JP3805846B2 - 歯科矯正ブラケットおよび硬化光アセンブリー - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、改良された歯科矯正ブラケットおよび光硬化アセンブリーに関し、それらは、一緒になって、ブラケットと歯との間の結合強度、特にブラケット基底部の中央部分の直下での結合強度を高める。
【０００２】
歯科矯正処置は、正しい噛み合わせのために望ましい位置への歯の移動を含む。処置の間、ブラケットと呼ばれている小さいスロット状に開いた歯科矯正器具は歯に連結され、そしてアーチワイヤーは各ブラケットのスロットに入れられる。アーチワイヤーは、歯が歯科矯正学上正しい位置に移動するのを導くためのトラックを形成する。
【０００３】
多くの市販の歯科矯正ブラケットは、歯科矯正結合用接着剤の手段により患者の歯の表面に直接的に結合されるようになっている。CONCISE ブランドの接着剤(3M Unitek) のような特定の種類の接着剤は、最初は2 種の別個の成分として供給され、それらが混合されたときに、自己硬化性になる。このような2 成分接着剤は、しかしながら、限られた「可使時間」しかなく、その間にのみ、歯科矯正医はブラケットの基底部に接着剤を付け、ブラケットを歯の上に付け、そして接着剤が硬化し始める前にブラケットをある所望の位置に移動することができる。TRANSBOND ブランドの接着剤( これも3M Unitek)のような他の接着剤は、光硬化性であり、そして光源が接着剤に向けられたときに硬化し始める。光硬化性の接着剤は、「可使時間」の長さが必要に応じて選べるので、多くの歯科矯正医に好まれている。使用時に、ブラケットは患者の歯の上に注意深く置かれ、そして歯科矯正医がブラケットに位置に満足するまで所望により移動されうる。有利には、光源が接着剤に向けられるまで接着剤は硬化しない。
【０００４】
ブラケットと歯の間の強度を上げるための多くの試みが長年にわたってなされてきた。幾つかのブラケットは、例えば、ざらざらにし、刻みを付け、または、くぼみを付けた外側基底部表面を有し、他のブラケットは少なくとも1 層の不規則な形状のフラグメントまたは球状粒子の層を含む基底部表面を含む。このような基底部表面は接着剤との接触のために使用されうる高い表面積を提供し、それにより、ブラケットと歯との間の結合強度を高める。
【０００５】
あるブラケットは、添窩領域（undercut regions）を提供する基底部を有する。基底部内の添窩は、接着剤が、硬化したときに、ブラケットとの機械的なインターロックを形成することを可能にする。例えば、上記の不規則な形状のフラグメントまたは球状粒子は添窩領域を提供しうる。別の例として、幾つかのブラケットの基底部は硬化した接着剤中に埋め込まれたときに機械的なインターロックを提供する微細メッシュ金属「スクリーン」またはパッドを有する。U.S. Design Patent第290,040 号に記載されているような他のブラケットは、硬化した接着剤との機械的なインターロックを提供する一連の添窩溝を有する。米国特許第4,094,068 号および第5,435,720 号は、接着剤が流れ込み、そして歯に接したブラケットの保持を改良するように働く大きなヘッドを生じる周囲孔またはノッチを有する基底部を有するブラケットを記載している。
【０００６】
しかし、処置の間にブラケットの自発的な意図しない脱落を避けるために、特定の種類のブラケットと患者の歯との間の結合の強度を改良することが当業界において継続的に必要である。ある場合には、患者が比較的に硬い食品を噛んだきのような、比較的に大きな力を受けたときに、結合は、歯にブラケットを保持するために十分な強度を有しない。別の場合には、アーチワイヤー、歯科矯正補助具またはブラケットに連結した取り付け具によってかかる力からブラケットは脱結合しうる。歯科矯正ブラケットの早期脱結合は、歯科矯正医および患者の両者にとって厄介であり、最も良好には避けたいものである。それは、患者は、通常、処置を再開するために脱落したブラケットを再び取り付けるかまたは新規のブラケットに取り替えるために歯科矯正医に戻らなければならないからである。
【０００７】
更に、光硬化性結合接着剤が金属ブラケットとともに使用されるときに、最近の努力は結合強度を上げることに向けられている。光硬化性接着剤が半透明なまたは透明なプラスティック、セラミックまたは他の材料から作られたブラケットとともに使用されるときに、硬化装置からの光は、通常、ブラケットを通して通過し、そしてブラケット基底部と歯との間の接着剤の全てではないにしても殆どを硬化する。しかし、金属ブラケットは、ブラケット基底部の中央部分への光の通過を実質的にブロックし、その結果、中央部分に付近の接着剤は未硬化のままである。しばしば、硬化光は、金属ブラケットの基底部の2 以上の縁に沿って接着剤に向けられるが、このようなことを行っても、ブラケットが比較的に大きな力を受けるときに、ブラケットの意図しない脱結合を妨げるために必要な程度に十分な量の接着剤を硬化しえない。
【０００８】
歯科矯正ブラケットの結合手順において時々遭遇する別の困難性は、ブラッケトの装着後で且つ接着剤の硬化前の過剰な接着剤の除去に関する。多くの結合手順において、ブラケットは所定の位置に注意深く配置され、そしてその後、接着剤にブラケットをしっかりと付けるために圧力が加えられる。しばしば、歯科矯正医は、ブラケット基底部の全体表面が接着剤と接触し、そして接着剤が存在しないところでブラケットと歯との間に空気泡または空隙ができないように、据え付ける前に過剰の量の接着剤を塗布することを選択するであろう。据え付けの間に、ブラケット基底部の直下部からブラケット基底部の周囲に隣接した患者の歯の領域に過剰の接着剤は押し出される。その後、歯科深診器具または他の器具を使用して、歯の表面から押し出された接着剤を取り出し、そして除去する。
【０００９】
しかし、過剰な接着剤の除去の間に、深診器具はブラケットとぶつかり、そしてその意図された位置から若干移動しうる。このような場合、しばしば、ブラケットを単純に元の位置に戻すことは推奨されない。というのは、満足される結合のためには不十分な接着剤がブラケットの下に残っており、そして空隙が生じうるからである。代わりに、通常、ブラケットおよび接着剤を歯から除去し、ブラケット基底部に追加の接着剤を付け、そしてブラケットを歯の上に再配置し、据え付け、そして新たに押し出された接着剤を除去することが推奨され、手順は、結局、幾分時間がかかる。
【００１０】
本発明は、従来のブラケット、光硬化性ユニットおよび手順に関する上記の問題を克服するものであり、ブラケットの中央部分と患者の歯との間で直接的に接着剤の部分を結合するための改良された方法および装置を提供することによるものである。所望ならば、明細書中に記載されるこの方法および装置は、ブラケットの据え付けの間にブラケット基底部の周囲縁から押し出された接着剤が硬化することなく、歯にブラケットを一時的に固定するために有利に使用されうる。一旦、このように、ブラケットが歯に一時的に固定されると、過剰の押し出された接着剤は歯科深診器具または他の器具により容易に除去されるが、深診器具が意図せずにぶつかったときでも接着剤の硬化した部分はブラケットを移動することを妨げるであろう。押し出された接着剤の除去に続いて、歯科矯正処置のために有用な値まで接着剤の結合強度を上げるために、ブラケット基底部の周囲縁と歯との間の接着剤の部分を硬化するために硬化ユニットを使用することができる。
【００１１】
より詳細には、本発明は、一態様において、歯科矯正ブラケットおよび硬化光アセンブリーの組み合わせに関する。この組み合わせは、歯への直接結合のための外側表面を有する基底部を有する歯科矯正ブラケットを含み、ここで、この基底部は少なくとも１個の開口部を有する中央部分を含む。ブラケットは、また、外側表面から離れる方向に向かって基底部から延びているボディーを含む。ブラケットは、また、ボディーから外側に向かって延びている少なくとも１個のタイウィング（tiewing)を含み、且つ、アーチワイヤーを受け入れるためのタイウィングに隣接したスロットを含む。ボディーは、基底部の開口部に位置合わせされた通路を有する中央セクションを含む。この組み合わせは、また、ブラケットボディーの通路において受け入れるために十分な大きさの外側末端部分を有するハウジングを有する硬化光アセンブリーをも含む。硬化光アセンブリーは、ハウジングの外側末端部分が通路において光を受けるときに、ブラケットの中央部分と接触している結合接着剤を硬化するために外側末端部分から光を発するハウジングに連結された光源を含む。
【００１２】
本発明の別の態様は、歯に直接結合するための外側表面を有する基底部を含む歯科矯正ブラケットに関し、ここで、基底部は、少なくとも１個の開口部を有する中央部分を含む。ブラケットは、また、外側表面から離れる方向に向かって基底部から延びているボディーを含む。ボディーは、通路を有する中央部分を含む。少なくとも１個のタイウィングはボディーから外側に向かって延びており、そしてスロットはアーチワイヤーを受け入れるためのタイウィングに隣接している。ボディーは通路を含み、それは基底部の中央部分と接触している光硬化性結合接着剤を硬化するための光の光源を受けるための基底部の開口部と位置合わせされている。
