相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求享有于2015年九月24日提交的編號為62/232079的美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，該美國臨時專利申請的公開以其全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中。

本發(fā)明涉及用于在牙科器具中使用的正畸矯治器，并且具體地涉及用于與正畸托槽一起使用的襯墊、具有襯墊的正畸托槽、以及制造襯墊和正畸托槽的方法。

背景技術(shù)：

每年有上百萬美元花費到對齊牙齒和/或矯正咬合錯位。在正畸的領(lǐng)域中，矯正這樣的問題的技術(shù)包括將正畸矯治器附著到患者牙齒以強化或矯正所述患者牙齒相對于彼此和患者骨骼結(jié)構(gòu)的對齊。為此，正畸矯治器(諸如托槽)和頰面管等附著到牙齒表面以將矯正力從正畸弓絲或其它彈性裝置傳遞到牙齒。

在可用的正畸矯治器中，臨床醫(yī)師通常使用正畸托槽以矯正咬合錯位。通常的正畸托槽可以包括托槽體，弓絲槽配置在所述托槽體中以接收弓絲，所述正畸托槽還可以包括與托槽體成一體或緊固到托槽體用于將弓絲結(jié)扎到托槽的系翼或其它結(jié)扎結(jié)構(gòu)。這樣的托槽結(jié)構(gòu)通常配置有牙齒接合結(jié)構(gòu)，托槽利用所述牙齒接合結(jié)構(gòu)緊固到牙齒表面。

正畸矯治器通常利用粘接劑緊固到患者牙齒。粘接劑通常應(yīng)用到牙齒，其中正畸矯治器接下來按壓到粘接劑上。一旦固化，則粘接劑形成粘接劑與牙齒之間的化學(xué)和/或機械粘結(jié)部以及與托槽上的結(jié)構(gòu)的化學(xué)和/或機械粘結(jié)部。以類似方式，多個正畸托槽中的每個粘接到牙齒。托槽可以接下來通過弓絲耦連到一起以開始治療。

在這方面而言，托槽上的牙齒接合結(jié)構(gòu)通常包括襯墊，所述襯墊可以與托槽體成一體地形成或作為單獨片材形成并且接下來緊固到托槽體。襯墊可以限定粘結(jié)面并且可以包括特定特征以有助于形成到患者牙齒的粘接劑粘結(jié)部。

例如粘結(jié)面通常包括結(jié)構(gòu)元件，諸如網(wǎng)孔或其它質(zhì)地極度不平的結(jié)構(gòu)，所述其它質(zhì)地極度不平的結(jié)構(gòu)包括咬邊，凸起，或凹陷或這些特征的組合。粘接劑可以在將托槽附著到牙齒期間進入并且圍繞這些特征流動在。一旦粘接劑硬化或固化，則粘接劑提供襯墊與牙齒之間的機械或互連粘結(jié)部。這樣的粘結(jié)面可以成為“機械粘結(jié)基部”。

在使用中，正畸托槽受到通過弓絲施加在托槽上的力之外的各種力影響。更具體地，當物體(諸如食物)在咬合期間強行接觸正畸托槽時，力通過托槽直接地傳送到將托槽緊固到牙齒的粘接劑粘結(jié)部。當力超過粘結(jié)部的強度時，粘結(jié)部可能災(zāi)難性地失效，托槽可能從牙齒脫粘。通常是正常咀嚼產(chǎn)生將托槽從患者牙齒脫粘的力。

可觀比例的托槽在治療期間脫粘。某些研究示出脫粘率可能高達10％。在美國每年開始大致兩百萬次正畸治療，其中每個正畸治療通常每次使用二十個托槽，治療平均持續(xù)大約兩年，可以預(yù)料到每年會發(fā)生可觀數(shù)量的失效(大致四千萬次)。每個正畸醫(yī)師可以因此預(yù)料到平均每年處理大約四百次托槽脫粘。按照每次脫粘花費$75計算，每年損失的時間和金錢可以是大約$30000。因此，托槽脫粘是對于正畸醫(yī)師而言的巨大收入損失。

為了解決脫粘，已存在增加矯正器與牙齒之間的粘結(jié)部的強韌性的多種嘗試。例如已使用均勻尺寸顆粒以提供用于粘結(jié)到粘接劑的更大接觸表面以產(chǎn)生更好的粘結(jié)部。已開發(fā)出托槽的基部部分與牙齒上的附著點之間的線網(wǎng)孔。絲網(wǎng)具有多個開口，粘接劑穿過所述多個開口以允許粘接劑與網(wǎng)孔之間的更可靠的機械粘結(jié)部。另外一些結(jié)構(gòu)包括具有蝕刻表面的薄片或板，以及擴散粘結(jié)到蝕刻表面的網(wǎng)孔材料層。蝕刻表面提供次要粘結(jié)部互連，而網(wǎng)孔提供主要粘結(jié)部互連，由此增加附著到托槽的粘結(jié)襯墊與牙齒之間的粘結(jié)部的強度。

