(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の歯列弓のポジ形状と類似体のセットのポジ形状からなる形状を表す物理モックアップの作製方法であって、
該患者の歯列弓の少なくとも一部の複製である仮想歯列弓を提供する工程と、
該仮想歯列弓に対する歯科矯正用ブラケットの仮想セットを提供する工程と、
類似体の仮想セットを提供する工程であって、類似体の仮想セットのそれぞれの仮想類似体は、該ブラケットの仮想セットのうちの一の仮想ブラケットに関連付けられ、該仮想類似体のうちの１つ以上は、該仮想類似体に関連付けられた仮想ブラケットの形状に近似しており、
該類似体のうちの前記１つ以上の形状は、該仮想類似体に関連付けられた物理ブラケットの形状とそれぞれ異なっている、工程と、
仮想モックアップを提供する工程であって、該仮想歯列弓と該仮想類似体のセットとが統合される、工程と、
該仮想モックアップに基づいて該物理モックアップを製造する工程と、を含む、方法。
【請求項２】
少なくとも１つの仮想ブラケットの形状を変更して、前記仮想類似体のうちの少なくとも１つを形成する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記物理モックアップの少なくとも一部のネガ形状を物理的に複製することによって、前記ブラケットのセット用のトランスファートレーを提供する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法により得られる物理モックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者の歯列弓の形状と類似体のセットの形状からなる形状を表す物理モックアップの作製方法に関する。これらの類似体は、歯科矯正用ブラケットの形状に近似しているか、又は該形状の複製である。本物理モックアップは、ブラケットの正確な位置を詳しく表しており、また、これらのブラケット用のトランスファートレーの製造を容易にする。
【背景技術】
【０００２】
歯科矯正用ブラケットは、患者の歯列内において初期位置（場合により、位置異常又は不正咬合とも呼ばれる）から所望の位置まで１つ以上の歯を移動させるために、歯科矯正治療において使用されている。例えば、歯科矯正治療によって、歯列全体の審美的に好ましい外見を達成するか、又は最も好ましくなるようにするため、歯の口唇側が互いに整列するように、患者の歯を移動させる場合がある。更に一部の場合では、１つ以上の歯を、不正咬合を矯正するように移動させる場合もある。この歯の移動は、典型的には予め付勢された弾性アーチワイヤーによって達成され、このアーチワイヤーは、ブラケットを介して歯に装着され、歯に対して、長期間にわたって所望の位置へ向かう力をかける。
【０００３】
これらのブラケットは、典型的には患者の歯にボンディングされ、弾性アーチワイヤーを、これらのブラケットに結合させる。アーチワイヤーは、典型的には歯の所望の位置にあるブラケットの位置に合った形状をしており、初期位置の歯において、アーチワイヤーが、ブラケットに対し、初荷重の下でのみ結合され得るようにされる。したがって、ブラケットに装着された後は、アーチワイヤーは、歯の初期位置では、弾性的に変形されるか、又は予め付勢されており、アーチワイヤーが変形していない形状へと戻ろうとする力により、歯を所望の位置へ向かって付勢する。
【０００４】
何らかの実際の治療に先立って、コンピュータシミュレーションで所望の歯の位置を決定するために、いわゆる治療計画システムが使用されるようになっている。このような計画システムにより、例えば、初期位置から外れた歯の位置での、歯とブラケットとの間の衝突を避けやすくなり、更に、初期位置の歯、所望の位置の歯、及びその間の位置の歯などの多様な臨床条件に合うような、ブラケット及びアーチワイヤーの設計、及び配置が可能になる。特に舌側ブラケットに対して、このような治療計画が広く用いられている。歯の口唇側表面とは違って、舌側表面の形状は互いに非常に異なっており、「どんな歯にも合う（one fits all）」ブラケット形状が、典型的には使用できないため、大抵、舌側ブラケットは、歯毎に、また患者毎に個別にカスタマイズして設計される。一部の治療計画システムでは、患者の歯の表面、及び患者に必要とされる臨床条件に正確に合わせた、このようなカスタマイズされたブラケットの設計も可能である。したがって、カスタマイズされたブラケットは、典型的には治療計画の際に予め決定された歯の位置において、正確に定置されなければならない。患者の歯でのブラケットの正確な定置を容易にするため、また、歯科矯正医の参考のため、ブラケットは、大抵、患者の歯の複製である石膏モデル上で予め位置決めされて提供される。
【０００５】
ブラケットを定置したこのような石膏モデルは、患者の歯にブラケットを定置しやすくするための、いわゆるトランスファートレー（transfer tray）を作製するために、歯科矯正において時折使用される。トランスファートレーは、典型的には、所定位置にブラケットの完全なセットを保持するように適合されており、これらのブラケットを一工程で定置し、歯にボンディングすることができる。
【０００６】
例えば、米国特許第７，０２０，９６３号では、インダイレクトボンディング装置を、患者の歯構造の複製物を覆ってスペーサー材料を初期的に定置することによって作製することが、開示されている。その後、このスペーサー材料を覆ってトレーが形成され、硬化させられる。次に、このスペーサー材料を歯の複製物から取り除き、この複製物上の所望の位置に歯科矯正器具を定置する。トレーと複製物との間にマトリックス材料を定置して、硬化させる。その後、トレー及びブラケット（これらは、トレーの内壁に埋め込まれている）を、石膏モデルから取り外す。
