发明领域

本发明主要涉及用于矫正牙齿的正畸托槽，更具体地讲，本发明 涉及至少部分由形状记忆金属合金或非金属材料制备的自锁正畸托 槽，所述自锁正畸托槽包括两对相对结扎翼，所述结扎翼沿着各托 槽的底板相互相对分开，用来选择性地并牵引性地接受弓丝导沟内 的弓丝，弓丝导沟由各对相对结扎翼和柱限定。

相关技术简述

一般来说，现有两种基本类型的正畸托槽。第一类称为单翼型， 其中一对相对伸长的结扎翼从托槽底板向上延伸并分开以限定其间 的弓丝导沟。自锁单翼型托槽的实例在Tepper的美国专利6,663,385 中公开。

双托槽是第二类托槽且被开发用于提高托槽放置和使用的舒适 性。双托槽包括两对相对结扎翼，所述结扎翼相互分开，各对限制 其间的弓丝导沟。这种托槽的实例已在Sachdeva等的美国专利 5,232,361中描述，其中所述托槽是由钛制备从而非常坚硬。教导了 不同于一对分开结扎翼的实例已在Watanabe的美国专利5,356,289 中公开，其中所述托槽由形状记忆合金或树脂制备。

已开发了所述双托槽类型的一种变形以使得所述自锁双托槽避免 必须将所用的弓丝与托槽结扎在一起。这种自锁双托槽使用辅助钩 或锁，其被安装到各对结扎翼附近以安全地啮合或夹住弓丝。遗憾 的是，所述附加结构不仅增加了托槽的成本和尺寸，而且还降低了 托槽的美观，且提供了储藏食物和细菌的附加结构。这种托槽的示 例已在Georgakis等的美国专利6,554,612中描述。

当正畸医生将正畸托槽结合到病人牙齿并将牙齿从弯曲而不规整 错位位置移动到其理想位置时，面临着许多治疗困难。牙齿的理想 排列要求它们必须是直的且美观，且牙齿还必须正确配合在一起成 正常咬合和外观，并以优异临床方式起作用。为了得到这种优异临 床结果，正畸医生必须克服许多大挑战。

与牙齿上能够放置托槽以获得正常的正畸移动并产生优异的治疗 结果的区域的接触通常受到许多限制。有用区域可能非常小，同时 与这些区域接触又受到限制，在这种情况下，不能成功地使用大托 槽；较小且紧凑的双托槽可放在较小区域并倍受正畸医生的青睐。

托槽在病人牙齿上的理想放置对于得到理想的牙齿排列并获得优 异的正畸结果也是必需的。为了实现理想放置这个必需目标，托槽 必须经常安装到弯曲及扭转牙齿间的小空间中。在托槽中心附近具 有凹点或水平槽的设计特点使得正畸医生可以使用测量设备，如 Boone Gauge，以在精确的理想位置准确地将托槽放置在牙齿上。

在正畸治疗的不同阶段将托槽的弓丝完全放在牙齿上是非常重要 的，但可能是不可能的。经常，由于牙齿弯曲排列和闭合，四个托 槽结扎翼的仅两个可同时接合。采用单翼托槽或没有结扎翼的托槽 特别难以成功实现部分接合且这会导致无法控制且不令人满意的牙 齿移动。真正的双托槽设计使得可接合至少两个相对托槽结扎翼来 开始牙齿移动，在治疗后期，可采用两对相对托槽结扎翼而不影响 病人的治疗。

矫正牙齿所要求的牙齿移动方法是非常动态的且不断变化。根据 病人病情的难度，当需要某种移动时，正畸医生必须具有能够适应 牙齿移动动力学且不需替换新的托槽。

正畸治疗各阶段中经常使用Kobayashi钩、金属圈、定向力弹性 体、弹性结扎线或弹性动力链等附件。难以将这些附件放置在单翼 型托槽上且特别难以将它们放在没有结扎翼的托槽上，然而具有四 个结扎翼的双托槽结构使得正畸医生容易地放置这种附件并满意地 完成治疗的不同方面。

当托槽和牙齿沿着弓丝滑动时，随着牙齿移动正常会产生摩擦。 该过程称为正畸滑动动力学。在此过程中，弓丝和托槽沟之间的接 触点越多，摩擦越大，这会导致牙齿移动更慢，治疗时间更长。伸 长的单翼托槽增加了阻止牙齿移动的摩擦，从而完成治疗漫长而更 复杂。

