EP2571450A1 - Procédé de fabrication d'un arc orthodontique ou d'un arc de contention, dispositif pour sa mise en oeuvre, et arc orthodontique ou arc de contention en résultant, et appareillage orthodontique le comprenant - Google Patents

Procédé de fabrication d'un arc orthodontique ou d'un arc de contention, dispositif pour sa mise en oeuvre, et arc orthodontique ou arc de contention en résultant, et appareillage orthodontique le comprenant

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EP2571450A1
EP2571450A1 EP11726875A EP11726875A EP2571450A1 EP 2571450 A1 EP2571450 A1 EP 2571450A1 EP 11726875 A EP11726875 A EP 11726875A EP 11726875 A EP11726875 A EP 11726875A EP 2571450 A1 EP2571450 A1 EP 2571450A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
arch
arched
wire
orthodontic
teeth
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11726875A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrick Curiel
William Ayache
Claude Bottosso
Philippe Salah
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
H 32
Original Assignee
H 32
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by H 32 filed Critical H 32
Publication of EP2571450A1 publication Critical patent/EP2571450A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/20—Arch wires
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/08—Mouthpiece-type retainers or positioners, e.g. for both the lower and upper arch
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/12—Brackets; Arch wires; Combinations thereof; Accessories therefor
    • A61C7/14—Brackets; Fixing brackets to teeth
    • A61C7/145—Lingual brackets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F3/00—Coiling wire into particular forms
    • B21F3/02—Coiling wire into particular forms helically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F3/00—Coiling wire into particular forms
    • B21F3/02—Coiling wire into particular forms helically
    • B21F3/04—Coiling wire into particular forms helically externally on a mandrel or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C7/00—Orthodontics, i.e. obtaining or maintaining the desired position of teeth, e.g. by straightening, evening, regulating, separating, or by correcting malocclusions
    • A61C7/002—Orthodontic computer assisted systems

Definitions

  • the invention relates to orthodontic appliances, and in particular the manufacture of orthodontic arches intended to exert a force on the teeth of a patient initially poorly positioned to place them in a corrected position, and the manufacture of arches or compression yarns. intended to maintain the teeth in a corrected position after orthodontic treatment.
  • orthodontic appliances for correcting the position of the teeth of an arch of a patient include:
  • At least one orthodontic arch in other words a wire exerting on the teeth a force tending to bring them, from their unsatisfactory initial position, called “mal-position”, to a satisfactory final position, called “corrected position”;
  • fasteners also commonly known as “brackets”, each provided with at least one groove for receiving a portion of the orthodontic arch; these fasteners are individually fixed on the patient's teeth, in a determined position allowing the orthodontic arch to transfer on the teeth the forces necessary for them to move from the malposition to the corrected position during the treatment.
  • Lingual orthodontic techniques which have the aesthetic advantage of leaving the apparatus virtually invisible from the outside, began to develop around 1970. But at the time they were based on a completely manual design and manufacture of the devices and their implementation was extremely complex. Indeed, an important element of the success of the treatment is the good positioning of the fastener and its groove on the tooth, since this positioning determines the orientation of the forces that are imposed on the corresponding tooth, and therefore the orientations of the tooth. tooth in the different directions of space when it is in the corrected end position. This positioning is much more difficult to achieve in lingual technique in labial or vestibular technique (where the apparatus is disposed on the anterior surface of the teeth), due to the significant angulation of the posterior surfaces of the teeth. This angulation causes a slight error in the positioning of the clip may place the groove in the wrong position, unable to provide the desired correction of the position of the tooth.
  • the computer techniques could bring important improvements in the ease of design of individualized orthodontic appliances, specific to each patient.
  • a set formed on the one hand by the virtual image of a tooth fixation base designed numerically from a computer image of the patient's arch with the teeth in poor position made from a molding of the arch, and secondly a virtual image of a fastener provided with a groove for the insertion of the orthodontic arch.
  • This image is drawn from a virtual library of fasteners of predetermined shapes.
  • a single-body fastener resulting from the combination of these two images is then produced. Then we design an orthodontic arch, intended to connect the fasteners and to bring the teeth of the patient in the corrected position.
  • This corrected position is materialized by a cutting of each tooth of the molding of the arch and its repositioning in the corrected position desired to obtain a corrected representation of the arcade called "occlusal model prediction (or" set-up ").
  • the provisional occlusal model is then digitized, which makes it possible to determine by computer the shape of the arc that will be necessary to perform the desired correction.
  • This arc inevitably has a complex shape, in particular because it consists of a multiple succession of straight portions and curved portions, of different radii of curvature, and which can extend in two or three dimensions of space for connect the fasteners.
  • WO-A-03/068099 is representative of the basic principles of such a technique.
  • the compression arches are simply glued to the posterior faces of the teeth, which they must maintain in position over time. But their precise shape must be determined and realized so that they can adapt perfectly to the configuration of the posterior surfaces of the teeth, whose geometry is very complex and varies greatly from one patient to another.
  • Orthodontic arches and compression arches can be manually shaped using forceps from stainless steel wires or other metals whose chemical and mechanical properties are compatible with this use.
  • This manual conformation is, of course, long, and requires from the person skilled in the art a very great attention to detail so that the optimal shape of the arc, which is often very complex, especially in the case of compression arches, is obtained with satisfactory accuracy.
  • special machines have been devised for the manufacture of these orthodontic arches, examples of which are described in US-B2-6,732,558 and US-A-2009/0199609. These tools are controlled by computer after having memorized in their control system the shape and the dimensions of the arc that one wants to realize. They simulate the action of conventional manual forceps to print with arc its local cambrages that allow it to fit in the throats of the fasteners and exercise on each tooth the effort that will allow him to find his corrected position.