盡管現(xiàn)有技術(shù)的正畸矯治器具有改進的粘結(jié)，但這樣的改進并非沒有缺點。強化粘結(jié)部并且具有有害效果。利用托槽與牙齒之間的更強的粘結(jié)部，粘接劑界面可以顯著增強。托槽脫粘可能將釉質(zhì)的一部分從牙齒上撕下。作為結(jié)果，強粘結(jié)部可以使得臨床醫(yī)師難以在不損傷牙齒的情況下將托槽移除。撕下釉質(zhì)不僅引起患者疼痛，而且還需要進行既不方便又昂貴的修補。

因此，還存在開發(fā)設(shè)計成在脫粘期間消除牙釉質(zhì)損傷的正畸矯治器的嘗試。這包括用于正畸陶瓷托槽的柔性粘結(jié)襯墊或基部。利用這種襯墊或基部，臨床醫(yī)師應(yīng)用力(即，利用牙醫(yī)鉗)，所述力將襯墊扣上或彎曲并且破壞基部與粘接劑之間的粘結(jié)部。托槽的移除因此以基本上低于足以折斷托槽或撕下牙釉質(zhì)的力實現(xiàn)。

盡管已存在嘗試以解決托槽脫粘同時消除帶給患者牙齒損傷，但仍需要提供一種粘結(jié)襯墊，正畸托槽，或用于附著到牙齒的其它矯正器，其在正常咀嚼期間不脫粘但可以在不損傷患者牙齒的情況下有意地脫粘。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服此前已知在正畸治療中使用的正畸托槽的在前和其它不足和缺點。盡管本發(fā)明將會依照特定實施方式描述，但應(yīng)當理解的是，本發(fā)明不限于這些實施方式。與此相反，本發(fā)明包括如可以包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有替代例，改型和等同方案。依據(jù)本發(fā)明的原理，提供用于與正畸托槽一起使用的襯墊，所述襯墊包括有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)。有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)配置成接收用于將正畸托槽粘結(jié)到牙齒的粘接劑。

在一個實施方式中，有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)是圓片并且在將正畸托槽粘結(jié)到牙齒之前利用粘接劑浸漬。

在一個實施方式中，正畸托槽包括托槽體，有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)形成粘結(jié)部，所述粘結(jié)部耦連到托槽體并且限定粘結(jié)面。粘結(jié)面接收粘接劑。

在一個實施方式中，有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)限定在粘結(jié)部的整個厚度上基本上均勻地分布的有孔體積。

在一個實施方式中，有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)限定有孔體積，在所述有孔體積中，緊鄰?fù)胁垠w位置的孔隙的體積比例與緊鄰粘結(jié)面位置的孔隙的體積比例不同。

在一個實施方式中，襯墊還包括用于將粘結(jié)部附著到托槽體的附著部。附著部是基本上實心的。在一個實施方式中，附著部由與有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)的金屬不同的金屬制成。在一個實施方式中，附著部由與托槽體的金屬不同的金屬制成。

在一個實施方式中，托槽體和有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)成一體地形成。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在一個實施方式中，正畸托槽包括托槽體和襯墊，所述襯墊從托槽體延伸并且包括有孔超彈性金屬圓片。圓片在將正畸托槽粘結(jié)到牙齒之前利用粘接劑浸漬。

在一個實施方式中，托槽體和襯墊成一體地形成。

在一個實施方式中，有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)形成粘結(jié)部，所述粘結(jié)部耦連到托槽體并且限定配置成接收粘接劑的粘結(jié)面。

在一個實施方式中，襯墊還包括用于將粘結(jié)部附著到托槽體的附著部。附著部是基本上實心的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，制造用于正畸托槽的襯墊的方法包括制造用于放置在正畸托槽與牙齒之間的有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)。有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)配置成接收用于將有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)粘結(jié)到牙齒的粘接劑。

在一個實施方式中，正畸托槽包括托槽體，有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)形成粘結(jié)部。所述方法還包括制造用于耦連到本體部和托槽體的附著部。

在一個實施方式中，制造附著部包括通過噴涂熔融金屬或?qū)⒔饘倨狞c焊到粘結(jié)部的一側(cè)而將粘結(jié)部的一側(cè)上的孔隙閉合。

在一個實施方式中，制造有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)包括產(chǎn)生有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)中的孔隙的體積比例中的漸變，其中孔隙的最高體積比例在一個表面處。

在一個實施方式中，制造有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)包括將含鎳粉末和含鈦粉末混合，將混合物加壓以形成坯體，以及點燃坯體中的含鎳粉末與含鈦粉末之間的反應(yīng)。

在一個實施方式中，制造有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)包括將超彈性金屬的粉末和聚合物粘結(jié)劑的粉末混合，將混合物放置在聚合物前體泡沫中，以及將超彈性金屬顆粒燒結(jié)。

在一個實施方式中，制造有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)包括將超彈性金屬氣相沉積在預(yù)制碳骨架上。

在一個實施方式中，制造有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)包括將在冷卻時形成超彈性金屬的合成物熔化，將填充材料混合在熔化物中，將熔化的金屬和填料的混合物傾倒到模具中，將混合物冷卻，以及將填料移除。