【００１３】
本発明は、また、外側末端部分およびハウジングに連結された光源を含む歯科矯正用硬化光アセンブリーに関する。光源は、外側末端部分から離れる方向に光を発するように操作可能である。アセンブリーは、また、外側末端部分を歯科矯正ブラケットに取り外し可能に連結するためのカップラーをも含む。
【００１４】
本発明は、ステンレススチールまたは他の材料のような不透明な材料から作られたブラケットで使用されるときに特に有利である。というのは、ブラケットの通路はブラケット基底部の中央部分の下の接着剤に光を到達させることができ、さもなければ実質的に硬化しなかったであろうからである。ブラケットと歯の間の結合強度は、結果的に高くなり、そして処置の間に、意図しない、自発的なブラケットの脱結合が起こる可能性を有意に低下させる。
【００１５】
本発明の更なる詳細は、特許請求の範囲の特徴において規定される。
【００１６】
本発明の原理により製造された歯科矯正ブラケットは、図１〜４および図６〜11の数値20により広く指定される。図１〜４を最初に参照し、ブラケット20は、特定の歯に直接的に結合されるように調整されている特定の凹型形状の外側表面を有する基底部22を含む。好ましくは、凹型形状は歯の凸型外側表面と適合する複雑な形状を有する。
【００１７】
基底部22は円状開口部24を有する中央部分を含む（図２〜３）。更に、基底部22は、一連の直立ペグ26を含み、それは開口部24を包囲している。図面に詳細に示していないが、ペグ26は、好ましくは、接着剤が硬化すると、歯科矯正結合接着剤により機械的なインターロックを確立するマッシュルーム型ヘッドを示すために、振動プロセスの間に、平坦にされた外側末端を有する。
【００１８】
ブラケット20は、また、基底部22の外側表面から離れる方向に基底部22から延びているボディー28を含む。図１および３〜４に示した特定の態様において、ボディー28の近心−遠心長さ( 即ち、ボディー28の近心面から遠心面の間に延びた方向において) は基底部22の近心- 遠心長さよりも短い。更に、ボディー28の噛み合わせ- 歯肉高さ( 即ち、ボディー28の噛み合わせ面と歯肉面の間の方向において) は基底部22の噛み合わせ- 歯肉高さより短い。
【００１９】
ブラケット20は、また、頬- 唇側方向( 即ち、患者の唇または頬に向かう方向) 並びに噛み合わせ方向( 即ち、患者の歯の外側末端または先端に向かう方向) においてボディーから離れて延びている、1 対の離れた噛み合わせタイウィング30を含む。更に、ブラケット20は、頬- 唇側方向並びに歯肉方向( 即ち、患者の歯肉方向) に延びている、2 つの離れた歯肉タイウィング32を含む。タイウィング30、32はボディー28に一体で連結しており、それは、好ましくは、基底部22に相互連結されている。
【００２０】
アーチワイヤースロット34は、一般に、ブラケット20を横切って近心- 遠心方向に延びている。アーチワイヤースロット34は、ボディー28の近心側で連結されている、噛み合わせタイウィング30と歯肉タイウィング32の間に位置する近心スロット部分、および、ボディー28の遠心側に連結されている、噛み合わせタイウィングと歯肉タイウィング34の間に位置する遠心スロット部分を含む。図3 の例に示すように、アーチワイヤースロット34の底( 即ち、ブラケット20の基底部22に最も近いアーチワイヤースロット34の壁) はボディー28の頬- 唇側から頬- 唇側方向に若干離れている。
【００２１】
ボディー28は、ボディー28の近心側( 1 対のタイウィング30、32の近心対に連結されている) とボディー28の遠心側( タイウィング30、32の遠心対に連結されている) の間の中央セクションを含む。ボディー28の中央セクションは、両側末端で解放されており、且つ、好ましくは包囲された筒型側壁を含む。通路36はボディー28の頬- 唇側からボディー28の舌側に( 即ち、患者の頬に向かう方向に) 延びており、そしてブラケット基底部22の円状開口部24と位置合わせされている。
【００２２】
好ましくは、通路36は噛み合わせ- 歯肉方向および近心- 遠心方向の両方において開口部24と位置合わせされており、そして、示した態様において、円状開口部24は同一の直径を有し、且つ、通路36の舌側末端に位置している。通路36の中央軸は、延びているときに、アーチワイヤースロット34を通過し、そして、好ましくは、噛み合わせ- 歯肉方向において考えられるときに、アーチワイヤースロット34の中央を通過する。好ましくは、必須ではないが、通路36の中央軸はアーチワイヤースロット34を画定している噛み合わせ壁および歯肉壁に平行である。
【００２３】
本発明の別の態様の硬化光アセンブリーは、広く数値40で指定され、そして図5 および7 〜11に示されている。図5 に示すように、この態様におけるアセンブリー40は充電可能な電池のような形態の出力源を含むケース42を含む。ケース42は、長く延びたハウジング44に連結されている。
【００２４】
ハウジング44は、好ましくは、その形状が整復可能であり、且つ、多くの異なる自立形状のいずれかに変えられることができるるように作られている。例えば、ハウジング44は、真っ直ぐな長手軸を有することができ、または、多くの異なる弧のうちのいずれかの湾曲した長手軸を有するように変えられることができる。ハウジング44はグースネックランプ等のために使用されるような相互に連結された一連の環状セクションを提供することにより作られることができる。
【００２５】
ハウジング44は光源を含む外側末端部分46を有する。好ましくは、光源は、発光ダイオードの固体素子発光器48( 図5 のみ) である。本明細書中で使用されるときに、用語「固体素子発光器」とは、正孔と電子の再結合により電気エネルギーを電磁線に変換するあらゆる装置を意味する。固体素子発光器の例は、半導体発光ダイオオード、半導体レーザーダイオード、ポリマー発光ダイオードおよびエレクトロルミネッセンス装置( 即ち、変化している電場を受けている固体の燐光物質により電気エネルギーを光エネルギーに変換する装置) を含む。
【００２６】
必要に応じて、外側末端部分46は発光器48のための焦点レンズ、例えば、一般的に入手可能な発光ダイオードをカバーするドーム型レンズを含むことができる。レンズは、好ましくは、発光器から放出された光の大半をハウジング44の長手軸とほぼ平行である前方方向に向けるような形状になっている。
【００２７】
発光器48は、ハウジング44内に延びているワイヤー対( 示していない) によりケース42内の電池出力源に接続されている。バネ押し指スイッチ50はケース42に移動可能に接続されており、そして発光器48と出力源との間に延びているワイヤーのいずれかにより電気接続されている。
【００２８】
外側末端部分46は通路36の境界内に入るように十分小さいサイズである。例えば、もし、通路36が0.04インチ(1mm) の直径を有し、そして外側末端部分46は半球形状を有するならば、半球の直径は0.03インチ(0.75mm)である。半球は、好ましくは通路36の直径よりほんの少し小さい直径を有する。
【００２９】
必要に応じて、外側末端部分46は、それが接触する歯科矯正用接着剤から容易に剥離する手段を具備している。このような手段は、例えば、シリコーンポリマーのような剥離コーティングまたは眼鏡のレンズをコーティングするために使用されるコーティングに似た硬質コーティングを含むことができる。
【００３０】
硬化光アセンブリーは、ハウジング44に連結された少なくともタブ52をも含む。示した態様において、1 対のタブ52が提供されており、互いに反対方向に外側に広がっており、そしてハウジング44から外側に広がっている。タブ52は外側末端部分46に直ぐ隣に隣接した中央の円筒部材に連結されている。ハウジング44は円筒部材の中央を通過する孔を通して延びている。
【００３１】
タブ52はアーチワイヤースロット34の断面形状に相補的な横断断面形状を有する。より詳細には、タブ52はアーチワイヤースロット34の噛み合わせ- 歯肉幅よりほんの少し小さい幅を有する。一般に、歯科矯正ブラケットは0.018 インチ(0.46mm)および0.022 インチ(0.56mm)の公称の噛み合わせ- 歯肉の寸法を有する長方形のアーチワイヤースロットを有して提供される。適合するアーチワイヤーの噛み合わせ- 歯肉の寸法と同様のタブ52の幅は、このような対応するアーチワイヤースロットの寸法よりほんの少し小さく、このことにより、タブは過度の遊び、即ち、「緩み」がなく、容易にアーチワイヤーに挿入されまたは取り外されることができる。
【００３２】
好ましくは、タブ52の外側末端間の距離は最も広いであろうブラケットのアーチワイヤースロットの近心- 遠心末端の距離と同一であるかまたは若干大きく、それにより、所望のときに、ブラケットの動きを良好に制御できる。
【００３３】
