JP2018057903A - 可撓性歯科矯正スプリント - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コネクタビーム120はその全長に沿って均一でない断面を有し、その結果、最大応力をビームの末端部からビームの中心点の方へ移す。更に、ベース部102,104の外縁から離れた位置に沿って各ベース部102,104に取り付けられたコネクタビーム120。これらのスプリント構成は、結合部破損の可能性を減少させ、治療中に遭遇する応力、及び関連の歪みをビームの長さに沿ってより均一に広げることによって疲労性能を改善することができる。
【選択図】図3
Description
本明細書において使用する場合、
「近心側」は、患者の湾曲した歯列弓の中央に向かう方向を意味する。
ベース部の外縁から(隣接とは対照的に)離れた位置でスプリントのそれぞれのベース部と接触するコネクタビームを有する結果をより良く理解するため、有限要素解析(FEA)を使用して7個の異なるスプリント構成の三次元(3D)の応力プロファイルをシミュレーションし、図6(a)〜6(g)に示した。FEAをANSYSブランドのシミュレーションソフトウェア(v.13、ANSYS Inc.(Canonsburg,PA)より入手可能)を使用してスプリントの3Dモデルで実行した。各スプリント構成は、仮想第1小臼歯及び第2小臼歯に、並びにいくつかの事例では第1大臼歯に、接着結合されたベース部を含んだ。このモデルでは、歯群は、各歯を周囲の骨に接続する歯周靭帯によって囲まれた。各ベース部を下部の歯に接続する接着パッドは、規定された0.127ミリメートルの厚さを有した。歯周靭帯(「PDL」)の厚さは、小臼歯で0.15ミリメートル、及び第1大臼歯で0.20ミリメートルに規定された。スプリント自体の厚さは、0.508ミリメートルとして規定された。このスプリントは、概ね一定の断面形状を有する。
「SIL」は、SILブランドのシランプライマー(3M ESPE(St.Paul,MN)によって提供される)を示し、
「Concise」は、CONCISEブランドの歯科矯正化学硬化接着剤(REF 196−002 & 196−003)(3M Unitek(Monrovia,CA)によって提供される)を示し、
「Rocatec Plus」は、ROCATECブランドのPlusメディアを使用するROCATECブランドのJr.ブラストモジュール(3M Company(St.Paul,MN)によって両方とも提供される)を示す。
スプリントは、米国特許第6,776,614号(Wiechmannら)に記載される手順と同様の「ロストワックス」インベストメント鋳造手順を使用して製造された。即ち、手順は、例えば図2に示すように、スプリント構成の3Dモデルを得ることから始める。3Dモデルを次に、ラピッドプロトタイプ機械(3Dプリンター)にエクスポートし、スプリントの樹脂モデルを層ごとに構成した。プリント後、樹脂モデルをインベストメント鋳造手順におけるコアとして使用して、モデルをセメント内に埋め込み、次に溶かしてネガ型を得る。ネガ型を使用して金合金から最終スプリントを鋳造し、その後水中で成形型を急冷してスプリントを取り外す。
各スプリントを凸状の刻み付表面を有し左右に位置付けられた2つのステンレス鋼の環に結合した。各環はスプリントのそれぞれのベース部を収容した。各ベース部の結合表面を製造者の指示に従ってRocatec Plus(110マイクロメートルの直径の酸化アルミニウムでコーティングされたシリカ)によりサンドブラスト加工した。次にSILの薄層に対し、製造者の指示に従いサンドブラスト加工された面上を軽く磨いた。
1000ニュートンのロードセルを装備したQ−TESTブランドの5 Universal Test Machine(MTS(Eden Prairie,MN)より)を用いて、各試験試料に対して剥離を行った。
上記破壊試験手順に従って様々なスプリントサンプルで顔面側−舌側破壊試験を実行した。この試験は、1本の歯が隣接の歯に関連して顔面側−舌側方向に沿って移動する破損モードを調査する。実施例1及び実施例2は、図6〜7に示すスプリント構成に基づき作成した。実施例1及び2は、前者はSOLIDSCAPEブランドの3Dプリンター(Stratasys(Eden Prairie,MN)より)を使用し、後者はPERFACTORYブランドの3Dプリンター(EnvisionTEC GmbH(Gladbeck,GERMANY)より)を使用した点が異なった。比較CE−1は、SOLIDSCAPEブランドのプリンターを用いて作製された図1に示すバンドスプリント構成を使用した。これらの試験の結果を下記表4に示す。下記で更に注意するように、全てではなく一部のスプリントは試験中に環の1つから完全に剥離した。
実施例3〜4及びCE−2で咬合側−歯肉側破壊試験を実行した。これらの測定では、各スプリントを固定具内に配置して、1本の歯の隣接の歯に関連した咬合側−歯肉側の動きによって引き起こされる破損モードをシミュレートした。上記実施例1及び2と同様、実施例3及び4をSOLIDSCAPEブランドの3Dプリンター及びPERFACTORYブランドの3Dプリンターをそれぞれ用いて準備した。実施例3及び4の破壊試験結果を、下記表5に示す。
