自锁正畸托槽的制作方法

自锁正畸托槽

背景技术：

1.正畸学是与错位牙齿的专业监督、指导和矫正相关联的牙科领域。正畸的好处包括获得和维持正确的咬合功能、提高颜面美观度和改善口腔卫生。为了实现这些目标，正畸专业人员通常使用矫正器具，矫正器具接合到患者牙齿上，并且施加轻柔力，以使牙齿朝正确位置移动。
2.一种常用类型的使用被称为正畸托槽的极小的开槽器具，其以粘结方式附接到牙齿的前表面或后表面。开始时，弹性弓形线(“弓丝”)被接纳在每个托槽的狭槽中。弓丝的末端通常被捕获在常称为颊面管的管状的臼齿器具中，该臼齿器具被附连到患者的臼齿上。颊面管通常具有在近中面-远中面方向上延伸的封闭通道。封闭通道有助于防止弓丝的末端接触患者口腔中的软组织，否则可能导致疼痛和伤害。在一些情况下，颊面管沿着通道的一侧设有可转换帽盖，其可以被打开以便在需要时将管转换为托槽。
3.当弓丝缓慢恢复为其初始形状时，其用作引导牙齿朝所需位置移动的轨道。当结扎到托槽时，弓丝在过程中用作引导牙齿朝向其正确位置的轨道。在开始时，弓丝倾向于具有小横截面尺寸以促进结扎，并且当牙齿脱落时还保持施加在牙齿上的力相对较低。在的后期阶段，牙齿接近其目标位置，从而允许使用逐渐更大(和更硬)的丝来改善医师对相关联牙齿的控制。托槽、管和弓丝统称为“牙套”。
4.用于接合和激活在正畸托槽上的弓丝的手术称为结扎。借助于在托槽主体上的一对或多对相背的绑翼或楔状突出部将传统的托槽结扎至弓丝。将弓丝放置在弓丝狭槽中，并且通常在弓丝上方和位于弓丝狭槽的相背侧上的绑翼的底切部分下方绷紧极小的弹性o形环结扎线，或可替代地金属结扎丝。从而结扎线将弓丝固定在每个托槽的弓丝狭槽内，并且提供这些主体之间的精确机械联接。
5.结扎线具有许多缺点。例如，弹性结扎线具有随时间推移失去其弹性的趋势，从而导致不一致的弓丝滑动机制。虽然这些结扎线可以出于美观的目的而被制成半透明的，但它们也往往容易受污染。另一方面，使用结扎丝结扎可能会相当麻烦和耗时。由于由金属制成，结扎丝还通常被视为不美观的。
6.自锁托槽为上述问题提供了解决方案。这些器具通常使用内置于托槽自身中的夹子、弹簧构件、门、闸板、吊环或其他结扎机构，以将弓丝保持在狭槽中，从而避免使用单独的结扎线。使用自锁托槽可获得若干优点。例如，与用弹性结扎线结扎的托槽相比，这些器具可减小在弓丝与托槽之间的摩擦，从而可以在的早期阶段更快地将牙齿校平和对齐。根据结扎机构，这些器具还可以简化弓丝的安装和移除，从而显著地缩短专业人员的诊疗时间。最后，与使用可导致食物陷入并引起牙斑的弹性结扎线和结扎丝的常规托槽相比，自锁托槽还可以提供更好的卫生效果。
7.

