JP2020511224A - 取り外し可能な歯列矯正器具システム - Google Patents

Abstract

歯科器具は、１つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを有する第１のポリマーシェル部分を含む。歯科用位置合わせ器具は、少なくとも１つのスペーサを更に含む。少なくとも１つのスペーサは、第１のポリマーシェル部分に連結されている。歯科器具はまた、少なくとも１つのスペーサに連結されており、かつ、１つ以上の歯を第１の向きから第１の向きとは異なる第２の向きに再配置するために必要な力の少なくとも一部を提供するように構成されている、第１のアーチ部材を有することができる。

Description

本開示は、歯列矯正、より具体的には、歯科器具に関する。歯列矯正の分野は、患者の歯を再配置し機能及び審美的外観を向上することに関係する。従来、歯列矯正行為は、特定の患者に合った適正な装置の選択、口の中への器具の配置、及び治療全体を通じた器具の調整などの手で行われる工程に頼っていた。より最近では、技術の進歩に伴い、これらの工程の一部はコンピュータの使用によって支援されるようになりつつある。例えば、コンピュータを使用して個々の患者の歯の配列を表すデータの取得を案内することができる。次いで、このようなデータを使用して患者の歯列を可視化し、治療の任意の段階において、診断すると共に、歯列矯正治療計画を支援することができる。更に、このようなデータを、患者に合わせてカスタマイズされた歯科器具などの器具を製造する際に使用することができる。

歯科器具は、歯列矯正に関する病気を治療するのに有用であり得る。器具は、透明なプラスチックトレイとすることができる。トレイは、第１の位置において患者の１つ以上の歯に適合する成形部分を含むことができる。最初に、現在の不正咬合位置からわずかに前進している所望の将来の位置に歯群を据えることによって調整を行う。次いで、これらの所望の位置における歯群の物理的モデルを、例えば３次元（３Ｄ）印刷によってレンダリングし、透明な熱可塑性樹脂のシートを物理的モデルの上で加熱して形成し、それによって、所望の相対位置で歯科解剖学的構造を再現する。次いで、余分な材料をトリミングして除去し、歯群と、任意選択的に歯肉の一部分とのみを残す。各トレイは、歯群をわずかな量だけ前進させ、典型的にはアライナ毎に歯冠が０．１５〜０．２５ｍｍ変位する。したがって、歯群が数ミリメートル及び／又は数十度変位している目標歯列状態に向かって段階的に歯群を前進させるためには、一連のトレイが必要とされる。典型的には、熱成形することによって熱可塑性材料からトレイを作製することができ、これは、トレイが、加熱されたときに元の形態にクリープして戻るなどの機械的欠陥に悩まされることにつながる。

様々な技術は、熱成形による３Ｄ印刷を使用してきたが、その場合、ポリマーは、印刷時にモノマー又はオリゴマーから作製されるので、３Ｄ印刷プロセスで使用されるものなどの熱硬化性樹脂は機械的欠陥に悩まされない。熱硬化性樹脂は、以前の幾何学的形状を記憶していない。

様々な歯科器具は、（歯群に適合する）成形部分とは別個のアーチ部材を付加してきた。この構成は、成形部分に対向しているアーチ部材に対して応力を集中させることができるが、アーチ部材は、典型的には、歯群を再配置するための強度を有していないことがあり、また、壊れやすく、器具の設置及び取り外しの乱用に耐える堅牢性を欠いていることがある。結果として、薄いアーチ部材は、患者の口の中で破損することがある。

加えて、アーチ部材は、複数の歯にわたる複数の回転軸に対して調整を行う能力を欠いていることがある。

本開示の態様は、歯科器具を提供する。歯科器具は、１つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを有する第１のポリマーシェル部分を含む。歯科用位置合わせ器具は、少なくとも１つのスペーサを更に含む。少なくとも１つのスペーサは、第１のポリマーシェル部分に連結されている。歯科器具はまた、少なくとも１つのスペーサに連結されており、かつ、１つ以上の歯を第１の向きから第１の向きとは異なる第２の向きに再配置するために必要な力の少なくとも一部を提供するように構成されている、第１のアーチ部材を有することができる。本開示の別の態様は、審美的歯列矯正治療の方法である。本方法は、患者の歯科構造を測定することを含む。本方法はまた、歯科構造に対する歯の所定の移動を決定することを含む。この方法はまた、歯の所定の移動に基づいて歯科器具を形成することを含む。

用語「含む（comprises）」及びこの変化形は、明細書及び「特許請求の範囲」においてこれらの用語が現れる箇所で、限定的な意味を持たない。このような用語は、記載されたある１つの工程若しくは要素、又は複数の工程若しくは要素の群が含まれることを意味し、いかなる他の工程若しくは要素、又は複数の工程若しくは要素の群も排除されないことを意味するものと理解される。「からなる（consisting of）」とは、この語句「からなる」に続くあらゆるものを含み、これらに限定されることを意味する。したがって、語句「からなる」は、列挙された要素が必要又は必須であり、他の要素が存在し得ないことを示す。「から本質的になる（consisting essentially of）」とは、この語句の前に列挙されるあらゆる要素を含み、これらの列挙された要素に関して本開示で特定した作用若しくは機能に干渉又は寄与しない他の要素に限定されることを意味する。したがって、語句「から本質的になる」は、列挙された要素が必要又は必須であるが、他の要素は任意であり、列挙された要素の作用若しくは機能に実質的に影響を及ぼすか否かに応じて存在してもよい、又は、しなくてもよいことを意味する。

「好ましい（preferred）」及び「好ましくは（preferably）」という言葉は、一定の状況下で一定の利益を提供できる、本開示の実施形態を指す。しかし、他の実施形態もまた、同じ又は他の状況において好ましい場合がある。更には、１つ以上の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が有用ではないことを示唆するものではなく、本開示の範囲から他の実施形態を排除することを意図するものではない。

本出願では、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」等の用語は、単数の実体のみを指すことを意図するものではなく、例示のために具体例が使用され得る一般的な部類を含むことを意図するものである。用語「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、用語「少なくとも１つの（at least one）」と互換的に使用される。列挙に後続する「〜のうちの少なくとも１つ（at least one of）」及び「〜のうちの少なくとも１つを含む（comprises at least one of）」という語句は、列挙内の項目のうちのいずれか１つ、及び、列挙内の２つ以上の項目のいずれかの組み合わせを指す。

本明細書で使用するとき、用語「又は（or）」は、内容が明確にそれ以外を指示しない限り、一般的に「及び／又は（and／or）」を含む通常の意味で使用される。

用語「及び／又は」は、列挙された要素の１つ若しくは全て、又は列挙された要素のうちの任意の２つ以上の組み合わせを意味する。

また、本明細書においては、全ての数は「約（about）」という用語で修飾されるものと想定され、好ましくは「厳密に（exactly）」という用語で修飾されると想定される。本明細書で使用するとき、測定した量との関連において、用語「約」は、測定を行い、測定の目的及び使用される測定機器の精度に見合う水準の注意を払う当業者によって予測されるような測定量の変動を指す。

また、本明細書では、端点による数値範囲の記載は、その範囲内に包含される全ての数及びその端点を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、５などを含む）。

特性又は属性に対する修飾語として本明細書で使用する場合、用語「概して（generally）」とは、特に定めのない限り、その特性又は属性が、当業者によって容易に認識されるものであるが、絶対的な精度又は完全な一致を必要とするものではないこと（例えば、定量化可能な特性に関しては、＋／−２０％の範囲内）を意味する。用語「実質的に（substantially）」とは、特に定めのない限り、高い近似度（例えば、定量化可能な特性に関しては、＋／−１０％の範囲内）を意味するが、この場合もまた、絶対的な精度又は完全な一致を必要とするものではない。同一の、等しい、均一な、一定の、厳密に、などの用語は、絶対的な精度又は完全な一致を必要とするものではなく、特定の状況に適用可能な、通常の許容誤差又は計測誤差の範囲内にあるものと理解される。

本開示の上記の概要は、開示される各々の実施形態、又は本開示の全ての実装形態を説明することを目的としたものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示する。本出願を通していくつかの箇所において、例を列挙することによって指針が示されるが、それらの例は様々な組み合わせで使用することができる。いずれの場合にも、記載された列挙は、代表的な群としての役割のみを果たすものであり、排他的な列挙として解釈されるべきではない。

歯に取り外し可能に適合されて示されているポリマーシェル部分の矢状断面図である。 下顎歯列弓用の歯科器具の咬合側／顔面側／右側の斜視側面図であり、アーチ部材は、前歯シェルの舌側表面を覆い、臼歯シェルの舌側表面と咬合面の一部とを覆っている。 図２Ａに示した歯科器具の咬合側／舌側／右側の斜視側面図である。 図２Ａに示した歯科器具の咬合側の図である。 図２Ａに示した歯科器具の舌側の図である。 図２Ａに示した歯科器具の歯肉側の図である。 下顎中切歯に対応する、図２Ａに示した歯科器具のポリマーシェル部分の矢状断面図である。 下顎第２小臼歯に対応する、図２Ａに示した歯科器具のポリマーシェル部分の矢状断面図である。 下顎第２大臼歯に対応する、図２Ａに示した歯科器具のポリマーシェル部分の矢状断面図である。 個々の歯シェルとアーチ部材との間のスペーサを強調して示している、図２Ａに示した歯科器具の咬合側／舌側／右側の斜視側面図である。 下顎歯列弓用の歯科器具の顔面側の図であり、隣接している歯シェルによって臼歯が覆われており、アーチ部材は、前歯シェルの顔面側表面、咬合面、及び舌側表面を覆うトレイと、小臼歯シェルとを備えている。 図７Ａに示した歯科器具の咬合側の図である。 下顎第２大臼歯に対応する、図７Ａに示した歯科器具のポリマーシェル部分の矢状断面図である。 下顎中切歯に対応する、図７Ａに示した歯科器具のポリマーシェル部分の矢状断面図である。 下顎側切歯に対応する、図７Ａに示した歯科器具のポリマーシェル部分の矢状断面図である。 歯シェルの咬合面の少なくとも一部が露出している下顎歯列弓用の歯科器具の顔面側の図である。 図１１Ａに示した歯科器具の咬合側の図である。 図１１Ｃに示した歯科器具の舌側の図である。 図１１Ｃに示した歯科器具の咬合側／舌側／右側の斜視側面図である。 下顎犬歯に対応する、図１１Ａに示した歯科器具のポリマーシェル部分の矢状断面図である。 歯科器具の顔面側の図である。 歯科器具の舌側の図である。 診療所と製造施設とが、歯科器具の製造プロセス全体を通じて情報を通信する、例示的なコンピュータ環境を示すブロック図である。 本開示の一例による、診療所で行われるプロセスを示すフロー図である。 ネットワークを介して製造施設に接続されたクライアントコンピューティングデバイスの一例を示すブロック図である。 製造施設で行われる、取り外し可能な歯科器具のセットの構築のプロセスを示すフロー図である。 順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットを使用した治療の連続的な繰り返しを示すフロー図である。

上記で特定された図は、本開示のいくつかの実施形態を説明するものであるが、本明細書で言及されるとおり、他の実施形態もまた企図される。全ての場合において、本開示は、限定ではなく代表例の提示によって、本発明を提示する。当業者によって多数の他の改変及び実施形態が考案され得、それらは、本発明の原理の範囲内及び趣旨内に含まれることを理解されたい。

定義
本明細書で使用する場合、
「近心」とは、湾曲に沿って患者の歯列弓の中心線に向かう方向を意味する。
「遠心」とは、湾曲に沿って患者の歯列弓の正中線から離れる方向を意味する。
「咬合側」とは、全般的に、歯の咀嚼面に関すること、あるいは歯の咬合平面又は咬合面に向かう方向を意味する。
「歯肉側」とは、患者の歯茎又は歯肉に向かう方向を意味する。
「顔面側」とは、通常は口の中央から外向きの、歯の顔面に向かう方向を意味する。歯列弓内における歯の特定の位置が重要ではないときには、この用語を「唇側」及び「頬側」と互換的に使用してもよい。
「唇側」とは、患者の唇に向かう方向を意味する。これは、前歯を基準にした場合のみ、「顔側」と同義で使用される。
「頬側」とは、患者の頬に向いた方向を意味する。これは、臼歯を基準にした場合のみ、「顔側」と同義で使用される。
「舌側」とは、患者の舌に向かう方向を意味する。
「口腔」とは、舌又は口蓋に向かう歯の内側表面を意味する。舌側又は口蓋の総称として用語「口腔」を使用してもよい。
「前庭」とは、頬又は唇に向かう外側表面を意味する。頬側、唇側又は顔側の総称として用語「前庭」を使用してもよい。
歯の種類に応じて、歯の咬合面又は切歯面の総称として「咀嚼面」を使用してもよい。
「近位」とは、付近又は近傍を意味する。
「連結された」とは、直接的又は間接的のいずれかで物理的に一緒に連結されていることを意味する。間接的連結は、他の構成要素を介して行うことができる。また、直接連結は、２つの部材が、一体的に形成されている、又は一緒に接着されていることを指すことができる。例えば、アーチ部材と一体的に形成することによって、スペーサをアーチ部材に連結することができる。
「キャビティ」とは、ポリマーシェル部分の内側の、ポリマーシェル部分によって包囲されている中空の空間を意味する。本明細書に記載される場合、ポリマーシェル部分は、歯を受容する又は歯に適合するようになっている１つ以上のキャビティ（例えば、第１のキャビティ及び／又は第２のキャビティ）を有することができる。例えば、少なくとも１つの第１のキャビティは、ポリマーシェル部分から形成され、歯を受容するようになっている。ポリマーシェル部分の側壁は、第１のキャビティの一部と見なされる。第１のキャビティは、１つ以上の第２のキャビティを有することができ、第２のキャビティは、ポリマーシェル部分からそれぞれ形成され、歯の咬頭又は他のトポグラフィ特徴部を包含するようになっていてもよい。複数の第２のキャビティ内に歯の複数の咬頭を受容することができる。第１のキャビティを、複数の歯（固定歯又は可動歯（例えば、ブリッジ）のいずれか）を受容するようにすることが可能である。本明細書で使用する場合、「キャビティ」は、明示的に記載されない限り、第１のキャビティ、第２のキャビティ、又は両方のいずれも指す。

