JP2022528185A - 屈曲可能なフラップ及び円弧状部材を含む取り外し可能な歯科装具 - Google Patents
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Abstract
本発明は、患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体を備える取り外し可能な歯科装具に関する。装具本体は、初期位置において複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルと、装具本体と一体的に形成されてシェルのヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップとを画定する。屈曲可能なフラップは、屈曲可能なフラップの周りのヒンジ軸の第１の端部からヒンジ軸の第２の端部まで延び、円弧状部材を含む境界領域を画定する。１つの特定の実施形態では、円弧状部材は、シェルの平面から離れて延びるスプリングベローズを備える。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために、歯に力を加えるように構成されている。
Description
本開示は、アライメントトレイなどのポリマーベースの取り外し可能な歯科装具に関する。
歯列矯正の分野は、機能の改善及び審美的外観のために患者の歯を再配置することに関する。歯列矯正用デバイス及び治療方法は、一般に、歯を適切な咬合構成、又は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。一例として、歯列矯正治療は、患者の前歯、犬歯、及び小臼歯に固定される、ブラケットとして知られるスロット付き装具の使用を伴う。アーチワイヤは、典型的には各ブラケットのスロットに配置され、所望の向きに歯の移動を案内するための軌道として機能する。アーチワイヤの端部は、通常、患者の大臼歯に固定される、バッカルチューブとして知られる装具に受容される。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レベルを維持するために、歯科矯正医によって定期的に調整される。
歯列矯正治療はまた、透明トレイアライナ（clear tray aligner、ＣＴＡ）などのポリマーベースの歯アライメントトレイの使用を伴う場合がある。例えば、ＣＴＡによる歯列矯正治療は、１つ以上の歯に結合するシェルを有するトレイを形成することを含む。各シェルは、歯の初期位置、例えば、不正咬合位置から変形される位置に構築されてもよい。ＣＴＡのそれぞれのシェルの変形位置は、歯にとって初期位置と歯列矯正治療から生じる最終位置との間の中間位置である所望の位置に向かって、それぞれの歯に力を加える。
本開示は、装具本体と一体的に形成された少なくとも１つの屈曲可能なフラップを含むアライナトレイなどの取り外し可能な歯科装具と、その製造方法とを説明する。少なくとも１つの屈曲可能なフラップは、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために歯に力を加えるように構成されている。
いくつかの実施例では、本開示は、患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体を含む取り外し可能な歯科装具を記載する。装具本体は、初期位置において複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルと、装具本体と一体的に形成されてシェルのヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップとを画定する。屈曲可能なフラップは、屈曲可能なフラップの周りのヒンジ軸の第１の端部からヒンジ軸の第２の端部まで延びるフラップ境界領域を画定する。フラップ境界領域は、円弧状部材を含む。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために、歯に力を加えるように構成されている。
いくつかの実施例では、本開示は、患者の１つ以上の歯を再配置するように構成された取り外し可能な歯科装具の順序付けられたセットを含むシステムを記載する。取り外し可能な歯科装具のセット内の各取り外し可能な歯科装具は、患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体を含む。装具本体は、初期位置において複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルと、装具本体と一体的に形成されてシェルのヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップとを画定する。屈曲可能なフラップは、屈曲可能なフラップの周りのヒンジ軸の第１の端部からヒンジ軸の第２の端部まで延びるフラップ境界領域を画定する。フラップ境界領域は、円弧状部材を含む。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために、歯に力を加えるように構成されている。
いくつかの実施例では、本開示は、患者の歯科構造のモデルを形成することと、モデルに基づいて取り外し可能な歯科装具を形成することと、を含む方法を記載する。取り外し可能な歯科装具は、患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体を含む。装具本体は、初期位置において複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルと、装具本体と一体的に形成されてシェルのヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップとを画定する。屈曲可能なフラップは、屈曲可能なフラップの周りのヒンジ軸の第１の端部からヒンジ軸の第２の端部まで延びるフラップ境界領域を画定する。フラップ境界領域は、円弧状部材を含む。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために、歯に力を加えるように構成されている。
いくつかの実施例では、本開示は、コンピューティングデバイスによって患者の３次元（three-dimensional、３Ｄ）歯科構造のデジタル表現を受信することを含む方法を記載し、歯科構造は、複数の歯の初期位置を提供する。この方法はまた、コンピューティングデバイスによって取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状を決定することを含む。取り外し可能な歯科装具は、患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体を含む。装具本体は、初期位置において複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルと、装具本体と一体的に形成されてシェルのヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップとを画定する。屈曲可能なフラップは、屈曲可能なフラップの周りのヒンジ軸の第１の端部からヒンジ軸の第２の端部まで延びるフラップ境界領域を画定する。フラップ境界領域は、円弧状部材を含む。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために、歯に力を加えるように構成されている。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つ以上の歯を初期位置から所望の位置へと再配置するように構成される。寸法及び形状は、シェルの位置、寸法、及び形状、並びに屈曲可能なフラップの位置、寸法、及び形状を含む。この方法はまた、コンピューティングデバイスによって、取り外し可能な歯科装具の表現をコンピュータ支援製造システムに送信することを含む。
いくつかの実施例では、本開示は、実行されると、コンピューティングデバイスによって、患者の３次元（３Ｄ）歯科構造のデジタル表現を受信するようにプロセッサを構成する、コンピュータシステム実行可能命令を記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を記載し、歯科構造は、患者の複数の歯の初期位置を提供する。非一時的コンピュータ可読記憶媒体はまた、実行されると、コンピューティングデバイスによって、取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状を決定するようにプロセッサを構成する、コンピュータシステム実行可能命令を記憶する。取り外し可能な歯科装具は、患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体を含む。装具本体は、初期位置において複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルと、装具本体と一体的に形成されてシェルのヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップとを画定する。屈曲可能なフラップは、屈曲可能なフラップの周りのヒンジ軸の第１の端部からヒンジ軸の第２の端部まで延びるフラップ境界領域を画定する。フラップ境界領域は、円弧状部材を含む。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために、歯に力を加えるように構成されている。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つ以上の歯を初期位置から所望の位置へと再配置するように構成される。寸法及び形状は、シェルの位置、寸法、及び形状、並びに屈曲可能なフラップの位置、寸法、及び形状を含む。非一時的コンピュータ可読記憶媒体はまた、実行されると、コンピューティングデバイスによって、取り外し可能な歯科装具の表現をコンピュータ支援製造システムに送信するようにプロセッサを構成する、コンピュータシステム実行可能命令を記憶してもよい。
いくつかの実施例では、本開示は、患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体を含む取り外し可能な歯科装具を記載し、装具本体は、初期位置において複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルと、シェル上の装具本体と一体的に形成された力アクチュエータとを画定し、力アクチュエータは螺旋状構成を画定し、力アクチュエータは、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、歯を所望の位置に向かって移動させるために歯に力を加えるように構成されている。
本開示の１つ以上の実施例の詳細を添付図面及び以下の説明に示す。本開示の他の特徴、目的及び利点は、明細書及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。
本開示は、シェルのヒンジ軸から延びる装具本体と一体的に形成された少なくとも１つの屈曲可能なフラップと、シェルと対応する屈曲可能なフラップとの間のそれぞれのフラップ境界領域内に配置された少なくとも１つの円弧状部材と、を含む取り外し可能な歯科装具について記載する。取り外し可能な歯科装具による歯列矯正治療は、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ及びフラップ境界領域内の少なくとも１つの円弧状部材を使用して、患者の歯に加えられる力ベクトルをより良く制御することができる。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、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、所望の位置に向けて歯を移動させるために歯に力を加える。例えば、屈曲可能なフラップの静止位置は、歯の所望の位置によって画定される空間に侵入し得る。シェルは、シェルの内部に空隙を画定し、所望の位置に歯を受け入れるように成形された表面を含んでもよい。取り外し可能な歯科装具の使用中、屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、歯によって変形位置へ変位され、力を生じる一方で、周囲のシェルは実質的に変形しないままである。変形した屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、空隙とは反対側の歯の側に力を加えて、歯を空隙に向かって移動させる。このようにして、屈曲可能なフラップ及び円弧状部材を含む取り外し可能な歯科装具は、屈曲可能なフラップ、ヒンジ軸、又は円弧状部材のうちの少なくとも１つに変形を集中させるように構成されてもよい。
屈曲可能なフラップ、ヒンジ軸、又は円弧状部材のうちの少なくとも１つに変形を集中させることによって、シェルは歯とより強く係合された状態を保ち得る。例えば、取り外し可能な歯科装具が変形状態にある、例えば、患者によって装着されたとき、シェルは、屈曲可能なフラップを有さない取り外し可能な歯科装具と比較して、それぞれの歯とのより多くの接触点、それぞれの歯に対するより大きな接触表面積などを有することができる。このようにして、取り外し可能な歯科装具は、シェル内の歯の係合、屈曲可能なフラップ及び円弧状部材の集中的な変形、又はその両方を改善することができる。力生成部材（例えば、屈曲可能なフラップ及び円弧状部材）と係合部材（例えば、シェル）を分離することによって、取り外し可能な歯科装具は、患者の歯に加えられる力のより大きな制御を可能にする。対照的に、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ及び円弧状部材、又はその他の類似の特徴を含まない取り外し可能な歯科装具では、装具本体がそれぞれの歯と係合し、歯を歯列矯正処置の過程で移動させるのに必要な力を生み出す。歯の係合の程度（例えば、シェル／歯の接触の量及び位置）は、歯に加えられる力の制御に影響を及ぼす。
屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、それぞれの歯に加えられる力の大きさ、方向、及び発現長を制御するように構成される。例えば、屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の位置、形状、及び寸法のうちの少なくとも１つは、それぞれの歯に所望の力ベクトルをもたらし得る。力ベクトルは、屈曲可能なフラップ及び円弧状部材なしでは歯の表面に加えることができない方向又は大きさで歯に加えられてもよい。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材はまた、装置のシェルの変形に依存して力を発現する取り外し可能な歯科装具よりも長い距離にわたる力の発現を可能にし得る。例えば、屈曲可能なフラップの静止位置は、歯の所望の位置で歯によって画定される空間内に延び得るため、歯が所望の位置で歯を受け入れるように成形された空隙内に移動するとき、屈曲可能なフラップは、歯槽骨の再構築を引き起こすのに十分な大きさの力を引き続き発現する。歯の移動は、屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の曲げモーメントの部分的緩和をもたらす。発現範囲全体にわたって正の力レベルを確保するために、いくらかの残留応力を屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材に残すことができる。このようにして、取り外し可能な歯科装具は、力ベクトル方向、大きさ、又は発現長のうちの少なくとも１つの制御を改善して、他の歯列矯正治療と比較して、屈曲可能なフラップなしでは可能となり得ない所望の歯の移動、短縮された治療時間での所望の歯の移動、取り外し可能な歯科装具のセット内の取り外し可能な歯科装具のより少ない進行を伴う所望の歯の移動などのうちの少なくとも１つを達成することができる。
いくつかの実施例では、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットの各取り外し可能な歯科装具は、例えば、各治療段階の過程にわたって比較的一定のままである装具の実形状のために、屈曲可能なフラップ及び円弧状部材を有さない取り外し可能な歯科装具と比較して、より大きな発現をもたらし得る。屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、個々の歯に分離される力アクチュエータを作ることができるため、歯に有向の力を加えるには、装具（屈曲可能なフラップ）のこれらの集束部分のみが変形する必要がある。したがって、装具の全ての他の部分を相当に剛性とすることができ、それにより、歯の移動のための案内チャネルと、移動が所望されない場所での変形に耐えるブレースとを提供する。単一の取り外し可能な歯科装具によって達成可能な発現量は、各歯受容空隙の深さと、各屈曲可能なフラップによって可能な屈曲の弾性限界とによって制限され得る。例えば、発現量は、０．２５ミリメートル（ｍｍ）超の歯冠の移動、例えば、０．５ｍｍ超の歯冠の移動、又は１ｍｍ超の歯冠の移動であってもよい。一般的に使用される熱可塑性物質と比較して、より長い生体内期間にわたって審美性及び機械的特性を維持する堅牢な材料と併せて、より大きな発現及び制御は、例えば、取り外し可能な歯科装具当たりのより多くの発現のため、選択された歯の移動を達成するために必要とされる順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセット内の取り外し可能な歯科装具の数を低減することができ、例えば、治療の進行における医師の信頼度の向上のため、医院への訪問回数を低減することができ、例えば、より連続的な力及び低減されたラウンドトリッピングのため、治療期間を短縮することができ、例えば、より高い装具剛性及び移動範囲全体にわたる正の力の印加のため、より正確な仕上げを可能にする。
図１Ａ～図１Ｅは、複数のシェル１０４Ａ～１０４Ｄ（集合的に「シェル１０４」）を含む例示的な取り外し可能な歯科装具１００の一部を示す顔側図、斜め顔側図、及び近心断面図であり、シェル１０４Ｃは、患者の歯１０３Ｃに力１０７Ｃを加えるように構成された屈曲可能なフラップ１０８Ｃと円弧状部材１０９Ｃとを含む。取り外し可能な歯科装具１００は、患者の下顎歯列弓１０１の複数の歯１０３Ａ～１０３Ｄ（集合的に「歯１０３」）を少なくとも部分的に囲むように構成される装具本体１０２を含む。装具本体１０２は、シェル１０４を含む。シェル１０４は、歯１０３を受け入れるように構成されてもよい。屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃは、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときに、歯１０３Ｃの所望の位置に向けて歯１０３Ｃを移動させるために、歯１０３Ｃに力１０７Ｃを加えるように構成されてもよい。所望の位置は、歯列矯正治療後の初期位置と最終位置との間の中間位置を含み得る。
いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃは、歯１０３Ｃ上のアタッチメントに力１０７Ｃを加えて、歯１０３Ｃを所望の位置に向かって移動させるように構成されてもよい。アタッチメントは、例えば、咬頭頂部や頸部輪郭などの天然アンダーカット、人工アンダーカット、突出部、ノブ、ハンドルなどを含んでもよい。屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃを介して歯１０３Ｃに力１０７Ｃを加えることにより、取り外し可能な歯科装具１００は、力のベクトル方向、大きさ、又は発現長のうちの少なくとも１つの制御を改善して、他の歯列矯正治療と比較して、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃなしでは可能となり得ない所望の歯の移動、短縮された治療時間での所望の歯の移動、取り外し可能な歯科装具のセット内の取り外し可能な歯科装具のより少ない進行での所望の歯の移動のうちの少なくとも１つを達成することができる。
例示のために、歯１０３、シェル１０４、及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃのみが図１Ａ～図１Ｅに示されているが、装具本体１０２は、任意の数の歯１０３、任意の数の屈曲可能なフラップ１０８、及び／又は任意の数の円弧状部材１０９を少なくとも部分的に囲むように構成された任意の数のシェル１０４を含んでもよい。例えば、歯列弓１０１上の歯１０３の数は、１４個、１４個未満（例えば、１つ以上の歯が抜かれた患者）、又は１４個超（例えば、親知らず又は過剰歯を有する患者）であってもよい。シェル１０４の数は、１４個、１４個未満（例えば、２つ以上の歯を囲むように構成された少なくとも１つのシェル）、又は１４個超（例えば、１つの歯を囲むように構成された２つ以上のシェル）であってもよい。加えて、又は代わりに、装具本体１０２は、同じ又は異なるシェル１０４上に複数の屈曲可能なフラップ１０８を含んでもよい。加えて、又は代わりに、屈曲可能なフラップ１０８のそれぞれの１つ以上は、１つ以上の円弧状部材１０９を含んでもよい。
装具本体１０２は、患者の上顎歯列弓、又は図１Ａ～図１Ｅに示されるような下顎歯列弓１０１のいずれかの歯１０３を少なくとも部分的に囲むように構成されている。例えば、装具本体１０２は、歯１０３の顔側面、舌側面、及び咬合面のうちの少なくとも１つを囲む、患者の歯肉の一部と重なり合う、などであってもよい。いくつかの実施例では、装具本体１０２は、異なる歯１０３の異なる部分を囲んでもよい。
装具本体１０２は、シェル１０４を含む。いくつかの実施例では、装具本体１０２は、歯１０３の各それぞれの歯に対してシェル１０４の対応するシェルを含んでもよい。他の実施例では、装具本体１０２は、歯よりも少ないシェルを含んでもよく、例えば、シェルは、２つ以上の歯を受け入れてもよく、又は任意の数の歯１０３が装具本体１０２によって囲まれなくてもよい。他の実施例では、装具本体１０２は、歯１０３よりも多くのシェル１０４を含んでもよく、例えば、２つ以上のシェル１０４が、歯１０３のうちの少なくとも１つの歯の少なくとも一部を囲んでもよい。シェル１０４の各それぞれのシェルは、歯１０３のうちの少なくとも１つの対応する歯を受け入れるように成形されてもよい。いくつかの実施例では、シェル１０４は、歯１０３の顔側部、舌側部、及び咬合側部を囲むことができる。いくつかの実施例では、シェル１０４は、例えば、歯１０３の顔側部及び舌側部のみ又は顔側部若しくは舌側部のうちの一方のみなど、歯１０３のより少ない部分を囲むことができる。例えば、シェル１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、及び１０４Ｄは、歯１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、及び１０３Ｄの舌側部、咬合側部、及び顔側部を囲むように成形されてもよい。いくつかの実施例では、シェル１０４は、複数の空隙を画定してもよい。例えば、装具本体１０２は、選択された位置で歯１０３に接触するように構成されたフレーム構造を画定してもよい。選択された位置は、例えば、隣接する歯の間の隣接歯間領域の部分、歯の咬合面の部分、又は歯の歯肉縁の部分を含むことができる。フレーム構造は、内部応力によって引き起こされる変形に抵抗するために、必要に応じて領域内又は線に沿って凝縮された材料を含んでもよい。これらの内部応力は、装具本体１０２に加えられる力及び作用する反力の両方の結果としてもたらされ、加えられる力は概して、屈曲可能なフラップ１０８が歯と接触する際の弾性変形の結果であり、また、反力は概して、装具本体１０２の他の部分（例えば、シェル１０４）が加えられた力の反対の歯面及びそれらの接触点に接触する結果である。フレーム構造を使用するための重要な利点としては、例えば、材料の低減、材料コストの低減、製造時間の短縮、美観の向上、及び唾液流の増加を挙げることができる。このようなフレーム構造はまた、力の線が集中して装具材料の応力を増加させる領域において厚さを増大させるという条件で、一定の厚さを有する装具よりも剛性が高い可能性がある。したがって、材料が比較的低い応力又は最小応力を受ける領域が除去される。これは本質的に、ジェネレーティブデザインのプロセスであるが、典型的には、最大剛性、最小容積、又はこれらの組み合わせなどの特定の目標に向けた最適化の点で、戻りの減少が達成される（閾値に到達する）まで応力を評価し、連続反復後の設計をさらに改良するために反復的である。このようにして、シェル１０４は、複数の空隙を画定して、それぞれの歯の近心の第１の隣接歯間領域、それぞれの歯の遠心の第２の隣接歯間領域、それぞれの歯の咬合面、又はそれぞれの歯の歯肉縁のうちの少なくとも１つの少なくとも一部に接触するフレーム構造を画定してもよい。
