基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011053034.9 (22)申请日 2020.09.29 (71)申请人 西安交通大学口腔医院 地址 710004 陕西省西安市西五路98号 (72)发明人 郭昱成牟清楠侯玉霞王爽 吉玲玲王锦绣唐羽 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 朱海临 (51)Int.Cl. A61C 7/28(2006.01) A61C 9/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明。

2、名称 一种基于3D打印的数字化托槽间接粘接方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于3D打印的数字化托 槽间接粘接方法， 获取患者数字化牙列模型。 在 三维设计软件中对托槽进行精确定位， 输出并3D 打印带托槽的三维牙列模型； 制作转移托盘； 转 移托盘内置托槽后， 安放于患者牙面上， 常规粘 接。 在使用未消除倒凹的托槽时， 压膜式转移托 盘易产生倒凹， 在去除转移托盘时产生脱位力， 破坏托槽粘接界面， 导致粘接失败。 去除牙龈方 向和咬合面(或切缘)方向的倒凹， 是为了防止产 生破坏粘接的倒凹； 保留近、 远中方向结扎翼下 1/2倒凹的托槽， 是防止托槽置入转移托盘后容 易脱出。 消除部分。

3、倒凹的设计使的托槽粘接后脱 落率下降， 防止在临床操作中托槽脱出， 同时由 于采用全包式转移托盘， 保证粘接转移精确性。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 112043423 A 2020.12.08 CN 112043423 A 1.一种基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 获取患者矫治前的数字化的三维牙列模型； 步骤2， 将三维牙列模型导入三维设计软件， 设定咬合面和标准平面， 分割三维牙列模 型进行弓丝匹配， 使用与实体托槽对应的虚拟托槽， 虚拟托槽牙龈方向与咬合面或切缘方 向的结扎翼边缘垂直向下与托槽底板连接， 虚拟托槽近中、 远中方。

4、向结扎翼边缘向托槽中 央延伸0.5mm后， 垂直向下与托槽底板连接； 将托槽放置在牙冠中心点， 确定并验证托槽位 置， 完成对托槽进行精确定位， 输出带有托槽的牙列模型及底座； 步骤3， 采用3D打印机打印带有托槽的牙列模型及底座， 用高压水枪去除支撑材料， 然 后制作转移托盘； 步骤4， 将托槽按顺序放入转移托盘内， 将转移托盘安放于患者已处理好的牙面上， 进 行光固化或者化学固化； 步骤5， 托槽固化完成后， 先取出外层硬质膜片， 再去除内层软质膜片， 完成间接粘接。 2.根据权利要求1所述的基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 其特征在于， 获取患 者矫治前的数字化的三维牙列模型的具体。

5、方法如下： 采用硅橡胶印模进行阴模扫描， 获得患者的.stl格式的三维牙列模型。 3.根据权利要求1所述的基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 其特征在于， 获取患 者矫治前的数字化的三维牙列模型的具体方法如下： 通过口内直接扫描， 获得患者的.stl格式的三维牙列模型。 4.根据权利要求1所述的基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 其特征在于， 获取患 者矫治前的数字化的三维牙列模型的具体方法如下： 先获得患者的石膏模型， 然后再进行模型扫描， 获得患者的.stl格式的三维牙列模型。 5.根据权利要求1所述的基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 其特征在于， 所述步 骤2对托槽进行精确。

6、定位的具体方法如下： 步骤2-1， 选择需要粘接的牙列模型； 步骤2-2， 设定咬合面与标准平面； 步骤2-3， 分割模型； 步骤2-4， 根据每颗牙齿的近远中邻面切分牙齿； 步骤2-5， 处理牙面， 调整牙轴； 步骤2-6， 选择托槽， 并将所选托槽虚拟粘接于相应牙齿表面， 并根据托槽设计的不同， 将托槽置于牙冠中心点； 步骤2-7， 放置弓丝， 匹配牙列； 步骤2-8， 输出格式为.stl的虚拟粘接托槽后的三维牙列模型。 6.根据权利要求1或5所述的基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 其特征在于， 所 述步骤3制备转移托盘的具体方法如下： 步骤3-1， 将3D打印所得模型置于真空压膜机。