本開示の一態様は、アーチ部材によって歯を再配置するために必要な力の少なくとも一部をスペーサが提供することである。この構成により、各歯における回転軸に対する微調整を行うことができる。いくつかの実施形態では、本開示の態様はまた、堅牢なアーチ部材を提供する。

以下のセクションでは、歯科器具、及びそれに関連する方法を対象とする、例示的な実施形態について説明する。これらの実施形態は、例示的なものであり、したがって、本発明を過度に制限するものとして解釈されるべきではない。例えば、当業者は、開示される装置及び方法を、歯の唇側表面若しくは舌側表面のいずれかへの取り付けに適合させるか、同じ歯列弓内の異なる歯への取り付けに適合させる（例えば、その歯列弓の近心側半体及び遠心側半体上の対応する器具）か、又は、上歯列弓若しくは下歯列弓のいずれかに位置する歯への取り付けに適合させることができる点を理解されたい。

本明細書で説明される器具及び方法は、任意選択的に、治療を受けている個々の患者に合わせてカスタマイズすることができる。材料及び寸法上の仕様もまた、特許請求される発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で開示されるものから変更することができる。別段の指定がない限り、提供される器具及び構成要素は、当業者には既知の、様々な金属材料、セラミック材料、ポリマー材料、エラストマー材料、及び複合材料のうちのいずれかで構築することが可能である。更には、別段の指示がない限り、これらの器具及びそれらの構成要素に関連付けられる寸法は、決定的なものではなく、添付図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれているものではない。

この実施形態及び他の実施形態の歯科器具は、別段の指示がない限り、本明細書では、上顎又は下顎上の歯の表面に取り付けられる基準フレームを使用して説明される。したがって、歯科器具を説明するために使用される、唇側、舌側、近心、遠心、咬合側、及び歯肉側などの用語は、その選択された基準フレームに対するものである。しかしながら、歯科器具は、口腔内部で、他の歯に対して他の向きで使用することができるので、それらの実施形態は、選択された基準フレーム及び記述用語に限定されるものではない。例えば、歯科器具を、歯の唇側面又は頬側面に連結してもよい。

基準フレームに変更がある場合、本明細書で使用される記述用語を直接適用することができない点が、当業者には認識されるであろう。それにもかかわらず、これらの実施形態は、口腔内部での場所及び向きとは無関係であることが意図され、歯列矯正器具の実施形態を説明するために使用される、これらの相対的用語は、図面内の実施形態の明確な説明を単に提供するためのものにすぎない。したがって、唇側（又は頬側）、舌側、近心、遠心、咬合側、及び歯肉側という相対的用語は、いかなる方式でも、これらの実施形態を、特定の場所又は向きに限定するものではない。

図１には、単一の歯１１０に連結された歯科器具１００の一部分が示されている。図示のように、歯１１０は、露出している歯冠と、歯肉線１１２の下の歯根領域とを有する第２大臼歯とすることができる。歯科器具１００は、歯１１０の歯冠、又は更には歯頸に連結することができる。

歯科器具１００は、第１のポリマーシェル部分１２０を有することができる。ポリマーシェル部分１２０は、歯１１０と取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを含むことができる。例えば、ポリマーシェル部分１２０は、歯１１０の咬頭が１つ以上のキャビティ１１９に嵌合して、歯１１０に対するポリマーシェル部分１２０の移動を防止するように形成することができる。キャビティは、必ずしも歯冠表面の大部分を覆わなくてもよく、省略することができる。歯の変化に応じて、キャビティのサイズ、形状、及び曲率を大幅に変化させることができるが、キャビティは全般的に、少なくとも９０度の弧を包囲する表面として画定することができる。しかしながら、より小さい弧度を包囲するキャビティが可能であり、前述の定義を制限要因として解釈すべきではない。

ポリマーシェル部分１２０は、歯１１０との厳しい公差を維持し、第１のポリマーシェル部分１２０の移動を防止するようにして適合することができる。また、接着剤を使用して、第１のポリマーシェル部分１２０を歯１１０に更に連結してもよい。少なくとも１つの実施形態では、ポリマーシェル部分１２０は、歯１１０の少なくとも１つの近位面（例えば、近心面／遠位面）の一部分、及び歯１１０の前庭面及び／又は口腔面の少なくとも一部分と接触することができる。

例えば、ポリマーシェル部分１２０のキャビティは、歯１１０の近位面、顔面側表面１１８、舌側表面１１４、咬合面（又は切歯面）１１６、又はこれらの組み合わせの少なくとも一部分と接触することができる。ポリマーシェル部分１２０は、歯１１０の様々な表面に対応する別個の部分を有することができる。例えば、部分１２８は、歯１１０の咬合面１１６に対応することができ、部分１２２は歯１１０の顔面側表面１１８に対応することができ、部分１２６は歯１１０の舌側表面１１４に対応することができる。

いくつかの実施形態では、歯の唇側表面と咬合面と舌側表面との間の境界部は、咬合状態になったときに上歯と下歯との間の境界面によって画定され得る。したがって、咬合面と唇側表面又は舌側表面との間の境界部は、咬合平面に概ね追従する鋸状の線となる。いくつかの実施形態では、アーチ部材１３８の剛性を選択位置で増大又は減少させるために、機械的理由により、アーチ部材１３８が咬合平面の境界部を横断することもまた有利であり得る。

任意選択的に、部分１２８と部分１２６又は部分１２２のいずれかとの間の境界部は、歯の咬合平面（すなわち、線）１３９に対して平行な少なくとも１つの平面に部分的に基づいて確立され得る。例えば、部分１２８は、歯１１０の咬合平面１３９に対して平行な平面から確立することができ、咬合平面１３９は、ポリマーシェル部分１２０と交差する。咬合平面１３９は、切歯の切縁と臼歯の咬合している表面の先端とに理論的に接触する仮想面を指す。少なくとも１つの実施形態では、部分１２８と部分１２６又は部分１２２のいずれかとの間の境界部は、歯１１０の咬合面１１６には接触しない。別の実施形態では、部分１２８と部分１２６又は部分１２２のいずれかとの間の境界部は、歯１１０の軸方向平面に対して平行な平面１４６を越えて延在しない。

ポリマーシェル部分１２０は、１つ以上のキャビティ１１９によって画定される第１の表面領域を有する第１の（内側）表面１２０Ａを有することができる。第１の表面１２０Ａは、歯１１０に接触することができる。ポリマーシェル部分１２０はまた、第１の表面１２０Ａの反対側にあり、第２の表面領域を有する第２の（外側）表面１２０Ｂを有することができる。第２の表面１２０Ｂは、ポリマーシェル部分１２０の外側部分を形成し、患者の舌又は口腔粘膜に接触することができる。第１の表面領域は、歯１１０が全体的に凸状であること起因して、第２の表面領域よりも小さい。

ポリマーシェル部分１２０は、特定の高さｈ_１を有することができる。少なくとも１つの実施形態では、高さｈ_１は、歯１１０の顔面側表面１１８に接触する第１のポリマーシェル部分１２２の第１の表面１２０Ａによって画定される。高さｈ_２は、歯１１０の舌側表面１２６に接触するポリマーシェル部分１２２によって画定され得る。歯１１０の軸方向平面１４６に対して平行な平面に沿ったポリマーシェル部分１２０の最も咬合側の端部とポリマーシェル部分１２０の最も歯肉側の端部との間の距離によって、高さｈ_１又はｈ_２のいずれかを画定することができる。ポリマーシェル部分１２０の高さは、ｈ_１及びｈ_２のうちのより大きいものから決定される。

ポリマーシェル部分１２０は、様々なレベルの厚さを有することができる。ポリマーシェル部分１２０の厚さは、材料特性とアーチ部材１３８によって印加される力の量とに依存する。例えば、厚さｔ_１は、肉厚部分の厚さｔ_２の厚さよりも小さくてもよい。

歯科器具１００はまた、少なくとも１つのスペーサ１３２を有することができる。図示のように、歯科器具１００は、２つのスペーサ１３２及び１２９を有する。スペーサは、ポリマーシェル部分１２０の第２の表面１２０Ｂに連結することができる。いくつかの実施形態では、スペーサは、ポリマーシェル部分１２０と一体的に形成される。スペーサはまた、ポリマーシェル部分１２０又はアーチ部材１３８のいずれかとは異なる材料から作製することもできる。いくつかの実施形態では、ポリマーシェル部分１２０は、（本明細書に記載される）第１のポリマー成分を含み、第１のスペーサ１３２は第２のポリマー成分を含む。少なくとも１つの実施形態では、第１のポリマー成分の弾性率は、第２のポリマー成分よりも高い（つまり、第２のポリマー成分は、より可撓性である）。例えば、スペーサ１３２が可撓性である場合、ポリマーシェル部分１２０に対して作用するアーチ部材１３８に依拠しない剛性ブレースにむしろ近い、より硬質のアーチ部材１３８を使用することができる。

第２のポリマー成分は、剛性ポリマーと比較すると破損前の弾性率が比較的低く、伸長率が高い弾性ポリマー（例えば、エラストマー）で作製することができる。このような特性により、器具１００内の機械的応力をスペーサ（例えば、１２８又は１３２）に集中させ、結果として歪み変形をより大きくすることができる。

歯１１０に対して十分な圧力をかけ、アーチ部材１３８を用いて歯の正味の並進及び／又は回転を引き起こすように、ポリマーシェル部分１２０の表面のうちの１つに第１のスペーサ１３２を配置することができる。例えば、回転軸、すなわち半径から変位される点に対して力が作用した結果として、回転が生じる。この軸は、抵抗の中心であってもよく、あるいは、所与の半径によって同様に変位される、対向する２つの力によって形成された中立軸であってもよい。いくつかの実施形態では、第１のスペーサ１３２は、部分１２６の第２の表面（すなわち、外側表面）に連結されている。

各スペーサの厚さは非ゼロである。例えば、第１のスペーサ１３２は厚さｔ_３を有し、第２のスペーサ１２９は厚さｔ_４を有する。第１のスペーサ１３２は、ポリマーシェル部分１２０と（本明細書に記載する）アーチ部材１３８の少なくとも一部分との間に形成された間隙１３９を提供する。間隙１３９は、第１のスペーサ１３２の厚さｔ_３と等しくすることができる。様々な厚さが提供されるが、スペーサの可撓性は、その厚さと直径と弾性率との関数であることに留意されたい。具体的には、スペーサの直径が増大すると可撓性が低下するのに対し、スペーサの厚さが増大すると可撓性が増大する。また、可撓性は材料の弾性率に反比例する。ポリマーシェル部分１２０及びアーチ部材１３８の形状及び厚さもまた、システムの可撓性全体において役割を果たす。したがって、これらの他のパラメータを同様に定義せずに特定の厚さ範囲を画定することは困難である。

いくつかの実施形態では、間隙１３９は、アーチ部材１３８とポリマーシェル部分１２０との間に干渉を引き起こすことなく、歯の所定の移動を可能にするのに十分である。例えば、間隙１３９はまた、アーチ部材１３８がポリマーシェル部分１２０に接触することを可能にすることなく所定の歯の移動を可能にするのに十分であり得る。間隙の厚さは、スペーサの数による影響を受けることがある。

いくつかの実施形態では、厚さｔ_３は、第１のポリマーシェル部分１２０の第２の表面１２０Ｂからアーチ部材１３８までの距離によって画定され得る。少なくとも１つの実施形態では、厚さｔ_１又はｔ_２は、一般に、ｔ_３又はｔ_４の厚さよりも小さくなり得る。他の実施形態では、厚さｔ_３が、ｔ_１又はｔ_２よりも小さくてもよい。例えば、スペーサを回転の中心を確立する枢動点として使用してもよい。したがって、間隙の厚さは、スペーサのすぐ近傍のスペーサの厚さに等しくてもよく、回転の中心の周りのポリマー製の歯シェル１２０の回転角度に応じて、より遠い点において厚さを増大させるか、又は減少させるかのいずれかであり得る。また、間隙の厚さは、スペーサを中心としたアクティブな回転角度にかかわらず、表面１２０Ｂに沿った公称変動を有し得る。

したがって、ポリマー製の歯シェル１２０とアーチ部材１３８との間の距離は、必ずしも均一ではない。これらの２つの表面の間の空間量は、方向及び程度を含めて、歯の所定の動きに応じて変わる。並進及び回転は、様々な量及び形状の空間を必要とする。例えば、３次元変換は、並進と回転の両方を含むことができ、その結果、運動経路が曲線状になる。アーチ部材１３８は、所定の運動経路上でのポリマー製の歯シェル１２０との干渉を回避するように設計され得る。

歯科器具１００は、アーチ部材１３８を有することができる。第１のアーチ部材１３８は、１つ以上の歯１１０を再配置するために、第１のシェル部分１２０と任意選択的に第２のシェル部分との間で力を伝達することができる。アーチ部材１３８は、スペーサ１３２を介して、歯１１０を再配置するために更に印加される力を提供する構成要素であり得る。アーチ部材１３８は、弛緩状態の１つ以上の屈曲部を有することができる。応力を受けたとき、アーチ部材１３８は、ポリマーシェル部分１３８を著しく変形させることなく力を印加することができる。

アーチ部材１３８は、特定の高さｈ_３を有することができる。高さｈ_３は、歯の咬合側−歯肉側軸（例えば、１４６）に沿ったアーチ部材１３８の最も咬合側の範囲からアーチ部材１３８の最も歯肉側の端部までの距離と定義することができる。いくつかの実施形態では、アーチ部材１３８の高さｈ_３は、咬合側−歯肉側軸１４６に沿った第１のアーチ部材１３８の第１の端部１４２から第１のアーチ部材１３８の第２の端部１４４までの距離と定義することができる。少なくとも１つの実施形態では、アーチ部材１３８はリボン形状であってもよく、つまり、アーチ部材１３８の高さｈ_３は、ポリマーシェル部分１２０の高さの少なくとも１０％である。例えば、ワイヤ状のアーチ部材１３８の高さは、ポリマーシェル部分１２０の高さの約６％とすることができる。少なくとも１つの実施形態では、アーチ部材の高さは、ポリマーシェル部分１２０の高さの少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％であり、その結果、ポリマー製の歯科器具の強度が高められる。

