生物相容性自鎖托槽的制作方法
【專利摘要】用于正牙治療的多種自鎖正牙托槽，包括至少一個第一托槽、至少一個第二托槽和至少一個第三托槽。第一、第二和第三托槽中的每一個分別包括第一、第二和第三鎖定活門，用于向弓絲上施加力以實現正牙治療。第一鎖定活門施加第一力，第二鎖定活門施加第二力，和第三鎖定活門施加第三力，使得第一、第二和第三力彼此不同。
【專利說明】生物相容性自鎖托槽
發明領域
[0001]本發明涉及正牙托槽領域，更具體地涉及生物相容性自鎖托槽(self-ligatingbrackets)。
[0002]發明背景
[0003]已知正牙治療通過將被稱為正牙托槽的小型器具固定于患者牙齒而實現。即，正牙托槽最普遍的是通過以適當的方式固定于患者牙齒被應用，從而通過在固定正牙托槽之間延伸的弓絲向其施加外力來矯正未對齊的牙齒。關于這些正牙托槽的結構，其由具有小凹槽的體構成，并且被直接粘附在牙齒的唇或舌側上或焊接于諸如通過粘合或一些其他方法連接于牙齒的金屬帶。
[0004]眾所周知，前切牙具有細單齒根，并且這些齒根通常是較具錐形的齒根，在正牙治療中容易發生齒根再吸收或縮短。通常，當牙齒矯正患者被觀察到齒根再吸收或縮短時，其歸因于矯形器對齒根施加的正牙力的量級。
[0005]相反，中白齒具有較大且較粗的齒根，后白齒具有甚至更大并且多個齒根，其可以比較小的前牙吸取通常更高的用于牙齒移動的法向正畸力。迄今為止，現有技術牙齒矯正和具體地現有技術自鎖托槽還不能適應改變的齒根尺寸和強度，以降低正牙治療過程中齒根再吸收和/或縮短的風險。
[0006]發明概述
[0007]根據本發明，提供自鎖正牙托槽組(set)，其從后白齒至前切牙施加逐漸減輕的力。本發明提供實現具有逐漸減輕的力的正牙托槽組的多個示例性實施方式。本領域技術人員將理解，托槽優選為相同形狀并且包括一致的幾何特征，以保持其間的弓絲，從而提供移動口中前切牙區的牙齒的正牙治療，而連帶較少并發癥。
`[0008]本發明的一個目的是提供生物相容性自鎖正牙托槽組。本發明的另一目的是提供適于對不同類型的牙齒施加不同力的正牙托槽組，以減輕一個或多個現有技術問題。
[0009]在本發明的一個實施方式中，提供用于正牙治療的自鎖正牙托槽，其包括至少一個第一托槽、至少一個第二托槽和至少一個第三托槽；其中第一、第二和第三托槽中的每一個分別包括第一、第二和第三鎖定活門(shutter)，用于在弓絲上施加力，以實現正牙治療；并且其中第一鎖定活門施加第一力，第二第二鎖定活門施加第二力，和第三鎖定活門施加第三力；其中第一、第二和第三力彼此不同。
[0010]根據本發明一方面，第一鎖定活門具有第一厚度，第二鎖定活門具有第二厚度，和第三鎖定活門具有第三厚度，其中第一、第二和第三厚度是不同的。
[0011]根據本發明另一方面，鎖定活門由選自鉻-鈷、鈦-鑰和鎳-鈦的材料形成。
[0012]根據本發明另一方面，第一、第二和第三鎖定活門已經過第一、第二和第三熱處理，使得第一鎖定活門具有第一剛度，第二鎖定活門具有第二剛度和第三鎖定活門具有第三剛度，其中第一、第二和第三剛度是不同的。
[0013]根據本發明另一方面，第一鎖定活門包括鎳-鈦，第二鎖定活門包括鈦-鑰，和第三鎖定活門包括鉻-鈷。[0014]根據本發明另一實施方式，提供用于正牙治療的自鎖正牙托槽組，其中各托槽包括體和鎖定活門，該鎖定活門用于向位于體內弓絲凹槽中的弓絲上施加力，改進包括至少兩個不同托槽上的至少兩個不同鎖定活門，使得不同鎖定活門對弓絲施加不同的力。
