本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年11月16日、申請(qǐng)?zhí)枮?01280065329.5(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)杙ct/us2012/065469)、發(fā)明名稱(chēng)為“根管器械及其制造方法”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明針對(duì)一種處理牙科器械的方法，特別涉及一種用于根管成型和清潔的旋轉(zhuǎn)式銼。

背景技術(shù)：

根管器械(包括銼和擴(kuò)孔鉆)用于清潔和成型受感染的牙齒的根管。牙科醫(yī)師手動(dòng)或在安裝有根管器械的手持件的幫助下可使根管器械在根管內(nèi)處于旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)模式中。根管器械一般按順序使用(取決于不同的根管手術(shù)技術(shù))，以便實(shí)現(xiàn)所需的清潔和成型效果。根管器械在用于根管的清潔和成型過(guò)程中會(huì)經(jīng)受相當(dāng)大的周期性彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。由于根管的復(fù)雜曲率，在根管實(shí)踐中可能會(huì)遇到根管壁上的階梯、移位、穿孔或器械分離等各種意想不到的程序事件。

當(dāng)前，由形狀記憶合金(sma)制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械已顯示了比不銹鋼器械更好的整體性能。然而，并沒(méi)有大幅減少上面提到的意想不到的程序事件的發(fā)生。因此，亟需新的在整體性能方面尤其是在由循環(huán)疲勞和扭轉(zhuǎn)過(guò)載所造成的柔性和抗斷裂性方面改進(jìn)了的根管器械。

美國(guó)專(zhuān)利4,889,487討論了一種用于擴(kuò)大和成型根管的根管銼，所述根管銼具有一個(gè)或多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的、弓狀彎曲部。由于并非所有根管的幾何結(jié)構(gòu)都一樣，所以傳統(tǒng)的錐形銼通常制成圓形橫截面，從而限制了將根管的牙本質(zhì)和軟組織從移除到一個(gè)尺寸基本上與傳統(tǒng)銼的圓形橫截面相對(duì)應(yīng)的根管開(kāi)口。該專(zhuān)利討論了將其間的銼卷到?jīng)_壓件而使銼成型為所需的彎曲部半徑。對(duì)銼進(jìn)行卷曲所存在的問(wèn)題在于，用于卷曲的工具可能會(huì)潛在地?fù)p壞銼槽，從而降低切削效率。對(duì)銼進(jìn)行卷曲的另一個(gè)問(wèn)題在于，其固有地弱化了在被卷區(qū)域中的銼的能力，從而使銼更容易折斷在根管中。美國(guó)專(zhuān)利no.7,713,059討論了一種用于清潔和/或成型和/或擴(kuò)寬用于根管的通道的器械。該設(shè)計(jì)具有由該器械圍起來(lái)的內(nèi)部容積，其外輪廓可在工作時(shí)由于施加在其上力而改變。

與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式銼相比，本發(fā)明的一個(gè)可能優(yōu)勢(shì)在于形成非超彈性銼的方法。與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式銼相比，本發(fā)明的另一個(gè)可能優(yōu)勢(shì)在于形成非線性銼(例如，非超彈性非線性銼)的方法，該非線性銼通過(guò)在根管成型時(shí)膨脹或收縮能夠改變形狀和幾何結(jié)構(gòu)。同樣，通過(guò)在利用固定裝置使形狀記憶合金(例如，鎳鈦)定形的過(guò)程中使旋轉(zhuǎn)式銼成型，可防止槽遭到損壞，并在整個(gè)根管制備過(guò)程中保持幾何結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明力圖通過(guò)提供一種改進(jìn)的根管器械制造工藝來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的根管器械。一方面，本發(fā)明提供了一種非線性超彈性銼的制造方法，其包括以下步驟：提供具有軸和銼軸線的超彈性銼；提供包括銼槽的固定裝置，所述銼槽由一個(gè)或多個(gè)位移件限定，所述銼槽配置為用于接收所述軸；沿所述銼槽將所述軸的至少一部分插入所述固定裝置中，所述軸的該部分包括所述軸的第一部分；使所述軸的第一部分與所述一個(gè)或多個(gè)位移件中的第一位移件相接觸使得所述軸的第一部分從所述銼軸線偏移，從而形成所述軸的第一偏置部分；以及在將所述軸的該部分插入所述固定裝置中的同時(shí)將所述軸的該部分加熱到至少約300℃的溫度持續(xù)至少約一分鐘的一段時(shí)間以對(duì)所述軸的該部分定形，從而形成定形的非線性銼。

另一方面，本發(fā)明構(gòu)思了一種非線性超彈性銼的制造方法，其包括以下步驟：提供具有軸和銼軸線的超彈性銼；提供包括內(nèi)部件和蓋件的固定裝置，所述內(nèi)部件和所述蓋件中的至少一個(gè)具有由一個(gè)或多個(gè)位移件限定的銼槽，所述銼槽配置為用于接收所述軸，所述銼槽的至少一部分以螺旋狀的方式沿預(yù)定非線性銼路徑延伸；沿所述銼槽將所述軸的至少一部分插入所述固定裝置中，所述軸的該部分包括所述軸的第一部分；使所述軸的第一部分與所述一個(gè)或多個(gè)位移件中的第一位移件接觸以使所述軸的第一部分從所述銼軸線移位，從而形成所述軸的第一偏置部分，所述軸的第一偏置部分與所述銼軸線限定了第一平面；使所述軸的該部分的第二部分與所述一個(gè)或多個(gè)位移件中的第二位移件接觸以使所述軸的第二部分從所述銼軸線移位，從而形成所述軸的第二偏置部分，所述軸的第二偏置部分限定了不同于所述第一平面的第二平面；以及將所述軸的該部分加熱到至少約300℃的溫度持續(xù)至少約5分鐘的一段時(shí)間以對(duì)所述軸的該部分進(jìn)行定形，從而形成定形的非線性銼。

另一方面，本發(fā)明構(gòu)思了一種非線性銼，其包括銼軸線以及具有近端和尖端的軸，在所述近端和所述尖端之間具有工作部分；所述軸具有包括第一偏置部分的至少一個(gè)偏置部分，所述第一偏置部分從所述銼軸線移位使得所述第一偏置部分與所述銼軸線限定出第一平面。

另一方面，本發(fā)明構(gòu)思了一種非線性銼，其包括銼軸線以及具有近端和尖端的軸，在所述近端和所述尖端之間具有工作部分；所述軸具有至少一個(gè)偏置部分，所述至少一個(gè)偏置部分包括第一偏置部分和第二偏置部分，所述第一偏置部分和所述第二偏置部分均從所述銼軸線移位使得所述軸的所述第一偏置部分與所述銼軸線限定出第一平面，所述第二偏置部分限定出不同于第一平面的第二平面。

另一方面，本發(fā)明構(gòu)思了一種清潔和成型牙齒根管的方法，所述牙齒包括牙髓腔和大致圍繞所述牙髓腔的牙本質(zhì)層，所述根管具有鄰近所述牙髓腔的近端部分并逐漸變細(xì)至牙齒附近的尖端部分，牙本質(zhì)/牙髓界面大致限定出了根管壁，所述方法包括以下步驟：將根據(jù)定形的非線性銼插入所述根管中，其中所述定形的非線性銼包括銼軸線以及具有近端和尖端的軸，在所述近端和所述尖端之間具有工作部分，所述軸具有包括第一偏置部分的至少一個(gè)偏置部分，所述第一偏置部分從所述銼軸線移位使得所述第一偏置部分與所述銼軸線限定出第一平面；使所述非線性銼在所述根管內(nèi)旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)的任意組合，并在軸向上前進(jìn)；使連續(xù)偏置部分的第一偏置部分與所述根管壁接觸使得所述第一偏置部分收縮以使所述牙本質(zhì)層的移除最小化，從而擴(kuò)展連續(xù)偏置部分的第二部分，以增加與剩余牙髓腔的表面接觸以便將其移除。

另一方面，本發(fā)明構(gòu)思了一種清潔和成型牙齒根管的方法，所述牙齒包括牙髓腔和大致圍繞所述牙髓腔的牙本質(zhì)層，所述根管具有鄰近所述牙髓腔的近端部分并逐漸變細(xì)至牙齒附近的尖端部分，牙本質(zhì)/牙髓界面大致限定出了根管壁，所述方法包括以下步驟：將定形的非線性銼插入所述根管中；其中所述非線性銼包括銼軸線以及具有近端和尖端的軸，在所述近端和所述尖端之間具有工作部分；所述軸具有至少一個(gè)偏置部分，所述至少一個(gè)偏置部分包括第一偏置部分和第二偏置部分，所述第一偏置部分和所述第二偏置部分均從所述銼軸線移位使得所述軸的所述第一偏置部分與所述銼軸線限定出第一平面，所述第二偏置部分限定出不同于第一平面的第二平面使所述非線性銼在所述根管內(nèi)旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)的任意組合，并在軸向上前進(jìn)；使連續(xù)偏置部分的第一偏置部分與所述根管壁接觸使得所述第一偏置部分收縮以使所述牙本質(zhì)層的移除最小化，從而擴(kuò)展連續(xù)偏置部分的第二部分，以增加與剩余牙髓腔的表面接觸以便將其移除。

另一方面，本發(fā)明構(gòu)思了一種非超彈性銼的制造方法，其包括以下步驟：提供具有奧氏體完成溫度的超彈性銼；以及將所述超彈性銼的至少一部分加熱到大約300℃至大約600℃的溫度持續(xù)大約5分鐘至大約120分鐘的一段時(shí)間以改變奧氏體完成溫度，從而形成非超彈性銼；其中，所述非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大約20℃至大約40℃。

在又一方面，本發(fā)明的任一方面的特征還可在于以下特征中的一個(gè)或任意組合：其中，在加熱步驟中，將所述軸的該部分加熱到從大約300℃至大約650℃持續(xù)從大約1分鐘至大約45分鐘的一段時(shí)間以對(duì)所述軸的該部分定形，從而形成定形的非線性銼；其中，在加熱步驟中，將所述軸的該部分加熱到從大約350℃至大約600℃持續(xù)從大約3分鐘至大約30分鐘的一段時(shí)間以對(duì)所述軸的該部分定形，從而形成定形的非線性銼；其中，在加熱步驟中，將所述軸的該部分加熱到從大約450℃至大約550℃持續(xù)從大約5分鐘至大約20分鐘的一段時(shí)間以對(duì)所述軸的該部分定形，從而形成定形的非線性銼；冷卻所述軸的該部分以形成定形的非線性銼，并且將被冷卻的定形的非線性銼的至少一部分加熱到從大約300℃至大約600℃的溫度持續(xù)大約20分鐘至大約120分鐘的一段時(shí)間以改變奧氏體完成溫度，從而形成定形的非超彈性的非線性銼，其中，定形的非超彈性的非線性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大約20℃至大約40℃；所述方法的步驟還包括：冷卻所述軸的該部分以形成定形的非線性銼，并且將被冷卻的定形的非線性銼的至少一部分加熱到從大約400℃至大約500℃的溫度持續(xù)大約40分鐘至大約70分鐘的一段時(shí)間以改變奧氏體完成溫度，從而形成定形的非超彈性的非線性銼，其中，定形的非超彈性的非線性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大約20℃至大約40℃；所述方法還包括以下步驟：使所述軸的第二部分與所述一個(gè)或多個(gè)位移件中的第二位移件相接觸，從而使得所述軸的第二部分從所述銼軸線偏移，從而形成所述軸的第二偏置部分，其中，所述軸的第一偏置部分與所述銼軸線限定了第一平面，所述第二偏置部分限定出不同于所述第一平面的第二平面；其中，所述一個(gè)或多個(gè)位移件還包括第二位移件，所述銼槽還由一對(duì)導(dǎo)向件限定，該對(duì)導(dǎo)向件用于接收所述軸的位于該對(duì)導(dǎo)向件之間的導(dǎo)向部分，該對(duì)導(dǎo)向件配置為用于在所述第一位移件使所述軸的第一部分遠(yuǎn)離所述銼軸線移位且所述第二位移件使所述軸的一部分朝向所述銼軸線移位時(shí)保持所述軸的所述導(dǎo)向部分不從所述銼軸線移位；其中，限定了所述銼槽的所述第一位移件、所述第二位移件以及該對(duì)導(dǎo)向件形成了具有預(yù)定曲線的非線性銼路徑，所述具有預(yù)定曲線的非線性銼路徑將所述軸的該部分定向成大致呈c形的型面；其中，所述一個(gè)或多個(gè)位移件還包括第二位移件和第三位移件，所述銼槽還由一對(duì)導(dǎo)向件限定，該對(duì)導(dǎo)向件用于接收所述軸的位于該對(duì)導(dǎo)向件之間的導(dǎo)向部分，該對(duì)導(dǎo)向件配置為用于在所述第一位移件使所述軸的第一部分遠(yuǎn)離所述銼軸線移位、所述第二位移件使所述軸的第二部分遠(yuǎn)離所述第一位移件并返回穿過(guò)所述銼軸線地移位、并且所述第三位移件使所述軸的第三部分從所述第二位移件移位并朝所述銼軸線移位時(shí)，保持所述軸的導(dǎo)向部分不從所述銼軸線移位；其中，限定了所述銼槽的所述第一位移件、所述第二位移件、第三位移件以及該對(duì)導(dǎo)向件形成具有至少兩個(gè)弓形部分的具有預(yù)定曲線的非線性銼路徑，所述至少兩個(gè)弓形部分將所述軸的該部分定向成大致呈s形的型面；其中，所述銼槽限定了第一預(yù)定非線性銼路徑，所述一個(gè)或多個(gè)位移件中的至少一個(gè)位移件能夠相對(duì)于所述銼軸線運(yùn)動(dòng)以使所述銼槽成為可變銼槽，所述可變銼槽配置為限定所述第一預(yù)定非線性銼路徑或不同于所述第一預(yù)定非線性銼路徑的第二預(yù)定非線性銼路徑；其中，所述一個(gè)或多個(gè)位移件包括至少兩個(gè)位移件，所述至少兩個(gè)位移件相對(duì)于所述銼軸線能夠獨(dú)立地或同時(shí)地運(yùn)動(dòng)以使所述銼槽成為可變銼槽，所述可變銼槽配置為限定所述第一預(yù)定非線性銼路徑或不同于所述第一預(yù)定非線性銼路徑的第二預(yù)定非線性銼路徑；其中，所述銼槽以螺旋狀的方式沿所述內(nèi)部件、所述蓋件、或所述內(nèi)部件和蓋件二者的一部分延伸；所述蓋件至少部分地蓋在所述銼槽以螺旋狀的方式延伸的部分上，從而在將所述軸的該部分插入所述固定裝置時(shí)將所述軸的該部分保持在所述銼槽內(nèi)；其中，所述內(nèi)部件包括與所述銼軸線大致共線的固定裝置軸線，使得所述銼槽以螺旋狀的方式延伸的部分從所述固定裝置軸線持續(xù)地移位，從而使所述軸的在該以螺旋狀的方式延伸的部分內(nèi)延伸的相應(yīng)部分從所述銼軸線持續(xù)地移位；其中，所述軸包括一軸長(zhǎng)度，所述軸長(zhǎng)度的至少大約50％從所述銼軸線在徑向上持續(xù)地移位；其中，所述第一偏置部分在第一軸部與第二軸部之間延伸，限定出了在其間具有波峰的曲線，所述波峰偏離所述第一軸部和所述第二軸部，所述第一軸部和所述第二軸部均大體上位于所述銼軸線附近使得所述非線性銼具有大致呈c形的型面；其中，所述至少一個(gè)偏置部分還包括從所述銼軸線移位的第二偏置部分；所述第一偏置部分在第一軸部與第二軸部之間延伸，限定出了在其間具有第一波峰的第一曲線；所述第二偏置部分在第二軸部與第三軸部之間延伸，限定出了在其間具有第二波峰的第二曲線；所述第一軸部和所述第二軸部均大體上位于所述銼軸線附近使得所述非線性銼具有大致呈s形的型面；其中，所述第一偏置部分和所述第二偏置部分限定了連續(xù)偏置部分，所述連續(xù)偏置部分以螺旋狀的方式延伸并且從所述銼軸線在徑向上持續(xù)移位；其中，所述軸包括一軸長(zhǎng)度，所述連續(xù)偏置部分以螺旋狀的方式沿著所述軸長(zhǎng)度的至少大約50％延伸；其中，所述連續(xù)偏置部分在所述軸的第一部分和所述軸的第二部分之間延伸，所述軸的第二部分比所述軸的第一部分更遠(yuǎn)地偏離于所述銼軸線，所述軸的第二部分比所述軸的第一部分更靠近所述尖端；其中，所述軸與所述銼軸線之間的距離從所述軸的第一部分到所述軸的第二部分連續(xù)增加；其中，在所述非線性銼旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)的任意組合的過(guò)程中，所述至少一個(gè)偏置部分形成管開(kāi)口，所述管開(kāi)口的總周長(zhǎng)大于由具有相似銼錐度和相似軸長(zhǎng)度的傳統(tǒng)線性銼在成型和清潔根管期間在根管的同樣深度處形成的管開(kāi)口的總周長(zhǎng)；其中，在所述非線性銼旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)的任意組合的過(guò)程中，所述至少一個(gè)偏置部分形成管開(kāi)口，所述管開(kāi)口的總周長(zhǎng)大于由具有相似銼錐度和相似軸長(zhǎng)度的傳統(tǒng)線性銼在成型和清潔根管期間在根管的同樣深度處形成的管開(kāi)口的總周長(zhǎng)；其中，在所述非線性銼旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)的任意組合的過(guò)程中，所述至少一個(gè)偏置部分形成管開(kāi)口，所述管開(kāi)口的總周長(zhǎng)小于由具有傳統(tǒng)銼錐度和相似軸長(zhǎng)度的傳統(tǒng)線性銼在成型和清潔根管期間在根管的同樣深度處形成的管開(kāi)口的總周長(zhǎng)；其中，所述至少一個(gè)偏置部分包括第一偏置部分和第二偏置部分，所述第一偏置部分在所述非線性銼旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)的任意組合的過(guò)程中形成管開(kāi)口，所述管開(kāi)口的總周長(zhǎng)大于由具有相似銼錐度和相似軸長(zhǎng)度的傳統(tǒng)線性銼在成型和清潔根管期間在根管的同樣深度處形成的管開(kāi)口的總周長(zhǎng)；所述第二偏置部分在所述非線性銼旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或進(jìn)行這些運(yùn)動(dòng)的任意組合的過(guò)程中形成管開(kāi)口，所述管開(kāi)口的總周長(zhǎng)小于由具有傳統(tǒng)銼錐度和相似軸長(zhǎng)度的傳統(tǒng)線性銼在成型和清潔根管期間在根管的同樣深度處形成的管開(kāi)口的總周長(zhǎng)；其中，在加熱步驟中，溫度為大約300℃至大約600℃持續(xù)大約5分鐘至大約120分鐘的一段時(shí)間以改變所述奧氏體完成溫度，從而形成所述非超彈性銼，其中，所述非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大約20℃至大約38℃；其中，在加熱步驟中，溫度為大約400℃至大約500℃持續(xù)大約40分鐘至大約70分鐘的一段時(shí)間以改變所述奧氏體完成溫度，從而形成所述非超彈性銼，其中，所述非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大約20℃至大約35℃；還包括以下步驟：冷卻所述非超彈性銼的該部分，并將被冷卻的非超彈性銼的至少一部分加熱到大約300℃至大約650℃的溫度持續(xù)大約1分鐘至大約45分鐘的一段時(shí)間以對(duì)所述軸的該部分進(jìn)行定形，從而形成定形的非超彈性的非線性銼；還包括以下步驟：冷卻所述非超彈性銼的該部分，并將被冷卻的非超彈性銼的至少一部分加熱到大約350℃至大約600℃的溫度持續(xù)大約3分鐘至大約30分鐘的一段時(shí)間以對(duì)所述軸的該部分進(jìn)行定形，從而形成定形的非超彈性的非線性銼；其中，所述非超彈性銼由包括形狀記憶合金的材料制成；其中，所述形狀記憶合金包括鎳和鈦；其中，所述形狀記憶合金為鎳-鈦基二元合金；其中，所述形狀記憶合金為鎳-鈦基三元合金；其中，所述鎳-鈦基三元合金的配方為ni-ti-x，其中x為co、cr、fe或nb；其中，所述形狀記憶合金包括銅基合金、鐵基合金或兩者的組合；其中，所述形狀記憶合金為包括cuznal或cualni的銅基合金；其中，所述形狀記憶合金為包括fenial、fenico、femnsicrni或fenicoaltab的鐵基合金；所述方法的步驟還包括：提供手柄，并將所述手柄附接在所述非線性旋轉(zhuǎn)銼的一部分上；其中，所述手柄遠(yuǎn)離溝、槽或其任意組合定位；所述方法的步驟還包括：提供手柄，并將所述手柄附接在所述非線性手銼的一部分上；或其任意組合。