少なくとも１つの実施形態では、スペーサ１３２の直径は、アーチ部材１３８の高さｈ_３以下であり得る。いくつかの実施形態では、（例えば、スペーサを包含する最大円から測定した）直径は、第１のアーチ部材１３８の高さｈ_３の７５％以下、５０％以下、又は２５％以下であり得る。

本開示の一態様は、アーチ部材１３８（内側表面）が、ポリマーシェル部分１２０の第２の表面領域１２０Ｂの少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％と重なることである。アーチ部材１３８は、第１のポリマーシェル部分１２０又は任意の第２のポリマーシェル部分内の複数のスペーサに跨っている場合、歯１１０を再配置するために回転軸又は並進軸に対して調節可能な調整を行うことができる。更に、アーチ部材１３８は、部分１２８の第２の表面領域１２０Ｂの少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％と更に重なることができる。

アーチ部材１３８とスペーサは両方とも、同様の弾性率を有し、かつ、同様の寸法を有し、その結果、同様の可撓性を有する材料で構成されることによって弾力を有し得る。アーチ部材１３８は、いくらかの弾力性を有してもよく、したがって、歯を再配置するために必要な力の一部を提供し、スペーサのうちの少なくともいくつかは、歯を再配置するために必要な力の少なくとも一部を提供するように構成されている。スペーサは、エラストマー材料から形成することができ、あるいは別の場合には、スペーサの直径をアーチ部材１３８の直径よりも相対的に小さくすることによってより可撓性にすることができる。いくつかの実施形態では、スペーサは、アーチ部材１３８の材料よりも弾力がある（すなわち、弾性率がより低い）ことがある。

少なくとも１つの実施形態では、第１のアーチ部材１３８は、部分１２６に加えて、部分１２２の第２の表面領域の少なくとも一部分と重なる。

本開示のポリマー成分は、参照により組み込まれる、２０１６年６月３０日に出願された米国特許出願第６２／３５６，８７１号のポリマー成分に対応することができる。

本開示のポリマー成分は、少なくとも１つの重合性成分を含む。本明細書で参照する目的では、「重合性成分」は、硬化して３Ｄ印刷された物品を提供することのできる、モノマー又はオリゴマーなどの硬質化可能成分を含む。例えば、いくつかの実施形態では、硬質化は、重合又は架橋結合反応を開始するために十分なエネルギーを有する電磁放射線を照射することを含む。例えば、いくつかの実施形態では、紫外線（ＵＶ）放射を使用することができる。

いくつかの実施形態では、好適な重合性成分は、少なくとも１つのエチレン性不飽和結合を含有し、付加重合を経ることができる。このようなフリーラジカル重合性成分としては、（メタ）アクリレートセグメント及び／又はウレタンセグメントを有するモノマー又はオリゴマーが挙げられる。例えば、重合性成分としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、アリルアクリレート、グリセロールジアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＨＥＭＡ）と２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＤＩ）との反応生成物であるＵＤＭＡと呼ばれるジウレタンジメタクリレート（異性体の混合物、例えば、Ｒｏｈｍ Ｐｌｅｘ６６６１−０）、グリセロールトリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、１，３−プロパンジオールジアクリレート、１，３−プロパンジオールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、１，２，４−ブタントリオールトリメタクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ソルビトールヘキサアクリレート、ビス［１−（２−アクリルオキシ）］−ｐ−エトキシフェニルジメチルメタン、ビス［１−（３−アクリルオキシ−２−ヒドロキシ）］−ｐ−プロポキシフェニルジメチルメタン、及びトリスヒドロキシエチル−イソシアヌレートトリメタクリレートなどの、モノ−、ジ−、若しくはポリ−アクリレート及びメタクリレート；分子量２００〜５００のポリエチレングリコールのビス−アクリレート及びビス−メタクリレート、米国特許第４，６５２，２７４号（Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒら）に記載されたものなどのアクリル化モノマーの共重合性混合物、並びに米国特許第４，６４２，１２６号（Ｚａｄｏｒら）に記載されたものなどのアクリル化オリゴマー；並びにスチレン、ジアリルフタレート、ジビニルスクシネート、ジビニルアジペート、及びジビニルフタレートなどのビニル化合物；欧州特許第２００８６３６号（Ｈｅｃｈｔら）に記載されたもののような、ウレタン、尿素、若しくはアミド基を含む多官能性（メタ）アクリレート、又はこれらの組み合わせが挙げられる。重合性成分は、シリコーンアクリレートオリゴマー、エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリエステル（メタ）アクリレートオリゴマー又は塩素化ポリエステル（メタ）アクリレート、アリル系オリゴマー及び（メタ）アクリルオリゴマーを更に含んでもよい。所望により、これらのフリーラジカル重合性成分のうちの２つ以上の混合物を使用することができる。

重合性成分は、好ましくは１つ以上のポリ（メタ）アクリレートを含み、例えば、ジ、トリ、テトラ又はペンタ官能性のモノマー又はオリゴマーの脂肪族、脂環式又は芳香族のアクリレート又はメタクリレートなどである。現在好ましい実装形態では、重合性成分は高粘度ポリ（メタ）アクリレートを含む。ポリマー成分に使用するための好ましいポリ（メタ）アクリレートは、室温では流動性でなく、２５℃で２０，０００ｃＰより高い粘度を有する。本明細書で使用されるとき、「流動性である」とは、室温（例えば、２０〜２５℃）において重合性成分が自重で変形又は流動することを意味する。本明細書に記載するいくつかの実施形態では、ウレタン（メタ）アクリレート又は他のポリ（メタ）アクリレートは、ＡＳＴＭ Ｄ４２８７に従う様式で測定したときに、約２５℃で約２０，０００ｃＰ〜３００，０００ｃＰの範囲の粘度を有する。メタクリレートは、印刷性及び製品を歯に結合する能力を理由に、本開示の実施形態において特に有用であり得る。メタクリレート樹脂から作製されたポリマーシェル部分は、メタクリレート系接着剤を使用すると歯にしっかりと結合することが見出されている。

例えば、重合性成分は、多官能性ウレタンアクリレート又はウレタンメタクリレートを含むことができる。これらのウレタン（メタ）アクリレートは当業者に公知であり、例えば、ヒドロキシル基末端ポリウレタンとアクリル酸若しくはメタクリル酸を反応させるか、又は、イソシアネート末端プレポリマーとヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートを反応させてウレタン（メタ）アクリレートを得ることによって公知の方法で調製することができる。好適な工程が、とりわけ、米国特許第８，３２９，７７６号（Ｈｅｃｈｔら）及び同第９，２９５，６１７号（Ｃｕｂら）に開示されている。好適なウレタンメタクリレートとしては、ＰＥＧＤＭＡ（約４００の分子量を有するポリエチレングリコールジメタクリレート）、脂肪族ウレタンメタクリレート、脂肪族ポリエステルウレタンメタクリレート、脂肪族ポリエステルトリウレタンアクリレートを挙げることができる。

本明細書に記載のポリマー成分は、既知の技術によって混合することができる。いくつかの実施形態では、例えば、本明細書に記載のポリマー成分を調製するための方法は、ポリマー成分の全て又はほぼ全ての成分を混合するステップと、混合物を融解させるステップと、溶融混合物を濾過するステップとを含む。混合物を融解させることは、いくつかの実施形態では、約５０℃の温度又は約５０℃〜約８５℃の範囲の温度で行われる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のポリマー成分は、組成物の全て又はほぼ全ての成分を反応容器に入れて、生じた混合物を約５０℃〜約８５℃の範囲内の温度まで攪拌しながら加熱することによって生産される。加熱及び攪拌は、混合物がほぼ均質化された溶融状態に達するまで継続される。

図２Ａ〜図２Ｅでは、歯科器具２００が示されている。歯科器具２００には、複数のポリマーシェル部分が示されている。図２〜図６に示す歯科器具２００は、複数のスペーサを介してアーチ部材２３８に連結された複数のポリマーシェル部分と共に歯科器具２００が示されていることを除いて、図１の歯科器具１００と同様であり得る。

複数のポリマーシェル部分は、少なくとも第１のポリマーシェル部分２６５及び第２のポリマーシェル部分２５０を含む。また、ポリマーシェル部分２２１及び２５９も示されている。本明細書に記載のポリマーシェル部分は、図１に示したポリマーシェル部分１２０と同様であり得る。ポリマーシェル部分２２１、２５９、２６５及び２５０は、１つ以上のスペーサを介してアーチ部材２３８に連結されている。

例えば、スペーサ２６４を介して部分２６５をアーチ部材２３８に連結することができ、スペーサ２４８を介して部分２５０をアーチ部材２３８に連結することができ、スペーサ２３３を介して部分２２１をアーチ部材２３８に連結することができ、スペーサ２６０を介して部分２５９をアーチ部材２３８に連結することができる。

第１のポリマーシェル部分２６５は、第２のポリマーシェル部分２５０とは別個なので、第１のポリマーシェル部分２６５及び第２のポリマーシェル部分２５０は、２つのキャビティを有するポリマーシェル部分とは区別することができ、それらはそれぞれが、（歯群のブロックとは対照的に）個別の歯に適合することができる。

スペーサは、歯を再配置するために、歯の位置を維持するために、又は他の歯を移動させる際にアンカーとなるように、十分な任意の寸法のものであってもよい。例えば、１０ｍｍ^２以下、５ｍｍ^２以下、又は１ｍｍ^２以下の表面領域に再配置力を集束させることができる。他の実施形態では、（特定の歯が最小限の矯正を必要とするときなどには）再配置力をアーチ部材２３８から分散させることが望ましい場合がある。スペーサ２３３及び２６０のそれぞれは、伸長させることによって回転軸を実現することができる。例えば、回転軸は、部分２２１の下にある歯の先端を向けることができる伸長軸２３０に沿って形成される。

第１のポリマーシェル部分２６５、スペーサ２６４、及び第１のアーチ部材２３８を単一の部品として形成することができる。いくつかの実施形態では、ポリマーシェル部分２６５とスペーサ２６４と第１のアーチ部材２３８とが一緒に成形される。他の実施形態では、第２のポリマーシェル部分２５０、スペーサ２４８、及び第１のアーチ部材２３８もまた、第１のポリマーシェル部分２６５及びスペーサ２６４を有する単一の部品として形成することができる。例えば、３Ｄ印刷、付加製造、ミリング加工、又は射出成形によって形成を実行することができる。

アーチ部材２３８は、大臼歯及び小臼歯の咬合面の一部分を覆うことができる。覆われている表面領域の割合は、各ポリマーシェル部分について異なっていてもよい。本開示の一態様は、アーチ部材２３８が、ポリマーシェル部分の表面領域の少なくとも１０％と重なることである。いくつかの実施形態では、アーチ部材２３８は、ポリマーシェル部分の外側表面領域の１１０％未満と重なる。

図３〜図５は、複数のポリマーシェル部分上の複数のスペーサの様々な構成を強調して示している。スペーサは、下にある歯における回転軸を作り出すのに十分なほとんどあらゆる形状をとることができる。いくつかの実施形態では、スペーサは、アーチ部材とポリマーシェル部分との間に間隙を形成するように機能することができる。スペーサは、アーチ部材に接触する表面領域を有することができる。いくつかの実施形態では、アーチ部材に接触する表面領域は、ポリマーシェル部分の第２の（外側）表面領域よりも小さい。他の実施形態では、スペーサのシェル部分に接合している表面領域は、ポリマーシェル部分の表面領域の９０％以下、８０％以下、７０％以下、６０％以下、５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下である。ポリマーシェル部分に対して表面領域がより小さくなった結果、効果的なことに、下にある歯の回転軸を明白にすることができるので、スペーサは、厚いポリマーシェル部分とは区別される。スペーサは、ポリマーシェル部分とスペーサとアーチ部材とを備える器具の脆弱点であるので、応力を受けたスペーサは、歯がそれを中心に回転できる枢動点として効果的に作用する。屈曲モード及び捻転モードの変形が促進される。しかしながら、圧縮、引張、及び剪断も可能であり、それによって歯の並進が可能になる。

図３では、スペーサ２６０は、下顎切歯に連結されるポリマーシェル部分２５９に取り付けられており、長さ２６１を有することができる。図４では、第２のポリマーシェル部分２２１にスペーサ２３３を連結することができる。歯の咬合面に対応する部分にスペーサを配置することができる。スペーサ２３３は２６３の長さを有することができる。図５では、ポリマーシェル部分２６５にスペーサ２６４を連結することができる。歯の咬合面及び他の表面に対応するポリマーシェル部分の部分にスペーサを配置することができる。スペーサ２３３は、部分２６５の湾曲した外側表面に沿って測定した長さを有することができる。

図６では、歯科器具２００は、患者に対応する複数の歯２１０上に配置されている。歯科器具２００の一部分は、患者の歯肉領域２１２に接触する。図６は、全体に、スペーサ２３３、２４８、２６０、２６４などの複数のスペーサを示す。いくつかの実施形態では、スペーサは、歯の側面（例えば、舌側表面又は顔面側表面）に対応するポリマーシェル部分の少なくとも一部分に接触することができる。様々なスペーサ（例えば、スペーサ２３３、２６４）はまた、歯の咬合面に対応するポリマーシェル部分の一部分に接触することができる。

スペーサのうちのいずれかを、その長さに沿って不均一な厚さとすることができる。例えば、厚さが変動するスペーサは、特定の角度で再配置力を印加するのに有用であり得る。

図７Ａ〜図７Ｂ、図８〜図１０には、歯科器具３００が示されている。歯科器具３００は、歯科器具３００のアーチ部材３３８が、歯科器具２００が覆っている度合に対して、少なくとも１つのポリマーシェル部分のより大きな第２の表面領域を覆っていることを除いて、図２〜図６の歯科器具２００と同様であり得る。

歯科器具３００は、ポリマーシェル部分３０１、ポリマーシェル部分３０２、及びポリマーシェル部分３０３などの複数のポリマーシェル部分を有することができる。

例えば、ポリマーシェル部分３０１は、小臼歯用に形成されたキャビティを内部に有することができ、ポリマーシェル部分３０２は、中切歯用に形成されたキャビティを内部に有することができ、ポリマーシェル部分３０３は、側切歯用に形成されたキャビティを内部に有することができる。