[0015]根據本發明第三實施方式，提供用于正牙治療的自鎖托槽的套件，其包括兩個或更多個自鎖托槽，每個自鎖托槽具有體，該體具有接合基座，用于連接于牙齒；至少一個牙齦系翼和至少一個咬合系翼，該牙齦和咬合系翼從體的唇面突出；弓絲凹槽，其在近遠側穿過體并在牙齦和咬合系翼之間延伸；鎖定活門，包括在一端的至少一個彈性臂元件和在另一端的保持部分，鎖定活門可在開啟位置和閉合位置之間移動，在開啟位置時便于弓絲的布置和移除，在閉合位置時阻止弓絲的布置和移除，并且通過鎖定活門向弓絲施加力；其中套件中的至少一個托槽的鎖定活門在弓絲上施加的力不同于套件中至少一個其他托槽的鎖定活門。
[0016]根據第三實施方式的一方面，所述兩個或更多個自鎖托槽包括多種自鎖托槽。
[0017]根據第三實施方式的另一方面，多種自鎖托槽包括至少一個第一自鎖托槽，其具有第一鎖定活門，該第一鎖定活門向弓絲施加第一力；至少一個第二自鎖托槽，其具有第二鎖定活門，該第二鎖定活門向弓絲施加第二力；和至少一個第三自鎖托槽，其具有第三鎖定活門，該第三鎖定活門向弓絲施加第三力；其中第一、第二和第三力是不同的。
[0018]根據第三實施方式的另一方面，第一鎖定活門具有第一厚度，第二鎖定活門具有第二厚度，和第三鎖定活門具有第三厚度，其中第一、第二和第三厚度是不同的。
[0019]根據第三實施方式的另一方面，第一厚度小于或等于約0.005英寸，第二厚度在約大于0.005”英寸至0.006”英寸之間，和第三厚度大于或等于約0.006”英寸。
[0020]根據第三實施方式的另一方面，鎖定活門由選自鉻-鈷、鈦-鑰和鎳-鈦的材料形成。
[0021]根據第三實施方式的另一方面，第一、第二和第三鎖定活門已經過第一、第二和第三熱處理，使得第一鎖定活門具有第一剛度，第二鎖定活門具有第二剛度，和第三鎖定活門具有第三剛度，其中第一、第二和第三剛度是不同的。
[0022]根據第三實施方式的另一方面，第一、第二和第三鎖定活門已經過第一、第二和第三熱處理，其中第一、第二和第三剛度是不同的。
[0023]根據第三實施方式的另一方面，第一鎖定活門包括鎳-鈦，第二鎖定活門包括鈦-鑰，和第三鎖定活門包括鉻-鈷。
[0024]通過下文詳細描述，本發明的其他優勢和益處對于本領域技術人員將變得明顯。
[0025]附圖簡述
[0026]被認為是本發明特征的新穎性部件，關于其結構、機構、用途和操作方法，連同其進一步的目的和優勢，現將通過附圖而被更好地理解，在附圖中，本發明當前優選的實施方式將作為實例被示例。然而要清楚理解，附圖僅以示例和說明為目的，并不意圖確定本發明的限制。在附圖中:
[0027]圖1A和IB顯示本發明的教導可適用的總體自鎖托槽。
[0028]圖2A至2C顯示本發明的一個實施方式，其中正牙托槽組包括具有不同厚度的鎖定活門的托槽。
[0029]圖3A至3C顯示本發明另一實施方式，其中正牙托槽組包括具有不同厚度的鎖定活門的托槽。
[0030]發明詳述
