(57)【要約】  概して方形形状に整えられた４つの概して平坦な端部を有する、歯列矯正治療の経過中に用いられるアーチワイヤ。４つの側部は、従来のアーチワイヤのコーナーの曲率半径よりも非常に大きい曲率半径を有する曲面によって連結される。アーチワイヤの断面形状は、ブラケットのような歯列矯正装具へのアーチワイヤの挿入又は撤去を容易にし、またアーチワイヤに沿った装具の滑り運動に対する抵抗性の低減を示す。
2009523542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心長手軸と、前記長手軸に垂直な基準面で略方形形状を呈する舌側側部を含む４つの略平坦な側部を有する歯列矯正アーチワイヤであって、
前記アーチワイヤが前記４つの側部を相互連結する４つの曲面をさらに有し、前記基準面で考えた場合、前記舌側側部に隣接する各曲面が、咬合−歯肉基準軸に沿った方向で２つの側部間の全体距離の約３０％〜約４５％の範囲にある曲率半径を有する、歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項２】
前記基準面で考えた場合、前記舌側側部に隣接する各曲面が、前記基準軸に沿った方向で２つの側部間の全体距離の約３５％〜約４２％の範囲にある曲率半径を有する、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項３】
前記基準面で考えた場合、４つの曲面全てが、前記基準軸に沿った方向で２つの側部間の全体距離の約３０％〜約４５％の範囲にある曲率半径を有する、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項４】
前記基準面で考えた場合、４つの曲面全てが、前記基準軸に沿った方向で２つの側部間の全体距離の約３５％〜約４２％の範囲にある曲率半径を有する、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項５】
前記曲率半径が約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）〜約０．２３ｍｍ（０．００９インチ）の範囲にある、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項６】
前記曲率半径が約０．１７ｍｍ（０．００６５インチ）〜約０．２２ｍｍ（０．００８５インチ）の範囲にある、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項７】
前記アーチワイヤがステンレス鋼の合金を含む材料から製造される、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項８】
前記アーチワイヤがニッケルとチタンの合金又はβ−チタンの合金を含む材料から製造される、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項９】
前記アーチワイヤが形状記憶合金を含む材料から製造される、請求項１に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項１０】
中心長手軸と、前記長手軸に垂直な基準面で略方形形状を呈する４つの略平坦な側部を有する歯列矯正アーチワイヤであって、
前記アーチワイヤが前記４つの側部を相互連結する４つの曲面をさらに有し、前記基準面における各曲面の曲率半径が約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）〜約０．２３ｍｍ（０．００９インチ）の範囲にある歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項１１】
前記曲率半径が約０．１７ｍｍ（０．００６５インチ）〜約０．２２ｍｍ（０．００８５インチ）の範囲にある、請求項１０に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項１２】
前記アーチワイヤがステンレス鋼の合金を含む材料から製造される、請求項１０に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項１３】
前記アーチワイヤがニッケルとチタンの合金又はβ−チタンの合金を含む材料から製造される、請求項１０に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項１４】