  • the object of the invention is to propose a method of conformation of orthodontic arches of complex shapes, presenting a succession of straight portions and curved portions, and of conformation of compression arches, free from the drawbacks cited above and having a good reliability and ease of operation, regardless of the metallic material used.
  • the subject of the invention is a method for producing an arched orthodontic arch or a arched arch for orthodontic treatment by bending portions of a wire, characterized in that it is used for this purpose.
  • At least one of the bending tools of the machine comprises at one of its ends one or substantially cylindrical studs against which the other tool or tools come to press the wire to give it the desired local bending , and computer control means of the apparatus in which is stored a digitized image of the shape of the orthodontic arch or the compression wire that is desired.
  • said digitized image is exported in the computer control means of the machine for producing rolled and arched pieces;
  • This adjustment of the temperature of the portions of the wire to be arched can be controlled so as to give a temperature gradient to the portions undergoing adjustment.
  • the shape of the arched orthodontic arch is determined by digitizing the impression of the arch with the teeth in a wrong position and then virtual realization, from this digitization, of a representation of the arcade with the teeth in corrected position, then computer design, from said representation, of the apparatus necessary to obtain said corrected position including said orthodontic arch.
  • the shape of the arched orthodontic arch is determined by preparing a provisional occlusal model from said impression of the arch with the teeth in a malposition, said predictive occlusal model is digitized, then, from said digitization, the apparatus necessary to obtain said corrected position, including said orthodontic arch, is designed by computer.
  • said digitized image is exported in the computer control means of the machine for producing rolled and arched pieces;
  • the shape of the compression arch is determined from the digitized image of a provisional occlusal model produced during previous orthodontic treatment;
  • said scanned image is exported in the computer control means of the machine for producing rolled and / or arched pieces;
  • the invention also relates to a device for the manufacture of a rolled and / or arched piece or a arched wire such as a arched orthodontic arch or a arched arch, including bending tools of a wire in continuous scrolling and computer control means of the device, the computer control means for storing a digital image of the part or the arched wire that is desired, characterized in that it comprises adjustment means the temperature of portions of the wire during their conformation.
  • Said means for adjusting the temperature of the portion of the wire may be constituted by an induction furnace placed on the path of the wire upstream of the bending tools of the wire.
  • These adjustment means may be able to confer a temperature gradient to the portions of the wire concerned by the adjustment.
  • the device may also comprise means for adjusting the temperature of at least one of the bending tools.
  • the device may comprise at least one tool comprising at one of its ends one or substantially cylindrical studs against which the other tool or tools come to press the wire to give it the desired local bending.
  • the invention also relates to an arched orthodontic arch, characterized in that it was made by the above method.
  • the invention also relates to a arched arch, characterized in that it was realized by the above method.
  • the invention also relates to an orthodontic appliance, characterized in that it comprises an orthodontic arch or a compression arch of the above type.
  • the invention consists in using, in order to conform the orthodontic arches and the compression arches, particular devices initially intended to manufacture precision wound and arched parts, such as springs. These devices are controlled by a computer in which we will have previously memorized the shape to be given to the arc.
  • the principle on which this device is based is to continuously feed wire a machine provided with tools that seize the wire and give it the desired local bending by wrapping it around small rollers constituted by substantially cylindrical studs located at end of one of the tools at least.
  • a combination of space-oriented tools makes it possible to conform the three-dimensional material wire if necessary. Instead of making mainly turns during these deformations, as when we want to form a spiral spring, it is realized in the context of the invention that a simple curvature of the wire, bi or three-dimensional, in the portions of the wire where this is necessary, and the straight wire is left in the portions which must constitute the straight portions intended to be inserted into the grooves of the fasteners, allowing the thread to run tangentially to the rollers or away from the rollers.
  • the conventional machines for orthodontic arches that have been mentioned, as we have said, only mechanically reproduce the actions of technicians who, using pliers, locally conform the threads, at risk. to make excessively angular folds. These folds will subsequently be obstacles to the good sliding of the orthodontic arch in the grooves of the fasteners.
  • the machines manufacturing rolled and / or curved parts in particular that which has been described as a preferred example, make it easy to obtain local conformations that are free of such excessively angular folds.
  • the parameterization of the machine must take into account the mechanical properties of the material used.
  • the control software can determine, as a function of these properties and the running speed of the wire, what are the movements and strain forces of the wire to be imposed on the conformation tools to obtain the desired shape.
  • An advantageous modification that can be made to known roll forming machines and / or arched for the manufacture of orthodontic arches and compression arches, is to add a device for adjusting the temperature of the wire, for example by induction heating.
  • This adjustment device makes it possible to impose on the portion of the wire to bend a given temperature different from the ambient, lower or, generally, higher.
  • the machine control software must then include a subroutine dedicated to the control of the heating means, which takes into account the foreseeable evolution of the temperature of the wire between its output of means for adjusting the temperature and its place of deformation. This evolution can be as well due to a natural cooling in the air as to a contact with the tools and the guide members of the wire.
  • the means for adjusting its temperature give it a temperature gradient in the portion concerned by this setting.
  • This can be achieved for example by designing the induction furnace in the form of a succession of coils in which the wire flows, each of these coils may or may not be used during heating at the choice of the operator.
  • This temperature control device can be installed anywhere on the path of the wire upstream of the place where the wire is in contact with the tools ensuring its deformation.
  • Such devices are not normally necessary when conventional materials such as stainless steel are processed, and are not found on the usual facilities for making rolled and / or arched parts, for example those based on the principle that we exposed. But the addition of wire temperature control devices, such as an induction furnace, to such installations makes it possible to use shape memory alloys (such as nickel-titanium alloys) to manufacture orthodontic arches of non-standardized geometry, perfectly adapted to the needs of the patient.
