CN108495597B - 牙齿定位矫正器及其制造和使用的***和方法 - Google Patents

Abstract

本申请了提供牙齿定位矫正器和用于生产并使用牙齿定位矫正器的装置、部件、方法和技术。用于调整患者牙齿位置的示例性牙齿定位矫正器包括成形为将正畸矫正器固定到至少一个牙齿处的牙齿夹紧装置，和连接到牙齿夹紧装置的柔性装置。柔性装置比牙齿夹紧装置的刚性小。

Description

牙齿定位矫正器及其制造和使用的***和方法

本申请作为PCT国际专利申请于2016年9月8日提交，并要求于2015年9月8日提交的美国临时专利申请No.62/215,377的优先权，该专利申请的公开内容以引用方式全部并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及正畸领域。更具体地，本发明涉及牙齿定位矫正器，该牙齿定位矫正器具有用于接合一个或多个牙齿的牙齿夹紧组件和用于柔性连结牙齿夹紧组件的部分的柔性组件。

背景技术

多年来，在正畸治疗期间，各种各样的正畸校准器已经用于重新定位牙齿。应当注意，术语“校准器”、“***”、“牙齿定位矫正器”和“正畸矫正器”在很大程度上与正畸学领域中使用的术语同义。

这种类型的正畸治疗通常使用单独的牙齿定位矫正器以用于上下牙齿。牙齿定位矫正器安装在牙齿上，覆盖一些或全部牙齿的面侧表面和舌侧表面中的至少一些，并且通常覆盖牙齿的咬合表面或咀嚼表面中的至少一些。现有技术中描述的早期***由一组石膏模型制成，该组石膏模型源自患者牙齿的三维负牙印模。石膏牙科模型通过使用小珠宝商的锯或旋转切割盘将牙齿切割开，随后以更好、更直、期望的排列重新定位石膏牙齿，然后用牙蜡将牙齿保持在新的排列中而被修改。复位牙齿模型为***的制造提供基础。形成***的材料的弹性提供将牙齿从其原始位置移向新的校直位置的能量。从牙齿***的最早公开开始，现有技术中提出的许多设计已经示出以一系列增量步骤移动牙齿。如果每步的牙齿排列都必须使用石膏和蜡手工制作，则制作一系列矫正器是困难的。

从20世纪90年代初开始，数字技术已开始通过以小而精确的增量步骤制造牙齿模型，为牙齿矫正医生提供用于传承正畸治疗的基本上新的工具。市场上可获得的CAD/CAM软件可以生产期望的牙齿模型，由此可以制造一系列渐进的矫正器。这些工具包括患者牙列的3D成像，以及用于在正畸治疗中创建虚拟模型以然后生产定制的正畸矫正器的CAD/CAM(计算机辅助设计和制造)***。

这些数字技术的成功正畸应用的示例可在加利福尼亚州圣何塞市的艾利科技公司的称为

计划的商业服务中看到。Invisalign计划主要基于美国专利No.5,975,893(Chishti等人)和许多相关专利，包括美国专利No.6,398,548(Muhammad等人)。Invisalign牙齿***是一系列渐进的薄的透明塑料矫正器，这些矫正器通过计算机生成的成形图案形成，这些成形图案是从患者牙科解剖结构的虚拟模型发展起来的。用于形成校准器的过程使用真空、压力和热的组合。这种形成过程在正畸实验室中被非正式地称为“吸下(suck down)”过程。

在用于生产一系列Invisalign型牙齿校准器的一个过程中，技术人员首先扫描患者的上下模型组，以获得患者牙科解剖结构的CAD可操纵的虚拟模型。模型组通常由牙齿、腭和牙龈的一个上石膏模型和一个下石膏模型组成。一旦获得了原始咬合不正的虚拟模型，然后技术人员就进行涉及对虚拟咬合不正的广泛操纵的步骤。这涉及根据全面且连续的过程对牙齿进行广泛的重新定位，最终达到该患者的完成的或理想的咬合。在虚拟模型中完成的咬合与在成功的常规正畸治疗结束时将导致的患者的上下咬合的完全重新定位一致。在完成上述步骤之后，技术人员拥有在虚拟CAD环境中可获得的患者牙齿的两个版本。一个版本表示原始咬合不正，另一个版本表示理想的咬合。换句话说，技术人员具有开始状态和结束状态。

该过程的下一步骤涉及创建一系列增量的渐进的物理成形模型。这些成形模型中的每个表示在如上所述的开始状态和结束状态之间按照患者提议的治疗顺序在特定增量步骤处对患者未来咬合的快照。为了完成这一点，技术人员创建虚拟的“第一过渡模型”，其看到所有或大部分牙齿的稍微重新定位。该第一过渡模型看到一些或所有牙齿从它们的原始预处理位置巧妙地移动到处于它们的预期完成位置的方向上的虚拟第一过渡位置。类似地，创建第二虚拟过渡模型，其看到虚拟牙齿在期望方向上再次稍微进一步地移动。Invisalign技术人员的目标是创建一系列渐进的模型，其中每个模型都比前一个模型偏置得稍远，并且每个模型都将牙齿移动得稍微靠近它们的完成目标位置。最终成形模型从一系列过渡位置移动牙齿并将它们移动到其最终的期望位置。

一旦技术人员创建此类一系列虚拟中间成形模型并且创建最终的成形模型，表示该系列中的每个模型的数字代码就被引导以操作快速原型机。在快速原型机内，使用许多常规工艺(例如计算机数控(CNC)加工、立体光刻或3D打印)中的任何一种来生产一系列物理成形模型。生产步骤导致生产一系列虚拟中间模型和最终模型中的每个的硬物理副本。

该过程的下一步骤是将一系列物理模型中的每个依次安装在真空机(也称为吸下机)中，其中使用压力、热和真空的组合来由恒定厚度的塑料片材形成实际的一系列渐进校准器。一旦形成并修整一系列渐进校准器，它们就被顺序地标记、包装并运送到主治正牙医师。然后，正牙医师为患者安排预约，在该时间将校准器和使用它们的说明书给予患者。指示患者佩戴第一组校准器持续一段时间，通常为两周。之后，丢弃第一组，患者过渡到系列的下一组，依此类推。

校准器用于促使患者的牙齿根据由技术人员实际产生的位置偏差而移动。通过校准器的聚合物材料的弹性，牙齿被渐进地偏置并促使在期望的方向上朝向它们的预定完成位置移动。理想地，校准器传递柔和但连续的力，从而引起涉及支撑牙齿根部的骨头的创建和再吸收的某些生理过程发生。最终的结果应该是牙齿根部通过下面的骨头朝向期望的位置和方向而缓慢地、渐进地正畸移动。

许多常规可移除的校准器受到它们的设计和当前利用的透明热塑性材料的机械性能的限制。透明的聚合物材料使校准器几乎看不见，这是优越于固定不锈钢硬件和金属支架之处。另一方面，用于形成校准器的常规聚合物材料具有在所有方向上折曲的非常有限的能力。当在治疗开始时校准排列不太好的牙齿时，这会特别成问题。最近发布的研究已经表明，常规校准器的每个阶段传递相当大的力(当它们被首先传递时)，然后施加的力迅速地减小。这导致间歇的力传递，而不是期望的轻的连续的、柔和的力。

即使当在每个阶段期间尝试非常小的移动时，矫正器也可能不能正确地接合需要移动的牙齿，因为该矫正器没有足够的柔性并且未被设计成允许在材料平面内移动。如果特定的校准器不能正确地接合牙齿，那么该牙齿将不会移动到正确的位置以接合系列中的下一个连续校准器。当校准器不能正确地接合牙齿时，仅可获得的现有解决方案是：(1)减少为该特定阶段尝试的移动量；或者(2)在牙齿上放置较大的粘结附件。这两种解决方案通常都需要重做计算机化的治疗计划。如果不修改该计划，则随着矫正器的每个连续阶段，校准器的配合恶化，并且在仅仅几个阶段之后，很明显牙齿没有根据原始的计算机化治疗计划移动，从而迫使对治疗计划进行修改。无论牙齿被移动还是它们被用作锚定牙齿以辅助其他牙齿的移动，矫正器精确接合单个牙齿的能力对于正畸治疗的成功是至关重要的。

