技术领域
本发明涉及牙科假体修复的领域，更具体地涉及包括借助于诸如3D打印(也称为“三维打印”)的增材技术制造的主模型的成套用具的制造。
背景技术
主模型是要通过待制造的假体修复的患者的口腔的至少一部分的表现。修复师使用它来准备尺寸被确定为恰好与患者的齿列贴合的假体。
主模型基于标绘患者的口腔几何形状制造。通常，已由利用设置在大致U形的印模保持器中的牙科膏体获得的患者齿列的印模用石膏制造主模型。当牙科修复包含一个或多个牙科植入物的使用时，主模型具有以精确重现一个或多个植入物在患者口中的位置这样的方式定位和取向的一个或多个植入物模拟体。牙科假体元件的胚体均通过待拧入植入物模拟体的内螺纹孔中的具有外螺纹的固定螺钉固定在主模型上。
目前，三维口腔扫描的方法使得可以在不必借助于印模保持器提取印模—其精度在很大程度上取决于提取印模的牙科医生的敏捷度—的情况下标绘患者的口腔几何形状。三维口腔扫描提供了患者齿列的三维计算机模型，并且修复师随后将使用该模型来构成假体。
患者齿列的三维计算机模型然后被用于通过包括增材的制造方法(诸如3D打印的增材技术)来制造主模型。3D打印机通过堆积一系列细材料层来“打印”主模型。
在此背景下，形成旨在以精确和分度的方式形成接纳附接的植入物模拟体的空腔，如文献US 2011/029093A1、US 2015/0374466A1、US 2016/0135931A1、WO 2014/139498和WO 2014/161552A2中描述的。
在实现旨在接纳附接的植入物模拟体的空腔的打印的充分精度时出现了问题，所述植入物模拟体具有由牙科医生使用的植入物的每个品牌特有的特定(非标准化的)外形。还需要假体具有不同品牌的植入物模拟体的充足库存并且然后将植入物模拟体正确地接合在它们相应的空腔中。此外，增加植入物模拟体大幅增加了主模型的制造成本。
最后，相邻植入物可能必须被彼此紧邻地并且成使得它们不可能借助于主模型中的植入物模拟体重现的角度安置在患者的口腔中。
文献US 2013/0216980A1描述了一种通过诸如3D打印的增材技术制造的主模型。这里，同样，形成一空腔以便以精确和索引的方式接纳植入物模拟体。为了更大的可靠性，植入物模拟体可以借助于接合在形成于主模型中的孔内的固定螺钉而被固定于主模型上(图32)。然而，用以在主模型中产生旨在接纳所述固定螺钉的所述孔的方法被完全忽略。特别地，它完全可以在已通过增材技术制造主模型之后通过包括材料的去除(特别是钻削)的制造工艺产生。此外，不了解所述孔是设置有内螺纹还是为固定螺钉将用力插入其中和/或在它被拧入时将在其中形成内螺纹的光滑圆柱形孔。
发明内容
本发明所解决的一个问题是在减小成本并且同时降低不精确的风险的情况下借助于增材技术(additive technology)来制造主模型，该增材技术使用连续的(相继的)层形式的材料布置，该增材技术例如为3D打印。
本发明解决的另一个问题是在修复师对假体进行塑形期间确保假体在主模型上的可靠保持。
为实现这些目的和其它目的，本发明提出了一种用于准备(制备)牙科假体的成套用具，所述成套用具具有：
–主模型，该主模型借助于增材技术例如3D来制造，该增材技术使用以连续的层进行的材料布置，
–旨在将牙科假体可移除地固定在主模型上的具有外螺纹的固定螺钉；
根据本发明：
-主模型具有旨在接纳承载(抵靠)于其上的牙科假体的至少一个基准面，所述基准面对应于患者口中的牙科植入物的基准面并且通过增材技术在主模型的制造期间产生，
-主模型具有至少一个带螺纹的空腔，该空腔的内螺纹旨在通过旋拧来接纳所述固定螺钉，该内螺纹通过增材技术在主模型的制造期间产生，