前記アーチワイヤが形状記憶合金を含む材料から製造される、請求項１０に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項１５】
細長いアーチワイヤスロットと前記アーチワイヤスロットに収容される細長いアーチワイヤを有する少なくとも１つのブラケットを含む歯列矯正装具であって、
前記アーチワイヤが、前記アーチワイヤの長手軸に垂直な基準面で略方形形状を呈する舌側側部を包含する４つの略平坦な側部を備え、前記アーチワイヤが、前記４つの側部を相互連結する４つの曲面を有し、前記アーチワイヤスロットと前記アーチワイヤが、各々、咬合−歯肉基準軸に沿った方向で所定の平均全体寸法を有し、前記基準軸に沿った前記アーチワイヤの前記平均全体寸法が、前記基準軸に沿った前記アーチワイヤスロットの平均全体寸法の約７６％〜約９４％の範囲にあり、前記舌側側部に隣接する各曲面が、前記基準面において、前記基準軸に沿った前記アーチワイヤの全体寸法の約３０％〜約４５％の範囲にある曲率半径を有する歯列矯正器具。
【請求項１６】
前記舌側側部に隣接する各曲面が、前記基準面において、前記基準軸に沿った前記アーチワイヤの前記全体平均寸法の約３５％〜約４２％の範囲にある曲率半径を有する、請求項１５に記載の歯列矯正器具。
【請求項１７】
前記基準面で考えた場合、４つの曲面全てが、前記基準軸に沿った方向で２つの側部間の全体距離の約３０％〜約４５％の範囲にある曲率半径を有する、請求項１５に記載の歯列矯正アーチワイヤ。
【請求項１８】
前記基準面で考えた場合、４つの曲面全てが、前記基準軸に沿った方向で２つの側部間の全体距離の約３５％〜約４２％の範囲にある曲率半径を有する、請求項１５に記載の歯列矯正アーワイヤ。
【請求項１９】
前記曲率半径が約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）〜約０．２３ｍｍ（０．０００９インチ）の範囲にある、請求項１５に記載の歯列矯正器具。
【請求項２０】
前記曲率半径が約０．１７ｍｍ（０．００６５インチ）〜約０．２２ｍｍ（０．００８５インチ）の範囲にある、請求項１５に記載の歯列矯正装具。
【請求項２１】
前記アーチワイヤがステンレス鋼の合金を含む材料から製造される、請求項１５に記載の歯列矯正器具。
【請求項２２】
前記アーチワイヤがニッケルとチタンの合金又はβ−チタンの合金を含む材料から製造される、請求項１５に記載の歯列矯正装具。
【請求項２３】
前記アーチワイヤが形状記憶合金を含む材料から製造される、請求項１５に記載の歯列矯正器具。
【請求項２４】
前記ブラケットが自己結紮ブラケットである、請求項１５に記載の歯列矯正器具。
【請求項２５】
前記ブラケットが少なくとも１つの解放可能なクリップを有するラッチを備える、請求項２４に記載の歯列矯正器具。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（技術分野）
本発明は広く、歯列矯正治療中に用いられるアーチワイヤに関する。より具体的には、本発明は、歯列矯正医による治療および挿入ならびに撤去を容易にする形状を有する歯列矯正アーチワイヤに関する。
【０００２】
（背景技術）
歯列矯正術は、一般的な歯科分野の専門であり、位置異常の歯を歯列矯正的に正しい位置に移動させることを伴う。歯列矯正治療は、特に患者の口の前方付近の領域における患者の容貌を著しく向上させることができる。歯列矯正治療はまた、咀嚼中歯が互いにより良好に機能するように、患者の咬合を改善するのを補助することもできる。
【０００３】
ある種の歯列矯正治療は、患者の歯に固定される、ブラケットとして知られる小さな溝付き器具の使用を伴う。弾性アーチワイヤは、各ブラケットの溝に挿入され、ブラケットを関連する歯群とともに所望の位置への移動をガイドするための軌道として機能する。アーチワイヤの端部は、患者の臼歯に固定されるバッカルチューブとして知られる小さな器具に配置されることが多い。
【０００４】
一般的に入手可能な歯列矯正ブラケットの多くは、方形断面形状を有するアーチワイヤスロットを有する。アーチワイヤスロットの方形形状は、長手方向の横断面の基準面に方形形状を有するアーチワイヤと嵌合するように適合される。スロットの方形形状とアーチワイヤの嵌合は、各ブラケットをアーチワイヤに回転しないように結合させるのに役立つ。結果として、歯列矯正医は、必要に応じて、特定の歯または歯群の位置を修正する必要とされる場合がある際、歯群に締め付ける力又は直立させる力を加えるために、隣接する歯群間のアーチワイヤをねじる又は曲げることができる。