技术实现要素：

和定义
8.本公开提供了一种具有正畸期望尺寸的高强度自锁器具。本公开的器具包括门，该门以可滑动方式接合到主体中的通道；该门可根据整体突起部的平衡位置而打开或闭合。在该主体和该门中的任一者或两者上的配合沟槽和导轨可在打开位置和闭合位置之间
引导该门，并且减轻意外脱离。在示例性实施方案中，这些器具还使用位于通道中与门突起部配合的保持构件。任选地与通道的一个或多个侧壁结合的保持构件提供多个用于容纳突起部的区域。基于突起部与保持构件之间的接合，这些器具可提供分立的、预定义的打开和闭合的门位置，从而便于专业人员进行弓丝结扎。此外，本公开的器具可以包括相对较大的钩，用于附接正畸辅助件，因为自锁机构具有与器具的近中面-远中面中心隔开的通道。通道与近中面-远中面中心平面之间的基本偏移确保钩不会干扰门的操作。
9.词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本公开的实施方案。然而，在相同的情况或其他情况下，其他实施方案也可以是优选的。此外，对一个或多个优选的实施方案的表述并不暗示其他实施方案是不可用的，并且并不旨在将其他实施方案排除在本公开的范围之外。
10.在本技术中，术语诸如“一个”、“一种”和“所述”并非仅旨在指单一实体，而是包括一般类别，其具体示例可用于例示。术语“一个”、“一种”和“所述”可与术语“至少一个(种)”互换使用。后接列表的短语
“……
中的至少一个(种)”和“包含
……
中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。
11.如本文所用，术语“或”一般按其通常的意义使用，包括“和/或”，除非该上下文另外清楚地指出。术语“和/或”意指所列要素中的一个或全部，或者所列要素中的任何两个或更多个的组合。
12.同样，本文所有数值假定被术语“约”且优选地被术语“精确地”修饰。如本文所用，关于所测量的量，术语“约”是指所测量的量方面的偏差，这个偏差为如一定程度地小心进行测量的技术人员应当能预期的那种与测量的目标和所用测量设备的精确度相称的偏差。
13.另外在本文中，通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字以及端值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
14.如本文所用，作为对特性或属性的修饰语，除非另外具体地定义，否则术语“大致”意指该特性或属性将能够容易被普通技术人员识别，而不需要绝对精确或完美匹配(例如，对于可量化特性，在+/-20％内)。除非另外具体地定义，否则术语“基本上”意指高逼近程度(例如，对于可量化特性，在+/-10％内)，但同样不需要绝对精确或完美匹配。术语诸如相同、相等、均匀、恒定、严格等应当理解成是在普通公差内，或在适用于特定情况的测量误差内，而非需要绝对精确或完美匹配。
15.本公开的上述概述并非旨在描述本公开的每个公开实施方案或每种实现方式。以下描述更具体地举例说明了例示性实施方案。在本技术全文的若干处，通过实施例列表提供了指导，这些实施例能够以各种组合使用。在每种情况下，所引用的列表都只用作代表性的组，并且不应被理解为排他性列表。
16.方向的定义
17.如本文所用：
[0018]“近中面”意指朝向患者牙弓曲线中心的方向。
[0019]“远中面”意指背向患者牙弓曲线中心的方向。
[0020]“咬合面”意指朝向患者牙齿外顶端的方向。
[0021]“齿龈面”意指朝向患者牙龈或齿龈的方向。
[0022]“颜面”意指朝向患者嘴唇或面颊的方向。
[0023]“舌面”意指朝向患者舌的方向。
附图说明
[0024]
图1为朝其颜面侧、齿龈面侧和近中面侧观看的根据一个实施方案的正畸臼齿器具的透视图；
[0025]
图2为朝其颜面侧观看的图1的器具的平面图；
[0026]
图3为朝其齿龈面侧、颜面侧和近中面侧观看的图1至图2的器具的分解透视图；
[0027]
图4为朝其近中面侧观看的图1至图3的器具的侧视图，其中门闭合以限制进入弓丝狭槽；
[0028]
图5为朝其近中面侧观看的图1至图4的器具的侧视图，其中门打开以允许进入弓丝狭槽；
[0029]
图6a为图5的器具的剖视图；
[0030]
图6b为图4的器具的剖视图；
[0031]
图7为图1至图5的器具的透视图，其中门被移除以暴露器具的隐藏特征部；
[0032]
图8为朝其颜面侧观看的图7的器具的平面图；
[0033]
图9为朝其齿龈面侧、舌面侧和近中面侧观看的图1至图6的器具的门的透视图；
[0034]
图10为朝其齿龈面侧观看的图1至图7的器具的平面图；
[0035]
图11为朝其颜面侧、齿龈面侧和近中面侧观看的根据另一个实施方案的正畸臼齿器具的透视图；
[0036]
图12为朝其颜面侧观看的图11的器具的平面图；
[0037]
图13为图11和图12的器具的透视图，其中门被移除以暴露器具的隐藏特征部；
[0038]
图14为朝其远中面侧观看的图11至图13的器具的侧视图，其中门处于狭槽打开位置；
[0039]
图15为朝其齿龈面侧、舌面侧和近中面侧观看的图11至图13的器具的门的透视图。
[0040]
虽然上述附图示出了本公开的若干实施方案，但正如说明书中所指出的，还可以想到其它的实施方案。在所有情况下，本公开通过示例性而非限制性的方式介绍本发明。应当理解，本领域的技术人员可以设计出大量其它修改形式和实施方案，这些修改形式和实施方案均落在本发明的范围内并符合本发明原理的实质。
具体实施方式
[0041]
以下部分描述了针对自锁正畸器具的例示性实施方案以及涉及自锁正畸器具的方法。这些实施方案是示例性的，并且因此不应被理解为对本发明的不当限制。例如，应当理解普通技术人员可调整所公开的器具和方法，以用于附接到牙齿的唇面或舌面、附接到在相同牙弓内的不同牙齿(例如，在牙弓的近中半块和远中半块上的对应器具)或附接到位于上牙弓或下牙弓上的牙齿。
[0042]
本文所述的器具和方法可以任选地对于正在接受的单独患者而言是定制的。在不脱离受权利要求书保护的本发明的范围的情况下，材料和尺寸规格也可以不同于本文公开的那些。除非另外指明，所提供的器具和部件可由本领域技术人员已知的多种金属、陶