[0031]本文描述的發明適用于多種類型的自鎖正牙托槽，并且本發明的教導將被容易地應用于這些自鎖正牙托槽的不同實施方式。為示例本發明和顯示若干工作實例，參考正牙托槽的一般結構來描述不同的實施方式。參考圖1，顯示托槽，其包括體452，該體具有接合基座430，用于連接于牙齒。基座包括橫向間隔的牙齦系翼450對和橫向間隔的咬合系翼445對。牙齦450和咬合系翼445從體452的唇面突出，并且咬合系翼445限定一個或多個溝槽，用于接收穿過咬合系翼445的鎖定活門470的一個或多個臂元件465。提供弓絲凹槽495，其在近遠側穿過體并且在處于體的相對的近側和遠側的牙齦系翼450和咬合系翼445之間延伸，從而容納弓絲(未顯示)。鎖定活門470可在開啟位置和閉合位置之間移動，處于開啟位置時便于弓絲的布置和移除，處于閉合位置時阻止弓絲的布置和移除(如示)。處于閉合位置時，鎖定活門470的保持部分485摩擦配合到在各牙齦系翼450中的鄰近弓絲凹槽495形成的保持溝槽490中。在正常使用中，當鎖定活門470處于閉合位置時，弓絲被擠壓到弓絲凹槽495中，并且整體位于弓絲凹槽495中。
[0032]在本發明的一些實施方式中，本文公開的教導還適用于自鎖托槽，其中鎖定活門470延伸穿過基座中的開口，并且通過配合到該開口中而被固定于托槽。例如，這種類型的托槽的橫截面顯示在圖2中。具體地， 申請人:不將本發明限于本文所述托槽體的具體安排和結構。相反，本發明的教導適用于所有利用鎖定活門向弓絲施加力類型的自鎖托槽，如其在本發明所具體涉及的鎖定活門和鎖定活門向弓絲施加的力之間的關系中那樣。
[0033]本發明提供多種自鎖正牙托槽，其任選地被安排成組或套件，用于實現正牙治療，其方式是對牙齒提供從口后側至口前側逐漸減輕的力，而不改變正牙托槽的核心設計。即，體25以及與體25—體形成的正牙托槽的所有部分可被一致地制成，并且優選地，利用相同的體25生產組或套件中的多種托槽中的每一種。這相對于現有技術提供了兩部分益處:向不同牙齒施加逐漸減輕的力的托槽可被提供于同一正牙托槽組內，和進一步，組中各托槽的體25部分相同。這提供了成本有效和高效的方式以生產、組裝和向患者施用組中的各托槽。當然，本發明不限于每一個體部分均相同的實施方式，而是提供這樣的組:其中這種情形是相對于現有技術提供另外的優勢和益處的情況。
[0034]本發明的不同實施方式涉及提供鎖定活門70上的變化，其方式是發明人已經確定對各正牙托槽向患者牙齒施加的力具有可測量和直接的影響。由于鎖定活門70通常由彈簧類型的復合材料形成(材料細節在下文進一步討論)，提供鎖定活門的差別已被發現對施加于采用鎖定活門的托槽所作用的牙齒的力具有影響。在實施這一發現的過程中，本發明的一個實施方式已經提供應用，自鎖正牙托槽組適用于施加從口后側至口前側逐漸減輕的力。一般，例如，施加于臼齒的力高于那些施加于前臼齒的力，施加于前臼齒的力本身高于那些施加于前切牙的力。
[0035]現參考圖2A、2B和2C，顯示根據本發明可被包括在相同組或套件中的代表性自鎖正牙托槽的橫截面。圖2a的托槽200包括鎖定活門270a，其具有壁厚Tl。鎖定活門270a以本領域已知的方式被布置在咬合系翼245周圍，并且通過配合在溝槽222中被鎖定在適當位置，該溝槽222在系翼下方延伸穿過托槽200的體。在另一側，鎖定活門270a配合于溝槽250中，并對位于弓絲凹槽210中的弓絲280施加向下的力。橫截面視圖中顯示的不同部件不必為圖形描述本發明而按比例繪制。示例的鎖定活門270a優選由彈性不銹鋼(或其他材料和/或化合物，如下文更詳細描述的)形成，并且可被轉動地安裝在咬合系翼上，以使其可在閉合位置和開啟位置之間移動，處于閉合位置時阻止接近弓絲凹槽210，處于開啟位置時允許接近弓絲凹槽210。鎖定活門270a的一端被容納于托槽體中限定的溝槽222中，并具有防止意外移出溝槽222的鎖定尖端216。隨著活門270a在開啟和閉合位置之間轉換，活門的末端216在溝槽222中平移。孔215在活門270a中形成以容納促進活門開啟的工具。
