阅读说明：本技术 制备牙科修复体的方法 (The method for preparing dental prosthesis ) 是由 巴斯蒂安·基尔希纳 马尔特·科滕 加卢斯·舍希纳 于 2018-04-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种制备牙科修复体的方法,该方法具有以下步骤：确定可用于容纳待修复牙齿的牙科修复体的虚拟空间；从数据库检索预定义的虚拟牙科修复体主表面；将该虚拟牙科修复体主表面装配在该空间中以提供虚拟牙科修复体外表面；创建与该待修复牙齿的形状无关的虚拟牙科修复体内表面；基于该虚拟牙科修复体外表面和该虚拟牙科修复体内表面的组合来提供牙科修复体的虚拟模型；以及基于该牙科修复体模型来制造该牙科修复体。(The invention discloses a kind of method for preparing dental prosthesis, this method is had follow steps: determining the Virtual Space that can be used for accommodating the dental prosthesis of tooth to be repaired；From the predefined virtual dental prosthesis main surface of database retrieval；By the virtual dental prosthesis main surface assembly within this space to provide virtual dental prosthesis outer surface；Create the virtual dental prosthesis inner surface unrelated with the shape of the tooth to be repaired；The dummy model of dental prosthesis is provided based on the combination of the virtual dental prosthesis outer surface and the virtual dental prosthesis inner surface；And the dental prosthesis is manufactured based on the dental prosthetic body Model.)

制备牙科修复体的方法

技术领域

本发明涉及制备牙科修复体的方法。具体地讲，本发明涉及其中基于标准化牙齿模型以最少设计步骤来制备牙科修复体的方法。

背景技术

牙科修复体，尤其是较大的牙科修复体(诸如替换牙齿、牙冠或牙桥)例如可根据多种标准以不同的构造制备。此类标准包括例如期望的美观性、成本、制备时间或所选择制造商的能力。

在成人牙科中，牙科修复体通常是高度个性化的。这意味着牙科修复体通常使用设计过程来制备，在该设计过程中，牙科修复体的内表面和外表面相对于患者口腔中待修复的一颗或多颗牙齿以及与待修复的一颗或多颗牙齿相邻或相对的牙齿来定制。在这样的设计过程中，虚拟蜡刀和牙尖修整工具通常允许牙科修复体被设计成非常类似于天然牙齿的形状。虽然这种设计过程传统上一直用于牙科实验室，但它们同时也可供诊疗椅边的使用，这意味着可在牙医诊所中使用。

在儿童牙科中，通常不能期望从儿童获得在这种诊疗椅边的设计过程中所要求的患者的耐心和配合。因此，在儿童牙科中，预制牙冠通常用于修复牙齿。另一方面，个性化的牙科修复体由于其良好的美观性和临床性能，因此通常是患者所期望的。

尽管现有的制备牙科修复体的方法提供了某些优点，但仍需要一种在儿童牙科中制备牙科修复体的方法。

发明内容

本发明涉及一种制备牙科修复体的方法。该方法包括以下步骤：

-通过捕获至少在邻近待修复牙齿的区域中的患者牙齿的形状，来确定可用于容纳该待修复牙齿的牙科修复体的虚拟空间；

-从数据库检索预定义的虚拟牙科修复体主表面；

-通过三维转换该虚拟牙科修复体主表面来将虚拟牙科修复体主表面装配在该空间中，以提供虚拟牙科修复体外表面；

-创建与待修复牙齿的形状无关的虚拟牙科修复体内表面；

-基于虚拟牙科修复体外表面和虚拟牙科修复体内表面的组合来提供牙科修复体的虚拟模型；以及

-基于该牙科修复体模型来制造牙科修复体。

本发明的优点在于其有助于在制备牙科修复体期间使设计步骤最小化。另外，本发明的优点在于其有利于牙科修复体的设计。因此，可使制备牙科修复体的时间和患者的治疗时间最小化。

患者牙齿的形状优选地通过口腔内扫描来捕获。另选地，患者牙齿的形状可通过扫描患者牙齿的石膏模型来捕获。石膏模型可通过从患者牙齿取得牙齿印模并使用该牙齿印模在其中浇铸石膏模型来获得。优选地，该空间由至少在邻近待修复牙齿的区域中的患者牙齿的虚拟模型限定。具体地讲，患者牙齿的模型可包括直接邻近待修复牙齿的至少一个牙齿或直接邻近待修复牙齿的两个牙齿的虚拟模型。患者牙齿的模型还可包括待修复牙齿的对合牙(相对的牙齿)的虚拟模型。

