具有非性線可壓接正畸止動件的弓絲組件和制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及通常與牙齒安裝的正畸托架結(jié)合地在正畸弓絲上使用的止動件，以治 療牙齒排列問題。更具體地說，本公開涉及限定了用于弓絲的非線性路徑以使該弓絲上的 滑動最小的止動件、結(jié)合有預(yù)先擰在弓絲上的這種止動件的弓絲組件以及制造結(jié)合有這種 止動件的弓絲組件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 正畸治療通常涉及施加機械力以將不正確定位的牙齒驅(qū)動到正確排列。正畸治療 的一個通用形式包括使用正畸托架，正畸托架一般通過粘附方式將托架直接結(jié)合至牙齒而 固定至牙齒。然后將彈性彎曲的弓絲安置在托架的弓絲槽中以借助于托架向牙齒施加機械 力。在傳統(tǒng)的正畸治療中，弓絲可以通過結(jié)扎絲或彈性帶固定至托架，該結(jié)扎絲或彈性帶能 夠限制弓絲和托架之間的相對運動。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，弓絲相對于正畸托架的自由運動方便牙齒 移動，而這正是正畸治療的目的。研發(fā)了自結(jié)扎類型的托架以便消除在將弓絲固定至正畸 托架時對絲或彈性結(jié)扎線的需要，并且允許弓絲和托架之間具有更大自由度的相對運動。 [0003]自結(jié)扎類型的托架包括活動罩，該活動罩選擇性地關(guān)閉托架的弓絲槽，以將弓絲 固定至托架，從而消除對結(jié)扎絲或彈性帶的需要。該活動罩被打開以插入弓絲，然后關(guān)閉以 便將弓絲保持在弓絲槽內(nèi)。弓絲彈性變形而接合托架，力圖恢復(fù)到其設(shè)計曲線，由此施加使 牙齒隨著時間而移動到正確位置的機械力。一旦被罩固定在弓絲槽中，弓絲在弓絲槽中橫 向自由移動，這方便牙齒在治療期間運動。
[0004] 增強弓絲相對于自結(jié)扎托架的運動自由度可導(dǎo)致弓絲從其預(yù)期安裝位置不利地 迀移。由舌頭、口腔肌肉和咀嚼產(chǎn)生的不平衡力將弓絲橫向移動通過托架的弓絲槽。該運 動可以致使弓絲的自由端從附裝至白齒的托架中的一個托架突出并接觸齒齦或面頰組織。 由于該運動，弓絲的相反的自由端也可能變得從其托架脫落。弓絲的突出端會刺激齒齦或 面頰肌肉。另外，正畸治療由于弓絲從托架釋放而中斷。
[0005] 使用若干傳統(tǒng)技術(shù)來限制弓絲在托架槽中的運動，以防止弓絲從托架脫離并防止 將力引導(dǎo)到一個或多個牙齒。一種技術(shù)是將弓絲通過可壓接套筒（諸如小直徑管）插入， 然后通過該套筒定位在兩個相鄰?fù)屑苤g而將弓絲定位在托架槽內(nèi)。然后在固定位置將套 筒固定（壓接）至弓絲以形成止動件。套筒被構(gòu)造成使得套筒不能在弓絲在橫向方向上移 動時越過弓絲或移動超過弓絲。這樣，弓絲的最大運動被限制成略微小于相鄰?fù)屑苤g的 距離的程度。該布置有效地防止了弓絲的自由端變成從口腔后部的臼齒脫落，同時允許弓 絲相對托架自由運動。