いくつかの実施例では、それぞれのシェルは、屈曲可能なフラップ（例えば、シェル１０４Ａ、１０４Ｂ、及び１０４Ｄ）を含まなくてもよい。いくつかの実施例では、それぞれのシェルは、それぞれのシェルの変形によって、それぞれの受け入れられた歯に力を加えることができる。例えば、患者によって着用されるとき、シェル１０４Ａ、１０４Ｂ、及び１０４Ｄは変形し得る。変形は、それぞれのシェルが未変形構造に向かって移動する際に復元力をもたらし得る。復元力は、それぞれのシェルとそれぞれの歯との間の１つ以上の接触点を介して、それぞれの歯に伝達され得る。このようにして、取り外し可能な歯科装具１００は、屈曲可能なフラップを含むいくつかのシェル１０４と、歯１０３を歯１０３の所望の位置に移動させるために変形するいくつかのシェル１０４とを組み合わせることができる。他の実施例では、それぞれのシェルは、変形しないように十分な剛性を有するように構成されてもよい。変形しないそれぞれのシェルは、例えば、屈曲可能なフラップ１０８を含むシェルなどの隣接シェルのためのアンカーを提供し得る。どのシェル１０４が屈曲可能なフラップ１０８を含むかの選択は、それぞれの歯１０３に及ぼされる力、それぞれの歯１０３の移動、又はその両方に依存し得る。例えば、それぞれのシェル１０４の変形が隣接する歯１０３に及ぼされる力又は隣接する歯１０３の移動を妨げない場合、それぞれのシェル１０４は屈曲可能なフラップ１０８を含まなくてもよい。逆に、それぞれのシェル１０４の変形が隣接する歯１０３に及ぼされる力又は隣接する歯１０３の移動を妨げる場合、それぞれのシェル１０４は、それぞれのシェル１０４の変形を低減するために屈曲可能なフラップ１０８を含んでもよい。
いくつかの実施例では、装具本体１０２は、１つ以上のアンカー歯を受け入れるように構成された１つ以上のアンカーシェルを含んでもよい。いくつかの実施例では、アンカー歯は、１つ以上の臼歯、前臼歯、又はその両方を含んでもよい。他の例では、アンカー歯は、１つ以上の前歯、又は１つ以上の前歯及び臼歯の組み合わせを含んでもよい。アンカーシェルは、それぞれのアンカー歯を移動させるのに十分な力をもたらすことなく、選択された歯を移動させるのに十分な力（例えば、歯槽骨の再構築を引き起こすのに十分な力）をもたらすように、装具本体１０２が変形することを可能にするように構成されてもよい。
シェル１０４Ｃは、歯１０３Ｃの初期位置において歯１０３Ｃと係合するように成形されてもよい。歯１０３Ｃの初期位置で係合するために、シェル１０４Ｃの内表面は、歯１０３Ｃの少なくとも１つの選択された位置、選択された表面領域、又はその両方と接触してもよい。例えば、図１Ｃに示されるように、シェル１０４Ｃの表面１１１Ｃは、歯１０３Ｃの咬合面と舌側面の少なくとも一部に初期位置で接触することができる。接触の位置、接触の表面領域、又はその両方は、屈曲可能なフラップ１０８Ｃによって歯１０３Ｃに加えられる力１０７Ｃ、その結果生じる歯１０３Ｃの移動、又はその両方に影響を及ぼし得る。
シェル１０４Ｃはまた、歯１０３Ｃの所望の位置において歯１０３Ｃを受け入れるように成形されてもよい。歯１０３Ｃの所望の位置は、歯１０３Ｃをシェル１０４Ｃ内で可能な限り移動させるように歯１０３Ｃに力１０７Ｃが加えられた後の位置であってもよい。例えば、表面１１１Ｃは、シェル１０４Ｃの内側に空隙１１０Ｃを画定し得る。図１Ｃに示されるように、空隙１１０Ｃは、歯１０３Ｃの歯肉縁付近の最大深さを有する楔形の空隙を含み、この空隙は、歯１０３Ｃの切歯縁部付近の回転軸１１６Ｃ付近で最小となるまでテーパ状である。歯１０３Ｃが表面１１１Ｃによって画定される所望の位置に向かって移動する際に、空隙１１０Ｃの楔形状は、歯１０３Ｃの経路と一致し得る。歯１０３Ｃは、歯１０３Ｃが表面１１１Ｃに接触するまで、空隙１１０Ｃを通って所望の位置に向かって移動してもよい。このようにして、表面１１１Ｃは、歯１０３Ｃが所望の位置を越えて移動するのを防止することができる。
取り外し可能な歯科装具１００は、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ１０８Ｃを含む。一般に、任意の数の屈曲可能なフラップが、任意の数のシェル１０４上に配置されてもよい。屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、装具本体１０２のシェル１０４Ｃと一体形成されて、ヒンジ軸１１０Ｃから延びてもよい。ヒンジ軸１１０Ｃは、近心－遠心方向にシェル１０４Ｃの切歯縁部に沿って延びる。一般的に、それぞれの屈曲可能なフラップ１０８は、それぞれのシェルの任意の部分に沿って延びるそれぞれのヒンジ軸１１０から任意の方向に延びてもよい。それぞれのヒンジ軸１１０の長さ及び向きを選択することにより、取り外し可能な歯科装具１００は、それぞれの屈曲可能なフラップ１０８を介してそれぞれの歯の任意の部分にそれぞれの力を加えるように構成されてもよい。
図１Ａ～図１Ｅに示されるように、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、装具本体１０２の顔側面上でヒンジ軸１１０Ｃから延び、取り外し可能な歯科装具１００の顔側に配置される。装具本体１０２は、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの周囲の第１の端部１１４Ｃから第２の端部１１２Ｃまで延びるフラップ境界領域１１３Ｃを画定する。フラップ境界領域１１３Ｃは、装具本体１０２の周囲部分と比較して、剪断応力及び引張応力が低減された領域を含んでもよい。例えば、フラップ境界領域１１３Ｃの少なくとも一部は、円弧状部材１０９Ｃを含む。
円弧状部材１０９Ｃは、周囲の装具本体１０２と比較して、フラップ境界領域１１３Ｃにおける装具本体１０２の可撓性を増加させることができる。図１Ａ～図１Ｅに示されるように、円弧状部材１０９Ｃは、フラップ境界領域１１３Ｃの少なくとも一部の周りに延び、シェル１０４Ｃ及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃに連結されるスプリングベローズ（例えば、材料のリボン）を含んでもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、複数のスプリングベローズを含んでもよい。他の実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、シェル１０４Ｃの表面に正接する平面内に弧を画定する、又はシェル１０４Ｃの表面に正接する平面の外側に延び、シェル１０４Ｃ及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃに連結される、１つ以上のジャンパー（例えば、材料のロッド）を含んでもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、１つ以上のスプリングベローズ、１つ以上のジャンパー、又は１つ以上の剪断低減領域の任意の好適な組み合わせを含んでもよい。
円弧状部材１０９Ｃは、シェル１０４Ｃの表面に正接する平面及び／又はシェル１０４Ｃの表面に正接する平面に垂直な平面内に、円弧状、正弦波形状、ジグザグ形状、パルス波形状、渦巻形状、螺旋形状、蛇行形状、又は折り畳まれた形状の断面を有してもよい。円弧状部材１０９Ｃの（例えば、シェル１０４Ｃ及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃに対する）位置及び形状は、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときの、屈曲可能なフラップ１０８Ｃのカンチレバー運動、及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃを介した歯１０３Ｃへの選択された力１０７Ｃの印加を可能にするように選択されてもよい。
いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、シェル１０４Ｃと同じ材料で作製されてもよい。例えば、円弧状部材１０９Ｃは、シェル１０４Ｃと一体に形成されてもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、円弧状部材１０９Ｃを画定するように装具本体１０２の部分をレーザ切断することによって形成されてもよい。加えて、又は代わりに、円弧状部材１０９Ｃは、装具本体１０２の部分を改造する（例えば、加熱して力を加える）か、又は（例えば、接着、熱溶接、超音波溶接などによって）追加の材料を装具本体１０２の表面に結合するかして、円弧状部材１０９Ｃを画定することによって形成されてもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃの少なくとも一部は、例えば、スプリングベローズ又はジャンパーの可撓性を高めるために、シェル１０４Ｃより薄くてもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃの少なくとも一部は、スプリングベローズ又はジャンパーの剛性又は強靱性を高めるために、シェル１０４Ｃより厚くてもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、装具本体１０２の材料よりも高い弾性率を有する材料、金属（ワイヤ、リボン、又はシート）などの異なる材料又は追加材料を含んでもよい。円弧状部材１０９Ｃの材料及び製造は、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときの、屈曲可能なフラップ１０８Ｃのカンチレバー運動、及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃを介した歯１０３Ｃへの選択された力１０７Ｃの印加を可能にするように選択されてもよい。
円弧状部材１０９Ｃがスプリングベローズを含む実施例では、スプリングベローズは、例えば、円弧状、半波形状、全波形状、ジグザグ形状、正弦波形状、パルス波形状、又は蛇行形状など、装具本体１０２の連続又は不連続曲線部分を含んでもよい。いくつかの実施例では、円弧状変位は、スプリングベローズの長さ及び／又は可撓性を増加させるために、少なくとも１つの折り目を含んでもよい。スプリングベローズの長さは、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときに、スプリングベローズの変形から生じる選択された力を提供するように選択されてもよい。
スプリングベローズが連続曲線を含む実施例では、円弧状変位は、例えば、スプリングベローズの最外表面の外側曲率半径を画定してもよい。いくつかの実施例では、外側曲率半径は、約０．５ミリメートル～約３ミリメートル、又は約０．７５ミリメートル～約１．５ミリメートル、又は約１．０ミリメートルであってもよい。曲率半径は、実質的に一定であってもよく、又は隣接境界曲線に沿って変化してもよい。スプリングベローズはまた、フラップ境界領域１１３Ｃの中線とスプリングベローズの中線との間に延びる変位距離を画定してもよい。いくつかの実施例では、変位距離は、約３ミリメートル未満、又は約１ミリメートル未満、又は約０．７５ミリメートル未満、又は約０．５ミリメートルであってもよい。変位距離は、実質的に一定であってもよく、又はフラップ境界領域１１３Ｃに沿って変化してもよい。
スプリングベローズの厚さは、スプリングベローズがシェル１０４Ｃ及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃよりも大きく変形して、スプリングベローズの圧縮、張力、剪断、曲げ、又はねじれを集中させるように、シェル１０４Ｃ及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃの厚さより薄くてもよい。スプリングベローズの厚さは、約０．０２５ミリメートル～約１．０ミリメートル、又は約０．１ミリメートル～約０．７５ミリメートル、又は約０．１５～約０．６ミリメートル、又は約０．３ミリメートルであってよい。スプリングベローズの厚さは、実質的に一定であってもよく、又はフラップ境界領域１１３Ｃに沿って変化してもよい。
いくつかの実施例では、スプリングベローズは、少なくとも１つの剪断低減領域、例えば、スプリングベローズ内の少なくとも１つの空隙又は切欠きを画定し得る。少なくとも１つの剪断低減領域は、スプリングベローズ１０８の選択された部分に、スプリングベローズ１０８の変形を集中させることができる。シェル１０４Ｃ及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃ上のスプリングベローズの終端の位置は、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときに選択された方向及び大きさの力を提供するように選択されてもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、複数のスプリングベローズを含んでもよく、複数のスプリングベローズの各それぞれのスプリングベローズは、フラップ境界領域の対応する部分に沿って配設されている。
スプリングベローズの形状、長さ、曲率半径、及び変位距離を選択することにより、取り外し可能な歯科装具１００は、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときに、装具本体１０２の変形から生じる、屈曲可能なフラップ１０８上の力の方向、大きさ、発現長のうちの少なくとも１つを制御することができる。他のスプリングベローズ構成は、参照により全文が本明細書に組み込まれる、Ｒａｂｙらによる米国特許出願第６２／５６８，９８２号に記載されている。
円弧状部材１０９Ｃがジャンパーを含む例では、ジャンパーは、シェル１０４Ｃ又は異なるシェル１０４（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃに直接隣接していないシェル）の任意の好適な部分に連結された第１の端部と、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの任意の好適な部分に連結された第２の端部との間で長手方向軸に沿って延びる細長構造体を含む。力１０７Ｃの少なくとも一部は、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときのジャンパーの変形から生じる。例えば、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されるとき、ジャンパーは、第１及び第２の端部の位置の選択が力１０７Ｃの方向及び大きさを制御するように、第１の端部及び第２の端部に曲げ力、捻れ力、圧縮力、引張力、又は剪断力のうちの少なくとも１つを及ぼすように変形することができる。
ジャンパーは、細長い構造の長手方向軸に沿って、例えば、ジャンパーの第１の端部と第２の端部との間に延びる円弧状、折り目形状、ジグザグ形状、正弦波形状、渦巻形状、螺旋形状、又は蛇行形状のうちの少なくとも１つなどの任意の好適な形状を含んでもよい。いくつかの実施例では、細長構造体は、少なくとも１つの折り目を含み得る。いくつかの実施例では、ジャンパーの中間部分（例えば、第１の端部と第２の端部との間）は、シェル１０４Ｃの表面に正接する平面から離れて延びてもよい。他の実施例では、ジャンパーの中間部分は、実質的にシェル１０４Ｃの表面に正接する平面内にあってもよい（例えば、平面から約０．５ｍｍ未満だけ逸れる）。
いくつかの実施例では、ジャンパーは、約０．５ミリメートル～約５ミリメートルの外側曲率半径（例えば、ジャンパーの最外表面）を有する円弧状形状を含み得る。いくつかの実施例では、ジャンパーは、約２ミリメートル未満、又は約１ミリメートル未満、又は約０．５ミリメートル未満、又は約０．５ミリメートルの変位距離（例えば、シェル１０４Ｃの表面に正接する平面とジャンパーの内側半径の中線との間の距離）を含み得る。ジャンパーは、選択力屈曲可能なフラップ１０８Ｃを提供するように選択された任意の好適な形状、面積、又はアスペクト比を有する細長構造体の長手方向軸に垂直な平面内の断面を画定してもよい。断面の形状、面積、又はアスペクト比は、一定であってもよく、又は長手方向軸に沿って変化してもよい。
ジャンパーは、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときに、装具本体１０２の変形から生じる力１０７Ｃの大きさ及び方向又は集中位置を制御するように選択される任意の好適な厚さを含み得る。いくつかの実施例では、ジャンパーは、シェルよりも可撓性を高くして、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のシェルの変形を低減する、又はジャンパーに応力を集中させる、のうちの少なくとも一方を達成することができる。いくつかの実施例では、装具本体１０２の厚さは、例えば、第１及び第２の端部と装具本体１０２との交点の強靱性を改善するために、ジャンパーの第１の端部又は第２の端部のうちの少なくとも一方の付近で増加する。ジャンパーの厚さは、実質的に一定であってもよく、又は細長構造体に沿ってテーパ状又は段階的に変化してもよい。いくつかの実施例では、ジャンパーの厚さは、約０．１ミリメートル～約３．０ミリメートル、又は約０．３ミリメートル～約１．０ミリメートルであり得る。
いくつかの実施例では、装具本体は、歯肉を介して装具本体１０２を歯槽突起に少なくとも部分的に固定するために、ジャンパーの第２の端部に連結された歯肉部を含むことができる（第１の端部は屈曲可能なフラップ１０８Ｃに連結されている）。いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃは、複数のジャンパーを含んでもよく、複数のジャンパーのうちの各それぞれのジャンパーは、シェル上のそれぞれの位置に連結されたそれぞれの第１の端部と、屈曲可能なフラップ上のそれぞれの位置に連結されたそれぞれの第２の端部との間に延びるそれぞれの細長構造体を含む。
ジャンパーの形状、長さ、曲率半径、及び変位距離を選択することにより、取り外し可能な歯科装具１００は、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されたときに、装具本体１０２の変形から生じる、屈曲可能なフラップ１０８上の力の方向、大きさ、及び発現長のうちの少なくとも１つを制御することができる。他のジャンパー構造は、参照により全文が本明細書に組み込まれる、Ｒａｂｙらによる米国特許第６２／５６９，１４４号に開示されている。
いくつかの実施例では、円弧状部材１０９Ｃが力１０７Ｃの少なくとも一部をもたらし得る、屈曲可能なフラップ１０８Ｃが変形部分で比較的屈曲しないままであり得る、又はその両方であり得る。円弧状部材１０９Ｃは、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されるか、又は歯に嵌合されるとき、屈曲可能なフラップ１０８Ｃと歯１０３Ｃとの表面接触を増大させる、フラップ境界領域１１３Ｃ又は装具本体１０２の他の部分における食物粒子又は歯垢の蓄積を低減する、屈曲可能なフラップ１０８Ｃと患者の歯科構造との間の不一致を低減する、のうちの少なくとも１つを可能にする。
いくつかの実施例では、シェル１０４Ｃは、より薄くてもよく、又はヒンジ軸線１１０Ｃに沿って１つ以上の空隙を含んでもよい。薄い材料又はヒンジ軸１１０Ｃに沿った空隙は、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ内の曲げ応力を緩和することができる。いくつかの実施例では、フラップ境界領域１１３Ｃの少なくとも一部はまた、装具本体１０２内に１つ以上の切り欠き又はスリットを画定してもよい。フラップ境界領域１１３Ｃからの材料の除去は、フラップ境界領域１１３Ｃ内の剪断応力及び引張応力を効果的に無効にすることができる。加えて、又は代わりに、フラップ境界領域１１３Ｃの少なくとも一部は、周囲の装具本体１０２と比較してフラップ境界領域１１３Ｃの可撓性を高めるために、装具本体１０２や装具本体１０２の薄肉領域よりも弾性率が低いエラストマー性ポリマー又は材料を含んでもよい。このようにして、フラップ境界領域１１３Ｃは、屈曲可能なフラップ１０８Ｃが舌側－顔側方向に偏向するのを可能にする、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの変形量を低減させて、屈曲可能なフラップ１０８Ｃと歯１０３Ｃとの間の接触数の接触面積を増加させる、又はその両方により、歯の移動に対する制御を改善することができる。フラップ境界領域１１３Ｃがエラストマー材料を含む実施例では、エラストマー材料は、屈曲可能なフラップ１０８Ｃが顔側－舌側方向に偏向するのを可能にする、フラップ境界領域１１３Ｃの少なくとも一部を覆って、フラップ境界領域１１３Ｃ又は装具本体１０２の他の部分における食物粒子又は歯垢の蓄積を低減する、又はその両方を行うように選択され得る。
屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃは、歯１０３Ｃの顔側面に力１０７Ｃを加えるように構成されてもよい。例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの静止位置は、歯１０３Ｃの所望の位置に歯１０３Ｃによって画定された空間に侵入することができ、それにより、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されると、歯１０３Ｃの初期位置は、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃの変形を引き起こし得る。屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃの変形は、力１０７Ｃ、例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃが未変形構成に向かって移動する復元力をもたらし得る。屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃの静止位置は、取り外し可能な歯科装具１００が歯に装着されるときに歯１０３Ｃの切歯縁部との衝突を低減するように選択されてもよい。加えて、又は代わりに、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの歯肉部付近に傾斜面を含んでもよく、それにより、傾斜面が屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃを偏向させる、ないしは別の方法で、取り外し可能な歯科装具１００が歯に嵌合されるときに歯１０３Ｃの切歯縁部との衝突を低減する。
