專利名稱：數(shù)字上漆的牙齒制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及牙科學(xué)，更具體地講，本發(fā)明涉及使用數(shù)字控制的上漆方法來涂覆牙 齒制品(例如修復(fù)物)。2.相關(guān)技術(shù)的描沭已經(jīng)設(shè)計(jì)出多種技術(shù)來自動制備牙齒制品(例如，修復(fù)物、假體等)。盡管這些技 術(shù)減少了生成牙齒制品過程中涉及的人工步驟，并且可改善CAD模型或原始齒系的空間保 真性，但是在精修產(chǎn)品以匹配天然齒系的外觀和功能時(shí)，它們?nèi)孕枰罅咳斯趧?。仍需要牙齒制品的自動精修。

發(fā)明內(nèi)容
數(shù)字上漆方法提供對牙齒制品的計(jì)算機(jī)控制的精修。所述方法可以在牙齒制品的 部分上選擇性地涂敷一層或多層不同的材料，以實(shí)現(xiàn)具有多種顏色、光潔度以及緊密匹配 人齒系的外觀和功能的表面特性的多色精修。在一個(gè)方面，本文所公開的方法包括使用添加法制備牙齒制品的下層結(jié)構(gòu)，所述 牙齒制品包括具有粘合表面和功能表面的體積，所述粘合表面成形用于附接到人齒系中的 位點(diǎn)，所述功能表面成形用于置換從所述位點(diǎn)去除的牙結(jié)構(gòu)；以及使用數(shù)字上漆方法向所 述下層結(jié)構(gòu)添加至少一層。所述下層結(jié)構(gòu)可占所述牙齒制品的大部分體積。所述方法可包括接收所述牙齒制 品的數(shù)字模型，并根據(jù)所述數(shù)字模型來數(shù)字地制備所述下層結(jié)構(gòu)。所述添加法可包括立體 平版印刷術(shù)、數(shù)字光處理和三維印刷中的一種或多種。所述下層結(jié)構(gòu)可以是未固化的，所述 方法可包括在制備所述下層結(jié)構(gòu)之后并且在添加至少一層之前固化所述下層結(jié)構(gòu)。所述下 層結(jié)構(gòu)可以是未固化的，所述方法可包括在添加至少一層之后固化所述下層結(jié)構(gòu)。添加至 少一層可包括使用所述數(shù)字上漆方法來添加多個(gè)層。所述多個(gè)層可包含兩種或更多種不同 的材料。所述兩種或更多種不同的材料的顏色和不透明度可被選擇以賦予所述牙齒制品與 從所述位點(diǎn)去除的所述牙結(jié)構(gòu)類似的外觀。添加至少一層可包括向所述功能表面添加至少 一層，所述至少一層在所述功能表面的兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域包含兩種或更多種不同的材料。 所述兩種或更多種不同的材料可各自具有不同的不透明度。所述兩種或更多種不同的材料 可各自具有不同的顏色。所述方法可包括固化所述至少一層以得到固化層。固化可包括使 所述至少一層暴露于光、電磁波、熱、真空和壓力中的一種或多種。固化所述至少一層可包 括施加多個(gè)固化條件循環(huán)。所述方法可包括向所述固化層添加至少一個(gè)附加層。所述方法可包括部分固化所述至少一層，以在使用所述數(shù)字上漆方法向部分固化層添加至少一個(gè)附 加層之前得到所述部分固化層。所述牙齒制品可包括牙橋、牙冠、牙內(nèi)冠和高嵌體中的一種 或多種。所述方法可包括處理所述下層結(jié)構(gòu)的表面以改善與所述至少一層的粘合。添加至 少一層可包括提供固定的上漆頭并且數(shù)字地控制所述下層結(jié)構(gòu)的位置，以在其功能表面上 分配漆料。在另一方面，本文所公開的裝置包括在基本上固定的位置處的數(shù)字上漆頭，所述 數(shù)字上漆頭適于選擇性地將至少一種材料遞送至上漆表面，所述至少一種材料可固化成適 用于口腔內(nèi)使用的材料；安裝裝置，所述安裝裝置適于按照至少三個(gè)平移自由度和至少兩 個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度來控制牙齒制品的下層結(jié)構(gòu)的位置，所述牙齒制品使用添加法制備，并且所 述牙齒制品包括具有粘合表面和功能表面的體積，所述粘合表面成形用于附接到人齒系中 的位點(diǎn)，所述功能表面成形用于置換從所述位點(diǎn)去除的牙結(jié)構(gòu)；以及控制器，所述控制器被 編程，以接收所述下層結(jié)構(gòu)的形狀以及在何處將所述至少一種材料涂敷至所述下層結(jié)構(gòu)的 表面的說明，并且作為響應(yīng)，生成對所述數(shù)字上漆頭和所述安裝裝置的控制信號，從而對所 述下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字上漆。所述數(shù)字上漆頭可以是數(shù)字wirejet上漆頭。所述數(shù)字上漆頭可通過將流體與兩 種或更多種不同的添加劑混合來選擇性地遞送兩種或更多種材料。所述下層結(jié)構(gòu)可占所述 牙齒制品的大部分體積。在另一方面，本文所公開的裝置包括在基本上固定的旋轉(zhuǎn)取向上的數(shù)字上漆頭， 所述數(shù)字上漆頭適于按照至少一個(gè)平移自由度來移動，并且所述數(shù)字上漆頭適于選擇性地 將至少一種材料遞送至上漆表面，所述至少一種材料可固化成適用于口腔內(nèi)使用的材料; 安裝裝置，所述安裝裝置適于按照至少兩個(gè)平移自由度和至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度來控制牙齒 制品的下層結(jié)構(gòu)的位置，所述牙齒制品使用添加法制備，并且所述牙齒制品包括具有粘合 表面和功能表面的體積，所述粘合表面成形用于附接到人齒系中的位點(diǎn)，所述功能表面成 形用于置換從所述位點(diǎn)去除的牙結(jié)構(gòu)；以及控制器，所述控制器被編程，以接收所述下層結(jié) 構(gòu)的形狀以及在何處將所述至少一種材料涂敷至所述下層結(jié)構(gòu)的表面的說明，并且作為響 應(yīng)，生成對所述數(shù)字上漆頭和所述安裝裝置的控制信號，從而對所述下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字上 漆。所述數(shù)字上漆頭可以是數(shù)字wirejet上漆頭。所述數(shù)字上漆頭的所述至少一個(gè)平 移自由度可控制所述數(shù)字上漆頭距所述安裝裝置的運(yùn)動平面的距離。所述下層結(jié)構(gòu)可占所 述牙齒制品的大部分體積。