发明内容

本公开提供正畸矫正器，该正畸矫正器具有：薄的弹性体壳体，具有用于可移除地接收患者多个牙齿的一系列凹部；以及牙齿夹紧元件，用于可移除地接合所选牙齿。该矫正器还包括由壳体中的柔性图案(flexible patterns)创建的多个柔性区域，以允许在矫正器的选定区域中增强柔性。例如，柔性区域可以通过3D打印矫正器壳体中的空隙、折叠或厚度减小的区域的图案来创建。

鉴于以下详细描述和附图，将更容易理解本公开的这些和其他优点、特征和目的。

附图说明

结合附图可以更容易地理解本公开，其中：

图1是覆盖右上后牙的正畸矫正器的一部分的右侧视图的示意图，其中牙齿夹紧元件覆盖几乎所有牙齿表面。每个牙齿夹紧元件围绕并可任选地覆盖本文所示的粘结附件(bonded attachment，结合附件)，该粘结附件突出穿过矫正器的壳体中的孔。在每对相邻的牙齿夹紧元件之间是覆盖牙齿邻间区域的柔性区域。

图2是类似于图1的正畸矫正器的另一实施例的示意图，其中柔性区域在牙齿夹紧元件之间延伸为狭窄的水平带。

图3是类似于图1的矫正器的另一实施例的示意图，其中在矫正器的牙齿夹紧元件与柔性区域之间存在不规则的边界，并且柔性区域的尺寸较大。

图4是矫正器的另一实施例的示意图，其中牙齿夹紧元件的尺寸减小并且柔性区域增大。

图5是类似于图4所示的矫正器的简化变型的示意图。

图6是类似于图5的实施例的示意图，但是牙齿夹紧元件以狭窄的边界围绕粘结附件。

图7是产生V字形效果的柔性图案的示例的示意图。

图8A是具有弯曲段的柔性图案的另一示例的示意图。

图8B是具有弯曲段的柔性图案的另一示例的示意图。

图9是柔性图案的另一示例的示意图。在下面的区域中重复上面的图案。

图10是图案的小样本的示意图，该图案可重复以产生较大区域。

图11是图案的另一小样本的示意图，该图案可重复以产生较大区域。

图12是柔性图案的又一示例的示意图，该柔性图案具有以规则重复图案与Z字形元件交替地连结的不规则S形元件。

图13是通过重复图12中的图案以产生较大区域而形成的图案的示意图。

图14是柔性图案的另一示例的示意图，该柔性图案可重复以产生较大区域。

图15是柔性图案的另一示例的示意图，该柔性图案可重复以产生较大区域。

图16是柔性图案的另一示例的示意图。

图17是柔性图案的另一示例的示意图。

图18是柔性图案的另一示例的示意图。

图19是柔性图案的另一示例的示意图。

图20是柔性图案的另一示例的示意图。

图21是用于生产牙齿定位校准器的环境和过程的示意性框图。

图22是由图21的***的一些实施例执行的示例性方法。

图23是由图21的***的一些实施例执行的另一示例性方法。

图24是可用于实现根据本公开的方面的计算设备的示例性体系结构。

具体实施方式

本公开通过用柔性图案替换壳体的一些部分以创建增强柔性的区域来解决在矫正器壳体内缺乏柔性的问题。例如，这些矫正器可以用柔性区域生产。图案可以通过快速原型机(例如数字3D打印机)或使用热成形技术来产生。另选地，柔性图案可以通过使用数控铣床在塑料材料的壳体中创建，或者矫正器的形状和图案可以通过使用手动切削工具手动地构造或者通过使用旋转切削工具构造。

多种多样的柔性图案是可获得的。柔性区域的位置可以在矫正器上的任何地方，但是应当为预期的且有效的牙齿移动提供挠曲和力施加。区域的柔性取决于许多因素，这些因素包括：所选图案的几何形状、材料的物理性质以及图案化区域的尺寸和定向。矫正器的柔性区域可设计成提供各种类型的挠曲，包括伸长和压缩、矫正器平面内外的挠曲以及扭转或弯曲移动。本公开可用于完成所有类型的牙齿移动，该牙齿移动可使用包括固定矫正器和可移除矫正器两者的其他类型的正畸矫正器来完成。这些移动包括竖直移动、倾翻移动、没有倾翻的水平主体移动、旋转移动、空间闭合、空间打开、单个牙齿或牙齿组的侵入和挤压。

图1-图6示出覆盖右上后牙107的正畸矫正器的实施例的一部分的右侧视图。未示出支撑骨和牙龈组织—仅示出牙齿107和就位的矫正器。在附图的每个中，示出牙齿的根部106。尽管在这些附图中矫正器看起来终止于尖牙的近中表面，但是在大部分实施例中，矫正器围绕牙弓继续，以可移除地附接到牙弓相对侧上的门牙和后牙。舌侧上的配置不必与矫正器的面部侧上所示的配置匹配。

本正畸矫正器包括：薄的弹性体壳体，具有用于可移除地接收多个牙齿107的一系列凹部。该矫正器还包括用于将矫正器可移除地接合到牙齿107的多个牙齿夹紧元件110。例如，牙齿夹紧元件110可以是单件式矫正器的功能区域，尽管实施例中的一些不具有为该功能指定的单独制造的部分。牙齿夹紧元件110可包括设计成配合在突出元件(例如粘结附件111，也称为按钮)上的凹部或孔，其中该粘结附件111可直接粘结到牙齿。在主动正畸治疗过程期间，粘结附件111通常不可被患者移除。

图1示出具有覆盖几乎所有牙齿表面的牙齿夹紧元件110的矫正器。每个牙齿夹紧元件110围绕多颗牙齿中的一颗牙齿107，并且可以任选地覆盖附接到多颗牙齿中的一颗牙齿107的粘结附件111。这里，粘结附件111示出为突出穿过牙齿夹紧元件110中的对应孔。在每对相邻的牙齿夹紧元件110之间是柔性区域112。例如，柔性区域112可以通过改变二维或三维的外形以增加厚度而制成，例如可以将空隙、折叠线、高度或厚度的变化以及其他特征添加到矫正器壳体的预定区域以增加柔性。尽管替代方案是可能的，但是在一些实施例中，外形特征(例如空隙)以图案布置。作为替代方案，外形特征可以设置在壳体上由执行生成设计过程的计算机识别的位置处。

在图1所示的实施例中，柔性区域112在水平方向上是狭窄的，具有竖直定向的最大尺寸。柔性区域112主要覆盖牙齿107的颊侧和舌侧上的牙齿107的邻间区域。柔性区域112的带在边缘脊区域和邻间咬合区域113处穿过牙齿107的咬合表面。在某些实施例中，例如当相邻牙齿明显未对齐时，可能期望仅在颊面和舌面上而不是在咬合表面上具有打印图案，因为柔性区域112的存在可能使矫正器的柔性比仅在该区域中具有开口的矫正器的柔性小。

另选地，该正畸矫正器可以被描述为需要至少两个功能区域。第一功能区域用作牙齿夹紧元件110。该第一区域可以由任何材料制成，但优选地由透明材料制成，以便使矫正器的可见性最小化。该区域实现抓取牙齿的目的，包括抓取任选地直接粘结到牙齿表面的任何粘结附件111。优选地，具有直侧的粘结附件111粘结在由矫正器覆盖的牙弓中的每个牙齿107的颊表面和舌侧表面上，然而，可使用任何形状的粘结附件111。完全不必使用粘结附件，或者它们仅可以在颊侧或舌侧上使用。粘结附件111有助于确保可发生在三维上对牙齿位置的控制。用作牙齿夹紧元件110的功能区域可以仅覆盖一个单独的牙齿，或者其可以覆盖多个牙齿，这取决于存在的咬合不正和对牙齿矫正医生实现某些类型牙齿移动的需要和期望以及对锚固控制的需要。