力１０７Ｃに応答して、歯１０３Ｃが表面１１１Ｃに接触するまで、歯１０３Ｃは、空隙１１０Ｃを通って所望の位置に向かって移動し得る。いくつかの実施例では、歯１０３Ｃの一部のみが表面１１１に接触し、間隙が他の場所に残っている場合、接触点と力１０７Ｃとの間に連結が形成されてもよい。結果として生じる連結は、歯１０３Ｃを表面１１１とより整合している位置に移動させる、例えば、「歩かせる」ことができる。例えば、歯１０３Ｃは、歯１０３Ｃが表面１１１と実質的に一致する位置に完全に受け入れられるまで、交互の並進及び回転で段階的に移動してもよい。いくつかの実施例では、表面１１１Ｃは、歯１０３Ｃの中間位置又は初期位置に向かう歯１０３Ｃの戻りを補償するために、歯１０３Ｃの所望の位置を越えて配置されてもよい。このようにして、シェル１０４Ｃの表面の形状を選択することにより、力の位置、及びその結果生じる歯１０３Ｃの移動の制御を可能にすることができる。シェル１０４Ａ、１０４Ｂ、及び１０４Ｄについても同様の効果が可能である。
力１０７Ｃは、屈曲可能なフラップ１０８Ｃと歯１０３Ｃとの１つ以上の接触点によって、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃから歯１０３Ｃに伝達され得る。例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの内表面は、歯１０３Ｃの少なくとも一部に接触してもよい。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの内表面は、歯１０３Ｃが所望の位置に向かって移動する際に屈曲可能なフラップ１０８Ｃと歯１０３Ｃとの間の接触が増加するように、歯１０３Ｃの所望の位置における歯１０３Ｃの形状に適合するように成形されてもよい。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの厚さは、接触点の数又は位置を制御するように選択されてもよい。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、（例えば、レーザ切断によって）接触点の数又は位置を制御する複数のフラップに分割されてもよい。他の実施例では、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの内面上に少なくとも１つの突出部を含んでもよい。突出部は、力１０７Ｃを歯１０３Ｃの少なくとも１つの選択された部分に伝達するように配置又は成形されてもよい。例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、歯１０３Ｃへの力１０７Ｃの移動が歯肉縁付近に集中するように、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの歯肉部付近に少なくとも１つの突出部を含んでもよい。歯肉縁付近に力の伝達を集中させることにより、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、歯１０３Ｃのトルク付与又は歯根傾斜をより効果的に引き起こすことができる。このようにして、それぞれの屈曲可能なフラップ上の突出部を使用して、例えば、並進、回転、傾斜、トルク付与、挺出、押し込み、又はこれらの組み合わせなどの歯の移動の有効性を達成又は増大させるために、それぞれの力の伝達を制御することができる。
いくつかの実施例では、図１Ｃに示されるように、取り外し可能な歯科装具１００が患者によって装着されるとき、回転軸１１６Ｃは、例えば歯１０３Ａ、１０３Ｂ及び１０３Ｄなどの歯科構造の他の部分に装具本体１０２を介して実質的に固定するか又は留めることができる。屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃによる歯肉縁付近の歯１０３Ｃの一部へ力１０７Ｃを加えることで、回転軸１１６Ｃとの連結を形成することができる。連結は、ある距離だけオフセットされた２つの対向する力を含んでもよい。例えば、力１０７Ｃが歯１０３Ｃの根元の中心付近に位置する抵抗の中心で歯１０３Ｃを移動させると、シェル１０４Ｃの固定回転軸１１６Ｃは、歯１０３Ｃの切歯縁部に第２の対向する力を加えることができる。回転軸１１６Ｃとの連結を形成することにより、力１０７Ｃは、歯１０３Ｃの空隙１１０Ｃに向かう回転１１８Ｃ、例えば、歯根傾斜又はトルク付与の移動をもたらすことができる。このようにして、シェル１０４Ｃの表面１１１Ｃの接触位置、接触の表面積、又はその両方は、歯１０３Ｃに加えられる力１０７Ｃ、結果として生じる歯１０３Ｃの移動、又はその両方に影響を及ぼし得る。
取り外し可能な歯科装具１００が歯１０３に嵌合されるか、又は歯１０３から取り外されると、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃが歯１０３Ｃを収容するように変形するにつれ、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃが舌側－顔側方向に偏向する。偏向は、ヒンジ軸１１０Ｃの第１の端部１１４Ｃ及び第２の端部１１２Ｃの近くに応力を生じさせることができる、及び／又は円弧状部材１０９Ｃがシェル１０４Ｃ及び屈曲可能なフラップ１０８Ｃに連結される。屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び／又は円弧状部材１０９Ｃの偏向によって引き起こされる応力を低減するために、装具本体１０２は、応力集中低減領域を画定し得る。円形の応力集中低減領域は、フラップ境界領域１１３Ｃの幅よりも少なくとも大きい直径を有してもよい。屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃが偏向するにつれて、応力は、円形の応力集中低減領域の周りに分散されて、さもなければ装具本体１０２を引き裂くか、又は装具本体１０２の摩耗を引き起こす可能性がある局所応力集中を低減することができる。局所応力集中を低減することにより、装具本体１０２の摩耗が低減され、取り外し可能な歯科装具１００の使用可能な寿命を延ばすことができる。
屈曲可能なフラップ１０８Ｃの舌側－顔側方向への偏向を可能にすることによって、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃは、空隙１１０Ｃとは反対側の歯１０３Ｃの側に力１０７Ｃを加えて、歯１０３Ｃを空隙１１０Ｃに向かって移動させるように構成されてもよい。例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、屈曲可能なフラップ１０８Ｃが静止位置にあるときに、歯１０３Ｃの所望の位置によって画定される空間に侵入するように構成されてもよい。いくつかの実施例では、歯１０３Ｃの所望の位置は、歯１０３Ｃが、シェル１０４Ｃの内側に空隙１１０Ｃを画定する装具本体１０２の表面の少なくとも一部に接触した後の位置である。図１Ｅに示されるように、屈曲可能なフラップ１０８Ｃは、歯１０３Ｃによって画定された空間内に侵入する。歯１０３Ｃによって画定される空間内の所望の位置に侵入することにより、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃは、歯１０３Ｃの空隙１１０Ｃへの移動を通じて歯１０３Ｃに力１０７Ｃを加えることができる。例えば、図１Ｃに示されるように、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃは、歯１０３Ｃが初期位置にあるときに、歯１０３Ｃに力１０７Ｃを加えることができる。図１Ｄに示されるように、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ及び円弧状部材１０９Ｃは、歯１０３Ｃが所望の位置にあるときに、歯１０３Ｃに力１０７Ｃを加える。歯１０３Ｃが所望の位置にあるとき、力１０７Ｃは、歯槽骨の再構築を引き起こす最小力よりも大きくてもよい。このようにして、取り外し可能な歯科装具１００は、空隙１１０Ｃを通って表面１１１と実質的に一致する位置への歯１０３Ｃの完全な発現を達成することができる。
いくつかの実施例では、装具本体１０２は、患者の歯肉（例えば、歯肉縁）の少なくとも一部と重なる歯肉領域１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ、及び１０６Ｄ（集合的に「歯肉領域１０６」）を含んでもよい。例えば、歯肉領域は、シェル１０４の歯肉部の周囲に延びていてもよく、ここで歯１０３が歯肉と接する。歯肉領域１０６は、固定のために、歯肉、歯槽突起、又はその両方の少なくとも一部を使用するように構成され得る。例えば、患者によって装着されるとき、歯肉領域１０６は、歯１０３の移動を妨げることなく、歯槽プロセスに間接的に関わっている歯肉領域１０６によって提供される追加のブレースにアクセスするために、歯肉に少なくとも部分的に接触してもよい。加えて、又は代わりに、歯肉領域１０６でシェル１０４の範囲を増加させることによって、隣接する歯の代わりにアンカーとしてより剛性の高い歯槽プロセスを使用しつつ、歯１０３のうちの選択された歯により大きな力を加えることができる。したがって、歯肉領域１０６は、隣接する歯の望ましくない反応移動を引き起こすことなく、固定基準（歯槽プロセス）に対する歯の移動をより良く制御することができる。いくつかの実施例では、装具本体１０２は、歯肉領域１０６を省いてもよい。
いくつかの実施例では、装具本体１０２は、一体型材料、例えば、単一の均一な材料を含んでもよい。一体型材料は、単一のポリマー、又は１つ以上のポリマーの均質混合物を含んでもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００は、単一の連続３Ｄ印刷構成要素又は熱成形構成要素からなってもよい。他の実施例では、装具本体１０２は、多層材料を含んでもよい。多層材料は、異なる弾性率を有する複数の層で装具本体１０２の１つ以上の部分を形成することを可能にして、屈曲可能なフラップ１０８Ｃの力特性、変位特性、又は両方の選択を可能にすることができる。多層材料は、単一の材料、例えば、単一のポリマー、複数の材料の複数の層、例えば、２つ以上のポリマー、ポリマー及び別の材料の複数の層を含んでもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００は、多層３Ｄ印刷構成要素又は熱成形構成要素からなってもよい。好適なポリマーとしては、（メタ）アクリレートポリマー；エポキシ；シリコーン；ポリエステル；ポリウレタン；ポリカーボネート；チオール－エンポリマー；ウレタン（メタ）アクリレートポリマー、ポリアルキレンオキシドジ（メタ）アクリレート、アルカンジオールジ（メタ）アクリレート、脂肪族（メタ）アクリレート、シリコーン（メタ）アクリレートなどのアクリレートポリマー；ポリエチレンテレフタレートグリコール（ＰＥＴＧ）などのポリエチレンテレフタレート系ポリマー；ポリプロピレン；エチレン－酢酸ビニルなどを挙げることができるが、これらに限定されない。装具本体１０２の厚さは、約０．２～約１．０ミリメートル、又は約０．３ミリメートル～約０．７５ミリメートルなど、約０．１０ミリメートル～約２．０ミリメートルの範囲であってもよい。同じ又は異なる実施例では、取り外し可能な歯科装具１００は、装具本体１０２の縁及び他の空間の面取り又はフィレットを含んでもよい。このような面取り又はフィレットは、患者の快適性を向上させることがあり、かつ取り外し可能な歯科装具１００の視認性を低下させることがある。同じ又は異なる実施例では、取り外し可能な歯科装具１００は、装具本体１０２の領域（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ又は円弧状部材１０９Ｃ）の剛性を増大させて、装具本体１０２の領域（例えば、ヒンジ軸１１０Ｃ）の強度を増大させるために、少なくとも１つの補強構造体を含んでもよい。
いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具１００は、囲まれた歯のうちの１つ以上に取り外し可能な歯科装具１００によって加えられる力を増強するように構成された金属部品を含んでもよい。例えば、金属部品は、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ又は円弧状部材１０９Ｃなどの装具本体１０２の少なくとも一部を通って延びる任意の好適な断面形状（例えば、円形、直線状、又はリボン）を有する金属ワイヤを含んでもよい。いくつかの実施例では、歯ぎしり又は咀嚼などによって引き起こされる高圧咬合接触の応力に打ち勝つためにより高い耐久性が必要とされる場合、取り外し可能な歯科装具１００は、金属咬合構成要素などの１つ以上の他の金属構成要素を含んでもよい。いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具１００は、患者内に埋め込まれたアンカーデバイス、例えば、一時的なアンカーデバイス又は小型ねじに接続するための受け具を含んでもよい。例えば、キャッチは、アンカーシェル上に配置されて、アンカー歯上のアンカーデバイスに接続することができる。このようにして、そのような取り外し可能な歯科装具１００は、金属及びプラスチックのハイブリッド構造を提供してもよい。プラスチック部品は、視認性を低下させるために略透明であってもよいが、金属部品は、患者によって装着されるときの取り外し可能な歯科装具１００の視認性を低下させるためにめっき又は他の着色剤を含んでもよい。例えば、装着時に患者の歯１０３付近に配置された金属部品としては、例えば、ロジウム、銀、白い陽極酸化チタン、テフロン、ＰＴＦＥなどの白色のコーティング又はめっきを含んでもよく、又は、例えば、ロジウム、銀、白い陽極酸化チタンなどの白色金属で形成されてもよい。他の場所に配置された金属部品は、患者の口腔内の組織色と概ね一致するように着色されてもよい。
いくつかの実施例では、それぞれの屈曲可能なフラップ又は複数の屈曲可能なフラップは、螺旋状構成を画定し得る。図２Ａ～図２Ｃは、螺旋状構成を有する屈曲可能なフラップ２００８を含む例示的な取り外し可能な歯科装具２０００を示す概念図である。取り外し可能な歯科装具２０００は、本明細書で説明する相違点を除いて、図１Ａ～図１Ｅを参照した上述した取り外し可能な歯科装具１００と同じ又は実質的に同様であってもよい。
屈曲可能なフラップ２００８の螺旋状構成は、屈曲可能なフラップ（又は複数の屈曲可能なフラップ）を可能にして、螺旋の中心付近に力を加え、螺旋の周囲の周囲に対応する変形を分散させることができる。例えば、図２Ａに示されるように、装具本体２００２は、二重螺旋状構成を画定する単一のフラップ境界領域２０１３Ａを画定する２つの屈曲可能なフラップ２００８Ａを含んでもよい。静止位置にあるとき、屈曲可能なフラップ２００８Ａの中心２０１５Ａは、歯の所望の位置によって画定される空間に侵入し得る。変形位置では、患者によって着用されるとき、屈曲可能なフラップ２００８Ａは、変形して、中心２０１５Ａ付近の歯に変形力を集中させることができる。屈曲可能なフラップ２００８Ａの変形力は、螺旋状構成の周辺部２０１０の周囲で装具本体２００２に伝達され得る。いくつかの実施例では、図２Ｂに示されるように、螺旋状構成は、複数の屈曲可能なフラップ２００８Ｃ、２００８Ｄ、２００８Ｅ、２００８Ｆを有する四重螺旋状構成を含んでもよい。いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具２０００は、図１Ａ～図１Ｅを参照して上述したような円弧状部材を含んでもよい。
いくつかの実施例では、それぞれの屈曲可能なフラップは、スロット付き縁部を画定してもよく、ヒンジ軸に沿ってより薄い材料、及びヒンジ軸の反対側の円弧状部材を画定するより薄い材料を有することができる。図３Ａ～図３Ｃは、ヒンジ軸２１１０から延びる屈曲可能なフラップ２１０８と、ヒンジ軸線２１１０の反対側のスプリングベローズ２１０９と、を含む例示的な取り外し可能な歯科装具２１００を示す概念図である。取り外し可能な歯科装具２１００は、本明細書で説明する相違点を除いて、図１Ａ～図１Ｅを参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００と同じ又は実質的に同様であってもよい。
図３Ａ～図３Ｃに示されるように、屈曲可能なフラップ２１０８は、ヒンジ軸２１１０において装具本体２１０２から延びる。ヒンジ軸２１１０は、装具本体２１０２の薄肉領域を画定する空隙２１１７を含み得る。いくつかの実施例では、空隙２１１７は、エネルギー貯蔵部材よりも柔軟な機構を作用させ得る一体型ヒンジを形成するための一連のノッチを含んでもよい。屈曲可能なフラップ２１０８は、スロット付き側部２１１３を画定する。スロット付き側部２１１３は、装具本体２１０２を通って延びる開口部を含んでもよい。他の実施例では、スロット付き側部２１１３は、装具本体２１０２の隣接する部分と比較して、剪断抵抗が低減された任意の好適なタイプの領域を含んでもよい。装具本体２１０２は、ヒンジ軸２１１０の反対側の円弧状部材２１０９を含む。図３Ｂに示されるように、円弧状部材２１０９は、屈曲可能なフラップ２１０８の表面に接する平面から離れる装具本体２１０２の変位を画定してもよい。図３Ｃの断面図に示されるように、円弧状部材２１０９及びヒンジ軸２１１０の厚さは、屈曲可能なフラップ２１０８及びシェル２１０４を含む装具本体２１０２の他の部分の厚さよりも実質的に薄くてもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材２１０９は、ばねとして作用し、ヒンジ軸２１１０に蓄積されたエネルギーに加えて潜在的エネルギーを蓄積することができる。屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０、及び／又は円弧状部材２１０９の弾性率を組み合わせることによって、複合弾性率は、屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０、及び／又は円弧状部材２１０９のいずれかが独立して達成できるよりも、約１０Ｎの水平線に近似することができる。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０、及び／又は円弧状部材２１０９は、例えば、Ｕ字型の屈曲可能なフラップを囲む連続的なスプリングベローズと比較して、より単純であり、より容易に設計及び製造することができる。例えば、Ｕ字型の屈曲可能なフラップを囲む連続的なスプリングベローズと比較して、屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０及び／又は円弧状部材２１０９の力を、より容易にモデル化し計算することができる。このような簡易化モデリングは、選択された力を歯に加えて選択された治療計画を達成するために、屈曲可能なフラップ及び円弧状部材の位置、寸法、及び形状を決定する際の計算強度又は時間を低減することができる。加えて、又は代わりに、屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０、及び／又は円弧状部材２１０９は、直線状の切断路しか必要でないことがあるため、より簡易に機械加工することができる。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０、及び／又は円弧状部材２１０９は、予め製造された部品として大量生産され、形成された装具本体２１０２に後で取り付けられてもよい。このような実施例では、屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０、及び／又は円弧状部材２１０９は、材料の連続的な直線押出を使用することと、屈曲可能なフラップ２１０８、ヒンジ軸２１１０、及び／又は円弧状部材２１０９を任意の所与の幅の個々の部分に切断することによって形成されてもよい。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ２１０８に隣接する装具本体２１０２の少なくとも一部は、空隙を画定し得る（例えば、スロット２０１３が拡大され得る）。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ２１０８に隣接する装具本体２１０８に力を直接伝達しないことによって、装具本体が変形する懸念が現実のものとなるとき、又は隣接する構造体の近接のために歯に嵌合する装具本体２１０８がそのような変形に起因して損なわれ得る例において、装具本体２１０８の変形を低減することができる。
いくつかの実施例では、装具本体は、スロットを含むヒンジ軸から延び、スロット付き縁部を画定する屈曲可能なフラップと、装具本体の表面に正接する平面内にジグザグばねを含む、ヒンジ軸の反対側の円弧状部材と、を含んでもよい。図４Ａ～図４Ｃは、スロット付きヒンジ軸２２１０から延びる屈曲可能なフラップ２２０８と、ヒンジ軸２２１０の反対側の装具本体２２０２の表面に正接する平面内のジャンパー２２０９と、を含む例示的な取り外し可能な歯科装具２２００を示す概念図である。取り外し可能な歯科装具２２００は、本明細書で説明する相違点を除いて、図１Ａ～図１Ｅを参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００と同じ又は実質的に同様であってもよい。
図４Ａ～図４Ｃに示されるように、屈曲可能なフラップ２２０８は、スロット付きヒンジ軸２２１０において装具本体２２０２から延びる。上述のように、スロット付きヒンジ軸２２１０は、スロット付きではないヒンジ軸と比較して、可撓性が高くなり得る。屈曲可能なフラップ２２０８は、スロット付き側部２２１３を画定する。スロット付き側部２２１３は、装具本体２２０２を通って延びる開口部を含んでもよい。他の実施例では、スロット付き側部２２１３は、装具本体２２０２の隣接する部分と比較して、剪断抵抗が低減された任意の好適なタイプの領域を含んでもよい。装具本体２２０２は、ヒンジ軸２２１０の反対側の円弧状部材２２０９を含む。円弧状部材２２０９は、装具本体２２０２の表面に正接する平面内にジグザグ形状のばねを含む。いくつかの実施例では、円弧状部材２２０９は、屈曲可能なフラップ２２０８が、スロット付きヒンジ軸２２１０に垂直な方向、及び舌側－唇側方向に移動することを可能にし得る。屈曲可能なフラップ２２０８の移動は、いくつかの実施例では、それぞれの歯の移動中の発現を改善することができる。いくつかの実施例では、図４Ａ～図４Ｃに示される構成は、シェル２２０４を反応力から隔離するのに有効であり得る。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ２２０８、ヒンジ軸２２１０、及び／又は円弧状部材２２０９は、装置本体２２０２の熱成形後にエンドミル又はレーザカッターを使用してそれらの要素を装具本体２０２に切断することができるため、より容易に機械加工することができる。これにより、図４Ａ～図４Ｃに示す構成は、実質的に一定の厚さの装具を求める設計制約及び製造方法に適し得る。いくつかの実施例では、ヒンジ軸２２１０に沿って材料を除去することにより、屈曲可能なフラップ２２０８の変形を低減して、歯との接触面積を増加させるか、又はより予測可能な接触点を可能にすることができる。いくつかの実施例では、図４Ａ～図４Ｃに示される構成は、舌、唇、又は頬の方向にあまり突出しないことによって、患者にとってより快適であり得る。例えば、１つ以上のジャンパー、又は１つ以上のジャンパーの振幅、幅、長さ、装着点などにおける変形など、円弧状部材２２０９の多くの変形が可能である。
