具体实施方式

本文公开的主题解决了使用常规托槽的传统正畸治疗方法中遇到的问题。通过提供具有本文公开的特征的一体地制成的正畸托槽，可以为每个个体患者定制正畸治疗。定制的正畸托槽和附接件通过优化托槽、线和牙齿之间的相互作用改善了正畸结果并减少了治疗时间。

参照图1A-图1C，示出了总体上标注为100的示例实施例的正畸托槽，其中，托槽100构造为用于附接到牙齿的一部分(比如，舌侧或面部附接)，其完全地环绕牙齿或者不完全地环绕牙齿。正畸托槽100具有两个大体区域：治疗部分110和安装部分120。治疗部分110通常也称为本体。安装部分120通常对应于正畸托槽的常规“网”部分，其通常被制造为与本体分开的部分并且随后连结至本体。根据本文公开，正畸托槽100形成为单个部件，其中治疗部分110和安装部分120一体地连结。治疗部分110具有用于附接治疗装置的特征，比如凸台、钩和狭槽。安装部分120具有齿侧安装表面122，其特征是便于利用粘合材料(例如，可固化复合材料)附接至牙齿。安装部分120进一步包括至少一个粘合元件，其可以呈突起或凹入部(例如，124、126)的形式。该突起或凹入部被设置为至少部分地相对于安装表面成倒凹角(undercut angle)，以形成比如倒凹130等的倒凹。换言之，粘合元件以小于垂直的角度连结安装表面。这些特征将在以下更详细地讨论。

治疗部分110可进一步包括弓丝狭槽112和系翼118，其上可以安装弹性结扎线以保持弓丝。弓丝狭槽112的几何形状可以定制以适应各种弓丝。在正畸托槽100的示例实施例中，狭槽112具有锥形壁114。然而，可以设想其它轮廓，例如，壁114可具有矩形或弧形轮廓以匹配特定弓丝的几何形状。此外，狭槽112的基底优选地在线方向上形成为纵向弧形，以遵循患者的齿列的曲率。正畸托槽100可进一步可选地包括呈凸台、狭槽等形式的附加特征116，其可用于比如托槽定向和附加治疗装置接合等功能。

图2是从面向牙齿侧看到的正畸托槽100的等距视图，其中，托槽100构造为用于附接至牙齿的一部分，其完全地环绕牙齿或者不完全地环绕牙齿。如这里所示，正畸托槽100具有多个粘合基座124，其设置在安装表面122上方的水平高度处。在该示例实施例中，粘合基座124以栅格阵列设置；然而，其它构造也是可能的，比如圆形或随机图案，或甚至单个元件。每个粘合基座124优选地以相对于安装表面122的小于90°的角度附接至安装表面122，以形成倒凹130。在图1B-图1C中所示的实施例中，粘合基座124在基座的所有四个侧面上具有倒凹130。然而，也可以在基座的一个侧面、两个侧面或三个侧面具有倒凹130。与常规托槽相比，该几何形状通过提供用于流入的复合材料的增加的体积而提供了粘合材料与托槽之间的改进的接合。通过产生机械互锁，这也能有助于防止在复合材料硬化后与牙齿分离。

图3示出了正畸托槽100的一替代实施例(其总体上标注为100')，其中，托槽100'被构造用于附接至牙齿的一部分，其完全地环绕牙齿或者不完全地环绕牙齿。在该实施例中，安装表面122的粘合元件呈粘合凹入部126的形式。粘合凹入部126相对于安装表面122以一定角度设置，以形成倒凹130。即，在使用粘合凹入部126的实施例中，凹入部的下表面或内表面具有比凹入部的外表面大的面积。正如粘合基座124，粘合凹入部可在一个侧面、两个侧面、三个侧面或全部四个侧面上具有倒凹130。对于粘合基座124和粘合凹入部126二者来说，粘合元件可以是正方形形状，其具有约200-400μm的外边长和约100-350μm的深度。应该明白的是，其它形状也是可能的。