第二功能元件是用于增强矫正器壳体柔性的矫正器的柔性区域112。该柔性区域112可以由包括牙齿夹紧元件110的相同材料制成，或者其可以由另一种材料制成。矫正器可能具有多于一个的柔性区域112。可以制作不被分成区域的矫正器，而是由柔性图案制成矫正器的大部分。

返回到图1，牙齿夹紧元件110优选地包括：(a)直接围绕粘结附件111和/或覆盖粘结附件111的圆周区域；(b)包括针对保持目的而具有最大底切(通常沿牙龈线或邻间区域的边缘)的牙齿区域的区域；以及(c)连接区域，该连接区域具有相当刚性的材料带，该带穿过一颗或多颗牙齿的咬合表面的一部分并垂直延伸，以包括围绕牙齿的颊表面和/或舌侧表面上的粘结附件111的圆周区域或具有最大底切的区域。从牙齿的颊侧延伸到牙齿的舌侧的该材料带用作U形夹具或卡环，以接合牙齿。牙齿夹紧元件110可以覆盖每个单独牙齿的几乎整个牙冠，并且包括用于围绕并接合粘结附件111的成形凹部，或由粘结附件111突出穿过的孔。另选地，在使用或不使用粘结附件111的情况下，牙齿夹紧功能可以主要由矫正器的图案化弹性体壳体来执行。如果使用粘结附件111，则可以通过在粘结附件111的周围具有简单的边界来执行牙齿夹紧功能。如果仅期望有限的柔性，则由柔性区域112覆盖的区域可以为小，或者如果需要更大的柔性，则由柔性区域112覆盖的区域可以较大。所示的粘结附件111具有矩形形状，尽管也可以利用若干其他合适的几何形状。

前牙上的牙齿夹紧元件110可以由任何合适的材料制成，并且通常由透明材料制成。牙齿夹紧元件可以通过若干不同类型的塑料材料(包括但不限于快速原型材料)和真空成形来形成。示例性材料类型包括但不限于聚氨酯橡胶、丙烯酸树脂和聚碳酸酯，它们可以在牙齿模型上热成形以生产期望的牙齿对齐矫正器。该材料可以是丙烯酸酯官能材料或任何其他合适材料。在一些实施例中，粘结附件111具有带有平行的侧表面和平行的顶表面和底表面的矩形形状。应当理解，对于粘结附件，有许多可能的形状是合适的。在现有技术中已经示出了许多不同的样式和形状，本领域技术人员将认识到这些样式和形状可以与本文所述的矫正器一起使用。在本公开中，粘结附件用于至少两个目的。首先，粘结附件增加牙齿夹紧元件对牙齿的保持力，以使得矫正器不太可能从牙齿上的期望位置移开。当矫正器配合在牙齿上的适当位置时，其遵循由牙医描述为***路径的近似竖直路径，该近似竖直路径近似与牙齿的咀嚼表面(称为“咬合平面”)正交。当从***路径观察牙齿时，牙齿的弯曲形状在一些区域中提供一些自然的底切。然而，从***路径的视角观察时，并非所有的牙齿都具有底切。其取决于牙齿。例如，大部分前牙(门牙和尖牙)仅具有小的底切，并且这些底切靠近牙龈线。当从***路径的视角观察时，未完全长出的牙齿或牙龈组织部分覆盖牙齿的年轻人的牙齿可能不具有任何底切。其还取决于牙齿的角度。如果长轴从理想位置倾斜，则牙齿的一侧相对于***路径可能没有底切。通过放置在牙齿上的粘结附件的存在增强了牙齿夹紧元件的保持力。粘结附件以如下方式成形：当从牙齿长轴的视角和从***路径观察时提供底切表面。顶表面和底表面是增强底切的主表面。

粘结附件111的第二个目的是具有允许牙齿夹紧元件110在三维中将期望的力传递到牙齿107的形状，从而提供对根部106的移动的控制。移动牙齿的实际力由柔性互连元件的弹性特性或由当牙齿夹紧元件与粘结附件接合在牙齿上时变形的矫正器区域提供。牙齿夹紧元件110精确地夹紧牙齿107，从而能够匹配粘结附件111的形状。附图所示的粘结附件111具有平坦的矩形形状，并且提供与二维中的牙齿夹紧元件110的连接。牙齿107的任一侧上的两个粘结附件111的组合(其中粘结附件111中的每个作用在杠杆臂的端部处)允许施加力以控制根部106在第三维中的移动。

在所示的矩形粘结附件111中，粘结附件111的平行外边缘提供用于正接合的表面，以允许力施加到牙齿107从而控制根部106的移动。粘结附件111的外表面上的凹槽或特殊形状可以帮助将牙齿卡环引导到位。粘结附件可以由任何合适的材料(包括牙科复合材料、透明或牙齿颜色的陶瓷材料或任何合适的透明塑料材料)预制，并且使用本领域公知的常规粘结技术和粘合剂粘结到牙齿，包括在放置粘结附件之前温和地酸蚀牙釉质的步骤。可以利用本领域公知的称为间接粘结的技术，其中预成形的引导件由柔性材料制成，以将附件保持在期望的位置同时使粘合剂固化，从而确保精确地将附件放置在牙齿上。粘结附件111可以替代地使用预制的手持式模具(用于一次一个地放置在牙齿上)由牙科复合材料制造。对于该目的此类预制的手持式模具是市场上可获得的。第三种替代方案是利用使用计算机3D CAD/CAM技术制作的模具，其中附件的形状和尺寸在计算机中规划，并且使用3D打印机打印具有就位的附件的整个牙弓的模型。从该模型制造模具，从该模具制造牙科复合附件并将其直接放置在牙齿上的正确位置。完成此任务的软件是市场上可获得的。图中所示的牙齿夹紧元件110包括精确尺寸的矩形孔，粘结附件111突出穿过该矩形孔。具有与附件恰好相同的形状和尺寸的牙齿夹紧元件110的内侧上的凹部应当与孔一样工作，特别是如果牙齿卡环是打印的，因为打印过程能够潜在地包括比通过热成形获得的更好的更精确配合。牙齿夹紧元件110附接到许多类型的柔性互连元件，如图所示。在一些实施例中，矫正器由一件材料制成，并且牙齿夹紧元件和柔性互连元件都是单块整体单元的一部分。在功能上，单件的不同定位区域用作牙齿夹紧元件和柔性互连元件。

可以预期本正畸矫正器将主要通过使用计算机化3D CAD/CAM软件规划和设计矫正器来生产。目前可获得能够实现这一功能的许多现成的软件程序。标准的表面映射计算机算法将表面限定为一系列三角形。矫正器的实际物理生产可以通过在数字化生产的模型上真空成形热塑性材料并将矫正器的热成形部分与其他必要元件组合来完成。该步骤之后是使用计算机自动修整技术，例如CNC铣削或激光切割(例如，在柔性区域中创建空隙)。特别地，可以通过真空热成形来生产透明的牙齿夹紧元件。在单件变型中，牙齿夹紧元件和柔性中间连接器都可以真空热成形在一起。

替代地，本矫正器可以通过3D打印直接生产，而无需首先生产3D模型。直接3D打印的优点是可以更容易地打印更复杂的形状，并且几乎不需要修整额外的材料，从而节省时间并避免浪费材料。一些新的3D打印机可以同时打印多于一种材料。柔性互连元件可以与牙齿夹紧部分一起打印。尽管替代方案是可能的，但是在一些实施例中，牙齿夹紧部分和柔性部分由不同的材料形成。这些材料可以混合或缠结，这将避免在制造中需要单独的附接步骤。

替代地，牙齿夹紧部分和柔性部分由相同的材料形成。例如，柔性部分可以比牙齿夹紧部分更薄。作为另一示例，柔性部分中的材料可以形成有空隙图案，该空隙图案使得柔性部分中的材料比牙齿夹紧部分中的材料更柔软。作为又一示例，柔性部分可包括折痕或折叠的图案，这些图案使得柔性部分比牙齿夹紧部分更柔软。具有各种图案的柔性部分的非限制性示例至少参考图7-图20示出和描述。