【０００７】
他の例においては、国際公開第０１／８０７６１号に開示されているように、治療計画ソフトウェアによって、ブラケットを歯に仮想的に重ね合わせて、意図される位置に置かれた仮想ブラケットを加えた、歯の３次元オブジェクトを含む３次元モデルを生成する。この３次元モデルは、ブラケットを重ね合わせた歯のプラスチック製モデルを製造するため、ステレオリソグラフィー（ＳＬＡ）装置に与えられる。熱可塑性ホイルをこのＳＬＡモデル上に定置し、このモデル及びホイルを圧力チャンバー内に定置する。このチャンバーは、ホイルが歯列及びブラケットを包み込むように加圧される。そのため、ホイルには、ブラケットが位置し得る場所に小さなくぼみができる。
【０００８】
ブラケットの正確な位置決めのためには、様々な異なる方法が利用できるようになっているが、位置決めの精度の最大化と、歯科矯正治療コストの最少化とを支援する方法に対する需要がいまだ存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一態様において、本発明は、請求項１に規定する物理モックアップの作製方法に関する。この物理モックアップは、患者の歯列弓のポジ形状と類似体のセットのポジ形状からなる形状を表す。患者の歯列弓のポジ形状と類似体のセットのポジ形状とは、好ましくは、例えば、重複したり、又は直接隣接して位置決めされたりすることなく、付加的に重ね合わせられる。歯列弓の形状及び類似体のセットは、好ましくは一緒になって１つの切れ目のない連続体を形成し、例えば、一方の予め仕上げられた類似体と、他方の予め仕上げられた歯列弓とから組み立てられたものでなくてもよい。
【００１０】
本方法は、
−患者の歯列弓の少なくとも一部の複製である仮想歯列弓を提供する工程と、
−該仮想歯列弓に対する歯科矯正用ブラケットの仮想セットを提供する工程と、
−類似体の仮想セットを提供する工程であって、それぞれの類似体は、該ブラケットの仮想セットのうちの一の仮想ブラケットに関連付けられ、該仮想類似体のうちの１つ以上は、該仮想類似体に関連付けられた仮想ブラケットの形状に近似しており、
−該類似体のうちの前記１つ以上の形状は、該類似体に関連付けられたブラケットの形状とそれぞれ異なっている、工程と、
−仮想モックアップを提供する工程であって、該仮想歯列弓と該仮想類似体のセットとが統合される、工程と、
−該仮想モックアップに基づいて該物理モックアップを製造する工程と、を含む。
【００１１】
本発明は、ブラケット用のトランスファートレーの調製において有用となり得る。具体的には、好ましいことに、本発明は、トランスファートレーを実質的に損傷することなく、ブラケットを取り外し可能に定置及び位置決めできる、トランスファートレーを提供することができる。また、本発明は、ブラケットを好ましく、容易にトレーへと定置可能な点において、有用である。具体的には、トレー内にブラケットを定置する使用者は、適切な位置にブラケットが定置されるとすぐに、知覚可能な「スナップイン」の手応えを感じることができる。更に、本発明の使用によって調製されるトランスファートレーは、好ましいことに、ブラケットの正確な位置決めが可能な一方で、比較的小さな力でブラケットを取り外すことができる。そのため、このようなトレーは、患者の口腔内でブラケットをボンディングするために使用した後、容易に取り外すことができることから、ブラケットが外れる（デボンディングされる）リスクを最小限に留めることができる。更に、本発明の方法によって得ることができる物理モックアップによれば、典型的には、歯科医又は歯科矯正医がトランスファートレーを作製できる。それ故、歯科技工室からトランスファートレーを入手する必要をなくすことができる。これにより、例えば、患者の歯のブラケットが壊れた場合に、トレー、又はトレーの一部分を再度作製することが可能になる。更に、本発明によれば、手作業での組立許容誤差のない、歯列弓に対するブラケットの位置決めが提供される物理モックアップを提供できる。そのため、本モックアップから複製されたトランスファートレーは、好ましくは、患者の歯に対してブラケットを正確に位置決めするように適合される。本発明は、歯科矯正医とブラケット製造者との間で、ブラケット及びトランスファートレーの調製のための「デジタル化されたワークフロー」が可能になる点において、特に有用である。具体的には、歯科矯正医は、患者の位置異常のある歯の物理石膏モデルをブラケット製造者に送らなくてもよい。更に、歯列弓の物理モデルに類似体又はブラケットを手作業で定置するための組み立て工程が不要なため、物理モックアップの調製により、調製のための時間を最小限にしやすくなる。
【００１２】
本明細書の目的のため、用語「仮想（的）」は、ある物体の３次元コンピュータ表現を指し、好ましくは、データ形式の、コンピュータ処理可能な３次元形状の数学的表現に基づくものを指す。データ形式になったこのような仮想オブジェクトは、これら仮想物体の視覚化（例えば、ワイヤーフレーム又はデジタルレンダリング）も含めて、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）の分野において広く知られている。
【００１３】
本明細書の目的のため、用語「〜のセット（set of）」は、「複数の〜（plurality of）」を指す。一実施形態においては、仮想類似体のセットのうちの１つ以上は、関連付けられた仮想ブラケットの形状を表している一方で、仮想類似体の同じセットにおける残りの仮想類似体は、関連付けられた仮想ブラケットの形状に近似しているだけである。この実施形態においては、関連付けられた仮想ブラケットの形状を表す類似体の形状は、それぞれに関連付けられた仮想ブラケットの形状に、好ましくは実質的にぴったりと対応する形状である。この場合についての、用語「実質的にぴったりと」とは、類似体の作製によってもたらされ得る許容誤差が最終的に存在してしまうことを除いては、これらの形状が、ぴったりと一致することを意味する。更に、この実施形態においては、関連付けられた仮想ブラケットの形状に近似した類似体の形状は、好ましくは、それぞれに関連付けられた仮想ブラケットの形状と異なった形状である。好ましくは、関連付けられた仮想ブラケットの形状に近似した類似体の形状は、関連付けられた仮想ブラケットの形状の境界を超えて延びている。