通過參照下列附圖可理解本發(fā)明及其下列某些實(shí)施例的詳細(xì)描述。圖1示出數(shù)字上漆的牙齒制品。圖2示出對牙齒制品進(jìn)行數(shù)字上漆的方法。圖3示出對牙齒制品進(jìn)行數(shù)字上漆的裝置。
具體實(shí)施例方式本文所述為對牙科對象進(jìn)行數(shù)字上漆的系統(tǒng)和方法。盡管著重描述了獲得三維模型、制備牙齒制品的下層結(jié)構(gòu)、以及涂敷表面涂層的某些技術(shù)，但是應(yīng)理解，下述方法和系 統(tǒng)的另外的變型、改型和組合對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是明顯的，例如，未具體描述 的牙科修復(fù)物的制備、或者未具體描述的三維掃描技術(shù)的使用，并且所有這些變型、改型和 組合都旨在落入本公開的范圍內(nèi)。作為例子，盡管下列描述著重于整個(gè)牙齒制品上的美觀 層，但是本文所述技術(shù)可(另外或作為替代)通過例如在裝配到牙冠中之前將粘合劑或預(yù) 粘合劑涂層涂敷到牙內(nèi)冠(coping)而應(yīng)用于牙科制造的中間制品。應(yīng)結(jié)合附圖來閱讀以下具體實(shí)施方式
，其中不同附圖中的相同元件以相同的方式 編號。這些附圖未必按比例繪制，并且其示出選定的示例性實(shí)施例而不打算限制本發(fā)明的 范圍。雖然示出了各種元件的構(gòu)造、尺寸以及材料的實(shí)例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識 到，所提供的許多實(shí)例具有適當(dāng)替代形式。除非明確指出或者從上下文清楚可見，否則在下面公開中使用下列約定，并且其 旨在描述本發(fā)明概念的完整范圍。本說明書和權(quán)利要求書使用的表達(dá)特征尺寸、數(shù)量、和物 理性能的所有數(shù)字均應(yīng)被理解為是由術(shù)語“約”修飾的。本說明書和后附權(quán)利要求書提出 的任何數(shù)字參數(shù)均是近似值，這些近似值可以隨本領(lǐng)域的技術(shù)人員利用本文所公開的教導(dǎo) 內(nèi)容尋求獲得的所需特性而有所不同。由端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有 數(shù)字(例如，1至5包括1、1.5、2、2. 75、3、3.80、4和5)以及該范圍內(nèi)的任何范圍。本說明書以及所附權(quán)利要求中的單數(shù)形式“一”、“一種”和“所述”涵蓋具有復(fù)數(shù) 指代的實(shí)施例，除非內(nèi)容明確地指示其他含義。除非所述內(nèi)容另外明確指出，本說明書和所 附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“或”的含義通常包括“和/或”。在羅列情況下，術(shù)語“或”是 指所羅列要素中的一種或全部，或者所羅列要素中的任意兩種或更多種的組合。當(dāng)在本文所述的式中多次存在基團(tuán)時(shí)，各基團(tuán)是被“獨(dú)立地”選擇的，而不論是否 明確指出。例如，在式中存在不止一個(gè)M時(shí)，各M基團(tuán)被獨(dú)立地選擇。本文使用的術(shù)語“三維表面表示”、“數(shù)字表面表示”、“三維表面地圖”等旨在指對 象的任意三維表面地圖，例如表面數(shù)據(jù)的點(diǎn)云、二維多邊形集合、或表示對象的所有或一些 表面的任意其他數(shù)據(jù)，這可通過三維掃描數(shù)據(jù)的捕獲和/或處理來獲得，除非明確地提供 不同的含義或者從上下文清楚可見不同的含義。“三維表示”可包括上述三維表面表示以及 體積和其他表示中的任一種，除非明確地提供不同的含義或者從上下文清楚可見不同的含 義。術(shù)語例如“數(shù)字牙科模型”、“數(shù)字牙科印?！敝荚谥缚梢杂迷诓杉?、分析、處方和制 造的各個(gè)方面的牙科對象的三維表示，除非明確地提供不同的含義或者從上下文清楚可見 不同的含義。術(shù)語例如“牙科模型”或“牙科印?！敝荚谥肝锢砟Ｐ?，例如牙科對象的澆鑄、 印刷的、或以其他方式制備的物理模型。除非另有說明，否則術(shù)語“模型”當(dāng)單獨(dú)使用時(shí)可 指物理模型和數(shù)字模型中的任一者或其二者。本文使用的術(shù)語“室溫”是指20°C至25°C或者22°C至25°C的溫度。當(dāng)術(shù)語“包含”及其變型出現(xiàn)在具體實(shí)施方式
