САМОЛИГИРУЮЩИЙСЯ БРЕКЕТ
SELF-LIGATING BRACKET

Предшествующий уровень техники
Ортодонтические брекеты используются ортодонтами в предотвращении и лечении лицевых и дентальных нарушений, например, аномального прикуса. Обращающиеся за помощью к ортодонтам пациенты бывают обеспокоены наличием кривых зубов, в частности, скученностью зубов, выпячиванием зубов вперед, неправильностью зубного ряда, неприятным внешним видом зубов, десневой улыбкой и трудностью пережевывания пищи, а также некоторыми другими проблемами.
Ортодонтическое лечение может устранить указанные выше проблемы, а также оказать помощь в устранении других косметических и оральных нарушений и проблем. Проблемы, требующие ортодонтического лечения, могут быть результатом несоответствия между опорными костными структурами, включающими в себя верхнюю и нижнюю зубные дуги. Ортодонтическое лечение может устранять это несоответствие с целью получения приятной улыбки и правильной жевательной функции при обеспечении долгосрочной стабильности. Обученные и опытные ортодонты стремятся достичь этих целей для стоматологических пациентов с помощью различных методов и соответствующего оборудования и продуктов.
Одним из таких продуктов, широко используемых ортодонтами для исправления нарушений и проблем, связанных с зубами и челюстями, является ортодонтический брекет. Ортодонтические брекеты прикрепляются к зубам пациента и используются ортодонтами для выпрямления, перемещения или сдвигания зубов пациента. Ортодонтические брекеты предназначены для выполнения по меньшей мере двух основных задач: обеспечения прикрепления к зубам и фиксации ортодонтической проволочной дуги. Ортодонтический брекет является промежуточным элементом для соединения ортодонтической проволочной дуги с зубом.
В результате прикрепления брекета к зубу на зуб передается усилие, когда упругая ортодонтическая проволочная дуга изгибается или скручивается, и затем начинает взаимодействовать с брекетом. Проволочная дуга, соединенная с установленными на зубах пациента ортодонтическими брекетами, обеспечивает механическую силовую систему, последовательно оказывающую усилие на зубы пациента, направляя их в правильное положение в соответствии с замыслом ортодонта.
Ортодонтические брекеты обычных конструкций позволяют поместить проволочную дугу в паз для проволочной дуги посредством накладывания лигатур с помощью эластомерных или проволочных лигатур, охватывающих крючки брекета. Лигатуры или какие-либо другие крепежные средства являются важным элементом для фиксации проволочной дуги в брекетном пазе для предотвращения случайного смещения проволочной дуги.
При использовании проволочной лигатуры, как ортодонту, так и у пациенту приходится сталкиваться с рядом проблем. Применение лигатурной проволоки требует высокого профессионализма от ортодонта и проведения пациентом длительного времени в кресле. Кроме того, проволочную дугу необходимо время от времени снимать с ортодонтического брекета для изгибания или смещения в процессе лечения, что приводит к необходимости проведения повторных операций накладывания лигатур и увеличивает затраты времени пациента и ортодонта.
Традиционная проволочная лигатура имеет и ряд других недостатков. Накладывание лигатур с проволокой приводит к образованию нежелательных раневых карманов и десневых борозд, подверженных воздействию раздражающей внутриротовой среды и образующих ловушки для частиц пищи, а также приводящих к образованию зубного камня. Кроме того, поскольку перемещение зубов происходит вдоль проволочной дуги, соединение проволочной дуги с проволочными лигатурами является нежелательным, так как такое соединение может приводить к образованию нежелательных сил сопротивления в процессе ортодонтического лечения. Ортодонт должен учитывать эти нежелательные силы сопротивления, возникающие в результате воздействия лигатурной проволоки. Без тщательного учета в процессе лечения предполагаемое корректирующее смещение зубов ортодонтическими механическими силами может оказаться под угрозой.
Эластомерные лигатуры также обладают рядом недостатков. Эластомерные лигатуры имеют тенденцию к обесцвечиванию и могут быстро терять свою эластичность. Таким образом, эффективность эластомерных лигатур как средства для прикрепления проволочной дуги к ортодонтическому брекету со временем уменьшается. Эластомерные лигатуры могут становиться неэффективными или ломаться, что требует их частой замены.
