專利名稱：用于制造牙髓器械的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及牙髓器械的制造。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于制造牙髓銼刀 的冷成形工藝。
背景技術(shù)：
當天然牙齒的根管被感染或膿腫、不適時以及在許多情況下，會導致劇烈的疼 痛。在牙科醫(yī)學的早期，唯一的解決方式是拔牙。然而最近，牙科醫(yī)生發(fā)現(xiàn)可成功 地去除已感染的形成牙神經(jīng)的牙髓材料，并且在小心預(yù)處理了包含神經(jīng)材料的根管 之后，用諸如古塔波膠之類的惰性填充材料來重新充填根管，從而能保留病人的牙 齒。為了實現(xiàn)成功的根管修復，牙科醫(yī)生必須小心地并且盡可能完全地去除牙齒的 感染牙髓材料，以防止周圍組織的繼續(xù)或?qū)淼母腥?。該去除過程通常包括修整根 管，從而它可以有效地和成功地被惰性材料充填和密封。充填和密封減小了在已清 潔和修整的根管內(nèi)發(fā)生進一步感染的幾率。在密封和充填根管的準備過程中，對于根管的清潔和修整是通過使用金屬銼刀 來實現(xiàn)的。金屬銼刀具有用于去除根管中的組織的切削面。切削面通常由形成在銼 刀中的螺旋狀凹槽來形成?？稍O(shè)置一個或多個螺旋狀切削面，它們可以根據(jù)需要軸 向地間隔。在美國專利第4，934，934號、美國專利第5,653,590號和美國專利第5,762,541 號中描述了一些已有的牙髓器械和制造方法。因為根管很少是直的而通常是彎曲和扭曲的，所以至少一些牙髓銼刀有利的是 柔性的。目前較佳的構(gòu)成材料包括不銹鋼以及最近出現(xiàn)的鎳鈦(Ni-Ti)合金。這 些材料，尤其是Ni-Ti合金顯示出良好的柔性、彈性和強度，并且不太可能在使用 中失效。對于避免在清潔過程中銼刀斷裂來說，柔性和強度是很重要的。目前制造金屬牙髓銼刀的方法要求耗時和昂貴的方法。例如，不銹鋼牙髓銼刀 通常加工形成切削刃，然后扭曲以制成沿著銼刀軸線的凹槽。制造已有牙髓銼刀的 另一已有方法使用研磨技術(shù)來形成切削刃。在研磨操作中，金屬(通常是鈦合金) 桿以相對較慢的饋送速率前進越過轉(zhuǎn)動的磨輪。切削深度可以沿著桿的長度變化，從而形成具有螺旋狀凹槽的錐形牙髓銼刀。在美國專利第5,762,541號中揭示了這 種方法。盡管目前的制造方法能夠使用各種不同的金屬來制造具有各種不同形狀的牙 髓銼刀，但是仍然非常需要減少制造牙髓銼刀的成本。目前，從原材料形成牙髓銼 刀是在牙髓制造工藝中的巨大花費。目前工藝的一個問題是形成每個工件所耗費的 時間。例如，對于每個工件來說，通過研磨金屬絲來形成切削刃可能會花費一分鐘 多，而且研磨機可能要耗費幾十萬美金。牙髓制造工藝的另一問題是，它們無法減少或者有時會引起銼刀金屬中的應(yīng)力 破裂或削弱。甚至牙髓銼刀的金屬中的微小缺陷也會很成問題。牙髓銼刀非常薄， 因此小的缺陷會引起銼刀在使用過程中斷裂。在根管中斷裂的銼刀很難去除，并且 因此會損傷根管。因此，需要一種能夠減少牙髓銼刀的制造成本同時保持或提高牙髓銼刀的強度 的制造工藝。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了用于制造諸如牙髓銼刀之類的牙髓器械的改進方法。本發(fā)明的方 法使用一種或多種冷成形技術(shù)來在可變形材料工件中形成切削刃或部分形成的切 削刃。在示例性實施例中，本發(fā)明涉及以下步驟(a)提供包括可變形材料的坯料；(b)提供至少一個包括陰模腔的模具，該陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的至少部分形成的切削刃；以及(c)使用至少一個模具和足夠的力來對坯料進行冷成形，以在坯 料中形成至少部分形成的切削刃。冷成形可以使用任何合適的技術(shù)來實施。合適技術(shù)的例子包括冷軋、扁平孔型 軋制、徑向成形和冷拔?？墒褂美涑尚文＞邅硇纬扇魏螖?shù)量的切削刃以及形成具有任何所想要的形狀 的切削刃。在一個實施例中，用一個或多個模具來對坯料進行冷成形，從而產(chǎn)生具 有多邊形橫截面的坯料。多邊形橫截面的頂點產(chǎn)生至少部分形成的切削刃。陰模腔的形狀可以決定在冷成形步驟之后切削刃變得怎樣鋒利。在一個實施例中，切削刃在冷成形過程中形成這樣的形狀切削刃已準備好供使用而無需進一步 處理。在另一實施例中，切削刃是部分形成的，且在形成最終切削刃之間需要進一 步處理。例如，切削刃可能需要使用諸如化學銑削之類的工藝來變鋒利。是否需要 變鋒利取決于冷成形工藝的精度、器械上切削刃的尺寸、以及器械的具體使用所要 求的鋒利度?？砂诒景l(fā)明的各種實施例中的附加制造步驟包括切削、研磨、機加工、化 學銑削、電化學銑削、激光顯微機械加工、噴丸處理以及它們的組合。