JP2021529643A - パリレン歯科用物品 - Google Patents

Abstract

歯科用物品は、口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品を含み、この少なくとも１つのセグメントは、過半量のパリレンを含むコア構成要素を含む。

Description

本開示は、歯列アライナなどのポリマー系歯科用物品に関する。

歯科矯正の分野は、歯を診察し、指導を行い、口腔内の適切な位置に向けて矯正することに関する。歯のアライメントの問題に対処するために、様々な歯科矯正装置及び治療方法が開発されてきた。従来の手法は、一般に、歯を適切な咬合構成、つまり噛み合わせへと移動させるために、力を加えることを伴う。治療の１つのモードは、患者の歯に取り付けられた固定装具の使用と、アーチワイヤを使用して、歯を初期位置から選択された位置へと移動させる治療力を適用することと、を含む。そのような歯科装具は、患者の口腔内に留まり、プロセスを確認して適切なアライメントが達成されるまで歯に対して適切な圧力を維持するために、歯科矯正医によって定期的に調整される。

本開示は、過半量のパリレンを含むコア構成要素を有するセグメントを含む、歯科用アライナなどの歯科用物品に関する。パリレンは、歯科用物品の製造において、例えば、水性環境への長期間の曝露後でも示される望ましい機械的特性、光学的及び審美的特性、生体適合性、防汚性、などを含む、いくつかの有益な特性を有することが見出されている。上記に加えて、パリレンを製造するための製造プロセスは、清浄かつ精密であり、結果として、他の材料又は製造技術を使用したこのような物品の製造と比較して、歯科用物品への不純物の導入の低減又は実質的な排除、及び結果的な歯科用物品の高い厚さ均一性をもたらす。記載される特徴は、複雑な歯科用物品の製造中のカスタマイズ性及び制御性の向上した歯科用物品をもたらし得る。

いくつかの例では、本開示は、口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品について記載し、この少なくとも１つのセグメントは、過半量のパリレンを含むコア構成要素を含む。

いくつかの例では、本開示は、患者の口腔構造の三次元モデルを形成することと、口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品を形成することと、を含む方法を記載する。少なくとも１つのセグメントを形成することは、パリレンを含む層をモデル上に蒸着させることであって、この層は過半量のパリレンを含む、蒸着させること、パリレンを含む層を使用して、少なくとも１つのセグメントのコア構成要素を形成することと、を含む。

いくつかの例では、本開示は、口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品について記載し、この少なくとも１つのセグメントはコア構成要素を備え、このコア構成要素は、化学蒸着プロセスによって口腔構造のモデル上にパリレンを蒸着させることによって形成される。

いくつかの例では、本開示は、コンピューティングデバイスによって、患者の三次元（ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ、３Ｄ）口腔構造のデジタル表現を受信することであって、口腔構造は患者の１本以上の歯の初期位置を提供する、受信することと、コンピューティングデバイスによって、患者用の歯科用物品の寸法及び形状を決定することであって、歯科用物品は、複数の歯を少なくとも部分的に取り囲んで、口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な３Ｄ形状を画定するように構成された、少なくとも１つのセグメントを備え、歯科用物品の寸法及び形状は、患者が歯科用物品を装着したときに、患者の１つ以上の歯をそれらの初期位置から調整された位置へと配置し直すように構成されている、決定することと、歯科用物品の寸法及び形状に基づいて、口腔構造の３Ｄモデルを形成することと、歯科用物品を形成することとを含み、歯科用物品の少なくとも１つのセグメントを形成することは、パリレンを含む層を３Ｄモデル上に蒸着させることであって、層は過半量のパリレンを含む、蒸着させることと、パリレンを含む層を選択された形状にトリミングして、少なくとも１つのセグメントのコア構成要素を形成することと、を含む、方法、について記載する。

１つ以上の例の詳細を、添付の図面及び以下の説明で示す。他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面から、並びに特許請求の範囲から明らかとなるであろう。

過半量のパリレンを含むコア構成要素を含む歯科用物品の少なくとも１つのセグメントを有する、例示的な歯科用物品の斜視図である。

図１の歯科用物品のセグメントの概略断面図である。

図１の歯科用物品の一部を形成するために使用され得る別の例示的なセグメントの概略断面図である。

図１〜図３のコア構成要素及びセグメントを形成するための例示的な技術を説明するフロー図である。

図１のコア構成要素を形成するための例示的な層構築プロセスの概略断面図である。 図１のコア構成要素を形成するための例示的な層構築プロセスの概略断面図である。 図１のコア構成要素を形成するための例示的な層構築プロセスの概略断面図である。 図１のコア構成要素を形成するための例示的な層構築プロセスの概略断面図である。 図１のコア構成要素を形成するための例示的な層構築プロセスの概略断面図である。

実質的にパリレンで構成されたコア構成要素を含むセグメントに取り付けられた追加の歯科用構成要素を含む、別の例示的な歯科用物品の概略図である。 実質的にパリレンで構成されたコア構成要素を含むセグメントに取り付けられた追加の歯科用構成要素を含む、別の例示的な歯科用物品の概略図である。

診療所と製造施設とが、歯科装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。

デジタル歯科構造データを生成する例示的な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、デジタル歯科構造データを生成するためクライアントコンピュータの一例を示すブロック図である。

歯科用物品の構築のために製造施設で行われるプロセスを示すフロー図である。

順序付けられた歯科用物品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。

本開示は、過半量のパリレンを含むコア構成要素を有する当該物品のセグメントを含む歯科用物品、及びその製造方法に関する。このような歯科用物品としては、例えば、歯科用トレイアライナ、ナイトガード、リテーナ、マウスガード、口蓋拡張器、カスタムフォース部材及び取り付けポイント、ばねアライナ、アーチワイヤとアーチ部材と弾性バンド及びばねとブラケットと他の結合された装具とを組み込んだ歯科用物品、歯科用クラウン、インプラント、義歯、部分的義歯（partial）、一時的な代用物、治療薬を送達するためのトレイなどが挙げられる。本開示は主に、歯科用トレイアライナ又は口蓋拡張器などの、患者の口腔構造の複雑な輪郭に従う形状を有する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品に焦点を当て、記載する。ただし、本明細書に記載する構成要素及び技術を用いて、多くの他の歯科用物品を構築できる。本開示は、歯科用トレイアライナ及び口蓋拡張器の詳細に焦点を合わせることによって、特定の種類の歯科用物品に限定されることを意図するものではない。

いくつかの例では、記載される歯科用物品は、例えば１本以上の歯の輪郭を含む、患者の口腔構造の輪郭又は幾何学的形状に従うように構成された、複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む。セグメントは、大部分がパリレンで構成される（例えば、過半量若しくは５０％超のパリレン）か、又は本質的にパリレンからなるコア構成要素を含む。以下で更に検討するように、パリレンは、歯科用物品の製造において、例えば、水性環境への長期間の曝露後でも示される十分な機械的特性、光学的又は審美的特性（例えば透明度）、生体適合性、防汚性、抗菌性、などを含む、いくつかの有益な特性を有することが見出されている。本明細書に記載する歯科用物品を製造するための記載された製造技術によって、不純物を低減させた又は実質的に含まないコア構成要素を同様に製造することができる。記載される特徴は、歯科用物品で使用される複雑な三次元形状の製造中のカスタマイズ性及び制御性の向上した歯科用物品をもたらし得る。

いくつかの例では、パリレンを含むコア構成要素は、化学蒸着（chemical vapor deposition、ＣＶＤ）プロセスを使用して形成され得る。ＣＶＤプロセスは、他のポリマー形成プロセスと比較して、パリレンの密度が比較的高く（多孔率が比較的低く）かつ厚さ均一性の高いコア構成要素をもたらし得る。例えば、ＣＶＤ蒸着されたパリレン材料は、患者の口腔構造の輪郭を模倣する複雑な三次元の幾何学的形状を画定するモデル上に蒸着されてもよい。パリレン材料は、モデルの複雑な形状を覆って分子上に分子単位で均一に蒸着され、その結果、下にあるモデルの幾何学的形状に実質的に一致し実質的に均一な（例えば、均一な又はほぼ均一な）厚さを有する、複雑な幾何学的形状を画定するコア構成要素が得られる。これに対して、このような複雑な三次元形状を覆うディップコーティング、スプレーコーティング、又は熱成形ポリマーは、モデルの急勾配の側面に沿ったポリマー材料の「ネッキング」若しくは薄化、プーリング（pooling）、又は他の製造上の困難な問題をもたらす場合があり、これらは結果的なポリマー材料の不均一な厚さをもたらす。このような態様は、薄化領域における歯科用物品の力の適用の大きさ若しくは力の適用の制御性の低下、材料がプーリング若しくは蓄積された領域における不適切なフィット、歯科用物品の早期の疲労、又はこれらの組み合わせをもたらし得る。ＣＶＤ蒸着されたパリレン材料は、これらの製造上の欠点のうちの１つ以上に対処することができる。

いくつかの例では、蒸着されたパリレン材料の実質的に均一な厚さは、患者の１本以上の歯の上に直接、幾何学的に密に一致して配置され得る歯科用物品、特にコア構成要素を含むセグメントの製造を、容易にし得る。このような一致は、歯科用物品を使用して所望の結果を達成するために精密なフィットが重要であり得る、歯科用トレイアライナ、ナイトガード、歯科用アタッチメント、リテーナ、マウスガード、口蓋拡張器などの歯科用デバイスにとって重要な場合がある。

図１は、パリレンを主として（例えば、５０％超）含むコア構成要素１４を含む歯科用物品１０の１つのセグメント１２を有する、例示的な歯科用物品１０の斜視図である。図２は、図１の歯科用物品１０のセグメント１２の概略断面図である。

歯科用物品１０のセグメント１２は、患者の口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定し得る。例えば、セグメント１２は、患者の１本若しくは複数本の歯、歯肉、硬質若しくは軟質パレット、口腔の舌下の部分、又はこれらの組み合わせの、輪郭に従い得る。図１の例では、歯科用物品１０は、１本以上の歯を覆う歯科用物品１０の少なくとも一部を表すセグメント１２を有する患者の歯科構造の複雑な輪郭に従うように構成された歯科用トレイアライナとして図示されている。いくつかの例では、セグメント１２を患者の少なくとも１本以上の歯の輪郭に従うように成形し、１本又は複数本の歯を覆ってそれらに密接に接触するようにセグメント１２を設置可能となっていてもよい。いくつかの例では、セグメント１２は歯科用物品１０全体を含んでもよく、その一方で、以下に更に記載するような他の例では、セグメント１２は、例えば、患者の１本又は複数本の歯を覆って又はそれに接触して配置されるように構成された歯科用物品の部分などの、歯科用物品１０の一部のみを含んでもよい。いくつかの例では、歯科用物品１０は、複数のセグメント１２を含んでもよく、各セグメント１２は、それぞれのコア構成要素１４を含み、異なるセグメント１２は、１つ以上の歯科用構成要素（例えば、ばね、ワイヤ、ジャンパー、力伝導機構、ポリマーなど）によって接続されている。

いくつかの例では、歯科用物品１０及びセグメント１２は、正確な輪郭又は患者の口腔構造を模倣する必要はない。例えば、歯科用トレイアライナにおいて、歯科用物品１０、セグメント１２、又はその両方は、患者の歯に矯正力を加えて歯列構成を新しい所望の構成に向けて付勢するように、歯科用物品１０の患者の口腔構造の正確な形状及び輪郭と、わずかに異なるサイズ及び形状であってもよい。歯を移動させるために、治療力は一般的に、閾値を超えなければならない。この閾値は、典型的な患者の集団に適合するようにある程度一般化されてもよく、又は、収縮期血圧、骨密度、免疫系の健全性、抗炎症薬の使用などを含むいくつかの因子に応じて、個々の患者に合わせて調整されてもよい。閾値又は治療力がない場合、歯は、歯科用トレイアライナが取り外されると、それらの元の位置を維持しようとするか、又は少なくとも部分的にそれらの前の位置に戻ろうとする。