  • shape memory alloys such as nickel-titanium alloys
  • shape memory alloys have become standard in both lingual and vestibular orthodontic treatments.
  • the invention makes it possible to excel in their use.
  • a method according to the invention for the manufacture of orthodontic arches successively comprises the following steps:
  • the geometry of the arched arc thus obtained is in conformity with that expected by digitizing its image, and comparing it with the digital image of the memorized arc which was used to program the manufacturing apparatus. . If the arc is flat, we can also perform the comparison by simply superimposing the arc actually made with a scale printed image 1 of the memorized arc.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain orthodontic arches arched locally in a precise manner along the three directions of space or according to the term used by orthodontists, in the first, second and third order. Custom made arches are thus obtained that are completely individualized and respond without any constraint to the practitioner's prescriptions.
  • the process according to the invention is applicable to all the materials commonly used to manufacture orthodontic arches: steel, TiMo, etc., and also to shape memory alloys such as NiTi alloys if the bending machine is added to the bending machine.
  • device for adjusting the temperature of the wire during its bending such as an induction furnace, arranged upstream of the bending tools.
  • the orthodontic arch resulting from the method according to the invention can be indifferently inscribed completely in a plane or extend along the three directions of space.
  • One of the advantages of the method according to the invention is to guarantee an excellent reproducibility in time of the geometry of the arc, independently of its material. It is therefore, without difficulty, possible to replace the arch during the treatment of the patient, in particular in the following two cases:
  • a first step is performed during which a relatively coarse tooth position is achieved by means of a first arc, then in subsequent steps, this arc is replaced by one or a succession of arcs having identical geometry, but repositioning capabilities of teeth different from that of the first arc, by their materials and / or their sections.
  • arches “contention” or “contention son”
  • These compression arches are intended to be glued, temporarily or permanently, at the end of treatment on the posterior surfaces of the teeth of the whole arch, or only on a portion of the arch, to avoid a possible return of the teeth in a poor position after removal of the equipment.
  • These compression arches are made with wires generally finer than those used for orthodontic correction arches, and are particularly delicate to conform well.
  • Their section can also be diverse: circular, square, rectangular ... and their spinning can be single-stranded or braided multi-strand.
  • the invention makes them possible without more problems than the correction arcs.
  • the production method may be the same as that described for the correction arcs, except that the arc geometry that is introduced into the control software of the bending machine is determined solely from the geometry of the arch with teeth in corrected position. It is either from a molding of the impression of the arcade at the end of treatment, or from a forecast occusal model if it turns out to be exactly in line with the arcade at the end of treatment, that the geometry of the arch of contention is determined.

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Abstract

Procédé de fabrication d'un arc orthodontique ou d'un arc de contention, dispositif pour sa mise en œuvre, et arc orthodontique ou arc de contention en résultant, et appareillage orthodontique le comprenant Procédé de fabrication d'un arc orthodontique cambré ou d'un arc de contention cambré pour traitement orthodontique par cambrage de portions d'un fil métallique, caractérisé en ce qu'on utilise pour cette fabrication un appareil d'un type destiné à la fabrication de ressorts, comportant des outils de cambrage et des moyens assurant un défilement continu du fil à cambrer. Dispositif permettant l'exécution de ce procédé, et arc orthodontique ou arc de contention en résultant, et appareillage orthodontique comprenant cet arc.

Description

Procédé de fabrication d'un arc orthodontique ou d'un arc de contention, dispositif pour sa mise en œuvre, et arc orthodontique ou arc de contention en résultant, et appareillage orthodontique le comprenant
L'invention concerne les appareillages d'orthodontie, et en particulier la fabrication des arcs orthodontiques destinés à exercer un effort sur les dents d'un patient initialement mal positionnées pour les placer dans une position corrigée, et la fabrication des arcs ou fils de contention destinés à maintenir les dents dans une position corrigée après un traitement orthodontique.
Classiquement, des appareillages orthodontiques de correction de la position des dents d'une arcade d'un patient comportent :
- au moins un arc orthodontique, autrement dit un fil métallique exerçant sur les dents un effort tendant à les amener, à partir de leur position initiale insatisfaisante, dite « mal-position », à une position finale satisfaisante, dite « position corrigée » ;
- et une série d'attaches, dites aussi couramment « brackets », pourvues chacune d'au moins une gorge pour la réception d'une portion de l'arc orthodontique ; ces attaches sont fixées individuellement sur les dents du patient, dans une position déterminée permettant à l'arc orthodontique de transférer sur les dents les efforts nécessaires pour qu'elles passent de la mal-position à la position corrigée pendant le traitement.
Le plus couramment, un ou plusieurs arcs orthodontiques, et avec lui ou eux, une seule série d'attaches comportant chacune une ou plusieurs gorges, sont utilisés.
On distingue les techniques orthodontiques dites vestibulaires où l'appareil est disposé sur la face antérieure des dents, et les techniques dites linguales où l'appareil est disposé sur la face postérieure des dents.