必要に応じて、中央の円筒部材を含むタブ52はハウジング44に取り外し可能に付けられることができ、そして、摩擦またはラッチのような他の構造により固定される。結果として、タブ52は所望の時にハウジング44から取り外されることができ、そして、他のブラケットに適合するための異なる噛み合わせ- 歯肉寸法を有するタブのような他のタブと取り替えられることができる。好ましくは、タブ52をハウジング44に連結する構造はハウジング44の長手軸の回りの弧においてタブ52の相対的な回転を防ぎ、それにより、ブラケット20の動きおよび最終の配置を制御するためにハウジング44を回転することができる。タブ52を取り外すために、ハウジング44はケース42に取り外し可能に連結され、または、外側末端部分46はハウジング44の残りの部分に取り外し可能に連結されることができる。
【００３４】
必要に応じて、タブ52は、タブ52の視覚的な観測を容易にするように、ブラケット20の材料と対照的な色を有する。例えば、タブ52は、タブ52とブラケット20の金属色とのコントラストを高めるために、黒色を有するか、または黒色コーティングを有することができる。このような色のコントラストは、歯科矯正医がタブ52を容易に位置合わせすることを可能にし、そしてそれ故、患者の歯における最終的な意図した位置にブラケット20を移動するときに、患者の望ましい噛み合わせ平面にアーチワイヤースロット34を位置合わせすることを可能にする。
【００３５】
ブラケット20とともに硬化光アセンブリー40を使用する1 つの方法を図6 〜11に示す工程により示す。最初に、一定量の光硬化性結合接着剤56( 例えば、3M Unitek のTRANSBOND ブランドの接着剤) を開口部24の上のペグ26と接触したブラケット基底部22上に配置する。次に、ブラケット20を接着剤とともに患者の歯58の外側表面に配置する。
【００３６】
好ましくは、基底部20上に配置される接着剤56の量は、歯56にブラケット20を最終的に結合するために必要な接着剤56の量よりも多量である。結果として、しっかりと固定するまで歯58にブラケット20を押しつけるときに、接着剤56の一部分60はブラケットの基底部22の4 つの面から押し出される。移動および接着剤56のはみ出しはブラケット基底部22と歯56の表面の間の領域での接着剤56のギャップまたは空隙が起こる可能性を下げる。
【００３７】
次に、図7 〜8 に示すように、硬化光アセンブリー40のハウジング44は、図7 において矢印で示した方向で、且つ、外側末端部分46を含むハウジング44の長手軸が通路36の中央の長手軸と同一直線上になるようにブラケット20に向かって移動される。更に、ハウジング44は、アーチワイヤースロット34とタブ52を位置合わせするために、ハウジング長手軸の周囲に必要なときに回転される。光硬化アセンブリー40は、図9 および10に示すように、外側末端部分46が通路36に入り、そしてタブ52がアーチワイヤースロット34に受け入れられるまでブラケット20に向かって移動しつづける。
【００３８】
次に、歯科矯正医は歯58上の正確な望ましい位置にブラケット20を配置するために必要とされるときに、歯58に対してブラケット20を若干移動する。例えば、歯科矯正医は、アーチワイヤースロット34が患者の噛み合わせ平面に位置合わせされ、そしてタイウィング30、32の縁が歯58の長手軸と位置合わせされるまでブラケット20を移動することができる。タブ52および外側末端部分46はブラケット20の移動を制御するように機能するから、噛み合わせ- 歯肉方向、近心- 遠心方向または通路36の中央軸の周囲の回転移動における移動を含めたブラケット20の配置は、歯58に対してハウジング44を移動することにより行われる。
【００３９】
ある場合には、ハウジング44の形状はあるブラケットの配置を容易にするために変えられることができる。例えば、臼歯または小臼歯にブラケットを結合するために硬化光アセンブリー40を使用するときには、歯科矯正医は、図5 に示すように、ハウジング44を湾曲した形状に曲げたいであろう。または、ブラケット20を患者の切歯または側切歯のような比較的に届きやすい歯に配置するときには、歯科矯正医はハウジング44の形状を直線形状に変えたいであろう。
【００４０】
次に、図9 に示すように、固体素子発光器48は、スイッチ50を押すことにより活性化される。発光器48から放出される光は、ブラケットのボディー28の中央セクションと歯58との間にある接着剤の部分( 図11において62と指定している) に達する。接着剤部分62は曲がり、そしてブラケット20を歯58に一時的に固定する「粘着( タック) 」結合を提供する。
【００４１】
次に、図11に示すように、外側末端部分46を通路36から取り除き、そしてタブ52をアーチワイヤースロット34から取り除くまで矢印の方向にハウジング44をブラケットボディー28から離れるように移動することにより硬化光アセンブリー40はブラケット20から取り除かれる。好ましくは、歯科矯正医は、その後、歯科用深診器または他の器具を使用して、ブラケット基底部22の4 つの周囲縁に隣接した歯58から、はみ出している接着剤部分60を除去する。もし、例えば、ブラケット20が洗浄の間に不慮にぶつかり、または妨害されても、通常に、ブラケット20を保持するために十分な結合力をもって、硬化した接着剤部分62はブラケット20を歯58に連結する。しかし、通路34における光の使用は、硬化した部分62以外の接着剤56を実質的に硬化せず、そしてこの為、はみ出された接着剤部分60は硬化せず、そして歯の表面から容易に除去されることができる。
【００４２】
次に、ブラケット基底部22と歯58との間の接着剤56の残りの部分はブラケット基底部22の周囲縁に光を向けることにより硬化される。所望ならば、このような周囲硬化のためにブラケット20から取り外して硬化光アセンブリー40を使用するか、または、より強い光を放出することができる別の硬化光アセンブリーを使用することができる。好ましくは、光は基底部の4 つの周囲縁のうちの少なくとも2 つの縁、例えば、基底部22の近心側および遠心側の縁に光を向けることができる。
【００４３】
別の手順として、ブラケット20の移動を制御することに加えて、歯にブラケット20をしっかりと押しつけるために硬化光アセンブリー40を使用することができる。所望ならば、ブラケット20は、ブラケット20を歯58の表面上に配置する前にブラケット20をタブ52に連結することができる。
【００４４】
本発明の1 つの大きな利点は、歯科矯正医が直接的な結合のために従来から使用されている歯科矯正接着剤よりも低い粘性である接着剤を使用することが可能なことである。より低い粘性の接着剤は、より粘性の接着剤よりもブラケット基底部22の添窩および他の微細構造の周囲を流れ、その為、このようなより粘性の接着剤よりも高い結合強度を提供する。接着剤が硬化する前の歯58の上でのブラケット20の流れは、光硬化アセンブリー40が粘着結合するまでブラケット20の移動を抑制するから避けることができる。しかし、過去において、比較的に粘性の接着剤が一般に好まれていた。というのは、このような接着剤は、歯58に配置した後のブラケット20のずれを防ぐからである。
【００４５】
好ましくは、固体素子発光器48は、実質的に約413 ナノメートル〜約535 ナノメートルの範囲の波長を有する光を放出し、そして好ましくは約450 ナノメートルの波長で最も高い強度の光を放出する青色発光ダイオードである。適切な青色光発光ダイオードはNichia Chemical Industries, Ltd.のNo.NLPB500を含む。他の波長も可能である。LED の外側半球レンズは好ましくは通路36内に適合し、そして通路36の長手軸に沿って殆どの光を指向するように研削されている。好ましくは、通路36内において発光器48により放出される光は約10秒以内に、そしてより好ましくは約4 秒以内に接着剤部分62を硬化するために十分な強度のものである。
【００４６】
本発明の別の態様による硬化光アセンブリー40a の第二の態様を図12に示す。アセンブリー40a は、この場合に、バルブ43a のような光源を含むケース42a を含む。または、単一の固体素子発光器、または、一群の固体素子発光器( 例えば、上記の青色発光ダイオード) はバルブ43a の代わりに配置されてよい。
【００４７】
ケース42a は、また、バルブ43a に電気接続されたバッテリー41a を含む出力源を含む。バネ押し指スイッチ50a はケース42a に移動可能に接続されている。スイッチ50a を押すと、バッテリー41a はバルブ43a に電力供給する。
【００４８】
アセンブリー40a は、また、この場合には光学繊維束を含む長いハウジング44a を含む。光学繊維束は、幾分可撓性であるが、元に戻したときには所望の形状を保持するために十分に剛性である。この態様におけるハウジング44a は束の周囲に配置された繊維の外側クラッドが提供されている。または、光学繊維の束は、可撓性ハウジング( 例えば、上記のグースネック) の内側に入れられることができる。別の態様として、単一の光学繊維は使用されることができ、または、代わりに、このようなクラッドを周囲に有する、別個の可撓性チューブ状部材を含むことができる。
【００４９】
ハウジング44a は、好ましくは上記のような剥離コーティングまたは他の剥離手段を具備した大きな外側末端部分46a を含む。更に、1 対のタブ52a は外側末端部分46a の直ぐ隣に隣接したハウジング44a に接続されている。タブ52a は上記のタブ52と同一である。
【００５０】