为了在粘合基座124或粘合凹入部126中实现倒凹130，可以通过本领域技术人员公知的各种合适的方法生产正畸托槽100。目前的方法包括增材制造工艺，比如粉末床融合(比如选择性激光烧结(SLS)和直接金属激光烧结(DMLS))、以及粉末进料(比如定向能量沉积(DED))。该构型允许在托槽中包含使用常规技术难以获得的特征。这还允许在服务点(即，“椅旁”)处设计和构建正畸托槽并且为个体患者定制。单个部件构型的附加益处是，在椅旁设计和制造托槽降低了通常与托槽设计变化相关的高加工和制造成本。本文公开的托槽的又一些优点是改进的尺寸公差、更快的生产和更理想的美观。

图4示出了正畸托槽100的总体上标注为100”的另一替代实施例，其中托槽100”被构造为以完全环绕牙齿或不完全环绕牙齿的形式附接至牙齿的一部分。除了粘合凹入部126之外，正畸托槽100”还具有可选的凹槽128。凹槽128可相对于托槽的水平平面纵向地和/或横向地设置。凹槽128提供了用于在粘合凹入部126中均匀分布粘合材料的附加路径。

图5A-图5B示出了正畸托槽的总体上标注为150的另一实施例，其中托槽150构造为用于以完全环绕牙齿或不完全环绕牙齿的形式附接至牙齿的一部分。正畸托槽150包括治疗部分110、安装部分120和以负或倒凹角设置以形成倒凹130的粘合凹入部126。代替系翼，正畸托槽150的治疗部分110是用于插入弓丝的管状元件152。这种类型的托槽例如应用在弓丝的末端。正畸托槽150还包括可选的第二线管154。第二线管154优选地设置成与咬合平面成10-45°范围内的角度α。

图6示出了正畸托槽150的使用情况。第二线管154可用作用于弓丝160的替代路径，以便产生臼齿中的远侧冠部力矩。该远侧冠部力矩抵消了在间隙闭合期间向前伸展臼齿和对齐牙齿T时产生的中间冠部力矩。平衡的力矩可有助于在缩回前牙齿的同时将臼齿保持就位，这是治疗具有间隙或拔牙的患者的非常理想的生物力学移动。尽管本文描述的实施例使用单件式构型，但是可以设想第二线管154也可与完全环绕牙齿的常规带状安装类型一起使用。

将弓丝布设穿过第二线管154提供了优于将托槽以一定角度粘合在牙齿上的传统技术的优点。第二线管154可允许牙齿提供者对弓丝张力进行显著调整，而不必移除和重新粘合托槽。

图7A-图7E示出了正畸托槽的总体上标注为200的又一示例实施例，其中托槽200构造为用于以完全环绕牙齿或不完全环绕牙齿的形式附接至牙齿的一部分。正畸托槽200具有治疗部分210和安装部分220。尽管正畸托槽100被构造成使得安装表面122基本上是凹形的(即，适于安装在面部表面上)，正畸托槽200被构造成使得安装表面222在某些情况下是凸形的并且被构造为用于安装在牙齿的舌侧表面上。正畸托槽200的各种实施例可以比如与弓丝、对齐器牙托或其组合一起被用作舌侧正畸治疗中的系统。

正如正畸托槽100一样，正畸托槽200一体地形成为一个部件。这有利地允许正畸托槽200被制造成具有小的特征和整体尺寸，其为患者提供改善的舒适性并且便于临床医生插入弓丝。此外，如果在服务点处通过增材制造工艺生产正畸托槽200，则安装表面222被定制为适应个体牙齿解剖结构。

类似于正畸托槽100'，正畸托槽200包括粘合元件，以便于粘合材料粘附到托槽。例如，安装表面222包括多个粘合凹入部226，其可设置有如针对粘合凹入部126所述的尺寸。粘合凹入部226可以根据需要以规则、半规则或随机图案布置，以最大化粘合。

在图7A-图7E中所示的示例实施例中，治疗部分210不同于正畸托槽100和150中的治疗部分。在正畸托槽200的情况下，提供通孔212。通孔212位于安装部分和治疗部分之间，并且构造成接收弓丝。通孔的直径对应于用于连接舌侧托槽的圆形弓丝的尺寸。治疗部分210也可以用作透明对齐治疗的一部分，其在下面更详细地描述。