[0036]咬合系翼245周圍的活門270a向唇和牙齦彎曲，然后朝向弓絲凹槽210向舌彎曲。當活門270a處于所示閉合位置并且弓絲280對活門270a施加唇向力時，活門270a的牙齦端250接觸撓曲表面240以阻止活門270a從弓絲凹槽210意外移除。包括開啟和閉合活門270a的操作在本領域公知，在本文中不再進一步詳細描述。活門270a的設計使得矩形(或圓形)弓絲就位，以根據弓絲的橫截面形狀向弓絲凹槽210施加扭矩。在正牙治療過程中，弓絲通過鎖定活門270a連續活動就位或偏置提供精確的牙齒移動。鑒于此， 申請人:已經提供正牙托槽的組或套件，其套件中的一個或多個托槽之間提供鎖定活門的變化，使得根據所使用的具體鎖定活門將不同偏置力施加于弓絲，因此，在所應用的治療過程中提供更精確的牙齒移動，其方式可與具體用戶和用戶口中的具體牙齒生物相容。 [0037]圖2B和2C所示的實施方式顯示本發明套件中提供的正牙托槽的代表性實例，其中鎖定活門270b和270c被提供為與圖2A的鎖定活門270a具有不同的厚度。具體地，圖2B中提供中厚度活門壁270b，圖2C中提供高厚度活門壁270c，它們將被包括在套件中，而該套件還將包括低厚度活門壁270a。雖然使用術語低厚度、中厚度和高厚度，但其不被解釋為絕對術語或模糊解釋。具體地，這些術語被彼此相對提供，并且 申請人:明確限定中厚度為一般用于本領域的鎖定活門厚度。更廣泛地并且在本發明范圍內， 申請人:提供具有不同鎖定活門厚度的這些正牙托槽的組，使得在使用中具有相對較薄的活門壁的托槽用于前牙的正牙治療，具有中厚度活門壁的托槽用于中牙的正牙治療，和具有相對較厚的活門壁的托槽用于后牙。這種安排在現有技術中是未知的，現有技術一般對全部牙齒提供相同的托槽和鎖定活門，同時依靠貫穿弓絲一致的拉力，以通過平均的施加力提供正牙治療。事實上， 申請人:認為，本發明與這種類型的正牙治療的歷史實踐直覺不一致地進行。
[0038]在優選的實施方式中，鎖定活門由金屬合金生產，如鉻-鈷、鈦-鑰、或鎳-鈦，并且例如，薄厚度壁的鎖定活門壁厚Tl在.004”至.005”的范圍內，中厚度壁的厚度T2在.005”至.006”的范圍內，高厚度壁的厚度T3在.006”至.007”的范圍內。雖然這些值已被發現在一般治療中是優選的并且具有特別益處，但其不被認為限制本發明。因此，本領域技術人員將理解，在改變正牙治療托槽組或套件的自鎖托槽的夾具部分的厚度中，不同力可被置于各個牙齒上，以適應不同齒根尺寸和厚度，從而降低齒根再吸收的風險。此外，此實施方式的教導提供可便于生產的正牙托槽組，由此不同托槽由相同類型材料的原料生產并且隨后進行相同的熱處理。即，除了選擇不同厚度的原料開始生產鎖定活門以外，生產套件中不同托槽的生產過程無需有變化。
[0039]現參考圖3A、3B和3C，顯示本發明另一實施方式，其中本發明的教導被應用于圖1所示的正牙托槽設計。類似的部件已用類似的數字編號，但是以300系列編號。在此實施方式中，鎖定活門370通過末端部分壓縮配合在咬合系翼后的適當位置處而被保持在適當位置。在任何事件中，此實施方式的操作類似于關于圖2A、2B和2C所述的，因此不再進一步詳細描述。 申請人:已經提供圖3A、3B和3C以示例本發明適用于不同類型和設計的自鎖正牙托槽。