本発明の別の態様による硬化光アセンブリー40b を図13に示す。アセンブリー40b は、この場合には、比較的に小さいケース42b を含み、そしてスケール通りに例示されていない。ケース42b は、その中に含まれる従来のAAA サイズの電池よりもほんの少しだけ大きい。好ましくは、ケース42b は掴みやすく、そして操作しやすいように鉛筆と同様の形状を有する。ケース42b は、外側末端部分46b を有する比較的に小さいハウジングに接続されており、そして所望により取り外し可能に接続されている。
【００５１】
固体素子発光器( 例えば、上記の青色発光ダイオード) は外側末端部分46b 中に収納されている。更に、上記のタブ52と同様の1 対のタブ52b はハウジング44b に接続されている。押しボタン式スイッチ50b はケース42b の側に取り付けられており、所望の時に回路を閉じそして固体素子発光器に電力供給することができる。
【００５２】
本発明の更に別の態様にる硬化光アセンブリー40c を図14に示す。アセンブリー40c は図5 および7 〜11に示した硬化光アセンブリー40と若干似ているが、アセンブリー40c はハウジング44c に固定されたブラケット高さゲージ70c を含む。所望により、ゲージ70c はハウジング44C 上にスライド可能に配置されそして摩擦により保持されたスリーブを含み、それにより、ゲージ70c は所望のときにハウジング44c から外せるようになっており、そして同様のまたは異なるゲージと取り替えられることができる。
【００５３】
第一レッグおよび第一レッグに一体に連結された第二レッグ74c を有する、ほぼL 型形状を有する。第二レッグ74c の下側部分が歯58の噛み合わせ縁と接触しているときに、歯58の最外末端( 即ち、噛み合わせ縁または切歯縁) から噛み合わせ- 歯肉方向における特定の距離にブラケット20のアーチワイヤースロットがが配置されるように、第一レッグ72c の長さは選択される。ゲージ70c は、それ故、アセンブリー40c の外側末端部分46c から光が放出されて、その後、ブラケット20を定位置に保持する時間まで、歯58の上の所定の位置にブラケット20を固定する。
【００５４】
好ましくは、第一レッグ72c は歯58の噛み合わせ縁からのブラケット20のアーチワイヤースロットの距離を決定するための更なる構造を提供するための一連の印を含む。示した態様において、印は一対の縁またはショルダー76c を含み、それは、第二レッグ74c が噛み合わせ縁と接触しているときに提供される高さ以外の歯58の高さにブラケット20を配置したい場合に、所望ならば、歯の噛み合わせ縁に目で見て位置合わせされることができる。他の印および調節可能な高さゲージも可能である。
【００５５】
当業者は、上記で詳細に記載した態様の他の変更も可能であることを認識するであろう。例えば、上記の硬化光アセンブリーの態様において記載したバッテリーは、光源の光を輸送する、ベースユニットからハウジングに延びた1 対のワイヤーを具備した、ラインカレントに接続されたベースユニットで置き換えることが可能である。または、ラインカレントに接続されたベースユニット( 例えば、ORTHOLUX XT ブランドの硬化光ユニット、カタログ番号704-804;3M Unitek)は、ハウジングの外側末端部分へ、単一の光学繊維または光学繊維束により光学的に且つ取り外し可能に接続された光源を含むことができる。更に、指操作スイッチ50、50a または50b はフットペダルスイッチまたは感圧スイッチで置き換えられてよく、それは、硬化光アセンブリー40、40a 、40b 、40c によりブラケット20に十分な圧力が印加されたときに発光器を活性化するように操作可能である。
【００５６】
更に、ブラケット20は、微細ワイヤーメッシュスクリーニングに似たメッシュパッドを有する基底部を有することができる。もしメッシュパッドがメッシュスクリーニングに結合された金属ホイルの層を含むならば、ホイルは基底部の開口部として機能する1 個以上の孔を有する。
【００５７】
金属材料以外の材料から製造されたブラケットを使用することもできる。例えば、ブラケットは、透明な、半透明なまたは不透明なプラスティックまたはセラミック材料から作られていることができる。もしブラケットが光を透過する材料からできているならば、硬化光アセンブリーから放出される光の強度は、好ましいことに、比較的に弱い。このような弱い強度はブラケットのボディーの中央セクションの直下の接着剤を硬化するために十分であるが、はみ出した接着剤を歯の表面から容易に除去することができるように、ブラケットの基底部の周辺縁付近の接着剤を硬化するためには不十分である。
【００５８】
アーチワイヤースロットライナーを有するブラケットも本発明で使用されてよい。ライナーを有するブラケットの適切な例は、例えば、米国特許第5,380,196 号および第5,366,372 号に記載されている。このような場合には、ライナーはブラケットボディーの一部として含まれており、そして、ブラケットの基底部の中央部分の直下の接着剤へ光が透過するように、ブラケット基底部における開口部と位置合わせされた通路を提供するための孔を含むであろう。
【００５９】
本発明は、間接結合手順を使用することもできる。間接結合手順において、ブラケットのセットは患者の歯の模型に実験室内で一時的に粘着結合され、各ブラケットは互いの相対位置を維持し、そして患者の模型に対する相対位置を維持する。ブラケットのセットはその後、模型からユニットとして取り外され、そして相対位置を維持しながら患者の実際の歯に再結合される。
【００６０】
多くの他の変更および追加も可能であり、そして本発明の範囲を逸脱することなく有利に使用されることができる。従って、本発明は、上記で詳細に記載された現在好ましい態様によって限定されると考えられるべきでなく、特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラケットの頬−唇側の面に対して見たときの、本発明の１態様により製造された歯科矯正ブラケットの正面図である。
【図２】ブラケットの歯に面する基底部に対して見たときの図１の背面図である。
【図３】図１および２に示した、図１の線３−３に沿って取った側断面図である。
【図４】図１〜３に示した、ブラケットの噛み合わせ面に対して見たときの側断面図である。
【図５】本発明の別の態様に係る硬化光アセンブリーの斜視図（スケール通りでない）であって、図１〜４の示したブラケットとともに使用されるように調整されたものである。
【図６】図３と幾分似通った図であるが、ブラケットは歯の上に配置され、そして一定量の結合接着剤と接触して示されている、側断面図である。
【図７】図６と幾分似通った図であるが、ブラケットの通路に向かって移動している硬化光アセンブリーを更に示した図である。
【図８】図７に示したブラケットおよび硬化光アセンブリーの斜視図である。
【図９】図７と幾分似通った図であるが、硬化光アセンブリーがブラケットの通路内に完全に受け入れられており、それにより、歯科矯正医が最初に歯にブラケットを正確に配置することができ、そして、ここで、光は、次に、通路の直下の接着剤部分を硬化するように活性化されることを示すものである。
【図１０】図９に示したブラケットおよび硬化光アセンブリーの斜視図である。
【図１１】図９と幾分似通った図であるが、通路の直下の接着剤は硬化されており、そして、硬化光アセンブリーは通路から取り外されている図である。
【図１２】本発明の別の態様に係る硬化光アセンブリーの斜視図（スケール通りでない）である。
【図１３】本発明の更なる態様に係る硬化光アセンブリーの部分斜視図（スケール通りでない）である。
【図１４】歯の上に配置されたブラケットおよび接着剤とともに、本発明の別の態様に係る硬化光アセンブリーの部分断面図を示す。
【符号の説明】
20…ブラケット
22…基底部
24…開口部
26…直立ペグ
28…ボディー
30…タイウィング
32…タイウィング
34…アーチワイヤースロット
36…通過路
40…硬化光アセンブリー
42…ケース
44…ハウジング
46…外側末端部分
50…スイッチ
52…タブまたはカップラー
58…歯
本発明は、改良された歯科矯正ブラケットおよび光硬化アセンブリーに関し、それらは、一緒になって、ブラケットと歯との間の結合強度、特にブラケット基底部の中央部分の直下での結合強度を高める。
【０００２】
歯科矯正処置は、正しい噛み合わせのために望ましい位置への歯の移動を含む。処置の間、ブラケットと呼ばれている小さいスロット状に開いた歯科矯正器具は歯に連結され、そしてアーチワイヤーは各ブラケットのスロットに入れられる。アーチワイヤーは、歯が歯科矯正学上正しい位置に移動するのを導くためのトラックを形成する。
【０００３】
多くの市販の歯科矯正ブラケットは、歯科矯正結合用接着剤の手段により患者の歯の表面に直接的に結合されるようになっている。CONCISE ブランドの接着剤(3M Unitek) のような特定の種類の接着剤は、最初は2 種の別個の成分として供給され、それらが混合されたときに、自己硬化性になる。このような2 成分接着剤は、しかしながら、限られた「可使時間」しかなく、その間にのみ、歯科矯正医はブラケットの基底部に接着剤を付け、ブラケットを歯の上に付け、そして接着剤が硬化し始める前にブラケットをある所望の位置に移動することができる。TRANSBOND ブランドの接着剤( これも3M Unitek)のような他の接着剤は、光硬化性であり、そして光源が接着剤に向けられたときに硬化し始める。光硬化性の接着剤は、「可使時間」の長さが必要に応じて選べるので、多くの歯科矯正医に好まれている。使用時に、ブラケットは患者の歯の上に注意深く置かれ、そして歯科矯正医がブラケットに位置に満足するまで所望により移動されうる。有利には、光源が接着剤に向けられるまで接着剤は硬化しない。