いくつかの実施例では、装具本体は、スロットを含むヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップと、フラップ境界領域を架橋する複数の円弧状部材と、を含み得る。図５Ａ及び図５Ｂは、スロット付きヒンジ軸２３１０から延びる屈曲可能なフラップ２３０８と、ヒンジ軸２３１０の反対側の装具本体２３０２の表面に正接する平面内でフラップ境界領域２３１３を架橋する複数のジャンパー２３０９と、を含む例示的な取り外し可能な歯科装具２３００を示す概念図である。取り外し可能な歯科装具２３００は、本明細書で説明する相違点を除いて、図１Ａ～図１Ｅを参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００と同じ又は実質的に同様であってもよい。
図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、屈曲可能なフラップ２３０８は、スロット付きヒンジ軸２３１０において装具本体２３０２から延びる。屈曲可能なフラップ２３０８は、フラップ境界領域２２１３を画定する。装具本体２３０２は、シェル２３０４から屈曲可能なフラップ２３０８まで延びる複数の円弧状部材２３０９を含む。６つの円弧状部材２３０９が図示されているが、他の実施例では、装具本体２３０３は、より少ない又はより多い円弧状部材２３０９を含んでもよい。円弧状部材２３０９は、装具本体２３０２の表面に正接する平面内にジグザグ形状のばねを含む。いくつかの実施例では、円弧状部材２３０９は、屈曲可能なフラップ２３０８が、装具本体２３０２の表面に正接する平面内で、舌側－唇側方向に移動することを可能にし得る。屈曲可能なフラップ２２０８の移動は、いくつかの実施例では、それぞれの歯の移動中の発現を改善することができる。加えて、又は代わりに、複数の円弧状部材２３０９は、屈曲可能なフラップ２３０８によって歯の表面に加えられる力の方向又は大きさの制御を改善することができる。図５Ａ及び図５Ｂに示される構成は、屈曲可能なフラップ２３０８の側部に沿って追加の円弧状部材２３０９を配置することによって、他の構成と比較して力を増大させることができる。いくつかの実施例では、円弧状部材２３０９が屈曲可能なフラップ２３０８の遠位端（例えば、ヒンジ軸から最も遠い端部）から省略されて、屈曲可能なフラップ２３０８を、隣接する歯科構造体又は力アクチュエータにより近接させて配置することができる。いくつかの実施例では、図５Ａ及び図５Ｂに示される構成は、円弧状部材２３０９の数を減少させ、円弧状部材２３０９の長さを増加させることによって、より可撓性の高い屈曲可能なフラップ２３０８を可能にし得る。これは、屈曲可能なフラップ２３０８の遠位端の領域に加えて、屈曲可能なフラップ２３０８の横側にフラップ境界領域２３１３を利用する際に利用可能な長さを増加させることによって可能となる。
いくつかの実施例では、装具本体は、ヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップと、フラップ境界領域の少なくとも一部を架橋するスプリングベローズを画定する円弧状部材と、を含み得る。図６Ａ及び図６Ｂは、ヒンジ軸２４１０から延びる屈曲可能なフラップ２４０８と、フラップ境界領域２４１３全体の周囲に延びるスプリングベローズ２４０９と、を含む例示的な取り外し可能な歯科装具２４００を示す概念図である。取り外し可能な歯科装具２４００は、本明細書で説明する相違点を除いて、図１Ａ～図１Ｅを参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００と同じ又は実質的に同様であってもよい。
図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、屈曲可能なフラップ２４０８は、ヒンジ軸２４１０において装具本体２４０２から延びる。ヒンジ軸２４１０は、１つ以上の空隙２４１７を含んでもよい。装具本体２４０２は、フラップ境界領域２４１３全体の周りに延びる円弧状部材２４０９を含む。図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、円弧状部材２４０９は、シェル２４０４の表面に正接する平面から離れた装具本体２４０２の変位を画定してもよい。図６Ａの断面図に示されるように、円弧状部材２４０９及びヒンジ軸２４１０の厚さは、屈曲可能なフラップ２４０８及びシェル２４０４を含む装具本体２４０２の他の部分の厚さよりも実質的に薄くてもよい。比較的薄い円弧状部材２４０９及びヒンジ軸２４１０は、周囲の装具本体２４０２又は屈曲可能なフラップ２４０８よりも高い可撓性を有してもよい。加えて、又は代わりに、いくつかの実施例では、円弧状部材２４０９及びヒンジ軸２４１０の１つ以上の部分は、選択領域における剪断応力を低減するためのスロットを含んでもよい。図６Ｂに示されるように、円弧状部材２４０９は、テーパ状のスプリングベローズを含んでもよい。テーパ状のスプリングベローズは、ヒンジ軸２４１０の近くの装具本体２４０２の表面に正接する平面内に配設されてもよく、フラップ境界領域２４１３の周囲の他の位置で平面から更に突出してもよい。このようにして、ヒンジ軸２４１０に近い円弧状部材２４０９の部分ほど、ヒンジ軸２４１０から遠い円弧状部材２４０９の部分よりも可撓性が低くなり得る。いくつかの実施例では、円弧状部材２４０９は、装具本体２４０２の表面に正接する平面に向かう及び平面から遠ざかる複数の起伏を含んでもよい。このような起伏は、円弧状部材２４０９によって屈曲可能なフラップ２４０８に加えられる力の方向及び／又は大きさの制御を改善することができる。図６Ａ及び図６Ｂに示される構成は、装具材料の露出縁部を排除することによって患者の快適性を高める、フラップの側面を含むようにスプリングベローズの有効長を増加させることによって、他の実施例よりも実質的に大きな力を提供する、及び／又は円弧状部材を画定する空隙を有する装具本体と比較して、食品及び歯垢の蓄積を低減することができる。いくつかの実施例では、装具本体２４０２は、患者の快適性を改善するため、及び／又は装具本体２４０２の角部又は内縁部における食物又は歯垢の蓄積を低減するための丸め又は面取り部を含んでもよい。いくつかの実施例では、装具本体２４０２は、機械加工又は切断などの後加工を必要とせずに熱成形されてもよい。いくつかの実施例では、装具本体２４０２は、プリンタ内の装具の配向に応じて、（局所支持を欠く可能性がある露出縁部の排除のために）屈曲可能なフラップ２４０８上又はその近傍の支持構造体を必要とせずに３Ｄ印刷可能であってもよい。
いくつかの実施例では、装具本体は、ヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップと、フラップ境界領域の少なくとも一部を架橋するジャンパーを画定する円弧状部材と、を含み得る。図７Ａ及び図７Ｂは、ヒンジ軸２５１０から延びる屈曲可能なフラップ２５０８と、フラップ境界領域２５１３を架橋する複数のジャンパー２５０９とを含む例示的な取り外し可能な歯科装具２５００を示す概念図である。取り外し可能な歯科装具２５００は、本明細書で説明する相違点を除いて、図１Ａ～図１Ｅを参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００と同じ又は実質的に同様であってもよい。
図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、屈曲可能なフラップ２５０８は、ヒンジ軸２５１０において装具本体２５０２から延びる。ヒンジ軸２５１０は、１つ以上の空隙２５１７を含んでもよい。装具本体２５０２は、フラップ境界領域２５１３を架橋するジャンパー２５０９を含む。図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、ジャンパー２５０９は、シェル２５０４の表面に正接する平面から離れる装具本体２５０２の変位を画定し得る。図７Ｂの断面図に示されるように、ジャンパー２５０９及びヒンジ軸２５１０の厚さは、屈曲可能なフラップ２５０８及びシェル２５０４を含む装具本体２５０２の他の部分の厚さよりも実質的に薄くてもよい。比較的薄いジャンパー２５０９及びヒンジ軸２５１０は、周囲の装具本体２５０２又は屈曲可能なフラップ２５０８よりも高い可撓性を有してもよい。加えて、又は代わりに、いくつかの実施例では、ジャンパー２５０９及びヒンジ軸２５１０の１つ以上の部分は、選択領域における剪断応力を低減するためのスロットを含んでもよい。いくつかの実施例では、力は、個々の貫通孔又は剪断低減領域を有するジャンパー２５０９の連続性を中断し、それにより、耐久性、成形性、印刷性などが損なわれる点まで厚さを減らすことなくジャンパー２５０９の総面積を減少させることによって低減され得る。ジャンパー２５０９はまた、屈曲可能なフラップ２５０８の側面のみに配置して、屈曲可能なフラップ２５０８のアスペクト比又は全長を低減することができる。いくつかの実施例では、装具本体２５０２（例えば、ジャンパー２５０９）によって画定される空隙は、歯の周囲及び装具を通る唾液流を増加させる場合があり、これは、歯と長時間接触した場合に、歯のエナメル質の脱灰、白斑病変、虫歯、歯肉炎などをもたらす可能性のある酸の排出にとって有益であり得る。
一般に、それぞれの屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、それぞれの装具本体の舌側面、顔側面、又は咬合面のいずれか１つのそれぞれのシェルと一体的に形成されてもよい。図８は、そのうちの１つがシェル２０４として図８に示される複数のシェル、屈曲可能なフラップ２０８、及び患者の歯２０３の舌側表面に力２０７を加えるように構成された円弧状部材２０９を含む例示的な取り外し可能な歯科装具２００の一部の舌側図である。取り外し可能な歯科装具２００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図７Ｂを参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具２００は、患者の下顎歯列弓２０１の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体２０２を含んでもよい。装具本体２０２は、歯２０３の初期位置において歯２０３と係合するように成形されたシェル２０４を画定し、また、所望の位置に歯２０３を受け入れる。屈曲可能なフラップ２０８は、装具本体２０２と一体的に形成されて、シェル２０４のヒンジ軸２１０から延びる。装具本体２０２はまた、第１の端部２１２及び第２の端部２１４を含む、フラップ境界領域２１３を架橋する円弧状部材２０９を含む。装具本体２０２は、装具本体１０２と同様に、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。
図８の実施例では、屈曲可能なフラップ２０８及び円弧状部材２０９は、装具本体２０２の舌側に配置され、歯２０３の舌側面に力２０７を加えるように構成されている。例えば、屈曲可能なフラップ２０８の静止位置は、歯２０３の所望の位置に歯２０３によって画定された空間に侵入する。取り外し可能な歯科装具２００が患者によって装着されるとき、歯２０３の初期位置は、屈曲可能なフラップ２０８及び円弧状部材２０９の変形を引き起こす。屈曲可能なフラップ２０８の変形は、力２０７をもたらす。力２０７は、屈曲可能なフラップ２０８の１つ以上の歯２０３との接触点、例えば屈曲可能なフラップ２０８の表面、又は屈曲可能なフラップ２０８からの突出部によって、屈曲可能なフラップ２０８から歯２０３に伝達される。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ２０８及び円弧状部材２０９は、歯２０３の切歯縁部付近に力２０７を集中させるように配置及び成形される。歯２０３の切歯縁部付近に力２０７を集中させることによって、屈曲可能なフラップ２０８及び円弧状部材２０９は、回転軸２１６を中心として回転方向２１８に歯２０３のトルク付与をもたらす。図８には示されていないが、シェル２０４の表面は、シェル２０４の内側に空隙を画定してもよい。歯２０３が回転軸２１６を中心にトルク付与されると、歯２０３は空隙内に移動し、歯２０３の顔側面はシェル２０４の表面に接触することができる。
いくつかの実施例では、複数の屈曲可能なフラップ及び複数の円弧状部材は、装具本体の対向する側にあってもよい。図９Ａ～図９Ｃは、そのうちの１つが図９Ａ～図９Ｃでシェル３０４として示されている複数のシェルと、屈曲可能なフラップ３０８Ａ及び３０８Ｂ（集合的に「屈曲可能なフラップ３０８」）と、患者の歯３０３にそれぞれ力３０７Ａ及び３０７Ｂ（集合的に「力３０７」）を加えるように構成された円弧状部材３０９Ａ及び３０９Ｂ（集合的に「円弧状部材３０９」）と、を含む例示的な取り外し可能な歯科装具３００の唇側図、舌側図、及び咬合側図である。取り外し可能な歯科装具３００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図８を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具３００は、複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体３０２を含んでもよく、それらの歯のうちの１つは、患者の下顎歯列弓３０１の歯３０３として図９Ａ～図９Ｃに示されている。装具本体３０２は、装具本体１０２と同様に、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。シェル３０４は、歯３０３の初期位置において歯３０３と係合し、歯３０３の所望の位置に歯３０３を受け入れるように成形されてもよい。装具本体３０２は、第１の端部３１２Ａ及び第２の端部３１４Ａを有するフラップ境界領域３１３Ａを画定してもよい。屈曲可能なフラップ３０８Ａは、装具本体３０２と一体的に形成されて、シェル３０４のヒンジ軸３１０Ａから延びてもよい。
取り外し可能な歯科装具１００及び２００とは対照的に、取り外し可能な歯科装具３００は、第２の屈曲可能なフラップ３０８Ｂ及び第２の円弧状部材３０９Ｂを更に含む。屈曲可能なフラップ３０８Ａと同様、屈曲可能なフラップ３０８Ｂは、装具本体３０２と一体的に形成されて、シェル３０４のヒンジ軸３１０Ｂから延び、装具本体３０２は、第１の端部３１２Ｂ及び第２の端部３１４Ｂを有するフラップ境界領域３１３Ｂを画定する。図９Ｃに示されるように、屈曲可能なフラップ３０８Ａは、取り外し可能な歯科装具３００の顔側に配置されるのに対し、屈曲可能なフラップ３０８Ｂは、取り外し可能な歯科装具３００の舌側に配置される。屈曲可能なフラップ３０８Ａ及び円弧状部材３０９Ａは、歯３０３の顔側面に力３０７Ａを加えるように構成されてもよい。屈曲可能なフラップ３０８Ｂ及び円弧状部材３０９Ｂは、歯３０３の舌側面に力３０７Ｂを加えるように構成されてもよい。図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、力３０７Ａ及び３０７Ｂは、水平面に対して歯３０３のほぼ同じ高さを中心としてもよい。他の実施例では、力３０７Ａ及び３０７Ｂは、歯３０３の異なる高さを中心としてもよい。
屈曲可能なフラップ３０８Ａ及び３０８Ｂは、連結を形成するように配置されてもよい。例えば、力３０７Ａは、力３０７Ｂと実質的に対向し、ある距離をおいて離れていてもよい。力３０７Ａ及び３０７Ｂの連結は、歯３０３のほぼ中心に位置し、咬合側－歯肉側方向に延びる軸３１６を中心とした歯３０３の回転をもたらし得る。図９Ａ～図９Ｃには示されていないが、シェル３０４の表面は、シェル３０４の内部に空隙を画定し、歯３０３の所望の位置に歯３０３を受け入れるように成形されてもよい。例えば、屈曲可能なフラップ３０８Ａは、歯３０３を空隙に向かって移動させるために、空隙とは反対側の歯３０３の顔側－遠位面に力３０７Ａを加えるように構成されてもよい。同様に、シェル３０４の表面は、シェル３０４の内部に第２の空隙を画定し、歯３０３の所望の位置に歯３０３を受け入れるように成形されてもよい。例えば、屈曲可能なフラップ３０８Ｂは、第２の空隙とは反対側の歯３０３の舌側近心面に力３０７Ｂを加えて、歯３０３を第２の空隙に向かって移動させるように構成されてもよい。このようにして、屈曲可能なフラップ３０８及びシェル３０４は、歯３０３を歯３０３の所望の位置に向かって移動させるように一体的に形成されてもよい。
いくつかの実施例では、複数の屈曲可能なフラップ及び複数の円弧状部材は、装具本体の同じ側にあってもよい。図１０は、そのうちの１がシェル４０４として図１０に示される複数のシェル、複数の屈曲可能なフラップ４０８Ａ及び４０８Ｂ（集合的に「屈曲可能なフラップ４０８」）、並びに患者の歯４０３にそれぞれ力４０７Ａ及び４０７Ｂ（集合的に「力４０７」）を加えるように構成された複数の円弧状部材４０９Ａ及び４０９Ｂ（集合的に「円弧状部材４０９」）を含む例示的な取り外し可能な歯科装具４００の舌側図である。取り外し可能な歯科装具４００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図９を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具４００は、複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体４０２を含んでもよく、それらの歯のうちの１つが、患者の下顎歯列弓４０１の歯４０３として図１０に示されている。装具本体４０２は、装具本体１０２と同様に、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。シェル４０４は、歯４０３の初期位置において歯４０３と係合し、歯４０３の所望の位置に歯４０３を受け入れるように成形されてもよい。装具本体４０２は、シェル４０４のヒンジ軸４１０Ａから延びる屈曲可能なフラップ４０８Ａ、及びフラップ境界領域４１３Ａの周りで第１の端部４１２Ａから第２の端部４１４Ａまで延びる円弧状部材４０９Ａを含んでもよい。加えて、取り外し可能な歯科装具３００と同様、取り外し可能な歯科装具４００は、第２のヒンジ軸４１０Ｂから延びる第２の屈曲可能なフラップ４０８Ｂ、及びフラップ境界領域４１３Ｂの周りで第１の端部４１２Ｂから第２の端部４１４Ｂまで延びる第２の円弧状部材４０９Ｂを含んでもよい。
図１０に示されるように、屈曲可能なフラップ４０８Ａ及び４０８Ｂは、取り外し可能な歯科装具４００の舌側に配置される。屈曲可能なフラップ４０８Ａ及び円弧状部材４０９Ａは、歯４０３の切歯縁部付近の舌側面に力４０７Ａを加えるように構成されてもよい。屈曲可能なフラップ４０８Ｂ及び円弧状部材４０９Ｂは、歯４０３の歯肉縁付近の舌側面に力４０７Ｂを加えるように構成されてもよい。力４０７Ａ及び４０７Ｂは、歯４０３の中心（例えば、歯４０３にわたって近心－遠心方向に延びる軸の中心）に集中させてもよい。他の実施例では、力４０７Ａ及び４０７Ｂは、歯４０３上の異なる位置に集中させてもよい。
力４０７Ａ及び４０７Ｂは、類似の大きさ又は異なる大きさであってもよい。力４０７Ａ及び４０７Ｂの大きさが類似している例では、歯４０３は、顔側方向に並進させられ得る。力４０７Ａ及び４０７Ｂの大きさが異なっている例では、歯４０３は、顔側方向に並進させられるとともに傾けられ得る。例えば、力４０７Ａが力４０７Ｂより大きい場合、歯４０３は、咬合側方向に傾いて顔側方向に並進することができる。いくつかの実施例では、異なる力４０７Ａ及び４０７Ｂが使用されて、例えば、歯４０３の抵抗の中心を考慮することによって、歯４０３上で得られる力のモーメントを低減することができる。このようにして、屈曲可能なフラップ４０８Ａ及び４０８Ｂは、歯４０３の直線状並進をもたらすように構成されてもよい。
いくつかの実施例では、装置本体の同じ側の複数の屈曲可能なフラップ及び複数の円弧状部材が、それぞれの複数の力を集中させるように構成されてもよい。例えば、図１１は、そのうちの１つがシェル５０４として図１１で示される複数のシェル、複数の屈曲可能なフラップ５０８Ａ及び５０８Ｂ、並びにそれぞれ力５０７Ａ及び５０７Ｂを患者の歯５０３に加えるように構成された円弧状部材５０９Ａ及び５０９Ｂを含む例示的な取り外し可能な歯科装具５００の舌側図である。
取り外し可能な歯科装具５００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図１０を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具５００は、患者の下顎歯列弓５０１の歯５０３を含む複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体５０２を含んでもよい。装具本体５０２は、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。シェル５０４は、歯５０３の初期位置において歯５０３と係合し、歯５０３の所望の位置に歯５０３を受け入れるように成形されてもよい。装具本体５０２は、第１の端部５１２Ａ及び第２の端部５１４Ａを有するフラップ境界領域５１３Ａを画定してもよい。屈曲可能なフラップ５０８Ａは、装具本体５０２と一体的に形成されて、シェル５０４のヒンジ軸５１０Ａから延びてもよい。加えて、取り外し可能な歯科装具４００と同様、取り外し可能な歯科装具５００は、装具本体５０２と一体的に形成されてシェル５０４のヒンジ軸５１０Ｂから延びる第２の屈曲可能なフラップ５０８Ｂを含んでもよく、装具本体５０２は、第１の端部５１２Ｂ及び第２の端部５１４Ｂを有するフラップ境界領域５１３Ｂを画定する。屈曲可能なフラップ５０８Ａ及び５０８Ｂは、取り外し可能な歯科装具５００の舌側に配置されてもよい。
図１１に示されるように、屈曲可能なフラップ５０８Ａ及び５０８Ｂ並びに円弧状部材５０９Ａ及び５０９Ｂは、歯５０３の中心付近の舌側面に力５０７Ａ及び５０７Ｂをそれぞれ加えるように構成されてもよい。力５０７Ａ及び５０７Ｂは、歯５０３の中心付近（例えば、近心－遠心軸の中心）に集中させてもよい。他の実施例では、力５０７Ａ及び５０７Ｂは、近心－遠心軸に沿って歯５０３上の異なる位置に集中させてもよい。いくつかの実施例では、円弧状部材５０９Ａ及び５０９Ｂは、共通軸５１５に沿って接続されてもよい。他の実施例では、円弧状部材５０９Ａ及び５０９Ｂのうちの少なくとも１つは、軸５１５に沿って屈曲可能なフラップ５０８Ａ及び５０８Ｂの両方に連結されてもよい。歯５０３の同じ部分に力５０７Ａ及び５０７Ｂの両方を集中させることによって、取り外し可能な歯科装具５００は、単一の屈曲可能なフラップで可能となり得るよりも大きな力をその歯５０３の部分に伝達することができる。このようにして、取り外し可能な歯科装具５００は、屈曲可能なフラップ５０８Ａ及び５０８Ｂを有さない歯科装具と比較して、より短い期間で歯５０３の移動を達成し得る。