数据库可存储一个或多个虚拟牙科修复体主表面。该数据库可设置在计算机上。虚拟牙科修复体主表面是例如对应于某种类型牙齿的普通或典型形状的牙齿的预定表面。例如，可存在类似于普通或典型的臼齿、前臼齿、门齿和犬齿的虚拟牙科修复体主表面。该虚拟牙科修复体主表面通常与个体患者无关，而是具有标准化的形状。

在一个实施方案中，虚拟牙科修复体内表面由计算机基于虚拟牙科修复体外表面自动生成。虚拟牙科修复体内表面可由计算机仅基于虚拟牙科修复体外表面自动生成。虚拟牙科修复体内表面的至少一部分可基于表示牙科修复体的壁厚的偏移值来生成为虚拟牙科修复体外表面的对应部分的三维等距缩小。另选地，整个虚拟牙科修复体内表面可基于表示牙科修复体的壁厚的偏移值来生成为虚拟牙科修复体外表面的三维等距缩小。

本文所提及的三维等距缩小意味着虚拟牙科修复体内表面(或其一部分)是在虚拟牙科修复体外表面内以等距距离创建的。因此，虚拟牙科修复体内表面和虚拟牙科修复体外表面是均匀地间隔开的。虚拟牙科修复体内表面和虚拟牙科修复体外表面之间的距离对应于壁厚或偏移值。该壁厚可介于0.3mm和1.5mm之间，优选为0.5mm。

该方法可包括允许用户输入或选择偏移值的步骤。例如，在该方法中，用户可在计算机中输入对应于牙科修复体的期望壁厚的特定值，或者用户可从计算机的菜单中选择此类特定值。

虚拟牙科修复体外表面对应于牙科修复体的表面的表示，该牙科修复体的表面当牙科修复体附接到待修复牙齿时背离那个牙齿。此外，虚拟牙科修复体内表面对应于牙科修复体的表面的表示，该牙科修复体的表面当牙科修复体附接到待修复牙齿时面对那个牙齿。

在一个实施方案中，三维转换通过对虚拟牙科修复体主表面进行三维成比例缩放来执行。这意味着虚拟牙科修复体主表面的形状的三维中的每个维度都被放大或缩小了一个共同的倍数。因此，尽管该形状的大小发生了改变，但该形状本身(包括其比例)未发生改变。这与其中(不规则形状体的)比例发生改变的三维等距缩小(或放大)形成对比。

在另一个实施方案中，该方法还包括步骤：确定与待修复牙齿的任何制备物边缘无关(或不存在待修复牙齿的任何制备物边缘)的牙科修复体模型的高度。牙科修复体模型具有牙轴。该牙轴是天然牙齿的牙轴的对应轴，其在牙科领域中由延伸穿过牙齿的牙根和咬合面的中心轴限定。尽管牙科修复体模型没有牙根，但牙轴的位置、尺寸和倾斜度对应于天然牙齿的牙轴。高度由牙科修复体模型沿该牙轴的尺寸(或大小)限定。

在一个优选的实施方案中，牙科修复体是牙冠，优选地是单个牙齿的牙冠。因此，牙科修复体模型优选地具有牙冠(优选地为单个牙齿的牙冠)的形状。

在另一个实施方案中，该方法还包括基于所确定的牙科修复体高度虚拟地修整牙科修复体模型的步骤。该修整优选地由计算机通过虚拟地切割掉虚拟牙科修复体内表面和虚拟牙科修复体外表面的延伸超出高度的那部分来执行。

该方法可包括闭合虚拟牙科修复体内表面的自由边缘和虚拟牙科修复体外表面的自由边缘之间的间隙的步骤。该自由边缘可能是由修整虚拟牙科修复体内表面和虚拟牙科修复体外表面而产生的。优选地，间隙的闭合通过计算机辅助生成在边缘之间延伸并桥接间隙的表面来执行。

在一个实施方案中，该方法还包括确定牙科修复体的牙齿颜色的步骤。牙齿颜色可通过使用选牙色板来确定，例如购自德国的VITA Zahnfabrik H.Rauter股份合作有限公司(VITA Zahnfabrik H.Rauter GmbH&Co.KG,Germany)的VITA经典或VITASYSTEM