【０００５】
円形断面形状を有するアーチワイヤもまた既知であり、歯列矯正治療の初期段階で時折用いられる。円形アーチワイヤは、通常、比較的剛性が低く、これらのアーチワイヤは曲げ抵抗性が低い場合が多く、大きな力を加えることなく各ブラケットに結紮され得るため、歯群が当初著しく不正咬合である場合に用いられることが多い。例えば、一対の隣接する歯群が、唇又は頬から患者の舌へと延在する基準軸に沿った方向に、互いに対して著しく片寄っている場合、剛性の低い円形アーチワイヤは多くの場合、患者に過度の痛みを与えることなく、かかる歯をともに近くに移動させるのに適していると考えられる。円形アーチワイヤはまた、接着しにくく、アーチワイヤに沿ってブラケットを自由に移動させることができると考えられる。あいにく、円形アーチワイヤは、ブラケットの方形スロットの中で回転することができ、結果として、歯列矯正医は、アーチワイヤをねじったり曲げたりすることにより、選択された歯に所望のように締め付ける力又は直立させる力を印加することができない。
【０００６】
従来、歯列矯正医は、固定用針金又は弾性Ｏリングのような結紮糸を用いて、ブラケットのアーチワイヤスロットにアーチワイヤを保持することが多かった。この目的のために、ブラケットは、ブラケット本体から外側に延在する、タイウイングとして知られる小さなウイングを備える場合が多い。結紮糸は、アーチワイヤをアーチワイヤスロット内の収容された位置にとどめるために、タイウイングの後方且つアーチワイヤの前方を横断するように配置される。
【０００７】
近年、アーチワイヤスロット内にアーチワイヤを保持するためのラッチを有する歯列矯正ブラケットに対する関心が増大している。この種のブラケットは、自己結紮装具として広く知られ、上述の様式で結紮糸を用いる必要をなくすことが多い。自己結紮ブラケットの例としては、引き戸又はシャッターを備えるブラケットが挙げられる。自己結紮ラッチを有する改良された自己結紮歯列矯正装具は、本出願人による米国特許第６，３０２，６８８号及び同第６，５８２，２２６号に記載されている。
【０００８】
自己結紮装置の一つの種は、３Ｍユニテック社（3M Unitek Corporation）から「スマートクリップ（SMARTCLIP）」ブランドの装置として市販されており、これは２つの弾性クリップを含み、各クリップは概して「Ｃ」型形状を有する。各クリップは、アーチワイヤがクリップの開口部に押し付けられた場合、装具のアーチワイヤスロットにアーチワイヤを収容できるように広がる。さらに、クリップは、開口部に隣接する位置のクリップに対してアーチワイヤにより加えられた力が一定の大きさを超える場合はいつでも、アーチワイヤスロットからアーチワイヤを解放するように広がる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
施術者の多くは、自己結紮ブラケットは、結紮糸とブラケットの組み合わせを用いた場合に見られ得る動きに比べて、アーチワイヤに沿ってより自由に移動しやすくなると考えている。このように、自己結紮ブラケットの使用は、治療に必要とする時間を全体的に低減し、その結果施術者並びに患者の時間と金を節約することができると考えられる。さらに、一部の施術者は、結紮糸を各装具に連結することによりアーチワイヤを装具に固定する必要をなくすことができるため、自己結紮装具の使用を好む。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、改良された断面形状を有する歯列矯正アーチワイヤを目的とする。アーチワイヤは、４つの平坦側部並びに該平坦側部を相互連結する４つの曲面を備える。曲面は、クリップを有する上述の自己結紮ブラケットのような特定の装具へのアーチワイヤの挿入、並びに、バッカルチューブ及び自己結紮ブラケットではないブラケットへの挿入を容易にする。さらに、関連する装具及び隣接する歯全体にわたって良好なトルク制御を維持するために、４つの平坦側部のうち２つの間の距離は、同等のトルク制御を提供する従来のアーチワイヤに比べて増加する。
【００１１】