這些附加的 處理技術(shù)可用在本發(fā)明的各種實施例中以使部分形成的切削刃進一步變鋒利，鈍化 牙髓器械的末端，和/或沿牙髓器械形成錐度。本發(fā)明超越了現(xiàn)有技術(shù)方法而提供了許多制造牙髓器械的優(yōu)點。因為切削刃是 通過冷成形工藝來至少部分地形成的，所以切削刃形成起來非常便宜。本發(fā)明的切 削刃工藝可在幾秒內(nèi)形成切削刃。許多現(xiàn)有系統(tǒng)需要幾分鐘來形成切削刃。此外， 用來實施冷成形的機器與用于制造牙髓器械的現(xiàn)有方法的機器的成本相比相對便 宜。在牙髓器械的制造中使用冷成形步驟的另一重要優(yōu)點是材料性能的改進。本發(fā) 明的方法能夠生產(chǎn)優(yōu)于現(xiàn)有牙髓器械的牙髓器械，因為冷成形步驟硬化了材料和/ 或去除了諸如微裂紋或裂縫之類的缺陷。由于這些改進的材料性能，本發(fā)明的改進 的牙髓器械不太可能疲勞和斷裂在根管內(nèi)。因為在人體的根管內(nèi)進行工作會是非常 困難的，所以對于牙科醫(yī)生和他們的顧客來說，通過使用根據(jù)該公開方法制造的牙 髓器械來避免牙髓器械斷裂會是非常有利的。從下面的描述和所附的權(quán)利要求書中，本發(fā)明的這些和其它的益處、優(yōu)點和特 征將會變得更顯而易見。


為了闡明本發(fā)明的以上和其它優(yōu)點及特征，將參考本發(fā)明的具體實施例來對本 發(fā)明進行更具體的描述，這些實施例示于附圖中。應(yīng)該理解，這些附圖僅僅描述了 本發(fā)明的典型實施例，因此并不認為限制其范圍。通過使用附圖將更具體和詳細地 描述和說明本發(fā)明，其中圖l是牙齒的剖視圖，且牙髓器械定位在兩個根管的一個中；圖2是示例性牙髓器械的切削部分的立體圖；圖3A-3G示出了根據(jù)本發(fā)明的方法制造的若干示例性牙髓器械的切削部分的 不同的多邊形橫截面。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、使用輥軋成形裝置來形成牙髓器械的 切削刃的示意圖；圖4B是圖4A的輥子和坯料的俯視分解圖，其中已經(jīng)實施了輥軋成形以在坯 料上形成切削刃；圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、使用扁平孔型軋制裝置來形成牙髓器械 的切削刃的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、使用徑向成形裝置來形成牙髓器械的切 削刃的示意圖；圖7A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的、使用拔絲技術(shù)來形成牙髓器械的切削 刃的示意圖；圖7B是圖7A所示的拔絲技術(shù)中所釆用的模具的立體圖；以及 圖8是對多個牙髓器械實施化學銑削以使多個牙髓器械中的每一個的切削刃 都變得鋒利的示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將具體參照示出本發(fā)明較佳實施例的附圖來提供對于本發(fā)明的牙髓器械 以及制造方法的詳細描述。應(yīng)該理解，相同的結(jié)構(gòu)將采用相同的附圖標記。為了給 上下文說明本發(fā)明的范圍，現(xiàn)在將定義在整個申請中使用的某些術(shù)語。作為這里所使用的，術(shù)語"器械"是指用在根管或其它牙髓手術(shù)中的牙髓銼刀 和其它器械。作為這里所使用的，術(shù)語"多邊形"和"多邊形的"是指由直邊或曲邊封閉和 界圍的形狀。非限制性的例子包括三角形、正方形、矩形、五邊形、球面三角形、 或任何其它各種規(guī)則的或不規(guī)則的形狀。作為這里所使用的，術(shù)語"化學銑削"、"剝離"和"銑削"是指材料通過暴露 于化學浴而加工或成形的過程。當暴露于化學浴時，以金屬層形式存在的成形是由 于浴液的化學作用而被"剝離"或"銑削"掉的。I.示例性牙髓器械參見圖1和2，示出了示例性牙髓器械10，該牙髓器械IO包括金屬桿12，該 金屬桿12具有近端14和遠端16。金屬桿12的至少一部分包括切削部分18，該切 削部分18設(shè)置在近端14和遠端16之間。在此實施例中，切削部分18包括至少一 個螺旋切削刃20，該切削刃20圍繞金屬桿12螺旋地延伸。手柄19設(shè)置成鄰近金
