(57)【要約】  歯を矯正するための装置が、硬質材料で形成された歯鋳形部材と、可撓性材料で形成され歯鋳形部材に接合された歯肉鋳形部材とを含む。各歯用の個々の関節型器具に、歯に植設された支柱が設けられている。歯の左右、前後および回転運動を選択的に与えるために、歯肉鋳形部材を通じてアクセス可能な歯を動かす構成部品が各支柱に装架されいる。前記装置の動作は、歯鋳形部材における個々の歯を選択的に配向して、予め計画された手順に従って歯を矯正する一連の順次使用可能な器具を用意することを含む。
2009508640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯構造模型を再構成するための装置において、
硬質材料で形成された複数歯鋳形部材と、
可撓性材料で形成され、前記複数歯鋳形部材と接触して位置づけられる歯肉鋳形品と、
複数の細長い支柱の各々が第１および第２の端部を有し、各支柱の前記第１の端部が前記複数歯鋳形部材の個々の歯に植設され、前記支柱の前記第２の端部がそこから延在して前記歯肉鋳形部材中に入っている前記複数の細長い支柱と、
前記支柱の各々の前記第２の端部と個々に係合可能な関節型器具であって、各支柱と前記個々の歯を選択的かつ個別に配向して前記歯構造模型を再構成するための前記関節型器具とを含む、歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項２】
前記硬質材料で形成された支持鋳形部材を更に含み、前記支持鋳形部材が、前記歯肉鋳形部材と接触した状態で配置され、前記歯肉鋳形部材が、前記歯鋳形部材と前記支持鋳形部材の間に位置づけられ、さらに、前記支持鋳形部材が各関節型器具と接触して、前記装置における前記複数の支柱を安定させている請求項１に記載された歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項３】
前記関節型器具が、
近位端および遠位端を有し、軸線を規定する主軸と、
第１の半径方向で前後に動かすために、前記主軸の前記遠位端に装架された第１の構成部品と、
前記第１の構成部品を所定位置まで選択的に動かすための第１の手段と、
前記第１の半径方向に対して実質的に直角である第２の半径方向で前後に動かすために、前記第１の構成部品の遠位側に装架された第２の構成部品であって、前記支柱の前記第２の端部が自在に回転するように装架されている前記第２の構成部品と、
前記第２の構成部品を所定位置まで選択的に動かすための第２の手段と、
前記支柱の前記第２の端部を前記第２の構成部品上に固定状態で保持して人工歯を配向するクランプ手段とを含む請求項１に記載された歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項４】
前記第１の構成部品を動かす前記第１の手段が送りねじである請求項３に記載された歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項５】
前記第２の構成部品を動かす前記第２の手段がラックとピニオンである請求項３に記載された歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項６】
前記第１の構成部品を動かす前記第１の手段が、前記第２の構成部品を動かす前記第２の手段である請求項３に記載された歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項７】
前記硬質材料が耐久性のある硬質ウレタンである請求項１に記載された歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項８】
前記可撓性材料がポリウレタンエラストマーである請求項１に記載された歯構造模型を再構成するための装置。
【請求項９】
歯構造模型の人工歯を配向するための装置において、
前記装置が関節型器具を有し、
該関節型器具が、
近位端および遠位端を有し、軸線を規定する主軸と、
第１の半径方向で前後に動かすために、前記主軸の前記遠位端に装架された第１の構成部品と、
前記第１の構成部品を所定位置まで選択的に動かす第１の手段と、
前記第１の半径方向に対して実質的に直角である第２の半径方向で前後に動かすために、前記第１の構成部品の遠位側に装架されている第２の構成部品と、
前記第２の構成部品を所定位置まで選択的に動かす第２の手段と、
前記人工歯を保持し、前記第２の構成部品における一点の周囲で自在回転するように、前記第２の構成部品に旋回可能に装架された端部を有する支柱と、
前記支柱を前記第２の構成部品の前記一点に固定状態で保持して、前記人工歯を配向するクランプ手段とを有する、歯構造模型の人工歯を配向するための装置。
【請求項１０】