附圖說明

被納入并構(gòu)成本說明書一部分的附圖示意出本發(fā)明的實施方式，該附圖與下面給出的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明的各個方面。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的牙科組件的立體圖。

圖2是圖1的牙科組件的橫截面圖。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)的示例性掃描電子顯微鏡(sem)顯微照片。

圖2b是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)的照片。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的牙科組件的立體圖。

圖4是牙科組件的一個實施方式的橫截面圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的牙科組件的立體圖。

圖6a和6b是本發(fā)明的一個實施方式的分別將牙科組件放置在牙齒上之前和之后的示意性橫截面圖。

圖7a，7b，7c，和7d是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的托槽的照片。

具體實施方式

總體上參照圖1-4并且具體地參照圖1，本發(fā)明的實施方式包括正畸矯治器，諸如用于附著到牙齒(未示出)的正畸托槽10。如圖所示，正畸托槽10包括托槽體12和襯墊14。托槽體12可以緊固到襯墊14或可以與襯墊14成一體地形成，如下文描述的那樣。襯墊14包括至少部分地由有孔結(jié)構(gòu)(例如有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu))制成的本體。孔隙打開并且從而連接到襯墊14的外表面。在這方面而言，當正畸托槽10利用粘接劑緊固到牙齒時，粘接劑可以穿透到孔中。一旦粘接劑固化，則托槽體12與牙齒之間的機械互連粘結(jié)部形成。托槽體12通過有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)與牙齒隔開。在這種配置中，正畸托槽10可以抵抗從患者牙齒的意外脫粘，因為襯墊14的超彈性金屬可以吸收與正常咀嚼相關(guān)的剪切力和震動以及在治療期間偶爾出現(xiàn)的其它不頻繁但更嚴重的沖擊。這些事件可以包括諸如來自運動事件的沖擊力或向托槽體12的其它事故沖擊。

如已知的那樣，超彈性金屬在受到閾值載荷影響時表現(xiàn)出大彈性變形(和復(fù)原)。裝置變形吸收能量。超彈性金屬層，盡管至少部分地有孔，也將會從沖擊和在正畸治療期間偶爾經(jīng)歷的其它力中吸收更多能量。在襯墊14中或周圍的能量吸收減小托槽體12上的力直接傳遞到牙齒(未示出)與托槽10之間的粘接劑粘結(jié)部的可能性。托槽10從而不太可能從牙齒上松脫。通過實施例的方式，niti可以充當減震器。更具體地，niti可以彈性地應(yīng)變約6至8％。從而，niti的襯墊可以在襯墊14與牙齒表面之間的粘結(jié)部通過外部力顯著施加應(yīng)力之間顯著變形。

此外，正畸托槽10與牙齒之間的粘結(jié)部的強度可以處于一范圍中，在所述范圍中，當臨床醫(yī)師在治療結(jié)束時有意地將正畸托槽10脫粘時，患者牙齒不受損傷。有利地，根據(jù)本發(fā)明牙科矯正器可以示出改進的粘結(jié)部強度。

為此以及其它方面并且參照示出自結(jié)扎式正畸托槽的圖1，正畸托槽10包括耦連到托槽體12可移動閉合構(gòu)件。在一個實施方式中，可移動閉合構(gòu)件可以包括與托槽體12可滑動地耦連的結(jié)扎滑動件16。托槽體12包括形成在其中的弓絲槽18，所述弓絲槽適于接收用于將矯正力應(yīng)用到牙齒的弓絲20(以虛線示出)。結(jié)扎滑動件16能夠在打開位置(圖1)與閉合位置(圖3)之間移動，在所述打開位置，弓絲20能夠插入到弓絲槽18中，在所述閉合位置，弓絲20維持在弓絲槽18內(nèi)。托槽體12和結(jié)扎滑動件16共同形成在矯正正畸治療中使用的正畸托槽10。此外，盡管可移動閉合構(gòu)件在本文中描述為結(jié)扎滑動件，但本發(fā)明不受限于此?？梢苿娱]合構(gòu)件可以包括能夠在打開位置與閉合位置之間移動的其它可移動結(jié)構(gòu)(例如閂鎖、彈簧夾、門等)。還應(yīng)當理解的是，本發(fā)明的實施方式不限于自結(jié)扎式正畸托槽。僅通過實施例的方式，正畸托槽，綁帶，頰面管，錨形件，帽形件或其它硬件可以附著到牙齒。正畸托槽可以包括在專利號為8585398的美國專利和公開號為2014/00272758的美國專利公開中描述的那些，所述美國專利和所述美國專利公開的內(nèi)容在此通過引用的方式以其整體結(jié)合在本文中。通過附加實施例的方式，雙系翼型正畸托槽(例如在圖7a-7d中示出)已知可以粘接地緊固到牙齒。