Les techniques orthodontiques linguales, qui ont l'avantage esthétique de laisser l'appareillage pratiquement invisible depuis l'extérieur, ont commencé à se développer vers 1970. Mais à l'époque elles reposaient sur une conception et une fabrication entièrement manuelles des appareils et leur mise en œuvre était d'une très grande complexité. En effet, un élément important de la réussite du traitement est le bon positionnement de l'attache et de sa gorge sur la dent, puisque ce positionnement détermine l'orientation des efforts qui sont imposés à la dent correspondante, et donc les orientations de la dent dans les différentes directions de l'espace lorsqu'elle se trouvera en position finale corrigée. Ce positionnement est beaucoup plus délicat à réaliser en technique linguale qu'en technique dite labiale ou vestibulaire (où l'appareillage est disposé sur la face antérieure des dents), du fait de l'angulation importante des faces postérieures des dents. Cette angulation fait qu'une légère erreur de positionnement de l'attache peut placer la gorge dans une mauvaise position, incapable d'assurer la correction souhaitée de la position de la dent.
Les techniques informatiques ont pu apporter des perfectionnements importants dans la facilité de conception d'appareillages orthodontiques individualisés, spécifiques à chaque patient.
Selon une technique connue, on peut concevoir de manière individualisée un ensemble formé d'une part par l'image virtuelle d'une base de fixation à la dent, conçue numériquement à partir d'une image informatique de l'arcade du patient avec les dents en mal-position réalisée à partir d'un moulage de l'arcade, et d'autre part une image virtuelle d'une attache pourvue d'une gorge pour l'insertion de l'arc orthodontique. Cette image est puisée dans une bibliothèque virtuelle d'attaches de formes prédéterminées. On réalise ensuite une attache formée d'un corps unique résultant de la combinaison de ces deux images. Puis on conçoit un arc orthodontique, destiné à relier les attaches et à amener les dents du patient dans la position corrigée. Cette position corrigée est matérialisée par un découpage de chaque dent du moulage de l'arcade et son repositionnement dans la position corrigée souhaitée pour obtenir une représentation corrigée de l'arcade dite « modèle occlusal prévisionnel (ou « set-up »). On numérise ensuite le modèle occlusal prévisionnel, ce qui permet de déterminer informatiquement la forme de l'arc qui sera nécessaire pour réaliser la correction souhaitée. Cet arc présente inévitablement une forme complexe, en particulier parce qu'il est constitué d'une multiple succession de portions droites et de portions cambrées, de rayons de courbure différents, et pouvant s'étendre dans deux ou trois dimensions de l'espace pour relier les attaches.
Le document WO-A-03/068099 est représentatif des principes de base d'une telle technique.
Les arcs de contention sont, eux, simplement collés sur les faces postérieures des dents qu'ils doivent maintenir en position dans le temps. Mais leur forme précise doit être déterminée et réalisée pour qu'ils puissent s'adapter parfaitement à la configuration des faces postérieures des dents, dont la géométrie est très complexe et varie fortement d'un patient à l'autre.
Les arcs orthodontiques et les arcs de contention peuvent être conformés manuellement à l'aide de pinces, à partir de fils métalliques en acier inoxydable ou autres métaux dont les propriétés chimiques et mécaniques sont compatibles avec cet usage. Cette conformation manuelle est, évidemment, longue, et demande de la part de l'homme de l'art une très grande minutie pour que la forme optimale de l'arc, souvent très complexe, surtout dans le cas des arcs de contention, soit obtenue avec une précision satisfaisante. Pour pallier cet inconvénient, on a conçu des machines spécialement dédiées à la fabrication de ces arcs orthodontiques, dont des exemples sont décrits dans les documents US-B2-6 732 558 et US-A-2009/0199609. Ces outils sont pilotés informatiquement après que l'on a mémorisé dans leur système de commande la forme et les dimensions de l'arc que l'on veut réaliser. Ils simulent l'action des pinces manuelles classiques pour imprimer à l'arc ses cambrages locaux qui lui permettent de s'insérer dans les gorges des attaches et d'exercer sur chaque dent l'effort qui lui permettra de trouver sa position corrigée.
Cependant, il faut que les portions de l'arc présentes dans les gorges aient une forme droite lorsque la dent parvient dans sa position corrigée. Ces portions droites sont donc reliées par des parties courbes cambrées, et ce sont ces parties cambrées qui sont conformées par la machine de manière à ce qu'elles connectent les portions droites qui ne sont pas forcément toutes coplanaires. Cela conduit parfois à réaliser des plis très marqués dans les zones cambrées situées entre deux portions droites. Dans la pratique, on n'observe alors pas toujours à leur niveau une courbure continue, mais pratiquement des angles. Cela a tendance à fragiliser l'arc. Mais surtout, lors du traitement, l'arc doit pouvoir glisser à l'intérieur des gorges des attaches pour accompagner le déplacement des dents autour de leur centre de rotation, donc le déplacement des attaches. Lorsqu'un pli anguleux arrive au niveau de l'entrée d'une gorge, l'arc se trouve bloqué à son niveau et ne peut plus continuer à jouer son rôle. Une correction manuelle de la conformation de l'arc est alors nécessaire, ce qui va bien entendu, perturber le positionnement des portions droites de l'arc par rapport aux gorges. Le praticien ne peut donc pas se limiter à corriger la forme de l'arc seulement au niveau du pli qui bloque son glissement, mais c'est en fait l'ensemble de l'arc qu'il faut, bien souvent, reconformer complètement.
De plus, cette méthode n'est pas applicable de façon reproductible à tous les types de métaux utilisables pour constituer l'arc.
Ce problème se pose aussi pour les arcs orthodontiques destinés à des appareils du type vestibulaire, pour lesquels la précision du positionnement des attaches et de leurs gorges est moins importante que pour les appareils de type lingual. Dans leur cas, il y a moins de probabilité d'être contraint de risquer de former des plis bloquant le glissement de l'arc dans les gorges, mais ce risque existe néanmoins. Et les limitations sur l'usage des matériaux sont les mêmes que pour des arcs de type lingual.