[0040]根據本發明另一實施方式，用于正牙治療的自鎖托槽組或套件包括總體上如本文所述的鎖定活門，其中組或套件中各托槽的鎖定活門由相同材料并且相同厚度的材料生產，但各鎖定活門在其制造過程中已經過不同熱處理，從而組或套件中自鎖托槽的各鎖定活門或鎖定活門組產生不同的撓度。如將理解的，通過在其制造過程中使施用于鎖定活門的熱處理不同，具有彈簧組件的鎖定活門所施加的力，如前述的，可在牙齒與牙齒之間有差異。這種情況發生是因為當鎖定活門處于其壓縮狀態時，其有關材料剛度的材料性質導致鎖定活門中不同的彈簧性質，因此或低或高的力被施加于弓絲本身。這些不同熱處理致使正牙托槽組具有生物相容性，因為關于被施加在口中不同區域的具體牙齒上的力的高度定制化變得可能。彈簧-鋼型材料的熱處理本領域公知，因此在本文不再贅述。相反，關于此實施方式，不同熱處理施用于相同托槽組中的不同鎖定活門產生相對于現有技術的改進。
[0041]通過此實施方式提供的優勢是組或套件中的各托槽由相同類型和厚度的原材料制造。在一些制造設施中，這具有特別的益處，因為無需調整用具以適應不同厚度的材料。調整熱處理以使套件中的托槽與托槽之間生成不同的力可優選通過如下實現:分批生產具體類型的自鎖托槽，隨后將其組裝、封裝或以其他方式安排到用于具體正牙治療的組或套件中。
[0042]根據本發明另一實施方式，兩個目前所描述的實施方式的教導可組合，使得不同熱處理和材料厚度的組合可用來優化用于正牙治療的各個自鎖托槽中鎖定活門的撓度/硬度。本領域技術人員將理解，具有相同撓度的多個自鎖托槽可作為一批熱處理并且隨后組裝、封裝或以其他方式安排到用于具體正牙治療的組或套件中。不同類型的熱處理是可適用的，如本領域技術人員將理解的。
[0043]根據本發明另一實施方式，用于正牙治療的自鎖托槽組或套件中自鎖托槽的鎖定活門由不同夾具材料制成，這取決于托槽被意圖用于哪種牙齒。即，改變托槽材料，以在前、中和后牙分別產生低、中和高力。例如，撓度較高的合金如鎳-鈦(N1-Ti)可用于施用于前牙的夾具，硬度較高的鈦-鑰(T`1-Mb)可用于施用于中牙的夾具，硬度更高的鉻-鈷(Cr-Co)可用于施用于后牙的夾具。這種材料變化可在本文所述組或套件中產生不同的托槽。
[0044]因此，上文已經描述本發明的不同實施方式，其效果是與各個齒根解剖結構一致的、施加于牙列的漸進的、逐步的力，以進行更加高度有效、高效和生物相容性的牙齒移動，降低齒根再吸收的風險。本發明不限于本文所述實施方式。相反，本發明還考慮關于上述生產具有彼此不同的夾具以向前、中和后牙分別施加輕度、中度和正常力的、用于正牙治療的自鎖托槽的套件或組的實施方式的變型。例如，還考慮口中每個牙齒的關聯托槽具有施加不同力的鎖定活門。
【權利要求】
1.用于正牙治療的自鎖正牙托槽，包括至少一個第一托槽、至少一個第二托槽和至少一個第三托槽；其中所述第一、第二和第三托槽中的每一個分別包括第一、第二和第三鎖定活門，用于向弓絲上施加力以實現正牙治療；并且其中所述第一鎖定活門施加第一力，第二鎖定活門施加第二力，和所述第三鎖定活門施加第三力；其中所述第一、第二和第三力彼此不同。
2.根據權利要求1所述的自鎖正牙托槽，其中所述第一鎖定活門具有第一厚度，所述第二鎖定活門具有第二厚度，和所述第三鎖定活門具有第三厚度，其中所述第一、第二和第三厚度是不同的。