-所述固定螺钉的外螺纹具有：
·大于或等于所述层的厚度的10倍的螺距(节距)，
·大于或等于所述层的厚度的5倍的螺纹高度。
主模型通过标绘具有包含基准面的至少一个牙科植入物的患者的空腔几何形状来制造。主模型的基准面对应于所述牙科植入物的基准面，并且因此将能接纳直接承载于其上的牙科假体元件。
所述主模型不具有植入物模拟体，这是因为旨在接纳固定螺钉的螺纹是在主模型的制造期间直接打印的。用于接纳(通过直接接触)牙科假体元件(例如假体，如横向固定式多假体框架，或牙科基台)的基准面同样通过3D打印直接产生。因此大幅降低了主模型的成本，并且相邻植入物模拟体之间不再存在任何冲突风险。
在修复师制造、调节或控制牙科假体元件期间，该修复师：
–将所述牙科假体元件附装成使得它直接抵靠在主模型的基准面上，
-通过将固定螺钉拧入牙科假体元件中和主模型的带螺纹的空腔中来将所述牙科假体元件固定到主模型上。
固定螺钉的螺纹的螺距和螺纹高度提供了相对于所述层的厚度的充足螺纹尺寸，以确保带螺纹的空腔的内螺纹以可靠和精确的方式接纳固定螺钉并给予合意的保持。
有利地，主模型中的(临时的)固定螺钉的螺纹牙型(轮廓，外形)可以与患者的口中的植入物的带螺纹的空腔的螺纹牙型不同，使得该固定螺钉不能通过拧入患者口中的植入物的带螺纹的空腔中来被接合和/或保持。这防止了用于将假体(或牙科假体元件)(临时)固定在主模型上的螺钉被牙科医生重新用作用于随后将假体固定到患者口中的植入物上的定形固定螺钉的状况。由此降低了假体在口中的固定失效的风险。用于将假体固定在主模型上的螺钉于是可以由非生物相容性材料制成以便降低成本，并且专门用来将牙科假体元件固定到主模型上，而不同螺钉将被用来将牙科假体元件固定到患者口中的牙科植入物上。
优选地，固定螺钉的外螺纹可以具有不是公制牙型(metric profile)的牙型。公制牙型将使得必须使用过度降低厚度的层以便符合本发明所设定的参数。这将大幅增加3D打印时间，并进而增加获得主模型的成本。另外，患者口中的植入物的带螺纹的空腔通常设置有具有公制牙型的螺纹。因此，如果固定螺钉的外螺纹不具有公制牙型，则这防止了它在口腔中的大部分植入物中被重复用于假体的最后固定。
优选地，固定螺钉的外螺纹可以具有梯形牙型。所述螺纹因此在它们的顶点不具有尖刃，这限制了损伤固定螺钉在假体的制造期间插入其中数次的带螺纹的空腔的内螺纹的风险。
有利地，固定螺钉和带螺纹的空腔可以构造成使得，当牙科假体元件被固定在主模型上时，固定螺钉沿至少四个螺距接合在内螺纹中。
沿四个螺距的接合已被证实足以限制在固定螺钉的拧紧期间损伤带螺纹的空腔的内螺纹的风险。这避免了带螺纹的空腔的内螺纹的构成材料(通常为塑料)塑性变形或甚至意外撕裂。
有利地，可以设想：
-所述成套用具旨在与形式为横向固定式多假体框架的牙科假体元件组合，
-带螺纹的空腔形成在赘部(excrescence)中，该赘部具有旨在至少部分地接合在形成于所述横向固定式多假体框架的相应中空座中的远侧部段。
横向固定式多假体框架通常用于牙弓的部分或完全修复。它通常经由沿互相不平行(倾斜)的方向延伸的多个植入物被佩戴在患者的口腔中。具有旨在至少部分地接合在形成于所述横向固定式多假体框架中的相应中空座中的远侧部分的赘部容许多假体框架在主模型上的精确定位。
替代性地，可以设想：
-所述成套用具旨在与形式为横向固定式多假体框架的牙科假体元件组合，
-带螺纹的空腔形成中空座的延续部中，所述中空座旨在接纳由所述横向固定式多假体框架承载的相应赘部的远侧部段的至少一部分。
旨在接纳由所述横向固定式多假体框架承载的相应赘部的远侧部段的至少一部分的中空座容许多假体框架在主模型上的精确定位。