繼續(xù)參照圖1-3，弓絲槽18可以包括基部表面22以及從基部表面22向外凸伸的一對相對的槽表面24，26，所述基部表面和所述一對相對的槽表面共同限定沿近中-遠方向延伸的弓絲槽18。如已知的那樣，弓絲槽18可以設(shè)計成以任何適當方式接收正畸弓絲20。盡管未示出，但雙系翼型托槽還包括弓絲槽但依靠單獨結(jié)扎諸如彈性o形環(huán)或線以將弓絲緊固在弓絲槽內(nèi)。

除非另作說明，否則正畸托槽10在本文中描述為使用附著到下頜上的前牙的向唇表面的基準框架。因此，如在本文中使用的那樣，用于描述托槽10的諸如向唇、向舌、近中、遠、咬合、和牙齦的術(shù)語是相對于選定基準框架而言的。然而，本發(fā)明的實施方式不限于選定基準框架和描述性術(shù)語，因為正畸托槽10可以在其它牙齒上使用并且沿口腔內(nèi)的其它朝向。例如托槽10還可以耦連到牙齒的向舌表面并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域中的一般技術(shù)人員將會認識到的是，當基準框架變化時，在本文中使用的描述性術(shù)語不可以直接地應(yīng)用。盡管如此，本發(fā)明的實施方式旨在與口腔內(nèi)的位置和朝向無關(guān)，用于描述正畸托槽的實施方式的相對術(shù)語僅提供附圖中的實施方式的清晰描述。因此，相對術(shù)語向唇、向舌、近中、遠、咬合、和牙齦不以任何方式將本發(fā)明限制到具體的位置或朝向。

當安裝到承載在患者的下頜上的牙齒(未示出)的向唇表面時并且具體參照圖1，托槽體12具有向舌側(cè)28、咬合側(cè)30，牙齦側(cè)32、近中側(cè)34、遠側(cè)36、和向唇側(cè)38。托槽體12配置成通過適當?shù)恼z或粘接劑緊固到牙齒。

在圖1-3中示出的一個實施方式中，向舌側(cè)28配置有限定本體或粘結(jié)基部的襯墊14，所述本體或粘結(jié)基部配置成緊固到牙齒的表面。襯墊14可以作為單獨的部件或元件耦連到托槽體12，或替代地，襯墊14可以與托槽體12成一體地形成，每種情況均在下文中描述。此外，襯墊14可以特定地塑形以裝配在患者牙齒的表面上。在這方面而言，襯墊14可以在形狀和曲率方面定制并且可以因此具有與在圖1-3中示出的不同的多種配置。在這方面而言，應(yīng)當認識到的是，本發(fā)明的實施方式不限于襯墊14的任何具體形狀。

襯墊14具有粘結(jié)面40，所述粘結(jié)面可以輪廓設(shè)定以配合牙齒的表面并且可以限定外周面或邊緣42，所述外周面或邊緣限定粘結(jié)區(qū)域。如下文描述的那樣，在本發(fā)明的實施方式中，粘結(jié)面40的至少一部分通過粘結(jié)部44限定，所述粘結(jié)部包括有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)，所述有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)具有穿透到襯墊14中的打開孔。從而，當正畸托槽10粘接地緊固到牙齒時，粘接劑可以覆蓋粘結(jié)區(qū)域并且越過邊緣42延伸同時穿透到有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)的孔中。即粘接劑穿透到粘結(jié)部44中。一旦固化，則粘接劑提供正畸托槽10與牙齒之間的機械互連。

進一步在這方面而言，孔延伸到襯墊14中并且可以稱為顯現(xiàn)孔隙，在所述顯現(xiàn)孔隙中，孔向粘結(jié)面40打開，從而使得流體(諸如，粘接劑)可以穿透到孔中。顯現(xiàn)孔隙可以稱為打開孔隙。相比之下，本發(fā)明的實施方式可以排除閉合孔隙，在所述閉合孔隙中，孔相對于表面閉合或不連接到所述表面，盡管可以容許有限數(shù)量的閉合孔隙。有孔結(jié)構(gòu)可以包括超彈性金屬的實體體積，所述實體體積具有限定襯墊14中的打開體積的孔。應(yīng)當認識到的是，打開孔隙可以呈任何形式，但可以包括通過金屬區(qū)域彼此孤立的獨立的包。包可以不孤立而是可以互連以形成襯墊14內(nèi)的通道網(wǎng)絡(luò)?？紫犊梢允腔ミB的通道和孤立的孔或包的結(jié)合。

參照圖2和2a，在一個實施方式中，襯墊14包括有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)48，所述有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)具有超彈性金屬的實體體積52。如圖所示，有孔結(jié)構(gòu)48包括超彈性金屬的三維框架(即，實體體積52)，所述三維框架限定有孔體積50。如在圖2a和2b中最佳示出的那樣，有孔體積50各個孔向粘結(jié)面40打開并且從而能夠接收流體(諸如粘接劑)。實體體積52可以隨機地構(gòu)造并且從而與圖案化機械加工的網(wǎng)孔或模壓的網(wǎng)格不同。實體體積52到有孔體積50的特性可以改變。

