專利名稱：在義齒制備中所用的義齒的石料和基托板的制造方法和裝置的制作方法
在義齒制備中所用的義齒的石料和基托板的制造方法和裝置
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)更快速和更有效地制造用于制造義 齒的石制模型和基托板的方法。更具體地，本發(fā)明涉及用于制造義齒的印模、石料和基托板 的方法和裝置。2.相關(guān)技術(shù)的描述全口義齒或局部義齒裝戴在口腔中以代替失去的牙齒。目前制造義齒的方法包括 多個(gè)步驟，該多個(gè)步驟依賴于人的觀察，以及不僅依賴于對(duì)患者口腔的測量結(jié)果，還依賴于 對(duì)義齒從第一模型至其完成后由患者使用時(shí)的各種反復(fù)測量結(jié)果。由于這是耗費(fèi)時(shí)間和勞動(dòng)力密集的過程，并且涉及大量的主觀性測量和設(shè)計(jì)，所 得到的義齒不總是很好的適合使用者，并且僅能夠最低限度地定制。此外，由于尺寸或吻合 度略微有點(diǎn)不合適，所得義齒常常會(huì)引起患者的許多問題，包括潰瘍點(diǎn)、缺乏固定和保持、 會(huì)引起惡臭的細(xì)菌生長以及相關(guān)的健康問題。除了這些潛在的問題，義齒的美學(xué)外觀也受 到影響。因此，在制造任何義齒時(shí)，義齒與患者牙齦的吻合是關(guān)鍵的。吻合在很大程度上由 牙科醫(yī)生所采取的以下步驟所確定正確地評(píng)估和復(fù)制牙齦的解剖學(xué)信息，并將該信息傳 遞給義齒制造者。義齒制造者必須在義齒中重復(fù)該信息。迄今為止，該方法已經(jīng)由在牙科 醫(yī)生和義齒的物理模型制造者之間的制造和傳遞而完成。目前的義齒制造方法涉及獲取上 頌和下頌中每一個(gè)的牙齦的印模以及然后由印模制造“補(bǔ)合”的頌(包括牙齦)的石制模 型。如在本文中所使用的，術(shù)語“補(bǔ)合”表示一個(gè)(如牙齦)的峰和谷與另一個(gè)(如石制模 型)的谷和峰匹配。石制模型通過如下方式來制造用金屬環(huán)包圍印模材料以形成盒狀的(boxed)印 模，將粉狀石料與水混合生成均勻的物料，將石料漿傾倒入盒狀的印模中，以及讓石料漿硬 化以形成石制鑄件(stone cast)。通常復(fù)制該石制鑄件從而得到兩至三個(gè)石制鑄件用于義 齒制造過程各種其它步驟，這本身會(huì)由于石制鑄件之間的差異而產(chǎn)生誤差。接下來，將底切部(undercut)從石制鑄件除去以形成石制模型。更具體地，例如 在石制鑄件中反映位于上腭中的溝的底切部被用蠟封閉以形成石制模型。在準(zhǔn)備好石制模型后，就由石制模型制造定制基托板。基托板的牙齦側(cè)與牙齦的 輪廓補(bǔ)合或吻合的(因?yàn)槭窃谑颇Ｐ蜕蠌?fù)制的)，基托板的另一側(cè)容納新的牙齒。使用石 制模型通過如下方式形成定制基托板將基托板材料如丙烯酸類材料的薄片施加至石制模 型上，將該材料擠壓在石制模型上從而使該材料形成石制模型輪廓，修整使得所需區(qū)域吻 合并在固化室中在光照條件下固化已經(jīng)成形的材料。通常還復(fù)制該基托板從而得到兩至四 個(gè)基托板用于義齒制造過程的各種其它步驟。顯然，上述方法是非常冗繁和耗力的過程。在這些模型的制備期間的任何時(shí)間點(diǎn) 都會(huì)引入誤差，由此損害了最終成品義齒的完整性和質(zhì)量。因此，需要研發(fā)制備用于義齒制造過程中的石制模型和/或定制基托板的一種新的、更有效的和費(fèi)用少的方法。發(fā) 明簡述本發(fā)明提供了使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造(“CAD/CAM”)技術(shù)制備石 制模型和基托板的方法。本發(fā)明還提供了制備石制模型和基托板的方法，從而能夠比目前的方法在更快的 時(shí)間段內(nèi)使用更少的材料制備出任何數(shù)量的質(zhì)量更好的石制模型和/或基托板。本發(fā)明進(jìn)一步提供了通過使用新材料制備石制模型的改進(jìn)方法，該新材料在牙科 醫(yī)生使用時(shí)可以被活化并更容易更快地制備石制模型。