和權(quán)利要求中時(shí)不具有限制的意思。單詞“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”指在某些情況下，可提供某些有益效果的本發(fā)明實(shí)施 例。然而，在相同的情況或其它情況下，也可以優(yōu)選其它實(shí)施例。此外，一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí) 施例的詳述并不意味著不可使用其它實(shí)施例，且并無意于將其它實(shí)施例排除在本發(fā)明范圍 之外。
本文使用的術(shù)語“牙科對象”旨在廣義地表示牙科學(xué)特定的主題。這可包括口腔 內(nèi)結(jié)構(gòu)，例如齒系、更典型為人齒系，例如個(gè)體牙齒、四分區(qū)、全拱(full arch)、可以是單獨(dú) 或各種類型的閉塞的拱對(pairsof arches)、軟組織等、以及骨骼和任何其他支承或圍繞 結(jié)構(gòu)。本文使用的術(shù)語“口腔內(nèi)結(jié)構(gòu)”是指如上所述的口內(nèi)天然結(jié)構(gòu)以及人造結(jié)構(gòu)(例如 口內(nèi)可存在的下述牙科對象中的任一種)。本文使用的術(shù)語“牙齒制品”旨在表示人造牙 科對象。牙齒制品可包括“修復(fù)物”，其通常可理解為包括修復(fù)現(xiàn)有齒系的結(jié)構(gòu)或功能的組 件，例如牙冠、牙橋、鑲面、鑲嵌物、高嵌體、汞合金、復(fù)合物和各種子結(jié)構(gòu)(例如牙內(nèi)冠等)、 以及在制備持久修復(fù)物時(shí)使用的暫時(shí)修復(fù)物。牙齒制品還可包括使用可移除或持久的結(jié)構(gòu) 來置換齒系的“假體”，例如假牙、部分假牙、植入物、保留假牙(retained denture)等。牙 齒制品還可包括用于校正、對齊或者臨時(shí)或永久性地調(diào)節(jié)齒系的“器具”，例如可拆卸矯正 器具、外科手術(shù)支架、磨牙癥用器具、阻鼾器、間接托架布置器具等。牙齒制品還可包括附連 到齒系上較長時(shí)間的“硬件”，例如植入物夾具、植入物支座、正畸托槽、和其他矯正組件。牙 齒制品還可包括牙科制造的“中間組件”，例如牙科模型(全部或部分)、蠟型(wax-up)、包 埋模具(investment mold)等、以及修復(fù)物、假體等的制備中使用的托盤、基料、壓模和其他 組件。牙科對象還可劃分為天然牙科對象，例如上述牙齒、骨骼和其他口腔內(nèi)結(jié)構(gòu)；或人 造牙科對象(即牙齒制品)，例如上述修復(fù)物、假體、器具、硬件、和牙科制造的中間組件。牙 齒制品可在口腔內(nèi)、口腔外或它們的一些組合方式來制備。術(shù)語例如“數(shù)字上漆”、“數(shù)字上漆方法”、“計(jì)算機(jī)控制的上漆”、“數(shù)字控制的上漆” 等以及動詞形式(例如“數(shù)字上漆”)旨在表示計(jì)算機(jī)控制的上漆方法，具體地講，表示為 漆料分配的位置以及兩種或更多種漆料之間的選擇提供控制的方法。多種技術(shù)可適用于數(shù) 字上漆，前提條件是它們可以沉積具有足夠深度、位置精確度以及可選擇性地有效用于涂 覆牙齒制品的材料的表面層。一種適當(dāng)?shù)膶?shí)施方案可改自Wirejet上漆技術(shù)(其原得自 Pixation公司)，技術(shù)以流體形式涂敷漆料。數(shù)字控制的wirejet上漆頭和系統(tǒng)在例如 下列參考文獻(xiàn)中有所描述，所述各參考文獻(xiàn)以引用方式全文并入本文中Anderson的美國 專利申請 No. 08/958，292，名稱為 “Metering Device for Paint forDigital Printing，，， 該申請?zhí)峤挥?997年10月27日并且作為美國專利No. 5，944，893公布于1999年8月31 日；Anderson 的美國專利申請 No. 08/878，650，名稱為 “Metering Device for Paint for Digital Printing”，該申請?zhí)峤挥?997年6月19日并且作為美國專利No. 5，972，111 公布于1999年10月26日；Anderson的美國專利申請No. 09/186，220，名稱為“Printer Cartridge”，該申請?zhí)峤挥?998年11月4日并且作為美國專利No. 6，190，454公布于2001 年2月20日；以及Free等人的美國專利申請No. 11/669，387，名稱為“Printer Having a Print Wire withAlternating Hydrophilic and Hydrophobic Areas to Form Droplets forPrinting Inks”，該申請?zhí)峤挥?007年1月31日并且作為美國專利No. 2007/0182797 公布于2007年8月9日。適于將流體分配于表面的選擇位置的任何其他單色或多色印刷 頭可類似地用于數(shù)字控制的上漆。通常，數(shù)字上漆頭應(yīng)該能夠通過選擇性地涂敷不同的漆 料，或者通過對染料和其他材料進(jìn)行空中(on-the-fly)混合，來在天然齒系顏色空間內(nèi)遞 送漆料。另外，可通過漆料粘結(jié)劑內(nèi)的填料和其他材料來有效控制不透明度?！皵?shù)字wirejet 上漆頭”具體表示W(wǎng)irejet打印機(jī)中所用類型的上漆頭。更一般地講，“數(shù)字上漆方法”可以 是上述數(shù)字上漆技術(shù)或者適用于本文所述的系統(tǒng)和方法的數(shù)字上漆技術(shù)中的任一種，包括能夠適于以流體形式分配漆料的噴墨或激光打印技術(shù)。這包括例如固態(tài)涂敷，其可被烘烤 至最終覆層；或氣態(tài)(例如，氣體或氣態(tài)懸浮液)涂敷，例如噴涂。