优选地，可以设想：
-赘部的远侧部段在其外表面上设置有侧向(横向)间隙，和/或
-中空座在其内表面上设置有侧向间隙。
具有在其外表面上设置有侧向间隙(例如借助于截锥状外形)的远侧部段的每个赘部与横向固定式多假体框架的相应中空座(可以在其内表面上设置有侧向间隙，例如借助于截锥状内形)配合以容许假体框架在每个赘部上的渐进和精确的定心。赘部的外部侧向间隙有利于横向固定式多假体框架在赘部上的接合，特别是当赘部沿相对于彼此倾斜的相应轴向发展(延伸)时。
有利地，可以设想：
-成套用具还包括旨在附接到主模型上的牙龈假体(假牙龈)，
-主模型和牙龈假体中的一者具有赘部，该赘部设置有旨在至少部分地接合在形成于主模型和牙龈假体中的另一者中的相应中空座中的部段。
牙龈假体允许修复师通过特别是验证假体与植入物之间的接合部是否将被牙龈很好地隐藏来确保准备中的修复体的美观性。
优选地，设想：
-赘部的所述部段在其外表面上设置有侧向间隙，和/或
-中空座在其内表面上设置有侧向间隙。
这里，同样，在其外表面上设置有侧向间隙(例如借助于截锥状外形)的赘部的每个部段与牙龈假体的相应中空座(可以在其内表面上设置有侧向间隙，例如借助于截锥状内形)配合以容许牙龈假体在每个赘部上的渐进和精确的定心。赘部的外部侧向间隙有利于牙龈假体在赘部上的接合，特别是当赘部沿相对于彼此倾斜的相应轴向发展时。
优选地，可以设想：
-成套用具旨在与形式为单个牙科假体的基台(支座，支墩)的牙科假体元件组合，
-在带螺纹的空腔的嘴部(口部)形成有旨在接纳单个牙科假体的所述基台的中空连接插座。
主模型因此具有设计成精确接纳单个牙科假体的基台的连接器系统，该连接器系统在主模型的制造期间直接打印。所述中空连接插座可以具有非圆形截面，基台因此能够相对于主模型在旋转上被分度(索引定位)。
替代性地，可以设想：
-成套用具旨在与形式为单个牙科假体的基台的牙科假体元件组合，
-带螺纹的空腔形成在赘部中，该赘部具有旨在至少部分地接合在形成于单个牙科假体的所述基台中的相应中空座中的远侧部段。
这里，同样，为了单个牙科假体的基台在赘部上的渐进和精确的定心，优选地可以设想：
-赘部的远侧部段在其外表面上设置有侧向间隙，和/或
-中空座在其内表面上设置有侧向间隙。
优选地，可以设想：
-成套用具还包括旨在附接到主模型上的牙龈假体，
-主模型和牙龈假体中的一者具有凸部，该凸部旨在至少部分地接合在形成于主模型和牙龈假体中的另一者中的相应中空座中。
牙龈假体允许修复师通过特别是验证假体(或假体的基台)与植入物之间的接合部是否将被牙龈很好地隐藏来确保准备中的修复体的美观性。
有利地，可以设想：
-所述凸部在其外表面上设置有侧向间隙，和/或
-中空座在其内表面上设置有侧向间隙。
这里，同样，在其外表面上设置有侧向间隙(例如借助于截锥状外形)的每个凸部与牙龈假体的相应中空座(可以在其内表面上设置有侧向间隙，例如借助于截锥状内形)配合以容许牙龈假体在该凸部上的渐进和精确的定心。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造主模型的方法，该主模型用于制备牙科假体，该制造基于待修复的患者齿列的三维计算机建模的计算机文件。根据本发明，所述方法包括这样的步骤，即在该步骤中，在三维计算机建模中包括旨在通过增材技术在主模型的制造期间产生并且与患者口中的牙科植入物的基准面对应的至少一个基准面。
根据本发明的又一方面，提供了一种通过诸如3D打印的增材技术制造的主模型，所述主模型具有旨在接纳承载在其上的牙科假体元件的至少一个基准面，所述基准面通过增材技术在主模型的制造期间产生并且与设置在患者口中的牙科植入物的基准面对应。