在一个实施方案中，该方法还包括基于牙齿颜色来提供制造牙科修复体的牙科材料的步骤。该牙科材料优选为光可硬化树脂。该牙科材料进一步优选地适合用于在3D打印机中加工。牙科修复体进一步优选地通过3D打印牙科材料(尤其是由光可硬化树脂)制造。用于牙科修复体的3D打印的合适机器可基于立体光刻。示例性机器可从德国Rapid Shape股份有限公司(Rapid Shape GmbH,Germany)以商品名RapidShape S30购得。尽管3D打印是优选的，但其他制造方式也是可以的。例如，从牙科材料(例如复合材料或氧化锆)胚料中研磨或碾磨牙科修复体。

在一个实施方案中，光可硬化树脂基于组合物，该组合物包括：反应性单体、光引发剂、可选无机填料和可选添加剂。

在另一个实施方案中，成品牙科修复体具有与虚拟牙科修复体外表面的形状对应的外部形状。成品牙科修复体可具有与虚拟牙科修复体外表面的表面的三维成比例缩小或放大的形状对应的外部形状。后者造成在牙科修复体制造期间可能发生的任何收缩或膨胀。

在一个实施方案中，该方法还包括以下步骤：组合显示(i)至少在邻近待修复牙齿的区域中的患者牙齿的形状和(ii)虚拟牙科修复体主表面，并且其中将虚拟牙科修复体主模型装配到空间中由用户通过基于该组合(i)和(ii)的显示的光学控制来执行。患者牙齿和虚拟牙科修复体主表面的形状可在牙科CAD系统上显示。用户可(如果必要的话)将虚拟牙科修复体主表面拖动到用于牙科修复体的空间中，并且调整该虚拟牙科修复体主表面的大小以将其装配到该空间中。用户优选地不执行任一个或多个实质性设计步骤，例如部分地修改该虚拟牙科修复体主表面。

在另一个实施方案中，该方法在待修复牙齿的任何有创治疗之前执行。这意味着在牙科修复体完成之前，可捕获患者的牙齿，但不可通过材料去除(例如，通过碾磨)来治疗待修复牙齿。

在另一个实施方案中，上述使用的术语可指定如下：

-虚拟空间或第一虚拟空间；

-牙科修复体或第一牙科修复体；

-待修复牙齿或第一待修复牙齿；

-患者牙齿或第一患者牙齿；

-虚拟牙科修复体外表面或第一虚拟牙科修复体外表面；

-虚拟牙科修复体内表面或第一虚拟牙科修复体内表面；和

-牙科修复体的虚拟模型或第一牙科修复体的虚拟模型。

该方法包括以下步骤：

-通过捕获至少在邻近第二待修复牙齿的区域中的第二患者牙齿的形状，来确定可用于容纳第二待修复牙齿的第二牙科修复体的第二虚拟空间；

-从数据库检索相同的预定义的虚拟牙科修复体主表面；

-通过三维转换虚拟牙科修复体主模型来将该虚拟牙科修复体主表面装配在第二空间中，以提供第二虚拟牙科修复体外表面；

-创建与第二待修复牙齿的形状无关的第二虚拟牙科修复体内表面；

-基于第二虚拟牙科修复体外表面和第二虚拟牙科修复体内表面的组合来提供第二牙科修复体的虚拟模型；以及

-基于第二牙科修复体模型来制造第二牙科修复体。

在上述方法中，成品第二牙科修复体可具有与牙科修复体的外部形状或其三维成比例缩放的形状对应的外部形状。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方案的方法中的患者牙齿的虚拟状况的示意图；

图2为根据本发明的一个实施方案的方法中的确定牙科修复体的空间的步骤的示意图；

图3为根据本发明的一个实施方案的方法中的三维转换虚拟牙科修复体主表面的步骤的示意图；

图4为根据本发明的一个实施方案的方法中的创建虚拟牙科修复体内表面的步骤的示意图；

图5为根据本发明的一个实施方案的方法中的确定牙科修复体高度的步骤的示意图；并且

图6为具有放置在待修复牙齿上的牙科修复体的患者牙齿的物理状况的示意图。

具体实施方式

图1示出了从患者口腔内捕获的在待修复牙齿101的区域中和邻近该区域的患者牙齿100。尽管该附图仅示出了直接邻近的牙齿102、103和对合牙104，但是在另一示例中可视情况捕获更多(或更少)的牙齿。例如，可根据需要捕获患者牙齿的完整象限、两个相对的象限、或一个或两个完整牙弓。

如图所示，待修复牙齿101还未制备好。尽管未示出牙齿101的任何缺陷，但在另一示例中，待修复牙齿可能是不完整的，例如可能缺少一个或多个部分。

优选地，通过口腔内扫描来捕获患者牙齿。然而，可以首先制备一个或多个物理牙齿印模，从中获得一个或多个石膏模型，最后对其进行扫描。通过捕获至少在邻近待修复牙齿101的区域中的患者牙齿的形状，来确定可用于容纳牙科修复体的空间(图2中的105)。

