特表 2024-533454 階層構造及び材料を有するスマート歯科矯正装具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-12

(54)【発明の名称】階層構造及び材料を有するスマート歯科矯正装具

(51)【国際特許分類】

   A61C 7/08 20060101AFI20240905BHJP

【ＦＩ】

A61C7/08

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024515846

(86)(22)【出願日】2022-07-05

(85)【翻訳文提出日】2024-03-11

(86)【国際出願番号】 US2022036122

(87)【国際公開番号】W WO2023278894

(87)【国際公開日】2023-01-05

(31)【優先権主張番号】63/218,232

(32)【優先日】2021-07-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524093106

【氏名又は名称】リー，ダニエル

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】リー，ダニエル

【テーマコード（参考）】

4C052

【Ｆターム（参考）】

4C052JJ01

(57)【要約】

本出願は、歯を再配置するための歯科矯正装置、システム、及び方法に関する。歯科矯正装置は歯科矯正装具の一体片を含み、前記歯科矯正装具は目標歯配列を画定し、少なくとも補強部分及びシェル部分を有する。前記歯科矯正装具は、複数の歯を抱持し、長期間内に漸次的に前記複数の歯を現在の歯配列から前記目標歯配列に弾性的に再配置するように構成される。前記補強部分は第１剛性レベルを有する。前記シェル部分は前記補強部分から延在し、第２剛性レベルを有し、前記第２剛性レベルが前記第１剛性レベルより低い。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

目標歯配列を画定し少なくとも補強部分及びシェル部分を有する歯科矯正装具の一体片を備え、
前記歯科矯正装具は、複数の歯を抱持し、長期間内に漸次的に前記複数の歯を現在の歯配列から前記目標歯配列に弾性的に再配置するように構成され、
前記補強部分は第１剛性レベルを有し、
前記シェル部分は前記補強部分から延在し、第２剛性レベルを有し、前記第２剛性レベルが前記第１剛性レベルより低い、歯を再配置するための歯科矯正装置。

【請求項2】

前記歯科矯正装具の一体片は、
それぞれが前記補強部分及び前記シェル部分の少なくとも一方によって囲まれる１つ又は複数の開口を更に備え、前記歯科矯正装具は、前記各開口を介して前記複数の歯の一部を口腔環境に露出させ、前記各開口を通って水を循環できるようにするように構成される、請求項１に記載の歯科矯正装置。

【請求項3】

前記歯科矯正装具の一体片は、前記シェル部分上に形成された１つ又は複数のスリットを更に備え、前記１つ又は複数のスリットは前記１つ又は複数のスリットの周囲で前記第２剛性レベルを局所的に修正するように構成される、請求項１又は２に記載の歯科矯正装置。

【請求項4】

前記歯科矯正装具の一体片は、第１歯の表面を掴み、前記第１歯の前記表面に接する剪断方向に沿って前記第１歯の前記表面に力を加えるように構成された取り付け構造を更に備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項5】

前記取り付け構造はミクロンレベルの複数の取り付け歯を含み、前記取り付け構造の前記複数の取り付け歯の表面はナノメートルレベルで多孔質である、請求項４に記載の歯科矯正装置。

【請求項6】

前記取り付け構造は、前記補強部分及び前記シェル部分の一方の内面に取り付けられ、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に、歯の各サブセットに接触しているように構成される、請求項４又は５に記載の歯科矯正装置。

【請求項7】

前記取り付け構造は、前記補強部分又は前記シェル部分の本体から延在し、それと同じタイプの材料を含む、請求項４から６のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項8】

前記取り付け構造は、第１取り付け構造を含み、前記補強部分及び前記シェル部分の一方を介して第２取り付け構造に物理的に結合される、請求項置４から７のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項9】

前記補強部分は延在アームを有し、前記取り付け構造は前記延在アームの先端エリアに位置する、請求項４から７のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項10】

前記取り付け構造は、第１取り付け構造を含み、前記第１歯の前記表面は第１表面を含み、前記歯科矯正装具の一体片は、
前記第１歯上で前記第１表面に対向する前記第１歯の第２表面を掴むように構成された第２取り付け構造を更に備え、
前記第２取り付け構造は、前記第１歯の前記第２表面に接する第２剪断方向に沿って前記第１歯の前記第２表面上に第２引張力を加えるように構成され、前記第１及び第２引張力が前記長期間内に漸次的に前記第１歯を回転させるように構成される、請求項４から７のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項11】

前記取り付け構造は、第１取り付け構造を含み、前記歯科矯正装具の一体片は、
前記第１歯に直ぐ隣接する第２歯の表面を掴むように構成された第２取り付け構造を更に備え、前記第１及び第２取り付け構造の両方とも前記補強部分から延在し、前記第１と第２歯を互いに向かって引っ張るように構成される、請求項４から７のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項12】

前記補強部分及び前記シェル部分は第１装具材料を含み、前記補強部分は、前記シェル部分の第２厚さを上回る第１厚さを有する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項13】

前記補強部分は第１装具材料を含み、前記シェル部分は前記第１装具材料と異なる第２装具材料を含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項14】

前記補強部分は、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に第１歯と整列し、接触するように構成され、
前記補強部分は前記歯科矯正装具の一体片上の第１位置に位置し、
前記第１位置及び第１剛性レベルは、前記第１歯上に加える力を生成することで、前記現在の歯配列から前記目標歯配列への前記複数の歯の再配置を容易にするように構成される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項15】

前記補強部分は第１エリアを有し、
前記シェル部分は前記第１エリアより大きい第２エリアを有し、
前記シェル部分は少なくとも部分的に前記補強部分に重なる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項16】

前記シェル部分は完全に前記補強部分に重なり、前記補強部分は、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に、歯の各サブセットに接触しているように構成される、請求項１５に記載の歯科矯正装置。

【請求項17】

前記シェル部分は完全に前記補強部分に重なり、前記補強部分は、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に、前記シェル部分によって前記複数の歯から分離されるように構成される、請求項１５に記載の歯科矯正装置。

【請求項18】

前記補強部分は、固体片、複数のリブを有する骨格、フレーム、グリッド、及びリングのうちの１つ又は複数を含む、請求項１から１７のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項19】

多角形構造が、前記複数の歯のうちの１つの表面に取り付けられ、前記複数の歯のうちの前記１つの前記表面に実質的に垂直な複数の受け面を有し、前記歯科矯正装具の一体片は、
それぞれが、前記多角形構造の前記複数の受け面の各々を掴み、そこに引張力又は押圧力を加えるように構成された１つ又は複数の取り付け構造を更に備える、請求項１から１８のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項20】

前記歯科矯正装具の一体片は、前記補強部分又はシェル部分の外面に結合されたアクチュエータを更に備え、前記アクチュエータが前記複数の歯のサブセットに加える刺激を生成するように構成される、請求項１から１９のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項21】

前記複数の歯は２つの対向する端部の歯の間に位置する多数の連続した歯を含み、前記歯科矯正装具の一体片は、
それぞれ前記２つの端部の歯を抱持するように構成された２つの端部部分と、
前記２つの端部部分に結合され、前記２つの端部部分の相対位置を制御するために刺激を加えるように構成されたアクチュエータと、を更に備える、請求項１から２０のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項22】

前記歯科矯正装具の一体片はセンサを更に備え、前記センサが前記歯科矯正装具の境界面又は外面に取り付けられ、複数の歯の特徴を監視するように構成される、請求項１から２１のいずれか１項に記載の歯科矯正装置。

【請求項23】

歯科矯正装具によって達成される中間歯配列を患者の歯の幾何学的情報に基づいて決定するステップと、
歯科矯正装具の一体片を提供するステップであって、前記歯科矯正装具は、複数の歯を抱持し、長期間内に漸次的に前記複数の歯を現在の歯配列から目標歯配列に弾性的に再配置するように構成されるステップと、を含み、前記提供は、
患者の歯の解剖学的情報に基づいて前記中間歯配列を前記目標歯配列に調整するステップと、
前記患者の歯の前記解剖学的情報に基づいて前記目標歯配列上で補強部分及びシェル部分を特定するステップと、
第１剛性レベルを有する前記補強部分を形成するステップと、
前記補強部分から延在し第２剛性レベルを有する前記シェル部分を形成するステップであって、前記第２剛性レベルが前記第１剛性レベルより低いステップと、を更に含む、歯を再配置するための方法。

【請求項24】

前記歯科矯正装置は請求項１から２２のいずれか１項に記載のように提供される、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

歯科矯正装具によって達成される目標歯配列を決定するステップと、
患者の歯の解剖学的情報に基づいて前記目標歯配列上で補強部分及びシェル部分を特定するステップと、
歯科矯正装具の一体片を提供するステップであって、前記歯科矯正装具は、複数の歯を抱持し、長期間内に漸次的に前記複数の歯を現在の歯配列から前記目標歯配列に弾性的に再配置するように構成されるステップと、を含み、前記提供は、
第１剛性レベルを有する前記補強部分を形成するステップと、
前記補強部分から延在し第２剛性レベルを有する前記シェル部分を形成するステップであって、前記第２剛性レベルが前記第１剛性レベルより低いステップと、を更に含む、歯を再配置するための方法。

【請求項26】

前記歯科矯正装置は請求項１から２２のいずれか１項に記載のように提供される、請求項２５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２１年７月２日に出願した、発明の名称が「階層構造及び材料を有するスマート歯科矯正装具」である米国仮特許出願第６３／２１８，２３２号の優先権を主張し、その全ての内容は参照によって本出願に組み込まれる。

【0002】

本出願は、一般に歯科矯正に関し、より具体的には、局所的な目標を定めた力を加えて効率的に歯を目標歯配列に再配置するための装置、システム、及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

歯アライナ（例えば、歯列矯正具）は、歯の位置及び顎のアライメントの漸次的な調整に広く応用されている。既存の歯アライナは、患者の歯の目標とされた幾何学的変化に応じて設計され、目標歯配列が一連の漸増的なステップを経て達成される。歯科矯正医は、離散的で段階的な距離で歯列矯正具を巨視的に且つ漸次的に調整して歯を所望の位置に移動させる。歯列矯正具の調整は、歯科矯正医の経験に大きく依存し、歯科矯正プロセスの結果及び時間的長さは歯科矯正医によって大きく異なる。

【0004】

あるいは、取り外し可能なポリマー装具も、目標配列に関連付けられた一連の漸増的な配列と共に使用されている。患者が該一連の漸増的な配列を有するポリマー装具を装着すると、患者の歯は該ポリマー装具によって漸次的に目標配列に再配置される。しかし、該ポリマー装具の該一連の漸増的な配列は力の分布を考慮せずに幾何学的結果を優先するように設計され、即ち、歯科矯正医は、装具と歯の間の正確な接触点を考慮せずに巨視的な歯移動を計画する。各ポリマー装具によって生成される力は、多くの場合不正確でランダムである。局所的な力は、強すぎる又は弱すぎる場合があり、望ましくない方式で相殺される可能性すらあり、それにより、歯の再配置の全コースで装具と歯の間の接触点がランダムに変化する可能性がある。歯の再配置のこのようなランダムさ（「エントロピー」）は、新しいポリマー装具が最初に装着される時にピークに達し、歯が該ポリマー装具の指定された形態学的配列に強制されるにつれて、漸次的に減少し安定する。よって、既存の歯を整列する解決策は、効率的でも生物学的に最適でもない。現在のやり方よりも効率的に歯を再配置するメカニズムがあれば有益であろう。

【発明の概要】

【0005】

本出願は、歯を再配置するための歯科矯正装置、システム、及び方法に関する。一連の歯科矯正装具は、歯を抱持し、前記歯を初期歯配列から最終の目標歯配列に再配置するように連続的に適用される。各歯科矯正装具は、歯科矯正装具の一体片を含み、前記歯を第１歯配列から第２歯配列に弾性的に再配置するように構成される。各歯科矯正装具について、目標を定めた力を受ける選択エリアが特定され、１つ又は複数の選択エリア及び前記目標を定めた力を作るために前記歯科矯正装具上に補強部分及びシェル部分が形成される。前記補強部分は前記シェル部分より高い剛性レベルを有する。加えて、取り付け構造が前記補強部分又はシェル部分の表面上に形成され、前記歯科矯正装具が患者に装着される時に歯の表面を掴んで前記目標を定めた力を伝達する。いくつかの実施形態において、前記選択エリア及び取り付け構造に関連付けられた異なる部分は三次元印刷技術によって形成される。このように、前記一連の歯科矯正装具が前記歯の幾何学的特徴に基づいて設計されるため、各歯科矯正装具の部分は、目標を定めた力を伝達するように選択的に設計されることで、歯の再配置を容易に且つ迅速にする。

【0006】

一態様において、歯を再配置するための歯科矯正装置は、目標歯配列を画定し少なくとも補強部分及びシェル部分を有する歯科矯正装具の一体片を含む。前記歯科矯正装具は、複数の歯を抱持し、長期間内に漸次的に前記複数の歯を現在の歯配列から前記目標歯配列に弾性的に再配置するように構成される。前記補強部分は第１剛性レベルを有する。前記シェル部分は前記補強部分から延在し、第２剛性レベルを有し、前記第２剛性レベルが前記第１剛性レベルより低い。

【0007】

いくつかの実施形態において、前記歯科矯正装具の一体片は、１つ又は複数の開口を更に含む。各開口は前記補強部分及び前記シェル部分の少なくとも一方によって囲まれ、前記歯科矯正装具は、前記各開口を介して前記複数の歯の一部を口腔環境に露出させ、前記各開口を通って水を循環できるようにするように構成される。更に、いくつかの実施形態において、前記１つ又は複数の開口は、前記シェル部分上に形成された１つ又は複数のスリット又は細孔を含み、前記１つ又は複数の開口は、前記１つ又は複数の開口の周囲で前記第２剛性レベルを局所的に修正するように構成される。前記１つ又は複数のスリット又は細孔はアレイとして配置される。いくつかの実施形態において、前記１つ又は複数の開口は、前記補強部分上に形成された１つ又は複数のスリット又は細孔を含み、前記１つ又は複数の開口は、前記１つ又は複数の開口の周囲で前記第１剛性レベルを局所的に修正するように構成される。前記１つ又は複数のスリット又は細孔はアレイとして配置される。

【0008】

いくつかの実施形態において、前記歯科矯正装具の一体片は、前記シェル部分上に形成された１つ又は複数のスリットを更に含む。前記１つ又は複数のスリットは前記１つ又は複数のスリットの周囲で前記第２剛性レベルを局所的に修正するように構成される。

【0009】

いくつかの実施形態において、前記歯科矯正装具の一体片は、取り付け構造を更に含む。前記取り付け構造は、第１歯の表面を掴み、前記第１歯の前記表面に接する剪断方向に沿って前記第１歯の前記表面上に力を加えるように構成される。前記力は任意に引張力又は押圧力である。更に、いくつかの実施形態において、前記取り付け構造はミクロンレベルの複数の取り付け歯を含み、前記取り付け構造の前記複数の取り付け歯の表面はナノメートルレベルで多孔質である。いくつかの実施形態において、前記取り付け構造は、前記補強部分及び前記シェル部分の一方の内面に取り付けられ、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に、歯の各サブセットに接触しているように構成される。いくつかの実施形態において、前記取り付け構造は、前記補強部分又は前記シェル部分の本体から延在し、それと同じタイプの材料を含む。いくつかの実施形態において、前記取り付け構造は、第１取り付け構造を含み、前記補強部分及び前記シェル部分の一方を介して第２取り付け構造に物理的に結合される。いくつかの実施形態において、前記補強部分は延在アームを有し、前記取り付け構造は前記延在アームの先端エリアに位置する。いくつかの実施形態において、前記取り付け構造は、第１取り付け構造を含み、前記第１歯の前記表面は第１表面を含む。前記歯科矯正装具の一体片は、前記第１歯上で前記第１表面に対向する前記第１歯の第２表面を掴むように構成された第２取り付け構造を更に含む。前記第２取り付け構造は、前記第１歯の前記第２表面に接する第２剪断方向に沿って前記第１歯の前記第２表面上に第２引張力を加えるように構成され、前記第１及び第２引張力が前記長期間内に漸次的に前記第１歯を回転させるように構成される。いくつかの実施形態において、前記取り付け構造は、第１取り付け構造を含む。前記歯科矯正装具の一体片は、前記第１歯に直ぐ隣接する第２歯の表面を掴むように構成された第２取り付け構造を更に含む。前記第１及び第２取り付け構造の両方とも前記補強部分から延在し、前記第１と第２歯を互いに向かって引っ張るように構成される。

【0010】

いくつかの実施形態において、前記補強部分及び前記シェル部分は第１装具材料を含み、前記補強部分は、前記シェル部分の第２厚さを上回る第１厚さを有する。

【0011】

いくつかの実施形態において、前記補強部分は第１装具材料を含み、前記シェル部分は前記第１装具材料と異なる第２装具材料を含む。

【0012】

いくつかの実施形態において、前記補強部分は、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に第１歯と整列し、接触するように構成される。前記補強部分は前記歯科矯正装具の一体片上の第１位置に位置する。前記第１位置及び第１剛性レベルは、前記第１歯上に加える力を生成することで、前記現在の歯配列から前記目標歯配列への前記複数の歯の再配置を容易にするように構成される。

【0013】

いくつかの実施形態において、前記補強部分は第１エリアを有する。前記シェル部分は前記第１エリアより大きい第２エリアを有し、前記シェル部分は少なくとも部分的に前記補強部分に重なる。更に、いくつかの実施形態において、前記シェル部分は完全に前記補強部分に重なり、前記補強部分は、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に、歯の各サブセットに接触しているように構成される。いくつかの実施形態において、前記シェル部分は完全に前記補強部分に重なり、前記補強部分は、前記歯科矯正装具が前記複数の歯を抱持するために装着される時に、前記シェル部分によって前記複数の歯から分離されるように構成される。

【0014】

いくつかの実施形態において、前記補強部分は、固体片、複数のリブを有する骨格、フレーム、グリッド、及びリングのうちの１つ又は複数を含む。

【0015】

いくつかの実施形態において、多角形構造が、前記複数の歯のうちの１つの表面に取り付けられ、前記複数の歯のうちの前記１つの前記表面に実質的に垂直な複数の受け面を有する。前記歯科矯正装具の一体片は、それぞれが、前記多角形構造の前記複数の受け面の各々を掴み、そこに引張力又は押圧力を加えるように構成された１つ又は複数の取り付け構造を更に含む。