次に疲労試験を、実施例1及び2のスプリントでそれぞれ咬合側−歯肉側の配向で行った。これらの試験では、±0.30mmの歪振幅の500サイクルを経て、全てのテストしたスプリントが残存した。振幅幅をその後±0.45mmに増加すると、全てのサンプルが最終的に破損した。各実施例の平均サイクル寿命を下記表6に示す。
以下、好ましい態様について説明する。
〔態様1〕
第1ベース部及び第2ベース部であって、各ベース部がそれぞれの歯への取り付け用の結合表面と、該結合表面に対して概ね垂直の方向から見たとき該結合表面の少なくとも一部に沿って延在する外縁と、を有する第1ベース部及び第2ベース部と、
前記第1又は第2ベース部の近い方に近づくにつれて概して増大する断面寸法を有する細長いコネクタビームであって、前記ベース部の外縁から離れた位置に沿って各ベース部に取り付けられたコネクタビームと、を含む歯科矯正スプリント。
〔態様2〕
第1ベース部及び第2ベース部であって、各ベース部がそれぞれの歯の表面への取り付け用の結合表面と、該結合表面に対して概ね垂直の方向から見たとき該結合表面の少なくとも一部に沿って延在する外縁と、を有する第1ベース部及び第2ベース部と、
長手方向の中心点と、前記第1又は第2ベース部のどちらかから該中心点に近づくとき概して減少する断面寸法と、を有する、弾力性のある細長いコネクタビームであって、前記ベース部の外縁から離れた位置で各ベース部に取り付けられたコネクタビームと、を含む歯科矯正スプリント。
〔態様3〕
第1ベース部及び第2ベース部であって、各ベース部がそれぞれの歯の表面への取り付け用の結合表面と、該結合表面に対して概ね垂直の方向から見たとき該結合表面の少なくとも一部に沿って延在する外縁と、を有する第1ベース部及び第2ベース部と、
前記第1及び第2ベース部を互いに弾性的に結合し、前記第1又は第2ベース部の近い方に近づくにつれて概して増大する断面寸法を有する細長いコネクタビームであって、該コネクタビームの長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して10〜90度の範囲の所定の角度で各ベース部から離れて外向きに延在するコネクタビームと、を含む歯科矯正スプリント。
〔態様4〕
前記コネクタビームが、前記コネクタビームの前記長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して10〜90度の範囲の所定の角度で各ベース部から離れて外向きに延在する、態様1又は2に記載のスプリント。
〔態様5〕
前記コネクタビームの各末端部が、前記コネクタビームの前記長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して20〜90度の範囲の所定の角度で概して各ベース部から離れて外向きに延在する、態様4に記載のスプリント。
〔態様6〕
前記コネクタビームの各末端部が、前記コネクタビームの前記長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して30〜90度の範囲の所定の角度で概して各ベース部から離れて外向きに延在する、態様5に記載のスプリント。
〔態様7〕
前記断面寸法が、概ね咬合側−歯肉側方向に沿って位置合わせされる、態様1、2、又は3に記載のスプリント。
〔態様8〕
前記コネクタビームの少なくとも一部が、長手方向軸線と、該長手方向軸線に垂直の基準面に沿った略矩形断面と、を有する、態様1、2、又は3に記載のスプリント。
〔態様9〕
前記断面寸法が、前記矩形断面の長軸に沿って位置合わせされる、態様8に記載のスプリント。
〔態様10〕
結合パッド及びコネクタビームが単一構造を有する、態様1、2、又は3に記載のスプリント。
〔態様11〕
前記第1及び第2ベース部が、隣接する歯群に結合するための構成を有する、態様1、2、又は3に記載のスプリント。
〔態様12〕
前記コネクタビームの最も広い点での前記断面寸法と前記コネクタビームの最も狭い点での前記断面寸法との間の比率が、1〜3の範囲である、態様1、2、又は3に記載のスプリント。
〔態様13〕
前記コネクタビームの最も広い点での前記断面寸法と前記コネクタビームの最も狭い点での前記断面寸法との間の比率が、1.25〜2.5の範囲である、態様12に記載のスプリント。
〔態様14〕
前記コネクタビームの最も広い点での前記断面寸法と前記コネクタビームの最も狭い点での前記断面寸法との間の比率が、1.5〜2の範囲である、態様13に記載のスプリント。
〔態様15〕
前記スプリントを補助的装具と連結するためのブラケットを更に含む、態様1、2、又は3に記載のスプリント。
〔態様16〕
前記補助的装具が、アーチワイヤ、フォースモジュール、及びトランスパラタル装置から選択される、態様15に記載のスプリント。
〔態様17〕
前記コネクタビームが、実質的にその全長にわたり可撓性及び弾力性を有する、態様1、2、又は3に記載のスプリント。
〔態様18〕
歯科矯正治療中の第1の歯と第2の歯との間の固定した空間関係を維持する方法であって、
第1ベース部を該第1の歯に連結する工程と、