屬桿12的近端14，從而有利于使用者握持牙髓器械10或者附連至牙科工具(例如，旋轉(zhuǎn)式或往復式機頭)。切削部分18較佳地在近端14和遠端16之間成錐度，且朝向遠端16逐漸減小 直徑或?qū)挾?。錐度可以是連續(xù)的或遞增的(即，步進的)。錐度可以是任何所想要 的量，但是較佳的是在約0.02-0.06mm/mm之間。任何器械的特定錐度取決于預(yù)期 的用途和牙科醫(yī)生的偏愛。例如，當準備根管以接納錐度為約0.02mm/mm的古塔 波膠錐體時，0.0225mm/mm的錐度可能是較佳的。切削部分18可具有從約2mm —直到桿12的整個長度的長度，桿12的整個 長度可以長達約30mm或更長。在所示的實施例中，切削部分18具有足以基本延 伸牙根管的整個長度的長度，如圖l所示。然而應(yīng)該理解，切削部分可在到達遠端 16之前終止而成為冠狀銼刀，或者包括接近遠端16的小長度而成為頂端銼刀。在 接近遠端16處終止或減小切削部分18的長度產(chǎn)生了鈍端，該鈍端有助于防止器械 10不想要地刺入或凸入齒根或穿過根尖。如圖1和2所示的器械的切削部分18具有三角形的且由三個直邊構(gòu)成的橫截 面構(gòu)造，如圖3A所最佳顯示的。三角形的頂點22a形成切削刃20。在其它實施例 中，切削部分18可以具有任何多邊形的橫截面，從而當桿扭轉(zhuǎn)時可形成螺旋狀切 削刃。在圖3A-3G中示出了合適的多邊形橫截面的若干非限制性例子。圖3A示出了 三角形橫截面，其中頂點22a形成三個切削刃20。圖3B示出了方形橫截面，其中 直線交點22b形成四個切削刃。圖3C示出了由四個曲邊界圍的橫截面，其中兩個 曲邊是凹入的，兩個曲邊是凸出的。凸出邊和凹入邊之間的交點22c形成四個切削 刃。圖3D和3E示出了替換的球面三角形橫截面，圖3D的三角形橫截面具有在 三角形的頂點22d之間凹入的表面，而圖3E的三角形橫截面具有在三角形的頂點 22e之間凸出的表面。圖3F示出了由四個直邊隔開的四個凹入曲邊的組合所界圍的橫截面。直邊和 曲邊之間的交點22f形成八個切削刃。圖3G示出了由三個凸出曲邊隔開的三個凹 入曲邊界圍的不規(guī)則多邊形的橫截面。六個曲邊之間的交點22g形成六個切削刃。在示例的實施例中，各種橫截面的頂點或邊緣22a-22g形成螺旋狀切削刃。在 一個實施例中，螺旋是與切削刃或部分形成的切削刃同時形成的。在另一實施例中， 使用扭曲的中間步驟來形成螺旋刃。 如下所述，本發(fā)明的牙髓器械是通過實施冷成形步驟來至少部分地實施的。在 示例性的實施例中，在冷成形步驟過程中，牙髓器械是冷加工制成的。這種冷加工 通過去除一些或所有微裂紋和裂縫(即，通過減少坯料金屬的晶格中位錯的數(shù)量) 來改進牙髓銼刀的材料性能。因為所有的大裂紋都是由微裂紋或裂縫開始的，所以 本發(fā)明的牙髓器械不易破裂和斷裂。
II.制造方法
制造根據(jù)本發(fā)明的牙髓器械的示例性方法包括使用冷成形技術(shù)在材料工件中 形成至少部分形成的切削刃。示例性實施例的步驟包括(a)提供包括可變形材料 的坯料；(b)提供至少一個包括陰模腔的模具，該陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的至少部 分形成的切削刃；以及(C)使用至少一個模具和足夠的力來對坯料進行冷成形， 以在坯料中形成至少部分形成的切削刃。除了形成至少部分形成的切削刃之外，本 發(fā)明的方法還包括對冷成形的牙髓器械作出各種修正。示例性的修正包括形成錐 度，使牙髓器械的末端更鈍，和/或諸如通過扭曲牙髓器械來成形切削刃以形成螺 旋狀。
A.提供坯料
在示例性的實施例中，在本發(fā)明的方法中使用的坯料是金屬線或金屬絲。金屬 線或金屬絲可以選定為具有接近牙髓器械的所想要的最終直徑的直徑。對于金屬絲 的厚度，牙髓器械可根據(jù)已制定的標準來定尺寸，厚度從在遠端16處的1.4mm(140 號)的厚度變化至在遠端16處的0.06mm (06號)的厚度。將直徑選定為接近或 等于最終產(chǎn)品的直徑減少了在冷成形工藝中材料必須經(jīng)受的流動量和/或減少了在 后續(xù)修正步驟中必須去除的材料量。
制造者通常能夠在冷成形之前和之后修正坯料。因此，坯料可以具有任何所想 要的特征，諸如錐度或在冷成形之前部分形成的切削刃。換句話說，坯料只要是其 特征在冷成形工藝過程中形成的"坯料"就可以。
在本發(fā)明的方法中使用的坯料可以由任何可充分變形材料制成，從而坯料可冷 成形。用于形成本發(fā)明的牙髓器械的較佳材料包括不銹鋼和諸如鎳鈦合金之類的鈦 基合金。不銹鋼合金由于其相對便宜的成本、良好的性能和生物學惰性而是較佳的。 鈦基合金通常由于其強度和柔性而是較佳的。
合適的鈦基合金的例子包括鎳鈦合金、鎳鈦鉻合金、鎳鈦銅合金、鎳鈦鈮合金、 以及任何其它超彈性的金屬合金。盡管任何合適的材料可用于制造本發(fā)明的牙髓器 械，但鈦基合金是較佳的，因為它們堅固而又具有柔性和彈性。在一個較佳的實施