[0006] 在臨床環(huán)境中使用止動件具有固有的復(fù)雜性。主要問題是它們的尺寸非常小。典 型的止動件大約是正畸托架尺寸的10%到30%。用于止動件的管的直徑經(jīng)常為0.03"到 0. 04"，長度僅僅為0. 08"。通常由牙醫(yī)或牙醫(yī)助手在諸如醫(yī)務(wù)室之類的臨床環(huán)境中將管安 裝在弓絲上。看見并操縱這些非常小的部件充滿挑戰(zhàn)，這些部件然后會在它們的自身重量 作用下沿著弓絲自由滑動。這些小管可能會滑動到錯誤的治療部位或者在被擰在弓絲上之 后但在安裝完成之前從弓絲完全滑落。當臨場醫(yī)生在單個絲上使用多個止動件并且必須在 弓絲被放置在患者口腔內(nèi)時控制止動件位置時會發(fā)生類似的復(fù)雜性。圖2示出了安裝在弓 絲上的現(xiàn)有技術(shù)的止動件，其中該止動件如上所述那樣沿著弓絲自由滑動。
[0007] 公知的是提供具有預(yù)先安裝在弓絲上的管（止動件）的組件。一個普通方法是將 止動件抵靠弓絲變形（部分壓接）（也稱為"扁平化"），從而限制滑動運動并由此防止止動 件從弓絲掉落。由于弓絲一般在平坦平面中彎曲，在相對于弓絲平面P90度的方向上將止 動件扁平化是直觀的，如圖3所示。扁平化方法試圖通過將管用力擠壓在絲以在絲和止動 件之間產(chǎn)生滑動摩擦，以橫跨絲的寬度產(chǎn)生局部絲-止動件接觸壓力，如圖4所示。
[0008] 為了使扁平化工藝能夠以臨床上可接受的方式發(fā)揮作用，重要的是保持止動件和 絲之間的摩擦量可控。如圖4所示，由橫跨絲的直徑的扁平化止動件的壓接壓力產(chǎn)生摩擦。 盡管止動件扁平化是一個簡單的構(gòu)思，但是制造經(jīng)驗表明絲和止動件的尺寸上的典型的小 的變動都會導(dǎo)致止動件在絲上的摩擦發(fā)生巨大變化。摩擦的巨大變化導(dǎo)致一些止動件或者 從弓絲掉落或者太緊而無法由臨床醫(yī)生容易地移動。使止動件變形的其它方法，諸如開口 和預(yù)壓接（如圖5所示的局部缺口）或部分壓接，都利用相同的一般現(xiàn)象（抵靠絲的寬度 的壓力）來在凹口或壓接部位產(chǎn)生局部管-絲摩擦，因此遭受相同的不可接受的巨大摩擦 變化。
[0009] 扁平化止動件解決方案的另一個缺點是止動件和絲之間的摩擦在止動件沿著絲 移動時改變。這是因為滑動摩擦由止動件和絲之間的小接觸面積產(chǎn)生并且這些小接觸在少 量滑動量的情況下快速磨損。具有足夠初始摩擦的止動件可能由于臨床滑動調(diào)節(jié)而失去該 摩擦。還觀察到了滑動摩擦增大的情況，這可能是由于絲尺寸略微增加引起的（因為絲尺 寸會在生產(chǎn)過程中在它們的公差范圍內(nèi)局部變化）。另外，止動件本身經(jīng)常是軟金屬，并且 磨損（軟金屬材料轉(zhuǎn)移）會快速增加摩擦。從根本上說，這些問題是由于對止動件和絲之 間的橫跨絲的粗細尺寸引導(dǎo)的接觸壓力的已而產(chǎn)生的。該接觸壓力（以及所得到的摩擦） 會由于它們接觸區(qū)域中的小的尺寸變化而發(fā)生顯著改變，而無論這種小的尺寸變化是由于 局部磨損引起還是由于絲尺寸變化引起的。
[0010] 需要有一種消除需要在現(xiàn)場將止動件組裝到弓絲上的改進的弓絲組件。附加需要 是放置在弓絲上的管在包裝、運輸和安裝期間將可預(yù)測地保持在合適位置，但是容易被移 動到期望位置以進行最終壓接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 弓絲止動件限定了穿過止動件的非線性路徑，該非線性路徑致使所述弓絲和止動 件之間產(chǎn)生摩擦接合。穿過所述止動件的非線性路徑被設(shè)計成增加所述弓絲和所述止動件 之間的接觸，以在弓絲穿過所述止動件時在弓絲上施加彎折。如在本申請中使用的，術(shù)語 "彎折部"與"彎矩"同義，并且描述所述止動件和所述弓絲之間的不平衡接觸的情形。根據(jù) 所述弓絲和對應(yīng)的止動件的結(jié)構(gòu)特性，所得到的彎折部的應(yīng)力可以由所述弓絲、所述止動 件或這二者的組合的可逆變形（彎折）吸收。所述止動件和所述弓絲的尺寸和特性可以導(dǎo) 致難以測量的彎折力，但是如下面更詳細地描述的，這些彎折力在所述弓絲的不同彎曲部 分處在所述止動件和所述弓絲之間的可變摩擦接合中是顯而易見的。
