ES2908182T3 - Método de planificación ortodóntica - Google Patents

Abstract

Un método para desarrollar un plan de tratamiento para tratar un sujeto, que comprende: recibir un modelo dental escaneado de la dentición de un sujeto; determinar un plan de tratamiento que tiene una pluralidad de movimientos graduales para recolocar uno o más dientes de la dentición del sujeto; aplicar un marcador (172) a uno o más dientes (190) en el modelo dental; simular un proceso de bola rodante a lo largo de un exterior de uno o más dientes (190) y encías (192) en el modelo dental; determinar un límite entre cada uno del uno o más dientes y encías basado en una ruta o trayectoria del proceso de bola rodante; asignar una región dura o blanda a cada uno del uno o más dientes y encías en el modelo dental; y mover una posición del uno o más dientes en el modelo dental para corregir maloclusiones al desarrollar un plan de tratamiento; y fabricar uno o más alineadores (28) que se correlacionan con un primer subconjunto de la pluralidad de movimientos graduales.

Description

DESCRIPCIÓN

Método de planificación ortodóntica

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método para ortodoncia computarizada. Más en particular, la presente invención se refiere a un método para planificar tratamientos ortodónticos y fabricar uno o más aparatos dentales tal como retenedores y alineadores usando procesos de impresión tridimensional (3D).

Antecedentes de la invención

Se conocen tales métodos para planificar tratamientos ortodónticos del estado de la técnica, cf., documentos US 2014/229878 A1, US 2013/095446 A1, US 2011/039223 A1, US 2010/173266 A1 y EP 2957252 A1. Por ejemplo, el documento US 2014/229878 A1 divulga un método para tratar dientes, en donde se determina una configuración diana para los dientes, en donde se producen elementos receptores en una base dental en respuesta a la configuración diana, los elementos receptores se configuran para recibir modelos de dientes físicos que después se ensamblan en la base dental para formar un modelo de arcada física. Tal modelo de arcada física se usa para producir un alineador dental para mover los dientes del sujeto a la configuración diana.

La ortodoncia es una especialidad de la odontología que se encarga del estudio y tratamiento de las maloclusiones que pueden resultar de las irregularidades de los dientes, relaciones del esqueleto facial desproporcionadas, o ambas. La ortodoncia trata las maloclusiones mediante el desplazamiento de dientes a través de la remodelación ósea y control y modificación del crecimiento facial.

Este proceso se ha logrado tradicionalmente usando fuerza mecánica estática para inducir remodelación ósea, permitiendo de esta manera que los dientes se muevan. En este enfoque, se fijan frenillos que tienen una interfaz de arco de alambre con apliques dentales a cada diente. Según responden los dientes a la presión aplicada a través del arco de alambre desplazando sus posiciones, los alambres se aprietan de nuevo para aplicar presión adicional. Este enfoque muy aceptado para tratar maloclusiones dura aproximadamente veinticuatro meses de media para completar, y se usa para tratar un número de diferentes clasificaciones de maloclusión clínica. El tratamiento con frenillos se complica por el hecho de que es incómodo y/o doloroso para los pacientes, y los aparatos ortodónticos se perciben como poco estéticos, todo lo cual crea considerable resistencia al uso. Además, el tiempo de tratamiento no se puede acortar incrementando la fuerza, porque una fuerza demasiado alta produce resorción de la raíz, así como que es más dolorosa. El tiempo de tratamiento medio de veinticuatro meses es muy largo, y reduce más el uso. De hecho, algunas estimaciones proporcionan que menos de la mitad de los pacientes que se podrían beneficiar de tal tratamiento eligen seguir la ortodoncia.

Kesling introdujo el aparato para colocar los dientes en 1945 como un método de refinar la fase final de la ortodoncia que termina después de la retirada de los frenillos (desbandamiento). El posicionador era un aparato de goma flexible de una pieza fabricado en las configuraciones de cera idealizadas para pacientes cuyo tratamiento básico estaba completo. Kesling también predijo que ciertos movimientos de dientes principales se podrían lograr también con una serie de posicionadores fabricados a partir de movimientos de dientes secuenciales en la configuración según progresaba el tratamiento. Sin embargo, esta idea no se hizo práctica hasta la llegada de escaneo tridimensional (3D) y uso de ordenadores por empresas incluyendo Align Technologies y también como OrthoClear, ClearAligner, y ClearCorrect para proporcionar estética muy mejorada ya que los dispositivos son transparentes.

Sin embargo, para el modelo de recorte tradicional a cada diente individual, la geometría de la encía se pierde y la encía falsa se recrea, con frecuencia remodelada por un técnico. Por tanto, la geometría de la encía puede no ser precisa al principio y una animación de los cambios de la encía durante el tiempo debido a la falta de un modelo físico es incluso más difícil de modelar. Tal modelaje poco preciso produce que el alineador resultante esté mal emparejado en dispositivos que son demasiado grandes o demasiado pequeños que producen el malestar del paciente.

Otro problema es que sin la encía real como referencia, algunos llamados tratamientos modelados no se pueden lograr en realidad produciendo errores potenciales, por ejemplo, se puede producir un movimiento de dientes en una encía mal modelada, sin embargo, el movimiento de dientes se puede realmente mover exteriormente de la encía real de un paciente.

Otro problema de recortar y rellenar un agujero y crear un modelo de diente y encía individual es que hay poca información que puede definir el límite real de dos dientes. Tales modelos de recortar y rellenar fuerzan a que se definan las superficies del límite incluso si son arbitrarias.

Dependiendo de qué superficie de límite se define, el movimiento se puede restringir o relajar, lo que significa que se puede lograr algo de movimiento real; sin embargo, debido a tales inexactitudes, el software de modelado es incapaz de modelar de forma precisa debido a que los modelos chocan entre sí. Esto puede producir que el desenlace del tratamiento real cree huecos entre los dientes y que requiera además refinamientos finales que aumentan el coste y descontento del paciente. Por otra parte, si el movimiento modelado se relaja, el software puede permitir movimientos que son físicamente imposibles en la realidad y esto puede producir que el dispositivo modelado empuje los dientes uno hacia otro incapaces de moverse. Esto también puede producir que la funda plástica del alineador algunas veces se estire tanto que la funda aplica una cantidad molesta de fuerza, que podría ser dolorosa, a un paciente.

Otro problema de recortar y llenar el hueco es el relleno de la geometría como un diente real, por debajo, las líneas de abajo son probables de superficies de límites modelados, tales modelos parecen un diente real; sin embargo, tales límites afilados producen cortes más profundos que, una vez impresos y termoformados para tener una funda plástica, hacen la eliminación de la funda plástica del modelo impreso difícil debido a los cortes profundos. Para compensar por esto, típicamente se crea un objeto biselado para llenar la horquilla aumentando la inexactitud y los costes.

Otro problema de recortar y llenar el hueco es que el tamaño del modelo es demasiado grande para comunicar entre el usuario y el fabricante lo que requiere por tanto que el tamaño del modelo se reduzca produciendo que falten detalles en el modelo. Estas inexactitudes podrían confundir a los profesionales, por ejemplo, el modelo complejo entero puede no mostrar un hueco entre dos dientes adyacentes, sin embargo, el modelo reducido puede mostrar uno.

Estos tratamientos de planificación de escaneo en 3D y computarizados son laboriosos y llevan mucho tiempo. Según esto, existe una necesidad para un procedimiento eficaz y económico para planificar el tratamiento ortodóntico de un paciente.

Compendio de la invención

La presente invención proporciona un método como se define en la reivindicación 1. Las formas de realización preferidas de la invención están determinadas en las reivindicaciones independientes. Al tratar un paciente para corregir una o más afecciones con su dentición, las etapas de escanear digitalmente la dentición del paciente, planificar el tratamiento, y/u opcionalmente fabricar los dispositivos de tratamiento, tal como alineadores para corregir la posición de uno o más dientes, se pueden realizar directamente en la consulta del prestatario.

El método comprende recibir un modelo dental escaneado de la dentición de un sujeto, determinar un plan de tratamiento que tiene una pluralidad de movimientos graduales para recolocar uno o más dientes de la dentición del sujeto, y fabricar uno o más alineadores que se correlacionan con un primer subconjunto de la pluralidad de movimientos graduales.

En una variación, esto puede además comprender reevaluar la dentición del sujeto después de un periodo de tiempo predeterminado para seguir la recolocación de uno o más dientes.

En otra variación, esto puede además comprender fabricar uno o más alineadores adicionales que se correlación con un segundo subconjunto de la pluralidad de movimientos graduales.

En otra variación, esto puede además comprender tratar el uno o más dientes a través de una medida de no alineador.

En otra variación, esto puede además comprender recibir un aporte del sujeto en relación al plan de tratamiento.

Según la invención, determinar el plan de tratamiento comprende además aplicar un marcador a uno o más dientes en el modelo dental, simular un proceso de bola rodante a lo largo de un exterior del uno o más dientes y encías en el modelo dental, determinar un límite entre cada uno del uno o más dientes y encías basado en una ruta o trayectoria del proceso de bola rodante, asignar una región dura o blanda a cada uno del uno o más dientes y encías en el modelo dental, y mover una posición del uno o más dientes en el modelo dental para corregir maloclusiones al desarrollar un plan de tratamiento.

Determinar el plan de tratamiento puede además comprender determinar un movimiento para una pluralidad de modelos de dientes digitales en el modelo dental para corregir las maloclusiones a través de un módulo gestor de movimiento de diente, asignar una esfera de influencia en cada uno de los modelos de diente para ajustar una distancia de proximidad entre cada modelo de diente a través de un módulo gestor de colisión, seguir un estado real de cada diente del sujeto, comparar el estado real de cada diente frente a un estado esperado de cada modelo de diente a través de un módulo gestor de dientes, y ajustar el movimiento de uno o más dientes basado en una comparación del estado real y el estado esperado si se detecta una desviación.

En otra variación, fabricar uno o más alineadores puede además comprender generar una estructura de forma libre que tiene una estructura reticulada que coincide con al menos parte de una superficie de la dentición, en donde la estructura reticulada define una pluralidad de espacios abiertos de modo que la estructura de forma libre es al menos parcialmente transparente, y fabricar la estructura reticulada al impregnar o recubrir un recubrimiento en o sobre la estructura reticulada de modo que se forme el aparato oral.

En otra variación, fabricar uno o más alineadores puede además comprender fabricar una estructura soporte que corresponde a una superficie externa de la dentición, formar uno o más aparatos orales sobre una superficie exterior de la estructura soporte de modo que un interior del uno o más aparatos orales se ajuste a la dentición, y eliminar la estructura soporte del interior del uno o más aparatos orales.

En otra variación, fabricar uno o más alineadores puede además comprender calcular una ruta de asa de corte basado en reglas en el modelo para determinar una ruta para recortar un molde que replica la dentición del paciente, aplicar una pared cubierta desde el asa de corte en el modelo para reducir la complejidad del modelo, determinar una posición de un instrumento de corte relativo al molde para recortar el molde, generar un código de control numérico informático basado en la pared cubierta y posición del instrumento de corte, y fabricar el modelo basado en el código de control numérico informático generado.

Se divulgan sistemas y métodos para tratar dientes para corregir maloclusiones. Esto se puede lograr aplicando una serie de marcadores a un modelo digital dental y aplicando un proceso de bola rodante para identificar límites de dientes que separan un diente de un diente vecino. El proceso de bola rodante también se puede usar para determinar el margen corona/encía. El usuario puede además asignar regiones al modelo dental para indicar regiones duras (las regiones duras tienen un criterio donde no pueden cambiar su forma) y regiones blandas (las regiones blandas tienen un criterio donde se pueden deformar con una región dura unida). Con el modelo dental marcado y definido, el usuario puede entonces generar un plan de tratamiento para mover el diente o dientes marcado y definido relativo uno a otro para corregir cualquier maloclusión. Tras la aprobación del plan de tratamiento, se puede fabricar una serie de aparatos o alineadores dentales impresos en 3D para que el paciente los lleve en serie para finalmente mover el diente o dientes a una posición deseada.

Un método para planificar un tratamiento para corregir maloclusiones puede en general comprender recibir un modelo dental escaneado de la dentición de un sujeto y después aplicar un marcador a uno o más dientes en el modelo dental. El proceso de bola rodante se puede simular a lo largo del exterior del uno o más dientes y encías en el modelo dental para determinar un límite entre cada uno del uno o más dientes y encías basado en una ruta o trayectoria del proceso de bola rodante. Se pueden asignar regiones duras o blandas a cada uno del uno o más dientes y encías en el modelo dental, y el usuario puede mover una posición del uno o más dientes en el modelo dental para corregir maloclusiones al desarrollar un plan de tratamiento. Una vez aprobado (por ejemplo, por el paciente y/o usuario), se pueden fabricar una o más prótesis o alineadores para mover el uno o más dientes según el plan de tratamiento.

Mover una posición del uno o más dientes al desarrollar el plan de tratamiento en general comprende transformar un nuevo modelo dental a partir del modelo dental. Como se describe, se puede fabricar la una o más prótesis o alineadores, por ejemplo, a través de impresión 3D del uno o más alineadores, de modo que el proceso entero se puede lograr en una única visita del sujeto a la consulta dental.

En otro ejemplo para planificar un tratamiento para corregir maloclusiones, el método puede en general comprender directamente escanear la dentición de un sujeto para crear un modelo dental digitalizado y teniendo que aplicar el usuario un marcador a uno o más dientes en el modelo dental. La bola simulada se puede rodar digitalmente a lo largo de un exterior de uno o más dientes y encías en el modelo dental para determinar un límite entre cada uno del uno o más dientes y encías basado en una ruta o trayectoria del proceso de bola rodante. Se puede asignar la región dura a cada uno del uno o más dientes y similarmente una región blanda se puede asignar a las encías en el modelo dental. Después se puede mover una posición del uno o más dientes en el modelo dental para corregir maloclusiones al desarrollar un plan de tratamiento.

Como se describe, una vez se ha aprobado el plan de tratamiento (por ejemplo, por el paciente y/o usuario), se pueden fabricar una o más prótesis o alineadores para mover el uno o más dientes según el plan de tratamiento y el proceso entero se puede lograr en una en una única visita del sujeto a la consulta dental.

Las ventajas del sistema pueden incluir una o más de las siguientes. El sistema permite el control estrecho por el profesional en cada fase al permitir movimientos específicos de una fase a la siguiente fase. En un ejemplo, es deseable en algunos marcos sincronizar el movimiento y operación de los modelos de dientes individuales para tener unos pocos modelos de dientes operando de una manera coreografiada según dicte el profesional. Tener este movimiento coreografiado no es típicamente posible mediante control manual donde los modelos de diente se mueven aleatoria e independientemente. El presente método y/o sistema de control son ideales para uso en mover un número de modelos de diente y para proporcionar movimiento de dientes sincronizado. Tal método puede ser no de enjambre para evitar cualquier colisión entre los dientes y también para evitar la aparición de movimientos meramente aleatorios, al menos en algunas aplicaciones. Más bien, es deseable para los modelos de dientes que cada uno reaccione de forma segura a las condiciones medioambientales tales como cambios en la estructura del hueso y tejido blando durante el movimiento de dientes en grupo de modelos de dientes coreografiados.

El sistema también se proporciona para controlar movimiento de dientes de una pluralidad de objetos biológicos (modelos de dientes). El sistema incluye una pluralidad de modelos de diente cada uno incluye un código informático que controla su movimiento. El sistema también incluye un sistema de control del movimiento de dientes (TMCS) con un procesador que ejecuta un módulo gestor dental y con memoria que puntúa un plan de movimiento de dientes diferente para cada uno de los modelos de diente. En la práctica, los planes de movimiento de dientes se almacenan en la memoria de cada uno de los modelos de diente (por ejemplo, un plan de movimiento de diente diferente para cada modelo de diente). Después, durante la operación de movimiento de dientes, cada uno de los módulos de control locales independientemente controla el modelo de diente para que ejecute el plan de movimiento de diente almacenado en la memoria del modelo de diente.

En algunos casos, el módulo de control local de cada uno de los modelos de diente opera para comparar periódicamente una posición presente del modelo de diente con el plan de movimiento de diente y, basado en la comparación, modificar el control del modelo de diente. En estos casos, la modificación del control puede incluir alterar la velocidad de movimiento de un diente o seleccionar un nuevo punto de referencia para el modelo de diente en el plan de movimiento de diente como diana. En otros casos, el control local de cada uno de los modelos de diente puede operar para detectar otro de los modelos de diente en un sobre de seguridad alrededor del modelo de diente y, en respuesta, comunicar un mensaje de aviso de colisión al detectado de los modelos de diente para producir que el detectado de los modelos de diente altere su curso para moverse fuera del sobre de seguridad. En algunas implementaciones específicas, los modelos de diente son dientes, y el módulo de control local de cada uno de los modelos de diente opera para detectar cabeceo y balanceo del diente, y cuando el cabeceo o balanceo supera un máximo predefinido, cambia las operaciones del diente a un modo de operar seguro.

La descripción también enseña un método de control del movimiento del diente. En este método de control, una etapa inicial puede ser recibir un plan de movimiento de diente único para cada uno de los dientes para una pluralidad de dientes. Una siguiente etapa puede implicar operar al mismo tiempo los dientes para ejecutar los planes de movimiento de diente. El método además incluye proporcionar un canal de comunicaciones entre pares de los dientes con el primero de los dientes detectando un segundo de los dientes en un espacio predefinido próximo al primero de los dientes. El método también incluye, con el primero de los dientes, transmitir un mensaje al segundo diente sobre el canal de comunicaciones entre el primer y segundo dientes que produce que el segundo diente cambie la posición para evitar colisión.

En algunas implementaciones del método, los planes del movimiento de diente pueden incluir una pluralidad de puntos de referencia para cada uno de los dientes. En tales implementaciones, el método puede además incluir, durante la operación de los dientes para ejecutar los planes de movimiento de diente, ajustar la velocidad o curso de movimiento del diente de uno de los dientes basado en la comparación de una posición presente y uno de los puntos de referencia. Los planes de movimiento de diente pueden además incluir un periodo de tiempo transcurrido para cada uno de los puntos de referencia, y después, el ajuste de la velocidad o curso del movimiento del diente se puede realizar cuando el tiempo transcurrido es superado por el uno de los dientes.

En algunas implementaciones del método, los movimientos de los dientes se descomponen a diferente métrica de movimiento, por ejemplo, el movimiento de un diente se puede descomponer a punta, rotación alrededor del eje largo, movimiento corporal, etc. La red de inteligencia artificial, habitualmente una red neural se construye, tal red tiene diferentes neuronas y pesos se pueden ajustar, donde los casos tratados son el conjunto de aprendizaje de tales redes neurales. Al aportar cada caso y ajustar los pesos de la red para hacer la red más predecible para el desenlace de tratamiento, cuando un nuevo caso llega, el movimiento diseñado se puede correr a través de la red y se logra un diseño de movimiento ideal y más predecible. Cuantos más casos de entrenamiento se proporcionen, se puede alcanzar una red más robusta.

En una forma de realización, cada diente ejecuta reglas que como un grupo se ajustan a uno o más de los siguientes fines u objetivos:

1. Adherencia a las seis claves de Andrew para oclusión;

2. La raíz no puede moverse más de 0,5 mm por mes;

3. Ajustarse a una formación en U o V;

4. Abrir la mordida;

5. Sin reducción interproximal;

6. Evitar mover ningún diente con implante;

7. Definir subgrupo de dientes que se mueven juntos como una unidad.

El sistema permite el control estrecho por el profesional en cada etapa al permitir movimientos específicos de una fase a la siguiente fase. En un ejemplo, es deseable en algunos marcos sincronizar el movimiento y operación de los modelos de dientes para tener modelos de dientes operando de una manera coreografiada según dicte el profesional, que no es posible mediante control manual donde los modelos de diente se mueven aleatoria e independientemente.

El presente método y/o sistema de control puede ser ideal para uso en mover un número de modelos de diente y para proporcionar movimiento de dientes sincronizado. Tal método sería no de enjambre ya que es deseable evitar colisiones y también evitar la aparición de movimientos meramente aleatorios (al menos en algunas aplicaciones) de los modelos de diente. Más bien, es deseable para los modelos de diente que cada uno reaccione de forma segura a las condiciones medioambientales tales como cambios en la estructura del hueso y tejido blando durante el movimiento de dientes en grupo de modelos de dientes coreografiados.

Volviendo ahora a fabricar estructuras de forma libre incluyendo aparatos orales o alineadores, un método para fabricar un aparato oral en general puede comprender capturar una representación tridimensional de una dentición de un sujeto y generar una estructura de forma libre que tiene una estructura reticulada que coincide con al menos parte de una superficie de la dentición, en donde la estructura reticulada define una pluralidad de espacios abiertos de modo que la estructura de forma libre es al menos parcialmente transparente. La estructura reticulada se puede después fabricar al impregnar o recubrir un recubrimiento en o sobre la estructura reticulada de modo que se forme el aparato oral.

Uno o más aparatos orales se pueden fabricar de esta manera donde cada aparato oral posterior está configurado para impartir un movimiento a uno o más dientes del sujeto y se pretende que lo lleve el sujeto para corregir cualquier maloclusión.

En general, el aparato oral puede comprender la estructura reticulada que se configura para que coincida con al menos parte de una superficie de la dentición, en donde la estructura reticulada define una pluralidad de espacios abiertos de modo que la estructura de forma libre es al menos parcialmente transparente. Un recubrimiento puede impregnar o recubrir en o sobre la estructura reticulada y al menos una estructura de unión dental se puede formar como parte de la estructura reticulada, en donde la estructura de unión dental está localizada en proximidad a uno o más dientes que se van a mover.

El sistema proporciona estructuras de forma libre que ajustan a la superficie de una parte del cuerpo, que al menos parcialmente se hacen por fabricación aditiva. Las estructuras de forma libre pueden comprender una estructura básica que incluye una estructura reticulada y un material de recubrimiento proporcionado sobre la misma. La estructura reticulada puede estar impregnada y/o encerrada por el material de recubrimiento que puede incluir, por ejemplo, materiales poliméricos o cerámicos y metales. Además, el material de recubrimiento puede incluir diferentes regiones de espesor variable u otras características incorporadas en el material. El polímero puede incluir un número de diferentes tipos, por ejemplo, silicona, poliuretano, poliepóxido, poliamidas, o mezclas de los mismos, etc. En formas de realización alternativas, la estructura reticulada puede estar impregnada en y/o encerrada por un sólido esponjado.