【００１４】
一実施形態においては、本方法は、患者の歯列弓の形状を取り込む工程と、それによって、仮想歯列弓を提供する工程と、を含む。患者の歯列弓の形状は、歯を含む患者の歯列の少なくとも一部を口腔内で走査することにより、又は患者の歯の石膏モデルなどの物理モデルを走査することにより取り込み得る。データ形式の仮想歯列弓を提供可能なスキャニング装置としては、例えば、Ｌａｖａ（商標）Ｓｃａｎ  ＳＴ及びＬａｖａ（商標）Ｃｈａｉｒｓｉｄｅ  Ｏｒａｌ  Ｓｃａｎｎｅｒ  Ｃ．Ｏ．Ｓの製品名で入手可能なものがある（共に３Ｍ  Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ  ＧｍｂＨ製）。
【００１５】
一実施形態においては、本方法は、仮想歯列弓に対して仮想ブラケットを位置決めする工程を更に含む。コンピュータ支援により、仮想歯列弓に対して仮想ブラケットを設計及び／又は定置することが可能な治療計画システムが存在する。このようなシステムは、例えば、米国特許第７，８１１，０８７号に記載されている。仮想ブラケットは、少なくとも部分的には、データベースから設計及び／又は取得される場合がある。それぞれのブラケットは、仮想歯列弓内に含まれる仮想の歯に対して自動的に、かつ／又は手作業で位置決めすることができる。
【００１６】
更なる一実施形態において、本方法は、少なくとも１つの仮想ブラケットの形状を変更して、仮想類似体のうちの少なくとも１つを形成する工程を更に含む。このような変更は、好ましくは、コンピュータ支援によって（例えば、ＣＡＤ技術を使用することによって）行われる。したがって、当業者であれば、例えば、既存の形状の変更によって、ある形状を追加若しくは取り除くことによって、仮想的にコピーすることによって、切り取り、拡大、縮小することによって、又は他の好適な手法によって形状を変更するために、様々な選択肢が考えられるであろう。任意の変更された仮想ブラケットの元の形状は、好ましくはコンピュータに保存される。それ故、元の仮想ブラケットを、物理ブラケットを製造するために利用可能であり得る。
【００１７】
変更された、若しくは未変更の仮想ブラケットを仮定して類似体のセットを形成することによって、任意の変更されたブラケットの仮想コピーを提供して、任意の未変更の仮想ブラケットを類似体として仮定することによって、又は、変更された、若しくは未変更の仮想ブラケットの仮想コピーを提供して類似体を作成することによって、類似体のセットを提供し得る。当業者であれば、任意の好適な手法によって（例えば、ＣＡＤシステムで利用可能な関数によって）、この類似体のセットを作成し、類似体のうちの少なくとも１つの形状が、関連付けられたブラケットの形状と異なっている、類似体のセットを提供することができるであろう。
【００１８】
一実施形態においては、この変更工程は、ブラケットの一部分だけを選択的に変更することによって、仮想ブラケットにより表される３次元ボリュームを増加させることを含む。例えば、この変更工程は、ブラケットの形状に存在する、くぼみの平坦化、又は低減を含んでもよい。この変更工程は、ブラケットの形状の各部分間の空間を少なくとも部分的に充填すること、又はブラケットの形状に仮想構造を追加することを更に含んでもよい。それ故、トレーへのブラケットの定置を妨害したり、又はゆくゆくはトランスファートレーが取り外されないように保持したりしかねないアンダーカットを、最小限に留められる。更に、この変更工程は、ブラケットの他の部分を選択的に変更することによって、３次元ボリュームを任意選択に減少させることを含んでもよい。例えば、この変更工程は、表面処理工程（例えば、デフラッシュ又は研磨など）の際における、物理ブラケットの摩耗を考慮して、角を丸める工程を含んでもよい。更に、この変更工程は、元の仮想ブラケットの形状、又はその実質的に少なくとも一部を維持することを含んでもよい。それ故、それぞれの仮想類似体の形状は、ブラケットの仮想セットのうちの１つの仮想ブラケットの形状に少なくとも部分的に、実質的に対応していてもよい。
【００１９】
一実施形態においては、物理モックアップは、付加製造（例えば、ラピッドプロトタイピング又はビルドアップ（build-up）法など）によって製造される。また、場合によっては、このような付加製造は、ステレオリソグラフィー（ＳＬＡ）又は３Ｄ−プリントとも呼ばれる。
【００２０】
更なる一実施形態において、本方法は、ブラケットのセット用のトランスファートレーを提供する工程を含む。このトランスファートレーは、好ましくは、物理モックアップの少なくとも一部のネガ形状の物理的な複製によって提供される。トランスファートレーを提供する工程は、液状又はペースト状の硬化性材料（例えば、硬化可能材料（curable material）など）を提供する工程を含んでもよい。好適な材料は、の中から選択されてもよい。
【００２１】
好ましくは、この硬化性材料は、少なくとも硬化させたときに、透明であるか、又は実質的に透明である。
【００２２】
一実施形態において、本方法は、
−物理モックアップ上に弾性シートを提供して、該シートによって該モックアップの歯側の少なくとも一部を被覆する工程と、
−該弾性シートが可塑性シートと該モックアップとの間に配置された状態で、該モックアップ上に該可塑性シートを提供する工程と、