いくつかの実施例では、複数の屈曲可能なフラップは、装具本体の同じ側に４つ以上の屈曲可能なフラップと対応する複数の円弧状部材とを含み得る。複数の屈曲可能なフラップ及び複数の円弧状部材は、それぞれの歯の１つ以上の位置にそれぞれの複数の力を集中させるように構成されてもよい。例えば、図１２は、そのうちの１つがシェル６０４として図１２に示される複数のシェル、複数の屈曲可能なフラップ６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ、及び６０８Ｄ（集合的に「屈曲可能なフラップ６０８」）、並びに患者の歯６０３に力６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃ、及び６０７Ｄを加えるように構成された複数の円弧状部材６０９Ａ、６０９Ｂ、６０９Ｃ、及び６０９Ｄ（集合的に「円弧状部材６０９」）を含む例示的な取り外し可能な歯科装具６００の舌側図である。
取り外し可能な歯科装具６００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図１１を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具６００は、患者の下顎歯列弓６０１の歯６０３を含む複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体６０２を含んでもよい。装具本体６０２は、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。シェル６０４は、歯６０３の初期位置において歯６０３と係合し、歯６０３の所望の位置に歯６０３を受け入れるように成形されてもよい。装具本体６０２は、第１の端部６１２Ａ及び第２の端部６１４Ａを有するフラップ境界領域６１３Ａを画定してもよい。屈曲可能なフラップ６０８Ａは、装具本体６０２と一体的に形成されて、シェル６０４のヒンジ軸６１０Ａから延びてもよい。加えて、取り外し可能な歯科装具５００と同様、取り外し可能な歯科装具６００は、装具本体６０２と一体的に形成されて、シェル６０４のヒンジ軸６１０Ｂから延びる第２の屈曲可能なフラップ６０８Ｂを含んでもよく、装具本体６０２は、第１の端部６１２Ｂを有し、屈曲可能なフラップ６０８Ａと共通の第２の端部６１２Ａを有するフラップ境界領域６１３Ｂを画定する。
取り外し可能な歯科装具５００とは異なり、取り外し可能な歯科装具６００はまた、第３の屈曲可能なフラップ６０８Ｃ、第３の円弧状部材６０９Ｃ、第４の屈曲可能なフラップ６０８Ｄ、及び第４の円弧状部材６０９Ｄを含んでもよい。屈曲可能なフラップ６０８は、取り外し可能な歯科装具６００の舌側に配置されてもよい。図１２に示されるように、屈曲可能なフラップ６０８及び円弧状部材６０９は、力６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃ、及び６０７Ｄ（集合的に「力６０７」）を歯６０３の中心付近の舌側面に加えるように構成されてもよい。力６０７は、歯６０３の中心付近（例えば、６０３を横切る近心－遠心軸に沿った歯６０３の中心）を中心にしてもよい。他の実施例では、力６０７は、歯６０３上の異なる位置に集中させてもよい。例えば、それぞれの屈曲可能なフラップ６０８及び円弧状部材６０９は、屈曲可能なフラップ６０８の対応する屈曲可能なフラップ上の任意の位置に、それぞれの力６０７を加えるように構成されてもよい。歯６０３の同じ部分に力６０７を集中させることによって、取り外し可能な歯科装具６００は、１つ又は２つの屈曲可能なフラップを用いて可能となり得るよりも大きな力をその歯６０３の部分に伝達することができる。
歯６０３へより大きな力を伝達することにより、屈曲可能なフラップ６０８及び円弧状部材６０９は、より少ない数の屈曲可能なフラップと比較して、より短い期間で歯６０３を移動させることができる。例えば、屈曲可能なフラップ６０８は、屈曲可能なフラップ６０８及び／又は円弧状部材６０９を有さない他の歯科装具と比較して、より短い期間で顔側方向への歯６０３の並進を生じさせることができる。他の実施例では、屈曲可能なフラップ６０８及び円弧状部材６０９は、例えば、回転、並進、傾斜、トルク付与、挺出、及び押し込みのうちの少なくとも１つなどの他の歯の移動、又は歯の移動の組み合わせを生成するように構成されてもよい。代わりに、又は加えて、歯６０３に対する力が大きいと、取り外し可能な歯科装具６００が、より少ない数の屈曲可能なフラップでは可能となり得ない歯６０３の移動、例えば、前臼歯の並進を可能にすることができる。このようにして、取り外し可能な歯科装具６００は、屈曲可能なフラップ６０８を有さない歯科装具と比較して、歯６０３に比較的大きな力を加える必要のある歯６０３の移動、より短い期間での歯６０３の移動、又はその両方を達成することができる。
いくつかの実施例では、１つ以上の屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、それぞれの歯の押し込みを引き起こすように構成される。例えば、図１３Ａ～図１３Ｆは、そのうち１つがシェル７０４として図７に示される複数のシェル、複数の屈曲可能なフラップ７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃ、及び７０８Ｄ（集合的に「屈曲可能なフラップ７０８」）、並びに患者の歯７０３にそれぞれ力７０７Ａ、７０７Ｂ、７０７Ｃ、及び７０７Ｄ（集合的に「力７０７」）を加えるように構成された複数の円弧状部材７０９Ａ、７０９Ｂ、７０９Ｃ、及び７０９Ｄ（集合的に「円弧状部材７０９」）を含む例示的な取り外し可能な歯科装具７００の咬合側、舌側、及び遠位側断面図である。図７Ａは、歯７０３が初期位置、例えば不正咬合位置にある歯７０３を囲む取り外し可能な歯科装具７００の一部の咬合側図である。図７Ｂは、歯７０３が所望の位置、例えば、歯列矯正治療後の最終位置、又は取り外し可能な歯科装具７００の使用によって達成される中間位置にある、歯７０３を囲む取り外し可能な歯科装具７００の一部の咬合側図である。図７Ｃは、歯７０３が初期位置にある、歯７０３を囲む取り外し可能な歯科装具７００の舌側図である。図７Ｄは、歯７０３が所望の位置にある、歯７０３を囲む取り外し可能な歯科装具７００の一部の舌側図である。図７Ｅは、初期位置にある歯７０３を囲む取り外し可能な歯科装具７００の断面図である。図７Ｆは、所望の位置にある歯７０３を囲む取り外し可能な歯科装具７００の一部の断面図である。
取り外し可能な歯科装具７００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図１２を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具７００は、患者の下顎歯列弓７０１の歯７０３を含む複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体７０２を含む。装具本体７０２は、装具本体１０２と同様に、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。シェル７０４は、歯７０３の初期位置において歯７０３と係合し、歯７０３の所望の位置に歯７０３を受け入れるように成形されてもよい。更に、取り外し可能な歯科装具６００と同様、取り外し可能な歯科装具７００の実施例は、円弧状部材７０９の４つの屈曲可能なフラップ７０８を含む。例えば、装具本体７０２は、第１の端部７１２Ａ、第２の端部７１４Ａ、第３の交点７１２Ｂ、及び第４の交点７１４Ｂを有するフラップ境界領域７１３Ａ、７１３Ｂ、７１３Ｃ、及び７１３Ｄ（集合的に「フラップ境界領域７１３」）を画定する。屈曲可能なフラップ７０８の各それぞれの屈曲可能なフラップは、装具本体７０２と一体的に形成されて、シェル７０４のそれぞれのヒンジ軸７１０Ａ、７１０Ｂ、７１０Ｃ、及び７１０Ｄ（集合的に「ヒンジ軸７１０」）から延びる。
図１３Ａ～図１３Ｆに示されるように、屈曲可能なフラップ７０８は、取り外し可能な歯科装具７００の咬合面上又はその近くに配置される。屈曲可能なフラップ７０８の各それぞれの屈曲可能なフラップ及びそれぞれの円弧状部材７０９は、それぞれの力７０７を歯７０３の咬合面に加えるように構成されている。力７０７は、歯７０３の咬合面にわたって実質的に均等に分布されてもよく、又は歯７０３の咬合面の１つ以上の部分に集中させてもよい。力７０７が均等に分布される実施例では、力７０７は歯７０３の押し込みを引き起こし得る。他の実施例では、力７０７は、歯７０３の１つ以上の領域内に集中させられて、押し込みに加えて、傾斜などの他の移動を引き起こし得る。
図７Ｅに示されるように、屈曲可能なフラップ７０８は、歯７０３の初期位置において歯７０３と係合するように成形される。例えば、取り外し可能な歯科装具が患者によって装着されると、屈曲可能なフラップ７０８及び円弧状部材７０９は、初期の変形位置に変形する。力７０７は、屈曲可能なフラップ７０８及び円弧状部材７０９が初期の変形位置にあるときに最大である。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ７０８が変形位置にあるとき、シェル７０４の表面７１１は歯７０３の形状に対応する。変形位置において歯７０３の形状に対応することにより、屈曲可能なフラップ７０８は、歯７０３のより多くの部分と係合する。このように、力７０７の大きさが最大であるとき、力７０７の方向制御も最大である。歯７０３が力７０７に応答して移動すると、屈曲可能なフラップ７０８は、歯７０３との係合が次第に弱まり、力７０７が次第に減少する。例えば、図７Ｆに示すように、歯７０３が所望の位置に到達すると、表面７１１と歯７０３との間に空隙７１０が形成される。歯７０３の移動は、力７０７が歯槽骨の再構築を引き起こすのに不十分となるまで継続する。例えば、力７０７は、屈曲可能なフラップ７０８が、フラップ境界領域７０９のうちの１つ以上が互いに接触するように収束する位置まで移動するとき、歯槽骨の再構築を引き起こすのに不十分であり得る。
他の実施例では、表面７１１は、歯７０３の所望の位置における歯７０３の形状に対応してもよい。例えば、屈曲可能なフラップ７０８は、歯７０３が初期位置にあるとき、歯７０３との係合が弱い状態であってもよい。力７０７に応答して歯７０３が移動するにつれて、屈曲可能なフラップ７０８の係合を強めることができる。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップ７０８が歯７０３と漸進的に係合する際に、歯７０３が１つ以上の並進又は回転で移動するように、歯７０３と表面７１１との間に連結が形成されてもよい。
いくつかの実施例では、１つ以上の屈曲可能なフラップ及び１つ以上の円弧状部材は、それぞれの歯の挺出を引き起こすように構成される。例えば、図１４は、そのうち１つがシェル８０４として図１４に示される複数のシェル、複数の屈曲可能なフラップ８０８Ａ、８０８Ｂ、及び８０８Ｃ（集合的に「屈曲可能なフラップ８０８」）、並びに患者の歯８０３にそれぞれ力８０７Ａ、８０７Ｂ、及び８０７Ｃ（集合的に「力８０７」）を加えるように構成された複数の円弧状部材８０９Ａ、８０９Ｂ、及び８０９Ｃ（集合的に「円弧状部材８０９」）を含む例示的な取り外し可能な歯科装具８００の一部の咬合側図である。
取り外し可能な歯科装具８００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図１３を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様である。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具８００は、患者の下顎歯列弓８０１の歯８０３を含む複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体８０２を含む。装具本体８０２は、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。シェル８０４は、歯８０３の初期位置において歯８０３と係合し、歯８０３の所望の位置に歯８０３を受け入れるように成形されてもよい。更に、取り外し可能な歯科装具４００と同様、取り外し可能な歯科装具８００の実施例は、複数の屈曲可能なフラップ８０８及び複数の円弧状部材８０９を含む。装具本体８０２は、第１の端部８１２Ａ及び第２の端部８１４Ａを有するフラップ境界領域８１３Ａ、第１の端部８１２Ｂ及び第２の端部８１４Ｂを有するフラップ境界領域８１３Ｂ、並びに第１の端８１２Ｃ及び第２の端８１４Ｃを有するフラップ境界領域８１３Ｃを画定する。装置本体８０２と一体的に形成された屈曲可能なフラップ８０８の各それぞれの屈曲可能なフラップは、シェル８０４のそれぞれのヒンジ軸８１０Ａ、８１０Ｂ、及び８１０Ｃ（集合的に「ヒンジ軸線８１０」）から延びる。
図１４に示されるように、屈曲可能なフラップ８０８は、歯８０３の歯肉縁付近に配置される。屈曲可能なフラップ８０８の各それぞれの屈曲可能なフラップ及び円弧状部材８０９は、歯８０３の輪郭の高さより下の歯８０３の表面にそれぞれの力８０７を加えるように構成されている。歯８０３の輪郭の高さは、歯冠の凸部又は隆起の最大量である。屈曲可能なフラップ８０８は、力８０７が歯８０３の舌側及び顔側部の両方にわたって実質的に均等に分配されるように、シェル８０４の顔側部及び舌側部にわたって実質的に均等に分布され得る。例えば、図１４には示されていないが、対応するシェルの顔側に配置されたそれぞれの屈曲可能なフラップは、対応するシェルの舌側に配置された対応する屈曲可能なフラップを有してもよい。このようにして、力８０７は、歯８０３を単に並進又は回転させるのではなく歯８０３を押し出すように構成されてもよい。他の実施例では、屈曲可能なフラップ８０８及び円弧状部材８０９は、挺出に加えて、傾斜、トルク付与、並進、又は回転などの他の移動を引き起こすように構成されてもよい。
いくつかの実施例では、１つ以上の屈曲可能なフラップ及び円弧状部材は、それぞれの歯の並進を引き起こすように構成されてもよい。例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂは、そのうち１つが図１５Ａ及び図１５Ｂにシェル９０４として示される複数のシェル、複数の円弧状部材９０９Ａ及び９０９Ｂ（集合的に「円弧状部材９０９」）、並びに患者の歯９０３にそれぞれ力９０７Ａ及び９０７Ｂ（集合的に「力９０７」）を加えるように構成された複数の屈曲可能なフラップ９０８Ａ及び９０８Ｂ（集合的に「屈曲可能なフラップ９０８」）を含む例示的な取り外し可能な歯科装具９００の頬側図及び咬合側図である。図１５Ａは、歯９０３が初期位置、例えば不正咬合位置にある歯９０３を囲む取り外し可能な歯科装具９００の一部の頬側図である。図１５Ｂは、歯９０３が初期位置にある、歯９０３を囲む取り外し可能な歯科装具９００の一部の頬側図である。
取り外し可能な歯科装具９００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図１４を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具９００は、患者の下顎歯列弓９０１の歯９０３を含む複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体９０２を含む。装具本体９０２は、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。シェル９０４は、歯９０３の初期位置において歯９０３と係合し、歯９０３の所望の位置に歯９０３を受け入れるように成形されてもよい。更に、取り外し可能な歯科装具３００と同様、取り外し可能な歯科装具９００の実施例は、２つの屈曲可能なフラップ９０８を含む。例えば、装具本体９０２は、第１の端部９１２Ａ及び第２の端部９１４Ａを有するフラップ境界領域９１３Ａ、並びに第１の端部９１２Ｂ及び第２の端部９１４Ｂを有するフラップ境界領域９１３Ｂを画定する。装具本体９０２と一体的に形成された屈曲可能なフラップ９０８の各それぞれの屈曲可能なフラップは、シェル９０４Ｂのそれぞれのヒンジ軸９１０Ａ及び９１０Ｂ（集合的に「ヒンジ軸９１０」）から延びる。
図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるように、屈曲可能なフラップ９０８は、シェル９０４と隣接シェルとの間の隣接歯間領域付近で、取り外し可能な歯科装具９００の対向する顔側及び舌側に配置される。屈曲可能なフラップ９０８の各それぞれの屈曲可能なフラップ及び円弧状部材９０９は、歯９０３と隣接歯との隣接歯間領域付近の歯９０３の表面にそれぞれの力９０７を加えるように構成されている。力９０７Ａの大きさは、歯９０３の遠位並進を生じさせるように、力９０７Ｂの大きさと実質的に同様であってもよい。他の実施例では、力９０７は、顔側又は舌側方向のいずれかの遠位並進及び並進、すなわち、通所の歯軸のうちの１つに対して角度のある軸に沿った並進を生じさせるように、異なる大きさ又は顔側若しくは舌側に偏った位置を有してもよい。
いくつかの実施例では、装具本体の少なくとも１つの部分は、補強構造体を含む。補強構造体は、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の剛性を高めるように構成され得る。一例として、図１６は、そのうちの１つがシェル１００４として図１６で示される複数のシェルと、患者の歯１００３に力１００７を加えるように構成された少なくとも１つの屈曲可能なフラップ１００８とを含む例示的な取り外し可能な歯科装具１０００の一部の舌側図である。
取り外し可能な歯科装具１０００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図１５を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具１０００は、患者の下顎歯列弓１００１の歯１００３を含む複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体１００２を含む。シェル１００４は、歯１００３の初期位置において歯１００３と係合し、歯１００３の所望の位置に歯１００３を受け入れるように成形される。更に、取り外し可能な歯科装具２００と同様、取り外し可能な歯科装具１０００は、装具本体１００２の舌側に配置された屈曲可能なフラップ１００８を含む。装具本体１００２は、第１の端部１０１２及び第２の端部１０１４を有するフラップ境界領域１００９を画定する。屈曲可能なフラップ１００８は、装置本体１００２と一体的に形成され、シェル１００４のヒンジ軸１０１０から延びる。装具本体１００２は、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。
図１６に示されるように、装具本体１００２は、補強構造体１００５を含んでもよい。補強構造体１００５は、屈曲可能なフラップ１００８上に配置される。他の実施例では、補強構造体は、円弧状部材１００９上など、屈曲可能なフラップ１００８に隣接して配置されてもよい。補強構造体１００５は、図１６の屈曲可能なフラップ１００８などの装具本体１００２の少なくとも一部の剛性を高めるように構成される。例えば、補強構造体１００５は、上述したように、取り外し可能な歯科装具１０００が患者によって装着されたときに屈曲可能なフラップ１００８が変形するとき、屈曲可能なフラップ１００８の剛性を高めるための追加材料のストリップを含む。いくつかの実施例では、補強構造体１００５は、上述したようにジャンパーを含んでもよい。図１６の実施例では、補強構造体１００５を形成する追加材料は、装具本体１００２と同じ材料である。他の実施例では、補強構造体は、例えば、異なるポリマーや生体適合性金属などのような、装具本体材料よりも高い弾性率を有する少なくとも１つの材料を含んでもよい。いくつかの実施例では、補強構造体１００５の１つ以上の縁部は、面取りされてもよく、又は丸みをつけられてもよい。補強構造体１００５の少なくとも一部を面取り又は丸み付けすることにより、患者の快適性を向上させることができる。このようにして、補強構造体１００５は、屈曲可能なフラップ１００８の剛性を高めて、屈曲可能なフラップ１００８によって提供される力の大きさを増大させ、屈曲可能なフラップ１００８によって提供される力の制御及び結果として生じる歯１００３の移動、又はその両方を向上させることができる。
いくつかの実施例では、補強構造体は、屈曲可能なフラップ上ではなく、１つ以上の屈曲可能なフラップに隣接して配置されてもよい。例えば、図１７は、そのうちの１つが１１０４として図１７に示される複数のシェル、屈曲可能なフラップ１１０８Ａ及び１１０８Ｂ、並びに患者の歯１１０３にそれぞれ力１１０７Ａ及び１１０７Ｂを加えるように構成された円弧状部材１１０９Ａ及び１１０９Ｂを含む例示的な取り外し可能な歯科装具１１００の一部の舌側図である。
取り外し可能な歯科装具１１００は、本明細書に記載の相違点を除いて、図１Ａ～図１６を参照して上述した取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００と同じ又は実質的に同様であってもよい。例えば、取り外し可能な歯科装具１００と同様、取り外し可能な歯科装具１１００は、患者の下顎歯列弓１１０１の歯１１０３などの複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体１１０２を含む。シェル１１０４は、歯１１０３の初期位置において歯１１０３と係合し、歯１１０３の所望の位置に歯１１０３を受け入れるように成形される。更に、取り外し可能な歯科装具４００と同様、取り外し可能な歯科装具１１００は、装具本体１１０２の舌側に配置された屈曲可能なフラップ１１０８Ａ及び１１０８Ｂ（集合的に「屈曲可能なフラップ１１０８」）を含む。装具本体１１０２は、第１の端部１１１２Ａ及び第２の端部１１１４Ａを有するフラップ境界領域１１０９Ａ、並びに第１の端部１１１２Ｂ及び第２の端部１１１４Ｂを有する屈曲可能なフラップ境界領域１１０９Ｂを画定する。屈曲可能なフラップ１１０８は、装具本体１１０２と一体的に形成されて、シェル１１０４のそれぞれのヒンジ軸１１１０Ａ及び１１１０Ｂから延びる。装具本体１１０２は、装具本体１０２と同様に、歯肉領域を含んでもよく、又は含まなくてもよい。また、取り外し可能な歯科装具１０００と同様、装具本体１１０２は、補強構造体１１０５を含む。
補強構造体１１０５は、屈曲可能なフラップ１１０８に隣接して配置される。補強構造体１１０５は、装具本体１１０２の少なくとも一部の剛性を高めるように構成されている。例えば、補強構造体１１０５は、第１のヒンジ軸１１１０Ａと第２のヒンジ軸１１１０Ｂとの間の装具本体１１０２の領域の剛性を増大させるため、シェル１１０４の厚化領域、又はシェル１１０４上の追加材料のストリップを含んでもよい。取り外し可能な歯科装具１１００が患者によって装着されると、屈曲可能なフラップ１１０８が変形する。屈曲可能なフラップ１１０８の変形は、第１のヒンジ軸１１１０Ａと第２のヒンジ軸線１１１０Ｂとの間の装具本体１１０２の領域に変形又は応力を生じさせることができる。補強構造体１１０５を形成する追加材料は、第１のヒンジ軸１１１０Ａと第２のヒンジ軸１１１０Ｂとの間の装具本体１１０２の領域の可撓性を低減することで、この変形に抵抗し、第１のヒンジ軸線１１１０Ａと第２のヒンジ軸線１１１０Ｂとの間の装具本体１１０２の領域内の応力を低減することができる。このようにして、補強構造１１０５は、力１１０７の制御及び結果として生じる歯１１０３の移動を改善するために、屈曲可能なフラップ１１０８における変形度（concentration of deformation）を改善することができる。加えて、又は代わりに、補強構造体１１０５を形成する追加材料は、装具本体１１０２の少なくとも一部の耐久性を向上させることができる。このようにして、補強構造体１１０５は、取り外し可能な歯科装具１１００が患者によって装着されるか、又は歯に嵌合されるときに、装具本体１１０２の少なくとも一部の永久変形又は破損の可能性を低減することができる。