【0016】

いくつかの実施形態において、前記歯科矯正装具の一体片は、前記補強部分又はシェル部分の外面に結合されたアクチュエータを更に含み、前記アクチュエータが前記複数の歯のサブセットに加える刺激を生成するように構成される。

【0017】

いくつかの実施形態において、前記複数の歯は２つの対向する端部の歯の間に位置する多数の連続した歯を含む。前記歯科矯正装具の一体片は、それぞれ前記２つの端部の歯を抱持するように構成された２つの端部部分と、前記２つの端部部分に結合され、前記２つの端部部分の相対位置を制御するために刺激を加えるように構成されたアクチュエータと、更に含む。

【0018】

いくつかの実施形態において、前記歯科矯正装具の一体片は、センサを更に含む。前記センサは前記歯科矯正装具の境界面又は外面に取り付けられ、複数の歯の特徴を監視するように構成される。

【0019】

別の態様において、歯を再配置するための方法が実施される。前記方法は、歯科矯正装具によって達成される中間歯配列を患者の歯の幾何学的情報に基づいて決定するステップと、歯科矯正装具の一体片を提供するステップと、を含む。前記歯科矯正装具は、複数の歯を抱持し、長期間内に漸次的に前記複数の歯を現在の歯配列から目標歯配列に弾性的に再配置するように構成される。前記歯科矯正装具の一体片の提供は、患者の歯の解剖学的情報に基づいて前記中間歯配列を前記目標歯配列に調整するステップと、前記患者の歯の前記解剖学的情報に基づいて前記目標歯配列上で補強部分及びシェル部分を特定するステップと、第１剛性レベルを有する前記補強部分を形成するステップと、前記補強部分から延在し第２剛性レベルを有する前記シェル部分を形成するステップであって、前記第２剛性レベルが前記第１剛性レベルより低いステップと、を含む。

【0020】

更に別の態様において、歯を再配置するための方法が実施される。前記方法は、歯科矯正装具によって達成される目標歯配列を決定するステップと、患者の歯の解剖学的情報に基づいて前記目標歯配列上で補強部分及びシェル部分を特定するステップと、歯科矯正装具の一体片を提供するステップと、を含む。前記歯科矯正装具は、複数の歯を抱持し、長期間内に漸次的に前記複数の歯を現在の歯配列から前記目標歯配列に弾性的に再配置するように構成される。前記歯科矯正装具の一体片の提供は、第１剛性レベルを有する前記補強部分を形成するステップと、前記補強部分から延在し第２剛性レベルを有する前記シェル部分を形成するステップと、を含む。前記第２剛性レベルが前記第１剛性レベルより低い。

【図面の簡単な説明】

【0021】

実施形態の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成する添付図面は、記載された実施形態を示し、説明と共に基礎原理を解釈するためのものである。

【0022】

【図1】いくつかの実施形態に係る、一連の歯科矯正装具を使用して歯を再配置するプロセスの例のフロー図である。

【0023】

【図2】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２を装着した上歯の列の図である。

【0024】

【図3】いくつかの実施形態に係る、歯の列の物理モデルに基づいて作られた歯科矯正装具の一体片の図である。

【0025】

【図4】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具の取り付け構造及び前記取り付け構造のマイクロレベルの断面図を示す図である。

【0026】

【図5】いくつかの実施形態に係る、前記取り付け構造のマイクロレベルの断面図及び取り付け歯のナノレベルの断面図を示す図である。

【0027】

【図6】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具の取り付け構造を形成するプロセスのフロー図である。

【0028】

【図7】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具の取り付け構造によって歯２０８上に加えられる力を示す。

【0029】

【図8】いくつかの実施形態に係る、歯の挺出、傾斜、及び回転に関連する力のパターンを示す。

【0030】

【図9】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具のシェル部分２０６を形成するためのハニカムアクチュエータの例である。

【0031】

【図10】いくつかの実施形態に係る、通常の材料、オーゼチック材料、及び半オーゼチック材料における力の構成である。

【0032】

【図11】いくつかの実施形態に係る、複数の力コンポーネントを有する歯科矯正装具である。

【0033】

【図12】いくつかの実施形態に係る、第１歯及び第２歯を含む複数の歯を抱持する歯科矯正装具２０２である。

【0034】

【図13】いくつかの実施形態に係る、補強部分とシェル部分との間の異なる配置を有する歯科矯正装具の例である。

【0035】

【図14】いくつかの実施形態に係る、複数の開口を有する歯科矯正装具の例である。

【0036】

【図15】いくつかの実施形態に係る、開口を有さない歯科矯正装具を装着した上歯の列の図である。

【0037】

【図16】いくつかの実施形態に係る、前歯平面に実質的に平行な平面内の歯を傾斜させるための２つの力のパターンを示す。

【0038】

【図17】いくつかの実施形態に係る、２つの力コンポーネントによって押圧される歯の２つの異なる断面図である。

【0039】

【図18】いくつかの実施形態に係る、１つ又は２つの歯を回転させるための力のパターンを示す。

【0040】

【図19】いくつかの実施形態に係る、歯中心軸８０８に沿って歯を引っ張るための力のパターンを示す。

【0041】

【図20】いくつかの実施形態に係る、前記歯の前面に垂直な方向に歯の全体を移動させるための力のパターンを示す。

【0042】

【図21】いくつかの実施形態に係る、２つの直ぐ隣接する歯の間の空間を開くための３つの力のパターンを示す。

【0043】

【図22】いくつかの実施形態に係る、２つの直ぐ隣接する歯の間の空間を閉じるための３つの力のパターンを示す。

【0044】

【図23】いくつかの実施形態に係る、固定源に対して１組の直ぐ隣接する歯を移動させるための力のパターンを示す。

【0045】

【図24】

【図25】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具の取り付け構造と相互作用するために歯上に取り付けられる多角形構造の斜視図である。

【0046】

【図26】いくつかの実施形態に係る、前記歯科矯正装具の前記取り付け構造４０２の力のパターンの６つの例を示す。

【0047】

【図27】いくつかの実施形態に係る、前記歯科矯正装具の前記取り付け構造４０２の力のパターンの別の例を示す。

【0048】

【図28】いくつかの実施形態に係る、その咀嚼面に実質的に平行な歯の断面図である。

【0049】

【図29】いくつかの実施形態に係る、歯の表面（歯メッシュとも呼ばれる）との２つの異なる接触形態を有する２つの力コンポーネントを示す。

【0050】

【図30】いくつかの実施形態に係る、デジタル彫刻におけるネガ形状修正のためのプロセスのフロー図である。

【0051】

【図31】いくつかの実施形態に係る、ネガ彫刻によって生成される力コンポーネントの３つの例を示す。

【0052】

【図32】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具と歯２０８との過剰適合を示す。

【0053】

【図33】いくつかの実施形態に係る、仮想形状修正のプロセスの２つの例を示す。

【0054】

【図34】いくつかの実施形態に係る、歯の固定源を可能にするために適用されるベクトル方向転換を示す。

【0055】

【図35】いくつかの実施形態に係る、アーチ拡張用に適用される歯科矯正装具を示す。

【0056】

【図36】いくつかの実施形態に係る、１つ又は複数のアクチュエータに結合された歯科矯正装具を示す。

【0057】

【図37】いくつかの実施形態に係る、アクチュエータに結合された別の歯科矯正装具を示す。

【0058】

【図38】いくつかの実施形態に係る、ツインブロックを有する１組の歯科矯正装具を示す。

【0059】

【図39】いくつかの実施形態に係る、舌ブロック構造３９０２を有する１組の歯科矯正装具を示す。

【0060】

【図40】いくつかの実施形態に係る、舌刺激装置又は位置決め装置を有する歯科矯正装具を示す。

【0061】

【図41】いくつかの実施形態に係る、シート材料上に作られ、補強部分として適用される補強構造の例である。

【0062】

【図42】いくつかの実施形態に係る、１つ又は複数のセンサに結合された２列の歯を示す。

【0063】

【図43】いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具で適用されるセンサ及びアクチュエータに電力を供給する方法を示す。

【0064】

【図44】いくつかの実施形態に係る、歯を再配置するための歯科矯正装具を形成する方法のフロー図である。

【0065】

【図45】いくつかの実施形態に係る、歯を再配置するための歯科矯正装具を形成するための別の方法のフロー図である。

【0066】

同様の参照番号は、図面のいくつかの図を通じて対応する部品を指す。

【発明を実施するための形態】

【0067】

ここで、その例が添付図面に示された特定の実施形態を詳細に参照する。以下の詳細な説明において、本明細書に提示される主題の理解を助けるために、多数の非限定的な特定の詳細が記載される。しかし、特許請求の範囲から逸脱することなく様々な代替案を使用でき、これらの特定の詳細なしに前記主題を実施できることは、当業者に自明であろう。例えば、本明細書に提示される主題がデジタルビデオ機能を有する多くのタイプの電子デバイスで実施できることは、当業者に自明であろう。

【0068】

本出願の様々な実施形態は、歯を再配置するための歯科矯正装置、システム、及び方法に関する。一連の歯科矯正装具は、歯を初期歯配列から最終の目標歯配列に再配置するように連続的に適用される。各歯科矯正装具は、少なくとも補強部分及びシェル部分を有する歯科矯正装具の一体片を含む。前記補強部分は前記シェル部分より高い剛性レベルを有する。異なる部分は、患者の歯の生物学的及び解剖学的特徴に基づいて設計される。例えば、補強部分は、歯を治療前の位置及び向きから目標の向き及び位置に移動させるように歯冠に作用する正確な力ベクトルを生成することができる。対応する移動経路及び速度は、生理学的限界及び最適な力プロファイルに基づいて最適化される。力ベクトルは、生成されて回転中心及び抵抗中心に適用されることで、歯移動のランダムさを低減し、望ましくない力を排除する。このように、対応する歯再配置プロセスは、効率的な歯移動によって推進され（例えば、結果に過度に着目せずに）、患者のために迅速化及び短縮することができる。

【0069】

図１は、いくつかの実施形態に係る、一連の歯科矯正装具を使用して歯を再配置するプロセス１００の例のフロー図である。便宜上、プロセス１００はコンピュータシステムによって実施又は制御されるように説明される。一連の歯科矯正装具は、患者に連続的に装着され、患者の歯を治療前の歯配列１０２Ａから治療後の歯配列１０２Ｂに再配置するように構成される。入力１０２は、治療前歯配列１０２Ａの情報及び治療後歯配列１０２Ｂの情報を含む。コンピュータシステムは、治療前歯配列１０２Ａから治療後歯配列１０２Ｂまでの複数の幾何学的配列を含む経路を幾何学的に計算する（１０４）。複数の幾何学的配列は、患者の歯の根、骨、及び力ベクトルのグラフ分析マップ１０８を生成するために、患者の歯の根モフォロジー及び有効抵抗に基づいて分析される（１０６）。コンピュータシステムは、歯の抵抗中心、回転中心、及び／又はピボットに基づいて歯冠上の集約力ベクトルを決定し（１１０）、ベクトル最適化グラフ１１２を生成する。コンピュータシステムは、歯科矯正装具によって再配置された複数の歯の集約力ベクトルが、異なる時点で、及び全治療コース中に、最適化されているか否かを決定し（１１４）、そして、一連の歯科矯正装具の歯配列を調整し、これはいくつかの実施形態において繰り返し実施する。このため、経路は、歯科矯正装具によって再配置された複数の歯の集約力ベクトルについて所望の性能を提供するように調整される（１１６）。

【0070】

いくつかの実施形態において、力最適化（１１４）に続いて、コンピュータシステムは物理特徴生成器に１つ又は複数の力を加え、例えば、物理特徴生成器１１８に直接三次元（３Ｄ）印刷－複数材料力を加え、物理特徴生成器１２０に直接３Ｄ印刷－単一材料力を加え、物理特徴生成器１２２に熱成形力を加える。１つ又は複数の補強部分及び１つ又は複数のシェル部分は、複数の歯の力ベクトルを可能にするために、一連の歯科矯正装具の各々上で特定される（１２４）。一連の歯配列は、一連の歯科矯正装具について決定され（１２６）、特定された補強部分及びシェル部分を含む各歯配列を含む。コンピュータシステムは、患者の歯に許容される距離限界を患者の歯の解剖学的情報に基づいて決定する（１２８）。一連の歯科矯正装具の各々は、患者の歯の解剖学的情報に基づいてカスタマイズ・調整された一連の歯配列を提供するために更に調整される（１３０）。

【0071】

コンピュータシステムは、各患者の歯の解剖学的情報に基づいてカスタマイズされた一連の歯科矯正装具の一連の歯配列に、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）出力を出力する。出力は、任意に、直接３Ｄ印刷複数材料出力１３２、直接３Ｄ印刷単一材料出力１３４、及び熱成形出力１３６のうちの１つ又は複数を含む。いくつかの実施形態において、３Ｄ印刷は、直接３Ｄ印刷複数材料出力１３２に基づいて一連の歯科矯正装具を作るために実施され、複数材料は、各歯科矯正装具の補強部分及びシェル部分を印刷するために適用される。あるいは、いくつかの実施形態において、３Ｄ印刷は、直接３Ｄ印刷単一材料出力１３４に基づいて一連の歯科矯正装具を作るために実施され、単一材料は、各歯科矯正装具の補強部分及びシェル部分を形成するために異なる厚さで適用される。あるいは、いくつかの実施形態において、熱成形プロセスは、熱成形出力１３６に基づいて一連の歯科矯正装具を形成するために適用される。

【0072】

プロセス１００は、任意に、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶され、電子システムの１つ又は複数のプロセッサによって実行される命令によって管理される。図１に示す動作の各々は、コンピュータシステムのコンピュータメモリ又は非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令に対応し得る。コンピュータ可読記憶媒体は、磁気もしくは光ディスク記憶装置、フラッシュメモリなどの固体記憶装置、又は他の不揮発性メモリ装置（複数可）を含み得る。コンピュータ可読記憶媒体に記憶された命令は、ソースコード、アセンブリ言語コード、オブジェクトコード、又は１つ又は複数のプロセッサによって解釈実行される他の命令フォーマットのうちの１つ又は複数を含み得る。プロセス１００におけるいくつかの動作は、組み合わせられてもよく、及び／又はいくつかの動作の順序は変更されてもよい。

【0073】

歯科矯正装具に対応する患者の歯の移動経路及び速度は、生理的限界及び最適な力プロファイル１３８に基づいて最適化される。生理的限界は骨リモデリング速度を規定し、生理的速度限界は科学的発見であり、証拠ベースの研究によって定量化される。最適な力プロファイル１３８は、科学的研究から得られ、骨の内部で歯を所望の速度で移動させるために使用される。いくつかの実施形態において、最適な力プロファイル１３８は一次入力（ｆ）として提供され、ここでｆは、任意の特定の時点で歯移動方向に平行な歯根表面に作用するベクトルである。いくつかの実施形態において、治療コース中の任意の時点で、ランダムにサンプリングされた根表面に加えられる任意の力の値は、最適な力プロファイル１３８（ｆ）を超えることはなく、このため、該最適な力プロファイル１３８（ｆ）は歯科矯正装具の制限要因となる。いくつかの実施形態において、治療コース中の任意の時点で、ランダムにサンプリングされた任意の根表面上の任意の力の値は、最適な力プロファイル１３８（ｆ）からの所定のオフセット以下及び以内にある。最適な力プロファイル１３８（ｆ）は、骨の生理機能、細胞活性、バイオモジュレーションの有無、及び他の生物学的制限（例えば、周囲の構造（頬側歯槽骨）に影響を与える力のレベル、根端吸収）の影響を受ける。

【0074】

いくつかの実施形態において、最適な力プロファイル１３８（ｆ）は、骨の生理機能に対する科学的理解及び証拠ベースの定量化が利用可能になるにつれて更新される。最適な力プロファイル１３８（ｆ）は、任意のバイオモジュレーションの有無に応じて調整され、ここでバイオモジュレーションパラメータが科学的に且つ確証的に定量化される。いくつかの実施形態において、最適化は以下の優先順位に従って行われる。
・任意の時間及び歯の向きで、根の前進面（移動方向に垂直な表面）はｆにできるだけ近いベクトル（ｆｔ→ｆ）を受け取る。
・冠に作用する根表面上の全てのｆの集合体はＶと定義される。
・ベクトルＶ（冠を介して作用）は、歯が前後左右にぐらつくことなく歯を（ｆの制約下で）その治療前Ｏ＆Ｐからその目標ｏ＆ｐに移動させるために必要なベクトルである。Ｖは純粋でノイズがない。
・治療前の歯の向き及び配列と目標の歯の向き及び配列との間の経路は３Ｄ空間で最短である必要がある。
・移動先に向かう歯の移動は、できるだけ同時に並進と回転を行う必要がある（類似：並列処理）。
・ベクトルＶは、所望のＶを生成するために歯表面に加える必要がある力に変換され、その後、任意の特定の時刻でのＶの歯表面上における印加点が決定される。

【0075】

歯移動は力コンポーネントに対応する。いくつかの実施形態において、力コンポーネントは、歯科矯正装具の一部としての又は歯に取り付けられた物理構造によって、作られ、１つ又は複数の歯の位置に影響を与える。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具の力コンポーネントのトポロジー又は歯形状の変化により、所望のＶが生成される。何らかの状況では、歯が望ましくない湾曲位置及び向きから目標の位置及び向きに変化するにつれて、歯表面上の最適な力印加点は常に変化する。いくつかの実施形態において、力ベクトルＶは、歯の生体力学的パラメータ、根表面積、根表面モフォロジー、及び根の空間的配列のうちの１つ又は複数により影響され、回転中心、抵抗中心、及びピボットに応じて加えられる。力コンポーネントのトポロジーは、力ベクトルＶと、装具材料の物性と、アライナ材料の相互作用に変換される目標歯配列における歯間の形態学的関係（例えば、ニュートンの第三法則に基づく）と、の影響を受ける。