例中，鎳鈦合金的鈦含量較佳的是約20-80%，更佳的是30-70%，最佳的是40-60 %。在一個實施例中，合金的剩余部分可包括鎳或少量其它成分，它們不會不利地 影響材料用作牙髓器械的適用性。另一示例性的鈦基合金包括選自IV族和V族過渡金屬的金屬原子以及氧。這 些合金的例子包括具有結(jié)構(gòu)式為lTi-12Ta-9Nb-3V-6Zr-10和lTi-23Nb-0.7Ta-2Zr-lO (摩爾百分比)的合金。在2004年7月9日提交的名稱為"Dental Abrading Instruments Made From Super-Elastic Alloys"的共同待審查的美國臨時專利申請第 60/586，738號中描述了關(guān)于這些合金的附加細節(jié)。其它適于冷成形的材料可用在本發(fā)明的方法中。熟悉冷成形技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人 員熟知可用在冷成形工藝中的不同類型的材料和技術(shù)。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易 地習慣于確定特定的金屬是否將在特定的系統(tǒng)中起作用。B. 提供至少一個模具本發(fā)明的方法利用了一個或多個模具，以將坯料模印、模制或以其它方式形成 為所想要的形狀。模具具有陰模腔，該陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的最終切削刃或部分 形成的切削刃。圖3A-3G所示的且如上所述的切削刃是模具的陰模腔可對應(yīng)特征 的例子。陰模腔還可對應(yīng)于牙髓器械的諸如錐度或鈍端之類的其它特征。陰模腔可完全地形成在單個模具中，或者陰模腔可展開在多于一個模具上從而 多個模具的使用可產(chǎn)生合適的對應(yīng)切削刃。陰模腔還可通過考慮到在冷成形工藝中模具相對于坯料的移動來形成。使用多個模具的一個優(yōu)點是，在冷成形工藝中產(chǎn)生 的力可展開在多于一個模具上，從而減小局部力。陰模腔可通過研磨或銑削模具或者使用其它已知技術(shù)來形成在模具中。熟悉冷 成形技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知形成對應(yīng)于在冷成形工藝中形成的所想要的特征的 陰模腔。C. 冷成形本發(fā)明的方法包括使用至少一種冷成形技術(shù)來形成最終的切削刃或部分形成 的切削刃?？墒褂酶鞣N冷成形技術(shù)來在坯料中形成切削刃。合適的冷成形技術(shù)包括 輥軋成形、徑向成形、扁平孔型軋制、冷拔、以及類似的技術(shù)。圖4示意地示出了用于在坯料32中輥軋成形切削刃的示例性裝置30。輥軋成 形裝置30包括輥軋模具34a和34b。輥軋模具34a和34b具有一個或多個壓入坯 料32中的所想要的特征的陰模腔。輥軋模具34a和34b附連至框架36，且圍繞水 平軸線轉(zhuǎn)動。輥軋模具34b可以通過致動液壓機38而相對于輥軋模具34a移動。
固定器40將坯料32定位在輥軋模具34a和34b之間。在輥軋成形工藝過程中，液 壓機38迫使輥軋模具34a和34b朝向彼此，直到模具接合坯料32為止。輥軋模具 34a和34b被迫沿相同方向轉(zhuǎn)動，這導致坯料32沿相反方向轉(zhuǎn)動。當輥軋模具34a 和34b轉(zhuǎn)動時，模具34a和34b上的陰模腔壓入坯料32中。圖4B示出了與坯料32a接合的模具34a和34b的分解立體圖。表面42a和42b 或模具34a和34b分別示出了模具34a和34b的陰模腔。陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的 至少部分形成的切削刃和錐度。模具34a和34b的轉(zhuǎn)動已經(jīng)在坯料32a中形成了至 少部分形成的切削刃和錐度。在示例性的實施例中，坯料32a是金屬絲或金屬線的工件?？墒褂酶鞣N技術(shù)來 將坯料32a饋送入輥軋模具34a和34b中。例如，坯料32a可以是通過輥子的螺紋 力連續(xù)地饋送入輥子34a和34b的金屬絲?；蛘?，坯料32a可以被輥軋和移除。此 外，坯料32a可在冷成形之前、期間或之后切割至準確的長度。在本發(fā)明的另一實施例中，坯料通過扁平孔型軋制來冷成形。圖5示出了可用 在扁平孔型軋制裝置中以形成根據(jù)本發(fā)明的牙髓器械的模具44a和44b。在此實施 例中，模具44a的表面46具有對應(yīng)于至少部分形成的切削刃的陰模腔。模具44b 的相對表面同樣具有對應(yīng)于至少部分形成的切削刃的陰模腔。模具44a和44b用于通過使用扁平孔型軋制裝置來在坯料32b中形成至少部分 形成的切削刃，該扁平孔型軋制裝置一起擠壓模具44a和44b以接合坯料32b，如 箭頭47a所示。模具42a和42b還被迫相對于彼此滑動，如箭頭47b和47c所示。 當模具44a和44b相對于彼此滑動時，坯料32b被軋制，且模具44a和44b的表面 上的陰模腔形成至少部分形成的切削刃。在另一實施例中，模具44a和44b構(gòu)造成 除了形成切削刃之外還在坯料中形成錐度。在本發(fā)明的另一實施例中，使用徑向成形工藝來形成牙髓器械。圖6示出了致 動環(huán)49內(nèi)的一組徑向模具48。