いくつかの例では、セグメント１２又は歯科用物品１０の他の部分は、歯科用物品１０が患者の歯に矯正力を適用するのに十分な剛性を呈し、それでも依然として患者の歯に押し付けるのに十分な柔性を有しかつ患者が受け入れられるように比較的薄くなるように、約１００ＭＰａを超える、例えば約３００ＭＰａ〜約５ＧＰａの弾性率を有し得る。歯科用トレイアライナの例では、セグメント１２の可撓性により、歯科用物品１０に患者の歯の輪郭上を前進させて、所望に応じて歯科用物品１０を挿入すること及び／又は取り外すことが可能になり得る。いくつかの例では、患者の口腔内の水などの液体に曝露された後であっても、約３００ＭＰａを超える弾性率を有しかつ維持するようにセグメント１２を調製することによって、歯科用物品１０は、このような物品の厚さが比較的薄いままであっても（例えば、約１００マイクロメートル（μｍ）〜約１０００μｍのオーダー）、所望の治療力を歯に適用することができる。加えて、又は代替的に、約５ＧＰａ未満の弾性率を定めるようにセグメント１２を調製することによって、セグメント１２は依然として、歯科用デバイス１０が必要な場合にある程度の可撓性を有することを可能にするような、ある程度の可撓性を維持し得る。材料の弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に従って測定してもよい。

歯科用物品１０のセグメント１２は、パリレンを主として（すなわち５０％超のパリレンを）含む、コア構成要素１４を含む。本明細書で使用するとき、「コア構成要素」は、セグメント１２の中央の主要な構成要素を指すために使用される。コア構成要素１４はセグメント１２の構造構成要素であってもよく、例えば、別の構造構成要素上の材料の薄いコーティングとは対照的な、セグメント１２の主要な荷重担持部分又は力伝達部分であってもよい。いくつかの例では、セグメント１２はコア構成要素１４のみを含んでもよく、一方、他の実施例では、セグメント１２は、コア構成要素１４及びそれに適用される１つ以上のコーティング層を含んでもよい。いくつかの例では、セグメント１２は、患者の歯と接触させてセットすることを意図したセグメント１２の表面から垂直に測定される材料厚さ（図２のＴ）を画定してもよく、この場合、コア構成要素１４は、セグメント１２の総厚さの約８０％超、セグメント１２の総厚さの約９０％超、又はセグメント１２の総厚さの約９５％超を占める。

コア構成要素１４は、過半量のパリレンを含んでもよい。例えば、コア構成要素１４は、少なくとも５０％のパリレン、少なくとも９０％のパリレン、少なくとも９５％のパリレン、少なくとも９９％のパリレンを含んでもよく、又は、本質的にパリレンからなっていても（すなわち、存在し得る何らかの不純物以外はパリレンからなっていても）よい。以下に更に記載するように、いくつかの例では、コア構成要素１４を形成するために使用されるパリレン材料は、パラキシリレンガスを使用するＣＶＤプロセスの一部として形成されてもよく、パラキシリレンガスは重合を経て、最終的にコア構成要素１４を形成するパリレンの層を構築する。コア構成要素１４は、例えば、パリレンＣ（ポリクロロ−ｐ−キシリレン）、パリレンＤ（ポリジクロロ−ｐ−キシリレン）、パリレンＦ（ポリテトラフルオロ−ｐ−キシリレン）、パリレンＮ（ポリ−ｐ−キシリレン）、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，ＩＮ）から入手可能なＰａｒｙｌｅｎｅ ＨＴ（登録商標）（Ｎダイマーのα水素原子をフッ素と置換する）、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能なＳＣＳ ｍｉｃｒｏＲＥＳＩＳＴ（登録商標）Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐａｒｙｌｅｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能なＰａｒｙｌｅｎｅ Ｃ−ＵＶＦ（登録商標）、又はこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、任意の好適な種類のパリレンを含み得る。

いくつかの例では、開始成分としてパラキシリレンダイマー（例えば、パリレンＣの製造のための［２．２］パラシクロファン）を用いる自己開始型化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスを使用して、パリレンを蒸着させることができる。例えば、患者の口腔構造の三次元モデルなどのビルド表面は、約０．１トール（約１３．３３パスカル）のオーダーの圧力まで真空引きされた真空蒸着チャンバ内に配置されてもよく、その結果、蒸着チャンバ内の気体分子の平均自由行程が０．１ｃｍのオーダーになる。固体又は気体状のパラキシリレンダイマーを、パラキシリレンダイマーがモノマーパラキシリレンガスに分解する温度まで加熱してもよい。モノマーガスをビルド表面を含む真空蒸着チャンバに導入してもよい。次いでモノマーガスをビルド表面上に蒸着させてもよく、モノマーガスはそこで重合してパリレンの層を形成する。ガス状パラキシリレンモノマーの平均自由行程が０．１ｃｍのオーダーであるため、蒸着プロセスは見通し外プロセス（non-line of sight process）となる場合があり、パリレンはビルド表面の全て又はほぼ全ての表面上に蒸着され得る。したがって、いくつかの例では、パリレンは所望のビルド表面を完全にコーティングすることができ、コーティングをトリミングしてコア構成要素１４とすることができる。

パラキシリレンダイマーの分解プロセスには副次的な分子の形成がないため、得られるモノマーパラキシリレンガスは実質的に純粋なものとなり、この結果、不純物又は残留モノマー材料が実質的に存在しない、純粋なパリレンから本質的になるコア構成要素１４を得ることができる。更に、パリレンの形成は熱分解によって開始され自己伝播するため、溶媒、ラジカル開始剤、阻害剤、触媒、又は他の重合プロセスで典型的に見出される他の外来の物質の使用は、本質的にプロセスから、及び得られるコア構成要素１４から排除される。結果として、コア構成要素１４は、他のポリマー材料中に典型的に見出すことができ歯科用物品１０において望ましくない効果を有し得る溶媒、ラジカル開始剤、触媒、阻害剤などの残留成分を本質的に含まない（例えば含まないか又はほとんど含まない）、高純度のパリレンを含み得る。いくつかの例では、ＣＶＤ蒸着されたパリレンは、使用される初期のパリレン材料の純度に応じて、９３重量％超のパリレンを含む層をもたらし得る。いくつかの例では、ＣＶＤ蒸着されたパリレンは、９５重量％超のパリレン、９９重量％超のパリレンを含む層をもたらし得る。いくつかの例では、蒸着させたパリレン層は、そのパリレン層を製造するために使用された初期のモノマーの純度と同じか又はより高い純度のパリレンを含み得る。パリレンはまた、優れた生体適合性を有する。

いくつかの例では、パリレンはスプレー、ディップ、又は熱成形蒸着プロセスとは対照的なガス蒸着を介して蒸着されるため、パリレンはプーリング、ブリッジ、薄化を生じないか、又は、そのような蒸着プロセス中に生じ得るメニスカス特性及び欠陥を呈さない。結果として、パリレンは、材料の比較的薄く実質的に均一な厚さの層として、ビルド表面（例えば、マンドレル、金型プラグ、又は凸型モデル）に適用され得る。例えば、液体系コーティングの厚さ及び厚さ均一性は、粘度、作業温度及び湿度、並びに適用プロセス（例えば、スプレー又はディップコーティング）と関連し得る。いくつかの例では、液体系コーティング技術を使用して適用されるコーティングの厚さの変動は、その液体コーティングの目標最終厚さの＋／−５０％にもなり得る。この均一性の欠如は、急で複雑な曲面の領域又は急勾配の側壁を含む、患者の歯の三次元モデルなどの複雑な幾何学的形状をコーティングする際に、悪化する可能性がある。対照的に、ＣＶＤプロセスを用いて蒸着されたパリレンを含む層の厚さは、気化したダイマーの量及びチャンバ放置時間の量の関数となり得る。いくつかの例では、パリレンを含む層の厚さは、目標厚さの約＋／−５％の公差に制御され得る。

コア構成要素１４の厚さに関連する公差の改善は、歯科用トレイアライナが患者の歯を一度に１ミリメートルの何分の１かだけ移動させるように設計されている、歯科用トレイアライナなどの特定の歯科矯正用途に有用な場合がある。対照的に、液体又は熱成形ベースのコーティングは、コーティングに不均一な厚さ及びハイスポット（high spot）を生じさせる場合があり、このことは、アライメント不良又は不快感の増大につながる、患者の歯の表面のピンチポイント（pinch point）又は意図しない圧力点につながり得る。いくつかの例では、不均一な厚さ及びハイスポットは、意図する厚さ又は形状から歯の目標移動量を超えて逸脱し、歯の移動の制御性を低下させる場合がある。コア構成要素１４の及びその結果としてのセグメント１２の均一性によって、歯科用物品１０の装着性、正確度、及び有効性を改善することができる。

いくつかの例では、実質的にパリレンからなるコア構成要素１４の最終厚さは、少なくとも約５０μｍ、少なくとも約１００μｍ、少なくとも約２５０μｍ、少なくとも約５００μｍ、少なくとも約１ｍｍ、又は少なくとも約２ｍｍであり得る。いくつかの例では、コア構成要素１４の最終厚さは、約２ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約５００μｍ未満、約２５０μｍ未満、約１００μｍ未満、又は約５０μｍ未満であり得る。ただし他の例では、コア構成要素１４の厚さは約２ｍｍ超、例えば最大約５ｍｍであってもよい。いくつかの例では、コア構成要素１４の厚さは、約２５μｍ超かつ約２００μｍ未満であってもよい。パリレンの層を少なくとも約２５μｍよりも大きくすることは、ビルド表面が（例えば、積層造形（additive manufacturing）を使用してビルド表面が形成される場合に生じ得るような）隆起部を含む例において、本明細書に記載するエイリアシング現象（aliasing effect）を低減するのに役立ち得る。

いくつかの例では、パラキシリレン分子のサイズが小さいこととＣＶＤプロセスとに起因して、パリレンは、特に熱成形などの従来の形成技術を使用して蒸着させた他のポリマー材料と比較して、材料の比較的高密度の耐水層として蒸着させることができる。例えば、歯科用物品に使用される従来のポリマー材料は、長時間の水の存在下で、ポリマーの弾性率の低下などの、軟化又は機械的特性の劣化（例えば、吸湿膨張又は応力弛緩）を経験し得る。この低下は、ポリマー材料の弾性率を低下させ得る、水への曝露によるポリマー内の水素結合の減少又は消失に起因し得る。この低下はそのようなポリマーを軟化させ、これによりそのポリマーは、例えば、患者の１本以上の歯に対して力を適用又は維持するために使用される歯科用トレイアライナを含め、特定の種類の装置に対する好適さが低下する。パリレンの耐水性は水に対するバリアとして作用して、コア構成要素１４への水の浸入を低減又は実質的に防止するが、このことによって、コア構成要素１４が、水の存在下でその機械的特性を実質的に維持することが可能になる。更に、実質的にパリレンで構成されるコア構成要素１４は、約５体積％未満の多孔率を定めており、呈する吸湿膨張が小さい。多孔率は細孔の容積をコア構成要素１４の総体積で割ったものとして定義され、光学顕微鏡、水銀ポロシメトリーなどを使用して測定することができる。

いくつかの例では、セグメント１２は、コア構成要素１４に適用される１つ以上のコーティング層を含んでもよい。図３は、図１の歯科用物品１０の一部を形成するために使用され得る別の例示的なセグメント２０の概略断面図である。セグメント２０は、コア構成要素１４上に１つ以上のコーティング層２２を有する、パリレンを主として含むコア構成要素１４を含む。図３のコア構成要素１４は、本明細書に記載する何らかの相違点を別にして、図１及び図２に関して上記したコア構成要素１４と実質的に同じであってもよい。

コーティング層２２は、コア構成要素１４及びセグメント２０の光学特性、摩耗特性、汚れ特性、抗菌性、耐水性、耐久性、触覚特性、又は他の特性のうちの１つ以上に影響を及ぼすように使用されてもよい。いくつかの例では、コーティング層２２の１つ以上の層は、例えば、無機材料を含む１つ以上の層、ポリマーハードコートを含む１つ以上の層、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