本發(fā)明還提供具有補(bǔ)合結(jié)構(gòu)的上基托板和下基托板的用途，它們由牙科醫(yī)生使用 為患者的頌之間建立合適的正中關(guān)系和垂直距離。附圖的簡要說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案制備數(shù)字化印模、石制模型和定制基托板的 方法的示意圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案制備數(shù)字化基托板的方法的示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案由熱塑性材料制備石制模型的方法的示意 圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方案由熱塑性材料制備石制模型的裝置的示意圖。圖5A為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案用內(nèi)置撞擊板制備第一定制基托板的另一 方法的示意圖。圖5B為圖5A方法的替代方法的示意圖，說明用內(nèi)置釘板(pin plate)制備第二 定制基托板。圖6為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案制備定制基托板的另一方法的示意圖。圖7說明在圖6的實(shí)施方案中使用的預(yù)制基托板的示例性實(shí)施方案。發(fā)明詳述術(shù)語“義齒”在本文中用來指義齒或局部義齒、人造牙齒(artificial teeth)、可 摘正崎橋(removable orthodontic bridges)禾口義齒托(denture plate)(上頌型禾口下頌 型)、正畸保持器和矯正器(orthodontic retainer and appliance)、保護(hù)性口腔防護(hù)器、 防止夜磨牙癥和/或顳下頌關(guān)節(jié)(TMJ)病癥的夜用護(hù)板。參考附圖，特別是圖1，如上所述參考現(xiàn)有技術(shù)制造了患者上牙齦或下牙齦的物理 印模模型1。根據(jù)本發(fā)明，使用三維(3D)掃描儀數(shù)字掃描模型1。牙印模的數(shù)字(或虛擬 (virtual))模型2使用合適的CAD技術(shù)制造。將數(shù)字模型2輸入本發(fā)明的軟件程序5中用來制造虛擬石制模型(virtual stone medol)3。更具體地，軟件程序5將數(shù)字模型2 (患者牙齦的陰印模)轉(zhuǎn)化為虛擬石制模型 3 (基本為患者牙齦輪廓的復(fù)制品)。在一些實(shí)施方案中，軟件程序5這樣配置，使得在從數(shù) 字模型2轉(zhuǎn)化為虛擬石制模型3的期間處理這些數(shù)據(jù)，從而例如反映位于上腭中的溝的底 切部仍然存在于虛擬石制模型3中。虛擬石制模型3用來制造所需要的石制模型4的許多復(fù)制品。例如，石制模 型4可以使用合適的CAM或快速原型制作技術(shù)(rapid prototyping technologies)從 虛擬石制模型3制造，所述技術(shù)包括使用增加技術(shù)或減少技術(shù)(additive or reductivetechniques)。這些技術(shù)的實(shí)例包括但是不限于立體石印刷術(shù)(stereo lithography)、熔融沉積成型(fused deposition modeling)、多噴口成型(multi-jet modeling)和激光燒 結(jié)體系(laser sintering system)禾口計(jì)算機(jī)輔助研磨(computer aided milling) (CAM)。 因此，如現(xiàn)有技術(shù)中討論的，石制模型4可以用來形成定制基托板。有利的是，石制模型4包括在印模模型1中形成的底切部，其中該底切部反映了上 腭中的溝。在目前的現(xiàn)有技術(shù)中以及如上所討論的，在石制鑄件上的該底切部使用蠟被封 閉或覆蓋，然后形成基托板。在現(xiàn)有技術(shù)中的石制模型中這樣封閉底切部的理由是因?yàn)椋?dāng) 從現(xiàn)有技術(shù)的石制模型除去現(xiàn)有技術(shù)中的基托板時(shí)，石制模型塊會(huì)碎裂，并粘在基托板中。 