應(yīng)理解，在數(shù)字上漆方法 中可以以流體形式涂敷多種材料，包括油基漆料、丙烯酸樹脂漆料、氨基甲酸酯、聚氨酯、瓷 漆等。本文使用的漆料可包含顏色用顏料、結(jié)構(gòu)用粘結(jié)劑(例如丙烯酸樹脂、聚氨酯、聚酯、 三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂、油)和調(diào)節(jié)粘度用溶劑等(例如脂肪族化合物、芳香族化合物、 醇類、酮類、石油餾出物、酯類、乙二醇醚、低分子量合成樹脂等)、以及用于在涂敷的漆料中 控制處理性質(zhì)或提供改善性能的其他相混添加劑(例如防凍劑、抗菌劑、顏料穩(wěn)定劑等)。 漆料還可根據(jù)固化機(jī)理分類，例如其可包括通過溶劑蒸鍍的干燥型、氧化交聯(lián)型、催化聚合 型、和聚結(jié)型。在本文所述的典型牙科應(yīng)用中，可以使用任何這種能夠以流體形式涂敷的材 料，前提條件是其能夠被干燥、加熱、或固化成適用于牙齒制品中的表面。圖1示出可使用本文所述技術(shù)制備的牙齒制品。盡管圖1中所示的牙齒制品100 為牙冠，但是應(yīng)理解，上述牙齒制品中的任一種也可使用本文所述技術(shù)類似地制備。牙齒制品100包括下層結(jié)構(gòu)102以及使用本文所述數(shù)字上漆技術(shù)中的任一種形成 的外層104。通常，下層結(jié)構(gòu)102可占牙齒制品100的大部分體積，并且為牙齒制品100提 供結(jié)構(gòu)支承和強(qiáng)度。外層104可由適于口腔內(nèi)使用的任何材料形成，并且可提供與被置換 的牙齒結(jié)構(gòu)的美觀和功能一致的表面光潔度。在完成制備后，牙齒制品100被安放于牙齒 106的相配的制備牙齒表面上。圖1不應(yīng)被理解為限制性的。牙齒106可以是任意牙齒，包 括臼齒、前白齒、犬齒和門齒。類似地，牙齒制品100可以是修復(fù)物(例如牙冠、鑲嵌物、高 嵌體或鑲面)、假體(例如假牙或植入物)、或者可使用上述技術(shù)有效接納外層104的任意 其他牙齒制品。圖2示出對牙齒制品進(jìn)行數(shù)字上漆的方法200。如步驟202所示，該方法可由制備 下層結(jié)構(gòu)開始。有許多種材料和技術(shù)能夠制備可適用于本文所述系統(tǒng)和方法的牙齒制品。所述制備可使用快速制備技術(shù)(例如立體平版印刷術(shù)、數(shù)字光處理、三維印刷和 計(jì)算機(jī)控制的研磨)來進(jìn)行。通常，這些技術(shù)依賴于齒系的數(shù)字三維模型來驅(qū)動快速制 備設(shè)備的操作。在某些情況下，所述模型可通過在為牙齒制品制備牙齒表面之前和之后 對齒系(包括齒系的三維模型)進(jìn)行直接掃描來獲得。在其他情況下，可使用(例如) 常規(guī)印模技術(shù)獲取關(guān)注的一個(gè)區(qū)域或多個(gè)區(qū)域的倒模，通過對齒系的物理印模進(jìn)行口腔 外掃描來獲得數(shù)字模型?？墒褂萌魏芜m當(dāng)精確度的三維掃描系統(tǒng)來進(jìn)行掃描。合適的 基于視頻的掃描系統(tǒng)在例如下列專利申請中有所描述，所述各專利申請以引用方式全文 并入本文中:Zhang等人的美國專利申請No. 11/270，135，名稱為"DeterminingCamera Motio n”，該申請?zhí)峤挥?005年11月9日并作為美國公開No. 2007/0103460公布于2007 年5月10日；Kriveshko等人的美國專利申請No. 11/469,869，名稱為“Superposition for Visualization ofThree-Dimensional Data Acquisition，，,該申請?zhí)峤挥?2006 年 9 月3日并作為美國公開No. 2007/0172101公布于2007年7月26日；以及Rohcily等人的 美國專利申請 No. 11/530，420，名稱為 “Three-ChannelCamera Systems with Collinear Apertures”，該申請?zhí)峤挥?006年9月8日并作為美國公開No. 2007/0188769公布于2007 年8月16日。已知用于三維圖像采集的其他三維掃描技術(shù)包括基于結(jié)構(gòu)光的技術(shù)、激光掃 描技術(shù)、直接測距技術(shù)等。任何這種能夠適于獲得適當(dāng)精確度和準(zhǔn)確度的三維模型以便于 制備牙齒制品的技術(shù)都可用于本文所述的系統(tǒng)和方法。無論如何獲得，應(yīng)理解，均可針對物理約束(例如材料回縮、膠結(jié)空隙、以及涂敷于下層結(jié)構(gòu)的漆料或其他涂飾材料的層厚度) 補(bǔ)償下層結(jié)構(gòu)的數(shù)字模型。三維表面數(shù)據(jù)的直接獲取可有效提供制備制品過程中可用的許多類型的數(shù)據(jù)，例 如關(guān)于如何使制品與制備的牙齒表面相配的數(shù)據(jù)、如何使制品成形以匹配去除的牙齒表面 的數(shù)據(jù)以及如何調(diào)整制品以與周圍牙齒一起使用的數(shù)據(jù)。然而，還應(yīng)理解，還有許多已知 的其他技術(shù)用于制備牙齒制品。例如，傳統(tǒng)上使用由各種彈性體和其他材料取得的人齒系 的物理印模來制備牙齒制品(例如牙冠、鑲嵌物、高嵌體等)。這些印模隨后被切削為工作 模具以便于由此直接人工制備牙齒制品。還有許多使用自支撐、延展性、可固化材料來直 接制備牙齒制品的技術(shù)，例如在下列美國專利申請中所描述的那些，所述各專利申請以引 用方式全文并入本文中Karim等人的美國專利申請No. 