另一种选择包括直接数控铣削由塑料材料块制成的矫正器或矫正器的一部分。也可使用其他制造技术来形成矫正器。

对于所有的变型，可以形成一系列的矫正器，以使得牙齿在移动阶段中移动。每个矫正器设计成在牙齿移动小距离的移动阶段期间佩戴。在移动阶段完成之后，患者可以佩戴连续的矫正器以开始连续的移动阶段，该连续的移动阶段以另一个小步骤继续朝向期望的目标牙齿位置移动。

在一些实施例中，系列中的每个矫正器设计成以便在由矫正器引起的移动之后配合在牙齿的期望位置上。矫正器变形以配合在牙齿的初始位置上。在一些实施例中，本文所述的各种柔性部分允许矫正器变形以配合在牙齿的初始位置上。

理想地，当放置在患者牙齿上时，牙齿夹紧元件完全接合每个牙齿。如果患者每天佩戴该矫正器足够多的小时，则在佩戴该矫正器几周之后，该矫正器的弹性将载送牙齿朝向该特定移动阶段结束时的期望位置。然后，用于下一个移动阶段的矫正器被放置在牙齿上，并且将载送牙齿另一规定距离，以此类推，直到到达期望的最终位置。在一些实施例中，在牙齿定位过程期间(例如，在每个移动阶段之后)的新印模或新数字扫描，然后被用于制造连续的矫正器，以确保矫正器随着牙齿校正过程的进行而继续精确地配合。替代地，整个系列的矫正器可以最初基于预处理印模或扫描数据来制造。

如图1所示，牙齿夹紧元件可以配合在各个牙齿上。然而，如果相邻的牙齿对齐并可以预期这将在治疗的稍后阶段中常规地发生，则不需要在每个阶段中为每个单独牙齿产生单独的牙齿夹紧元件。如果相邻牙齿彼此很好地对齐，则相邻牙齿组将具有结合的牙齿夹紧部分。在某些治疗阶段，也可能期望将牙齿结合成组以用作锚固单元，从而提供对其他牙齿组移动的更好控制。这种概念通常用于利用固定支架的正畸治疗中，特别是当拔牙空间闭合时，并且在现有技术中很好地描述。还可以将本公开中描述的实施例的若干变型的特征结合到一个矫正器中，以更有效地完成某些类型的移动。

图2示出正畸矫正器200的另一实施例，该正畸矫正器具有覆盖牙齿表面的大部分的牙齿夹紧元件210。此外，牙齿夹紧元件210围绕并可任选地覆盖粘结附件111，该粘结附件111示出为突出穿过牙齿夹紧元件210中具有特征形状和尺寸的孔。在该示例中，牙齿夹紧元件210包括由间隙(例如间隙214)隔开的多个不相交部分。由打印图案制成的柔性区域212附接到牙齿夹紧元件210的不相交部分中的每个(并且在一些实施例中由相同材料制成并与牙齿夹紧元件连续)。柔性区域212位于牙齿的颊表面和舌侧表面两者上，并且主要附接到牙齿夹紧元件210的凸缘区域，该凸缘区域覆盖紧邻牙齿齿龈边缘的牙龈组织的一部分。该凸缘区域被包括图案化带的柔性区域212部分遮蔽。尽管未在图2中示出，但是在一些实施例中，牙齿夹紧元件210可包括朝向牙龈组织或在牙龈组织之上进一步延伸的大凸缘区域。柔性区域212还可以覆盖粘结附件和牙龈线之间的牙齿的一小部分。在该实施例中，柔性区域212包括柔性材料的水平带，该水平带连接牙齿夹紧元件210的不相交部分中的每个。

图3示出类似于图1的正畸矫正器300的另一实施例，正畸矫正器300具有牙齿夹紧元件310和粘结附件111。不同之处在于，在矫正器的牙齿夹紧元件310和柔性区域312之间存在不规则的边界314。此外，柔性区域312的尺寸较大。在一些实施例中，较大的柔性区域312将增加矫正器的柔性和范围。图3所示的柔性区域312的形状是关于如何可使用柔性区域的替代形状的图示。柔性区域312的形状不限于本文所示的形状。其他形状是可能的。任选地，牙齿的牙尖尖端可以突出穿过矫正器的牙齿夹紧区域中的开口315。同样如图1所示，柔性区域312不一定必须在咬合表面上延伸，而是可以限于矫正器的颊侧和舌侧。

图4示出正畸矫正器400的实施例，正畸矫正器400具有另一种变型的牙齿夹紧元件410的形状。牙齿夹紧元件410的尺寸减小，以使得柔性区域412可以更大。保留牙齿夹紧元件410的某些关键功能部分。在该图示中，示出矩形粘结附件111，尽管可使用其他形状来代替。紧紧围绕粘结附件111的牙齿夹紧元件410的一部分420与粘结附件111紧密接触。还有牙齿夹紧元件410的一部分沿牙龈线接合牙齿107的底切区域，并且包括延伸到牙齿107的邻间区域中的邻间延伸部417。尽管替代方案是可能的，但是图4示出稍微延伸到邻间区域中的邻间延伸部417。横跨在牙齿107的咬合表面421上的夹紧元件410的一部分也保留。在这种情况下，牙齿夹紧元件410具有Y形配置416，因为当牙齿夹紧元件410横跨在牙齿107的咬合表面421上时被分成两个材料带。

任选地，如图所示，牙尖尖端可以突出穿过牙齿夹紧元件410中的开口415，以减少相对牙齿与正畸矫正器410的接触。众所周知，当鄂肌肉处于放松状态时，校准器矫正器侵占上下牙齿之间的“息止牙合间隙”，并且讲话经常受到矫正器存在的影响。咬合表面中的开口将减小矫正器在牙齿上的竖直高度，这样使得矫正器佩戴起来更舒适，特别是当用户向下咀嚼时，并且不太可能干扰讲话。

柔性区域412包括由柔性图案化材料形成的凸缘区域414，该凸缘区域414示出为在邻近牙齿107的牙冠的牙龈线上延伸到患者牙列的齿间区域418中。凸缘区域414还示出为在牙齿107的邻间空间419或齿间区域418中的牙龈组织上延伸。该矫正器400的功能不必须使凸缘区域414在齿间区域418和邻间空间419上延伸，并且矫正器400可以常规地沿牙齿107的牙龈线修整。在一些实施例中，在齿间区域418和邻间空间419上具有柔性材料增加了矫正器400的强度，并且增加了矫正器107的一些刚性，因此这是任选特征，可以根据矫正器的期望刚性来利用或不利用任选特征，以治疗特定的咬合不正。

图5示出正畸矫正器500的实施例，正畸矫正器500类似于图4所示的正畸矫正器，但是简化了设计。柔性区域512覆盖牙齿107的牙冠的侧表面并包括凸缘514，该凸缘514在牙龈线上延伸到齿间区域418和邻间区域419上。柔性区域512由形成柔性图案的塑料材料制成。在齿间区域418和邻间区域419上延伸的凸缘部分514是任选的，并且不包括在所有实施例中。

矩形粘结附件111被示出在所有牙齿上。附件可以以任何形状制成，其中存在平坦边缘以接合周围的牙齿夹紧元件。在这种情况下，牙齿夹紧元件510包括围绕粘结附件111的边界区域420。该边界区域420存在于颊侧(示出)和舌侧(未示出)两者上，并且连接颊区域和舌区域中的每个的是横跨在牙齿107的咬合表面421上的另一部分。在本文所示的后牙中，矫正器横跨在咬合表面上的部分被分成Y形配置416，以允许牙尖尖端突出穿过矫正器500的牙齿夹紧部分510中的开口415，从而使后牙更易于佩戴矫正器500。如以上参考其他实施例所讨论的，矫正器500仅示出在牙齿107的颊侧上，并且牙齿107的牙尖尖端的近中表面突出穿过矫正器中的孔。该矫正器通常被制成覆盖一个牙弓中的所有牙齿，并且通常不会如本文所示终止于牙尖。将矫正器在牙尖处终止在此仅用于简化附图。