−該弾性シートが、該可塑性シートと該モックアップとの間で抱持された状態で、該可塑性シートが該モックアップの少なくとも歯側を密着して取り囲むように、該モックアップを覆う該可塑性シートを変形させる工程と、
−該弾性シートを液状又はペースト状の硬化性材料で置き換える工程と、
−該硬化性材料を硬化させる工程と、を含む。
【００２３】
具体的な一態様において、本発明は、トランスファートレーの作製方法であって、
−ブラケットのセットを取り付けた患者の歯列弓のポジ形状と類似するか、又は該ポジ形状に対応する形状の物理モックアップを提供する工程と、
−該物理モックアップ上に弾性シートを提供して、該シートによって該モックアップの歯側の少なくとも一部を被覆する工程と、
−該弾性シートが可塑性シートと該モックアップとの間に配置された状態で、該モックアップ上に該可塑性シートを提供する工程と、
−該可塑性シートが該モックアップの少なくとも歯側を密着して取り囲むように、かつ、該可塑性シートが、該可塑性シートと該モックアップとの間で該弾性シートを抱持するように、該モックアップを覆う該可塑性シートを変形させる工程と、
−該弾性シートを液状又はペースト状の硬化性材料で置き換える工程と、
−該硬化性材料を硬化させる工程と、を含む、方法に関する。
【００２４】
弾性シートは、好ましくは硬化後にショアＡ硬度が約２０となる歯科用印象材料の中から選択される材料から作製されてよく、また、約２〜約５ｍｍの範囲の厚さを有していてよい。弾性シートは、好ましくは、物理モックアップに表された歯の口唇側の少なくとも一部、咬合側、及び舌側の少なくとも一部を抱持するのに好適なサイズ（又は面積）を有している。更に、弾性シートは、物理モックアップ全体、又は複数の物理モックアップを抱持するようなサイズであってよい。それ故、弾性シートは、モックアップにおける歯の咬合側が配置されている経路におよそ対応する経路に沿って、Ｕ字状であってよい。あるいは、この弾性シートは、モックアップにおける歯の咬合側におよそ平行な平面内において、１つ以上の物理モックアップのうちの少なくとも一の面積（footprint）の全体を覆うサイズであってもよい。
【００２５】
可塑性シート（又は可塑的に、例えば、熱可塑的に変形可能なシート）は、例えば、Ｓｃｈｅｕ  Ｄｅｎｔａｌ（Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能なＤｕｒａｎ（登録商標）により作製されていてもよく、約０．５〜約１．５ｍｍの範囲内の厚さを有し得る。この可塑性シートは、弾性シートのサイズに対応するサイズ（又は面積）を有していてもよいが、好ましくはより大きなサイズを有する。
【００２６】
この可塑性シートは、好ましくは、ガス圧によって（例えば、シートの片側のみに圧力又は真空を加え、反対側に対して圧力差を生じさせることによって、シートをモックアップの上で変形させることなどによって）、変形される。この可塑性シートを、変形プロセスの前に、かつ／又はその際に加熱して、この可塑性シートの原料である材料を柔らかくしてもよい。このようないわゆる熱成形は、熱成形装置を使用して行われてもよく、熱成形装置としては、例えば、Ｆｏｒｍｅｃｈ  Ｉｎｃ．社（Ｃｈｉｃａｇｏ、ＩＬ、ＵＳＡ）から、製品名５０８ＤＴとして入手可能なものなどがある。
【００２７】
好ましくは、可塑性シートが、モックアップに表されている歯を、弾性シートと一緒になって、密着して抱持するように、可塑性シートを変形させる。それによって、弾性シートは、好ましくは、弾性シートの厚さによって決定される特定の距離をあけて、歯の周りに可塑性シートが形成されるようにする、スペーサー層として機能する。
【００２８】
液状又はペースト状の硬化性材料によって弾性シートを置き換えるために、熱成形されていた場合には、好ましくは、可塑性シートを冷却する。これによって、可塑性シートは、好ましくは、取り扱いに十分な剛性を得る。可塑性シート及び弾性シートを、物理モックアップから取り外してよく、弾性シートを可塑性シートから取り外してよい。変形後の可塑性シートは、物理モックアップに表されている（類似体を含む）歯の、３次元的に比例拡大された形状に近似した、概して溝状のくぼみを有していてもよい。このくぼみは、硬化性材料で充填されてもよく、この硬化性材料は、Ｋａｎｉｓｉｌ（登録商標）及びＯｄｏｎｔｏｓｉｌ（商標）の中から選択されてよい。モックアップは、モックアップとシートとの間で硬化性材料を取り囲むように、変形された可塑性シートと嵌め合わせられてよい。好ましくは、硬化性材料の量は、モックアップとシートの嵌め合わせの際に、硬化性材料が、モックアップに表された歯と類似体の周りに（好ましくは歯と類似体の関連する各部を埋め込むように）流れるように、選択される。歯と硬化性材料との間の空隙又は気泡を最小限にするために、嵌め合わせたモックアップ、硬化性材料、及びシートは、例えば、オートクレーブ又は圧力チャンバーを使用することで、真空又は圧力に曝されてもよい。続いて、硬化性材料は、硬化させられてもよいし、固められてもよい。硬化した流動性材料は、好ましくは弾性を有し、約５０ショアＡ〜７０ショアＡの、好ましくは約６０ショアＡのショア硬度を有する。好ましくは、硬化した流動性材料と変形したシートとが組み合わされて、トランスファートレーが形成される。
【００２９】
互いに嵌め合わせられた状態でのモックアップ及びトランスファートレーは、好ましくは、トランスファートレーが、モックアップから少なくとも部分的に取り外し可能な方向に沿った１つ以上の基準軸を規定する。モックアップ及びトランスファートレーの異なった部分（例えば、ある歯の一部分）が、異なった（又はわずかに異なった基準軸）を規定してもよいが、単に簡明さのため、以降は１つの基準軸について言及する。ブラケットのうちの１つ以上の形状の変更は、好ましくは、少なくとも１つのブラケットによって形成され、かつ基準軸に沿った動きに対してトランスファートレーを固定又は保持するのに適したアンダーカットの縮小又は除去を含む。言い換えれば、ブラケットの形状に対して関連付けられた類似体の形状により、物理モックアップに嵌め合わせられたトランスファートレーの保持力を低下させ得る。
