[发明专利]一种基于形状记忆聚合物弓丝的个性化正畸方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种正畸方法。

背景技术

口腔固定正畸是针对牙齿排列畸形或错牙合（牙合为一个字，下同），利用弓丝、托槽等组成的矫治器械，对牙齿施加机械矫治力和力矩，调整颜面骨骼、牙齿和颌面肌肉三者间的平衡和协调，经过一段时间的矫治后改善面型、排齐牙列并提高咀嚼效能。20世纪初，被誉为现代正畸学之父的美国牙医Edward Angle开始设计牙齿矫治器，到1928年推出了方丝弓矫治技术，奠定了现代口腔正畸学的基础。1970年美国正畸医生Andrews提出了最佳自然牙合的六条标准，并在方丝弓矫治器的基础上发明了直丝弓矫治器，使用更加方便。目前，应用自锁托槽的直丝弓矫治已经成为口腔正畸的主流技术，其关键在于用对应于不同牙位的特定参数的托槽来补偿每颗牙与咬合线之间的尺寸差异，而无需再象方丝弓一样对弓丝进行弯制。我国直到上世纪80年代才引入方丝弓矫治技术，30多年来主要以消化吸收和应用为主，目前主要的正畸器械如自锁托锁仍然依赖进口，价格高昂。每年正畸的就诊病人只有几十万，而有数据显示我国青少年错牙合畸形的发病率在50%左右，随着经济发展和生活水平的提高，我国对正畸治疗的需求将快速增长，迫切需要具有自主知识产权的正畸器械。

口腔正畸中，弓丝的主要作用是通过与托槽配合，对需要移动的牙齿和牙弓施加相应的力和力矩，实现牙齿的移动。传统的金属弓丝由于施加的力衰减较快，力学性能不够稳定，已经逐步被具有形状记忆功能的合金弓丝代替。镍钛合金等形状记忆材料制作的口腔正畸弓丝所能提供的力学特性比传统的合金材料更加优良，可以持续释放的较小且稳定的矫治力。其工作原理是将人体口腔的正常牙弓根据尺寸大小进行统计分析和分组，根据该分组制作一组标准大小的弓丝，其形状与正常牙弓形状一致，是正畸患者牙列排齐后的理想形状；临床应用时，正畸医生根据患者实际的牙弓大小从标准的弓丝中选择形状和尺寸最接近的一根弓丝；该弓丝经过医生操作使其变弯、扭转等固定在患者牙上标准托槽中，在口腔温度环境下，弓丝会缓慢变形恢复到初始的标准形状，与托槽配合提供牙齿移动的载荷，实现牙齿的移动。

目前的弓丝及存在的问题：目前，基于标准的形状记忆弓丝和直丝弓托槽的正畸中的最大问题在于弓丝和托槽都是标准的形状和尺寸，通过不同牙位上的标准托槽的尺寸改变来补偿不同牙位与正常咬合线间的位置差异，而每个人的牙齿大小存在差别，咬合线也会与标准数据不同。因此目前的直丝弓矫治器并没有考虑个体差异，其提供的矫治力并不精确，容易造成牙齿不必要的位移，需要在治疗过程不断调整治疗方案并调校矫治器来补偿和修正，延长了治疗时间并增加了治疗风险。

发明内容

为了克服已有形状记忆合金弓丝个性化成型困难、镍材料不安全的不足，本发明提供一种能有效实现个性化成型、消除安全隐患的基于形状记忆聚合物的个性化正畸方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于形状记忆聚合物弓丝的个性化正畸方法，所述正畸方法包括以下步骤：

1）CT数据采集及牙模制作：拍摄患者口腔部位的CT图像，并制作患者石膏牙模；

2）口腔组织三维模型重建：利用三维重建软件基于CT数据重建患者口腔模型，重建模型包括牙齿和牙槽骨；

3）扫描并重建牙模：利用三维扫描仪扫描石膏牙模，然后利用逆向重建软件重建出牙模的三维模型，将该模型与基于CT重建的模型重合，得到了包括牙齿、牙槽骨和牙龈表面的复合模型；

4）在复合模型上，根据患者的牙齿错位情况，制订出牙齿移动的步骤，得到正畸方案，测算出关键参数，所述关键参数包括牙齿移动量、所需的正畸力和力矩以及加力的方式，并排出经过治疗后的目标牙列；

5）根据目标牙列为每颗牙选择自锁托槽，并确定托槽在牙上的位置；

6）根据每个托槽上的弓丝槽的位置，用扫掠的方式构制出弓丝，该弓丝与目标牙列及托槽的位置匹配，具有个性化的形状；

7）根据该弓丝形状设计出成型模具；

8）将弓丝模具用金属粉末快速成型技术SLM制造出来；

9）利用形状记忆聚合物材料在模具中成形出SMP弓丝；

10）临床使用时，将弓丝加热到相变温度变得柔软，固定在托槽中，在口腔温度环境下，弓丝中的软质相逐渐发生软化逆变，恢复到一次成形的初始形状，提供持续稳定的正畸矫治力。

进一步，所述步骤9）中，SMP弓丝材料采用聚氨酯材料。当然，也可以选用其他具有形状记忆功能和良好生物相容性的材料。