複数のポリマーシェル部分のそれぞれは、１つ以上のスペーサを有することができる。例えば、ポリマーシェル部分３０１は、顔面側表面にスペーサ３７０を有し、ポリマーシェル部分３０２は、顔面側表面にスペーサ３７１を有し、かつ、舌側表面にスペーサ３７２を有し、ポリマーシェル部分３０３は、咬合面に、より具体的には、切縁にスペーサ３７３を有する。

具体的には、アーチ部材３３８は、ポリマーシェル部分の表面を覆っているので、歯の舌側表面、顔面側表面、及び／又は咬合面上の複数のスペーサ、又はこれらの組み合わせが役立ち得る。歯科器具３００は、歯の顔面側表面及び舌側表面から矯正力を印加することができ、これにより、金属ではなくポリマーなど、従来の器具において使用されるよりも剛性の低い材料をアーチ部材３３８に使用できるようにすることができる。複数のスペーサは、顔面側方向に向かって舌側表面に力を加えること、及び／又は舌側方向に向かって顔面側表面に力を印加することによって、歯群に対する微調整された矯正を更に実現することができる。３７３などの咬合側スペーサは、スペーサを通過する軸を中心として３７９などの歯シェルを回転させる間、アーチ部材３３８の形状を維持することができる。

いくつかの実施形態では、咬合側スペーサ３７３により、歯の切縁を中心とした回転が可能になり得る。例えば、（歯の長軸を中心とした）１次回転が規定される。スペーサ３７３は、垂直軸を中心に回転するように捻じれている。いくつかの実施形態では、咬合側スペーサ３７３を使用して、スペーサ３７３に加えられた屈曲モーメントを通じて、歯の矢状面又は前頭面において歯にトルクをかけることもできる。また、スペーサ３７３を通過する任意の斜交軸を中心とした回転も促進され得る。

図７Ｂは、第１大臼歯３５０及び第２大臼歯３６５のための少なくとも１つのキャビティを有するポリマーシェル部分を示しており、第１大臼歯３５０及び第２大臼歯３６５のポリマーシェル部分が一緒に融合されている。例えば、ポリマーシェル部分は、第１大臼歯及び第２大臼歯（例えば、３５０、３６５）に対応する第１のキャビティと、第１大臼歯及び第２大臼歯の様々な咬頭に対応する複数の第２のキャビティとを有することができる。第１大臼歯及び第２大臼歯のためのポリマーシェル部分は、互いに対して移動しない若干固定された歯群を表す。この例では、大臼歯をオーバートレイ／アーチ部材３３８に直接接続して、他の歯シェルがてことするアンカーを提供する。

図８では、アーチ部材３３８は、ポリマーシェル部分３０１の表面領域の少なくとも１００パーセントと重なっている。図示のように、アーチ部材３３８の非充填部分及びポリマーシェル部分３０１から間隙３３９が形成される。スペーサ３７０は、間隙３３９を維持し、小臼歯に位置合わせ力を提供することができる。隣接するポリマーシェル部分（図示せず）にスペーサを配置することによって、間隙３３９を潰れにくくすることができる。例えば、隣接するポリマーシェル部分上の咬合側スペーサは、間隙３３９を維持することができる。

図９では、アーチ部材は、ポリマーシェル部分３０２の表面領域の少なくとも１００パーセントを覆っている。ポリマーシェル部分３０２は、アーチ部材３３８に連結された２つのスペーサ３７１及び３７２を有する。スペーサ３７１が歯を貫通する距離だけスペーサ３７２から変位しているので、回転軸３３１を形成することができる。したがって、軸３３１を中心にして切歯にトルクをかけることができ、それによって、歯の前頭面における歯冠の移動を実現することができる。

他のスペーサがなくても、スペーサ３７１又はスペーサ３７２のいずれかを中心にした回転が可能である。しかし、ポリマーシェル部分の両側に配置されたスペーサの両方を有することによって、スペーサ３７２と３７１の両方を通過する軸３３１に回転が完全に制約される。これにより、歯の回転に対して、より優れた制御が行われる。

垂直軸３３４などの他の軸を中心とした回転も可能である。例えば、対向する力ベクトルが近心方向及び遠心方向にある概ね垂直な平面に沿ってスペーサ３７１及び３７２を剪断配置した場合、垂直軸３３４を中心としたトルクをもたらす連結が形成される。また、同様の構成により、垂直方向に対向する力ベクトルに沿ってスペーサ３７１及び３７２を剪断配置することによって、近心−遠心軸を中心としたトルクをもたらすことができる。

図１０では、アーチ部材３３８は、ポリマーシェル部分３０３の表面領域の少なくとも１００パーセントを覆っている。ポリマーシェル部分３０３は、側切歯の咬合面（又は切縁）に対応する一部分に位置する１つのスペーサ３７３を有することができる。スペーサ３７３は、アーチ部材３３８とポリマーシェル部分３０３との間に形成された間隙３７８及び３７９を提供することができる。間隙３７８は、歯の唇側面に対応するポリマーシェル部分とアーチ部材３３８との間の領域に対応する。間隙３７９は、歯の舌側表面に対応するポリマーシェル部分とアーチ部材３３８との間の領域に対応する。図１０に示した垂直軸３３４は、回転軸を表すことができる。結果として、スペーサ３７３は捻じれることになる。

図１１Ａ〜図１１Ｄにおいて、歯科器具４００は、アーチ部材４３８が、共に形成された切り抜き部分を有することを除いて、図７Ａ〜図７Ｂの歯科器具３００と同様であり得る。切り抜き部分は、アーチ部材４３８から形成され得る。切り抜き部分は、歯科器具４００に必要とされる材料の量を低減することができ、嵩を低減することができ、より良好な咬頭嵌合を可能にすることができ、かつ、歯の再配置を選択的に可能にすることができる。歯科器具の固定を補助するためにポリマーシェル部分は固定歯上にあり得る。

例示的な例として、歯科器具４００は、３つの切り抜き部分、すなわち、切り抜き部分４８０、切り抜き部分４８１及び切り抜き部分４８２を有する。各切り抜き部分は、アーチ部材４３８から形成され、ポリマーシェル部分の表面（例えば、咬合面）の少なくとも一部分を露出させることができる。例えば、切り抜き部分４８０は、ポリマーシェル部分４０５の一部分及びポリマーシェル部分４０２の一部分を露出させる。切り抜き部分４８１は、少なくとも２つのポリマーシェル部分の少なくともいくつかの咬合面を露出させる。切り抜き部分４８２は、ポリマーシェル部分４０４を含む少なくとも２つのポリマーシェル部分の少なくともいくつかの咬合面を露出させる。

歯科器具４００の例示的な例では、ポリマーシェル部分４０５の咬合面は、アーチ部材４３８の不要な部分を除去することによって露出される。側切歯が（歯の長軸を中心とした）１次回転を規定しているので、アーチ部材４３８は、側切歯上にあり、側切歯のそれぞれの切縁にはスペーサ４３５又は４３７が必要とされる。アーチ部材４３８の一部分は、スペーサ４３５又は４３７を支持している。

切り抜き部分の縁部は、肉厚部分又はフランジ（図示せず）で補強され得る。歯科器具４００は、歯の舌側表面と顔面側表面の両方に対応するポリマーシェル部分の両側にアーチ部材４３８が重なっている状態で示されているが、アーチ部材４３８はまた、歯の咬合面に対応する側にあってもよい。

図１２には、ポリマーシェル部分４０４が示されている。ポリマーシェル部分４０４は、アーチ部材４３８の切り抜き部分４８２を通じて露出させることができる。いくつかの実施形態では、アーチ部材４３８は、スペーサ４７４に連結され、スペーサ４７４は、ポリマーシェル部分４０４に更に連結される。アーチ部材４３８の一部分は、歯の口腔面に対応するポリマーシェル部分４０４の側に連結されていなくてもよい。連結されていない側は、隣接するポリマーシェル部分に連結して、歯に再配置力を提供することができ、あるいは浮動して、歯の明確な回転軸をしないことも可能である。

いくつかの実施形態では、歯科器具４００はまた、第１のアーチ部材とは別個であり得る第２のアーチ部材（図示せず）を有することができる。例えば、第２のアーチ部材は、歯の舌側表面に対応する歯科器具４００の側面に連結されているスペーサに連結することができ、一方で、第１のアーチ部材は、歯の顔面側表面に対応する歯科器具４００の側面に連結される。

図１３Ａ〜図１３Ｂには、第１のアーチ部材５３８と第２のアーチ部材５４１とを有する歯科器具５００を含む歯科構造の概略図（縮尺とおりではない）が示されている。歯科構造は、歯５１０及び歯５５２を含むことができる。歯科器具５００の構成要素は、図２Ａ〜図２Ｅの歯科器具１００及び歯科器具２００の構成要素と同様であり得る。

第１のポリマーシェル部分５２０は、歯５１０に取り外し可能に連結することができ、一方で、第２のポリマーシェル部分５５０は、歯５５２に取り外し可能に連結することができる。各ポリマーシェル部分は、ポリマーシェル部分が歯に対して回転移動しないように歯に固定され得る。

第１のアーチ部材５３８は、歯の顔面側表面に対応する表面のスペーサ５３２を介して第１のポリマーシェル部分５２０に連結することができる。第１のアーチ部材５３８は、歯の舌側表面に対応する表面のスペーサ５４７を介して第２のポリマーシェル部分５５０に連結することができる（図１３Ｂを参照）。第１のアーチ部材５３８は、歯５５２を、歯５１０に向かって５５３に示すように近心方向に引くと共に、歯５５２の咬合側端部の先端を顔面側に向けることができる。いくつかの実施形態では、アーチ部材５３８の構成によって、並進及び回転などの他の移動を促進することができる。

第２のアーチ部材５４１は、顔面側でスペーサ５３０及びスペーサ５４８をそれぞれ介して、第１のポリマーシェル部分５２０及び第２のポリマーシェル部分５５０に連結することができる。第２のアーチ部材５４１は、歯５５２が歯５１０に向かって並進されるようにスペーサ５３０とスペーサ５４８との間に張力を引き起こす長さを有することができる。

図１３Ａ及び図１３Ｂの実施形態では、歯の間に張力が提供される。いくつかの実施形態では、器具５００は、一連の異なる器具を使用して段階的な所望の移動を引き起こす漸増的器具であり得る。

本明細書に記載されるように、医師は、一連の異なる器具を処方することができる。各歯科器具は、段階的な歯列状態を処方することができる。患者は、第１の歯列状態に対応する第１の歯科器具を歯に取り付けることができる。更に、任意選択的に、結合化合物で第１の歯科器具を取り付けることができる。歯列状態が達成されると、歯の第２の歯列状態に対応する第２の歯科器具を適用することができる。

本開示の態様はまた、非一時的なコンピュータ可読媒体に関連することができる。上述のように、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードが内部に具現化されたコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラム製品の形態をとってもよい。また、コンピュータ可読媒体の任意の組み合わせを利用してもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であってもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、若しくは半導体のシステム、装置若しくはデバイス、又は前述の任意の好適な組み合わせであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例（非網羅的リスト）として、１つ以上のワイヤを有する電気接続、ポータブルコンピュタディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、又は前述の任意の好適な組み合わせが挙げられる。本文書の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令を実行するシステム、装置又はデバイスによって、あるいはそれらに関連して使用するためのプログラムを含む又は記憶することができる任意の有形媒体であってもよい。

図１４〜図１８は、本明細書に開示したシェル部分の様々な態様の治療計画及びデジタル設計を示している。

図１４は、診療所４４と製造施設４８とが、患者４２用の取り外し可能な歯科器具５２のセットの製造プロセス全体を通じて情報を伝達する、例示的なコンピュータ環境４０を示すブロック図である。まず、診療所４４の歯列矯正医が任意の適切な画像化技術を使用して患者４２の歯科構造の１つ以上の画像を生成し、デジタル歯科構造データ４６（例えば、患者４２の歯構造のデジタル表現）を生成する。例えば、医師は、デジタル走査され得るＸ線画像を生成し得る。あるいは、医師は、患者の歯構造のデジタル画像を、例えば、従来のコンピュータ断層撮影（computed tomography、ＣＴ）、レーザ走査、口腔内走査、歯科印象のＣＴスキャン、印象から注入された歯科用模型の走査、超音波計測、磁気共鳴映像法（magnetic resonance imaging、ＭＲＩ）、又は３Ｄデータ取得の任意の他の適切な方法を使用して取り込んでもよい。他の実施形態では、デジタル画像は、Ｂｒｏｎｔｅｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ，ＭＡ）によって開発され、ＰＣＴ国際公開第２００７／０８４７２７号（Ｂｏｅｒｊｅｓら）に記載される、能動波面サンプリングを使用する口腔内スキャナなどの、手持ち式口腔内スキャナを使用して提供され得る。また、他の口腔内スキャナ又は口腔内接触プローブを使用することもできる。別の選択肢として、患者の歯の陰印象を走査することによってデジタル構造データ４６を提供してもよい。更に別の選択肢として、患者の歯の陽の物理的モデルを画像化することにより、又は患者の歯のモデルに対し接触プローブを使用することにより、デジタル構造データ４６を提供してもよい。走査に使用されるモデルは、例えば、アルギネート又はポリビニルシロキサン（ＰＶＳ）等の好適な印象材から、患者の歯列の印象を鋳造し、鋳造材料（例えば、歯列矯正石膏又はエポキシ樹脂）を印象材に注ぎ、鋳造材料を硬化させることによって作製され得る。上記のものを含む任意の好適な走査技法を用いてモデルを走査してもよい。他の可能な走査方法は、例えば、米国特許出願公開第２００７／００３１７９１号（Ｃｉｎａｄｅｒら）に記載されている。