いくつかの例では、コーティング層２２は、コア構成要素１４の耐久性及び／又は耐摩耗性に影響する無機材料、例えば、金属、金属合金、金属酸化物、セラミック、ガラス、結晶質鉱物、又はこれらの組み合わせを含む、１つ以上の層を含んでもよい。例えば、コア構成要素１４は十分な耐水性及び弾性特性を提供し得るが、一方でパリレンは、一部の無機材料と比較して、耐摩耗性が比較的低い場合がある。いくつかのそのような例では、純粋なパリレンの層は、歯、食品などの他の物体との繰り返しの接触又は擦り付けによって、摩滅する場合がある。特定の歯科用途（例えば、取り外し可能な歯科用トレイアライナ、歯科用リテーナなど）については低目の摩耗特性を許容できる場合があるが、そのような摩耗特性は、歯科用物品１０が患者の口腔内に固定されるか又は口腔内に比較的永続的にある用途では、許容できなくなる場合がある。このような歯科用途としては、歯科用クラウン、ブリッジ、義歯、バイトスプリント、歯科矯正ブラケット、常時装着歯科アライナ、又は口蓋拡張器などを挙げることができ、この場合セグメント２０は患者の口腔内に留まり、歯、食品などとの繰り返しの接触（例えば、咀嚼、粉砕）を受ける。そのような用途では、セグメント２０は、コア構成要素１４の耐久性及び耐摩耗性に寄与するようにコア構成要素１４に適用される、無機材料の１つ以上のコーティング層２２を含むことができる。加えて、又は代替的に、コーティング層２２は、物品２０に追加のバリア特性（例えば、水及び／又は抗菌バリア特性）を提供し得る無機材料（例えば、金属酸化物）を含んでもよい。

１つ以上のコーティング層２２として使用され得る例示的な無機材料としては、例えば、金属（例えば、金、銀、アルミニウム、銅、インジウム、又はチタンなどの生体適合性金属）、金属合金、金属酸化物、ガラス、又はセラミック（例えば、シリカ、アルミナ、又はジルコニア）、ダイヤモンドライクカーボン、金属塩などが挙げられる。塩化物、フッ化物、硫酸塩、及び炭酸塩などの金属塩は、これらのイオンを含有する酸又は気体に金属を曝露することによって形成され得る。場合によっては、金属層への正電荷の印加は、塩を形成するために必要とされる負イオンを誘引するのに有益であり得る。いくつかの例では、１つ以上のコーティング層２２は、異なる層内には異なる無機材料を有する、複数の層を含み得る。

いくつかの例では、１つ以上のコーティング層２２は、元素金属を含む層と、大気又は酸素に富む気体環境への元素金属の曝露によって形成される酸化物層と、を含み得る。１つ以上のコーティング層２２には、例えば、酸化銀、酸化亜鉛、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム、並びにこれらの混合物又は合金、例えば銀銅亜鉛合金の酸化物（例えばＡｇＣｕＺｎＯｘ）、Ａｇドープ酸化亜鉛、Ａｇドープ酸化アルミニウム、Ａｇドープ酸化チタン、及びＡｌ−ドープ酸化亜鉛のうちの少なくとも１つを含む、任意の好適な生体適合性金属酸化物が含まれてもよい。いくつかの例では、金属酸化物に加えて、１つ以上のコーティング層２２は任意選択的に、塩化銀、臭化銀、ヨウ化銀、フッ化銀、ハロゲン化銅、ハロゲン化亜鉛、及びこれらの組み合わせなどの、追加の金属化合物を含み得る。金属酸化物を組み込んだ層の特性に関する更なる例が、参照によりその全体が組み込まれる米国特許仮出願第６２／６８５，７７３号に記載されている。

いくつかの例では、歯科用物品１０の抗菌性又は抗バクテリア性を提供するために、金属酸化物を使用することができる。例えば、１つ以上のコーティング層２２は、表面の微生物汚染によって又は歯科用物品１０の表面上に形成されたバイオフィルムによって誘起され得る、例えば望ましくない臭気、風味、又は変色などの、微生物汚染の望ましくない結果のうちの少なくとも１つを低減又は実質的に防止するべく、長い期間にわたって抗菌性、抗バクテリア性、若しくは抗バイオフィルム性のうちの少なくとも１つを提供するための、１つ以上のコーティング層２２の最外層を画定する、１種以上の金属酸化物を含んでもよい。いくつかの例では、抗菌効果は、例えば、歯科用物品１０をアルコール又は患者の口腔内の体液若しくは体組織などの水性電解質と接触させ、その結果、例えば、Ａｇ^＋、Ａｌ^＋などの金属イオン、原子、分子、クラスターなどが放出されるときに生じ得る。抗菌効果を生じるのに必要な金属の濃度は、金属酸化物中の金属によって変わる。いくつかの例では、記載される抗菌効果は、約１０ｐｐｍ未満の濃度の唾液などの体液中で達成され得る。いくつかの例では、１つ以上のコーティング層２２の最外層内の金属酸化物は、２４時間接触後に、黄色ブドウ球菌及びミュータンス菌に対して少なくとも２ｌｏｇの微生物減少を呈し得る。ｌｏｇ減少値は、ＩＳＯ試験法 ＩＳＯ ２２１９６：２０１１「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｎ ｐｌａｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｎｏｎ−ｐｏｒｏｕｓ ｓｕｒｆａｃｅｓ」に従って、試験材料に適応するようにその試験方法の適切な改良を行って、測定できる。加えて、又は代替的に、金属酸化物は、歯科用物品１０上の歯石蓄積を防止できるか、又は、患者の歯のキャビティの形成を防止するための添加剤を含むことができる。

加えて、又は代替的に、１つ以上のコーティング層２２は、ポリマーハードコートを含んでもよい。本明細書で使用するとき、「ポリマーハードコート」は、同じ厚さのパリレンの層よりも高い研磨摩耗耐性を有するポリマー系コーティング層について記載するために使用され得る。いくつかの例では、研磨摩耗耐性特性は、それぞれのコーティング材料の層の表面に対して歯の代用物を擦り付け、２週間の装着を模した後の層への損傷を評価することによって測定できる。ポリマーハードコートを含む層は、コア構成要素１４の耐久性及び耐摩耗性を改善することができる。加えて、又は代替的に、ポリマーハードコートは、コア構成要素１４の耐摩耗性を改善することができる。

ポリマーハードコートとして好適な例示的な材料としては、例えば、架橋性マトリックスモノマー、オリゴマー、又は１種以上の官能化無機充填剤を有するポリマーを挙げることができる。無機充填剤は、得られる層の耐摩耗性を改善するのに役立ち得る。いくつかの例では、ポリマーハードコートは、単一成分混合物、多成分硬化性調合物、分散液などとして調製され得る。好ましいポリマーハードコートは、比較的透明／半透明であってもよく、平滑であってもよく、コア構成要素１４への強い接着性を実現してもよく、使用中のひび割れを最小限にするためのある程度の可撓性を有してもよく、防汚性を有してもよく、パリレンよりも大きい耐摩耗性を有してもよく、又はこれらの組み合わせであってもよい。ポリマーハードコートの例としては、３Ｍ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ，ＵＳＡ）から入手可能な３Ｍ ９０６ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｈａｒｄｃｏａｔ、又は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１４／４０４，９７０号に記載されているハードコートを挙げることができる。

いくつかの例では、１つ以上のコーティング層２２は、例えば、患者が歯科用物品１０を装着している時、装飾的であり得るか又は患者の歯の外観を改善するように選択され得る所望の色をもたらすことのできる、染料又は顔料を、任意選択的に含んでもよい。染料又は顔料は、上記した無機材料又はポリマーハードコートに加えて添加されてもよい。加えて、又は代替的に、コア構成要素１４は、特定の光学特性を呈するように構成されてもよい。例えば、コア構成要素１４は、パリレンＣとブラックライト下で蛍光発光するように設計された特殊な化合物とを含む、Ｐａｒｙｌｅｎｅ Ｃ−ＵＶＦ（登録商標）を含んでもよい。

１つ以上のコーティング層２２を、例えば、化学蒸着、プラズマ化学蒸着、蒸着、スパッタリング、原子層蒸着法、無電解めっき（例えば、化学的又は自己触媒的めっき）、電気めっき（例えば、第１の導電層がコア構成要素１４上に蒸着された後の）、スプレーコーティング、ディップコーティングなどを含む、任意の好適な技術を使用して、コア構成要素１４上に蒸着させることができる。いくつかの例では、１つ以上のコーティング層２２は、コア構成要素１４の表面から約０．１μｍ及び約５μｍの総厚さ（図３のＴ’）を画定し得る。

図４は、図１〜図３のコア構成要素１４並びにセグメント１２及び２０を形成するための例示的な技術を説明するフロー図である。図４の技術は、例示を目的とした歯科用物品１０の様々な態様を参照して説明される。ただしこのような説明は限定することを意図するものではなく、図４の技術は他の歯科用物品と共に使用されてもよく、コア構成要素１４並びにセグメント１２及び２０は、図４に記載される技術以外の技術を使用して形成されてもよい。図４について、明確にするために、図５Ａ〜図５Ｅに示されている物品及び層に関して説明する。図５Ａ〜図５Ｅは、コア構成要素１４を形成するための例示的な層構築プロセスの概略断面図である。

図４の技術は、患者の口腔構造の三次元モデル５０を形成すること（３０）と、モデル５０を剥離剤５２でコーティングすること（３２）と、パリレンを含むコーティング５４をモデル５０上に形成すること（３４）と、任意選択的に、コーティング５４をトリミングして歯科用物品１０のコア構成要素１４を形成すること（３６）と、コア構成要素１４をモデル５０から分離すること（３８）と、コア構成要素１４の一部分上に１つ以上の任意選択のコーティング層２２を適用すること（４０）と、を含む。上記したように、コア構成要素１４は、歯科用トレイアライナ、歯科用クラウン、ナイトガード、リテーナ、口蓋拡張器、インプラント、義歯、部分的義歯、一時的な代用物、ばねアライナ、歯科用アタッチメント、高分子アーチワイヤ、アーチ部材、カスタムフォース部材、ばね、ブラケット、又は他の結合された装具を含む歯科用物品、治療薬を送達するためのトレイなどを含み得る、歯科用物品１０の一部を形成してもよく、これらはコア構成要素１４を含む少なくとも１つのセグメント１２又は２０を含む。

図４の技術は、任意の好適な技術を使用して患者の口腔構造の三次元モデル５０を形成すること（３０）と、任意選択的に、ポリビニルアルコールなどの剥離剤５２でモデル５０をコーティングすること（３２）と、を含む。図５Ａは一旦形成された歯科モデル５０を示し、図５Ｂは剥離剤５２でコーティングされた歯科モデル５０を示す。いくつかの例では、モデル５０は、患者の口腔構造の印象のキャスティングを鋳込むことによって形成され得る。他の例では、歯科モデル５０は、三次元プリント又は積層造形を使用して形成され得る。例えば、以下に更に記載するように、患者の歯及び歯肉の少なくとも一部分のデジタル三次元表現を、例えば口腔内スキャナを使用して生成することができる。歯科モデル５０は、三次元プリンタを使用して歯のデジタル表現に基づいて直接生成されてもよい。

モデル５０は一般に、患者の口腔構造の陽性の（positive）表現であるものとして例示及び記載されているが、いくつかの例では、モデル５０は、パリレンがモデル５０内の空洞の表面に沿って蒸着される、陰性の（negative）型であってもよい。空間モデル５０の陽性か陰性かの選択は、形成される歯科装具の種類に応じて決定され得る。

いくつかの例では、歯科モデル５０は形成後にミリング加工又は研磨されてもよく、モデル５０の表面には、続いて適用されるパリレンがモデル５０に固定的に付着するのを防止するのを助けるために、剥離剤５２を適用してもよい。剥離剤５２は、歯科用物品１０の一部を形成しなくてもよい。

上記したように、歯科モデル５０は、患者の口腔構造の輪郭を模倣するように構成された複雑な三次元形状を画定し得る。いくつかの例では、歯科モデル５０は患者の口腔構造の正確な複製として構成されなくてもよく、むしろモデル５０は、所望の歯のアライメント、又は所望の歯のアライメントに向けた中間段階を表し得る。

