Brevet FR2952803A1 — publié le 20110527

Procédé de réalisation d'un appareillage orthodontique individualisé, et appareillage ainsi réalisé. L'invention concerne un procédé de réalisation d'un appareillage orthodontique individualisé pour le traitement d'un patient, destiné à être utilisé dans le cas d'une technique linguale, c'est-à-dire avec l'appareil disposé sur la face postérieure non visible des dents. Classiquement, de tels appareils comportent : - au moins un arc orthodontique, autrement dit un fil métallique exerçant sur les dents un effort tendant à les amener, à partir de leur position initiale insatisfaisante, dite « mal position », à une position finale satisfaisante, dite « position corrigée » - et une série d'attaches, dites aussi couramment « brackets », pourvues chacune d'au moins une gorge pour la réception d'un arc orthodontique ; ces attaches sont fixées individuellement sur les dents du patient, dans une position déterminée permettant à l'arc orthodontique de transférer sur les dents les efforts nécessaires pour qu'elles passent de la mal position à la position corrigée pendant le traitement. Le plus couramment, un ou plusieurs arcs orthodontiques, et avec lui ou eux une seule série d'attaches comportant chacune une ou plusieurs gorges, sont utilisés. Présentement deux processus de fabrications industrielles des attaches orthodontiques s'opposent: la fabrication de série et le prototypage rapide. Il est important dans un premier temps de définir ces types de fabrication. La fabrication en série fait appel à des outillages conçus spécifiquement pour chaque type, forme ou modèle de pièce à produire. Ces pièces de série ont une précision dimensionnelle très importante de l'ordre du 1/100 de mm. La fabrication de la première pièce de série prend du temps pour la conception et la programmation de l'outillage, mais une fois celles-ci effectuées, la fabrication des pièces suivantes peut être réalisée en grande série dans un temps très court ce qui compense le coût important des outillages spécifiques. Classiquement les méthodologies utilisées pour produire des attaches orthodontiques de série sont le moulage par injection de métal (MIM), moulage par injection de céramique (CIM), l'extrusion découpe et usinage (les différents procédés d'usinage sont décrits par la norme NFE 05-019). Le « prototypage rapide» ou « fabrication additive ou soustractive » consiste à réaliser la pièce par addition ou soustraction progressive de couches de matière pour une fabrication directe ou indirecte. La fabrication est directe dans le cas où elle est réalisée notamment par frittage laser, indirecte dans le cas où elle est réalisée notamment par coulée à la cire perdue. Par cette méthode, une attache individualisée unique peut être fabriquée plus rapidement que par usinage ou une autre méthode faisant appel à un outillage spécialisé. Cependant, la précision dimensionnelle de cette méthode n'est que de l'ordre du 1/10 mm, ce qui peut être insuffisant. A cause de cela, le prototypage rapide n'est pas adapté à la réalisation de formes complexes et plus particulièrement d'attaches orthodontiques précises. Historiquement les techniques orthodontiques linguales, qui ont l'avantage esthétique de laisser l'appareillage pratiquement invisible depuis l'extérieur, ont commencé à se développer vers 1980 et utilisaient des brackets de série. Mais à l'époque elles reposaient sur un montage entièrement manuel des appareils et leur mise en oeuvre était d'une très grande complexité. En effet, un élément important de la réussite du traitement est le bon positionnement de l'attache et donc de sa gorge sur la dent, puisque ce positionnement détermine l'orientation des efforts qui sont imposés à la dent correspondante, et donc les orientations de la dent dans les différentes directions de l'espace lorsqu'elle se trouvera en position finale corrigée. Ce positionnement est beaucoup plus délicat à réaliser en technique linguale qu'en technique dite labiale ou vestibulaire (où l'appareillage est disposé sur la face antérieure des dents), du fait de l'hétérogénéité morphologique des faces postérieures des dents. Cette particularité fait qu'une légère erreur de positionnement de l'attache peut placer la gorge dans une mauvaise position, incapable d'assurer la correction souhaitée de la position de la dent. Une amélioration de cette technique a été constituée par le système dit « C.L.A.S.S. ». Il consiste à réaliser deux moulages en plâtre d'une empreinte de l'arcade et des dents en mal position du patient. L'un de ces moulages est conservé, l'autre est utilisé par le technicien pour réaliser un modèle de l'arcade avec les dents en position finale corrigée. A cet effet, les dents du moulage sont découpées une à une et repositionnées dans lesdites positions corrigées (étape dite couramment « set-up »). Puis le technicien place des attaches