monobloc 21 et un deuxième ensemble monobloc 22 d’un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire d’un patient dans le sens transversal, encore appelé disjoncteur, selon l’invention, avant assemblage.
Chacun de ces ensembles monoblocs 21 et 22 en cobalt-chrome est constitué d’une portion formant un boitier 211 ou 221 d’une vis d’expansion, à partir de laquelle s’étendent deux branches 212 et 213, respectivement 222 et 223. A l’extrémité distale des branches 212 et 213, ou 222 et 223, se trouvent respectivement une bague 214 ou 224 et une bague 215 ou 225.
Les bagues 214 et 215, respectivement 224 et 225, sont reliées par un bras d’appui 216, respectivement 226, avec lequel elles forment une portion d’appui sur deux molaires et une prémolaire du patient.
Pour assembler les ensembles monoblocs, on visse chacune des extrémités d’une double vis 31, sur laquelle est formé un organe de réglage 32, dans un filetage interne prévu dans l’un des boitiers 211 et 221 et on insère deux tiges de guidage, ou coulisseaux, 33 au travers d’alésages prévus dans les boitiers 211 et 221.
L’écartement entre les boitiers 211 et 221 peut alors être ajusté en agissant sur l’organe de réglage 32.
On a illustré sur la figure 4 les étapes d’un mode de réalisation d’un procédé de fabrication selon l’invention du disjoncteur présenté en référence aux figures 2 et 3, sous forme d’un schéma-bloc.
Dans une première étape 41, on numérise une empreinte numérique du maxillaire du patient à l’aide d’un scanner intraoral. Dans une variante de ce mode de réalisation de l’invention, il peut être envisagé de réaliser dans un premier temps une empreinte dentaire en alginate du maxillaire du patient et de la scanner ultérieurement pour obtenir une empreinte numérique du maxillaire.
On crée ensuite, dans une étape 42, un modèle 3D des ensembles monoblocs 21 et 22 du dispositif orthodontique d’expansion du palais d’un patient dans le sens transversal à partir de l’empreinte numérique du maxillaire, en utilisant un logiciel de CAO approprié. Pour créer ce modèle, on s’appuie sur une bibliothèque de formes contenant les formes de boitiers de vis d’expansion et les branches et les bagues sont modélisées à l’aide d’un module logiciel spécifique. Une image 51 de ce modèle numérique des ensembles monoblocs 21 et 22 implanté sur l’empreinte numérique 52 du maxillaire est illustrée sur la figure 5.
Ce modèle est transmis, dans une étape 43, à l’unité de commande d’une imprimante 3D mettant en oeuvre un procédé de fabrication additive par fusion laser d’un lit de poudre, qui imprime les ensembles monoblocs 21 et 22 sur un support 61 constitué d’un faisceau de tiges de fabrication, comme on peut le voir sur la figure 6, qui est une vue des ensembles monoblocs imprimés sur le support 61.
Il convient de noter que pour faciliter les opérations de traitement thermique, et de polissage qui vont suivre, on a prévu d’imprimer sur les ensembles monoblocs 21 et 22 des pattes d’accrochage 62.
Dans une étape 44, on applique un traitement aux ensembles monoblocs imprimés sur le support 61, afin de leur conférer des caractéristiques mécaniques convenables.
Dans une étape 45, on fraise le support 61 et les pattes d’accrochage 62 afin de ne conserver que les deux ensembles monoblocs 21 et 22.
On procède ensuite à un sablage des ensembles monoblocs (étape 46), puis à un polissage mécano-chimique dans une machine de tribofinition (étape 47), afin d’obtenir un état de surface convenable.
On taraude par ailleurs, dans une étape 48, des filetages internes dans les boitiers 211 et 221, permettant de visser les extrémités de la double vis dans ces derniers. Cette opération permet d’éviter un relargage de particules de poudre lorsqu’on visse ou dévisse la double vis dans les boitiers. Dans cette même étape, on perce ou on alèse des lumières cylindriques calibrées dans les boitiers 211 et 221 destinées à recevoir les coulisseaux 33.
Les ensembles monoblocs 61 et 62 sont par la suite polis (étape 49) et nettoyés à la vapeur sèche, puis aux ultrasons, pour retirer de la surface des ensembles monoblocs 61 et 62 tout trace de graisse ou de polluant, et d’éventuelles particules de poudre métallique résiduelles (étape 410).