要理解，本發(fā)明不限于以上引用的方面與示例，還存在有其它方面與示例，如這里所示與描述的。例如，本發(fā)明的任何上述的方面或特征均可組合形成其它唯一配置，如附圖所示，或相反。

附圖說(shuō)明

圖1a-圖1c是具有各種銼錐度的典型根管器械的正視圖。

圖2是人臼齒的正剖視圖，示出了穿設(shè)有孔以便露出根管系統(tǒng)的根部系統(tǒng)和冠狀區(qū)域。

圖3是顯示本發(fā)明的相位轉(zhuǎn)換溫度的差示掃描量熱法(dsc)曲線。

圖4是iso3630-1:2008,dentistry-root-canalinstrument-parti:generalrequirementsandtestmethods(iso3630-1:2008,根管器械-部分i:一般需求和測(cè)試方法)中所描述的用于測(cè)量根管器械的剛度的彎曲測(cè)試設(shè)備的圖示。該彎曲測(cè)試設(shè)備包括可逆齒輪1'、止動(dòng)器2'、轉(zhuǎn)矩測(cè)量裝置3'、以及卡齒銷(xiāo)4'。

圖5是示出了圖4所示的測(cè)試方法的測(cè)試結(jié)果的圖表。

圖6是用于測(cè)試根管器械的抗彎曲旋轉(zhuǎn)疲勞性的測(cè)試設(shè)備的圖示。

圖7是不同niti微觀結(jié)構(gòu)(奧氏體vs.馬氏體)與由niti形狀記憶合金制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械的平均循環(huán)疲勞壽命之間的關(guān)系的示意圖。

圖8是iso3630-1:2008,dentistry-root-canalinstrument-parti:generalrequirementsandtestmethods(iso3630-1:2008,根管器械-部分i:一般需求和測(cè)試方法)中所描述的用于測(cè)量對(duì)由于扭曲和角度偏移而產(chǎn)生的斷裂的抗性的扭矩測(cè)試設(shè)備的圖示。該扭矩測(cè)試設(shè)備包括可逆齒輪馬達(dá)1"、具有硬化鋼制卡爪的卡盤(pán)2"、具有柔性銅制卡爪的卡盤(pán)3"、轉(zhuǎn)矩測(cè)量裝置4"、以及線性球軸承5"。該扭矩測(cè)試設(shè)備還包括測(cè)試卡盤(pán)細(xì)節(jié)部，其包括具有硬化鋼制卡爪1"'和柔性銅2"'的卡盤(pán)。

圖9是不同金相結(jié)構(gòu)和由niti形狀記憶合金制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械的平均“造成斷裂的最大旋轉(zhuǎn)度”之間的關(guān)系的示意圖。

圖10是不同金相結(jié)構(gòu)和由niti形狀記憶合金制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械的平均“峰值轉(zhuǎn)矩”之間的關(guān)系的示意圖。

圖11圖示了具有高度彎曲的管和復(fù)雜的管形狀的根部。

圖12a-12c圖示了包括定形的非線性二維銼的本發(fā)明各實(shí)施例。

圖13圖示了包括用于形成圖12a所示的定形的非線性銼的固定裝置的本發(fā)明另一實(shí)施例。

圖14圖示了包括用于形成圖12a-12c所示的定形的非線性銼的可變固定裝置的本發(fā)明另一實(shí)施例。

圖15a-16c圖示了包括用于形成多種定形的非線性銼的固定裝置的本發(fā)明另一實(shí)施例。

圖17圖示了在牙齒制備期間利用本發(fā)明的定形的非線性銼的根管的縱向橫截面。

圖18圖示了在傳統(tǒng)線性銼在圖17的根管中旋轉(zhuǎn)期間使用該傳統(tǒng)線性銼進(jìn)行牙齒制備的縱向橫截面。

圖19a圖示了在圖17所示的定形的非線性銼在圖17的根管中旋轉(zhuǎn)期間利用該非線性銼進(jìn)行牙齒制備的縱向橫截面。

圖19b圖示了沿橫向橫截面a-a截取的圖19a的牙齒制備。

圖20圖示了包括定形的非線性三維銼的本發(fā)明另一實(shí)施例。

圖21-圖23圖示了包括用于形成圖20的定形的非線性銼的固定裝置的本發(fā)明另一實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

典型的超彈性材料為金屬合金，金屬合金可在大幅度變形后恢復(fù)到其原來(lái)的形狀。本領(lǐng)域中向超彈性努力的示例見(jiàn)于us6149501，其對(duì)于所有目的通過(guò)引用的方式并入本文。

一般將超彈性定義為在變形之后完全回彈到原來(lái)位置。然而，在本行業(yè)中，要理解少于0.5％的永久定形(拉伸到6％伸長(zhǎng)率后)是可以接受的。例如，如果銼不能回到其原來(lái)的位置，則可不再認(rèn)為它是超彈性形狀記憶合金(sma)(例如，如果它回不到大體上原來(lái)的位置，例如大體上直的位置，則不認(rèn)為它是超彈性sma)。諸如鎳鈦(niti)或其它合金的超彈性合金在不發(fā)生塑性變形的情況下能夠比諸如不銹鋼之類(lèi)的常規(guī)材料承受大幾倍的應(yīng)變。

本發(fā)明一般地涉及牙科器械。具體地，本發(fā)明涉及用于在根管清潔和成型過(guò)程中使用的根管器械。本發(fā)明提供了一種根管器械的創(chuàng)新，該根管器械由形狀記憶合金(sma)制成，所述形狀記憶合金例如是鎳鈦(niti)基系、銅基系、鐵基系或其任意組合(例如，選自由近等原子比niti、ni-ti-nb合金、ni-ti-fe合金、ni-ti-cu合金、β相鈦及它們的組合組成的組中的材料)。

在第一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種形成由處于非超彈性馬氏體狀態(tài)的形狀記憶合金制成的根管器械的方法。該非超彈性銼在有效成型和清潔根管的同時(shí)可以通過(guò)優(yōu)化的微觀結(jié)構(gòu)提供更高柔韌性和增強(qiáng)的抗疲勞性。

在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包括一種由以預(yù)定非線性設(shè)計(jì)定形的形狀記憶合金制成的根管器械，以及其制造方法。該定形的非線性超彈性銼在成型和清潔根管的同時(shí)可以通過(guò)擴(kuò)展或收縮來(lái)提供增強(qiáng)的改變形狀與幾何結(jié)構(gòu)的能力。

參照附圖，圖1a-1c圖示了用于成型和/或清潔牙齒根管的典型牙科器械的正視圖，這些牙科器械總體上由附圖標(biāo)記10a、10b和10c來(lái)表示。圖2圖示了位于其中一個(gè)牙齒根管內(nèi)的根管器械。在此位置時(shí)，在清潔和成型根管的過(guò)程中使用時(shí)，該根管器械典型地受到相當(dāng)大的周期性彎曲以及扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。

根管銼是受制于疲勞失效的產(chǎn)品的一個(gè)很好的例子，其中，產(chǎn)品失效是嚴(yán)重事件。各個(gè)根管銼10a、10b和10c均大體上具有細(xì)長(zhǎng)的軸部12，軸部12具有近端14，所述近端可固定于如圖1a所示的手柄16(通常由塑料制造)上或可固定于如圖1b-1c所示的用于連接至手持件(比如旋轉(zhuǎn)式裝置)的附接端17上。銼軸部12(比如工作部)配置為插入牙齒的根管中以及從牙齒的根管中移出。如圖1a-1c所示，根管銼可形成為具有不同長(zhǎng)度和/或多種銼錐度。更具體地，銼10a和10c的遠(yuǎn)端18具有與近端14相比減小的直徑，并且典型地是尖的。例如，要理解，可以使直徑減小以使軸部12具有大于約0％的錐度，優(yōu)選為大約1％至大約10％的錐度，最優(yōu)選為大約2％至大約6％的錐度。但是，如圖1b所示，更要理解，軸部12可具有大約0％錐度同時(shí)在銼10b的遠(yuǎn)端18(如尖端)仍具有減小的直徑。

如本文所限定的，銼長(zhǎng)度是指軸在正常狀態(tài)下相對(duì)于銼軸線從近端到銼尖端的的長(zhǎng)度(比如沿銼軸線從近端到銼尖端的距離)。軸長(zhǎng)度是指軸在正常狀態(tài)下從近端到銼尖端的實(shí)際長(zhǎng)度(比如沿該軸從近端到銼尖端的距離)。例如，非線性銼通常會(huì)具有可大于正常狀態(tài)下其銼長(zhǎng)度的軸長(zhǎng)度(因?yàn)閺澢?，而線性銼通常會(huì)具有可大體上等于正常狀態(tài)下銼長(zhǎng)度的軸長(zhǎng)度。

圖2舉例說(shuō)明了一種典型牙齒，本案中是臼齒，其具有多個(gè)根部22a和22b，健康的牙齒中的根部22a和22b中充有牙髓材料21a，牙髓材料21a大體上由牙本質(zhì)21b圍繞，在牙髓材料和牙本質(zhì)21b之間有牙本質(zhì)/牙髓界面21c。該牙本質(zhì)/牙髓界面大致限定出根管22a和22b。當(dāng)該牙髓材料受感染時(shí)，將該牙齒視為膿腫，由膿腫產(chǎn)生的壓力導(dǎo)致強(qiáng)烈牙痛。牙髓病醫(yī)生通過(guò)進(jìn)行根管治療過(guò)程來(lái)治療這種疾病。在根管治療過(guò)程中，將牙髓材料從根管22a和22b中清除掉。為此，在牙冠26中鉆孔24以便提供進(jìn)入根管22a和22b的通道。牙髓病醫(yī)生通過(guò)孔24將銼10插入根管中以便于清除牙髓材料。圖2圖示了沒(méi)有牙髓材料的牙齒。

如先前所述，圖1a-1c以及圖2所示的根管工具10a-10c是一種需要高度柔韌性以及高度耐循環(huán)疲勞和耐扭轉(zhuǎn)負(fù)載的類(lèi)型的器械的示例。可以看出，如果在治療根管22a的過(guò)程中牙科銼10a-10c的下部部分折斷在根管內(nèi)，那么牙髓病醫(yī)生會(huì)面臨嚴(yán)重問(wèn)題，尤其是如果位于折斷部分下面的根管沒(méi)有徹底清除掉受感染的牙髓材料時(shí)。因此，在制造根管銼中提供具有較大柔韌性并同時(shí)具有高抗疲勞性的銼非常重要。

重要的是要理解，圖1a-1c以及圖2所示的根管銼及其應(yīng)用僅通過(guò)實(shí)例來(lái)建立對(duì)在構(gòu)造軸部12中使用的結(jié)構(gòu)材料以實(shí)現(xiàn)高柔韌性更重要的是實(shí)現(xiàn)高抗疲勞性的需求。重要的是要理解，本發(fā)明中并不涉及根管銼本身，而是涉及處理材料尤其是處理合金來(lái)制造具有理想特性的金屬以便用于制造根管工具以及其它需要高抗疲勞度的類(lèi)似醫(yī)學(xué)和非醫(yī)學(xué)裝置的方法。

非超彈性器械及其制造方法

本發(fā)明包括一種由馬氏體狀態(tài)下的形狀記憶合金制造的器械(比如根管銼)，及其制造方法。非超彈性銼的馬氏體狀態(tài)在有效成型和清潔根管的同時(shí)通過(guò)優(yōu)化的微結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更大柔韌性和增強(qiáng)的抗疲勞性。