图2示出了可用于容纳牙科修复体的空间105。空间105由牙齿102、103、104的边界确定。虽然空间105被示出为邻近的和相对的牙齿102、103、104之间的专用区域，但应当指出的是，空间105本身可以是或者可以不是单独的虚拟模型的形式。

图3示出了从数据库10中检索虚拟牙科修复体主表面106。该虚拟牙科修复体主表面可以是具有虚拟内表面和虚拟外表面的虚拟标准牙科修复体模型的一部分，其中该虚拟外表面形成该虚拟牙科修复体主表面。在所示的示例中，虚拟牙科修复体主表面106仅是表面。如图所示，虚拟牙科修复体主表面106可具有可能不适合牙齿102、103和104之间的空间105的默认大小。然而，根据本发明的方法，虚拟牙科修复体主表面106可通过三维成比例缩放(放大或缩小)来装配到空间105中。因此，提供了虚拟牙科修复体外表面107。如图所示，在不执行仅修改虚拟牙科修复体主表面106的隔离部分的设计步骤的情况下，提供了虚拟牙科修复体外表面107。例如，不仅对虚拟牙科修复体主表面106进行了部分地修改，而且缩放了整个形状。这与其中可使用主模型但是其中通过计算机辅助但手动控制的设计步骤根据患者的牙科状况来定制的主模型的现有技术方法形成对比。

图4示出了虚拟牙科修复体内表面109的创建。虚拟牙科修复体内表面109通过计算机辅助自动创建。具体地讲，虚拟牙科修复体内表面109通过将虚拟牙科修复体外表面107三维等距变换(具体是缩小)共同的偏移量108来执行。因此，虚拟牙科修复体外表面107和虚拟牙科修复体内表面109是等距的。这可通过在垂直于虚拟牙科修复体外表面107的坐标处的表面部分的方向上将限定虚拟牙科修复体外表面107的坐标中的每个变换偏移量108来执行。就这一点而言，术语“变换”是以比喻意义理解的，并且在实施过程中涵盖例如通过从原始坐标计算并删除该原始坐标来创建新坐标。执行三维等距缩小的其他方式也是可以的。

图5示出了牙科修复体模型的高度H的确定。高度H由牙科修复体模型沿牙轴A的尺寸限定。高度H的确定可由计算机自动执行，例如基于存储在该计算机中的预定标准高度。另选地，高度H的确定可手动执行，例如通过手动输入期望的高度，或者通过手动指示在其处修整虚拟牙科修复体内表面和虚拟牙科修复体外表面的切割线以确定牙科修复体模型的高度。确定高度的步骤独立于待修复牙齿的制备进行。因此，在牙科修复体的制备期间，仍未制备待修复牙齿。一旦确定了牙科修复体模型的高度H，就通过闭合虚拟牙科修复体外表面107和虚拟牙科修复体内表面109之间的任何间隙来创建牙科修复体模型。具体地讲，可(优选地自动)添加桥接虚拟牙科修复体外表面107和虚拟牙科修复体内表面109之间的间隙的附加表面111。另选地，虚拟牙科修复体内表面109的自由端可适形于虚拟牙科修复体外表面107的自由端(如附图中的虚线112所示)。

将如此完成的(仍然是虚拟的)牙科修复体模型110提供给用于制造牙科修复体的机器。例如，牙科修复体模型110可以STL文件的形式或任何其他适当的文件格式提供。该机器优选地为3D打印机，例如通过加工光可硬化材料来操作的3D打印机。

图6示出了放置在待修复物理牙齿21上的物理加工的牙科修复体20。待修复牙齿21通过接收牙科修复体20来制备。这意味着牙医已经将待修复牙齿碾磨成允许牙科修复体20被安装在待修复牙齿21上的形状(通常为桩形)。除了在现有技术方法中之外，所制备的待修复牙齿21的形状不同于牙科修复体的内部形状22。具体地讲，牙科修复体20与所制备的待修复牙齿21组合形成填充有牙科材料例如牙科粘合剂的宽间隙。待修复牙齿的制备可在牙科修复体的制造之后开始。因此，为患者提供牙科修复体的患者治疗无需为了制备牙科修复体而中断，而可在一个连续的过程中完成。一般来讲，如果治疗被中断并且分为两个疗程，则认为该治疗不方便。通过本发明的方法，可使治疗时间(包括任何中断)最小化。这使得本发明的方法特别适用于儿童牙科。