图6示出另一个实施例的正畸矫正器600，正畸矫正器600类似于图5所示的正畸矫正器500，但是牙齿夹紧元件610仅包括围绕粘结附件111的边界420。如果在牙齿的颊侧和舌侧上都有附件，那么该边界将围绕两侧上的附件。矫正器的其余部分将由柔性区域612形成，柔性区域612包括转换齿间区域418和邻间区域419的凸缘614，并且可以由柔性图案化材料形成。如图5所示，在牙齿107的牙尖尖端上的矫正器600中的开口415可使用或不使用，但是本文仅示出在第一臼齿和第二臼齿上，在最靠近解剖学上的铰链的牙齿上，并且因此在最有可能经历来自相对牙齿的咬合接触的区域上。

图7是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分700的示例。图案可以如本文所示交替以产生V字形效果，或者其可以与朝向左侧向上或朝向右侧向上的斜条纹一起使用。

图8A和图8B是正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的实施例的部分800a和800b的示例的示意图，该正畸矫正器包括具有弯曲段的柔性3D图案。图案可以重复结合，其中如图8A所示所有曲线去向相同的方向，或者曲线可以交替以形成如图8B所示的“S”图案。

图9是包括柔性图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的实施例的部分900的另一示例的示意图。在至少一些实施例中，柔性图案允许在一维、二维或三维中移动/弯曲。尽管图9所示的图案是二维的，但是也可使用图案的替代三维变型。上面图案在下面的区域中按行重复。尽管未在图9中示出，但是行经常在柔性区域中彼此连接。例如，该行可以利用在沿行的间隔处设置的竖直连接链带彼此连接。在各种实施例中，各种数量的连接链带可以设置在各种位置处。当制造矫正器时，可以修改连接链带的数量和位置以影响柔性区域的最终特性，例如在各个方向上的强度和柔性。

图10是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1000的示例。图案可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。

图11是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1100的示例。图案可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。

图12是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1200的示例。图案具有以规则重复图案与Z字形元件交替地接合的不规则S形元件。

图13是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1300的示例。该部分1300通过重复图12所示的部分1200的图案来形成，以产生更大的柔性区域。

图14是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1400的示例。图案可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。

图15是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1500的示例。图案可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。

图16是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1600的示例。图案包括四腿中心结构，并且可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。

图17是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1700的示例。图案包括三腿中心结构，并且可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。

图18是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1800的示例。图案包括三腿中心结构，并且可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。部分1800的图案与图17所示的部分1700的图案的不同之处主要在于内部元件之间的开放空间的量。

图19是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分1900的示例。图案包括三腿中心结构，并且可以重复或与其他图案组合以产生更大的柔性区域。部分1900的图案与图17所示的部分1700和图18所示的部分1800的图案的不同之处主要在于内部元件之间的开放空间的量。

在图16-图19中示出的部分1600、1700、1800和1900上所示的图案基于在http://www.thingiverse.com/make:88085处由Andrew Bastian分布的“细观结构材料”的图案。细观结构材料是可使用快速原型技术制造的重复柔性3D图案。在其他实施例中，柔性区域可包括来自其他细观结构材料的图案。

图20是包括柔性3D图案的正畸矫正器(例如但不限于图1-图6所示的正畸矫正器)的柔性区域的一部分2000的示例。与图7-图19所示的部分不同，该部分2000不包括空隙。相反，部分2000包括具有各种定向的多个三角形平面，这些三角形平面形成折叠线，部分2000可以沿折叠线弯曲。

图21是示出用于生产牙齿定位矫正器***2122的***2100的示例的示意性框图。牙齿定位矫正器***2122包括具有柔性区域的一个或多个牙齿定位矫正器。在该示例中，***2100包括正畸办公室2102和正畸实验室2108处的部件。

正畸办公室2102是患者接受正畸治疗的办公室。示例性正畸办公室2102包括印模站2104。尽管图21包括正畸办公室，但是该***可以与来自其他类型的办公室(例如牙科办公室)或位于其他地方的部件一起使用。

示例性印模站2104产生患者牙列的印模2106。印模2106是患者牙列的几何表示。尽管替代方案是可能的，但是牙科印模106是使用印模材料(例如海藻酸钠或乙烯基聚硅氧烷)捕获的物理印模。在其他实施例中，也使用其他印模材料。

替代地，牙科印模106是数字印模。数字印模由点云、多边形网格、参数模型或体素数据中的一个或多个表示。尽管替代方案是可能的，但是数字印模可使用例如口腔内扫描仪直接从患者P的牙列产生。示例性口腔内扫描仪包括TRIOS口腔内数字扫描仪、熔岩诊疗椅侧口腔扫描仪C.O.S.、Cadent iTero、Cerec AC、Cyrtina口腔内扫描仪和来自Ormco的Lythos数字印模***。替代地，使用其他成像技术(例如计算机断层摄影(CT)或核磁共振成像(MRI))来捕获数字印模。在其他实施例中，数字印模通过扫描从物理印模创建的患者牙列的印模或石膏模型，由物理印模产生。用于扫描物理印模或模型的技术的示例包括三维激光扫描仪和计算机断层摄影(CT)扫描仪。在其他实施例中，使用其他技术创建数字印模。

另外，在一些实施例中，正畸办公室2102发送正畸设置模型(未示出)，该模型包括在正畸治疗之后处于期望目标位置的患者牙齿。正畸设置模型通常由牙齿矫正医生准备。正畸设置模型可以是数字模型或物理模型。

正畸实验室2108是制造正畸矫正器的实验室。示例性正畸实验室2108包括3D扫描仪2110、矫正器设计***2114和矫正器制造站2120。尽管在该图中示出为单个正畸实验室，但是在一些实施例中，正畸实验室2108包括多个正畸实验室。例如，在一些实施例中，3D扫描仪2110在与正畸实验室2108中所示的其他部件中的一个或多个不同的正畸实验室中。进一步地，在一些实施例中，正畸实验室2108中所示的部件中的一个或多个不在正畸实验室中。例如，在一些实施例中，3D扫描仪2110、矫正器设计***2114和矫正器制造站2120中的一个或多个在正畸办公室2102中。另外，***2100的一些实施例不包括正畸实验室2108中所示的所有部件。

示例性3D扫描仪2110是经配置创建印模2106的三维数字表示(当该印模2106包括物理印模时)的设备。在一些实施例中，3D扫描仪2110产生表示印模2106的点云、多边形网格、参数模型或体素数据。在一些实施例中，3D扫描仪2110产生数字模型2112。在一些实施例中，3D扫描仪2110包括激光扫描仪、触摸探针或工业CT扫描仪。3D扫描仪2110的其他实施例也是可能的。进一步地，***2100的一些实施例不包括3D扫描仪2110。例如，在印模站2104产生数字牙科印模的***2100的一些实施例中，不包括3D扫描仪2110。在这些实施例中，数字牙科印模可以直接用作或转换成数字模型2112。

矫正器设计***2114是基于数字模型2112和患者的目标牙齿位置产生矫正器***设计数据2118的***。目标牙齿位置可以数字地或物理地从正畸办公室接收。目标牙齿位置还可以至少部分地源自数字模型2112(例如，通过对齐数字模型2112中的牙齿)。另外，一些实施例在不参考目标位置的情况下操作。

然后，矫正器设计引擎2116可以限定一个或多个移动阶段。尽管替代方案是可能的，但是移动阶段通常基于数字模型2112中的牙齿位置与目标牙齿位置之间的移动来确定。作为替代，移动阶段可以通过正畸治疗的模拟或其他方法来限定，而不必参考目标位置。然后，矫正器设计引擎2116可以产生包括三维形状数据的矫正器***设计数据2118，该三维形状数据表示用于每个移动阶段的正畸矫正器，处于适于使用矫正器制造站2120进行制造的格式。