形狀記憶合金為一種能“記住”其原始形狀并能夠通過(guò)加熱回復(fù)到其變形前形狀的合金。更具體地，“形狀記憶”型(或馬氏體狀態(tài))的形狀記憶合金(比如niti基合金)的理想特性可以是溫度，彎曲的材料高于該溫度將再次變直。例如，可能需要將材料加熱到超過(guò)其奧氏體完成溫度(af)以實(shí)現(xiàn)其變形前形狀(比如完全直的位置)。

一旦形狀記憶合金能夠回到其原來(lái)形狀(例如，變形前形狀，比如其原來(lái)的直的位置、原來(lái)的曲線位置等)，可以認(rèn)為形狀記憶合金在該“應(yīng)用”溫度(比如超過(guò)af的溫度)具有超彈性。此外，冷卻(例如，使用干冰、液氮等)處于變形形狀(例如，彎曲該材料)的sma材料時(shí)，該材料可保持在變形位置。一旦將sma材料從冷環(huán)境中移出，該材料在室溫下會(huì)恢復(fù)到直的形狀。

理想的是，馬氏體可以是本發(fā)明器械中的主要金相，其不同于環(huán)境溫度下具有主要是奧氏體結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式標(biāo)準(zhǔn)niti器械。要理解，馬氏體相在環(huán)境溫度下的存在量可大于0％，優(yōu)選為大于約25％，更優(yōu)選為大于約50％。而且，馬氏體相在環(huán)境溫度下的存在量可以在大約25％至大約100％之間，優(yōu)選為大約50％至大約100％之間，最優(yōu)選為大約75％至大約100％之間。還應(yīng)理解，馬氏體相可以是存在于環(huán)境溫度下的唯一相(比如，m相)，但并不是必需的。

可選地，奧氏體相可在環(huán)境溫度下存在。在包含奧氏體相時(shí)，奧氏體相可以在環(huán)境溫度下作為內(nèi)區(qū)域(比如該器械的核心區(qū)域)存在，該內(nèi)區(qū)域可以大體上由作為外層(比如該器械的表面層)的馬氏體相包圍。還應(yīng)理解，馬氏體相和奧氏體相(如果包含奧氏體相的話(huà))在環(huán)境溫度下可以可變地分散在整個(gè)器械中。

據(jù)信典型的旋轉(zhuǎn)式超彈性niti器械具有低于環(huán)境溫度(25℃)的奧氏體完成溫度。理想的是，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，非超彈性銼可以具有高于環(huán)境溫度(25℃)的更高的奧氏體完成溫度(通過(guò)差示掃描量熱法測(cè)量的最終af溫度)。更具體地，奧氏體完成溫度可以是至少大約3℃、至少大約5℃、至少大約7℃，優(yōu)選為至少大約10℃，更優(yōu)選為高于環(huán)境溫度(25℃)的至少大約12℃。此外，要理解，奧氏體完成溫度可以低于大約60℃、低于大約50℃，優(yōu)選為低于大約40℃，更優(yōu)選為低于38℃。例如，奧氏體完成溫度的范圍可以從大約28℃到大約60℃、從大約30℃到大約50℃，優(yōu)選為從大約32℃到大約40℃，更優(yōu)選為從大約35℃到大約38℃或從大約37℃到大約40℃。

由于具有更高的奧氏體完成溫度，本發(fā)明器械在彎曲或偏轉(zhuǎn)后可能不會(huì)完全回復(fù)到原來(lái)的形狀(比如直的狀態(tài))。這與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式超彈性niti器械相反，由于傳統(tǒng)器械的af低于環(huán)境溫度，所以一旦卸載，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式超彈性niti器械可以通過(guò)逆相轉(zhuǎn)化(馬氏體到奧氏體)回復(fù)到其原來(lái)的形狀(比如直的狀態(tài))。

由處于馬氏體狀態(tài)(比如非超彈性狀態(tài))的niti形狀記憶合金制成的根管器械相對(duì)于其奧氏體相對(duì)物(比如傳統(tǒng)的超彈性niti器械)可以具有增強(qiáng)的整體性能，尤其是在柔韌性和抗周期性疲勞度方面。

通過(guò)提供基于在非超彈性狀態(tài)下合金強(qiáng)化機(jī)制的三元形狀記憶合金nitix(x:co、cr、fe、nb等)，可以提高根管器械的強(qiáng)度和切削效率。

具體地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，非超彈性器械對(duì)于成功的根管治療具有改進(jìn)的理想特征。這些特征包括更高的柔韌性、更低的剛度、提高了的抗循環(huán)疲勞度、更高抗扭轉(zhuǎn)斷裂旋轉(zhuǎn)度、更符合高度彎曲的根管的形狀(減小臺(tái)階形成或穿孔的可能性)、器械分離可能性最小和/或與由處于超彈性狀態(tài)(比如微觀結(jié)構(gòu)中的全奧氏體相)的形狀記憶合金制成的和/或大致呈線性形狀的傳統(tǒng)根管器械相對(duì)照的其他特征。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，由處于馬氏體狀態(tài)(非超彈性狀態(tài))的形狀記憶合金(比如niti)制成的根管器械可以通過(guò)這里描述的以下方法中的一種來(lái)制造。

形成非超彈性銼的一個(gè)方法(比如方法1)可包括在根據(jù)預(yù)定機(jī)械設(shè)計(jì)(即在作為典型的銼制造工藝的溝槽磨削過(guò)程后)制造銼后對(duì)銼進(jìn)行后熱處理的步驟。

形成非超彈性銼的該方法可包括具有加熱步驟的后熱處理，該加熱步驟的溫度為至少大約300℃、至少大約350℃，優(yōu)選為至少大約400℃，更優(yōu)選為至少大約450℃。此外，要理解，加熱步驟可以包括加熱到低于大約650℃、低于大約600℃，優(yōu)選為低于550℃，更優(yōu)選為低于525℃的溫度。例如，加熱步驟可包括加熱到大約300℃至大約650℃(比如大約300℃至大約600℃)、大約350℃至大約600℃(比如大約370℃至大約510℃)，優(yōu)選大約400℃至大約550℃，更優(yōu)選大約450℃至大約525℃的溫度。

用于形成定形的非線性銼的熱處理過(guò)程可包括：對(duì)超彈性銼加熱至一溫度持續(xù)至少大約1min，優(yōu)選至少大約3min，更優(yōu)選至少大約5min的一段時(shí)間，以固定超彈性銼的形狀，從而形成定形的非線性銼。此外，要理解，用于形成定形的非線性銼的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱至一溫度持續(xù)少于大約45min，優(yōu)選少于大約30min，更優(yōu)選為少于大約20min的一段時(shí)間。例如，用于形成定形的非線性銼的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱至以溫度持續(xù)大約1min至大約45min、優(yōu)選大約3min至大約30min、更優(yōu)選為大約5min至大約20min的一段時(shí)間。

用于形成非線性器械的熱處理過(guò)程可包括：將超彈性器械加熱至一溫度持續(xù)至少大約5min、優(yōu)選至少大約30min、更優(yōu)選至少大約40min的一段時(shí)間。此外，要理解，用于形成非線性器械的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性器械加熱至一溫度持續(xù)少于大約200min、優(yōu)選少于大約120min、更優(yōu)選少于大約90min的一段時(shí)間。例如，用于形成非線性器械的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性器械加熱至一溫度持續(xù)大約5min至大約200min(比如大約5min至大約120min或大約10min至大約60min)，優(yōu)選為大約30min至大約120min，更優(yōu)選為大約40min至大約90min(比如大約40min至大約70min)的一段時(shí)間。加熱步驟通常發(fā)生在受控大氣下。優(yōu)選地，受控大氣可包括(比如包含)反應(yīng)氣體(比如氧氣、空氣等)，但并不是必需的。如果包含反應(yīng)氣體時(shí)，諸如空氣之類(lèi)的反應(yīng)氣體與器械的表面反應(yīng)，從而可以形成氧化層(比如藍(lán)色氧化層)?？蛇x地，受控大氣可包括(比如包含)非反應(yīng)氣體(比如氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣和/或氡氣)。

如上所述，可以在利用常規(guī)超彈性niti線的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式niti銼制造過(guò)程(比如溝槽的磨削)之后采用方法1的后熱處理步驟(比如附加熱過(guò)程)。更具體地，可以在(傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式niti銼制造過(guò)程中的)溝槽磨削過(guò)程之后進(jìn)行附加熱過(guò)程，使得后在370℃-510℃的溫度下進(jìn)行一段時(shí)間(通常是10-60min，取決于銼尺寸、錐度和/或銼設(shè)計(jì)要求)熱處理。要理解，可以在此后熱處理過(guò)程期間形成富鎳沉淀物。相應(yīng)地，可增加ti/ni的比值，并將實(shí)現(xiàn)所需的奧氏體完成溫度(最終af溫度)。后熱處理之后，可以安裝銼手柄(比如銅制、鋼制等)等。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，由處于馬氏體狀態(tài)(非超彈性狀態(tài))的形狀記憶合金(比如niti)制成的根管器械可以通過(guò)這里描述的下述方法中的一種來(lái)制造。

另一種形成非超彈性器械的方法(比如方法2)可包括在制造超彈性器械時(shí)(比如在磨削過(guò)程中)對(duì)銼進(jìn)行后熱處理以使該器械的溫度高于奧氏體完成溫度的步驟。

該方法可包括(同時(shí)發(fā)生)：先于磨削過(guò)程和/或在磨削過(guò)程中對(duì)一個(gè)或多個(gè)sma線進(jìn)行熱處理，使得磨削處理可以直接應(yīng)用于馬氏體sma(比如niti)線。然而，要理解，可以在磨削過(guò)程中將馬氏體sma(比如niti)線加熱到高于其奧氏體完成溫度的溫度。因此，馬氏體sma(比如niti)線可暫時(shí)地轉(zhuǎn)變成超彈性線(處于奧氏體狀態(tài)的剛度更大的結(jié)構(gòu))以促進(jìn)器械制造過(guò)程中的磨削過(guò)程。有利的是，器械在溝槽磨削過(guò)程之后可以在環(huán)境溫度下變回馬氏體狀態(tài)。

例如，在一個(gè)實(shí)施例中，方法2可以包括非超彈性線。非超彈性線可以具有在制造環(huán)境下高于其奧氏體完成溫度(至少25℃)的溫度。非超彈性線在此更高的溫度下可以轉(zhuǎn)變成超彈性。然后在銼周?chē)纬蓽虾筒垡孕纬?半成品)旋轉(zhuǎn)式銼。此外，(半成品)旋轉(zhuǎn)式銼可以從具有較高(較暖)溫度的制造環(huán)境中移出。非超彈性線在大約25℃的室溫下(或其上)可以形成旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼。

拒信像niti之類(lèi)的形狀記憶合金通常具有兩種主要晶體結(jié)構(gòu)，這兩種主要晶體結(jié)構(gòu)與溫度有關(guān)(即較高溫度下是奧氏體，較低溫度下是馬氏體)。這種溫度相關(guān)的無(wú)擴(kuò)散相轉(zhuǎn)換在加熱過(guò)程將從馬氏體(m)到奧氏體(a)(即m→a)。此外，要理解，在冷卻時(shí)可以開(kāi)始從奧氏體到馬氏體的逆轉(zhuǎn)換(a→m)。在另一實(shí)施例中，在相轉(zhuǎn)換過(guò)程中可出現(xiàn)中間相(r)，即加熱時(shí)(m)→(r)→(a)或冷卻時(shí)(a)→(r)→(m)。r相定義為奧氏體相(a)與馬氏體相(m)之間的中間相。然而，要理解，除了可選的r相，轉(zhuǎn)換過(guò)程中還可存在馬氏體相和奧氏體相這兩者。

相轉(zhuǎn)換溫度可以利用圖3所示的差示掃描量熱(dsc)曲線來(lái)確定。例如，af(奧氏體完成溫度)可以從基線與加熱曲線的峰部的最大傾斜線的延長(zhǎng)線的圖形交點(diǎn)中獲得。由形狀記憶合金制成的根管器械的最終af溫度在dsc測(cè)試中總體上根據(jù)astm標(biāo)準(zhǔn)f2004-05“standardtestmethodfortransformationtemperatureofnickel-titaniumalloysbythermalanalysis(利用熱分析的鎳鈦合金轉(zhuǎn)變溫度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法)”來(lái)測(cè)量，比如除了從旋轉(zhuǎn)式器械樣品上切下的帶有溝槽的部分不需要任何進(jìn)一步的熱退火工藝(即，在真空中850℃下30min)外，使用吹掃氣體氦氣或氮?dú)庖?0±0.5℃/min的加熱或冷卻速率，這通常用于測(cè)量全奧氏體狀態(tài)下的錠轉(zhuǎn)變溫度。

更具體地，圖3提供了形狀記憶合金(鎳鈦)在加熱循環(huán)和冷卻循環(huán)二者中的差示掃描量熱(dsc)曲線。af(奧氏體完成溫度)、as(奧氏體開(kāi)始溫度)、mf(馬氏體結(jié)束溫度)以及ms(馬氏體開(kāi)始溫度)均可以從基線與該曲線適當(dāng)?shù)姆宓淖畲髢A斜線的延長(zhǎng)線的圖形交點(diǎn)中獲得。馬氏體開(kāi)始溫度(ms)定義為冷卻時(shí)從奧氏體到馬氏體的轉(zhuǎn)變開(kāi)始的溫度。馬氏體結(jié)束溫度(mf)為冷卻時(shí)從奧氏體到馬氏體的轉(zhuǎn)變結(jié)束的溫度。奧氏體開(kāi)始溫度(as)定義為加熱時(shí)從馬氏體到奧氏體的轉(zhuǎn)變開(kāi)始的溫度。奧氏體完成溫度(af)定義為加熱時(shí)從馬氏體到奧氏體的轉(zhuǎn)變結(jié)束的溫度。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果已顯示了本發(fā)明(比如，根管器械形成的額外熱處理過(guò)程)獲得了所需的特征。更具體地，相對(duì)于相似形狀和/或尺寸的傳統(tǒng)超彈性器械，由處于馬氏體狀態(tài)下的niti形狀記憶合金制成的根管器械可包括根管手術(shù)所需的以下特征中的一個(gè)或多個(gè)：(1)高柔韌性與低剛度；(2)改進(jìn)的抗循環(huán)疲勞性；(3)高抗扭轉(zhuǎn)斷裂旋轉(zhuǎn)度；(4)更符合彎曲的根管(尤其是具有相當(dāng)曲率和復(fù)雜型面的根管)的型面，及其組合。

例如，為了比較不同冶金結(jié)構(gòu)(奧氏體vs.馬氏體)的影響，利用不同熱處理來(lái)制造兩種不同的器械樣品以表示兩種不同的結(jié)構(gòu)：(1)具有全奧氏體微觀結(jié)構(gòu)的超彈性器械，以及(2)具有馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的器械。在基于dsc測(cè)量的一個(gè)具體示例中，具有不同微觀結(jié)構(gòu)的這兩種器械的最終af溫度分別為17℃(對(duì)于具有全奧氏體微觀結(jié)構(gòu)的器械(1))和37℃(對(duì)于具有馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的器械(2))。所有器械樣品均具有相同的幾何設(shè)計(jì)。所有測(cè)試均在環(huán)境溫度～23℃中進(jìn)行。

i.剛度測(cè)試：同由處于奧氏體狀態(tài)下的niti形狀記憶合金制成的根管器械相比較，由處于馬氏體狀態(tài)下的niti形狀記憶合金制成的根管器械顯示了更高柔韌性和更低剛度。

在該剛度測(cè)試中，所有樣品器械的剛度已經(jīng)通過(guò)利用圖4所示的測(cè)試設(shè)備將根管器械扭轉(zhuǎn)45°確定。

如圖5中的測(cè)試結(jié)果所示，具有馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式器械在環(huán)境溫度下顯示出更高柔韌性和更低剛度(如彎曲時(shí)的更低的峰值轉(zhuǎn)矩所表示)。同具有17℃的最終af溫度的常規(guī)超彈性器械相比較，具有馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的器械(最終af結(jié)束溫度～37℃)在彎曲轉(zhuǎn)矩上減少了23％。馬氏體器械的更低的剛度可以歸因于馬氏體的更低的楊氏模量(大約30-40gpa)，而奧氏體在環(huán)境溫度下的楊氏模量大約為80-90gpa。