前記歯構造模型が、複数の歯を有する硬質材料製歯鋳形部材を含み、前記歯鋳形部材の各歯ごとに個々の関節型器具を有する請求項９に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置。
【請求項１１】
可撓性材料で作成され、前記歯鋳形部材と接触して位置づけられた歯肉鋳形部材と、
硬質材料で形成され、前記歯肉鋳形部材と接触して位置づけられた支持鋳形部材であって、前記歯肉鋳形部材が、前記歯鋳形部材と前記支持鋳形部材の間に位置づけられ、さらに、前記支持鋳形部材が、各関節型器具と接触して、複数の前記支柱を安定させるようになっている前記支持鋳形部材とを更に含む請求項１０に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置。
【請求項１２】
前記硬質材料が耐久性のある硬質ウレタンであり、前記可撓性材料がポリウレタンエラストマーである請求項１１に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置。
【請求項１３】
前記第１の構成部品を動かす前記第１の手段が送りねじである請求項９に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置。
【請求項１４】
前記第２の構成部品を動かす前記第２の手段がラックとピニオンである請求項９に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置。
【請求項１５】
歯構造模型の人工歯を配向するための装置を製造するための方法において、
患者の歯構造体における複数の歯の印象を作る段階と、
複数の関節型器具を前記印象内に位置づける段階であって、各器具が支柱を含み、各支柱が、前記印象内に画成された個々の歯に対して位置づけられる前記段階と、
前記複数の歯の歯鋳形部材を作る段階であって、前記歯鋳形部材が硬質材料で作成され、各支柱が前記歯鋳形部材の個々の歯に植設される前記段階と、
歯肉鋳形部材を形成する段階であって、前記歯肉鋳形部材が、可撓性材料で形成され、かつ、各関節型器具の部分を囲むために前記歯鋳形部材と接触して位置づけられる前記段階と、
前記硬質材料で形成され、前記歯肉鋳形部材と接触して位置づけられた支持鋳形部材を作る段階であって、前記歯肉鋳形部材が前記歯鋳形部材と前記支持鋳形部材の間に位置づけられ、さらに、前記複数の支柱を安定化させるために、前記支持鋳形部材が各関節型器具と接触する段階とを含む歯構造模型の人工歯を配向するための装置を製造する方法。
【請求項１６】
前記硬質材料が耐久性のある硬質ウレタンであり、前記可撓性材料がポリウレタンエラストマーである請求項１５に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置を製造する方法。
【請求項１７】
関節型器具が、
近位端および遠位端を有するとともに、軸線を規定する主軸と、
第１の半径方向で前後に動かすために、前記主軸の前記遠位端に装架された第１の構成部品と、
前記第１の半径方向に対して実質的に直角である第２の半径方向で前後に動かすために前記第１の構成部品の遠位側に装架された第２の構成部品と、
前記人工歯を保持し、前記第２の構成部品における一点の周囲で自在に回転するように、該第２の構成部品に旋回可能に装架された端部を有する支柱と、
前記人工歯を配向するために、前記第２の構成部品の前記一点で前記支柱を固定状態で保持する手段とを含む請求項１５に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置を製造する方法。
【請求項１８】
前記第１の構成部品を所定位置まで選択的に動かす段階と、
前記第２の構成部品を所定位置まで選択的に動かす段階と、
前記支柱保持手段をクランプする段階とを更に含む請求項１７に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置を製造する方法。
【請求項１９】
前記第１の構成部品を動かす前記第１の手段が送りねじである請求項１７に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置を製造する方法。
【請求項２０】
前記第２の構成部品を動かす前記第２の手段がラックとピニオンである請求項１７に記載された歯構造模型の人工歯を配向するための装置を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００５年９月１９日出願の米国特許出願第１１／２３０３２３号による特典を主張する。
【０００２】