安装部分220的整体形状实际上可以根据需要以任何形状生产，以匹配牙齿的轮廓。图8和图9示出了舌侧托槽的可能实施例。例如，图8示出了安装在门齿和犬齿T上的舌侧托槽230、232、234。在这种情况下，安装部分通常是凸形的并且构造成配合牙齿的舌侧表面。另一方面，在图9中，舌侧托槽236和238示出为安装在臼齿T上，并且在这种情况下，安装部分具有大体凹形的形状。也可以在图8和图9中看到的是，相邻通孔的轴线不对齐；舌侧弓丝(例如，由形状记忆合金制成的弓丝)的插入产生对齐力以引起牙齿中的移动。

现在参照图10，舌侧托槽300的系统——包括各个托槽240、242、244、246、248、250、252、254、256、258和弓丝260——被示出为在患者P的口腔。在这里可以看出，每个托槽是针对每个单独牙齿T定制的，并且托槽具有低轮廓。此外，舌侧托槽可以通过使用间接粘合牙托而快速安装在患者P的口腔中。因此，舌侧托槽300的系统可提供舒适且最小侵入性的治疗。在图10中还可以看出，一些托槽(例如，246、248、250)具有带有凸曲率的安装部分，而其它托槽(例如，256、258)具有更凹的形式。

图11和图12示出了系统300的总体上标注为300'的替代实施例。系统300'(包括托槽340、342、344、346、348、350、352、354、356、358，每个构造用于以完全环绕牙齿或不完全环绕牙齿的形式附接至牙齿的一部分)提供舌侧正畸治疗的混合方法。例如，系统300'可以应用于牙齿T，如图11中所示。每个托槽包括具有粘合元件的安装部分以及具有通孔的治疗部分。在初始治疗阶段，托槽340至358可以例如使用弓丝(未示出)连接。在达到一定程度的对齐之后，移除弓丝并开始透明对齐治疗。如图12中所示，用透明对齐器牙托370代替弓丝。通常，透明对齐器牙托与粘附至患者的牙齿的脊部相互作用。系统300'中的舌侧托槽的治疗部分替代这些脊部并提供与透明对齐器牙托370的相互作用，以使牙齿移动到最终所需位置。

该一般的混合方法适用于根据本文公开并且在图13的示意图和图14的流程图中描述的独特的治疗方法。该治疗可以两个程序阶段实现期望的牙齿对齐。第一阶段(阶段1)通过使用正畸托槽系统将患者的牙齿移动到部分对齐，该正畸托槽构造用于舌侧附接件并与舌侧弓丝(例如，300)一起使用。在第二阶段(阶段2)，测量和调整对齐进度，并且托槽与透明对齐治疗结合使用。治疗可以在颚的上部部分或下部部分进行，或在颚的上部部分和下部部分同时进行。

治疗开始于患者口腔内部的成像扫描(1001)。这可以例如通过使用激光扫描器10来完成。扫描到的图像被发送到计算机20上的三维CAD程序，在那里，根据需要对扫描到的图像进行处理，以将扫描的牙齿的单一图像分开成独立的分离的元件(1002)。经处理的3D模型可以称为初始阶段模型(ISM)。然后牙齿提供者使用技能和判断将建模的牙齿元件放置在该特定患者的最终期望状态(例如，改善的咬合、直的外观、减少的拥挤等)(1003)。该最终状态可以被称为理想咬合，并且它可以基于例如匹配个体咬合不正的生物力学原理。接下来，可以使用计算机算法来限定每个牙齿的特定路径，以便将牙齿从初始位置移动到理想咬合。沿着路径的中间状态被选择为阶段1的结束，其可以被称为初始对齐阶段或IAS(1004)。然后执行第二模拟以将牙齿从IAS移动到理想咬合(1005)。这些路径被分割为表示增量状态的若干离散模型(1006)。这时，牙齿提供者可以参考计算机模型以帮助设计定制舌侧托槽(例如，类似于正畸托槽200)，其优选地具有在治疗部分中的凹入的粘合元件和通孔。定制舌侧托槽(也称为附接件)构造成借助于透明对齐器将牙齿从初始对齐阶段移动到理想咬合(1007)。

