(57)【要約】原型上でのプラスチック・シートの熱成形は、原型上で伸張される区域の厚みを、それが薄くなるとき、より均一な厚みになるように変化させることを含む。プラスチック・シート（１０）は実質的に均一な厚みに製作されるが、平坦なシートよりも極めて小さな程度にしか薄くならないように、伸張されることになる区域の一部で部分的に厚みが大きくなっている複合プロフィルまたは３次元区域を予備成形して備える。これらの要素の組合せも作製することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形中の弛みを補償するために、少なくとも２つの異なった厚みの区域を有するシートを備える、歯科デバイスを熱成形するためのプラスチック・シートであって、少なくとも１つの区域がシートの他の少なくとも１つの区域より弾力性が高いプラスチック・シート。
【請求項２】
予備形成される歯列構造を備える歯科デバイスを熱成形するためのプラスチック・シート。
【請求項３】
全体に均一な厚みを有する、請求項３に記載のプラスチック・シート。
【請求項４】
ポリスチレンを備える、請求項４に記載のプラスチック・シート。
【請求項５】
熱成形後、シートの８０％を超える部分が透明である、請求項５に記載のプラスチック・シート。
【請求項６】
原型上でプラスチックが伸張するところでより分厚く、成形中に弱められる区域が２５％未満しか伸張されないように３次元の試作物に成形されるシートを備える、原型上で熱成形するためのプラスチック・シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、プラスチック・シート材料から対象物を熱成形することに関する。本発明は、特に歯列トレイなどの歯科用製品の熱成形に対して適用性を有する。
【背景技術】
【０００２】
歯科デバイス用のプラスチック・シートは、数十年間使用されている。それらは、電気格子を含む多数の手段によって加熱され、次いで歯列原型へと降ろされると、真空がプラスチックをまさに歯列の原型へと引っ張る。適用例としては、例えば間接接着矯正器具、矯正固定具、スポーツ用マウス・ガード、および軽微な歯列不正を矯正するための位置合わせ器、ならびに他の歯列トレイ、副子、および器具がある。公知技術の最大の欠点の１つは、プラスチックが、歯の石膏または石原型の上で伸張されながら薄くなって、咬合で、あるいは真空力が始めに強く引っ張り過ぎることから、早く崩れてしまうということである。この失敗によって、例えば最後の印象が採られ、原型が作製されてから歯が動き、医師または研究者が全プロセスを再度行わなければならなくなるなどのために、新しいデバイスを作り出すために何時間もの余分の作業が発生する。また、これは治療を遅延させ、患者が直ちに戻ってこない場合、再発する可能性もある。一般的に、成形されるシートは、プラスチックの選択範囲を厳しく制限している医療用グレードのプラスチックで製作される。これらの問題を解消することが求められている。
【特許文献１】米国特許第６３７１７５９号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は、従来式熱成形における上述の問題に３つの解決策を提供する。
１．原型上で伸張される区域の厚みに、その区域が薄くなるときその厚みがより均一になるように、変化を持たせる。
２．プラスチックの厚みを均一に製作するが、平坦なシートよりも極めて小さな程度にしか薄くならないように、伸張されることになる区域の一部で部分的に厚みが大きい３次元区域を予備形成する。
３．ほぼ均一に形成した後に平均的な引っ張りが厚みを保つように上記両方を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
歯科専門職では、熱成形上良好な成形特徴を有する主な市販の２つのプラスチックが知られている。その一方のポリスチレンは、優れた透明性および剛性を有するが、耐摩耗性は低い。他方のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）は、はるかに大きな耐摩耗性を有するが、形成後濁りができ、したがって審美性が低い。これらの材料は、例えばロサンジェルス、ＭｅｔａｉｒｉｅのＲａｉｎｔｒｅｅ  Ｅｓｓｉｘおよびニューヨーク、バッファローのＧｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓから入手可能である。ＢｉｏＳｔａｒおよびＲａｉｎｔｒｅｅ  Ｅｓｓｉｘなどの卓上型の熱成形機械を使用することも知られている。それぞれ、一方はデジタル式解決法であり、他方はアナログ式解決法である。
【０００５】