【0076】

いくつかの実施形態において、一連の歯科矯正装具はエントロピーを減少させるように設計される。力コンポーネント設計のトポロジーは、（１）最適な回転中心及び抵抗中心に作用する最適なベクトルを生成し、（２）力コンポーネントを注意深く整列させることでランダムさを低減し、それによってベクトルをその最適な位置にあるようにし、及び（３）望ましくない漂遊力（ベクトル）及びニュートンの第三法則による干渉の排除を十分に考慮しながら、力コンポーネントを適宜相殺させ及び／又はバランスさせることを目的とする。歯の移動量はプロセス主導で、力の計画から得られるため、歯をどのように効果的に且つ効率的に移動させるかを配慮せずに歯の目的位置を設計し歯を前記目的位置に強制させる数多くの結果主導の解決策よりも効率的な歯再配置の解決策を提供する。

【0077】

図２は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２を装着した上歯の列の図２００である。歯科矯正装具２０２は、目標歯配列を画定し少なくとも補強部分２０４（骨格部分とも呼ばれる）及びシェル部分２０６を有する歯科矯正装具の一体片を含む。歯科矯正装具２０２は、複数の歯２０８（例えば、図２中の上歯の列）を抱持し、長期間内（例えば、１０日以内）に漸次的に複数の歯２０８を現在の歯配列から目標歯配列に弾性的に再配置するように構成される。補強部分２０４は第１剛性レベルを有する。シェル部分２０６は、補強部分２０４から延在し、第２剛性レベルを有する。第２剛性レベルは第１剛性レベルより低い。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、歯２０８を初期歯配列から最終歯配列に再配置するように構成された一連の歯科矯正装具の１つである。再配置プロセス中、一連の歯科矯正装具（例えば、歯科矯正装具２０２）の各々が歯２０８を現在の歯配列から目標の歯位置に再配置するにつれて、歯２０８は複数の中間歯配列を通過する。

【0078】

いくつかの実施形態において、歯科矯正装具の一体片は、複数の開口２１０（例えば、２１０Ａ、２１０Ｂ）を更に含む。各開口２１０は、補強部分２０４及びシェル部分２０６の少なくとも一方に隣接する。歯科矯正装具２０２は、各開口２１０を介して複数の歯を口腔環境に露出させ、各開口２１０を通って水を循環できるようにするように構成される。例えば、第１開口２１０Ａは、補強部分２０４Ａ及びシェル部分２０６に直ぐ隣接し、歯２０８Ａの先端を露出させる。第２開口２１０Ｂは、シェル部分２０６に直ぐ隣接し、歯２０８Ｂの表面を露出させる。いくつかの実施形態において、開口のサブセットは、シェル部分又は補強部分のグリッドに形成される。シェル構造及び補強構造の柔軟性及び強度は切削によって任意に修正される。いくつかの実施形態において、開口２１０はスリット２２０又は孔を含む。これらの開口２１０は、唾液の循環を可能にすることによって口腔の健康を改善し、咬合干渉を排除し、歯科矯正装具２０２の構造特性を修正し、咬合力を利用して歯を移動させる。

【0079】

別の言い方をすれば、いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２の一体片は、補強部分２０４又はシェル部分２０６上に形成された１つ又は複数のスリット２２０を更に含む。１つ又は複数のスリット２２０は１つ又は複数のスリット２２０の周囲で第２剛性レベルを局所的に修正するように構成される。

【0080】

いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、開口を有する水力変位構造（例えば、樹木状又はトラック状）を含む。開口により、唾液は水力変位構造に流入又はそこから流出可能になる。水力変位構造と対応する歯表面との間に空間が生じると、唾液は水力変位構造と歯表面との間をも流れる。水力変位構造は車のタイヤのトレッド模様のように機能する。トレッドにより、車が濡れた路面を走行している時に水は逃がすことができ、そのため、タイヤと路面との接触が効果的に改善される。水力変位構造は、歯接触構造（樹木状、トラック状）及び上記構造間の溝又は開口（タイヤのトレッドに相当）の２つの部分からなってもよい。この設計は、構造と歯表面の間に溜まることなく開口を介して唾液を逃がすことを可能にすることによって、第１構造と歯表面の接触を改善する。

【0081】

いくつかの実施形態において、補強部分２０４Ａは固体片を含む。いくつかの実施形態において、補強部分２０４Ｂは、直ぐ隣接する一対の歯２０８に重なる。いくつかの実施形態において、補強部分２０４Ｃは、中央片に接続された複数のフィンガを有し、複数のフィンガは開口２１０によって分離される。いくつかの実施形態において、補強部分は、複数のリブを有する骨格２０４Ｄ（補強アレイとも呼ばれる）、フレーム２０４Ｅ、グリッド、ビーディング構造２０４Ｆ、リング２０４Ｇ、樹木状構造２０４Ｈ、及びバー２０４Ｉを含む。一例において、固体片の補強部分は、円形（２０４Ｊ）又は不規則な形状（２０４Ａ）を有する。

【0082】

いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２の一体片として、補強部分２０４及びシェル部分２０２は、同じ材料又は異なるタイプの材料で形成され、一方又は両方を損傷することなく互いに分離することはできない。いくつかの実施形態において、補強部分２０４及びシェル部分２０２は３Ｄ印刷によって共に印刷される。いくつかの実施形態において、補強部分２０４及びシェル部分２０２は２ピースとして別々に製造され、接着剤又は締結構造を使用して一体片に組み合わせられる。

【0083】

図３は、いくつかの実施形態に係る、歯２０８の列の物理モデル３２０に基づいて作られた歯科矯正装具２０２の一体片の図である。歯科矯正装具２０２は、物理モデル３２０に基づいて熱成形によって形成される。相補的な取り付け構造は、歯科矯正装具２０２上に取り付け構造を形成するようにこの物理モデル３２０内で構築される。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２の一体片は歯科矯正装具２０２Ａの第１一体片である。歯科矯正装具２０２Ａの第１一体片は歯科矯正装具２０２Ｂの第２一体片と対になる。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２Ａの第１一体片及び歯科矯正装具２０２Ｂの第２一体片の各々は、互いに独立してそれ自体で適用される。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２Ａの第１一体片及び歯科矯正装具２０２Ｂの第２一体片は、上歯と下歯が整列し互いに適切に噛み合うことができるように、共に設計・適用される。

【0084】

図４は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２の取り付け構造４０２、及び前記取り付け構造４０２のマイクロレベルの断面図４０４を示す図である。図５は、いくつかの実施形態に係る、取り付け構造４０２のマイクロレベルの断面図４０４、及び取り付け歯４０６のナノレベルの断面図５０２を示す図である。図２における歯科矯正装具２０２の一体片は、歯２０８の表面２０８Ｓを掴み、歯２０８の表面２０８Ｓに接する剪断方向に沿って歯２０８の表面２０８Ｓに引張力を加えるように構成された取り付け構造４０２を更に含む。いくつかの実施形態において、取り付け構造４０２は、補強部分２０４及びシェル部分２０６の一方の内面に取り付けられ、歯科矯正装具２０２が複数の歯２０８を抱持するために装着される時に、歯２０８の各サブセットと接触しているように構成される。

【0085】

いくつかの実施形態において、取り付け構造４０２は、第１特徴サイズを有する第１レベルの複数の取り付け歯４０６を含む。図５を参照し、いくつかの実施形態において、取り付け構造４０２の複数の取り付け歯４０６の表面５０４は、第２レベルで多孔質であり、第２特徴サイズを有する。第１特徴サイズは第２特徴サイズを上回る。例えば、取り付け構造４０２は、ミクロンレベルの複数の取り付け歯４０６を含み、複数の取り付け歯４０６の表面５０４はナノメートルレベルの多孔質構造を有する。

【0086】

いくつかの実施形態において、取り付け構造４０２は、補強部分２０４又はシェル部分２０６の本体から延在し、それと同じタイプの材料（例えば、第１材料）を含む。例えば、図２中、補強部分２０４Ｃは延在アームを有し、取り付け構造４０２は、延在アームの先端エリアに位置する。いくつかの実施形態において、取り付け構造４０２は３Ｄ印刷機を使用して印刷される。３Ｄ印刷機は、複数の取り付け歯４０６及び対応する多孔質表面構造５０４を含む取り付け構造４０２を直接印刷する。いくつかの実施形態において、３Ｄ印刷機は、第１材料及び第２材料を使用して複数の取り付け歯４０６及び対応する多孔質構造５０４を印刷する。第２材料は、第１材料を攻撃しない溶液を使用して更に溶解される。第２材料が溶解された後、取り付け歯４０６及び多孔質表面構造５０４を有する取り付け構造４０２が形成される。

【0087】

別の言い方をすれば、いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２で適用される取り付け構造４０２は、マクロ、メソ、マイクロ、及び／又はナノ構造レベルでヤモリ接着システムを模倣する。歯科矯正装具３２０の歯との接触エリアは、ヤモリの指先の剛毛エリアに相当する。ヤモリの指先の剛毛エリアは、１００万本の足毛を含み、各足毛は１０００個のへら状の先端を有する。

【0088】

図６は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具の取り付け構造４０２を形成するプロセス６００のフロー図である。歯表面に接触するように構成された材料６０２は、可溶性ナノ粒子６０４を含むように製造される。ナノ粒子注入材料６０２は、熱成形のためにシェル材料と積層され、又は直接３Ｄ印刷技術で直接印刷される。熱成形又は３Ｄ印刷後、露出したナノ粒子６０４は、ナノ粒子６０６によって前に占有されたナノピット６０６を露出させるように化学的又は物理的手段を使用して除去されることで、取り付け構造４０２を形成する。

【0089】

図７は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２の取り付け構造４０２によって歯２０８に加えられる力を示す。各取り付け構造４０２は、歯２０８の各位置に取り付けられ、歯２０８の各力位置で目標を定めた力を提供するように構成される。目標を定めた力は任意に押圧力７０２又は引張力７０４である。引張力７０４は、歯２０８の各力位置に対応する湾曲歯表面上に接線的に加えられる。押圧力７０２は、歯２０８の各力位置に対応する湾曲歯表面上に垂直に加えられる。

【0090】

図８は、いくつかの実施形態に係る、歯の挺出、傾斜、及び回転に関連する力のパターン８００を示す。力８０２は歯に加えようとされる。いくつかの実施形態において、突出構造８０４は、歯を形態学的に修正するために、例えば接着剤を使用して歯の表面に取り付けられる。突出構造８０４の表面は、歯２０８に装着された歯科矯正装具２０２によって加えられる押圧力８０２を受けるように構成される。いくつかの実施形態において、突出構造８０４は手動で除去できず、歯の表面から研磨しなければならない。あるいは、いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２の取り付け構造４０２は、歯科矯正装具２０２が歯２０８に装着される時に、目標位置８０６で歯の表面を掴み、力８０２を生成するように歯を引っ張る。取り付け構造４０２によって生成される力８０２は、目標位置８０６で歯の表面の接線方向と平行な方向を有する。言い換えれば、目標位置８０６は、力８０２に応じて選択される。

【0091】

前歯平面に実質的に平行な平面内に歯が実質的に傾斜される。複数の力は、例えば、前歯平面に実質的に平行な平面上で、同じ歯に加えられて該歯を傾斜させる。いくつかの実施形態において、２つの突出構造８０４Ａ及び８０４Ｂは、歯を形態学的に修正するために、２つの異なる位置で歯の表面に取り付けられる。突出構造８０４Ａ又は８０４Ｂの各表面は、歯２０８に装着された歯科矯正装具２０２によって加えられる押圧力８０２Ａ又は８０２Ｂを受けることで、押圧力８０２Ｂの方向に歯を傾斜させるように構成される。あるいは、いくつかの実施形態において、取り付け構造４０２Ａ及び４０２Ｂは、歯科矯正装具２０２上に形成される。取り付け構造４０２Ａ及び４０２Ｂは、歯科矯正装具２０２が歯２０８に装着される時に、それぞれ、２つの目標位置で歯の表面を掴み、引張力８０２Ａ及び８０２Ｂを生成するように歯を引っ張る。力８０２Ａ及び８０２Ｂは押圧力８０２Ｂの方向に歯を傾斜させる。目標位置は、効率的に歯の傾斜を可能にするように選択される。

【0092】

加えて、いくつかの実施形態において、１つ又は複数の力は、同じ歯２０８に加えられて、例えば、歯の冠及び根を含めて歯を通過する歯軸８０８に対して、歯を回転させる。いくつかの実施形態において、突出構造８１０は、歯を形態学的に修正するために、例えば接着剤を使用して歯の表面に取り付けられる。突出構造８１０の表面は、歯２０８に装着された歯科矯正装具２０２によって加えられる押圧力８１２を受けるように構成される。押圧力８１２は、歯を回転させ（８１４）、歯軸８０８を横方向にシフトさせる（８１４）。あるいは、いくつかの実施形態において、取り付け構造４０２Ｃ及び４０２Ｄは歯科矯正装具２０２上に形成される。取り付け構造４０２Ｃ及び４０２Ｄは、歯科矯正装具２０２が歯２０８に装着される時に、それぞれ、２つの目標位置で歯の表面を掴み、引張力８０２Ｃ及び８０２Ｄを生成するように歯を引っ張る。力８０２Ａ及び８０２Ｂは、歯軸８０８に対して歯を回転させる。目標位置は、歯軸８０８を横方向にシフトさせることなく歯の回転を可能にするように選択される。

【0093】

歯科矯正装具２０２は、歯２０８上に形成された異なる突出構造８０４と共に作動し、突出構造８０４に対して押圧力を生成することができる。突出構造８０４の形状及び得られた有効な力ベクトルは、患者が容易に歯科矯正装具２０２を挿入及び除去できるようにする要件によって更に損なわれる。逆に、歯科矯正装具２０２は、得られたベクトルがきれいで有効であるように、歯２０８の表面を掴み、歯表面に沿って引張作用を加える取り付け構造４０２を提供し、これにより突出構造８０４は不要になる。

【0094】

図９は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２のシェル部分２０６を形成するために使用されるハニカムアクチュエータ９００の例である。補強部分２０４は骨格構造として機能し、構造的安定性及び柔軟性を提供し、正確で制御された力を伝達するように構成される。いくつかの実施形態において、シェル部分２０６はスキン又はシェルとして機能し、基底構造にカバレッジ及び保護を提供し、例えば、歯科矯正装具２０２を手動で頻繁に着脱するなど、人的管理を容易にするために構造と材料をリンクするように構成される。いくつかの実施形態において、シェル部分２０６は、全体的に又は部分的に開放されたハニカムアクチュエータ９００を少なくとも部分的に含む。これにより、歯表面のカバレッジが減少し、更に唾液の流動が促進され、歯科矯正装具２０２が口腔の自己治癒を妨げることが回避される。特に、ハニカムアクチュエータ９００は、咬合エリアにおける歯表面のカバレッジを減少させることで、咬合界面を減少させ、咬合と発音の効率を高める。

【0095】

いくつかの実施形態において、シェル部分２０６は、筋肉として機能し、中間又は組み合わせ材料及び／又は構造を含む。例えば、シェル部分２０６の材料は歪みを蓄積し、歯を移動させる力を生成するように緩和される。このため、自己作動材料（例えば、ハニカムアクチュエータ９００）がシェル部分２０６の製作に適用される。

【0096】

図１０は、いくつかの実施形態に係る、通常の材料１０２０、オーゼチック材料１０４０、及び半オーゼチック材料１０６０における力の構成である。通常の材料１０２０、オーゼチック材料１０４０、及び半オーゼチック材料１０６０の各々は、それぞれの材料シートを含み、第１面内方向１００２及び該第１面内方向１００２に垂直な第２面内方向１００４に対応する。第１及び第２面内方向１００２及び１００４の両方とも、それぞれの材料シートの平面表面に実質的に平行である。通常の材料１０２０について、材料シートが伸長されて第１面内方向１００２に沿った引張力を有する場合、第２面内方向１００４は圧縮され、圧縮力を有する。逆に、材料シートが圧縮されて第１面内方向１００２に沿った圧縮力を有する場合、第２面内方向１００４は伸長され、引張力を有する。オーゼチック材料１０４０について、材料シートが伸長されて第１面内方向１００２に沿った第１引張力を有する場合、第２面内方向１００４も伸長され、第２引張力を有する。逆に、材料シートが圧縮されて第１面内方向１００２に沿った第１圧縮力を有する場合、第２面内方向１００４は圧縮され、第２圧縮力を有する。半オーゼチック材料１０６０について、材料シートが伸長されて第１面内方向１００２に沿った第１引張力を有する場合、第２面内方向１００４も伸長され、第２引張力を有する。逆に、材料シートが圧縮されて第１面内方向１００２に沿った圧縮力を有する場合、第２面内方向１００４は伸長され、第３引張力を有する。

【0097】

オーゼチック材料１０４０及び半オーゼチック材料１０６０の各々は、それぞれの自己作動材料として機能する。いくつかの実施形態において、製造中、オーゼチック材料１０４０又は半オーゼチック材料１０６０の第１寸法は、通常のサイズより小さくされる。患者の口内に配置される時、第１寸法は拡張される。あるいは、いくつかの実施形態において、製造中、オーゼチック材料１０４０又は半オーゼチック材料１０６０の第１寸法は通常のサイズより大きくされる。患者の口内に配置される時、第１寸法は圧縮される。オーゼチック材料１０４０又は半オーゼチック材料１０６０について、結果として、垂直方向の拡張又は収縮が生じ、これにより、接触表面又は取り付け構造を所望の方向に移動させる力が生じる。

【0098】

図１１は、いくつかの実施形態に係る、複数の力コンポーネント１１０２を有する歯科矯正装具２０２である。いくつかの実施形態において、補強部分２０４は第１エリアを有し、シェル部分２０６は、第１エリアにより大きい第２エリアを有する。シェル部分２０６は、少なくとも部分的に補強部分２０６に重なる。更に、いくつかの実施形態において、シェル部分２０６は完全に補強部分２０４に重なる。補強部分２０４は、歯科矯正装具２０２が複数の歯２０８を抱持するために装着される時に、歯２０８の各サブセットと接触しているように構成される。シェル部分２０６は、歯科矯正装具２０２に対して外側シェルを提供する。シェル部分２０６は、歯科矯正装具２０２に構造的安定性を提供する骨格構造を任意に含む補強部分２０４と部分的にマージされる。