Один из способов решения проблем, связанных с недостатками традиционных способов накладывания лигатур и используемых при них продуктов, заключается в применении механизма быстрой фиксации и отсоединения проволочной дуги, чтобы можно было уменьшить, если не полностью устранить, необходимость в лигатурных проволоках, эластомерных лигатурах, и т.п. Использование самолигирующихся брекетных систем является попыткой устранения недостатков традиционных способов и устройств для накладывания лигатур; отличительная особенность самолигирующихся брекетных систем заключается в том, что брекет в них может удерживать проволочную дугу без необходимости применения отдельных лигатурных проволок или эластомерных лигатур. Самолигирующийся брекет можно устанавливать в открытое положение, позволяющее вставлять проволочную дугу в паз проволочной дуги или вынимать её из паза, и в закрытое положение, обеспечивающее удержание проволочной дуги в пазу.
Известные самолигирующиеся брекеты обладают недостатками. Вследствие сложности процессов производства и сборки ортодонтических брекетов, экономически эффективное и результативное производство самолигирующихся брекетов со скользящим лигатурным элементом является затруднительной задачей. Многие существующие конструкции самолигирующихся брекетов отличаются высоким процентом производственного брака.
Трудности, связанные с производством и сборкой известных самолигирующихся брекетов, могут также приводить к затруднениям при использовании в процессе ортодонтического лечения. В самолигирующихся брекетах, конструкция которых включает в себя скользящий лигатурный элемент, подвижный лигатурный элемент необходимо удерживать в положении, при котором лигатурный элемент закрывает паз проволочной дуги. Существующие конструкции самолигирующихся брекетов часто выходят из строя уже после нескольких циклов перемещения лигатурного элемента из открытого в закрытое положение. Далее, усилие, требуемое для открытия и закрытия известных лигатурных элементов, может значительно изменяться, что приводит к различным негативным результатам. В случаях, когда усилие, требуемое для перемещения лигатурного элемента, слишком низкое, лигатурный элемент может оказаться недостаточно зафиксированным в закрытом положении, и, следовательно, может не обеспечивать надежное удержание проволочной дуги. В случаях, когда усилие, требуемое для перемещения лигатурного элемента в закрытое положение, слишком велико, ортодонт может оказаться не в состоянии закрыть лигатурный элемент, или же усилие закрытия лигатурного элемента обусловливает дискомфорт для пациента при установке.
Таким образом, существует необходимость создания усовершенствованного самолигирующегося брекета, в котором были бы устранены один или несколько указанных выше недостатков. Самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения обеспечивает надежный способ удержания проволочной дуги без необходимости использования отдельных проволочных или эластомерных лигатур. Изобретение раскрывает также самолигирующийся брекет, производство которого является более простым и обеспечивает меньший процент брака по сравнению с существующими самолигирующимися брекетными конструкциями. Кроме того, изобретение раскрывает надежную конструкцию многократного применения для удержания или приведения лигатурного элемента в открытое или закрытое положение.
Еще одним преимуществом описываемой конструкции является простота её использования в клинических условиях. Это особенно очевидно в случае лингвальных ортодонтических брекетов. Хотя большинство ортодонтических брекетов устанавливается на внешней (губной) поверхности зубов, (иными словами, на поверхности, обращенной к губной ткани пациента), то есть в области, видимой для окружающих, некоторые пациенты выбирают более косметический подход к лечению. Лингвальные брекеты позволяют осуществлять ортодонтическое лечение, не видимое для окружающих, поскольку брекет крепится к язычной поверхности зуба. Вследствие ограниченного доступа в ротовую полость пациента ортодонту особенно трудно производить операции с лингвальными брекетами. Изобретение раскрывает простой в использовании самолигирующийся брекет, позволяющий ортодонту легко выполнять операции по манипулированию лигатурным элементом.
Раскрытие изобретения
В одном из возможных вариантов осуществления ортодонтический брекет включает в себя корпус с углублением на своей верхней поверхности корпуса и паз для проволочной дуги, приспособленный для приема ортодонтической проволоки. Ортодонтический брекет содержит также лигатурный элемент с выступом, отходящим от нижней поверхности в углубление на корпусе. Лигатурный элемент подвижно соединен с корпусом для удержания ортодонтической проволоки в пазу для проволочной дуги при перемещении лигатурного элемента из открытого положения в закрытое положение. Ортодонтический брекет содержит также отдельную пружину, расположенную в углублении корпуса так, что требуется усилие для перемещения лигатурного элемента из открытого положения в закрытое положение.
В еще одном варианте осуществления выступ ортодонтического брекета проходит в углубление и контактирует с отдельной пружиной при перемещении лигатурного элемента из открытого в закрытое положение.