因此，已知在使用現(xiàn)有技術(shù)的石料時(shí)底切部損害了基托板的質(zhì)量。相反的是，本發(fā)明已經(jīng)確 定石制模型4，由于是由熱塑性材料制造的，所以克服了該缺點(diǎn)，從而使得石制模型保持該 底切部。因此，使用石制模型4制造的基托板也將包括底切部輪廓(profile)，本發(fā)明已經(jīng) 確定提供了質(zhì)量更好的義齒，這是因?yàn)榛邪逯械牡浊胁恳呀?jīng)被發(fā)現(xiàn)更好地幫助義齒在腭 上的吻合和保持。在其他實(shí)施方案中，軟件程序5還可以配制成直接制造定制基托板而不是石制模 型4。在此，軟件程序5將數(shù)字模型2(患者牙齦的陰印模)轉(zhuǎn)化為虛擬石制模型3 (基本上 為患者牙齦輪廓的復(fù)制品)，并如上所述將底切部留在基托板中。此外，軟件程序5將虛擬 石制模型3轉(zhuǎn)化為虛擬的定制基托板模型(未顯示)，并且使用前述合適的CAM或快速原型 制作技術(shù)制造所需要的許多復(fù)制品的所需定制基托板。參考圖2，使用3D掃描儀數(shù)字掃描根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)的石制模型制造方法手工 制造的石制模型6。使用上述的CAD/CAM技術(shù)制造一個(gè)或多個(gè)復(fù)制品。然后，應(yīng)用上述的合 適的CAM或快速原型制作技術(shù)，使用模型6的數(shù)字掃描來制造補(bǔ)合的基托板7。參考圖3，其中顯示了手工制造石制模型的改進(jìn)方法，該方法為本發(fā)明的另一方 面。容器8中容納要制備石制模型的半固體材料9。該材料9由聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸 酯或任何活化如通過加熱、光和潮濕時(shí)而固化的塑料所制成。將印模托盤10壓(forced) 入容器8中，并使材料9移位(displace)。移位的材料9會(huì)形成石制模型11。在移位的材 料9變成固體后，就除去所述印模托盤10和容器8以提供石制模型11。在圖示的實(shí)施方案 中，使用加熱、潮濕(moisture)或光(L)固化移位的材料9，從容器8除去或不除去印模托 盤10。根據(jù)本發(fā)明使用新材料，其實(shí)現(xiàn)了更容易和耗時(shí)更少的制備，并且代替了每次要 使用石料時(shí)的石膏材料水漿體的制備。基本上，所選材料能夠呈現(xiàn)固態(tài)，直到使用前，然后 加熱以形成半液體石制材料。聚合物或熱膨脹系數(shù)最小的聚合物的組合是最適合于這些材 料的。這些聚合物的理想組成是不會(huì)因?yàn)闇囟鹊母淖兌湛s或膨脹。這些塑料石制模型具有許多優(yōu)于目前的石膏石制模型的許多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗鼈儾荒?被刮擦、破壞或斷裂。同樣地，能夠減少通常要求的石制模型的數(shù)量，減少制造所需的制造 和固化時(shí)間，以及上述方法不產(chǎn)生灰塵和原料的廢料，并且可以循環(huán)。參考圖4，制造石制模型的方法使用機(jī)器12可以自動(dòng)化。機(jī)器12裝有在儲(chǔ)藏腔 14中的粉末、珠或顆粒形式的塑料材料13。根據(jù)需要，程序控制機(jī)器12以分配所需量的材 料13進(jìn)入加熱裝置15，該加熱裝置15以所需的溫度熔化材料，并通過熔融塑料分配器15A 分配熔融材料進(jìn)入由機(jī)械成形壁16A形成的腔16中。印模腔16容納印模托盤17。印模腔16可以裝配有一種或多種傳感器以感知印模托盤17的大小，然后基于使用的材料13的量 合適地封閉印模托盤。然后冷卻材料13，并且材料成形后，將石制模型和印模從成形壁16A 中取出。機(jī)器12還限制了人干涉的程度，使得人力費(fèi)用與現(xiàn)有技術(shù)的石制模型制造方法 相比顯著地減少。參考圖5A和5B，其中顯示了改進(jìn)的基托板的組合。