次に、本明細書に記載する技術を使用して（例えば、ＣＶＤを使用して）、パリレンを含むコーティング層５４を、モデル５０（３４）に適用することができる。図５Ｃは、モデル５０及び離型剤５２を覆うようにコーティング５４が適用された、歯科モデル５０を示す。コーティング５４は、所望の厚さに達するまでモデル５０上に蒸着させることができる。コーティング５４は、パリレンで構成される１つ以上の層を含んでもよい。パリレンは、例えば、少なくとも５０μｍ、少なくとも１００μｍ、少なくとも２５０μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも１ｍｍ、又は少なくとも２ｍｍの厚さを含む、任意の好適な層の厚さまで蒸着させることができる。例えば、ハロゲン化モノマーを使用すること、及び／又は、更なる特性を提供するための添加剤、例えばＳＣＳ Ｃｏａｔｉｎｇｓ（Ｃｌｅａｒ Ｌａｋｅ，ＷＩ）からのｍｉｃｒｏＲＥＳＩＳＴ（登録商標） Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｐａｒｙｌｅｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙを組み込むことによって、パリレンへの様々な修飾を行うことができる。いくつかの例では、コーティング５４は、パリレンＣ、パリレンＤ、パリレンＦ、Ｐａｒｙｌｅｎｅ ＨＴ（登録商標）、ＳＣＳ ｍｉｃｒｏＲＥＳＩＳＴ（登録商標）、パリレンＮ、Ｐａｒｙｌｅｎｅ Ｃ−ＵＶＦ（登録商標）、又はこれらの組み合わせの、１つ以上の層を含んでもよい。いくつかの例では、コーティング５４は、パリレンＣの少なくとも１つの層を含み得る。

歯科モデル５０が三次元プリントされる例では、層ごとのプリントプロセスによって、輪郭線又は（エイリアシング現象としても知られる）「階段（stair steps）」によって跡付けられた、テクスチャ化表面が生成される場合がある。エイリアシング現象が歯科用物品１０の外面（例えば、患者の唇又は舌と接触している物品の表面）に転移された場合、物品は、粗面化された若しくはその他の不快なテクスチャ若しくは触感を有する可能性があるか、又は、輪郭線からの光の散乱に起因して光学的外観が損なわれる。エイリアシング又は表面粗さから生じる他の望ましくない影響としては、バイオフィルム形成、及び歯列内の対向する表面との摩擦又は干渉の増大を挙げることができる。細菌培養物を含む口腔バイオフィルムは、酸産生、臭気、及び歯石蓄積をもたらす可能性がある。製造プロセス中に材料層の境界に形成される内側の隅角は、細菌培養物の隠れ場所の役割を果たして、それらを唾液流並びに舌及び口腔粘膜による拭き取り作用から保護する可能性がある。

いくつかの例では、剥離剤５２の適用及びコーティング５４を形成するための化学蒸着によるパリレンの蒸着によって、コア構成要素１４へのエイリアシング現象の転移を低減することができ、歯科用物品１０の視覚特性又は触覚特性を改善することができる。例えば、パリレンは、パリレンが個々のモノマー分子から剥離剤５２の表面上に直接作り出される、ＣＶＤを使用して適用され得る。これらの分子はガス状で供給され、基材の表面上でポリマーへと縮合し、このことによりそれらを最小の微視的テクスチャとして蒸着させることが可能になる。より多くの分子が表面と一体化するにつれて、コーティングはより厚くなり、最終的にこれらの微視的テクスチャを充填し平滑化する。結果的に、モデル５０上の剥離剤５２の適用及びコーティング５４の漸進的成長は、プリントプロセスから生じるエイリアシング現象又は全体的な表面テクスチャを平滑化することで、コーティング５４の外面に沿った粗さを低減することができる。コア構成要素１４の外面を平滑化することによって、歯科用物品１０の患者の口腔内での触感が改善され得る。更に、パリレンは透明なコーティングとして蒸着されるため、コア構成要素１４の外面を平滑化することによって、得られる歯科用物品１０の透明性及び全体的な視覚的美観を改善することができる。加えて、コーティング５４を形成するために蒸着プロセスを使用することにより、パリレン自体が、他のポリマー材料と比較して、表面粗さの低減されたより光沢のある仕上がりとなり得る。パリレンに起因する表面粗さの低減によりまた、装具の表面が高光沢に研磨されていないか又は光沢仕上げで保護されていない場合に、その表面上に生じ得るバイオフィルム形成を、他のポリマー材料と比較して抑制することもできる。

加えて、又は代替的に、コーティング５４のＣＶＤ適用は、熱可塑性材料を用いた従来の圧力成形に勝るいくつかの利益を提供し得る。例えば、従来の圧力成形では、熱可塑性材料のシートを加熱して流動性プラスチック状態にし、次いでこのシートを三次元モデルを覆うように圧力成形する。この熱可塑性材はモデルと直接接触するので、シートがモデルに追従し冷却し凝固してその最終形状になるのに必要な時間内で、モデルに大きな熱が伝達される。加熱すると、モデルの表面にわたる温度勾配により、モデルは不均一に拡張し得る。モデルを構築するために使用される材料に応じて、モデルのガラス転移温度が近づき、モデル材料の軟化に至り得る。熱可塑性シートにわたる約４５ＰＳＩ（例えば、約３．１バール）の圧力勾配を伴い得る、このようなモデルにわたる続く圧力形成は、熱可塑性材料の形状で複製及び保存されることになるモデルの、永続的な歪みをもたらし得る。パリレンのＣＶＤ適用は上記した圧力勾配のいずれも伴わないため、コーティング５４の形成中にモデル５０のかかる歪みは観察されない。

いくつかの例では、圧力成形された熱可塑性物質はまた、この材料中に保存される、材料をその事前形成された形状に向かって戻すように付勢する残留応力を呈し得る。いくつかの例では、成形された熱可塑性材料は、患者の口への物品の挿入に関連する加熱によってなど、その後の加熱の結果、この以前の形状に向かって弛緩する場合がある。パリレンのＣＶＤにはコーティング５４の事前に製作される形態は一切関与しないため、コーティング５４が上記した残留応力を呈することはない。

コーティング５４が所望の厚さまで形成及び構築された後で、コーティング５４を、例えばＣＮＣ５軸フライス又はレーザー切削ツールを使用して適切なサイズにトリム線５６に沿ってトリミング（３６）して、コア構成要素１４を形成することができる。任意の過剰な材料５８を任意選択的に除去することができる。図５Ｄには、所望のサイズにトリミングされたコーティング５４が示されている。製造のこの時点で、大部分がパリレンで構成されたコア構成要素１４（例えば、トリミングされたコーティング５４）が形成されることになる。次いで、コア構成要素１４を、例えば、物品及びモデルを温水に浸漬して、存在する場合に剥離剤５２を溶解させることによって、モデル５０（５８）から分離することができる。図５Ｅは、モデル５０から離型された、完成したコア構成要素１４を示す。

いくつかの例では、コア構成要素１４を、１つ以上の任意選択のコーティング層２２でコーティングしてもよい（４０）。例えば、図４の技術は、コア構成要素１４を、無機材料の１つ以上の層、ポリマーハードコートの１つ以上の層、又はこれらの組み合わせでコーティングすることを含み得る。１つ以上のコーティング層２２は、それぞれのコーティング層２２の意図する機能及び所望する場所に応じて、コーティング５４をトリミングする前に、コア構成要素１４をモデル５０から分離する前に、コア構成要素１４をモデル５０から分離した後で、又はこれらの組み合わせで、コア構成要素１４に適用することができる。いくつかの例では、１つ以上のコーティング層２２は、コア構成要素１４の外面（例えば、患者の歯と接触して配置されることを意図しないコア構成要素の表面）上に蒸着させてもよい。例えば、歯科用物品１０の触感又は光学特性を改善することを意図するコーティング層２２を、例えば、コア構成要素１４をモデル５０から取り外す前にそれぞれのコーティングを蒸着させることによって、コア構成要素１４の外面上に蒸着させることができる。加えて、又は代替的に、歯科用物品１０の抗菌特性の改善を意図するコーティング層２２を、例えば、コア構成要素１４をモデル５０から取り外した後でそれぞれのコーティングを蒸着させることによって、コア構成要素１４の内面（例えば、患者の歯と接触して配置されることを意図したコア構成要素１４の表面）、外面、又は両方の表面上に蒸着させることができる。

歯科用物品１０は単純な歯科用トレイアライナとして主に記載されているが、歯科用物品１０はそのような装置に必ずしも限定されない。他の例では、歯科用物品１０は、ナイトガード、リテーナ、マウスガード、口蓋拡張器、歯科用クラウン、インプラント、義歯、部分的義歯、一時的な代用物、治療薬を送達するためのトレイなどを含むがこれらに限定されない、歯科処置に使用される他の口腔デバイスを含んでもよい。歯科用物品１０はまた、コア構成要素１４を含まないセグメント１２、２２に接続された追加の歯科用構成要素を含んでもよく、かつ／又は、パリレン以外の材料から構成されるコア構成要素を含んでもよい。例えば、歯科用物品１０は、セグメント１２に接続された１つ以上のカスタムフォース部材、ばね、ばねアライナ、ジャンパー、アーチワイヤ、アーチ部材、口蓋プレート、ブラケット、取り付け機構、弾性バンドなどを含んでもよく、セグメント１２は患者の１本以上の歯を覆うようフィットするように構成されている。図６Ａ及び図６Ｂは、実質的にパリレンで構成されたコア構成要素を含むセグメントに取り付けられた追加の歯科用構成要素を含む、別の例示的な歯科用物品の概略図である。図６Ａ及び図６Ｂの歯科用物品は、第１のセグメント６２Ａと、第２のセグメント６２Ｂと、プレート６６から延びて第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂに接続する１つ以上のビーム６４を有する、プレート６６と、を含む、歯列矯正口蓋拡張器６０の形態である。図６Ａは、患者の歯列弓上に設置された口蓋拡張器６０の咬合に関する図である。図６Ｂは、第１のセグメント６２Ａの一部分及びビーム６４のうちの１つの一部の断面図である。

第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂのそれぞれは、患者の口腔構造の輪郭に従う複雑な三次元の幾何学的形状を画定してもよく、歯列弓のそれぞれの後方セグメントの少なくとも１本の歯を受け入れるように構成されている。少なくとも１本の歯は、それぞれの後方セグメントの全ての又は全てに満たない後方歯を含み得る。第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂのそれぞれは、実質的にパリレンで構成されたそれぞれのコア構成要素６８Ａ及び６８Ｂを含む。それぞれのコア構成要素６８Ａ及び６８Ｂは、以下に記す何らかの相違点を別にして、上記したコア構成要素１４と実質的に同様であってもよい。上記したように、セグメント６２Ａ及び６２Ｂのコア構成要素６８Ａ及び６８Ｂは、コア構成要素６８Ａ及び６８Ｂの物理的、機械的、又は審美的特性のうちの１つ以上を向上させるためにそこに適用される、１つ以上の任意選択のコーティング層２２を含んでもよい。

第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂは、口蓋拡張器６０の残りの歯科用構成要素、例えばビーム６４によって加えられる力に耐えるのに十分な壁の厚さを画定し得る。例えば、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂの壁は、約０．２ｍｍ〜約５ｍｍ、例えば、約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、又は約０．５ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約１ｍｍの厚さを画定し得る。いくつかの例では、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂの咬合側の壁は、患者が咬合をより完全に閉じることができるように、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂの舌側の壁及び頬側の壁よりも薄くてよい。

口蓋拡張器６０はまた、コア構成要素６８Ａ及び６８Ｂの材料とは異なる材料を含み得るビーム６４及びプレート６６の形態の、追加の歯科用構成要素も含む。ビーム６４及びプレート６６は第１のセグメント６２Ａと第２のセグメント６２ＢＡとの間に配置され、口蓋拡張治療中に外向きの力を加える。いくつかの例では、各ビーム６４は、弾性率の比較的高い材料の２つの別個のビーム部材を画定する、分割ビーム設計であってもよい。弾性率の比較的高い材料は、ビーム６４が変形に応じてエネルギーを蓄え、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂに力を及ぼすことを可能にする。例えば、口蓋拡張器６０は、第１及び第２の後方セグメントの所望の位置に対応する形状で形成されてもよく、患者又は提供者は、口蓋拡張器６０を患者の歯の表面に設置するときに、口蓋拡張器６０を変形させることができる。変形はビーム６４内に集中してもよく、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂに対する力の形態でビーム６４によって放出されるエネルギーを生成することができる。ビーム６４及びプレート６６が形成される弾性率の比較的高い材料としては、例えば、ステンレス鋼、チタン、ニッケル−チタン合金、又は別の合金などの生体適合性金属、高弾性率ポリマー材料などを挙げることができる。