【0099】

いくつかの実施形態において、補強部分２０４及びシェル部分２０６は同じ装具材料を含み、補強部分２０４はシェル部分２０６の第２厚さを上回る第１厚さを有する。いくつかの実施形態において、装具材料は実質的に透明であり、又は患者の歯の色に実質的に近い色を有する。逆に、いくつかの実施形態において、補強部分２０４は第１装具材料を含み、シェル部分は第１装具材料と異なる第２装具材料を含む。補強部分２０４の厚さはシェル部分２０６の厚さより大きい、等しい、又は小さいが、補強部分２０４の第１剛性レベルはシェル部分２０６の第２剛性レベルより高い。いくつかの実施形態において、第１及び第２装具材料の各々は実質的に透明であるか、又は患者の歯の色に実質的に近い色を有する。いくつかの実施形態において、第１装具材料及び補強部分２０４の構造は、対応する歯２０８上に伝達される力に関連する歪みを蓄積するように選択される。

【0100】

３つの力コンポーネント１１０２は、シェル部分２０４と歯２０８の間に位置する３つの補強部分２０４を含む。各補強部分２０４は、歯科矯正装具２０２が複数の歯２０８を抱持するために装着される時に、各歯と整列し、接触するように構成される。各補強部分２０４は、歯科矯正装具２０２の一体片上の第１位置に位置する。第１位置及び第１剛性レベルは、各歯上に加える力を生成することで、複数の歯の現在の歯配列から目標歯配列への再配置を容易にするように構成される。一例において、力コンポーネント１１０２Ａの補強部分２０４Ａは、補強構造のアレイを含む。いくつかの実施形態において、図１１中の補強部分２０４のサブセットの表面は、歯２０８の対応する表面を掴むように構成された各取り付け構造４０６を有する。いくつかの実施形態において、シェル部分２０６の内面は、歯２０８の対応する表面を掴むように構成された各取り付け構造４０６を有する。

【0101】

図１２は、いくつかの実施形態に係る、第１歯２０８Ａ及び第２歯２０８Ｂを含む複数の歯を抱持する歯科矯正装具２０２である。シェル部分２０４が、歯科矯正装具２０２においてコネクタ、保護カバー及び力印加器として使用される。第１歯２０８Ａについて、対応するシェル部分２０６Ａは、外側シェルを提供し、２つの力コンポーネント１１０２Ａを第１歯２０８Ａに接触して保持する。第２歯２０８Ｂの外面について、対応するシェル部分２０６Ｂは、部分的な外側シェルを提供し、３つの力コンポーネント１１０２Ｂを第２歯２０８Ｂに接触して保持する。別の言い方をすれば、３つの力コンポーネント１１０２Ｂは、第１力コンポーネント１１０２Ｂ－１、第２力コンポーネント１１０２Ｂ－２、及び第３力コンポーネント１１０２Ｂ－３を含む。第１力コンポーネント１１０２Ｂ－１は、対応するシェル部分２０６Ｂの一部を介して第２力コンポーネント１１０２Ｂ－２に物理的に結合され、第２力コンポーネント１１０２Ｂ－２は、対応するシェル部分２０６Ｂの別の一部を介して第３力コンポーネント１１０２Ｂ－３に物理的に結合される。

【0102】

逆に、第２歯２０８Ａの内面について、３つの力コンポーネント１１０２Ｃは、対応する補強部分２０４によって第２歯２０８Ｂに接触して保持される。対応する補強部分２０４は、３つの力コンポーネント１１０２Ｃを互いに接続する。別の言い方をすれば、３つの力コンポーネント１１０２Ｃは、第１力コンポーネント１１０２Ｃ－１、第２力コンポーネント１１０２Ｃ－２、及び第３力コンポーネント１１０２Ｃ－３を含む。第１力コンポーネント１１０２Ｃ－１は、対応する補強部分２０４の一部を介して第２力コンポーネント１１０２Ｃ－２に物理的に結合され、第２力コンポーネント１１０２Ｃ－２は、対応する補強部分２０４の別の一部を介して第３力コンポーネント１１０２Ｃ－３に物理的に結合される。

【0103】

図１３は、いくつかの実施形態に係る、補強部分２０４とシェル部分２０６との間の異なる配置を有する歯科矯正装具２０２の例である。歯科矯正装具１４００は、シェル部分２０６及び第１補強部分２０４Ａ、第２補強部分２０４Ｂ、並びに第３補強部分２０４Ｃを含む。いくつかの実施形態において、シェル部分２０４は完全に第２補強部分２０４Ｂに重なり、第２補強部分２０４Ｂは、歯科矯正装具２０２が複数の歯２０８を抱持するために装着される時に、シェル部分２０６によって複数の歯から分離されるように構成される。

【0104】

いくつかの実施形態において、シェル部分２０４は完全に第１補強部分２０４Ａに重なる。第１補強部分２０４Ａのアンカー端がシェル部分２０６にマージされ、第１歯２０８Ａ上に着くように構成される。第１補強部分２０４Ａは、延在アームを有する。取り付け構造４０２が延在アームの先端エリアに位置し、第１歯２０８Ａに直ぐ隣接する第２歯２０８Ｂに接触するように構成される。第１補強部分２０４Ａは、第２歯２０８Ｂを第１歯２０８Ａに引っ張るように構成される。いくつかの実施形態において、シェル部分２０４は第３補強部分２０４Ｃに重ならない。第３補強部分２０４Ｃのアンカー端は、第１歯２０８Ａ上に着くように構成される。第３補強部分２０４Ｃは延在アームを有する。別の取り付け構造４０２が第３補強部分２０４Ｃの延在アームの先端エリアに位置し、第２歯２０８Ｂに接触するように構成される。第３補強部分２０４Ｃは、第１補強部分２０４Ａと共同して第２歯２０８Ｂを第１歯２０８Ａに引っ張るように構成される。

【0105】

図１３を参照し、いくつかの実施形態において、シェル部分２０６は歯にかかる望ましくない力を排除するために適用される。シェル部分２０４は歯表面に接触せず、補強部分２０４Ａ又は空気によって歯２０８から物理的に分離される。力コンポーネント１１０２は、目標歯エリアで歯表面と直接接触し、目標向きで目標歯エリアに力を加える。所望の力はシェル部分２０６によって妨げられることなく加えられる。

【0106】

図１４は、いくつかの実施形態に係る、複数の開口２１０を有する歯科矯正装具２０２の例である。歯科矯正装具２０２は、メゾスコピックレベルの骨格－シェル構造又は開放－シェル構造を有する。補強部分２０４は、硬くて剛直な骨格構造を含み、歯科矯正装具２０２に構造的支持を提供する。シェル部分２０６は、任意に歯２０８の表面に接触するか又は接触せず、歯科矯正装具２０２に構造的保護及び補強を提供する。開口２１０を作るために、不要なシェル領域が除去される。残ったシェル部分２０６は、基底力コンポーネント１１０２への損傷を回避する保護シールドとして、また他の構造に反力を散逸させるベース支持体として機能する。

【0107】

残ったシェル部分２０６及び補強部分は異なる位置の様々なサイズの複数の穿孔に対応する。シェル部分２０６は２つの方式で、例えば、図１３中の補強部分２０４Ａの延在アームのアンカーで又は補強部分２０４Ｂの構造全体に沿って、補強部分２０４及び／又は力コンポーネント（例えば、図１１中の１１０２）に接続する。開口２１０は歯表面カバレッジを減少させ、唾液の流動を促進する。

【0108】

図１５は、いくつかの実施形態に係る、開口を有さない歯科矯正装具２０２を装着した上歯の列の図１５００である。歯科矯正装具２０２は、歯２０８の露出部分を実質的に覆い、複数の補強部分２０４に関連付けられた複数の力コンポーネントを含む。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２の複数のシェル部分２０６は歯２０８と直接接触し、複数の補強部分２０４は、図１３中の補強部分２０４Ｂのように、複数のシェル部分２０６の外面上に形成される。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２の複数のシェル部分２０６のサブセット又は全ては、歯２０８に接触せず、補強部分２０４のサブセットは、図１３中の補強部分２０４Ａのように、シェル部分２０６のサブセット又は全ての内面上に形成される。

【0109】

一連の歯科矯正装具２０２が、歯２０８を初期歯配列から最終歯配列に再配置するために適用される。一連の歯科矯正装具２０２の各々は、独立して設計され、即ち、歯科矯正装具２０２の第１サブセットは開口２１０を有するが、歯科矯正装具２０２の第２サブセットは、歯科矯正装具２０２の第１サブセットとは独立して、開口２１０を有さない。第１の一連の歯科矯正装具２０２が上歯で適用されると同時に、第２の一連の歯科矯正装具２０２が下歯で適用される。上歯で適用される各歯科矯正装具２０２は、それと同時に下歯で適用される各歯科矯正装具２０２とは独立して、開口１１０を有するか又は有さない。一例において、上歯用の第１歯科矯正装具は開口２１０を有さず、下歯用の第２歯科矯正装具は複数の開口２１０を有する。

【0110】

図１６は、いくつかの実施形態に係る、前歯平面に実質的に平行な平面内で歯を傾斜させるための２つの力のパターン１６００及び１６５０を示す。複数の力が、例えば、前歯平面に実質的に平行な平面上で、同じ歯上に加えられて該歯を傾斜させる。第１の力のパターン１６００に従って、１つ又は複数の第１平行引張力１６０２が歯中心２０８ＣＲの第１側における第１エリア１６０４上に加えられ、１つ又は複数の第２平行引張力１６０６が歯中心２０８ＣＲの第２側における第２エリア１６０８上に加えられ、これによって、歯先端２０８Ｔが１つ又は複数の第２平行引張力１６０６の方向に一致する方向に向かって傾斜する。第２の力のパターンに従って、１つ又は複数の第１平行押圧力１６１０が歯中心２０８ＣＲの第１側における第１エリア１６０４上に加えられ、１つ又は複数の第２平行引張力１６０６が歯中心２０８ＣＲの第２側における第２エリア１６０８上に加えられ、これによって、歯先端２０８Ｔが１つ又は複数の第２平行引張力１６０６の方向に一致する方向に向かって傾斜する。

【0111】

第１平行引張力１６０２、第２平行引張力１６０６、及び第１平行押圧力１６１０の各々は、取り付け構造４０２によって提供される。１つ又は複数の第１平行引張力１６０２は、同一の方向を有し、１つ又は複数の第１平行押圧力１６１０と同じ歯運動をもたらす。しかし、第１平行引張力１６０２を提供する取り付け構造４０２は第１方向から延在して第１エリア１６０４に到達し、第１平行押圧力１６１０を提供する取り付け構造４０２は第２方向から延在して第１エリア１６０４に到達する。第２方向は第１エリア１６０４の対向する両側にある。

【0112】

図１７は、いくつかの実施形態に係る、２つの力コンポーネント１７０２及び１７０４によって押圧される歯の異なる断面図１７００及び１７２０である。歯２０８が歯科矯正装具２０２を装着すると、歯科矯正装具２０２は各歯２０８の冠を包み、抱持する。断面図１７００は、歯の咀嚼面２０８ＣＳに実質的に平行な平面から取得される。歯科矯正装具２０２は、歯の内面から歯に接触するように構成された２つの力コンポーネント１７０２及び１７０４を含む。２つの力コンポーネント１７０２及び１７０４によって加えられる力は、組み合わせられ、歯２０８を外側へ押圧する総合的な力１７０６を生成するように構成される。総合的な力１７０６は歯２０８の前面１７０８に実質的に垂直である。断面図１７２０によれば、歯２０８は、２つの力コンポーネント１７０２及び１７０４によって押圧されて歯２０８の根において歯２０８の中心に対して回転し、即ち、総合的な力によって歯２０８の中心に対してトルクが形成される。断面図１７２０は歯軸８０８を含み、歯２０８の前面１７０８に実質的に垂直である。

【0113】

図１８は、いくつかの実施形態に係る、１つ又は２つの歯２０８を回転させるための力のパターン１８００、１８２０、１８４０、及び１８６０を示す。力のパターン１８００で、第１補強部分２０４－１が、２つの隣接する歯２０８Ａ及び２０８Ｂの同じ表面（例えば、前面）から歯を抱持する。第１補強部分２０４－１は任意に、２つの端部に位置する取り付け構造４０２を介して２つの隣接する歯２０８Ａ及び２０８Ｂに取り付けられる２つの端部を有する。第１取り付け構造４０２Ａが、第１歯２０８Ａの表面を掴み、第２取り付け構造４０２Ｂが、第２歯２０８Ｂの表面を掴む。第１及び第２取り付け構造４０２Ａ及び４０２Ｂは第１補強部分２０４－１から延在し、第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂを互いに向かって引っ張る。いくつかの実施形態において、第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂは、互いに向かって回転するように引っ張られる。一例において、第１補強部分２０４－１は、第１及び第２取り付け構造４０２Ａ及び４０２Ｂを接続するアームを含む。任意に、図１８において、このアームは第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂと共形である。任意に、図２１に示すように、アームは第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂに架かるブリッジを形成し、第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂの表面を接続する。

【0114】

更に、力パターン１８２０に関連するいくつかの実施形態において、第２補強部分２０４－２が、例えばそれ自体で、第１補強部分２０４－１と共同して適用される。第２補強部分２０４－２は、歯２０８Ａ及び２０８Ｂ上の互いに直ぐ隣接する表面上に定置するように構成される。歯２０８Ａ及び２０８Ｂの直ぐ隣接する表面は、第１補強部分が近く配置される同じ表面に対向する。第２補強部分２０４－２は、任意に、２つの隣接する歯２０８Ａ及び２０８Ｂの直ぐ隣接する表面に取り付けられた２つの取り付け構造４０２Ｃ及び４０２Ｄを有する。第３取り付け構造４０２Ｃが、第１歯２０８Ａの表面を掴み、第４取り付け構造４０２Ｄが第２歯２０８Ｂの表面を掴む。第１及び第２取り付け構造４０２Ａ及び４０２Ｂは、第２補強部分２０４－２から延在し、２つの隣接する歯２０８Ａ及び２０８Ｂの直ぐ隣接する表面から第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂを互いに遠ざけるように押圧する。いくつかの実施形態において、第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂは、押圧されて直ぐ隣接する表面上で互いに離れるように回転する（１８０４）ことで、第１補強部分が近く配置される表面上での第１及び第２歯２０８Ａ及び２０８Ｂの互いに向かう回転１８０２が容易になる。各歯２０８Ａ又は２０８Ｂは、それぞれ時計回り又は半時計回りの方向に沿った押圧力及び引張力の両方を受ける。このように、歯２０８Ａ及び２０８Ｂは、反対方向、例えば、時計回り及び半時計回りに回転するように制御される。

【0115】

力のパターン１８４０及び１８６０は、第３歯２０８Ｃの咀嚼面から観察される。力のパターン１８４０で、２つの力コンポーネント１８０８及び１８１０が、取り付け構造を有する２つの補強部分から形成される。各力コンポーネント１８０８又は１８１０が、各取り付け構造４０２を介して第３歯２０８Ｃの各表面を掴み、第３歯２０８Ｃ上に押圧力を加える。力コンポーネント１８０８及び１９１０の押圧力は、第３歯２０８Ｃの根から冠まで延在する歯中心軸８０８に対して第３歯２０８Ｃを回転させる。力のパターン１８６０で、２つの力コンポーネント１８０８及び１８１０に加えて、第３力コンポーネント１８１２が、第３歯２０８Ｃ上に加えられる。第３力コンポーネントは、延在長さを有し端部で取り付け構造４０２を有する補強部分２０４から形成される。力コンポーネント１８１２の取り付け構造は、第３歯２０８Ｃの異なる表面を掴み、第３歯２０８Ｃに押圧力を加えて、第３歯２０８Ｃを構成する力コンポーネント１８０８及び１９１０の押圧力によって引き起こされる回転を容易にする。

【0116】

図１９は、いくつかの実施形態に係る、歯中心軸８０８に沿って歯２０８を引っ張るための力のパターン１９００及び１９５０を示す。歯中心軸８０８は、第３歯２０８の根から冠まで延在する。力のパターン１９００で、２つの力コンポーネント１９０２及び１９０４が、取り付け構造４０２を有する２つの補強部分から形成される。２つの力コンポーネント１９０２及び１９０４は、各取り付け構造４０２を介して歯２０８の冠の２つの対向する表面を掴み、２つの引張力１９０６及び１９０８を歯２０８上に加える。２つの引張力１９０６及び１９０８は実質的に平行である。力のパターン１９５０で、歯２０８の冠の２つの対向する表面の位置は、歯２０８の先端に向かってシフトされる。２つの力コンポーネント１９０２及び１９０４は、各取り付け構造４０２を介して歯２０８の冠の２つの対向する表面のシフトされた位置を掴み、２つの引張力１９０６’及び１９０８’を歯２０８上に加える。歯２０８の冠の２つの対向する表面は、シフトされた位置で平行でなく、２つの引張力１９０６’及び１９０８’も平行ではない。

【0117】

図２０は、いくつかの実施形態に係る、歯２０８の前面２００４に垂直な方向２００２に歯２０８の全体を移動させるための力のパターン２０００を示す。歯中心軸８０８が、第３歯２０８の根から冠まで延在し、方向２００２も歯中心軸８０８に垂直である。歯２０８は、歯中心軸８０８に垂直で歯２０８の前面２００４に平行なピボット軸２００６を有する。ピボット軸２００６は、歯２０８の冠ではなく歯２０８の根を通過する。２つの力コンポーネント２０１０及び２０１２が、取り付け構造４０２を有する２つの補強部分２０４から形成される。２つの力コンポーネント２０１０及び２０１２は、各取り付け構造４０２を介して歯２０８の冠の２つの対向する表面を掴み、それぞれ、引張力２０１４及び押圧力２０１６を歯２０８上に加える。