В еще одном варианте осуществления отдельная пружина имеет кольцевую, дисковую, овальную, спиральную, круглую или изогнутую форму.
В еще одном варианте осуществления углубление ограничивает перемещение отдельной пружины при перемещении лигатурного элемента из открытого положения в закрытое положение.
В еще одном варианте осуществления углубление на верхней поверхности корпуса ортодонтического брекета содержит часть для пружины, имеющую дугообразную кромку, и направляющую часть с прямолинейной кромкой.
В еще одном варианте осуществления углубление ортодонтического брекета содержит часть для пружины, имеющую дугообразную кромку и расположенную концентрично с частью отдельной пружины. Углубление содержит также направляющую часть с прямолинейной кромкой, параллельной направлению движения выступа при его перемещении из открытого положения в закрытое положение.
В еще одном варианте осуществления углубление ортодонтического брекета содержит также разгрузочную часть со второй дугообразной кромкой, такой, что отдельная пружина проходит в разгрузочную часть при её сжатии выступом.
В еще одном варианте осуществления глубина углубления больше толщины отдельной пружины.
В еще одном варианте осуществления разгрузочная часть углубления имеет форму эллипса и перекрывает часть углубления для пружины, причем большая ось указанного эллипса параллельна направлению движения выступа при его перемещении из открытого положения в закрытое положение.
В еще одном варианте осуществления ортодонтический брекет включает в себя поверхность с углублением, причем указанное углубление содержит часть для пружины с первой кромкой, которая может иметь дугообразную форму, и направляющую часть со второй кромкой, которая может быть прямолинейной. Углубление содержит также отдельную пружину, расположенную в части углубления для пружины. Выступ отходит от второй поверхности в углубление рядом со второй кромкой, причем брекет имеет выполнен так, что отдельная пружина сжимается выступом при перемещении первой поверхности и второй поверхности относительно друг друга.
В еще одном варианте осуществления ортодонтический брекет включает в себя корпус с выступом, отходящим от верхней поверхности, и паз для проволочной дуги, приспособленный для приема проволочной дуги, а также лигатурный элемент с углублением на нижней поверхности. Лигатурный элемент подвижно соединен с корпусом брекета для удержания ортодонтической проволоки в пазу для проволочной дуги при перемещении лигатурного элемента из открытого положения в закрытое положение. Ортодонтический брекет содержит также отдельную пружину, расположенную в углублении лигатурного элемента так, что требуется усилие для перемещения лигатурного элемента из открытого положения в закрытое положение.
Краткое описание чертежей
На чертежах представлены лишь некоторые варианты реализации изобретения. Понятно, однако, что изобретение не ограничивается устройствами и средствами, поясненными с помощью чертежей
На фиг. 1 показан самолигирующися брекет согласно один из возможных вариантов осуществления;
на фиг. 2 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения, установленный на губной поверхности зуба, с проволочной дугой, вид сверху;
на фиг. 3 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения, установленный на язычной поверхности зуба, с проволочной дугой, вид сбоку;
на фиг. 4 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения в закрытом положении, вид сбоку;
на фиг. 5 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения в открытом положении, вид сбоку;
на фиг. 6 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения, вид спереди в разрезе;
на фиг. 7 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения без лигатурного элемента, вид спереди в разрезе;
на фиг. 8 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения без лигатурного элемента, вид в изометрии;
на фиг. 9 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения с пружиной и выступом, показанными пунктиром, вид в изометрии;
на фиг. 10 - углубление без пружины;
на фиг. 11 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения с пружиной, вид снизу;
на фиг. 12 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения с лигатурным элементом в закрытом положении, вид сверху;
на фиг. 13 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения с лигатурным элементом, находящимся посередине между открытым и закрытым положениями, вид сверху;
на фиг. 14 - самолигирующийся брекет согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения с лигатурным элементом в открытом положении, вид сверху;
на фиг. 15 - самолигирующийся брекет согласно другому варианту осуществления изобретения, вид спереди в разрезе;
на фиг. 16 - самолигирующийся брекет согласно другому варианту осуществления изобретения без лигатурного элемента, вид в изометрии;
на фиг. 17 - самолигирующийся брекет согласно другому варианту осуществления изобретения с лигатурным элементом, извлеченным из корпуса брекета, вид сбоку;
на фиг. 18 - лигатурный элемент согласно другому варианту осуществления с углублением и пружиной.