いくつかの例では、ビーム６４及びプレート６６の歯科用構成要素は、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂとは別個に形成されてもよく、又は、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂと一体に形成されてもよい。例えば、ビーム６４及びプレート６６は、積層造形（例えば、三次元プリント、熱成形、成形、又は彫成など）といった、任意の好適な技術を使用して形成することができる。その後でビーム６４及びプレート６６を、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂに取り付けてもよい。

いくつかの例では、ビーム６４及びプレート６６を、コア構成要素６８Ａ及び６８Ｂを形成するために使用されるＣＶＤプロセスの一部として、第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂに取り付けることができる。例えば、ビーム６４及びプレート６６は、層５４の蒸着前又はパリレン蒸着プロセスの途中のいずれかで、モデル５０にそれらの意図された場所において組み込むことができる。組み込みが終わると、パリレンがビーム６４及び／又はプレート６６を少なくとも部分的にコーティングして、ビーム６４及び／又はプレート６６が、層５４の構造の中に並びにその結果としてコア構成要素６８Ａ及び６８Ｂの中に一体に取り付けられるようにして、パリレンの蒸着が完了され得る。

いくつかの例では、ビーム及びプレート６６の一方又は両方はまた、構成要素が過半量のパリレンを含むように構築されてもよい。例えば、患者の口腔構造のモデルはまず、パリレンの初期層の蒸着後に、口蓋拡張器６０を部分的に構築するように構築され得る。初期パリレン層の形成に続いて、口蓋拡張器６０の一部を、一時的なマスキング材料によってマスクすることができる。いくつかの例では、マスキング材料は、所望の幾何学的間隙間隔（例えば、分割ビーム６４の関連する間隙間隔）を画定してもよく、又は、追加のパリレン蒸着が望まれない口蓋拡張器６０の部分を覆ってもよい。いくつかの例では、マスキング材料は、口蓋拡張器６０又は他の歯科装具が完全に形成され所定のサイズにトリミングされた後で容易に除去できるように容易に変形される、柔軟な材料であってもよい。例示的なマスキング材料としては、例えば、シリコーンゴム、又は非常に弾性率の低いポリウレタンが挙げられる。マスキング材料は、パリレン接着に対する耐性を本来的に有してもよいか、又は、後処理中にマスキング材料をパリレンから後で分離することを可能にする、好適な離型剤でコーティングされてもよい。他の例では、マスキング材料は、ワックス若しくはポリカプロラクトン（polycaprolactone、ＰＣＬ）などの比較的低い融点を有する材料、又はポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol、ＰＶＡ）などの可溶性材料から構成されてもよい。その場合、マスキング材料を、材料を加熱及び溶融することで、又は材料を水若しくはアルコールなどの溶媒に曝露することでのいずれかで、液化によって除去することができる。

所望のようにマスキング材料を蒸着させた後で、露出した先に蒸着させたパリレンのセグメントと一体に結合する、パリレン形成を完了させるパリレンの追加の層を、物品に適用してもよい。次いで、得られた口蓋拡張器６０又は他の歯科用物品を、適切なサイズ又は形状にトリミング又は切断し、マスキング材料を除去することができる。

他の例では、ビーム６４又はプレート６６などの補助部分は、モデルと隣り合って完全にパリレンコーティングの下か、又は上記したようにパリレンの層同士の間に埋め込まれるかのいずれかで、パリレン内に永続的に埋め込むことができる。パリレンの任意の又は全ての層が適用された後で、埋め込まれた部分の一部を露出させるために、装具の選択的トリミングを行ってもよい。

ビーム６４及びプレート６６を第１のセグメント６２Ａ及び第２のセグメント６２Ｂに一体に取り付けるための上記したプロセスはまた、コア構成要素１４を含む少なくとも１つのセグメント１２を含むそれぞれの歯科用デバイス１０に、他の歯列矯正構造、アタッチメントなどを組み込むためにも使用できる。それぞれの歯列矯正構成要素は、患者の口腔構造のモデル５０に対して所望の位置に設置され、パリレン蒸着プロセスを通じてそれぞれのコア構成要素１４に一体的に接続されてもよい。いくつかのそのような例では、コア構成要素１４は、モデル５０が画定している患者の口腔構造を模倣する、複雑な三次元形状を依然として画定し得る。

図７は、診療所１０４と製造施設１１０が、患者１０２用の歯科用物品１１２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１００を示すブロック図である。歯科用物品１１２は、上記した歯科用物品１０、２０、又は６０のうちのいずれか１つを含み得る。最初に、診療所１０４の歯科矯正医は、任意の適切な画像化技術を使用して患者１０２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１０６（例えば、患者１０２の歯科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線画像を生成してもよい。あるいは、医師は、患者の歯科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）、レーザー走査、口腔内走査、歯科印象のＣＴスキャン、印象から鋳込み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）、又は三次元（３Ｄ）データ取得の任意の他の好適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，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）によって開発され、参照により本明細書中に組み込まれる国際公開第２００７／０８４７２７号（Ｂｏｅｒｊｅｓら）に記載されているアクティブ波面サンプリング（active wavefront sampling）を用いる口腔内スキャナなどの手持式口腔内スキャナを使用して提供してもよい。あるいは、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１０２の歯の陰性の印象を走査することによって、デジタル歯科構造データ１０６を提供してもよい。更に別の選択肢として、患者１０２の歯の陽性の物理的モデルを画像化することにより、又は患者１０２の歯のモデルに対して接触プローブを使用することにより、デジタル歯科構造データ１０６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）などの好適な印象材から、患者１０２の歯列の印象をキャスティングし、キャスティング材料（歯列矯正石膏又はエポキシ樹脂など）を印象に鋳込み、キャスティング材料を硬化させることによって作製することができる。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、参照により本明細書中に組み込まれる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、歯列の見えていない特徴部、例えば、患者１０２の歯根、及び患者１０２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、デジタル歯科構造データ１０６は、これら特徴部のいくつかの３Ｄ画像を用意し、続いて、それらをともに「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、口腔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。二次元（two-dimensional、２Ｄ）歯科画像の３Ｄ歯科画像とのスケーリング及びレジストレーションについては、参照により本明細書中に組み込まれる米国特許第６，８４５，１７５号（Ｋｏｐｅｌｍａｎら）及び同じく参照により本明細書中に組み込まれる米国特許出願公開第２００４／００２９０６８号（Ｂａｄｕｒａら）に記載されている。参照により本明細書中に組み込まれる発行済みの米国特許第７，０２７，６４２号（Ｉｍｇｒｕｎｄら）及び同じく参照により本明細書中に組み込まれる米国特許第７，２３４，９３７号（Ｓａｃｈｄｅｖａら）は、種々の３Ｄ源から提供されたデジタル画像を一体化する技術の使用について記載している。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含む。歯科構造としては、歯列弓の１本以上の歯の歯冠又は歯根、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、歯列矯正装置、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、任意の部分を挙げることができるが、これらに限定されない。

デジタル歯科構造データ１０６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しなければならない。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。典型的には、この点群を表面に構成し、１本以上の歯、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の診断及び治療において有用となるように、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。有利には、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、歯同士の間に介在する間隔などの診断情報、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、石膏モデル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輸送して行き来させる必要を低減する又はなくすことは、カスタマイズされた装具の顧客及び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１０６の生成後、診療所１０４は、デジタル歯科構造データ１０６をデータベースの患者記録内に保存してもよい。診療所１０４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１０４は、ネットワーク１１４を介して、（任意選択的に製造施設１１０内の）中央データベースを遠隔に更新してもよい。デジタル歯科構造データ１０６を保存した後に、診療所１０４は、デジタル歯科構造データ１０６を製造施設１１０に電子的に通信する。あるいは、製造施設１１０は、デジタル歯科構造データ１０６を中央データベースから取り出してもよい。あるいは、製造施設１１０は、既存のデジタル歯科構造データ１０６を、診療所１０４とは無関係のデータソースから取り出してもよい。

診療所１０４はまた、医師の診断と患者１０２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１０８を、製造施設１１０に転送してもよい。いくつかの例では、処方データ１０８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１０６は、患者１０２の歯科構造のデジタル表現であってもよい。診療所１０４の医師は、デジタル表現を精査し、患者１０２の個々の歯の所望の移動、間隔、及び最終位置のうちの、少なくとも１つを示してもよい。例えば、患者１０２の個々の歯の所望の移動、間隔、又は最終位置は、歯科用物品１１２によって治療の各段階で患者１０２の歯に加えられることになる力に影響し得る。患者１０２の個々の歯の所望の移動、間隔、又は最終位置のうちの少なくとも１つによって、医師、製造施設１１０の技師、及び製造施設１１０のコンピュータが、患者１０２の歯の所望の移動をもたらすように、歯科用物品１１２のためのモデル５０の選択される寸法、形状、及び構造のうちの少なくとも１つを決定することが可能になる。デジタル表現の精査後、デジタル歯科構造データ１０６を、製造施設１１０に転送することができる。製造施設１１０は別の場所にあってもよく、又は診療所１０４内にあってもよい。

例えば、それぞれの診療所１０４は、臨床的環境において臨床医又は助手がローカルにインストールされたソフトウェアを使用して治療計画及びデジタル設計を完全に実施できるように、製造施設１１０に代わるそれ独自の設備を含んでもよい。製造はまた、３Ｄプリンタ（又は積層造形の他の方法によって）及びＣＶＤ機器の使用によって、診療所内で行ってもよい。３Ｄプリンタは、付加プリンティングによって、患者１０２の歯科構造及び／又は歯科用物品１１２の部分の物理的表現（例えば、モデル５０）に関する、複雑な特徴部の製造を可能にする。３Ｄプリンタは、患者１０２の本来の歯科構造及び患者１０２の所望の歯科構造の繰り返しのデジタル設計を使用して、患者１０２の所望の歯科構造の複雑な三次元モデル５０を生成できる。製造は、未硬化樹脂を除去し、支持構造を除去する、又は様々な部品を組み立てる後処理を含んでもよく、後処理は、臨床的環境においても必要なことがあり、実行され得るであろう。モデル５０が形成されると、コア構成要素１４及び結果的な歯科用物品１１２を製造するために、図９に関して上記したプロセスなどのＣＶＤを使用することができる。

製造施設１１０では、患者１０２のデジタル歯科構造データ１０６を用いて、患者１０２の歯を配置し直すための歯科用物品１１２を構築する。その後のある時点で、製造施設１１０は、歯科用物品１１２を診療所１０４に、又はその代わりに患者１０２に直接、転送する。例えば、歯科用物品１１２は、順序付けられた歯科用物品であってもよい。その場合患者１０２は、患者１０２の歯を配置し直すために、歯科用物品１１２を、所定のスケジュールに従って長期にわたり順次装着する。例えば、患者１０２は歯科用物品１１２を、約１週間〜約６週間、例えば約２週間〜約４週間、又は約３週間、装着してもよい。任意選択的に、患者１０２は、歯科用物品１１２による治療の経過の定期的な観察のために、診療所１０４に戻ってもよい。

そのような定期的な観察の間に、歯科用物品１１２の長期の順次装着に関する患者１０２の所定のスケジュールを、臨床医が調整してもよい。観察には、一般に、患者１０２の歯の目視検査を含むとともに、デジタル歯科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、新たな歯科用物品１１２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１０６を製造施設１１０に送信することによって、歯科用物品１１２による患者１０２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、歯科用物品１１２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１０６を製造施設１１０に送信してもよい。加えて、歯科用物品１１２による治療の所定のスケジュールの完了後に、臨床医は、新たな歯科用物品を製造施設１１０に要求し、患者１０２の治療を継続してもよい。

図８は、本開示の一例による、診療所１０４で実施されるデジタル歯科構造データを生成するプロセス１３０を示すフロー図である。最初に、医師が診療所１０４において、患者１０２から患者の個人情報及び他の情報を収集し、患者記録を作成する（１３２）。記載されているように、患者記録は、診療所１０４内に配置されていてもよく、任意選択的に、製造施設１１０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１０４がネットワーク１１４を介してリモートアクセス可能な製造施設１１０のデータベース内に、又は製造施設１１０と診療所１０４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もよい。