歯の露出面を走査してデジタル画像を提供することに加え、歯列の隠れた特徴部、例えば、患者の歯根、及び患者の顎骨を画像化することが可能である。いくつかの実施形態では、デジタル歯構造データは、これら特徴部のいくつかの３次元（３Ｄ）画像を用意し、続いて、それらを共に「縫い合わせる」ことによって形成される。これらの異なる画像は、同じ画像化技術を使用して提供される必要はない。例えば、ＣＴスキャンで提供される歯根のデジタル画像が、口内可視光線スキャナで提供される歯冠のデジタル画像と一体化してもよい。３Ｄ歯科画像を用いた２次元（２Ｄ）歯科画像のスケーリング及び登録は、米国特許第６，８４５，１７５号（Ｋｏｐｅｌｍａｎら）、及び米国特許公開第２００４／００２９０６８号（Ｂａｄｕｒａら）に記載されており、発行された米国特許第７，０２７，６４２号（Ｉｍｇｒｕｎｄら）及び同第７，２３４，９３７号（Ｓａｃｈｄｅｖｉａら）は、様々な３Ｄ源から提供されるデジタル画像を一体化する技術を用いて説明している。したがって、用語「画像化」は、これが本明細書において使用される際、視覚的に明らかな構造の、通常の写真画像化に限定されず、視界から隠れた歯科構造の画像化をも含む。歯科構造としては、歯列弓の１つ以上の歯の歯冠及び／又は歯根、歯肉、歯周靭帯、歯槽骨、皮質骨、インプラント、人工歯冠、ブリッジ、ベニア、義歯、歯列矯正器具、又は治療前、治療中若しくは治療後に歯列の一部とみなされ得る任意の構造物の任意の一部分が挙げられ得るが、これらに限定されない。

デジタル歯構造データ４６を生成するために、コンピュータは、画像化システムからの未加工データを、使用可能なデジタルモデルに変換する。例えば、コンピュータが受け取る歯の形状を表す未加工データにおいて、未加工データは、多くの場合、３Ｄ空間内の点群にすぎない。通常、この点群を表面に構成し、１つ以上の歯、歯肉組織及び他の周囲口腔構造を含む患者の歯列の３Ｄオブジェクトモデルを作製する。このデータが歯列矯正診断及び治療において有用となるために、コンピュータは歯列表面を「セグメント化」し、個々の歯を表す１つ以上の個別の移動可能な３Ｄ歯オブジェクトモデルを生成してもよい。コンピュータはこれら歯モデルを歯肉から別個のオブジェクトへと更に分離してもよい。

セグメント化によって、ユーザは、歯の配列を個々のオブジェクトのセットとして特性評価し、操作することが可能となる。有利なことに、コンピュータは、これらモデルから、歯列弓周長、噛み合わせなどの診断情報、及び更にはＡｍｅｒｉｃａｎ Ｂｏａｒｄ ｏｆ Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ（ＡＢＯ）の客観的評価を得てもよい。更なる利点として、デジタル歯列矯正セットアップは製造プロセスに柔軟性をもたらしてもよい。物理的プロセスをデジタルプロセスで置き換えることによって、データ取得工程とデータ操作工程とを、歯型又は印象をある場所から別の場所へ輸送する必要なく、別々の場所で実行することが可能である。物理オブジェクトをあちこちに輸送する必要を低減する又はなくすことにより、顧客及びカスタマイズされた器具の製造者の両者にとって大幅なコストの節減につながり得る。

デジタル歯科構造データ４６の生成後、診療所４４はデジタル歯科構造データ４６をデータベースの患者記録内に保存してもよい。診療所４４は、例えば、複数の患者記録を有するローカルデータベースを更新してもよい。あるいは、診療所４４はネットワーク５０を通じて（任意選択的に製造施設４８内の）中央データベースを遠隔的に更新してもよい。デジタル歯構造データ４６を保存した後、診療所４４は、デジタル歯科構造データ４６を製造施設４８に電子的に通信する。あるいは、製造施設４８はデジタル歯科構造データ４６を中央データベースから取り出してもよい。

診療所４４は、また、医師の診断と患者４２の治療計画とに関する全般的な情報を伝える処方データ４７を製造施設４８に転送してもよい。いくつかの例では、処方データ４７はより具体的であってもよい。例えば、デジタル歯科構造データ４６は患者４２の歯科構造のデジタル表現であってもよく、診療所４４の医師は、このデジタル表現を精査し、デジタル歯科構造データ４６を製造施設４８に転送するのに先だって、取り外し可能な歯科器具５２のセットによる治療後の患者４２の個々の歯の所望の移動量、間隔又は最終位置を示してもよい。製造施設４８は別の場所にあっても、診療所４４にあってもよい。

例えば、臨床的環境において、治療計画及びデジタル設計を、ローカルにインストールされたソフトウェアを使用することで臨床医又は助手が完全に実施できるように、それぞれの診療所４４は製造施設４８のための独自の設備を含んでもよい。製造は３Ｄプリンタの使用によって（又は付加製造の他の方法によって）診療所内でも行ってよい。３Ｄプリンタは、歯科器具の複雑な特徴又は患者４２の歯科構造の物理的表現の製造を付加製造によって可能にする。３Ｄプリンタは、患者４２の本来の歯科構造及び患者４２の所望の歯科構造の繰り返しデジタル設計を使用し、患者４２の所望の歯科構造を作成するようにカスタマイズされた複数のデジタル器具及び／又はデジタル器具パターンを作成してもよい。製造は、未硬化樹脂及び支持構造を除去する、又は様々な部品を組み付ける後処理を含んでもよく、後処理は、必要なことがあり、臨床的環境においても実行することができる。

製造施設４８では、患者４２の歯を再配置するために、患者４２のデジタル歯科構造データ４６を用いて取り外し可能な歯科器具５２のセットを構築する。その後しばらく経って、製造施設４８は取り外し可能な歯科器具５２のセットを診療所４４に、又はその代わりに、患者４２に直接送る。例えば、取り外し可能な歯科器具５２のセットは、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットであってもよい。患者４２は、その後、患者４２の歯を再配置するために、取り外し可能な歯科器具５２のセット内の取り外し可能な歯科器具を所定のスケジュールに従って長い時間にわたり順次装着する。例えば、患者４２は、取り外し可能な歯科器具５２のセット内のそれぞれの取り外し可能な歯科器具を約３週間〜約１０週間又は約４週間〜約８週間など、約１週間〜約１２週間の期間にわたって装着してもよい。任意選択的に、患者４２は取り外し可能な歯科器具５２による治療の経過の定期的な観察のために診療所４４に戻ってもよい。

このような定期的な観察の際、臨床医は、取り外し可能な歯科器具５２のセット内の取り外し可能な歯科器具を長い時間にわたり順次装着する患者４２の所定のスケジュールを調整してもよい。観察には、一般に、患者４２の歯の目視検査を含むと共に、デジタル歯構造データを生成するための画像化も含んでよい。いくつかの比較的一般的でない状況において、臨床医は、例えば、新たな取り外し可能な歯科器具のセットを作成するために、新たに生成したデジタル歯科構造データを製造施設４８に送信することによって、取り外し可能な歯科器具５２のセットによる患者４２の治療の中断を決定してもよい。同じ又は異なる例では、臨床医は、取り外し可能な歯科器具５２による治療の所定のスケジュールの完了後に、新たに生成したデジタル歯科構造データを製造施設４８に送信してもよい。加えて、取り外し可能な歯科器具５２による治療の所定のスケジュールの完了後に、臨床医は新たな取り外し可能な歯科器具のセットを製造施設４８に要求し、患者４２の治療を継続してもよい。

図１５は、本開示の一例による、診療所４４で実施されるプロセス６０を示すフロー図である。ブロック６２において、診療所４４にいる医師が、患者４２から患者の識別情報及び他の情報を収集し、患者記録を作成する。記載されているように、患者記録は診療所４４内に配置されていてもよく、任意選択的に、製造施設４８内のデータベースとデータを共有するように構成されていてもよい。あるいは、患者記録は、診療所４４がネットワーク５０を通じてリモートアクセス可能な製造施設４８のデータベース内に、又は製造施設４８と診療所４４との両方によりリモートアクセス可能なデータベース内に配置されていてもよい。

ブロック６４において、任意の適切な技術を用いて患者４２の歯科構造のデジタルデータ４６を生成し、これにより、仮想歯科構造を作成し、保存してもよい。デジタルデータ４６は歯科構造の２次元（２Ｄ）画像及び／又は３次元（３Ｄ）表示から構成されていてもよい。

一例では、歯科構造の３Ｄ表示は、Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，ＬＬＣ（１９１０ Ｎ Ｐｅｎｎ Ｒｏａｄ，Ｈａｔｆｉｅｌｄ，ＰＡ）から入手可能なｉ−ＣＡＴ ３Ｄ歯科画像化デバイスなどのコーンビームコンピュータ断層撮影（cone beam computerized tomography、ＣＢＣＴ）スキャナを用いて生成される。診療所４４は、ＣＢＣＴスキャナにより生成した（放射線画像の形態の）３Ｄデータ４６を、診療所４４内、又はその代わりに、製造施設４８内に配置されたデータベースに保存する。コンピューティングシステムはＣＢＣＴスキャナからのデジタルデータ４６（このデータは複数のスライスの形態であってもよい）を処理し、３Ｄモデリング環境内で操作され得る歯構造のデジタル表現を計算する。

ブロック６５において、コンピューティングシステムは、データが歯構造の３Ｄデータを含んでいるかどうかを判定することができる。含んでいない場合、ブロック６６において、医師は、３Ｄデジタルデータを更に生成してもよい。３Ｄデータ４６は、例えば、患者４２の歯構造の物理的印象又は模型を形成し、その後、それをデジタル走査することによって生成してもよい。例えば、患者４２の歯列弓の物理的印象又は模型は、Ｌａｓｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮ）から入手可能なＯＭ−３Ｒスキャナなどの可視光スキャナを用いて走査してもよい。その代わりとして、医師は、咬合科の３Ｄデータ４６を、患者４２の歯列弓の口腔内走査又は既存の３Ｄ歯データを使用することで生成してもよい。一例では、「ＲＥＧＩＳＴＥＲＩＮＧ ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＡＮＤ ＶＩＲＴＵＡＬ ＴＯＯＴＨ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ ＷＩＴＨ ＰＥＤＥＳＴＡＬＳ」という名称で、２０１３年７月２３日に発行済みの米国特許第８，４９１，３０６号に記載されている、模型又は印象からデジタル走査を形成する方法を使用してもよい。同じ又は異なる例において、「ＯＲＴＨＯＤＯＮＴＩＣ ＤＩＧＩＴＡＬ ＳＥＴＵＰＳ」という名称で、２０１３年１２月５日に公開された米国特許第８，８９７，９０２号に記載されているような仮想歯面及び仮想歯座標系を画定するための技術を使用してもよい。いずれの場合においても、デジタルデータは３Ｄモデリング環境内にデジタルで位置合わせされ、歯根及び咬合面を含み得る歯構造の複合的なデジタル表現を形成する。

一例では、歯列弓の咬合面の２Ｄ放射線画像及び３Ｄデジタルデータは、放射線画像及び３Ｄデジタルスキャンの両方を生成する前に、まず、レジストレーションマーカ（例えば、位置合わせマーカ又は既知の幾何学的形状寸法を有するペデスタル）を患者４２の歯構造に取り付けることによって位置合わせされる。その後、２Ｄ放射線画像及び３Ｄデジタルデータ内のレジストレーションマーカのデジタル表現は、米国特許第８，４９１，３０６号に記載されている位置合わせ技術を用いて、３Ｄモデリング環境内で位置合わせしてもよい。

別の例では、歯構造の３Ｄデジタルデータは歯構造の２つの３Ｄデジタル表現を組み合わせることによって生成される。例えば、第１の３Ｄデジタル表現は、ＣＢＣＴスキャナ（例えば、ｉ−ＣＡＴ ３Ｄ歯科画像化デバイス）から取得した歯根の比較的低解像度の画像であってもよく、第２の３Ｄデジタル表現は、患者の歯列弓の模型の印象又は可視光（例えば、レーザ）走査の産業用ＣＴスキャンから取得した歯冠の比較的高解像の画像であってもよい。３Ｄデジタル表現は、３Ｄ表現をコンピュータ環境内で操作することを可能にするソフトウェアプログラム（例えば、３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（３３３ Ｔｈｒｅｅ Ｄ Ｓｕｓｔｅｍｓ Ｃｉｒｃｌｅ，Ｒｏｃｋ Ｈｉｌｌ，ＳＣ）から入手可能なＧｅｏｍａｇｉｃ Ｓｔｕｄｉｏソフトウェアを用いて位置合わせしてもよく、又はその代わりに、米国特許第８，４９１，３０６号に記載されている位置合わせ技術を使用してもよい。

ブロック６５においてデータが歯構造の３Ｄデータを含んでいる場合、プロセス６０は、ブロック６７に進むことができる。ブロック６７において、コンピュータシステムは、診断及び治療情報でデータベースを更新することができる。次に、３Ｄモデリングソフトウェアを実行するコンピュータシステムが、患者の歯列弓の咬合面及び歯根構造を含む歯構造の合成されたデジタル表現をレンダリングする。モデリングソフトウェアは、医師が３Ｄ空間内の歯のデジタル表現を患者の歯列弓のデジタル表現に対し操作することを可能にするユーザインターフェースを提供する。コンピュータシステムとの対話によって、医師は、例えば、所望の最終位置又は患者４２の歯の表示を選択することにより治療情報を生成する。

ブロック６８において、データベースを更新して、患者記録をデジタル歯構造データ記録と関連付ける。例えば、医師が３Ｄ環境内において診断及び治療計画に関する全般的な情報の伝達を完了したときに、コンピュータシステムは患者記録に関連付けられたデータベースを更新し、医師が指定した診断及び治療計画に関する全般的な情報を伝える処方データ４７を記録する。

ブロック６９において、取り外し可能な歯科器具５２などの１つ以上の取り外し可能な歯科器具を製造施設４８が構築するために、処方データ４７（例えば、診断及び治療情報、並びにデジタル歯構造）を製造施設４８に中継する。

矯正歯科診療所にいる歯列矯正医に関して記載したが、プロセス６０に関して記載した工程の１つ以上は、製造施設４８にいるユーザなどの遠隔ユーザによって実行してもよい。例えば、歯列矯正医は放射線画像データと患者の印象又は模型とを製造施設４８に送信するのみであってもよく、製造施設４８で、ユーザがコンピュータシステムと対話し、３Ｄモデリング環境内において治療計画を策定する。