這組徑向模具48和致動環(huán)49用在熟悉本領(lǐng)域的技 術(shù)人員所大體知道的徑向成形裝置中。模具48在表面上具有形成型腔50的陰模腔。 陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的至少部分形成的切削刃和/或錐度。通過使致動環(huán)49圍繞 模具48向上的力，這些特征形成在定位于模具48內(nèi)的坯料32c中。當致動環(huán)49 向上移動時，模具48被迫徑向朝向坯料32c。模具48接合坯料32c，且模具46上 的陰模腔在坯料32c中形成至少部分形成的切削刃和/或錐度。在另一實施例中，使用冷拔工藝來在坯料中形成切削刃或至少部分形成的切削 刃。圖7示出了以未切割的金屬絲的形式存在的坯料32d，該金屬絲被拉拔穿過模 具52且纏繞在拔絲巻筒54上。如圖7B所示，模具52具有對應(yīng)于三角形的陰模 腔53。當坯料32d被拉拔穿過模具52時，坯料32d形成為三角形。坯料32d可以 在被拉拔穿過模具52之前或之后切割至合適的長度。坯料32d還可以僅僅部分地 拉拔穿過模具52，從而坯料32d的一部分不是三角形的。剩下坯料32d的一部分 未被成形可以是有利的，因為給牙髓器械添加手柄。此外，如同下面所更全面討論 的，具有多邊形橫截面的冷拔工件可被扭曲以形成螺旋狀切削刃。在本發(fā)明的一些實施例中，實施兩個或多個冷成形步驟以形成所想要的特征。 在示例性的實施例中，在第一冷成形步驟中，錐度或部分形成的錐度行形成于坯料 中。在后面的步驟中，切削刃或部分形成的切削刃形成在坯料中。然而，在另一實 施例中，錐度和切削刃可在單個冷成形工藝中形成。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠 (根據(jù)現(xiàn)有的公開內(nèi)容)確認可在特定材料上實施的冷成形技術(shù)的次數(shù)和類型。可使用附加的冷成形技術(shù)來形成根據(jù)本發(fā)明的牙髓器械的至少部分形成的切 削刃和/或其它特征。例如，可以使用其它輥軋形式，即使用非對稱的輥輪或多于 兩個輥輪。此外，還可使用諸如擠壓和模鍛的技術(shù)來形成切削刃或部分形成的切削 刃。根據(jù)本發(fā)明的使用冷成形來形成牙髓器械的方法可形成具有幾乎任何所想要 的橫截面的牙髓器械。牙髓器械可具有任何所想要的錐度，且可具有不均勻的特征。 因此使用本發(fā)明的冷成形技術(shù)，可選定牙髓器械的形狀以提供除了所想要的切削性 能之外的諸如柔性之類的有益性能。在本發(fā)明的一些實施例中，冷成形并不產(chǎn)生最終產(chǎn)品。例如，在一些實施例中， 冷成形并不產(chǎn)生足夠鋒利或成錐度的切削刃。牙科器械是否足夠鋒利取決于牙科醫(yī) 生的偏愛或器械將使用的用途。因此，在本發(fā)明的一些實施例中，可能需要下面描 述的附加步驟或修正。在這些情況下，冷成形工藝產(chǎn)生了中間器械。然而即使冷成 形只產(chǎn)生了中間器械，但是本發(fā)明的冷成形步驟可以通過消除昂貴的制造工藝、減 少使用昂貴的制造工藝或者通過提供使用完全新的和更便宜的工藝的可能而具有 許多節(jié)省成本的優(yōu)點。D.對于中間器械的附加修正可以實施附加的步驟以進一步修正冷成形坯料從而提供附加的或改進的特征。 例如，制造牙髓器械可包括形成錐度，使切削刃變鋒利，鈍化末端，形成螺旋狀 切削刃，形成把手或類似的部件?？墒褂酶鞣N工藝來使切削刃變鋒利和/或形成錐度。
在示例性的實施例中，使用化學銑削工藝來使部分形成的切削刃變鋒利，從而 產(chǎn)生最終的切削刃。圖8示出了用于對中間牙髓器械56進行化學銑削的示例性裝置55，該中間牙髓器械56沿著切削部分60具有錐度和部分形成的切削刃58。任 何數(shù)量的中間器械可同時進行化學銑削，如同圖8中示出的附加中間牙髓器械所示。為了沿著部分60對切削刃58進行化學銑削，中間牙髓器械浸入化學銑削混合 物62中。在示例性的實施例中，化學銑削混合物包括酸、水和潤濕劑。合適的酸 包括氫氟酸和硝酸。 一種目前較佳的混合物包括約10%的氫氟酸、約20%的硝酸、 約0.8X的Dapco6001、潤濕劑和平衡水(體積百分比)。在另一實施例中，電極連接至化學銑削裝置和牙髓器械，從而電流通過化學銑 削混合物和牙髓器械。通過混合物的電流可加熱混合物以增大化學銑削反應(yīng)的速率 和/或通過電解來從中間牙髓銼刀的表面上去除材料。對于本發(fā)明來說，使用化學 銑削和電解是指電化學銑削。對部分形成的切削刃進行化學銑削使刃變得鋒利，因為化學銑削工藝從表面上 去除了均勻材料層。當材料被均勻地去除之后，切削刃的寬度逐漸變薄，從而使切 削刃變鋒利。在另一實施例中，中間器械還可使用化學銑削工藝來成錐度。通過逐漸將切削 部分60插入化學銑削混合物62或從化學銑削混合物62中抽出切削部分60，而使 每個中間器械的切削部分60成錐度。