【0118】

図２１は、いくつかの実施形態に係る、２つの直ぐ隣接する歯２０８の間の空間を開くための３つの力のパターン２１００、２１２０、及び２１４０を示す。力のパターン２１００に関連するいくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、２つの直ぐ隣接する歯２０８Ａ及び２０８Ｂの２つの縁エリアに配置された２つの補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂの少なくとも一方を含む。各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂに対応する縁エリアは、歯２０８Ａ又は２０８Ｂの各縁エリアを含み、歯２０８Ａ及び２０８Ｂの各縁エリアは、互いに直ぐ隣接する。更に、いくつかの実施形態において、２つの補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂの一方又は両方が、歯２０８Ａ及び２０８Ｂの縁エリアに接触するように構成された取り付け構造４０２を含む。各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂについて、力（例えば、引張力）が取り付け構造４０２によって生成されて歯２０８Ａと２０８Ｂを分離する。更に、力のパターン２１４０に関連するいくつかの実施形態において、各補強部分（例えば、２０４Ａ、２０４Ｂ）が、２つの補強部分（例えば、２０４Ａ－１と２０４Ａ－２、２０４Ｂ－１と２０４Ｂ－２）に分割され、それらそれぞれが取り付け構造４０２を含み、独立して歯２０８Ａ又は２０８Ｂに力を加える。

【0119】

力のパターン２１２０に関連するいくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、２つの直ぐ隣接する歯２０８Ａ及び２０８Ｂの２つの別個エリアに配置された２つの補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂの少なくとも一方を含む。各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂに対応する別個エリアは、歯２０８Ａ上の１つのエリア又は歯２０８Ｂ上の別のエリアを含み、各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂは、歯２０８Ａ及び２０８Ｂの別個エリアを接続するブリッジである。更に、いくつかの実施形態において、２つの補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂの各々の２つの端部が、歯２０８Ａ及び２０８Ｂの別個エリアに接触するように構成された取り付け構造４０２を含む。各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂについて、力（例えば、引張力）が取り付け構造４０２によって生成されて歯２０８Ａと２０８Ｂを分離する。いくつかの示されない実施形態において、各補強部分（例えば、２０４Ａ）が２つの補強部分に分割され、それらそれぞれが取り付け構造を含み、独立して歯に力を加える。

【0120】

図２２は、いくつかの実施形態に係る、２つの直ぐ隣接する歯２０８の間の空間を閉じるための３つの力のパターン２２００、２２２０、及び２２４０を示す。

【0121】

図２３は、いくつかの実施形態に係る、１組の直ぐ隣接する歯２０８を固定源に対して移動させるための力のパターン２３００、２３２０、及び２３４０を示す。いくつかの実施形態において、固定源補強が力のパターン２３００に適用されない。大臼歯２３２０及び２３０４が前歯を後方に移動させる固定源として使用される場合、ニュートンの法則により、大臼歯２３２０及び２３０４は前方に傾斜する。力のパターン２３２０に関連するいくつかの実施形態において、受動的補強部分２３０６が、シェル部分２０６を１つの寸法（例えば、周方向寸法）で剛性化し、大臼歯２３２０及び２３０４の前方傾斜を阻止する。力のパターン２３４０に関連するいくつかの実施形態において、能動的補強部分２３０８及び２３１０が、大臼歯２３２０及び２３０４を後方に傾斜させる反時計回りの力を構築することによって達成される。後方傾斜力は、大臼歯２３２０及び２３０４の前方への傾斜傾向に効果的に対抗する「切り返すような（ｐｌｏｗｉｎｇ－ｌｉｋｅ）」作用を生み出す。

【0122】

図２４及び２５は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２の取り付け構造４０２と相互作用するために歯２０８上に取り付けられる多角形構造２４００及び２５００の斜視図である。図２６は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２の取り付け構造４０２の６つの力のパターン２６００～２６５０の例を示す。各多角形構造２４００又は２５００が、平面寸法ｌを下回る高さｈを有する。多角形構造２４００は、六芒星の断面であり、６つの尖端の各々が切り取られ平坦化され、多角形構造２５００は、四芒星の断面であり、４つの尖端の各々が切り取られ平坦化される。各多角形構造２４００又は２５００が、複数の歯２０８のうちの１つの表面に取り付けられ、複数の歯２０８のうちの１つの表面に実質的に垂直な複数の受け面２４０２又は２５０２を有する。歯科矯正装具２０２は、それぞれが多角形構造の複数の受け面２４０２又は２５０２のそれぞれを掴み、そこに引張力又は押圧力を加えるように構成された１つ又は複数の取り付け構造４０２を更に含む。

【0123】

図２６を参照し、多角形構造２５００の各受け面（側面とも呼ばれる）２５０２は、歯科矯正装具２０２の力コンポーネントによって加えられる各引張力又は押圧力を受けるように構成される。力コンポーネントは任意に、補強部分２０４又はシェル部分２０６上に形成された取り付け構造４０２を含む。何らかの状況では、各引張力又は押圧力は、該各引張力又は押圧力が加えられる各受け面２５０２に実質的に垂直である。力のパターン２６００～２６５０で、２つ又は３つの押圧力が、対応する歯２０８に実装された多角形構造２５００の個々の受け面２５０２に加えられて、回転（力のパターン２６００及び２６１０で）、横方向押圧（力のパターン２６２０で）、押圧－引抜混合力（力のパターン２６３０で）、根からの引抜力（力のパターン２６４０で）、及び根に向かう圧縮力（力のパターン２６５０で）を引き起こす。

【0124】

図２７は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２の取り付け構造４０２の力のパターン２７００の例を示す。３つの押圧力が、対応する歯２０８上に実装された多角形構造２５００の３つの異なる受け面２５０２上に加えられて、回転力を引き起こす。回転力は望ましくない前方移動を抑える。具体的には、多角形構造２５００が、複数の歯２０８のうちの１つの表面に取り付けられ、複数の歯２０８のうちの１つの表面２０８Ｓに実質的に垂直な複数の受け面２５０２を有し、歯科矯正装具２０２は、それぞれが多角形構造２５００の複数の受け面２５０２のそれぞれを掴み、そこに引張力又は押圧力を加えるように構成された１つ又は複数の取り付け構造を更に含む。

【0125】

この力のパターン２７００は、生理的固定源に対応する。固定源が、計画外の歯移動に対する抵抗具として定義される。固定源及び固定源計画がニュートンの第三法則、即ち、作用及び反作用は等しく反対であることに基づく。いくつかの実施形態において、歯の群が単一の歯を移動させるために使用される。いくつかの実施形態において、固定源の様々な分類／タイプは、口腔外、口腔内、群Ａ、群Ｂ、及び群Ｃを含むが、それらに限定されない。絶対的な固定源が任意に、基本的に固定源として機能するミニインプラントである一時的な固定装置（ＴＡＤ）を適用する。何らかの状況では、計画された固定源は、歯科矯正医が移動したい目標歯（又は複数の歯）によって及ぼされるニュートンの第三法則に抵抗・対抗するのに十分ではない。何らかの状況では、計画された固定源の動きは達成できない。固定源強化戦略は、ベクトル方向転換（例えば、図３４中）、分散型固定源、受動的固定源、及び能動的な生理的固定源（例えば、図２７中の力のパターン２７００）を含むが、それらに限定されない。

【0126】

固定源は歯２０８の不要な移動に対する抵抗具である。大臼歯が前歯を後退させるアンカーとして使用される場合、大臼歯上の固定源が重要である。前方引張力（例えば、前方後退による反力）に応じて、大臼歯は前方に傾斜する。一般に、このような前方傾斜を阻止するために、歯肉に平行な水平アタッチメントが使用される。しかし、水平バーは常に効果的であるわけではない。前方への傾斜力に対する抵抗を増大させるために、本発明は取り付け表面にネガ彫刻を施し、それによって大臼歯に反対方向の回転力を生じさせる。この逆回転力は前方への傾斜力に対抗する追加の固定源を提供する。

【0127】

図２８は、いくつかの実施形態に係る、その咀嚼面に実質的に平行な歯２０８の断面図２８００である。受動的ディンプル構造２８０２が歯２０８の側面に実装される。対応する歯科矯正装具２０２が歯２０８で適用される間に、押圧力２８０４がディンプル構造２８０２上に生じる。押圧力２８０４は、歯２０８の根から冠まで延在する歯中心軸８０８に対して、歯２０８を回転させる（２８０６）。

【0128】

３Ｄ空間において回転中心及び軸のシフトを伴う回転を生成する力が歯に作用する場合、システムのバランスが取れていないと言われる。力が回転中心を通じて回転軸に垂直に作用すると、該力は回転を引き起こさない。上からのいかなるずれも、３Ｄ空間における歯の回転中心及び軸のシフトを伴う歯の回転を生じさせる。自己バランスとは、回転中心及び軸のシフトを所望の方向に制御するシステムのことをいう。自己バランスしたシステムは、力が回転軸に接線的に作用したとしても、純粋な回転を生じることができる。自己バランスしたシステムは、最小１つの能動的コンポーネント及び最小１つの受動的コンポーネントを含む。能動的コンポーネントは、形状変形の有無に関わらず、正又は負にすることができる。受動的コンポーネントは、一般的な幾何学的形態（円形、長方形、三角形など）を採用するが、それらに限定されない。受動的コンポーネントは反応的に力を及ぼす。受動的コンポーネントは歯に接着されない。受動的コンポーネントは歯表面の滑走・摺動を可能にする。受動的コンポーネントは、歯の移動を明確に画定された空間に制限するコンポーネントとして想像できる。自己バランスしたシステムは、能動的コンポーネント及び受動的コンポーネントを選択的に配置することで３Ｄ空間において所望の回転を生じさせるために使用される。

【0129】

図２９は、いくつかの実施形態に係る、歯表面（歯メッシュとも呼ばれる）との２つの異なる接触形態を有する２つの力コンポーネント２９００及び２９２０を示す。力コンポーネント２９００及び２９２０は、歯メッシュに対する２つの異なる接触形態（例えば、正の接触形態、負の接触形態）に対応する異なる形状を有する。正の接触形態によれば、歯２０８の対応する表面は凸形状を有し、力コンポーネント２９００は歯２０８の外側にある。負の接触形態によれば、歯２０８の対応する表面は、凹形状を有し（例えば、凹んでいる）、力コンポーネント２９２０は、歯表面の一部を削り取り、全体的なアライメントの点から（例えば、巨視的レベルで）歯科矯正装具２０２と患者の歯２０８の間に幾何学的差異がなかったとしても、即ち、歯科矯正装具２０２が受動的であると考えられている場合でも、歯２０８の特定のスポット／エリアに力を加える。いくつかの実施形態において、歯２０８の対応する表面の凹形状は、力コンポーネント２９２０の凹形状に実質的に一致する。更に、いくつかの実施形態において、力コンポーネント２９２０は、歯科矯正装具２０２の真空形成前に、石の模型上に手動で層を削り取るか又は溝を作ることによって形成される。

【0130】

図３０は、いくつかの実施形態に係る、デジタル彫刻におけるネガ形状修正のプロセス３０００のフロー図である。デジタル彫刻は正確なネガ修正の方法の１つである。デジタル彫刻では、歯列矯正用途における歯２０８の歯モデル内の歯表面上の設計エリアを仮想的に彫り取る（３０１０）。歯モデルの彫刻部分３００２のサイズ、形状、深さ、及び位置はコンピュータシミュレーションによって決定される（３２００）。歯２０８の修正された歯モデルに応じてアライナ（即ち、歯科矯正装具２０２）が製造される（３０３０）。歯２０８自体が物理的修正を受けていない結果、歯科矯正装具２０２は歯２０８に適合しない、即ち、歯２０８に過剰適合する。過剰適合した歯科矯正装具２０２は、歯モデルの彫刻部分３００２に対応する歯の部分に余分な力を加える（３０４０）。歯科矯正アライナ２０２は、歯２０８が目標歯配列に移動したとしても、継続的に力を加える（３０５０）ため、過剰な力が生じる。別の言い方をすれば、（偶然に又は設計により）相殺されないと、歯モデルの彫刻部分３００２から生じる力は歯２０８の過剰矯正を引き起こす。

【0131】

いくつかの実施形態において、デジタル彫刻は、選択された位置で正確な力ベクトルを伝達するように選択又は決定された様々なパラメータを用いて、カスタマイズされた余分な量のアライナ材料を追加するために適用される。歯モデルの彫刻部分３００２は、デジタル彫刻量を有し、歯２０８に関係する形状、サイズ、深さ、及び位置といった少なくとも４つのパラメータを含む。いくつかの実施形態において、歯モデルの彫刻部分３００２は、規則的な幾何学的形状を有さず、不均一の厚さを含む。歯モデルの彫刻部分３００２の形状は、力に基づいて決定され、コンピュータシミュレーションによって出力される。歯モデルの彫刻部分３００２の形状は、デジタル及び生体力学ベースのものであり、ステップ３２００及び３０３０で正確な力ベクトルを伝達するために採用される様々な構造で完全にカスタマイズされる。形状、サイズ、深さ、及び位置は、コンピュータシミュレーション及び生成アルゴリズムによってデジタル的に制御される。ネガ形状は、様々な幾何学的形状の１つ又は組み合わせ、流体形状であり得、歯形状の一部又は全部の仮想変形を有するか又は有さない。ネガ形状は、偶力を形成するか又は不要な力ベクトルを排除するために、正又は負の１つ又は複数の形状に合わせて実現してもよい。形状パラメータは、各ステップに必要な力ベクトルに応じて変化するため、その特定のステップについて最適化される。形状は、次のステップ及び全ての後続ステップに合わせて変化し、最適化される。

【0132】

図３１は、いくつかの実施形態に係る、ネガ彫刻によって作り出される力コンポーネント３１００の４つの例を示す。ネガ彫刻は歯表面又はポジ形状のいずれにも適用でき、つまり、アタッチメントに適用できる。ネガ形状修正は、ポジ形状に能動的に力（複数可）を加えて、歯を移動させ、及び／又は製造上の欠陥（特に熱成形技術の場合）によるアライナの適合不足を補うために使用することができる。ネガ彫刻の１つの臨床例は、固定源、特に能動的固定源（生理的固定源）上の適用である。例えば、仮想彫刻は、長方形の力コンポーネント３１１０、ディンプル力コンポーネント３１３０のアレイ、樹木状の力コンポーネント３１５０、ビーディング構造３１６０（図４１中）、又は球面の力コンポーネントなどに適用される。力コンポーネント３１１０、３１３０、及び３１５０の各々は任意に、可変の厚さを有する。

【0133】

図３２は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２と歯２０８との過剰適合３２００を示す。過剰適合した歯科矯正装具２０２は、歯２０８に接触しないように緩んでいる。「シェル内の過剰適合」及び「シェル－オフセット」は、交換可能に使用される。過剰適合は、歯科矯正アプリケーションにおける歯科矯正装具２０２の目標歯配列の仮想拡張又は拡大３２０２によって達成される。そして、得られた歯科矯正装具２０２は、過大で過剰適合になる。いくつかの実施形態において、デジタル彫刻は、歯モデル上で仮想拡張又は拡大と併せて適用される。歯科矯正装具２０２が歯２０８と比較して過大であるか又は過剰に適合するが、歯モデル３２０４の彫刻部分は、少なくとも部分的に歯科矯正装具２０２で満たされる。

【0134】

図３３は、いくつかの実施形態に係る、仮想形状修正の２つのプロセス３３００及び３３５０の例を示す。歯科矯正装具２０２の熱成形アライナの厚さはプロセス３３００又は３３５０によって制御される。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２の形状は、形状修正によって生成される。具体的には、歯科矯正装具２０２を決定するための歯科矯正アプリケーションにおいて、仮想材料３３２０又は３３５２は患者の歯のモデル結果に追加される。いくつかの実施形態において、歯３３０４の一部は歯科矯正アプリケーションにおいて仮想的に削減される。患者の歯のモデル結果は、仮想材料３３２０又は３３５２又は歯３３０４の削減部分を反映するように修正される。これは、歯科矯正装具２０２が修正されたモデル結果に基づいて熱成形されるためである。歯科矯正装具２０２は、修正されたモデル結果に基づいて歯２０８を共形的に抱持し、仮想材料３３２０又は３３５２のための空間を残し、歯３３０４の削減部分で突出する。仮想材料３３２０又は３３５２及び／又は歯３３０４の削減部分は、熱成形歯科矯正装具２０２の厚さ及び／又は特性を修正するために使用される。いくつかの実施形態において、自己作動力コンポーネント及び機構は、このような形状及び群シフト修正によって作られる。

【0135】

図３４は、いくつかの実施形態に係る、歯固定源を可能にするように適用されるベクトル方向転換３４００を示す。固定源は計画外の歯移動に対する抵抗具として定義される。１つ又は複数の歯が単一の歯を移動させる群を形成する。歯２０８の咀嚼面に実質的に平行な断面３４１０上において、歯科矯正装具２０２は、２つの別個の延在補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂを含む。各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂは、第１端部、第１端部に対向する第２端部、及び第１端部を第２端部に接続するアームを含む。各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂの第１端部は、第１歯２０８Ａ上に着く。各補強部分２０４Ａ又は２０４Ｂの第２端部は、第１歯２０８Ａに直ぐ隣接する第２歯２０８Ｂを掴むように構成された取り付け構造４０２を有する。アームは第２歯２０８Ｂの本体を横切って延在し、第２端部が第２歯２０８Ｂの表面を掴むことができるようにする。一例において、補強部分２０４Ａは歯２０８と唇の皮膚との間に位置し、補強部分２０４Ｂは歯２０８の後ろであって口の内部空間内に位置する。いくつかの実施形態において、補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂのアームは、歯科矯正装具２０２のシェル部分２０６によって更に圧縮され、それぞれ、第１歯２０８Ａ及び第２歯２０８Ｂを反対方向３４０６及び３４０８に移動させる。

【0136】

正面図又は背面図３４２０、３４３０、及び３４４０上において、補強部分２０４Ｃは、第１端部、１つ又は複数の第２端部、及び第１端部を１つ又は複数の第２端部に接続する１つ又は複数のアームを有する。１つ又は複数の第２端部及びアームは第２歯２０８Ｂに加えられる力に応じて設計される。各補強部分２０４Ｃの第１端部は、第１歯２０８Ａに着く。補強部分２０４Ｃの各第２端部は、第２歯２０８Ｂを掴むように構成された取り付け構造４０２を有する。アームは、第２歯２０８Ｂの本体を横切って延在して補強部分２０４Ｃの１つ又は複数の第２端部を接続するように配置され、各第２端部が第２歯２０８Ｂの表面を掴むことができるようにする。いくつかの実施形態において、補強部分２０４Ｃのアーム（複数可）は、歯科矯正装具２０２のシェル部分２０６によって更に圧縮される。このように、第１歯２０８Ａは第２歯２０８Ｂから傾斜するように押圧され、第２歯２０８Ｂは、第１歯２０８Ａから傾斜するように制御される。