【００３０】
一実施形態においては、トランスファートレーは、物理モックアップの一部だけ（例えば、１つの類似体だけの形状、及び歯列弓における歯の少なくとも一部の形状）のネガ形状の複製である。部分的なトランスファートレーにより、例えば、患者の口腔内で、ブラケットを再ボンディングしたり、又は置き換えたりすることが可能になり得る。モックアップは、トランスファートレーに、所定位置において１つ以上の分離マーカーが提供されるように、適合されてもよい。トランスファートレーの使用者は、分離マーカーにおいてトレーを分離（例えば、切断）することで、部分的なトランスファートレーを得ることができる。それ故、モックアップは、トレーの対応する凹部又は切欠き部の複製である１つ以上の隆起又はリッジを含むように、提供されてもよい。分離マーカーに代えて、又はそれに加えて、位置マーカー（例えば、ある歯の中心を示す位置マーカーなど）を、隆起した又は凹んだ構造の形態で、モックアップ上に提供してもよい。更に、モックアップは、歯の番号及び／又は象限の番号（quadrant number）を示す、隆起した又は凹んだ番号を含むように提供されてもよい。更なる一実施形態においては、本方法は、１つ以上のブラケットを、対応する１つ以上の受入部の中に定置する工程であって、それぞれの受入部は、ブラケットに関連付けられた類似体のネガ形状に対応する、工程を更に含む。これは、手作業でブラケット毎に行ってもよいし、患者の歯の物理モデル上に予め定置されたブラケットのセットを拾い上げて（picking up）（ここで（ブラケットのない）空のトランスファートレーは、ブラケットを含む患者の歯の物理モデルに嵌め合わされている）、患者の歯のモデルからトランスファートレーを分離することにより行ってもよい。後者の工程においては、好ましくは、ブラケットは、トランスファートレー内に保持され、モデルから解放される。この解放は、ブラケットとモデルとの間の比較的わずかな一時的接着によって達成され得る。
【００３１】
更なる一態様において、本発明は、先の請求項のいずれか一項（any of the preceding claims）に記載の方法により得られる物理モックアップに関する。
【００３２】
更なる一態様において、本発明は、
−患者の歯列弓上に定置されるように適合されたブラケットのセットと、
−該患者の歯列弓のポジ形状と類似体のセットのポジ形状からなる形状を表す物理モックアップであって、該類似体のそれぞれは、該ブラケットのセットのうちの一のブラケットの形状に関連付けられている、物理モックアップと、を含む、パーツキットであって、
−該類似体のうちの１つ以上の形状は、該類似体に関連付けられたブラケットの形状に近似しており、
−該類似体のうちの前記１つ以上は、該類似体に関連付けられたブラケットと異なる形状をそれぞれ有する、キットに関する。
【００３３】
一実施形態においては、本キットは、患者の歯列弓にブラケットのセットを定置するためのトランスファートレーを含む。このようなトランスファートレーを使用して、ブラケットをブラケット製造者から歯科医又は歯科矯正医に配送することができ、かつ／又はブラケットを、患者の歯に対して、トランスファートレーによって予め決められた位置にボンディングすることができる。
【００３４】
更なる実施形態において、本キットは、ブラケットのセットを有する組立体用の１つ以上のアーチワイヤーを更に含む。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態による物理モックアップの斜視図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】本発明の実施形態による仮想モックアップの概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【図９】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の実施形態、及び態様によるトランスファートレーの作製方法を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１は、患者の歯列弓２のポジ形状と類似体のセット３のポジ形状からなる形状を表す物理モックアップ１を示す（簡明にするため、この図では、図示されている類似体毎に参照線で示されているわけではない）。これらの類似体３は、患者の歯を位置異常の状態から所望の位置へと移動させるために、アーチワイヤーと組み合わせて使用される際の歯科矯正用ブラケットを表すか、又は、それらの歯科矯正用ブラケットに近似している。物理モックアップ１においては、患者の歯は、図２により詳細に示されるように、位置異常の状態で表されている。
【００３７】