【０００４】
ブラケットと歯の間の強度を上げるための多くの試みが長年にわたってなされてきた。幾つかのブラケットは、例えば、ざらざらにし、刻みを付け、または、くぼみを付けた外側基底部表面を有し、他のブラケットは少なくとも1 層の不規則な形状のフラグメントまたは球状粒子の層を含む基底部表面を含む。このような基底部表面は接着剤との接触のために使用されうる高い表面積を提供し、それにより、ブラケットと歯との間の結合強度を高める。
【０００５】
あるブラケットは、添窩領域（undercut regions）を提供する基底部を有する。基底部内の添窩は、接着剤が、硬化したときに、ブラケットとの機械的なインターロックを形成することを可能にする。例えば、上記の不規則な形状のフラグメントまたは球状粒子は添窩領域を提供しうる。別の例として、幾つかのブラケットの基底部は硬化した接着剤中に埋め込まれたときに機械的なインターロックを提供する微細メッシュ金属「スクリーン」またはパッドを有する。U.S. Design Patent第290,040 号に記載されているような他のブラケットは、硬化した接着剤との機械的なインターロックを提供する一連の添窩溝を有する。米国特許第4,094,068 号および第5,435,720 号は、接着剤が流れ込み、そして歯に接したブラケットの保持を改良するように働く大きなヘッドを生じる周囲孔またはノッチを有する基底部を有するブラケットを記載している。
【０００６】
しかし、処置の間にブラケットの自発的な意図しない脱落を避けるために、特定の種類のブラケットと患者の歯との間の結合の強度を改良することが当業界において継続的に必要である。ある場合には、患者が比較的に硬い食品を噛んだきのような、比較的に大きな力を受けたときに、結合は、歯にブラケットを保持するために十分な強度を有しない。別の場合には、アーチワイヤー、歯科矯正補助具またはブラケットに連結した取り付け具によってかかる力からブラケットは脱結合しうる。歯科矯正ブラケットの早期脱結合は、歯科矯正医および患者の両者にとって厄介であり、最も良好には避けたいものである。それは、患者は、通常、処置を再開するために脱落したブラケットを再び取り付けるかまたは新規のブラケットに取り替えるために歯科矯正医に戻らなければならないからである。
【０００７】
更に、光硬化性結合接着剤が金属ブラケットとともに使用されるときに、最近の努力は結合強度を上げることに向けられている。光硬化性接着剤が半透明なまたは透明なプラスティック、セラミックまたは他の材料から作られたブラケットとともに使用されるときに、硬化装置からの光は、通常、ブラケットを通して通過し、そしてブラケット基底部と歯との間の接着剤の全てではないにしても殆どを硬化する。しかし、金属ブラケットは、ブラケット基底部の中央部分への光の通過を実質的にブロックし、その結果、中央部分に付近の接着剤は未硬化のままである。しばしば、硬化光は、金属ブラケットの基底部の2 以上の縁に沿って接着剤に向けられるが、このようなことを行っても、ブラケットが比較的に大きな力を受けるときに、ブラケットの意図しない脱結合を妨げるために必要な程度に十分な量の接着剤を硬化しえない。
【０００８】
歯科矯正ブラケットの結合手順において時々遭遇する別の困難性は、ブラッケトの装着後で且つ接着剤の硬化前の過剰な接着剤の除去に関する。多くの結合手順において、ブラケットは所定の位置に注意深く配置され、そしてその後、接着剤にブラケットをしっかりと付けるために圧力が加えられる。しばしば、歯科矯正医は、ブラケット基底部の全体表面が接着剤と接触し、そして接着剤が存在しないところでブラケットと歯との間に空気泡または空隙ができないように、据え付ける前に過剰の量の接着剤を塗布することを選択するであろう。据え付けの間に、ブラケット基底部の直下部からブラケット基底部の周囲に隣接した患者の歯の領域に過剰の接着剤は押し出される。その後、歯科深診器具または他の器具を使用して、歯の表面から押し出された接着剤を取り出し、そして除去する。
【０００９】
しかし、過剰な接着剤の除去の間に、深診器具はブラケットとぶつかり、そしてその意図された位置から若干移動しうる。このような場合、しばしば、ブラケットを単純に元の位置に戻すことは推奨されない。というのは、満足される結合のためには不十分な接着剤がブラケットの下に残っており、そして空隙が生じうるからである。代わりに、通常、ブラケットおよび接着剤を歯から除去し、ブラケット基底部に追加の接着剤を付け、そしてブラケットを歯の上に再配置し、据え付け、そして新たに押し出された接着剤を除去することが推奨され、手順は、結局、幾分時間がかかる。
【００１０】
本発明は、従来のブラケット、光硬化性ユニットおよび手順に関する上記の問題を克服するものであり、ブラケットの中央部分と患者の歯との間で直接的に接着剤の部分を結合するための改良された方法および装置を提供することによるものである。所望ならば、明細書中に記載されるこの方法および装置は、ブラケットの据え付けの間にブラケット基底部の周囲縁から押し出された接着剤が硬化することなく、歯にブラケットを一時的に固定するために有利に使用されうる。一旦、このように、ブラケットが歯に一時的に固定されると、過剰の押し出された接着剤は歯科深診器具または他の器具により容易に除去されるが、深診器具が意図せずにぶつかったときでも接着剤の硬化した部分はブラケットを移動することを妨げるであろう。押し出された接着剤の除去に続いて、歯科矯正処置のために有用な値まで接着剤の結合強度を上げるために、ブラケット基底部の周囲縁と歯との間の接着剤の部分を硬化するために硬化ユニットを使用することができる。
【００１１】
より詳細には、本発明は、一態様において、歯科矯正ブラケットおよび硬化光アセンブリーの組み合わせに関する。この組み合わせは、歯への直接結合のための外側表面を有する基底部を有する歯科矯正ブラケットを含み、ここで、この基底部は少なくとも１個の開口部を有する中央部分を含む。ブラケットは、また、外側表面から離れる方向に向かって基底部から延びているボディーを含む。ブラケットは、また、ボディーから外側に向かって延びている少なくとも１個のタイウィング（tiewing)を含み、且つ、アーチワイヤーを受け入れるためのタイウィングに隣接したスロットを含む。ボディーは、基底部の開口部に位置合わせされた通路を有する中央セクションを含む。この組み合わせは、また、ブラケットボディーの通路において受け入れるために十分な大きさの外側末端部分を有するハウジングを有する硬化光アセンブリーをも含む。硬化光アセンブリーは、ハウジングの外側末端部分が通路において光を受けるときに、ブラケットの中央部分と接触している結合接着剤を硬化するために外側末端部分から光を発するハウジングに連結された光源を含む。
【００１２】
本発明の別の態様は、歯に直接結合するための外側表面を有する基底部を含む歯科矯正ブラケットに関し、ここで、基底部は、少なくとも１個の開口部を有する中央部分を含む。ブラケットは、また、外側表面から離れる方向に向かって基底部から延びているボディーを含む。ボディーは、通路を有する中央部分を含む。少なくとも１個のタイウィングはボディーから外側に向かって延びており、そしてスロットはアーチワイヤーを受け入れるためのタイウィングに隣接している。ボディーは通路を含み、それは基底部の中央部分と接触している光硬化性結合接着剤を硬化するための光の光源を受けるための基底部の開口部と位置合わせされている。
【００１３】
本発明は、また、外側末端部分およびハウジングに連結された光源を含む歯科矯正用硬化光アセンブリーに関する。光源は、外側末端部分から離れる方向に光を発するように操作可能である。アセンブリーは、また、外側末端部分を歯科矯正ブラケットに取り外し可能に連結するためのカップラーをも含む。
【００１４】
本発明は、ステンレススチールまたは他の材料のような不透明な材料から作られたブラケットで使用されるときに特に有利である。というのは、ブラケットの通路はブラケット基底部の中央部分の下の接着剤に光を到達させることができ、さもなければ実質的に硬化しなかったであろうからである。ブラケットと歯の間の結合強度は、結果的に高くなり、そして処置の間に、意図しない、自発的なブラケットの脱結合が起こる可能性を有意に低下させる。
【００１５】
本発明の更なる詳細は、特許請求の範囲の特徴において規定される。
【００１６】
本発明の原理により製造された歯科矯正ブラケットは、図１〜４および図６〜11の数値20により広く指定される。図１〜４を最初に参照し、ブラケット20は、特定の歯に直接的に結合されるように調整されている特定の凹型形状の外側表面を有する基底部22を含む。好ましくは、凹型形状は歯の凸型外側表面と適合する複雑な形状を有する。
【００１７】