de série sur des jauges préexistantes, qui lui paraissent les mieux adaptées à la courbure interne des dents dans des zones déterminées de l'arcade (par exemple face aux incisives, face à chacune des canines, face à chacune des séries de prémolaires et face à chacune des séries de molaires), et approche ces ensembles jauge-attaches des dents du moulage. Chaque gabarit de jauge correspond à un arc préformé disponible dans une gamme d'arcs orthodontiques standards. Le résultat est que une ou certaines des attaches de série peuvent venir s'appuyer directement sur les dents du moulage, mais que des espaces vides existent entre les autres attaches et les autres dents. Ces espaces vides sont comblés par un matériau résineux pour maintenir les attaches en place. On réalise alors une photocopie du moulage avec les attaches en place, à partir de laquelle on détermine la forme de l'arc orthodontique qui sera nécessaire pour placer les dents en position corrigée. Puis on emprisonne partiellement les attaches dans de petites coques en résine, on les place sur les dents du moulage en mal position à l'aide de dispositifs de maintien, et on réalise alors une clef de transfert en silicone de l'ensemble de l'arcade, à l'aide de laquelle on peut effectuer en une seule opération le transfert simultané par collage de toutes les attaches sur les dents du patient en mal position. L'arc orthodontique préformé est ensuite placé dans les gorges des attaches de série, dans lesquelles il est ensuite bloqué par obturation de l'entrée de la gorge pour empêcher qu'il s'en échappe, et le traitement peut commencer. Cette technique présente cependant plusieurs inconvénients. La masse de résine, grâce à laquelle l'espace vide entre l'attache et sa dent correspondante est comblé et la liaison attache-dent est assurée lors du traitement, ne peut être dimensionnée que de façon relativement approximative. Son matériau est susceptible de vieillir et de ne plus pouvoir jouer correctement son rôle dans le repositionnement des dents. Et en cas de rupture de ce matériau, il n'est pas possible de le restaurer dans sa forme initiale, en principe idéale. L'utilisation de jauges et de dispositifs de maintien préexistants, donc de dimensions standardisées, fait que les positionnements des attaches qu'ils permettent de réaliser ne sont pas toujours idéalement adaptés à la morphologie exacte de l'arcade du patient. De manière générale, ce procédé demande un temps de réalisation très important et des techniciens extrêmement qualifiés et minutieux pour sa mise en pratique dans les meilleures conditions afin d'obtenir les meilleurs résultats souhaitables. Son emploi est contraignant pour le patient car les arcs orthodontiques ne sont pas adaptés de façon précise à la morphologie du patient. Cependant cette méthodologie présente l'avantage de permettre l'utilisation d'attaches de série auxquelles peut-être intégré de construction un système de blocage de l'arc dans la gorge par clipsage ou autre, dites « attaches auto- ligaturantes ». Les techniques de conception et de fabrication assistées par ordinateur utilisant le « prototypage rapide » ont pu apporter des perfectionnements importants dans la facilité de conception d'appareillages orthodontiques individualisés, spécifiques à chaque patient. En particulier dans le document WO-A-03/068099, on enseigne de concevoir de manière individualisée un ensemble formé d'une part par l'image virtuelle d'une base de fixation à la dent, conçue numériquement à partir d'une image informatique de l'arcade du patient avec les dents en position corrigée, et d'autre part une image virtuelle d'une attache pourvue d'une gorge pour l'insertion de l'arc orthodontique, cette image étant puisée dans une bibliothèque virtuelle d'attaches de formes prédéterminées. On réalise ensuite une attache formée d'un corps unique résultant de la combinaison de ces deux images. Puis on conçoit un arc orthodontique, conformé à l'aide d'un dispositif spécial, destiné à relier les attaches et à amener les dents du patient dans la position corrigée. Cet arc présente inévitablement une forme complexe, en particulier parce qu'il est constitué d'une succession de multiples zones de rayon de courbure différents, ce qui est nécessaire pour relier les attaches, et peut s'étendre dans les trois dimensions de l'espace. Les inconvénients de cette technique sont principalement les suivants. Le corps formant à la fois la base fixée sur la dent et l'attache portant la gorge pour l'insertion de l'arc étant conçu et fabriqué d'un seul bloc par prototypage rapide, il est difficile de réaliser des systèmes d'attache perfectionnés quant à la forme des attaches. En particulier, cette technique ne permet pas aujourd'hui d'utiliser des attaches « auto ligaturantes ». Ce type d'attache, de plus en plus utilisé, apparaît comme un élément important pour la réussite complète