次に、任意の好適な技術を用いて患者１０２のデジタル歯科構造データ１０６を生成し（１３４）、これにより、仮想歯科構造を作成してもよい。デジタル歯科構造データ１０６は、歯科構造の二次元（２Ｄ）画像及び／又は三次元（３Ｄ）表現から構成されてもよい。一例では、歯科構造の３Ｄ表現は、（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１０４は、ＣＢＣＴスキャナにより生成した（放射線画像の形態の）３Ｄデジタル歯科構造データ１０６を、診療所１０４内、又はその代わりに、製造施設１１０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、複数のスライスの形態であってもよい、ＣＢＣＴスキャナからのデジタル歯科構造データ１０６を処理し、３Ｄモデリング環境内で操作することができる歯科構造のデジタル表現を計算する。

２Ｄ放射線画像が使用される（１３６）場合、医師は、３Ｄデジタルデータを更に生成（１３８）してもよい。３Ｄデジタル歯科構造データ１０６は、例えば、患者１０２の歯科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１０２の歯列弓の物理的印象又は模型は、（Ｌａｓｅｒ Ｄｅｓｉｇｎ，Ｉｎｃ．（Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な）ＯＭ−３Ｒスキャナ、又は（ＧＯＭ ＧｍｂＨ（Ｂｒａｕｎｓｃｈｗｅｉｇ、Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能な）ＡＴＯＳ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。あるいは、医師は、咬合面の３Ｄデジタル歯科構造データ１０６を、患者１０２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、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「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、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、「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科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、最初に、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１０２の歯科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、歯科構造の３Ｄデジタルデータは歯科構造の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、患者の歯列弓の印象の産業用ＣＴスキャン又は模型の可視光（例えば、レーザー）走査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 Ｓｙｓｔｅｍｓ 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号に記載される位置合わせ技術を使用してもよい。

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科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対話することによって、医師は、患者１０２の個々の歯の最終位置、治療のそれぞれの段階の持続時間、又は治療段階の数、治療の段階中の患者１０２の歯に対する力の方向若しくは大きさなどの表示を選択することなどによって、治療情報を生成する（１４０）。例えば、患者１０２の個々の歯の最終位置、治療のそれぞれの段階の持続時間、又は治療段階の数は、歯科用物品１１２による治療の各段階における、患者１０２の歯に対する力の方向又は大きさに影響を及ぼすことができる。

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すると、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１０８を記録する（１４２）。その後、処方データ１０８は、製造施設１１０がモデル５０及び歯科用物品１１２を構築できるように、製造施設１１０に中継される（１４４）。

歯科矯正診療所にいる歯科矯正医に関して記載したが、図８に関して検討した工程の１つ以上は、製造施設１１０にいるユーザなどの遠隔ユーザによって実施されてもよい。例えば、歯科矯正医は、放射線画像データと患者の印象又は模型とを製造施設１１０に送信するのみであってもよく、製造施設１１０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１０４の歯科矯正医に送信してもよく、歯科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９は、ネットワーク１１４を介して製造施設１１０に接続されたクライアントコンピュータ１５０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タ１５０は、モデリングソフトウェア１５２の動作環境を提供する。モデリングソフトウェア１５２は、患者１０２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１５２は、ユーザインターフェース１５４と、アライメントモジュール１５６と、レンダリングエンジン１５８と、を含む。

ユーザインターフェース１５４は、患者１０２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（graphical user interface、ＧＵＩ）を提供する。加えて、ユーザインターフェース１５４は、モデル化された歯列弓内の患者１０２の歯を操作するために、診療所１０４の医師１６０から、例えば、キーボード及びポインティングデバイス、タッチスクリーンなど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１５２は、ネットワークインターフェース１７０を介して製造施設１１０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１５２は、データベース１６２と対話して、治療データ１６４、患者１０２の歯科構造に関する３Ｄデータ１６６、及び患者データ１６８などの様々なデータにアクセスする。データベース１６２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（database management system、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１６２は、クライアントコンピュータ１５０のローカルとして示されるが、クライアントコンピュータ１５０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１１４を介してクライアントコンピュータ１５０に結合してもよい。

治療データ１６４は、医師１６０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１０２の歯の診断又は再配置情報を表す。例えば、治療データ１６４は患者の歯科構造のモデリングデータを含んでもよく、この結果、治療計画全体にわたって選択された大きさ及び方向の力ベクトルが歯科用物品１１２によって各歯に適用されることになり得る。

患者データ１６８は、医師１６０に関連する１人以上の患者の一群、例えば、患者１０２を表す。例えば、患者データ１６８は、各患者１０２に関する氏名、出生日、及び歯科疾病歴などの一般的な情報を特定する。

レンダリングエンジン１５８は、３Ｄデータ１６６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１５４により医師１６０に提示される３Ｄ図を生成する。より具体的には、３Ｄデータ１６６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１５８は、各オブジェクトを加工し、３Ｄ環境内で医師１６０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１５４は、レンダリングされた３Ｄ三角メッシュを医師１６０に対して表示し、医師１６０が３Ｄ環境内で視点を変更し、オブジェクトを操作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（１３Ｄ）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とも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。このそれぞれはその全体が参照により組み込まれる。

クライアントコンピュータ１５０は、モデリングソフトウェア１５２を保存し、かつ実行するために、プロセッサ１７２とメモリ１７４とを含む。メモリ１７４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、ソリッドステートドライブ（ＳＤＤ）、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挙げることもできる。

プロセッサ１７２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１７４は、プロセッサ１７２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。他の実施例では、本技術は、プロセッサ１７２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１７２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もよい。

クライアントコンピュータ１５０は、患者の３Ｄ歯科構造のデジタル表現と、任意選択的に、治療データ１６４及び／又は患者データ１６８とを製造施設１１０のコンピュータ１８０にネットワーク１１４を通じて送信するように構成されている。コンピュータ１８０は、ユーザインターフェース１８２を含む。ユーザインターフェース１８２は、歯のデジタルモデルの３Ｄ表現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１８２は、患者の３Ｄ歯科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１８０は、歯科用物品１１２が患者によって装着されたときに、１本以上の歯をそれらの初期位置から最終位置へと配置し直すようにモデル５０及び歯科用物品１１２を構築するのに必要な寸法及び形状を自動的に決定するように、更に構成されてもよい。コンピュータ１８０は、コア構成要素１４以外の追加の歯科用構成要素６６の位置決めを更に決定することができる。コンピュータ１８０は、モデル５０及び／又は歯科用物品１１２の製造のために、モデル５０のデジタルモデルをコンピュータ支援製造システム１８４に送信するか、又は別の方法で送ることができる。

例えば、コンピュータ１８０は、モデル５０の寸法及び形状のうちの少なくとも１つを決定するように構成されてもよい。コンピュータ１８０は、寸法及び形状の精査を含む、ユーザが精査するためのモデル５０及び／又は歯科用物品１１２のデジタル表現を提示してもよい。代わりに、又は加えて、コンピュータ１８０は、ユーザからの入力を受け入れて、患者１０２のモデル５０及び／又は歯科用物品１１２の寸法及び形状を決定することができる。例えば、ユーザ入力は、自動的に決定された寸法又は形状のうちの少なくとも１つに影響を及ぼすことができる。

クライアントコンピュータ１５０及びコンピュータ１８０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タ１５０及び／又はコンピュータ１８０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、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、本明細書に記載する歯科装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、歯科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、取り外し可能な歯科装具の形状及び寸法は、コンピュータ１８０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１８０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すべ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タ１５０とコンピュータ１８０との間で送信される、又は別の方式で特別仕様の歯科装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、大幅に小さくできる。

図１０は、歯科用物品１１２の構築のために製造施設１１０において行われるプロセス２００を示すフロー図である。いくつかの例では、歯科用物品１１２は、歯科用物品１１２のうちの１つ以上を含んでもよい。製造施設１１０のコンピュータ１８０は、患者の１本以上の歯の初期位置を含むデジタル歯科構造データ１０６及び処方データ１０８を診療所１０４から受信する（２０２）。あるいは、コンピュータ１８０は、コンピュータ１８０内にある又はそうでなければコンピュータ１８０によってアクセス可能なデータベースから、情報を取り出すことができる。診療所１０４がまだ行っていない場合には、コンピュータ１８０に関わる訓練されたユーザが、コンピュータ１８０上で実行されるコンピュータ化モデリング環境と対話し、患者の歯科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１０８を生成してもよい。他の実施例では、コンピュータ１８０は、患者の歯科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。

コンピュータ１８０が患者の歯科構造を受信すると、コンピュータ１８０は、患者の歯科用物品１１２の寸法及び形状を決定する（２０４）。取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状は、取り外し可能な歯科装具が患者によって装着されたときに患者の１本以上の歯をそれらの初期位置から最終位置へと配置し直すように構成される。同じ又は更なる実施例では、コンピュータ１８０は、順次装着されるように構成された患者の歯科用物品１１２の寸法及び形状を決定する。

いくつかの例では、歯科用物品１１２の寸法及び形状を決定することは、コンピュータ１８０によって、歯科用物品１１２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。予め設計された設計制約のセットは、歯科用物品１１２が患者によって装着され、かつ囲まれた歯がそれらの初期位置にあるときに、囲まれた歯のうちの１本以上に加えられる最小及び最大局所力、囲まれた歯のうちの１本以上に加えられる最小及び最大回転力、囲まれた歯のうちの１本以上に加えられる最小及び最大並進力、囲まれた歯のうちの１本以上に加えられる最小及び最大合力、並びに取り外し可能な歯科装具に加えられる最小及び最大歪みを含むがこれらに限定されない、１つ以上の因子を含み得る。歯周靭帯に対して骨リモデリング及び歯の移動をもたらすのに十分な圧力を与えるためには、最低限の力を加える必要がある。

歯科用物品１１２の寸法及び形状の決定時、コンピュータ１８０は、有限要素法（ＦＥＡ）を用いて、患者の歯及び歯科用物品１１２にかかる力を分析してもよい。例えば、コンピュータ１８０は、順序付けられた歯科用物品を含む治療を示す、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１８０は、所望の力を歯に加えるための歯科用物品１１２の適切な構造を選択するために、ＦＥＡを使用してもよい。加えて、コンピュータ１８０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１８０は、歯科用物品１１２の設計時、ＦＥＡ力分析において、歯科用物品１１２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。コンピュータ１８０は、力の印加を最適化し、治療時間を低減し、患者の快適性を改善するなどのために、歯が移動されることになる順序を更に決定することができる。

いくつかの例では、取り外し可能な歯科用物品１１２の寸法及び形状を決定することは、コンピュータ１８０によって、コア構成要素１４の厚さ、任意選択的なコーティング層２２の配置、追加の歯科用構成要素６６、６８の導入及び配置を、歯科用物品１１２が患者によって装着されたときに、患者の１本以上の歯をそれらの初期位置から最終位置へと配置し直すのに適した剛性を提供するように、選択することを含む。

歯科用物品１１２の寸法及び形状は、コンピュータ１８０のユーザインターフェース１８２を介してユーザに提示されてもよい（２０６）。歯科用物品１１２の寸法及び形状がユーザインターフェース１８２を介してユーザに提示される実施例では、ユーザは、設計データがコンピュータ支援製造システム１８４に送られる前に、設計制約を調整する又は歯科用物品１１２の寸法及び形状を直接調整する機会を有してもよい。いくつかの例では、歯科用物品１１２の寸法及び形状は、歯科用物品１１２がコンピュータ支援製造システム１８４によって製造される際に、コンピュータ１８０によって直接ユーザに提示されてもよい。例えば、コンピュータ１８０は、歯科用物品１１２を形成する際に使用されるモデル５０のデジタルモデルをコンピュータ支援製造システム１８４に送信してもよく、コンピュータ支援製造システム１８４は、パリレンのＣＶＤ適用に使用されるコンピュータ１８０からのデジタルモデルに従って、モデル５０を製造する。いくつかの例では、コンピュータ支援製造システム１８４は、歯科用物品１１２を構築する際に使用される任意選択のコーティング２２又は追加の歯科用構成要素６６及び６８のうちの１つ以上などの、歯科用物品１１２の一部分を製造することができる。