10/921，648，名稱為“Hardenable Dental Article and Method of Manufacturing theSame", ^itJI^T 2004 ^ 8 19 日并作為美國公開No. 2005/0100868公布于2005年5月12日；Karim等人的美國專利申請 No. 10/749，306，名稱為“Curable Dental Mill Blanks and RelatedMethods，，，該申請?zhí)峤?于2003年12月31日并作為美國公開No. 2005/0147944公布于2005年7月7日；Kvitrud等 人的美國專利申請No. 10/643，771，名稱為“Dental Crown Forms and Methods”，該申請?zhí)?交于2003年8月19日并作為美國公開No. 2005/0042577公布于2005年2月24日；Oxman等 人的美國專利申請No. 10/643，748，名稱為“Dental Article Forms and Methods”，該申請 提交于2003年8月19日并作為美國公開No. 2005/0042576公布于2005年2月24日；Karim 等人的美國專利申請 No. 10/219, 398，名稱為 “HardenableSelf-Supporting Structures and Methods”，該申請?zhí)峤挥谔峤挥?002年8月15日并作為美國公開No. 2003/0114553 公布于2003年6月19日；以及Karim等人的國際專利申請No. US06/016197，名稱為 "MalleableSymmetric Dental Crowns，，。在步驟202中可采用這些技術(shù)中的任一種或其組合、以及其他技術(shù)來制備下層結(jié) 構(gòu)。通常，當(dāng)參照制備使用時(shí)，術(shù)語“添加”旨在表示除了研磨(其在本文被稱為“刪減” 法)之外的方法。其他“刪減”法可從工件去除材料，例如研磨、拋光、受控蒸發(fā)、電火花研 磨(EDM)、通過水噴或激光的切削、或者任意其他切削、去除、成形或雕刻材料的方法。通常， 為了本公開的目的，人工成形或裝配成所需形式的SMC材料的使用被認(rèn)為是“添加”，除非 研磨方法或其他數(shù)字控制的刪減方法被用于使這種材料成形為牙齒制品。無論如何制備下 層結(jié)構(gòu)，方法200可進(jìn)行至步驟204，在步驟204中，制備下層結(jié)構(gòu)的表面以用于上漆。在步驟204中可采用多個(gè)制備步驟。下層結(jié)構(gòu)可被干燥，特別是在下層結(jié)構(gòu)的制 備采用流體(例如使用研磨用潤滑劑)的情況下?？蓮娜我庵С薪Y(jié)構(gòu)修剪下層結(jié)構(gòu)，然后 對其進(jìn)行砂磨或平滑。如果采用了可固化材料，則下層結(jié)構(gòu)可被部分或全部固化。另外，在 涂敷美觀或功能漆料層之前，可將密封劑或底漆涂敷到下層結(jié)構(gòu)。在制備好所述表面后，方法200可進(jìn)行至步驟206，在步驟206中，對下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行 數(shù)字上漆。多種合適的數(shù)字上漆技術(shù)如上所述。通常，多種流體可有效地用于對牙齒制品進(jìn)行數(shù)字上漆。這可包括瓷料、樹脂、丙 烯酸類聚合物以及任意其他合適的材料。使用數(shù)字控制的上漆方法，為下層結(jié)構(gòu)涂敷的外 層可在不同區(qū)域具有不同顏色。另外，可涂敷具有變化的顏色和不透明度的多層，以構(gòu)建非 常接近于天然齒系的表面。在一個(gè)方面，關(guān)于顏色的視覺信息可從牙科患者的天然齒系采
9集，并且該顏色信息可用于在牙齒制品上生成對應(yīng)表面。各種染料可用于獲得不同的顏色， 所述染料可被提供給數(shù)字上漆器作為多個(gè)離散的漆料源選擇，或者可被添加使得漆料從上 漆頭分配以允許計(jì)算機(jī)控制的顏色生成。在其它實(shí)施例中，可通過兩個(gè)或更多個(gè)漆料噴頭 或印刷頭同時(shí)涂敷具有不同離散顏色的漆料，以獲得混合顏色。數(shù)字上漆系統(tǒng)可提供可移 動的上漆頭，或者牙齒制品可被固定至可移動的安裝座上，所述安裝座提供沿著多個(gè)軸的 平移和旋轉(zhuǎn)，使得牙齒制品表面上的區(qū)域可被選擇性地定位于固定的上漆頭前面。在任一 種情況下，下層結(jié)構(gòu)的數(shù)字模型可用于控制定位。數(shù)字上漆系統(tǒng)可包括(另外或作為替代) 位置或范圍檢測以幫助確保漆料在靶制品上的精確分配。在將外層數(shù)字上漆到下層結(jié)構(gòu)上之后，方法200可進(jìn)行至步驟208，在步驟208中， 將上漆的下層結(jié)構(gòu)固化。應(yīng)理解，固化可大部分取決于下層結(jié)構(gòu)和外層所用的材料。下層結(jié)構(gòu)可需要通過 熱、光、壓力等來固化，以實(shí)現(xiàn)所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，外層可通過溶劑、稀釋劑等的蒸鍍來 固化，或者可需要熱、光、壓力、真空、電磁波等來引發(fā)或加快聚合或其他固化過程(當(dāng)然， 這取決于外層中使用的材料的性質(zhì))。固化可通過兩個(gè)或更多個(gè)固化條件循環(huán)來實(shí)現(xiàn)或加 速。如步驟210中所示，上漆和固化的牙齒制品可最終被施加至牙殘樁等，以便于最 終使用。這可包括任意常規(guī)的精修步驟，包括測試配合、調(diào)節(jié)、膠結(jié)等。