牙髓器械保持在化學銑削混合物62中一段較 長時間的部分去除了更多的材料。通過以較慢的連續(xù)速率從化學銑削混合物中抽出 牙髓器械，可形成均勻的錐度。在通過研磨或機加工對器械進一步處理的情況下，可使用化學銑削來去除由研 磨引起的微裂縫或裂紋，這些微裂縫或裂紋會在使用過程中容易地擴散，從而引起 銼刀在人體的牙根管中破裂?；瘜W銑削可去除這些裂紋，產(chǎn)生超連續(xù)的表面和在使 用過程中更能抵抗斷裂的銼刀。在2003年5月13日提交的名稱為"Methods of Manufacturing Endodontic Instruments"的共同待審查的美國專利申請第10/436,938號、以及在2004年11月 17日提交的名稱為"Methods for Manufacturing Endodontic Instruments"的共同待 審査的美國專利申請第10/991,178號中描述了對牙髓器械進行化學銑削的附加方 面。本發(fā)明的牙髓器械的制造方法可包括使用其它已知的技術(shù)，諸如切削、研磨、 機加工、激光顯微機械加工、噴丸處理以及這些技術(shù)的組合。對于機加工或研磨來說，在美國專利第5,762,541號中提出了示例性機加工或研磨工藝的更詳細說明， 但該機加工或研磨工藝根據(jù)本發(fā)明進行了修正和改進從而包括在此所述的冷成形 工藝。這些技術(shù)可用來使切削刃變鋒利，產(chǎn)生錐度，或以其它方式修正牙髓器械。 例如，醫(yī)學牙髓器械形成為具有一定程度的鈍端，從而牙髓器械的末端不會刺穿根 管的壁或引起凸出。鈍化末端可經(jīng)濟地通過使用研磨機來實施。在一些示例性實施例中，冷成形產(chǎn)生了中間器械，該中間器械要求扭轉(zhuǎn)或扭曲 來形成螺旋狀的切削刃。扭轉(zhuǎn)通常是通過保持切削部分的一端固定而扭曲相對端來 實現(xiàn)的。扭轉(zhuǎn)中間器械可引起多邊形器械的頂點扭曲以形成沿著切削部分的螺旋狀 切削面。牙髓器械通常具有螺旋狀的切削刃。螺旋狀的切削刃是有利的，因為當醫(yī) 生在根管中轉(zhuǎn)動器械或在根管內(nèi)上下移動器械時，它們可切削或去除組織。根據(jù)本發(fā)明的牙髓器械和制造牙髓器械的方法提供了克服現(xiàn)有技術(shù)的器械和 方法的許多優(yōu)點。在此所述的使用冷成形工藝來形成切削刃或部分形成的切削刃顯 著減少了制造牙髓器械的時間和花費。此外，對牙髓器械進行冷成形改進了器械的 材料性能，從而減少了在牙髓手術(shù)中斷裂的可能性。本發(fā)明可以其它具體形式來實施，而并不脫離本發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)。無論從哪一點來看，所述的實施例都被認為僅僅是說明性的而不是限制性的。因此，本發(fā)明 的范圍由所附的權(quán)利要求書來指出，而不是由前面的描述來指出。落入權(quán)利要求書 的含義和等同范圍內(nèi)的所有變化都包含在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的坯料；(b) 提供至少一個包括陰模腔的模具，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的 至少部分形成的切削刃；以及(C) 使用所述至少一個模具和足夠的力來對所述坯料進行冷成形，以形成具有三個或多個至少部分形成的切削刃的牙髓器械。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，冷成形是通過輥軋成形、徑向 成形、扁平孔型軋制、或冷拔中的至少一種來實施的。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述坯料包括金屬線或金屬絲。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可變形材料包括不銹鋼或鈦基合金。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使所述三個或多個切削刃中的至少一個變鋒利。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述切削刃通過切削、研磨、 機加工、化學銑削、電化學銑削、激光顯微機械加工或噴丸處理中的一種或多種來 變鋒利。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陰模腔對應(yīng)于三個最終的 切削刃，從而對所述坯料進行冷成形產(chǎn)生最終的切削刃。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(a)包括提供由冷成形、 切削、研磨、機加工、化學銑削、電化學銑削、激光顯微機械加工或噴丸處理中的 至少一種來形成的有錐度的金屬線或金屬絲。