然后制造一件式定制舌侧托槽并在必要时将其递送给牙齿提供者(1008)。定制舌侧托槽可以通过任何合适的方法(例如，通过在3D打印机30上使用增材制造工艺)生产。然后利用粘合剂(例如，Transbond LV)将托槽装载在附接件的安装特征上。附接件以便于牙齿从初始对齐阶段移动到理想咬合的方式粘合到患者的牙齿(1009)。然后插入优选为形状记忆合金的舌侧弓丝，并使用舌侧弓丝来使患者的牙齿对齐和平整一段时间，例如3-6个月。舌侧弓丝可以通过任何合适的方法(包括增材制造工艺)生产。该时间范围的结束是阶段1的结束(1010)。

在时间段结束时(例如3-6个月)，患者的牙齿将已经部分地朝向理想咬合移动。然后，例如通过使用激光扫描器10再次扫描患者的口腔(2001)，并且将图像导入计算机20上的三维CAD模型并处理以将牙齿分开成独立的元件(2002)。此时牙齿的位置可以称为粗对齐的模型(ACM)，其目标是与ISM相当。然后，牙齿提供者可以通过精细化理想咬合(2003)并使用计算机算法来更新和调整从ACM到理想咬合的路径，来遵循类似于阶段1的过程。路径可以以增量步骤保存，也称为增量步骤模型或ICM(2004)。每个ICM限定用于设计一系列透明对齐牙托的位置(2005)。然后可以使用任何合适的方法(包括使用3D打印机30的增材制造工艺)构造透明对齐牙托(2006)，并且将其递送给牙齿提供者以用于继续治疗(2007)。将舌侧附接件留在适当的位置以用作保持点并且与对齐器牙托一起代替常规的复合附接件在牙齿上产生力。使用定制舌侧托槽的治疗部分作为与透明牙托的反作用点可有利地在牙齿中提供强而精确的移动。

最后，可以移除舌侧弓丝，并开始透明对齐治疗(2008)。该系列牙托被连续使用，直到实现理想咬合。患者的进度由牙齿提供者定期监测，并且如果需要，可以生产精细化牙托以矫正对齐。

虽然本文公开了主题的若干示例性实施例，但应该明白的是，对于本领域普通技术人员来说，修改、替换和替代物可以是显而易见的，并且可以在不背离本公开的范围的情况下进行。本公开旨在覆盖示例性实施例(一个或更多个)的任何改编或变化。例如，尽管附图示出了具有不环绕牙齿的安装部分的实施例，但是也可以提供根据本公开的完全环绕牙齿的正畸托槽。

本文公开的主题可以结合硬件和/或固件在软件中实现或与软件相关联地实现。例如，本文描述的主题可以在由例如在计算机20中或与计算机20相关联的处理器或处理单元执行的软件中实现。在一个示例性实施方式中，可以使用其上存储有计算机可执行指令的计算机可读介质来实现本文描述的主题，该计算机可执行指令在由计算机的处理器执行时控制计算机执行所述步骤。适于实现本文描述的主题的示例性计算机可读介质包括非临时性装置，比如磁盘存储器装置、芯片存储装置、可编程逻辑装置和专用集成电路。另外，实现本文描述的主题的计算机可读介质可以位于单个装置或计算平台上，或者可以跨越多个装置或计算平台上而分布。

本文描述的结构和特征的各种组合和子组合是预期的，并且对于了解了本公开知识的本领域的技术人员将是显而易见的。除非在本文中相反地说明，否则本文所公开的各种特征和元件中的任一者可与一个或更多个其它的已公开的特征和元件组合。相应地，如下文所要求保护的主题旨在被广泛地解释和解读为包括所有这些在其范围内的变化、修改和替代实施例，并包括权利要求的等同物。