Варианты осуществления изобретения
В целях пояснения принципов, раскрываемых согласно изобретению, предпочтительные варианты выполнения, пояснены чертежами, и в описании при этом используются конкретные формулировки. Следует иметь в виду, однако, что это не накладывает каких-либо ограничений на объем изобретения. Дальнейшие изменения и модификации описанного устройства, равно как использование раскрываемых и поясняемых принципов, считаются само собой разумеющимися для специалиста в данной области техники.
Как показано на фиг. 1, самолигирующийся брекет 1 согласно одному из возможных вариантов осуществления может включать в себя основание 3 брекета, предназначенное для прикрепления к поверхности зуба, и корпус 5 брекета с различными конструктивными элементами для захвата и удержания проволочной дуги. Основание 3 может иметь вогнутую поверхность и может содержать нижнюю поверхность с углублением для обеспечения лучшего прикрепления к зубу. Основание 3 и корпус 5 соединены друг с другом и могут быть выполнены как единое целое, например, посредством формования или сварки.
Самолигирующийся брекет 1 может также содержать корпус 5. Корпус 5 может содержать десневое удлинение 17, окклюзионное удлинение 19 и опорную поверхность 7, образующую паз 11 для проволочной дуги. Размер паза 11 для проволочной дуги выбирают таким образом, чтобы в него можно было вставлять ортодонтическую проволочную дугу; кроме того, паз 11 содержит скошенные кромки 15 на крою основания 9 паза, а также стенки на мезиальной и дистальной кромках. Скошенные кромки 15 предназначены для уменьшения вероятности повреждения ортодонтической проволоки при её вставлении в паз 11 для проволочной дуги. Десневое удлинение 17, окклюзионное удлинение 19 и опорная поверхность 7 выполнены таким образом, что паз 11 для проволочной дуги проходит в целом параллельно окклюзионной плоскости (воображаемая плоскость, проходящая через режущие кромки передних резцов и моляры жевательных зубов). Паз 11 для проволочной дуги может быть расположен под углом относительно брекета, если это требуется для создания необходимого крутящего момента, наклона и угла.
Десневое удлинение 17 и окклюзионное удлинение 19 корпуса 5 отходят вверх от основания 3. Десневое удлинение 17 или окклюзионное удлинение 19 могут содержать по меньшей мере один крючок. Крючок может располагаться либо на одной из сторон, либо как на десневой, так и на окклюзионной сторонах корпуса 5. В одном из возможных вариантов реализации, корпус 5 может содержать десневой крючок 33 на десневом удлинении 17. Десневой крючок 33 может быть загнут в сторону поверхности зуба, как показано на фиг. 3.
Как указывалось выше, корпус 5 может содержать десневое удлинение 17, окклюзионное удлинение 19 и опорную поверхность 7, образующую паз 11 для проволочной дуги. Более конкретно, десневое удлинение 17 содержит поперечно расположенную десневую стенку 21, а окклюзионное удлинение 19 содержит окклюзионную стенку 23, которые совместно с опорной поверхностью 7 образуют паз 11 для проволочной дуги. Ортодонтическая проволока, вставляемая в паз 11, окружена указанными тремя поверхностями. Паз 11 для проволочной дуги открыт для вставки и извлечения ортодонтической проволочной дуги, когда лигатурный элемент 25 находится в открытом положении. Как будет более подробно описано далее, когда лигатурный элемент 25 перемещается в закрытое положение, он закрывает паз 11 для проволочной дуги и удерживает ортодонтическую проволоку. Паз 11 выполнен таким образом, что в него можно вставлять ортодонтическую проволочную дугу с круглой, прямоугольной или квадратной формой поперечного сечения.
Десневой крючок 33 на десневом удлинении 17 может содержать десневое углубление 29 (см. фиг. 1), достаточно большое для вставки инструмента, такого как открывающий инструмент или скалер. Десневое углубление 29 представляет собой щель вдоль верхней поверхности десневого удлинения 17, проходящую вниз в сторону основания 3 и обеспечивающую доступ к одному краю лигатурного элемента 25, когда лигатурный элемент 25 находится в закрытом положении. Десневое углубление 29 позволяет ортодонту или другому клиническому врачу приложить усилие и передвинуть лигатурный элемент 25 в окклюзионном направлении при открытии паза 11 для проволочной дуги. Закрытие паза 11 для проволочной дуги может быть осуществлено путем прижатия лигатурного элемента 25 к окклюзионной кромке 31 в направлении в сторону десневого удлинения 17. Закрытие лигатурного элемента 25 может быть произведено либо стоматологическим инструментом, либо кончиками пальцев врача.