図１８は、診療所１４と製造施設２０とが、患者１２用の取り外し可能な歯科装具２２のセット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１０を示すブロック図である。取り外し可能な歯科装具２２のセットは、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００，２１００、２２００、２３００、２４００、及び２５００のうちの少なくとも１つを含んでもよい。上述のように、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００は、複数のシェル、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ、及び少なくとも１つの円弧状部材を含む。最初に、診療所１４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１２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１６（例えば、患者１２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走査、印象から注入された歯科用鋳造の走査、超音波計測、磁気共鳴映像法（magnetic resonance imaging、ＭＲＩ）、又は３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、参照により全文が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１２の歯のネガ印象を走査することによって、デジタル歯科構造データ１６を提供してもよい。更に別の選択肢として、患者１２の歯のポジの物理的モデルを画像化することにより、又は患者１２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１６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１２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、参照により全文が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１２の歯根、及び患者１２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１６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スキャンを備えた歯根のデジタル画像は、例えば、参照により全文が本明細書に組み込まれる、Ｒａｂｙらによる米国特許出願第６２／７８７，０２５号に記載されているように、口腔内可視光スキャナを用いて提供される歯冠のデジタル画像と一体化されてもよい。２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、参照により全文が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全文が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。参照により全文が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全文が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本以上の歯冠又は根、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１６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、隣接歯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、製造プロセスに可撓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、石モデル又は印象をある位置から別の位置へ輸送する必要なく、別々の位置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１６の生成後、診療所１４は、デジタル歯科構造データ１６をデータベースの患者記録内に記憶してもよい。診療所１４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１４は、ネットワーク２４を介して、（任意選択的に製造施設２０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１６を記憶した後に、診療所１４は、デジタル歯科構造データ１６を製造施設２０に電子的に通信する。あるいは、製造施設２０は、デジタル歯科構造データ１６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２０は、既存のデジタル歯科構造データ１６を、診療所１４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１４はまた、医師の診断と患者１２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１８を、製造施設２０に転送してもよい。いくつかの例では、処方データ１８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１６は、患者１２の歯科構造のデジタル表現であってもよい。診療所１４の医師は、デジタル表現を精査し、患者１２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１２の個々の歯の所望の移動、間隔、及び最終位置は、取り外し可能な歯科装具２２のセットの各取り外し可能な歯科装具によって治療の各段階で患者１２の歯に加えられることになる力に影響を及ぼすことができる。上述のように、取り外し可能な歯科装具２２のセットの各取り外し可能な歯科装具（例えば、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００）によって加えられる力は、複数のシェル（例えば、シェル１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、２００４、２１０４、２２０４、２３０４、２４０４、又は２５０４）、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ、２０８、３０８Ａ、３０８Ｂ、４０８Ａ、４０８Ｂ、５０８Ａ、５０８Ｂ、６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ、６０８Ｄ、７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃ、７０８Ｄ、８０８Ａ、８０８Ｂ、８０８Ｃ、９０８Ａ、９０８Ｂ、１００８、１００８Ａ、１１０８Ｂ、２００８、２１０８、２２０８、２４０８、又は２５０８）、少なくとも１つの円弧状部材（例えば、円弧状部材１０９Ｃ、２０９、３０９Ａ、３０９Ｂ、４０９Ａ、４０９Ｂ、５０９Ａ、５０９Ｂ、６０９Ａ、６０９Ｂ、６０９Ｃ、６０９Ｄ、７０９Ａ、７０９Ｂ、７０９Ｃ、７０９Ｄ、８０９Ａ、８０９Ｂ、８０９Ｃ、９０９Ａ、９０９Ｂ、１００９、１００９Ａ、１１０９Ｂ、２００９、２１０９、２２０９、２４０９又は２５０９）、少なくとも１つの補強構造体（例えば、補強構造体１００５又は１１０５）などのうちの少なくとも１つの寸法、形状、及び位置を選択することによって決定されてもよい。患者１２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２０の技師、及び製造施設２０のコンピュータが、シェル、屈曲可能なフラップ、円弧状部材、及び補強構造体のうちの少なくとも１つの選択された寸法、形状、及び位置のうちの少なくとも１つを決定することが可能になる。このようにして、デジタル歯科構造データ１６は、患者１２の歯の所望の移動をもたらすために、取り外し可能な歯科装具２２のセットの取り外し可能な歯科装具のそれぞれのシェル、屈曲可能なフラップ、円弧状部材、及び補強構造体のうちの少なくとも１つの、医師、技師、又はコンピュータによって選択された寸法、形状、及び位置のうちの少なくとも１つを含んでもよい。デジタル表現を精査した後に、取り外し可能な歯科装具２２のセットの各取り外し可能な歯科装具のシェル、屈曲可能なフラップ、円弧状部材、及び補強構造体の選択された寸法、形状、及び位置を含むデジタル歯科構造データ１６は、製造施設２０に転送されることができる。製造施設２０は、別の場所にあってもよく、又は診療所１４内にあってもよい。
例えば、それぞれの診療所１４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２０のための現地設備を含んでもよい。製造は３Ｄプリンタの使用によって（又は積層造形（additive manufacturing）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、歯科装具の複雑な特徴部又は患者１２の歯科構造の物理的表現の製造を積層印刷によって可能にする。３Ｄプリンタは、患者１２の本来の歯科構造及び患者１２の所望の歯科構造の繰り返しデジタル設計を使用して、複数のデジタル装具、患者１２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デジタル装具パターン、又はその両方を作成してもよい。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、後処理は必要なことがあり、臨床的環境において実行されることもできる。
製造施設２０では、患者１２の歯を再配置するために、患者１２のデジタル歯科構造データ１６を用いて、取り外し可能な歯科装具２２のセットを構築する。その後しばらく経って、製造施設２０は、取り外し可能な歯科装具２２のセットを診療所１４に、又はその代わりに、患者１２に直接送る。例えば、取り外し可能な歯科装具２２のセットは、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットであってもよい。患者１２は、その後、患者１２の歯を再配置するために、取り外し可能な歯科装具２２のセット内の取り外し可能な歯科装具２２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１２は、取り外し可能な歯科装具２２のセット内の各取り外し可能な歯科装具を約２週間～約４週間又は約３週間など、約１週間～約６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１２は、取り外し可能な歯科装具２２による治療の経過の定期的な観察のために診療所１４に戻ってもよい。
そのような定期的な観察の間に、臨床医は、取り外し可能な歯科装具２２のセット内の取り外し可能な歯科装具を長い期間をかけて順次装着する患者１２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１２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。いくつかの実施例では、臨床医は、例えば、新たな取り外し可能な歯科装具２２のセットを作製するために、新たに生成したデジタル歯科構造データ１６を製造施設２０に送信することによって、取り外し可能な歯科装具２２のセットによる患者１２の治療の中断を決定してもよい。いくつかの実施例では、臨床医は、取り外し可能な歯科装具２２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１６を製造施設２０に送信してもよい。いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具２２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装具のセットを製造施設２０に要求し、患者１２の治療を継続してもよい。
図１９は、本開示の一実施例による、診療所１４で実施されるプロセス３０を示すフロー図である。最初に、医師が診療所１４において、患者１２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（３２）。上述するように、患者記録は、診療所１４内に置かれていてもよく、任意選択的に、製造施設２０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。代わりに、又は加えて、患者記録は、ネットワーク２４を介して診療所１４にリモートアクセス可能な製造施設２０のデータベース内に、又は製造施設２０と診療所１４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１２のデジタル歯科構造データ１６を生成し（３４）、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１６は、歯科構造の２次元（２Ｄ）画像、３次元（３Ｄ）表現、又はその両方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，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）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１４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１６を、診療所１４内、又はその代わりに、製造施設２０内に配置されたデータベースに記憶する。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１６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（３６）場合、医師は、３Ｄデジタルデータを更に生成（３８）してもよい。３Ｄデジタル歯科構造データ１６は、例えば、患者１２の歯構造の物理的印象又は鋳造物を形成し、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１２の歯列弓の物理的印象又は鋳造は、（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。その代わりとして、医師は、咬合科の３Ｄデジタル歯科構造データ１６を、患者１２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。一実施例では、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｒａｂｙらによる米国特許第８，４９１，３０６号に記載される、キャスティング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。同じ又は異なる例では、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、Ｓｅｅらによる米国特許出願公開第２０１３／０３２５４３１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が使用されてもよい。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。
一実施例では、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デジタル走査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、基準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１２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走査又は鋳造の可視光（例えば、レーザ）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から入手可能な）Ｇｅｏｍａｇｉｃ Ｓｔｕｄｉｏソフトウェア、３３３ Ｔｈｒｅｅ Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｉｒｃｌｅ（Ｒｏｃｋ Ｈｉｌｌ，Ｓｏｕｔｈ Ｃａｒｏｌｉｎａ））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対話することによって、医師は、患者１２の個々の歯の、所望の位置の兆候、最終位置、若しくはその両方、それぞれの治療段階の持続時間、又は治療段階の数、治療段階中の患者１２の歯に対する力の方向若しくは大きさなどの表現を選択することなどによって、治療情報を生成する（４０）。いくつかの実施例では、屈曲可能なフラップは、治療の少なくとも１つの段階中、しかし全てよりは少ない治療段階で使用され得る。例えば、患者１２の個々の歯の所望の位置、治療のそれぞれの段階の持続時間、又は治療段階の数は、取り外し可能な歯科装具２２のセットの各取り外し可能な歯科装具による治療の各段階における、患者１２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。上述のように、取り外し可能な歯科装具２２のセットの各取り外し可能な歯科装具（例えば、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００又は２５００）によって加えられる力は、複数のシェル（例えば、シェル１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、２００４、２１０４、２２０４、２３０４、２４０４、又は２５０４）、屈曲可能なフラップ（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ、２０８、３０８Ａ、３０８Ｂ、４０８Ａ、４０８Ｂ、５０８Ａ、５０８Ｂ、６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ、６０８Ｄ、７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃ、７０８Ｄ、８０８Ａ、８０８Ｂ、８０８Ｃ、９０８Ａ、９０８Ｂ、１００８、１００８Ａ、１１０８Ｂ、２００８、２１０８、２２０８、２４０８、又は２５０８）、少なくとも１つの円弧状部材（例えば、円弧状部材１０９Ｃ、２０９、３０９Ａ、３０９Ｂ、４０９Ａ、４０９Ｂ、５０９Ａ、５０９Ｂ、６０９Ａ、６０９Ｂ、６０９Ｃ、６０９Ｄ、７０９Ａ、７０９Ｂ、７０９Ｃ、７０９Ｄ、８０９Ａ、８０９Ｂ、８０９Ｃ、９０９Ａ、９０９Ｂ、１００９、１００９Ａ、１１０９Ｂ、２００９、２１０９、２２０９、２４０９又は２５０９）、補強構造体（例えば、補強構造体１００５又は１１０５）などのうちの少なくとも１つの寸法、形状、及び位置を選択することによって決定されてもよい。このようにして、診断及び治療情報でデータベースを更新すること（４０）は、患者１２の歯の所望の移動をもたらすために、医師、技師によって、又はコンピュータによって自動的に、取り外し可能な歯科装具２２のセットの取り外し可能な歯科装具のそれぞれの複数のシェル、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ、少なくとも１つの補強構造体などの寸法、形状、及び位置を決定又は選択することを含むことができる。
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１８を記録する（４２）。その後、処方データ１８は、製造施設２０が取り外し可能な歯科装具２２などの、少なくとも１つの屈曲可能なフラップを含む１つ以上の取り外し可能な歯科装具を構築するために、製造施設２０に中継される（４４）。
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１９に関して検討した工程の１つ以上は、製造施設２０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鋳造とを製造施設２０に送信するのみであってもよく、製造施設２０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１４の歯科矯正医に送信されてもよく、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２０は、ネットワーク２４を介して製造施設２０に接続されたクライアントコンピュータ５０の一実施例を示すブロック図である。図示される実施例では、クライアントコンピュータ５０は、モデリングソフトウェア５２の動作環境を提供する。モデリングソフトウェア５２は、患者１２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示する。図示される例では、モデリングソフトウェア５２は、ユーザインターフェース５４と、アライメントモジュール５６と、レンダリングエンジン５８とを含む。
ユーザインターフェース５４は、患者１２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５４は、モデル化された歯列弓内の患者１２の歯を操作するために、診療所１４の医師６０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５２は、ネットワークインターフェース７０を介して製造施設２０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５２は、データベース６２と対話して、治療データ６４、患者１２の歯構造に関する３Ｄデータ６６、及び患者データ６８などの様々なデータにアクセスする。データベース６２は、データ記憶ファイル、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、様々な形態で提示されてもよい。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されてもよい。データベース６２は、クライアントコンピュータ５０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５０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２４を介してクライアントコンピュータ５０に接続してもよい。