在一個實施方式中，有孔體積50比例可以在整個襯墊14中恒定。在這方面而言，粘結(jié)部44可以包括在襯墊14的整個厚度上的實體體積52相對于有孔體積50的均勻分布率。其它分布和比率也是可能的。例如有孔體積50可以分布在整個有孔結(jié)構(gòu)48中不均勻分布。在一個特定實施例中，有孔體積50可以在緊鄰粘結(jié)面40的區(qū)域處最高并且可以接下來沿朝向托槽體12的方向減小。在另一個實施例中，粘結(jié)部44可以包括一個以上的材料層。實心超彈性金屬層可以耦連到超彈性金屬的有孔層。以這種方式，粘結(jié)部44包括粘結(jié)到一起的兩個金屬離散層。在這個實施方式中，可以存在實心金屬與有孔金屬之間的邊界。這種雙層本體可以接下來利用限定粘結(jié)面40的有孔層耦連到托槽體12。

替代兩個離散層的是，在一個實施方式中并且參照圖2，有孔體積50粘結(jié)部44的整個厚度上持續(xù)改變。有孔結(jié)構(gòu)48的有孔體積50與實體體積52的比例可以從鄰近于托槽體12的向舌側(cè)28處的接近100％實心(無孔隙)改變到鄰近于粘結(jié)面40處的小于100％實心(有孔體積的平衡)。這種分布可以是實體體積52中的漸變的結(jié)果，所述漸變以處于或靠近托槽體12的向舌側(cè)28處的100％實心開始并且變化到在粘結(jié)面40處的更大部分的有孔體積50。這可以包括這樣的分布，在所述分布中，孔隙的最大體積比例處于或靠近粘結(jié)面40，其中孔隙的體積比例在粘結(jié)部44中最遠離粘結(jié)面40的距離處減小。漸變可以與粘結(jié)部44的厚度呈線性關(guān)系或是粘結(jié)部44的厚度的非線性函數(shù)?？紫吨械臐u變可以在例如襯墊14粘結(jié)到托槽體12時是有利的。在這方面而言，襯墊14的粘結(jié)部44的較少有孔表面可以改進托槽體12與襯墊14之間的界面的機械完整性?？紫吨械臐u變在圖2中最佳示出。

用于襯墊14的包括孔隙的示例性微觀結(jié)構(gòu)在圖2a和2b中示出。通過實施例的方式，孔隙可以模仿在牙齒釉質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的自然孔隙。釉質(zhì)中的孔通?？梢酝ㄟ^直徑大約4μm至大約8μm的棒限定并且通常垂直于底層牙本質(zhì)朝向。棒鞘可以圍繞每個棒并且與棒間釉質(zhì)一起可以限定在釉質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的自然孔隙。在這方面而言，有孔超彈性金屬結(jié)構(gòu)可以具有類似的棒和孔結(jié)構(gòu)的特征并且具有與釉質(zhì)中的自然孔隙類似的朝向并且延伸到類似的深度。

在示例性實施方式中，有孔體積50的各個孔可以具有與牙釉質(zhì)的孔類似的孔直徑。通過實施例的方式而非限制，孔直徑可以是大約5μm。此外，有孔體積50從粘結(jié)面40開始的深度可以改變。在一個實施方式中，有孔體積50可以延伸到幾十微米的深度，最高到達大約250μm深度。就在釉質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的孔隙與在超彈性金屬襯墊中形成的孔隙之間的類似之處而言，可以相信的是，利用適當粘接劑的粘結(jié)強度將會是大約40兆帕。

此外，有孔體積50的各個孔通?？梢员舜藢省Ｔ谑纠詫嵤┓绞街?，孔通?？梢耘c牙齒表面成直角。在一個實施方式中，孔通?？梢猿?5°角對準牙齒表面。微觀結(jié)構(gòu)中的這種各向異性可以產(chǎn)生沿不同方向的不同程度的性能(例如彈性模量)以解決脫粘力。

如在上文中描述的那樣，襯墊14至少部分地由超彈性金屬制成。僅通過實施例的方式而非限制，超彈性金屬可以是鎳鈦(niti)合金，銅鋁錳(cualmn)合金，銅鋁鈹(cualbe)合金，或銅鋁鎳(cualni)合金等。如下文描述的那樣，超彈性金屬可以制造成具有各向異性，具體是就孔隙的分布而言。

在一個實施方式中，并且參照圖1，整個襯墊14可以是有孔的并且從而充當粘結(jié)部44。在這個實施方式中，襯墊14直接耦連到托槽體12。襯墊14可以諸如通過焊接或利用粘接劑而緊固到托槽體12。

作為一個替代，并且參照圖3，在一個實施方式中，襯墊14可以包括附著部46的耦連到粘結(jié)部44的組件。類似于在圖1中示出的實施方式，粘結(jié)部44限定用于利用粘接劑將正畸托槽10粘結(jié)到牙齒的粘結(jié)面40。附著部46可以有助于粘結(jié)部44附著到托槽體12。在不受理論束縛的情況下，異種金屬的結(jié)合有時能夠出現(xiàn)問題。因此，將非超彈性金屬托槽體(例如由不銹鋼制成)粘結(jié)到超彈性金屬可以通過由不同金屬制成的附著部46協(xié)助。為此，附著部46定位在托槽體12與粘結(jié)部44之間。以這種方式，附著部46可以是與粘結(jié)部44不同的金屬層，盡管所述金屬層可以形成襯墊14的一部分，如圖所示。繼續(xù)參照圖3，在一個實施方式中，粘結(jié)部44可以是超彈性金屬網(wǎng)孔。附著部46可以是實心超彈性金屬或不同金屬以有助于粘結(jié)部44附著到托槽體12。