正畸病人对美观提出许多要求，必须满足这些要求使得治疗适合 于该病人。较小且较不引人注意的双托槽比较大的单翼托槽更美观 且它们的外观可得到进一步改善。真正的双托槽使得正畸医生可将 病人喜欢的彩色弹性体、弹性结扎线和动力链附着在托槽上。

正畸治疗的另一大挑战是托槽和它们结合到牙齿上的区域的清 洁。病人难以清洁托槽附近的区域和牙齿表面。托槽元件会积聚牙 菌斑，提高永久性污斑、蛀牙和牙周病的几率。采用较大单翼托槽 使得病人更难保持托槽干净。较小的双翼设计对病人而言较易清洁 并大大减少了夹杂的食物且不易导致污斑、蛀牙或牙周病。

在正畸治疗过程中，将弓丝放置于托槽或托槽沟中并从托槽或托 槽沟中移走，是治疗的常规操作。由于大多数正畸托槽由不锈钢制 备，托槽和托槽沟都是坚硬、不可弯曲的。一旦所述弓丝被放置在 托槽沟中，必须将其准确结扎或锁定以防弓丝从托槽中出来并伤害 病人。将每个托槽结扎或解开以确保弓丝安全的过程是一个无聊而 费时的程序，每次放置或移走新弓丝时都必须重复。这个过程耗时， 对于病人而言不舒服而对正畸医生而言效率不高。自锁托槽具有采 用不同原理来确保弓丝在托槽沟中而不需金属或弹性圈的优点。由 于现有自锁托槽并不是真正的双托槽设计，它们有严重的缺陷，如 在用于口腔的小区域时它们大且笨重。

二十世纪八十年代，人们将镍-钛弓丝引入正畸技术。这种镍-钛 弓丝的商品名为NitinolTM，其柔性、形状记忆效应和超弹性提供了 种新弓丝，它能偏斜来结合错位的牙齿并回复到其初始形状从而 使得牙齿变直。然而，柔性、形状记忆效应和超弹性镍-钛材料没有 被用于制备看起来并形状上象传统不锈钢双托槽的真正双托槽。

发明概述

本发明涉及双结扎翼型正畸托槽，其中各托槽包括底板，从所述 底板延伸出两对相对结扎翼。各结扎翼包括一根柱子和一个头部， 每对相对柱限定位于其中的尺寸为约0.018″-0.022″的弓丝导沟，以滑 动接受弓丝。所述头部包括相对内凸缘，所述内凸缘在正常位置相 互紧密相临间隔或接触，以防位于结扎翼之间弓丝导沟内的弓丝无 规则移动。各头部还包括向外延伸的结扎翼凸缘，所述凸缘可以常 规方式使用，以用于用结扎丝保护弓丝或加入病人治疗过程所需的 其它附件。

本发明中，托槽的各对相对结扎翼中至少一个是由形状记忆金属 合金或非金属树脂或聚合物材料制备，如镍-钛合金材料，从而所述 托槽的至少一个结扎翼具有一定程度的柔性和形状记忆。因此，至 少一个相对结扎翼可弯曲，使得相对结扎翼的头部可分开一定距离 使得弓丝相对限定在其中的弓丝导沟插入和/或移走。所述具有形状 记忆的镍-钛合金或其它材料导致结扎翼在弓丝插入或从结扎翼和柱 之间的沟移走后回复到预定位置。优选实施方案中，各相对结扎翼 是由形状记忆材料制备，从而各结扎翼可弯曲以使得弓丝可插入和/ 或从弓丝导沟移走。

所述两对相对结扎翼彼此分开并从托槽底板的前表面延伸出来， 从而弓丝沟一般彼此沿轴向排列。本发明优选实施方案中，在或沿 着各托槽底板中心附近具有凹点或水平槽以采用Boone gauge等仪器 相对牙齿准确排列托槽。

为了减少本发明的弓丝和正畸托槽之间的摩擦，所述托槽，除了 其连接网垫外，可用聚四氟乙烯(PTFE)材料(如TeflonTM)、热固性聚 合物或其它聚合物涂料进行涂布，同时可采用或不采用偶联剂。所 述涂层在托槽和弓丝之间形成光滑表面。为了提高涂层的附着性， 可对托槽进行物理处理，如采用喷洒处理法(blasting process)、化学 刻蚀等。与本发明托槽相连的弓丝也可进行类似涂布处理。