基底部22は円状開口部24を有する中央部分を含む（図２〜３）。更に、基底部22は、一連の直立ペグ26を含み、それは開口部24を包囲している。図面に詳細に示していないが、ペグ26は、好ましくは、接着剤が硬化すると、歯科矯正結合接着剤により機械的なインターロックを確立するマッシュルーム型ヘッドを示すために、振動プロセスの間に、平坦にされた外側末端を有する。
【００１８】
ブラケット20は、また、基底部22の外側表面から離れる方向に基底部22から延びているボディー28を含む。図１および３〜４に示した特定の態様において、ボディー28の近心−遠心長さ( 即ち、ボディー28の近心面から遠心面の間に延びた方向において) は基底部22の近心- 遠心長さよりも短い。更に、ボディー28の噛み合わせ- 歯肉高さ( 即ち、ボディー28の噛み合わせ面と歯肉面の間の方向において) は基底部22の噛み合わせ- 歯肉高さより短い。
【００１９】
ブラケット20は、また、頬- 唇側方向( 即ち、患者の唇または頬に向かう方向) 並びに噛み合わせ方向( 即ち、患者の歯の外側末端または先端に向かう方向) においてボディーから離れて延びている、1 対の離れた噛み合わせタイウィング30を含む。更に、ブラケット20は、頬- 唇側方向並びに歯肉方向( 即ち、患者の歯肉方向) に延びている、2 つの離れた歯肉タイウィング32を含む。タイウィング30、32はボディー28に一体で連結しており、それは、好ましくは、基底部22に相互連結されている。
【００２０】
アーチワイヤースロット34は、一般に、ブラケット20を横切って近心- 遠心方向に延びている。アーチワイヤースロット34は、ボディー28の近心側で連結されている、噛み合わせタイウィング30と歯肉タイウィング32の間に位置する近心スロット部分、および、ボディー28の遠心側に連結されている、噛み合わせタイウィングと歯肉タイウィング34の間に位置する遠心スロット部分を含む。図3 の例に示すように、アーチワイヤースロット34の底( 即ち、ブラケット20の基底部22に最も近いアーチワイヤースロット34の壁) はボディー28の頬- 唇側から頬- 唇側方向に若干離れている。
【００２１】
ボディー28は、ボディー28の近心側( 1 対のタイウィング30、32の近心対に連結されている) とボディー28の遠心側( タイウィング30、32の遠心対に連結されている) の間の中央セクションを含む。ボディー28の中央セクションは、両側末端で解放されており、且つ、好ましくは包囲された筒型側壁を含む。通路36はボディー28の頬- 唇側からボディー28の舌側に( 即ち、患者の頬に向かう方向に) 延びており、そしてブラケット基底部22の円状開口部24と位置合わせされている。
【００２２】
好ましくは、通路36は噛み合わせ- 歯肉方向および近心- 遠心方向の両方において開口部24と位置合わせされており、そして、示した態様において、円状開口部24は同一の直径を有し、且つ、通路36の舌側末端に位置している。通路36の中央軸は、延びているときに、アーチワイヤースロット34を通過し、そして、好ましくは、噛み合わせ- 歯肉方向において考えられるときに、アーチワイヤースロット34の中央を通過する。好ましくは、必須ではないが、通路36の中央軸はアーチワイヤースロット34を画定している噛み合わせ壁および歯肉壁に平行である。
【００２３】
本発明の別の態様の硬化光アセンブリーは、広く数値40で指定され、そして図5 および7 〜11に示されている。図5 に示すように、この態様におけるアセンブリー40は充電可能な電池のような形態の出力源を含むケース42を含む。ケース42は、長く延びたハウジング44に連結されている。
【００２４】
ハウジング44は、好ましくは、その形状が整復可能であり、且つ、多くの異なる自立形状のいずれかに変えられることができるるように作られている。例えば、ハウジング44は、真っ直ぐな長手軸を有することができ、または、多くの異なる弧のうちのいずれかの湾曲した長手軸を有するように変えられることができる。ハウジング44はグースネックランプ等のために使用されるような相互に連結された一連の環状セクションを提供することにより作られることができる。
【００２５】
ハウジング44は光源を含む外側末端部分46を有する。好ましくは、光源は、発光ダイオードの固体素子発光器48( 図5 のみ) である。本明細書中で使用されるときに、用語「固体素子発光器」とは、正孔と電子の再結合により電気エネルギーを電磁線に変換するあらゆる装置を意味する。固体素子発光器の例は、半導体発光ダイオオード、半導体レーザーダイオード、ポリマー発光ダイオードおよびエレクトロルミネッセンス装置( 即ち、変化している電場を受けている固体の燐光物質により電気エネルギーを光エネルギーに変換する装置) を含む。
【００２６】
必要に応じて、外側末端部分46は発光器48のための焦点レンズ、例えば、一般的に入手可能な発光ダイオードをカバーするドーム型レンズを含むことができる。レンズは、好ましくは、発光器から放出された光の大半をハウジング44の長手軸とほぼ平行である前方方向に向けるような形状になっている。
【００２７】
発光器48は、ハウジング44内に延びているワイヤー対( 示していない) によりケース42内の電池出力源に接続されている。バネ押し指スイッチ50はケース42に移動可能に接続されており、そして発光器48と出力源との間に延びているワイヤーのいずれかにより電気接続されている。
【００２８】
外側末端部分46は通路36の境界内に入るように十分小さいサイズである。例えば、もし、通路36が0.04インチ(1mm) の直径を有し、そして外側末端部分46は半球形状を有するならば、半球の直径は0.03インチ(0.75mm)である。半球は、好ましくは通路36の直径よりほんの少し小さい直径を有する。
【００２９】
必要に応じて、外側末端部分46は、それが接触する歯科矯正用接着剤から容易に剥離する手段を具備している。このような手段は、例えば、シリコーンポリマーのような剥離コーティングまたは眼鏡のレンズをコーティングするために使用されるコーティングに似た硬質コーティングを含むことができる。
【００３０】
硬化光アセンブリーは、ハウジング44に連結された少なくともタブ52をも含む。示した態様において、1 対のタブ52が提供されており、互いに反対方向に外側に広がっており、そしてハウジング44から外側に広がっている。タブ52は外側末端部分46に直ぐ隣に隣接した中央の円筒部材に連結されている。ハウジング44は円筒部材の中央を通過する孔を通して延びている。
【００３１】
タブ52はアーチワイヤースロット34の断面形状に相補的な横断断面形状を有する。より詳細には、タブ52はアーチワイヤースロット34の噛み合わせ- 歯肉幅よりほんの少し小さい幅を有する。一般に、歯科矯正ブラケットは0.018 インチ(0.46mm)および0.022 インチ(0.56mm)の公称の噛み合わせ- 歯肉の寸法を有する長方形のアーチワイヤースロットを有して提供される。適合するアーチワイヤーの噛み合わせ- 歯肉の寸法と同様のタブ52の幅は、このような対応するアーチワイヤースロットの寸法よりほんの少し小さく、このことにより、タブは過度の遊び、即ち、「緩み」がなく、容易にアーチワイヤーに挿入されまたは取り外されることができる。
【００３２】
好ましくは、タブ52の外側末端間の距離は最も広いであろうブラケットのアーチワイヤースロットの近心- 遠心末端の距離と同一であるかまたは若干大きく、それにより、所望のときに、ブラケットの動きを良好に制御できる。
【００３３】
必要に応じて、中央の円筒部材を含むタブ52はハウジング44に取り外し可能に付けられることができ、そして、摩擦またはラッチのような他の構造により固定される。結果として、タブ52は所望の時にハウジング44から取り外されることができ、そして、他のブラケットに適合するための異なる噛み合わせ- 歯肉寸法を有するタブのような他のタブと取り替えられることができる。好ましくは、タブ52をハウジング44に連結する構造はハウジング44の長手軸の回りの弧においてタブ52の相対的な回転を防ぎ、それにより、ブラケット20の動きおよび最終の配置を制御するためにハウジング44を回転することができる。タブ52を取り外すために、ハウジング44はケース42に取り外し可能に連結され、または、外側末端部分46はハウジング44の残りの部分に取り外し可能に連結されることができる。
【００３４】
必要に応じて、タブ52は、タブ52の視覚的な観測を容易にするように、ブラケット20の材料と対照的な色を有する。例えば、タブ52は、タブ52とブラケット20の金属色とのコントラストを高めるために、黒色を有するか、または黒色コーティングを有することができる。このような色のコントラストは、歯科矯正医がタブ52を容易に位置合わせすることを可能にし、そしてそれ故、患者の歯における最終的な意図した位置にブラケット20を移動するときに、患者の望ましい噛み合わせ平面にアーチワイヤースロット34を位置合わせすることを可能にする。
【００３５】
ブラケット20とともに硬化光アセンブリー40を使用する1 つの方法を図6 〜11に示す工程により示す。最初に、一定量の光硬化性結合接着剤56( 例えば、3M Unitek のTRANSBOND ブランドの接着剤) を開口部24の上のペグ26と接触したブラケット基底部22上に配置する。次に、ブラケット20を接着剤とともに患者の歯58の外側表面に配置する。