第2ベース部を該第2の歯に連結する工程と、を含み、該歯の表面から離れて外向きに延在する末端部と、コネクタビームの中心点に向かって概して減少する断面寸法と、を有し、それにより応力が該ビームの長さに沿って非局在化される細長いコネクタビームによって、該第1及び第2ベース部を弾力的に相互接続する、方法。
Claims (18)
- 第1ベース部及び第2ベース部であって、各ベース部がそれぞれの歯への取り付け用の結合表面と、該結合表面に対して概ね垂直の方向から見たとき該結合表面の少なくとも一部に沿って延在する外縁と、を有する第1ベース部及び第2ベース部と、
前記第1又は第2ベース部の近い方に近づくにつれて概して増大する断面寸法を有する細長いコネクタビームであって、前記ベース部の外縁から離れた位置に沿って各ベース部に取り付けられたコネクタビームと、を含む歯科矯正スプリント。 - 第1ベース部及び第2ベース部であって、各ベース部がそれぞれの歯の表面への取り付け用の結合表面と、該結合表面に対して概ね垂直の方向から見たとき該結合表面の少なくとも一部に沿って延在する外縁と、を有する第1ベース部及び第2ベース部と、
長手方向の中心点と、前記第1又は第2ベース部のどちらかから該中心点に近づくとき概して減少する断面寸法と、を有する、弾力性のある細長いコネクタビームであって、前記ベース部の外縁から離れた位置で各ベース部に取り付けられたコネクタビームと、を含む歯科矯正スプリント。 - 第1ベース部及び第2ベース部であって、各ベース部がそれぞれの歯の表面への取り付け用の結合表面と、該結合表面に対して概ね垂直の方向から見たとき該結合表面の少なくとも一部に沿って延在する外縁と、を有する第1ベース部及び第2ベース部と、
前記第1及び第2ベース部を互いに弾性的に結合し、前記第1又は第2ベース部の近い方に近づくにつれて概して増大する断面寸法を有する細長いコネクタビームであって、該コネクタビームの長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して10〜90度の範囲の所定の角度で各ベース部から離れて外向きに延在するコネクタビームと、を含む歯科矯正スプリント。 - 前記コネクタビームが、前記コネクタビームの前記長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して10〜90度の範囲の所定の角度で各ベース部から離れて外向きに延在する、請求項1又は2に記載のスプリント。
- 前記コネクタビームの各末端部が、前記コネクタビームの前記長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して20〜90度の範囲の所定の角度で概して各ベース部から離れて外向きに延在する、請求項4に記載のスプリント。
- 前記コネクタビームの各末端部が、前記コネクタビームの前記長手方向軸線が前記ベース部のそれぞれの外表面と交差する接平面に対して30〜90度の範囲の所定の角度で概して各ベース部から離れて外向きに延在する、請求項5に記載のスプリント。
- 前記断面寸法が、概ね咬合側−歯肉側方向に沿って位置合わせされる、請求項1、2、又は3に記載のスプリント。
- 前記コネクタビームの少なくとも一部が、長手方向軸線と、該長手方向軸線に垂直の基準面に沿った略矩形断面と、を有する、請求項1、2、又は3に記載のスプリント。
- 前記断面寸法が、前記矩形断面の長軸に沿って位置合わせされる、請求項8に記載のスプリント。
- 結合パッド及びコネクタビームが単一構造を有する、請求項1、2、又は3に記載のスプリント。
- 前記第1及び第2ベース部が、隣接する歯群に結合するための構成を有する、請求項1、2、又は3に記載のスプリント。
- 前記コネクタビームの最も広い点での前記断面寸法と前記コネクタビームの最も狭い点での前記断面寸法との間の比率が、1〜3の範囲である、請求項1、2、又は3に記載のスプリント。
- 前記コネクタビームの最も広い点での前記断面寸法と前記コネクタビームの最も狭い点での前記断面寸法との間の比率が、1.25〜2.5の範囲である、請求項12に記載のスプリント。
- 前記コネクタビームの最も広い点での前記断面寸法と前記コネクタビームの最も狭い点での前記断面寸法との間の比率が、1.5〜2の範囲である、請求項13に記載のスプリント。
- 前記スプリントを補助的装具と連結するためのブラケットを更に含む、請求項1、2、又は3に記載のスプリント。
- 前記補助的装具が、アーチワイヤ、フォースモジュール、及びトランスパラタル装置から選択される、請求項15に記載のスプリント。
- 前記コネクタビームが、実質的にその全長にわたり可撓性及び弾力性を有する、請求項1、2、又は3に記載のスプリント。
- 歯科矯正治療中の第1の歯と第2の歯との間の固定した空間関係を維持する方法であって、
第1ベース部を該第1の歯に連結する工程と、
第2ベース部を該第2の歯に連結する工程と、を含み、該歯の表面から離れて外向きに延在する末端部と、コネクタビームの中心点に向かって概して減少する断面寸法と、を有し、それにより応力が該ビームの長さに沿って非局在化される細長いコネクタビームによって、該第1及び第2ベース部を弾力的に相互接続する、方法。
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