しかしながら、患者のモデル５０及び／又は歯科用物品１１２の寸法及び形状がコンピュータ１８０のユーザインターフェース１８２を介してユーザに提示され得る例においても、ユーザの承認後、コンピュータ１８０は、モデル５０及び／又は歯科用物品１１２のデジタルモデルをコンピュータ支援製造システム１８４に送り（２０８）、コンピュータ支援製造システム１８４は、モデル５０及び／又は歯科用物品１１２の一部をコンピュータ１８０からのデジタルモデルに従い製造する（２１０）。いくつかの例では、コンピュータ支援製造システム１８４は、３Ｄプリンタを含んでもよい。

他の例では、モデル５０は、３Ｄプリンタによる患者の口腔構造（例えば、歯）の表現をプリントすること、歯の表現を覆う歯科用物品１１２の部分を熱成形すること、コア構成要素１４のＣＶＤ適用、及び余分な材料をトリミングすること（任意選択的に、ＣＮＣ又はロボット機械、例えばエンドミル又はレーザーカッターなどによって自動化される）を含んでもよい。患者の歯の表現は、歯科用物品１１２の部分又は構成要素の形成を容易にするための、隆起した表面を含んでもよい。

いくつかの例では、図１０に関し記載した技術を、コンピュータ１５０、コンピュータ１８０、又は両方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、図１０に関して記載され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ことができる。

歯科用物品１１２の設計後、製造施設１１０は歯科用物品１１２をデジタル歯科構造データ１０６及び処方データ１０８に従い作製する（２１０）。最終的な歯科用物品１１２の構築には、３Ｄプリント、ＣＶＤの適用、熱成形、射出成形、ロストワックス鋳造、５軸ミリング加工、レーザー切削加工、スナップ嵌合及びオーバーモールドなどのプラスチック及び金属のハイブリッド製造技術、並びに他の製造技術を含んでもよい。

図１１は、順序付けられた歯科用物品を使用した治療の連続的な繰り返しを示すフロー図４００である。順序付けられた歯科用物品は、患者の１本以上の歯を配置し直すように構成される。いくつかの例では、順序付けられた歯科用物品は、歯科用物品１１２のうちの１つ以上を含んでもよい。

治療は、治療の第１の繰り返しから開始する（４０２）。治療の第１の繰り返しの開始時、患者の歯は隔離（detention）状態Ｘによって示されるような歯の初期位置にある（４０４）。順序付けられた歯科用物品の設計を容易にするために、患者の歯の走査が、例えば、上記したように行われる（４０６）。患者の歯の走査から、コンピュータ、例えばコンピュータ１５０は、順序付けられたセット内の歯科用物品１１２に関する異なる２つの形状及び寸法、すなわち第１のセットアップＸ_ａ ４０８Ａ及び第２のセットアップＸ_ｂ ４０８Ｂ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。米国特許第８，７３８，１６５号はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。コンピュータは、患者の歯のデジタルモデルを最初に調整して、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、第１のセットアップＸ_ａ ４０８Ａ及び第２のセットアップＸ_ｂ ４０８Ｂを決定してもよい。その後、コンピュータは、順序付けられたセット内のモデル５０及び／又は歯科用物品１１２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。順序付けられたセット内の歯科用物品１１２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歯科用物品１１２が患者によって装着されることになる治療時に歯の予想位置で歯に加えられる予想される力に従って、順序付けられたセット内の歯科用物品１１２を設計してもよい。

いくつかの例では、少なくとも２つ、例えば６つの歯科用物品１１２を製造するための第１のセットアップＸ_ａ ４０８Ａ及び第２のセットアップＸ_ｂ ４０８Ｂのそれぞれを使用して、少なくとも１つ、例えば３つの異なる歯科用物品１１２を製造できる。例えば、第１のセットアップＸ_ａ ４０８Ａを使用して、第１の歯科用物品１１２Ｘ_ａ、軟質 ４１０Ａ、第２の歯科用物品１１２Ｘ_ａ、中間 ４１０Ｂ、及び第３の歯科用物品１１２Ｘ_ａ、硬質 ４１０Ｃを製造してもよく、第２のセットアップＸ_ｂ ４０８Ｂを使用して、第４の歯科用物品１１２Ｘ_ｂ、軟質 ４１０Ｄ、第５の歯科用物品１１２Ｘ_ｂ、中間 ４１０Ｅ、及び第６の歯科用物品１１２Ｘ_ｂ、硬質 ４１０Ｆを製造してもよい。第１、第２、及び第３の歯科用物品１１２ ４１０Ａ〜４１０Ｃは、例えば、コア構成要素１４の組成、コーティング２２の組成、他の歯科用構成要素（例えば、６６及び６８）の組成、相対的な厚さなどを変更することによって、異なる剛性特性を含み得る。例えば、第２の歯科用物品１１２ ４１０Ｂ及び第３の歯科用物品１１２ ４１０Ｃは、第１の歯科用物品１１２ ４１０Ａよりも高い剛性特性を有し得、第３の歯科用物品１１２ ４１０Ｃは、第２の歯科用物品１１２ ４１０Ｂよりも高い剛性特性を有し得る。同様に、第４、第５、及び第６の歯科用物品１１２ ４１０Ｄ〜４１０Ｆは、異なる剛性特性を含んでもよい。

歯科用物品１１２ ４１０Ａ〜４１０Ｆは、患者によって長期にわたり順次装着され得る。例えば、歯科用物品１１２ ４１０Ａ〜４１０Ｆは、約１週間〜約６週間、例えば約２週間〜約４週間、又は約３週間、装着されてもよい。歯科用物品１１２ ４１０Ａ〜４１０Ｆを使用した治療計画の後、患者の歯は、隔離（detention）状態Ｘ＋１（４１２）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ってもよい。

患者の歯が歯列状態Ｘ＋１に又はその付近にあると、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（４１４）。治療の第１の繰り返しが、患者の歯の許容可能な最終位置をもたらした場合、治療は、終了することができる（４１６）。しかしながら、治療の第１の繰り返しによって、患者の歯の許容可能な最終位置がもたらされなかった場合、１回以上の追加の治療の繰り返しを実施してもよい。治療の次の繰り返しを開始するために、臨床医は、患者の歯の走査をもう一度行って、その後の順序付けられた歯科用物品のセットの設計を容易にすることができる（４０６）。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、患者の歯科用物品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転送す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、歯科用物品１１２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。

図１１の技術は、１つの特定の実施例を示すものであり、図１１の技術に本開示の趣旨の範囲内において種々の改良を施してもよい。別の例として、順序付けられた歯科用物品のうちの各歯科用物品１１２は、固有の形状及び寸法を有してもよく、順序付けられた歯科用物品のうちの各歯科用物品１１２は、実質的に同じ又は同様な剛性特性を有する材料で作製されてもよい。別の例として、順序付けられた歯科用物品のうちの各歯科用物品１１２は、異なる選択された寸法及び／又は形状を含み得る。

実施形態
Ａ．口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品であって、少なくとも１つのセグメントはコア構成要素を備え、コア構成要素は過半量のパリレンを含む、歯科用物品。

Ｂ．コア構成要素は少なくとも９５重量パーセント（重量％）のパリレンを含む、実施形態Ｂに記載の歯科用物品。

Ｃ．少なくとも１つのセグメントは少なくとも９５重量％のパリレンを含む、実施形態Ａ又はＢに記載の歯科用物品。

Ｄ．少なくとも１つのセグメントは、患者の口腔構造に接触するように構成された少なくとも１つのセグメントの表面から垂直に測定されるセグメント厚さを画定し、セグメント厚さの少なくとも８０％はコア構成要素からなる、実施形態Ａ〜Ｃのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｅ．コア構成要素はコア厚さを画定し、コア厚さはコア構成要素全体にわたって約±５％未満である厚さ変動を画定する、実施形態Ａ〜Ｄのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｆ．コア構成要素は歯科用物品の構造部材を画定し、患者が装着時に患者の歯に矯正力を加えて患者の歯列構成を新しい所望の構成に向けて付勢するよう構成された、実施形態Ａ〜Ｅのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｇ．少なくとも１つのセグメントは、コア構成要素上に少なくとも１つの無機コーティングを更に備える、実施形態Ａ〜Ｆのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｈ．少なくとも１つの無機コーティングは金属酸化物を含む、実施形態Ｇに記載の歯科用物品。

Ｉ．金属酸化物は、酸化銀、酸化亜鉛、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム、及びこれらの合金から選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む、実施形態Ｈに記載の歯科用物品。

Ｊ．金属酸化物は、銀ドープされた酸化亜鉛、銀ドープ及びアルミニウムドープされた酸化亜鉛、銀ドープされた酸化チタン、アルミニウムドープされた酸化亜鉛、酸化チタン、並びに銀ドープ及び銅ドープされた酸化亜鉛から選択される、実施形態Ｉに記載の歯科用物品。

Ｋ．少なくとも１つのセグメントは、コア構成要素上に少なくともポリマーハードコートを更に備える、実施形態Ａ〜Ｊのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｌ．少なくとも１つのセグメントは、歯科用トレイアライナ、ナイトガード、歯科用アタッチメント、リテーナ、口蓋拡張器、又はマウスガードの一部分を画定する、実施形態Ａ〜Ｋのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｍ．歯科用物品は少なくとも９５重量％のパリレンを含む、実施形態Ａ〜Ｌのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｎ．複雑な三次元形状は、少なくとも１本の歯の口腔構造の輪郭に従うように構成されている、実施形態Ａ〜Ｍのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｏ．少なくとも１つのセグメントに取り付けられた歯科用構成要素を更に備える、実施形態Ａ〜Ｎのいずれか１つに記載の歯科用物品。

Ｐ．歯科用構成要素はパリレン以外のコア材料を含む、実施形態Ｏに記載の歯科用物品。

Ｑ．歯科用構成要素はパリレンを含むコーティング層を備える、実施形態Ｏ又はＰに記載の歯科用物品。

Ｒ．パリレンを含むコーティング層は歯科用構成要素を封入している、実施形態Ｑに記載の歯科用物品。

Ｓ．パリレンを含むコーティング層はコア構成要素と一体に形成されている、実施形態Ｑ又はＲに記載の歯科用物品。

Ｔ．歯科用構成要素は口蓋拡張器又は歯科用トレイアライナの一部を備える、実施形態Ｑ又はＲに記載の歯科用物品。

Ｕ．患者の口腔構造の三次元モデルを形成することと、
口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを備える歯科用物品を形成することとを含み、少なくとも１つのセグメントを形成することは、パリレンを含む層をモデル上に蒸着させることであって、層は過半量のパリレンを含む、蒸着させることと、パリレンを含む層を使用して、少なくとも１つのセグメントのコア構成要素を形成することと、を含む、方法。

Ｖ．歯科用物品を形成することは、
パリレンを含む層をモデル上に蒸着させた後、層を選択された形状にトリミングしてコア構成要素を形成することと、

コア構成要素をモデルから分離することと、を更に含む、実施形態Ｕに記載の方法。

Ｗ．患者の口腔構造の三次元モデルを形成することは、モデルを三次元プリントすること、又はモデルを成形することを含む、実施形態Ｖに記載の方法。

Ｘ．パリレンを含む層をモデル上に蒸着させることは、パリレンを含む層を化学蒸着することを含む、実施形態Ｕ〜Ｗのいずれか１つに記載の方法。

Ｙ．モデル上にパリレンを含む層を蒸着させる前に、モデルを剥離剤でコーティングすることを更に含む、実施形態Ｕ〜Ｘのいずれか１つに記載の方法。

Ｚ．歯科用物品を形成することは、歯科用トレイアライナ、ナイトガード、歯科用アタッチメント、リテーナ、口蓋拡張器、又はマウスガードを形成することを含む、実施形態Ｕ〜Ｙのいずれか１つに記載の方法。

ＡＡ．コア構成要素を無機材料又はポリマーハードコートでコーティングすることを更に含む、請求項Ｕ〜Ｚのいずれか１つに記載の方法。

ＢＢ．コア構成要素をコーティングすることは、コア構成要素を無機材料でコーティングすることを含み、無機材料は、金属、金属合金、金属酸化物、金属塩、セラミック、ガラス、又は鉱物のうちの少なくとも１つを含む、実施形態ＡＡに記載の方法。

ＣＣ．口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品であって、少なくとも１つのセグメントはコア構成要素を備え、コア構成要素は、化学蒸着プロセスによって口腔構造のモデルを覆うようにパリレンを蒸着させることによって形成されている、歯科用物品。