【００３６】
好ましくは、基底部20上に配置される接着剤56の量は、歯56にブラケット20を最終的に結合するために必要な接着剤56の量よりも多量である。結果として、しっかりと固定するまで歯58にブラケット20を押しつけるときに、接着剤56の一部分60はブラケットの基底部22の4 つの面から押し出される。移動および接着剤56のはみ出しはブラケット基底部22と歯56の表面の間の領域での接着剤56のギャップまたは空隙が起こる可能性を下げる。
【００３７】
次に、図7 〜8 に示すように、硬化光アセンブリー40のハウジング44は、図7 において矢印で示した方向で、且つ、外側末端部分46を含むハウジング44の長手軸が通路36の中央の長手軸と同一直線上になるようにブラケット20に向かって移動される。更に、ハウジング44は、アーチワイヤースロット34とタブ52を位置合わせするために、ハウジング長手軸の周囲に必要なときに回転される。光硬化アセンブリー40は、図9 および10に示すように、外側末端部分46が通路36に入り、そしてタブ52がアーチワイヤースロット34に受け入れられるまでブラケット20に向かって移動しつづける。
【００３８】
次に、歯科矯正医は歯58上の正確な望ましい位置にブラケット20を配置するために必要とされるときに、歯58に対してブラケット20を若干移動する。例えば、歯科矯正医は、アーチワイヤースロット34が患者の噛み合わせ平面に位置合わせされ、そしてタイウィング30、32の縁が歯58の長手軸と位置合わせされるまでブラケット20を移動することができる。タブ52および外側末端部分46はブラケット20の移動を制御するように機能するから、噛み合わせ- 歯肉方向、近心- 遠心方向または通路36の中央軸の周囲の回転移動における移動を含めたブラケット20の配置は、歯58に対してハウジング44を移動することにより行われる。
【００３９】
ある場合には、ハウジング44の形状はあるブラケットの配置を容易にするために変えられることができる。例えば、臼歯または小臼歯にブラケットを結合するために硬化光アセンブリー40を使用するときには、歯科矯正医は、図5 に示すように、ハウジング44を湾曲した形状に曲げたいであろう。または、ブラケット20を患者の切歯または側切歯のような比較的に届きやすい歯に配置するときには、歯科矯正医はハウジング44の形状を直線形状に変えたいであろう。
【００４０】
次に、図9 に示すように、固体素子発光器48は、スイッチ50を押すことにより活性化される。発光器48から放出される光は、ブラケットのボディー28の中央セクションと歯58との間にある接着剤の部分( 図11において62と指定している) に達する。接着剤部分62は曲がり、そしてブラケット20を歯58に一時的に固定する「粘着( タック) 」結合を提供する。
【００４１】
次に、図11に示すように、外側末端部分46を通路36から取り除き、そしてタブ52をアーチワイヤースロット34から取り除くまで矢印の方向にハウジング44をブラケットボディー28から離れるように移動することにより硬化光アセンブリー40はブラケット20から取り除かれる。好ましくは、歯科矯正医は、その後、歯科用深診器または他の器具を使用して、ブラケット基底部22の4 つの周囲縁に隣接した歯58から、はみ出している接着剤部分60を除去する。もし、例えば、ブラケット20が洗浄の間に不慮にぶつかり、または妨害されても、通常に、ブラケット20を保持するために十分な結合力をもって、硬化した接着剤部分62はブラケット20を歯58に連結する。しかし、通路34における光の使用は、硬化した部分62以外の接着剤56を実質的に硬化せず、そしてこの為、はみ出された接着剤部分60は硬化せず、そして歯の表面から容易に除去されることができる。
【００４２】
次に、ブラケット基底部22と歯58との間の接着剤56の残りの部分はブラケット基底部22の周囲縁に光を向けることにより硬化される。所望ならば、このような周囲硬化のためにブラケット20から取り外して硬化光アセンブリー40を使用するか、または、より強い光を放出することができる別の硬化光アセンブリーを使用することができる。好ましくは、光は基底部の4 つの周囲縁のうちの少なくとも2 つの縁、例えば、基底部22の近心側および遠心側の縁に光を向けることができる。
【００４３】
別の手順として、ブラケット20の移動を制御することに加えて、歯にブラケット20をしっかりと押しつけるために硬化光アセンブリー40を使用することができる。所望ならば、ブラケット20は、ブラケット20を歯58の表面上に配置する前にブラケット20をタブ52に連結することができる。
【００４４】
本発明の1 つの大きな利点は、歯科矯正医が直接的な結合のために従来から使用されている歯科矯正接着剤よりも低い粘性である接着剤を使用することが可能なことである。より低い粘性の接着剤は、より粘性の接着剤よりもブラケット基底部22の添窩および他の微細構造の周囲を流れ、その為、このようなより粘性の接着剤よりも高い結合強度を提供する。接着剤が硬化する前の歯58の上でのブラケット20の流れは、光硬化アセンブリー40が粘着結合するまでブラケット20の移動を抑制するから避けることができる。しかし、過去において、比較的に粘性の接着剤が一般に好まれていた。というのは、このような接着剤は、歯58に配置した後のブラケット20のずれを防ぐからである。
【００４５】
好ましくは、固体素子発光器48は、実質的に約413 ナノメートル〜約535 ナノメートルの範囲の波長を有する光を放出し、そして好ましくは約450 ナノメートルの波長で最も高い強度の光を放出する青色発光ダイオードである。適切な青色光発光ダイオードはNichia Chemical Industries, Ltd.のNo.NLPB500を含む。他の波長も可能である。LED の外側半球レンズは好ましくは通路36内に適合し、そして通路36の長手軸に沿って殆どの光を指向するように研削されている。好ましくは、通路36内において発光器48により放出される光は約10秒以内に、そしてより好ましくは約4 秒以内に接着剤部分62を硬化するために十分な強度のものである。
【００４６】
本発明の別の態様による硬化光アセンブリー40a の第二の態様を図12に示す。アセンブリー40a は、この場合に、バルブ43a のような光源を含むケース42a を含む。または、単一の固体素子発光器、または、一群の固体素子発光器( 例えば、上記の青色発光ダイオード) はバルブ43a の代わりに配置されてよい。
【００４７】
ケース42a は、また、バルブ43a に電気接続されたバッテリー41a を含む出力源を含む。バネ押し指スイッチ50a はケース42a に移動可能に接続されている。スイッチ50a を押すと、バッテリー41a はバルブ43a に電力供給する。
【００４８】
アセンブリー40a は、また、この場合には光学繊維束を含む長いハウジング44a を含む。光学繊維束は、幾分可撓性であるが、元に戻したときには所望の形状を保持するために十分に剛性である。この態様におけるハウジング44a は束の周囲に配置された繊維の外側クラッドが提供されている。または、光学繊維の束は、可撓性ハウジング( 例えば、上記のグースネック) の内側に入れられることができる。別の態様として、単一の光学繊維は使用されることができ、または、代わりに、このようなクラッドを周囲に有する、別個の可撓性チューブ状部材を含むことができる。
【００４９】
ハウジング44a は、好ましくは上記のような剥離コーティングまたは他の剥離手段を具備した大きな外側末端部分46a を含む。更に、1 対のタブ52a は外側末端部分46a の直ぐ隣に隣接したハウジング44a に接続されている。タブ52a は上記のタブ52と同一である。
【００５０】
本発明の別の態様による硬化光アセンブリー40b を図13に示す。アセンブリー40b は、この場合には、比較的に小さいケース42b を含み、そしてスケール通りに例示されていない。ケース42b は、その中に含まれる従来のAAA サイズの電池よりもほんの少しだけ大きい。好ましくは、ケース42b は掴みやすく、そして操作しやすいように鉛筆と同様の形状を有する。ケース42b は、外側末端部分46b を有する比較的に小さいハウジングに接続されており、そして所望により取り外し可能に接続されている。
【００５１】
固体素子発光器( 例えば、上記の青色発光ダイオード) は外側末端部分46b 中に収納されている。更に、上記のタブ52と同様の1 対のタブ52b はハウジング44b に接続されている。押しボタン式スイッチ50b はケース42b の側に取り付けられており、所望の時に回路を閉じそして固体素子発光器に電力供給することができる。
【００５２】
本発明の更に別の態様にる硬化光アセンブリー40c を図14に示す。アセンブリー40c は図5 および7 〜11に示した硬化光アセンブリー40と若干似ているが、アセンブリー40c はハウジング44c に固定されたブラケット高さゲージ70c を含む。所望により、ゲージ70c はハウジング44C 上にスライド可能に配置されそして摩擦により保持されたスリーブを含み、それにより、ゲージ70c は所望のときにハウジング44c から外せるようになっており、そして同様のまたは異なるゲージと取り替えられることができる。