瓷、聚合物和复合材料中的任一种构成。此外，除非另外指明，否则与器具以及器具的部件相关联的尺寸不是关键性的，并且附图未必按比例绘制。
[0043]
除非另外指示，否则在本文中使用附接到在下颌上的臼齿的唇面表面的参考系描述本实施方案的正畸器具100和其它实施方案的正畸器具。结果，用于描述正畸器具100的诸如唇面、舌面、近中面、远中面、咬合面和齿龈面的术语是相对于所选择的参考系的。然而，该实施方案不限于所选择的参考系和描述性术语，因为正畸器具100可用于其他牙齿上以及口腔内的其他取向上。例如，正畸器具100也可联接到牙齿的舌面表面。本领域的普通技术人员将认识到，当参考系中存在改变时，本文使用的描述性术语不能直接应用。然而，该实施方案旨在独立于口腔内的位置和取向，并且用于描述正畸托槽的实施方案的相对术语仅提供附图中的实施方案的清楚描述。
[0044]
图1和图2中示出了根据一个实施方案的组装形式的正畸器具，其用数字100表示。器具100具有基部102和主体104，主体104从基部102向外延伸。基部102的底部具有粘结表面103，粘结表面具有凹形三维表面轮廓，该轮廓与器具100要粘合到的相应牙齿的轮廓大致近似。在某些实施方案中，粘结表面103可具有复合轮廓，该复合轮廓具有在近中面-远中面和咬合面-齿龈面方向两者上的曲率，如美国公布号2018/0193111(oda等人)中所述。另外的复合曲率可以提供粘结表面103与臼齿釉质之间的减小的间隙，因为复合的近中面-远中面曲率更接近臼齿的颊面表面轮廓。然而，在某些情况下(诸如在用于前牙的器具中)，基部可以仅沿一个方向弯曲或者另选地具有平坦或基本上平坦的构型。在又其它替代方案中，基部可以是基本上匹配特定患者牙齿的轮廓的定制基部。
[0045]
粘结表面103可以任选地包括网片、孔、隆起块、凹陷部、底切、微蚀刻表面、玻璃碎粒、粘结的颗粒、有机硅烷处理的表面、或任何其它已知的机械或化学改性，以增强基部102和下面牙齿之间的粘结。另选地，基部102可还具有带状的构型，在该构型中，基部102完全环绕牙齿。在其他具体实施中，基部102可包括固定的可压缩材料以有助于填充基部102和牙齿结构之间的空隙。例如在美国专利no.9,539,065(cinader)中描述了合适的可压缩材料。
[0046]
具有大致直线构型的弓丝狭槽108在大致近中面-远中面方向上横跨主体104的大致颜面或颊唇面表面延伸。具体参见图4中的近中面视图，弓丝狭槽108包括底部颜面壁110以及咬合面侧壁111和齿龈面侧壁112。齿龈面壁112至少部分地由在主体104的齿龈面侧上的门支撑节段115、116的表面限定(参见图3和图8)。弓丝(未示出)接纳在弓丝狭槽108中，并且通常具有基本上对应于弓丝狭槽108的壁110、111、112的大致矩形的横截面。弓丝和弓丝狭槽108的尺寸之间的紧密对应可提供弓丝和器具100之间的精确联接，从而给予医师对牙齿的移动的高度控制。然而，应当理解，可使用不紧密接近狭槽壁的尺寸的其他弓丝几何形状。
[0047]
器具100可对扭矩和测角进行预调节。牙齿测角可根据dr.lawrence f.andrews的教导内容定义为临床牙冠的颜面轴(“facc”)相对于垂直于咬合面平面的线的近中面远中面倾斜(参见例如lawrence f.andrews的直丝线、概念和器具(straight wire,the concept and appliance,by lawrence f.andrews)，(l.a.wells co.,(c)1989))。托槽测角可被定义为托槽的弓丝狭槽相对于托槽的基部的特定角度取向，以便提供牙齿测角。牙齿扭矩可被定义为从垂直于咬合面平面的线测量的facc的颊唇面-舌面的倾斜。因此，托槽
扭矩可被定义为弓丝狭槽相对于托槽基部的取向，使得获得期望的牙齿扭矩。托槽扭矩通常经由弓丝狭槽或通道的特定角度提供(即，“狭槽中的扭矩”)，或者在托槽的牙齿安装表面中形成角度(即，“基部中的扭矩”)。在任一种构型下，器具100可设置有由图4中的字母“t”表示的特定扭矩。扭矩或角度t等于包含弓丝狭槽108的底壁110的基准平面175与基准线177之间的角度。基准线177在咬合面-齿龈面方向上延伸，并且在位于弓丝狭槽108的近中面-远中面中心和咬合面-齿龈面中心下方的舌面方向上的点处与基部102相切。基准线177因此位于器具100的扭矩平面内。
[0048]
器具100包括用于连接到另一正畸装置的钩160。在本实施方案中，钩160具有从主体104的齿龈面侧延伸的总体弯曲构型。钩160的弯曲纵轴首先在齿龈面方向上远离主体104延伸，然后在远中面方向上延伸。至少沿齿龈面延伸的钩部分161位于狭槽108的齿龈面侧上的主体104的颜面表面并且大致与其共面。钩160和主体的共面关系减小了器具100在患者邻近齿龈面和面颊组织附近的轮廓，从而增强了器具100在安装时的相对舒适度。沿齿龈面延伸的钩部分162突出到位于或基本上靠近包括狭槽108的近中面-远中面中心和基准线177的平面的端部163。在其它实施方案(未示出)中，沿齿龈面延伸的部分162可以朝向基部102突出，进一步减小器具100的颊面-舌面轮廓。钩160的所有表面可以平滑地被倒圆以避免刺激口腔中的软组织。
[0049]
以可滑动方式接纳在主体104中的门130控制对弓丝狭槽108的进入，并且在图1至图2和图4中示出为处于其闭合位置。门130的一部分闭合时横跨弓丝狭槽108的中心部分延伸，从而防止弓丝(此处未示出)相对于器具100的狭槽108进入或离开。在图1所示的构型中，弓丝将牢固地结扎到器具100，使得弓丝不会由于患者口中发生的正常咀嚼和刷牙活动而意外脱落。门130能够在沿咬合面-齿龈面延伸的通道120内滑动，以在允许进入弓丝狭槽108打开位置(如图3和图5所描绘)和闭合位置之间来回切换。弓丝可以并且通常应该能够沿着弓丝狭槽108的长度滑动，从而允许弓丝用作引导咬合不正牙齿的移动的轨道。当牙齿在的校平和对齐阶段期间散开时，此类滑动尤其突出。
[0050]