En ciertas formas de realización, la estructura reticulada puede estar definida por una pluralidad de células unidad con un tamaño entre, por ejemplo, 1 y 20 mm. En otras formas de realización, la estructura reticulada puede estar provista con geometrías de célula unidad variables que tienen dimensiones variables en las células y/o densidades de estructura variables. En otras formas de realización, la estructura reticulada puede estar compuesta de al menos dos partes de estructura reticulada separadas moviblemente conectadas entre sí e integradas en la estructura.

En ciertas formas de realización, la estructura de forma libre puede además incluir uno o más sensores externos y/o internos (por ejemplo, sensores de presión y/o temperatura) y/o uno o más marcadores externos y/o internos (por ejemplo, marcadores de posición). Tales marcadores se pueden leer externamente para determinar el movimiento de diente actual para ayudar al dentista en decidir futuros ajustes de movimientos, si son necesarios.

En ciertas formas de realización, la estructura de forma libre puede además incluir uno o más agentes dispuestos externa y/o internamente tal como varias sustancias químicas o fármacos, por ejemplo, materiales blanqueadores de dientes, insulina que se puede administrar lentamente por vía oral a un paciente diabético, etc. Tales sustancias químicas, fármacos, o medicinas también se pueden incorporar para relajar las encías y/o tendones para permitir que los dientes se muevan más rápido, tratamientos de heridas, etc.

En ciertas formas de realización, la estructura de forma libre puede además comprender uno o más localizadores externos y/o internos de modo que, cuando tal dispositivo se pierde, el usuario puede usar un ordenador portátil para detectar la localización y encontrar el dispositivo. El localizador puede incluir cualquier número de dispositivos, por ejemplo, imanes, detectores de proximidad inalámbricos, detectores de proximidad ópticos, etc.

Las estructuras de forma libre también pueden además estar configuradas para tener diferentes valores de rigidez en diferentes regiones de la estructura utilizando un número de diferentes configuraciones.

En un aspecto, se divulgan sistemas y métodos para fabricar uno o más aparatos orales capturando una representación tridimensional de una parte del cuerpo de un sujeto tal como la dentición y crear una estructura soporte interna extraíble. Uno o más de los aparatos orales se puede fabricar directamente sobre una o más de las correspondientes estructuras soporte. Una vez el aparato oral se ha completado, la estructura soporte interna se puede eliminar para dejar el aparato dental que ajusta sobre uno o más dientes para corregir maloclusiones en la dentición.

Un método para fabricar un aparato oral puede en general comprender capturar una representación tridimensional de una dentición de un sujeto, fabricar una estructura soporte que corresponde a una superficie externa de la dentición, formar uno o más aparatos orales sobre una superficie externa de la estructura soporte de modo que un interior del uno o más aparatos orales se ajuste a la dentición, y eliminar la estructura soporte del interior del uno o más aparatos orales.

El uno o más aparatos orales se pueden formar en una secuencia configurada para mover uno o más dientes del sujeto para corregir maloclusiones. Además, la estructura soporte se puede fabricar de un primer material y el uno o más aparatos orales se pueden fabricar de un segundo material diferente del primer material.

En general, el ensamblaje del aparato oral puede comprender la estructura soporte que tiene una superficie exterior que corresponde a una superficie externa de la dentición del sujeto, en donde la estructura soporte se fabrica de un primer material, y el aparato oral formado sobre la superficie exterior de la estructura soporte a través de impresión tridimensional de modo que un interior del aparato oral formado se ajusta a la dentición del sujeto, en donde el aparato oral se fabrica de un segundo material diferente del primer material.

La estructura soporte en general es extraíble del interior del aparato oral formado de modo que el aparato oral es posicionable sobre la dentición. Además, se puede formar una pluralidad de aparatos orales en donde cada aparato oral se forma en una secuencia configurada para mover uno o más dientes del sujeto para corregir maloclusiones. Según esto, cada aparato oral se puede formar sobre una pluralidad de correspondientes estructuras soporte.

Las estructuras según la presente invención pueden tener una rigidez diferente en diferentes partes de la estructura y se pueden hacer transparentes incluso aunque estén hechas, al menos parcialmente, a través de fabricación aditiva. Las estructuras de forma libre según la presente invención se pueden además hacer como una única parte, y pueden además comprender sensores internos o externos.

Se divulgan sistemas y métodos para cortar y recortar moldes dentales y aparatos orales para recibir un modelo digital de dientes, determinando una ruta de asa de corte y aplicando una pared cubierta al asa de corte para generar una base de diente simplificada en un molde dental que tiene una curva de arco interno y una curva de arco externo. El aparato oral se puede formar sobre el molde dental y se puede aplicar un cortador usando un movimiento de arrastre a través de las curvas de arcos interno y externo.

El sistema permite una manera fácil de cortar y recortar modelos de diente. El sistema permite el control estrecho por el profesional en cada fase al permitir movimientos específicos de una fase a la siguiente fase. El sistema puede formar alineadores rápidamente y de forma eficaz debido a la simplificación de la pared cubierta. Las máquinas CNC pueden fabricar cada funda como un dispositivo personalizado para muchas fases de movimiento de diente. El molde puede cortar/recortar usando máquinas de cortar 2D baratas, si es necesario. Además, los aparatos orales resultantes (alineadores, fundas, etc.) se pueden retirar del molde positivo con mínima fuerza, reduciendo el riesgo de desgarrar la funda de la fuerza de retirada excesiva.

En general, una forma de realización para un método de formar un aparato oral puede comprender recibir un modelo digital de la dentición de un paciente, calcular una ruta de asa de corte basado en reglas en el modelo para determinar una ruta para recortar un molde que replica la dentición del paciente, aplicar una pared cubierta desde el asa de corte en el modelo para reducir la complejidad del modelo, determinar una posición de un instrumento de corte relativa al molde para recortar el molde, generar un código de control numérico informático basado en la pared cubierta y posición del instrumento de corte, y fabricar el molde basado en el código de control numérico informático generado.

Otra forma de realización para un método de formar un aparato oral puede en general comprender recibir un modelo digital de la dentición de un paciente, calcular una ruta de asa de corte basado en reglas en el modelo para determinar una ruta para recortar un molde que replica la dentición del paciente, aplicar una pared cubierta desde el asa de corte en el modelo para reducir la complejidad del modelo, determinar una altura de una base del modelo, generar un código de control numérico informático del modelo, y fabricar el molde basado en el código de control numérico informático generado.

Breve descripción de los dibujos

La siguiente descripción de las figuras de formas de realización específicas de la invención es de naturaleza meramente ejemplar y no se pretende que limite las presentes enseñanzas, su aplicación o usos. A lo largo de todos los dibujos, los números de referencia correspondientes indican partes y características similares o correspondientes.

La figura 1A muestra un proceso ejemplar para escanear la dentición del paciente, planificación de tratamiento, y después fabricar uno o más alineadores para efectuar el tratamiento del paciente.

La figura 1B muestra un ejemplo de un diagrama de flujo que ilustra cómo un plan de tratamiento inicial se puede reevaluar y se pueden generar o considerar opciones de tratamiento adicionales durante la planificación de tratamiento adicional.

La figura 2A muestra un diagrama de flujo de un método ejemplar para un sistema de modelado de un diente.

La figura 2B muestra otro método ejemplar para ajustar un proceso de tratamiento cuando los resultados se desvían del plan de tratamiento inicial.

La figura 3A muestra un proceso ejemplar para planificar un proceso de tratamiento al crear un fichero modelo. Las figuras 3B a 3D muestran varias vistas de un diente que se va a manipular digitalmente a través de accesorios de movimiento mostrados sobre el diente de interés.

La figura 4 muestra un sistema de marcaje ejemplar al planificar el proceso de tratamiento.

La figura 5 muestra un método de bola rodante o en descenso para detectar el límite del diente durante la planificación del tratamiento.

La figura 6A muestra cómo la bola rodante o en descenso sigue la horquilla de los dientes.

La figura 6B muestra cómo la ruta de trayectoria de la bola se puede usar para encontrar las líneas de margen entre dientes adyacentes.

La figura 6C muestra cómo una vez que se definen los márgenes, el modelo dental entero se puede separar en dos porciones para detectar un límite o geometría de diente.

La figura 7 muestra un modelo de masa-muelle ejemplar que se puede usar para modelar los dientes y encías como un sistema interconectado.

La figura 8 muestra un ejemplo de cómo la planificación del tratamiento se puede implementar con respecto al paciente. La figura 9 es un diagrama de bloques funcional de un sistema de modelo de diente múltiples útil para implementar las técnicas de control de movimiento del diente descritas en el presente documento.

La figura 10 es un esquema o diagrama de bloques funcional de un sistema para uso en proporcionar gestión del movimiento de diente o control del movimiento del diente sobre dos o más objetos en movimiento tal como modelos de diente.

La figura 11A muestra un proceso ejemplar para fabricar un aparato dental usando una estructura reticulada.

La figura 11B muestra un proceso ejemplar para fabricar un aparato dental con espesor de material variable usando una estructura reticulada.

La figura 12A muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de una estructura básica formada en una mitad inferior y una mitad superior para un aparato dental que utiliza una estructura reticulada que se puede usar en un proceso de impresión 3D.

La figura 12B muestra una vista ejemplar en detalle de las aperturas en una estructura reticulada

La figura 12C muestra una vista frontal ejemplar de una estructura reticulada que tiene varias capas reticuladas. La figura 12D muestra una vista frontal ejemplar de una estructura reticulada que tiene regiones compuestas solo del material de recubrimiento.

La figura 12E muestra una vista perspectiva en detalle de una estructura reticulada y recubrimiento que tienen un elemento tal como una extensión formada desde la superficie.

La figura 12F muestra una vista perspectiva en detalle de una estructura reticulada y recubrimiento que tienen diferentes regiones con geometrías de célula unidad variables.

La figura 12G muestra una vista perspectiva en detalle de una estructura reticulada y recubrimiento que tienen diferentes regiones formadas con diferentes espesores.

La figura 12H muestra una vista frontal ejemplar de una estructura reticulada que tiene regiones con un recubrimiento en un solo lado.

La figura 12I muestra una vista en perspectiva de un alineador que tiene al menos un componente adicional integrado. La figura 12J muestra una vista frontal ejemplar de una estructura reticulada una bisagra u otro mecanismo móvil integrado a lo largo de la retícula.

La figura 12K muestra una vista en perspectiva de un alineador que tiene uno o más canales (internos) integrados.

La figura 13 muestra una vista en detalle en perspectiva de una porción de un alineador que tiene un área que está maquinada para tener una porción de material relativamente más grueso para aceptar un elástico.

Las figuras 14A y 14B ilustran una variación de una estructura de aparato dental de forma libre que tiene una estructura reticulada relativamente rígida y uno o más elementos para uso como aparato dental o retenedor.

La figura 14C muestra una vista transversal parcial de un elemento de succión fabricado para adherirse a uno o más dientes particulares.

La figura 14D muestra una vista en perspectiva de una porción del alineador que tiene regiones configuradas para facilitar que el paciente coma o hable.

La figura 14E muestra una vista en perspectiva de una porción del alineador que tiene diferentes porciones fabricadas para tener diferentes áreas de fricción variable.

La figura 14F muestra una vista en perspectiva de una porción del alineador que tiene un recubrimiento particulado. Las figuras 15A a 15D muestran varias vistas de ejemplos de estructuras reticuladas adecuadas para formar aparatos dentales.

La figura 16 muestra una estructura dental impresa en 3D ejemplar con un soporte colocado en la estructura.

Las figuras 17A y 17B muestran vistas laterales transversales de varias formas de realización de una estructura dental impresa en 3D que tiene una capa interna y externa.

La figura 18 muestra otra forma de realización de una estructura dental impresa en 3D con un bolsillo definido en la misma.

La figura 19 muestra aún otra forma de realización con un material similar a bola colocada entre dos porciones de diente.

La figura 20 muestra un modelo ejemplar que tiene una ranura para apoyar alambres metálicos en la misma.

La figura 21 muestra un proceso ejemplar para ajustar el espesor del aparato oral impreso en 3D.

La figura 22 muestra un proceso ejemplar para determinar el espesor de un aparato oral basado en simulación física. La figura 23 muestra un proceso ejemplar para fabricar un aparato oral.

Las figuras 24 y 25 muestran vistas laterales de un proceso ejemplar de definir una línea de recorte entre puntos opuestos en un modelo digital del aparato oral.

La figura 26 muestra una vista superior de un aparato oral formado con una o más ranuras para facilitar la fabricación. La figura 27 muestra una vista lateral de un aparato oral montado en una base para fabricación.

La figura 28 muestra una vista lateral de un aparato oral y algunas de las direcciones en que el aparato se debe trasladar y/o rotar para facilitar el recorte del aparato.

La figura 29 muestra una vista superior de un dispositivo de corte que se puede usar para recortar el aparato oral y algunas de las direcciones en que el dispositivo de corte puede ser articulado.

La figura 30 muestra una vista superior de un aparato oral y un dispositivo de corte para fabricación.

La figura 31 muestra una vista lateral de un aparato oral asegurado a una base para procesamiento.

La figura 32 muestra un proceso ejemplar para cortar por láser un molde físico para el aparato oral.

La figura 33 muestra una vista lateral de un aparato oral formado con una cavidad de herramientas para facilitar la articulación del aparato oral.

La figura 34 muestra una vista lateral de otro aparato oral que tiene una región formada para facilitar la retirada del aparato a través de una corriente de aire o gas.

La figura 35 muestra un proceso ejemplar para facilitar la retirada del aparato oral.

La figura 36 muestra una vista lateral de otro aparato oral que tiene una región formada para facilitar su retirada a través de un miembro de retirada encajado.

La figura 37 muestra un proceso ejemplar para facilitar la retirada del aparato oral a través del miembro de retirada encajado.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se describirá con respecto a formas de realización particulares, pero la invención no está limitada a las mismas sino solo por las reivindicaciones. Cualquier signo de referencia en las reivindicaciones no se debe interpretar como que limita el ámbito de la misma.

Como se usa en el presente documento, las formas singulares “un”, “una”, “el” y “la” incluyen referentes tanto singulares como plurales a menos que el contexto claramente dicte otra cosa.

Los términos “comprender”, “comprende” o “compuesto de” como se usan en el presente documento son sinónimos con “incluir”, “incluye” o “contener”, “contiene”, y son inclusivos o abiertos y no excluyen miembros, elementos o etapas de método adicionales, no enumerados. Los términos “comprender”, “comprende” o “compuesto de” cuando se refieren a miembros, elementos o etapas de métodos enumerados también incluyen formas de realización que “consisten en” dichos miembros, elementos o etapas de métodos enumerados.

Además, los términos, primero, segundo, tercero y similares en la descripción y en las reivindicaciones, se usan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial o cronológico, a menos que se especifique.

El término “aproximadamente” como se usa en el presente documento cuando se hace referencia a un valor medible tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal, y similares, se pretende que abarque variaciones de /-10 % o menos, preferiblemente /- 5 % o menos, más preferiblemente /- 1 % o menos, y aún más preferiblemente /- 0,1 % o menos de y desde el valor especificado, en tanto que tales variaciones sean apropiadas para desempeñar en la invención divulgada. Se debe entender que el valor al que se refiere el modificador “aproximadamente” está él mismo específica, y preferiblemente, divulgado.

La enumeración de intervalos numéricos por puntos finales incluye todos los números y fracciones subsumidas en los respectivos intervalos, así como los puntos finales enumerados.

A menos que se defina otra cosa, todos los términos usados en divulgar la invención, incluyendo términos técnicos y científicos, tienen el significado comúnmente entendido por un experto en la materia a la pertenece esta invención. Por medio de orientación adicional, las definiciones de los términos usados en la descripción se incluyen para apreciar mejor la enseñanza de la presente invención. Los términos o definiciones usados en el presente documento se proporcionan solamente para ayudar en el entendimiento de la invención.

La referencia a lo largo de esta especificación a “una forma de realización” significa que ese rasgo, estructura o característica particular descrito en relación con la forma de realización se incluye en al menos una forma de realización de la presente invención. Por tanto, las apariciones de la frase “en una forma de realización” en varios lugares a lo largo de esta especificación no se refieren todos necesariamente a la misma forma de realización, pero pueden. Además, los rasgos, estructuras o características particulares se pueden combinar de cualquier manera adecuada, como sería aparente para un experto en la materia a partir de esta divulgación, en una o más formas de realización.

Al tratar un paciente para corregir una o más afecciones con su dentición, las etapas de escanear digitalmente la dentición del paciente, planificar el tratamiento y/u opcionalmente fabricar los dispositivos de tratamiento, tal como alineadores para corregir la posición de uno o más dientes, se puede realizar directamente en la consulta del proveedor.

Como se muestra en el proceso ejemplar de la figura 1A, la etapa de escanear la dentición del paciente 10 se puede realizar usando un número de diferentes procesos, como se describe en más detalle en el presente documento. Con las imágenes digitales resultante de la dentición del paciente, la planificación del tratamiento 18 para corregir la posición, alineación incorrecta, maloclusión, etc., de uno cualquiera o más dientes se puede realizar usando cualquiera de los procesos descritos en el presente documento. La planificación de tratamiento convencional típicamente crea un plan de tratamiento entero que empieza con la posición inicial de la dentición del paciente y formula un tratamiento basado en un reajuste escalonado de la dentición. Este reajuste escalonado se usa después para crear una gama entera de alineadores que empieza con un alineador inicial y termina con un alineador final para uso a través del proceso de tratamiento entero.

Sin embargo, la planificación de tratamiento 18 y proceso de fabricación 20 descritos en el presente documento se puede realizar en una ruta de tratamiento variable. Es decir, mientras que la planificación de tratamiento inicial 18 se puede basar en la posición inicial de la dentición del paciente, el proceso por etapas para el tratamiento posterior es variable de modo que la etapa de tratamiento final no está predeterminada. Más bien, el alineamiento de la dentición se determina en etapas intermedias en las que paciente puede (o puede no) volver a la consulta del dentista para reevaluaciones y potencialmente nuevos escáneres y alineadores para una o más etapas de tratamiento intermedias. De esta manera, se pueden crear alineadores adicionales u otros procesos de tratamiento durante cada visita al dentista por el paciente. Por tanto, el proceso de tratamiento entero se crea según progresa el tratamiento llevando de esta manera a la planificación de tratamiento 18 y proceso de fabricación 20 como un proceso iterativo más que una secuencia de tratamiento entera predeterminada al comienzo del tratamiento.

Se muestra un ejemplo en el diagrama de flujo de la figura 1B que ilustra cómo la planificación de tratamiento inicial 30 se puede realizar y uno o más alineadores iniciales se pueden fabricar para el uso por el paciente. Después del tratamiento inicial, el paciente puede ser evaluado 32 y se pueden generar o considerar opciones de tratamiento adicionales 34 durante la planificación de tratamiento adicional. Basado en la evaluación 32, se pueden considerar varias opciones de tratamiento y el paciente reevaluar 36, 38, por ejemplo, después de un periodo de tiempo predeterminado. La evaluación la puede formar el dentista basado en el progreso o falta de progreso de mover el diente o dientes del paciente a una posición deseada. Además, el paciente también puede colaborar con el dentista para proporcionar sus propias evaluaciones, pensamientos, etc., de modo que el dentista puede considerar no solo los datos fisiológicos sino también la colaboración proporcionada por el paciente.

Dependiendo de qué opción de tratamiento se siguiera, se pueden considerar opciones de tratamiento adicional 40, 46 y reevaluar sus correspondientes desenlaces 42, 44, 48, 50 otra vez dependiendo de qué opción de tratamiento se siguiera. Dependiendo de la evaluación y, si es necesario, se puede proporcionar al paciente otra vez opciones de tratamiento 52, 54, 56, 58 y el proceso puede seguir a intervalos predeterminados hasta que se alcance el desenlace deseado. Puesto que el proceso de tratamiento no está predeterminado desde el inicio hasta el final del tratamiento entero y las opciones de tratamiento pueden variar, los alineadores se puede fabricar solo unos pocos cada vez. Esto también proporciona flexibilidad al dentista para alterar el tratamiento sobre la marcha sin tener una gama entera de alineadores prefabricados sin usar.

Volviendo a la figura 1A, el proceso de fabricación mismo 20 se puede lograr mediante diferentes métodos. En un ejemplo, el modelo de la dentición parcialmente corregida del paciente se puede formar como un molde positivo, a través de un molde de impresión en 3D 22 y el alineador o alineadores correspondiente se pueden termoformar 24 sobre los moldes positivos. En otro ejemplo, el uno o más alineadores se pueden formar directamente, por ejemplo, impresión 3D directa 26. En cualquiera caso, el uno o más alineadores resultantes 28 se pueden formar para uso por el paciente.

Escanear la dentición

Obtener un modelo digital de la dentición del paciente para facilitar la planificación del tratamiento se puede lograr en un número de diferentes maneras. El paciente puede tener su dentición escaneada en otro sitio y remitida el proveedor de tratamiento o su dentición se puede escanear directamente en la localización del proveedor de tratamiento. En cualquier caso, la dentición del paciente se puede escanear digitalmente mediante un número de dispositivos de escaneo adecuados. Por ejemplo, el paciente puede tener su dentición escaneada (incluyendo dientes, tejido blando o ambos) por un escáner de RM, máquina de rayos X, escáner intraoral, etc. Las imágenes escaneadas resultantes se pueden grabar o cargar en un sistema informático y usar para generar una imagen digital de los dientes que se puede usar para planificar el tratamiento para corregir la colocación, alineación incorrecta, maloclusión, etc., de uno o más dientes. Alternativamente, se puede moldear la dentición del paciente para obtener una impresión que se puede usar después para crear un molde positivo. El molde positivo resultante que refleja la dentición del paciente se puede escanear después para obtener la correspondiente imagen digital.

Planificación de tratamiento

El proceso de planificación del tratamiento se puede implementar después de recibir y analizar el modelo dental escaneado de la dentición de un paciente. El modelo dental escaneado se puede procesar en consecuencia para permitir el desarrollo de un plan de tratamiento que se pueda implementar fácilmente para fabricar uno o más posicionadores para uso en efectuar movimientos de diente secuenciales.

La figura 2A muestra un proceso de modelado de diente global ejemplar que se puede usar en planificar el tratamiento para corregir maloclusiones en un paciente. El proceso mostrado puede implicar inicialmente adquirir el registro dental de un paciente 110 en forma de, por ejemplo, ficheros CAD de la arcada inferior y/o arcada superior, fotos intraorales, rayos X o escáneres TAC 3D, etc. Los ficheros CAD de la arcada inferior y/o arcada superior se pueden crear, por ejemplo, mediante un número de métodos diferentes, tal como tomar impresiones inferior y superior de la dentición del paciente, rayos X, etc.