附图说明
根据以下参考附图对特定实施例的描述，本发明的其它主题、特征和优点将变得明显，在附图中：
-图1是根据本发明的第一实施例的成套用具的分解透视图，该成套用具具有主模型，该主模型与形式为横向固定式多假体框架的牙科假体元件以及与牙龈假体组合；
-图2是图1的主模型的截面图；
-图3是图1的成套用具的分解透视图，其中牙龈假体位于主模型上；
-图4是图3的主模型的截面图；
-图5是组装时的图1的成套用具的透视图；
-图6是图5的主模型的截面图；
-图7是图1的成套用具的固定螺钉的透视图；
-图8是图7的螺钉的部分剖开的侧视图；
-图9是图7的螺钉在接合于主模型中时的侧视图；
-图10是根据本发明的第二实施例的成套用具的分解透视图，该成套用具具有主模型，该主模型与形式为单个假体的基台的牙科假体元件以及与牙龈假体组合；
-图11是图10的主模型的细节的透视图；
-图12是图10的成套用具的分解透视图，其中牙龈假体位于主模型上；
-图13是图12的主模型的截面图；
-图14是组装时的图10的成套用具的透视图；
-图15是图14的主模型的截面图；
-图16是图10的成套用具的固定螺钉的透视图；
-图17是图16的螺钉的部分剖开的侧视图；以及
-图18至20是赘部或凸部的多个示例的侧视图。
具体实施方式
根据本发明的成套用具1的两个特定实施例在图1至18中被示出。第一实施例在图1至9中被示出，而第二实施例在图10至17中被示出。
在所有这些实施例中，用于准备牙科假体的成套用具1具有借助于增材技术制造的主模型2，该增材技术使用连续层3(参见图9)的材料布置，并且例如为3D打印。主模型2基于口内扫描而制造。
成套用具1还具有至少一个固定螺钉4，该固定螺钉具有旨在将牙科假体元件5可移除地固定到主模型2上的外螺纹4a。各实施例特定的两个固定螺钉4一方面在图7和8中且另一方面在图16和17中被示出。这些固定螺钉4在它们的外螺纹4a方面是相同的，并且基本上仅在它们的头部4b的形状方面不同，该头部中形成有用于驱动旋转的中空六边形插座4c。
主模型2具有旨在接纳承载在其上的牙科假体元件5的至少一个基准面S，所述基准面S是通过增材技术在主模型2的制造期间产生的。
主模型2具有至少一个带螺纹的空腔6，它的旨在通过旋拧来接纳所述固定螺钉4的内螺纹6a是通过增材技术在主模型2的制造期间产生的(参见图1至6和图10至15)。
如图9中更清楚地示出的，固定螺钉4的外螺纹4a具有：
·大于或等于层3的厚度的10倍的螺距P，
·大于或等于层3的厚度E的5倍的螺纹高度H。
仍在图9中将注意到，固定螺钉4的外螺纹4a不具有公制牙型。固定螺钉4的外螺纹4a具有梯形牙型，使得固定螺纹4不能被接纳在通常具有包含公制牙型的内螺纹的牙科植入物中。固定螺钉4由轻质金属材料制成，该轻质金属材料不必是生物相容性的，因为它无法通过拧入患者口中的牙科植入物中而被接纳。
固定螺钉4和带螺纹的空腔6构造成使得，当牙科假体元件5固定在主模型2上时，固定螺钉4沿至少四个螺距接合在内螺纹6a中，如图9所示。
在图1至9所示的第一实施例中，成套用具1与形式为横向固定式多假体框架7的牙科假体元件5组合。该横向固定式多假体框架7旨在固定到患者口中的多个植入物(在本例中为四个)上。因此，设置了代表位于患者口中的植入物的数个(四个)带螺纹的空腔6。
每个带螺纹的空腔6均形成在包括具有截锥状外形的远侧部段8a的赘部8中，所述远侧部段8a旨在至少部分地接合在形成于所述横向固定式多假体框架7中的相应截锥状座7a中，如从图6可以更具体地看到的。