より詳細には、本発明のある様態は、中心長手軸と舌側側部を含む４つの概して平坦な側部を有する歯列矯正アーチワイヤに関する。４つの側部は、長手軸に対して垂直な基準面に、概して方形形状を呈する。アーチワイヤはまた、４つの側部を相互連結する４つの曲面も有する。舌側側部に隣接する各曲面は、基準面で考えた場合、咬合−歯肉基準軸に沿った方向の２つの側部間の全体距離の約３０％〜約４５％の範囲の曲率半径を有する。
【００１２】
本発明の別の様態はまた、中心長手軸と４つの概して平坦な側部を有する歯列矯正アーチワイヤを目的とする。４つの側部は、長手軸に対して垂直な基準面に、概して方形形状を呈する。アーチワイヤはまた、４つの側部を相互連結する４つの曲面も有する。基準面の各曲面の曲率半径は、約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）〜約０．２３ｍｍ（０．００９インチ）の範囲である。
【００１３】
本発明はまた、歯列矯正器具の別の様態を目的とする。装具は、細長いアーチワイヤスロットとアーチワイヤスロット内に収容される細長いアーチワイヤを有する少なくとも１つのブラケットを含む。アーチワイヤは、アーチワイヤの長手軸に対して垂直な基準面がともに概して方形形状を呈する舌側側部を含む、４つの概して平坦な側部を備える。アーチワイヤはまた、４つの側部を相互連結する４つの曲面も備える。アーチワイヤスロット及びアーチワイヤは各々、咬合−歯肉基準軸に沿った方向に特定の平均全体寸法を有し、基準軸に沿ったアーチワイヤの平均全体寸法は、基準軸に沿ったアーチワイヤスロットの平均全体寸法の約７６％〜約９４％の範囲である。さらに、舌側側部に隣接する各曲面は、基準軸に沿ったアーチワイヤの全体寸法の約３０％〜約４５％の範囲である曲率半径を基準面に有する。
【００１４】
本発明のハイブリッド歯列矯正アーチワイヤは、方形及び円形アーチワイヤ、即ち、方形断面形状を有するアーチワイヤと円形断面形状を有するアーチワイヤの両方の利点を提供する。具体的には、本発明の歯列矯正アーチワイヤは、治療中アーチワイヤに沿った装具の移動に対する抵抗性を低減する。これは、所望の位置に歯を移動させるために必要とされる全体の治療時間を低減しやすくなり、その結果時間と金の節約につながる。
【００１５】
ハイブリッドアーチワイヤの曲面は、クリップを有する自己結紮装具を含む装具のアーチワイヤスロットへのアーチワイヤの位置合わせ、挿入及び撤去を容易にする。曲面の曲率半径が増大すると、アーチワイヤの舌側側部に沿った平坦側部の幅の減少と比較して、アーチワイヤスロットへのアーチワイヤの挿入中余裕ができ、アーチワイヤスロットに隣接するブラケットの一部と接触したり挿入の妨げとなる可能性を低減する。さらに、曲面は、バッカルチューブ装具のような閉鎖された通路を有する装具に、アーチワイヤの端部を挿入するのを容易にする。さらに、アーチワイヤの平坦側部は、アーチワイヤと関連する装具間の締め付け移動を良好に制御できる距離に離間している。
【００１６】
本発明のこれらの及び他の特性は、以下の段落に記載され、添付図面に図示される。
【００１７】
定義
「近位側」は、患者の湾曲した歯列弓の中心に向かう方向を意味する。
【００１８】
「遠位側」は、患者の湾曲した歯列弓の中心から離れる方向を意味する。
【００１９】
「咬合側」は、患者の歯の外側先端部に向かう方向を意味する。
【００２０】
「歯肉側」は、患者の歯茎又は歯肉に向かう方向を意味する。
【００２１】
「顔面側」は、患者の頬又は唇に向かう方向を意味する。
【００２２】
「舌側」は、患者の舌に向かう方向を意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、例示的に歯列矯正治療中の患者の歯の一組５０を示す。歯５０には、上顎歯列弓５２の多数の歯と下顎歯列弓５４の多数の歯が包含される。上顎歯列矯正器具５６は、上顎歯列弓５２に受容され、下顎歯列矯正器具５８は下顎歯列弓５４に受容される。下顎歯列弓５４と下顎装具５８の平面図を図２に示す。
【００２４】
下顎装具５８は、図１及び２で数字１０により広く示される歯列矯正アーチワイヤを備える。アーチワイヤ１０は、下顎装具５８の一部として示されるが、アーチワイヤ１０は上顎装具５６にも同様に用いられ得ることが理解されるべきである。
【００２５】
