用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械的制作方法

本申请总体上涉及用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械及其制作方法。

背景技术：

牙合(occlusion)是上、下牙齿咬合的关系和功能。错牙合畸形会影响颅面牙牙合协调、美观及功能的异常咬合、颅面结构及生长方向。因此，一般建议错牙合畸形的矫治尽早开始，在儿童早期生长发育阶段对已表现出的牙颌畸形、畸形趋势及可导致牙颌畸形的病因进行预防和阻断，最大限度地创建颅面牙牙合协调发育的口颌环境，这就是目前所提倡的早期矫治(也称为Ⅰ期矫治)。已过生长发育高峰期儿童及成人的常规综合正畸治疗则称为Ⅱ期矫治。

目前，对于上颌发育不足乳牙反牙合的情况，包括前牙内倾型反牙合和前牙前突型反牙合，常用上颌双曲舌簧颌垫式矫治器进行矫正，根据不同情况调整矫治器加力部位，解除下颌功能前伸，促进上颌骨发育。对于下颌发育过度乳牙反牙合的情况，常用下颌唇弓内收下前牙，改善下前牙唇倾。

上颌双曲舌簧颌垫式矫治器在临床乳牙反牙合中应用较为广泛。该类矫治器由固位、加力和连接三部分组成。

固位体为不锈钢丝弯制而成的卡环，主要依靠牙冠颊面倒凹及两邻牙楔状隙固位。该固位方式有两个弊端：一方面，乳牙倒凹不明显的患儿易出现固位不佳，多次摘戴后固位装置易变形，影响戴用及治疗效果，且矫治器易松动脱落导致患儿误吞；另一方面，卡环常压迫牙龈引起患儿疼痛不适，严重者甚至会导致牙龈红肿增生，不仅对患儿的口腔卫生健康有影响，而且容易使患儿对治疗产生抵触心理。

加力部分为前牙双曲舌簧，舌簧由0.4-0.5mm的弹性不锈钢丝弯制，直接作用于前牙舌面。摘戴过程中不锈钢丝易划伤周围黏膜，舌簧加力不当易造成牙龈压痛，且双曲舌簧长期加力后易疲劳发生断裂，致使患者误吞和尖锐断端刺激牙龈。因双曲舌簧每次加力效应仅能维持1-2周，患儿复诊较为频繁。而目前早期矫正尚未完全普及，患儿异地就医情况普遍，此类复诊模式不利于患者坚持治疗，许多患儿因复诊困难延误治疗时机。

连接部分(包括后牙颌垫)为义齿基托树脂。义齿基托树脂材料主体是聚甲基丙烯酸甲酯及其改性产品，包括自凝型和热凝型，在调磨和修补颌垫过程中会产生刺激性化学气味，对儿童健康不利。为了完全包绕固位卡环和加力装置，矫治器连接体部分较大，常压迫腭侧黏膜。另外，食物残渣容易进入矫治器与粘膜之间，不利于清洁。而儿童本身腭部敏感，咽反射较成人严重，心智未成熟配合程度低，佩戴过程对舒适性要求更高。

此外，在矫治器使用过程中，患者及家长摘戴不当易引起矫治器变形，颌垫易损坏造成锐利边缘划伤黏膜。

对于其他的牙合干扰问题，目前也多是应用上颌双曲舌簧颌垫式矫治器进行治疗。下颌唇弓矫治器装置与其类似，在固位、加力和连接方式上均有此类问题。

传统矫治器治疗牙合干扰在安全性、舒适性以及便捷性方面都有其局限性，还有待进一步改进，因此希望寻求一种更为安全、舒适和便捷的矫治器。

技术实现要素：

本申请的一方面提供了一种用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械，其为一体的壳状，具有容纳第一牙列多颗牙齿的空腔，并且在尖牙至磨牙之间的区域内向对颌方向凸起形成颌垫，用于将所述第一牙列与对颌牙列打开到足够的程度，以解除所述对颌牙列的前牙对所述第一牙列的前牙的调整的阻碍，所述空腔具有将所述多颗牙齿从第一布局重新定位到第二布局的几何形状，其中，所述第二布局的前牙位置与所述第一布局不同。