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過化學銑削使來自于 步驟(c)的所述牙髓器械成錐度。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陰模腔還對應(yīng)于有錐度的 牙髓銼刀，從而步驟(c)產(chǎn)生有錐度的牙髓器械。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述陰模腔還對應(yīng)于牙髓器械 的鈍端，從而步驟(c)產(chǎn)生具有鈍端的牙髓器械。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過切削、研磨、機加 工、化學銑削、電化學銑削、激光顯微機械加工、噴丸處理或它們的組合中的至少 一種來使所述牙髓器械的末端鈍化。
13. —種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法形成的牙髓器械，從而具有比由研磨或 機加工形成的牙髓器械更少的微裂紋或裂縫。
14. 一種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的坯料；(b) 提供至少一個包括陰模腔的模具，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的 至少部分形成的切削刃；以及(c) 使用所述至少一個模具和足夠的力來對所述坯料進行冷成形，以 形成具有至少部分形成的切削刃的牙髓器械。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟(c)包括輥軋成形、扁 平孔型軋制、或它們的組合中的一種。
16. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟(c)產(chǎn)生具有多邊形橫 截面的牙髓器械。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括扭轉(zhuǎn)所述牙髓器械以 產(chǎn)生螺旋狀切削刃。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述多邊形橫截面是方形、 三角形、具有平直表面的多邊形、具有凹入表面的多邊形、或具有凸出表面的多邊 形中的至少一種。
19. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括對所述切削刃的至少 一部分進行化學銑削。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，化學銑削是通過以預(yù)定的速 率逐漸地將來自于步驟(c)的所述牙髓器械插入化學銑削混合物和/或從所述化學 銑削混合物中抽出所述牙髓器械來實施的。
21. 如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，使用氫氟酸和/或硝酸、水以 及潤濕劑的溶液來對所述矯牙銼刀進行化學銑削。
22. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，步驟(c)形成螺旋狀切削刃。
23. —種根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法形成的牙髓器械，從而具有比由研磨 或機加工形成的牙髓器械更少的微裂紋或裂縫。
24. —種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的坯料； (b) 提供包括陰模腔的冷成形模具，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的至 少部分形成的切削刃；(C) 使用所述至少一個模具和足夠的力來對所述坯料進行冷成形，以形成具有至少部分形成的切削刃和多邊形橫截面的牙髓器械；以及(d) 扭轉(zhuǎn)所述牙髓器械以使所述切削刃成螺旋狀。
25. 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述冷成形步驟包括輥軋成 形、徑向成形、扁平孔型軋制、或冷拔中的一種。
26. 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，所述多邊形橫截面是方形、 三角形、具有平直表面的多邊形、具有凹入表面的多邊形、或具有凸出表面的多邊 形中的至少一種。
27. 如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，步驟(c)產(chǎn)生部分形成的切 削刃，且所述部分形成的切削刃隨后通過化學銑削來變鋒利。