如在图1至4中将更好地看到的，位于主模型2的后部部分中的赘部8沿相应轴向方向发展，该轴向方向相对于处于主模型2的前部部分中的赘部8沿其发展的相应轴向方向倾斜。这种倾斜布置起因于带螺纹的空腔6的取向，所述取向本身是患者口中的植入物的取向的图像。
成套用具1还包括旨在附接到主模型2上的牙龈假体9。每个赘部8具有包括截锥状外形的近侧部段8b，该近侧部段旨在至少部分地接合在形成于所述牙龈假体9中的相应截锥状座9a中，如从图4和6将更具体地看到的。
在赘部8的远侧部段8a和近侧部段8b之间，主模型2包括大致呈环形的基准面S。该基准面S恰好与口腔中的植入物所承载并且横向固定式多假体框架7旨在抵靠在其上的基准面对应(在尺寸、位置和取向方面)。因此，当横向固定式多假体框架7同时搁靠在不同赘部8的全部基准面S上时，它定位和取向成与它将处于患者口中一样。修复师因此能考虑位于紧邻接触区和闭塞点的齿(在本例中，它们是对抗牙弓的齿)来想象横向固定式多假体框架上的假体。
相反地，可以在横向固定式多假体框架7上设置赘部8，该赘部8旨在至少部分地被接纳在形成于主模型中(形成在带螺纹的空腔6的嘴部)的中空座中。
在图10至17所示的第二实施例中，成套用具1与形式为单个牙科假体的基台10的牙科假体元件5组合。
为精确地在主模型将在患者口中占据的同一位置接纳基台10并将该基台保持在主模型2上，在带螺纹的空腔6的嘴部形成有中空连接插座11。
中空连接插座11具有与基台10旨在被接纳在其中的口腔中的植入物的中空插座的基准面完全对应(在尺寸、位置和取向方面)的基准面S。因此，当基台10接合在中空连接插座11中时，它定位和取向成与它将处于患者口中一样。修复师因此能够考虑位于紧邻接触区和闭塞点处的齿(在本例中是相邻的非假体齿D1和D2，以及对抗牙弓的齿)通过将假体装配在基台10上来想象假体。
中空连接插座11具有非圆形截面以便使基台10在旋转上分度。这里，中空连接插座11的截面具有与基台10的下端互补的三角形形状。
相反地，可以使带螺纹的空腔6形成在这样的赘部中，所述赘部具有旨在至少部分地接合在形成于单个牙科假体的所述基台10中的相应中空座中的远侧部段。
成套用具1还包括旨在附接到主模型2上的牙龈假体12。从图10、11和13将更具体地看到，截锥状凸部13设置在中空连接插座11的嘴部并且旨在至少部分地接合在形成于所述牙龈假体12中的相应截锥状座12a中。
这里，同样，牙龈假体12和主模型2所承载的公(凸)/母(凹)构件的布置可以相反地切换。
在根据本发明的成套用具1的制造中，牙科医生首先执行待修复的患者齿列的口内扫描。
该口内扫描容许对待修复的患者齿列进行三维计算机建模。
从口内扫描获得的计算机文件然后由计算机进一步处理以便包括与设置在患者口中的植入物(或多个植入物)所承载的一个或多个基准面对应的基准面。
此后借助于诸如3D打印的、使用连续层材料的布置的增材技术来进行主模型2的计算机辅助制造。
在该制造期间，3D打印机通过层叠一系列厚度为E的细材料层3来打印主模型2。
特别地，所述一个或多个带螺纹的空腔6及其内螺纹6a通过增材技术在主模型2的制造期间产生。层3的厚度E选择成容许相对短的制造时间，同时确保在修复师对假体的塑形期间将假体可靠地保持在主模型2上。相应地设置固定螺钉4的外螺纹4a的参数(螺距P和高度H)，即：
·螺距P大于或等于层3的厚度E的10倍，
·螺纹高度H大于或等于层3的厚度E的5倍。
一个或多个中空插座11的或者—在适合的情况下—一个或多个赘部8或凸部13的一个或多个基准面S也通过3D打印产生。