Самолигирующийся брекет 1 содержит также лигатурный элемент 25. Лигатурный элемент 25 подвижно соединен с корпусом 5 на окклюзионном удлинении 19. Как показано на фиг. 1, лигатурный элемент 25 может быть в целом прямоугольной формы. Лигатурный элемент 25 может также содержать одну или более направляющих, входящих в дополнительный канал 27 для лигатурного элемента (см. фиг. 6). Как показано в варианте, представленном на фиг. 1, направляющие на лигатурном элементе 25 выполнены таким образом, чтобы верхняя поверхность лигатурного элемента 25 лежала, по существу, в одной плоскости, или, по меньшей мере, была расположена заподлицо с верхними поверхностями двух опор 20 окклюзионного удлинения 19. Две опоры 20 окклюзионного удлинения 19 закрывают часть направляющих лигатурного элемента 25, когда лигатурный элемент 25 вставлен в канал 27 для лигатурного элемента, таким образом, что лигатурный элемент может перемещаться только в окклюзионно-десневом направлении.
В одном из возможных вариантов осуществления лигатурный элемент 25 может иметь гладкую выпуклую внешнюю поверхность, расположенную в одной плоскости с внешней поверхностью корпуса 5. Гладкая, полированная поверхность лигатурного элемента 25 необходима для обеспечения простоты поддержания хорошей гигиены полости рта, ограничивая при этом бактериальное прилипание и образование зубного налета. Лигатурный элемент 25 может также содержать отметку 35 по центральной линии лигатурного элемента 25, служащую для того, чтобы врачу было легче выравнивать брекет по осевому наклону клинической коронки зуба при прикреплении брекета. Метка 35 может быть постоянным или временным индикатором, который формуется, наносится посредством механической обработки или с помощью краски на лигирующий элемент 25.
На фиг. 2 показан самолигирующийся брекет 1 согласно варианту осуществления, установленный на губной поверхности 37 верхнего зуба пациента. Как показано на фиг. 2, самолигирующийся брекет 1 может удерживать проволочную дугу 13 в пазу 11 для проволочной дуги, когда лигатурный элемент 25 закрыт. Самолигирующийся брекет 1 может также содержать крючок 39. Самолигирующийся брекет 1 может также содержать и другие вспомогательные устройства.
На фиг. 3 показан самолигирующийся брекет 1 согласно варианту осуществления, установленный на язычной поверхности 41 нижнего зуба пациента. На данном фигуре самолигирующийся брекет 1 показан установленным на поверхности зуба в закрытом положении, с проволочной дугой 13. Как видно на фигуре, подвижный лигатурный элемент 25 не дает проволочной дуге 13 выйти из паза 11. На фиг. 4 подвижный лигатурный элемент 25 показан в закрытом положении, проволочная дуга 13 была удалена из паза 11. На фиг. 5 подвижный лигатурный элемент 25 показан в открытом положении, проволочная дуга 13 была удалена из паза 11.
Как показано на фиг. 6-7, в одном из возможных вариантов осуществления, самолигирующийся брекет 1 выполнен с возможностью приема лигатурного элемента 25 в канал 27 для лигатурного элемента. Канал 27 для лигатурного элемента может быть расположен в центральной передней части окклюзионного удлинения 19. Канал 27 для лигатурного элемента может быть образован двумя противоположными, выступающими внутрь боковыми стенками, расположенными на окклюзионном удлинении 19 под двумя опорами. Лигатурный элемент 25, принимаемый каналом 27, может перемещаться, совершая, в целом, линейное движение, вдоль канала 27 по направлению к десневому удлинению 17, до тех пор, пока лигатурный элемент 25 не упрется в противоположную окклюзионную поверхность десневого удлинения 17. Канал 27 для лигатурного элемента может иметь широкий передний открытый конец с двумя углубленными внутрь пазами, удерживающими лигатурный элемент 25 с помощью его направляющих, обеспечивая возможность перемещения лигатурного элемента 25 из открытого положения в закрытое положение. Канал 27 для лигатурного элемента может иметь и другие подходящие формы и профили с соответствующими дополняющими формами и профилями лигатурного элемента 25.
Как нетрудно понять, лигатурный элемент 25 может перемещаться в канале 27 из открытого в закрытое положение. В зависимости от желания врача, необходимо, чтобы лигатурный элемент оставался в открытом положении, например, во время обработки, или в закрытом положении, например, после того, как проволочная дуга была вставлена, в период между посещениями пациента. Для удержания лигатурного элемента в закрытом или открытом положении, самолигирующийся брекет 1 включает в себя фиксирующий механизм, который может содержать пружину 51 и выступ 53. Пружина 51 и выступ 53 взаимодействуют друг с другом с целью предотвращения нежелательного перемещения лигатурного элемента 25 относительно корпуса 5.