應(yīng)理解，前面描述是非限制性例子，在本文所述的數(shù)字上漆方法中可采用材料和 步驟的多種變型。例如，在數(shù)字漆料層完全固化后，可以涂敷一個(gè)或多個(gè)附加層(各個(gè)附加 層可能在不同區(qū)域具有不同顏色和不透明度)，隨后使附加層固化。在另一個(gè)實(shí)施例中，在 添加另一個(gè)層之前可使層部分固化。所有這些變型對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說都是清楚 的，并且旨在落入本公開的范圍內(nèi)。圖3示出用于對牙齒制品進(jìn)行數(shù)字上漆的裝置300。通常，裝置300包括數(shù)字上漆 頭302、固定牙齒制品306 (具有粘合表面308和功能表面310)的安裝裝置304、以及控制 器312。裝置300還可包含研磨機(jī)314或其他切削工具。數(shù)字上漆頭302可以是連接到對漆料的分配進(jìn)行數(shù)字控制的數(shù)字上漆系統(tǒng)的任 意裝置。數(shù)字上漆系統(tǒng)可提供對漆料、染料混合物、稀釋劑等的類型的計(jì)算機(jī)控制，并且可 (另外或作為替代)提供將涂敷到特定位置處的兩種或更多種不同漆料之間的計(jì)算機(jī)選 擇。在一個(gè)方面，數(shù)字上漆頭302本身可具有可控的位置，使得噴頭302可被引導(dǎo)在將被待 上漆的三維表面上方，或者數(shù)字上漆頭302可保持固定，同時(shí)對象在其下方(在計(jì)算機(jī)控制 下)移動。數(shù)字上漆頭302可按照液滴、氣態(tài)懸浮液、流體流或者適合于控制靶上的分配的 任何其它方式來涂敷漆料。此外，如上所示，任何適合用作牙齒制品的涂層并且可以得到流 體形式的物質(zhì)可用于本文所述的數(shù)字上漆頭302。在一個(gè)方面，數(shù)字上漆頭可以是上述數(shù)字 控制的wire jet上漆頭。可類似地采用適用于將流體分配至表面的選擇位置的任何其他單 色或多色印刷頭。通常，數(shù)字上漆頭應(yīng)該能夠通過選擇性地涂敷不同的漆料，或者通過對染 料和其他材料進(jìn)行空中混合，來在天然齒系顏色空間內(nèi)遞送漆料。另外，可通過漆料粘結(jié)劑 內(nèi)的填料和其他材料來有效控制不透明度。安裝裝置304可以是適用于將牙齒制品306保持在所需位置的任意裝置。這可包 括夾具、夾子、粘合劑、機(jī)械摩擦件(其可被加工成牙齒制品306)等。在一個(gè)方面，安裝裝置304可將牙齒制品306保持在基本上固定的位置。在另一方面，安裝裝置304可操作以 沿任意數(shù)量的軸平移或旋轉(zhuǎn)地移動牙齒制品306，以使牙齒制品306的表面上的所需點(diǎn)定 位在上漆頭302 (或切削工具314)下方。三個(gè)平移自由度和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度可設(shè)置有合適 的電子機(jī)械式組件，并且可足夠使用固定的上漆頭涂覆牙齒制品306的任意表面。在另一 方面，可在整個(gè)數(shù)字上漆頭302和安裝裝置304上分配運(yùn)動控制。因此，例如，安裝裝置304 可賦予牙齒制品312圍繞單個(gè)軸的受控旋轉(zhuǎn)取向，而數(shù)字上漆頭302可沿著兩個(gè)軸(例如 平行于旋轉(zhuǎn)軸，正交于旋轉(zhuǎn)軸)平移，使得安裝裝置304和數(shù)字上漆頭302的組合運(yùn)動可將 上漆頭302定位，以將漆料涂覆至牙齒制品306的任意表面區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字 上漆頭302可具有單一平移自由度，其控制例如數(shù)字上漆頭302與安裝裝置304的兩個(gè)平 移自由度所提供的運(yùn)動平面之間的距離。牙齒制品306 (可以是上述牙齒制品中的任一種)可包括粘合表面308和功能表 面310。粘合表面308可被成形為配合到牙科患者的齒系中的相配的制備牙齒表面上。粘 合表面308的形式可通過(例如)制備牙齒表面的物理印?；驋呙鑱泶_定。功能表面310 可以用對應(yīng)的結(jié)構(gòu)和美觀性能來代替天然牙齒的表面。功能表面310可由適用于口腔內(nèi)使 用或者可固化成適用于口腔內(nèi)使用的任何物質(zhì)形成，并且可使用本文所述數(shù)字上漆技術(shù)來 構(gòu)建?？刂破?12可與數(shù)字上漆頭302 (或相關(guān)的數(shù)字上漆系統(tǒng))通信，以控制漆料在牙 齒制品306上的分配。這可包括選擇性地將不同漆料涂敷至牙齒制品的不同位置，以及選 擇性將不同漆料涂敷至功能表面310的不同層(其可由任意數(shù)量的數(shù)字上漆層形成)?？?制器312可控制數(shù)字上漆頭302的位置，或者可控制安裝裝置304的位置，使得牙齒制品 306的不同表面被暴露于上漆頭。在牙齒制品306的定位過程中，控制器312可采用牙齒制 品306的數(shù)字三維模型、以及關(guān)于牙齒制品306沿其表面的顏色、不透明度、紋理等的信息。 應(yīng)理解，盡管數(shù)字上漆頭302旨在涂覆牙齒制品306的功能表面310，但是上漆頭可以(另 外或作為替代)有效地用于將密封劑、粘合劑、粘合劑前體、或任何其他有用的材料涂敷至 粘合表面308或功能表面310。應(yīng)理解，控制器以及由控制器執(zhí)行的處理可以以適用于本文所述數(shù)據(jù)采集和制備 技術(shù)的硬件、軟件、或其任意組合來實(shí)現(xiàn)。這包括以一個(gè)或多個(gè)微處理器、微控制器、嵌入式 微控制器、可編程數(shù)字信號處理器或其他可編程裝置、以及內(nèi)部和/或外部存儲器來實(shí)現(xiàn)。 