一旦已获得主模型2，修复师便可以将牙龈假体9(图3和4)或12(图12和13)接合在赘部8或凸部13上。牙龈假体9或12利用它们的一个或多个截锥形座9a或12a接合在主模型2的近侧部段8b或一个或多个凸部13上。
在第一实施例的情况下，修复师然后将横向固定式多假体框架7安置在基准面S上，借助于截锥状远侧部段8a将该横向固定式多假体框架7逐渐引向该基准面。修复师然后将固定螺钉4插入带螺纹的空腔6中并且旋拧它们以便将横向固定式多假体框架7固定在主模型2上(图5和6)。
在第二实施例的情况下，修复师然后将基台10插入中空连接插座11中。修复师然后将固定螺钉4插入带螺纹的空腔6中并且旋拧它们以便将基台10固定在主模型2上(图14和15)。
在旋拧结束时，固定螺钉4沿至少四个螺距P接合在内螺纹6a中。
修复师然后可以以与由石膏制成的“传统”主模型相同的方式继续制造、调节或控制牙科假体元件(例如，在第一实施例的情况下为横向固定式多假体框架7，在第二实施例的情况下为带有基台10的横向固定式单个牙科假体)。
在牙科假体元件7或10的制造、调节或控制之后，该牙科假体元件将借助于另一螺钉(其可称为定形固定螺钉)被附接并固定到患者口中的牙科植入物上。实际上，固定螺钉4的外螺纹4a的牙型与患者口中的植入物的内螺纹的牙型不同，使得该固定螺钉4不能随后通过拧入患者口中的植入物的带螺纹的空腔中而被接合和/或保持。
在图1至17所示的实施例中，赘部8、凸部13和中空座7a、9a、12a呈截锥状。然而，赘部8和凸部13可以具有不同外形，同样设置有用于它们的截面的逐渐缩小的侧向间隙，如图18至20所示，图18至20是赘部8和凸部13的侧视图。中空座7a、9a、12a也可以具有不同于截锥状内形的内形，例如与图18至20所示的形状互补的内形。
这明确地表示，可以对借助于诸如3D打印的增材技术制造的主模型2寻求独立的专利保护，所述主模型2具有旨在接纳直接载持于其上的牙科假体元件(横向固定式多假体框架7、单个牙科假体的基台10等)的至少一个基准面S，所述基准面S通过增材技术在主模型2的制造期间产生并且与设置在患者口中的牙科植入物的基准面对应。可以独立于固定螺钉4和一个或多个带螺纹的空腔6的存在和参数寻求该保护。通过该特征组合解决的问题在于，以降低的成本借助于诸如3D打印的使用以连续层的材料排列的增材技术制造了主模型并且同时也降低了不精确的风险。
此外，必须指出的是，用于解决避免牙科医生将螺钉重复用于将假体固定在主模型上以便将假体固定在患者口中的植入物上(尤其由于它已经被拧紧/旋松多次并因此造成在口中失效的风险)的问题的方案并不取决于在权利要求1中提到的固定螺钉4的外螺纹4a的参数与层3的厚度E之间的关系。可以针对其寻求独立的专利保护的该具体问题的解决方案是一种用于准备牙科假体的成套用具1，它具有：
-借助于诸如3D打印的使用连续层的材料排列的增材技术制造的主模型2，
-具有外螺纹4a的固定螺钉4，它旨在将牙科假体元件5、7、10可移除地固定在主模型2上a，
其中：
-该主模型2具有旨在接纳(直接)承载在其上的牙科假体元件5、7、10的至少一个基准面S，所述基准面S通过增材技术在主模型2的制造期间产生，
-该主模型2具有至少一个带螺纹的空腔6，该空腔的内螺纹6a旨在通过旋拧来接纳所述固定螺钉4，它是通过增材技术在主模型2的制造期间产生的，
-固定螺钉4的外螺纹4a的牙型与患者口中的植入物的带螺纹的空腔的内螺纹的牙型不同，使得固定螺钉4不能通过拧入患者口中的植入物的带螺纹的空腔中而被接合和/或保持。
本发明不限于已清楚地描述的实施例，而是包括被包含的所附权利要求的范围内的不同变型和概括。