在一些实施方式中，所述第二布局的前牙的轴倾度与所述第一布局不同。

在一些实施方式中，所述颌垫靠对颌方向的第一表面的形状与咬合时对颌牙齿被该第一表面所覆盖的第一部分的形状凹凸匹配，使得咬合时所述第一表面与所述第一部分基本贴合。

在一些实施方式中，所述用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械的厚度为0.2～2.0mm。

在一些实施方式中，所述用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械上形成有固定结构，以与设置在牙齿上的附件配合，将所述用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械固定在牙齿上。

在一些实施方式中，所述固定结构为以下之一：镂空结构、内凹结构及其组合。

本申请的又一方面提供了一种用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械的制作方法，包括：获取代表第一牙列的第一布局的第一数字模型；获取代表第二牙列的第二数字模型，其中，所述第二牙列是所述第一牙列的对颌牙列；获取所述第一牙列上的颌垫设置区域；获取所述第一牙列和第二牙列打开指定程度时两者的位置关系；基于所述第一数字模型、第二数字模型、颌垫设置区域以及位置关系，产生代表复合牙模的第三数字模型，其中，该复合牙模是基于所述第一牙列的第一布局并在所述颌垫设置区域向对颌方向凸起形成颌垫模型；以及利用所述第三数字模型控制设备制作用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械。

在一些实施方式中，所述第一牙列和第二牙列打开所述指定程度时，能够解除所述第二牙列的前牙对所述第一牙列的前牙的调整的阻碍。

在一些实施方式中，所述颌垫模型靠对颌方向的表面的几何形状与第二牙列对应部分的几何形状基本凹凸匹配。

在一些实施方式中，所述方法还包括：利用所述第三数字模型控制设备制作所述复合牙模的实体模型；以及利用热压膜成型技术在所述复合牙模的实体模型上热压膜制成所述用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械。

在一些实施方式中，所述方法还包括：基于所述第三数字模型产生代表所述复合模型的负模型的第四数字模型；以及利用所述第四数字模型控制设备制成所述用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械。

在一些实施方式中，所述方法还包括：将所述第一数字模型所表示的三维模型和所述第二数组模型所表示的三维模型保持在所述位置关系，将所述第一数字模型所表示的三维模型上的颌垫设置区域向对颌方向延伸特定距离，并且使得该延伸部的顶面的形状与对颌相应区域的形状凹凸匹配。

附图说明

以下将结合附图及其详细描述对本申请的上述及其他特征作进一步说明。应当理解的是，这些附图仅示出了根据本申请的若干示例性的实施方式，因此不应被视为是对本申请保护范围的限制。除非特别指出，附图不必是成比例的，并且其中类似的标号表示类似的部件。

图1A为本申请一个实施例中内倾型乳前牙反牙合病例的示意图；

图1B为本申请一个实施例中前突型乳前牙反牙合病例的示意图；

图2为本申请一个实施例中用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械的制作方法的示意性流程图；

图3A示意性地展示了本申请一个实施例中颌垫模型的形成；

图3B示意性地展示了本申请一个实施例中的复合牙模；

图4A为本申请一个实施例中图2所示方法的示意性子流程图；

图4B为本申请一个实施例中图2所示方法的示意性子流程图；

图5示意性地展示了本申请一个实施例中的用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械；以及

图6示意性地展示了本申请一个实施例中用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械佩戴在牙列上的情况。

具体实施方式

以下的详细描述中引用了构成本说明书一部分的附图。说明书和附图所提及的示意性实施方式仅仅出于是说明性的目的，并非意图限制本申请的保护范围。在本申请的启示下，本领域技术人员能够理解，可以采用许多其他的实施方式，并且可以对所描述实施方式做出各种改变，而不背离本发明的主旨和保护范围。应当理解的是，在此说明并图示的本申请的各个方面可以按照很多不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，这些不同配置都在本申请的保护范围之内。