Una vez se han adquirido los registros dentales, la relación de la arcada inferior y la arcada superior se puede importar o calcular 112 para registro por uno o más dispositivos informáticos y un modelo de anatomía dental flexible se puede autocrear 114 por uno o más procesadores localizados localmente en proximidad a donde se trata al paciente, por ejemplo, consulta del dentista, o de forma remota a la localización del paciente. Una vez el modelo de anatomía dental se ha creado digitalmente y confirmado que ajusta y que el modelo de la arcada se puede abrir y cerrar como se esperaba, se pueden crear uno o más tratamientos posibles en el consultorio en tiempo real del paciente 116 y la una o más opciones de tratamiento se pueden mostrar y/o discutir con el paciente en el consultorio 118 donde simulaciones de las opciones de tratamiento también se pueden mostrar y/o discutir para alterar potencialmente el plan de tratamiento según sea necesario. Las simulaciones de las opciones de tratamiento se pueden mostrar al paciente usando un número de métodos de muestra electrónicos.

Después de la discusión de las opciones de tratamiento con el paciente, el plan de tratamiento (con cualquier alteración) se puede usar para generar ficheros de manufactura para la maquinaria de fabricación 120, por ejemplo, máquinas de impresión 3D, termoformado, sinterización láser, etc. Puesto que el uno o más posicionadores resultantes se pueden fabricar localmente en proximidad al paciente (por ejemplo, consulta dental, clínica, instalación cercana, etc.) el uno o más posicionadores resultantes para uso por el paciente se pueden fabricar localmente lo que permite que el paciente se pruebe el uno o más posicionadores 122 durante la misma visita.

Tal plan de tratamiento puede tener ventajas particulares sobre planificación y planes de tratamiento convencionales incluyendo una o más de las siguientes:

• el tratamiento exacto se puede desarrollar inmediatamente y discutir con el paciente en tiempo real;

• el dentista tiene control completo de las opciones del plan de tratamiento que son fáciles de crear;

• se puede implementar modelado de encía real;

• se pueden fabricar uno o más posicionadores localmente lo que permite que el paciente los pruebe durante la misma visita;

• fácil de incorporar otros métodos de tratamiento, por ejemplo, unión indirecta de apliques dentales, bandas de goma, ganchos, retenedores, etc. en combinación con uno o más posicionadores.

Incluso en el caso de que un plan de tratamiento se haya desarrollado e implementado para un paciente, como se muestra y describe para la figura 2A, el progreso real del/los movimiento(s) del diente puede no corresponder con el plan de tratamiento o el progreso real puede empezar a desviarse del plan de tratamiento. Debido a esta variabilidad, no todos los posicionadores o alineadores se pueden fabricar al comienzo del tratamiento, sino que los posicionadores en su lugar se pueden fabricar en fases preajustadas para uso por el paciente hasta una visita posterior al dentista, por ejemplo, cada seis semanas, donde un nuevo conjunto de posicionadores se puede fabricar para tratamientos posteriores. La figura 2B muestra un ejemplo de esta planificación de tratamiento gradual donde el plan de tratamiento se puede ajustar durante el tratamiento real según cualquier cambio o desviación por el progreso del paciente. Además, la implementación de un proceso de planificación de tratamiento gradual también permite al dentista emplear otros dispositivos o métodos (por ejemplo, apliques dentales, alambres, etc.) para corregir maloclusiones además de o en lugar de los posicionadores fabricados.

Como se ha descrito anteriormente, la dentición del paciente se puede escanear o registrar de otra manera para capturar una representación tridimensional (3D) 130 de la dentición del paciente y se puede determinar un plan inicial 132 para formar uno o más aparatos dentales 134 para corregir maloclusiones. Más que fabricar los aparatos dentales para el proceso de tratamiento entero, un número gradual de aparatos se puede fabricar inicialmente para el uso por el paciente hasta su visita posterior. El dentista puede evaluar el progreso del movimiento de los dientes del paciente en visitas posteriores según el plan de tratamiento 136 como se desarrolló originalmente. Al determinar si el progreso del movimiento de los dientes del paciente se diferencia del plan de tratamiento 138, el dentista puede comparar el plan de tratamiento con el/los movimiento(s) de dientes reales del paciente para determinar si se correlacionan entre sí. Tal comparación se puede hacer de un número de maneras, por ejemplo, visualmente por el dentista o la dentición del paciente se puede escanear de nuevo y la representación 3D capturada de la dentición tratada de puede comparar digitalmente frente al plan de tratamiento.

Si el sistema determina que el progreso del movimiento de los dientes real no se diferencia del plan de tratamiento, el movimiento de dientes puede seguir según el plan de tratamiento 140 sin alteración y un número adicional de posicionadores se puede fabricar para uso por el paciente hasta la visita posterior. Siempre que la siguiente visita y la visita posterior siga según el plan de tratamiento original, el conjunto adicional de posicionadores se puede fabricar hasta que el tratamiento se haya completado y las maloclusiones corregido.

Sin embargo, si durante cualquiera de las evaluaciones el dentista determina que el movimiento de dientes real se diferencia del plan de tratamiento, el dentista puede ser alertado de la desviación 142 por el sistema. El plan de tratamiento se puede ajustar entonces automáticamente por el sistema para el siguiente conjunto de aparatos dentales o posicionadores 144 para corregir las desviaciones de modo que los posicionadores recién fabricados proporcionen un mejor ajuste a la dentición del paciente y sean sensibles para corregir las desviaciones. En visitas posteriores, el movimiento de dientes con el plan de tratamiento alterado se puede evaluar 136 para determinar si el movimiento de los dientes se diferencia del plan de tratamiento alterado 138 y si no se detecta desviación, el tratamiento puede seguir, pero si se detecta una desviación, el dentista puede ser alertado de la desviación y el plan de tratamiento alterado ajustarse de nuevo en concordancia. Este proceso puede seguir hasta que los movimientos de dientes detectados parezcan seguir los planes de tratamiento.

Puesto que el sistema está programado para alertar al dentista de cualquier desviación para dientes particulares, el dentista es capaz de determinar si el paciente es incumplidor con llevar el posicionador y/o si hay cualquier movimiento de dientes problemático que el dentista pueda entonces señalar para seguir el tratamiento o si otros dispositivos o métodos, por ejemplo, frenillos tradicionales, se pueden emplear para dientes particularmente problemáticos. El plan de tratamiento (como cualquier plan de tratamiento posterior) se puede compartir con otros a través de cualquier número de métodos y/o dispositivos.

Al importar o calcular la relación entre la arcada inferior y la arcada superior 112, los modelos digitales de la arcada inferior y/o la arcada superior se pueden cargar 150, por ejemplo, en un ordenador, como se muestra en el diagrama de flujo de la figura 3. Además, como parte de crear un modelo de anatomía dental 114, el registro de la mordida entre la arcada inferior y la arcada superior se puede ajustar y montar en un articulador virtual 152 y el usuario puede entonces arrastrar y soltar la ID del diente a un área de interés 154 para corregir la maloclusión. Al modelar digitalmente el margen entre la corona y la encía, el proceso puede asignar regiones que se designan como “duras” y “blandas” 156 con condiciones ajustadas donde una región con una designación “dura” no puede cambiar su forma y una región con una designación “blanda” puede deformarse con una región “dura” unida.

Además, se puede definir cualquier número de accesorios de movimiento en varias regiones o localizaciones 158 para facilitar el movimiento y control de las regiones. Por ejemplo, el proceso puede permitir definir accesorios de movimiento: mesial/distal, lingual/facial, vertical, etc. Además, al usuario se le puede permitir controlar los accesorios y calcular un modelo nuevo transformado 160 al desarrollar un plan de tratamiento. Una vez el plan de tratamiento se ha completado, el plan se puede exportar, por ejemplo, a un fichero de modelo aceptable para impresora 3D 162, para uso en fabricar uno o más de los posicionadores o para fabricar moldes para el termoformado posterior.

Estos accesorios de movimiento pueden ser accesorios basados en vista que facilitan la manipulación del modelo al desarrollar el plan de tratamiento. Cuando el modelo se muestra en una vista particular, los accesorios de manipulación mostrados se pueden programar para permitir la manipulación del modelo solo en la vista particular que se muestra. Por ejemplo, la figura 3B muestra una vista lingual/facial con el accesorio de movimiento 164 mostrado sobre el diente T de interés que se va a mover para planificación de tratamiento. Con el diente T de interés mostrado, por ejemplo, en una pantalla o monitor, el accesorio de movimiento 164 se puede mostrar en o sobre el diente particular T . El movimiento proporcionado por el accesorio 164 puede mover el modelo digital del diente T en varios movimientos traslacionales y/o rotacionales. La figura 3C muestra cómo el diente T mostrado en una vista vertical/apical puede tener el accesorio de movimiento 164' mostrado sobre el diente T para manipular digitalmente el diente T y la figura 3D muestra una vista mesial/distal del diente T con el accesorio de movimiento 164'' mostrado similarmente para planificación de tratamiento.

Además y/u opcionalmente, cada diente se puede mostrar o en su color nativo o alternativamente coloreado, por ejemplo, amarillo o rojo, para indicar al dentista que un movimiento correspondiente propuesto es difícil o improbable de lograr proporcionando de esta manera al dentista orientación para encontrar tratamientos alternativos.

Al preparar la imagen escaneada de la dentición del paciente para planificación del tratamiento, el modelo digital se puede inicialmente marcar. Por ejemplo, la figura 4 muestra un ejemplo de un sistema de marcaje donde se puede ver el modelo de dentición escaneada 170. Un número de marcadores 172, en este ejemplo un total de 16 marcadores (por ejemplo, de 1 a 16 o 17-32 dependiendo de la arcada), se puede disponer inicialmente a lo largo del modelo 170 para permitir que el usuario asigne un marcador a un diente objetivo, por ejemplo, arrastrando y soltando un marcador a un diente particular. En este ejemplo, mientras el marcador se arrastra permanece visible, pero después de ser asignado y ser soltado sobre un diente particular, el diente puede cambiar para indicar que ha sido marcado. Por ejemplo, el diente puede cambiar de color para indicar que ahora está marcado, por ejemplo, del color rojo para indicar un diente sin asignar al color blanco para indicar que el diente ha sido marcado.

Al facilitar la planificación del tratamiento, los accesorios de movimiento se pueden definir en el modelo digital 158 y controlar 160 en concordancia, como se ha discutido anteriormente. Como se muestra en la figura 4, se ilustra un ejemplo de un accesorio de movimiento donde un vértice centro 174 indicado como un círculo se puede definir a lo largo del modelo 170. La malla relacionada con el vértice seleccionado debe ser de una única región conectada para proporcionar una manera de leer la lista. El vértice centro 174 se indica como un centro mientras un segundo vértice 176 se puede definir relativo al vértice centro 174 de modo que el primer brazo 178 definido entre puede señalar directamente fuera de la superficie del diente en la dirección lingual o yugal. Un tercer vértice 180 se puede definir relativo al vértice centro 174 de modo que el segundo brazo 182 definido entre señala a lo largo del centro de los dientes en la dirección mesial a distal. El primer brazo 178 y el segundo brazo 182 no necesitan ser perpendiculares entre sí. El accesorio de movimiento se puede aplicar solo a dientes que están marcados (y por tanto dientes que se pueden mover en el modelo) y puede proporcionar una manera de leer y orientar la dirección de los brazos 178, 182 y su origen. El accesorio de movimiento se puede esconder de la vista del usuario cuando no está en uso.

Una vez se identifican el diente marcado y un pequeño conjunto de malla, se puede usar un algoritmo de bola en caída para detectar el margen de la encía y el margen de los dientes. La figura 5 muestra un proceso ejemplar para detectar digitalmente e identificar un límite o geometría de diente de la dentición escaneada del paciente simulando una bola rodante o que cae 194 para detectar el límite del diente 190 y la encía 192. Se puede simular que la bola 194 rueda de un estado de alta energía 196, por ejemplo, en la corona del diente, a un estado de reposo bajo 198, por ejemplo, en la parte inferior del diente. Según rueda la bola 194' longitud abajo, hay un bulto 200 que se levanta en el área margen entre el diente y la encía donde la inflexión cambia. Mirando a estas áreas y a los cambios de curvatura correcta, se puede detectar la línea de margen. Este método también puede detectar los márgenes de dientes oclusales y los márgenes de las encías también.

Sin embargo, para detectar el margen lateral entre dos dientes adyacentes, se puede usar el algoritmo de la bola rodante, como se describe, para seguir las líneas de margen conocidas de los dientes, pero entre los dientes adyacentes, el límite de los dientes se puede extrapolar. Por ejemplo, la figura 6A muestra un ejemplo donde la bola rodante 194 se puede rodar para seguir el esbozo de dientes adyacentes 212, 214. La región 218 entre los dientes puede ser en general inaccesible a la bola 194, pero la bola seguirá naturalmente la horquilla 216 de los dientes. Por tanto, la ruta de la trayectoria extrapolada 220, 222 que seguiría la bola rodante 194 entre los dientes 212, 214 se puede usar para encontrar las líneas de margen entre dientes adyacentes 212, 214 incluso aunque la bola 194 pueda no acceder a la región 218 entremedias, como se ilustra en la figura 6B.

Como se muestra en la figura 6C, una vez que se definen los márgenes sobre el modelo, el modelo dental entero se puede separar en dos partes: una superficie de corona dura y una superficie de encía blanda. En una forma de realización, la superficie “dura” 224, 226 se puede considerar una superficie rígida que se mueve en una parte integral y mantiene su forma mientras se mueve. La superficie “blanda” 228, 230 puede estar unida a la superficie “dura” 224, 226 y se puede deformar basado en los movimientos de la superficie dura 224, 226. Tal movimiento no cambia la estructura topológica global del modelo dental, por tanto, el modelo terminado por defecto es estanco, que se ajusta a un requisito de impresora 3D.

Esto se desvía del modelo separado tradicional para modelo de diente individual, que requiere que los modelos se recorten y después se cubran (relleno de agujeros) para hacerlo estanco. Debido a la complejidad de la geometría del diente escaneado, tal recorte y relleno de agujero es un proceso muy complejo.

La figura 7 muestra un modelo ejemplar de masa-muelle 240 que se puede aplicar al modelo dental al determinar el movimiento del diente. En general es deseable en algunos marcos sincronizar el movimiento y la operación de los modelos de diente individuales para tener unos pocos modelos de diente que operan de una manera coreografiada como dicta un profesional. Tener el movimiento coreografiado no es típicamente posible mediante control manual donde los modelos de diente se mueven aleatoria e independientemente. El presente método y/o sistema de control son ideales para uso en mover un número de modelos de diente y para proporcionar movimiento de dientes sincronizado. Tal método puede ser no de enjambre para evitar cualquier colisión entre los dientes y también para evitar la aparición de movimientos meramente aleatorios, al menos en algunas aplicaciones. Más bien, es deseable para los modelos de diente que cada uno reaccione de forma segura a condiciones medioambientales tal como cambios en la estructura del hueso y tejido blando durante el movimiento de dientes en grupo de modelos de dientes coreografiados.

El modelo de masa-muelle 240 se puede constreñir para unirse directamente a una superficie dura y el modelo 240 se puede estirar o comprimir. Se puede usar cualquier número de algoritmos para calcular su forma, por ejemplo, modelo de masa-muelle, en una implementación del modelo de masa-muelle 240, dos nodos se pueden modelar como puntos de masa conectados por un circuito paralelo de un muelle y un amortiguador. En este enfoque, el cuerpo se modela como un conjunto de masas de punto (nodos) conectados por muelles elásticos sin peso ideales que obedecen alguna variante de la ley de Hooke. Estos nodos pueden o bien derivar de los bordes de una representación de malla poligonal bidimensional de la superficie del objeto, o de una red tridimensional de nodos y bordes que modelan la estructura interna del objeto (o incluso un sistema monodimensional de enlaces, si, por ejemplo, se simula una hebra de cuerda o pelo). Se pueden añadir muelles adicionales entre nodos, o modificar la ley de la fuerza de los muelles, para lograr los efectos deseados. Tener el modelo dental constreñido como un modelo de masa-muelle 240 ayuda a sincronizar el movimiento y operación de los modelos de diente individuales para tener unos pocos modelos de diente que operan de una manera coreografiada.

Aplicar la segunda ley de Newton a las masas de punto incluyendo las fuerzas aplicadas por los muelles y cualquier fuerza externa (debido al contacto, gravedad, etc.) da un sistema de ecuaciones diferenciales para el movimiento de los nodos, que se resuelve por esquemas numéricos estándar para resolver ecuaciones diferenciales normales. La representación de una red masa-muelle tridimensional con frecuencia se hace usando deformación de forma libre, en la que la malla representada está embebida en la red y distorsionada para ajustarse a la forma de la red según evoluciona. Asumiendo que todas las masas de punto equivalen a cero, se puede obtener el método de rejilla estirada dirigido a la solución de varios problemas de ingeniería relativo al comportamiento de rejilla elástica.

Otra manera para calcular el modelo 240 es usar modelos de análisis de elementos finitos (FEA) donde las partes “blandas” del modelo se separan en elementos FEA menores, por ejemplo, elementos de tetraedro o cubo, y algunas de las superficies de elemento se pueden unir a porciones “duras” como las denominadas condición límite en análisis FEA mientras las porciones “blandas” (porciones de encías) se pueden asignar a varias propiedades de material tal como el módulo de Young consistente con porciones de encía. Mientras las partes duras se mueven, la condición de límite puede cambiar y por tanto todos los elementos basados en sus relaciones a sus elementos vecinos pueden formar matrices grandes. Al resolver tales matrices, se pueden calcular la forma y localizaciones de cada elemento individual para dar una deformación de encía calculada durante el tratamiento.

En una forma de realización, el cuerpo se puede modelar como continuo elástico tridimensional rompiéndolo en un gran número de elementos sólidos que ajustan juntos, y para el que un modelo del material se puede resolver para determinar las tensiones y deformaciones en cada elemento. Los elementos son típicamente tetraédricos, los nodos son los vértices de los tetraedros (tetraedralizar una región tridimensional unida por una malla de polígono en tetraedros, de forma similar a cómo un polígono bidimensional se puede triangular en triángulos). La deformación (que mide la deformación local de los puntos del material desde su estado de reposo) se puede cuantificar por el tensor de deformación. La tensión (que mide las fuerzas locales por área unidad en todas las direcciones que actúan sobre el material) se puede cuantificar por el tensor de tensión de Cauchy. Dada la deformación local actual, la tensión local se puede computar a través de la generalización de la ley de Hooke. La ecuación de movimiento de los nodos de elementos se puede obtener integrando el campo de tensión sobre cada elemento y relacionando esto, a través de la segunda ley de Newton, con las aceleraciones del nodo.

Se puede usar un método de minimización de la energía, que se motiva por los principios variacionales y la física de superficies, que dicta que una superficie constreñida asumirá la forma que minimiza la energía total de deformación (análogo a una burbuja de jabón). Expresar la energía de una superficie en términos de su deformación local (la energía se debe a una combinación de estiramiento y flexión), la fuerza local en la superficie se da al diferenciar la energía con respecto a la posición, dando una ecuación de movimiento que se puede resolver de maneras estándar.

Se puede usar coincidencia de formas donde se aplican fuerzas de penalización o restricciones al modelo para dirigirlo hacia su forma original (por ejemplo, el material se comporta como si tuviera memoria de forma). Para conservar el momento la rotación del cuerpo se debe estimar adecuadamente, por ejemplo, a través de descomposición polar. Para simulación de elementos finitos aproximados, se puede aplicar la coincidencia de formas a redes tridimensionales y mezclar múltiples restricciones de coincidencia de formas.

También se puede manejar deformación por una máquina física de cuerpo rígido tradicional, que modela el movimiento de cuerpo blando usando una red de múltiples cuerpos rígidos conectados por restricciones, y usando, por ejemplo, piel de paleta de matriz para generar una malla de superficie para representación. Este es el enfoque usado para objetos deformables en Havok Destruction.

Los procesos, medios legibles por ordenador y sistemas descritos en el presente documento se pueden efectuar en varios tipos de hardware, tal como sistemas informáticos 250, como se muestra en la figura 8. Tales sistemas informáticos 250 pueden incluir un bus u otro mecanismo de comunicación para comunicar información y un procesador acoplado con el bus para procesar información. Un sistema informático 250 puede tener una memoria principal, tal como una memoria de acceso aleatorio u otro dispositivo de almacenamiento dinámico, acoplado al bus. La memoria principal se puede usar para almacenar instrucciones y variables temporales. El sistema informático 250 también puede incluir una memoria de lectura solo u otro dispositivo de almacenamiento estático acoplado al bus para almacenar información estática e instrucciones.

El sistema informático 250 también puede estar acoplado a una pantalla, tal como un monitor CRT o LCD 254. También pueden estar acoplados dispositivos de entrada 256 al sistema informático 250. Estos dispositivos de entrada 256 pueden incluir un ratón, una bola de seguimiento, teclas de dirección del cursor, etc. para su uso por el usuario 258. Los sistemas informáticos 250 descritos en el presente documento pueden incluir, pero no están limitados a, ordenador 252, pantalla 254, escáner/impresora 3D 260, y/o dispositivos de entrada 256. Cada sistema informático 250 se puede implementar usando uno o más ordenadores físicos o sistemas informáticos o porciones de los mismos. Las instrucciones ejecutadas por el sistema informático 250 también se pueden leer desde un medio legible por ordenador. El medio legible por ordenador puede ser un CD, DVD, disco óptico o magnético, disco laser, onda portadora, cualquier otro medio que sea legible por el sistema informático 250. En algunas formas de realización, se puede usar circuitería integrada en lugar de o en combinación con las instrucciones de software ejecutadas por el procesador.

Todos los métodos y procesos descritos en el presente documento pueden estar representados en, y completamente automatizados a través de, módulos de código de software ejecutados por uno o más ordenadores o procesadores de uso general, tal como esos sistemas informáticos descritos en el presente documento. Los módulos de código se pueden almacenar en cualquier tipo de medio legible por ordenador u otro dispositivo de almacenamiento informático. Algunos o todos los métodos pueden estar alternativamente representados en hardware informático especializado.