替代地，矫正器***设计数据2118包括三维形状数据，该三维形状数据以适于使用矫正器制造站2120进行制造的格式，表示用于每个移动阶段的牙齿模型。然后，牙齿模型由矫正器***设计数据2118制造，并且矫正器由牙齿模型制造(例如，通过在牙齿模型上热成形以产生期望的牙齿对齐矫正器)。矫正器***设计数据2118中的牙齿模型可包括各种特征以形成或标记矫正器中的柔性区域。例如，如果矫正器包括空隙图案，则牙齿模型可包括标记(例如脊或凹口)，标记可用于引导切割过程(例如，使用钻头、刀、超声波刀、铣床或CNC机或任何其他切割技术)以切割热成形矫正器中的空隙。对于具有非空隙柔性区域的矫正器设计(例如，结合折叠图案，例如参考至少图20示出和描述的部分)，牙齿模型可包括用于形成柔性区域的形状的模具区域。

在一些实施例中，矫正器设计***2114包括具有用户输入设备的计算设备。矫正器设计***2114包括矫正器设计引擎2116。尽管替代方案是可能的，但是矫正器设计引擎2116通常包括计算机辅助设计(CAD)软件，该计算机辅助设计(CAD)软件生成数字模型2112和矫正器***设计数据2118中的一个或两者的图形显示，并且允许操作者操纵数字模型2112和矫正器***设计数据2118中的一个或两者并与其交互。

矫正器设计引擎2116还包括至少一些数字工具，这些数字工具模仿由实验室技术人员用于物理设计正畸矫正器的工具。矫正器设计引擎2116还可包括用于识别或修改正畸矫正器的柔性区域的工具，该正畸矫正器的柔性区域利用柔性图案(例如，上面参考图7-图20描述的图案中的一个)制造。这些工具可以允许技术人员选择待使用的图案并为所选图案指定参数。在一些实施例中，矫正器设计引擎2116还评估正畸矫正器的设计以评估可能由患者牙齿施加在矫正器上的应力。基于该分析，矫正器设计引擎2116可以拒绝、批准或修改某些矫正器设计。例如，评估过程可使用有限元分析来评估正畸矫正器。

在一些其他实施例中，矫正器设计引擎2116自动生成用于矫正器***的模型。例如，矫正器设计引擎可以生成多个可能的矫正器设计，这些矫正器设计在不同位置具有柔性区域并且具有不同的参数。然后，矫正器设计引擎2116可使用例如有限元分析来评估可能的矫正器设计。评估结果可用于批准、拒绝、修改或选择用于制造的可能的矫正器设计。

一旦使用矫正器设计引擎2116设计矫正器***设计数据2118，矫正器***设计数据2118就被发送到矫正器制造站2120，在矫正器制造站2120产生牙齿定位矫正器***2122。通常，矫正器***2122包括经配置用于定位患者牙齿的一个或多个牙齿定位矫正器。

尽管替代方案是可能的，但是矫正器制造站2120通常包括一个或多个快速制造机。快速制造机的示例包括三维打印机，例如来自南卡罗来纳州岩石山的3D***公司的打印机的成型机器生产线(ProJet line)。快速制造机的另一个示例是立体光刻设备。快速制造机的又另一个示例是数字光处理(DLP)快速原型***，例如来自密苏里州迪尔伯恩的EnvisionTEC公司的Perfactory***。快速制造机的又另一个示例是铣削设备，例如计算机数控(CNC)铣削设备。在一些实施例中，矫正器制造站2120经配置接收STL格式的文件。

矫正器制造站2120还可包括热成形设备，该热成形设备用于使用快速制造机在由矫正器***设计数据2118制造的牙齿模型上热成形矫正器。矫正器制造站2120还可包括用于切割热成形矫正器的空隙以形成柔性区域的切割设备。矫正器制造站2120的其他实施例也是可能的。

在另选实施例中，矫正器制造站2120包括铣削设备，该铣削设备用于铣削可放置在患者口中的生物相容塑料材料。在这些实施例中，牙齿定位矫正器***2122的牙齿定位矫正器由生物相容塑料材料铣削而成。

正畸办公室2102可以通过网络2128连接到正畸实验室2108。印模2106可以经由网络2128从正畸办公室2102传送到正畸实验室2108。另外，包括患者牙齿的目标位置的设置模型也可以经由网络2128从正畸办公室2102传送到正畸实验室2108。

网络2128是促进正畸办公室2102和正畸实验室2108之间通信的电子通信网络。电子通信网络是一组计算设备和计算设备之间的链路。网络中的计算设备使用链路来实现网络中的计算设备之间的通信。网络2128可包括路由器、交换机、移动接入点、网桥、集线器、入侵检测设备、存储设备、独立服务器设备、刀片服务器设备、传感器、台式计算机、防火墙设备、便携式计算机、手持式计算机、移动电话和其他类型的计算设备。

在各种实施例中，网络138包括各种类型的链路。例如，网络2128可包括有线链路和无线链路中的一个或两者，包括蓝牙、超宽带(UWB)、802.11、ZigBee和其他类型的无线链路。而且，在各种实施例中，网络2128以各种规模实施。例如，网络2128可以实施为一个或多个局域网(LAN)、城域网、子网、广域网(例如因特网)，或者可以以另一种规模实施。

图22是示出产生牙齿定位矫正器***的示例性方法2200的流程图。在一些实施例中，方法2200由***2100的实施例执行。在该示例中，方法2200包括操作2202、2204、2206和2208。

在操作2202处，捕获患者的牙列。如前所述，可使用物理或数字印模数据来捕获患者的牙列。

在操作2204处，确定目标牙齿位置。如前所述，目标牙齿位置可以以由牙齿矫正医生限定的物理模型的形式接收。目标牙齿位置也可以通过对齐患者现有牙列的牙齿来确定。

在操作2206处，在患者的当前牙列与患者的目标牙齿位置之间限定一个或多个移动阶段。移动阶段可以被限定为使得任何牙齿在特定移动阶段期间的移动被限于阈值量。

在操作2208处，制造牙齿定位矫正器以针对每个移动阶段移动患者的牙齿。通常，牙齿定位矫正器被制造成在移动阶段的最终位置配合患者的牙齿，但是被设计成在移动阶段的开始放置在患者的牙齿上。牙齿定位矫正器通常包括柔性区域，该柔性区域允许牙齿定位矫正器在移动阶段期间进行移动之前扭曲以配合患者牙齿的位置。当牙齿定位矫正器缓慢地返回到其未扭曲的形式时，牙齿定位矫正器施加稳定且柔和的力以随时间移动患者的牙齿。用于设计牙齿定位矫正器的示例性过程至少参照图23示出和描述。

图23是示出设计针对移动阶段具有柔性区域的牙齿定位矫正器的示例性方法2300的流程图。在一些实施例中，方法2300由矫正器设计引擎2116的实施例执行。在该示例中，方法2300包括操作2302、2304、2306和2308。

在操作2302处，基于移动阶段结束时的期望牙齿位置来限定牙齿定位矫正器的壳体。在一些方面，通过在移动阶段之后将偏移施加到牙齿的牙科模型的一部分来设计壳体。在一些实施例中，施加第一偏移(例如，0.1-0.5mm)以创建牙齿定位矫正器的内表面，并且施加第二偏移(例如，1-2mm)以创建牙齿定位矫正器的外表面。然后，内表面和外表面可以接合以形成牙齿定位矫正器的壳体。

在操作2304处，由壳体产生具有各种柔性区域的多个潜在的牙齿定位矫正器设计。例如，根据图1-图6中描述的示例中的一个或多个，结合图7-图20中示出的图案中的一个或多个，可以产生具有柔性区域的潜在牙齿定位矫正器。当然，潜在的牙齿定位矫正器不限于图1-图6的示例和图7-图20的图案。潜在的牙齿定位矫正器也可以通过向壳体随机地添加空隙(贯穿或在特定区域，例如在邻间区域附近)、随机地移除一些先前描述的空隙或其组合来产生。在一些实施例中，产生许多(例如，在几十个和几千个之间)潜在的牙齿定位矫正器。