7、中， 在模型上覆厚度为2mm或3mm的软质膜 片， 压制成型内层膜片； 步骤3-2， 再在内层膜片上覆盖厚度为1mm的硬质膜片， 真空压制外层膜片； 步骤3-3， 在外层膜片压制成型后， 同时取下内外两层膜片， 裁剪至牙冠边缘， 完成转移 托盘的制作。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112043423 A 2 一种基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法 【技术领域】 0001 本发明属于口腔正畸技术领域， 涉及一种基于3D打印的数字化托槽间接粘接方 法。 【背景技术】 0002 当代固定矫治器， 从Edward Angle发明的E形弓、 钉管弓、 带状弓发展到方丝弓矫 治器。 由于方丝弓矫治。

8、器能够在三维方向上精确控制牙冠和牙根， 因此逐渐成为固定矫治 器的主流。 但是由于在所有牙上使用同一托槽， 对牙齿的精确控制需要在不同尺寸的不锈 钢方丝上弯制第一、 第二和第三序列弯曲以及其他复杂的曲， 这增加了正畸医生的临床工 作量。 到了20世纪80年代， Andrews医生基于每个牙齿的特征， 对托槽进行改良、 减少了为代 偿不同牙齿的解剖形态而在弓丝上进行重复的弯制， 提出直丝弓矫治器。 同时粘接方式的 改变使得在每颗牙上粘接不同的托槽显得更加容易， 从而提高了矫治器的效率。 但同时， 也 提高了对矫治器粘接精准度的要求。 只有精确定位的托槽才能表达预置在托槽中的三维数 据， 因此， 。

9、将托槽粘接在牙面的正确位置， 是直丝弓矫治器成功的必要条件。 0003 托槽粘接的原理是通过酸蚀剂对牙面托槽粘接区域进行酸蚀， 将光滑表面变得粗 糙； 通过粘接剂将粗糙的牙面与托槽底板实现机械锁结， 从而达到粘接的目的。 粘接剂根据 其固化的方法不同可分为光固化和化学固化两种方式。 托槽完成粘接后需去除表面残余的 粘接剂， 避免多余成分存在牙表面， 不利于牙面清洁。 0004 粘接方式一般分为直接粘接与间接粘接。 直接粘接是依靠医生临床肉眼观察， 判 断托槽位置并进行粘接， 但其视野有限， 粘接效率较低。 间接粘接是在口外牙列模型上定位 并粘接托槽， 然后利用转移托盘将所有托槽一次性从模型上转。

10、移至患者口内， 其粘接位置 较为准确， 粘接效率高， 临床操作时间短， 是一种高效的托槽粘接方式。 0005 在托槽粘接过程中， 托槽底板周围会有粘接剂溢出， 需要去除多余的粘接剂， 在直 接粘接中可以利用探针刮除。 而在间接粘接中， 可采用底板预制粘接树脂的托槽， 在使用透 明压膜作为转移托盘时进行光固化； 或者采用双组份化学固化粘接剂。 由于仅在托槽底板 涂有聚合催化剂成分， 在粘接完成后托槽边缘溢出的粘接剂未发生固化， 可去除残余粘接 剂。 0006 随着数字化软件与3D打印技术的发展， 利用三维扫描获得牙列模型， 并在数字化 软件上对托槽进行更加精准的定位是未来的发展趋势。 数字化托槽。

11、定位可以直接测量托槽 定位的数据， 相比于直接粘接及传统间接粘接方法， 不再借助肉眼观察， 从而避免粘接位置 不精确的问题， 确保托槽所设计的数据完整地表达。 0007 目前， 现有技术主要存在以下缺陷和不足： 0008 1.现有的数字化托槽间接粘接技术， 需要同时考虑两方面的问题： 粘接脱落率和 粘接精确性。 若粘接精确性提高， 转移托盘将托槽卡抱较紧， 在粘接过程中转移托盘从口内 取出时容易造成托槽脱落。 另一方面， 若托槽脱落率较低， 托槽易从转移托盘脱落， 在粘接 过程中粘接精确性会降低。 两方面都会影响临床矫治效果。 说明书 1/5 页 3 CN 112043423 A 3 0009。

12、 2.现有直接3D打印成型的数字化间接粘接托盘， 需单个牙位依次粘接， 在临床中 所用时间较多， 不具有节省椅旁时间的优点。 且打印所需材料需同时满足一定的强度与弹 性， 价格较贵， 增加患者经济负担。 0010 3.获取三维模型的方法大多数为将石膏模型进行三维扫描获得， 在对托槽间接粘 接转移精准度的评价时只能通过口内扫描的方式进行。 而石膏模型的制取由于受空气湿 度、 温度、 印模材料水粉比等因素的影响， 石膏模型可能发生变形与并与最终粘接后的口内 扫描模型不一致， 使得模型配准困难， 难以评价托槽转移精确度。 0011 4.由于托槽在龈方、 切缘/牙尖、 近远中方向存在倒凹， 如采用全包。