[0012] 彎折力由弓絲和止動件的彈性特性抵抗，并且導(dǎo)致所述止動件和所述弓絲之間的 可預(yù)測的摩擦接合，該摩擦接合可用于在包裝、運輸和在臨床設(shè)置時進行操縱期間保持安 裝在弓絲上的止動件。穿過弓絲止動件的非線性路徑可以通過非線性管狀止動件產(chǎn)生，或 者可以通過止動件的合適的內(nèi)部特征來產(chǎn)生。穿過所述止動件的非線性路徑可以被選擇 成使得所述摩擦接合朝向所述弓絲的自由端最大，從而防止所述止動件從弓絲的自由端滑 落。在一些實施方式中，摩擦接合朝向所述弓絲的中心（前部）最小，在該處，所述弓絲的 彎曲部分與由所述止動件給予的彎折部最接近地匹配，從而在臨床設(shè)置中的正畸治療期間 直接重新定位所述止動件。各種非線性止動件構(gòu)造將在弓絲中給予期望的彎折部，并且包 括彎曲的、彎折的、帶凹窩的、對稱的和不對稱的構(gòu)造。
[0013] 在正畸治療中使用若干類型的弓絲。普通的弓絲材料包括NiTi(鎳鈦）、不銹鋼 和諸如P鈦之類的含有絲材料的非鎳。NiTi合金可以包括1到10%的Cu、Co、Co、Nb、Pd 或它們的組合。無鎳P鈦絲可以包括主要元素Ti、Mo、Zr和選自31131、0、￥和他或它 們的組合的0到5%的附加元素。弓絲一般是具有圓形、正方形或矩形橫截面的實心金屬。 也使用其它類似的絲，這些絲可以包括絞合和編織的金屬絲以及更新的聚合物、塑料、陶瓷 和這些材料的組合。非金屬材料可以與金屬材料組合以產(chǎn)生復(fù)合弓絲。由這些材料構(gòu)造而 成的弓絲被設(shè)計成在它們所穿過的托架（以及相關(guān)的牙齒）上賦予預(yù)先確定的機械力。弓 絲材料表現(xiàn)出顯著的彈性特性，從而允許它們變形以穿過失準的安裝在牙齒上的正畸托架 并回復(fù)到它們變形之前的形狀，從而在該過程中移動牙齒。如在該申請中使用的，術(shù)語"弓 絲"旨在涵蓋正畸弓絲，而不管構(gòu)成弓絲的材料或它們的截面構(gòu)造（無論是實心的、絞合的、 圓形的、矩形的或正方形的）如何。如在該申請中使用的，弓絲明確地不限于由金屬絲材料 構(gòu)成的正畸弓絲。
[0014] 弓絲止動件被以與各種弓絲的相容的形狀制成，因此以圓形、正方形和矩形橫截 面形狀制造。止動件可以由無縫管件、焊接管件、剖分管件或帶槽管件（例如在其圓周方向 上不連續(xù)的管件）構(gòu)成。管狀止動件一般用鍛造易延展金屬制成。產(chǎn)生絲-止動件摩擦所 需的扁平化、開口或壓接變形來說需要延展性。軟不銹鋼金屬經(jīng)常用來構(gòu)成正畸止動件。由 于管材料一般比金屬絲軟，因此不希望使管變形的過程損壞大部分金屬絲。然而，并不希望 用于金屬管的扁平化、壓接和開口過程與非金屬絲兼容。正畸止動件可以包括連續(xù)的圓形 形狀、正方形形狀、矩形形狀、更復(fù)雜或隨意的橫截面形狀。正畸止動件可以由出于美觀原 因而被涂覆成牙齒顏色的其它非金屬材料或金屬材料構(gòu)成。如在該申請中使用的，術(shù)語"止 動件"被定義成涵蓋正畸止動件而不管材料或截面構(gòu)造如何。術(shù)語"管"和"套筒"交換地 使用，并且是