Aparte de los procesos para modelar los dientes y tejidos individuales, hay métodos y sistemas de control adicionales (o múltiples sistemas de modelo de diente que incorporan tales métodos/sistemas de control) para uso en controlar un rebaño de modelos de diente numerados del 1 al 32. Es decir, el método trata grupos de dientes como un rebaño (por ejemplo, tal como una bandada de pájaros que viajan colectivamente) en planificar los movimientos de los dientes para tratamientos para corregir maloclusiones.

Brevemente, el método de control usa control supervisor jerárquico con técnicas de multidifusión junto con lógica adaptativa incluyendo módulos de control integrados o locales proporcionados en cada modelo de diente para ajustar las rutas de movimiento de dientes para evitar de forma segura colisiones basado en comunicación con modelos de dientes cercanos. El resultado del control descrito de los múltiples modelos de dientes en una cavidad oral es un comportamiento de rebaño en el que los modelos de dientes parecen moverse de una manera sincronizada con movimientos que ni son completamente independientes ni están completamente controlados centralmente.

El método de control al planificar un tratamiento se puede implementar en un sistema 310 que en general tiene varios componentes incluyendo un módulo gestor de movimiento de diente 312, módulo gestor de colisión 314, y módulo gestor de diente 316 para controlar el movimiento de modelos de diente. Estos componentes o aspectos del método/sistema de control 310 se comunican con un sistema informático 318 y se describen a continuación y como se muestra en la figura 9.

La figura 9 ilustra un controlador de diente/ordenador o sistema de control de movimiento de dientes (TMCS) 310 que se puede usar para controlar movimiento de diente de una manera segura y repetible. El sistema 310 incluye un módulo gestor de movimiento de dientes 312 que se comunica con el sistema informático 318 (que incluye uno o más procesadores) tras los que residen los modelos de diente digitales de los dientes de un paciente 320. Como se muestra, los modelos de diente digitales en el sistema informático 318 están configurados para un modelo interdiente o comunicaciones de diente y, como se explica en el presente documento, esta intercomunicación permite que los dientes 320 cambien de forma segura su ruta para corregir maloclusiones determinando si dientes particulares 322, 324 están en rutas de movimiento conflictivas para evitar colisiones mientras en general permanecen en una ruta de movimiento de diente predefinida.

Durante los tiempos de carrera, el gestor de movimiento de diente 312 se programa para enviar comandos al sistema informático 318 para seguir y mantener el rendimiento y calidad y también para supervisar la seguridad de los dientes que se van a mover. El gestor de movimiento de dientes 312 se programa además para cargar requisitos de movimiento de diente al sistema informático 318 durante tiempos de inactividad, por ejemplo, tiempos no de carrera.

Un segundo módulo, módulo gestor de colisión 314, se puede programar para interaccionar con el sistema informático 318 para manejar colisiones entre dientes que se van a mover. El gestor de colisión 314 se puede programar para realizar la siguiente lógica: (a) calcular una “esfera de influencia” en cada modelo de diente, por ejemplo, determinar una distancia de proximidad entre cada modelo de diente para desencadenar un suceso de colisión y si un modelo de diente entra esta esfera de influencia alrededor de un modelo de diente específico, se desencadena un suceso de colisión; (b) determinar mediante un algoritmo de vecino más próximo si se producirá una posible ruta conflictiva; y (c) presentar al operador en una interfaz de usuario proporcionada en el sistema informático 318 (por ejemplo, a través de un dispositivo monitor) que un potencial conflicto de ruta se producirá entre cualesquiera dos dientes. El módulo de colisión 314 puede almacenar las rutas de movimiento de dientes en memoria, por ejemplo, en el sistema informático 318.

Otro módulo incluye un módulo gestor de diente 316 que se programa para seguir el estado esperado y el estado real de cada uno de los dientes 320. Por ejemplo, el módulo 316 puede comparar una posición presente o velocidad de viaje de, por ejemplo, un diente 324, con su estado esperado que puede estar definido por una ruta de movimiento de diente o un movimiento coreografiado y/o sincronizado en el tiempo de modelos de diente tal como con una animación del tratamiento. Basado en este seguimiento, el módulo gestor de diente 316 puede hacer ajustes tal como usando las siguientes prioridades: localización (por ejemplo, posición del un modelo de diente con respecto a otro modelo de diente o dientes); entorno (por ejemplo, ajustar para condiciones de hueso o similares); seguridad (por ejemplo, devolver el modelo de diente a una localización segura o modo de operación si el modelo de diente u otros modelos de dientes no operan como se esperaba); mostrar rendimiento (por ejemplo, ajustar posición, velocidad, u otros parámetros de operación para cumplir las necesidades mostradas); estado del diente; y necesidades de convencer/rendimiento del operador.

Como se discute anteriormente, el módulo gestor de diente 316, módulo de colisión 314, y gestor de movimiento de diente 312 se configuran para trabajar juntos para proporcionar control de tipo rebaño. En uso, las comunicaciones del modelo interdiente permiten que los datos operacionales fluyan o se expandan jerárquicamente entre cada uno de los modelos de diente más que basarse en control de movimiento centralizado/de diente solo. En otras palabras, el módulo gestor de diente 316 proporciona un nivel de control centralizado o lógica central que actúa para controlar el movimiento de los modelos de diente/dientes tal como al proporcionar rutas de movimiento de diente proporcionadas por el módulo gestor de movimiento de diente 312 y/o hacer ajustes en tiempo real basado en una comparación del estado esperado y estado real (o por razones de seguridad) como proporciona el módulo gestor de colisión 314. Con respecto a las comunicaciones del modelo interdiente, puede ser útil indicar lo siguiente: (a) algunas unidades se pueden designar como nodos maestros que hablan con el gestor de diente 316; y (b) los nodos maestros pueden operar para enviar fuera información o comandos calculados de movimiento en el diente al resto de los modelos de diente.

El movimiento de los modelos de diente individuales y control de los modelos no están basados en enjambres, en parte porque los modelos de diente basados en enjambre pueden chocar entre si o tienen una falta de seguridad inherente. El sistema 310 se diseña para evitar movimientos aleatorios ya que los modelos de dientes digitales están sometidos a moverse como un rebaño que tiene movimientos sincronizados entre los modelos de dientes individuales. Sin embargo, las comunicaciones del modelo interdiente como se procesan y generan por los módulos de control locales permiten que cada modelo de diente reaccione de forma segura a las condiciones del entorno tal como cambio de dirección y presencia/movimiento de dientes vecinos ya que cruzar las rutas de movimiento de dientes está permitido en el sistema 310. En otras palabras, la lógica integrada actúa para controlar los movimientos del diente de modo que se eviten colisiones mientras se intenta estar en general en la ruta de movimiento del diente.

La figura 10 ilustra un sistema general (o un sistema control de gestión de movimiento de diente) 330 en general para uso en gestionar o controlar modelos de diente para proporcionar movimiento de dientes sincronizado simulando movimiento de rebaño de los dientes para corregir maloclusiones. Como se muestra, un plan de tratamiento para mover uno o más dientes 332 para corregir maloclusiones se puede desarrollar inicialmente. El sistema puede incluir componentes usados para realizar actividad fuera de línea y usados para realizar actividad en línea. La actividad fuera de línea puede incluir diseñar o seleccionar un concepto de tratamiento o movimiento coreografiado para una pluralidad de modelos de diente para lograr un efecto particular para realizar una tarea(s). El concepto de movimiento de diente (por ejemplo, datos digitales almacenados en memoria o similar) se puede procesar con un sistema informático 318 u otro dispositivo.

Cada diente que se va a usar se puede modelar como una partícula para simular movimiento del uno o más dientes como un rebaño de dientes 334 (tal como una bandada de pájaros), como se describe en el presente documento. Según esto, cada modelo de diente digitalizado se puede configurar por el sistema informático 318 para definir un espacio tridimensional, tal como una esfera tridimensional con un diámetro predefinido, alrededor de cada modelo de diente. Esta esfera tridimensional se puede usar para definir un sobre de seguridad para el modelo de diente u objeto volante para reducir el riesgo de una colisión entre modelos de dientes individuales. Por ejemplo, se puede crear cada uno de los modelos de diente, y crear y coreografiar por el sistema 318 para evitar colisiones entre sí y donde dos o más modelos de diente están prohibidos de tener sus sobres de seguridad cruzados o solapados según los modelos de diente se mueven a lo largo de sus rutas de movimiento de diente.

El plan de movimiento de diente creado para múltiples modelos de diente se exporta después a la memoria de un sistema informático 318 u otros dispositivos para procesar con esta “ ilustración de tratamiento” que típicamente incluye un fichero por cada modelo de diente. Cada uno de estos ficheros se procesa para generar coordenadas reales para cada modelo de diente que se van a lograr a lo largo del tiempo durante una animación o realización de una tarea(s) coreografiada(s) para ilustrar el movimiento de dientes 336, por ejemplo, en una pantalla, al dentista y/o paciente. Este procesamiento crea planes de movimiento de dientes individuales para cada modelo de diente, y tal procesamiento o generación de planes de movimiento de diente puede incluir procesar la animación modelada basado en requisitos logísticos específicos. Por ejemplo, estos requisitos se pueden modificar, según sea necesario, por ejemplo, el espacio dental es del mismo tamaño y forma que en la simulación y, si no, la modificación pude ser útil para cambiar o ajustar las coordenadas reales para uno o más de los modelos de diente.

Una vez se ha aprobado el plan de tratamiento 338, el plan de tratamiento se debe usar para fabricar uno o más aparatos dentales o posicionadores usando, por ejemplo, impresión tridimensional 340, localmente en la localización de la planificación de tratamiento.

Al planificar la simulación del movimiento de los modelos de dientes individuales como un rebaño de dientes 334 para finalizar un plan de tratamiento, los modelos de dientes se pueden manipular usando el TMCS 310 descrito en el presente documento, Los requisitos logísticos también pueden incluir ajustar el movimiento de diente de verdad para el espacio y añadir puntos seguros o “casa” donde cada diente se puede colocar de forma segura tal como al principio y final de un proceso de tratamiento o cuando se imparte una anulación de seguridad (por ejemplo, “stop”). Un componente gestor de planificación de tratamiento se puede considerar un componente que traduce comandos controladores de plan de tratamiento centrales donde las acciones de los dientes se envían al componente de gestión de diente o bien través de guiones (por ejemplo, ficheros de datos), mensajes de ordenador en tiempo real, y/o desencadenantes de hardware.

Los planes de movimiento de dientes se proporcionan al TMCS 310, como se ha descrito anteriormente, y el sistema además incluye un número de modelos de dientes mostrados en forma de dientes en este ejemplo. Los dientes se pueden organizar en grupos o conjuntos con un conjunto mostrado para incluir, por ejemplo, dos molares, un conjunto que incluye un molar, y un conjunto que incluye dientes cúspides, entre otros. Estos conjuntos pueden actuar o funcionar juntos, al menos durante una porción de una animación o ruta de movimiento de diente, para realizar una muestra o tarea particular.

En otros casos, todos los dientes se pueden considerar parte de un gran conjunto que se mueve como un rebaño o de otra manera tiene sus movimientos sincronizados en el tiempo y/o coreografiados por los planes de movimiento de dientes. Un diente en el grupo puede comunicar con sus dientes cercanos o vecinos de modo que se determine su presencia, para determinar su proximidad, y cuando es necesario, para procesar el plan de movimiento de diente, determinar la posición vecina, y otros datos medioambientales para modificar su plan de movimiento de diente para evitar colisión y/o comunicar con el diente vecino para instruirlo para moverse o cambiar de otra manera su plan de movimiento de diente/movimiento para evitar colisión.

Durante el movimiento prediente, un operador usa el TMCS para cargar un plan de movimiento de diente en cada modelo de diente. Durante una secuencia de movimiento de diente, el TMCS y su módulo gestor de diente 316 actúa para correr el plan de movimiento de diente previamente cargado en el modelo de diente. Durante el tratamiento del diente, el TMCS activamente supervisa la seguridad y un práctico puede iniciar una acción de usuario de TMCS. Más típicamente, sin embargo, el TMCS supervisa la operación de todos los modelos de dientes en el rebaño procesando datos de telemetría proporcionados por cada uno de los modelos de diente proporcionados por cada modelo de diente. En algunas formas de realización, el módulo gestor de diente 316 tiene software/lógica que compara el estado real de cada modelo de diente frente al estado esperado en ese momento particular para el modelo de diente según el plan de movimiento de diente actualmente aprobado.

Después de que la señal de “ ir” o de inicio sea emitida por el módulo gestor de diente/TMCS tras una entrada por un operador, el TMCS junto con el software/hardware de control local en cada modelo de diente funciona para realizar de forma segura el plan/muestra de movimiento de diente precargado. Como se discute anteriormente, el método y sistema de control combina control centralizado (por ejemplo, para permitir la anulación manual por razones de seguridad u otras durante una muestra/tarea basada en movimiento de diente) con modelos de diente inteligentes para proporcionar de forma más eficaz movimiento de tipo rebaño de los modelos de diente. En otras palabras, a los modelos de diente se les puede dar a cada uno un plan de movimiento de diente particular que avanza a lo largo del tiempo (por ejemplo, durante el periodo de animación) mientras intenta responder a la presencia inesperada de otro modelo de diente en o cerca de su ventana de seguridad (o sobre de operación segura que rodea cada modelo de diente tal como una esfera de, por ejemplo, 1 a 3 mm o similar, en el ningún otro modelo de diente típicamente viajará para evitar colisiones).

Durante las operaciones, el TMCS se usa para desencadenar cada uno o de los modelos de diente para empezar su plan de movimiento de diente almacenado empezando desde un punto de partida inicial, por ejemplo, cada modelo de diente se puede colocar en puntos de partida diferentes. En algunos casos, después de recibir el “ ir” por un modelo de diente, cada modelo de diente usa su módulo de control local (u otro software/programación) para intentar seguir el plan de movimiento de diente, pero sin restricciones de tiempo. En otras palabras, el plan de movimiento de diente puede definir una serie de puntos o puntos de referencia para el modelo de diente. En estas formas de realización, el modelo de diente se controla de una manera relativamente fluida y no vinculada a lograr movimientos especificados en una cierta cantidad de tiempo, por ejemplo, el plan de movimiento de diente no requiere que el modelo de diente esté en una localización particular en un momento particular después de recibir la señal de inicio lo que permite por tanto flexibilidad de planificación.

En algunas implementaciones, el plan de movimiento de diente se puede construir asumiendo que cada modelo de diente viaje a una velocidad de movimiento de diente preajustada y constante. Esta velocidad de movimiento de diente se puede ajustar independientemente para cada modelo de diente o puede ser la misma (o en un intervalo relativamente pequeño) para cada uno de los modelos de diente. En otros casos, sin embargo, el módulo de control local se puede adaptar para ajustar la velocidad de movimiento del diente para adecuarse a las condiciones en la boca del paciente. La dureza de los huesos se puede determinar en el modelo de diente con el módulo de control local y/o a través de sensores ópticos para detectar movimiento de diente real (más que movimiento planeado) se puede proporcionar por el TMCs a cada uno del modelo de diente. En algunos casos, se prefiere el control de rebaño de modo que cada modelo de diente tiene su velocidad ajustada comúnmente, por ejemplo, cada modelo de diente corre a velocidades de movimiento de diente similares mientras se mueven en dirección similar de modo que parecen tener movimiento sincronizado y no aleatorio.

En algunas formas de realización, cada modelo de diente puede actuar independientemente para intentar seguir su propio plan de movimiento de diente. Cada plan de movimiento de diente se puede diferenciar en que cada modelo de diente empieza en un punto de partida o casa diferente y se mueve hacia su primer punto de referencia. Para este fin, cada modelo de diente está equipado, según sea necesario, para determinar su posición tridimensional presente junto con su altura presente por encima de la línea de las encías. El módulo de control local usa estos datos de posición presente para determinar o modificar, si es necesario, su dirección o rumbo presente para continuar moviéndose hacia el siguiente punto de referencia en su plan de movimiento de diente. Esto puede implicar cambiar su curso y también su ángulo para alcanzar la altura deseada en el punto de referencia.

Un operador puede tomar etapas para anular manualmente uno particular de los muchos modelos de dientes para proporcionar mejor control de ese modelo de diente. Por ejemplo, el módulo de control del modelo de diente del TMCS 310 puede operar para comparar una posición esperada del modelo de diente con su posición real (proporcionada a través de canal trasero en su telemetría u otros datos). Se puede proporcionar un aviso en su interfaz de usuario gráfica (GUI) que el modelo de diente tiende a irse fuera del curso o está fuera de la tolerancia aceptada para alcanzar su próximo punto de referencia.

Por ejemplo, la GUI puede mostrar modelos de diente que operan y colocados apropiadamente en un primer color (por ejemplo, verde) y modelos de dientes que están fuera de curso o fuera de posición en una cantidad segura en un segundo color (por ejemplo, amarillo) y modelos de dientes fuera de un sobre seguro en un tercer color (por ejemplo, rojo). Los modelos de diente rojos/inseguros se pueden manejar automática o manualmente para producir que entren un modo seguro de operación (por ejemplo, volver a casa). Los modelos de diente amarillos que operan fuera de las condiciones deseadas se pueden operar manualmente para intentar ayudarlos a volver a su ruta de movimiento de diente tal como cambiando manualmente la velocidad, dirección, ángulo de ataque, o similar para llevar más rápidamente el modelo de diente a un punto de referencia deseado. Después de completar las operaciones manuales, el control se puede devolver del TMCS al módulo de control local para control local del modelo de diente basado en el plan de movimiento de diente almacenado en su memoria. El TMCS se puede configurar para evaluar problemas de colisión y ejecutar comandos de evitación de colisión para conservar la calidad de muestra (por ejemplo, rendimiento de movimiento de diente) en condiciones de boca en degradación.

En otras formas de realización, un módulo de control local de un modelo de diente puede operar para ajustar el plan de movimiento de diente durante el movimiento del diente para reaccionar mejor a condiciones medioambientales (tal como dolor dental o malestar de encías temporal, al menos temporalmente, fuera de curso). Por ejemplo, un plan de movimiento de diente puede proporcionar un tiempo relativo a un tiempo de partida (cuando se indicó “ir” por fichero TMCS a los modelos de diente) para alcanzar cada uno de sus puntos de referencia en el plan de movimiento de diente. Una forma de realización puede requerir que un modelo de diente determine una distancia a un modelo de diente próximo y su tiempo estimado de llegada presente. Si el tiempo de llegada no está en una ventana alrededor del tiempo de llegada preajustado/objetivo, el módulo de control local puede actuar para aumentar la velocidad del movimiento de diente del modelo de diente tal como aumentando la velocidad de rotación de un diente. Asimismo, si el modelo de diente se mueve demasiado rápidamente, el módulo de control local del modelo de diente puede actuar para ralentizar la velocidad del modelo de diente. De esta manera, el movimiento de los modelos de diente puede permanecer mejor sincronizado para proporcionar un control de rebaño.

En otros casos, sin embargo, el módulo de control local de cada diente u otros modelos de diente actúan para determinar si se alcanzó un punto de referencia en una ventana de tiempo predeterminada definiendo el plan de movimiento de diente los tiempos para estar en cada punto de referencia relativo a un tiempo inicial/ir. Si no (por ejemplo, el modelo de diente no alcanzó un punto de referencia en el tiempo “X” más un retraso permisible), el módulo de control local puede actuar para modificar el plan de movimiento de diente dirigiendo el modelo de diente para que se salte el siguiente punto de referencia y se mueva directamente al punto de referencia en la boca.

Por ejemplo, un plan de movimiento de diente puede incluir los puntos de referencia A a Z. Si un módulo de control local determina que una ventana de tiempo predefinida para el punto de referencia C no se alcanzó, el módulo de control local puede saltar o eliminar el punto de referencia D del plan de movimiento del diente y hacer que el modelo de diente tome una dirección/curso (por ejemplo, una línea recta u otra ruta predeterminada) al punto de referencia E. De esta manera, la velocidad de movimiento del diente se mantiene (por ejemplo, todos los modelos de diente se mueven a la misma velocidad) mientras permiten que el modelo de diente se “recupere” si todos están por detrás en su plan de movimiento de diente (por ejemplo, definir un conjunto de puntos de referencia para pasar a través o cerca en un periodo de tiempo predeterminado que puede corresponder con un tiempo para realizar una muestra/exposición o realizar una tarea con el diente).

Con respecto a la seguridad y seguimiento de las operaciones, cada modelo de diente puede almacenar una definición de una geovalla que define un perímetro externo (y un área interna en algunos casos) o límite de un área geográfica. El módulo de control local de los modelos de diente compara la presente posición determinada para el modelo de diente durante un movimiento de diente y compara esta posición con la geovalla. Si este límite se cruza (o se aproxima tal como a una distancia predeterminada de la geovalla), el módulo de control local puede actuar para devolver enseguida el modelo de diente de vuelta a los límites de la geovalla. En otros casos, el modelo de diente se puede cambiar a un modo de operación segura y esto puede producir que el modelo de diente vuelva a una posición de casa.

Además, respecto a operaciones del modelo de diente seguras, algunas formas de realización del control del movimiento del diente pueden implicar configurar los modelos de diente para tener comunicaciones de modelo de diente a modelo de diente (o diente a diente) para evitar colisiones sin dependencia de que intervenga el TMCS. Cada modelo de diente puede usar su módulo de control local para operar en una base permanente para detectar cuando otro modelo de diente llega a una distancia predeterminada del modelo de diente tal como en una esfera de 1 a 3 mm o similar. El primer modelo de diente que detecta tal condición (o ambos modelos de diente si es un vínculo) genera un mensaje de aviso de colisión y transmite este mensaje al modelo de diente ofensor/cercano para que altere su curso o posición presente para moverse fuera del espacio dental del primer modelo de diente. Por ejemplo, el modelo de diente que recibe tal mensaje de aviso de colisión puede almacenar una acción evasiva en su memoria e iniciar esta acción (un movimiento fijado tal como inclinarse a la derecha o izquierda un ángulo predeterminado). La evasión se puede tomar durante un periodo de tiempo preajustado y después el modelo de diente puede volver a seguir su plan de movimiento de diente (por ejemplo, recalcular un curso al siguiente punto de referencia desde su nueva localización presente o similar).

En otro ejemplo, el módulo de control local de modelos de diente sigue la orientación presente del modelo de diente y si la orientación está fuera de un intervalo aceptable (por ejemplo, inclinar o rotar supera 320 grados o similar para un diente) o si el movimiento corporal es demasiado, el módulo de control local también puede actuar para que el modelo de diente entre en un modo de operación segura (antes o después de intentar corregir el problema de operación).