В одном из возможных вариантов осуществления пружина 51 представляет собой отдельный кольцевой упругий элемент. В рассматриваемом варианте осуществления пружина 51 является отдельным элементом, который не создается посредством формования или машинной обработки как часть лигатурного элемента 25 или какого-либо другого компонента самолигирующегося брекета 1. В предпочтительном варианте осуществления пружина 51 имеет наружный диаметр порядка 0,5-1,5 мм, и высоту около 0,15-2 мм, и выполнена из никель-титанового сплава. Размер пружины 51 может изменяться в зависимости от размера самолигирующегося брекета и размеров зуба, на который устанавливается данный брекет. Пружина 51 может быть сформирована из куска проволоки, вырезана из листа материала или может быть куском трубки. Могут использоваться и другие способы производства пружины 51. Кроме того, в других вариантах осуществления пружина 51 может иметь и другие формы, например, дисковидную, овальную, спиральную, полукруглую, круглую или изогнутую, или другие подходящие формы. Кроме того, пружина 51 может быть выполнена из других подходящих материалов, сплавов, пластмасс, резин, композиционных материалов или других упругих природных и синтетических материалов.
Как указывалось выше, и как показано на фиг. 7, корпус 5 может содержать выступ 53, отходящий от верхней поверхности корпуса 5. Выступ 53 предназначен для взаимодействия с углублением 43 и пружиной 51 в лигатурном элементе 25. В одном из возможных вариантов осуществления выступ 53 представляет собой цилиндрический стержень, выполненный или сформованный как единое целое с корпусом 5. Выступ 53, однако, может иметь любую другую подходящую форму или профиль, и может быть выполнен как отдельный элемент, прикрепляемый к корпусу 5. Поскольку выступ 53 перемещается внутри углубления 43 и контактирует с пружиной 51, как будет пояснено далее, желательно, чтобы поверхность выступа 53 была гладкой.
Как показано на фиг. 10-14, выступ 53 взаимодействует с углублением 43 и с пружиной 51. В одном из возможных вариантов осуществления углубление 43 расположено на нижней поверхности лигатурного элемента 25, расположенной рядом с верхней поверхностью корпуса 5, на которой расположен выступ 53. Углубление 43 может содержать часть 45 для пружины, частично образованную первой кромкой 55, и направляющую часть 47, частично образованную второй кромкой 63. В одном из возможных вариантов осуществления первая кромка 55 может быть дугообразной, а вторая кромка 63 может быть прямолинейной. Как показано на фиг. 10, часть 45 для пружины обеспечивает область для размещения пружины 51. Первая кромка 55 углубления 43 может располагаться концентрично с частью пружины 51, обеспечивая тем самым поверхность для надлежащего расположения и правильного выравнивания пружины 51 в углублении 43. В одном из возможных вариантов осуществления высота пружины 51 меньше глубины углубления 43 в части 45 для пружины, так что пружина 51 может свободно «плавать» в углублении 43, если только что-либо еще не удерживает её в определенном положении. Такая конструкция обеспечивает минимальное сопротивление при перемещении лигатурного элемента из открытого положения в закрытое, и наоборот. Как видно из варианта, показанного на фиг. 6, пружина 51 с высотой меньше глубины углубления 43 в значительной степени обеспечивает возможность свободного «плавания» пружины над губной противоположной поверхностью корпуса 5. Используемое понятие «свободное плавание» означает, что пружина не прикреплена к какой-либо части самолигирующегося брекета 1. Наоборот, пружина может свободно перемещаться в углублении 43.
Одно из преимуществ «свободно-плавающей» пружины заключается в том, что эта конструкция снижает вероятность поломки пружины, уменьшая или сводя к минимуму количество точек концентрации напряжений по всей длине пружины. В варианте, показанном на фиг. 11, пружина 51 может свободно перемещаться или вращаться внутри части 45 для пружины или углубления 43.
В других вариантах осуществления направляющая часть 47 углубления 43 может быть выполнена не в виде углубления, а сквозного отверстия в лигатурном элементе.