du traitement. De plus, la conformation de l'arc orthodontique, de par sa complexité, doit être réalisée de manière robotisée, avec des matériaux présentant des caractéristiques précises pour qu'ils puissent prendre et conserver cette conformation. Et si une modification de la forme de l'arc apparaît nécessaire au début ou au cours du traitement, il n'est pas possible de la réaliser sans changer la totalité de l'arc, ce qui entraine une perte dommageable de temps pour le patient et le praticien. La modularité de l'appareillage est donc limitée. Enfin, le nombre important de pliages de l'arc, qui, comme on l'a dit, peut généralement s'étendre sensiblement dans les trois dimensions de l'espace, limite considérablement ses possibilités de glissement à l'intérieur des gorges des attaches, alors même que cette possibilité de glissement serait favorable au bon déroulement du traitement pour accompagner le déplacement des dents jusqu'à leur position corrigée. On a également proposé, dans la demande WO-A-2009/056776 au nom du demandeur l'utilisation couplée : - de la formation par une méthode numérique, individuellement pour chaque dent, d'un ensemble formé par une base épousant la forme de la face de la dent sur laquelle elle sera fixée, d'une attache pourvue d'une gorge dans laquelle un arc orthodontique sera inséré, et d'une partie intermédiaire prototypée entre la base et l'attache, dont la géométrie correspond à l'espace qui, sans elle, serait laissé libre, à la fin du traitement, entre la dent correspondante dans sa position corrigée et l'arc orthodontique qui aura retrouvé sa forme initiale ; cet ensemble peut être réalisé sous forme d'une pièce unique intégrant tous les composants que l'on vient de citer, ou sous forme de deux ou trois pièces séparées que l'on fixe ensuite les unes aux autres ; - et d'un arc orthodontique dont la forme et les dimensions peuvent être standardisées, présentant une courbure sensiblement continue à la possible exception de zones correspondant, par exemple, à la transition entre des dents ou des groupes de dents de natures différentes (par exemple entre canines et prémolaires et/ou entre prémolaires et molaires), et définissant une succession de portions, ayant chacune une courbure sensiblement continue. En tout cas, cet arc n'a pas subi d'opération complexe de conformation destinée à adapter sa forme de manière fine face à chacune des dents du patient. L'arc orthodontique peut donc être du type connu dit « straight wire » s'étendant dans un plan unique et fabriqué selon des modèles standardisés. Cette méthode a cependant pour caractéristique, qui peut être un inconvénient, de nécessiter la réalisation d'attaches de formes et dimensions non standardisées, au moins pour la plupart d'entre elles. Ces attaches peuvent être réalisées par « prototypage rapide ». Mais l'état de surface de l'attache n'est alors pas optimal et peut varier d'un exemplaire à l'autre, alors que la qualité de cet état de surface est un élément important dans le bon fonctionnement de l'appareillage : il faut que l'arc orthodontique puisse glisser sans effort à l'intérieur de l'attache. De plus, chaque pièce est, par définition, unique, et la réalisation d'un ensemble d'attaches toutes ou presque toutes différentes pour un appareillage complet prend beaucoup de temps, même dans le cas où on pourrait se permettre de réaliser des attaches dont certaines seraient identiques. Le but de l'invention est de proposer une méthode de conception et de fabrication d'un appareillage orthodontique qui permette de réaliser un excellent compromis entre les exigences contradictoires de précision de la fabrication de l'appareillage et de coût minimal de cette fabrication, tout en conservant, bien entendu, des performances optimales pour la réussite du traitement orthodontique. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de réalisation d'un appareillage orthodontique individualisé pour le traitement d'un patient, ledit appareillage comportant au moins un arc orthodontique de traitement et une pluralité d'éléments comportant chacun une attache pourvue d'au moins une gorge dans laquelle ledit arc orthodontique peut être inséré, chaque attache étant destinée à être placée sur une base destinée à être placée sur une face postérieure d'une dent, ledit procédé prévoyant de concevoir numériquement lesdites bases de façon individuelle après avoir formé un modèle de représentation en position corrigée de l'arcade et des faces des dents sur lesquelles lesdites bases doivent être fixées, caractérisé en ce que : - on conçoit numériquement et fabrique au moins certaines desdites bases par prototypage rapide ; - on fixe une attache de série sur chacune desdites bases ; - et on conçoit numériquement et fabrique un arc orthodontique plié en le conformant spécifiquement pour qu'après son insertion dans les gorges desdites attaches, il suive