従来式の熱成形手順では、歯科医師は、患者の不正歯列からアルギン酸塩による印象を採る。印象には、歯列の正原型を作製するために石またはプラスチックが充填される。使用する熱成形器に応じて、０．０２０”（０．５０８ｃｍ）から０．０４０”（１．０１６ｃｍ）の厚みの長方形または円形のプラスチック・シートが室内に取り付けられる。原型は土台に配置されるが、その底部は真空室である。上部には加熱コイルがある。機械はその理想的な温度に達すると、プラスチックをそれが弛むまで加熱し、弛んだプラスチックを原型の上に置く。真空が働き、プラスチックを石膏原型の上にぴったりと引っ張り、それが正原型の反対になる。米国特許第６３７１７５９号で論じられているように、それが冷却プロセス中に可塑的に変形し始めないように、形態を迅速に凝結するような冷気噴霧器を使用することもできる。米国特許第６３７１７５９号を、その熱成形動作の開示のために参照により本明細書の一部とする。
【０００６】
このような従来式技法の問題は、プラスチックがしばしば、原型が存在する約７”（１７．７８ｃｍ）掛ける３／４”（１．９０５ｃｍ）の面積の区域にわたって深さが２”（５．０８ｃｍ）（記号「”」はインチを意味する）も変形するということである。プラスチックは開始にあたって一定の厚みを有しているので、元の厚みの５０％分（面積でのパーセント）も薄くなる。多くの人がより強度の高いＰＣＶ材料を使用することによってこの問題を解決しようとしたが、患者によってはその審美性の点で心地良くないと感じ、またこの材料はＰＳのバネまたは弾性を有さない。より大きな厚みの原シートを試す場合もあったが、厚みのあるシートほど、口部のプラスチックを保持する助けとなる、縁部にそったバネ特性を失う。さらに、下前方部などの伸張の少ない区域では分厚くなり過ぎ、咬み合わせを阻害し、過蓋咬合を生じる。
【０００７】
本発明は以下の解決策を提示する。
１．原型上で伸張される区域の厚みに、その区域が薄くなるときその厚みがより均一になるように、変化を持たせる。
２．プラスチックの厚みを均一に製作するが、平坦なシートよりも極めて小さな程度にしか薄くならないように、伸張されることになる区域の一部で部分的に厚みが大きくなっている３次元区域を予備形成する。
３．ほぼ均一に形成した後に平均的な引っ張りが厚みを保つように上記両方を行う。
【０００８】
耐摩耗性を高めるために厚みに変化をつけることによって、シートの区域によって厚みに変化をつけることができるようにプラスチックは圧延されるのではなく、押し出される。押し出し機械は、ポリスチレン・プラスチックを用いて容易に作動する能力があることが知られている。ポリスチレンの高い透明度が患者によって最も求められ、耐摩耗性が理想的であることから、ＰＶＣは必要ではない。
【０００９】
次の解決策は両方のプラスチックに対して効果があり、それは、成形中にプラスチックが５０％未満しか伸張されないように、幅広弓形状に予備成形される、約１／２”（１．２７ｃｍ）から１．５” （３．８１ｃｍ）の３次元区域を、シートが押し出される際に作り出すことによって行う。この概念は、Ｇｌｅｎｒｏｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓで検証されており、そこでは厚みの２５％未満の損失しか認めていない。これが意味するのは、より薄いプラスチックを使用できて、治療終了時の過蓋咬合が少なくなり、トレイが曲がったときも治療中に緊急事態が発生することが少なくなるということである。本発明を、歯列弓形状である予備成形に関して本明細書で例証しているが、言うまでもなく、患者の口腔内で見うけられる、器具、修復物を含む天然由来または人工的な歯科構造物の任意の部分を予備成形することができる。このような天然または人工要素の一般的形状の全ての予備成形複合または３次元プロフィルが、予備成形歯列構造物という言葉の範囲に入る。また、歯科的平均値に基づいて患者用の一般的寸法の予備成形物を作製することも本発明の範囲に入る。
【００１０】
さらに、押し出しプロセスとスタンピング・プロセスとの組合せを使用して、最初の２つのプロセスを組み合わせて、３次元予備成形の区域で、より厚みのある理想的なシートを作り出すことができる。このプロセスはコスト高となるが、ただ歯の矯正の固定装置として使用された場合でも失敗の無い治療結果が実現されるという大きな安全が、歯科医師と患者に対してもたらされる。調査によると、保持器の２５％および起動器の全てがこのやり方で作製されており、世界中で毎年３００万個が作られていると推定される。
【００１１】
弓形の長さは５．５”（１３．９７ｃｍ）から７”（１７．７８ｃｍ）であること、深さは１．５ｃｍ未満であることがすでに知られており、様々な機械用のシート寸法が充分に文書化されている。したがって、活動化が一般的に起こるシートの所定区域に、３次元シートを作り出すことだけが問題となる。検査によって、プラスチックは、用意された際、弛むのではなく平らになり、その指定された厚みのところで原型に当る。