对于儿童早期牙合干扰错牙合畸形，去除牙合干扰是从病因层面进行阻断预防的关键，这包括乳牙反牙合、乳牙切牙合、乳牙列及替牙列个别前牙反牙合或切牙合、乳牙列及替牙列前牙轴倾度异常导致的对颌位置异常等。

乳牙反牙合是儿童早期牙合干扰错牙合畸形中最常见的一种，病因包括上颌发育不足和下颌发育过度。若不及时纠正，下颌长期前伸导致前伸肌群功能活跃，髁突位置前移，长期的过度刺激可造成下颌髁突软骨的过度生长，可导致骨性的下颌发育过度畸形进一步发展。同时牙合干扰导致上颌发育受限，也会引起上颌骨发育不足进一步发展。研究表明，上下颌骨呈现差异性增长，在6-20岁期间，上颌骨生长较早完成，下颌骨生长时间较晚且持续时间长，下颌长度变化是上颌的两倍。因此，若不在早期及时纠正儿童上颌骨发育不足的问题，后期上下颌骨发育差异会进一步加大。上颌发育不足及下颌发育过度最终易发展成为骨性Ⅲ类错牙合畸形。骨性Ⅲ类错牙合畸形患者面中份发育不足，侧貌凹陷，对患者美观、咀嚼功能、心理成长都有很大影响。

请参图1A，示意性地展示了内倾型乳牙反牙合的一个病例。

在该病例中，上颌前牙101a内倾，需要加大正转矩并将靠近切缘的部分往唇侧方向调整，但受到下颌前牙103a的阻碍。因此，在调整上颌前牙101a时需要把上、下颌打开到一定程度，以解除下颌前牙103a对上颌前牙101a的调整的阻碍。

请参图1B，示意性地展示了前突型乳牙反牙合的一个病例。

在该病例中，需要将上颌前牙101b整体往唇侧调整，并把下颌前牙103b往内收，但上颌前牙101b与下颌前牙103b相互阻碍对方的调整。因此，在调整上颌前牙101b与下颌前牙103b时，需要把上、下颌打开到一定程度，以解除上颌前牙101b与下颌前牙103b对对方的调整的阻碍。

以上两个示意性的病例是较典型的牙合干扰病例，以下对本申请用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械及其制作方法的具体实施例进行详细说明。

图2为本申请一个实施例中用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械的制作方法200的示意性流程图。

在201中，获取代表第一牙列的第一布局的第一数字模型。

第一牙列的前牙需要调整，以纠正牙合干扰。其中，第一牙列可以是上颌牙列，也可以是下颌牙列。

第一牙列的第一布局与前一布局相比，两者的前牙位置不同，比如，两者的前牙轴倾度不同。相比前一布局，第一布局的前牙位置更接近目标位置。

在一个实施例中，可以利用一系列几何形状逐次变化的壳状牙科器械把第一牙列从原始布局逐次矫正到目标布局。因此，第一布局可以是原始布局之后的第一中间布局到目标布局之间的任何一个布局。在一个实施例中，从第一中间布局到目标布局之间，可以包括逐次的多个中间布局以及最后中间布局。

在一个实施例中，可以获取代表第一牙列的原始布局的原始数字模型以及代表第一牙列的目标布局的目标数字模型，然后利用插值法，基于原始数字模型和目标数字模型产生代表第一牙列的第一中间布局到最后中间布局的数字模型。

在一个实施例中，可以获取代表第一牙列的原始布局的原始数字模型，然后在计算机上手动修改原始数字模型，以获得代表第一牙列的第一中间布局逐次到目标布局的数字模型。

在一个实施例中，可以获取代表第一牙列的原始布局的原始数字模型，然后利用特别设计的计算机程序，基于原始数字模型自动产生代表第一牙列的第一中间布局逐次到目标布局的数字模型。