在一個實施方式中，并且參照圖4，托槽體12和襯墊14可以成一體地形成。即本體12和襯墊14由具有粘結(jié)面40處的打開孔隙(即，孔隙體積)的單一超彈性金屬件形成，類似于在上文中描述并且在圖1和3中示出的實施方式。

在一個實施方式中，襯墊14可以使用自蔓延高溫合成工藝制造，也被稱為燃燒合成。這種工藝利用高反應(yīng)溫度(例如1200℃)和短處理時間(例如數(shù)秒或數(shù)分)導(dǎo)致期望化學(xué)計量的均質(zhì)合金。在形成超彈性金屬的示例性實施方式中，鎳和鈦的精細且高純度的粉末(用于超彈性niti)可以在預(yù)熱溫度(例如300℃至400℃)和壓力(例如高達200兆帕)下在惰性氣體中混合以形成生(即，未燒結(jié)或未反應(yīng))坯。生坯可以接下來通過點燃自蔓延燃燒反應(yīng)而燒結(jié)以形成實體。可以選擇指定最大預(yù)熱溫度以啟動這種反應(yīng)，所述反應(yīng)是大量放熱的。

通過這種工藝，生坯在一端處點燃。反應(yīng)直接進行到另一端以形成實體。通過實施例的方式，用于niti的反應(yīng)化學(xué)式可以通過公式1示出：

ni+ti→niti+67kj/mol

這種反應(yīng)可以通過例如鹽或反應(yīng)化學(xué)計量而控制并且可以導(dǎo)致具有期望形狀(諸如襯墊14或替代地托槽體12的形狀)的有孔超彈性金屬。襯墊14可以包括大約45％至大約65％的具有互連孔隙的超彈性金屬的實體體積。孔隙的百分比可以取決于包括壓實壓力和顆粒尺寸分布的因素，僅舉這幾個例子?？紫犊梢猿使铝蛐纬赏ǖ赖幕ミB包的形式。包或通道可以具有測量出多達0.5mm的橫截面尺寸。

在替代實施方式中，有孔超彈性金屬可以使用熱等靜壓制造。在這種工藝中，例如ni和ti的元素粉末可以在熔化溫度或接近熔化溫度(例如大約1310℃)下加壓，這驅(qū)動反應(yīng)和合金的固態(tài)化?？諝庥捎谠诜磻?yīng)中使用的高溫和壓力的結(jié)合而受到控制。壓力決定襯墊中的孔隙的程度。如涉及燃燒合成的實施方式所述，這種反應(yīng)可以受到控制，從而使得產(chǎn)生的有孔niti本體具有期望形狀。

在替代實施方式中，超彈性粉末可以使用放電等離子燒結(jié)而熔合并且塑形成有孔體。這種工藝依靠壓縮和電能以將金屬顆粒燒結(jié)成實心體。在這方面而言，脈沖電流通過模具(例如由石墨制成)誘導(dǎo)以加熱并且驅(qū)動顆粒之間的縮頸(即，燒結(jié))?？紫兜臄?shù)量和類型可以通過溫度和壓力而控制。在這方面而言，較低的溫度和壓力可以導(dǎo)致增加的孔隙。

在其它示例性實施方式中，可以使用“燒盡”工藝以將超彈性金屬粉末燒結(jié)成具有期望形狀的有孔體。例如niti粉末和聚合物粘結(jié)劑的混合物可以傾倒到聚合物前體泡沫中。這種加載的泡沫可以接下來加熱以將粘結(jié)劑和泡沫蒸氣化并且開始將niti粉末燒結(jié)?？紫锻ǔ？梢酝ㄟ^前體泡沫的特性而控制。在示例性實施方式中，聚合物前體泡沫可以塑形由形成襯墊14中的孔隙漸變(在上文中已描述)。

制造有孔超彈性金屬的其它方法包括各種沉積技術(shù)。在一個實施方式中，例如有孔niti本體可以通過將niti經(jīng)由化學(xué)氣相沉積(cvd)或化學(xué)氣相滲透(cvi)沉積在預(yù)制碳骨架上而制造。碳骨架不形成有孔體的一部分。替代地，將所述碳骨架機械地或化學(xué)地移除以留下沉積的niti本體。在示例性實施方式中，niti蒸氣可以沉積在預(yù)制碳骨架上，所述預(yù)制碳骨架塑形以形成孔隙中的漸變。