Quant aux arcs de contention, leur géométrie doit être obtenue de façon très précise, comme ils ne sont maintenus sur les dents que par un simple collage. Ils doivent donc être parfaitement conformés pour adhérer à la face postérieure des dents qu'ils maintiennent en position. Le but de l'invention est de proposer une méthode de conformation d'arcs orthodontiques de formes complexes, présentant une succession de portions droites et de portions courbes, et de conformation d'arcs de contention exempte des inconvénients cités ci-dessus et présentant une bonne fiabilité et une grande facilité d'exécution, quel que soit le matériau métallique employé.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un arc orthodontique cambré ou d'un arc de contention cambré pour traitement orthodontique par cambrage de portions d'un fil métallique, caractérisé en ce qu'on utilise pour cette fabrication une machine d'un type destiné à la fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées, comportant des outils de cambrage et des moyens assurant un défilement continu du fil à cambrer.
Selon une variante de l'invention, au moins un des outils de cambrage de la machine comporte à l'une de ses extrémités un ou des plots sensiblement cylindriques contre lesquels le ou les autres outils viennent plaquer le fil pour lui conférer le cambrage local désiré, et des moyens informatiques de pilotage de l'appareil dans lesquels est mémorisée une image numérisée de la forme de l'arc orthodontique ou du fil de contention que l'on désire obtenir.
On peut réaliser un réglage de la température des portions du fil à cambrer.
Selon une variante de l'invention:
- on moule une empreinte de l'arcade du patient avec les dents en mal-position ;
- on détermine à partir de ce moulage la forme de l'arc orthodontique cambré qui serait nécessaire pour corriger la position des dents, et on en réalise une image numérisée ;
- on exporte ladite image numérisée dans les moyens informatiques de pilotage de la machine de fabrication de pièces enroulées et cambrées ;
- on conforme par cambrage de certaines de ses portions, à l'aide de ladite machine, un fil métallique en défilement continu, pour obtenir ledit arc orthodontique cambré.
On peut aussi régler la température qu'ont les portions du fil à cambrer lors de leur cambrage.
On peut réaliser un pilotage de ce réglage de la température des portions du fil à cambrer de manière à conférer un gradient de températures aux portions subissant le réglage.
Selon une variante de l'invention on détermine la forme de l'arc orthodontique cambré par numérisation de l'empreinte de l'arcade avec les dents en mal-position puis réalisation virtuelle, à partir de cette numérisation, d'une représentation de l'arcade avec les dents en position corrigée, puis conception par ordinateur, à partir de ladite représentation, de l'appareillage nécessaire pour obtenir ladite position corrigée incluant ledit arc orthodontique.
Selon une autre variante de l'invention on détermine la forme de l'arc orthodontique cambré par préparation d'un modèle occlusal prévisionnel à partir de ladite empreinte de l'arcade avec les dents en mal-position, on numérise ledit modèle occlusal prévisionnel, puis on conçoit par ordinateur à partir de ladite numérisation l'appareillage nécessaire pour obtenir ladite position corrigée, incluant ledit arc orthodontique.
Selon une autre variante de l'invention :
- on moule une empreinte de l'arcade du patient avec les dents en position corrigée ;
- on détermine la forme de l'arc de contention cambré qui serait nécessaire pour maintenir la position corrigée des dents et on en réalise une image numérisée ;
- on exporte ladite image numérisée dans les moyens informatiques de pilotage de la machine de fabrication de pièces enroulées et cambrées ;
- on conforme par cambrage de certaines de ses portions à l'aide de ladite machine un fil métallique en défilement continu pour obtenir ledit arc de contention cambré.
Selon une variante de l'invention :
- on détermine la forme de l'arc de contention à partir de l'image numérisée d'un modèle occlusal prévisionnel réalisé lors d'un traitement orthodontique précédent ;
- on détermine la forme de l'arc de contention cambré qui serait nécessaire pour maintenir la position corrigée des dents et on en réalise une image numérisée ;
- on exporte ladite image numérisée dans les moyens informatiques de pilotage de la machine de fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées ;
- on conforme par cambrage de certaines de ses portions à l'aide de ladite machine un fil métallique en défilement continu pour obtenir ledit arc de contention cambré.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la fabrication d'une pièce enroulée et/ou cambrée ou d'un fil métallique cambré tel qu'un arc orthodontique cambré ou un arc de contention cambré, comportant des outils de cambrage d'un fil métallique en défilement continu et des moyens informatiques de pilotage du dispositif, les moyens informatiques de pilotage permettant de mémoriser une image numérique de la pièce ou du fil cambré que l'on désire obtenir, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de la température de portions du fil lors de leur conformation. Lesdits moyens de réglage de la température de la portion du fil peuvent être constitués par un four à induction placé, sur le parcours du fil, en amont des outils de cambrage du fil.
Ces moyens de réglage peuvent être aptes à conférer un gradient de température aux portions du fil concernées par le réglage.
Le dispositif peut comporter également des moyens de réglage de la température d'au moins un des outils de cambrage.
Le dispositif peut comporter au moins un outil comportant à l'une de ses extrémités un ou des plots sensiblement cylindriques contre lesquels le ou les autres outils viennent plaquer le fil pour lui conférer le cambrage local désiré.
L'invention a aussi pour objet un arc orthodontique cambré, caractérisé en ce qu'il a été réalisé par le procédé précédent.
L'invention a aussi pour objet un arc de contention cambré, caractérisé en ce qu'il a été réalisé par le procédé précédent.
L'invention a également pour objet un appareillage orthodontique, caractérisé en ce qu'il comporte un arc orthodontique ou un arc de contention du type précédent.