アーチワイヤ１０の断面図を図３に示す。この実施形態では、図２に示す断面形状が、その長さ全体に沿ったアーチワイヤ１０の代表的な断面形状である。好ましくは、アーチワイヤ１０の断面形状は、その長さ全体に沿って実質的に均一である。しかしながら、アーチワイヤの断面形状が、アーチワイヤの長さに沿ってある部分から次の部分へと変動するアーチワイヤのような、他の実施形態も可能である。
【００２６】
アーチワイヤ１０は、中心長手軸と、好ましくはアーチワイヤ１０の長さ全体に沿って延在する４つの側部を有する。具体的には、アーチワイヤ１０は、図３に示すように、顔側側部１２、咬合側部１４、舌側側部１６及び歯肉側部１８を備える。
【００２７】
アーチワイヤ１０はまた、４つの側部１２〜１８を相互連結する４つの曲面も備える。具体的には、アーチワイヤ１０は、咬合側部１４及び舌側側部１６を相互連結する第一曲面２０と、舌側側部１６及び歯肉側部１８を相互連結する第二曲面２２を備える。アーチワイヤ１０はまた、咬合側部１４及び顔側側部１２を相互連結する第三曲面２４と、顔側側部１２及び歯肉側部１８を相互連結する第四曲面２６を備える。
【００２８】
図３に示すように、アーチワイヤ１０の代表的な断面形状である４つの側部１２、１４、１６、１８は方形を呈する。咬合側部１４及び歯肉側部１８は、概して平坦、且つ、互いに平行であり、顔側側部１２及び舌側側部１６は平坦、且つ、互いに平行である。側部１４、１８間の距離は、ブラケット又はバッカルチューブのような歯列矯正装具のアーチワイヤスロット又は通路内に嵌合的に収まるように選択される。
【００２９】
第一曲面２０及び第二曲面２２の曲率半径は、咬合側部１４と歯肉側部１８との間の平均全体距離の、好ましくは約３０％、より好ましくは約３５％、最も好ましくは約３８％を超える。第一曲面２０及び第二曲面２２の曲率半径は、咬合側部１４と歯肉側部１８との間の平均全体距離の、約３０％〜約４５％、より好ましくは約３５％〜約４２％、最も好ましくは約３８％〜約４１％の範囲である。
【００３０】
第三曲面２４及び第四曲面２６の曲率半径はまた、咬合側部１４と歯肉側部１８との間の平均全体距離の、好ましくは約３０％、より好ましくは約３５％、最も好ましくは約３８％を超える。第一曲面２０及び第二曲面２２の曲率半径は、咬合側部１４と歯肉側部１８との間の平均全体距離の、約３０％〜約４５％、より好ましくは約３５％〜約４２％、最も好ましくは約３８％〜約４１％の範囲である。面２０、２２、２４、２６の曲率半径は、アーチワイヤ１０の長手軸に対して垂直な基準面で測定される。
【００３１】
図３では、咬合側部１４と歯肉側部１８間の距離を、文字「Ａ」で表し、一方、顔側側部１２と舌側側部１６間の距離は、文字「Ｂ」で表す。表Ｉは、選択された寸法及び材料のアーチワイヤの代表的なコーナー半径とともに、代表的な「Ａ」及び「Ｂ」寸法を示す。表Ｉに示す例では、各４つのコーナーの曲率半径は、およそ同一であり、全ての寸法をミリメートル（インチ）で示す。
【００３２】
【表１】
2009523542.tif 000003
【００３３】
面２０、２２の曲率半径は、好ましくは少なくとも０．１５ｍｍ（０．００６インチ）である。面２０、２２の曲率半径は、好ましくは約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）〜約０．２３ｍｍ（０．００９インチ）、より好ましくは約０．１６５ｍｍ（０．００６５インチ）〜約０．２２ｍｍ（０．００８５インチ）の範囲内である。同様に、面２４、２６の曲率半径は、好ましくは少なくとも０．１５ｍｍ（０．００６インチ）である。面２４、２６の曲率半径は、好ましくは約０．１５ｍｍ（０．００６インチ）〜約０．２３ｍｍ（０．００９インチ）、より好ましくは約０．１６５ｍｍ（０．００６５インチ）〜約０．２２ｍｍ（０．００８５インチ）の範囲内である。
【００３４】
所望により、４つの曲面２０、２２、２４、２６全ての曲率半径は、およそ同一である。しかしながら、他の構造もまた可能である。例えば、第一曲面２０及び第二曲面２２の曲率半径は、第三曲面２４及び第四曲面２６の曲率半径より大きくてよい。
【００３５】
図３ａは、本発明の代替実施形態によるアーチワイヤ１０ａの長手方向断面図。アーチワイヤ１０ａは、顔側側部１２ａ、咬合側部１４ａ、舌側側部１６ａ及び歯肉側部１８ａを有する。アーチワイヤ１０ａはまた、咬合側部１４ａと舌側側部１６ａを相互連結する曲面２０ａ、舌側側部１６ａと歯肉側部１８ａを相互連結する曲面２２ａ、咬合側部１４ａと顔側側部１２ａを相互連結する曲面２４ａ、顔側側部１２ａと歯肉側部１８ａを相互連結する曲面２６ａも有する。