所述實(shí)現(xiàn)可(另外或作為替代)包括一個(gè)或多個(gè)專用集成電路、可編程邏輯門陣列、可編程 陣列邏輯組件、或其他可構(gòu)造用于處理電子信號的任意一個(gè)或多個(gè)裝置。還應(yīng)理解，實(shí)現(xiàn)可 包括使用結(jié)構(gòu)化編程語言(例如C)、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言(例如C++)、或任意其他高級或 低級編程語言(包括匯編語言、硬件描述語言以及數(shù)據(jù)庫編程語言和技術(shù))創(chuàng)建的計(jì)算機(jī) 可執(zhí)行代碼，所述代碼可被存儲、編譯或解釋，以在上述裝置以及處理器的異機(jī)種組合、處 理器架構(gòu)或不同硬件和軟件的組合中的一者上運(yùn)行。同時(shí)，可以按照多種方式在整個(gè)裝置， 例如控制器312和數(shù)字上漆頭302 (和切削工具314)上分配處理，或者所有的功能可集成 到專用獨(dú)立式裝置中。所有這些排列和組合都旨在落入本公開的范圍內(nèi)。切削工具314可有效地包括在裝置300中，并且具有相關(guān)的數(shù)字控制研磨機(jī)或類 似硬件。切削工具314可在控制器的控制下操作，以通過移動切削工具314，或者通過移動 具有可移動的安裝座304的牙齒制品306，或者通過它們的一些組合，來使牙齒制品306的一個(gè)或多個(gè)表面成形。盡管示出了單一切削工具314，但應(yīng)理解，多種計(jì)算機(jī)控制的研磨機(jī) 提供多個(gè)切削工具和/或提供具有可互換的切削器械(所述切削器械具有不同的粗糙度、 硬度和形狀)的切削工具。連同數(shù)字上漆頭302，切削工具314或相關(guān)研磨機(jī)或者控制器 312可使用牙齒制品的三維模型來控制從牙齒制品306的表面去除材料。在實(shí)施例中，裝 置300可用于接納研磨坯料、使研磨坯料成形、以及精修具有一層或多層漆料的成形制品， 所有這些都在控制器312的控制下。
盡管已經(jīng)結(jié)合某些優(yōu)選實(shí)施例公開了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到 其他實(shí)施例，并且所有這些變型、修改和替換都旨在落入本公開的范圍內(nèi)。因此，參照所附 權(quán)利要求來理解本發(fā)明，所述權(quán)利要求按照法律所允許的最廣意義來解釋。
權(quán)利要求
一種方法，包括使用添加法制備牙齒制品的下層結(jié)構(gòu)，所述牙齒制品包括具有粘合表面和功能表面的體積，所述粘合表面成形用于附接到人齒系中的位點(diǎn)，所述功能表面成形用于置換從所述位點(diǎn)去除的牙結(jié)構(gòu)；以及使用數(shù)字上漆方法向所述下層結(jié)構(gòu)添加至少一層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述下層結(jié)構(gòu)占所述牙齒制品的大部分體積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括接收所述牙齒制品的數(shù)字模型，并根據(jù)所述數(shù) 字模型來數(shù)字地制備所述下層結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述添加法包括立體平版印刷術(shù)、數(shù)字光處理和 三維印刷中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述下層結(jié)構(gòu)是未固化的，所述方法還包括在制 備所述下層結(jié)構(gòu)之后并且在添加至少一層之前固化所述下層結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述下層結(jié)構(gòu)是未固化的，所述方法還包括在添 加至少一層之后固化所述下層結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中添加至少一層包括使用所述數(shù)字上漆方法來添加 多個(gè)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述多個(gè)層包含兩種或更多種不同的材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述兩種或更多種不同的材料的顏色和不透明度 被選擇以賦予所述牙齒制品與從所述位點(diǎn)去除的所述牙結(jié)構(gòu)類似的外觀。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中添加至少一層包括向所述功能表面添加至少一 層，所述至少一層在所述功能表面的兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域包含兩種或更多種不同的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述兩種或更多種不同的材料各自具有不同的 不透明度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述兩種或更多種不同的材料各自具有不同的顏色。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括固化所述至少一層以得到固化層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中固化包括使所述至少一層暴露于光、電磁波、 熱、真空和壓力中的一種或多種。