转向图7和图8，在本实施方案和下文描述的其它实施方案中，通道120在弓丝狭槽108的齿龈面侧上形成于主体104中并且限定门130的行进路径。通道120基本上分离主体104的区域，从而产生一对门支撑节段115、116。远中面门支撑节段115在通道120的远中面边缘121与主体104的远中面边缘105之间延伸，而近中面门支撑节段在通道的近中面边缘122与主体104的近中面边缘106之间延伸。远中面门支撑节段115和近中面门支撑节段116分别包括与主体104的远中面边缘105或近中面边缘106相邻的平面引导表面117。与相应门支撑节段115、116的其它区域相比，引导表面117具有减小的颜面-舌面高度。钩160包括由从引导表面117和近中面门支撑节段116延续的表面限定的沟槽164。沟槽164允许门130在打开状态与闭合状态之间的转换期间沿钩160的一部分并在其上方行进。
[0051]
门支撑节段115、116另外具有突出到通道120中的导轨118、119。如图所示，通道120可以相应地包括导轨118、119之间的较窄的近中面-远中面宽度。门130包括互补的通道和沟槽(参见图9和图10)，当大致在咬合面-齿龈面方向上将力施加到门时，该通道和沟槽沿着导轨和平面引导表面滑动，如下文进一步所述。如本领域技术人员可以理解的，在主体104与门130之间可以具有适当的公差，以便于滑动并避免粘结。近中面门支撑节段116包括与主体的齿龈面边缘相邻的凹形凹陷部190；在安装和/或移除正畸辅助件期间，凹陷部190
在钩160与主体104之间提供附加的间隙。
[0052]
通道的中心线123和近中面边缘122均和与基准线177正交的平面(即，器具100的近中面-远中面中心)沿远中面间隔开。该偏移导致近中面门支撑节段116具有更大的宽度，如在主体的近中面边缘106和通道120的近中面边缘122之间所测量的，并且近中面门支撑节段的体积比远中面门支撑节段115的体积更大。在一些实施方案中，近中面门支撑节段的近中面-远中面宽度是远中面门支撑节段的近中面-远中面宽度的至少1.5倍。在其它实施方案中，近中面门支撑节段宽度为远中面门支撑节段的宽度的至少1.75倍、至少2倍、至少2.5倍、至少3倍。通道120与近中面-远中面中心平面之间的基本偏移确保钩160不会干扰门130的操作。在当前优选的实施方案中，通道的部分都不与钩160的远中面边缘163共线。
[0053]
导轨118、119和通道120的尺寸被设定成接纳在门130上互补特征部。通道120的开放齿龈面端允许通过将门130在大致咬合面方向上滑动到主体104中来组装器具100，并且通过将门130在大致齿龈面方向上滑动来拆卸器具。通道在每个导轨118、119下方的区域朝着其相应的咬合面端打开，因为通道120至少部分地通入弓丝狭槽108中。
[0054]
可以在通道120内实现各种机制以使门130在分立的位置之间(例如，打开和闭合位置之间)切换。为门130提供局部平衡位置的临时性闩锁机制可有利地防止门130在专业人员将弓丝放入狭槽108中时自发闭合，或相反地，在过程期间自发打开。在所描绘的实施方案中，闩锁是可偏转梁170，该可偏转梁在近中面-远中面方向上横跨通道120的一部分大致垂直于门130的滑动方向延伸。用于暂时阻挡门130的位置的机制的另外示例可见于国际公布号wo2014/018095(lai等人)。
[0055]
可偏转梁170与通向通道120的齿龈面入口间隔开，并且被接纳在延伸穿过主体104的远中面门支撑节段115和近中面门支撑节段116中的至少一者的侧向通道中(未示出)。在一些实施方案中，侧向通道延伸穿过远中面门支撑节段115和近中面门支撑节段116两者，从而将通道分成两个通道节段(即，近中面和远中面)，但情况并不一定如此。梁170可延伸穿过每个通道节段的全部或一部分。在一个特别有利的具体实施中，梁延伸穿过远中面门支撑节段115和近中面门支撑节段116两者中的侧向通道的部分。梁170的一端可使用粘合剂、填角焊接开口端等固定在侧向通道的近中面节段或远中面节段中，而另一端在相对的通道节段中自由活动。梁170的该保持结构防止在通过例如如发布的美国专利no.5,366,372(hansen等人)中所述的易碎幅材的断裂而脱粘期间的无意拆卸，因为仅梁170的固定端通常将保持在侧向通道中。
[0056]
在门130的组装中，梁170通过以下方法充当闩锁：当门在咬合面方向上抵靠梁170推动时，梁朝通道120的底壁126弹性地偏转以允许门130通过。因此，梁170用于防止门的意外咬合面-齿龈面移动，特别是在打开位置和闭合位置之间。下文详细讨论门130和梁170之间的相互作用的附加方面。
[0057]
如图所示，梁170包括大致圆形的横截面，然而其它横截面构型诸如矩形或卵形也是可能的。另外，合适的梁几何形状是例如关于国际公布号wo 2014/018095的图20至图25描述的那些。梁170优选地由以下弹性金属合金制成，诸如不锈钢、钛、钴-铬合金(诸如由伊利洛伊州埃尔金市的埃尔吉特殊金属公司(elgiloy specialty metals,elgin,il)制成)，或者形状记忆合金诸如镍和钛的合金(例如，镍钛合金)。在当前优选的具体实施中，梁170是足够有弹性的，使得在的过程期间，梁170的形状在松弛时不会显著改变。
[0058]
如图9最佳所描绘的，门130包括与颜面表面132相对的舌面表面131。门130具有与器具100的总体近中面-远中面宽度基本上匹配的近中面-远中面宽度。门130包括中心支柱140并且围绕在近中面和远中面边缘中的每一者上的翅片135和136缠绕；两个沟槽138、139在支柱140与相应的翅片135或136之间延伸。门130包括咬合面边缘区域133，当门130处于闭合位置时，该咬合面边缘区域在弓丝狭槽108上方延伸(参见图2和图4)。因此，当弓丝接纳在弓丝狭槽108中时，在边缘区域133之下的接触表面134的一部分将接触弓丝，如果规定此种接触的话。门130可以包括凹形凹陷部150，该凹形凹陷部的尺寸被设定成当门130闭合时与在近中面门支撑节段上的凹陷部190对准。
[0059]