13、裹式转移托盘， 在转移托盘脱位时破坏托槽粘接， 现有的设计方法多为采用额外增加固位装置的方法， 这 种额外的部件给技工室环节增加工作量， 给临床操作带来不便， 阻碍数字化间接粘接的发 展。 【发明内容】 0012 本发明的目的在于解决现有技术中的问题， 提供一种基于3D打印的数字化托槽间 接粘接方法。 0013 为达到上述目的， 本发明采用以下技术方案予以实现： 0014 一种基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 包括以下步骤： 0015 步骤1， 获取患者矫治前的数字化的三维牙列模型； 0016 步骤2， 将三维牙列模型导入三维设计软件， 设定咬合面和标准平面， 分割三维牙 列模型进行弓丝。

14、匹配， 选择牙龈方向和咬合面(或切缘)方向没有倒凹、 近远中方向保留结 扎翼下方1/2倒凹的托槽， 并将托槽放置在牙冠中心点， 确定并验证托槽位置， 完成对托槽 进行精确定位， 输出带有托槽的牙列模型及底座； 0017 步骤3， 采用3D打印机打印带有托槽的牙列模型及底座， 用高压水枪去除支撑材 料， 然后制作转移托盘； 0018 步骤4， 将托槽按顺序放入转移托盘内， 将转移托盘安放于患者已处理好的牙面 上， 进行光固化或者化学固化； 0019 步骤5， 托槽固化完成后， 先取出外层硬质膜片， 再去除内层软质膜片， 完成间接粘 接。 0020 本发明进一步的改进在于： 0021 获取患者矫治。

15、前的数字化的三维牙列模型的具体方法如下： 0022 采用硅橡胶印模进行阴模扫描， 获得患者的.stl格式的三维牙列模型。 0023 获取患者矫治前的数字化的三维牙列模型的具体方法如下： 0024 通过口内直接扫描， 获得患者的.stl格式的三维牙列模型。 0025 获取患者矫治前的数字化的三维牙列模型的具体方法如下： 0026 先获得患者的石膏模型， 然后再进行模型扫描， 获得患者的.stl格式的三维牙列 模型。 0027 所述步骤2对托槽进行精确定位的具体方法如下： 0028 步骤2-1， 选择需要粘接的牙列模型； 0029 步骤2-2， 设定咬合面与标准平面； 说明书 2/5 页 4 CN。

16、 112043423 A 4 0030 步骤2-3， 分割模型； 0031 步骤2-4， 根据每颗牙齿的近远中邻面切分牙齿； 0032 步骤2-5， 处理牙面， 调整牙轴； 0033 步骤2-6， 选择托槽， 并将所选托槽虚拟粘接于相应牙齿表面， 并根据托槽设计的 不同， 将托槽置于牙冠中心点； 0034 步骤2-7， 放置弓丝， 匹配牙列； 0035 步骤2-8， 输出格式为.stl的虚拟粘接托槽后的三维牙列模型。 0036 所述步骤3制备转移托盘的具体方法如下： 0037 步骤3-1， 将3D打印所得模型置于真空压膜机中， 在模型上覆厚度为2mm或3mm的软 质膜片， 压制成型内层膜片； 。

17、0038 步骤3-2， 再在内层膜片上覆盖厚度为1mm的硬质膜片， 真空压制外层膜片； 0039 步骤3-3， 在外层膜片压制成型后， 同时取下内外两层膜片， 裁剪至牙冠边缘， 完成 转移托盘的制作。 0040 与现有技术相比， 本发明具有以下有益效果： 0041 1、 本发明2mm或3mm的内层软质膜片与1mm厚的外层硬质膜片， 同时兼顾了粘接精 确性与托槽脱落率的平衡； 0042 2、 本发明3D打印材料仅在数字化模型部分应用， 价格低于直接打印成型的转移托 盘； 0043 3、 本发明临床粘接效率较高， 一次粘接即可完成单颌所有牙位的托槽粘接， 相较 于分段式或者单颗牙式数字化间接粘接，。