圖5示出了不同niti微觀結(jié)構(gòu)(常規(guī)超彈性或奧氏體vs.馬氏體)與由niti形狀記憶合金制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械在彎曲測(cè)試中的平均峰值扭矩之間的關(guān)系的示意圖。如能夠從圖5中所看出的，馬氏體微觀結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更低的峰值扭矩(更小剛度或更有柔韌性)，更高的af(奧氏體完成溫度)表明了這一點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的峰值扭矩(柔韌性/剛度)的比值可以小于約1:0.9(比如，小于約1:0.85，優(yōu)選小于約1:0.8)。

ii.彎曲旋轉(zhuǎn)疲勞測(cè)試：由處于馬氏體狀態(tài)下的niti形狀記憶合金制成的根管器械顯示出更高疲勞壽命。

在該彎曲測(cè)試中，所有樣品器械的抗疲勞性通過(guò)圖6所示的彎曲旋轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)來(lái)測(cè)量。根據(jù)圖7中所示的測(cè)試結(jié)果，馬氏體狀態(tài)下(af溫度為37℃)的器械的平均循環(huán)疲勞壽命大約是奧氏體相對(duì)物(af溫度為17℃)的三倍。

如圖6的圖示法所示，測(cè)試設(shè)備可用于測(cè)試根管器械的抗彎曲-旋轉(zhuǎn)疲勞性。旋轉(zhuǎn)式根管器械樣品通常可以在具有受控半徑與曲率的不銹鋼模擬根管內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖7的示意圖示出了不同niti微觀結(jié)構(gòu)(奧氏體vs.馬氏體)與由niti形狀記憶合金制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械的平均循環(huán)疲勞壽命之間的關(guān)系。更具體地，圖7顯示出馬氏體微觀結(jié)構(gòu)在環(huán)境溫度下可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)循環(huán)疲勞壽命，更高的af(奧氏體完成溫度)表明了這點(diǎn)。要理解，旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的疲勞總循環(huán)數(shù)(對(duì)循環(huán)疲勞的抵抗性)的比值可為至少約1.25:1(比如至少約1.5:1，優(yōu)選為至少約2:1)。

iii.扭矩測(cè)試：由處于馬氏體狀態(tài)下的niti形狀記憶合金制成的根管器械表現(xiàn)出更高抗扭轉(zhuǎn)斷裂旋轉(zhuǎn)度。

在該扭矩測(cè)試中，利用圖8所示的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行根管器械的抗斷裂性測(cè)試以測(cè)量最大抗扭轉(zhuǎn)斷裂旋轉(zhuǎn)度的平均值。根據(jù)圖9和圖10中的測(cè)試結(jié)果，具有馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的器械展現(xiàn)出比其奧氏體相對(duì)物更高的抗扭轉(zhuǎn)斷裂旋轉(zhuǎn)度以及峰值扭矩。

要理解，多數(shù)器械分離可能是由循環(huán)疲勞或扭轉(zhuǎn)斷裂導(dǎo)致的，因此根據(jù)(ii)彎曲旋轉(zhuǎn)疲勞測(cè)試與(iii)扭矩測(cè)試的測(cè)試結(jié)果，由具有馬氏體微觀結(jié)構(gòu)的形狀記憶合金制成的器械的分離明顯降低。

圖9的示意圖示出了不同冶金結(jié)構(gòu)與由niti形狀記憶合金制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械的“最大斷裂旋轉(zhuǎn)度”的平均值之間的關(guān)系。更具體地，圖9顯示出通過(guò)馬氏體微觀結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更高旋轉(zhuǎn)度。要理解，旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的最大斷裂旋轉(zhuǎn)度(扭轉(zhuǎn)性)的比值可為至少約1.05:1(比如，至少約1.075:1，優(yōu)選至少約1.1:1)。

圖10示意圖示出了不同冶金結(jié)構(gòu)與由niti形狀記憶合金制成的旋轉(zhuǎn)式根管器械的平均“峰值轉(zhuǎn)矩”之間的關(guān)系的。更具體地，圖10顯示出通過(guò)馬氏體微觀結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更高的扭矩抗力。要理解，旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的峰值轉(zhuǎn)矩(扭轉(zhuǎn)抗力)的比值可為至少約1.05:1(比如至少約1.075:1，優(yōu)選為至少約1.09:1)。

iv.由處于馬氏體狀態(tài)下的niti形狀記憶合金制成的根管器械相對(duì)于傳統(tǒng)的相似形狀和/或尺寸的超彈性器械表現(xiàn)出更符合彎曲的根管型面。

在不引入階梯、移位和/或穿孔的情況下，要理解由處于馬氏體微型結(jié)構(gòu)的形狀記憶合金制成的器械可用于清潔和成型圖11所示的高度彎曲的根管。有利的是，這些器械會(huì)更符合根管的曲率，這是由于(1)因馬氏體的存在而產(chǎn)生的高柔韌性；以及(2)因在根管手術(shù)期間在所受的動(dòng)態(tài)應(yīng)力下馬氏體的單斜晶體結(jié)構(gòu)相對(duì)于奧氏體的立方晶體結(jié)構(gòu)的低對(duì)稱(chēng)性而產(chǎn)生的馬氏體變體的更好重新取向和自調(diào)節(jié)能力。

可以利用二次熱處理通過(guò)在優(yōu)化銼的材料屬性的同時(shí)在非超彈性銼中提供一種或多種彎曲部來(lái)進(jìn)一步控制該非超彈性銼的剛度。這可以通過(guò)在某些參數(shù)下對(duì)非超彈性銼進(jìn)行熱處理以調(diào)整銼的剛度(比如，使非超彈性銼剛度更大或更小)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用這里所描述的形成定形的非線性銼的熱處理方法通過(guò)對(duì)非超彈性銼進(jìn)行進(jìn)一步熱處理來(lái)形成定形的非超彈性非線性銼，但并不是必需的。要理解，形成定形的非線性銼的熱處理過(guò)程(比如，如下所述的)一般可以包括：將非超彈性銼定位在固定裝置內(nèi)以便可以將非超彈性銼定位在非線性銼路徑內(nèi)，以及將包括非超彈性銼的固定裝置加熱到大約300℃至大約650℃(比如，大約450℃至大約550℃)的溫度持續(xù)大約1min至大約45min(比如，大約3min至大約30min，優(yōu)選為大約5min至大約20min)的一段時(shí)間從而對(duì)非超彈性銼進(jìn)行定形從而在使用非超彈性熱處理過(guò)程之后形成定形的非超彈性非線性銼。

可以看出，同樣能夠結(jié)合下面一個(gè)或多個(gè)組合來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。

a.一種旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的制造方法，其包括以下步驟:(i)提供具有奧氏體完成溫度的旋轉(zhuǎn)式超彈性銼；以及(ii)將該旋轉(zhuǎn)式超彈性銼加熱到至少大約300℃的溫度持續(xù)至少大約5min的一段時(shí)間以改變奧氏體完成溫度，從而形成旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼，其中，所述旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度大于約25℃。

b.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大于27℃(比如，約27℃-35℃之間)。

c.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大于30℃(比如，約30℃-35℃之間)。

d.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大于33℃(比如，約33℃-35℃之間)。

e.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大于35℃(比如，約35℃-40℃之間)。

f.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大于37℃(比如，約37℃-45℃之間)。

g.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在該加熱步驟中，溫度范圍為約300℃至約600℃。

h.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在該加熱步驟中，溫度范圍為約370℃至約510℃。

i.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在該加熱步驟中，時(shí)間段的范圍為約5min至約120min。

j.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在該加熱步驟中，時(shí)間段的范圍為約10min至約60min。

k.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式超彈性銼包括形狀記憶合金。

l.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金包括鎳和鈦。

m.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為鎳-鈦基二元合金。

n.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為鎳-鈦基三元合金。

o.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，配方為ni-ti-x的鎳-鈦基三元合金中，x為co、cr、fe或nb。

p.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金包括銅基合金、鐵基合金或兩者的組合。

q.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為包括cuznal或cualni的銅基合金。

r.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為包括fenial、fenico、femnsicrni或fenicoaltab的鐵基合金。

s.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與該旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的峰值扭矩(柔韌性/剛度)的比值為小于約8:9。

t.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與該旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的疲勞總循環(huán)數(shù)(循環(huán)疲勞抗度)的比值為至少約1.25:1。

u.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的最大斷裂旋轉(zhuǎn)度(扭轉(zhuǎn)性)的比值為至少約1.05:1。

v.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼與旋轉(zhuǎn)式超彈性銼在約25℃下的峰值轉(zhuǎn)矩(扭轉(zhuǎn)抗度)的比值為至少約1.05:1。

w.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，還包括以下步驟：提供手柄，并將該手柄附接至旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的一部分上。

x.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)于二元niti而言，鎳重量百分比的范圍為約45％至約60％(比如，約54.5％至約57％)，而其余的鈦組分為約35％至約55％(比如，約43％至約45.5％)。

y.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)于三元nitix而言，x元素的重量百分比少于15％(比如，少于約10％)。

z.一種旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的制造方法，其包括以下步驟：(i)提供具有大于約25℃的奧氏體完成溫度的非超彈性線；(ii)將該非超彈性線加熱至高于該奧氏體完成溫度的制造溫度；以及(iii)在該非超彈性線周?chē)纬蓽稀⒉刍騼烧叩慕M合以便形成旋轉(zhuǎn)式銼，其中，該旋轉(zhuǎn)式銼在從約25℃到約該奧氏體完成溫度的溫度范圍內(nèi)是非超彈性的。

aa.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的奧氏體完成溫度大于26℃(比如在約26℃至約35℃之間)。

bb.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的奧氏體完成溫度大于27℃(比如在約27℃至約35℃之間)。

cc.如權(quán)利要求23或24所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的奧氏體完成溫度大于30℃(比如在約30℃至約35℃之間)。

dd.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的奧氏體完成溫度大于33℃(比如在約33℃至約40℃之間)。

ee.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的奧氏體完成溫度大于35℃(比如在約35℃至約40℃之間)。

ff.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的奧氏體完成溫度大于37℃(比如在約37℃至約45℃之間)。

gg.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在加熱步驟中，該制造溫度的范圍為從約5℃至約200℃。

hh.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在加熱步驟中，該制造溫度的范圍為約10℃至約50℃。

ii.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該非超彈性線包括形狀記憶合金。

jj.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金包括鎳和鈦。

kk.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為鎳-鈦基二元合金。

ll.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為鎳-鈦基三元合金。

mm.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，配方為ni-ti-x的鎳-鈦基三元合金中，x為co、cr、fe或nb。

nn.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金包括銅基合金、鐵基合金或兩者的組合。

oo.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為包括cuznal或cualni的銅基合金。

pp.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該形狀記憶合金為包括fenial、fenico、femnsicrni或fenicoaltab的鐵基合金。

qq.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其步驟還包括：提供手柄，并將該手柄附接至該旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的一部分上。

rr.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，該手柄遠(yuǎn)離溝、槽或其組合定位。

ss.一種旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的制造方法，其包括以下步驟：提供具有奧氏體完成溫度的旋轉(zhuǎn)式超彈性銼；以及將該旋轉(zhuǎn)式超彈性銼加熱到至少大約300℃的溫度持續(xù)至少大約5min的一段時(shí)間以改變奧氏體完成溫度，從而形成旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼，其中，所述旋轉(zhuǎn)式非超彈性銼的改變后的奧氏體完成溫度為大于約25℃。

非線性銼及其制造方法

本發(fā)明還構(gòu)思了非線性器械(比如根管器械)及其制造方法。通過(guò)利用固定裝置來(lái)彎曲傳統(tǒng)銼(比如線性銼)的某些部分使得可以將該銼的幾何形狀設(shè)置成預(yù)定的非線性完成形狀，以及通過(guò)加熱該銼以形成定形的非線性銼，可以實(shí)現(xiàn)銼設(shè)計(jì)。更具體地，將銼定形成所需的幾何形狀(比如，大體上非線性形狀)，以便在清潔和/或成型具有各種曲率(例如極度彎曲)的根管的過(guò)程中相對(duì)于根管壁(比如牙本質(zhì)/牙髓界面)更好地分布與根管的牙髓材料和/或受感染材料相接觸的接觸表面。在一個(gè)理想的方面，非線性形狀的銼可配置為擴(kuò)展，從而在使牙本質(zhì)和/或牙髓材料的移除最小化的同時(shí)可以確保清潔根管壁(例如移除牙髓和/或受感染材料)。在另一理想方面，當(dāng)根管壁比非線性形狀的銼的彎曲部窄時(shí)，非線性形狀的銼可配置為在與根管壁的一個(gè)或多個(gè)部分相接觸時(shí)收縮，以便減少牙本質(zhì)和/牙髓材料的過(guò)分移除。此外，本發(fā)明可包括形成非線性銼的方法。該方法是通過(guò)以下步驟來(lái)實(shí)施的：將傳統(tǒng)的銼置于固定裝置內(nèi)，然后將該固定裝置與銼一起放入加熱室一段時(shí)間以便將該銼的定形成預(yù)定的幾何形狀，從而形成定形的非線性銼。

圖12a、12b和12c圖示了本發(fā)明具有非線性形狀的各種銼(比如牙科銼)。圖12a-12c的非線性銼20、108和/或110分別大致沿銼軸線26延伸，并且包括細(xì)長(zhǎng)的非線性軸部22，非線性軸部22具有尖端28、近端24以及在尖端28與近端24之間的工作部分。近端28可固定在手柄(圖中未示)上或可包括連接至手持件(比如旋轉(zhuǎn)裝置)上的附接端27。軸22包括至少一個(gè)偏置部分30，優(yōu)選為多個(gè)偏置部分30(比如彎曲部)，在偏置部分30處，軸22的至少一部分沿不同于銼軸線26的軸線延伸，從而大致形成非線性。在一較佳實(shí)施例中，非線性軸部22在共同平面內(nèi)(比如在二維空間內(nèi))延伸。

要理解，非線性銼可包括多個(gè)偏置部分30(比如，至少大約2個(gè)偏置部分、至少大約3個(gè)偏置部分(例如在非線性銼20和108中)、至少4個(gè)偏置部分(例如在非線性銼110中)等)。更具體地，非線性銼20可具有類(lèi)似于大致c形型面、大致s形型面、大致正弦形型面或其它形狀的非線性型面的幾何形狀。要理解，非線性銼可具有一般較小的軸22長(zhǎng)度和/或一般較大的銼錐度，如在非線性銼108中，或者非線性銼可包括一般較長(zhǎng)的軸22長(zhǎng)度和/或一般較小的銼錐度，如在非線性銼20和110中，但并不是必需的?？蛇x地，尖端28可偏離銼軸線26(圖12a和12b)，或者可沿銼軸線26延伸(圖12c)。

通常，偏置部分30可包括軸22的通常在沿銼軸線的兩個(gè)位置之間延伸的一部分。比如，該偏置部分可在軸開(kāi)始遠(yuǎn)離銼軸線26延伸的第一軸位置34a與軸回到銼軸線26的第二軸位置34b之間延伸。此外，要理解，該偏置部分可以從軸22的端部(比如，尖端28、近端24和/或其他部)處延伸，或延伸到軸22的端部(比如，尖端28、近端24和/或其他部)處。偏置部分30可包括波峰32。波峰32一般可為相應(yīng)偏置部分30內(nèi)沿距離銼軸線26具有最大距離的軸部22的最外側(cè)的點(diǎn)。波峰32與銼軸線26之間的最大距離(比如最大位移)可以由波峰移位距離36來(lái)限定。