再次参考图2可以理解，边缘区域133延伸弓丝狭槽108的基本上整个近中面-远中面长度。当门处于闭合位置时，边缘区域133的一部分可邻接与弓丝狭槽108的齿龈面壁112相邻的主体的壁表面113。咬合面边缘区域133包括近中面和远中面弓丝接触表面134，当门处于闭合位置时，该近中面和远中面弓丝接触表面设置在弓丝狭槽108的近中面端和远中面端处的翅片135、136上。每个接触表面134限定至少基本上平行于弓丝狭槽108的底壁110的平面(在图4中标记为“o”)。如本文所用，如果与平行的偏差不大于5度，则接触表面基本上平行于底壁。在当前优选的实施方案中，接触表面134平行于底壁110，至少在典型的制造公差内(即，限定相关表面的平面之间的角度不大于2度)。然而，接触表面134并不平行于滑移表面137，该滑移表面覆盖在门支撑节段115、116上的引导表面117，如下文进一步描述。此外，限定接触表面134的平面o可相对于扭矩平面(例如，基准线177)以锐角取向。在一些实施方案中，在扭矩平面和接触表面平面o之间形成的角度α为至少约10度、至少约20度、或至少约30度。
[0060]
接触表面134部分地延伸到狭槽108高度中，并且有效地控制狭槽108的端部处的颜面-舌面狭槽高度。在所描绘的实施方案中，由于接触表面134，有效狭槽高度在近中面端和远中面端处比在与狭槽108的近中面-远中面中心相邻的区域处的狭槽高度更短。通过减小在狭槽的近中面端和远中面端处的高度，组装好的器具可更好地表现给定器具和弓丝处方中的一者或两者，而不牺牲托槽主体104的强度。因为门130可在沿着近中面-远中面方向彼此间隔开的两个位置处接合弓丝，所以可以减小弓丝中的角斜率并且实现比通过在单个位置处接合弓丝以其他方式可实现的更大的旋转控制。此外，接触表面134允许使用相对深的通道120而不增加器具100的轮廓或颜面-舌面高度。如本领域的技术人员可以理解的，门130的边缘区域133的近中面-远中面宽度可以延伸以类似地跨越弓丝狭槽的长度。
[0061]
在某些实施方案中，边缘区域133可包括通向接触表面134的至少一个倒角或其他表面构型的齿龈面，以充当用于将弓丝引导至弓丝狭槽108中的推动元件。推动元件的附加属性和构型可见于美国专利no.8,469,704(oda等人)中。
[0062]
远中面边缘翅片135和近中面边缘136包括在门的宽度上方间隔开的大致平面滑移表面137。翅片135、136与支柱之间的距离大致对应于相应的门支撑节段115、116的宽度，尽管往往会略大以允许门130在通道120中的滑动操作。当门130被接纳在通道120中时，滑移表面137通常从主体104的引导表面117偏移，使得当门130被打开和闭合时，滑移表面137在主体104上方移动，但不接触主体。在本公开的某些具体实施中，滑移表面137可驻留在基准平面中，该基准平面至少基本上平行于器具的扭矩平面。提供平行于或基本上平行于扭矩平面的滑移表面有助于防止或减少器具100的过度旋转或倾斜；确保托槽位于规定或其
它期望位置；并且进一步减小器具的颜面-舌面高度以增强患者舒适度。
[0063]
在所描绘的实施方案中，滑移表面137基准平面q相对于弓丝狭槽108的底壁110和包含弓丝接触表面134的平面o以钝角β取向。滑移表面基准平面q与平面o之间的角度β可以根据器具100的扭矩角度而变化或成锐角。
[0064]
门130还包括支柱140和在舌面表面131的至少一部分上在咬合面齿龈面方向上延伸的一对沟槽138、139。如图9最佳地描绘，该对沟槽138、139形成到门的舌面表面131中，其中每个沟槽设置在滑移表面137与支柱140之间。沟槽138、139在尺寸和相对位置上对应于在主体104上的门支撑节段115、116。为了容纳主体104的较大近中面门支撑节段116，近中面沟槽139具有比远中面沟槽138更大的宽度。如上所述，沟槽138、139沿着该对门支撑节段115、116滑动，并且相应地是开放式的，以有助于组装。门支撑节段115、116和沟槽138、139一起引导门130的操作性滑动运动。沟槽138、139可如图所示延伸门130的整个咬合面-齿龈面长度，或者可邻近咬合面边缘区域133终止。如上所述，当门130处于闭合位置时，被沟槽138或139覆盖的弓丝狭槽108的区域中的有效狭槽高度109将更大。
[0065]
在舌面表面131中使用沟槽138、139允许减小门140的颜面-舌面轮廓，并且因此减小器具100。通过结合在舌面方向上与沟槽间隔开的弓丝接触表面134，可在不牺牲门140或主体104的结构完整性的情况下保持期望的弓丝狭槽高度109。结构完整性增加了门在发生高应力和失效之前可承受的唇拉力的量。较高的唇拉力对于自锁托槽是特别期望的，该自锁托槽在粘结、、弓丝交换和正畸期间通常遇到高的力。
[0066]
支柱140从门130的舌面表面131向外延伸。当组装时，支柱140接纳在器具主体的门支撑节段115、116之间的通道120中(参见例如图4)。支柱140包括各自朝向通道120的底部延伸的咬合面前缘突出部141和齿龈面后缘突出部142。虽然描绘了具有多个边缘突出部的单个支柱，但可替代的器具构型可包括在组装时延伸到通道120的不同部分中的分立支柱。支柱140从门130的近中面-远中面中心区域在舌面方向上沿着轴线延伸，该轴线大致垂直于滑移表面137基准平面q，使得在如图4和图5中从远中面方向观察时，门130为大致“t形”外观，而在如图10中从咬合面方向观察时，门为“e形”外观。然而，取决于器具100的期望扭矩角度，支柱140可以沿着相对于滑移表面137基准平面q以斜角延伸的轴线突出。
[0067]
一对大致凹形的支柱通道144、145从边缘突出部141、142上方(即，在颜面方向上)延伸支柱140的咬合面-齿龈面长度。支柱通道包括远中面支柱通道144和近中面支柱通道145，该远中面支柱通道和近中面支柱通道设置在支柱140的相对侧上并且尺寸被设定成分别接纳主体导轨118、119。支柱通道144、145中的每一者在其咬合面端和齿龈面端上都打开，允许轨道118、119容易地插入到相关通道144、145中。支柱通道144、145和对应的轨道118、119配合以将支柱140定位在通道120中，以及在组装和结扎期间指示行进的一致路径。
[0068]
如图6a、图6b和图9进一步所示，边缘突出部141、142之间的区域包括圆顶形突起部146。突起部146和边缘突出部141、142的内壁节段141a、142a配合以将梁170固定，并防止食物或其它碎屑进入通道。除非门130正被主动打开或闭合，否则梁170通常保持在一个位置，对应于门130的打开位置和闭合位置，如图6a和图6b所示。在门130的主动打开或闭合期间，梁170从其静止位置暂时偏转。除非门130正被主动打开或闭合，否则突起部146通常呈现对应于打开位置和闭合位置的两个位置中的一个，如图6a和图6b所示。因此，如图6a和图6b所示，可以通过在可偏转梁170的咬合面侧和齿龈面侧上的区域之间来回滑动突起部