任意選択的に、３Ｄモデリング環境内における治療計画のデジタル表現は、その後、診療所４４の歯列矯正医に送信してもよく、歯列矯正医は治療計画を精査し、自身の承認を返送するか所望の変更を示すかのいずれかであってもよい。

図１６は、ネットワーク５０を介して製造施設４８に接続されたクライアントコンピューティングデバイス８０の一例を示すブロック図である。図示される例では、クライアントコンピューティングデバイス８０は、モデリングソフトウェア８２の動作環境を提供する。モデリングソフトウェア８２は、患者４２の歯の３Ｄ表現をモデリングし、かつ描画するためのモデリング環境を提供する。図示される例では、モデリングソフトウェア８２は、ユーザインターフェース８４と、アライメントモジュール８６と、レンダリングエンジン８８と、を含む。

ユーザインターフェース８４は、患者４２の歯の３Ｄ表示を視覚的に表示するグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を提供する。加えて、ユーザインターフェース８４は、モデル化された歯列弓内の患者４２の歯を操作するために、診療所４４（図１０）の医師８９から、例えば、キーボード及びポインティングデバイスによる入力を受け取るためのインターフェースを提供する。

モデリングソフトウェア８２はネットワークインターフェース８１を通じて製造施設４８にアクセス可能であってもよい。モデリングソフトウェア８２はデータベース９０と対話して、治療データ９２、患者４２の歯構造に関する３Ｄデータ９４、及び患者データ９６などの様々なデータにアクセスする。データベース９０は、データ格納ファイル、ルックアップテーブル、又は１つ以上のデータベースサーバで実行されるデータベース管理システム（ＤＢＭＳ）を含む、様々な形態で提示してもよい。データベース管理システムは、リレーショナルデータベース管理システム（ＲＤＢＭＳ）、階層型データベース管理システム（ＨＤＢＭＳ）、多次元データベース管理システム（ＭＤＢＭＳ）、オブジェクト指向データベース管理システム（ＯＤＢＭＳ若しくはＯＯＤＢＭＳ）、又はオブジェクトリレーショナルデータベース管理システム（ＯＲＤＢＭＳ）であってもよい。データは、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＳＱＬサーバなど、単一のリレーショナルデータベース内に記憶してもよい。データベース９０は、クライアントコンピューティングデバイス８０のローカルとして示されているが、クライアントコンピューティングデバイスからリモートに位置し、公共ネットワーク又は私設ネットワーク、例えばネットワーク５０を介してクライアントコンピューティングデバイスに連結してもよい。

治療データ９２は、医師８９によって選択されて、３Ｄモデリング環境内に配置される、患者４２の歯の診断及び／又は再配置情報を表す。

患者データ９６は、医師８９に関連する１人以上の患者の一群、例えば、患者４２を表す。例えば、患者データ９６は、各患者に関する氏名、出生日、及び歯科疾病歴のような一般的な情報を特定する。

レンダリングエンジン８８は、３Ｄデータ９４にアクセスしてレンダリングし、ユーザインターフェース８４により医師８９に提示される３Ｄ図を生成する。より具体的には、３Ｄデータ９４は、３Ｄ環境内で各歯（任意選択的に歯根を含む）及び顎骨を表す３Ｄオブジェクトを定義する情報を含む。レンダリングエンジン８８は各オブジェクトを加工し、３Ｄ環境内で医師８９の視点に基づき、３Ｄ三角メッシュをレンダリングする。ユーザインターフェース８４は、レンダリングされた３Ｄ三角メッシュを医師８９に対して表示し、医師８９が３Ｄ環境内で視点を変更し、オブジェクトを調節することを可能にする。

２０１２年６月５日に発行済みの「ＰＬＡＮＡＲ ＧＵＩＤＥＳ ＴＯ ＶＩＳＵＡＬＬＹ ＡＩＤ ＯＲＴＨＯＤＯＮＴＩＣ ＡＰＰＬＩＡＮＣＥ ＰＬＡＣＥＭＥＮＴ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＴＨＲＥＥ−ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ（３Ｄ）ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ」という名称の米国特許第８，１９４，０６７号、及び２０１０年６月８日に発行済みの「ＵＳＥＲ ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ ＨＡＶＩＮＧ ＣＲＯＳＳ ＳＥＣＴＩＯＮ ＣＯＮＴＲＯＬ ＴＯＯＬ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬ ＯＲＴＨＯＤＯＮＴＩＣＳ」という名称の米国特許第７，７３１，４９５号は、本明細書中に記載される技術と共に使用され得るユーザインターフェースを有するコンピュータシステム及び３Ｄモデリングソフトウェアの他の例について記載している。

クライアントコンピューティングデバイス８０は、モデリングソフトウェア８２を保存し、かつ実行するために、プロセッサ８３とメモリ８５とを含む。メモリ８５は、任意の揮発性又は不揮発性ストレージ要素を意味してもよい。例としては、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）及びフラッシュメモリなどのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。例としては、また、ハードディスク、磁気テープ、磁気又は光データストレージ媒体、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク、及びホログラフィックデータストレージ媒体などの不揮発性ストレージを含んでもよい。

プロセッサ８３は、汎用マイクロプロセッサ、特別設計のプロセッサ、特定用途用集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ディスクリート論理回路のコレクション、又は本明細書中に記載される技術を実行することができる任意の種類の処理デバイスなどの１つ以上のプロセッサを意味する。一例では、メモリ８５は、プロセッサ８３によって実行されて、本明細書中に記載される技術を実行するプログラム命令（例えば、ソフトウェア命令）を記憶してもよい。他の例では、技術はプロセッサ８３の特別にプログラムされた回路によって実行してもよい。これら又は他の手法では、プロセッサ８３は、本明細書中に記載される技術を実行するように構成されていてもよい。

クライアントコンピューティングデバイス８０は、患者の３Ｄ歯構造のデジタル表現と、任意選択的に、治療データ９２及び／又は患者データ９６とを製造施設４８のコンピュータ７０にネットワーク５０を通じて送信するように構成されている。コンピュータ７０は、ユーザインターフェース７２を含む。ユーザインターフェース７２は、歯のデジタルモデルの３Ｄ表示を視覚的に表示するＧＵＩを提供する。加えて、ユーザインターフェース７２は、患者の３Ｄ歯構造のデジタル表現内の患者の歯を操作するための、例えば、キーボード及びポインティングデバイスによる入カをユーザから受け取るためのインターフェースを提供する。

コンピュータ７０は、更に、患者の取り外し可能な歯科器具のセットの寸法及び形状を決定するように構成されていてもよく、取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状は、取り外し可能な歯科器具が患者によって装着されたときに、患者の１つ以上の歯をそれらの初期位置から調整位置へと再配置するように構成されている。コンピュータ７０は、取り外し可能な歯科器具のセットを作製するために、患者の取り外し可能な歯科器具のセットの寸法及び形状を自動製造システム７４に提供してもよい。

クライアントコンピューティングデバイス８０及びコンピュータ７０は例示的なコンピュータシステムの単なる概念的な表現である。いくつかの例では、クライアントコンピューティングデバイス８０及び／又はコンピュータ７０のものに関して記載した機能を１つのコンピューティングデバイスに組み合わせてもよく、又は、コンピュータシステム内の複数のコンピューティングデバイス間で分散させてもよい。例えば、本明細書中に記載される歯科器具のデジタル設計にクラウドコンピューティングを用いてもよい。一例では、歯構造のデジタル表現が診療所の１つのコンピュータで受信される一方で、歯科器具の形状及び寸法はコンピュータ７０などの異なるコンピュータを用いて決定される。加えて、コンピュータ７０などのその異なるコンピュータは形状及び寸法の決定のために同一データを全て受信する必要がない場合がある。形状及び寸法は、少なくとも一部、対象症例の完全な３Ｄ表示を受け取ることなく歴史的症例又は例示的症例の仮想モデルの分析を通じて得た知識に基づき決定してもよい。このような例では、クライアントコンピューティングデバイス８０とコンピュータ７０との間で送信される、又は別の方式で特別仕様の歯科器具を設計するために利用されるデータは、患者の完全なデジタル歯科モデルを示す全データセットよりも大幅に小さくてもよい。

図１７は、取り外し可能な歯科器具５２の構築のために製造施設４８において行われるプロセス２６を示すフロー図である。いくつかの例では、取り外し可能な歯科器具５２は、本明細書で論じられるような取り外し可能な歯科器具のうちの１つ以上を含んでもよい。ブロック２１において、製造施設４８にあるコンピュータ７０は、患者４２から診療所４４を介して、デジタル歯構造データ４６を受け取る、したがって、診療所４４からの患者の１つ以上の歯の初期位置及び処方データ４７を提供する。あるいは、コンピュータ７０は、コンピュータ７０内にある又はそうでなければコンピュータ７０によってアクセス可能なデータベースから情報を取り出す。診療所４４が既に行っていない場合には、コンピュータ７０に関わる訓練されたユーザがコンピュータ７０上で実行されているコンピュータ化モデリング環境と対話し、患者の歯構造のデジタル表現に対し治療計画を策定し、処方データ４７を生成してもよい。他の例では、コンピュータ７０は患者の歯構造及び既定の設計制約のみに基づき治療計画を自動的に策定してもよい。

ブロック２２において、コンピュータ７０は、患者の取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を決定する。取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状は、取り外し可能な歯科器具が患者によって装着されたときに患者の１つ以上の歯をそれらの初期位置から調整位置へと再配置するように構成されている。同じ又は更なる例では、コンピュータ７０は患者の取り外し可能な歯科器具のセットの寸法及び形状を決定し、患者の取り外し可能な歯科器具のセットは順次装着されるように構成されている。

いくつかの例では、取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を決定することは、コンピュータ７０によって、取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を既定の設計制約のセットに従って選択することを含む。既定の設計制約のセットには、取り囲まれた歯の１つ以上に印加される最大局所化力、取り囲まれた歯の１つ以上に印加される最大回転力、取り囲まれた歯の１つ以上に印加される最大並進力、取り囲まれた歯の１つ以上に印加される最大合力、及び取り囲まれた歯がそれらの初期位置にあるときに、取り外し可能な歯科器具の患者による装着時に印加される最大歪みを含むが、これらに限定されない１つ以上の因子が含まれ得る。

コンピュータ７０は、取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状の決定時に、有限要素法（Finite Element Analysis、ＦＥＡ）を使用して、患者の歯及び取り外し可能な歯科器具にかかる力を分析してもよい。例えば、コンピュータ７０は、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットを含む治療を示す、モデル化された歯がそれらの初期位置からそれらの最終位置へと移動する際の患者の歯のソリッドモデルにＦＥＡを適用してもよい。コンピュータ７０は、所望の力を歯に印加するための適切な取り外し可能な歯科器具を選択するために、ＦＥＡ技術を使用してもよい。加えて、コンピュータ７０は、治療中のモデル化された歯の移動全体を通した歯間の接点を決定するために、仮想咬合器を使用してもよい。コンピュータ７０は、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の取り外し可能な歯科器具の設計時、ＦＥＡ力分析において、デバイスからの力と併せて、咬頭嵌合力などの咬合接触力を更に含んでもよい。

同じ又は異なる例では、取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を決定することは、取り外し可能な歯科器具が患者によって装着されたときに患者の１つ以上の歯をそれらの初期位置から調整位置へと再配置するのに適した剛性を付与するために、コンピュータ７０によって、歯科器具本体の顔側部及び舌側部の厚さを選択することを含む。異なる例では、このような選択された厚さは、厚さ約０．５〜約２．０ミリメートルなど、厚さ約０．５ミリメートル〜約１．０ミリメートルの範囲であってもよい。いくつかの例では、コンピュータ７０は、既定の設計制約に従って、又は厚さを必ずしも増加させることなく所望の剛性特性を付与するために、取り外し可能な歯科器具の少なくとも一部分（例えば、顔面側本体部分及び舌側本体部分）の材料を更に選択してもよい。

ブロック２３において、コンピュータ７０のユーザインターフェース７２を通じて、患者の取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状をユーザに提示し得る。取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状がコンピュータ７０のユーザインターフェース７２を通じてユーザに提示される例では、ユーザは、設計データが自動製造システムに送られる前に、設計制約を調整する又は取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を直接調整する機会を有してもよい。

ブロック２３において、あるいは又は付加的に、患者の取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状は、コンピュータ７０によって直接、自動製造システム７４によって製造される取り外し可能な歯科器具としてユーザに提示してもよい。このような例では、コンピュータ７０は取り外し可能な歯科器具のデジタルモデルを自動製造システム７４に送り、自動製造システム７４は取り外し可能な歯科器具をコンピュータ７０からのデジタルモデルに従って製造する。

ブロック２４において、コンピュータ７０は、ユーザ承認後、（更には、患者の取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状が、コンピュータ７０のユーザインターフェース７２を介してユーザに提示され得る例であっても）取り外し可能な歯科器具のデジタルモデルを自動製造システム７４に送る。

ブロック２５において、自動製造システム７４は、コンピュータ７０からのデジタルモデルに従って取り外し可能な歯科器具を製造する。

いくつかの例では、自動製造システム７４は３Ｄプリンタを含んでもよい。プロセス２６の技術は、患者の順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットのそれぞれの設計及び製造に適用されてもよい。例えば、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内のそれぞれの取り外し可能な歯科器具は、患者の歯を段階的に再配置するように構成していてもよい。このようにして、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットは、取り外し可能な歯科器具のセット内の取り外し可能な歯科器具のいずれか１つよりも大きな程度まで患者の歯を再配置するように構成されていてもよい。このような患者の順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットは、患者の順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットの取り外し可能な歯科器具が患者によって順次装着されるにつれて、患者の１つ以上の歯をそれらの初期位置から最終調整位置に段階的に再配置するように特別に構成されていてもよい。

いくつかの例では、プロセス２６に関し記載した技術を、クライアントコンピューティングデバイス８０及び／又はコンピュータ７０のコンピュータ可読記憶媒体などのコンピュータ可読記憶媒体内で具現化してもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、実行されると、プロセス２６に関して記載した技術を実行するようにプロセッサを構成するコンピュータ実行可能命令を記憶する。