【0137】

図３５は、いくつかの実施形態に係る、アーチ拡張に適用される歯科矯正装具２０２を示す。複数の歯２０８は、２つの対向する端部の歯２０８Ｅ１と２０８Ｅ２の間に位置する多数の連続した歯を含む。歯科矯正装具２０２は、それぞれ２つの対向する端部の歯に接触（例えば、抱持）するように構成された２つの端部部分を含む。アクチュエータ３５１０又は３５２０が、２つの端部部分に結合され、歯科矯正装具２０２の２つの端部部分の相対位置を制御するために刺激を加えるように構成される。例えば、アクチュエータ３５１０は、２つの端部部分の相対位置を制御するための刺激（例えば、熱、振動、力）を生成するように構成された１つ又は複数の自己作動層を含む。別の例において、アクチュエータ３５２０は、歯科矯正装具２０２の２つの端部部分の間でブリッジを形成する自己作動構造を含む。自己作動構造は、刺激（例えば、熱、振動、力）を生成するように構成される。

【0138】

図３６は、いくつかの実施形態に係る、１つ又は複数のアクチュエータに結合された歯科矯正装具２０２を示す。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、２つの直ぐ隣接する歯２０８Ａ及び２０８Ｂの２つの縁エリア上に配置された２つの補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂの少なくとも１つを含む。更に、いくつかの実施形態において、２つの補強部分２０４Ａ及び２０４Ｂの一方又は両方とも、歯２０８Ａ及び２０８Ｂの縁エリアに接触するように構成された取り付け構造４０２を含む。あるいは、いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、歯２０８Ａ及び２０８Ｂの２つの縁エリア上に配置された２つのシェル部分２０６Ａ及び２０６Ｂの少なくとも一方を含む。更に、いくつかの実施形態において、シェル部分２０６Ａ及び２０６Ｂの一方又は両方とも、歯２０８Ａ及び２０８Ｂの縁エリアに接触するように構成された取り付け構造４０２を含む。アクチュエータ３６１０又は３６２０が、対応する補強部分又はシェル部分の外面に結合され、歯２０８Ａ及び２０８Ｂ上に加えられる刺激（例えば、熱、振動、力）を生成するように構成される。何らかの状況では、補強部分又はシェル部分は、歯２０８Ａと２０８Ｂの間で空間を開くように構成され、刺激は空間の開放を促進する。

【0139】

図３７は、いくつかの実施形態に係る、アクチュエータ３７０２に結合された別の歯科矯正装具２０２を示す。アクチュエータ３７０２は、歯科矯正装具２０２の補強部分２０４又はシェル部分２０６の内面上に取り付け又は一体化される。歯２０８が歯科矯正装具２０２を装着する時、アクチュエータ３７０２は、歯２０８の冠と接触し、歯２０８の冠上に加えられる刺激を生成する。刺激は歯２０８に加えられるトルクを生成する。

【0140】

図３８は、いくつかの実施形態に係る、ツインブロック３８０２及び３８０４を有する１組の歯科矯正装具２０２を示す。ツインブロック３８０２及び３８０４は、第１方向に互いにマッチし、１組の歯科矯正装具２０２を装着した２列の歯２０８の第１方向での相対移動を阻止するように構成される。第１方向は、任意に、歯２０８がそれに沿って整列する歯方向と整列するか、又はそれに垂直である。例えば、第１方向は前方方向に沿い、歯２０８の下列は前方への移動が阻止される。

【0141】

図３９は、いくつかの実施形態に係る、舌ブロック構造３９０２を有する１組の歯科矯正装具２０２を示す。底部歯科矯正装具２０２の各端部部分は、舌ブロック構造３９０２を含む。舌ブロック構造３９０２は、舌のために残された空間を減少させることで、舌を、任意に歯科矯正装具２０２に対して追加の力を生成し歯再配置を容易にする特定の位置に強制させる。

【0142】

図４０は、いくつかの実施形態に係る、舌刺激装置又は位置決め装置４００２を有する歯科矯正装具２０２を示す。歯科矯正装具２０２が、複数の歯２０８によって装着されるように構成される。舌刺激装置又は位置決め装置４００２は、任意に、歯科矯正装具２０２内に一体化されるか、又はそこに取り外し可能に取り付けられる。いくつかの実施形態において、舌刺激装置又は位置決め装置４００２は、歯科矯正装具２０２上及び口の内部空間内にバンプを形成し、舌がバンプに触れて刺激を受けることができるようにする。いくつかの実施形態において、舌刺激装置又は位置決め装置４００２は、歯科矯正装具２０２の縁から延在し、口の内部空間の上天井近く又は舌の下に位置する。

【0143】

図４１は、いくつかの実施形態に係る、シート材料４１０４上で作られ、補強部分２０４として適用される補強構造４１０２（ビーディング構造とも呼ばれる）の例を示す。いくつかの実施形態において、補強部分２０４のビーディング構造２０４Ｆは、シェル部分２０６の形態学的配置によって作製される。一例において、補強部分２０４は、シート材料中のビーディング構造４１０２によって形成され、即ち、同じ厚さのシート材料４１０４は、曲率を有する補強部分２０４の補強構造を作製するために折り畳まれる。別のビーディング構造４１０６はシェル又は補強構造の不連続性の範囲として定義される。

【0144】

図４２は、いくつかの実施形態に係る、１つ又は複数のセンサ４２１０に結合された２列の歯２０８を示す。歯２０８の各列が、１つ又は複数のセンサ４２１０を含む歯科矯正装具２０２を装着する。いくつかの実施形態において、各センサ４２１０が、歯科矯正装具２０２の境界面又は外面に取り付けられ、歯２０８の特徴を監視するように構成される。あるいは、いくつかの実施形態において、各センサ４２１０が、歯科矯正装具２０２の境界面上、外面上、本体内に一体化される。何らかの状況では、センサ４２１０（例えば、４２１０Ｂ）が、２つの歯２０８間の空間内に突出する。各センサ４２１０が、化学センサ４２１０Ａ、光電検出器４２１０Ｂ、及び変位又は圧力センサ４２１０Ｃのうちの１つである。

【0145】

図４３は、いくつかの実施形態に係る、歯科矯正装具２０２で適用されるセンサ及びアクチュエータに電力を供給するための方法４３００及び４３２０を示す。いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、生体力学的エネルギーハーベスティング及び自己電力供給型感知用に構成された防水性及び伸縮性のタービン電気ナノ発電機４３２０に結合される。あるいは、いくつかの実施形態において、歯科矯正装具２０２は、バイオ触媒燃料電池４３２２を含む。例えば、患者の唾液（例えば、ブドウ糖、水）又は空気（例えば、酸素ガス）中の化学物質が、アクチュエータを駆動して歯科矯正歯の移動を促進する電力の生成に利用される。

【0146】

図４４は、いくつかの実施形態に係る、歯２０８を再配置するための歯科矯正装具２０２を形成する方法４４００のフロー図である。方法４４４０は、部分的にコンピュータシステムによって実行される。コンピュータシステムは、歯科矯正装具２０２を設計するための歯科矯正アプリケーションを実行するように構成される。コンピュータシステムは、歯科矯正装具によって達成される中間歯配列を患者の歯の幾何学的情報に基づいて決定する（４４０２）。歯科矯正装具２０２の一体片を提供し（４４０４）、該歯科矯正装具２０２の一体片は複数の歯２０８を抱持し（４４０６）、長期間内に漸次的に複数の歯２０８を現在の歯配列から目標歯配列に弾性的に再配置するように構成される。コンピュータシステムは、患者の歯２０８の解剖学的情報に基づいて中間歯配列を目標歯配列に調整し（４４０８）、患者の歯の解剖学的情報に基づいて目標歯配列上で補強部分２０４及びシェル部分２０６を特定する。補強部分２０４及びシェル部分２０６は目標歯配列に基づいて形成される（４４１２及び４４１４）。補強部分２０４は第１剛性レベルを有する。シェル部分２０６は補強部分２０４から延在し、第２剛性レベルを有する。第２剛性レベルが第１剛性レベルより低い。

【0147】

図４５は、いくつかの実施形態に係る、歯２０８を再配置するための歯科矯正装具２０２を形成する別の方法４５００のフロー図である。コンピュータシステムが、歯科矯正装具２０２によって達成される目標歯配列を決定し（４５０２）、患者の歯２０８の解剖学的情報に基づいて目標歯配列上で補強部分２０４及びシェル部分２０６を特定する（４５０４）。歯科矯正装具２０２の一体片が、複数の歯２０８を抱持し（４５０８）、長期間内に漸次的に複数の歯２０８を現在の歯配列から目標歯配列に弾性的に再配置するために提供される（４５０６）。具体的には、補強部分２０４及びシェル部分２０６は目標歯配列に基づいて形成される（４５１０及び４５１２）。補強部分２０４は第１剛性レベルを有する。シェル部分２０６は補強部分２０４から延在し、第２剛性レベルを有する。第２剛性レベルが第１剛性レベルより低い。

【0148】

１つ又は複数の例において、記載された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって実施され得る。ソフトウェアで実施される場合、前記機能は、１つ又は複数の命令又はコードとしてコンピュータ可読媒体上で記憶又は伝送され、ハードウェアベースの処理ユニットによって実行されてもよい。コンピュータ可読媒体は、データ記憶媒体のような有形媒体に対応するコンピュータ可読記憶媒体、又は（例えば、通信プロトコルに従って）コンピュータプログラムをある場所から別の場所へ転送しやすくする任意の媒体を含む通信媒体を含み得る。このように、コンピュータ可読媒体は、一般に、（１）非一時的な有形のコンピュータ可読記憶媒体又は（２）信号もしくは搬送波のような通信媒体に対応し得る。データ記憶媒体は、本出願に記載の実施形態を実施するための命令、コード及び／又はデータ構造を検索するために１つ又は複数のコンピュータ又は１つ又は複数のプロセッサによってアクセスできる任意の利用可能な媒体であり得る。コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含み得る。

【0149】

本明細書の実施形態の説明で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、特許請求の範囲を限定することを意図しない。実施形態の説明及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「１（ａ）」、「１つ（ａｎ）」及び「前記（ｔｈｅ）」は、文脈が明確に別段の指示をしない限り、複数形をも含むことを意図する。また、本明細書で使用される用語「及び／又は」は、関連する列挙項目の１つ又は複数の任意の及び全ての可能な組み合わせを指し、包含することも理解されるであろう。更に、本明細書で使用される場合、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）及び／又は（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、主張された特徴、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ又は複数の他の特徴、要素、構成要素、及び／又はそれらの組み合わせの存在又は追加を排除するものではないことが理解されるであろう。

【0150】

また、第１及び第２といった用語は様々な要素を説明するために本明細書で使用され得るが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、単にある要素を別の要素と区別するためのものに過ぎない。例えば、実施形態の範囲から逸脱することなく、第１電極は第２電極と呼ぶことができ、同様に、第２電極は第１電極と呼ぶことができる。第１電極及び第２電極は両方とも電極であるが、同じ電極ではない。

【0151】

本出願の記述は、例示及び説明の目的で提示されたものであるが、網羅的であること、又は開示された形態の本発明に限定することを意図するものではない。前述した説明及び関連する図面に提示された教示の恩恵を受ける当業者には、様々な変更、変形、及び代替実施形態が自明であろう。実施形態は、本発明の原理、実際の応用を最良に説明し、他の当業者が本発明の様々な実施形態を理解できるようにし、考慮される特定の使用に適する様々な変更をもって基礎原理及び様々な実施形態を最良に利用するために、説明される。従って、特許請求の範囲は、開示された実施形態の特定の例に限定されるものではない。変更及び他の実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれるよう意図される。

【0152】

追加情報は、２０２１年７月２日に出願された、発明の名称が「階層構造及び材料を有するスマート歯科矯正装具」である米国仮特許出願第６３／２１８，２３２号から、以下のように組み込まれる。
前書き：生物学的指向性とエントロピー低減
従来の配列ベースのもの及びその限界

【0153】

従来のアライナは、幾何学的配置の変化によって主導される。技工士は、離散的且つ段階的な距離及び回転（例えば、１つの一般的な処方－１ステップ当たり０．２ｍｍ及び１度）で、巨視的に歯を新しい所望位置に移動させる。歯の目標配列（治療後配列）は、一連のこのような漸増的なステップを経て達成される。アライナは、これらの段階的な歯配列の変化に合わせて製作される。アライナが歯に適用される時、アライナ（次のステップでの所望の歯配列）と既存の歯配列（現在のステップ）との差異により、３Ｄ空間に不一致が生じる。このような不一致（不適合）により、アライナ内部に内部歪みが生じる。アライナ材料が元のバランスの取れた歪みなしの状態に戻る間、解放された力はアライナと歯の間の接触表面を介して歯に作用する。前記力によって歯が新しい位置に移動する。しかし、この不適合によって生成された前記力は、非常に不正確でランダムである。不正確について、前記力が前記距離に次ぐものであり、アライナによって生成された前記力がアライナの歪みによって生じる歪みに関係するため、歪み量及び生じた力は、過大（強すぎ）又は過小（不足）である場合がある。任意の「ちょうど正確な」力は、全く運によるものであり、決して慎重な設計及び計算の結果ではない。ランダムについて、ランダムさは、技工士が巨視的な歯移動のみを計画し、アライナと歯の間の正確な接触点を計画していないという事実によるものである。そのため、歯間の接触点及びそれらの迎え角は、ランダムで、歯の移動の全過程で変化する。１つの歯に作用するアライナ材料は、別の歯に作用する材料と相互接続されるため、ニュートンの第三法則に従う。この相互接続の相互作用により、歯に作用する力（複数可）が更に複雑になる。そのため、歯に作用する初期力は、歯移動の早期段階で、ランダムに方向付けられ、複雑で互いに反作用的である。目標歯は、ランダムな接触によって及ぼされる様々な力、及びニュートンの第三法則により隣接する歯によって生じる反力で、押圧されて回る。歯のこのような移動は、歯が新しい位置に向かう途中でランダムに「振動」又はぐらついていると想像してもよい。同様に、目標歯の反力は、隣接する歯に望ましくない力／干渉力を及ぼす（ニュートンの第三法則）。システムのランダムさ（エントロピー）は漸次的に減少し、全ての歯がその特定の治療ステップのアライナの指定された形態学的配列に強制された後、安定する。プロセス全体は、別の新しいステップのためのアライナの挿入をもって再び開始する。結論：現在のアライナは非効率的で、生物学的に健全ではない。
生物学ベースのもの及びエントロピー低減

【0154】

生物学的主導：新しいアライナは、冠に作用して歯を治療前向き及び位置から目標向き及び位置に移動させる正確なベクトルＶに基づいて設計される。治療前向き及び位置から目標向き及び位置に移動する歯の経路及び速度は、生理的限界－骨リモデリング速度という原理及び順序に基づいて最適化される。生理的速度限界は、科学的発見であり、証拠ベースの研究によって定量化される（この特許の範囲外）。科学研究からの最適な力は、最適な速度で歯を骨内で移動させるための最適な力として知られる。最適な力はこのシステムによって一次入力（ｆ）として使用される。ここで、ｆは任意の特定の時点で歯移動の方向に平行な歯根表面に作用するベクトルである。治療コース中の任意の時点で、ランダムにサンプリングされた根表面上の任意のｆｔ値は、ｆを超えてはならない。そのため、ｆはシステムの制限要因となる。治療コース中の任意の時点で、ランダムにサンプリングされた任意の根表面上のｆｔ値はｆに近付くように最適化されるものとする。注１：ｆは、宿主の骨の生理機能及び細胞活性、任意の形態のバイオモジュレーションの有無、周囲の構造（頬側歯槽骨）に影響を与える力レベルのような現時点では確証的に定量化できない他の生物学的制限、根端吸収などの影響を受ける可能性がある。注２：ｆは、骨の生理機能の新しい科学的理解及び証拠ベースの定量化が利用可能になるたびに更新できるパラメータである。ｆは任意のバイオモジュレーションの有無に応じて調整され、ここでバイオモジュレーションパラメータが科学的に且つ確証的に定量化される。ここで、最適化は以下の優先順位に従って行われる。任意の時間及び歯の向きで、根の前進面（移動方向に垂直な表面）はｆにできるだけ近いベクトル（ｆｔ→ｆ）を受け取る。冠に作用する根表面上の全てのｆの集合体はＶと定義される。ベクトルＶ（冠を介して作用）は、歯が前後左右にぐらつくことなく歯を（ｆの制約下）その治療前Ｏ＆Ｐからその目標ｏ＆ｐに移動させるために必要なベクトルであり、即ち、Ｖは純粋でノイズがない。治療前の歯の向き及び配列と目標の歯の向き及び配列との間の経路は３Ｄ空間で最短である必要がある。移動先に向かう歯の移動は、できるだけ同時に並進と回転を行う必要がある（類似：並列処理）。ベクトルＶは、所望のＶを生成するために歯表面に加える必要がある力に変換され、その後、任意の特定の時刻でのＶの歯表面上における印加点が決定される。力コンポーネントは、本発明で定義されるように、歯に取り付けられるか、又はアライナに取り付けられるか、又はアライナの一部として、歯及び／又は多数の歯の位置に影響する力を生成する任意の物理構造又は構造又は構造の任意の組み合わせである。それと対応的に、アライナの力コンポーネントのトポロジー又は所望のＶを生成できる歯－形状の任意の変更が生成される。注：歯表面上の最適な印加点は、歯が望ましくない湾曲位置及び向きから所望の位置及び向きに変化するにつれて常に変化できる。任意の時点で最適なｆを最適に維持するために必要なＶは、根表面積、根表面モフォロジー、及び根の空間的配列という生体力学的パラメータ、回転中心、抵抗中心、ピボットという物理法則の影響を受ける。アライナの力コンポーネントのトポロジーは、Ｖアライナ材料の物性、アライナ材料の相互作用に変換される目標歯とその隣の歯の形態学的関係（ニュートンの第三法則）、エントロピー低減の影響を受ける。力コンポーネント設計のトポロジーは、最適な回転中心及び抵抗中心に作用する最適なベクトルを生成すること、力コンポーネントを注意深く整列させることでランダムさを低減し（エントロピー低減）、それによってベクトルをその最適な位置にあるようにすること、及び望ましくない漂遊力（ベクトル）及びニュートンの第三法則による干渉の排除を十分に考慮しながら、力コンポーネントを適宜対抗させ及び／又はバランスさせることを目的とする。歯の移動量は力を注意深く計画した結果であり、その逆ではない（即ち、歯をどのようにより適切に移動させるかを考慮せずに歯の目的位置を設計して歯をその位置に強制させるのではない）。本方法は、結果主導ではなくプロセス主導であると見なしてもよい。
生物学的ベースのアライナのフロー