在具有多個(gè)偏置部分30的實(shí)施例中，各個(gè)偏置部分30(比如30a、30b等)可包括波峰32(比如32a、32b等)以及相應(yīng)的波峰位移。例如，如圖12所示，軸22包括具有第一波峰32a(曲線的頂端)的第一偏置部分30a(限定第一下部曲線)、具有波峰32b(曲線的頂端)的第二偏置部分30b(限定第二上部曲線)以及具有波峰32c(銼的尖端28)的第三偏置部分30c。在第一偏置部分30a中，軸22在軸位置34a處(比如，靠近銼20的近端24)遠(yuǎn)離銼軸線26延伸(比如，增大位移距離)，然后繼續(xù)遠(yuǎn)離銼軸線26移位直到第一偏置部分30a的第一波峰26處的最外側(cè)的點(diǎn)。軸22從第一波峰26處朝銼軸線26延伸使得位移量減少(相對(duì)于第一波峰位移距離36a)，直到軸22在軸位置34b(比如拐點(diǎn))處延伸到銼軸線26和/或延伸穿過(guò)銼軸線26。軸22在軸位置34b處延伸穿過(guò)銼軸線26以便限定第二偏置部分30b，從而軸22再次繼續(xù)遠(yuǎn)離銼軸線26延伸(比如，增大位移距離)到在第二波峰32b處的第二偏置部分30b的最外側(cè)的點(diǎn)。軸22從第二波峰32b處朝銼軸線26延伸使得位移量減少(相對(duì)于第二波峰位移距離36b)，直到軸22在軸位置34c處延伸到銼軸線26。然后，軸22在軸位置34c處延伸穿過(guò)銼軸線26，并繼續(xù)遠(yuǎn)離銼軸線26延伸(比如，增大位移距離)以便限定在非線性銼20的尖端28處具有第三波峰32c(其具有第三波峰位移距離36c)的第三偏置部分30c。

圖12b圖示了具有與圖12a的非線性銼20大致相同的幾何形狀的非線性銼108。非線性銼108與非線性銼20的不同之處可在于：非線性銼108可包括更小的軸長(zhǎng)度和/或總銼長(zhǎng)度。圖12c圖示了具有與圖12a的非線性銼20大致相同的軸長(zhǎng)度和/或總銼長(zhǎng)度的非線性銼110。非線性銼110與非線性銼20的不同之處可在于：非線性銼108可包括額外的偏置部分以形成多個(gè)彎曲部(比如，4個(gè)彎曲部)，使得非線性銼110包括兩對(duì)上部和下部曲線，各個(gè)曲線大致延伸到銼軸線和/或移過(guò)銼軸線。

優(yōu)選地，但并不是必需的，隨著偏置部分更靠近非線性銼20的尖端28，波峰位移距離從一個(gè)偏置部分到另一個(gè)偏置部分減少。例如，在圖12中，第一波峰位移距離36a可大于第二波峰位移距離36b，而第二波峰位移距離36b可大于第三波峰位移距離36c。然而，要理解，各個(gè)偏置部分的波峰偏移距離可各不相同或相同。此外，要理解，獨(dú)立于偏置部分相對(duì)于尖端28、銼20的近端24、一個(gè)或多個(gè)鄰近的偏置部分和/或其他部分的位置，波峰位移距離可以從一個(gè)偏置部分到另一個(gè)偏置部分增加或減少。

要理解，軸22可沿偏置部分30偏離銼軸線26大于約0.0mm，優(yōu)選大于約0.05mm，更優(yōu)選大于約0.5mm的量。此外，要理解，軸22可沿偏置部分30偏離銼軸線26少于約7mm，優(yōu)選少于約6mm，更優(yōu)選少于約5mm的量。例如，軸22可沿偏置部分30偏離銼軸線26從大于0.0mm至約7mm，優(yōu)選從0.55mm至約6mm，更優(yōu)選從0.5mm至約5mm的量。

本發(fā)明可包括用于形成非線性銼20的固定裝置40。固定裝置40可以以具有足以容納本發(fā)明的牙科器械的任何寬度、長(zhǎng)度和/或厚度的各種尺寸被提供。在一個(gè)實(shí)施例中，固定裝置40包括具有頂面42(比如，大致平的表面)、后壁43、前壁44以及左右側(cè)壁45的基部41。該基部包括一個(gè)或多個(gè)位移件46，位移件46限定用于接收傳統(tǒng)牙科器械(比如，銼10a、10b或10c等)的非線性銼路徑?；?1可包括多個(gè)位移件46，所述位移件設(shè)置在被軸22接觸時(shí)的基部41周?chē)?，軸22的一個(gè)或多個(gè)部分可偏離或偏向銼軸線26?？蛇x地，基部41還可包括一個(gè)或多個(gè)有助于保持軸22沿銼軸線26的各部分的導(dǎo)向件48。要理解，一個(gè)或多個(gè)位移件46、導(dǎo)向件或兩者的組合可與基部41一體設(shè)置或分離設(shè)置。此外，要理解，一個(gè)或多個(gè)位移件46、導(dǎo)向件或兩者的組合可固定地固接到基部上或可調(diào)節(jié)以改變由此限定的非線性銼路徑。在圖13所示的一個(gè)具體實(shí)施例中，基部41包括多個(gè)導(dǎo)向件48以及多個(gè)位移件46，所述導(dǎo)向件具有第一對(duì)相應(yīng)導(dǎo)向件50a和50b以及第二對(duì)導(dǎo)向件52a和52b，所述位移件具有第一位移件54、第二位移件56、第一對(duì)相應(yīng)位移件58a和58b以及第二對(duì)相應(yīng)位移件60a和60b。

當(dāng)包括在圖13中時(shí)，位移件46和導(dǎo)向件48(比如銷(xiāo)等)從基部41處向上(例如，大致垂直地)延伸，并且處于一種限定預(yù)定非線性銼軸線的構(gòu)造。要理解，在傳統(tǒng)的銼(比如一般線性銼)朝向一個(gè)或多個(gè)位移件46以及導(dǎo)向件48時(shí)，軸22的一個(gè)或多個(gè)部分可遠(yuǎn)離離銼軸線25(例如朝向后壁43或前壁44)或朝向銼軸線26移位，使得軸22的部分可依照固定裝置40的預(yù)定非線性銼路徑以將傳統(tǒng)銼的軸定位成非線性形狀(比如，曲線銼)。

更具體地，可將傳統(tǒng)銼插入固定裝置40中，使得尖端18可首先延伸穿過(guò)第一對(duì)相應(yīng)導(dǎo)向件50a和50b然后穿過(guò)第二對(duì)相應(yīng)導(dǎo)向件52a和52b。相應(yīng)導(dǎo)向件對(duì)中的各個(gè)導(dǎo)向件可以間隔開(kāi)足夠距離以允許軸22從其間穿過(guò)同時(shí)大體上沿銼軸線26保持銼。因此，在將傳統(tǒng)銼引導(dǎo)通過(guò)各對(duì)導(dǎo)向件46時(shí)，通常不存在或存在極小的軸與銼軸線26的偏移量。當(dāng)繼續(xù)將傳統(tǒng)銼的尖端18插入固定裝置中，尖端18可與第一位移件54a接觸，其優(yōu)選使尖端18遠(yuǎn)離銼軸線26偏移(例如，大致沿頂面42在共同平面內(nèi)朝后壁43或前壁44)。同樣地，當(dāng)其余的位移件46被尖端18(以及軸12的各個(gè)部分)接觸時(shí)，傳統(tǒng)銼的各部分繼續(xù)朝銼軸線或遠(yuǎn)離銼軸線26偏移，直到尖端18到達(dá)(比如，延伸穿過(guò))最后的位移件46(例如，相應(yīng)的位移件60a和60b對(duì))，使得可以將傳統(tǒng)銼的軸12定位成預(yù)定形狀，該預(yù)定形狀由固定裝置40的非線性銼路徑來(lái)限定。其后，沿固定裝置40的非線性銼路徑定位的傳統(tǒng)銼可以經(jīng)受如下所述的熱處理過(guò)程以對(duì)一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)銼進(jìn)行定形狀，從而形成一個(gè)或多個(gè)定形的非線性銼(例如，圖12a的非線性銼20、圖12b的非線性銼108、圖12c的非線性銼110或其它非線性銼)。

可以通過(guò)改變插入固定裝置中的深度來(lái)適應(yīng)各種尺寸的傳統(tǒng)銼，從而使尖端18延伸至(例如，接觸)最后的位移件46、可選的導(dǎo)向件48、固定裝置的端部或其間的任意位移件/導(dǎo)向件，直到將傳統(tǒng)銼定向成預(yù)定形狀。此外，導(dǎo)向件、位移放置件或兩者的組合在能夠容納具有不同厚度、錐度、材料和/或長(zhǎng)度的各種尺寸的銼的同時(shí)可固定到基部41上并具有足夠的空間來(lái)限定預(yù)定銼路徑。

要理解，在另一實(shí)施例中，通過(guò)提供具有一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)位移件76、一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)導(dǎo)向件78或兩者的組合的可調(diào)節(jié)固定裝置70，本發(fā)明可容納具有不同厚度、錐度、材料和/或長(zhǎng)度的各種尺寸的銼?？烧{(diào)節(jié)構(gòu)件76和78可配置為允許至少一個(gè)構(gòu)件沿基部41的頂面42重新定位。更具體地，圖14中示出的固定裝置70可包括一個(gè)或多個(gè)(比如，兩個(gè))位移件(比如，銷(xiāo))，該位移件可在至少一個(gè)方向(例如橫向地處于后壁43與前壁44之間的不同方向)上運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)銼的成品的所需的非線性幾何結(jié)構(gòu)。

如此，一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)構(gòu)件可相對(duì)于銼軸線26大致呈橫向地重新定位(例如，朝向后壁43或前壁44)以容納更粗的軸、更細(xì)的軸、有更大銼錐度的軸、具有更小銼錐度的軸或其組合。例如，相應(yīng)位移件和/或相應(yīng)導(dǎo)向件中的至少一個(gè)位移件和/或?qū)蚣?比如，50a、52a、58a、60a)可分別相對(duì)于另一個(gè)相應(yīng)位移件和/或相應(yīng)導(dǎo)向件(比如，50b、52b、58b、60b)橫向地重新定位，以增加或減少其間的間距，從而允許固定裝置容納具有各種軸厚度的傳統(tǒng)銼。此外，一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)構(gòu)件可相對(duì)于銼軸線26大致橫向地重新定位(例如，朝向后壁43或前壁44)以橫向增加或減少偏置部分30，從而相應(yīng)地增加或減少波峰位移距離。例如，通過(guò)橫向重新定位至少一個(gè)位移件46(比如，54、56)，可以使軸22進(jìn)一步遠(yuǎn)離銼軸線26移位，從而形成具有更大位移距離的更彎的彎曲部(比如，曲線)。

可選地或此外，一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)構(gòu)件可相對(duì)于銼軸線大致縱向地重新定位(例如，朝向左側(cè)壁或右側(cè)壁45)以容納各種長(zhǎng)度的銼或者增加或減少偏置部分30的縱向距離?？梢韵氲?，偏置部分30的縱向距離可定義為在軸的與銼軸線26相交的兩個(gè)相鄰部分之間沿銼軸線26的距離(比如，軸位置34a與34b、軸位置34c與尖端28等之間沿銼軸線26的距離)。例如，可以相對(duì)于左側(cè)壁和右側(cè)壁45大致縱向地增加或減少第一對(duì)相應(yīng)導(dǎo)向件50a和50b與第二對(duì)相應(yīng)位移件60a和60b之間的縱向間距以便相應(yīng)地容納更長(zhǎng)或更短的軸22。此外，通過(guò)相應(yīng)地增加或減少位移件46、導(dǎo)向件48中的兩個(gè)或更多之間或各自的組合之間的縱向間距，可以增加或減少偏置部分30的縱向距離。例如，可以相對(duì)于左側(cè)壁和右側(cè)壁45大致縱向地增加或減少第二對(duì)導(dǎo)向件52a和52b與位移件56之間的間距，從而增加其間的縱向距離。在該示例中，增加或減少偏置部分的縱向距離也可以包括通過(guò)位移件(比如，位移件54)橫向移動(dòng)軸22，但并不是必需的。

圖14圖示了具有固定裝置40中所描述的相似特征并進(jìn)一步包括第一可調(diào)節(jié)位移件76a和第二可調(diào)節(jié)位移件76b的可調(diào)節(jié)固定裝置50的一個(gè)具體示例?？烧{(diào)節(jié)位移件76a和76b可配置為進(jìn)行橫向調(diào)整(比如，朝向后壁43和前壁44)以便相對(duì)于銼軸線26增加和/或減少偏置部分30a和30b。可以在將傳統(tǒng)銼插入到固定裝置50之前、期間和/或之后對(duì)可調(diào)節(jié)位移件76進(jìn)行調(diào)整(或重新調(diào)整)以便實(shí)現(xiàn)所需的銼路徑以用于形成預(yù)定非線性形狀的銼。

如上所述，固定裝置50可包括可調(diào)節(jié)導(dǎo)向件(圖中未示)。為了本文披露的目的，可調(diào)節(jié)構(gòu)件可包括可調(diào)節(jié)位移件、可調(diào)節(jié)導(dǎo)向件或兩者的組合。可調(diào)節(jié)構(gòu)件(比如，可調(diào)節(jié)位移件76)可以可調(diào)節(jié)地固定在基部41上，在可能需要不同的預(yù)定銼路徑時(shí)基部41允許可調(diào)節(jié)構(gòu)件能夠在狹槽部分78(78a和78b)內(nèi)移動(dòng)，以便容納不同尺寸的傳統(tǒng)銼或其它及其組合。要理解，狹槽部分78可相對(duì)于銼軸線26橫向(比如，通常垂直地)設(shè)置(比如，朝如圖14所示的后壁43或前壁44延伸)、相對(duì)于銼軸線26縱向(比如，通常平行地)設(shè)置(比如，朝左側(cè)壁或右側(cè)壁45延伸)、對(duì)角地設(shè)置或以其它方式設(shè)置。

一旦一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)構(gòu)件已經(jīng)移入所需位置以形成該預(yù)定銼路徑的至少一部分時(shí)，可調(diào)節(jié)構(gòu)件可以暫時(shí)固定在所需位置中以便保持預(yù)定銼路徑的該部分。如果需要，繼而可以將可調(diào)節(jié)構(gòu)件重新定位以形成不同的銼路徑。要理解，可以使用足以可移除地固定可調(diào)節(jié)構(gòu)件的任何可調(diào)節(jié)固定裝置。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，固定裝置可用來(lái)形成一個(gè)或多個(gè)非線性形狀的銼。如一個(gè)具體示例所示，圖15a-16c提供了一種固定裝置80，所述固定裝置可包括具有頂面82、后壁83、前壁84以及左右側(cè)壁85的基部構(gòu)件81。頂面82可包括至少一個(gè)限定用于接收傳統(tǒng)銼(比如，一般線性銼)的預(yù)定銼路徑的至少一個(gè)槽90。優(yōu)選地，固定裝置80可包括多個(gè)銼槽90，所述多個(gè)銼槽可相似或互不相同。如圖15a-圖16c所示，固定裝置80包括多個(gè)相似槽90。銼槽90可形成為頂面82的凹谷部。銼槽90可以延伸到后壁83和前壁84中的一者或兩者(比如，大體上橫向地)，從而使相應(yīng)的頂壁和/或底壁中的開(kāi)口延伸穿過(guò)該頂壁和/或底壁，如圖16b所示。使銼槽延伸穿過(guò)后壁83和前壁84中的至少一個(gè)對(duì)于容納手柄部分16、附接端17、尖端18或其它部分可以是理想的，而手柄部分16、附接端17、尖端18或其它部分可以位于固定裝置80之外或部分位于固定裝置80之外。還應(yīng)理解，銼槽90可完全在前表面82內(nèi)延伸，從而銼槽90的兩端都不會(huì)延伸穿過(guò)后壁83和前壁84。在這種情況下，槽90還可包括充分間隔開(kāi)的部分，以便容納手柄部分16、附接端17或其它部分。

此外，銼槽90可具有足以容納各種尺寸的銼的任何尺寸或長(zhǎng)度。銼槽90的寬度和/高度可大體上對(duì)應(yīng)于銼軸至少最寬和/或最厚的部分(比如，一般靠近銼的近端)，從而可以限制或基本消除銼運(yùn)動(dòng)(比如，橫向和/或轉(zhuǎn)動(dòng))。當(dāng)蓋件100還包括相應(yīng)空間(比如，銼槽)以容納銼的可在頂面82之上延伸的一個(gè)或多個(gè)部分時(shí)，銼槽90的高度可小于銼的高度(比如，厚度)。