В других вариантах осуществления пружина 51 и углубление 43 могут иметь другие взаимно связанные конфигурации. В одном из возможных вариантов осуществления пружина 51 установлена с натягом в части 45 для пружины. В еще одном варианте осуществления пружина 51 сначала сжимается при установке, и по существу, разжимается или распрямляется, пока не упрется в первую кромку 55 углубления. Такой подход является особенно полезным в случаях, когда пружина имеет возможность расширения в части 45 для пружины после установки в брекете 1. В еще одном варианте осуществления пружина 51 может удерживаться в положении с помощью обжимки или аналогичного процесса, при котором кромка части 45 для пружины деформируется, и один или более выступов отходят от первой кромки 55 или от внутренней поверхности углубления 43 в части 45 для пружины для удержания пружины 51 в определенном положении.
Как показано на фиг. 11-14, углубление 43 содержит также разгрузочную часть 49, образуемую по меньшей мере третьей кромкой 57, которая может иметь дугообразную форму. Как нетрудно понять, пружина 51 проходит в разгрузочную часть 49, когда сжимается выступом 53. Как показано далее на фиг. 11-14, разгрузочная часть 49 может быть выполнена в форме части эллипса, длинная ось которого параллельна направлению перемещения выступа 53 при движении из открытого в закрытое положение. Могут использоваться и другие подходящие конфигурации разгрузочной части 49, например, как показано на фиг. 18). При сжатии пружины 51 она может деформироваться и занимать разгрузочную часть 49 без возникновения при этом каких-либо значительных концентраций напряжения. Кроме того, разгрузочная часть 49 ограничивает степень деформации пружины 51 в направлении по длинной оси области расширения, образуя жесткий упор, определяемый третьей кромкой 57.
Углубление 43 содержит также направляющую часть 47. Выступ 53 взаимодействует с данной направляющей частью 47. Как показано на фиг. 12-14, при перемещении лигатурного элемента 25 из открытого в закрытое положение, выступ 53 перемещается по длине направляющей части 47, по существу, параллельно второй кромке 63. В еще одном варианте осуществления вторая кромка 63, по существу, параллельна центральной оси канала 27 для лигатурного элемента. Выступ 53 входит в направляющую часть 47 углубления 43. В еще одном варианте осуществления направляющая часть 47 выполняет функцию жесткого упора, ограничивающего перемещение лигатурного элемента при движении из закрытого положения в открытое положение, и при этом выступ 53 упирается во внутреннюю поверхность направляющей части, удерживая лигатурный элемент 25 в корпусе 5 (см. фиг. 14). Кроме того, направляющая часть 47 в значительной степени перекрывает часть 45 для пружины, таким образом, что выступ 53 взаимодействует с пружиной 51 на протяжении всего пути своего перемещения. Как легко можно понять, при перемещении выступа 53 из первого положения, соответствующего открытому положению лигатурного элемента 25, во второе положение, соответствующее закрытому положению лигатурного элемента 25, пружина 51 сжимается и входит в разгрузочную часть 49, позволяя выступу 53 пройти из первого положения во второе положение. Для сжатия пружины, чтобы дать возможность выступу 53 переместиться из открытого положения в закрытое положение, или наоборот, требуется усилие. Таким образом, углубление 43, пружина 51 и выступ 53 взаимодействуют друг с другом как фиксирующий механизм, обеспечивающий удержание лигатурного элемента либо в открытом, либо в закрытом положении.
Взаимодействие элементов фиксирующего механизма самолигирующегося брекета 1 поясняется посредством фиг. 12-14. На фиг. 12 показан лигатурный элемент в закрытом положении. Когда выступ 53 находится в первом положении, пружина 51 находится в полусжатом или несжатом состоянии. Углубление и пружина фиксирующего механизма в закрытом положении могут располагаться над пазом для проволочной дуги. На фиг. 13 показан лигатурный элемент в положении посередине между открытым и закрытым положениями. Пружина 51 находится в сжатом состоянии, а выступ 53 прошел половину интервала перемещения из первого положения во второе положение. Как видно, в данном состоянии деформированная пружина 51 заняла разгрузочную часть 49. Углубление 43 ограничивает перемещение отдельной пружины при перемещении лигатурного элемента из открытого положения в закрытое положение. В одном из возможных вариантов осуществления указанное ограничение осуществляется в направлении, перпендикулярном пути прохождения лигатурного элемента 25. На фиг. 14 показан лигатурный элемент в открытом положении. Пружина 51 находится в полусжатом или несжатом состоянии, и выступ 53 при этом находится во втором положении.