物理モックアップ１は、患者の歯の上で、トランスファートレーによって提供される所定位置にブラケットをボンディングするために、トランスファートレー（図示せず）を物理的に形成するために使用されてもよい。トランスファートレーは、物理モックアップ１の少なくとも一部のネガ複製物を形成している。このようなトランスファートレーは、例えば、物理モックアップ１からの印象採得によって得られてもよいし、物理モックアップ１のオーバーモールドによって得られてもよいし、又は、好ましくはネガ複製物を直接形成するためにポジ物理モデル１を使用する他の手法によって得られてもよい。物理モデル１は、好ましくは所定のアンダーカットを提供するように構成され、このアンダーカットにより、一方では、歯科矯正用ブラケットをトランスファートレー内に保持するか、又は固定することが可能となり、他方では、トランスファートレーを損傷することなく、又は患者の歯からブラケットが外れてしまうことなく、物理モックアップ１又は患者の歯から、トランスファートレーを取り外しやすくすることが可能となる。歯科矯正用ブラケットの形状には大抵、アンダーカットが形成され、トランスファートレーからの損傷のない取り外しが妨害されるか、又は妨げられる場合がある。そのため、ブラケットは、物理モックアップ１において、アンダーカットを所望の水準へ調整するために、ブラケットの正確な複製物でなくてもよいが、ブラケットの形状によく近似している類似体３によって表される。しかしながら、所望の水準のアンダーカットに合うブラケットが、ブラケットの正確な複製物を形作る類似体によって表される場合がある一方で、望ましくないアンダーカットを形成するブラケットが、このようなブラケットに近似した形状を有する類似体によって表される場合があることに、留意されたい。したがって、物理モックアップから複製されるトランスファートレーは、好ましくは、ブラケットを保持することができ、かつ患者の歯から損傷なく取り外しできる水準のアンダーカットを有する形状を付与される。
【００３８】
この例においては、物理モックアップ１は、付加製造によって製造されているため、歯列弓２及び類似体３は、物理モックアップ１において一体として形成されている。具体的には、物理モックアップ１は、歯列弓２上への類似体３の組み立てによって得られたものでなくてもよいし、又はそのような組立体によって構成されていなくてもよい。したがって、歯列弓２に対する類似体３の位置は、コンピュータ支援によって決定することができ、手作業での組立許容誤差を回避することができる。
【００３９】
この例における、物理モックアップの製造は、コンピュータシステムにおいて調製した仮想モックアップに基づくものである。このような仮想モックアップは、好ましくは、コンピュータによって（例えば、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）システムによって）、処理可能な３次元形状の数学的表現に対応する。更に、仮想モックアップは、好ましくは、仮想モックアップによって定義される形状に、物理モックアップを製造するための付加製造機械を制御するために使用可能な、コンピュータ用データの形式で利用可能である。仮想モックアップは、図３に更に示されているように、患者の仮想歯列弓を仮想類似体のセットと重ね合わせるか、又は統合することによって設計されるか、又は生成されてよい。
【００４０】
図３は、仮想モックアップ１０の断面を示す。仮想モックアップ１０では、仮想類似体の形状と（この図では、仮想類似体１２で表されている）仮想歯列弓１１の形状とが組み合わされている。仮想類似体１２及び仮想歯列弓１１は、別個の独立した仮想部分から得られてもよいし、歯列弓１１を提供し、コンピュータ支援によって（例えば、歯列弓１１の付加的な設計又は変更によって）仮想類似体１２を歯列弓１１に付加することから得られてもよい。当業者であれば、コンピュータ支援設計の分野において既知の他の手法を使用して、仮想モックアップ１０を提供し、仮想類似体の形状と仮想歯列弓の形状とを組み合わせることができるであろう。
【００４１】
この例においては、仮想ブラケット１３に基づいて（例えば、仮想ブラケット１３の変更によって）、仮想類似体１２が得られる。この例においては、典型的には、歯毎に、また患者毎に個別に設計及び作製される舌側ブラケットについて述べられている。しかしながら、当業者であれば、本発明は、舌側ブラケットでの使用において特定の利益をもたらし得るが、同様に、口唇ブラケットとの組み合わせにおいて、又は舌側ブラケットと口唇ブラケットとの組み合わせにおいて使用され得ることを理解するであろう。仮想ブラケットを提供する選択肢の一つが、例えば、米国特許第７，８１１，０８７号に開示されている。ブラケットの設計は、患者の３次元仮想歯列弓を保存するコンピュータ上で行われてもよい。仮想歯列弓は、患者の歯又は患者の歯の物理モデルを走査することによって得ることもできる。それ故、歯の形状及び歯のそれぞれに対する位置を含む、患者の歯列弓の形状は、コンピュータ処理可能な表現形式で提供することができる。コンピュータは、仮想モデル内で歯を所望の最終位置に移動させることが可能な、いわゆる治療計画ソフトウェアを備えていてもよい。ブラケットの重要な要素は、ブラケットを歯にボンディングするために用いるパッドである。歯に面するパッドの形状は、パッドが、対応する歯の表面に、実質的にぴったりと合う３次元表面を有するように、仮想歯列弓内に表された歯の形状に直接由来するものであってよい。これにより、歯上でのブラケットの比較的正確な定置が可能となり、ボンディング強度を最大化しやすくなる。ブラケットの他の部分である、ブラケット本体（アーチワイヤーを受容するスロット及びスロットにワイヤーを締結可能な更なる形状を包含している）は、コンピュータ上にて、予め定義された仮想モデル（例えば、ブラケット本体のライブラリの形式になったもの）として利用可能であってもよい。仮想歯列弓のために、ブラケットの仮想セットを提供するため、特定の予め定義された仮想本体が選択されてもよい。これらのブラケット本体は、例えば、概してＵ字状の仮想アーチワイヤーが、全てのブラケットのスロットを通り抜けることができるように、好ましくは、互いに対して、各ブラケット本体のスロットについて、整列させられる。ブラケット本体のスロット位置が決定された後は、ブラケット本体と、それぞれのブラケットパッドが組み合わせられ（例えば、仮想的に統合され）、仮想ブラケットのセットが形成されてよい。一般的なコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラムであれば、既存の形状を互いに結合することができる（例えば、ブール演算など）。任意選択で、仮想ブラケット又はブラケットの各部分の設計は、良好な関節運動（good articulation）、衛生上の要件、又は必要に応じた他の側面に対応するように適合されていてもよい。