18、 本发明缩短椅旁时间， 提高效率； 0044 4、 本发明直接在软件中更改托槽的形状， 而不是额外添加附属装置， 使得在临床 中简便易行， 降低推广成本； 0045 5、 由于在使用未消除倒凹的托槽时， 采用双膜法进行压膜制作转移托盘时， 内层 软膜及外层硬膜易产生倒凹， 导致在去除外层转移托盘或内层转移托盘时会给托槽一个脱 位力， 破坏托槽粘接界面， 导致粘接失败。 但选用完全去除倒凹的托槽， 会使得托槽就位于 导板中之后固位不足， 在临床粘接环节从口外转移至口内的过程中托槽容易从转移托盘中 脱出， 影响粘接。 消除牙龈及咬合面(或切缘)方向托槽是为了防止在内层及外层膜片上产 生倒凹， 从而。

19、避免粘接失败； 在近中及远中方向保留结扎翼下1/2的倒凹， 增加了托槽的临 时固位能力， 同时不会造成在取出转移托盘过程中过深的倒凹破坏粘接。 消除部分倒凹的 设计使托槽粘接后脱落率下降， 同时由于采用全包式转移托盘， 保证粘接转移精确性。 【附图说明】 0046 图1为本发明的实验室操作流程图； 0047 图2为本发明的虚拟定位托槽位置时的矢状位示意图； 0048 图3为本发明的使用带有倒凹的托槽时， 转移托盘产生倒凹的矢状位示意图； 0049 图4为本发明的技工室操作流程图； 0050 图5为本发明的双层转移托盘矢状位示意图； 0051 图6为本发明的临床粘接去除转移托盘前的矢状位示意图；。

20、 0052 图7为本发明的双层转移托盘的水平横截面示意图； 说明书 3/5 页 5 CN 112043423 A 5 0053 图8为本发明的去除转移托盘后的粘接效果矢状位示意图。 【具体实施方式】 0054 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案， 下面将结合本发明实施例中的 附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是 本发明一部分的实施例， 不是全部的实施例， 而并非要限制本发明公开的范围。 此外， 在以 下说明中， 省略了对公知结构和技术的描述， 以避免不必要的混淆本发明公开的概念。 基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出。

21、创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都应当属于本发明保护的范围。 0055 在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。 这些图并非是按比例 绘制的， 其中为了清楚表达的目的， 放大了某些细节， 并且可能省略了某些细节。 图中所示 出的各种区域、 层的形状及它们之间的相对大小、 位置关系仅是示例性的， 实际中可能由于 制造公差或技术限制而有所偏差， 并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不 同形状、 大小、 相对位置的区域/层。 0056 本发明公开的上下文中， 当将一层/元件称作位于另一层/元件 “上” 时， 该层/元件 可以直接位于该另一层/元件上， 或者它们之间可。

22、以存在居中层/元件。 另外， 如果在一种朝 向中一层/元件位于另一层/元件 “上” ， 那么当调转朝向时， 该层/元件可以位于该另一层/ 元件 “下” 。 0057 需要说明的是， 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语 “第一” 、“第 二” 等是用于区别类似的对象， 而不必用于描述特定的顺序或先后次序。 应该理解这样使用 的数据在适当情况下可以互换， 以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或 描述的那些以外的顺序实施。 此外， 术语 “包括” 和 “具有” 以及他们的任何变形， 意图在于覆 盖不排他的包含， 例如， 包含了一系列步骤或单元的过程、 方法、 系统、 产品或设备。

23、不必限于 清楚地列出的那些步骤或单元， 而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、 方法、 产品 或设备固有的其它步骤或单元。 0058 下面结合附图对本发明做进一步详细描述： 0059 参见图1， 本发明基于3D打印的数字化托槽间接粘接方法， 包括以下步骤： 0060 步骤一： 获得患者矫治前的数字化牙列模型。 可以制取硅橡胶印模进行阴模扫描， 也可以进行口内直接扫描， 然后在进行模型扫描。 扫描结束， 获得.stl格式的三维牙列模 型。 0061 步骤二： 取得三维牙列模型后， 将其导入三维设计软件3shape。 在三维设计软件 3shape上， 设定咬合面和标准平面， 分割模型进行弓丝匹。

24、配； 如图2所示选择已消除牙龈方 向和咬合面(或切缘)方向消除倒凹的托槽， 并在牙冠中心点放置消除倒凹的托槽， 确定并 验证托槽位置， 完成对托槽进行精确定位， 输出.stl格式的带有托槽的牙列模型及底座。 在 三维软件中应选择使用已消除倒凹的托槽。 如图3所示， 在使用未消除倒凹的托槽时， 采用 双膜法进行压膜制作转移托盘时， 内层软膜及外层硬膜易产生倒凹， 导致在去除外层转移 托盘或内层转移托盘时会给托槽一个脱位力， 破坏托槽粘接界面， 导致粘接失败。 选用去除 倒凹的托槽， 是为了防止在外层及内层膜片上产生影响转移托盘脱位的倒凹， 从而避免粘 接失败。 对托槽进行精确定位的具体方法如下：。