本発明は、広義の概念で云えば、歯を矯正する装置および器具に係り、具体的には、予め計画された手順に従って歯を矯正する順番に使用可能な一連の器具の用意を含む装置に関するものである。本発明は、特に、歯の矯正に役立つ器具を以後に製造するために、人工歯構造における個々の歯をそれぞれ動かすように選択的に操作できる複数の関節型器具として有用であるが、これに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
全ての人が美しい真直な歯で生まれてくるわけではない。にもかかわらず、健康と美容の理由で、人は適正に整列した（すなわち、まっすぐな）歯を特徴とする歯の構造を持つことが望ましい。その結果、この目的を達成するために、多くの人々が多大な努力に耐えている。
【０００４】
これまで、歯を矯正する手段として締め金の使用が広く容認されてきた。この目的のためには効果的であるが、締め金は歯科医院を何度も繰り返し訪れる必要がある。詳細には、こうなるのは、歯医者が１回の診療で完全に変更を行なうのではなく、締め金を徐々に締めつける必要があるからである。これは非常に苦痛である。しかし、最近では、歯科医院に繰り返し訪れる必要なしに使用するよう意図された、コンピュータによって作られる装置が開発された。通常、これらの装置は、順次漸進的に使用し、それによって歯を所望に応じて漸増的かつ徐々に整列させる一連の器具を含む。例えば、「増分的（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｌｙ）に歯を動かすための方法と装置」と題する発明に対するＣｈｉｓｈｔｉ氏他による米国特許第５９７５８９３号は、このようなコンピュータによって作られる装置を開示している。しかし、このような装置は、コンピュータによって作られるので、歯の構造で個々の歯を選択的に整列させる融通性がない。特に、特定の患者の特定の歯の整列要求を矯正する方法では、これを実行することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上に鑑み、歯構造模型における個々の歯が、個別に、または、歯構造模型における別の歯と合わせて、選択的に再整列可能である該歯構造模型を再構成するための機械装置を提供することが本発明の目的である。
本発明の別の目的は、特定の患者の特定の歯科整列要求を漸増的に治療するように特製された一連の歯の矯正器具を作る歯構造模型を再構成するための装置を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、使用が容易であり、製造が比較的簡単であり、また、商業的に費用対効果の高い歯構造模型を再構成するための機械装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、歯構造模型を再構成するための装置が、複数歯を有する鋳形品を含む。特に、歯鋳形部材は、患者の歯構造の正確な物理的複製を提供するために硬質材料で作られる。硬質材料は、耐久性のある硬質ウレタンであることが好ましい。さらに、歯構造模型を再構成するための装置は、歯鋳形部材と接触した状態で位置づけられた歯肉鋳形部材も含む。しかし、歯鋳形部材とは対照的に、歯肉鋳形部材はポリウレタンエラストマーなどの比較的可撓性の材料で作成される。歯鋳形部材および歯肉鋳形部材に加えて、本発明の器具は、歯鋳形部材に使用するものと同一の硬質材料で作られる支持鋳形部材も含む。支持鋳形部材は、組み合わせられて、歯肉鋳形部材と接触する状態で配置され、歯肉鋳形部材は、歯鋳形部材と支持鋳形部材の間に配置される。
【０００７】
複数の細長い支柱を歯肉鋳形部材に、および歯鋳形部材の個々の歯に個別に埋め込む。より詳細には、細長い各支柱は、第１の端部および第２の端部を有し、支柱の第１の端部は、歯鋳形部材の個々の歯に埋め込まれる。支柱の第２の端部は歯から隔置され、歯肉鋳形部材内に延びる。
【０００８】
また、本発明の器具には、複数の関節型器具が設けられる。特に、各関節型器具を支柱の第２の端部に個々に係合させる。各関節型器具は、支持鋳形部材と接触した状態でも保持され、それによって複数の支柱を器具上で安定させる。本発明で意図されるように、各関節型器具は、歯肉鋳形部材を通してアクセスし、個々の歯を選択的かつ個別に配向するように操作することができる。それ故、患者の本来の歯構造を順次再構成して、患者の歯構造を連続的に再整列させて矯正する一連の器具を作ることができる。
【０００９】