ＤＤ．コア構成要素は少なくとも９５重量パーセント（重量％）のパリレンを含む、実施形態ＣＣに記載の歯科用物品。

ＥＥ．少なくとも１つのセグメントは、患者の口腔構造に接触するように構成された少なくとも１つのセグメントの表面から垂直に測定されるセグメント厚さを画定し、セグメント厚さの少なくとも８０％はコア構成要素からなる、実施形態ＣＣ又はＤＤに記載の歯科用物品。

ＦＦ．コア構成要素はコア厚さを画定し、コア厚さはコア構成要素全体にわたって約±５％未満である厚さ変動を画定する、実施形態ＣＣ〜ＥＥのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＧＧ．少なくとも１つのセグメントは、コア構成要素上に少なくとも１つの無機コーティングを更に備える、実施形態ＣＣ〜ＦＦのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＨＨ．少なくとも１つの無機コーティングは金属酸化物を含む、実施形態ＧＧに記載の歯科用物品。

ＩＩ．金属酸化物は、酸化銀、酸化亜鉛、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム、及びこれらの合金から選択される少なくとも１つの金属酸化物を含む、実施形態ＨＨに記載の歯科用物品。

ＪＪ．金属酸化物は、銀ドープされた酸化亜鉛、銀ドープ及びアルミニウムドープされた酸化亜鉛、銀ドープされた酸化チタン、アルミニウムドープされた酸化亜鉛、酸化チタン、並びに銀ドープ及び銅ドープされた酸化亜鉛から選択される、実施形態ＩＩに記載の歯科用物品。

ＫＫ．少なくとも１つのセグメントは、コア構成要素上に少なくともポリマーハードコートを更に備える、実施形態ＣＣ〜ＪＪのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＬＬ．少なくとも１つのセグメントは、歯科用トレイアライナ、ナイトガード、歯科用アタッチメント、リテーナ、口蓋拡張器、又はマウスガードの一部分を画定する、実施形態ＣＣ〜ＫＫのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＭＭ．歯科用物品は少なくとも９５重量％のパリレンを含む、実施形態ＣＣ〜ＬＬのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＮＮ．コア構成要素を形成するために使用される口腔構造のモデルは少なくとも１本の歯の形状を含み、複雑な三次元形状は少なくとも１本の歯の輪郭に従うようになっている、実施形態ＣＣ〜ＭＭのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＯＯ．少なくとも１つのセグメントに取り付けられた歯科用構成要素を更に備える、実施形態ＣＣ〜ＮＮのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＰＰ．歯科用構成要素はパリレン以外のコア材料を含む、実施形態ＯＯに記載の歯科用物品。

ＱＱ．歯科用構成要素は、歯科用構成要素を封入しているパリレンを含むコーティング層を備える、実施形態ＯＯ又はＰＰに記載の歯科用物品。

ＲＲ．パリレンを含むコーティング層はコア構成要素と一体に形成されている、実施形態ＱＱに記載の歯科用物品。

ＳＳ．歯科用構成要素は口蓋拡張器又は歯科用トレイアライナの一部を備える、請求項ＯＯ〜ＲＲのいずれか１つに記載の歯科用物品。

ＴＴ．コンピューティングデバイスによって、患者の三次元（３Ｄ）口腔構造のデジタル表現を受信することであって、口腔構造は患者の１つ以上の歯の初期位置を提供する、受信することと、コンピューティングデバイスによって、患者用の歯科用物品の寸法及び形状を決定することであって、歯科用物品は、複数の歯を少なくとも部分的に取り囲んで、口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な３Ｄ形状を画定するように構成された、少なくとも１つのセグメントを備え、歯科用物品の寸法及び形状は、患者が歯科用物品を装着したときに、患者の１つ以上の歯をそれらの初期位置から調整された位置へと配置し直すように構成されている、決定することと、歯科用物品の寸法及び形状に基づいて、口腔構造の３Ｄモデルを形成することと、歯科用物品を形成することとを含み、歯科用物品の少なくとも１つのセグメントを形成することは、パリレンを含む層を３Ｄモデル上に蒸着させることであって、層は過半量のパリレンを含む、蒸着させること、パリレンを含む層を選択された形状にトリミングして、少なくとも１つのセグメントのコア構成要素を形成することと、を含む、方法。

実施例１−パリレンＣコーティングされたポリウレタントレイの防汚性を、従来の歯科用物品に使用されるポリウレタントレイのサンプルと比較して試験した。両方の試験サンプルを、６０℃のコーヒー溶液に一晩入れた。ＧＲＡＮＤ Ｒａｐｉｄｓ（ＭＩ，ＵＳＡ）から入手可能なＸ−Ｒｉｔｅ Ｃｏｌｏｒ ｉ７分光光度計を使用して、各試験サンプルの色パラメータ（Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊）を定量化した。汚れ試験の結果を表１にまとめる。

実施例２−パリレンＣを、様々な表面処理を受けた歯科構造の２つの三次元モデルを覆うように蒸着させた。２つのモデルの組成を下の表２にまとめる。モデルＡを、Ｐｒｏｄｗａｙｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓが製造したＰｒｏｄｗａｙｓ ＬＤ７０００プリンタでプリントした。モデルＢを、Ａｓｉｇａが製造したＡｓｉｇａ ＨＤで中空プリントし、中空部分にＲＴＶ Ｓｉｌｉｃｏｎｅを充填して、パリレンからモデルの内面を保護した。

代表的なモデルＡを、表３に示すように様々な剥離コーティングで処理した。

代表的なモデルＢを、表４に示すように様々な剥離コーティングで処理した。

次いで歯科モデルを、化学蒸着を介してパリレンの層でコーティングした。選択された試験サンプルを真空チャンバ内に設置し、これを約０．１トールの圧力まで真空引きした。次いで、固体形態のパラキシリレンダイマーを加熱してモノマーパラキシリレンガスを生成し、これを試験サンプルを収容した真空蒸着チャンバ内に導入した。モノマーガスが試験サンプルの表面に接触すると、重合してパリレンＣ（例えば、芳香族水素のうちの１つを塩素原子で置換することで修飾されたポリ（パラキシリレン））が形成される。このプロセスを、約２５μｍの層の厚さが得られるまで継続した。パリレンコーティングチャンバを、モノマーがなくなるまでバッチ方式で６時間（１３回）稼働させた。

厚さ８０μｍのパリレンの層を、モデルＡ−０、モデルＡ−１、モデルＡ−２，及びモデルＡ−３に適用した。これらのうち、モデルＡ−１、モデルＡ−２、及びモデルＡ−３上のパリレンの層は、あったとしてもわずかな破断で、モデルから除去することができた。モデルＡ−０上のパリレンの層はその除去中にある程度の破断を経験した。厚さ８０μｍのパリレンの層をモデルＢ−０及びモデルＢ−１に適用した。モデルＢ−０及びモデルＢ−１上のパリレンの層がいずれも、取り外し中にある程度の破断を経験した。表５に研究結果を示す。

様々な実施例について説明してきた。これら及び他の実施例は、以下の特許請求の範囲内である。

Claims (20)

1. 口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを含む歯科用物品であって、前記少なくとも１つのセグメントはコア構成要素を備え、前記コア構成要素は過半量のパリレンを含む、歯科用物品。
2. 前記コア構成要素は、口腔構造のモデル上での化学蒸着プロセスからのパリレンを蒸着させることによって形成されている、請求項１に記載の歯科用物品。
3. 前記コア構成要素は少なくとも９５重量パーセント（重量％）のパリレンを含む、請求項１又は２に記載の歯科用物品。
4. 前記少なくとも１つのセグメントは少なくとも９５重量％のパリレンを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の歯科用物品。
5. 前記少なくとも１つのセグメントは、患者の前記口腔構造に接触するように構成された前記少なくとも１つのセグメントの表面から垂直に測定されるセグメント厚さを画定し、前記セグメント厚さの少なくとも８０％は前記コア構成要素からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の歯科用物品。
6. 前記コア構成要素はコア厚さを画定し、前記コア厚さはコア構成要素全体にわたって約±５％未満である厚さ変動を画定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の歯科用物品。
7. 前記少なくとも１つのセグメントは、前記コア構成要素上に少なくとも１つの無機コーティングを更に備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の歯科用物品。
8. 前記少なくとも１つの無機コーティングは、酸化銀、酸化亜鉛、酸化銅、酸化チタン、酸化アルミニウム、及びこれらの合金から選択される金属酸化物を含む、請求項７に記載の歯科用物品。
9. 前記金属酸化物は、銀ドープされた酸化亜鉛、銀ドープ及びアルミニウムドープされた酸化亜鉛、銀ドープされた酸化チタン、アルミニウムドープされた酸化亜鉛、酸化チタン、並びに銀ドープ及び銅ドープされた酸化亜鉛から選択される、請求項８に記載の歯科用物品。
10. 前記少なくとも１つのセグメントは、前記コア構成要素上に少なくともポリマーハードコートを更に備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の歯科用物品。
11. 前記複雑な三次元形状は、少なくとも１つの歯の前記口腔構造の輪郭に従うように構成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の歯科用物品。
12. 前記少なくとも１つのセグメントに取り付けられた歯科用構成要素を更に備え、前記歯科用構成要素は、前記歯科用構成要素を封入するパリレンを含むコーティング層を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の歯科用物品。
13. 前記少なくとも１つのセグメントに取り付けられた歯科用構成要素を更に備え、パリレンを含むコーティング層が前記コア構成要素と一体に形成されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の歯科用物品。
14. 前記歯科用構成要素は口蓋拡張器又は歯科用トレイアライナの一部を備える、請求項１２又は１３に記載の歯科用物品。
15. 患者の口腔構造の三次元モデルを形成することと、
    前記口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な三次元形状を画定する少なくとも１つのセグメントを備える歯科用物品を形成することとを含み、前記少なくとも１つのセグメントを形成することは、
    パリレンを含む層を前記モデル上に蒸着させることであって、前記層は過半量のパリレンを含む、蒸着させることと、
    前記パリレンを含む層を使用して、前記少なくとも１つのセグメントのコア構成要素を形成することと、を含む、方法。
16. 歯科用物品を形成することは、
    前記パリレンを含む層を前記モデル上に蒸着させた後、前記層を選択された形状にトリミングして前記コア構成要素を形成することと、
    前記コア構成要素を前記モデルから分離することと、を更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. パリレンを含む層を前記モデル上に蒸着させることは、前記パリレンを含む層を化学蒸着することを含む、請求項１５又は１６に記載の方法。
18. 前記歯科用物品を形成することは、歯科用トレイアライナ、ナイトガード、歯科用アタッチメント、リテーナ、口蓋拡張器、又はマウスガードを形成することを含む、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記コア構成要素を無機材料又はポリマーハードコートでコーティングすることを更に含み、前記無機材料は、金属、金属合金、金属酸化物、金属塩、セラミック、ガラス、又は鉱物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. コンピューティングデバイスによって、患者の三次元（３Ｄ）口腔構造のデジタル表現を受信することであって、前記口腔構造は前記患者の１つ以上の歯の初期位置を提供する、受信することと、
    前記コンピューティングデバイスによって、前記患者用の歯科用物品の寸法及び形状を決定することであって、前記歯科用物品は、複数の歯を少なくとも部分的に取り囲んで、前記口腔構造の輪郭に従うように構成された複雑な３Ｄ形状を画定するように構成された、少なくとも１つのセグメントを備え、前記歯科用物品の前記寸法及び形状は、前記患者が前記歯科用物品を装着したときに、前記患者の前記１つ以上の歯をそれらの初期位置から調整された位置へと配置し直すように構成されている、決定することと、
    前記歯科用物品の前記寸法及び形状に基づいて、口腔構造の３Ｄモデルを形成することと、
    前記歯科用物品を形成することとを含み、前記歯科用物品の前記少なくとも１つのセグメントを形成することは、
    パリレンを含む層を前記３Ｄモデル上に蒸着させることであって、前記層は過半量のパリレンを含む、蒸着させることと、
    前記パリレンを含む層を選択された形状にトリミングして、前記少なくとも１つのセグメントのコア構成要素を形成することと、を含む、方法。
    

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