Comme on l'aura compris, l'invention consiste à utiliser, pour conformer les arcs orthodontiques et les arcs de contention, des dispositifs particuliers destinés initialement à fabriquer des pièces enroulées et cambrées de précision, telles que des ressorts. Ces dispositifs sont pilotés par un ordinateur dans lequel on aura, au préalable, mémorisé la forme à conférer à l'arc.
Un type non limitatif d'un tel appareil particulièrement bien adapté à l'exécution de ce procédé est décrit par exemple dans le document US-A-2009/0007619, et commercialisé par la société WAFIOS sous les références FMU 0.7 à 2.7.
Le principe sur lequel repose cet appareil consiste à alimenter de façon continue en fil une machine pourvue d'outils qui se saisissent du fil et lui confèrent le cambrage local désiré en l'enroulant autour de petits galets constitués par des plots sensiblement cylindriques situés à l'extrémité de l'un des outils au moins. Une combinaison d'outils orientés dans l'espace permet de conformer le fil de matière tridimensionnelle si nécessaire. Au lieu de réaliser principalement des spires lors de ces déformations, comme quand on veut former un ressort en spirale, on ne réalise dans le cadre de l'invention qu'une simple courbure du fil, bi ou tridimensionnelle, dans les portions du fil où celle-ci est nécessaire, et on laisse le fil droit dans les portions qui doivent constituer les portions droites destinées à venir s'insérer dans les gorges des attaches, en laissant défiler le fil tangentiellement aux galets ou à l'écart des galets. Ces machines permettent d'ailleurs de réaliser des portions droites sur les pièces qu'elles fabriquent habituellement, et leur principe de fonctionnement n'est pas modifié par leur utilisation dans le cadre de l'invention. Elles sont pilotées de manière informatique, et il suffit, pour réaliser des arcs orthodontiques et des arcs de contention sur ces machines, de programmer le logiciel qui les commande en y mémorisant une image numérisée de l'arc que l'on veut obtenir. Cette image numérisée peut être obtenue par des moyens connus en eux-mêmes que l'on rappellera plus loin.
Par rapport aux machines classiques de conformation d'arcs orthodontiques, l'utilisation d'une machine destinée initialement à la fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées, en particulier, mais pas exclusivement, conçue selon le principe qui a été décrit, présente l'avantage suivant.
Les machines classiques de conformation d'arcs orthodontiques que l'on a citées, comme on l'a dit, ne font que reproduire de façon mécanisée les gestes des techniciens qui, à l'aide de pinces, conforment localement les fils, au risque de réaliser des plis excessivement anguleux. Ces plis seront par la suite des obstacles au bon glissement de l'arc orthodontique dans les gorges des attaches. Les machines fabriquant des pièces enroulées et/ou cambrées, notamment celle qui a été décrite à titre d'exemple privilégié, permettent d'obtenir facilement des conformations locales cambrées exemptes de tels plis excessivement anguleux.
Comme il est classique, le paramétrage de la machine doit tenir compte des propriétés mécaniques du matériau employé. De cette façon, le logiciel de pilotage peut déterminer, en fonction de ces propriétés et de la vitesse de défilement du fil, quels sont les mouvements et les efforts de déformation du fil à imposer aux outils de conformation pour obtenir la forme désirée.
Une modification avantageuse qui peut être apportée aux machines de conformation de pièces enroulées et/ou cambrées connues, en vue de la fabrication d'arcs orthodontiques et d'arcs de contention, consiste à leur adjoindre un dispositif de réglage de la température du fil, par exemple par chauffage par induction. Ce dispositif de réglage permet d'imposer à la portion du fil à cambrer une température donnée différente de l'ambiante, plus basse ou, généralement, plus élevée. Cela s'avère particulièrement intéressant dans le cas d'arcs orthodontiques en alliages à mémoire de forme, qu'il n'est pas usuel d'utiliser pour fabriquer des pièces enroulées et/ou cambrées mais qui peuvent être utilisés pour fabriquer des arcs orthodontiques et des arcs de contention. En imposant une température donnée au fil lors de sa déformation, on peut lui conférer le cambrage souhaité de façon fiable. Bien entendu, le logiciel de pilotage de la machine doit alors inclure un sous-programme consacré au pilotage des moyens de réchauffage, qui prend en compte l'évolution prévisible de la température du fil entre sa sortie des moyens de réglage de la température et son lieu de déformation. Cette évolution peut être donc aussi bien due à un refroidissement naturel à l'air qu'à un contact avec les outils et les organes de guidage du fil. Des modélisations classiques affinées à l'aide de résultats expérimentaux, permettent aisément à l'homme du métier de réaliser de tels sous- programmes.
Pour affiner le réglage local de la forme du fil, on peut prévoir que les moyens de réglage de sa température lui confèrent un gradient de température dans la portion concernée par ce réglage. Cela peut être réalisé par exemple en concevant le four à induction sous la forme d'une succession de bobines à l'intérieur desquelles circule le fil, chacune de ces bobines pouvant ou non être utilisée au cours du chauffage au choix de l'opérateur.
Ce dispositif de réglage de la température peut être installé en un endroit quelconque sur le parcours du fil situé en amont de l'endroit où le fil est au contact des outils assurant sa déformation.
De tels dispositifs ne sont normalement pas nécessaires lorsque des matériaux classiques tels que l'acier inoxydable sont traités, et on n'en trouve pas sur les installations habituelles destinées à fabriquer des pièces enroulées et/ou cambrées, par exemple celles fondées sur le principe qu'on a exposé. Mais l'ajout de dispositifs de réglage de la température du fil, tels qu'un four à induction, à de telles installations rend possible l'utilisation d'alliages à mémoire de forme (tels que des alliages nickel-titane) pour fabriquer des arcs orthodontiques de géométrie non standardisée, parfaitement adaptés aux besoins du patient.
