本發(fā)明涉及一種牙套，尤其涉及一種多層式硅膠牙齒矯正器及成型方法。

背景技術(shù)：

1、牙套可以用于畸形牙齒的矯治，其通過對(duì)牙齒的特定部位施加特定的壓力，將牙齒移動(dòng)至正確的位置。隨著液態(tài)硅膠3d打印技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)患者的牙齒輪廓個(gè)性定制的牙套開始出現(xiàn)，此類牙套的針對(duì)性強(qiáng)，佩戴舒適，推動(dòng)了牙套正畸技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)有的硅膠牙套通過液態(tài)硅膠3d打印形成，通過人為調(diào)整對(duì)應(yīng)的牙套槽口位置，使得患者佩戴后對(duì)應(yīng)牙齒對(duì)牙套槽口的內(nèi)壁產(chǎn)生壓力，推動(dòng)牙套發(fā)生彈性形變，通過牙套的形變對(duì)牙齒產(chǎn)生持續(xù)的壓力，從而將牙齒移動(dòng)至正確的位置。但是，現(xiàn)有的硅膠牙套通常采用一種材料一體打印成型，硅膠在長(zhǎng)時(shí)間受壓后，其復(fù)位彈性會(huì)逐漸變小，對(duì)牙齒施加的推力隨之變小，影響矯治效果。如果為了增加牙套對(duì)牙齒的壓力，佩戴時(shí)牙套的形變量設(shè)置過大，則容易造成患者不適，影響佩戴者的日常生活。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種多層式硅膠牙齒矯正器及其成型方法，其成型精準(zhǔn)可靠，矯正器可提供持續(xù)的形變恢復(fù)力，保證長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定矯治效果。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多層式硅膠牙齒矯正器，包括骨架層、彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)，所述骨架層具有預(yù)定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；所述彈性層設(shè)于所述骨架層和施力層之間，用于在使用者佩戴后對(duì)牙齒的預(yù)定部位提供預(yù)定壓力；所述施力層設(shè)于所述多層式硅膠牙齒矯正器的內(nèi)側(cè)，具有與所述彈性層連接的剛性曲面結(jié)構(gòu)；所述定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)設(shè)于所述施力層表面并向?qū)?yīng)的牙齒方向伸出；

3、所述骨架層、彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)中的至少兩個(gè)選用不同的醫(yī)用硅膠，通過注射成型或者3d打印成型而成。

4、作為上述方案的改進(jìn)，所述骨架層由硅膠a制成，所述彈性層由硅膠b制成，所述施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)由硅膠c制成，或者所述骨架層由硅膠a制成，所述彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)由硅膠c制成，其中，硅膠a的硬度＞硅膠b的硬度，硅膠c的硬度＞硅膠b的硬度，硅膠a的硬度＞硅膠c的硬度。

5、作為上述方案的改進(jìn)，所述硅膠a的硬度為40-70?a，所述硅膠b的硬度為10-40a，所述硅膠c的硬度為10-69?a。

6、作為上述方案的改進(jìn)，所述多層式硅膠牙齒矯正器是根據(jù)多層式硅膠牙齒矯正器數(shù)字化模型，通過硅膠3d打印熱固化成型設(shè)備完成骨架層、彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)的逐層打印，并固化而得。

7、作為上述方案的改進(jìn)，所述彈性層包括前牙槽和后牙槽，所述施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)共同設(shè)于所述前牙槽或后牙槽中，或同時(shí)設(shè)于所述前牙槽和后牙槽中。

8、作為上述方案的改進(jìn)，定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述前牙槽和/或后牙槽的前側(cè)壁或后側(cè)壁上的凸點(diǎn)，每一個(gè)凸點(diǎn)與一個(gè)前牙對(duì)應(yīng)。

9、作為上述方案的改進(jìn)，定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述前牙槽和/或后牙槽的前側(cè)壁或后側(cè)壁上的凸點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)凸點(diǎn)與一個(gè)前牙對(duì)應(yīng)；與同一個(gè)前牙對(duì)應(yīng)的兩個(gè)凸點(diǎn)設(shè)于所述前牙槽的不同高度處。

10、作為上述方案的改進(jìn)，定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)包括設(shè)于所述前牙槽和/或后牙槽的前側(cè)壁或后側(cè)壁上的凸點(diǎn)，每三個(gè)凸點(diǎn)與一個(gè)前牙對(duì)應(yīng)；與同一個(gè)前牙對(duì)應(yīng)的三個(gè)凸點(diǎn)呈三角形分布。

11、作為上述方案的改進(jìn)，所述凸點(diǎn)頂部具有三角形、菱形、矩形或星形的頂端接觸部。

12、作為上述方案的改進(jìn)，所述凸點(diǎn)的凸起高度為0.5-5mm。

13、作為上述方案的改進(jìn)，所述剛性曲面結(jié)構(gòu)包括環(huán)形平面部和內(nèi)凹曲面部，所述內(nèi)凹曲面部從所述環(huán)形平面部的內(nèi)側(cè)向所述彈性層的方向凹進(jìn)形成，所述定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)設(shè)于所述內(nèi)凹曲面部表面。

14、作為上述方案的改進(jìn)，所述剛性曲面結(jié)構(gòu)包括環(huán)形平面部和外凸曲面部，所述外凸曲面部從所述環(huán)形平面部的內(nèi)側(cè)向遠(yuǎn)離所述彈性層的方向凸起形成，所述定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)設(shè)于所述外凸曲面部表面；所述外凸曲面部和所述彈性層之間設(shè)有彈力空腔，所述彈力空腔內(nèi)設(shè)有空氣。