在一些实施例中，可以通过层析X射线扫描(CAT扫描)、数字化断层X线扫描(CT)、锥束CT扫描(CBCT)、核磁共振造像(MRI)、口内光学扫描等手段，直接扫描第一牙列，获得代表第一牙列的原始布局的原始数字模型。在又一些实施例中，可以先用常规手段制作第一牙列的石膏铸件，再通过扫描设备比如激光扫描设备、CT扫描设备扫描该石膏铸件，获得代表第一牙列的原始布局的原始数字模型。在又一些实施例中，可以先获取第一牙列的咬模，再通过扫描设备比如激光扫描设备、CT扫描设备扫描该咬模，获得代表第一牙列的原始布局的原始数字模型。

在一个实施例中，可以获取第一牙列的实体模型(比如石膏模型)，其中，该实体模型上需要调整的牙齿是可活动的，然后手动调整这些可活动的牙齿的位置，以得到从第一中间布局逐次到目标布局，再通过扫描设备比如激光扫描设备、CT扫描设备扫描处于各布局下的石膏模型，获得代表第一牙列的第一中间布局逐次到目标布局的数字模型。

在一些实施例中，数字模型所表示的三维形状可以包括牙齿周围的部分牙龈、黏膜组织。

在一些实施例中，第一数字模型所表示的三维形状可以是基于第一牙列的第一布局的三维形状修改获得。比如，为获得相应的功能，可以在第一牙列上添加相应的附件。又比如，为防止热压膜成型的壳状牙科器械出现某些缺陷，可以对第一牙列的某些部位进行修改，比如填充倒凹，以免壳状牙科器械出现褶皱等缺陷。

在203中，获取代表第二牙列的第二数字模型，其中，第二牙列是第一牙列的对颌牙列。

可以参照201中的方法获取代表第二牙列的第二数字模型。

若第二牙列的牙齿无需矫正，第二数字模型所表示的三维模型可以是第二牙列的原始布局。

若第二牙列的牙齿需要矫正，第二数字模型所表示的三维模型可以是第一牙列佩戴壳状牙科器械时佩戴有相应矫治器的第二牙列的三维模型。

在205中，获取颌垫设置区域。

在一个实施例中，用户可以通过计算机的用户界面在第一数字模型所表示的三维模型上指定设置颌垫的区域，比如在该三维模型靠对颌的表面上划定设置颌垫的区域。

在207中，获取第一牙列和第二牙列打开指定程度时的位置关系。

在一个实施例中，只需要把第一牙列和第二牙列打开到足以解除阻碍的程度即可。

比如，对于图1A所示的内倾型乳牙反牙合病例，可以把上下颌打开到足够大，使得下颌前牙103a不阻碍上颌前牙101a的调整。

比如，对于图1B所示的前突型乳牙反牙合病例，可以把上下颌打开到足够大，使得上颌前牙101b与下颌前牙103b不阻碍对方的调整。

在209中，基于第一数字模型、第二数字模型、颌垫设置区域以及第一牙列和第二牙列打开指定程度时的位置关系，产生代表复合牙模的第三数字模型。

在一个实施例中，可以在计算机的用户界面上展示第一数字模型所表示的三维模型的颌面观，然后在第一数字模型所表示的三维模型上划定颌垫设置区域。比如，可以在第一数字模型所表示的三维模型从尖牙到磨牙之间的部分靠对颌的表面上指定设置颌垫的区域。

请参图3A，在一个实施例中，可以按打开指定程度时第一牙列和第二牙列之间的位置关系，把第一数字模型所表示的三维模型301和第二数字模型所表示的三维模型303进行定位。然后，使第一数字模型所表示的三维模型上的颌垫设置区域305沿指定方向A朝第二数字模型所表示的三维模型延伸一定距离，并且使得该延伸部的顶面的形状与第二数字模型所表示的三维模型的相应部分的形状凹凸匹配，获得第三数字模型。