Il est important de noter que les alliages à mémoire de forme sont devenus des standards dans les traitements orthodontiques aussi bien linguaux que vestibulaires. L'invention permet d'exceller dans leur utilisation.
Un procédé selon l'invention pour la fabrication d'arcs orthodontiques comporte successivement les étapes suivantes :
- moulage d'une empreinte de l'arcade du patient avec les dents en mal-position ;
- numérisation dudit moulage ;
- conception assistée par ordinateur de l'appareillage qui serait nécessaire pour corriger la position des dents en les faisant passer de la mal-position du moulage initial à une position corrigée prédéterminée ; cette conception peut être réalisée notamment après avoir formé une représentation de l'arcade avec les dents dans ladite position désirée ; cette formation peut être réalisée de façon virtuelle, donc purement informatique, à partir de l'image numérique du moulage de l'arcade du patient, ou par numérisation d'un « modèle occlusal prévisionnel » réalisé à partir du moulage de l'arcade ; lors de cette conception, on détermine la forme de l'arc orthodontique qu'il sera nécessaire d'utiliser, en liaison avec les autres composants de l'appareillage, pour amener les dents dans la position corrigée visée ;
- exportation de l'image dudit arc dans le logiciel de pilotage d'une machine destinée à la fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées et comportant des outils de cambrage d'un fil, l'un de ces outils comportant un ou des plots sensiblement cylindriques sur lesquels le fil peut être appliqué pour lui conférer le cambrage local désiré ;
- conformation du fil par ladite machine par cambrage bi ou tridimensionnel de ses portions destinées à relier des portions droites destinées à venir s'insérer dans les gorges des attaches de l'appareillage orthodontique ; cette conformation peut, éventuellement, être précédée par une mise à une température différente de l'ambiante de la portion de l'arc à cambrer, par exemple par passage du fil dans un four à induction, notamment dans le cas où on traite un fil en alliage à mémoire de forme ;
- récupération de l'arc cambré.
On peut ensuite vérifier que la géométrie de l'arc cambré ainsi obtenue est conforme à celle attendue en numérisant son image, et en la comparant à l'image numérique de l'arc mémorisée qui a servi à la programmation de l'appareil de fabrication. Si l'arc est plan, on peut également réaliser la comparaison par simple superposition de l'arc effectivement réalisé avec une image imprimée à l'échelle 1 de l'arc mémorisé.
Dans le cas où on utilise un dispositif de réglage de la température du fil lors de son cambrage, on peut également prévoir de régler également la température d'au moins un des outils de l'appareil de cambrage qui sont au contact de l'arc (notamment par une circulation interne de fluide ou un chauffage par effet Joule), de façon à le porter à une température égale à celle de l'arc, ou plus proche de cette température que ne l'est la température ambiante, de façon à réduire les gradients de température et donc à fiabiliser le cambrage de l'arc.
Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des arcs orthodontiques cambrés localement de façon précise selon les trois directions de l'espace ou selon le terme employé par les orthodontistes, dans les premier, deuxième et troisième ordres. On obtient ainsi des arcs réalisés sur mesure, totalement individualisés, et répondant sans aucune contrainte aux prescriptions du praticien.
Le procédé selon l'invention s'applique à tous les matériaux utilisés couramment pour fabriquer des arcs orthodontiques : acier, TiMo..., et aussi aux alliages à mémoire de forme tels que des alliages NiTi si on adjoint à la machine de cambrage un dispositif de réglage de la température du fil lors de son cambrage, tel qu'un four à induction, disposé en amont des outils de cambrage. L'arc orthodontique résultant du procédé selon l'invention peut être indifféremment inscrit totalement dans un plan ou s'étendre selon les trois directions de l'espace.
Un des avantages du procédé selon l'invention est de garantir une excellente reproductibilité dans le temps de la géométrie de l'arc, indépendamment de son matériau. II est donc, sans difficultés, possible de remplacer l'arc au cours du traitement du patient, notamment dans les deux cas suivants :
- rupture de l'arc ;
- réalisation du traitement orthodontique en plusieurs étapes : on réalise une première étape pendant laquelle on réalise un positionnement des dents relativement grossier, au moyen d'un premier arc, puis dans des étapes ultérieures, on remplace cet arc par un ou une succession d'arcs ayant une géométrie identique, mais des capacités de repositionnement des dents différentes de celle du premier arc, de par leurs matériaux et/ou leurs sections.
On a jusqu'à présent raisonné principalement sur la fabrication d'arcs orthodontiques adaptés à l'utilisation d'une technique linguale de correction de la position des dents. Mais l'invention peut aussi s'appliquer de la même façon à la fabrication d'arcs orthodontiques utilisés dans le cadre d'une technique vestibulaire, donc appliqués sur la face antérieure des dents.
Egalement, il est possible de réaliser par la même technique des arcs dits « de contention » (ou « fils de contention »). Ces arcs de contention sont destinés à être collés, à titre provisoire ou définitif, en fin de traitement sur les faces postérieures des dents de la totalité de l'arcade, ou seulement sur une portion de l'arcade, pour éviter un possible retour des dents dans une mal-position après l'enlèvement de l'appareillage. Ces arcs de contention sont réalisés avec des fils généralement plus fins que ceux utilisés pour les arcs orthodontiques de correction, et sont particulièrement délicats à bien conformer. Leur section peut aussi être diverse : circulaire, carrée, rectangulaire... et leur filage peut être monobrin ou tressé multibrins.