Fabricar uno o más alineadores

El sistema descrito en el presente documento se refiere a la fabricación de aparatos dentales tal como retenedores y alineadores usando procesos de impresión tridimensional (3D). El aparato puede estar formado para tener formas huecas con geometrías complejas usando células diminutas conocidas como estructuras reticuladas. Se puede usar optimización de topología para ayudar en la mezcla eficaz de estructuras reticuladas sólidas con volumen de material de transición fluido. El rendimiento reticulado se puede estudiar en tensión, compresión, cizalla, flexión, torsión y vida de fatiga.

Se proporcionan estructuras reticuladas de forma libre en el presente documento, que ajustan al menos parte de la superficie, por ejemplo, contorno externo, o una parte del cuerpo. Específicamente, las formas de realización descritas pueden utilizar estructuras reticuladas de forma libre para formar o fabricar aparatos que se diseñan para colocación o posicionamiento sobre superficies externas de la dentición de un paciente para corregir una o más maloclusiones. La estructura de forma libre está al menos parcialmente fabricada por técnicas de manufactura aditivas y utiliza una estructura básica compuesta de una estructura reticulada. La estructura reticulada puede asegurar y/o contribuir a que una estructura de forma libre tenga una rigidez definida y la estructura reticulada también puede asegurar cobertura óptima en la dentición mediante un material de recubrimiento que se puede proporcionar en la estructura reticulada. La estructura reticulada está al menos parcialmente cubierta por, impregnada en, y/o encerrada por el material de recubrimiento. Además, formas de realización de la estructura reticulada pueden contribuir a la transparencia de la estructura.

El término “estructura reticulada de forma libre”, como se usa en el presente documento, se refiere a una estructura que tiene una forma o contorno que fluye irregular y/o asimétrica, más en particular que ajusta a al menos parte del contorno de una o más partes del cuerpo. Por tanto, en formas de realización particulares, la estructura de forma libre puede ser una superficie de forma libre. Una superficie de forma libre se refiere a una forma (esencialmente) bidimensional contenida en un espacio geométrico tridimensional. En efecto, como se detalla en el presente documento, tal superficie se puede considerar como esencialmente bidimensional en que tiene espesor limitado, pero no obstante puede a algún grado tener un espesor variable. Como comprende una estructura reticulada rígidamente ajustada para mimetizar una cierta forma crea una estructura tridimensional.

Típicamente, la estructura o superficie de forma libre se caracteriza por una falta de correspondientes dimensiones radiales, a diferencia de las superficies regulares tal como planos, cilindros y superficie cónicas. El experto en la materia conoce las superficies de forma libre y se usan mucho en disciplinas de diseño de ingeniería. Típicamente se usa matemática B-spline racional no uniforme (NURBS) para describir las formas de la superficie; sin embargo, hay otros métodos tal como superficies de Gorden o superficies de Coons. Las formas de las superficies de forma libre se caracterizan y definen no en términos de ecuaciones polinómicas, sino por sus polos, grado, y número de parches (segmentos con curvas spline). Las superficies de forma libre también se pueden definir como superficies trianguladas, donde se usan triángulos para para aproximar las superficies 3D. Las superficies trianguladas se usan en ficheros de lenguaje de triangulación estándar (STL) que conoce un experto en diseño CAD. Las estructuras de forma libre se ajustan a la superficie de una parte del cuerpo, como resultado de la presencia de una estructura básica rígida en las mismas, que proporcionan a las estructuras sus características de forma libre.

El término “rígido” cuando se refiere a la estructura reticulada y/o estructuras de forma libre que las comprenden en las mismas se refiere a una estructura que muestra un grado limitado de flexibilidad, más en particular, la rigidez asegura que la estructura forma y retiene una forma predefinida en un espacio tridimensional antes de, durante y después del uso y que esta forma global es mecánica y/o físicamente resistente a presión aplicada a la misma. En formas de realización particulares, la estructura no es plegable sobre si misma sin perder sustancialmente su integridad mecánica, sea manual o mecánicamente. A pesar de la rigidez global de la forma de las estructuras previstas, la dureza específica de las estructuras se puede determinar por la estructura y/o material de la estructura reticulada. En efecto, se prevé que las estructuras reticuladas y/o estructuras de forma libre, mientras mantienen su forma global en un espacio tridimensional, pueden tener alguna flexibilidad (local) para el manejo. Como se detallará en el presente documento, pueden surgir variaciones (locales) por la naturaleza del patrón de la estructura reticulada, el espesor de la estructura reticulada y la naturaleza del material. Además, como se detallará posteriormente, donde las estructuras de forma libre previstas en el presente documento comprenden partes separadas (por ejemplo, estructuras reticuladas no continuas) que están interconectadas (por ejemplo, por bisagras o por áreas de material de recubrimiento), la rigidez de la forma puede estar limitada a cada una de las áreas que comprende una estructura reticulada.

En general, los métodos previstos en el presente documento son para procesos de fabricación de aparatos dentales donde el proceso de fabricación incluye diseñar un aparato que se lleva en los dientes que se va a cubrir por una estructura de forma libre, fabricar el molde, y proporcionar la (una o más) estructuras reticuladas al mismo y proporcionar el material de recubrimiento en el molde de modo que se forme la estructura de forma libre. Las estructuras de forma libre son específicas del paciente, es decir, se hacen para que ajusten específicamente en la anatomía o dentición de cierto paciente, por ejemplo, animal o humano. La figura 11A en general muestra un método ejemplar global para fabricar un aparato dental al capturar una representación 3D de una parte del cuerpo de un sujeto 410. En este ejemplo, esto puede implicar capturar la representación 3D de las superficies, por ejemplo, contornos externos, de la dentición de un paciente para corregir una o más maloclusiones. Para este fin, el sujeto se puede escanear usando un escáner 3D, por ejemplo, un escáner laser portátil, y los datos recogidos se pueden usar después para construir un modelo tridimensional digital de la parte del cuerpo del sujeto. Alternativamente, las imágenes específicas del paciente las puede proporcionar un técnico o médico al escanear al sujeto o parte del mismo. Tales imágenes se pueden usar después como o convertidas a una representación tridimensional del sujeto, o parte del mismo. Se pueden prever etapas adicionales en donde la imagen escaneada se manipula y, por ejemplo, se limpia.

Con la representación 3D capturada, una estructura de forma libre compuesta en general de una estructura reticulada que coincide con al menos parte de la superficie de la parte del cuerpo, por ejemplo, dentición, se puede generar 412. Diseñar una estructura de forma libre basado en dicha representación tridimensional de dicha parte del cuerpo, de modo que la estructura sea esencialmente complementaria a al menos parte de dicha parte del cuerpo y comprenda o consista en una estructura reticulada. En la estructura reticulada, se pueden seleccionar uno o más tipos y/o tamaños de célula unidad, dependiendo de la forma objeto, la dureza requerida de la estructura de forma libre, etc. Se pueden diseñar diferentes estructuras reticuladas en la estructura de forma libre para ajustar en diferentes localizaciones en la parte del cuerpo. Las diferentes estructuras reticuladas se pueden proporcionar con, por ejemplo, una bisagra u otro mecanismo móvil, de modo que puedan estar conectadas y/o se pueden mezclar digitalmente o conectar por haces en la estructura básica para formar una única parte.

Esta etapa también puede incluir etapas requeridas para diseñar la estructura reticulada, incluyendo para casos de definir superficies en la impresión positiva de la máscara que puede necesitar diferentes propiedades, diferentes tamaños de célula y/o aberturas, generando las células con la geometría requerida y estampándolas según sea necesario en las superficies definidas para cubrir dichas superficies, y combinando los patrones de células separados en una única parte sólida. Se debe indicar que los requisitos de la estructura reticulada estarían claros para un experto en la materia mientras diseña la estructura reticulada. Por tanto, el experto en la materia usará los datos obtenidos de su propia experiencia, así como datos de sistemas de modelado numérico, tal como modelos FE y/o CFD.

La estructura reticulada de forma libre se puede después fabricar realmente, por ejemplo, por métodos de fabricación aditiva 414. En ciertas formas de realización, esto puede incluir proporcionar un material de recubrimiento sobre la estructura básica en la que el material de recubrimiento es preferiblemente un polímero. Estas diferentes etapas no necesitan realizarse en la misma localización o por los mismos actores. En efecto típicamente, el diseño de la estructura de forma libre, la fabricación y el recubrimiento se pueden lograr en diferentes localizaciones por diferentes actores. Además, se prevé que se puedan realizar etapas adicionales entre las etapas enumeradas anteriormente. Al recubrir o impregnar la estructura básica de forma libre, la estructura reticulada se puede impregnar con un cierto material, tal como un polímero, generando de esta manera la estructura de forma libre. Esto puede incluir etapas tales como añadir el material polimérico u otro material al aparato dental, curar el material que impregna la estructura cristalina y desmontar el aparato dental.

Después de fabricar la estructura de forma libre, la estructura puede pasar a través de un número de etapas post­ proceso incluyendo, por ejemplo, limpiar y terminar la estructura de forma libre. Además, otras aplicaciones de formar una estructura de forma libre rígida como se describe en el presente documento también pueden incluir aplicaciones para, pero no limitadas a, aplicaciones terapéuticas, cosméticas y protectoras.

En una aplicación particular, el uso de estructuras de forma libre descritas en el presente documento se puede usar en el cuidado y tratamiento de superficies de piel dañadas, tal como quemaduras. En formas de realización adicionales, el uso de las estructuras de forma libre descritas en el presente documento se puede usar en el cuidado, protección, y tratamiento de superficies de piel no dañadas. Según formas de realización particulares adicionales, el uso de estructuras de forma libre descritas en el presente documento se puede usar para fines cosméticos. En formas de realización adicionales, el uso de una estructura de forma libre como se describe en el presente documento se puede usar para la administración de agentes de tratamiento para la piel. En otras formas de realización particulares, la estructura además comprende una o más composiciones terapéuticas que pueden estar embebidas en el material de recubrimiento. En aún formas de realización adicionales, el uso de estructuras de forma libre descritas en el presente documento se puede usar como dispositivos prostéticos, por ejemplo, para sustituir una parte del cuerpo, donde la estructura de forma libre puede estar hecha para ser idéntica a la parte del cuerpo que falta.

La figura 11B muestra otro proceso ejemplar global para fabricar un aparato dental que tiene una estructura reticulada similarmente al mostrado anteriormente en la figura 11A. En este ejemplo, una vez se ha capturado la representación 3D 410, la cantidad de fuerza requerida para mover un diente o dientes se puede determinar y se puede utilizar análisis de elemento finito para determinar un espesor apropiado de material alineador necesario para que la fuerza asociada 410A mueva un diente particular o dientes. De esta manera, se pueden fabricar uno o más aparatos con espesores de material variables en el que regiones que pueden no requerir mucha fuerza se fabrican para tener una región relativamente más delgada mientras que regiones del aparato que pueden requerir una mayor cantidad de fuerza para mover el diente o dientes se pueden fabricar para tener regiones relativamente más gruesas de material para crear un aparato oral que tenga resistencia direccional (Fuerza Diferencial) dependiendo de las fuerzas particulares necesarias para corregir maloclusiones particulares. Se pueden realizar simulaciones en la dentición modelada (o alineadores) para confirmar puntos de tensión que manejan los varios espesores de los alineadores 410B.

Después como se ha descrito previamente, una estructura de forma libre compuesta en general de una estructura reticulada coincidente con al menos parte de la superficie de la parte del cuerpo, por ejemplo, dentición, se puede generar 412 y la estructura reticulada de forma libre se puede después realmente fabricar, por ejemplo, por métodos de fabricación aditiva 414. Sin embargo, el uno o más aparatos orales se puede fabricar para tener regiones de material relativamente engordado y/o adelgazado para acomodar la resistencia direccional (Fuerza diferencial) de los aparatos orales, como se describe en más detalle a continuación.

La figura 12 muestra una vista en perspectiva de un aparato oral ejemplar 420 que tiene dos partes 422 (para la dentición superior y la dentición inferior). Como se muestra, el aparato oral 420 en general incluye una estructura reticulada 424 que se puede usar en un proceso para fabricar el aparato oral final. En el proceso, la estructura reticulada 424 se puede primero imprimir en 3D en una forma que se aproxima al aparato oral que se va a fabricar para corregir la maloclusión y la estructura reticulada se puede colocar en un aparato oral 426, 426'. Después, el aparato oral 426, 426' que contiene la estructura reticulada formada 424 se puede rellenar con el material de impregnación 428, por ejemplo, polímero u otros materiales descritos en el presente documento. Después del endurecimiento del material de impregnación 428, las mitades del aparato oral 426, 426' se retiran para dar el aparato oral recubierto 420.

Mientras la estructura reticulada entera 424 se puede recubrir o impregnar por el material de impregnación 428, solo porciones de la estructura reticulada 424 pueden estar recubiertas o superficies de la estructura reticulada 424 pueden estar recubiertas mientras se deja otras porciones expuestas. Se describen variaciones de estas formas de realización en más detalle a continuación con respecto al aparato oral 420 mostrado en la figura 12.

Como se puede apreciar, un enfoque a alineadores progresivos impresos en 3D de espesor variable y/o creciente tiene ciertas ventajas. Por ejemplo, la velocidad de aumento gradual en espesor puede no ser dependiente de espesores estándar del plástico en lámina disponible como una mercancía industrial. Se podría establecer un espesor óptimo para el proceso de impresión 3D. Por ejemplo, más que estar limitado a la secuencia de espesor, por ejemplo, 0,040, 0,060 y 0,080 pulgadas, un dentista tal como un ortodontista podría elegir una secuencia tal como, por ejemplo, 0,040, 0,053 y 0,066 pulgadas de espesor, para un paciente adulto cuyos dientes se sabe que se recolocan más lentamente comparado con un paciente adolescente de crecimiento rápido.

Dado el concepto de que un alineador formado de un material más delgado genera en general menores fuerzas correctivas que un alineador idénticamente configurado formado de material más grueso, sigue que un alineador se podría imprimir en 3D para que sea más grueso en áreas donde se necesitan fuerzas mayores y más delgado en áreas donde se necesitan fuerzas más ligeras. Tener la latitud para producir alineadores con un primer espesor por defecto y después áreas de espesor variable podría ser favorablemente explotado para ayudar a los dentistas a abordar muchos desafíos difíciles del día a día. Por ejemplo, cualquier maloclusión consistirá en dientes que están más lejos de sus posiciones terminadas deseadas que otros dientes. Además, algunos dientes son más pequeños que otros y el tamaño del diente corresponde al umbral de fuerza absoluta necesaria para iniciar el movimiento del diente. Otros dientes pueden parecer que son más tenaces debido a muchos factores incluyendo la proximidad de la raíz del diente a los límites entre soporte óseo cortical y alveolar. Aún otros dientes son simplemente más duros para rotar, angular o levantar correctivamente que otros. Todavía otros dientes y grupos de dientes pueden necesitar moverse corporalmente tan rápidamente como sea posible sobre duraciones comparativamente grandes para cerrar espacios abiertos. Por al menos tales razones, la opción de ajustar el espesor de los alineadores y por tanto niveles de fuerza alrededor de regiones que contienen dientes más grandes o dientes que están más lejos de sus destinos deseados, o esos dientes tenaces permite que esos dientes seleccionados reciban mayores fuerzas que dientes pequeños, casi idealmente colocados.

La estructura reticulada de forma libre para los aparatos dentales se puede al menos parcialmente fabricar por fabricación aditiva (AM). Más en particular, al menos la estructura básica se puede fabricar por fabricación aditiva usando la estructura reticulada. En general, AM puede incluir un grupo de técnicas usadas para fabricar un modelo tangible de un objeto típicamente usando datos de diseño ayudado por ordenador en 3D (CAD) del objeto. Una multitud de técnicas de AM están disponibles para uso, por ejemplo, estereolitografía, sinterización láser selectiva, modelado por deposición fundida, técnicas basadas en láminas metálicas, etc. La sinterización láser selectiva usa un láser de alta energía u otra fuente de calor enfocada para sinterizar o soldar pequeñas partículas de plástico, metal, o polvos cerámicos en una masa que representa el objeto 3D que se va a formar. El modelado por deposición fundida y técnicas relacionadas hacen uso de una transición temporal desde un material sólido a un estado líquido, habitualmente debido al calor. El material se conduce a través de una boquilla de extrusión de una manera controlada y se deposita en el lugar requerido como se describe, entre otras, en la patente en EE UU No. 5.141.680. Las técnicas basadas en láminas metálicas fijan capas entre sí mediante el uso de, por ejemplo, pegado o fotopolimerización u otras técnicas, y después corta el objeto de estas capas o polimeriza el objeto. Tal técnica se describe en la patente en EE UU No. 5.192.539.

Típicamente las técnicas de AM empiezan a partir de una representación digital del objeto 3D que se va a formar. En general, la representación digital se lamina en una serie de capas transversales que se pueden superponer para formar el objeto como un todo. El aparato de AM usa estos datos para construir el objeto de una base de capa por capa. Los datos transversales que representan los datos de capas del objeto 3D se pueden generar usando un sistema informático y diseño ayudado por ordenador y software de fabricación (CAD/CAM).

La estructura básica que comprende la estructura reticulada, por tanto, se puede hacer de cualquier material que sea compatible con fabricación aditiva y que sea capaz de proporcionar una rigidez suficiente a la forma rígida de las regiones que comprenden la estructura reticulada en la estructura de forma libre o la estructura de forma libre como un todo. Los materiales adecuados incluyen, pero no están limitados a, por ejemplo, poliuretano, acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), policarbonato (PC), PC-ABS, poliamida, poliamida con aditivos tal como partículas de vidrio o metal, copolímero de metacrilato de metilo-acrilonitrilo-butadieno-estireno, etc.

La estructura reticulada misma puede estar compuesta de una estructura rígida que tiene un marco abierto de, por ejemplo, retículas impresas en 3D. Las estructuras reticuladas pueden contener una pluralidad de células reticuladas, por ejemplo, docenas, miles, cientos de miles, etc. de células reticuladas. Una vez se proporciona el modelo 3D de dentición, el proceso puede generar ficheros STL para imprimir la versión reticulada del modelo 3D y crear estructuras soporte donde sea necesario. El sistema identifica donde se necesita material en un aparato y donde no se requiere, antes de colocar y optimizar la retícula.

El sistema puede optimizar retículas dentales en dos fases. Primero, aplica una optimización de topología que permite que existan más materiales porosos con densidades intermedias. Segundo, las zonas porosas se transforman a estructuras reticuladas explícitas con volumen de material variable. En la segunda fase, las dimensiones de las células reticuladas se optimizan. El resultado es una estructura con partes sólidas más zonas reticuladas con volúmenes variables de material. El sistema equilibra la relación entre densidad del material y rendimiento de parte, por ejemplo, con respecto a la proporción rigidez a volumen, que puede tener impacto en elecciones de diseño hechas antes en el proceso de desarrollo del producto. La porosidad puede ser especialmente importante como un requisito funcional para implantes biomédicos. Las zonas reticuladas podrían ser importantes para el desarrollo con éxito de productos donde se requiere más que simple rigidez. El sistema puede considerar comportamiento de pandeo, rendimiento térmico, características dinámicas, y otros aspectos, todos los cuales se pueden optimizar. El usuario puede manipular la densidad del material basado en el resultado de un proceso de optimización, comparando diseños más fuertes frente a más débiles, o sólido frente a vacío frente a retícula. El diseñador primero define el objetivo, después realiza análisis de optimización para informar al diseño.

Mientras se puede usar impresión 3D, las retículas también se pueden hacer de tiras, barras, vigas, haces o similares, que están en contacto, se entrecruzan o solapan en un patrón regular. Las tiras, barras, vigas, haces o similares pueden tener una forma recta, pero también pueden tener una forma curvada. La retícula no está hecha necesariamente de haces longitudinales o similares, y puede, por ejemplo, consistir en esferas, pirámides, etc. interconectadas, entre otros.

La estructura reticular típicamente es un marco que contiene un patrón regular, repetitivo como se muestra en la figura 12A, en donde el patrón se puede definir por una cierta célula unidad. Una célula unidad es la unidad de repetición más sencilla del patrón. Por tanto, la estructura reticulada 424 se define por una pluralidad de células unidad. La forma de la célula unidad puede depender de la rigidez requerida y puede, por ejemplo, ser triclínica, monoclínica, ortorrómbica, tetragonal, romboédrica, hexagonal o cúbica. Típicamente, las células unidad de las estructuras reticuladas tienen un volumen que varía desde, por ejemplo 1 a 8000 mm3, o preferiblemente de 8 a 3375 mm3, o más preferiblemente de 64 a 3375 mm3, o lo más preferiblemente de 64 a 1728 mm3. El tamaño de la célula unidad puede determinar, junto con otros factores tal como la elección de material y geometría de la célula unidad, la rigidez (dureza) y transparencia de la estructura de forma libre. En general las células unidad más grandes disminuyen la rigidez y aumentan la transparencia, mientras que células unidad más pequeñas típicamente aumentan la rigidez y disminuyen la transparencia. Se pueden producir variaciones locales en la geometría de una célula unidad y/o tamaño de célula unidad, con el fin de proporcionar regiones con una cierta rigidez. Por tanto, la retícula 424 puede comprender una o más células unidad repetidas y una o más células unidad únicas. Con el fin de asegurar la estabilidad de la estructura reticulada 424, las tiras, barras, vigas, haces o similares pueden tener un espesor o diámetro de, por ejemplo, 0,1 mm o más. En formas de realización particulares, las tiras, barras, vigas, haces o similares pueden preferiblemente tener un espesor o diámetro de, por ejemplo, 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, 3 mm, 5 mm o más. La función principal de la estructura reticulada 424 es asegurar una cierta rigidez de la estructura de forma libre. La estructura reticulada 424 puede además aumentar o asegurar transparencia, ya que es un marco abierto. La estructura reticulada 424 puede preferiblemente considerarse como una estructura reticulada que tiene la forma y/o aspecto de, por ejemplo, una red o rejilla, aunque se pueden usar otras formas de realización.