【0155】

図１
歯の移動効率（ＴＭＥ）及びＴＭＥ指標

【0156】

上述したように、従来のアライナは歯を移動させるのに効率的ではない。効率を定量化するために、本発明は、歯移動効率という新しい概念を導入する。新しいアプローチ及びそれによるアライナ効率オプティマイザ（ＡＥＯ）という新しいツールは、歯移動効率を高めるために開発される。歯移動効率（ＴＭＥ）及びその出力結果である歯移動効率指標（ＴＭＥＩ）により、任意のアライナ設計における効率定量化が可能になる。ＴＭＥＩは様々なアライナ設計を比較するための基本的ベンチマークとして機能する。コンピュータ支援設計アライナは、手動、自動又はＡＩ最適化のいずれであっても、比較、評価及び改善が可能である。
目的に合わせた構造及び材料の配置

【0157】

新世代のアライナはＴＭＥを高めることを目的とするため、治療時間を短縮させ、副作用の可能性を低下させ、コストを削減すると同時に、より迅速でより良好な治療結果を提供する。新しいアライナは、アライナ構造及びコンポーネントの再定義、再設計と、単一又は複数の材料を使用した新しいアライナの構築との組み合わせによって改善されたＴＭＥを実現する。新しく定義及び設計された構造及びコンポーネントはそれらの機能目標に応じて配置される（次のセクションを参照）。新しいタイプの力コンポーネントは、より良好な流体制御のために開発される（結果主導型アプローチではなく４Ｄアプローチである）。コンピュータアルゴリズムの力を十分に利用して配列を最適化して、歯を移動させるのに必要な力を計算し（骨モデルなど）、力を最良に生じさせる構造／材料を計算し、アライナの機能を拡張し及び／又は同時に歯移動を加速する他の付加構造を十分に利用する。目的に合わせた配置の一般的な説明は以下のとおりである。構造及びコンポーネントは主にその機能によって定義される。＊以下、機能構造及びコンポーネントは交換可能な用語として扱われる。機能構造は、一次構造と二次構造、能動的構造と受動的構造のように分類できる。一次構造について、一次構造は歯表面と相互作用（接触）する構造であり、一次構造は能動的（力を生成）でも受動的（力に反応）でもよい。二次構造について、二次構造は歯に接触しない構造である。二次構造は力を生成することもできるが、前記力は一次構造を介して加えられる。能動的構造について、能動的構造は、歯表面に接触する時に力を生成し、歯を所望の経路に沿って能動的に移動させるように設計された構造である。能動的構造は、標的とされた歯が指定された位置に到達した時にのみ受動的になる。受動的構造は、歯移動の全過程を通じて反応的な構造であり、即ち、設計により力を生成することはなく、他のコンポーネントからのベクトルがそれに作用する時にのみ反力を生成する（例えば、スマートディンプル。後のスライドを参照）。能動的構造と受動的構造を組み合わせると、浮遊／干渉ベクトルのない純粋なベクトル（複数可）を生成する自己バランス型又は自己対抗型の結合構造を製作することができる。構造及びコンポーネントの形態学的記述について、本発明における構造及びコンポーネントは必ずしも特定の形状に従う必要はない。構造又はコンポーネントのいかなる形状も、二次的なものであり、歯を目標位置に移動させるのに必要な力の機能のみとされる。必要な力は、生物学的／生理学的に実現可能な速度限界の理論的限界であるコンピュータシミュレーションモデルによって計算される。構造はその材料又は材料の組み合わせに固有のコンピュータシミュレーションモデルによって順に生成される。構造及びそれらの配置は、歯を最適な（殆どの場合は最短であるが、常に最短ではない）経路で指定された位置に向かって移動させる最良で且つ最純粋なベクトルを生成する形状及び配置とする。材料について、結果物の構造は単一材料から複数材料まで多岐にわたる。結果物の構造は、離散的なものから連続的なものまで多岐にわたる。図２又は１５。
目的に応じた構造及び材料の配置方法
階層的配置

【0158】

概要：構造及び材料の階層的配置：メガ：頭頸部、口腔外領域。口腔外装置、口腔を越えて延在する構造。マクロ：口腔内領域－アーチ内、アーチのセグメントを含む上顎弓又は下顎弓。従来：アライナ、機能的装具、取り外し可能装具、固定式装具。メソ：各側に最大１つの余分な歯を含み得る個別の歯レベル－フィンガスプリングはメソ構造の例の１つと考えられる。マイクロ：ヤモリの足の剛毛に似るマイクロメートルレベルの構造。ナノ：ヤモリの足のへらに似るナノメートルレベルの構造。ｈｔｔｐｓ：／／ｐｅｏｐｌｅ．ｅｅｃｓ．ｂｅｒｋｅｌｅｙ．ｅｄｕ／～ｒｏｎｆ／Ｇｅｃｋｏ／Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ３．ｊｐｇ

【0159】

メガ：顎顔面レベル。筋機能性、ＴＭＪ。成長修正、アーチ間（咬合力）。特性：人間による操作のためのバルク構造を提供する大きな構造。硬く、非伸縮性の材料。構造的完全性。長距離力伝達。力を効果的に伝達する（バイオモジュレーション用、例えば、低強度パルス超音波ＬＩＰＵＳ）。光透過／波長修正（フォトバイオモジュレーション用）。比較的均一。患者の快適性、薬物放出などを改善するための、様々な材料及び表面処理による表面改質。マクロ：歯列弓レベル（複数の歯）。比較的硬く、力伝達用の基礎を形成する（主に等方性で非適合性）。マクロスケール（ミリメートルからサブミリメートルレベル）で歯のアンダーカットに関与するのに十分な柔軟性を有する。歯列弓への繰り返し挿入と除去に十分耐えられる構造的完全性を提供する。人間による操作のためのハンドリング構造を提供する。離散的－自立した構造を形成できる。拡散的－十分に薄く広がり、周囲の材料と混合して材料間の明らかな境界面のない連続的な材料スペクトルを形成することができる。図３。メソ：単一歯レベル（複数の歯にまたがる可能性がある－例えば、歯間腔）。正確な力伝達のために比較的硬い（異方性、方向性、非適合性）。マイクロ及びナノレベル接着剤が歯表面から脱着できるように非適合性である。必要に応じてサブミリメートルレベルで歯アンダーカットに関与するのに十分な柔軟性を有する。歯列弓への繰り返し挿入と除去に十分耐えられる構造的完全性を提供する。離散的－自立した構造を形成できる。拡散的－十分に薄く広がり、周囲の材料と混合して材料間の明らかな境界面のない連続的な材料スペクトルを形成することができる。円滑な移行及びマイクロレベルの材料及び構造との融合。マイクロ：歯表面の小さな領域（複数の三角形／四面体メッシュレベル）。歯表面に最大限の適合性を提供するように柔らかい。離散的－自立したマイクロ構造をマイクロレベルで形成できる。拡散的－十分に薄く広がり、周囲の材料と混合して材料間の明らかな境界面のない連続的な材料スペクトルを形成することができる。円滑な移行及びナノレベルの材料及び構造との融合。図４。ナノ：ナノスケール。歯表面に最大限の適合性を提供するように柔らかい。目標接触表面との最大接触面積。離散的－自立したナノ構造を形成できる。円滑な移行及びマイクロレベルの材料及び構造との融合。図５。図６。
生体模倣－新しいタイプの力伝達

【0160】

ナノ構造による接着力。ヤモリ模倣構造による接着力。面沿い／曲面接線方向の接着-＞引張力。表面に垂直な垂直力によって解放される-＞剥離。アマガエル模倣構造による接着力。歯表面に垂直な接着－取り付け表面に垂直な引張力。接線力によって解放される。マイクロピラーアレイ。ナノピット。湿潤条件での接着。図７。
生体模倣－接着による力伝達

【表1】

【0161】

図８も参照されたい。
生体模倣－スキン、筋肉及び骨格

【0162】

骨格構造は構造的安定性を提供し、構造的柔軟性を提供し、正確で制御された力／ベクトルを伝達するためのものである。スキン－シェルは、基底構造へのカバレッジ及び保護を提供し、全ての構造及び材料を一体にリンクして人間による管理（患者によるアライナの取り外しと挿入）を容易にする。シェルは、歯表面のカバレッジを減少させ-＞唾液の流動を促進し、それによって口腔の自己治癒を妨げる人工物による影響を軽減し、及び、咬合エリアにおける歯表面のカバレッジを減少させ-＞咬合干渉を低減し｜咬合／発音の効率を高めるように、開く又は部分的に開くように設計されてもよい。シェルは従来のアライナみたいに閉じるように設計されてもよい。詳細については以下のセクションを参照されたい。図９。

【0163】

筋肉：中間又は組み合わせ材料及び構造（複数可）。歯を移動させる力を生成するための歪み及び緩和を蓄積する材料の本体。自己作動材料は肉体の１つの形態として見なしてもよい（以下のセクションを参照）。

【0164】

自己作動コンポーネント。自己水力｜熱｜電気｜化学｜機械作動。親水性材料。通常、唾液又は表面のマイクロフィルムに接触する外層。水を吸収し体積が膨張する。チューブとして力－伸び線に沿って配置する。力－開／閉動作線に対して角度を有して配置する。より広い面積の塗布のためにハニカム状に配置する。熱感受性の材料。内因性体熱に反応して伸縮する。外因性の熱（電気、音響、誘導、直接接続又は内因性エネルギー収集による自己給電のいずれかによって誘導される－以下を参照）に反応して伸縮する。構造の表面又は深部に埋め込まれる。水力作動。水の存在下でのハニカム構造伸縮。親水性材料。通常、唾液又は歯表面のマイクロフィルムに接触する外層。水を吸収し体積が膨張する。チューブとして力－伸び線に沿って配置する。力－開／閉動作線に対して角度を有して配置する。より広い面積の塗布のためにハニカム状に配置する。熱感受性の材料。外因性体熱に反応して伸縮する。外因性の熱（電気、音響、誘導、直接接続又は内因性エネルギー収集による自己給電のいずれかによって誘導される－以下を参照）に反応して伸縮する。構造の表面又は深部に埋め込まれる。電気材料。電気エネルギーを収集するために埋め込まれた導電回路。これによって収集された電気エネルギーは、機械装置を作動させる（拡張、収縮、伸長、回転）ために使用される。化学材料。口腔環境における特定の化学物質の濃度＝カルシウムレベルなど。機械材料。機械的伸張は、半オーゼチック又はオーゼチック材料の膨張を引き起こす。そのため、力を生成する。Ｐｄで装飾された二次元ホウ素シートにおける半オーゼチック及び異方性輸送。ｈｔｔｐｓ：／／ｐｕｂｓ．ａｃｓ．ｏｒｇ／ｄｏｉ／ｐｄｆ／１０．１０２１／ａｃｓ．ｎａｎｏｌｅｔｔ．０ｃ０４１５４。図１０。
新しいアライナフレームワークの機能及び例
機能コンポーネント（参照２．３ 生体模倣）

【0165】

シェル。外側保護性。骨格との部分的なマージ。骨格。構造的安定性を提供する。比較的強いビア。異なる又は様々なブランドの複数材料。異なる厚さの単一材料。力を提供するか又は力を散逸させる。図１１。力コンポーネント。歪みを蓄積し力を伝達するために特に構造を変化させる。単純な構造から複雑な構造まで多岐にわたる。図２。
シェル及びその新しい設計

【0166】

全体的。従来、アライナは単一のプラスチック片である。任意の追加の機能、ディンプル、バーなどはシェル固有の歪みによって力を加える。そのため、シェルは実際に力コンポーネントである。以下に、本発明はシェルを以下の役割を果たす別個の構造と見なす。

【0167】

コネクタ。保護カバー。力コンポーネント。図１２。シェル－オフセット。基本概念－歯にかかる望ましくない力を排除する。説明：巨視的アライナシェルは、歯表面に接触しない又は選択的に接触するように設計・製造される。シェルは歯の周りを浮かんでいると想像／視覚化できる。そして、力を及ぼすように設計された力コンポーネントは特定の向きで設計されたエリアにおいて歯表面に直接接触する。それにより、シェルからの力の干渉を受けることなく、所望の力を及ぼすことができる。シェルから何らかの力が発生すると予想される場合、これらの力は歯－接触力コンポーネントを介して及ぼされる。力コンポーネントのナノ構造（表面処理又は他の方法によって製作される）は歯表面との直接接触により有効になるが、オフセットしたシェルの同じナノ処理は歯表面との接触がないため受動的になる。図１３。開放－シェル設計。開放シェル－不要なシェル領域が除去された。シェルのうち、上記で言及した機能を果たす部分のみが残される。例えば、基底力コンポーネントへの損傷を回避するための保護シールドとして機能する。他の構造に反力を散逸させるためのベース支持体として機能する。結果物のシェルは、複数の位置で様々なサイズの複数の穿孔を有するシェルである。シェルは、２つの方式、即ちベース（離間自在の端部構造）で又は（シェルから「突出した」構造）全体に沿って、骨格及び／又は力コンポーネントに接続する。開放－シェルは、シェル－オフセットの有無に関わらず実装できる。図１４。閉鎖設計。全ての歯を完全に覆う従来の熱成形アライナに似る。穿孔又は細孔はない。他の機能は開放－シェル設計と同様である。閉鎖－シェルは、シェル－オフセットの有無に関わらず実装できる。図１５。段階的な実装。上記の全ての設計は、他のステップから独立してステップごとに実装できる。例：ステップ１＝開放シェル、ステップ２＝閉鎖シェル。上記の全ての設計は、他のアーチから独立してアーチごとに実装できる。例：上アーチ＝開放シェル、下アーチ＝閉鎖シェル。概念については４Ｄ最適化を参照されたい。力コンポーネント。形態学的分類：腕状：１回又は複数回伸長され、先端に手のひら及び指があるか又はない。樹木状：樹木状で、主幹があるか又はなく、対称構造又は繰り返し構造がある又はない。組み合わせ：樹木状構造の先端は手のひら及び／又は指があるか又はない腕状であってもよい。流体：土が歯であり池の水が力コンポーネントである池状構造。骨格状：骨格又は非対称に配置された場合にエリアン骨格を形成する相互連結構造。図案とアレイ：幾何学的形状のアレイ。例えば、丸いドット及びディンプルのアレイ。幾何学：最も伝統的な円形／楕円形。正方形／長方形／台形。ペアの幾何学的形状（２つの半楕円形）。いずれも何らかのオフセットカットを有するか又は有さない。巨視的：シェル。自己作動。コンポーネント：ハニカム、ストリップ、バルーン、設計例。チップ。図１６。トルク。図１７。回転。仮。アプリケーション。図１８。挺出。図１９。歯体の移動。図２０。空間開口。図２１。閉じる。図２２。固定源。図２３。歯メッシュに基づく分類。様々な形状の力コンポーネントは、歯メッシュ（歯表面）と正又は負の関係で設計・製造できる。正：力コンポーネントは、歯表面に関して「歯の外側」に定置するように設計される。負：力コンポーネントは、歯表面の一部を仮想的に「削り取る」ことで設計されることから、全体的なアライメントの点から（巨視的レベルで）アライナと患者の間に幾何学的差異がなかったとしても、即ち、アライナが受動的であると考えられている場合でも、歯の特定のスポット／エリアに力を加える。注：ネガ方法は、デジタル時代以前に、アライナ／再配置装置の真空形成前に石の模型上に手動で層を削り取るか又は溝を作ることによって実施されていた。図２９。形状修正力コンポーネント。ポジ形状修正。ポジ修正は、歯表面に材料を追加することによって行われる。従来は、複合材料を使用して歯表面にアタッチメントを追加することによって行われている。アタッチメントは歯のモフォロジーを効果的に変化させ、それによってその受けた力を変化させる。従来のアタッチメント設計。従来のアタッチメントの殆どは、アライナが力を及ぼすことができるようにする１つの平らな表面を有する。従来のアタッチメントは、取り付けられると、殆どの治療ステップでそのままであり続けるようになる。そのため、歯が移動すると力受け面は変化する。表面に作用する力は、最適でなくなる。特定のポジ形状修正設計－ユニバーサルアタッチメント。本発明は、事前に計算された角度で平坦表面に作用する複数の力を利用した。複数平坦表面の設計は、全治療プロセス中の歯位置の変化を考慮するが、システムは依然として別の表面及び／又は複数の表面の組み合わせを介して最適な力を及ぼすことができる。複数の平坦表面は、自己バランス及び自己対抗力を可能にし、所望の方向に沿って能動的に純粋なベクトルを加える。複数の平坦表面は、全治療プロセスの事前計算、事前最適化を可能にする（４Ｄ最適化を参照）。