Как было указано выше, выступ 53 расположен на корпусе 5, а углубление 43 и пружина 51 располагаются на лигатурном элементе 25. Такая конструкция в других вариантах осуществления может быть обратной. В частности, выступ 53 может быть выполнен заодно или прикреплен к лигатурному элементу 25, а углубление 43 с пружиной 51 могут располагаться на корпусе 5. В данной обратной конфигурации, как показано на фиг. 15-17, фиксирующий механизм выполняет ту же самую функцию. Выступ 53 может быть сформован как часть лигатурного элемента 25, или может быть прикреплен к нему с помощью сварки, адгезива, механического крепления или другими способами. На фиг. 15 и 16 показаны также часть 45 для пружины, разгрузочная часть 57 и направляющая часть 47 углубления 43. Независимо от конфигурации, изобретение представляет собой механизм фиксации проволочной дуги для брекетного узла с лигатурным элементом 25, в котором первая поверхность с углублением 43 содержит пружину 51, расположенную в указанном углублении, а расположенный на второй поверхности выступ входит в указанное углубление, таким образом, что пружина сжимается выступом, когда первая поверхность и вторая поверхность перемещаются относительно друг друга. На фиг. 17 показан брекетный узел в частично разобранном виде, в котором лигатурный элемент 25 извлечен из корпуса 5 с целью демонстрации соответствующих компонентов фиксирующего механизма.
На фиг. 18 представлен фиксирующий механизм согласно еще одному возможному варианту осуществления, углубление в котором содержит часть 45 для пружины, разгрузочную часть 49 и направляющую часть 47. Углубление 43 в данном варианте, хотя и выполненное в другой конфигурации, также ограничивает перемещение пружины 51 в части 45 для пружины при перемещении лигатурного элемента из открытого положения в закрытое положение. Как видно на фиг. 18, пружина 51 при сжатии выступом 53 (не показан) входит в разгрузочную часть 49. Это происходит, поскольку кромки 65 углубления 43 в части 45 для пружины образуют жесткий упор, ограничивающий перемещение пружины 51 при сжатии (аналогично тому, как показано на фиг. 13). Хотя данный вариант поясняется с помощью конфигурации, в которой углубление 43 расположено в лигатурном элементе 25, он может быть выполнен и в обратной конфигурации, в которой углубление располагается в корпусе 5, а выступ расположен на лигатурном элементе. Разумеется, изобретение не ограничивается устройствами и средствами, поясненными посредством прилагаемых чертежей.
Самолигирующийся брекет 1 может быть изготовлен с помощью любой подходящей технологии, включая механическую обработку, литье, инжекционное формование металла (MIM-технология), инжекционное формование пластика (PIM-технология) или инжекционное формование керамики (CIM-технология). Самолигирующийся брекет 1 может изготовляться из любого подходящего материала, такого как нержавеющая сталь, золото, никель-титановый сплав, безникелевый титановый сплав, керамика, кобальт-хромовый сплав, пластмасса, или из комбинаций указанных материалов. В одном предпочтительном варианте осуществления самолигирующийся брекет 1 выполнен из нержавеющей стали.
Если не указано иначе, описываемый ортодонтический брекет 1 имеет систему координат, привязанную к губной поверхности переднего зуба. Таким образом, используемые в описании понятия «губной», «язычный», «мезиальный», «дистальный», «окклюзионный» и «десневой», предназначенные для описания брекета, следует понимать как относящиеся к выбранной системе координат. Варианты осуществления изобретения, однако, не ограничиваются выбранной системой координат и терминами, используемыми для описания, поскольку данный ортодонтический брекет может быть использован и на других зубах, и в других ориентациях в полости рта. Например, в пределах объема изобретения, данный брекет может быть прикреплен также к язычной поверхности зуба. Специалисту в данной области техники будет понятно, что при смене системы координат, описательные термины, используемые в данном описании, могут оказаться неприменимыми. Но тем не менее, предполагается, что варианты осуществления изобретения не зависят от расположения и ориентации в полости рта пациента, и относительные понятия, используемые в описании для раскрытия вариантов ортодонтического брекета, служат лишь для ясного обозначения вариантов реализации на чертежах. Таким образом, относительные понятия «губной», «язычный», «мезиальный», «дистальный», «окклюзионный» и «десневой» ни в коей мере не ограничивают объем изобретения каким-либо конкретным расположением или ориентацией.
Понятия и выражения, использовавшиеся в предшествующем описании, используются как описательные и не носят ограничивающего характера, и не преследовалась цель использовать данные понятия и выражения для исключения эквивалентности показанных отличительных особенностей и их описанных частей; следует иметь в виду, что объем изобретения определяется только пунктами формулы изобретения.