治療データ６４は、医師６０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１２の歯の診断又は再配置情報を記述する。例えば、処理データ６４は、治療計画全体にわたって患者の歯（例えば、歯１０３）に加えられる力ベクトルの選択された大きさ及び方向をもたらし得る、複数のシェル（例えば、シェル１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、２００４、２１０４、２２０４、２３０４、２４０４、又は２５０４）、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ、２０８、３０８Ａ、３０８Ｂ、４０８Ａ、４０８Ｂ、５０８Ａ、５０８Ｂ、６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ、６０８Ｄ、７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃ、７０８Ｄ、８０８Ａ、８０８Ｂ、８０８Ｃ、９０８Ａ、９０８Ｂ、１００８、１００８Ａ、１１０８Ｂ、２００８、２１０８、２２０８、２４０８、又は２５０８）、少なくとも１つの円弧状部材（例えば、円弧状部材１０９Ｃ、２０９、３０９Ａ、３０９Ｂ、４０９Ａ、４０９Ｂ、５０９Ａ、５０９Ｂ、６０９Ａ、６０９Ｂ、６０９Ｃ、６０９Ｄ、７０９Ａ、７０９Ｂ、７０９Ｃ、７０９Ｄ、８０９Ａ、８０９Ｂ、８０９Ｃ、９０９Ａ、９０９Ｂ、１００９、１００９Ａ、１１０９Ｂ、２００９、２１０９、２２０９、２４０９、又は２５０９）、少なくとも１つの補強構造体（例えば、補強構造体１００５又は１１０５）などのうちの少なくとも１つの寸法、形状、及び位置を含むことができる。
患者データ６８は、医師６０に関連する１人以上の患者の一群、例えば、患者１２を記述する。例えば、患者データ６８は、各患者１２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５８は、３Ｄデータ６６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５４により医師６０に提示される３Ｄ図を生成する。より具体的には、３Ｄデータ６６は、３Ｄ環境内で各歯（任意選択的に根を含む）及び顎骨を表す３Ｄオブジェクトを画定する情報を含む。レンダリングエンジン５８は、各オブジェクトを処理し、３Ｄ環境内で医師６０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５４は、レンダリングされた３Ｄ三角メッシュを医師６０に対して表示し、医師６０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。
参照により全文が組み込まれるＲａｂｙらの米国特許第８，１９４，０６７号、及び参照により全文が組み込まれるＥｉｓｅｎｂｅｒｇによる米国特許第７，７３１，４９５号には、本明細書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が記載されている。
クライアントコンピュータ５０は、モデリングソフトウェア５２を記憶し、かつ実行するために、プロセッサ７２とメモリ７４とを含む。メモリ７４は、任意の揮発性又は不揮発性ストレージ要素を表してもよい。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７２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表す。一実施例では、メモリ７４は、プロセッサ７２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７２の特別にプログラムされた回路によって実行されてもよい。これら又は他の手法では、プロセッサ７２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５０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６４及び／又は患者データ６８とを製造施設２０のコンピュータ８０にネットワーク２４を通じて送信するように構成されている。コンピュータ８０は、ユーザインターフェース８２を含む。ユーザインターフェース８２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８２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８０は、取り外し可能な歯科装具２２のセットの各取り外し可能な歯科装具の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。取り外し可能な歯科装具２２の寸法及び形状は、複数のシェル、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ、少なくとも１つの円弧状部材、少なくとも１つの補強構造体などのうちの少なくとも１つの位置、寸法、及び形状（例えば、少なくとも１つの位置、少なくとも１つの寸法、及び少なくとも１つの形状のうちの少なくとも１つ）を含むことができ、それにより、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、取り外し可能な歯科装具２２が１つ以上の歯を初期位置から最終位置に再配置するように構成される。図１～図１７に関連して上述したように、複数のシェル（例えば、シェル１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、２００４、２１０４、２２０４、２３０４、２４０４、又は２５０４）、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ、２０８、３０８Ａ、３０８Ｂ、４０８Ａ、４０８Ｂ、５０８Ａ、５０８Ｂ、６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ、６０８Ｄ、７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃ、７０８Ｄ、８０８Ａ、８０８Ｂ、８０８Ｃ、９０８Ａ、９０８Ｂ、１００８、１００８Ａ、１１０８Ｂ、２００８、２１０８、２２０８、２４０８又は２５０８）、少なくとも１つの円弧状部材（例えば、円弧状部材１０９Ｃ、２０９、３０９Ａ、３０９Ｂ、４０９Ａ、４０９Ｂ、５０９Ａ、５０９Ｂ、６０９Ａ、６０９Ｂ、６０９Ｃ、６０９Ｄ、７０９Ａ、７０９Ｂ、７０９Ｃ、７０９Ｄ、８０９Ａ、８０９Ｂ、８０９Ｃ、９０９Ａ、９０９Ｂ、１００９、１００９Ａ、１１０９Ｂ、２００９、２１０９、２２０９、２４０９又は２５０９）、少なくとも１つの補強構造体（例えば、補強構造体１００５又は１１０５）などのうち少なくとも１つの位置、寸法、及び形状が、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、歯に加えられる力の発現の大きさ、方向、及び長さに影響を及ぼし得る。例えば、それぞれの屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の位置、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屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の変形から生じる力の発現の大きさ、方向、及び長さを、少なくとも部分的に決定することができる。円弧状部材及び／又は任意選択の補強構造体の位置、寸法、及び形状は、それぞれの屈曲可能なフラップの選択された領域における変形を集中させて、歯に加えられる力の方向を制御することができる。また、複数のシェルのそれぞれのシェルの位置、寸法、及び形状は、それぞれのシェルとそれぞれの歯との係合の位置に影響を及ぼし得る。係合の位置は、それぞれの歯に加えられる力の方向に影響を及ぼし得る。コンピュータ８０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、それぞれの屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の変形から生じる少なくとも１つの力の発現の大きさ、方向、及び長さのうちの少なくとも１つを分析して、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対応する歯の所望の移動をもたらす、それぞれのシェル、それぞれの屈曲可能なフラップ、それぞれの円弧状部材、それぞれの補強構造体などの位置、寸法、及び形状のうちの少なくとも１つを決定してもよい。
コンピュータ８０は、寸法及び形状の精査を含む、ユーザが精査するための取り外し可能な歯科装具２２の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８０は、ユーザからの入力を受け入れて、患者１２の取り外し可能な歯科装具２２のセット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。コンピュータ８０は、取り外し可能な歯科装具２２のセットの製造のために、取り外し可能な歯科装具２２のセットのデジタルモデル、取り外し可能な歯科装具２２のセットの寸法及び形状、又はその両方をコンピュータ支援製造システム８４に送信する、又は別の方法で送ってもよい。
クライアントコンピュータ５０及びコンピュータ８０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。いくつかの実施例では、クライアントコンピュータ５０、コンピュータ８０、又はその両方に関して記載した機能を単一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８０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８０など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表現を受け取ることなく履歴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５０とコンピュータ８０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２１は、取り外し可能な歯科装具１５２２の構築のための例示的なコンピュータ支援製造システム１５００を示すブロック図である。コンピュータ支援製造システム１５００の例は、コンピュータ１５０４と通信し、かつ構築材料源１５１０に結合された積層造形製造システム１５０２を含む。いくつかの実施例では、コンピュータ支援製造システム１５００は、図２０のコンピュータ支援製造システム８４を含むことができる。例えば、コンピュータ１５０４は、コンピュータ８０と同じ又は実質的に同様であってもよい。構築材料源１５１０は、例えば、上述した装具本体１０２のポリマー材料のうちの少なくとも１つなどの、少なくとも１つのポリマー材料の供給源を含む。歯科装具１５２２は、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、及び２５００のうちの少なくとも１つと同じ又は実質的に同様であってもよい。いくつかの実施例では、歯科装具１５２２は、歯科装具２２のセットの１つの歯科装具を含む。
積層造形製造システム１５０２は、可動プラットフォーム１５０８及び押出ヘッド１５０６を含む。可動プラットフォーム１５０８及び押出ヘッド１５０６は、歯科装具１５２２を製造するように構成される。例えば、コンピュータ１５０４は、押出ヘッド１５０６及び可動プラットフォーム１５０８を制御して、取り外し可能な歯科装具１５２２を製造する。コンピュータ１５０４によって押出ヘッド１５０６を制御することは、構築材料源１５１０から押出ヘッド１５０６への材料供給速度を制御すること、歯科装具１５２２上の構築材料の堆積速度を制御すること、押出ヘッド１５０６の温度を制御すること、及び押出ヘッド１５０６の位置を制御すること、のうちの少なくとも１つを含むことができる。材料供給速度、材料堆積速度、押出ヘッド１５０６の温度、及び押出ヘッド１５１０の位置のうちの少なくとも１つを制御することにより、コンピュータ１５０４は、歯科装具１５２２の少なくとも一部の位置、寸法、及び形状の製造を制御することができる。コンピュータ１５０４によって可動プラットフォーム１５０８を制御することは、押出ヘッド１５０６からの材料堆積の方向に垂直な平面内の可動プラットフォームの並進を制御すること、及び押出ヘッド１５０６からの材料堆積の方向と実質的に平行な軸に沿った可動プラットフォームの高度を制御することのうちの少なくとも１つを含むことができる。可動プラットフォーム１５０８の並進及び上昇のうちの少なくとも１つを制御することにより、コンピュータ１５０４は、歯科装具１５２２の少なくとも一部の位置、寸法、及び形状の製造を制御することができる。
図２１は、熱溶解積層法（Fused Deposition Modeling、ＦＤＭ）用に構成されたコンピュータ支援製造システム１５００を示しているが、コンピュータ支援製造システム１５００はまた、光造形法（stereolithography、ＳＬＡ）、逆槽重合積層造形製造、インクジェット／ポリジェット積層造形製造、又は積層造形製造の他の方法のために構成されてもよい。コンピュータ支援製造システム１５００がポリジェット印刷用に構成される実施例では、コンピュータ支援製造システム１５００は、単一の印刷で複数の材料を印刷するように構成され、これにより、歯科装具１５２２の剛性構成要素（例えば、シェル）のための高弾性率材料、及び歯科装具１５２２のより剛性の低い構成要素（例えば、屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材）のための低弾性率材料又はエラストマー材料を可能にすることができる。更に、ポリジェット付加製造では、弾性率は、歯科装具１５２２にわたって選択的に変更することができ、例えば、シェル、屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の異なる部分、又はシェルの異なる部分に使用される弾性率とは異なる弾性率を屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材に使用することができる。同様に、個々の歯を再配置するために使用されるシェルに使用される弾性率とは異なる弾性率が固定シェルに使用されてもよい。
加えて、又は代わりに、歯科装具を製造することは、熱成形、及び多軸ロボット又はＣＮＣ機械によって制御されたフェムト秒レーザを使用して、スロット、ヒンジ、及びばね機構を形成するための材料を切り取ることを含むことができる。いくつかの実施例では、切断深さは、例えば、より可撓性の高いヒンジ軸を形成するか、又はばね要素の可撓性を高めるために、特定の領域の材料を選択的に除去し、装具の厚さを低減するように制御されてもよい。
加えて、又は代わりに、歯科装具の製造は、装具全体でない場合には装具の少なくとも一部を、装具を固体ブロックからミリング加工するか、ないしは別の方法で機械加工することによって形成することを含んでもよい。
加えて、又は代わりに、歯科装具の製造は、特に、様々な厚さの補強材が必要とされる場合、装具本体を熱成形することと、多軸ロボットを使用して、加熱された押出ノズルを介して、熱い熱可塑性材料を、さもなければ均一な厚さとなる装具上に分注することと、を含んでもよい。このことは、より厚い領域の構造を作り出すように機能することができる。同様に、光硬化性樹脂が表面に分注され、分配直後、又は全ての特徴部が敷設された後のいずれかで光硬化されてもよい。
加えて、又は代わりに、歯科装具の製造は、屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材の事前作製を含んでもよい。事前に作製された屈曲可能なフラップ及び／又は円弧状部材は、ステンレス鋼、チタン、又はニッケルチタン（ＮｉＴｉ）などの材料を含み、熱成形又は３Ｄ印刷などの他の手段によって形成される装具本体に接合又は締結されてもよい。このアプローチの利点は、より小さい構造でより大きな力送達を可能にすることである。そのような場合、コンピューティングデバイスが使用されて、予め製造されたフラップの個別のセットの中から、所定の移動を達成するために必要な力及び偏向基準を満たすものを選択し、各歯上に配置するための最良の位置を判定する。
図２２は、取り外し可能な歯科装具２２のセットの構築のために製造施設２０において行われるプロセス１６００を示すフロー図である。いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具２２のセットは、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００のうちの少なくとも１つを含んでもよい。製造施設２０のコンピュータ８０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１６及び処方データ１８を診療所１４から受信する（１６０２）。あるいは、コンピュータ８０は、コンピュータ８０内にある、又はそうでなければコンピュータ８０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１４がまだ行っていない場合には、コンピュータ８０に関わる訓練されたユーザがコンピュータ８０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１８を生成してもよい。他の実施例では、コンピュータ８０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。
コンピュータ８０が患者の歯構造を受信すると、コンピュータ８０は、患者の取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状を決定する（１６０４）。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つ以上の歯をそれらの初期位置から所望の位置へと再配置するように構成される。同じ又は更なる実施例では、コンピュータ８０は、順次装着されるように構成された患者の取り外し可能な歯科装具２２のセットの寸法及び形状を決定する。
いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状を決定することは、コンピュータ８０によって、取り外し可能な歯科装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。予め設計された設計制約のセットは、取り外し可能な歯科装具が患者によって装着され、かつ取り囲まれた歯がそれらの初期位置にあるときに、取り囲まれた歯のうちの１つ以上に加えられる最小及び最大局所力のうちの少なくとも１つ、取り囲まれた歯のうちの１つ以上に加えられる最小及び最大回転力のうちの少なくとも１つ、取り囲まれた歯のうちの１つ以上に加えられる最小及び最大並進力のうちの少なくとも１つ、取り囲まれた歯のうちの１つ以上に加えられる最小及び最大総力のうちの少なくとも１つ、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応力又は歪みのうちの少なくとも１つを含む１つ以上の因子を含んでもよいが、これらに限定されない。
取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状の決定時、コンピュータ８０は、有限要素法（finite element analysis、ＦＥＡ）技術を用いて、患者の歯及び取り外し可能な歯科装具にかかる力を分析してもよい。例えば、コンピュータ８０は、順序付けられた取り外し可能な歯科装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８０は、歯に所望の力を加えるための適切な取り外し可能な歯科装具を選択するために、ＦＥＡを使用してもよい。加えて、コンピュータ８０は、治療中のモデル化された歯の移動全体を通した歯同士の間の接触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８０は、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセット内の歯科装具の設計時、ＦＥＡ力分析において、取り外し可能な歯科装具からの力と併せて、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８０は、力の印加を最適化し、治療時間を短縮し、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。
いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具（例えば、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００）の寸法及び形状を決定することは、コンピュータ８０を用いて、装具本体（例えば、装具本体１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２、１００２、及び１１０２）、複数のシェルのうちの少なくとも１つ（例えば、シェル１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、２００４、２１０４、２２０４、２３０４、２４０４、又は２５０４）、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ、２０８、３０８Ａ、３０８Ｂ、４０８Ａ、４０８Ｂ、５０８Ａ、５０８Ｂ、６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ、６０８Ｄ、７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃ、７０８Ｄ、８０８Ａ、８０８Ｂ、８０８Ｃ、９０８Ａ、９０８Ｂ、１００８、１００８Ａ、１１０８Ｂ、２００８、２１０８、２２０８、２４０８、又は２５０８）、少なくとも１つの円弧状部材（例えば、円弧状部材１０９Ｃ、２０９、３０９Ａ、３０９Ｂ、４０９Ａ、４０９Ｂ、５０９Ａ、５０９Ｂ、６０９Ａ、６０９Ｂ、６０９Ｃ、６０９Ｄ、７０９Ａ、７０９Ｂ、７０９Ｃ、７０９Ｄ、８０９Ａ、８０９Ｂ、８０９Ｃ、９０９Ａ、９０９Ｂ、１００９、１００９Ａ、１１０９Ｂ、２００９、２１０９、２２０９、２４０９、又は２５０９）、少なくとも１つの補強構造体（例えば、補強構造体１００５又は１１０５）などの厚さを選択し、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つ以上の歯を初期位置から最終位置に再配置するのに好適な剛性を提供する。いくつかの実施例では、選択された厚さは、約０．２～約１．０ミリメートル、又は約０．３～約０．７５ミリメートルなどの、約０．１０ミリメートル～約２．０ミリメートルの範囲であってもよい。いくつかの実施例では、コンピュータ８０は、既定の設計制約に従って取り外し可能な歯科装具の材料を更に選択してもよい。
患者の取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状は、コンピュータ８０の８２のユーザインターフェースを介してユーザに提示されてもよい（１６０６）。取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状が８２のユーザインターフェースを介してユーザに提示される例では、ユーザは、設計データがコンピュータ支援製造システム８４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装具の寸法及び形状を直接調整する機会を有してもよい。いくつかの実施例では、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コンピュータ支援製造システム８４によって製造される際に、コンピュータ８０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８０は、取り外し可能な歯科装具のデジタルモデルをコンピュータ支援製造システム８４に送ることができ、コンピュータ支援製造システム８４は、取り外し可能な歯科装具をコンピュータ８０からのデジタルモデルに従って製造する。