【００５３】
第一レッグおよび第一レッグに一体に連結された第二レッグ74c を有する、ほぼL 型形状を有する。第二レッグ74c の下側部分が歯58の噛み合わせ縁と接触しているときに、歯58の最外末端( 即ち、噛み合わせ縁または切歯縁) から噛み合わせ- 歯肉方向における特定の距離にブラケット20のアーチワイヤースロットがが配置されるように、第一レッグ72c の長さは選択される。ゲージ70c は、それ故、アセンブリー40c の外側末端部分46c から光が放出されて、その後、ブラケット20を定位置に保持する時間まで、歯58の上の所定の位置にブラケット20を固定する。
【００５４】
好ましくは、第一レッグ72c は歯58の噛み合わせ縁からのブラケット20のアーチワイヤースロットの距離を決定するための更なる構造を提供するための一連の印を含む。示した態様において、印は一対の縁またはショルダー76c を含み、それは、第二レッグ74c が噛み合わせ縁と接触しているときに提供される高さ以外の歯58の高さにブラケット20を配置したい場合に、所望ならば、歯の噛み合わせ縁に目で見て位置合わせされることができる。他の印および調節可能な高さゲージも可能である。
【００５５】
当業者は、上記で詳細に記載した態様の他の変更も可能であることを認識するであろう。例えば、上記の硬化光アセンブリーの態様において記載したバッテリーは、光源の光を輸送する、ベースユニットからハウジングに延びた1 対のワイヤーを具備した、ラインカレントに接続されたベースユニットで置き換えることが可能である。または、ラインカレントに接続されたベースユニット( 例えば、ORTHOLUX XT ブランドの硬化光ユニット、カタログ番号704-804;3M Unitek)は、ハウジングの外側末端部分へ、単一の光学繊維または光学繊維束により光学的に且つ取り外し可能に接続された光源を含むことができる。更に、指操作スイッチ50、50a または50b はフットペダルスイッチまたは感圧スイッチで置き換えられてよく、それは、硬化光アセンブリー40、40a 、40b 、40c によりブラケット20に十分な圧力が印加されたときに発光器を活性化するように操作可能である。
【００５６】
更に、ブラケット20は、微細ワイヤーメッシュスクリーニングに似たメッシュパッドを有する基底部を有することができる。もしメッシュパッドがメッシュスクリーニングに結合された金属ホイルの層を含むならば、ホイルは基底部の開口部として機能する1 個以上の孔を有する。
【００５７】
金属材料以外の材料から製造されたブラケットを使用することもできる。例えば、ブラケットは、透明な、半透明なまたは不透明なプラスティックまたはセラミック材料から作られていることができる。もしブラケットが光を透過する材料からできているならば、硬化光アセンブリーから放出される光の強度は、好ましいことに、比較的に弱い。このような弱い強度はブラケットのボディーの中央セクションの直下の接着剤を硬化するために十分であるが、はみ出した接着剤を歯の表面から容易に除去することができるように、ブラケットの基底部の周辺縁付近の接着剤を硬化するためには不十分である。
【００５８】
アーチワイヤースロットライナーを有するブラケットも本発明で使用されてよい。ライナーを有するブラケットの適切な例は、例えば、米国特許第5,380,196 号および第5,366,372 号に記載されている。このような場合には、ライナーはブラケットボディーの一部として含まれており、そして、ブラケットの基底部の中央部分の直下の接着剤へ光が透過するように、ブラケット基底部における開口部と位置合わせされた通路を提供するための孔を含むであろう。
【００５９】
本発明は、間接結合手順を使用することもできる。間接結合手順において、ブラケットのセットは患者の歯の模型に実験室内で一時的に粘着結合され、各ブラケットは互いの相対位置を維持し、そして患者の模型に対する相対位置を維持する。ブラケットのセットはその後、模型からユニットとして取り外され、そして相対位置を維持しながら患者の実際の歯に再結合される。
【００６０】
多くの他の変更および追加も可能であり、そして本発明の範囲を逸脱することなく有利に使用されることができる。従って、本発明は、上記で詳細に記載された現在好ましい態様によって限定されると考えられるべきでなく、特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラケットの頬−唇側の面に対して見たときの、本発明の１態様により製造された歯科矯正ブラケットの正面図である。
【図２】ブラケットの歯に面する基底部に対して見たときの図１の背面図である。
【図３】図１および２に示した、図１の線３−３に沿って取った側断面図である。
【図４】図１〜３に示した、ブラケットの噛み合わせ面に対して見たときの側断面図である。
【図５】本発明の別の態様に係る硬化光アセンブリーの斜視図（スケール通りでない）であって、図１〜４の示したブラケットとともに使用されるように調整されたものである。
【図６】図３と幾分似通った図であるが、ブラケットは歯の上に配置され、そして一定量の結合接着剤と接触して示されている、側断面図である。
【図７】図６と幾分似通った図であるが、ブラケットの通路に向かって移動している硬化光アセンブリーを更に示した図である。
【図８】図７に示したブラケットおよび硬化光アセンブリーの斜視図である。
【図９】図７と幾分似通った図であるが、硬化光アセンブリーがブラケットの通路内に完全に受け入れられており、それにより、歯科矯正医が最初に歯にブラケットを正確に配置することができ、そして、ここで、光は、次に、通路の直下の接着剤部分を硬化するように活性化されることを示すものである。
【図１０】図９に示したブラケットおよび硬化光アセンブリーの斜視図である。
【図１１】図９と幾分似通った図であるが、通路の直下の接着剤は硬化されており、そして、硬化光アセンブリーは通路から取り外されている図である。
【図１２】本発明の別の態様に係る硬化光アセンブリーの斜視図（スケール通りでない）である。
【図１３】本発明の更なる態様に係る硬化光アセンブリーの部分斜視図（スケール通りでない）である。
【図１４】歯の上に配置されたブラケットおよび接着剤とともに、本発明の別の態様に係る硬化光アセンブリーの部分断面図を示す。
【符号の説明】
20…ブラケット
22…基底部
24…開口部
26…直立ペグ
28…ボディー
30…タイウィング
32…タイウィング
34…アーチワイヤースロット
36…通過路
40…硬化光アセンブリー
42…ケース
44…ハウジング
46…外側末端部分
50…スイッチ
52…タブまたはカップラー
58…歯
Claims (2)
- 歯科矯正ブラケットおよび硬化光アセンブリーを含む組み合わせ物であって、
歯科矯正ブラケット(20)は歯(58)に直接結合するための外側表面を有する基底部(22)を有し、前記基底部(22)は少なくとも1 個の開口部(24)を有する中央部分を含み、前記ブラケット(20)は前記外側表面から離れる方向に向かって基底部(22)から延びているボディー(28)を有し、前記ブラケット(20)は、更に、ボディー(28)から外側に向かって延びている少なくとも1 個のタイウィング(30 、32) 、および、アーチワイヤーを受け入れるための前記少なくとも1 個のタイウィング(30 、32) に隣接したスロット（34）をも含み、前記ボディー(28)は前記少なくとも1 個の開口部(24)と位置合わせされた通路(36)を有する中央セクションを有し、そして、
硬化光アセンブリー(40 、40a 、40b 、40c)は、前記通路(36)内に受け入れるために十分なサイズの外側末端部分(46 、46a 、46b 、46c)を有するハウジング(44 、44a 、44b 、44c)を有し、前記硬化光アセンブリー(40 、40a 、40b 、40c)は前記外側末端部分(46 、46a 、46b 、46c)が前記通路(36)に挿入されたときに、前記基底部(22)の前記中央部分と接触している結合接着剤を硬化するために、前記外側末端部分(46 、46a 、46b 、46c)から光を放出するための前記ハウジング(44 、44a 、44b 、44c)に接続されている光源(48 、43a)を含む、組み合わせ物。 - 歯(58)に直接結合するための外側表面を有する基底部(22)、ここで、前記基底部(22)は少なくとも1 個の開口部(24)を有する中央部分を含む、前記外側表面から離れた方向に基底部(22)から延びているボディー(28)、前記ボディーから外側に延びている少なくとも1 個のタイウィング(30 、32) 、および、アーチワイヤーを受け入れるための少なくとも1 個のタイウィング(30 、32) に隣接したスロット(34)を含む歯科矯正ブラケット(20)であって、
前記基底部(22)が少なくとも1 個の開口部(24)を有する中央部分を含み、且つ、前記ボディー（28）が前記基底部(22)の中央部分に接触している光硬化性結合接着剤を硬化するための光源(48 、43a)を受け入れるための前記少なくとも1 個の開口部(24)と位置合わせされた通路（36）を含むことを特徴とする、歯科矯正ブラケット。
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