在一些实施方式中，可以根据咬合的方向来确定颌垫延伸的方向。也可以由用户指定延伸方向。

在一些实施方式中，在确定颌垫延伸距离的时候可以考虑壳状牙科器械的厚度。

请再参图3B，示意性地展示了第三数字模型所表示的三维模型，即复合牙模307。在该实施例中，复合牙模307包括处于第一布局的第一牙列301以及在第一牙列的颌垫设置区域上形成的颌垫模型309。

在一些实施例中，可以对第三数字模型进行平滑处理，以消除其所表示的三维模型上比较尖锐的部分，以避免基于热压膜成型技术制作的壳状牙科器械产生缺陷。

在211中，利用第三数字模型控制设备制作用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械。

请参图4A，为本申请一个实施例中用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械的制作方法200的示意性子流程图。

在2111A中，利用第三数字模型控制设备制成复合牙模的正模型实体。在一些实施例中，可以利用第三数字模型控制光固化设备制成复合牙模的正模型实体。在又一些实施例中，可以利用第三数字模型控制数控机床制成复合牙模的正模型实体。在又一些实施例中，可以利用第三数字模型控制3D打印设备制成复合牙模的正模型实体。

在2113A中，以热压膜成型技术在复合牙模的正模型实体上热压膜形成用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械。

请参图5，示意性地展示了本申请一个实施例中用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械500。壳状牙科器械500包括容纳第一牙列301的空腔501，以及在尖牙至后牙的区域向对颌方向凸起形成颌垫503。其中，空腔501具有把第一牙列301从第一布局重新定位到第二布局的几何形状。其中，第一牙列301在第二布局下的前牙轴倾度与第一布局不同。其中，颌垫503靠对颌的表面505的形状与对颌牙齿的对应部分凹凸匹配。

请参图6，示意性地展示了壳状牙科器械500佩戴在第一牙列301上的情况。颌垫503将第一牙列301与第二牙列303打开指定的程度，使得第二牙列303的前牙不干扰第一牙列301的前牙的调整。颌垫503靠对颌的表面505的形状与第二牙列303相应的部分凹凸匹配，使得佩戴更为舒适。

请参图4B，为本申请一个实施例中用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械的制作方法200的示意性子流程图。

在2111B中，基于第三数字模型产生代表复合牙模的负模型的第四数字模型。

在一些实施例中，可以为该负模型设置一定厚度，比如0.2～2mm，作为壳状牙科器械的厚度。

在2113B中，以第四数字模型控制设备制成用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械。

在一些实施方式中，可以第四数字模型控制3D打印设备制作用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械。

在一些实施方式中，可以制作多个逐次的用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械，以将第一牙列301的前牙的轴倾度逐次地调整到位。

在一些实施方式中，在利用本申请的用于矫治牙合干扰的壳状牙科器械矫治第一牙列301的同时，可以采用不带颌垫的壳状牙科器械调整第二牙列303的牙齿布局。

对于上、下颌前牙均利用壳状牙科器械进行调整的病例，颌垫可以设置在用于矫正上颌牙列的壳状牙科器械上，也可以设置在用于矫正下颌牙列的壳状牙科器械上。

尽管在此公开了本申请的多个方面和实施例，但在本申请的启发下，本申请的其他方面和实施例对于本领域技术人员而言也是显而易见的。在此公开的各个方面和实施例仅用于说明目的，而非限制目的。本申请的保护范围和主旨仅通过后附的权利要求书来确定。

同样，各个图表可以示出所公开的方法和系统的示例性架构或其他配置，其有助于理解可包含在所公开的方法和系统中的特征和功能。要求保护的内容并不限于所示的示例性架构或配置，而所希望的特征可以用各种替代架构和配置来实现。除此之外，对于流程图、功能性描述和方法权利要求，这里所给出的方框顺序不应限于以同样的顺序实施以执行所述功能的各种实施例，除非在上下文中明确指出。

除非另外明确指出，本文中所使用的术语和短语及其变体均应解释为开放式的，而不是限制性的。在一些实例中，诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”这样的扩展性词汇和短语或者其他类似用语的出现不应理解为在可能没有这种扩展性用语的示例中意图或者需要表示缩窄的情况。