在操作2306处，基于由患者牙齿施加的预期压力来评估多个潜在的牙齿定位矫正器设计。如上所述，当牙齿定位矫正器扭曲以配合在患者牙齿上(例如，在移动阶段开始时处于预期的牙齿位置)时，有限元分析或其他技术可用于评估在潜在的牙齿定位矫正器设计上的应力。在一些实施例中，评估多个潜在的牙齿定位矫正器设计，以确定也将施加在患者牙齿上的压力的量(例如，在移动阶段的初始牙齿位置的牙齿或在移动阶段期间的各个点处的牙齿)。

在操作2308处，基于评估选择牙齿定位矫正器。例如，可以选择使牙齿定位矫正器上(例如，在整个矫正器中或者在特定区域，例如牙齿夹紧区域中)的应力最小化的牙齿定位矫正器。替代地，可以选择牙齿定位矫正器以在整个移动阶段中在患者牙齿上提供均匀的力。在一些实施例中，使用各种阈值来消除使用的牙齿定位矫正器中的一些(例如，消除导致超过矫正器材料的可能断裂点的压力的设计、对患者施加如此小的压力以至于患者牙齿不太可能移动的设计等)。

尽管替代方案是可能的，但是矫正器设计引擎216的一些实施例包括生成设计***。生成设计***的示例包括来自加利福尼亚州圣拉斐尔市的欧特克公司的AutoDeskWithin生成设计软件和来自纽约州纽约市的nTopology公司的Element设计软件。

在一些方面，牙齿定位矫正器由矫正器设计引擎2116使用生成设计过程来设计。在一些方面，牙齿定位矫正器的壳体如2302中描述地那样设计。然后，由生成设计***分析壳体，以确定在何处移除材料以及在何处生成柔性区域。生成设计***可使用有限元分析来分析壳体并识别在压力下和受到应力的区域。为了执行分析，生成设计***可以接收各种参数，例如牙齿位置或期望位置。这些参数还可以识别应该由矫正器移动的牙齿。然后，生成设计过程将基于例如识别需要伸长的区域来识别需要柔性的区域。然后，生成设计过程还将通过例如识别不在应力下且不与牙齿强力接触的区域，识别可移除材料以创建空隙的区域。然后，可使用上述图案形成柔性区域，或者可以由生成设计***在没有图案的情况下形成柔性区域。

图24示出可用于实施本公开的方面的计算设备170的示例性体系结构，包括本文所述的多个计算设备中的任何一个，例如印模站2104的计算设备、矫正器设计***2114、矫正器制造站2120或者可在各种可能的实施例中利用的任何其他计算设备。

图24所示的计算设备可用于执行本文所述的操作***、应用程序和软件模块(包括软件引擎)。

在一些实施例中，计算设备170包括至少一个处理设备180，例如中央处理单元(CPU)。各种处理设备可从各种制造商(例如英特尔或高级微设备)获得。在该示例中，计算设备170还包括***存储器182和***总线184，该***总线184将包括***存储器182的各种***部件耦合到处理设备180。***总线184是任何数量类型的总线结构中的一种，包括存储器总线或存储器控制器；***总线；和使用各种总线体系结构中的任一种的本地总线。

适于计算设备170的计算设备的示例包括台式计算机、便携式计算机、平板计算机、移动计算设备(例如智能电话、

或

移动数字设备或其他移动设备)或经配置处理数字指令的其他设备。

***存储器182包括只读存储器186和随机存取存储器188。基本输入/输出***190通常存储在只读存储器186中，该基本输入/输出***190包含例如在启动期间用于在计算设备170内传送信息的基本例程。

在一些实施例中，计算设备170还包括辅助存储设备192，例如硬盘驱动器，以用于存储数字数据。辅助存储设备192通过辅助存储接口194连接到***总线184。辅助存储设备192及其相关联的计算机可读介质为计算设备170提供计算机可读指令(包括应用程序和程序模块)、数据结构和其他数据的非易失性存储。

尽管本文描述的示例性环境采用硬盘驱动器作为辅助存储设备，但是在其他实施例中也可使用其他类型的计算机可读存储介质。这些其他类型的计算机可读存储介质的示例包括磁带盒、闪存卡、数字视频盘、伯努利盒式磁带、光盘只读存储器、数字通用盘只读存储器、随机存取存储器或只读存储器。一些实施例包括非暂时性介质。另外，此计算机可读存储介质可包括本地存储或基于云的存储。

多个程序模块可存储在辅助存储设备192或***存储器182中，包括操作***196、一个或多个应用程序198、其他程序模块270(例如本文所述的软件引擎)和程序数据272。计算设备170可利用任何合适的操作***，例如微软Windows^TM、谷歌Chrome^TM OS、苹果OS、Unix或Linux及其变体以及适于计算设备的任何其他操作***。其他示例可包括微软、谷歌或苹果操作***，或者在平板计算设备中使用的任何其他合适的操作***。

在一些实施例中，用户通过一个或多个输入设备274向计算设备170提供输入。输入设备274的示例包括键盘276、鼠标278、麦克风280和触摸传感器282(例如触摸板或触敏显示器)。其他实施例包括其他输入设备274。输入设备经常通过耦合到***总线184的输入/输出接口284而连接到处理设备180。这些输入设备274可通过任何数量的输入/输出接口(例如并行端口、串行端口、游戏端口或通用串行总线)而连接。在一些可能的实施例中，输入设备和接口284之间的无线通信也是可能的，并且包括红外、

无线技术、802.11a/b/g/n、蜂窝、超宽带(UWB)、ZigBee或其他射频通信***。

在该示例性实施例中，显示设备286(例如监视器、液晶显示设备、投影仪或触敏显示设备)也经由接口(例如视频适配器288)而连接到***总线184。除了显示设备286之外，计算设备170还可以包括各种其他***设备(未示出)，例如扬声器或打印机。

当在局域网环境或广域网环境(例如因特网)中使用时，计算设备170通常通过网络接口290(例如以太网接口)而连接到网络。其他可能的实施例使用其他通信设备。例如，计算设备170的一些实施例包括用于通过网络通信的调制解调器。

计算设备170通常包括至少某种形式的计算机可读介质。计算机可读介质包括可由计算设备170访问的任何可获得的介质。作为示例，计算机可读介质包括计算机可读存储介质和计算机可读通信介质。

计算机可读存储介质包括在任何设备中实施的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，该任何设备经配置存储信息，例如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。计算机可读存储介质包括但不限于随机存取存储器、只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、闪存或其他存储技术、压缩盘只读存储器、数字通用盘或其他光存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备，或可用于存储期望的信息且可由计算设备170访问的任何其他介质。

计算机可读通信介质通常体现为计算机可读指令、数据结构、程序模块或调制数据信号(例如载波或其他传输机制)中的其他数据，并且包括任何信息传递介质。术语“调制数据信号”是指以对信号中的信息进行编码的方式来设置或改变其特性中的一个或多个特性的信号。作为示例，计算机可读通信介质包括有线介质(例如有线网络或直接有线连接)，和无线介质，例如声学、射频、红外和其他无线介质。上述任何组合也包括在计算机可读介质的范围内。

图24所示的计算设备也是可编程电子设备的示例，可编程电子设备可包括一个或多个此类计算设备，并且当包括多个计算设备时，此类计算设备可与适合的数据通信网络耦合在一起，以便共同执行本文公开的各种功能、方法或操作。

以上公开阐述了许多实施例，这些实施例是参照附图详细描述的。本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可在本公开的教导下实践各种改变、修改、其他结构布置和其他实施例。

Claims (31)