如上述關(guān)于圖2所討論的，掃 描石制模型6，并且由此制備上基托板18a(圖5A)或下基托板18b (圖5B)。當(dāng)然，本發(fā)明 還包括使用任何技術(shù)(如本發(fā)明的圖1中披露的)制備的基托板18a，18b。如圖5A所示，上基托板18a意在用于上齦，并且包括朝向表面19a的上腭。此外， 制造的基托板18a配有內(nèi)置撞擊板(strike plate) 20，該撞擊板20位于表面19b上，對(duì)著 朝向表面19a的上腭。而且，如圖5B中所示，下基托板18b意在用于下齦，并且包括朝向表面19b的下 腭。制造的下基托板18b配有內(nèi)置釘板21，該釘板21在表面19b上，對(duì)著朝向表面19b的 下腭。在一些實(shí)施方案中，制造的內(nèi)置釘板21配有釘開口 22用于接收撞擊釘23，然后在另 一實(shí)施方案中開口 22在制造下基托板18b之后形成。將釘板21和撞擊板20分別裝入基托板18b，18a中，消除了牙科醫(yī)生將它們裝入 基托板的需要。在使用中，牙科醫(yī)生將撞擊釘23從面對(duì)表面19b的腭通過基托板18b插入 孔22，從而釘如圖所示從釘板21伸出。當(dāng)基托板18a，18b插入患者的口腔中后，撞擊釘23 與撞擊板20接觸。在使得患者進(jìn)行常見的生理學(xué)動(dòng)作的同時(shí)，牙科醫(yī)生測量撞擊釘23的 插入距離以調(diào)節(jié)基托板18a和18b之間的垂直距離，并在所需的垂直距離上建立合適的正 中關(guān)系。以這種方式，基托板18a，18b配置為由牙科醫(yī)生使用來要求患者進(jìn)行常見的生理 學(xué)動(dòng)作，使得下基托板18b的撞擊釘23在上基托板18a的撞擊板20上形成或刻劃撞擊標(biāo) 記。在根據(jù)本發(fā)明的另一方面，定制基托板可以由選擇預(yù)制的不同尺寸的基托板制 成，優(yōu)選已經(jīng)注射成型的基托板，如圖6和7顯示。測量裝置可以用來在一些點(diǎn)測量在患者 的左右牙齦脊之間的寬度。將這些測量結(jié)果輸入合適的計(jì)算機(jī)中，該計(jì)算機(jī)中具有關(guān)于供 選擇的不同尺寸的基托板的信息。牙科醫(yī)生可以基于不同尺寸的基托板的信息和測量結(jié)果 之間的關(guān)系為患者選擇正確的基托板?，F(xiàn)在參考圖6，牙科醫(yī)生使用石制模型24以形成定制基托板25。在此，石制模型 24可以以任何所需的方式形成。牙科醫(yī)生從多種預(yù)制基托板27中選擇最匹配患者口腔尺 寸和形狀的預(yù)制基托板26。基托板26由如下的可成形材料制成，例如，但不限于聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸酯 (PMMA)，或任何在活化如受熱、光照或潮濕時(shí)固化的塑料。在圖示實(shí)施方案中，基托板26由 PMMA制成。牙科醫(yī)生將所選基托板26壓至石制模型24上，以使基托板的形狀符合石制模型 的形狀，然后固化該成形的基托板以形成定制基托板25。 在如圖6所示的一些實(shí)施方案中，多種預(yù)制的基托板27形成基本平坦的形狀，并 且彎曲或另外在應(yīng)用至石制模型24時(shí)由牙科醫(yī)生使之變形。在圖7中所示的其他實(shí)施方 案中，多種預(yù)制基托板27形成基本為弓形的形狀，并且不需要彎曲或另外在應(yīng)用至石制模型24時(shí)由牙科醫(yī)生使之變形。還如圖6中 所示，本發(fā)明提供多種預(yù)制的蠟墊(wax rim) 28和/或多種預(yù)制的蠟 中性帶(neutral zone) 29。有利的是，多個(gè)預(yù)制的蠟墊28和/或多個(gè)預(yù)制的蠟中性帶29 簡化了獲得患者義齒處方記錄的方法。例如，在使用中，牙科醫(yī)生從多種預(yù)制的蠟墊28中選擇特定的蠟墊30，并將所選 擇的蠟墊固定至定制基托板25上。以這種方式，將定制基托板25和特定的蠟墊30可以 插入患者的口腔中以使蠟墊成形為患者口腔的形狀。類似地，牙科醫(yī)生從多種蠟中性帶29 中選擇特定的蠟中性帶31，并將所選擇的中性帶固定至定制基托板25上。