優(yōu)選地，固定裝置81的頂面82和/或銼槽90的基部可大體上是平的，但并不是必需的。要理解，頂面82、銼槽90的基部或兩者的組合可以變化(比如，傾斜和/或彎曲等)以容納具有相同或不同銼錐度的一個(gè)或多個(gè)銼。因此，銼槽的高度可保持不變或者根據(jù)頂面82和/或銼槽90的基部是保持大體上平坦還是改變而改變，以便容納各種銼尺寸(比如，銼的銼錐度、高度和/或厚度等)。理想的是，銼槽90通常補(bǔ)充了銼寬度和/或長(zhǎng)度，從而可以限制或基本阻止銼槽90的一個(gè)或多個(gè)部分內(nèi)的(比如，縱向上、橫向上或徑向上等)銼運(yùn)動(dòng)(比如，一旦銼定位到預(yù)定銼路徑內(nèi)的所需位置和/或形狀)。

固定裝置80也可包括限定出預(yù)定銼路徑以及槽90的一個(gè)或多個(gè)位移部分86、一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向部分88或二者的組合。如上面探討的，位移部分86一般可配置為用于使軸22從銼軸線26移位或者朝銼軸線26移位，同時(shí)導(dǎo)向部分88一般可配置為用于保持軸22和/或近端24大致沿銼軸線26。

優(yōu)選地，固定裝置80可包括多個(gè)槽90，各個(gè)槽由具有第一對(duì)相應(yīng)位移部分92a和92b以及第二對(duì)相應(yīng)位移部分94a和94b的一個(gè)或多個(gè)位移部分86來(lái)限定。固定裝置80還可包括具有第一對(duì)相應(yīng)導(dǎo)向部分96a和96b以及第二對(duì)相應(yīng)導(dǎo)向部分98a和98b的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向部分88以便進(jìn)一步限定各個(gè)槽90。同時(shí)，位移部分86和導(dǎo)向部分88可以定位為限定出槽90以及其中的確定的銼槽路徑，所述確定的銼槽路徑用于接收傳統(tǒng)銼的各部分并將傳統(tǒng)銼的各部分定位為預(yù)定非線性形狀(比如，具有例如大致呈s形、c形或其它形狀的一個(gè)或多個(gè)曲線)。

固定裝置80還可包括配置為用于與基部構(gòu)件81配合的蓋件100。蓋件100可包括底面101、頂面102、后壁103、前壁104以及左右側(cè)壁105。基部構(gòu)件81與蓋件100的配合可以通過(guò)附接部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。該附接部件可以是能夠?qū)⑸w件100可移除地固定到基部構(gòu)件81以便在限制或基本消除銼在銼槽90內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)將銼大致保持在銼槽90內(nèi)的任何已知結(jié)構(gòu)。在圖15a-16c所示的一個(gè)非限制性示例中，固定裝置還包括具有突起部分104的連接部件102，突起部分104可配置為用于由相應(yīng)的孔部分106接收，從而相對(duì)于蓋件100將基部構(gòu)件81大致保持在閉合位置。更具體地，在已經(jīng)將一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)銼定位在一個(gè)或多個(gè)銼槽90內(nèi)之后，可將蓋件100放于基部構(gòu)件81上方，使得蓋件100的孔106與突起部分104大致對(duì)準(zhǔn)。然后，可以將蓋件100降低到基部構(gòu)件81上，使得可以使基部構(gòu)件81的頂面82近似地位于蓋件101的底面101。要理解，頂面82的至少一部分可以與底面101的至少一部分接觸；優(yōu)選地，頂面82的大部分可與底面101的大部分接觸，但并不是必需的。一旦將蓋件100通過(guò)連接部件附接到基部構(gòu)件81上時(shí)，位于其中的一個(gè)或多個(gè)銼(例如，具有一個(gè)或多個(gè)銼槽90)便會(huì)大體上保持在適當(dāng)位置處，使得可以減少或基本消除銼在槽90內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。因此，優(yōu)選地，突起部分104所具有的形狀與尺寸(比如，大致呈圓柱形或其它形狀)可被設(shè)計(jì)為與所述孔104互補(bǔ)，使得一旦突起部分104由孔104接收在孔106內(nèi)僅有基本上極少或?qū)嵸|(zhì)上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)。其后，被定位在一個(gè)或多個(gè)銼槽90內(nèi)以便沿固定裝置80的非線性銼路徑定位的一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)銼可以經(jīng)過(guò)如下所述的熱處理過(guò)程，以對(duì)一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)銼定形，從而形成一個(gè)或多個(gè)定形的非線性銼(比如，圖12a的非線性銼20、圖12b的非線性銼108或圖12c的非線性銼110等)。

可選地，固定裝置80可包括一個(gè)或多個(gè)可調(diào)節(jié)構(gòu)件(圖中未示)。當(dāng)包括可調(diào)節(jié)構(gòu)件時(shí)，可調(diào)節(jié)構(gòu)件可以是可移動(dòng)(和暫時(shí)可固定)的以提供各種銼槽設(shè)計(jì)。

如圖17所示，是牙齒部分1290的縱向截面視圖，所述牙齒部分包括大致圍繞具有根管壁125的根管124(比如，牙髓和/或神經(jīng)組織)的牙本質(zhì)122，根管124通過(guò)本發(fā)明包括定形的非線性銼126的一個(gè)實(shí)施例來(lái)制備(比如，清潔和/或成型)。根管124的制備(比如，清潔和/或成型)可包括：操作員使非線性銼126大致朝著根管124的尖端128向前移動(dòng)(比如，推動(dòng))(同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)及其組合)，以將受感染區(qū)域移除，該受感染區(qū)域可以包括連同細(xì)菌一起的牙髓、腐爛的神經(jīng)組織以及來(lái)自牙齒120的相關(guān)碎屑。一旦根管124已經(jīng)被清潔后，便可將根管124再成型和/或擴(kuò)大以允許更好地進(jìn)入以便其后的填充。

要理解，在移除根管124和周邊區(qū)域的受感染區(qū)域的過(guò)程中，由于非線性銼126的各部分與牙齒內(nèi)將要移除的材料(比如，牙本質(zhì)、牙髓、神經(jīng)組織和/或受感染材料)接觸，所以非線性銼126通常會(huì)遇到一些阻力。該銼阻力以及在操作員使用非線性銼的過(guò)程中朝向根管尖端的可選的任何向下的作用力可以使該非線性銼擴(kuò)大(比如，通常增加至少一個(gè)偏置部分130)、收縮(比如，通常減少至少一個(gè)偏置部分130)或兩者的組合。偏置部分130的擴(kuò)大和/或收縮通常可發(fā)生在相對(duì)于銼軸線的橫向方向上、縱向方向上或兩者的組合方向上，使得可以增加與根管(比如，將要移除的材料)的表面接觸。更具體地，由于發(fā)生銼阻力(比如，與牙本質(zhì)和/或根管壁接觸)，一個(gè)或多個(gè)偏置部分可以沿最小阻力路徑(比如，朝向牙髓材料)發(fā)生變形，使得可以在與牙髓材料的接觸最大化的同時(shí)使牙本質(zhì)的移除最小化，從而牙髓材料的移除最大化。

圖18圖示了在使用相當(dāng)?shù)膫鹘y(tǒng)線性銼132(比如，大致相同的軸長(zhǎng)度、厚度和錐度)清潔和/或成型圖17所示的根管124時(shí)根管124的相似的縱向截面視圖。據(jù)信，由于線性銼132的線性形狀，根管開(kāi)口134(比如，銼清潔路徑)一般形成為有與線性銼132的軸的直徑大致相等的直徑。線性銼132a和線性銼132b示出了線性銼132在其旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的各種位置。如線性銼132a和132b的各種位置所示的，在圖18所示的傳統(tǒng)線性銼132的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中通常很少或基本上不擴(kuò)寬根管開(kāi)口134(比如，根管開(kāi)口134一般形成為具有與線性銼132的軸的直徑基本相同的直徑)。

因此，同具有大致相同的銼寬度和銼錐度的可比的傳統(tǒng)線性銼相比較，本發(fā)明的非線性銼126可增加與根管腔124內(nèi)將要移除的材料的表面接觸，從而在清潔和/或成型根管時(shí)增加材料移除。

圖19a圖示了圖17中所示的牙齒制備的另一縱向截面，包括非線性銼126在根管124內(nèi)大致相同的深度處旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)期間穿過(guò)各個(gè)位置的相同的非線性銼126。圖19b圖示了圖19a中所示的牙齒制備的橫向截面a-a。圖19a和圖19b包括處于第一位置的(比如，旋轉(zhuǎn)約0°和旋轉(zhuǎn)約360°)的非線性銼126a、處于第二位置(比如，旋轉(zhuǎn)約90°)的非線性銼126b、處于第三位置(比如，旋轉(zhuǎn)約180°)的非線性銼126c、以及處于第四位置(比如，旋轉(zhuǎn)約270°)的非線性銼126d。

非線性銼126可配置為產(chǎn)生具有大于非線性銼126的軸的直徑(比如，寬度)的直徑d(比如，寬度)的根管開(kāi)口136。要理解，直徑d沿根管開(kāi)口136在不同深度處可以相同或不同。通常，當(dāng)相對(duì)于銼的軸的直徑涉及到根管開(kāi)口136的直徑d時(shí)，兩個(gè)直徑都在根管的大致相同的相對(duì)深度(比如，橫向截面)處選取。

非線性銼126可配置為產(chǎn)生具有比由非線性銼126的軸形成的根管開(kāi)口的直徑(比如，寬度)大至少10％左右、大至少25％左右、大至少50％左右、以及大至少75％左右的直徑的根管開(kāi)口。此外，非線性銼126可配置為產(chǎn)生具有比由非線性銼126的軸形成的根管開(kāi)口的直徑大小于1000％左右、大小于750％左右、大小于500％左右、以及大小于200％左右的直徑的根管開(kāi)口。例如，線性銼126可配置為產(chǎn)生具有比由非線性銼126的軸形成的根管開(kāi)口的直徑大大約10％至大約1000％、大約25％至大約750％、大約50％至大約500％、以及大約75％至大約200％的直徑的根管開(kāi)口。理想的是，線性銼126可配置為產(chǎn)生具有比由非線性銼126的軸形成的根管開(kāi)口的直徑大大約100％至大約1000％、優(yōu)選大約200％至大約500％的直徑的根管開(kāi)口。要理解，線性銼126可配置為：根據(jù)操作員朝向根管的尖端的向下作用力、根管的尺寸和/或形狀、銼剛度、非線性銼偏置部分的尺寸和/或形狀、或其它及其組合，產(chǎn)生具有比由非線性銼126的軸形成的根管開(kāi)口的直徑(比如，寬度)大1000％的直徑(比如，寬度)的根管開(kāi)口。在一個(gè)具體實(shí)施例中，如圖19b所示，大致呈橢圓形的具有開(kāi)口壁137a的根管開(kāi)口136a可通過(guò)旋轉(zhuǎn)非線性銼126來(lái)形成。如上所述，橢圓形根管開(kāi)口的形狀一般可受各種參數(shù)的影響，比如，根管124(比如，根管壁138)的形狀等。大致呈橢圓形的根管開(kāi)口132可具有縱向直徑(比如，大致沿橫向截面a-a)以及橫向直徑。更具體地，該縱向直徑(比如，從非線性銼126c到非線性銼126a)可以具有比非線性銼126的軸的直徑大至少大約200％(比如，至少大約300％)的直徑，而該橫向直徑(比如，從非線性銼126d到非線性銼26b)可以具有比非線性銼126的軸的直徑大至少大約100％(比如，至少大約200％)的直徑。

非線性銼可配置為形成具有比由傳統(tǒng)線性銼(比如，其具有與非線性銼126大致相同的軸長(zhǎng)度、厚度和錐度)形成的根管開(kāi)口的直徑大至少大約10％(比如，0.1倍)、至少大約25％、至少大約50％、以及至少大約75％的直徑的根管開(kāi)口。此外，線性銼可配置為形成具有比由傳統(tǒng)線性銼(比如，其具有與非線性銼126大致相同的軸長(zhǎng)度、厚度和錐度)形成的根管開(kāi)口的直徑大小于大約1000％(比如，10倍)、小于大約750％、小于大約500％、以及小于大約200％的直徑的根管開(kāi)口。例如，非線性銼可配置為形成具有比由傳統(tǒng)線性銼(比如，其具有與非線性銼126大致相同的軸長(zhǎng)度、厚度和錐度)形成的根管開(kāi)口的直徑大大約10％至大約1000％、大約25％至大約750％、大約50％至大約500％、以及大約75％至大約200％的直徑的根管開(kāi)口。在用于比較如圖18和圖19b的根管124所示的根管清潔和/或成型的一個(gè)具體實(shí)施例中，要理解，本發(fā)明的非線性銼126可配置為增加與根管124的表面接觸，使得可以形成具有直徑d的根管開(kāi)口136，該直徑d可大于由傳統(tǒng)線性銼132(比如，其具有與非線性銼126大致相同的軸長(zhǎng)度、厚度和錐度)形成的根管開(kāi)口134的直徑p。

在另一實(shí)施例中，非線性銼的設(shè)計(jì)和材料可配置為適應(yīng)至少等于自然根管幾何形狀的根管形狀。

在又一實(shí)施例中，本發(fā)明可包括一種從銼軸線在至少兩個(gè)不同平面(比如，三維(3d)空間)中延伸的非線性銼(比如，牙科銼)及其形成方法。圖20圖示了一種非線性銼140(比如，螺旋拔塞器形或其他形狀)，該非線性銼140大體上沿中心銼軸線146延伸，并可包括具有尖端148、近端144以及尖端148與近端144之間的工作部分的細(xì)長(zhǎng)非線性軸部142。近端144可固定到手柄(圖中未示)上，或者可包括用于附接至手持件(比如，旋轉(zhuǎn)裝置)的附接端147。與上面所探討的共面(比如，二維)非線性銼相似，三維(例如，3d)非線性銼140可形成為具有不同軸長(zhǎng)度、寬度和/或銼錐度的各種預(yù)定非線性形狀。

有利的是，軸142可包括至少一個(gè)偏置部分150，該至少一個(gè)偏置部分150具有軸142的沿至少兩個(gè)不同平面從銼軸線146移位的至少一部分，從而形成大致呈非線性(比如，3d)的銼140。偏置部分150可包括波峰152，波峰152可以是軸142的沿偏置部分150相對(duì)于銼軸線146的最外部分。從銼軸線146到波峰152(比如，波峰152的內(nèi)緣156)的距離(比如，橫向距離)可以由波峰位移距離154(比如，偏置部分150的最大位移距離)來(lái)定義。

要理解，軸142可遠(yuǎn)離銼軸線146延伸(并且可選地返回銼軸線146)以形成具有彎曲部和/或曲線等的單個(gè)偏置部分150。此外，軸142可多次遠(yuǎn)離并返回銼軸線146地延伸以形成多個(gè)偏置部分150，所述多個(gè)偏置部分具有與非線性銼20、108和110相似的多個(gè)彎曲部和/或曲線。一個(gè)或多個(gè)偏置部分150可在軸142的任意部分之間(比如，通常在近端144和尖端148之間)延伸。理想的是，軸142可包括如圖20所示的大體連續(xù)的偏置部分150a。在此具體實(shí)施例中，軸142的連續(xù)偏置部分150a可從軸位置156延伸至尖端148。由于軸142的連續(xù)偏置部分150a沿偏離銼路徑遠(yuǎn)離銼軸線146延伸，所以連續(xù)位移距離158可以設(shè)定為限定軸142(比如，軸142的內(nèi)緣)從銼軸線146移位的距離。軸142的偏置部分150a可以連續(xù)地偏離(比如，沿偏離銼路徑)銼軸線146(比如，以大體上徑向移位的方式)，從而限定出大致的螺旋形狀。

要理解，軸142的偏置部分150可以偏離銼軸線146(比如，位移距離158)大于約0.0mm，優(yōu)選大于約0.05mm，更優(yōu)選大于約0.5mm的量。此外，要理解，軸142的偏置部分150可偏離銼軸線146少于約7mm，優(yōu)選少于約6mm，更優(yōu)選少于約5mm的量。例如，軸142的偏置部分150可偏離銼軸線146從大于0.0mm至約7mm，優(yōu)選約0.55mm至約6mm，更優(yōu)選約0.5mm至約5mm的量。