15、相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種多層式硅膠牙齒矯正器的成型方法包括：

16、獲取目標(biāo)對(duì)象的初始牙頜數(shù)字模型；

17、根據(jù)所述初始牙頜數(shù)字模型確定優(yōu)化咬合關(guān)系的目標(biāo)牙頜數(shù)字模型，并根據(jù)所述目標(biāo)牙頜數(shù)字模型生成多層式硅膠牙齒矯正器初模型；

18、根據(jù)所述初始牙頜數(shù)字模型及目標(biāo)牙頜數(shù)字模型構(gòu)建施力信息，所述施力信息包括施力作用點(diǎn)、施力方向及施力大??；

19、根據(jù)所述施力信息在所述多層式硅膠牙齒矯正器上設(shè)置定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)并調(diào)整所述多層式硅膠牙齒矯正器初模型，得到多層式硅膠牙齒矯正器數(shù)字化模型；

20、通過硅膠3d打印熱固化成型設(shè)備完成骨架層、彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)的逐層打印，得到初產(chǎn)品；

21、將所述初產(chǎn)品固化，得到多層式硅膠牙齒矯正器。

22、作為上述方案的改進(jìn)，所述通過硅膠3d打印熱固化成型設(shè)備完成骨架層、彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)的逐層打印，得到初產(chǎn)品的步驟，包括：

23、將多層式硅膠牙齒矯正器數(shù)字化模型進(jìn)行數(shù)字化處理，得到打印信息，所述打印信息包括用于成型骨架層的打印信息a，用于成型彈性層的打印信息b、用于成型施力層的打印信息c，和用于成型定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)的打印信息d；

24、根據(jù)打印信息a控制打印頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，采用硅膠a通過逐層打印實(shí)現(xiàn)骨架層的成型；

25、根據(jù)打印信息b控制打印頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，采用硅膠b或者硅膠c通過逐層打印實(shí)現(xiàn)彈性層的成型；

26、根據(jù)打印信息c控制打印頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，采用硅膠c通過逐層打印完成施力層的成型；

27、根據(jù)打印信息d控制打印頭的運(yùn)動(dòng)軌跡，采用硅膠c通過逐層打印完成定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)的成型。

28、作為上述方案的改進(jìn)，所述根據(jù)所述初始牙頜數(shù)字模型及目標(biāo)牙頜數(shù)字模型構(gòu)建施力信息的步驟包括：將所述目標(biāo)牙頜數(shù)字模型中各目標(biāo)前牙的前側(cè)壁及后側(cè)壁分別劃分為中心區(qū)域、過渡區(qū)域及外圍區(qū)域，所述過渡區(qū)域包圍所述中心區(qū)域，所述外圍區(qū)域包圍所述過渡區(qū)域；在所述中心區(qū)域的中心位置設(shè)置初始作用點(diǎn)，在所述過渡區(qū)域設(shè)置至少兩個(gè)初始作用點(diǎn)，在所述外圍區(qū)域設(shè)置至少兩個(gè)初始作用點(diǎn)；根據(jù)所述初始牙頜數(shù)字模型及目標(biāo)牙頜數(shù)字模型分別構(gòu)建所述目標(biāo)牙頜數(shù)字模型中各目標(biāo)前牙的調(diào)整路徑；根據(jù)所述調(diào)整路徑構(gòu)建所述初始作用點(diǎn)的施力方向及施力大??；根據(jù)所述施力大小從所述初始作用點(diǎn)中選取目標(biāo)作用點(diǎn)。

29、作為上述方案的改進(jìn)，所述根據(jù)所述初始牙頜數(shù)字模型及目標(biāo)牙頜數(shù)字模型構(gòu)建施力信息的步驟包括：通過有限元算法，根據(jù)所述初始牙頜數(shù)字模型及目標(biāo)牙頜數(shù)字模型構(gòu)建施力信息。

30、實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

31、本發(fā)明提供一種多層式硅膠牙齒矯正器及成型方法，采用三層不同的結(jié)構(gòu)作為牙套主體，其中，骨架層、彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)中的至少兩個(gè)選用不同的醫(yī)用硅膠通過注射成型或者3d打印成型而成，其成型精準(zhǔn)可靠，分層設(shè)計(jì)的矯正器可提供持續(xù)的形變恢復(fù)力，保證長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定矯治效果。

32、其中，骨架層位于牙套的最外側(cè)，起到骨架支撐的作用，用于保持牙套的整體形狀，使牙套與人體牙周貼合，佩戴舒適。所述彈性層質(zhì)地較軟，其在發(fā)生形變后能夠提供持續(xù)的形變恢復(fù)力，保證長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定矯治效果。所述施力層具有專門設(shè)計(jì)的力學(xué)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒍c(diǎn)施力結(jié)構(gòu)與牙齒之間的推力均勻分散至彈性層，保證定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)能夠通過單點(diǎn)或多點(diǎn)接觸的方式以預(yù)設(shè)的施力方向?qū)ρ例X施加矯治壓力。

33、所述定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)包括單個(gè)或多個(gè)凸點(diǎn)，通過所述凸點(diǎn)與牙齒接觸，精準(zhǔn)控制牙齒的矯治施力點(diǎn)，配合牙套成型前的模擬計(jì)算，能夠控制牙齒所受的推力和扭力狀態(tài)，保證牙齒通過擺動(dòng)和/或移動(dòng)的方式，回到正確的位置，實(shí)現(xiàn)牙齒的正畸矯治。

34、多層式硅膠牙齒矯正器的成型是先獲得多層式硅膠牙齒矯正器數(shù)字化模型，然后通過硅膠3d打印熱固化成型設(shè)備完成骨架層、彈性層、施力層和定點(diǎn)施力結(jié)構(gòu)的逐層打印，并固化而得，可以提高牙套的成型精度，保證牙套的正畸矯治效果。