【００３６】
しかしながら、この実施形態では、舌側側部１６ａに隣接する曲面２０ａ、２２ａは、顔側側部１２ａに隣接する曲面２４ａ、２６ａより大きな曲率半径を有する。好ましくは、曲面２０ａ、２２ａの曲率半径は、図３に示す曲面２０、２２について上述した曲率半径の範囲内である。対照的に、曲面２４ａ、２６ａの曲率半径は、０．０８ｍｍ（０．００３インチ）のように著しく小さい。
【００３７】
図４は、従来知られた代表的な先行技術の歯列矯正アーチワイヤ１００の長手方向断面図。図４に示すアーチワイヤ１００は、４つの平坦側部と、平坦側部を相互連結する４つの曲面を有する。しかしながら、図４のアーチワイヤ１００の曲面の曲率半径は、指定された針金寸法０．４８ｍｍ×０．６３ｍｍ（０．０１９インチ×０．０２５インチ）に対して０．０８ｍｍ（０．００３インチ）である。図４と図３との比較により、アーチワイヤ１００の曲面の曲率半径は、アーチワイヤ１０の曲面の曲率半径より著しく小さいと認めることができる。
【００３８】
図１及び２では、上顎歯列矯正器具５６及び下顎歯列矯正器具５８は各々、患者の歯に固定された多数の歯列矯正ブラケット３０を備える。代表的な歯列矯正ブラケット３０の拡大図を図５に示し、これは３Ｍユニテック社（3M Unitek Corporation）により商品名「スマートクリップ（SMARTCLIP）」として販売されている「自己結紮」ブラケットである。しかしながら、他のブラケットもまた可能である。
【００３９】
図５に示す代表的なブラケット３０は、患者の歯のエナメル質表面にブラケット３０を直接結合するためのベース３２を有する。ブラケット３０は、ベース３２から外側に延在する本体３４を備え、本体３４は４つの離間するタイウイング３６に連結される。
【００４０】
アーチワイヤスロット３８は、本体３４を横断する概して近位−遠位方向の、ブラケット３０のタイウイング３６の間に延在する。図５に示すブラケット３０はまた、アーチワイヤスロット３８内のアーチワイヤ１０のようなアーチワイヤを解放可能に保持するための２つの解放可能なバネクリップ４０を含むラッチを有する。ブラケット３０及びラッチのさらなる様態及び代替構造は、米国特許第６，３０２，６８８号及び同第６，５８２，２２６号、米国公開特許出願第２００４／００８６８２５号及び「アーチワイヤ保持ラッチを備える事前締め付け歯列矯正装具（Pre-torqued Orthodontic Appliance with Archwire Retaining Latch）」と題された同第２００６−０１７２２４９号に述べられている。
【００４１】
図６は、ラッチのクリップ４０と係合するために、ブラケット３０のアーチワイヤスロット３８内にアーチワイヤ１０が移動する際の、アーチワイヤ１０を説明のために示す。示すように、アーチワイヤ１０の曲面２０、２２は、クリップ４０のアーム部４２の外側曲面に押し付けられる際、アーチワイヤスロット３８にアーチワイヤ１０が入ることを可能にするために、互いに離れる方向へのアーム部４２の展開動作を容易にするのを補助する。曲面２０、２２の曲率半径が増加すると、クリップ４０の開口動作が容易になるため、ブラケット３０に過度の圧力がかかる必要がなくなる。結果として、アーチワイヤ１０とブラケット３０のラッチの係合中、患者の歯にかかる圧力が低下し、これは患者の不快感を回避するのに役立つことができる。
【００４２】
図７は、本発明のアーチワイヤ１０をブラケット３０のラッチに嵌合するのに必要な力を、従来のアーチワイヤ１００をブラケット３０に嵌合するのに必要な力と比較した、実験結果を示すグラフである。図７では、アーチワイヤ１０又は「新規アーチワイヤ」は、表Ｉに示す５３ｃｍ（２１インチ）×６４ｃｍ（２５インチ）のステンレス鋼アーチワイヤであり、一方従来のアーチワイヤは、コーナー半径が０．０７６ｍｍ（０．００３インチ）である、４８ｃｍ（１９インチ）×６４ｃｍ（２５インチ）のステンレス鋼アーチワイヤである。図７のデータは、アーチワイヤ１０とラッチを嵌合するのに必要な力は、アーチワイヤ１００とラッチを嵌合するのに必要な力と実質的に同じ又は僅かに小さいことを示す。
【００４３】