其它技術(shù)可以包括傳統(tǒng)鑄造技術(shù)涉及將超彈性金屬的熔化物傾倒在模具中的鹽上，所述鹽隨后被化學(xué)地分解，或通過將氣體引入傾倒的熔化物以形成孔隙。在這些示例性實施方式中，孔隙可以基于引入的氣體或鹽的量而控制。

在一個實施方式中，襯墊14可以在其厚度上具有均勻孔隙?？梢允褂煤罄m(xù)熱噴涂工藝以通過在一個表面上將打開的孔封蓋而形成孔隙中的漸變。例如有孔體可以利用另一種金屬(例如316不銹鋼)等離子噴涂在一側(cè)上。熔融或液體金屬液滴填充在有孔體積50的一部分中或封蓋有孔體積的一部分。在一個表面上封蓋或填充在孔中可以通過在一個表面上減小或消除孔隙而形成襯墊14中的有孔體積50中的漸變。液滴的穿透程度決定有孔體積50中的漸變并且可以導(dǎo)致超彈性金屬和噴涂金屬在一個表面處的實心混合物。通過實施例的方式，等離子噴涂可以導(dǎo)致襯墊14的完全密封(例如實心)側(cè)。具有可變孔隙程度的一個以上的超彈性金屬層可以粘結(jié)到一起以建立粘結(jié)部44中的孔隙的漸變。應(yīng)當意識到的是，可以存在其它方法以形成有孔襯墊中的漸變。作為替代，金屬片材可以點焊到粘結(jié)部44的一側(cè)以提供平臺，粘結(jié)部44通過所述平臺附著到托槽體12。

一旦如本文描述的那樣制造出來，則襯墊14可以接下來附著到托槽體12，如圖1所示。這可以例如通過將襯墊14激光粘結(jié)到托槽體12或通過另一種金屬結(jié)合或焊接工藝而實現(xiàn)。

參照圖5，在一個實施方式中，臨床醫(yī)師可以將粘接劑56添加到襯墊14或襯墊14可以預(yù)填充有粘接劑56并且打包為現(xiàn)成使用套件。在一個實施方式中，粘結(jié)部44可以利用孔隙的目標體積設(shè)計。粘接劑的針對性體積可以注射到孔隙的所述體積中。這可以在具有預(yù)加載粘接劑的托槽10打包用于分發(fā)的情況下在生產(chǎn)設(shè)施中發(fā)生。粘接劑56可以是通過有孔結(jié)構(gòu)48部分地或全部地吸收的非聚合正畸粘接劑。這種打包的正畸托槽可以作為打包產(chǎn)品提供，以便臨床醫(yī)師在粘結(jié)時利用，并且因此可以消除在將托槽10粘接到牙齒之前手動涂敷大量粘接劑的繁瑣中間步驟。有利地，打包產(chǎn)品在辦公室中節(jié)省大量時間并且允許在整個齒列中的更好的粘結(jié)一致性。

無論粘接劑56是由臨床醫(yī)師手動地添加還是在打包之前注射到有孔結(jié)構(gòu)48中，粘接劑56的量都可以足以實質(zhì)上填充襯墊14的所有有孔體積50或有孔體積的一部分。超彈性金屬可以是親水的并且從而有利地提升粘接劑56到粘結(jié)部44的有孔體積50中的穿透性。粘接劑56可以是可光聚合的或在本領(lǐng)域中已知的另一種可聚合的化合物。

在這方面而言，合成物包含光引發(fā)劑，所述光引發(fā)劑在利用光化輻射進行照射時開始合成物的聚合(或硬化)。這樣的可光聚合合成物可以是可自由基聚合或可陽離子聚合的。能夠在本文中公開的合成物中使用的適當?shù)目晒饩酆铣煞职?，例如環(huán)氧樹脂(包含陽離子活性環(huán)氧基團)，乙烯基醚樹脂(包含陽離子活性乙烯基醚基團)，烯類不飽和化合物(包含自由基活性不飽和基團，例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)，以及其組合。還適當?shù)氖窃趩我换衔镏屑劝栯x子活性官能團又包含自由基活性官能團的可聚合材料。實施例包括環(huán)氧官能丙烯酸酯，環(huán)氧官能甲基丙烯酸酯，以及其組合。

在一個實施方式中，有孔結(jié)構(gòu)48充當海綿以將預(yù)加載粘接劑保持在針對性的位置。在安裝期間，臨床醫(yī)師可以將托槽10抵靠牙齒按壓。襯墊14上的這種輕微手動壓力可以引起有孔結(jié)構(gòu)48彈性地壓縮。在所述壓縮期間，有孔結(jié)構(gòu)48的厚度減小。這可以暫時地減小有孔體積50并且引起粘接劑56從粘結(jié)部44中擠出。粘接劑56可以以受控方式從襯墊14向外延伸，如圖5所示。當壓力釋放時，有孔結(jié)構(gòu)48可以彈性地復(fù)原其原始尺寸的至少一部分，在所述復(fù)原期間，任何多余的粘接劑56可以重新吸收。這可以將對于粘結(jié)后清潔的需求最小化。一旦擠出，則粘接劑56可以通過標準方法(例如光引發(fā))聚合。