取り外し可能な歯科器具５２の設計後、製造施設４８は取り外し可能な歯科器具５２をデジタル歯構造データ４６及び処方データ４７に従って作製する。取り外し可能な歯科器具５２の構築には、３Ｄ印刷、熱成形、射出成形、ロストワックス鋳造、５軸ミリング加工、レーザ切削加工、スナップ嵌合及びオーバーモールドなどのハイブリッド式プラスチック及び金属製造技術、並びに他の製造技術を含んでもよい。

図１８は、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットを使用した治療の連続的な繰り返しを示すフロー図７１である。順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットは、患者の１つ以上の歯を再配置するように構成されている。様々な例では、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットは、本明細書に記載した取り外し可能な歯科器具のうちの１つ以上を含んでもよい。したがって、治療は、本明細書中に記載される複数の取り外し可能な歯科器具を特徴としてもよく、１つの特定の歯科器具実施形態の繰り返しに限定される必要はない場合がある。１つの例示的な実装形態では、治療はまず、本明細書に記載した１つ以上の取り外し可能な歯科器具の繰り返しから開始してもよく、患者の歯が特定の所望の量移動すると、本明細書に記載した取り外し可能な歯科器具の繰り返しによって治療が継続し得る。

ブロック７３において、治療の第１の繰り返しにより治療が開始される。治療の第１の繰り返しの開始時、患者の歯は、ブロック７５の歯列状態Ｘによって示されるような歯の初期位置にある。ブロック７６において、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットの設計を容易にするために患者の歯の走査を行う。患者の歯の走査から、コンピュータは、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科器具の２つの異なる形状及び寸法、すなわち、設計７７ａ及び設計７７ｂを決定する。患者の歯のデジタルモデルを作成するための例示的な技術は、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＰＲＥＰＡＲＩＮＧ Ａ ＶＩＲＴＵＡＬ ＤＥＮＴＩＴＩＯＮ ＭＯＤＥＬ ＡＮＤ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＮＧ Ａ ＤＥＮＴＡＬ ＲＥＴＡＩＮＥＲ ＴＨＥＲＥＦＲＯＭ」という名称の、２０１４年５月２７日に発行済みの米国特許第８，７３８，１６５号（Ｃｉｎａｄｅｒら）に記載されている。コンピュータは、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科器具の２つの異なる形状及び寸法を、まず患者の歯のデジタルモデルを調整し、治療後の患者の歯の所望の位置のモデルを作成することによって決定してもよい。その後、コンピュータは、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科器具の形状及び寸法を、患者の歯を初期位置からそれらの所望の位置に移動させるために必要な時間及び力に基づき作成してもよい。例えば、コンピュータモデルは、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科器具のばね状要素の厚さ及び他の寸法を調整し、患者の歯を初期位置からそれらの所望の位置に移動させるために必要な力を生成してもよい。

順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科器具によって印加されるモデル化された力は、更に、治療中の患者の歯の段階的位置移動に基づいてもよい。このようにして、コンピュータは、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科器具を患者が装着する治療時における予想位置に関して歯に印加される予想される力に従って、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科器具のそれぞれの形状及び寸法を設計してもよい。

いくつかの例では、取り外し可能な歯科器具のセット内の３つなどの、１つより多い異なる取り外し可能な歯科器具は、２つの異なる形状及び寸法のそれぞれを用いて、取り外し可能な歯科器具のセット内に６つの取り外し可能な歯科器具を作成することで製造することができる。順序付けられた歯科器具のセット内の第１の歯科器具から第３の歯科器具は、同じ形状及び寸法のものであるが、異なる剛性特性を持つ材料を含む。第２の歯科器具及び第３の歯科器具は第１の歯科器具よりも高い剛性特性を有し、第３の歯科器具はまた、第２の歯科器具よりも高い剛性特性を有する。同様に、順序付けられた歯科器具のセット内の第４の歯科器具から第６の歯科器具は同じ形状及び寸法のものであるが、異なる剛性特性を持つ材料を含む。第５の歯科器具及び第６の歯科器具は第４の歯科器具よりも高い剛性特性を有し、第６の歯科器具はまた、第５の歯科器具よりも高い剛性特性を有する。いくつかの例では、第１の歯科器具は第４の歯科器具と同じ剛性特性を有してもよい。

同様に、いくつかの例では、第２の歯科器具は、第５の歯科器具と同じ剛性特性を有してもよい。更に、いくつかの例では、第３の歯科器具は第６の歯科器具と同じ剛性特性を有してもよい。

１つの例示的な治療法では、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第１の取り外し可能な歯科器具７７ａ１は、比較的軟質のポリマー材料などの比較的軟質の材料から作製されている。順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第１の取り外し可能な歯科器具は、設計７７ａに一致しており、比較的軟質のポリマー材料などの比較的軟質の材料から作製されている。順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第２の取り外し可能な歯科器具７７ａ２は、設計７７ａに一致しており、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第１の取り外し可能な歯科器具よりも比較的より硬質のポリマー材料などの中程度の剛性の材料から作製されている。順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第３の取り外し可能な歯科器具７７ａ３は、設計７７ａに一致しており、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第２の取り外し可能な歯科器具よりも比較的より硬質のポリマー材料などの高い剛性の材料から作製されている。順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第４の取り外し可能な歯科器具７７ｂ１は、設計７７ｂに一致しており、比較的軟質の材料から作製されている。順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第５の取り外し可能な歯科器具７７ｂ２は、設計７７ｂに一致しており、中程度の剛性の材料から作製されている。順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第６の取り外し可能な歯科器具７７ｂ３は、設計７７ｂに一致しており、高い剛性の材料から作製されている。

順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の第１から第６の取り外し可能な歯科器具は患者により長期間にわたって順に装着される。例えば、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内の取り外し可能な歯科器具のそれぞれは、約３週間〜約１０週間又は約４週間〜約８週間など、約２週間〜約１２週間装着されてもよい。第１から第６の取り外し可能な歯科器具を使用した治療計画後、患者の歯は、歯列（detention）状態Ｘ＋１を示すブロック７８によって示されるような、治療の第１の繰り返しにおける歯の最終位置にある。

ブロック７９において、患者は臨床医の元に戻ってもよく、臨床医は治療の第１の繰り返しの結果を評価してもよい。治療の第１の繰り返しの結果、患者の歯の最終的な配置に成功した場合には、ブロック８７において、治療を終了してもよい。しかしながら、治療の第１の繰り返しによって、患者の歯の所望の移動が完了しなかった場合、１回以上の追加の治療の繰り返しを実施してもよく、プロセスはブロック７３に進むことができる。治療の次の繰り返しを開始するために、臨床医は、ブロック７６において、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットの設計が容易になるように、患者の歯の走査をもう一度行ってもよい。いくつかの例では、治療の第１の繰り返しの結果の評価には、患者の歯の走査をもう一度行うことを含んでもよく、この場合、治療の次の繰り返しを開始することには、患者の順序付けられた取り外し可能な歯科器具の別のセットが患者の歯の新たな位置に基づき製造され得るように、患者の歯のデジタルモデルを製造施設に送ることを単に含んでもよい。更に別の例では、新たに取得した走査を用いて、取り外し可能な歯科器具の１回以上の繰り返しを、臨床医の施設において作成してもよい。

フロー図７１の技術は１つの特定の例を示すものであり、フロー図７１の技術に本開示の趣旨の範囲内において種々の修正を行ってもよい。例えば、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセットは、６つよりも多い又は少ない取り外し可能な歯科器具を含んでもよい。別の例として、順序付けられた取り外し可能な歯科器具のセット内のそれぞれの取り外し可能な歯科器具は、固有の形状及び寸法を有してもよい。

例示的な実施形態の列挙
実施形態１．１つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを有する第１のポリマーシェル部分と、
少なくとも１つのスペーサと、
少なくとも１つのスペーサに連結されており、かつ、１つ以上の歯を第１の向きから第１の向きとは異なる第２の向きに再配置するために必要な力の少なくとも一部を提供するように構成されている、第１のアーチ部材と、
を備える、歯科器具。

実施形態２．第１のポリマーシェル部分は、１つ以上のキャビティによって画定される第１の表面領域を有する第１の表面と、第１の表面の反対側にあり、第２の表面領域を有する第２の表面と、を有する、実施形態１に記載の歯科器具。

実施形態３．第１のスペーサは、第１のポリマーシェル部分の第２の表面に連結されている、実施形態２に記載の歯科器具。

実施形態４．第１のスペーサは、第１のポリマーシェル部分の第２の表面に配置されている、実施形態２に記載の歯科器具。

実施形態５．第１のアーチ部材は、第１のポリマーシェル部分の第２の表面領域の少なくとも５％と重なっている、実施形態２〜４のいずれか１つに記載の歯科器具。

実施形態５ａ．第１のアーチ部材は、第１のポリマーシェル部分の第２の表面領域の少なくとも１０％と重なっている、実施形態２〜４のいずれか１つに記載の歯科器具。

実施形態６．第１のアーチ部材は、第１のポリマーシェル部分の第２の表面領域の少なくとも２０％と重なっている、請求項２〜５のいずれか１つに記載の歯科器具。

実施形態７．第１のアーチ部材は、第１のポリマーシェル部分の第２の表面領域の少なくとも３０％と重なっている、請求項２〜６のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態８．重なりは、歯の近心面に対応する第１のポリマーシェル部分の表面を含まない、実施形態５〜７のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態９．重なりは、歯の遠位面に対応する第１のポリマーシェル部分の表面を含まない、実施形態５〜７のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１０．第１のポリマーシェル部分に連結される第２のスペーサを更に備え、第１のアーチ部材は、第２のスペーサ及び第１のスペーサに連結されている、実施形態３〜９のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１１．１つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを有する第２のポリマーシェル部分を更に備え、第２のポリマーシェル部分は、１つ以上のキャビティによって画定される第１の表面領域を有する第１の表面と、第１の表面の反対側にあり、第２の表面領域を有する第２の表面と、を有する、実施形態１〜１０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１２．第２のポリマーシェル部分の第２の表面に連結された第３のスペーサを更に備える、実施形態１１に記載の歯科器具。

実施形態１３．第１のアーチ部材は、第３のスペーサに連結されている、実施形態１２に記載の歯科器具。

実施形態１４．１つ以上の歯は、咬合面又は切歯面、顔面側表面、及び舌側表面を含む、実施形態１〜１３のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１５．第１のポリマーシェル部分の第１の表面は、１つ以上の歯の、咬合面又は切歯面、顔面側表面の少なくとも一部分、及び舌側表面の少なくとも一部分に接触している、実施形態１〜１４のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１６．第１のアーチ部材は、第１の表面の反対側にある第２の表面の少なくとも一部分と重なっており、第１の表面は、１つ以上の歯の咬合面の少なくとも一部分に接触している、実施形態２〜１５のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１７．第１のアーチ部材は、１つ以上の歯の顔面側表面に対応する第２の表面領域の少なくとも４０％と重なっている、実施形態１〜１６のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１８．第１のアーチ部材は、１つ以上の歯の舌側表面に対応する第２の表面領域の少なくとも４０％と重なっている、実施形態１〜１７のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態１９．第１のアーチ部材は、１つ以上の歯の咬合面に対応する第２の表面領域の少なくとも５％と重なっている、実施形態１〜１８のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２０．第１のアーチ部材は、第１のポリマーシェル部分の第２の表面領域及び第２のポリマーシェル部分の１００％未満と重なっている、実施形態７〜１９のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２１．第１のスペーサは第１の材料から作製されており、第１のアーチ部材は第２の材料から作製されている、実施形態１〜２０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２２．第１のスペーサは第１の材料から作製されており、第１のアーチ部材は第２の材料から作製されており、第１のポリマーシェル部分は第３の材料から作製されている、実施形態１〜２０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２３．第１の材料は第２の材料とは異なる、実施形態２１又は２２に記載の歯科器具。

実施形態２４．第１の材料の弾性率は、第２の材料と比較してより低い、実施形態２１〜２３のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２５．第１のポリマーシェル部分、第１のスペーサ、及び第１のアーチ部材は、単一の部品である、実施形態１〜２５のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２６．第１のポリマーシェル部分、第２のポリマーシェル部分、第１のスペーサ、第３のスペーサ、及び第１のアーチ部材は、単一の連続部品である、実施形態１〜２４のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２７．第１のアーチ部材は、第１のポリマーシェル部分の一部分を露出させるように構成されている、共に形成された切り抜き部分を有する、実施形態１〜２６のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態２８．切り抜き部分は、切り抜き部分の外周を取り囲むフランジで補強されている、実施形態２７に記載の歯科器具。

実施形態２９．肉厚部分は、第１のアーチ部材の平均厚さに対してより厚い、実施形態２８に記載の歯科器具。

実施形態３０．切り抜き部分は、歯の咬合面に対応する第１のポリマーシェル部分の表面の少なくとも４０％を露出させる、実施形態２７〜２９のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態３１．第１のスペーサは、歯の舌側表面に対応する第１のポリマーシェル部分の第２の表面に連結されている、実施形態１〜３０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態３１ａ．第１のスペーサは、歯の顔面側表面に対応する第１のポリマーシェル部分の第２の表面に連結されている、実施形態１〜３０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態３２．第１のスペーサは、歯の咬合面に対応する第１のポリマーシェル部分の第２の表面に連結されている、実施形態１〜３０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態３３．第１のポリマーシェル部分に連結された第４のスペーサを更に備える、実施形態１〜３２のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態３４．第１のアーチ部材は、第４のスペーサに連結されている、実施形態３３に記載の歯科器具。

実施形態３４ａ．第２のポリマーシェル部分は、第１のアーチ部材に連結された第５のスペーサを備える、実施形態３４に記載の歯科器具。

実施形態３５．第２のスペーサは、歯の咬合面に対応する第２のポリマーシェル部分の第２の表面の一部分に連結されている、実施形態１０〜３４のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態３６．第２のアーチ部材を更に備える、実施形態１〜３５のいずれかに記載の取り外し可能な歯科器具。