La rigidez de la estructura reticulada depende de factores tal como la densidad de la estructura, que depende de la geometría de la célula unidad, las dimensiones de la célula unidad y las dimensiones de las tiras, barras, vigas, haces, etc. del marco 432. Otro factor es la distancia, S , entre las tiras y similares o, en otras palabras, las dimensiones de las aberturas en la estructura reticulada, como se muestra en la vista ejemplar en detalle de la figura 12B. En efecto, la estructura reticulada es un marco abierto y por tanto comprende aberturas 434. En formas de realización particulares, el tamaño de abertura S de la estructura reticulada está entre, por ejemplo, 1 y 20 mm, entre 2 y 15 mm, o entre 4 y 15 mm. En formas de realización preferidas, el tamaño de la abertura está entre, por ejemplo, 4 y 12 mm.

El tamaño de las aberturas puede ser igual a o menor que el tamaño de la célula unidad 434 mientras que en otras formas de realización, las aberturas pueden ser de tamaño uniforme o de tamaño arbitrario. En aún otra alternativa, diferentes regiones de la retícula pueden tener aberturas que son de tamaño uniforme, pero que son diferentes de otras regiones.

En formas de realización particulares, las estructuras de forma libre pueden comprender una estructura reticulada que tiene una o más capas reticuladas interconectadas, como se muestra en la vista frontal ejemplar de la figura 12C. Por ejemplo, la estructura reticulada puede comprender una, dos, tres o más capas reticuladas 438, donde la estructura comprende capas diferentes al menos parcialmente superpuestas y/o interconectadas 436, 436', 436'' en la estructura reticulada. El grado de rigidez proporcionado por la estructura reticulada puede aumentar con el número de capas reticuladas proporcionadas en la misma. En formas de realización particulares adicionales, las estructuras de forma libre pueden comprender más de una estructura reticulada. Los ejemplos mostrados son meramente ilustrativos de las diferentes formas de realización.

Para ciertas aplicaciones la estructura reticulada puede además comprender uno o más agujeros con un tamaño mayor que las aberturas o células unidad como se describe en el presente documento anteriormente. Además, o alternativamente, la estructura reticulada puede no extenderse sobre la forma entera de la estructura de forma libre de modo que se forman aberturas en la estructura o regiones para el manejo, por ejemplo, pestañas o surcos, y/o regiones de material de recubrimiento no apoyado. Un ejemplo de tal aplicación es una máscara facial, donde se proporcionan agujeros en la localización de los ojos, boca y agujeros de la nariz. Típicamente, estos últimos agujeros tampoco se rellenan por el material de recubrimiento.

Similarmente, en formas de realización particulares, el tamaño de las aberturas que están impregnadas en y/o encerradas por el material contiguo puede variar entre, por ejemplo, 1 y 20 mm. Los agujeros en la estructura reticulada (correspondientes a los agujeros en la estructura de forma libre) como se describe en el presente documento también tendrán típicamente un tamaño que es mayor que la célula unidad. Según esto, en formas de realización particulares, el tamaño de la célula unidad varía entre, por ejemplo, 1 y 20 mm.

Según formas de realización particulares, como se muestra en la vista frontal de la figura 12D, la estructura de forma libre prevista puede contener regiones 433 compuestas solo del material de recubrimiento 431. Esto puede ser de interés en áreas donde se desea extrema flexibilidad de la estructura de forma libre.

En formas de realización particulares, la estructura de forma libre prevista puede comprender una estructura básica que contiene, además de una estructura reticulada, una o más regiones limitadas que no contienen una estructura reticulada, pero son superficies uniformes, como se muestra en la vista en perspectiva en detalle de la figura 12E. Típicamente, estas forman extensiones 435 desde la estructura reticulada con una forma simétrica (por ejemplo, rectangular, semicírculo, etc.). Tales regiones, sin embargo, típicamente abarcan menos de, por ejemplo, el 50 %, o más particularmente menos del, por ejemplo, 30 %, o lo más particularmente menos de, por ejemplo, el 20 % de la estructura básica completa. Típicamente se usan como áreas para el manejo (pestañas manuales) de la estructura y/o para la colocación de estructuras de unión (horquillas, goma elástica, etc.). En formas de realización particulares, la estructura básica puede estar compuesta esencialmente de solo una estructura reticulada.

Puede ser ventajoso para la estructura del aparato dental tener ciertas regiones con una rigidez diferente (tal como en los dientes molares para proporcionar fuerza añadida). Esto se puede lograr proporcionando una estructura reticulada con geometrías de célula unidad que varían localmente, dimensiones de célula unidad variables y/o densidades variables y/o espesores variables de la estructura reticulada (aumentando el número de capas reticuladas), como se muestra en la vista en perspectiva en detalle de la figura 12F. Según esto, en formas de realización particulares, la estructura reticulada se proporciona con geometrías de célula unidad variables, dimensiones de célula unidad variables, espesores de la estructura reticulada variables y/o densidades variables 437, 439. Además o alternativamente, como se describe en el presente documento, el espesor del material de recubrimiento también se puede variar, como se muestra en la figura 12G. Por tanto, en formas de realización particulares, la estructura de forma libre tiene un espesor variable con una región de primer espesor 441 y una región de segundo espesor 443. En formas de realización particulares adicionales, las estructuras de forma libre pueden tener regiones con una rigidez diferente, mientras retienen el mismo volumen y dimensiones externas.

En formas de realización particulares de las estructuras de forma libre, la estructura básica o la estructura reticulada se puede recubrir en parte con un material de recubrimiento que es diferente del material usado para fabricar la estructura reticulada. En formas de realización particulares la estructura reticulada esta al menos parcialmente embebida en o encerrada por (y opcionalmente impregnada con) el material de recubrimiento, como se muestra en la vista frontal en detalle ejemplar de la figura 12H. En formas de realización adicionales, el material de recubrimiento se proporciona sobre una o ambas superficies de la estructura reticulada 436. En formas de realización particulares solo ciertas regiones de superficie de la estructura básica y/o la estructura reticulada en la estructura de forma libre están provistas con un material de recubrimiento mientras porciones pueden estar expuestas 445. En formas de realización particulares, al menos una superficie de la estructura básica y/o estructura reticulada puede estar recubierta 431 para al menos el 50 %, más particularmente al menos el 80 %. En formas de realización adicionales, todas las regiones de la estructura básica que tienen una estructura reticulada están completamente recubiertas, en al menos un lado, con el material de recubrimiento. En formas de realización particulares adicionales, la estructura básica está completamente embebida con el material de recubrimiento, con las excepciones de las pestañas proporcionadas para el manejo.

En formas de realización adicionales, la estructura de forma libre comprende, además de una estructura reticulada recubierta, regiones de material de recubrimiento no apoyadas por una estructura básica y/o estructura reticulada.

Según esto, en formas de realización particulares, la estructura de forma libre puede comprender al menos dos materiales con diferente textura o composición. En otras formas de realización, la estructura de forma libre puede comprender una estructura compuesta, por ejemplo, una estructura que está hecha de al menos dos composiciones y/o materiales distintos.

El/Los material(es) de recubrimiento puede ser un material polimérico, un material cerámico y/o un metal. En formas de realización particulares, el/los material(es) de recubrimiento es un material polimérico. Los polímeros adecuados incluyen, pero no están limitados a, siliconas, una goma o látex natural o sintética, cloruro de polivinilo, polietileno, polipropileno, poliuretanos, poliestireno, poliamidas, poliésteres, poliepóxidos, aramidas, tereftalato de polietileno, metacrilato de polimetilo, acetato de etilenvinilo o mezclas de los mismos. En formas de realización particulares, el material polimérico comprende silicona, poliuretano, poliepóxido, poliamidas o mezclas de los mismos.

En formas de realización particulares, las estructuras de forma libre comprenden más de un material de recubrimiento o combinaciones de diferentes materiales de recubrimiento.

En formas de realización específicas, el material de recubrimiento es una silicona. Las siliconas son típicamente inertes, lo que facilita la limpieza de la estructura de forma libre.

En formas de realización particulares, el material de recubrimiento es material polimérico ópticamente transparente. El término “ópticamente transparente” como se usa en el presente documento significa que se puede ver a través de una capa de este material con un espesor de 5 mm basado en inspección visual sin ayuda. Preferiblemente, tal capa tiene la propiedad de transmitir al menos el 70 % de la luz visible incidente (radiación electromagnética con una longitud de onda entre 400 y 760 nm) sin difundirla. La transmisión de luz visible, y por tanto la transparencia, se puede medir usando un espectrofotómetro UV-Vis como sabe el experto en la materia. Los materiales transparentes son especialmente útiles cuando la estructura de forma libre se usa para tratamiento de heridas (véase posteriormente). Los polímeros pueden derivar de un tipo de monómero, oligómero o prepolímero y opcionalmente otros aditivos, o pueden derivar de una mezcla de monómeros, oligómeros o prepolímeros y opcionalmente otros aditivos. Los aditivos opcionales pueden comprender un agente de expansión y/o uno o más compuestos capaces de generar un agente de expansión. Los agentes de expansión típicamente se usan para la producción de una espuma.

Según esto, en formas de realización particulares, el/los material(es) de recubrimiento están presentes en la estructura de forma libre en forma de una espuma, preferiblemente un sólido espumado. Por tanto, en formas de realización particulares, la estructura reticulada se recubre con un sólido espumado. Los materiales espumados tienen ciertas ventajas sobre materiales sólidos: los materiales espumados tienen una menor densidad, requieren menos material y tienen mejores propiedades aislantes que los materiales sólidos. Los sólidos espumados también son excelentes materiales de absorción de energía de impacto y por tanto son especialmente útiles para la fabricación de estructuras de forma libre que son elementos protectores (véase posteriormente). El sólido espumado puede comprender un material polimérico, un material cerámico o un metal. Preferiblemente, el sólido espumado comprende uno o más materiales poliméricos.

Las espumas pueden ser espumas estructuradas de célula abierta (también conocidas como espumas reticuladas) o espumas de célula cerrada. Las espumas estructuradas de célula abierta contienen poros que están conectados entre sí y forman una red interconectada que es relativamente blanda. Las espumas de célula cerrada no tienen poros interconectados y en general son más densas y fuertes que las espumas estructuradas de célula abierta. En formas de realización particulares, la espuma es una “espuma de piel integral”, también conocida como “espuma de autopiel”, por ejemplo, un tipo de espuma con una piel de alta densidad y un núcleo de baja densidad.

Por tanto, en formas de realización particulares, las estructuras de forma libre pueden comprender una estructura básica que incluye una estructura reticulada que está al menos parcialmente recubierta por un material polimérico u otro como se describe en el presente documento. Para algunas aplicaciones, el espesor de la capa de recubrimiento y la uniformidad del espesor de la capa del recubrimiento no son esenciales. Sin embargo, para ciertas aplicaciones, puede ser útil proporcionar una capa de material de recubrimiento con un espesor de capa ajustado en una o más localizaciones de la estructura de forma libre, por ejemplo, para aumentar la flexibilidad del ajuste de la estructura de forma libre en la parte del cuerpo.

La estructura básica de las estructuras de forma libre previstas en el presente documento se puede hacer a una única parte de forma libre rígida que no necesita revestimiento separado u otros elementos. Independiente de lo mismo se prevé que las estructuras de forma libre se puedan proporcionar además con componentes adicionales 447 tal como sensores, correas, u otros elementos para mantener la estructura en posición en el cuerpo, o cualquier otro elemento que pueda ser de interés en el contexto del uso de las estructuras e integrado en o a lo largo de la estructura, como se muestra en la figura 12I. Varios ejemplos de sensores que se pueden integrar se describen en más detalle en el presente documento.

En ciertas formas de realización, la estructura de forma libre comprende una única estructura reticulada rígida (que opcionalmente comprende diferentes capas interconectadas de material reticulado). Sin embargo, tales estructuras con frecuencia solo permiten una flexibilidad limitada, que puede producir incomodidad a una persona o animal que lleva la estructura de forma libre. Se puede obtener un aumento en flexibilidad si la estructura de forma libre comprende dos o más estructuras reticuladas rígidas separadas que se pueden mover en relación una a otra. Estas dos o más estructuras reticuladas son encerradas después por un material como se describe anteriormente, de modo que la estructura de forma libre resultante todavía está hecha o proporcionada como una única parte. La rigidez de la forma de la estructura de forma libre se asegura localmente por cada una de las estructuras reticuladas, mientras que la flexibilidad adicional durante la colocación se asegura por el hecho de que hay un movimiento (limitado) de las estructuras reticuladas una en relación a otra. En efecto, en estas formas de realización, el material de recubrimiento y/o una estructura reticulada más limitada típicamente asegurarán que las estructuras reticuladas permanecen unidas entre sí.

En formas de realización particulares, las estructuras reticuladas son parcial o completamente solapantes. Sin embargo, en formas de realización particulares, las diferentes estructuras reticuladas son no solapantes. En formas de realización particulares adicionales, las estructuras reticuladas están móvilmente conectadas entre sí, por ejemplo, a través de una bisagra u otro mecanismo movible 449, 449', como se muestra en la vista frontal en detalle de la figura 12J. En formas de realización particulares, la conexión se asegura por material reticulado. En formas de realización particulares adicionales, las estructuras reticuladas pueden estar interconectadas por uno o más haces que forman extensiones de las estructuras reticuladas. En formas de realización adicionales las estructuras reticuladas se mantienen juntas en la estructura de forma libre por el material de recubrimiento. Un ejemplo de tal estructura de forma libre es una máscara facial con una estructura de mandíbula que es móvil con respecto al resto de la máscara. Según esto, en formas de realización particulares, la estructura reticulada comprende al menos dos estructuras reticuladas separadas conectadas móvilmente entre sí, por lo cual las estructuras reticuladas están integradas en la estructura de forma libre como se muestra.

La estructura de forma libre se puede usar para tratamiento de heridas como se describe en el presente documento. Para la cicatrización óptima, la estructura de forma libre proporciona un contacto y/o presión uniforme sobre el sitio de herida o localizaciones específicas del sitio de herida. La estructura reticulada hace sencillo incorporar sensores de presión en la estructura de forma libre según la presente invención. Los sensores pueden ser sensores externos, pero también pueden ser sensores internos. En efecto, la estructura reticulada se puede diseñar de modo que permita montar varios sensores en localizaciones precisas, como se describe anteriormente, antes de impregnar y/o encerar la estructura reticulada por un polímero u otro material.

Adicional o alternativamente, la estructura de forma libre puede comprender uno o más otros sensores, como se describe anteriormente en la figura 12I, tal como un sensor de temperatura, un sensor de humedad, un sensor óptico, una galga extensiométrica, un acelerómetro, un giroscopio, un sensor GPS, un contador de pasos, etc. Se pueden usar acelerómetros, giroscopios, sensores GPS y/o contadores de pasos, por ejemplo, como un monitor de actividad. Se pueden usar sensor(es) de temperatura, sensor(es) de humedad, galga(s) extensiométrica(s) y/o sensor(es) óptico(s) para seguir el proceso de cicatrización durante el tratamiento de heridas. Específicamente, se puede(n) usar sensor(es) óptico(s) para determinar la estructura de fibras de colágeno como se explica en la solicitud de patente en EE UU 2011/0015591.

Según esto, en formas de realización particulares la estructura de forma libre además comprende uno o más sensores externos y/o internos. En formas de realización específicas, la estructura de forma libre comprende uno o más sensores internos. En ciertas formas de realización, la estructura de forma libre comprende uno o más sensores de presión y/o temperatura.

El experto en la materia entenderá que además del/los sensor(es), también fuentes de alimentación asociadas y/o medios para transmitir señales del/los sensor(es) a un dispositivo receptor se pueden incorporar en la estructura de forma libre, tal como cableado, transmisores de radio, transmisores infrarrojos, y similares.

En formas de realización particulares, al menos un sensor puede comprender tecnología de sistemas mecánicos microelectrónicos (MEMS), por ejemplo, tecnología que integra sistemas mecánicos y microelectrónica. Los sensores basados en tecnología MEMS también se denominan sensores MEMS y tales sensores son pequeños y ligeros, y consumen relativamente poca energía. Los ejemplos no limitantes de sensores MEMS adecuados son el sensor de temperatura STTS751 y acelerómetro LIS320DL STMicroelectrónico.

Como se muestra en la figura 12K, la estructura reticulada también permite proporcionar la estructura de forma libre con uno o más canales (internos) 451. Estos canales se pueden usar para la administración de agentes de tratamiento a la piel, tejido o dientes subyacentes. Los canales también se pueden usar para la circulación de fluidos, tal como fluidos de calefacción o refrigeración.

Una filosofía del tratamiento ortodóntico se conoce como “Fuerza Diferencial” llamado para que las fuerzas correctoras dirigidas a los dientes se adapten estrechamente según los requisitos de nivel de fuerza ideal de cada diente. El enfoque de fuerza diferencial se soportó por hardware basado en muelles calibrados pretendidos para proporcionar solo esos niveles de fuerza ideales requeridos. Llevando adelante el concepto del enfoque de la fuerza diferencial a los preceptos de fabricación de alineadores, se puede apreciar que los alineadores de máquinas CNC que muestran espesor variable cuidadosamente controlado pueden lograr los objeticos de la fuerza diferencial en una base de diente a diente. Los compartimentos que rodean los dientes pueden tener espesores de pared establecidos al nivel CAD/CAM por un técnico basado en las necesidades de cada diente. Un alineador impreso en 3D puede tener una serie ilimitada de regiones, cada una con un espesor de compensación único entre sus superficies interna y externa.

Antes de instalar tales dispositivos, un dentista puede evaluar el progreso de un caso en mitad del tratamiento, por ejemplo, y en particular, tomar nota de áreas de problemas donde la respuesta del diente deseada está retrasada o casos donde dientes particulares están tenazmente no moviéndose en respuesta a fuerzas de tratamiento. La estructura impresa en 3D puede incluir un grupo de pequeños dispositivos que se pretende que estén estratégicamente situados e impresos en 3D con una estructura de alineador. Tales dispositivos se denominan “auxiliares de alineadores”. La figura 13 es una vista en detalle de una porción de una alineador 440 que muestra un área impresa en 3D 442 que está maquinada lo que permite a un material más espeso aceptar un elástico 444. Otras geometrías impresas en 3D de interés serían terrones o puntos de presión, que crean aberturas/ventanas en el alineador para un tratamiento de combinación, por ejemplo, formando ganchos en el alineador para bandas elásticas, entre otros. Se pueden instalar auxiliares de alineadores en esas localizaciones para amplificar y enfocar fuerzas correctoras del alineador para aumentar la corrección. Por ejemplo, un auxiliar conocido como una tachuela se puede instalar después de que un agujero de diámetro predeterminado se haya perforado a través de una pared de un compartimento que contiene un diente de un alineador. El diámetro del agujero puede ser ligeramente menor que el diámetro de una porción de caña de la tachuela que se puede imprimir directamente en el alineador. Tales tachuelas de tamaño progresivo y otros dispositivos auxiliares están comercialmente disponibles para ortodontistas que los usan para aumentar y extender las fuerzas que corrigen la posición del diente de los alineadores.

También se pueden usar protuberancias y sirven para enfocar la energía almacenada localmente en la región de la estructura del alineador adyacente a una protuberancia. La protuberancia que se proyecta hacia dentro produce una flexión hacia fuera del material del alineador en una región lejos de la superficie del diente. Configuradas de esta manera, las protuberancias recogen la energía almacenada de un área más amplia y transfieren esa energía al diente en el punto más mecánicamente ventajoso, enfocando así las fuerzas correctoras más eficazmente. Un elemento de gancho elástico 450 se puede imprimir en 3D directamente en un área de otra manera sin elementos distintivos de una estructura de alineador, como se muestra en las vistas laterales de las figuras 14A y 14B. También se pueden usar ganchos elásticos como puntos de anclaje para elásticos ortodónticos que proporcionan fuerzas de tracción entre porciones seccionadas de un alineador (o un alineador y otras estructuras unidas de forma fija a los dientes) según se necesite durante el tratamiento.

Aparte de los elementos de gancho 450, otros elementos tal como elementos de succión 452 se pueden fabricar para adherencia de uno o más dientes particulares T , como se muestra en vista transversal parcial de la figura 14C. De esta manera, el alineador puede ejercer una fuerza dirigida 454 concentrada en el uno o más dientes particulares.

En aún otra forma de realización, como se muestra en la vista en perspectiva de la figura 14D, las superficies oclusales del alineador se pueden fabricar para tener áreas definidas para facilitar que el paciente coma o hable. Tales elementos pueden incluir regiones oclusales que están adelgazadas, hechas en superficies aplanadas 456, o hechas con cualquier número de proyecciones 458 para facilitar comer.

Además, diferentes porciones de los alineadores se pueden fabricar para tener diferentes áreas 460 de fricción variable, como se muestra en la vista perspectiva de la figura 14E. Tales áreas variables se pueden formar, por ejemplo, a lo largo de los bordes para prevenir el rasgado del material del alineador.

Se pueden formar enganches adicionales en los aparatos dentales impresos en 3D tal como recubrimientos particulados. El recubrimiento particulado 462 se puede formar en la superficie involucrada del diente del aparato impreso en 3D reticulado de cualquier manera conveniente, por ejemplo, fusión, sinterización, etc., como se muestra en la vista perspectiva de la figura 14F. Las partículas que hacen el recubrimiento pueden tener cualquier forma conveniente, incluyendo una forma esférica o una forma irregular, y pueden estar construidas de metal (incluyendo aleaciones), cerámica, polímero, o una mezcla de materiales. El recubrimiento particulado adherido a la superficie involucrada del diente puede tomar la forma de partículas discretas que están separadas entre sí en la superficie, o la forma de una capa o múltiples capas de partículas unidas para producir una red de poros interconectados. El recubrimiento particulado proporciona un interfaz poroso en el que una resina fijadora fluida puede fácilmente fluir y penetrar. Tras curar la resina a forma sólida, se logra entrelazado mecánico entre la resina curada y el recubrimiento particulado. En algunas circunstancias, se puede lograr unión química además de esta unión mecánica, por ejemplo, mediante el uso de policarboxilato o cementos ionómeros de vidrio con acero inoxidable y otros sustratos metálicos y con sustratos cerámicos.

Para un recubrimiento de partículas integralmente unidas que hace una estructura porosa que tiene una pluralidad de poros interconectados que se extienden a través de la misma, las partículas son habitualmente aproximadamente malla -100 y preferiblemente una mezcla de partículas de tamaños de partículas variable restringidos a uno de tres intervalos de tamaño, por ejemplo, malla -100+325 (de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 200 micrómetros), malla -325+500 (de aproximadamente 20 hasta aproximadamente 50 micrómetros), y malla -500 (menos de aproximadamente 20 micrómetros). El tamaño de las partículas en la estructura porosa determina el tamaño de poro de los poros entre las partículas. Se prefieren poros de menor tamaño para agentes de unión de resina fluida mientras que se prefieren poros de mayor tamaño para materiales de unión cementantes más viscosos. La selección del tamaño de partícula también se usa para controlar la porosidad del recubrimiento en el intervalo de aproximadamente el 10 hasta aproximadamente el 50 % en volumen.