【００１２】
コストのために、一方の版が３次元だけを、他方が３次元および厚みを有するようになると考えられている。また濁りのあるＰＶＣは必要なくなるが、利用できることも考えられている。
【００１３】
多くの歯科医師が、始めに、失敗がある場合に備えて同時にいくつかのプラスチック器具を成形している。ある意味では、これを使用器具として使用しても、歯がその期間中に移動してしまうので、それらの多くは無益である。保持器に関しては、これは受け入れ可能であるものの、この重複を解消すれば、何百万ドル分もの労働およびプラスチックを節約することができる。
【００１４】
さらに重要なこととして、Ａｌｉｇｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＩｎｖｉｓＡｌｉｇｎ社などの使用器具の製造者は、位置合わせ器が、彼らがプログラムした治療の局面を通じて充分に耐久性があることを信頼している。位置合わせ器が失敗した場合、患者は医師に返却せねばならず、医師は進行印象および原型を採らねばならず、それを中間修正し、コンピュータによって再分析するために送付して、完成された新たなトレイ一式を作製することになる。医師は、修正に備えて限られた額で保険契約しているが、これには多くの時間が掛かり、患者に対する治療が長くなり、多くの場合何ヶ月分も長くなる可能性がある。医師やＩｎｖｉｓＡｌｉｇｎ社は患者に対する料金を増やすことはできないので、彼らにとってこのことは損失となり、患者は治療期間のやり直しおよび長期化に不満をつのらせることになる。
【００１５】
本出願は、失敗治療の不快さを制限し、医者や研究者の費用を軽減し、関係者全てに対してのより良い結果および反映を促進するものである。
【００１６】
したがって、図１に示すように、本発明により、全体に均一な厚みを有するが、中に歯列弓形状またはプロフィル１１を予備成形して備えた、予備成形された材料シート１０が提供され、厚さおよびアーチ１１が部分的に形成されても、平坦なシートが後続の熱成形作業中に受ける場合の半分未満の歪みしか生じない。図１に示すシート１０は、円形シートを使用する従来式熱成形機器で有用であるように円形である。図２は、部分的に成形された弓１１ａを有する類似の予備成形シート１０ａを示すが、これは、四角形シートを使用する市販される熱成形機器で使用するために四角形である。
【００１７】
図３に示すように、本発明によるシート１１は、加熱すると、従来型材料のように弛むのではなく、平坦になる。ここでも、対象区域と呼ぶ歯列弓の厚みは全体に均一であるが、なお複合または３次元プロフィルである。図４は、従来式に真空が引かれる穴２２を有する熱成形機定盤２１上に配置された歯列原型２０を示す。加熱されたシート１１が原型２０の上に配置され、真空が引かれる。シート１１ａはそのようにして原型２０の上で、図５で示すように引っ張られる。
【００１８】
したがって、歯列トレイまたは同様のものなどのデバイスの熱成形が、本明細書で述べる通り本発明の実施によって有利に向上される。言うまでもなく、本発明を、その範囲に入る全ての変化形態を述べることを試みずに、ここで添付図面によって例証した。そのような範囲は、添付の請求項によってしか規定されない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】３次元形態のプラスチックの丸形シートを示す図である。この形態は、ＢｉｏＳｔａｒまたはＤｒｕｆａｍａｔなどの高度熱成形機器と協働するように設計されている。厚みが均一で弓形が部分的に形成されているので、平坦なシートが受ける歪みの半分未満の歪みしか許さない。
【図２】Ｒａｉｎｔｒｅｅ  Ｅｓｓｉｘの手動システム熱成形器を用いて使用するための方形シート構成の設計への適用例を示す図である。ここでも、成形される対象区域は３次元でありながら均一な厚みを有する。
【図３】所望温度に加熱されているプラスチックを示す図である。従来のプラスチックとは異なって、このプラスチックは弛むのではなく平坦になって、現在のシートが入手可能であり、その耐摩耗靭性度を増していることから、伸張現象を大幅に軽減する。
【図４】真空引きするためにシートが対象鋳型の上に中心配置されている本発明を示す図である。
【図５】形成されたトレイを示す図であり、これは冷気噴霧なしで製作することができて製造コストを軽減する。
【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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