実施形態３７．第２のアーチ部材は、第２のスペーサに連結されている、実施形態３６に記載の歯科器具。

実施形態３７ａ．第２のアーチ部材は、第２のポリマーシェル部分の第５のスペーサ又は第３のスペーサに連結されている、実施形態３６に記載の歯科器具。

実施形態３８．第１のスペーサの弾性率は、第１のアーチ部材以下である、実施形態１〜３７のいずれかに記載の取り外し可能な歯科器具。

実施形態３９．第１のスペーサの厚さは、ゼロではない、実施形態１〜３８のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態４０．第１のスペーサの高さは、第１のポリマーシェル部分の第２の表面から第１のアーチ部材までで画定される、実施形態１〜３９のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態４１．第１のスペーサの高さは、４ｍｍ以下である、実施形態１〜４０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態４２．第１のアーチ部材の高さは、第１のアーチ部材の最も歯肉側の縁部から第１のアーチ部材の最も咬合側の縁部までの距離として画定される、実施形態１〜４１のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態４３．高さは、第１のアーチ部材の最も歯肉側の縁部から第１のアーチ部材の最も咬合側の表面までの距離として画定され、第１アーチ部材の少なくとも一部分は、歯シェルの舌側表面又は歯シェルの顔面側表面のうちの少なくとも１つと重なっており、第１のアーチ部材の少なくとも一部分は、歯シェルの咬合面の少なくとも一部分と重なっている、実施形態１〜４２のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態４４．第１のアーチ部材はポリマー成分から形成されている、実施形態１〜４３のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態４５．第１のアーチ部材は、降伏点よりも低い破断点を有する、実施形態４４に記載の歯科器具。

実施形態４６．第１のアーチ部材は、ポリウレタンセグメントを含む、実施形態４４又は４５に記載の歯科器具。

実施形態４７．第１のアーチ部材は、アクリレートセグメント又はメタクリレートセグメントを含む、実施形態４４又は４５に記載の歯科器具。

実施形態４８．第１のアーチ部材は、第１のシェル部分と第２のシェル部分との間で力を伝達して１つ以上の歯を再配置する、実施形態１〜４７のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態４９．アーチ部材は、弛緩状態の１つ以上の屈曲部又は捻転部を有する、実施形態１〜４８のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態５０．第１のアーチ部材は、リボン形状である、実施形態１〜４９のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態５１．第１のポリマーシェル部分は第１のポリマー成分を含み、第１のスペーサは第２のポリマー成分を含む、実施形態１〜５０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態５２．第１のスペーサは第１のポリマー成分を含み、第１のアーチ部材は第２のポリマー成分を含む、実施形態１〜５０のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態５３．第１のポリマー成分の弾性率は、第２のポリマー成分よりも低い、実施形態５１又は５２に記載の歯科器具。

実施形態５４．第１のスペーサは、第１のアーチ部材の少なくとも一部分と第１のポリマーシェル部分との間に形成された間隙を提供する、実施形態１〜５３のいずれかに記載の歯科器具。

実施形態５５．間隙は、第１のアーチ部材と第１のポリマーシェル部分との間に干渉を引き起こすことなく、歯の所定の移動を可能にするのに十分である、実施形態５４に記載の歯科器具。

実施形態５６．間隙は、第１のアーチ部材が第１のポリマーシェル部分に接触させずに、歯の所定の移動を可能にするのに十分である、実施形態５４又は５５に記載の歯科器具。

実施形態５７．患者の歯科構造のデジタル表現を受け取ることと、
取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を、取り外し可能な歯科器具を患者が装着したときに初期位置から調整位置へと歯科構造を修正するために必要な力に基づいて決定することと、
実施形態１〜５６のいずれかに記載の取り外し可能な歯科器具を形成することと、
を含む、歯列矯正治療の方法。

実施形態５８．歯科器具を形成することは、
ポリマー材料から、１つ以上の歯に取り外し可能に適合するように成形された少なくとも１つのキャビティをそれぞれが有する、少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成すること、
を更に含む、実施形態５７に記載の方法。

実施形態５９．歯科器具を形成することは、
ポリマー材料から、少なくとも１つのポリマーシェル部分に連結される、実施形態１〜５６のいずれかに記載の少なくとも１つのスペーサを形成すること、
を更に含む、請求項５７又は５８に記載の方法。

実施形態６０．歯科器具を形成することは、
実施形態１〜５６の前記第１のアーチ部材を形成すること、
を更に含む、請求項５７〜５９のいずれかに記載の方法。

実施形態６１．少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することとは、実質的に同時に行われる、実施形態５９のいずれかに記載の方法。

実施形態６２．少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することとは、少なくとも１つのポリマーシェル部分を印刷することと、少なくとも１つのスペーサを印刷することと、を含む、実施形態６１に記載の方法。

実施形態６３．少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することと、第１のアーチ部材を形成することとは、実質的に同時に行われる、請求項５７〜６２のいずれかに記載の方法。

実施形態６４．少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することと、第１のアーチ部材を形成することとは、
少なくとも１つのポリマーシェル部分を印刷することと、
少なくとも１つのポリマーシェル部分を印刷したことに応答して、少なくとも１つのスペーサを印刷することと、
少なくとも１つのスペーサを印刷したことに応答して、第１のアーチ部材を印刷することと、
を含む、実施形態６０〜６３のいずれかに方法。

実施形態６５．歯科器具を形成することは、
実施形態１〜５６のいずれかに記載の第１のスペーサを、歯科構造の修正を実行するのに十分な位置で少なくとも１つのシェル部分に連結すること、
を更に含む、請求項５７〜６４のいずれかに記載の方法。

実施形態６６．歯科器具を歯科構造に取り付けることを更に含む、実施形態５７〜６５のいずれかに記載の方法。

実施形態６７．歯科器具の寸法及び形状に従って、歯科器具が歯科構造に対して並進又は回転のうちの少なくとも１つを引き起こすことを可能にすることを更に含む、実施形態６６に記載の方法。

実施形態６８．第１の重合性成分の第１の層を付与することと、
第１の層を硬化させて、第１の厚さを有する第１のポリマー成分を形成することと、
第２の重合性成分の第２の層を第１の層に付与することと、
第２の層を硬化させて、第２の厚さを有するポリマー成分を形成することと、
を含む、歯科器具の製造方法。

実施形態６９．歯科器具の厚さは、第１の厚さと第２の厚さとの和である、実施形態６８に記載の方法。

実施形態７０．第１の重合性成分は第２の重合性成分とは異なる、実施形態６８又は６９に記載の方法。

実施形態７１．第１の厚さは第２の厚さと同じである、実施形態６８〜７０に記載の方法。

実施形態７２．非一時的機械可読媒体から、実施形態１〜５６のいずれかに記載の歯科器具の製造に使用するのに好適なデジタルオブジェクトを表すデータを取り出すことと、
１つ以上のプロセッサによって、上記データを使用する製造デバイスとインターフェースする３Ｄ印刷アプリケーションを実行することと、
製造デバイスによって、歯科器具の物理オブジェクトを生成することと、
を含む、方法。

実施形態７３．実施形態６９の方法を使用して生成された歯科器具。

実施形態７４．実施形態１〜５６のいずれかに記載の歯科器具の３Ｄモデルを表示するディスプレイと、
ユーザによって選択された３Ｄモデルに応じて、３Ｄプリンタに歯科器具の物理オブジェクトを作製させる、１つ以上のプロセッサと、
を備える、システム。

実施形態７５．３Ｄプリンタとインターフェースする１つ以上のプロセッサによってアクセスされたときに、３Ｄプリンタに歯科器具を作製させる、実施形態１〜５６のいずれかに記載の歯科器具の製造に使用するのに好適な３次元モデルを表すデータを有する、非一時的機械可読媒体。

実施形態７６．患者の歯科構造のデジタル表現を受け取り、
取り外し可能な歯科器具が患者によって装着されたときに、初期位置から調整位置へと歯科構造を修正するために必要な力に基づいて、取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を決定し、
製造デバイスに命令を提供する、
ように構成されている、１つ以上のプロセッサ回路と、
命令に基づいて、実施形態１〜５６のいずれかに記載の取り外し可能な歯科器具を形成する、製造デバイスと、
を備える、歯列矯正治療のためのシステム。

実施形態７７．歯科器具を形成することは、
ポリマー材料から、１つ以上の歯に取り外し可能に適合するように成形された少なくとも１つのキャビティをそれぞれが有する、少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成すること、
を更に含む、実施形態７６に記載のシステム。

実施形態７８．歯科器具を形成することは、
ポリマー材料から、少なくとも１つのポリマーシェル部分に連結された、実施形態１〜５６のいずれかに記載の少なくとも１つのスペーサを形成すること、
を更に含む、実施形態７６又は７７に記載のシステム。

実施形態７９．歯科器具を形成することは、
実施形態１〜５６の第１のアーチ部材を形成すること、
を更に含む、実施形態７６〜７８のいずれかに記載のシステム。

実施形態８０．少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することとは、実質的に同時に行われる、実施形態７９に記載のシステム。

実施形態８１．少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することとは、少なくとも１つのポリマーシェル部分を印刷することと、少なくとも１つのスペーサを印刷することと、を含む、実施形態８０に記載の方法。

実施形態８２．少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することと、第１のアーチ部材を形成することとは、実質的に同時に行われる、請求項７６〜８１のいずれかに記載のシステム。

Claims (20)

1. １つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを有する第１のポリマーシェル部分と、
   前記第１のポリマーシェル部分に連結された少なくとも１つのスペーサと、
   前記少なくとも１つのスペーサに連結されており、かつ、１つ以上の歯を第１の向きから前記第１の向きとは異なる第２の向きに再配置するために必要な力の少なくとも一部を提供するように構成されている、第１のアーチ部材と、
   を備える、歯科器具。
2. 前記第１のポリマーシェル部分は、前記１つ以上のキャビティによって画定される第１の表面領域を有する第１の表面と、前記第１の表面の反対側にあり、第２の表面領域を有する第２の表面と、を有し、前記第２の表面上に第１のスペーサが配置されている、請求項１に記載の歯科器具。
3. 第１のアーチ部材は、前記第１のポリマーシェル部分の前記第２の表面領域の少なくとも５％を覆っている、請求項２に記載の歯科器具。
4. 前記第１のポリマーシェル部分に連結された第２のスペーサを更に備え、前記第１のアーチ部材は、第１のスペーサに連結されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯科器具。
5. 前記第１のポリマーシェル部分に連結された第２のアーチ部材を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯科器具。
6. 第１のアーチ部材は、前記第１の表面の反対側にある前記第２の表面の少なくとも一部分と重なっており、前記第１の表面は、前記１つ以上の歯の咬合面の少なくとも一部分に接触している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の歯科器具。
7. 前記重なりは、歯の近心面に対応する前記第１のポリマーシェル部分の表面を含まない、請求項６に記載の歯科器具。
8. １つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを有する第２のポリマーシェル部分を更に備え、前記第２のポリマーシェル部分は、前記１つ以上のキャビティによって画定される第１の表面と、前記第１の表面の反対側にある第２の表面と、を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の歯科器具。
9. 前記第２のポリマーシェル部分の前記第２の表面に連結された第３のスペーサを更に備え、前記第３のスペーサは、前記第１のアーチ部材に連結されている、請求項８に記載の歯科器具。
10. 第１のスペーサは、前記第１のアーチ部材の少なくとも一部分と前記第１のポリマーシェル部分との間に形成された間隙を提供し、前記間隙は、前記第１のアーチ部材と前記第１のポリマーシェル部分との間に干渉を引き起こすことなく、歯の所定の移動を可能にするのに十分である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の歯科器具。
11. 患者の歯科構造のデジタル表現を受け取ることと、
    取り外し可能な歯科器具の寸法及び形状を、前記取り外し可能な歯科器具を前記患者が装着したときに初期位置から調整位置へと歯科構造を修正するために必要な力に基づいて決定することと、
    前記寸法及び形状に基づいて、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科器具を形成することと、
    を含む、方法。
12. 前記歯科器具を形成することは、
    ポリマー材料から、１つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された少なくとも１つのキャビティを有する少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、
    ポリマー材料から、前記少なくとも１つのポリマーシェル部分に連結される少なくとも１つのスペーサを形成することと、
    前記少なくとも１つのスペーサに連結される第１のアーチ部材を形成することと、
    を更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、少なくとも１つのスペーサを形成することと、前記第１のアーチ部材を形成することとは、実質的に同時に行われる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記少なくとも１つのポリマーシェル部分を形成することと、前記少なくとも１つのスペーサを形成することと、前記第１のアーチ部材を形成することとは、
    前記少なくとも１つのポリマーシェル部分を印刷することと、
    前記少なくとも１つのポリマーシェル部分を印刷したことに応答して、前記少なくとも１つのスペーサを印刷することと、
    前記少なくとも１つのスペーサを印刷したことに応答して、前記第１のアーチ部材を印刷することと、
    を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記歯科器具を形成することは、
    第１のスペーサを、前記歯科構造の修正を実行するのに十分な位置で少なくとも１つのポリマーシェル部分に連結すること、
    を更に含む、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記歯科器具を前記歯科構造に取り付けることを更に含む、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記歯科器具の寸法及び形状に従って、前記歯科器具が前記歯科構造に対して並進又は回転のうちの少なくとも１つを引き起こすことを可能にすることを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記歯科器具の前記寸法及び形状に従って、前記歯科器具が前記歯科用構造に対して並進、回転、及びこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを引き起こすことを可能にすることを更に含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記少なくとも１つのポリマーシェル部分を印刷することは、
    第１の重合性成分の第１の層を付与することと、
    前記第１の層を硬化させて、第１の厚さを有する第１のポリマー成分を形成することと、
    第２の重合性成分の第２の層を前記第１の層に付与することと、
    前記第２の層を硬化させて、第２の厚さを有する第２のポリマー成分を形成することと、
    を含む、請求項１４に記載の方法。
20. １つ以上の歯に取り外し可能に適合するように内部に成形された１つ以上のキャビティを有する第１のポリマーシェル部分と、
    少なくとも１つのスペーサと、
    前記少なくとも１つのスペーサに連結されており、かつ、１つ以上の歯を第１の向きから前記第１の向きとは異なる第２の向きに再配置するために必要な力の少なくとも一部を提供するように構成されている、第１のアーチ部材と、
    を備える歯科器具の製造に使用するのに好適な３次元モデルを表すデータを有する、非一時的機械可読媒体であって、
    ３Ｄプリンタとインターフェースする１つ以上のプロセッサによってアクセスされたときに、前記３Ｄプリンタに前記歯科器具を作製させる、
    非一時的機械可読媒体。

Images