146，将门130可逆地打开和闭合。
[0069]
在初始组装时并且在大致咬合面方向上向门130施加足够的力时，突起部146压在梁170上，从而使其向下偏转(即，在舌面方向上)，并且允许支柱140进一步进入通道120。一旦边缘突出部141继续在通道120中行进并且梁170恢复，梁170就设置在突起部146与齿龈面后缘突出部142之间的区域中(参见图6b)。在此，梁170被限制在后缘突出部142与突起部146之间的平衡位置。现在器具100为组装形式，其中门130位于其闭合位置。
[0070]
前缘突出部141的内壁141a用作正止动表面，防止门130在门打开之后的齿龈面移动和拆卸。前缘突出部141a的内壁表面141a可以包括相对于梁170的凸曲率，在某些实施方案中包括复合凸曲率。在具有复合曲率的具体实施中，凸形内壁表面141a可以呈现连续弯曲的表面，或者可以包括与近中面-远中面中心相邻的平坦降落区域。在此类具体实施中，内壁表面141a的近中面边缘和远中面边缘通常将包括相对于内壁表面141a的其它区域更大的曲率半径。当门130打开时，内壁表面141a将直接邻近梁170的咬合面表面设置。在门在齿龈面方向上被拉动的情况下，存在的曲率可用于消散梁170对边缘突出部141的力。跨弯曲的内壁表面141a传递力可防止：前缘突出部141压裂和基本上破坏门的操作并因此影响患者的。
[0071]
根据图5和图6a的打开构型，可在咬合面方向上将额外的力施加到门130，以将门130“闭合”并且限制颜面进入弓丝狭槽108。在达到阈值量的力时，梁170可弹性地偏转以允许突起部146进入第二位置。在此位置，梁170可以在通道120中朝向其原始取向偏转回，并且设置在后突出部142的内壁142a与突起部146之间。(见图6b)。此处，梁170可被约束在突起部146和后缘突出部142之间的第二平衡位置中。
[0072]
在一些实施方案中，突起部146的几何形状还可以受到调控，以调整打开和闭合门130所需的力。例如，打开力和闭合力通常可通过使用具有大致梯形轮廓(如从近中面或远中面方向观察)并且具有合适的侧壁角的突起部146来减小。在一些实施方案中，侧壁角小于约45度、小于约35度或小于约30度。相反地，可通过使用大于约45度、大于约55度或大于约60度的侧壁角来增大打开力和闭合力。如果需要，可通过使用具有基本上不同的侧壁角的梯形突起部146来实现不对称的打开力和闭合力。例如，相对于突起部的基部，突起部146的前缘(或面向咬合面的边缘)可具有40度的侧壁角，并且突起部146的后缘(或面向齿龈面的边缘)可具有60度的侧壁角。此类构型可允许有意地增大阈值打开力，从而防止门130在咀嚼时意外打开。另外，在一些实施方案中，突起部146的几何形状可以具有如图所示的总体类似的弯曲形状，或如上所述的梯形形状，然而，突起部146可以具有包括多个表面部分的几何形状，如阶梯横截面轮廓，或一系列弯曲阶梯，或由通道分开的单独翅片的阵列，其横截面轮廓类似于梳子的齿。
[0073]
再一次，因为梁170的弹性性质，可以使打开和闭合门130的过程可逆。当专业人员施加咬合面力和齿龈面力以打开和闭合门130时，梁170能够朝向通道120的底壁偏转，从而允许突起部146分别在驻留在梁170的齿龈面侧和咬合面侧之间切换。主体104的咬合面区域107可以包括细长凹口180，该细长凹口用于接收用于帮助打开门130的工具或手用器械。合适的工具包括在国际公布号wo2019/0130157(wylie等人)中描述的那些工具，凹口的形状和有用的工具并无特别限制。
[0074]
打开和闭合门的力尤其由材料性质、突起部尺寸和梁170的横截面尺寸确定。在当
前优选的具体实施中，梁170是超弹性镍钛合金的线段。在一个示例性实施方案中，梁170具有直径为0.18毫米(0.007英寸)的圆形横截面构型。其它实施方案可以具有直径为至少0.13毫米(0.005英寸)且不大于0.38毫米(0.015英寸)的梁。突起部146可具有0.20毫米(0.008英寸)的高度和0.356毫米
×
0.25毫米(0.014英寸
×
0.010英寸)的面积。当器具100被组装并且未转换时，梁170的顶部与突起部146的底部之间的干涉(例如，重叠)通常为至少0.127毫米(0.005英寸)并且通常不大于0.381毫米(0.015英寸)，其中干涉进一步确保防止门130意外或以其它方式不期望地打开。当组装两个主体时，在门130和主体104上的其他表面之间的间隙平均为约19微米(0.00075英寸)。
[0075]
当门130位于其闭合位置时，弓丝狭槽108被四个大体刚性的壁封闭。任选地，狭槽108具有齿龈面壁，该齿龈面壁由位于主体104上的部分齿龈面壁112和对应于在支柱140上的咬合面前缘突出部141的部分底壁表面共同限定。部分齿龈面壁112沿着狭槽108的近中面部分和远中面部分延伸，并且横跨由前缘突出部141限定的部分壁表面，该前缘突出部在门处于闭合位置时沿着狭槽108的中心部分延伸。在本具体实施方案中，狭槽108具有专门由门130的接触表面134限定的颜面壁和专门由主体104限定的咬合面壁111。
[0076]
上述构型的一个好处是在导轨与相应的沟槽之间的界面变长。通过增大这些配合表面沿着其彼此接合的咬合面-齿龈面长度，该构型提高了稳定性，并且在门130沿着主体104滑动打开和闭合时减轻门的晃动。在为了患者舒适度而将器具100制备成尽可能小和在主体104上的空间有限的情况下，这是特别有用的。
[0077]
在大多数情况下，门130本身足以将弓丝保持在狭槽108中。然而，如果需要，专业人员可选择在位于主体104上的底切和绑翼的辅助下手动结扎弓丝。例如，通过将弹性o形环或结扎丝固定在底切下方、在狭槽108中接纳的的弓丝上方、以及在绑翼下方，可实现结扎。如果需要，底切和绑翼还可用于将动力链条固定到两个或更多个牙齿上。
[0078]