還要理解，至少約10％、優(yōu)選為至少約25％、更優(yōu)選為至少約50％的軸142(比如，沿軸的位于近端與尖端之間的一個(gè)或多個(gè)縱向部分)可連續(xù)地徑向偏離銼軸線146。此外，要理解，少于約100％、優(yōu)選為少于約95％、更優(yōu)選為少于約90％的軸142(比如，沿軸的位于近端與尖端之間的一個(gè)或多個(gè)縱向部分)可連續(xù)地徑向偏離銼軸線146。例如，約10％至約100％、優(yōu)選為約25％至約95％、更優(yōu)選為約5％至約90％的軸142(比如，沿軸的位于近端與尖端之間的一個(gè)或多個(gè)縱向部分)可連續(xù)地徑向偏離銼軸線146。

在如圖20所示的具體實(shí)施例中，螺旋形非線性銼10包括連續(xù)偏置部分150a。理想的是，當(dāng)連續(xù)偏置部分150a朝尖端148延伸時(shí)，連續(xù)偏置部分150a包括增加的位移距離158。當(dāng)包括連續(xù)偏置部分158a時(shí)，連續(xù)偏置部分158a在軸位置194處從銼軸線146延伸，并沿軸142的剩余部分繼續(xù)移位到尖端148，從而在其中形成沿銼軸線146延伸的間隔開(kāi)的部分159。

在本發(fā)明具有可擴(kuò)展和/或可收縮設(shè)計(jì)的另一實(shí)施例中，其中，通過(guò)將非線性銼盤(pán)繞成非線性形狀(比如，通過(guò)螺旋)形成大致有溝槽的銼，從而產(chǎn)生三維彎曲部而不是如上面所示的二維彎曲部。

本發(fā)明可包括一種用于形成在至少兩個(gè)平面(比如，三維空間)周?chē)由斓姆蔷€性形狀銼的固定裝置。在具體實(shí)施例中，圖21-圖23提供了一種固定裝置160，該固定裝置160可包括具有第一端164、第二端166、外表面168以及銼槽170的內(nèi)部件162，銼槽170限定出用于接收傳統(tǒng)銼(比如，一般線性銼)的預(yù)定非線性路徑。內(nèi)部件162可以為大致呈圓柱形的構(gòu)件或其它形狀的構(gòu)件。內(nèi)部件162大體上沿固定裝置軸線163延伸。理想的是，一旦軸142被內(nèi)部件162接收，銼軸線163可沿軸的軸線146延伸，或至少可與軸的軸線146大致平行，但并不是必需的。通常，內(nèi)部件162可有足夠的尺寸以便具有一厚度(比如，寬度和/或直徑)，所述厚度能夠接收其內(nèi)部形成的作為沿外表面168的凹谷部的銼槽170。銼槽170的凹谷部可包括側(cè)壁172以及在側(cè)壁172的底部部分處在側(cè)壁172之間延伸的基面174。理想的是，內(nèi)部件162(比如，一般包括銼槽170)的厚度(比如，直徑)可大于非線性銼140的軸142的厚度(比如，寬度和/或直徑)。內(nèi)部件162的增加的厚度允許在提供一個(gè)或多個(gè)位移部分的同時(shí)形成有尺寸足以接收軸142的槽170，所述一個(gè)或多個(gè)位移部分用于使軸142的定位在內(nèi)部件142的槽170內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)部分移位。

銼槽170可沿內(nèi)部件162的任意部分(比如，大體上縱向地)延伸，然而，優(yōu)選地，銼槽170可沿外表面168從內(nèi)部件162的第一端164延伸到第二端166，但并不是必需的。更具體地，如圖22a和圖22b所示，銼槽170還可包括第一端164處的用于接收傳統(tǒng)銼的第一開(kāi)口176，并且銼槽170可以圍繞內(nèi)部件162延伸穿過(guò)該內(nèi)部件延伸到第二端處的第二開(kāi)口178。使銼槽170延伸穿過(guò)第一端164和第二端166中的至少一個(gè)對(duì)于容納手柄部分(圖中未示)、附接端147或尖端148等是理想的，該手柄部分、附接端147或尖端148等可以位于固定裝置160之外或部分地位于固定裝置160之外。還要理解，銼槽170可完全在外表面168內(nèi)延伸，是得銼槽170的兩端均不延伸穿過(guò)第一端164和第二端166。在這種情況下，槽170可包括足以容納該手柄部分或附接端等的空間。

此外，銼槽170可制成具有足夠容納各種尺寸的銼的基本上任何尺寸或長(zhǎng)度。要理解，銼槽170的寬度和/或高度可與銼軸的將被銼槽170接收的相應(yīng)部分互補(bǔ)。理想的是，銼槽170的寬度和/或高度對(duì)應(yīng)于銼軸至少最寬和/或最厚的部分(比如，一般靠近銼的近端)，使得一旦將傳統(tǒng)銼定位在銼槽170內(nèi)后可以限制或基本上阻止銼移動(dòng)。如果包括具有用以容納銼的可在外表面168之上延伸的一個(gè)或多個(gè)部分的相應(yīng)空間(例如相應(yīng)銼槽(圖中未示))的蓋件，則銼槽170的高度可能小于銼的高度(比如，厚度)。

在銼槽170的整個(gè)長(zhǎng)度上，銼槽170的高度可以一般是不變的，但并不一定是不變的。但是，要理解，可以改變銼槽170的高度(比如，可以使基部174和/或外表面168傾斜、成曲線和/或彎曲等)以適應(yīng)各種銼尺寸(比如，銼的銼錐度、高度和/或厚度等)。理想的是，銼槽170通常與銼尺寸(比如，寬度和/或高度)互補(bǔ)，從而可以限制或基本阻止銼槽170的一個(gè)或多個(gè)部分內(nèi)的(比如，縱向上、橫向上或徑向上等)銼移動(dòng)(比如，一旦將銼定位在銼槽170的預(yù)定銼路徑內(nèi)并定位成所需位置和/或形狀)。例如，如圖22a和圖22b所示，銼槽170的高度可從第一端164到第二端166變化，第一端164具有較大的銼槽高度(以容納具有一般較大銼寬度的非線性銼140的近端144)，而第二端166具有較小銼槽高度(以容納具有一般較小銼寬度的非線性銼140的尖端148)。可以想到的是，銼槽170的高度一般與位移距離158或波峰位移距離成相反關(guān)系。因此，軸142鄰近近端144的連續(xù)偏置部分150可具有較小位移距離，相比之下，軸142鄰近尖端148的連續(xù)偏置部分150可具有較大位移距離。理想的是，銼槽170的高度通常從第一端164到第二端166減小，以適應(yīng)傳統(tǒng)銼的銼錐度，使得銼的頂部分部分(比如，銼的大體上在槽側(cè)壁172的頂部部分之間延伸的頂部)可與內(nèi)部件162的頂面168大致齊平，但并不是必需的。但是，要理解，銼的高度可延伸到銼槽170的頂部之上或之下。

內(nèi)部件162也可包括限定出預(yù)定非線性銼路徑和槽170的一個(gè)或多個(gè)位移部分180、一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)向部分182或兩者的組合。如上面所探討的，位移部分180通常配置為用于使軸142遠(yuǎn)離銼軸線或朝向銼軸線移位，而導(dǎo)向部分182通常配置為用于保持軸142和/或近端144大致沿銼軸線146。

如上面所探討的，銼槽170可形成為沿外表面168的凹谷部，使得銼槽可以以線圈狀(比如，螺旋形)的方式繞圓柱形的內(nèi)部件162延伸。槽170可部分繞在內(nèi)部件162上，或者可以一次或多次繞在內(nèi)部件162上。如圖21-圖22b所示，銼槽170可以圍繞內(nèi)部件162沿一個(gè)完整螺旋延伸(比如，從內(nèi)部件162的第一端164到中間部分184)并可繼續(xù)沿部分螺旋延伸(比如，從中間部分184到第二端166)。內(nèi)部件162還可包括固定裝置位移距離186，固定裝置位移距離186可由銼槽170的基部與固定裝置軸線163(和/或裝置軸線164，當(dāng)共軸時(shí))之間的距離來(lái)限定。與位移距離158相似，固定裝置位移距離186限定出軸142的可偏離銼軸線的一個(gè)或多個(gè)部分。更具體地，在圖21-圖22b所示的一個(gè)非限制具體實(shí)施例中，內(nèi)部件162可包括連續(xù)的(比如，可變的)固定裝置位移距離186，該固定裝置位移距離186大體上從內(nèi)部件162的接近第一端164的第一部分190延伸至內(nèi)部件162的第二端166。包括連續(xù)固定裝置位移距離186的內(nèi)部件162可導(dǎo)致非線性銼140具有大致沿銼軸線146縱向延伸的開(kāi)口192。要理解，所得到的開(kāi)口192大體上從軸位置194延伸至軸142的端部(比如，尖端148)。但是，本發(fā)明并不限制于單個(gè)和/或連續(xù)偏置部分150，而是可包括多個(gè)偏置部分150，使得將軸42一次或多次偏離銼軸線146然后返回銼軸線146，如本文所探討的。理想的是，位移部分180和導(dǎo)向部分182可定位為限定槽170以及其內(nèi)的確定的銼路徑，所述銼路徑用于接收傳統(tǒng)銼的多個(gè)部分并將其定位成預(yù)定非線性形狀(比如，具有一個(gè)或多個(gè)諸如大致呈螺旋形、螺絲錐形或其它形狀的曲線)。

固定裝置160還可包括配置為用于與內(nèi)部件162配合的蓋件200。蓋件200可包括內(nèi)表面202和外表面204，其均大致在第一端206和第二端208之間延伸。通常，蓋件200可配置為與內(nèi)部件162配合從而至少部分地封閉銼槽170。理想的是，當(dāng)在銼槽170的一端或兩端(比如，在內(nèi)部件162第一和/或第二端164，166)提供開(kāi)口和/或通孔以允許軸142從其中穿過(guò)時(shí)，蓋件200的內(nèi)表面102大體上或完全封閉銼槽170。而且，要理解，內(nèi)表面202可配置為與內(nèi)部件162的外表面168配合(比如，對(duì)應(yīng)或互補(bǔ))。如圖21-圖23所示，蓋件200可包括由內(nèi)表面202限定的大致呈圓柱形的通孔210。圓柱形通孔210可具有足夠空間以接收貫穿其中的內(nèi)部件162和軸142，如圖21所示。通常，可以使內(nèi)部件162的外表面168與蓋件200的內(nèi)表面204之間的間距最小化，以便將軸142的至少一部分大體上保持在銼槽170內(nèi)，使得可以大體上沿預(yù)定非線性銼路徑保持軸142。更具體地，可以使內(nèi)部件162的外表面168與蓋件200的內(nèi)表面204之間的間距最小化，以減少或大大防止軸142在銼槽170內(nèi)的(比如，徑向上的)移動(dòng)。蓋件200的外部形狀也可以是圓筒形，但是可以想到任意形狀和/或尺寸的蓋件200。

內(nèi)部件162和蓋件200的配合可以通過(guò)本領(lǐng)域已知的任何附接裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。該附接裝置可以是摩擦配合件或任何其它附接裝置。該附接裝置可以是能夠?qū)⑸w件200可移除地固定至內(nèi)部件162以便將軸142大體上保持在銼槽170內(nèi)的任何已知結(jié)構(gòu)。可選地，這可以在限制或基本消除軸142在其內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)得以實(shí)現(xiàn)。其后，定位在銼槽內(nèi)170以便沿固定裝置160的非線性銼路徑定位的銼(比如，軸142)可以經(jīng)過(guò)如下所述的熱處理過(guò)程，以對(duì)傳統(tǒng)銼進(jìn)行定形，從而形成定形的非線性銼(比如，三維螺旋狀銼140等)。

在形成如圖21所示非線性銼140的具體實(shí)施例中，該方法可包括將帶螺旋形凹槽的銼(比如，鎳鈦銼)圍繞內(nèi)部件(比如，螺旋銷(xiāo))盤(pán)繞。將蓋件(比如，管蓋)放置在包括帶凹槽的銼的內(nèi)部件之上，使得包括帶凹槽的銼的內(nèi)部件可插入穿過(guò)蓋件的開(kāi)口，從而將帶凹槽的銼保持在螺旋形構(gòu)型?？蛇x地，在將帶凹槽的銼插入固定裝置(比如，銼槽)中之前，可將蓋件置于內(nèi)部件之上。在加熱設(shè)備(比如，爐)中加熱包括帶凹槽的銼的固定裝置組件，使得可將帶凹槽的銼定形成圍繞內(nèi)部件的螺旋形構(gòu)型。

如上所述，制造定形的牙科器械的過(guò)程可包括：將傳統(tǒng)銼(比如，有凹槽的niti線性銼)放入彎曲固定裝置中從而將該傳統(tǒng)銼定位成預(yù)定形狀(比如，非線性形狀)，然后對(duì)該彎曲固定裝置進(jìn)行定形熱處理(如下所述)以對(duì)該傳統(tǒng)銼定形，從而形成對(duì)應(yīng)該預(yù)定形狀的定形的非線性銼。除本文所描述的配置外，彎曲部(比如，偏置部分)的數(shù)量和/或彎曲部的位置還可以選自多個(gè)配置。固定裝置設(shè)計(jì)和/或銼的定形過(guò)程可以由各種配置中產(chǎn)生以形成非線性銼和/或本發(fā)明披露的或其它的類(lèi)型和設(shè)計(jì)的非線性銼的批量生產(chǎn)。更具體地，內(nèi)部件的設(shè)計(jì)可以在多個(gè)配置中變化以形成具有較大或較小直徑、總錐度(和銼錐度不同)、或更多或更少螺旋等的螺旋形或其它形狀。

通常，用于形成定形的非線性銼的方法可包括：1)提供具有銼軸線的傳統(tǒng)銼(比如，線性銼)；2)提供具有預(yù)定非線性銼路徑(比如，二維或三維等)的固定裝置；3)將該傳統(tǒng)銼插入該固定裝置中，使得該傳統(tǒng)銼的第一部分(比如，該銼的軸)在第一平面內(nèi)從銼軸線移位(比如，以形成二維非線性銼)；4)可選地，使該傳統(tǒng)銼的第二部分以不同于第一平面的第二平面從銼軸線移位(比如，以形成三維非線性銼)；以及，5)對(duì)該非線性銼進(jìn)行熱處理，從而形成定形的非線性銼。

要理解，形成定形的非線性銼的熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱到至少約300℃、優(yōu)選至少約350℃、更優(yōu)選至少約450℃的溫度。此外，要理解，形成定形的非線性銼的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱到小于約650℃、優(yōu)選小于約550℃、最優(yōu)選小于500℃的溫度。例如，形成定形的非線性銼的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱到約300℃至約650℃、優(yōu)選為350℃至約600℃、更優(yōu)選約450℃至約550℃的溫度。

用于形成定形的非線性銼的熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱到一溫度持續(xù)至少大約1min、優(yōu)選至少大約3min、最優(yōu)選為至少大約5min的一段時(shí)間，以對(duì)超彈性銼進(jìn)行定形，從而形成定形的非線性銼。此外，要理解，用于形成定形的非線性銼的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱到一溫度持續(xù)少于大約45min、優(yōu)選少于大約30min、最優(yōu)選少于大約20min的一段時(shí)間。例如，用于形成定形的非線性銼的該熱處理過(guò)程可包括：將超彈性銼加熱到一溫度持續(xù)大約1min至大約45min、優(yōu)選大約3min至大約30min、最優(yōu)選為大約5min至大約20min的一段時(shí)間。

用于熱處理過(guò)程的定形參數(shù)可包括：將材料(比如，鎳鈦等)加熱到大約300℃至大約600℃(比如，大約400℃至大約550℃)的溫度或其它溫度持續(xù)大約1min至大約45min(比如，大約1min至大約30min)的一段時(shí)間或其它時(shí)間。在本發(fā)明用于對(duì)銼進(jìn)行定形的優(yōu)選實(shí)施例中，加熱設(shè)備(比如，爐)中的典型定形溫度和時(shí)間可為大約550℃(+/-50℃)持續(xù)10min(+/-5min)，這使得銼能具有不同的永久形狀(比如，非線性形狀)。