構造のさらに細部では、各関節型器具は、軸線を規定する主軸を含む。第１の半径方向で軸線に対する前後の動きを与えるために、主軸の遠位端に第１の構成部品が装架される。第１の構成部品は、これを動かした後、所定位置に保持できる。また、第２の半径方向で前後に動かすために、さらに遠位側で、第１の構成部品に装架される第２の構成部品がある。この場合、第２の半径方向は、第１の半径方向に対して実質的に直角である。第１の構成部品と同様に、第２の構成部品は、移動後に所定位置に保持可能である。この組合せとともに、支柱の第２の端部が、自在回転するように第２の構成部品に装架される。また、支柱の第２の端部を、固定状態で第２の構成部品上に保持するために、関節型器具にクランプ手段が存在する。第１の構成部品、第２の構成部品、および、クランプ手段を協調させて動かし操作することによって、関節型器具は、人工歯を、要求どおりに、空間的に配向することができる。第１の構成部品は、送りねじの作用によって、これを動かし、第２の構成部品は、ラックとピニオンによって、これを動かすことが好ましい。別の方法としては、第２の構成部品を、送りねじの作用によって動かすことができ、第１の構成部品を、ラックとピニオンによって動かすことができる。いずれの場合も、関節型器具の第１および第２の構成部品は、いずれも、操作のために同一方向からアクセスできることが望ましい。
【００１０】
本発明装置の製造および使用時には、個々の細長い支柱と組み合わせた複数の関節型器具を、患者の歯構造の印象内に位置づける。次に、細長い各支柱の端部が歯鋳形部材の個々の歯に埋設されるように、歯鋳形部材が作られる。次に、歯肉鋳形部材が作られ、最後支持鋳形部材が作られる。すでに説明したように、関節型器具が歯肉鋳形部材中に埋設される。重要なことは、第１および第２の構成部品を操作し、支柱をクランプするために、歯肉鋳形部材の前面から各関節型器具にアクセス可能である。
【００１１】
本明細書で説明する装置を使用するために、矯正する歯を準備する際には、患者の実際の歯の構造を複製するために、原形歯構造が作成される。この原形歯構造に基づき、新しい仮歯構造部材を作るために、使用者は、所望に応じて、歯鋳形部材における個々の歯を配向することができる。次に、この新しい仮歯構造で器具を作る。その後、必要に応じて、異なる仮歯構造を作るために、器具を再構成することができる。再び器具が作られる。実際には、新しい仮歯構造体として、最も新しい仮歯構造体を用い、必要な回数だけ再構成プロセスを繰り返す。特に、最終的な歯構造の器具が形成されるまで、各仮歯構造の器具を作成できる。種々の器具が、全体として、歯構造の一連の異なる形状を作り、これはその後、患者が自分の歯を再整列させ、矯正するために使用できる。
【００１２】
本発明自体（構造および使い方の両者について）は勿論のこと、本発明の新規な特徴が、添付図面を明細書の説明と読み合わせることで、よく理解できるだろう。図中、類似部材には類似参照符号を付している。
【実施例】
【００１３】
先ず図１を見ると、本発明による関節型器具が１０で示されている。関節型器具１０は、軸線１４を規定する主軸１２を含むことが判る。さらに、器具１０は、軸１２の遠位端に装着された構成部品１６を含む。本開示では、近位方向を正のｚ方向（図１参照）とし、遠位方向を負のｚ方向とする。図示のように、器具１０は、また、構成部品１６から遠位側に装着された別の構成部品１８も含む。より詳細には、構成部品１６と構成部品１８の間に構造的相互連結部材２０が設けられる。さらに、器具１０は、構成部品１８の遠位側に一体装着されたソケット２２を含む。
【００１４】
図２において、構成部品１６が、相互連結部材２０と結合された送りねじ２４を伴うことがはっきりと判る。この連結部により、送りねじ２４が適切に回転すると、構成部品１６が軸線１４に対して半径方向で前後に（すなわち、矢印２８、２６で示すｘ方向に交互に）動く。また、図２、図３を見比べると、構成部品１８が、相互連結部材２０に形成された鋸歯ラック３２と相互作用するピニオン３０を含むことが判る。この連結部により、ピニオン３０が適切に回転すると、構成部品１８が軸線１４に対して半径方向で前後に（すなわち、矢印３４、３６で示すｙ方向に交互に）動く。したがって、構成部品１６の動きは、構成部品１８の動きに対して直角方向である。
【００１５】
図１、図３を見比べると最もよく判るように、本発明の関節型器具１０は、近位端にボール４０が形成された細長い支柱３８と係合可能である。図３は、支柱３８のボール４０が、関節型器具１０のソケット２２内に位置することを示している。また、器具１０は、クランプねじ４２を有し、これを回転させて、ボール４０に対して締めつけることができる。このことによって、器具１０上で、支柱３８が定姿勢で保持される。さもなければ、本発明で企図するとおり、ボール４０とソケット２２が互いに協働して、ボール４０の中心点の周囲で自在に支柱３８を回転動させる。しかしながら、前記のとおり、クランプねじ４２を操作して、このような回転を防ぐことができる。
【００１６】