与塑料或聚合物涂层相反，本发明的托槽可用镍、金、铜或银等 金属材料进行镀层或电镀，以减少表面的摩擦来促进病人治疗过程 中弓丝相对托槽滑动和/或增加美感。

本发明的一个主要目的是提供正畸托槽，所述正畸托槽是自锁的 且全部或部分由形状记忆金属合金或非金属树脂或聚合物材料制 备，包括镍-钛材料，以使得当底板安全地结合到牙齿或焊接到被粘 牢到牙齿上的托圈上时各对相对结扎翼的至少一个具有柔性。此外， 所述形状记忆材料使得托槽的组件具有超弹性，从而各对相对结扎 翼的至少一个可弯曲，以使得可插入和移走其中的弓丝且之后立即 恢复到其预定结构和位置，以保持弓丝在各对相对结扎翼限定的沟 槽中。

本发明的另一目的是提供至少部分由形状记忆材料制备的自锁正 畸托槽，所述自锁正畸托槽包括两对相对结扎翼，其中各对相对结 扎翼的至少一个包括厚度减小的凹口或区域，以促进所述至少一个 结扎翼弯曲，使得可通过结扎翼之间的开口向弓丝导沟插入或移走 弓丝，之后所述结扎翼彼此闭合。

本发明的还一个目的是提供至少部分由形状记忆材料制备的自锁 正畸托槽，其中两对相对结扎翼的各对的至少一个可移动，以使得 其中可插入和/或移走弓丝且之后恢复到预定位置，其中各对结扎翼 的至少一个包括凸缘，所述凸缘向相对结扎翼延伸，从而规整地将 弓丝保持在结扎翼限定的弓丝导沟中。

本发明的另一目的是提供双结扎翼型镍-钛或其它形状记忆材料 正畸托槽，所述正畸托槽包括两对相对结扎翼，各对所述结扎翼限 定其间的弓丝导沟且该对结扎翼相互相对分开，从而所述托槽可在 原位用于其初始治疗，其中弓丝可仅通过一对结扎翼，之后可经过 调整，使得治疗进行过程中所述弓丝通过两对结扎翼进入弓丝导沟。

本发明的另一目的是提供镍-钛或其它形状记忆型正畸托槽，所 述正畸托槽可用金属或非金属材料以一定方式进行涂层，以减少摩 擦从而在病人治疗过程中进一步促进弓丝相对托槽滑移和/或增加美 感。

本发明的一个目的是通过提供镍-钛合金或其它形状记忆材料正 畸托槽来增加正畸托槽的美观，所述托槽可涂布成各种颜色以根据 病人的喜好选择其风格。

所述镍-钛或其它形状记忆自锁托槽的柔性和它们的小且紧凑双 结扎翼设计将使得它们容易用于病人口腔的小区域中，这将给正畸 医生其它治疗选择，采用结扎线来将弓丝固定在托槽沟中，且这些 托槽会解决现有自锁托槽的缺陷。

本发明的小且紧凑的柔性结扎翼托槽，带有或没有涂层，将使得 正畸医生克服他们在病人牙齿治疗和排列过程中面临的许多挑战， 并对病人而言，使得拜访正畸医生的病人可使得牙托以不怎么复杂 的过程经过调整和总的更舒服和更快，使得整个治疗过程更舒服， 同时获得优异的结果。

附图简述

通过参考附图会对本发明有更好的理解，其中：

图1是本发明的正畸托槽的前透视图；

图2A是本发明第一实施方案的侧视图，其中将弓丝插入图1托 槽的相对结扎翼限定的弓丝导沟前，所述相对结扎翼都未发生弯曲；

图2B是图2A托槽的侧视图，显示结扎翼都发生移动以使得弓 丝可插入其中；

图2C是图2A托槽的侧视图，显示一个弓丝位于所述两个相对 结扎翼之间限定的弓丝导沟内；

图3A是实施方案类似于图2A的图，所不同的是其中各相对结 扎翼的仅一个是由形状记忆材料制备；

图3B是图3A托槽的侧视图，显示只有一个结扎翼发生移动， 以使得在相对结扎翼之间的弓丝导沟内插入弓丝；

图3C是图3A托槽的侧视图，显示所述弓丝位于所述结扎翼之 间的沟槽中；

图4是图3A-3C中所示托槽改进形式的图；

图5是本发明正畸托槽另一实施方案的前透视图；

图6是本发明正畸托槽另一实施方案的前透视图；和

图7是本发明正畸托槽另一实施方案的前透视图。

优选实施方案描述

继续参考图1-2C，本发明正畸托槽的第一实施方案10包括楔形 底板12，所述楔形底板12具有前表面13和牙齿接合面14。后表面 14通常稍为凹楔形，以符合病人牙齿的表面轮廓。