3.根據權利要求1所述的自鎖正牙托槽，其中所述鎖定活門由選自鉻-鈷、鈦-鑰和鎳-鈦的材料形成。
4.根據權利要求1所述的自鎖正牙托槽，其中所述第一、第二和第三鎖定活門已經過第一、第二和第三熱處理，使得所述第一鎖定活門具有第一剛度，所述第二鎖定活門具有第二剛度，和所述第三鎖定活門具有第三剛度，其中所述第一、第二和第三剛度是不同的。
5.根據權利要求1所述的自鎖正牙托槽，其中所述第一鎖定活門包括鎳-鈦，所述第二鎖定活門包括鈦-鑰，和所述第三鎖定活門包括鉻-鈷。
6.用于正牙治療的自鎖正牙托槽的組，其中各托槽包括體和鎖定活門，所述鎖定活門用于向位于所述體內的弓絲凹槽中的弓絲上施加力，改進包括至少兩個不同托槽上的至少兩個不同鎖定活門，使得所述不同鎖定活門向所述弓絲施加不同的力。
7.用于正牙治療的自鎖托槽的套件，包括 兩個或更多個自鎖托槽，各自鎖托槽具有 體，其具有連接于牙齒的接合基座，至少一個牙齦系翼和至少一個咬合系翼，所述牙齦和咬合系翼從所述體的唇面突出； 弓絲凹槽，其在近遠側穿過所述體并在所述牙齦和咬合系翼之間延伸； 鎖定活門，其包括在一端的至少一個彈性臂元件和在另一端的保持部分，所述鎖定活門可在開啟位置和閉合位置之間移動，處于所述開啟位置時便于所弓絲的布置和移除，處于所述閉合位置時阻止所述弓絲的布置和移除，并 且通過所述鎖定活門向所述弓絲施加力； 其中所述套件中至少一個托槽的鎖定活門向所述弓絲上施加的力與所述套件中至少一個其他托槽的鎖定活門不同。
8.根據權利要求7所述的套件，其中所述兩個或更多個自鎖托槽包括多種自鎖托槽。
9.根據權利要求8所述的套件，其中所述多種自鎖托槽包括至少一個第一自鎖托槽，其具有第一鎖定活門，所述第一鎖定活門向所述弓絲施加第一力；至少一個第二自鎖托槽，其具有第二鎖定活門，所述第二鎖定活門向所述弓絲施加第二力；和至少一個第三自鎖托槽，其具有第三鎖定活門，所述第三鎖定活門向所述弓絲施加第三力；其中所述第一、第二和第三力是不同的。
10.根據權利要求9所述的套件，其中所述第一鎖定活門具有第一厚度，所述第二鎖定活門具有第二厚度，和所述第三鎖定活門具有第三厚度，其中所述第一、第二和第三厚度是不同的。
11.根據權利要求10所述的套件，其中所述第一厚度小于或等于約0.005英寸，所述第二厚度在約大于0.005”英寸至0.006”英寸之間，和所述第三厚度大于或等于約0.006”英寸。
12.根據權利要求10所述的套件，其中所述鎖定活門由選自鉻-鈷、鈦-鑰和鎳-鈦的材料形成。
13.根據權利要求9所述的套件，其中所述第一、第二和第三鎖定活門已經過第一、第二和第三熱處理，使得所述第一鎖定活門具有第一剛度，所述第二鎖定活門具有第二剛度，和所述第三鎖定活門具有第三剛度，其中所述第一、第二和第三剛度是不同的。
14.根據權利要求10所述的套件，其中所述第一、第二和第三鎖定活門已經過第一、第二和第三熱處理，其中所述第一、第二和第三剛度是不同的。
15.根據權利要求9所述的套件，其中所述第一鎖定活門包括鎳-鈦，所述第二鎖定活門包括鈦-鑰，和所 述第三鎖定活門包括鉻-鈷。
【文檔編號】A61C7/28GK103764062SQ201280036910
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年7月25日 優先權日:2011年7月25日
【發明者】J·沃道里斯 申請人:歐瑟阿爾穆公司