1.一种用于调整患者的牙齿的位置的正畸矫正器，包括：

牙齿夹紧装置，成形为将所述正畸矫正器固定到至少一个牙齿处；和

柔性装置，连接到所述牙齿夹紧装置，其中所述柔性装置与所述牙齿夹紧装置整体地由整块单件材料形成，并且所述柔性装置的外形与所述牙齿夹紧装置的外形不同，并且所述柔性装置形成有空隙图案，该空隙图案使得所述柔性装置比所述牙齿夹紧装置更柔软，并且所述柔性装置包括柔性互连元件，这些柔性互连元件具有提供移动牙齿的力的弹性特性。

2.根据权利要求1所述的正畸矫正器，其中所述牙齿夹紧装置经配置将所述正畸矫正器固定到多个牙齿。

3.根据权利要求1所述的正畸矫正器，其中所述牙齿夹紧装置经配置与固定到所述患者的牙齿的一个或多个粘结附件配合。

4.根据权利要求3所述的正畸矫正器，其中所述牙齿夹紧布置包括至少一个刚性边界区域，所述至少一个刚性边界区域定位成当所述正畸矫正器由所述患者佩戴时围绕所述一个或多个粘结附件。

5.根据权利要求1所述的正畸矫正器，其中所述牙齿夹紧装置包括由刚性材料形成的咬合部分，并且其中所述咬合部分包括至少一个开口，所述至少一个开口经配置当所述正畸矫正器由所述患者佩戴时允许牙齿的牙尖尖端通过。

6.根据权利要求1所述的正畸矫正器，其中所述牙齿夹紧装置包括多个不相交的牙齿夹紧元件，所述牙齿夹紧元件各自经配置夹紧到所述患者的牙齿中的至少一个牙齿。

7.根据权利要求6所述的正畸矫正器，其中所述柔性装置包括柔性区域，所述柔性区域设置在所述牙齿夹紧装置的两个不相交的牙齿夹紧元件之间并连结这两个不相交的牙齿夹紧元件。

8.根据权利要求6所述的正畸矫正器，其中所述柔性装置包括柔性带，所述柔性带经配置当所述正畸矫正器由所述患者佩戴时遵循所述患者的牙齿的齿间区域，并且其中所述柔性装置连接到所述牙齿夹紧装置的多个不相交的牙齿夹紧元件。

9.根据权利要求1所述的正畸矫正器，其中所述柔性装置由具有多个空隙的材料形成。

10.一种用于调整患者的牙齿的位置的正畸矫正器***，包括：

第一正畸矫正器，包括：

第一牙齿夹紧装置，成形为将所述第一正畸矫正器固定到至少一个牙齿；和

第一柔性装置，连接到所述第一牙齿夹紧装置，其中所述第一柔性装置形成有空隙图案，该空隙图案使得所述第一柔性装置比所述第一牙齿夹紧装置更柔软，所述第一柔性装置包括柔性互连元件，这些柔性互连元件具有提供移动牙齿的力的弹性特性，所述第一柔性装置与所述第一牙齿夹紧装置整体地由整块单件材料形成。

11.根据权利要求10所述的正畸矫正器***，该正畸矫正器***进一步包括：

第二正畸矫正器，包括：

第二牙齿夹紧装置，成形为将所述第二正畸矫正器固定到至少一个牙齿；和

第二柔性装置，连接到所述第二牙齿夹紧装置，其中所述第二柔性装置比所述第二牙齿夹紧装置更柔软。

12.根据权利要求11所述的正畸矫正器***，其中所述第一正畸矫正器经配置用于引起所述患者的牙齿的第一移动，并且所述第二正畸矫正器经配置用于引起所述患者的牙齿的第二移动。

13.根据权利要求10所述的正畸矫正器***，其中所述第一柔性装置经配置允许所述第一正畸矫正器的拉伸。

14.一种生产正畸矫正器***的方法，包括以下步骤：

接收包括患者的初始牙齿位置数据的牙列数据；

确定目标牙齿位置；

基于所述初始牙齿位置和所述目标牙齿位置限定多个移动阶段；

基于所述多个移动阶段产生多个牙齿定位矫正器设计，其中牙齿定位矫正器包括牙齿夹紧装置和柔性装置，所述牙齿夹紧装置和所述柔性装置是形成所述牙齿定位矫正器的壳体的单元的组成部分，其中所述柔性装置形成有空隙图案，该空隙图案使得所述柔性装置比所述牙齿夹紧装置更柔软，并且所述柔性装置包括柔性互连元件，这些柔性互连元件具有提供移动牙齿的力的弹性特性；以及

基于所述多个牙齿定位矫正器设计来制造多个牙齿定位矫正器。

15.根据权利要求14所述的方法，其中产生多个牙齿定位矫正器设计包括：

产生多个潜在的牙齿定位矫正器设计；

评估所述多个潜在的牙齿定位矫正器设计；以及

基于对所述多个潜在的牙齿定位矫正器设计的所述评估，选择牙齿定位矫正器设计。

16.根据权利要求15所述的方法，其中评估所述多个潜在的牙齿定位矫正器设计包括对所述潜在的牙齿定位矫正器设计执行有限元分析。

17.根据权利要求14所述的方法，其中基于所述多个牙齿定位矫正器设计制造多个牙齿定位矫正器包括使用快速原型机制造牙齿定位矫正器。

18.根据权利要求14所述的方法，其中基于所述多个牙齿定位矫正器设计制造多个牙齿定位矫正器包括：

使用快速原型机制造对应于牙齿定位矫正器的牙科模型；和

使用热成形产生牙齿定位矫正器。

19.根据权利要求14所述的方法，其中所述牙齿定位矫正器设计通过计算设备使用生成设计过程来产生。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述生成设计过程产生这样的牙齿定位矫正器：这些牙齿定位矫正器仅在完成计划的牙齿移动所需的地方包括材料。

21.根据权利要求14所述的方法，该方法进一步包括：

使用有限元分析评价所述多个牙齿定位矫正器设计；和

根据所述有限元分析修改所述多个牙齿定位矫正器设计，以在不处于应力的位置处创建空隙。

22.一种用于调整患者的牙齿的位置的正畸矫正器，包括：

矫正器的壳体，该壳体由至少一种塑料材料形成并且经配置配合在所述患者的牙齿中的至少两个牙齿上，该壳体包括：

柔性区域，该柔性区域包括外形特征，这些外形特征允许所述壳体的增加的拉伸挠曲；和

牙齿夹紧装置，该牙齿夹紧装置包括具有至少一个开口的咬合部分，所述至少一个开口经配置使得当所述正畸矫正器由所述患者佩戴时允许牙齿的牙尖尖端通过，

其中所述柔性区域连接到所述牙齿夹紧装置，并且所述柔性区域比所述牙齿夹紧装置的刚性小。

23.根据权利要求22所述的正畸矫正器，其中所述外形特征包括在所述壳体的使用生成设计过程而确定的位置上所设置的特征。

24.根据权利要求23所述的正畸矫正器，其中所述生成设计过程包括使用计算设备执行有限元分析以确定所述正畸矫正器上的应力。

25.根据权利要求24所述的正畸矫正器，其中所述外形特征包括空隙，这些空隙设置在所述柔性区域内，并且这些空隙设置在由所述生成设计过程识别的不受应力且不与牙齿强力接触的区域中。

26.根据权利要求22所述的正畸矫正器，其中所述外形特征包括厚度变化。

27.根据权利要求22所述的正畸矫正器，其中所述外形特征包括折叠线。

28.根据权利要求22所述的正畸矫正器，其中所述外形特征包括空隙。

29.根据权利要求22所述的正畸矫正器，其中所述外形特征以重复图案布置。

30.根据权利要求22所述的正畸矫正器，其中允许所述壳体的增加的拉伸挠曲的所述外形特征使得当佩戴在所述患者的牙齿上时允许所述壳体发生扭曲，并且所述壳体经配置使得当所述壳体返回至非扭曲状态时在所述患者的牙齿上施加力。

31.根据权利要求22所述的正畸矫正器，其中所述外形特征包括基于期望的牙齿位置而设置在所述壳体上的需要拉伸的位置上的特征。

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