今や、関節型器具１０によって、細長い支柱３８を幾つかの方向に選択的に動かし得ることが判るだろう。詳しくは、支柱３８を、軸線１４に対して半径方向に並進運動させることができる。また、ボール４０の中心に対する支柱３８の回転運動が可能である。特に、送りねじ２４を回転させると、相互連結部材２０、構成部品１８、および、ソケット２２が、支柱３８と共に、ｘ方向（すなわち、軸線１４に対して直角方向）に動く。他方、ピニオン３０を回転させると、構成部品１８とソケット２２が支柱３８と共に、ｙ方向（これも軸線１４に対して直角方向である）に動く。最後に、クランプねじ４２を回転させて、支柱３８のボール４０と器具１０のソケット２２との間の継手内で、支柱３８を定姿勢で保持することができる。
【００１７】
次に図４を見ると、関節型器具１０が、同様な複数の器具１０と共に使用されることが判る。しかしながら、図４に示す関節型器具１０ａ〜１０ｄは、単なる例示である。いかなる場合も、図示のように、歯列矯正処置を施す前に、患者の歯の構造（図示せず）を正確に複製する歯科印象４４内に複数の器具１０を適切に配置することが想定される。特に、個々の器具１０に設けた結合突片４８と相互作用する保持ワイヤ４６ａ、４６ｂによって、歯科用印象４４内に各器具１０が保持される。図示のとおり、この趣旨で、個々の各関節型器具１０に結合突片４８が形成される。重要なことであるが、一例として関節型器具１０ａを用いると、支柱３８の遠位端が、個々の歯の印象５０内に配置されるように、個々の関節型器具１０に属する細長い支柱３８を歯科用印象４４内に位置づけられる。
【００１８】
図５は、関節型器具１０が、本発明装置である種々の鋳形品内に埋設された時に得られる結果を示す。特に、図５は、患者の歯の構造の個々の歯を複製するように作成された歯鋳形部材５２を示す。歯鋳形部材５２は、耐久性のある硬質ウレタンなどの比較的硬質の材料で作成することが好ましい。図示のように、歯鋳形部材５２は、個々の細長い支柱３８の遠位端を覆って係合するように作成される。次に、歯肉鋳形部材５４を作成する。歯鋳形部材５２と異なって、歯肉鋳形部材５４は、ポリウレタンエラストマーなどの比較的可撓性のある材料で作成される。ここで、関節型器具１０の大部分は、実際には歯肉鋳形部材５４内に埋設されることに留意する必要がある。重要なことであるが、歯肉鋳形部材５４の可撓性材料によって個々の歯鋳形部材５２が関節型器具１０に対して相対的に動き得るように、歯肉鋳形部材５４は、細長い支柱３８の一部を越えて延在し、また関節型器具１０の遠位端を越えて延在する必要がある。最後に、支持鋳形部材５６が存在する。本発明で想定されるように、支持鋳形部材５６は、歯鋳形部材５２で使用するものと同一の硬質材料で作られる。支持鋳形部材５６の趣旨は、各関節型器具１０を互いに固定した関係で保持することである。
【００１９】
細長い支柱３８が歯鋳形部材５２に接合され、関節型器具１０が歯肉鋳形部材５４に埋設され、支持鋳形部材５６によって保持されると、個々の歯鋳形部材５２（例えば、人工歯５８）を選択的に操作することができる。特に、図５を見ると、図１〜図３について以上で開示したように、送りねじ２４を回転させると、人工歯５８が、図５の平面に合致し、また、外れる態様でｘ方向に動く。ピニオン３０を回転させると、人工歯５８が、図５の平面内で、左右ｙ方向に動く。さらに、クランプねじ４２を回転させると、人工歯５８が、細長い支柱３８に対して選択されるあらゆる回転方向で保持される。歯鋳形部材５２内に各歯を選択的に位置づけることによって、使用者は、歯の構造の再構成品を特製できる。さらに、このように再構成した一連の歯構造を作製し、器具（図示せず）の製造に使用できる。次に、患者の歯構造の歯矯正目的で、患者は、歯科医からの指示に従って、順次、器具を着用できる。
【００２０】
本明細書で図示し、詳細を述べたとおり、歯を再配置する特別な方法と装置は、十分に本明細書で述べた目的を達成し、利点を提供できるが、これは、現時点における本発明の単なる好適例に過ぎず、特許請求の範囲に記載した以外に構造または設計の細目に限定を加えるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による人工歯と係合した関節型器具の斜視図である。
【図２】関節型器具の側面図である。
【図３】図１の線３−３に沿って見た断面で示した部分がある関節型器具の前面図である。
【図４】複数の関節型器具が内部に配置され、わかりやすくするために一部が除去されている歯科印象用トレーの斜視図である。
【図５】本発明による歯鋳形部材、歯肉鋳形部材および支持鋳形部材と組み合わせた複数の関節型器具を示す前面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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