在一個實施方式中，并且參照圖6a和6b，厚度和孔隙受控的超彈性金屬(例如niti)的有孔圓片60可以嵌入到定位在襯墊14上的粘接劑56中。圓片60可以包括類似于在上文中描述的有孔結(jié)構(gòu)48。粘接劑56可以在制造商的設(shè)施處預(yù)加載而非由臨床醫(yī)師手動地分配，并且可以填充有孔體積50。參照圖6a，有孔圓片60可以充當預(yù)加載粘接劑56中的結(jié)構(gòu)性或功能性元件。圓片60可以維持粘接劑56在聚合之前與襯墊接觸。如圖所示，粘接劑56可以包封有孔圓片60。粘接劑56可以將有孔圓片60潤濕并且從而不太可能在安裝之前脫離襯墊14。有孔圓片60可以在運輸期間和在聚合之前將低粘性粘接劑在襯墊14上保持在位。在安裝期間，有孔圓片60可以有助于粘接劑56在托槽10與牙齒t之間的均勻噴涂。

現(xiàn)在參照圖6b，一旦聚合，則有孔圓片60可以結(jié)構(gòu)性加強粘接劑56。結(jié)構(gòu)性加強可以附加于粘接劑56或圓片60中的任何填料并且可以替代在常規(guī)粘接劑中發(fā)現(xiàn)的填料。一旦粘接劑聚合，則圓片60可以在處理期間結(jié)構(gòu)性支撐固化的粘接劑。有孔圓片60可以在厚度方面從大約50μm到大約500μm。

繼續(xù)參照圖5和6b，一旦安裝在牙齒上的期望位置，則粘接劑56可以接下來硬化，以使得托槽體12粘結(jié)到牙齒。固化可以通過可見光照射或本領(lǐng)域中已知的其它方法而實現(xiàn)。當粘接劑固化時，其“扎根”在襯墊14中。應(yīng)當認識到的是，粘結(jié)部44與粘接劑56之間的緊密接觸通過二者之間(即通過實體體積52提供的相對較大表面區(qū)域與粘接劑56之間)的大接觸面區(qū)域而推動。具有多個互連粘結(jié)處迫使脫粘的失效機制破壞每個獨立粘結(jié)處。可以相信的是，粘接劑粘結(jié)內(nèi)的牙齒與襯墊14之間的裂紋傳播可以由于在遇到多個互連粘結(jié)處時需要額外能量以形成新裂紋而減弱。

在本發(fā)明的另一方面中，襯墊14可以充當生物貯槽。在這方面而言，有孔體積50的至少一部分可以容置旨在改進托槽體12到牙齒的粘結(jié)質(zhì)量的添加劑。在示例性實施方式中，抗菌，抗染色(化妝品)，漂白，和/或再礦化劑可以結(jié)合到牙科密封劑或樹脂中。襯墊14可以接下來通過利用密封劑(未示出)填充有孔體積50的至少一部分而浸漬。生物活性劑可以以有效速率緩慢釋放到鄰近于牙齒表面的區(qū)域。生物活性劑在襯墊14內(nèi)的位置可以基于鄰近于牙齒的最危險的一個或多個區(qū)域(即，在衛(wèi)生方面受到阻礙的區(qū)域)而選擇。

為了有助于更完整地理解本發(fā)明的實施方式，提供以下非限制性實施例。

實施例1

有孔niti基部粘結(jié)到ormcomini-twintm托槽。組裝好的托槽和襯墊在圖7a和7b中示出。襯墊的粘結(jié)面在圖7b中最清晰地示出。托槽是不銹鋼的(即，ss17-4)。來自porosteon的有孔niti襯墊是大體上矩形的塊或片材并且包括經(jīng)由等離子噴涂系統(tǒng)噴涂的316ss層。個體襯墊由片材機械加工(即，經(jīng)由edm)而成。有孔niti襯墊在1950°f下黃金釬焊到托槽體，具體是黃金釬焊到316ss層。

包括有孔niti襯墊的托槽利用牙齒與襯墊之間的標準ormco粘接劑粘接到牙釉質(zhì)。粘結(jié)到牙齒的托槽在圖7c和7d中示出。有孔niti基部使用標準臨床手術(shù)良好地粘結(jié)到釉質(zhì)。在剪切粘結(jié)測試中，托槽在大約5kgf下從牙釉質(zhì)脫粘。脫粘發(fā)生在釉質(zhì)與襯墊之間而非在襯墊與托槽之間。得出的結(jié)論是，有孔niti襯墊與牙釉質(zhì)之間的粘結(jié)是成功的并且證明了正畸的實用性。

盡管已通過描述各種優(yōu)選實施方式展示本發(fā)明，并且盡管已經(jīng)比較詳細地描述這些實施方式，但發(fā)明者的目的并非在于將隨附權(quán)利要求的范圍約束或以任何方式限制在這種細節(jié)中。從而，其他優(yōu)點和改型對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員而言是顯而易見的。本發(fā)明的各種特征可根據(jù)使用者的需要和偏好而單獨或以任何組合方式使用。