図８は、本発明のアーチワイヤ１０をブラケット１０のラッチから外すのに必要な力を、従来のアーチワイヤ１００を同じブラケット１０と嵌合するのに必要な力と比較した、実験結果を示すグラフである。図８において、「新規アーチワイヤ」及び「従来のアーチワイヤ」は、図７について上述したアーチワイヤと同様である。図８は、アーチワイヤ１０に対するブラケット３０のラッチからアーチワイヤを外す離脱力（disengagement force）は、アーチワイヤ１００に対する離脱力と比較して、顕著に小さいことを示す。結果として、患者は、アーチワイヤ１０が装具から撤去される際、それ程不快感を覚えないことが可能である。
【００４４】
図７及び８では、値「Ｎ」はニュートン単位を表す。アーチワイヤを外す又はラッチのクリップ４０から解放する力を測定するために、アーチワイヤの部分を選択する。次に、スリングを組み立て、クリップ４０を支持する近位及び遠位支持体の頭部に厳密に隣接するが、接触しない位置でアーチワイヤ部分に連結する。必要により、スリングをアーチワイヤ部分に溶接又はロウ付けする。次に、装具３０を固定された位置に保持しながら、アーチワイヤ部分の長手軸がアーチワイヤスロット３８の長手軸に対して傾かないことを確実にするように注意して、スリングを装具３０から引き抜く。ラッチのクリップ４０からアーチワイヤ部分を解放するための力は、０．５インチ／分（１．３ｃｍ／分）のクロスヘッド速度で、スリングに連結したインストロン試験機（Instron testing apparatus）を用いることにより測定できる。或いは、力変換器（ニューヨーク州バッファローのＰＣＢ社製モデル２０８Ｃ０１のような）とともに振盪器具（カリフォルニア州カールスバッド（Carlsbad）のＡＰＳダイナミクス社（APS Dynamics）製モデル３００のような）を用いて、力を測定することができる。ラッチに係合する力を測定するために、アーチワイヤ部分をラッチで押すための隆起部（yoke）を用いて同様の試験を実施する。
【００４５】
図９は、自己結紮ブラケットのアーチワイヤスロット内における歯列矯正アーチワイヤの滑り移動に対する抵抗性を示すグラフである。この例では、ブラケットは、３Ｍユニテック社（3M Unitek Corporation）製、カタログ番号００４−３１７、フックを備える上顎左小臼歯用「ＭＢＴ」「スマートクリップ（SMARTCLIP）」ブランドのブラケットであった。
【００４６】
図９に示すグラフからデータを得るために、アーチワイヤスロットが当初一般的な近位−遠位基準軸に沿って整列するように、３つのブラケットが一列に並ぶよう固定具に実装した。しかしながら、中央のブラケットが、咬合−歯肉基準軸に沿った方向に、他の２つのブラケット（固定されたままである）に対して様々な位置に移動できるよう、固定具を構成した。次いで、歯列矯正アーチワイヤを、３つのブラケットのスロットに定置し、アーチワイヤの一端を「ＭＴＳ」ブランドの試験機に結合した。
【００４７】
ＭＴＳ機を稼働させ、アーチワイヤを１０ｍｍ／分の速度でその長手軸に沿った方向に引っ張った。アーチワイヤが３つのブラケットのスロットに沿って引っ張られた際、ＭＴＳ機は一定の速度を維持するのに必要とされる力の大きさを測定した。
【００４８】
次いで、固定具を操作し、他の２つのブラケットに対する中央のブラケットの位置を変化させた。ある実施形態では、中央のブラケットのアーチワイヤスロットを、３つのブラケット全てのアーチワイヤが一般的な近位−遠位基準軸に沿って延在するように、残り２つのブラケットのアーチワイヤスロットと一直線にする。次いで、ＭＴＳ機でブラケットのスロットに沿ってアーチワイヤを引っ張り、力の大きさを記録した。他の実施形態では、アーチワイヤがアーチワイヤスロットの長手軸に対して特定の角度で延在するように、中央のブラケットを咬合方向の様々な位置に移動させた。この角度は、中央のブラケットが咬合方向に移動した距離に応じて、約０．６°〜約８．６°で変動した。各位置で、ＭＴＳ機でブラケットのスロットに沿ってアーチワイヤを引っ張り、力の大きさを記録した。
【００４９】
図９において、最良に当てはまる直線のデータに対する相関係数（Ｒ２）は、本発明のアーチワイヤ１０に関するデータについては０．９２７５、アーチワイヤ１００に関するデータについては０．８１６であった。次いで、アーチワイヤの平均付着係数（binding coefficient）を、図９に示した線の傾斜から算出した。接着係数は、本発明のアーチワイヤ１０については３９．５ｇ／°、従来のアーチワイヤ１００については４８．５ｇ／°であった。
【００５０】