28. —種根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法形成的牙髓器械，以具有比由研磨或 機加工形成的切削刃更鋒利的切削刃。
29. —種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的坯料；(b) 提供至少一個包括陰模腔的模具，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的 部分形成的切削刃和錐度；以及(c) 使用所述至少一個模具和足夠的力來對所述坯料進行冷成形，以 形成具有至少部分形成的切削刃和錐度的牙髓器械；(d) 對所述牙髓器械進行化學銑削，以使所述部分形成的切削刃變鋒利。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，對所述坯料進行冷成形包括 輥軋成形、徑向成形、扁平孔型軋制、冷拔、或它們的組合中的一種。
31. 如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，步驟(d)包括將所述牙髓銼 刀放置在酸浴液中。
32. —種根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法形成的牙髓器械，從而具有比由研磨 或機加工形成的牙髓器械更少的微裂紋或裂縫。
33. —種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的坯料；以及(b) 至少部分地使用冷成形來由所述坯料形成具有三個或多個切削刃的牙髓器械的步驟。
34. —種根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法形成的牙髓器械，從而具有比由研磨 或機加工形成的牙髓器械更少的微裂紋或裂縫。
35. —種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的無錐度的坯料；(b) 提供至少一個包括陰模腔的模具，所述陰模腔對應(yīng)于有錐度的牙 髓器械；以及(c) 使用所述至少一個模具和足夠的力來對所述無錐度的坯料進行 冷成形，以形成有錐度的牙髓器械。
36. 如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器械 的至少部分形成的切削刃，從而步驟(c)還包括在所述牙髓器械中形成至少部分 形成的切削刃。
37. 如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，還包括(a) 提供至少一個包括陰模腔的第二模具，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器 械的至少部分形成的切削刃；以及(b) 使用所述至少一個第二模具和足夠的力來對來自于步驟(c)的 所述牙髓器械進行冷成形，以形成至少部分形成的切削刃。
38. —種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的坯料；(b) 提供至少一個包括陰模腔的模具，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的 至少部分形成的螺旋狀切削刃；以及(c) 使用所述至少一個模具和足夠的力來對所述坯料進行冷成形，以 形成具有至少部分形成的螺旋狀切削刃的牙髓器械。
39. —種制造牙髓器械的方法，包括(a) 提供包括可變形材料的坯料；(b) 提供至少一個包括陰模腔的模具，所述陰模腔對應(yīng)于牙髓器械的 至少部分形成的切削刃；以及(c) 使用所述至少一個模具和足夠的力來對所述坯料進行冷成形，以 形成具有一個或多個至少部分形成的切削刃的牙髓器械；以及(d) 通過化學銑削使所述一個或多個切削刃變鋒利。
全文摘要
具有所想要的切削刃的牙髓器械是至少部分地使用冷成形工藝來形成的。成形牙髓器械(32)的方法包括提供坯料金屬線或金屬絲以及輥軋成形裝置(30)，該輥軋成形裝置包括具有切削刃的陰模腔的模具(34a、34b)。模具(34a、34b)以足夠的力壓靠在坯料(32)上，從而模具(34a、34b)在坯料(32)中至少部分地形成切削刃。通過選定模具使其具有合適的對應(yīng)陰模腔，任何所想要的形狀可形成在坯料(32)中。適于形成牙髓器械的冷成形技術(shù)包括輥軋成形、扁平孔型軋制、徑向成形、冷拔和類似技術(shù)?？稍诶涑尚沃盎蛑螅褂弥T如切削、研磨和化學銑削之類的技術(shù)來使銼刀變鋒利或以其它方式修正銼刀。
文檔編號A61C5/02GK101123926SQ200680005499
公開日2008年2月13日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者J·尼爾森, P·劉易斯 申請人:厄耳他拉登脫產(chǎn)品股份有限公司