【００４２】
これらの仮想ブラケットを使用して、これらの仮想ブラケットに基づいた類似体のセットが提供される。類似体のセットにおけるそれぞれの類似体は、ブラケットの仮想セットのうちの一の仮想ブラケットに関連付けられる。この例においては、仮想類似体１２と仮想ブラケット１３とが、関連付けられ、第１の領域１２ａ、１３ａにおいて、同一の形状を有しているが、第２の領域１２ｂ、１３ｂにおいては、形状が異なっている。具体的には、仮想類似体１２の第２の領域１２ｂは、仮想ブラケット１３の第２の領域１３ｂに存在するアンダーカットに対して、縮小されたアンダーカットを含む。この例においては、このアンダーカットは、（物理モックアップにおいて、）方向Ｒに仮想モックアップ１０を分離することに対して、仮想上の複製物２０を保持し得る構造物である。これによって、類似体１２の第２の領域１２ｂにある縮小されたアンダーカットは、ブラケット１３の第２の領域１３ｂにあるアンダーカットよりも保持力が小さくなるような寸法となっている。したがって、ブラケット１３の形状に対して、類似体１２の形状は、この類似体の形状に基づいて作製されたトランスファートレーを取り外しやすくするように適合されている。既に述べたように、仮想類似体のうちの１つ以上は、仮想ブラケットの形状に、実質的にぴったりと対応する形状であってもよいが、大抵の場合、仮想類似体の形状と仮想ブラケットの形状とは、少なくともアンダーカットを含む領域において異なっていてもよい。
【００４３】
仮想類似体は、仮想ブラケットを仮想的に複製し、最終的には、その複製された仮想ブラケットの形状の１つ以上の部分を再設計することによって、提供され得る。コンピュータは、もう１つの（one more）、又は全ての類似体に存在するアンダーカットに応じた、仮想保持強度を決定する能力を有し得る。例えば、類似体のセットに存在する大きな（substantial）、かつ／又は多数のアンダーカットは、比較的高い仮想保持強度をもたらし得、一方で、より小さな、かつ／又は少数のアンダーカットは、より低い仮想保持強度をもたらし得る。したがって、コンピュータは、仮想保持強度、並びに、任意選択で所望の仮想保持強度に関する上限及び下限を、使用者に表示するように適合されていてもよい。使用者は、設計によって、類似体のアンダーカットを適宜調節してもよい。それ故、仮想的な設計の際に、物理モデルに対するトランスファートレーの保持強度を、決定してもよく、それによって、物理モックアップ及び／又はトランスファートレーを物理的に調節する必要を最小限にすることができる。
【００４４】
仮想モックアップの提供のため、仮想歯列弓と仮想類似体のセットとを組み合わせてもよい（例えば、コンピュータ支援により統合するか、又は重ね合わせてもよい）。仮想モックアップは、好ましくは、コンピュータ処理可能な３次元データの形式で存在し、この仮想モックアップを付加製造機械に送って、その仮想モックアップに基づく物理モックアップを製造することができる。
【００４５】
図４は、類似体のセットを有する物理モックアップ２０を示し、この図においては、類似体２２が代表として示されている。物理モックアップ２０は、歯２１’によって表される患者の歯列弓２１を更に表している。類似体２２と歯２１’とは、一体形状となっており、具体的には、組み立てられているのではなく、材料が切れ目のなく連続したボリュームとなって形成されている。更に、この例においては示されていないが、類似体のセット全体と歯列弓とが、一体形状となっている。類似体２２は、仮想上で関連付けられたブラケットのアンダーカット領域２３ｂ（点線／破線で図示されている）に対して、縮小されたアンダーカット領域２２ｂを有する。物理モックアップ２０は、実際には、ブラケットを含んでおらず、ブラケットの部分は、類似体２２と関連付けられたブラケットとの間の形状の違いを示すためだけに、この図に提供されていることに留意されたい。
【００４６】
この例においては、物理モックアップ２０は、軽量な硬化可能材料から作製されているが、他の例においては、プラスチック材料（例えば、プラスチック繊維から溶融させたもの）、金属、石膏、セメント、又は他の科学的に硬化可能な材料から作製されていてもよい。
【００４７】
図５は、物理モックアップ２０を、弾性シート２４と可塑性シート２５と共に示している。弾性シート２４は、物理モックアップ２０によって表される歯の咬合側上に配置され、弾性シート２４の上には、可塑性シートが配置される。弾性シートは可塑性シートと共に、好ましくは弾性シート２４及び可塑性シート２５上にて、物理モックアップ２０へ向かう方向に加えられる空気圧Ｐによって、変形させられる。これは、弾性シート２４及び可塑性シート２５の下方で真空を生成することにより、又は弾性シート２４及び可塑性シート２５の上方で圧力をかけることにより達成することができる。変形の前に、かつ／又は変形の際に、少なくとも可塑性シート２５を加熱してもよい。結果的に、弾性シート２４及び可塑性シート２５は、図６に示すように変形させられる。
【００４８】
図６は、弾性シート２４と可塑性シート２５によって抱持される物理モックアップ２０を示す。可塑性シート２５は、好ましくは、弾性シート２４の外側表面に適合する透明な熱可塑性フィルムである。好ましくは、取り扱いに十分な剛性を付与するため、可塑性シート２５を冷却により凝固させる。図示されているように、弾性シート２４は、物理モックアップ２０から可塑性シート２５を離間させている。