la courbure de l'arcade en position corrigée. Ainsi chaque base et son adapteur compensent les différences de morphologie de faces postérieures des dents. Pour réaliser ledit arc plié, on peut concevoir numériquement le profil de l'arc orthodontique parallèlement au profil du couple base et attache orthodontique. Dans une variante de l'invention, pour réaliser ledit arc plié : - on réalise une image numérique dudit modèle équipé desdites bases prototypées ; - on repère dans l'espace, sur ladite image numérique, des points précis desdites attaches ; - on introduit les résultats de ces repérages dans le logiciel d'un appareillage de fabrication d'un arc orthodontique spécifiquement plié ; - on réalise ledit arc orthodontique plié au moyen dudit appareillage ; - et on met en place ledit arc dans lesdites gorges desdites attaches. On peut fabriquer la totalité desdites bases par prototypage rapide. L'invention a également pour objet un appareillage orthodontique individualisé pour le traitement d'un patient, ledit appareillage comportant au moins un arc orthodontique de traitement et une pluralité d'éléments comportant chacun une attache pourvue d'au moins une gorge dans laquelle ledit arc orthodontique peut être inséré, chaque attache étant destinée à être placée sur une base destinée à être placée sur une face postérieure d'une dent, caractérisé en ce que au moins certaines des bases sont fabriquées par prototypage rapide, les attaches sont des attaches de série, l'arc orthodontique est un arc spécifiquement plié, et ledit appareillage est réalisé par le procédé précédent. De préférence, au moins certaines des attaches sont autoligaturantes. Comme on l'aura compris, le procédé selon l'invention permet de réaliser un compromis entre différentes techniques connues isolément, en couplant leurs avantages c'est-à-dire les technologies de fabrication par prototypage assisté par ordinateur et de fabrication en série, mais regroupées ici pour former un ensemble cohérent permettant d'obtenir un appareillage performant avec un coût aussi limité que possible. A la différence du procédé décrit dans la demande WO-A-2009/056776, ce procédé nécessite la fabrication d'un arc orthodontique plié spécifiquement au lieu de permettre de se contenter d'utiliser un arc orthodontique standard (straight wire) ou ne présentant qu'un nombre limité de plis ayant des emplacements et des conformations standardisés. L'avantage du procédé selon l'invention est de rendre possible l'utilisation exclusive d'attaches « de série », donc préparées à l'avance et ayant des formes et dimensions bien standardisées, en couplant leur utilisation avec des bases prototypées, donc des bases conformées à la morphologie de la face postérieure des dents. Ce couple base prototypée et attaches standardisées présente le clair avantage d'allier la précision du positionnement des bases avec la très grande précision dimensionnelle des attaches de série, ainsi que leur possibilité d'être auto-ligaturantes. En particulier, la gorge d'insertion de l'arc est configurée avec une excellente précision dimensionnelle ; cela permet à l'arc d'y être positionné avec un jeu minimal, et donc d'exercer son action sur la dent avec une précision aussi élevée que souhaitable afin de l'amener dans sa position finale visée. Egalement, on peut conférer à la gorge une configuration complexe prévoyant une ou des zones anti-frottement où il n'y a pas de contact entre l'attache et l'arc. La fabrication de série de l'attache permet également de lui donner une forme complexe, celle-ci pouvant aisément intégrer un dispositif auto-ligaturant, ce qu'une fabrication par prototypage rapide ne permet pas ou dans des conditions de fonctionnement beaucoup moins satisfaisantes. Si on ne dispose pas sur l'attache de système autoligaturant, il faut maintenir l'arc dans la gorge au moyen d'un obturateur en élastomère ajouté à l'attache. Cette façon de faire augmente le temps de pose ou d'ajustement de l'appareillage à chaque séance, alors que dans le cas d'une attache autoligaturante, un simple geste de l'orthodontiste sur l'élément assurant la ligature suffit à réaliser ce maintien. De plus, l'élément assurant cette autoligature présente les mêmes qualités de surface que le restant de l'attache, alors que l'obturateur élastomérique présente un coefficient de frottement élevé avec le métal de l'arc, ce qui gêne le glissement de l'arc dans la gorge, donc la bonne mise en position de la dent à partir de sa malposition. Enfin, il est aussi reconnu que les ligatures élastomériques connaissent une dégradation importante de leurs qualités mécaniques après seulement quelques semaines, voire quelques jours. Ainsi, l'utilisation d'attaches autoligaturantes permet de faciliter la mécanique de glissement des ensembles dent-base-attache sur l'arc orthodontique, et de fiabiliser la tenue de l'arc dans sa gorge au