所述正畸托槽还包括两对分开的相对结扎翼20和21，图中显示 所述结扎翼被隔开在中心凹口17的对侧，中心凹口17一般在托槽 底板12前表面中心。凹口17用于方便采用Boone gauge等仪器将托 槽相对病人牙齿排列。与凹口17相对，可在托槽底板前表面提供线 型槽17B以方便排列，参见图6。

每个托槽包括底板部分18，从所述底板部分18延伸出结扎翼20 和21。各相对结扎翼分别包括柱22和23，它们分别从底板部分18 延伸到头部24和25。每对所述基本平行柱22和23限定一条位于其 中、尺寸为约0.01 8-0.022英寸的弓丝导沟26，以滑动接合弓丝，如 图2C中30处所示。

本发明的形状记忆托槽是自锁型的。也就是说，一个结扎翼的至 少一部分由形状记忆材料制备。图1、2A、2B和2C中所示实施方 案中，相对结扎翼20和21都由一种材料制备，所述材料使得所述 结扎翼可以弯曲，如图2B中所示，使得可相对弓丝导沟26插入或 移走弓丝30。优选实施方案中，本发明的托槽沿着底板和结扎翼都 是由形状记忆材料，如镍-钛材料制备。这种材料具有超弹性并从而 具有形状记忆，当柱22和23从预定或静置位置弯曲时，如图2A中 所示，各结扎翼的头部24和25分开，如图2B中所示，以插入或移 走弓丝。一旦应力被移走，所述柱回到其正常预定位置，如图2C中 所示。可使用形状记忆合金、非金属树脂、聚合物材料和具有形状 记忆的其它材料。

为了确保弓丝保持在弓丝导沟26内，各头部，如图2A中所示， 可包括一对相对的弓形内凸缘31和32，它们以约0.010-0.012英寸 的距离“D”分开，该距离小于弓丝的直径。某些实施方案中，内凸 缘可实际上相互接触，距离“D”为零。

如果必需的话，结扎翼还包括外凸缘34和35，它们可以常规方 式使用以在病人治疗过程中用结扎丝确保弓丝和其它附件。优选实 施方案中，头部整个外表面显示为整体凸出，而内凸缘31和32彼 此相对向下和向内逐渐变小。

与包括底板部分的各结扎翼相反，如18处所示，可制备结扎翼 22和23，使得所述柱从托槽底板12的前表面13向上延伸。

本发明另一实施方案的正畸托槽10′显示于图3A、3B和3C中。 在此实施方案中，各对相对结扎翼20′和21′的仅一部分是由形状记忆 材料制备，使得可从预定或静置位置弯曲，如图3A中所示，到一隔 开的位置，如图3B中箭头所示，使得可从弓丝导沟26′插入或移走 弓丝30。之后，结扎翼21′会回到其预定或静置位置，如图3C中所 示。该实施方案的托槽10′的其余部分与上述托槽10相同，包括柱22′ 和23′、底板12′、头部24′和25′，头部24′和25′具有相对内凸缘31′ 和32′和外凸缘34′和35′。所述内凸缘限定了前面定义的开口“D”。 同样，一个内凸缘可大于其相对的内凸缘，尽管它们可能具有相同 尺寸并显示于图1-2C。如图3A-3C中所示，内凸缘31′大于内凸缘32′。

图3A-3C的正畸托槽的实施方案的改进形式显示于图4中。在 该实施方案中，各对相对结扎翼20′和21′的仅一个包括一个内凸缘， 所述内凸缘限定了上述开口“D”。如图所示，没有内凸缘与结扎翼 21′相连。托槽的其他功能与图3A-3C的相同。

如图5中所示，为了进一步促进结扎翼相互相对弯曲，如38处 所示，将在邻近各柱的内部提供槽。这有助于结扎翼在厚度减小区 域弯曲。该实施方案的托槽10A显得小于图1中的托槽实施方案， 从而相对结扎翼相隔更近。所述托槽包括底板12A和结扎翼20A和 21A，所述结扎翼限定其间的弓丝导沟26A。提供槽来促进弯曲也可 用于图1、2A、3A、4、6和7中所示的本发明实施方案。