在示例性实施方案中，基部102、主体104和门130中的一些或全部由不锈钢材料制成。也可使用陶瓷材料。特别优选的陶瓷材料包括在公布的美国专利no.6,648,638(castro等人)中所述的细粒多晶氧化铝材料。这些陶瓷材料已知具有高强度，并且还提供比金属材料更佳的美观度，因为它们透射光线，并可以在视觉上与下面牙齿表面的颜混同。在某些实施方案中，基部102和主体104可例如经由机器或模具由以下材料一体地制成：如在美国专利no.4,536,154(garton等人)中公开的聚合物材料，或聚合物-陶瓷复合材料，诸如如在美国专利no.5,078,596(carberry等人)和5,254,002(reher等人)中公开的玻璃-纤维增强的聚合物复合材料。其他合适的材料包括例如金属材料(诸如不锈钢、钛和钴-铬合金)和塑料材料(诸如纤维增强的聚碳酸酯)、以及它们的组合。例如，器具可包括由陶瓷材料制成的基部102和主体104以及由聚合物复合材料制成的门130；其它材料迭代和组合是可能的。
[0079]
图11至图15示出了根据本公开的另一实施方案的器具200。器具200具有许多与器具100相同的特征，包括基部202、具有弓丝狭槽208的主体204、以可滑动方式接纳在通道220中的门230以及钩260。与器具100不同，门230的前缘233不延伸弓丝狭槽208的整个长度，并且门230的宽度与主体204的近中面-远中面长度不相称。
[0080]
主体204包括沿咬合面-齿龈面延伸的主要通道220，该主要通道将主体204分成远中面门支撑节段215和近中面门支撑节段216。远中面门支撑节段215和近中面门支撑节段216分别包括与主体204的远中面边缘205或近中面边缘206相邻的平面引导表面217。钩260
包括由从引导表面217延伸的表面和近中面门支撑节段216限定的沟槽264。门支撑节段215、216另外具有突出到通道220中的导轨218、219。
[0081]
近中面门支撑节段216还包括次级通道250。次级通道250在弓丝狭槽208和主体204的齿龈面边缘之间延伸，并且尺寸被设定成接纳在门230上的近中面边缘翅片236。次级通道250与类似尺寸的钩通道266同轴。钩通道266被配置成且尺寸被设定成当门230处于打开位置时接纳近中面翅片236的一部分。远中面边缘翅片235和近中面边缘翅片236包括在门的宽度上方间隔开的大致平坦的滑移表面237。翅片235、236之间的距离大致对应于次级通道250的远中面边缘251与远中面引导表面217的边缘217a之间的线性距离，但是倾向于略大，以允许门230在通道220、250中的滑动操作。当门230在器具中组装时，滑移表面237通常从在近中面门支撑节段216上的引导表面217和通道250的底部偏移，使得当门230被打开和闭合时，滑移表面237在主体204上方移动，但不接触主体。
[0082]
门230还包括支柱240和在舌面表面231的至少一部分上在咬合面齿龈面方向上延伸的一对沟槽238、239。如图13最佳地描绘，该对沟槽238、239形成到门的舌面表面231中，其中每个沟槽设置在翅片235、236与支柱240之间。沟槽238对应于远中面门支撑节段215的尺寸和相对位置，而沟槽239对应于设置在导轨219和次级通道250之间的近中面门支撑节段216的部分的尺寸和相对位置。沟槽238、239共享基本上类似(如果不相同)的近中面-远中面宽度，从而给出门230的对称的外观。如上所述，沟槽238、239沿着门支撑节段215、门支撑节段216滑动，并且因此是开放式的，以有助于组装。
[0083]
应当理解，器具200的许多其它方面可以与器具100中所述的那些具有类似的形式和功能，这里不再重复。
[0084]
以上呈现的器具门优选地具有力特征，这种力特征使得专业人员能够容易地用常见的正畸手动器械(诸如正畸探测器)打开和闭合门。任选地，可以用专用的手动器械来限制门的滑动运动；例如，可将平探头插入在门的前缘与主体之间的缝中，然后通过扭转将门打开。这可以有助于降低意外脱粘的风险。在目前优选的情况下，打开和闭合门所需的力足够低以使得医师能够容易地操作，但也足够高以使得门在期间发生的正常患者活动(诸如咀嚼和刷牙)期间不会自发地脱离。优选地，施加以打开门的力的阈值量为至少约0.45牛顿(0.1lbf)、至少约0.9牛顿(0.2lbf)、至少约2.2牛顿(0.5lbf)、或至少约4.4牛顿(1lbf)。阈值力可为最多至约25.8牛顿(5.8lbf)、最多至约11.6牛顿(2.5lbf)、或最多至约8.9牛顿(2lbf)。
[0085]
有限元分析(fea)可以用于检查器具在经受唇拉力时的强度，唇拉力被定义为在失效之前向唇(例如，与狭槽的底壁相背)牵拉门所需的力。使用ansys工程模拟软件(版本19，得自美国宾夕法尼亚州卡农斯堡(canonsburg,pa)的ansys公司)对器具构型进行fea。例如，器具100被示出为在发生高应力或失效之前承受高达10lbf的唇拉力。使用0.021英寸
×
0.021英寸的正方形不锈钢线段测试唇拉力。
[0086]
本文还设想了所述器具的套件和组件。例如，可在本文所述器具中的一种或多种上预先涂覆合适的正畸粘合剂，并将其封装在容器或一系列容器中，例如在美国专利no.4,978,007(jacobs等人)、5,015,180(randklev)、no.5,429,229(chester等人)、6,183,249(brennan等人)和7,726,470(cinader等人)。作为另一个选择，这些器具中的任何一种还可以与允许间接粘合到患者的放置装置结合使用，如在美国专利no.7,137,812(cleary等人)
中所述。
[0087]
作为另外的选择，上述器具中的任一种器具可包括具有逐渐变细以提高扭矩强度的相背侧壁的弓丝狭槽，如在国际公布号wo2013/055529(yick等人)中所述。
[0088]
如附图中所举例说明的器具100和200是特别适用于臼齿的臼齿或颊面管器具。然而，本公开的原理也可与其它正畸器具一起使用。例如，适于粘结到前牙、尖齿、双尖齿和前臼齿的正畸托槽也可以包括上文所示和所述的元件。在此类器具中，钩通常将在远中面侧上，并且通道(和支柱)将朝向托槽的近中面侧偏移。
[0089]
以上提到的所有专利和专利申请均据此明确地，并入本说明书中。出于清楚和理解目的，已通过举例说明和示例对上述发明进行了详细描述。然而，可使用各种替代形式、修改形式和等同形式，并且不应当将上述说明视为限于由以下权利要求书及其等同形式所限定的本发明的范围内。