L'invention permet de les réaliser sans plus de problèmes que les arcs de correction. Le procédé de réalisation peut être le même que celui qui a été décrit pour les arcs de correction, à ceci près que la géométrie d'arc qui est introduite dans le logiciel de pilotage de la machine de cambrage est déterminée uniquement d'après la géométrie de l'arcade avec les dents en position corrigée. C'est donc soit à partir d'un moulage de l'empreinte de l'arcade en fin de traitement, soit à partir d'un modèle occusal prévisionnel si celui-ci s'avère bien exactement conforme à l'arcade en fin de traitement, que la géométrie de l'arc de contention est déterminée.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Procédé de fabrication d'un arc orthodontique cambré ou d'un arc de contention cambré pour traitement orthodontique par cambrage de portions d'un fil métallique, caractérisé en ce qu'on utilise pour cette fabrication une machine d'un type destiné à la fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées, comportant des outils de cambrage et des moyens assurant un défilement continu du fil à cambrer.
2. - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que au moins l'un des outils de cambrage de la machine comporte à l'une de ses extrémités un ou des plots sensiblement cylindriques contre lesquels le ou les autres outils viennent plaquer le fil pour lui conférer le cambrage local désiré, et des moyens informatiques de pilotage de l'appareil dans lesquels est mémorisée une image numérisée de la forme de l'arc orthodontique ou du fil de contention que l'on désire obtenir.
3. - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on réalise un réglage de la température des portions du fil à cambrer.
4.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on réalise un pilotage du réglage de la température de manière à conférer un gradient de température aux portions du fil subissant le réglage.
5. - Procédé de fabrication d'un arc orthodontique cambré selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que :
- on moule une empreinte de l'arcade du patient avec les dents en mal-position ;
- on détermine à partir de ce moulage la forme de l'arc orthodontique cambré qui serait nécessaire pour corriger la position des dents, et on en réalise une image numérisée ;
- on exporte ladite image numérisée dans les moyens informatiques de pilotage de la machine de fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées ;
- on conforme par cambrage de certaines de ses portions, à l'aide de ladite machine, un fil métallique en défilement continu, pour obtenir ledit arc orthodontique cambré.
6. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on détermine la forme de l'arc orthodontique cambré par numérisation de l'empreinte de l'arcade avec les dents en mal-position puis réalisation virtuelle à partir de cette numérisation d'une représentation de l'arcade avec les dents en position corrigée, puis conception par ordinateur, à partir de ladite représentation, de l'appareillage nécessaire pour obtenir ladite position corrigée incluant ledit arc orthodontique.
7.- Procédé selon la des revendication 6, caractérisé en ce qu'on détermine la forme de l'arc orthodontique cambré par préparation d'un modèle occlusal prévisionnel à partir de ladite empreinte de l'arcade avec les dents en mal-position, on numérise ledit modèle occlusal prévisionnel, puis on conçoit par ordinateur à partir de ladite numérisation l'appareillage nécessaire pour obtenir ladite position corrigée, incluant ledit arc orthodontique.
8.- Procédé de fabrication d'un arc de contention cambré selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que :
- on moule une empreinte de l'arcade du patient avec les dents en position corrigée ;
- on détermine la forme de l'arc de contention cambré qui serait nécessaire pour maintenir la position corrigée des dents et on en réalise une image numérisée ;
- on exporte ladite image numérisée dans les moyens informatiques de pilotage de la machine de fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées ;
- on conforme par cambrage de certaines de ses portions à l'aide de ladite machine un fil métallique en défilement continu pour obtenir ledit arc de contention cambré.
9. - Procédé de fabrication d'un arc de contention cambré selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que
- on détermine la forme de l'arc de contention à partir de l'image numérisée d'un set-up réalisé lors d'un traitement orthodontique précédent ;
- on détermine la forme de l'arc de contention cambré qui serait nécessaire pour maintenir la position corrigée des dents et on en réalise une image numérisée ;
- on exporte ladite image numérisée dans les moyens informatiques de pilotage de la machine de fabrication de pièces enroulées et/ou cambrées ;
- on conforme, par cambrage de certaines de ses portions à l'aide de ladite machine, un fil métallique en défilement continu pour obtenir ledit arc de contention cambré.
10. - Dispositif pour la fabrication d'une pièce enroulée et/ou cambrée ou d'un fil métallique cambré tel qu'un arc orthodontique cambré ou un arc de contention cambré, comportant des outils de cambrage d'un fil métallique en défilement continu et des moyens informatiques de pilotage de l'appareil, les moyens informatiques de pilotage du dispositif permettant de mémoriser une image numérique de la pièce enroulée et/ou cambrée ou du fil cambré que l'on désire obtenir, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage de la température de portions du fil lors de leur conformation.
1 1 . - Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de la température de portions du fil sont constitués par un four à induction placé, sur le parcours du fil, en amont des outils de cambrage du fil.
12. - Dispositif selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que les moyens de réglage de la température du fil sont aptes à conférer un gradient de température aux portions du fil concernées par le réglage.
13. - Dispositif selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte également des moyens de réglage de la température d'au moins un des outils de cambrage.
14. - Dispositif selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un outil comportant à l'une de ses extrémités un ou des plots sensiblement cylindriques contre lesquels le ou les autres outils viennent plaquer le fil pour lui conférer le cambrage local désiré.
15. - Arc orthodontique cambré, caractérisé en ce qu'il a été réalisé par le procédé selon l'une des revendications 5 à 7.
16. - Arc de contention cambré, caractérisé en ce qu'il a été réalisé par le procédé selon l'une des revendications 8 à 10.
17. - Appareillage orthodontique, caractérisé en ce qu'il comporte un arc orthodontique ou un arc de contention selon l'une des revendications 15 ou 16.
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