如图7中所示，也为了促进结扎翼相互相对弯曲，一个或多个结 扎翼柱的厚度，可在39处所示区域减小。该实施方案的托槽10C显 得小于图1中的托槽实施方案，从而相对结扎翼相隔更近。所述托 槽包括底板12C和结扎翼20C和21C，所述结扎翼限定其间的弓丝 导沟26C。提供厚度减小的结扎翼柱来促进弯曲也适用于图1、2A、 3A、4、5和6中所示的本发明实施方案。

当本发明采用由镍-钛或其它具有形状记忆的材料制备的双结扎 翼结构时，托槽的托槽沟和结扎翼具有一定程度的柔性。底板12具 有网状连接垫，使得托槽可安全结合到病人牙齿或焊接到被粘牢在 牙齿上的托圈上。此外，采用本发明的结构，可将托槽用于极其扭 曲或弯曲的牙齿，其中只有两个结扎翼可正确地和牙齿排在一起来 接受弓丝。开始治疗过程中，弓丝可安置在单一弓丝导沟内，所述 弓丝导沟由一对相对结扎翼限定，直到一定时间牙齿已被移动到某 一位置，其中弓丝可排列在两对结扎翼内并位于托槽弓丝导沟内。 在此方面，应该注意到：本发明的结扎翼限定弓丝导沟，优选所述 弓丝导沟沿着图1中所示线A-A轴向相对排列。

图6显示了本发明的另一实施方案。在此实施方案中，托槽10B 由相同形状记忆材料制备，所述托槽具有两对相对结扎翼20B和 21B，所述相对结扎翼20B和21B从底板12B延伸出来。然而，所 述结扎翼从更靠近托槽底板齿龈边缘40的位置向上延伸。该结构使 得托槽正确地结合在短或向龈移位(gingivally displaced)牙齿上。与图 1中所示的凹口17不同，此实施方案使用了水平凹口排列导轨17B。 在该实施方案中，相对结扎翼的一个或两个可如上所述弯曲。提供 从接近托槽底板齿龈边缘的位置向上延伸的托槽结扎翼也可用于图 1、2A、3A、4、5和7中所示的本发明实施方案。

由于本发明的托槽采用形状记忆材料制备，从而具有摩擦非常低 的表面来牵引性接合弓丝。托槽和弓丝之间摩擦越低，弓丝会更光 滑和容易地起作用，将病人牙齿移动到所需位置，从而便于病人治 疗。在此方面，本发明还通过将托槽涂布上其它材料来进一步降低 托槽的表面磨擦阻力。如，除了连接底板垫或网外，可在包括结扎 翼和底板的托槽的表面，特别是在弓丝导沟的区域，用镍、金、铜 或银等金属元素进行镀层或电镀。与用金属材料镀层相反，托槽， 除了连接底板垫或网，可用不同塑料，包括聚四氟乙烯(PTFE)(包括 TeflonTM)聚合物或其它聚合物进行涂层(带有或不带有偶联剂)，特别 提供所述塑料来产生更光滑的表面以减小摩擦。

本发明中，表面处理可还包含着色剂。可能希望通过包含着色剂 来增加新正畸托槽的美观，所述着色剂可为金色、牙白色、红色、 绿色、蓝色或其它颜色。

为了方便涂布，所述正畸托槽和结扎翼的表面可经过化学刻蚀或 机械起凹，如通过喷沙来产生表面粗糙度以方便结合涂层材料。

优选本发明的正畸托槽和弓丝一起使用，所述弓丝也由镍-钛材 料，如NitinolTM制备，其为具有柔性和形状记忆的超弹性金属材料。

本发明的镍-钛或其它具有形状记忆材料、自锁托槽的柔性和本 发明小且紧凑的双结扎翼设计使得所述托槽容易用于特别难以进入 的区域和病人口腔的小区域，使用时可能需要或不需要常规塑料或 金属图来在病人治疗过程中保持弓丝在正确位置。此外，可加入弹 性颜料、弹性结扎线、弹性动力链、定向弹性体和/或各种附件到托 槽来促进顺利的正畸治疗。本发明通过进一步促进弓丝和正畸托槽 之间的机械移动来促进有效的病人治疗，这可减少病人治疗时间并 从而提高病人舒适感。

已提供本发明优选实施方案的上述说明来对本发明的原理进行 说明，并非将本发明限定于说明的特定实施方案。本发明的范围将 由如下权利要求书及其等同物所包含的所有实施方案进行定义。

发明背景