技术特征：

1.一种正畸器具，包括：基部，所述基部具有粘结表面；主体，所述主体从所述基部向外延伸，所述主体包括具有底壁的沿近中面-远中面延伸的弓丝狭槽和通常偏移所述主体的中心轴线布置的沿咬合面-齿龈面延伸的通道；门，所述门以可滑动方式联接到所述主体，所述门能够在打开状态和闭合状态之间移动，在所述打开状态下，能够将弓丝结扎在所述弓丝狭槽中，在所述闭合状态下，能够将弓丝保持在所述弓丝狭槽中，其中所述主体包括由所述通道分开的近中面门支撑节段和远中面门支撑节段，并且其中所述近中面门支撑节段具有比所述远中面门支撑节段更大的体积。2.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述门包括支柱，所述支柱从舌面表面延伸，并将所述舌面表面分成在所述支柱的任一侧上的侧表面，其中所述支柱以可滑动方式接纳在所述通道中，并且其中第一侧表面的面积大于第二侧表面的面积。3.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述门具有舌面表面，所述舌面表面包括共面的近中面表面和远中面表面，并且其中所述底壁与所述近中面表面和远中面表面形成锐角，并且其中所述舌面表面包括前缘区域，所述前缘区域包括基本上平行于所述底壁的平面接触表面。4.根据权利要求2所述的正畸器具，其中所述通道还包括大致垂直于所述通道取向的闩锁。5.根据权利要求4所述的正畸器具，其中所述闩锁包括梁，所述梁在近中面-远中面方向上横跨所述通道延伸，并且从所述通道的底部偏移。6.根据权利要求5所述的正畸器具，其中所述梁能够在朝向所述通道的底部的方向上偏转，以允许所述门在所述打开状态和所述闭合状态之间转换。7.根据权利要求2所述的正畸器具，其中所述支柱包括沿所述支柱的近中面侧或远中面侧延伸的至少一个通道，并且其中所述主体包括至少一个导轨，并且其中所述轨道以可滑动方式接合在支柱通道中。8.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述门在大致齿龈面方向上打开。9.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述主体包括从所述主体的齿龈面区域突出的钩。10.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述钩包括突出到终点的沿远中面延伸的部分，所述终点基本上与托槽的中心轴线相邻。11.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述钩的终点不延伸到所述通道的近中面边缘。12.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述支柱包括咬合面前突出部和齿龈面后突出部，以及设置在所述突出部之间的突起部。13.根据权利要求12所述的正畸器具，其中所述通道还包括大致垂直于所述通道取向的闩锁，并且其中当组装所述器具时，所述闩锁设置在所述前突出部和所述后突出部之间。14.根据权利要求1所述的正畸器具，其中近中面支撑的近中面边缘大致平行于远中面支撑的远中面边缘，并且其中所述通道的纵轴基本上平行于所述远中面边缘。15.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述通道的近中面边缘从所述托槽的中心轴
线移位。16.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述近中面门支撑节段和所述远中面门支撑节段中的每一者包括最大宽度，并且其中所述近中面门支撑节段的最大宽度是所述远中面门支撑节段的最大宽度的至少1.25倍。17.根据权利要求16所述的正畸器具，其中所述近中面门支撑节段的最大宽度是所述远中面门支撑节段的最大宽度的至少1.75倍。18.根据权利要求17所述的正畸器具，其中所述近中面门支撑节段包括近中面边缘和与所述通道相邻的远中面边缘，并且其中所述最大宽度在所述近中面边缘和所述远中面边缘之间测量。19.根据权利要求1所述的正畸器具，其中所述门的舌面表面包括延伸穿过所述门的咬合面-齿龈面高度的至少一部分的至少一个沟槽，使得在所述闭合状态下，所述沟槽的一部分定位在所述弓丝狭槽上方。20.根据权利要求7所述的正畸器具，其中所述舌面表面包括在所述支柱的相对侧上的近中面沟槽和远中面沟槽，并且其中所述近中面沟槽的近中面-远中面宽度是所述远中面沟槽的近中面-远中面宽度的至少1.25倍。

技术总结

本公开提供了一种具有正畸期望尺寸的高强度自锁器具。本公开的器具包括门，该门以可滑动方式接合到主体中的通道；该门可根据在门上的整体突起部的平衡位置而打开或闭合。在该主体和该门上的配合沟槽和导轨可在打开位置和闭合位置之间引导该门，并且减轻意外脱离。并且减轻意外脱离。并且减轻意外脱离。

技术研发人员：

赖明来

受保护的技术使用者：

3M创新有限公司

技术研发日：

2021.04.23

技术公布日：

2022/12/30