定形熱處理之后，可以允許該非線性銼冷卻。冷卻步驟可包括：逐漸降低該加熱設(shè)備的溫度、淬火和/或直接對(duì)該非線性銼進(jìn)行空氣冷卻或在固定裝置內(nèi)對(duì)該非線性銼進(jìn)行空氣冷卻。優(yōu)選地，一旦定形熱處理已經(jīng)完成，在該加熱設(shè)備中，可以將固定裝置從該加熱設(shè)備中移出，并允許進(jìn)行空氣冷卻。其后，一旦固定裝置已經(jīng)冷卻，可將銼從該固定裝置中移出，從而形成可以永久定形成新的非線性幾何形狀的定形的非線性銼。

本發(fā)明提出的定形的根管銼(比如，旋轉(zhuǎn)式銼)可包括一個(gè)或多個(gè)沿銼長(zhǎng)度的彎曲部，以便在根管過(guò)程中清潔和成型根管時(shí)確保與根管的最大表面接觸。眾所周知，牙齒結(jié)構(gòu)內(nèi)根管的橫截面是不一致的。大多數(shù)根管有不規(guī)則的幾何形狀，并且可以具有各種橫截面幾何形狀，包括橢圓形的、帶狀的、細(xì)長(zhǎng)的、狹窄的等。對(duì)于傳統(tǒng)銼(比如，線性銼)，銼的截面在幾何形狀上大致呈圓形，因此通常會(huì)移除根管中的更多的牙本質(zhì)以保證清潔和成型根管的所有壁，或者因?yàn)殇S的尺寸不夠大或根管幾何形狀太大以至于傳統(tǒng)銼不能清潔根管，因此會(huì)移除根管中的更少的牙本質(zhì)。通過(guò)具有定形的非線性銼，銼可配置為“擴(kuò)大”從而與正被清潔的根管壁最大程度地表面接觸(比如，增加非線性銼在旋轉(zhuǎn)期間的總周長(zhǎng))，或配置成“收縮”從而在根管壁比成型的銼的曲線窄時(shí)減少表面接觸(比如，減小非線性銼在旋轉(zhuǎn)期間的總周長(zhǎng))。非線性銼在旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或其它運(yùn)動(dòng)及其組合過(guò)程中的總周長(zhǎng)可以定義為相對(duì)于非線性銼在根管內(nèi)的特定深度圍繞由該非線性銼在其旋轉(zhuǎn)過(guò)程中形成的開(kāi)口的周界的距離。要理解，非線性銼的擴(kuò)大和/或收縮可響應(yīng)根管壁(比如，牙本質(zhì)/牙髓界面)的幾何形狀沿根管的各種深度(比如，縱向方向)在徑向上的變化而發(fā)生。例如，如圖19a-圖19b所示，可以在非線性銼126在截面a-a所表示的深度處的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或其它運(yùn)動(dòng)及其組合過(guò)程中形成具有開(kāi)口壁137a的根管開(kāi)口136a。繞開(kāi)口壁137a的距離限定了根管開(kāi)口136a相對(duì)于非線性銼在橫截面a-a處的深度的總周長(zhǎng)。更具體地，根管開(kāi)口136限定了由非線性銼在其旋轉(zhuǎn)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)、豎直振動(dòng)或其它運(yùn)動(dòng)及其組合過(guò)程中形成的孔/開(kāi)口，而開(kāi)口壁137限定了材料(比如，牙本質(zhì)、牙髓等材料)/孔界面。

通常，在非線性銼的擴(kuò)大過(guò)程中，可以增加至少一個(gè)偏置部分(比如，曲線部分)的幅度(比如，位移距離)(比如，增加位移距離)，從而大體上增加在非線性銼的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中形成的總周長(zhǎng)。要理解，通過(guò)增加在非線性銼的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的總周長(zhǎng)，可以增加與根管的表面接觸，從而可形成更大的根管開(kāi)口。通常，在非線性銼的收縮過(guò)程中，可以減少至少一個(gè)曲線部分的幅度(比如，減少位移近距離)，從而大體上減少非線性銼的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中形成的總周長(zhǎng)。要理解，通過(guò)減少非線性銼的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中形成的總周長(zhǎng)，可以減少與根管的表面接觸，使得可形成更小的根管開(kāi)口。理想的是，可以擴(kuò)大非線性銼的一個(gè)或多個(gè)部分，而使一個(gè)或多個(gè)其它更多的其它部分收縮，從而優(yōu)化非線性銼與根管的表面接觸，使得相對(duì)于大致相同的線性銼可以增加根管材料的移除量。這樣，必要時(shí)可以在根管內(nèi)擴(kuò)大和/或收縮定形的非線性銼以便相對(duì)于根管壁的幾何形狀優(yōu)化根管清潔和/或成型。

諸如銼剛度之類(lèi)的因素會(huì)影響根管的清潔和/或成型。可以?xún)?yōu)化定形的非線性銼的剛度大小，以確保能夠通過(guò)若干變量在非線性銼正在成型和/或清潔根管的相對(duì)較大部分時(shí)使銼擴(kuò)大和/或在非線性銼正在成型和/或清潔根管的相對(duì)較小部分時(shí)使銼收縮。在一個(gè)實(shí)施例中，彎曲部(比如，偏置部分)的剛度可以通過(guò)銼的截面設(shè)計(jì)來(lái)控制。對(duì)于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式線性銼，軸可采用使軸的直徑從銼尖端(具有一定尖端直徑)沿銼軸(或其至少一部分)的長(zhǎng)度大致增加的銼錐度。銼錐度可大體上由直徑沿銼軸的長(zhǎng)度的增加率限定。比如，具有4％錐度的銼一般在軸部的長(zhǎng)度上從銼的尖端開(kāi)始大約每隔1.0mm會(huì)有大約0.04mm的直徑增加量。對(duì)于可配置為在一個(gè)或多個(gè)偏置部分處擴(kuò)大和/或收縮的定形的非線性銼，相對(duì)于具有相似錐度的相似傳統(tǒng)銼(比如，線性銼)而言，與根管壁的表面接觸通常可以增加。因此，增加由非線性銼在其旋轉(zhuǎn)等過(guò)程中形成的根管開(kāi)口的總周長(zhǎng)的能力，可以減少定形的非線性銼中的銼錐度(比如，減少軸剛度)，從而減少非線性銼的循環(huán)疲勞抗度和柔韌性。通常，為了利用傳統(tǒng)線性銼實(shí)現(xiàn)根管開(kāi)口的相同的總周長(zhǎng)，銼錐度通常會(huì)大大增加(比如，增加軸剛度)，從而增加非線性銼的循環(huán)疲勞抗度和柔韌性。因此，定形的非線性銼可具有相對(duì)于具有增加的銼錐度的傳統(tǒng)線性銼較低的用于形成具有總周長(zhǎng)的根管開(kāi)口的銼錐度，以形成具有相同總周長(zhǎng)的根管開(kāi)口。

可以通過(guò)增加截面上的質(zhì)量(比如，更大錐度或更粗軸)來(lái)優(yōu)化非線性銼的剛度以使該非線性銼剛度較大，或者通過(guò)減少截面上的質(zhì)量(比如，更小錐度或更細(xì)軸)來(lái)優(yōu)化非線性銼的剛度以使該非線性銼剛度較小。通過(guò)增加截面上的質(zhì)量可以減少或大大限制銼軸的偏置部分的擴(kuò)大或收縮，而減少截面上的質(zhì)量可以加大銼軸的偏置部分的擴(kuò)大或收縮。可選地或除了調(diào)整截面上的質(zhì)量之外，可以通過(guò)增加偏置部分的數(shù)量(比如，增加剛度)或減少偏置部分的數(shù)量(比如，減小剛度)來(lái)優(yōu)化非線性銼的剛度。此外，可以通過(guò)增加偏置部分相對(duì)于非線性銼的縱向軸線的偏移量(比如，從銼的縱向軸線到偏移部的波峰的距離)來(lái)增強(qiáng)剛度，或者通過(guò)減少偏置部分相對(duì)于非線性銼的縱向銼軸線的偏移量(比如，從該非線性銼的大體上縱向的銼軸線到軸的偏置部分的波峰和/或內(nèi)緣的距離)來(lái)減小剛度，從而優(yōu)化非線性銼的剛度。

可利用二次熱處理通過(guò)優(yōu)化銼的材料屬性來(lái)進(jìn)一步控制彎曲部的剛度。這可以通過(guò)以一定參數(shù)對(duì)定形的銼進(jìn)行熱處理以調(diào)節(jié)銼的剛度(比如，使銼剛度更大或更小)來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如，在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)利用本發(fā)明所描述的用于形成非超彈性銼的熱處理方法對(duì)定形的非線性銼進(jìn)行進(jìn)一步的熱處理，可以形成定形的非超彈性的非線性銼，但并不是必需的。要理解，用于形成非超彈性銼的該熱處理方法一般可包括：將超彈性銼加熱到大約300℃至大約600℃(比如，大約400℃至大約500℃)的溫度持續(xù)大約20min至大約120min(比如，大約35min至大約80min，優(yōu)選大約40min至大約70min)的一段時(shí)間，從而在定形熱處理過(guò)程之后使用時(shí)使奧氏體完成溫度增加到大于20℃(比如，大于約25℃，優(yōu)選大于30℃，處于大約20℃至大約60℃之間，大約20℃至大約40℃之間，優(yōu)選為大約30℃至大約40℃之間，更優(yōu)選為大約35℃至大約40℃之間)。

控制剛度的另一種方法是通過(guò)鎳鈦的化學(xué)組成實(shí)現(xiàn)：添加第三元素到鎳鈦中，所述第三元素例如是fe、cu、cr等，或者改變鎳、鈦或第三元素等其它本發(fā)明中所探討的元素的百分比。

要理解，用于非超彈性熱處理和/或非線性熱處理的加熱步驟均可通過(guò)任何已知的足以將這些器械加熱到本文所描述的溫度的加熱裝置(電加熱過(guò)程、輻射或感應(yīng)加熱，或者可提供諸如蒸汽或油的受熱流體，或其它加熱，及其任意組合)。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，加熱步驟可包括在本文所描述的受控大氣下在爐中對(duì)器械進(jìn)行加熱。

在另一實(shí)施例中，加熱步驟可包括：在可選地將器械插入本文所描述的固定裝置時(shí)對(duì)器械(比如，器械的一個(gè)或多個(gè)部分)進(jìn)行加熱(比如，選擇性加熱)(為了改變或保持所需要的形狀外形的目的)。為了獲得或維持所需的金相狀態(tài)和/或?qū)嵤┲T如滲氮等熱處理步驟，溫度控制通常相當(dāng)重要。電阻加熱中，使電流流過(guò)器械以產(chǎn)生熱量。因?yàn)殡娮杓訜峥梢院芸觳⑶曳浅Ｈ菀卓刂?，所以可以?shí)現(xiàn)精確溫度和/或?qū)ζ餍档乃x部分進(jìn)行加熱。

利用電阻加熱時(shí)，加熱步驟還可包括：在形成和處理過(guò)程中使器械與液體或氣相流體接觸。該流體可包括用于控制器械溫度的淬火流體，或者可包括例如可與器械的金屬進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的類(lèi)型的處理流體，這種處理流體可包括滲氮流體等?；蛘撸摿黧w可包括例如與器械的金屬不會(huì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的類(lèi)型的處理液。

電阻加熱可理解為一種直接將直流或交流電流施加到器械以引起對(duì)該器械的加熱的過(guò)程。通常，電流可直接施加到器械和/或固定裝置(如果包括固定裝置)以對(duì)該器械加熱。在一個(gè)實(shí)施例中，受熱器械或器械的受熱部分經(jīng)受熱量以使該器械在位于固定裝置內(nèi)時(shí)保持本文所述的非線性定位的配置(比如，定形熱處理)。在其它情況下，加熱改變了器械的冶金狀態(tài)。更具體地，電阻加熱可以實(shí)現(xiàn)對(duì)器械的一個(gè)或多個(gè)部分的選擇性加熱或者可以對(duì)整個(gè)器械進(jìn)行加熱以改變?cè)撈餍祷蚱洳糠值囊苯馉顟B(tài)，如本文所述(比如，非超彈性熱處理)。要理解，可對(duì)器械的一個(gè)或多個(gè)部分進(jìn)行選擇性加熱，以使該器械的一個(gè)或多個(gè)部分具有增加的af以形成非超彈性部分，同時(shí)該器械的一個(gè)或多個(gè)不同部分可具有不同的af(比如，非超彈性部分或超彈性部分)。此外，要理解，可對(duì)器械的一個(gè)或多個(gè)部分進(jìn)行選擇性加熱，以使該器械的一個(gè)或多個(gè)部分具有增加的af以形成非超彈性部分，同時(shí)使該器械的一個(gè)或多個(gè)不同部分可具有較低的af以形成超彈性部分。通過(guò)控制電流的流量可以很精確地控制加熱的程度。其后，終止電流，并使器械冷卻。冷卻型式可以使用淬火劑來(lái)控制。

要理解，在利用電阻加熱對(duì)器械進(jìn)行加熱時(shí)，一對(duì)間隔開(kāi)的電極觸點(diǎn)(其形成了連接到該器械或其間的一部分的導(dǎo)電連接點(diǎn))與電源(比如，發(fā)電機(jī)、電池等)電連接。一旦將觸點(diǎn)定位在器械周?chē)?，電流?huì)從該間隔開(kāi)的觸點(diǎn)之間流過(guò)，從而提供足以實(shí)施特定熱處理的熱量。如上所述，在某些情況下，如果該器械的僅某部分將經(jīng)歷熱處理循環(huán)時(shí)，觸點(diǎn)可以布置成只向該器械的這些部分傳遞電流。因此，所有的這些實(shí)施例均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，在某些情況下，器械的某些部分可以經(jīng)受與實(shí)施到該器械剩余部分的熱處理步驟分離的特定熱處理步驟。比如，可以對(duì)整個(gè)器械進(jìn)行熱處理以誘導(dǎo)其內(nèi)的第一冶金轉(zhuǎn)變(比如，非超彈性熱處理)，然后對(duì)該器械的已選部分進(jìn)行再次處理以使這些已選部分轉(zhuǎn)換成特定幾何形狀(比如，非線性銼熱處理)和/或第二冶金狀態(tài)。例如，器械可以被如此處理以產(chǎn)生其中具有低硬度的已選區(qū)域的高硬度構(gòu)件。

要理解，多個(gè)組成部分或步驟的功能或結(jié)構(gòu)可結(jié)合成單個(gè)組成部分或步驟，或者一個(gè)步驟或組成部分的功能或結(jié)構(gòu)可拆分成多個(gè)步驟或組成部分。本發(fā)明包含了所有這些組合。除非另有說(shuō)明，本文中描述的各種結(jié)構(gòu)的尺寸和幾何結(jié)構(gòu)并不用于限制本發(fā)明，其它尺寸或幾何結(jié)構(gòu)也是可以的。此外，對(duì)于任何特定應(yīng)用，當(dāng)本發(fā)明的一個(gè)特征僅在一個(gè)圖示實(shí)施例的內(nèi)容中描述時(shí)，這個(gè)特征可與其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)其它特征結(jié)合。從上文中要理解，本文中獨(dú)特結(jié)構(gòu)的制造及其操作也構(gòu)成了根據(jù)本發(fā)明的方法。本發(fā)明還包含了從本文的方法的實(shí)踐中得出的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物?！鞍ā被颉鞍钡氖褂眠€涵蓋了“本質(zhì)上包括”或由所列舉的特征“組成”的實(shí)施例。

本文所呈現(xiàn)的說(shuō)明和例證用來(lái)使本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉本發(fā)明及其原理和實(shí)際應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以多種形式采用和應(yīng)用本發(fā)明，以便最適合于特定用途的要求。相應(yīng)地，如前所述的本發(fā)明具體實(shí)施例并不作為本發(fā)明的全部實(shí)施例或限制。因此，本發(fā)明的范圍并不是根據(jù)上述描述而是應(yīng)該根據(jù)所附權(quán)利要求書(shū)和這些權(quán)利要求書(shū)所賦權(quán)的等同物的全部范圍來(lái)限定。包括專(zhuān)利申請(qǐng)書(shū)和出版物在內(nèi)的所有文章和參考資料的披露均通過(guò)引用方式并入本發(fā)明中。