図９に示したようなデータのグラフと算出した接着係数は、アーチワイヤ１０の咬合−歯肉寸法（０．６３ｍｍ又は０．０２５インチ）が、アーチワイヤ１００の咬合−歯肉寸法（０．４８ｍｍ又は０．０１９インチ）より著しく大きいにもかかわらず、本発明による歯列矯正アーチワイヤ１０は、従来知られたアーチワイヤ１００に比べて、滑り運動に対する抵抗性が低いことを示す。有利なことに、アーチワイヤ１００に比べてアーチワイヤ１０の咬合−歯肉寸法が大きければ、アーチワイヤ１０のコーナーの曲率半径がアーチワイヤ１００コーナーの曲率半径より著しく大きいにもかかわらず、歯列矯正医が、関連するブラケットの良好な締め付け制御を維持するのを可能にする。アーチワイヤ１０はまた、ブラケットがアーチワイヤ１０に沿って横方向に滑り得る際、例えばアーチ内部の圧密中、滑り摩擦が減少するために、関連するブラケット全体にわたって良好な並進運動制御を提供する。結果として、患者の歯の、所望の最終位置への移動を正確に制御することが容易になる。
【００５１】
アーチワイヤ１０、１０ａは、咬合−歯肉基準軸に沿った方向に見た場合全体的に概して「Ｕ」型形状を有し、アーチワイヤ１０、１０ａが弛緩した場合水平面に延在する。しかしながら、他の形状も可能である。例えば、アーチワイヤ１０、１０ａはシュペー（Spee）の曲線を備えてよい。
【００５２】
アーチワイヤ１０、１０ａに好適な材料としては、３０４Ｖ型を含むＡＩＳＩ３０００シリーズのようなステンレス鋼、１７−７ｐＨのような析出硬化型ステンレス鋼、エルギロイ（Elgiloy）ブランドの合金のようなコバルトクロム合金、ニッケル−チタン及び銅ニッケル−チタン合金を含む三元置換（ternary-substitution）ニッケル−チタン合金のような形状記憶合金、並びにβ−チタンのようなチタン合金が挙げられる。非金属材料を用いてもよい。
【００５３】
或いは、本発明は、詳細に上述した現在の好ましい実施形態ではなく、むしろそれらの等価物とともに以下の特許請求の範囲の適正な範囲によってのみ制限されると見なすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】例示的な歯列矯正治療を受けている患者の歯列弓の正面図であり、上顎及び下顎歯列弓は各々、本発明のある実施形態による歯列矯正アーチワイヤを備える歯列矯正器具を有する。
【図２】図１に示す歯列弓と装具のうち１つを見下ろした平面図。
【図３】図２の線３−３に沿った、図１及び２に示した歯列矯正アーチワイヤの断面図。
【図３ａ】多少図３に類似しているが、本発明の代替実施形態による歯列矯正アーチワイヤの断面図を示す図。
【図４】図３に多少類似しているが、先行技術の歯列矯正アーチワイヤの断面図を示す図。
【図５】図２に示した装具の歯列矯正ブラケットのうち１つの斜視図であり、本発明の歯列矯正アーチワイヤを用いた代表的なブラケットを示す。
【図６】図５に記載したブラケットのラッチを備える本発明の歯列矯正アーチワイヤの係合を示す部分概略図。
【図７】アーチワイヤが図５に示したブラケットのような歯列矯正ブラケットと係合した場合に見られる力に関する実験データの結果を示したグラフであり、本発明によるアーチワイヤを用いた場合と、当該技術分野において既知の従来のアーチワイヤを用いた場合に見られる力を比較する。
【図８】図７に多少類似しているが、アーチワイヤを歯列矯正ブラケットから外す際に見られる力に関する実験データの結果を示すグラフである。
【図９】ブラケットのアーチワイヤスロットに対するアーチワイヤの様々な傾斜角について、アーチワイヤに沿った歯列矯正ブラケットの滑り運動に対する抵抗性に関するデータのグラフ表示である。
【図１】
2009523542.tif 000004
【図２】
2009523542.tif 000005
【図３】
2009523542.tif 000006
【図３ａ】
2009523542.tif 000007
【図４】
2009523542.tif 000008
【図５】
2009523542.tif 000009
【図６】
2009523542.tif 000010
【図７】
2009523542.tif 000011
【図８】
2009523542.tif 000012
【図９】
2009523542.tif 000013
【国際調査報告】
2009523542.tif 000014
2009523542.tif 000015