25、 说明书 4/5 页 6 CN 112043423 A 6 0062 1)选择需要粘接的牙列模型， 上颌、 下颌或上下颌全选； 0063 2)设定咬合面与标准平面； 0064 3)分割模型， 上颌或下颌 0065 4)根据每颗牙齿的近远中邻面， 切分牙齿； 0066 5)牙面处理， 调整牙轴； 0067 6)选择托槽 0068 7)将所选托槽虚拟粘接于相应牙齿表面， 并根据托槽设计的不同， 将托槽置于牙 冠中心点。 在三维方向上调节托槽至理想位置。 0069 8)放置弓丝， 匹配牙列。 观察排齐之后的效果。 若排齐效果不佳， 调整托槽位置， 直 至排齐牙列。 0070 9)完成， 输出格式为.。

26、stl的虚拟粘接托槽后的三维牙列模型 0071 步骤三： 将该模型利用3D打印机打印完成， 高压水枪去除支撑材料， 制作转移托 盘； 如图4所示， 具体制作转移托盘的方法如下： 0072 1)将3D打印所得模型置于真空压膜机中， 上覆2mm或3mm厚的软质膜片， 压制成型 内层膜片； 0073 2)再在内层膜片上覆盖1mm厚硬质膜片， 真空压制外层膜片； (如图5所示) 0074 3)外层膜片压制成型后， 同时取下两层膜片， 裁剪至牙冠边缘， 完成转移托盘制 作。 0075 步骤四： 转移托盘制作完成后， 进入临床操作环节。 由助手将托槽按顺序放入转移 托盘内， 医生对患者牙面进行隔湿， 酸蚀。

27、， 冲洗， 吹干， 再根据托槽类型， 选择光固化或者化 学固化粘接剂并对牙面及托槽背板进行处理。 如图6所示， 处理完成后， 将托槽置于转移托 盘中。 如图7所示， 近中及远中方向有部分倒凹存在， 在转移托盘中置入托槽后托槽不容易 脱出， 由于近远中向结扎翼下倒凹较浅， 硬质膜片在脱位时不会对托槽产生脱位力量。 将含 有托槽的转移托盘安放于患者牙面上之后进行光固化或化学固化。 如图8所示， 托槽固化完 成后， 先去除外层硬质膜片， 然后去除内层软质膜片， 检查托槽粘接情况， 完成间接粘接。 0076 实施例1： 0077 使用Damon Q自锁托槽， 在三维软件中选择去除倒凹的Damon Q自。

28、锁托槽， 在软件 中虚拟排齐， 将托槽调整至理想位置， 设计完成后3D打印制作带托槽的牙列模型， 制作内层 2mm软膜， 外层1mm硬膜的转移托盘， 将托槽置于托盘内， 患者口内清洁、 酸蚀、 干燥后， 使用 双组份化学固化粘接剂， 一次性完成粘接， 取出转移托盘， 粘接完成。 0078 实施例2： 0079 使用3M CA陶瓷托槽(预制粘接剂)， 在三维软件中选择已去除倒凹的3M CA陶瓷托 槽， 在软件中虚拟排齐， 将托槽调整至理想位置， 设计完成后3D打印制作带托槽的牙列模 型， 制作内层2mm软膜， 外层1mm硬膜的转移托盘， 将托槽置于托盘内， 患者口内清洁、 酸蚀、 干燥后， 在牙。

29、面相应位置涂布粘接剂并光照固化， 将转移托盘转移至口内， 光固化灯光照固 化， 一次性完成粘接， 取出转移托盘， 粘接完成。 0080 以上内容仅为说明本发明的技术思想， 不能以此限定本发明的保护范围， 凡是按 照本发明提出的技术思想， 在技术方案基础上所做的任何改动， 均落入本发明权利要求书 的保护范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 112043423 A 7 图1 图2 说明书附图 1/5 页 8 CN 112043423 A 8 图3 说明书附图 2/5 页 9 CN 112043423 A 9 图4 图5 说明书附图 3/5 页 10 CN 112043423 A 10 图6 图7 说明书附图 4/5 页 11 CN 112043423 A 11 图8 说明书附图 5/5 页 12 CN 112043423 A 12 。