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中固化所述至少一層包括施加多個(gè)固化條件循環(huán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括向所述固化層添加至少一個(gè)附加層。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括部分固化所述至少一層，以在使用所述數(shù)字上 漆方法向部分固化層添加至少一個(gè)附加層之前得到所述部分固化層。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述牙齒制品包括牙橋、牙冠、牙內(nèi)冠和高嵌體 中的一種或多種。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括處理所述下層結(jié)構(gòu)的表面以改善與所述至少一層的粘合。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中添加至少一層包括提供固定的上漆頭并且數(shù)字 地控制所述下層結(jié)構(gòu)的位置，以在其功能表面上分配漆料。
21.一種裝置，所述裝置包括在基本上固定的位置處的數(shù)字上漆頭，所述數(shù)字上漆頭適于選擇性地將至少一種材料 遞送至上漆表面，所述至少一種材料可固化成適用于口腔內(nèi)使用的材料；安裝裝置，所述安裝裝置適于按照至少三個(gè)平移自由度和至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度來控制 牙齒制品的下層結(jié)構(gòu)的位置，所述牙齒制品使用添加法制備，并且所述牙齒制品包括具有 粘合表面和功能表面的體積，所述粘合表面成形用于附接到人齒系中的位點(diǎn)，所述功能表 面成形用于置換從所述位點(diǎn)去除的牙結(jié)構(gòu)；以及控制器，所述控制器被編程，以接收所述下層結(jié)構(gòu)的形狀以及在何處將所述至少一種 材料涂敷至所述下層結(jié)構(gòu)的表面的說明，并且作為響應(yīng)，生成對所述數(shù)字上漆頭和所述安 裝裝置的控制信號，從而對所述下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字上漆。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述數(shù)字上漆頭是數(shù)字wirejet上漆頭。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述數(shù)字上漆頭通過將流體與兩種或更多種不 同的添加劑混合來選擇性地遞送兩種或更多種材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述下層結(jié)構(gòu)占所述牙齒制品的大部分體積。
25.一種裝置，所述裝置包括在基本上固定的旋轉(zhuǎn)取向上的數(shù)字上漆頭，所述數(shù)字上漆頭適于按照至少一個(gè)平移自 由度來移動，并且所述數(shù)字上漆頭適于選擇性地將至少一種材料遞送至上漆表面，所述至 少一種材料可固化成適用于口腔內(nèi)使用的材料；安裝裝置，所述安裝裝置適于按照至少兩個(gè)平移自由度和至少兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度來控制 牙齒制品的下層結(jié)構(gòu)的位置，所述牙齒制品使用添加法制備，并且所述牙齒制品包括具有 粘合表面和功能表面的體積，所述粘合表面成形用于附接到人齒系中的位點(diǎn)，所述功能表 面成形用于置換從所述位點(diǎn)去除的牙結(jié)構(gòu)；以及控制器，所述控制器被編程，以接收所述下層結(jié)構(gòu)的形狀以及在何處將所述至少一種 材料涂敷至所述下層結(jié)構(gòu)的表面的說明，并且作為響應(yīng)，生成對所述數(shù)字上漆頭和所述安 裝裝置的控制信號，從而對所述下層結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)字上漆。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述數(shù)字上漆頭是數(shù)字wirejet上漆頭。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述數(shù)字上漆頭的至少一個(gè)平移自由度控制所 述數(shù)字上漆頭距所述安裝裝置的運(yùn)動平面的距離。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，其中所述下層結(jié)構(gòu)占所述牙齒制品的大部分體積。
全文摘要
本發(fā)明公開了數(shù)字上漆方法，所述方法提供對牙齒制品的計(jì)算機(jī)控制的精修。所述方法可以在牙齒制品的部分上選擇性地涂敷一層或多層不同的材料，以實(shí)現(xiàn)具有多種顏色、光潔度以及緊密匹配人齒系的外觀和功能的表面特性的多色精修。
文檔編號A61C13/08GK101878006SQ200880118362
公開日2010年11月3日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月28日
發(fā)明者奈穆爾·卡里姆, 蘇米塔·B·米特拉 申請人:3M創(chuàng)新有限公司