Se requiere una resistencia estructural adecuada para el compuesto de sustrato y recubrimiento, de modo que cualquier fractura de la articulación del aplique dental al diente se produzca en la resina y no en el recubrimiento. Para lograr esta condición, la resistencia estructural del recubrimiento, el interfaz entre el recubrimiento y el sustrato y el sustrato mismo es al menos 8 MPa.

Las figuras 15A a 15D muestran vistas despiezadas de estructuras reticuladas alternativas que se pueden utilizar en cualquiera de las formas de realización descritas en el presente documento. Las estructuras reticuladas tienen caras abiertas y están estratificadas y también se pueden considerar como dos o más capas reticuladas interconectadas o como estructuras que comprenden solo una capa o más de dos capas.

La figura 15A muestra una primera y segunda vista perspectiva de la estructura reticulada 470 que tiene un patrón de célula triangular y un ejemplo de la estructura 470 reconfigurada en una configuración alternativa o comprimida 470'. La figura 15B muestra una primera y segunda vista perspectiva de la estructura reticulada 472 que tiene un patrón de célula poligonal y un ejemplo de la estructura 472 reconfigurada en una configuración alternativa o comprimida 472'. La figura 15C muestra una primera y segunda vista perspectiva de la estructura reticulada 474 que tiene un patrón de célula en rombo y un ejemplo de la estructura 474 reconfigurada en una configuración alternativa o comprimida 474'. La figura 15D muestra una vista perspectiva de la estructura reticulada 476 que tiene un patrón de célula en rombo unida.

Durante el proceso de impresión 3D, los aparatos orales formados pueden necesitar estar soportados por una estructura intermedia dadas las formas complejas que se construyen. Tales estructuras intermedias se pueden usar temporalmente y después eliminar, separar o desacoplar de otra manera del aparato oral que se forma.

La figura 16 muestra una vista lateral transversal de un aparato dental impreso en 3D ejemplar 510 con una estructura soporte temporal 514 colocada en el aparato 510. Típicamente, el aparato dental 510 se diseña para estar en la boca del paciente más de 518 horas un día durante aproximadamente un mes. Aparte de la durabilidad, la funda del aparato dental 510 es deseablemente delgada que típicamente tiene un espesor de aproximadamente 0,5 mm. Para poder imprimir en 3D tal funda o porción dental para cubrir los dientes o diente, la estructura de la figura 16 puede utilizar una estructura soporte interna 514 para soportar o reforzar estructuralmente el aparato dental 510 formado sobre la estructura soporte 514. Puesto que la superficie oclusal 512 del aparato dental 510 puede tener una anatomía (o terreno) compleja, la superficie de interconexión 516 de la estructura soporte 514 puede estar formada para reflejar la superficie oclusal 512 de modo que la superficie oclusal 512 formada sobre la superficie de interconexión 516 durante el proceso de fabricación soporte suficientemente el aparato oral 510.

Una vez se ha completado la formación del aparato 510, la estructura soporte 514 se puede retirar inmediatamente desde la abertura 518 definida por el aparato 510. Por tanto, en una forma de realización, la anchura de la estructura soporte 514 puede ser similar a la abertura 518 del aparato 510 para permitir la eliminación del soporte 514 del aparato 510. El aparato 510 se puede fabricar de un número de diferentes tipos de polímeros, por ejemplo, silicona, poliuretano, poliepóxido, poliamidas, o mezclas de los mismos, etc., y la estructura soporte 514 se puede fabricar del mismo material, similar o diferente que el material del aparato 510. Fabricar la estructura soporte 514 de un material diferente que el material del aparato 510 puede facilitar la separación y eliminación de la estructura soporte 514 del aparato 510 cuando está terminado.

Aparte de tener la estructura soporte 514 colocada directamente debajo del aparato 510 durante la fabricación, otras formas de realización pueden incluir una estructura soporte formada como una o más capas, como se muestra en las vistas laterales transversales parciales de las figuras 17A y 17B. La figura 17A muestra una forma de realización de un aparato oral 520 durante la fabricación donde una capa central interna 522 se puede formar (por ejemplo, a través de impresión 3D) de un primer material configurada y formada para seguir los contornos de la dentición. Con la capa central interna 522 fabricada, una capa de aparato interna 524 se puede imprimir sobre una superficie interior de la capa central interna 522 y una capa de aparato externa 526 se puede imprimir sobre una superficie exterior de la capa central interna 522. La capa central interna 522 se puede, por tanto, formar para tener un tamaño ligeramente mayor relativa a la dentición para permitir la fabricación de la capa de aparato interna 524 al tamaño. La capa de aparato interna 524 y la capa de aparato externa 526 se pueden imprimir sobre la capa central interna 522 secuencial o simultáneamente para formar el aparato oral deseado 520. Posteriormente, la capa central interna 522 se puede fundir, lavar, o disolver de otra manera, por ejemplo, mediante sustancias químicas, dejando el aparato oral completado 520 con la capa de aparato interna 524 y la capa de aparato externa 526 intactas.

En otra forma de realización, la figura 17B muestra una vista lateral transversal de una organización donde el aparato oral 528 se puede fabricar mediante una capa de aparato 530 formada entre una capa central interna 532 y una capa central externa 534. La capa central interna 532 se puede formar para que tenga un tamaño ligeramente inferior relativo a la dentición para permitir la fabricación de la capa del aparato 530 al tamaño. Una vez se ha fabricado la capa de aparato 530 mientras está soportada por la capa central interna 532 y la capa central externa 534, tanto la capa central interna 532 como la capa central externa 534 se pueden eliminar o disolver de otra manera dejando la capa de aparato 530.

En aún otra forma de realización, el aparato oral se puede fabricar con varios elementos tal como proyecciones, protrusiones, u otras formas para proporcionar flexibilidad adicional al tratar a un paciente. La figura 18 muestra una vista lateral transversal de un ejemplo de un aparato oral impreso 540 que tiene un bolsillo o cavidad 542 formado a lo largo de una porción lateral del dispositivo, por ejemplo, para recibir un enganche tal como un elástico que se puede colocar en el bolsillo o cavidad 542. En este ejemplo, la estructura soporte puede incluir un elemento o proyección 544 que produce que el correspondiente bolsillo o cavidad 542 protruya del aparato dental 540, como se muestra. Ciertos elementos se pueden imprimir en 3D para futuro ensamblaje para proporcionar opciones de tratamiento adicionales y mejorar la eficacia del aparato oral. En otras formas de realización, la estructura soporte se puede formar sin ningún elemento adicional, pero el elemento o proyección 544 se puede adherir o asegurar de otra manera a regiones seleccionadas de la estructura soporte para formar selectivamente el correspondiente bolsillo o cavidad 542 en el aparato oral 540. El elemento o proyección se puede diseñar opcionalmente, por ejemplo, para permitir fricción no isotrópica en una dirección que ayuda al dispositivo a agarrar los dientes mejor y moverlos a su posición designada.

En aun otra forma de realización, los elementos o proyecciones se pueden en su lugar incorporar en el aparato oral para impartir fuerzas adicionales o para facilitar movimientos de dientes. Un ejemplo se muestra en la vista desde arriba de la figura 19 que ilustra una proyección 550 (por ejemplo, una bola polimérica o metálica) colocada por un aparato oral (no mostrado por claridad) entre dos dientes adyacentes 554, 556. La proyección 550 se puede fabricar como parte del aparato oral que se extiende desde el aparato y en contacto contra regiones especificadas de un diente o dientes, por ejemplo, para facilitar un movimiento de separación entre dientes adyacentes 554, 556. Mientras se muestra una única proyección 550, tal proyección o múltiples proyecciones se pueden usar en el aparato oral.

Aparte de proyecciones, el aparato oral 560 también puede definir un número de canales, surcos, o elementos que apoyan el uso de dispositivos adicionales. Un aparato oral ejemplar 560 se muestra en la vista desde arriba de la figura 20 colocado sobre los dientes 562 de un sujeto y que además tiene ranuras 564, 566 definidas en el aparato oral 560 para soportar alambres 568 en el mismo. El aparato oral 560 se puede configurar e imprimir con las ranuras 564, 566 para recibir, por ejemplo, alambres, ganchos, bandas de goma, etc., para suplementar las fuerzas correctoras impartidas por el aparato oral 560 para corregir maloclusiones, así como para aumentar la resistencia material y prevenir la relajación material, por ejemplo, en casos de expansión de arcada. El alambre 568 se muestra anclado en las ranuras 564, 566 del aparato oral 560 para fines ilustrativos, pero también se pueden usar variaciones alternativas para la colocación de ranuras o incorporar otros rasgos o elementos.

En otra forma de realización, debido a modelado gingival preciso, la funda del aparato oral se puede extender o engrosar para cubrir las áreas de encía sin dañar a los pacientes. Tales áreas extendidas pueden reforzar la funda, por ejemplo, plástico, especialmente en momento donde una funda plástica acortada puede no ser capaz de proporcionar la resistencia necesaria.

La figura 21 muestra un proceso ejemplar para ajustar el espesor del aparato oral impreso en 3D. Con la dentición del sujeto escaneada y convertida electrónicamente, los modelos de arcada superior e inferior 570 se pueden cargar en la memoria de un sistema informático que tiene un procesador programable. Se puede ajustar el registro de la mordida y el modelo digital resultante se puede montar en un articulador virtual 572. El sistema se puede programar para generar un modelo de funda inicial que tiene un espesor predeterminado 574 donde las porciones más gruesas del aparato oral proporcionan una región relativamente más fuerte. El dentista puede incorporar elementos tal como proyecciones 550 mostradas antes en la figura 19 y/o además incorporar elementos adicionales tal como ranuras 564, 566 o cualquier otro elemento en el modelo de aparato oral. El sistema se puede programar para activar después un articulador para realizar una mordida simulada 576 entre los modelos de arcada superior e inferior para calcular cualquier solapamiento entre la funda de la arcada superior e inferior 578. Cualquier tensión resultante en el modelo de funda del aparato oral también se puede determinar.

El sistema puede después eliminar cualquier solapamiento recortando el material de la funda 580 en el modelo y cualquier isla aislada o trozos peninsulares se pueden eliminar también 582. El modelo 3D resultante se puede entonces exportar a una impresora 3D 584 para fabricar el aparato dental o funda.

La figura 22 muestra otro proceso ejemplar para determinar el espesor de un aparato oral basado en simulaciones físicas. En este proceso, el modelo digital de la arcada inferior y la arcada superior se puede cargar 590 en la memoria de un sistema informático, como antes. La nueva configuración deseada para la arcada y/o dentición se puede introducir en el sistema que puede calcular los movimientos necesarios que se produzcan para el diente o dientes 592. El sistema puede después generar un modelo analítico para una forma de la funda inicial 594. El sistema puede además correr un modelo analítico para optimizar formas de fundas, incluyendo espesores y componentes o partes auxiliares potenciales que pueden ser necesarias o deseadas 596. El modelo 3D analítico se puede además optimizar para mejor comodidad del paciente y minimización del coste de la resina 598 y el resultado se puede entonces proporcionar a una impresora 3D 600 para fabricar el aparato oral o funda.

En general, la funda plástica formada por presión que forma aparatos orales convencionales tiene defectos intrínsecos. Idealmente la funda plástica tiene una capa relativamente más delgada (por ejemplo, más delgada que otras regiones del aparato) en regiones del aparato que están en contacto con las áreas oclusales de la dentición del paciente de modo que la mordida del paciente no está afectada cuando está en uso durante el tratamiento. Por otra parte, las áreas del vano o superficie lateral son idealmente relativamente más gruesas para proporcionar suficiente fuerza para empujar el diente o dientes a su localización designada para corregir maloclusiones. Con frecuencia, estas regiones de vano se estiran más delgadas durante el proceso de formación para el aparato oral. Al formar el aparato oral, el sistema descrito en el presente documento puede determinar áreas del aparato oral que afectan la mordida del paciente y pueden configurar el aparato para que sea más delgado en áreas particulares o pueden incluso eliminar algo de material del aparato por completo para formar un agujero.

Las estructuras reticuladas de forma libre que ajustan a al menos parte de la superficie, por ejemplo, contorno externo, de una parte del cuerpo se pueden usar para formar el aparato oral. Específicamente, las formas de realización descritas pueden utilizar estructuras reticuladas de forma libre para formar o fabricar aparatos que se diseñan para colocación o posicionamiento sobre las superficies externas de la dentición de un paciente para corregir una o más maloclusiones. La estructura de forma libre está al menos parcialmente fabricada por técnicas de fabricación aditiva y utiliza una estructura básica compuesta de una estructura reticulada. La estructura reticulada puede asegurar y/o contribuir a una estructura de forma libre que tiene una rigidez definida y la estructura reticulada también puede asegurar cobertura óptima de la dentición por un material de recubrimiento que se puede proporcionar en la estructura reticulada. La estructura reticulada está al menos parcialmente recubierta por, impregnada en y/o encerrada por el material de recubrimiento. Además, formas de realización de la estructura reticulada pueden contribuir a la transparencia de la estructura.

El término “estructura reticulada de forma libre”, como se usa en el presente documento, se refiere a una estructura que tiene una forma o contorno que fluye irregular y/o asimétrica, más en particular que ajusta a al menos parte del contorno de una o más partes del cuerpo. Por tanto, en formas de realización particulares, la estructura de forma libre puede ser una superficie de forma libre. Una superficie de forma libre se refiere a una forma (esencialmente) bidimensional contenida en un espacio geométrico tridimensional. En efecto, como se detalla en el presente documento, tal superficie se puede considerar como esencialmente bidimensional en que tiene espesor limitado, pero no obstante puede en algún grado tener un espesor variable. Como comprende una estructura reticulada rígidamente ajustada para mimetizar una cierta forma crea una estructura tridimensional.

Típicamente, la estructura o superficie de forma libre se caracteriza por una falta de correspondientes dimensiones radiales, a diferencia de las superficies regulares tal como planos, cilindros y superficie cónicas. El experto en la materia conoce las superficies de forma libre y se usan mucho en disciplinas de diseño de ingeniería. Típicamente se usa matemática B-spline racional no uniforme (NURBS) para describir las formas de la superficie; sin embargo, hay otros métodos tal como superficies de Gorden o superficies de Coons. Las formas de las superficies de forma libre se caracterizan y definen no en términos de ecuaciones polinómicas, sino por sus polos, grado, y número de parches (segmentos con curvas spline). Las superficies de forma libre también se pueden definir como superficies trianguladas, donde se usan triángulos para para aproximar las superficies 3D. Las superficies trianguladas se usan en ficheros de lenguaje de triangulación estándar (STL) que conoce un experto en el diseño CAD. Las estructuras de forma libre se ajustan a la superficie de una parte del cuerpo, como resultado de la presencia de una estructura básica rígida en las mismas, que proporcionan a las estructuras sus características de forma libre.

El término “rígido” cuando se refiere a la estructura reticulada y/o estructuras de forma libre que las comprenden en las mismas se refiere a una estructura que muestra un grado limitado de flexibilidad, más en particular, la rigidez asegura que la estructura forma y retiene una forma predefinida en un espacio tridimensional antes de, durante y después del uso y que esta forma global es mecánica y/o físicamente resistente a presión aplicada a la misma. En formas de realización particulares, la estructura no es plegable sobre si misma sin perder sustancialmente su integridad mecánica, sea manual o mecánicamente. A pesar de la rigidez global de la forma de las estructuras previstas, la dureza específica de las estructuras se puede determinar por la estructura y/o material de la estructura reticulada. En efecto, se prevé que las estructuras reticuladas y/o estructuras de forma libre, mientras mantienen su forma global en un espacio tridimensional, pueden tener alguna flexibilidad (local) para el manejo. Como se detallará en el presente documento, pueden surgir variaciones (locales) por la naturaleza del patrón de la estructura reticulada, el espesor de la estructura reticulada y la naturaleza del material. Además, donde las estructuras de forma libre previstas en el presente documento comprenden partes separadas (por ejemplo, estructuras reticuladas no continuas) que están interconectadas (por ejemplo, por bisagras o por áreas de material de recubrimiento), la rigidez de la forma puede estar limitada a cada una de las áreas que comprende una estructura reticulada.

Se pueden encontrar descripciones de procesos de fabricación de aparatos dentales en más detalle en la Solicitud provisional en EE UU 62/238.514 presentada el 7 de octubre, 2015.

En general, el proceso de fabricación incluye diseñar un aparato que se lleva en los dientes que se va a cubrir por una estructura de forma libre, fabricar el molde, y proporcionar la (una o más) estructuras reticuladas al mismo y proporcionar el material de recubrimiento en el molde de modo que se forme la estructura de forma libre. Las estructuras de forma libre son específicas del paciente, es decir, se hacen para que ajusten específicamente en la anatomía o dentición de cierto paciente, por ejemplo, animal o humano. Al fabricar el aparato dental, la representación 3D de las superficies, por ejemplo, contornos externos, de la dentición de un paciente para corregir una o más maloclusiones se puede capturar a través de un escáner 3D, por ejemplo, un escáner laser portátil, y los datos recogidos se pueden usar después para construir un modelo tridimensional digital de la parte del cuerpo del sujeto. Alternativamente, las imágenes específicas del paciente las puede proporcionar un técnico o médico al escanear al sujeto o parte del mismo. Tales imágenes se pueden usar después como o convertidas a una representación tridimensional del sujeto, o parte del mismo. Se pueden prever etapas adicionales en donde la imagen escaneada se manipula y, por ejemplo, se limpia.

Al fabricar aparatos orales o dentales que se usan para tratar maloclusiones en la dentición de un paciente, el aparato oral se puede formar inicialmente a través de, por ejemplo, termoformado o técnicas de impresión tridimensional (3D). Una vez formado, el aparato oral puede requerir procesamiento adicional para recortar el exceso de material para asegurar un buen ajuste en el paciente. Sin embargo, recortar este exceso típicamente es un proceso que consume tiempo que requiere una etapa separada después de formar el aparato.

En una forma de realización, el formado y cortado del aparato oral se puede lograr en un proceso automatizado y con una única máquina. En general, la dentición escaneada de un paciente se puede usar para crear uno o más moldes de la dentición donde cada molde posterior se configura para posteriormente seguir una ruta correctora para uno o más dientes para corregir maloclusiones. Cada uno de los uno o más moldes se puede usar como un molde para termoformar o imprimir en 3D un correspondiente aparato oral sobre los moldes. Los aparatos orales resultantes se pueden usar en secuencia para mover la dentición para corregir maloclusiones.

La figura 23 muestra un proceso ejemplar para utilizar control numérico computarizado o por ordenador (CNC) para fabricar aparatos orales. Los sistemas CNC típicos y diseño de componentes fin a fin está muy automatizado usando software dental de diseño asistido por ordenador (CAD) y fabricación asistida por ordenador (CAM). El proceso empieza al cargar modelos digitales de las arcadas inferior y superior 710 de la dentición del sujeto en un sistema informático que tiene un procesador. Esto puede implicar capturar la representación 3D de las superficies, por ejemplo, contornos externos, de la dentición de un paciente para corregir una o más maloclusiones. Para este fin, el sujeto se puede escanear usando un escáner 3D, por ejemplo, un escáner laser portátil, y los datos recogidos se pueden usar después para construir un modelo tridimensional digital de la parte del cuerpo del sujeto. Alternativamente, las imágenes específicas del paciente las puede proporcionar un técnico o médico al escanear al sujeto o parte del mismo. Tales imágenes se pueden usar después como o convertidas a una representación tridimensional del sujeto, o parte del mismo.

Con el modelo digital de la dentición del sujeto cargado en el sistema informático, el proceso calcula entonces una ruta de asa de corte basada en regla 712 en el modelo digital para determinar una ruta a lo largo de la cual la máquina CNC puede seguir para recortar el molde en el que se fabrica el aparato oral. Una vez se ha determinado la ruta del asa de corte, el proceso puede después reducir la complejidad del modelo aplicando una pared cubierta 714 (como se describe en más detalle posteriormente) que se extiende digitalmente desde la ruta del asa de corte hacia una parte inferior del modelo de molde (por ejemplo, lejos de la porción del aparato que está en contacto con los dientes y hacia la porción del aparato que se extiende hacia las encías). La pared cubierta funciona definiendo una región del aparato oral que se puede ignorar ya que esta porción se va a eliminar o recortar.

El modelo digital se puede después rotar alrededor de su centro en relación a un plano de referencia con el fin de calcular un ángulo de inclinación de la hoja de corte y altura de la hoja 716 (relativo al plano de referencia) que se puede aplicar durante el procedimiento de recorte real. Con esta información, el código de que va a mandar a la máquina CNC se puede generar basado en la configuración de fases que se va a utilizar 718. Una base de molde físico que se va a usar en el procedimiento de procesamiento se puede recortar y se pueden incorporar uno o más elementos de anclaje en la base del molde para asegurar una plantilla soporte que se puede usar para asegurar el aparato oral 720 a la base del molde. El modelo digital completo se puede después exportar como, un modelo aceptable para impresora 3D 722, para imprimir el aparato oral o molde en el que se va a formar un aparato oral.

Las figuras 24 y 25 muestran vistas laterales de una porción de un modelo digital de la dentición de un paciente que muestra un diente 730 y encías 732, como un ejemplo. Al calcular una ruta de asa de corte basada en regla 712, como se muestra en la figura 23 anteriormente, la imagen escaneada de la dentición del paciente se puede procesar para identificar las áreas de interfase entre dientes y encías 732. Uno o más marcadores 734, 736 se pueden colocar digitalmente en el modelo en estas regiones de interfase de modo que los marcadores 734, 736 estén opuestos uno a otro en el modelo. Un límite o línea de recorte 742 se puede definir después que se extiende entre los marcadores 734, 736 de modo que la línea de recorte 742 sigue el límite entre los dientes y las encías. Con la línea de recorte 742 identificada en el modelo, una serie de líneas de caída 738, 740 que son paralelas entre sí y están separadas, por ejemplo, uniformemente, relativas una a otra se puede formar para empezar desde la línea de recorte 742 y extenderse lejos de la línea de recorte 742 y lejos de la dentición en una ruta lineal. Esta región base 744 formada por las líneas de caída 738, 740 debajo de la línea de recorte 742, es decir, lejos de u opuesta a la dentición, se puede identificar y demarcar como una región que se va a eliminar del molde.