しかしながら、患者の取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状がコンピュータ８０の８２のユーザインターフェースを介してユーザに提示することができる実施例においても、ユーザの承認後、コンピュータ８０は、取り外し可能な歯科装具のデジタルモデルをコンピュータ支援製造システム８４に送り（１６０８）、コンピュータ支援製造システム８４は、取り外し可能な歯科装具をコンピュータ８０からのデジタルモデルに従い製造する（１６１０）。
いくつかの実施例では、コンピュータ支援製造システム８４は、３Ｄプリンタを含んでもよい。装具本体（例えば、装具本体１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２、１００２、及び１１０２）を形成することは、複数のシェル（例えば、シェル１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４、８０４、９０４、１００４、１１０４、２００４、２１０４、２２０４、２３０４、２４０４又は２５０４）、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ（例えば、屈曲可能なフラップ１０８Ｃ、２０８、３０８Ａ、３０８Ｂ、４０８Ａ、４０８Ｂ、５０８Ａ、５０８Ｂ、６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ、６０８Ｄ、７０８Ａ、７０８Ｂ、７０８Ｃ、７０８Ｄ、８０８Ａ、８０８Ｂ、８０８Ｃ、９０８Ａ、９０８Ｂ、１００８、１００８Ａ、１１０８Ｂ、２００８、２１０８、２２０８、２４０８、又は２５０８）、少なくとも１つの円弧状部材（例えば、円弧状部材１０９Ｃ、２０９、３０９Ａ、３０９Ｂ、４０９Ａ、４０９Ｂ、５０９Ａ、５０９Ｂ、６０９Ａ、６０９Ｂ、６０９Ｃ、６０９Ｄ、７０９Ａ、７０９Ｂ、７０９Ｃ、７０９Ｄ、８０９Ａ、８０９Ｂ、８０９Ｃ、９０９Ａ、９０９Ｂ、１００９、１００９Ａ、１１０９Ｂ、２００９、２１０９、２２０９、２４０９、又は２５０９）、少なくとも１つの補強構造体（例えば、補強構造体１００５又は１１０５）などのうちの少なくとも１つの表面を３Ｄプリンタを用いて印刷することを含んでもよい。他の実施例では、装具本体を形成することは、複数のシェル、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ、少なくとも１つの円弧状部材、少なくとも１つの補強構造体などを形成するために、患者の歯（例えば、歯１０３）の表現を３Ｄプリンタで印刷することと、患者の歯の表現の上に装具本体を熱成形することと、余分な材料をトリミングすること（任意選択的に、エンドミルやレーザカッターなどのＣＮＣ又はロボット機械によって自動化される）とを含んでもよい。患者の歯の表現は、熱成形及びトリミングされた装具本体内に、複数のシェル、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ、少なくとも１つの円弧状部材、少なくとも１つの補強構造体などのうちの少なくとも１つを形成するのを容易にする隆起面を含んでもよい。
図２２の技術は、順序付けられた取り外し可能な歯科装具２２のセットのそれぞれの設計及び製造に適用してもよい。例えば、順序付けられた取り外し可能な歯科装具２２のセット内の各取り外し可能な歯科装具は、患者の歯を段階的に再配置するように構成されてもよい。このようにして、順序付けられた取り外し可能な歯科装具２２のセットは、取り外し可能な歯科装具２２のセット内の取り外し可能な歯科装具のいずれか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もよい。そのような順序付けられた取り外し可能な歯科装具２２のセットは、患者用の順序付けられた取り外し可能な歯科装具２２のセットの取り外し可能な歯科装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所望の位置に段階的に再配置するように特別に構成されてもよい。
いくつかの実施例では、図２２に関し記載した技術を、コンピュータ５０、コンピュータ８０、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２２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。
取り外し可能な歯科装具２２のセットの設計後、製造施設２０は、取り外し可能な歯科装具２２のセットをデジタル歯科構造データ１６及び処方データ１８に従い作製する（１６１０）。取り外し可能な歯科装具２２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２３は、順序付けられた取り外し可能な歯科装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１７００である。順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットは、患者の１つ以上の歯を再配置するように構成される。いくつかの実施例では、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットは、取り外し可能な歯科装具１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、又は２５００のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
治療は、治療の第１の繰り返しから開始する（１７０２）。治療の第１の繰り返しの開始時、患者の歯は、隔離状態（detention state）Ｘによって示されるような患者の歯の初期位置にある（１７０４）。順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットの設計を容易にするために、患者の歯の走査が、例えば、図１８に関して上記したように行われる（１７０６）。患者の歯の走査から、コンピュータ、例えばコンピュータ５０は、例えば、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科装具のための異なる２つの形状及び寸法である第１のセットアップＸａ１７０８Ａ及び第２のセットアップＸｂ１７０８Ｂのうちの少なくとも１つを決定する。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、参照により全文が本明細書に組み込まれる、Ｃｉｎａｄａｒらの米国特許第８，７３８，１６５号に記載されている。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Ｘａ１７０８Ａ及び第２のセットアップＸｂ１７０８Ｂ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取り外し可能な歯科装具の形状及び寸法を、患者の歯を初期位置から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、初期位置から所望の位置へ患者の歯を動かすのに必要な力を生じさせるために、順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科装具の複数のシェル、少なくとも１つの屈曲可能なフラップ、少なくとも１つの補強構造体などのうちの少なくとも１つの厚さ、位置、形状、及び寸法を調節してもよい。順序付けられたセット内の取り外し可能な歯科装具によって加えら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装具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取り外し可能な歯科装具のそれぞれを設計してもよい。
いくつかの実施例では、取り外し可能な歯科装具のセット内の少なくとも１つ、例えば３つの異なる取り外し可能な歯科装具は、第１のセットアップＸａ１７０８Ａ及び第２のセットアップＸｂ１７０８Ｂのそれぞれを用いて製造して、取り外し可能な歯科装具のセット内の少なくとも２つ、例えば６つの取り外し可能な歯科装具を製造することができる。例えば、第１のセットアップＸａ１７０８Ａを使用して、第１の取り外し可能な歯科装具（ＲＤＡ）Ｘａ，ＳＯＦＴ１７１０Ａ、第２のＲＤＡ Ｘａ，ＭＥＤＩＵＭ１７１０Ｂ、及び第３のＲＤＡ Ｘａ，ＨＡＲＤ１７１０Ｃを製造し、第２のセットアップＸｂ１７０８Ｂを使用して、第４のＲＤＡ Ｘｂ，ＳＯＦＴ１７１０Ｄ、第５のＲＤＡ Ｘｂ，ＭＥＤＩＵＭ１７１０Ｅ、及び第６のＲＤＡ Ｘｂ，ＨＡＲＤ１７１０Ｆを製造することができる。第１、第２、及び第３のＲＤＡ１７１０Ａ～１７１０Ｃは、実質的に同じ形状及び寸法であってもよいが、異なる剛性特性を有する材料を含んでもよい。例えば、第２のＲＤＡ１７１０Ｂ及び第３のＲＤＡ１７１０Ｃは、第１のＲＤＡ１７１０Ａよりも高い剛性特性を有してもよく、第３のＲＤＡ１７１０Ｃは、第２のＲＤＡ１７１０Ｂ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ＲＤＡ１７１０Ｄ～１７１０Ｆは、実質的に同じ形状及び寸法であってもよいが、異なる剛性特性を有する材料を含んでもよい。いくつかの実施例では、第１のＲＤＡ１７１０Ａは、比較的軟質のポリマー材料などの、第４のＲＤＡ１７１０Ｄと同じ剛性特性を有してもよい。同様に、第２のＲＤＡ１７１０Ｂは、第１のＲＤＡ１７１０Ａよりも比較的剛性の高いポリマー材料などの、第５のＲＤＡ１７１０Ｅと同じ剛性特性を有してもよい。同様に、第３のＲＤＡ１７１０Ｃは、第２のＲＤＡ１７１０Ｂよりも比較的剛性の高いポリマー材料などの、第６のＲＤＡ１７１０Ｆと同じ剛性特性を有してもよい。
順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセット内のＲＤＡ１７１０Ａ～１７１０Ｆは、患者により長期間にわたって順次装着されてもよい。例えば、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセット内のＲＤＡ１７１０Ａ～１７１０Ｆのそれぞれは、約２週間～約４週間、又は約３週間など、約１週間～約６週間装着されてもよい。取り外し可能な歯科装具１７１０Ａ～１７１０Ｆを使用した治療計画の後、患者の歯は、隔離状態Ｘ＋１（１７１２）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（１７１４）。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（１７１６）。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取り外し可能な歯科装具のセットの設計を容易にすることができる（１７０６）。いくつかの実施例では、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装具の別のセットが患者の歯の新たな位置に基づき製造することができるように、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装具の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。
図２３の技術は、１つの特定の例を示すものであり、図２３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。例えば、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットは、６つよりも多い又は少ない取り外し可能な歯科装具を含んでもよい。別の例として、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセット内の各取り外し可能な歯科装具は、固有の形状及び寸法を有してもよく、順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセット内の各取り外し可能な歯科装具は、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。
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 (25)
- 取り外し可能な歯科装具であって、
患者の複数の歯を少なくとも部分的に囲むように構成された装具本体であって、初期位置において前記複数の歯のうちのある歯を受け入れるように構成されたシェルを画定する、装具本体と、
前記装具本体と一体的に形成されて前記シェルのヒンジ軸から延びる屈曲可能なフラップであって、前記屈曲可能なフラップが、前記屈曲可能なフラップの周りの前記ヒンジ軸の第１の端部から前記ヒンジ軸の第２の端部まで延びるフラップ境界領域を画定し、前記境界領域が円弧状部材を含む、屈曲可能なフラップと、を備え、
前記屈曲可能なフラップ及び前記円弧状部材が、前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに、前記歯を所望の位置に向かって移動させるために、前記歯に力を加えるように構成されている、取り外し可能な歯科装具。 - 前記円弧状部材が、前記シェルの平面から離れて延びるスプリングベローズを備える、請求項１に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに、少なくとも１つの前記スプリングベローズの歪みを集中させる、又は前記第１のシェル及び前記第２のシェルの変形を低減する、のうちの少なくとも一方を達成するように、前記スプリングベローズの厚さが、前記シェルの厚さよりも薄い、請求項２に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記スプリングベローズの厚さが、前記フラップ境界領域に沿って変化する、請求項２又は３に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記スプリングベローズの外側曲率半径が、前記フラップ境界領域に沿って変化する、請求項２～４のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記スプリングベローズが、剪断低減領域を画定する、請求項２～５のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記スプリングは、複数のスプリングベローズを含み、前記複数のスプリングベローズの各それぞれのスプリングベローズが、前記フラップ境界領域のそれぞれの部分に沿って配置されている、請求項２～６のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記スプリングベローズが、円弧形状、ジグザグ形状、正弦波形状、パルス波形状、又は蛇行形状のうちの少なくとも１つを含む、請求項２～７のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記円弧状部材が、前記シェルに連結された第１の端部と前記屈曲可能なフラップに連結された第２の端部との間に延びる細長構造体を備えるジャンパーを備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記ジャンパーの内側部分が、前記シェルの平面から離れて延びている、又は実質的に前記シェルの前記平面内にある、請求項９に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記ジャンパーが、前記ジャンパーの前記第１の端部と前記第２の端部との間に延びる円弧形状、ジグザグ形状、正弦波形状、渦巻形状、螺旋形状、又は蛇行形状のうちの少なくとも１つを含む、請求項９又は１０に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記ジャンパーが、前記ジャンパーの前記細長構造体の長手方向軸に垂直な平面内に断面を画定し、前記断面の前記形状、面積、又はアスペクト比が、前記長手方向軸に沿って変化する、請求項９～１１のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記ジャンパーが、前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに曲げ応力又は捻れ応力下にある、請求項９～１２のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記装具本体が歯肉部を更に備え、前記ジャンパーの前記第２の端部が前記歯肉部に連結されて、前記歯肉を介して前記装具本体を歯槽突起に少なくとも部分的に固定する、請求項９～１３のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記ジャンパーが、少なくとも１つの金属ワイヤを含む、請求項９～１４のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記ジャンパーが複数のジャンパーを含み、前記複数のジャンパーのうちの各それぞれのジャンパーが、前記シェル上のそれぞれの位置に連結されたそれぞれの第１の端部と、前記屈曲可能なフラップ上のそれぞれの位置に連結されたそれぞれの第２の端部との間に延びるそれぞれの細長構造体を備える、請求項９～１５のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記シェルが、前記シェルの内部に空隙を画定し、前記所望の位置に前記歯を受け入れるように成形された内表面を含み、
前記屈曲可能なフラップ及び前記円弧状部材が、前記空隙とは反対側の前記歯の側に力を加えて、前記歯を前記空隙に向かって移動させるように構成されている、
請求項１～１６のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。 - 前記シェルの前記内表面が、前記空隙の第２の部分を更に画定し、前記取り外し可能な歯科装具が、前記装具本体と一体的に形成されて前記シェルの第２のヒンジ軸から延びた第２の屈曲可能なフラップを更に備え、前記第２の屈曲可能なフラップが、前記第２の屈曲可能なフラップの周りの前記第２のヒンジ軸の第１の端部から前記第２のヒンジ軸の第２の端部まで延びる第２の境界領域を画定し、前記第２の境界領域が第２の円弧状部材を含み、前記第２の屈曲可能なフラップ及び前記第２の円弧状部材が、前記空隙の前記第２の部分とは反対側の前記歯の第２の側に第２の力を加えて、前記空隙の前記第２の部分に向かって前記歯を移動させるように構成されている、請求項１７に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 前記屈曲可能なフラップの静止位置が、前記歯の前記所望の位置にある前記歯によって画定された空間内に侵入し、
前記屈曲可能なフラップが、前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに前記力を引き起こすように変形位置に変位させられる、
請求項１～１８のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。 - 前記装具本体が、前記屈曲可能なフラップ上に又は前記屈曲可能なフラップに隣接して補強構造体を更に備え、前記補強構造体が、前記屈曲可能なフラップの少なくとも一部の剛性を高めるように構成されている、請求項１～１９のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具。
- 患者の１つ以上の歯を再配置するように構成された順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットを備えるシステムであって、前記取り外し可能な歯科装具のセット内の少なくとも１つの取り外し可能な歯科装具が、請求項１～２０のいずれか一項に記載の取り外し可能な歯科装具を含む、システム。
- 方法であって、
コンピューティングデバイスによって、患者の３次元（３Ｄ）歯科構造のデジタル表現を受信することであって、前記歯科構造が前記患者の複数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、請求項１～３７のいずれか一項に記載の前記取り外し可能な歯科装具を含む取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状を決定することであって、
前記寸法及び形状が、前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに前記患者の前記１つ以上の歯を初期位置から所望の位置へと再配置するように構成され、前記寸法及び形状が、
前記シェルの位置、寸法、及び形状と、
前記屈曲可能なフラップの位置、寸法、及び形状と、
前記円弧状部材の位置、寸法、及び形状と、
を含む、決定することと、
前記コンピューティングデバイスによって、取り外し可能な歯科装具の表現をコンピュータ支援製造システムに送信することと、を含む、方法。 - 前記患者の前記３次元（３Ｄ）歯科構造が、歯根、歯肉、歯周靭帯（ＰＤＬ）、歯槽骨、又は皮質骨の少なくともいくつかの部分を更に含む、請求項２２に記載の方法。
- 前記方法が、前記コンピューティングデバイスによって、前記患者用の順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットのそれぞれの寸法及び形状を決定することを更に含み、前記取り外し可能な歯科装具が、前記患者用の前記順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットのうちの１つであり、
前記順序付けられた取り外し可能な歯科装具のセットの前記各取り外し可能な歯科装具が、前記取り外し可能な歯科装具のセット内の前の取り外し可能な歯科装具のいずれか１つよりも進んだ位置に前記患者の前記歯を段階的に再配置するように構成される、
請求項２２又は２３に記載の方法。 - 前記コンピューティングデバイスによって、前記取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状を決定することが、前記コンピューティングデバイスによって、既定の設計制約のセットに従って前記取り外し可能な歯科装具の寸法及び形状を選択することを含み、前記既定の設計制約のセットは、
前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに、前記患者の前記１つ以上の歯又は前記屈曲可能なフラップに加えられる最小及び最大局所力、
前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに、前記患者の前記１つ以上の歯又は前記屈曲可能なフラップに加えられる最小及び最大回転力、
前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに、前記患者の前記１つ以上の歯又は前記屈曲可能なフラップに加えられる最小及び最大並進力、
前記取り外し可能な歯科装具が前記患者によって装着されたときに、前記患者の前記１つ以上の歯又は前記屈曲可能なフラップに加えられる最小及び最大総力、及び
前記患者によって装着されたときに、前記取り外し可能な歯科装具に印加される最小及び最大歪み、からなる群の１つ以上を含む、請求項２２～２４のいずれか１つに記載の方法。
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