【００４９】
他の例（図示せず）においては、弾性シートに代えて、スペーサーコーティングを使用してもよい。このようなスペーサーコーティングは、物理モックアップ２０の上に凝固性の液状又はペースト状材料を塗布して、該材料を凝固させることにより得られてもよい。これは、浸漬コーティングにより行ってもよいし、又は、分配シリンジ若しくはブラシを使用した手作業でのコーティングにより行ってもよい。後の段階で、物理モックアップから取り外すことができるように、凝固した状態のコーティング材料は、好ましくは、弾性又は脆性である。可塑性シートは、上述したように、コーティングされたモックアップの上で変形されてもよい。
【００５０】
更なる一例においては、スペーサーコーティングは、付加製造機械において、物理モデルのビルドアップと併せて塗布されてもよい。このようなビルドアッププロセスにおいては、比較的硬質の材料と比較的軟質な材料が、該硬質材料が物理モックアップを形成し、該軟質材料がスペーサーコーティングを形成するように、３次元的にプリントされてもよい。この軟質材料は、縦方向に離間した構造物の層状縦方向印刷において典型的に使用され、印刷後には取り除かれる、いわゆる支持材料であってもよい。このような印刷プロセスを提供する付加製造機械としては、例えば、３Ｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ社（ＵＳＡ）から、Ｐｒｏｊｅｔ（商標）Ｓｅｒｉｅｓの製品名で市販されているものなどがある。
【００５１】
図７は、物理モックアップ２０及び可塑性シート２５からの、弾性シート２４の分離を示す。弾性シート２４は廃棄されてよく、物理モックアップ２０及び可塑性シート２５を使用して、次に記載するようなブラケット用のトランスファートレーを形成できる。
【００５２】
図８は、可塑性シート２５を示す。可塑性シート２５には、上述したように、コーティングした物理モックアップを使用して、空洞が形成されている。好ましくは透明な凝固性材料２６’が、可塑性シート２５の空洞内に受容される。物理モックアップ２０が可塑性シート２５と嵌め合わされることによって、凝固性材料２６’の中に浸漬され、これによって、好ましくは、図９に示されるように、凝固性材料２６’が、物理モックアップの外側表面と空洞の内側表面との間に分配される。任意選択で、この組み合わせた物理モックアップ２０、凝固性材料２６’、及び可塑性シート２５を、通常の気圧を超える圧力に曝して、凝固性材料２６’内の（特に、物理モックアップ２０の外側表面と凝固性材料２６’の内側表面との間の）、空隙又は泡を最少化する。この凝固性材料２６’を凝固させて、各ブラケットのために位置決め層２６を提供する。可塑性シート２５と組み合わされた位置決め層２６は、トランスファートレー２７を形成する。位置決め層２６は、好ましくは、ブラケットを位置決め及び保持することができるように、かつ、更には、ブラケットを内部に受容するため、及びそこからブラケットを取り外すために変形可能であるように、適合される。したがって、位置決め層２６は、比較的弾性かつ軟質の材料（凝固時）から作製されていてもよい。それ故、トランスファートレー２７は、好ましくは、必要な機械的剛性及び安定性を有するトレーを提供する、可塑性シート２５と、好ましくは、ブラケットを、内部に、正確に、かつ取り外し可能に保持する、受入部を有するトランスファートレーを提供する、位置決め層２６と、を含む。位置決め層２６は、形状においては、上述した弾性シートの形状におよそ対応しているが、好ましくは異なる材料で作製されている。
【００５３】
位置決め層２６及び可塑性シート２５は、患者の歯列弓の一部分にのみに合うような、又は、トレーを患者の口腔内において便利にフィットさせるような、サイズに切り取られてもよい。トランスファートレー２７の使用に関しては、図１０に示されているように、ブラケット（ブラケット３０で表されている）は、位置決め層２６において、関連付けられた受入部内に、定置される。更に、位置決め層２６と可塑性シートとが嵌め合わされる。図１１に示されているように、位置決め層２６内に定置されたブラケット３０を含む、組み合わせ後のトランスファートレー２７。ブラケット（及びトレー内に存在する更なるブラケット）のパッド表面３１に接着剤を適用してもよく、そして、トランスファートレーを、患者の口腔内で歯の上に定置することができ、ここで、接着剤を硬化させるか、養生硬化（allowed to harden）させて、トレー内のブラケットと患者の歯との間の接着が確立される。一旦接着が確立されると、位置決め層２６が患者の歯上の定位置に残った状態で、可塑性シート２５を取り外すことができる。位置決め層２６は、弾性的な特性を有し、もはや、可塑性シート２５によって支持されていないため、患者の歯及びその上にボンディングされたブラケットから容易に剥がすことができる。図中に示されているように、位置決め層２６とブラケット３０との間の空間が、ブラケット３０のアンダーカット領域に存在するため、位置決め層２６とブラケット３０との間が分離しやすくなっている。したがって、患者の歯にボンディングされているブラケットに力がかかり、トランスファートレーの取り外しの際に接着が外れてしまうか、又は悪影響を受けるリスクが最小限にされる。
【００５４】
位置決め層２６及び可塑性シート２５に透明材料を使用することにより、患者の歯上におけるトランスファートレー２７の適切な定置が容易になる。更に、この透明材料により、トランスファートレー内でのブラケットの適切な位置決めを視覚的に判断できるようになる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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