cours du temps. De préférence la totalité des attaches sont autoligaturantes, mais bien entendu on peut prévoir que seulement certaines d'entre elles soient de ce type. La conception numérique des bases est réalisée à partir d'une numérisation de l'arcade en position corrigée et des paramètres géométriques des attaches leur étant destinées. Parallèlement à cette dernière, la méthode prévoit la conception numérique des arcs orthodontiques. Les fichiers numériques générés par la CAO serviront à la production des bases par prototypage rapide, cette méthode ayant une précision suffisante pour leur fabrication. Certaines bases peuvent être réalisées par prototypage rapide et d'autres par une autre méthode sans s'écarter de l'esprit de l'invention. Les fichiers numériques de conception des arcs serviront, quant à eux, à la production des arcs par des machines de mise en forme automatique de fil orthodontique. Puis les bases sont installées sur le modèle de l'arcade, et les attaches de série, préalablement fabriquées et pouvant donc être puisées dans un stock préexistant de modèles standardisés en forme et en dimensions, sont fixées sur les bases par soudage ou tout autre moyen de solidarisation fiable (collage, ou clipsage si les conceptions de la base et de l'attache le permettent). Dans une variante de la méthode les arcs orthodontiques ne sont conçus que dans une deuxième étape et non pas parallèlement. Ainsi : - on réalise une nouvelle image numérique dudit modèle équipé desdites attaches ; - on repère dans l'espace, sur ladite image numérique, des points précis caractéristiques desdites attaches, en particulier du positionnement de leurs gorges dans l'espace ; - on introduit les résultats de ces repérages dans le logiciel d'un appareillage de fabrication d'un arc orthodontique plié ; - on réalise ledit arc orthodontique plié au moyen dudit appareillage ; - et on met en place ledit arc dans lesdites gorges desdites attaches. L'appareil est ainsi réalisé, et on peut le transférer sur l'arcade du patient par des techniques classiques. REVENDICATIONS1. Procédé de réalisation d'un appareillage orthodontique individualisé pour le traitement d'un patient, ledit appareillage comportant au moins un arc orthodontique de traitement et une pluralité d'éléments comportant chacun une attache pourvue d'au moins une gorge dans laquelle ledit arc orthodontique peut être inséré, chaque attache étant destinée à être placée sur une base destinée à être placée sur une face postérieure d'une dent, ledit procédé prévoyant de concevoir numériquement lesdites bases de façon individuelle après avoir formé un modèle de représentation en position corrigée de l'arcade et des faces des dents sur lesquelles lesdites bases doivent être fixées, caractérisé en ce que : - on conçoit numériquement et fabrique au moins certaines desdites bases par prototypage rapide ; - on fixe une attache de série sur chacune desdites bases ; - et on conçoit numériquement et fabrique un arc orthodontique plié en le conformant spécifiquement pour qu'après son insertion dans les gorges desdites attaches, il suive la courbure de l'arcade en position corrigée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour réaliser ledit arc plié on conçoit numériquement le profil de l'arc orthodontique parallèlement au profil du couple base et attache orthodontique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour réaliser ledit arc plié : - on réalise une image numérique dudit modèle équipé desdites bases prototypées ; - on repère dans l'espace, sur ladite image numérique, des points précis desdites attaches ; - on introduit les résultats de ces repérages dans le logiciel d'un appareillage de fabrication d'un arc orthodontique plié spécifiquement ; - on réalise ledit arc orthodontique plié au moyen dudit appareillage ; et en ce qu'on met en place ledit arc dans lesdites gorges desdites attaches. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fabrique la totalité desdites bases par prototypage rapide. 5. Appareillage orthodontique individualisé pour le traitement d'un patient, ledit appareillage comportant au moins un arc orthodontique de traitement et une pluralité d'éléments comportant chacun une attache pourvue d'au moins une gorge dans laquelle ledit arc orthodontique peut être inséré, chaque attache étant destinée à être placée sur une base destinée à être placée sur une face postérieure d'une dent, caractérisé en ce que au moins certaines des bases sont fabriquées par prototypage rapide, les attaches sont des attaches de série, en l'arc orthodontique est un arc spécifiquement plié, et en ce que ledit appareillage est réalisé par le procédé selon l'une des revendications 1 à 4. 6. Appareillage orthodontique individualisé pour le traitement d'un patient selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins certaines des attaches sont autoligaturantes.