以這種方式，定 制基托板25和特定的蠟中性帶31可以插入患者口腔中以使蠟中性帶成形為患者口腔的形 狀。已經(jīng)具體參考一些實(shí)施方案描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解前述的說明和實(shí)施例僅僅是 說明本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明精神和范圍的條件下可以設(shè)計(jì)出各種替代方 案和改進(jìn)。因此，本發(fā)明意在包括所有這些落入所附權(quán)利要求書的替代方案、改進(jìn)和變化。
權(quán)利要求
1.制造義齒的方法，包括 制造第一部件的物理模型； 數(shù)字掃描所述物理模型；基于所述數(shù)字掃描對(duì)第二部件進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，其中所述第二部件與第一部件是補(bǔ)合 的；和由計(jì)算機(jī)建模制造第二部件的物理模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第一部件為口腔，所述物理模型為口腔的印模，所 述第二部件為石制模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述物理模型為石制模型，所述第一部件為口腔，所述 第二部件為基托板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述數(shù)字掃描通過三維掃描完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述計(jì)算機(jī)建模通過CAD技術(shù)生成。
6.用于制造義齒的石制模型的制造方法，包括 制造印模的物理模型；提供容器，其大小能容納印模；在容器中提供半固體材料，該半固體材料在活化時(shí)變成固體； 將該印模插入半固體材料中，由此從半固體材料形成包圍該印模的補(bǔ)合性石料； 活化半固體材料以形成石制模型；和 從容器中取出石制模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中所述半固體材料由選自以下的成分制成聚硅氧烷、聚 甲基丙烯酸酯和任何在活化時(shí)固化的塑料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中將所述半固體材料施壓裝入容器中。
9.由義齒的印模制造石制模型的方法，包括 將印模置于腔中；將制備石制模型的材料加熱成半液態(tài)； 將所述半液態(tài)材料分散至腔中包圍印模； 將半液態(tài)材料冷卻成固態(tài)從而形成石制模型；和 從腔中取出石制模型。
10.制造義齒的裝置，包括一對(duì)基托板，其包括用于患者下齦的下基托板和用于患者上齦的上基托板； 下基托板中的支持板，支持板中具有孔； 上基托板中的撞擊板；和 釘，其大小適合通過所述孔以接觸撞擊板，由此將所述釘插入通過孔以調(diào)節(jié)上基托板和下基托板之間的垂直距離，并為患者建立 合適的正中關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明提供了制造義齒的方法，該方法包括制造第一部件的物理模型，數(shù)字掃描所述物理模型，基于所述數(shù)字掃描對(duì)第二部件進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，其中所述第二部件與第一部件是補(bǔ)合的，和由計(jì)算機(jī)建模制造第二部件的物理模型。本發(fā)明還提供了制造義齒的裝置。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102067138SQ200980114481
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月22日
發(fā)明者茲維·G·洛伊, 斯坦利·J·萊奇, 普拉賽德·阿杜薩米利 申請(qǐng)人:葛蘭素史密斯克萊有限責(zé)任公司