On assemble finalement, dans une étape 411, les deux ensembles monoblocs en vissant les extrémités d’une double vis 31, dans le filetage interne prévu dans l’un des boitiers et en insérant les tiges de guidage 33 au travers des boitiers 211 et 221. On obtient alors un disjoncteur maxillaire prêt à être posé dans la bouche du patient.
Claims (10)
- Dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal, comprenant :
- un premier boitier, un deuxième boitier et des moyens d’actionnement à vis permettant d’ajuster l’espacement entre le premier et le deuxième boitier ;
- au moins une première branche solidarisée par une première extrémité audit premier boitier et présentant à une deuxième extrémité des premiers moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient et au moins une deuxième branche solidarisée par une première extrémité audit deuxième boitier et présentant à une deuxième extrémité des deuxièmes moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient,
caractérisé en ce que ledit premier boitier, ladite première branche et lesdits premiers moyens d’appui forment un premier ensemble monobloc, sans soudure, obtenu par impression 3D, par fusion laser sur lit de poudre, et ledit deuxième boitier, ladite deuxième branche et lesdits deuxième moyens d’appui forment un deuxième ensemble monobloc, sans soudure, obtenu par impression 3D, par fusion laser sur lit de poudre. - Dispositif orthodontique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire et comprend une troisième branche solidarisée par une extrémité audit premier boitier et par une deuxième extrémité auxdits premiers moyens d’appui sur une ou plusieurs dents et une quatrième branche solidarisée par une extrémité audit deuxième boitier et par une deuxième extrémité auxdits deuxièmes moyens d’appui une ou plusieurs dents.
- Dispositif orthodontique selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ledit premier ensemble monobloc et ledit deuxième ensemble monobloc sont en cobalt-chrome ou en titane.
- Procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique d’expansion du maxillaire ou de la mandibule d’un patient dans le sens transversal, comprenant :
- un premier boitier, un deuxième boitier et des moyens d’actionnement à vis permettant d’ajuster l’espacement entre le premier et le deuxième boitier ;
- une première branche solidarisée par une première extrémité audit premier boitier et présentant à une deuxième extrémité des premiers moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient et une deuxième branche solidarisée par une première extrémité audit deuxième boitier et présentant à une deuxième extrémité des deuxièmes moyens d’appui sur une ou plusieurs dents dudit patient,
caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
- création d’un modèle informatique en 3D dudit dispositif à partir d’un moulage dentaire ou d’une empreinte numérique obtenue à l’aide d’un scanner intraoral du maxillaire ou de la mandibule dudit patient ;
- impression, par fusion laser sur lit de poudre, d’un premier ensemble monobloc formé dudit premier boitier, de ladite première branche et desdits premiers moyens d’appui sur un premier support et d’un deuxième ensemble monobloc formé dudit deuxième boitier, de ladite deuxième branche et desdits deuxième moyens d’appui sur un deuxième support, ledit premier support et ledit deuxième support pouvant former un seul et même support ;
- retrait dudit premier support et dudit deuxième support par polissage et/ou usinage ;
- montage des moyens d’actionnement à vis entre lesdits premier et deuxième ensembles monoblocs. - Procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’application d’un traitement thermique audit premier ensemble monobloc sur la première base et audit deuxième ensemble monobloc sur la deuxième base.
- Procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique selon l’une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape d’usinage d’un filetage intérieur formé dans ledit premier boitier ou ledit deuxième boitier, destiné à recevoir une extrémité de ladite vis.
- Procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape d’alésage ou de perçage dudit premier boitier et dudit deuxième boitier, de sorte à créer des passages calibrés dans les boitiers destinés à recevoir des coulisseaux de guidage.
- Procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique selon l’un quelconque des revendication 4 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de tribofinition dudit premier ensemble monobloc et dudit deuxième ensemble monobloc.
- Procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une étape de polissage et de nettoyage à la vapeur sèche et/ou aux ultrasons dudit premier ensemble monobloc et dudit deuxième ensemble monobloc préalable à l’étape de montage des moyens d’actionnement à vis.
- Procédé de fabrication d’un dispositif orthodontique selon l’une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de sablage dudit premier ensemble monobloc et dudit deuxième ensemble monobloc.
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