Para asegurar que la altura del molde incluyendo la región base 744 no estira excesivamente el material que forma el aparato oral, el sistema se puede usar para determinar el punto más bajo (relativo a la línea de recorte 742 y aparato 730) para recortar el molde entero justo por encima de este punto más bajo identificado. En una forma de realización, el recortado se puede hacer con un margen predeterminado, por ejemplo, 2 mm, por encima del punto más bajo identificado. La pared de la región base también se puede estrechar ligeramente basado en la altura de la pared de la región base de modo que la región base 744 se estrecha de una anchura más grande adyacente a la línea de recorte 742 hacia una anchura relativamente menor lejos de la línea de recorte 742. El molde resultante formado de la dentición (o dentición corregida) se muestra en la vista lateral de la figura 25 donde la región base 744 tiene una altura mínima del margen predeterminado, por ejemplo, 2 mm.

Una vez se ha formado el molde con la región base 744, el molde se puede procesar adicionalmente. Se muestra una vista desde debajo de un molde formado 750 en la figura 26 con ranuras 752, 754 formadas en una superficie 756 del molde 750 en las que se pueden insertar herramientas o anclas para asegurar el molde 750 en su sitio durante procedimientos de procesamiento adicionales. La figura 27, por ejemplo, muestra una vista lateral del molde fabricado 750 asegurado a lo largo de su superficie de interfase 756 y anclado a través de ranuras 752, 754 a una superficie 762 de una plataforma 760. La figura 28 muestra una configuración donde la plataforma 760 que sujeta el molde físico 750 para formar por presión el alineador oral se puede colocar al revés, es decir, de modo que el molde 750 se mantenga en una posición invertida como se muestra. La plataforma 760 se puede fijar o asegurar en una pletina 768 que se puede accionar para mover la plataforma 760 y el molde 750 en una dirección vertical 764 (arriba/abajo) o linealmente 766 en un plano definido por la pletina 768 y la plataforma 760, como se muestra en la figura 28, para facilitar los procesos de cortar o recortar para el molde 750. La pletina 768 también se puede accionar para rotar 770 la plataforma 760 y el molde 750 en un plano definido por la pletina 768 de modo que la pletina 768 rota alrededor de un eje que se puede alinear para que sea colineal con un eje central 772 del molde 750, como se muestra en la figura 29.

Otra configuración puede colocar la pletina 768 relativa a una hoja que se puede trasladar y/o rotar relativa al molde 750 y la pletina 768. El sistema puede calcular cada parámetro de la fase de movimiento y mientras el molde 750 se mueve rotacionalmente, la hoja se puede usar para cortar o recortar el molde 750, según sea necesario. Esto puede implicar rotar el modelo 750 alrededor de su centro y calcular el ángulo de inclinación de la hoja y la altura de la hoja 716, como se describe anteriormente.

Aun otra configuración puede implicar mover la pletina 768 y el molde 750 relativos a una hoja estacionaria de modo que el molde 750 se rota, inclina y/o traslada por la pletina 768 mientras la posición de la hoja permanece sin cambiar. El sistema ajusta después diferentes herramientas para recortar el molde 750 en la ruta de corte predesignada. En esta o cualquier otra variación, la hoja puede incluir una hoja mecánica o una herramienta de corte láser y se puede usar software para calcular el foco laser para mover más fácilmente la fuente adelante y atrás o atenuar su energía para enfocar y cortar el molde 750 en las localizaciones designadas.

En una implementación para procesar el molde, la figura 30 muestra una vista desde arriba de un molde 750 colocado en una pletina y rotado relativo a una hoja de corte estacionaria 780. El molde 750 se puede asegurar a la plataforma subyacente y pletina y rotar en el plano de la plataforma en la dirección 770 alrededor de su eje central 772 que puede ser coincidente con el eje de rotación definido por la pletina. La hoja de corte 780 que tiene un filo de corte 782 se puede colocar relativo al molde en la altura y ángulo predeterminados relativo al molde 750, como se describe en el presente documento, para recortar el molde 750 según rota.

En esta variación, en lugar de generar una curva de corte 3D compleja, el sistema simplemente usa una curva plana 2D ajustando opcionalmente un plano de corte de marca de agua. La ventaja es que no es necesario ningún controlador numérico para cortar los moldes. En su lugar, el molde 750 se puede simplemente colocar a mano y rotar (por ejemplo, manual o automáticamente), como se muestra, para empujarlo a través o pasada la hoja de corte 780. La acción puede ser similar a cortar un tablero de madera con un movimiento circular más que un movimiento recto o lineal.

Otra ventaja de esta configuración es la capacidad de utilizar un accesorio separado que se puede usar para emparedar el material que forma el aparato oral después de colocarlo en el molde, por ejemplo, cuando se termoforma el aparato oral. El material del que el aparato oral se termoforma, si se usa para fabricación, se puede asegurar directamente eliminando la necesidad para aun otro accesorio en el molde mismo. Una implementación usa una herramienta de corta laser bidimensional (2D) que se puede usar para cortar a lo largo de una curva plana formada por una línea de silueta horizontal generada por una proyección de la superficie base.

La figura 31 muestra una vista lateral de una forma de realización donde el molde 750 se coloca encima de una plataforma 760 con el molde de la funda plástica 792 después de termoformado sobre el molde 750. El ensamblaje entero del molde 750, plataforma 760, y molde de funda 792 descansa en una base de accesorio de fondo plano 79o que tiene un accesorio se sujeción con una o más placas de sujeción 794, 796 en cada lado para asegurar el molde 750 y molde de funda 792. El ensamblaje de accesorios se puede usar para asegurar el molde de funda 792 para procesamiento adicional tal como recorte. Una vez se ha completado el procesamiento, las placas de sujeción 794, 796 se pueden liberar y el molde de funda 792 y/o molde 750 se pueden retirar de la base de accesorio 790.

En el caso de que el molde físico se procese por corte láser, las etapas mostradas en el diagrama de flujo de la figura 32 se pueden implementar en otra forma de realización. Inicialmente, un modelo digital de las arcadas inferior y superior se puede cargar en el sistema 800, como se ha descrito previamente. El sistema puede después calcular una ruta de asa de corte basado en regla para el sistema de corte 2D 802, como se discute anteriormente. La complejidad del modelo se puede reducir aplicando la pared cubierta desde el asa de corte 804, como también se ha discutido anteriormente. El proceso recorta la base de molde por encima de una marca de agua 806 que se puede imprimir sobre el molde para demarcar un límite. Para cortadores láser, el sistema puede generar una ruta de corte láser 2D usando proyectos verticales 808 y determinar el límite de la sombra como la ruta de corte 810. El sistema puede después exportar el modelo de impresora 3D 812 para fabricación. El proceso se puede repetir para cada molde posterior usado para fabricar uno o más de los correspondientes aparatos orales.

Independientemente de cómo se recorta el molde o cómo se procesa el aparato oral en el molde, la separación y liberación de la funda (alineador o aparato oral) del molde puede ser en general difícil debido a la falta de cualquier elemento para agarrar el molde. Para abordar esto, se pueden taladrar uno o más agujeros o cavidades 822 o definir de otra manera en varias localizaciones en el molde 820 y opcionalmente en un ángulo 826 relativo a una dirección normal del molde, como se muestra en la vista frontal de la figura 33. La inclinación del agujero o cavidad 822 permite la inserción de una herramienta 824 que se puede colocar en el mismo para proporcionar una contrafuerza para liberar y retirar un aparato oral 828 formado en el molde 820.

Otra forma de realización mostrada en la vista frontal de la figura 34 que ilustra una vista frontal de un molde 830 formado para tener un agujero o cavidad 832 que se extiende a través de la parte inferior del molde 830 y en proximidad a la parte superior del molde, es decir, donde el modelo de la dentición del paciente se localiza. Una capa fina 834 del molde se puede extender sobre el agujero 832 para proporcionar una superficie sobre la que el aparato oral 828 se puede fabricar, como se describe en el presente documento. Sin embargo, una vez la fabricación del aparato oral 828 se ha completado y recortado adecuadamente, la punta 838 de una herramienta 836 de tamaño apropiado se puede insertar en la abertura 832 y empujar a través de la capa fina 834 del molde 830 y en contacto contra una superficie interna del aparato oral de modo que se puede urgir a que el aparato oral 828 se libere del molde 830. Alternativamente, la herramienta 836 puede comprender un ventilador de modo que la punta 838 se puede colocar en la abertura 832 en proximidad de la capa 834, como se muestra por la vista en detalle D, donde un chorro de aire introducido a través de la punta 838 puede romper a través de la capa 834 y urgir a que el aparato oral 828 se libere del molde 830.

Para asegurar que el molde 830 retiene su resistencia durante la fabricación del molde, aparato oral, o liberación del aparato oral del molde, el molde 830 se puede fabricar opcionalmente para incluir un panal, malla, u otro elemento poroso por debajo de la superficie del molde 830. Con la resistencia estructural añadida proporcionada por un panal o malla, la capa 834 se puede romper o perforar y todavía permitir el paso del aire, pero el molde 830 puede tener la flexibilidad estructural para soportar las presiones generadas por la formación de la funda sobre la superficie del molde 830.

La figura 35 ilustra un diagrama de flujo para retirar el aparato oral fabricado en un molde, como se describe anteriormente. Como se ha descrito previamente, el modelo digital de las arcadas inferior y superior se puede cargar en el sistema informático 840. El sistema puede identificar después un área apropiada a lo largo del modelo para inserción de herramienta 842. Tal área se puede localizar lejos del modelo de dentición y para no interferir con la fabricación del aparato oral en el molde. El sistema puede recortar el modelo definiendo un agujero pasante desde la inserción 844 y para reforzar el agujero pasante, el sistema puede después remodelar el área del agujero formando la región del agujero adyacente a donde la dentición se modela como una configuración de panal o malla 846 para proporcionar resistencia al modelo cuando se fabrica, pero que todavía permite que el pase aire a través de las aberturas definidas por la malla o panal. El modelo puede incorporar un accesorio de recepción para permitir la inserción de herramientas y/o permite la fijación del molde durante la retirada del aparato oral del molde 848. Una vez el modelo se ha completado, se puede exportar un modelo aceptable para impresora 3D 850.

La figura 36 muestra aun otra forma de realización ejemplar para facilitar la retirada del aparato oral fabricado del molde en la vista frontal del molde 860. El molde 860 se puede formar para definir una abertura o canal 862 que se extiende a través del molde 860 de un fondo (por ejemplo, opuesto a la porción del molde que replica la dentición) hacia una parte superior (por ejemplo, porción del molde que replica la dentición tal como las superficies oclusales). En esta forma de realización, una estructura cónica 864 se puede formar para que sea parte del aparato oral 872 que se forma en el molde 860. La estructura cónica 864 puede permanecer unida a una superficie interna del aparato oral mientras se forma con una superficie cónica 866 que se estrecha a una estructura de diámetro mayor en la abertura o canal 862 lejos del aparato oral 872.

La estructura cónica 864, una vez formada, puede presentar una estructura similar a corcho que ayuda a asegurar el aparato oral al molde 860 durante la fabricación y procesamiento. Una vez el aparato oral 872 está completo y listo para liberación y retirada del molde 860, se puede insertar una herramienta en la abertura o canal 862, en la dirección 870 como se indica, y usar para empujar suavemente contra la superficie inferior de la estructura cónica 864 para urgir la liberación del aparato oral 872 del molde 860 hasta que la estructura oral 864 se retira por completo de la abertura o canal 862, en la dirección 868 como se indica. Una vez el aparato oral 872 se ha retirado por completo, la estructura cónica 864 se puede retirar del aparato oral 872 también.

La figura 37 ilustra un diagrama de flujo para retirar el aparato oral fabricado en un molde usando la estructura cónica 864, como se describe anteriormente. Como se ha descrito previamente, el modelo digital de las arcadas inferior y superior se puede cargar en el sistema informático 880. El sistema puede identificar después un área apropiada a lo largo del modelo para inserción de herramienta 882. Tal área se puede localizar lejos del modelo de dentición y para no interferir con la fabricación del aparato oral en el molde. El sistema puede recortar el modelo definiendo un agujero pasante desde la inserción 884 y para reforzar el agujero pasante, el sistema puede después remodelar el área del agujero formando o insertando una estructura cónica 864 (por ejemplo, estructura de tipo corcho invertido) 886. El modelo puede incorporar un accesorio de recepción para permitir la inserción de herramientas y/o permite la fijación del molde durante la retirada 888 del aparato oral del molde. Una vez el molde se ha completado, se puede exportar un modelo aceptable para impresora 3D 890.

El sistema o método descrito en el presente documento se puede desplegar en parte o en todo mediante un sistema informático o máquina que tiene uno o más procesadores que ejecutan programas de software con los métodos descritos en el presente documento. Los programas de software se pueden ejecutar en sistemas informáticos tal como un servidor, servidor dominio, servidor de Internet, servidor de intranet, y otras variantes tal como un servidor secundario, servidor huésped, servidor distribuido u otro hardware de ordenador o redes en un procesador. El procesador puede ser parte de un servidor, cliente, infraestructura de red, plataforma informática móvil, plataforma informática estacionaria, u otra plataforma informática. El procesador puede ser cualquier tipo de dispositivo de computación o procesamiento capaz de ejecutar instrucciones de programa, códigos, instrucciones binarias o similares que pueden facilitar directa o indirectamente la ejecución del código de programa o instrucciones de programa almacenadas en el mismo. Además, otros dispositivos requeridos para la ejecución de métodos como se describe en esta solicitud se pueden considerar como parte de la infraestructura asociada con el sistema informático o servidor.

El sistema o método descrito en el presente documento se puede desplegar en parte o en todo mediante infraestructuras de redes. La infraestructura de red puede incluir elementos tal como dispositivos informáticos, servidores, ruteres, centros, cortafuegos, clientes, dispositivos de comunicación inalámbricos, ordenadores personales, dispositivos de comunicación, dispositivos de enrutamiento, y otros dispositivos activos y pasivos, módulos o componentes como se sabe en la técnica. El/los dispositivo(s) de computación o no computación asociados con la infraestructura de red puede incluir, aparte de otros componentes, un medio de almacenamiento tal como memoria flash, buffer, pilas, RAM, ROM, o similares. Los procesos, métodos, códigos de programas, e instrucciones descritas en el presente documento y en otros sitios se pueden ejecutar por uno o más elementos de infraestructura de red.

Los elementos descritos y representados en el presente documento, incluyendo gráficos de flujo, diagramas de secuencia, y otros diagramas a lo largo de las figuras, implican límites lógicos entre los elementos. Sin embargo, según la práctica de ingeniería de software o hardware, los elementos representados y las funciones de los mismos se pueden implementar en máquinas mediante medios ejecutables por ordenador que tienen un procesador capaz de ejecutar instrucciones de programa almacenadas en el mismo y todas tales implementaciones pueden estar en el ámbito de este documento. Por tanto, mientras que los dibujos y descripciones anteriores muestran aspectos funcionales de los métodos divulgados, ninguna organización particular de software para implementar estos aspectos funcionales se debe inferir de estas descripciones a menos que se manifieste explícitamente o esté claro de otra manera del contexto. Similarmente, se apreciará que las varias etapas identificadas y descritas anteriormente se pueden variar, y que el orden de etapas se puede adaptar a aplicaciones particulares de las técnicas divulgadas en el presente documento. Se pretende que todas tales variaciones y modificaciones estén en el ámbito de este documento. Como tal, la representación o descripción de un orden para varias etapas no se debe entender que requiere un orden particular de ejecución para esas etapas, a menos que se requiera por una aplicación particular, o se indique explícitamente o de otra manera esté claro del contexto.

Por tanto, en un aspecto, cada método descrito anteriormente y combinaciones de los mismos pueden estar representados en un código ejecutable por ordenador que, cuando se ejecuta en uno o más dispositivos informáticos, realiza las etapas del mismo. En otro aspecto, los métodos pueden estar representados en sistemas de realizan las etapas de los mismos, y se pueden distribuir a través de dispositivos en un número de maneras, o toda la funcionalidad puede estar integrada en un dispositivo autónomo dedicado, u otro hardware. Se pretende que todas tales permutaciones y combinaciones estén dentro del ámbito de la presente divulgación.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un método para desarrollar un plan de tratamiento para tratar un sujeto, que comprende:

recibir un modelo dental escaneado de la dentición de un sujeto;

determinar un plan de tratamiento que tiene una pluralidad de movimientos graduales para recolocar uno o más dientes de la dentición del sujeto;

aplicar un marcador (172) a uno o más dientes (190) en el modelo dental;

simular un proceso de bola rodante a lo largo de un exterior de uno o más dientes (190) y encías (192) en el modelo dental;

determinar un límite entre cada uno del uno o más dientes y encías basado en una ruta o trayectoria del proceso de bola rodante;

asignar una región dura o blanda a cada uno del uno o más dientes y encías en el modelo dental; y mover una posición del uno o más dientes en el modelo dental para corregir maloclusiones al desarrollar un plan de tratamiento; y

fabricar uno o más alineadores (28) que se correlacionan con un primer subconjunto de la pluralidad de movimientos graduales.

2. El método de la reivindicación 1, en donde recibir un modelo dental escaneado comprende recibir una imagen digital de la dentición del sujeto.

3. El método de la reivindicación 1, en donde aplicar un marcador comprende recibir aporte de un usuario a través de una interfaz de usuario al aplicar el marcador al uno o más dientes en el modelo dental; o

en donde simular un proceso de bola rodante comprende detectar cambios en una ruta de la bola rodante; o en donde asignar una región dura o blanda comprende asignar regiones duras al uno o más dientes y regiones blandas a las encías; o

en donde fabricar uno o más alineadores comprende imprimir en 3D el uno o más alineadores.

4. El método de la reivindicación 1, en donde determinar un límite comprende:

- determinar el margen corona/encía; o

- determinar el límite entre dientes adyacentes basado en una trayectoria proyectada de la bola rodante entre los dientes.

5. El método de la reivindicación 1, en donde mover una posición comprende aplicar un accesorio de movimiento definido por el usuario a uno o más dientes;

en donde el accesorio de movimiento comprender accesorios para operaciones mesial/distal, lingual/fácil o vertical.

6. El método de la reivindicación 1, en donde determinar un plan de tratamiento además comprende:

- determinar un movimiento para una pluralidad de modelos de diente digitales en el modelo dental para corregir las maloclusiones a través de un módulo gestor de movimiento de diente; y

- asignar una esfera de influencia en cada uno de los modelos de diente para ajustar una distancia de proximidad entre cada modelo de diente a través de un módulo gestor de colisiones.

7. El método de la reivindicación 6, en donde determinar un movimiento comprende independientemente ejecutar un plan de movimiento de diente para cada uno de los modelos de diente;

en donde independientemente ejecutar comprende desencadenar al mismo tiempo el inicio de los planes de tratamiento por los múltiples modelos de diente.

8. El método de la reivindicación 6, en donde determinar un movimiento comprende asignar uno o más puntos de referencia entre un punto de referencia inicial hasta un punto de referencia objetivo.

9. El método de la reivindicación 6, en donde asignar una esfera de influencia comprende asignar un espacio de 1 a 3 mm alrededor de cada uno de los modelos de diente; o

en donde asignar una esfera de influencia además comprende supervisar una colisión entre modelos de diente y

comunicar un aviso de colisión a un modelo de diente adyacente de modo que uno o más de los modelos de diente alteren su movimiento para evitar la colisión.

10. El método de la reivindicación 1, en donde fabricar uno o más alineadores además comprende:

fabricar una estructura soporte que se corresponde a una superficie externa de la dentición;

formar uno o más aparatos orales en una superficie exterior de la estructura soporte de modo que un interior del uno o más aparatos orales se ajustan a la dentición; y

eliminar la estructura soporte del interior del uno o más aparatos orales.

11. El método de la reivindicación 10, en donde formar uno o más aparatos orales comprende:

- formar el uno o más aparatos orales en una secuencia configurada para mover uno o más dientes del sujeto para corregir maloclusiones; o

- formar uno o más enganches dentales en los aparatos orales; o

- aumentar un espesor de una o más porciones de los aparatos orales para reforzar la una o más porciones;

o

- formar una capa relativamente más delgada a lo largo de una región del aparato oral configurado para entrar en contacto con un área oclusal de la dentición; o

- formar una capa relativamente más gruesa en un vano o área de superficie lateral del aparato oral para proporcionar fuerza para empujar uno o más dientes a una localización predeterminada; o

- imprimir el uno o más aparatos orales que tienen espesores variables; o

- impregnar o recubrir al menos parte del aparato oral con un polímero transparente.

12. El método de la reivindicación 10, en donde fabricar una estructura soporte comprende fabricar la estructura soporte de un primer material y formar el uno o más aparatos orales de un segundo material diferente del primer material;

en donde el primer material facilita la separación del segundo material de modo que el uno o más aparatos orales son extraíbles de la estructura soporte.

13. El método de la reivindicación 1, en donde fabricar uno o más alineadores además comprende:

calcular una ruta de asa de corte basada en reglas en el modelo para determinar una ruta para recortar un molde que replica la dentición del paciente;

aplicar una pared cubierta desde el asa de corte en el modelo para reducir una complejidad del modelo; determinar una posición de un instrumento de corte relativo al molde para recortar el molde;

generar un código de control numérico informático basado en la pared cubierta y posición del instrumento de corte; y

fabricar el molde basado en el código de control numérico informático generado.

14. El método de la reivindicación 13, en donde calcular una ruta de asa de corte basada en reglas comprende identificar una primera localización y una segunda localización opuesta a la primera localización en el modelo en correspondientes regiones interfaz y extender una línea de recorte entre la primera localización y la segunda localización, en donde aplicar una pared cubierta comprende identificar la línea de recorte y sustituir un volumen debajo de la línea de recorte con una región base; o

en donde aplicar una pared cubierta comprende limitar una altura de la pared cubierta para evitar estirar un aparato oral formado en el molde.

15. El método de la reivindicación 13, en donde fabricar el molde comprende

- asegurar el molde a una plataforma,

- asegurar el molde y la plataforma en una o más fases; y

- rotar el molde relativo al instrumento de corte; o

- rotar el instrumento de corte relativo al molde; o

- colocar una abertura o agujero en una base del molde para recibir una herramienta para facilitar la retirada de un aparato oral del molde.