【0168】

ユニバーサル４Ｄアタッチメントの例。注：表面間の角度は、最適化アルゴリズムによる処方に従って変化してもよい。複数表面のユニバーサル４Ｄアタッチメントの更なる詳細については、４Ｄ最適化、図２４及び２５、図２６を参照されたい。ネガ形状修正－デジタル彫刻。デジタル彫刻は、精度のネガ修正方法である。デジタル彫刻は歯表面上の特別に設計されたエリアを仮想的に彫り取る。サイズ、形状深さ及び位置は、コンピュータシミュレーションによって決定される。アライナは修正された歯形状に応じて製造される。実際の歯はいかなる物理的修正も受けないため、結果物のアライナは歯に適合せず、そのため過剰適合になる。過剰適合したアライナは、歯のデジタル的に彫刻された領域に余分な力を及ぼす。アライナは、歯が指定された位置に移動した時でも力を継続的に及ぼすため、「過剰印加」が発生する。彫刻による力が（偶然にも設計によっても）対抗しないと、目標歯の「過剰矯正」をもたらす。デジタル彫刻は、その特定のステップで正確な力ベクトルを伝達するために計算された様々なパラメータを有する、アライナ材料のカスタマイズされた「余分な」量と想像してもよい。デジタル彫刻量は、歯に関係する形状、サイズ、深さ及び位置といった４つのパラメータからなる。実用で、形状は良好に定義された幾何学的形状ではないため、厚さの変化がない流体である可能性が高い。本発明と従来の彫刻の比較の概要：従来：幾何学的形状、主に手動及び作業者の経験に基づく任意のサイズ及び任意の深さを有する任意の形状。本発明：力主導及びコンピュータシミュレーションによる出力。完全デジタル、生体力学ベース、その特定のステップで正確な力ベクトルを伝達するために計算された様々な構造の完全にカスタマイズされた形状。形状、サイズ、深さ及び位置はコンピュータシミュレーション及び生成アルゴリズムによってデジタル的に制御される。ネガ形状は、様々な幾何学的形状のうちの１つ又は組み合わせ、流体であり得、歯形状の一部又は全部の仮想変形を有するか又は有さない。ネガ形状は、偶力を形成するか又は不要な力ベクトルを排除するために、正又は負の１つ又は複数の形状に合わせて実現してもよい。４Ｄ形状：形状パラメータは各ステップに必要な力ベクトルに応じて変化するため、その特定のステップに合わせて最適化される。形状は、次のステップ及び全ての後続のステップに合わせて変化し、最適化される。従って、全体的な最適化となる。図３０。特定のネガ形状修正設計。ネガ彫刻は歯表面又はポジ形状、つまり、アタッチメントに適用できる。ネガ形状修正は、能動的に力（複数可）をポジ形状に加えて歯を移動させ、製造上の欠陥（特に熱成形技術の場合）によるアライナの適合不足を補うために僅かに彫られるという目的で使用できる。ネガ彫刻の１つの臨床例は、固定源、特に能動的固定源（生理的固定源）上の適用である。任意の力コンポーネントの仮想彫刻、長方形、球形、樹木状、アレイ又は所望の力コンポーネントを作製するための任意の所望の形状。ネガ彫刻によって作製された力コンポーネントの例。図３１。形状修正を使用して作られる他の機能。過剰適合の定義：アライナが緩みすぎるため、歯に接触しない。シェルにおける過剰適合はシェル－オフセットであり、それと交換可能に使用される。過剰適合は、目標歯又は形状の仮想的拡張又は拡大によって達成され、そして、結果物のアライナは、過大で過剰適合になる。図３２。熱成形アライナの厚さ修正。熱成形アライナの厚さは形状修正によって制御できる。図３３。様々なアライナ形状構造は形状修正によって生成できる。モデルに仮想材料を追加すると、実際の患者とは異なるモデルが生成され、修正されたモデルから製造されるアライナは、実際の歯列ではなく修正されたモデルに従う。歯科モデルに追加又はそこから除去された仮想材料は、熱成形アライナの厚さ及び特性を修正するために使用できる。自己作動力コンポーネント及び機構は形状及び群シフト修正によって作られる。

【0169】

新しいフレームワークの特別な特徴。自己バランス。定義。本発明の文脈では、３Ｄ空間において回転中心及び軸のシフトを伴う回転を生成する力が歯に作用する場合、システムのバランスが取れていないと言われる。機能の例示：力が回転中心を通じて回転軸に垂直に作用すると、該力は回転を引き起こさない。上からのいかなるずれも、３Ｄ空間における歯の回転中心及び軸のシフトを伴う歯の回転を生じさせる。自己バランスとは、回転中心及び軸のシフトを所望の方向に制御するシステムのことをいう。自己バランスしたシステムは、力が回転軸に接線的に作用したとしても、純粋な回転を生じることができる。説明。自己バランスしたシステムは、最小１つの能動的コンポーネント及び最小１つの受動的コンポーネントを含む。能動的コンポーネントは、形状変形の有無に関わらず、正又は負にすることができる。受動的コンポーネントは、一般的な幾何学的形態（円形、長方形、三角形など）を採用するが、それらに限定されない。受動的コンポーネントは反応的に力を及ぼす。受動的コンポーネントは歯に接着されない。受動的コンポーネントは歯表面の滑走・摺動を可能にする。受動的コンポーネントは、歯の移動を明確に画定された空間に制限するコンポーネントとして想像できる。自己バランスしたシステムは、能動的コンポーネント及び受動的コンポーネントを選択的に配置することで３Ｄ空間において所望の回転を生じさせるために使用される。例：図２８。自己対抗。定義。３Ｄ空間において力が歯作用して意図しない方向に沿って歯の並進運動を発生させる場合、力は逸脱し、システムは対抗しないと言われる。自己対抗とは、所望の方向での並進運動を制御するシステムのことをいう。説明。自己対抗システムは、最小１つの能動的コンポーネント及び最小１つの受動的コンポーネントを含む。能動的コンポーネントは、形状変形の有無に関わらず、正又は負にすることができる。受動的コンポーネントは、一般的な幾何学的形態（円形、長方形、三角形など）を採用するが、それらに限定されない。受動的コンポーネントは反応的に力を及ぼす。受動的コンポーネントは歯に接着されない。受動的コンポーネントは歯表面の滑走・摺動を可能にする。受動的コンポーネントは、歯の移動を明確に画定された空間に制限するコンポーネントとして想像できる。適用。自己対抗システムは、能動的コンポーネント及び受動的コンポーネントを選択的に配置することで３Ｄ空間において所望の並進を発生させるために使用される。自己対抗システムは、３Ｄ空間における望ましくない並進に抵抗するために使用される。例：特定の適用例：固定源。固定源の概念。固定源は、計画外の歯移動に対する抵抗として定義される。固定源及び固定源計画は、作用と反作用は等しく反対であるというニュートンの第三法則の原因で、必要である。歯科矯正における一般的な固定源戦略：歯群を使用して単一の歯を移動させる。固定源の様々な分類／タイプ：口腔外、口腔内、群Ａ、群Ｂ、群Ｃなど。絶対的な固定源－ＴＡＤ（一時的な固定装置）の使用－基本的に固定源として機能するミニインプラント。単一でない固定源機構は理想的である（そのため、非常に多くの異なる戦略、手段及びタイプが存在する）。固定源損失の問題。計画された固定源は、目標（歯科矯正医が移動させたい歯）歯／複数の歯によって及ぼされるニュートンの第三法則に抵抗・対抗するのに十分ではない。計画された固定源が移動する（上記の定義を参照）-＞臨床的に＝固定源損失－そのため-＞計画された結果は達成できない。固定源を強化する戦略：図２７。ベクトル方向転換。分散固定源。受動的固定源。能動的生理的固定源。例１：能動的な生理的固定源。固定源は不要な歯移動に対する抵抗である。大臼歯上の固定源は、大臼歯が前歯を後退させるアンカーとして使用される場合、特に重要である。前方引張力（前方後退からの反力）に反応して、臼歯は、前方に傾斜する。一般的には、歯肉に平行な水平アタッチメントはこのような前方傾斜を阻止するために使用される。しかし、水平バーは常に有効であるわけではない。前方傾斜力に対する抵抗を増大させるために、本発明は、アタッチメント表面にネガ彫刻を施し、そのため、大臼歯上で反対方向の回転力を生成する。その逆回転力は、前方傾斜力に対抗する追加の固定源を提供する。例示：例２：ベクトル方向転換固定源。図３４。

【0170】

歯科矯正における自己作動の例。自己作動構造によるアーチ拡張。図３５。自己作動構造による開放空間。図３６。自己作動構造によるトルク。図３７。

【0171】

マクロ構造一体化の例。図３８、図３９、図４０。
歯科矯正の最適化

【0172】

背景。上記で説明したように、従来のアライナは歯を移動させるのに効率的ではない。歯移動効率を高めるために、新しいツールを開発する必要がある。歯移動効率（ＴＭＥ）及び歯移動効率指標が開発される。ＴＭＥは、全ての患者に証拠ベースの歯科医療をもたらす新紀元に歯科矯正を導く定量的な尺度である。ＴＭＥＩは、様々なアライナ設計を比較するための定量可能な基本的ベンチマークとして機能する。コンピュータ支援設計アライナは、手動、自動又はＡＩ最適化のいずれであっても、比較、評価及び改善が可能である。
ＴＭＥの一般概念

【0173】

歯科矯正は力／トルクを使用して歯を変位させ、回転させる。実用において、歯科矯正装具の制限により、各歯に加えられる実際の力／トルクは方向及び大きさで所望の力／トルクと一致しない場合がある。ＴＭＥは、－１と１の間のこのような不一致を定量化しようとする。ＯＦＥＭにおける力／トルクベクトルからの予期される変位／回転が目標変位／回転の方向に完全に一致し、予期される変位／回転の大きさが目標変位／回転の大きさに厳密に比例する場合、ＴＭＥは１に等しい。予期される方向が目標と完全に反対であり、予期される大きさが目標に完全に比例する場合、ＴＭＥは－１に等しい。予期される方向が目標に直交する場合、ＴＭＥは０に等しい。アタッチメントを有さないアライナの平均ＴＭＥは、約１０～２０％である。アタッチメントを有するアライナの平均ＴＭＥは、約３５～４５％である。
ＴＭＥの計算

【0174】

歯移動効率は、変位／回転と力／トルクの間の方向アライメントだけでなく、各歯の力／トルク及び変位／回転の大きさ間の比例性も定量化する。ＴＭＥは、力－変位（ＴＦＤ）及びトルク－回転（ＴＴＲ）といった２つのコンポーネントで構成される。ここで、ＴＭＥ＝ＴＤＦ＋ＴＴＲである。力－変位は、力の量、その得られたベクトル及びそれらがもたらすモーメント及び変位に関係する。ここで、意図しない望ましくない力／ベクトルは負の値である（浮遊力－Ｆｓ）。所望の力／ベクトルは正の値である（得られた力－Ｆｒ）。得られた力Ｆｒ＝Ｆ－Ｆｓである。生成された変位の大きさは得られた純粋な力／ベクトルに比例する。

【数1】

【0175】

変位の大きさは、コンピュータ骨モデルで表される、骨抵抗から生じる移動の抵抗に影響される。トルク－回転は、トルクを与えることで生成された回転の量に関係する。回転は、初期力Ｆ、回転中心及び抵抗中心とのその距離及び角度で構成される。ここで、意図しない望ましくないＴＴＲは、負の値である（浮遊トルク－Ｔｓ）。所望のトルクは正の値である（得られたトルク－Ｔｒ）。得られたトルクＴｒ＝Ｔ－Ｔｓである。生成された回転の大きさは、得られた純粋なトルクに比例する。最適化。最適化の目的。目的。治療時間の短縮。副作用（歯吸収、歯周問題）の軽減。患者負担の軽減。ヒューマンエラーの排除。ＤＯＦ内最適化。各歯に及ぼされる力／トルクは、目標変位／回転の方向に突出できる。それらの残差は、望ましくない変位／回転を生じさせるため、最小化する必要がある。説明：実施フロー。例。歯間の最適化。総力／トルクの保存により、単一の歯のＴＭＥ最適化は他の歯に影響せずに達成することはできない。複数の歯のＴＭＥを共最適化するために協調が必要である。説明：方法。実施フロー。例。最適化フロー。４Ｄ最適化

【0176】

従来のアプローチの問題。アタッチメントによる歯形状修正は、「永久的」であり、複数のステップにわたる全治療コースを通じて持続する場合が多い。それゆえ、アライナのＴＭＥは、アタッチメントの力受け面の向きが常に変化するため、修正された歯の向きに従って変化する。それにより、アライナのＴＭＥは、特定の時間ステップで最適な効率を有する曲線に従うが、大部分の時間ステップでは決してそうではない。４Ｄ最適化：４Ｄ最適化は、全て又は大部分の時間ステップにわたってＴＭＥを最適化することを目的とする。全て／大部分の時間タイプで効率を維持することで、４Ｄ最適化は治療時間を有意に短縮できる。ＴＭＥシステム＝ＴＭＥ１＋ＴＭＥ２＋ＴＭＥ３…ＴＭＥｎである。説明。本発明の新しい設計はアタッチメントを低減又は排除する。力コンポーネント（正又は負。後のスライドを参照）は主にアライナに組み込まれるように設計される。ユニバーサルアタッチメントは、歯表面接着ポジ形状修正が不可避な場合に備えて、全治療時間ステップを通じて持続的に最適化するための複数の力受け面を提供する。力コンポーネント（形状、サイズ、深さ／厚さ、位置及び対抗－コンポーネント）は、正確な３Ｄ空間内の歯の向きに応じて必要な力ベクトルに従って設計され、それによってその特定のステップに合わせて最適化される。力コンポーネントは、次のステップ及び全ての後続のステップに合わせて変化・最適化する。それによって、全体的な最適化が達成される。ユニバーサル４Ｄアタッチメントによる４Ｄ最適化。複数の力受け面及び案内／滑走面を有するユニバーサルアタッチメントは、目標の歯／複数の歯の位置及び配列が変化したとしても、継続的にその最適化を維持できる。
他の機能コンポーネントの一体化
マイクロ｜ナノピット及びカプセルを介した継続的な化学物質放出

【0177】

ナノカプセルの埋め込みにより、連続的な化学物質放出が可能になる。ナノ－カプセル内の化学物質は、様々な活性化メカニズム（熱活性化、水力活性化、物理的活性化）によって制御下で放出できる。ナノカプセルは、特定のエリアに均一に分布させ又は埋め込んで所望の効果を生み出すことができる。ナノカプセルには、ナノ又はマイクロレベルの材料を埋め込むことができる。ナノカプセルの効果的な埋め込みにより、巨視的な「プール」が不要になる。ナノカプセル埋め込みは、開口又は閉鎖シェルの設計に適用できる。埋め込み可能な化学物質は、グルコン酸クロルヘキシジン（歯周病、殺菌）、フッ化ナトリウム（虫歯）、カルシウム（歯修復）、漂白剤（歯美白）、及びその他としての抗生物質などを含むが、それらに限定されない。ｈｔｔｐｓ：／／ｐｕｂｍｅｄ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／３２２９５３３６／歯科医療における新興ナノ技術｜｜微生物学及び歯科医療におけるナノ診断。
化学物質リザーバとしてのシェル－オフセット。

【0178】

シェル－オフセット設計は、化学処理のための天然のリザーバである。シェル－オフセットリザーバは、シェルを閉じるために適用できる。化学物質は上記５．１のとおりである。シェル－オフセットリザーバはマイクロ｜ナノピット及び／又はカプセルと組み合わせることができる。
ナノ－センサ。

【0179】

ナノセンサ埋め込み。ナノセンサのタイプ。ｐｈセンサ。変位センサ。圧力センサ。化学センサ。ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｅｌｌ．ｃｏｍ／ｍａｔｔｅｒ／ｐｄｆＥｘｔｅｎｄｅｄ／Ｓ２５９０－２３８５（２０）３０６７１－８。多機能超薄ＭｏＳ２トランジスタに基づく一体化コンタクトレンズセンサシステム。多機能レンズセンサシステムはスマートコンタクトを革新する可能性がある。ｈｔｔｐｓ：／／ｔｅｃｈｘｐｌｏｒｅ．ｃｏｍ／ｎｅｗｓ／２０２１－０１－ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ－ｌｅｎｓ－ｓｅｎｓｏｒ－ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｚｅ－ｓｍａｒｔ．ｈｔｍｌ。ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｃｅｌｌ．ｃｏｍ／ｍａｔｔｅｒ／ｐｄｆＥｘｔｅｎｄｅｄ／Ｓ２５９０－２３８５（２０）３０６７１－８。多機能レンズセンサシステムはスマートコンタクトを革新する可能性がある。ｈｔｔｐｓ：／／ｔｅｃｈｘｐｌｏｒｅ．ｃｏｍ／ｎｅｗｓ／２０２１－０１－ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ－ｌｅｎｓ－ｓｅｎｓｏｒ－ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎｉｚｅ－ｓｍａｒｔ．ｈｔｍｌ。図４２。
バイオモジュレーション

【0180】

歯科矯正における光通信、電気、機械、光、ナノ技術。生体電位を修正することで１５２０μＡの低直流電流（ｄｃ）が歯槽骨に印加され、骨芽細胞及び歯根膜細胞が第２メッセンジャｃＡＭＰ及びｃＧＭＰの濃度増加を示した。設計された発光タトゥー－ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄａｉｌｙ．ｃｏｍ／ｒｅｌｅａｓｅｓ／２０２１／０２／２１０２２６１２１３１９．ｈｔｍ。超薄、超適合、及び自立型タトゥー可能有機発光ダイオード－ｈｔｔｐｓ：／／ｏｎｌｉｎｅｌｉｂｒａｒｙ．ｗｉｌｅｙ．ｃｏｍ／ｄｏｉ／ｅｐｄｆ／１０．１００２／ａｅｌｍ．２０２００１１４５。
エネルギーハーベスティング

【0181】

自己給電型センサ用。ナノ－センサに給電するためのエネルギーハーベスティング。化学エネルギーによるエネルギーハーベスティング。機械式ナノ発電機によるエネルギーハーベスティング。図４３。

【0182】

高レベルの整列：主に生物学主導型であり骨リモデリングの生理的限界に基づく（経路主導型又は配置主導型ではない）アライナ。更新されたモデルを通じて更新可能な任意のアライナ作成アルゴリズム。本発明の最適化フローに基づく又は主にそれに類似する任意のアライナ作成アルゴリズム。（形態学主導の代わりに）正確な力伝達によって設計・作成される任意のアライナ。歯移動効率（ＴＭＥ）を測定すると主張する任意のアルゴリズム。ＴＭＥを客観的な定量化として使用すると主張する任意のアライナ又はアルゴリズム。ＴＭＥ又はＴＭＥＩをそれらのアライナ及びアライナ製品のマーケティングに関連して使用する任意のアルゴリズム。ＴＭＥ／ＴＭＥＩ又は類似の効率測定ツールを採用してアライナ設計、作成及び出力を比較、フィルタ、選択及び改善する任意のアルゴリズム。上記のメカニズムに基づく任意の自動アライナ作成。
アライナ設計

【0183】

構造及び材料の階層的配置に基づく任意のアライナ。生体模倣の性質を持ち、メガ、マクロ、メソ、マイクロ及びナノ構造を階層的に配置した任意の階層的構造。シェル、骨格、力コンポーネント及び付加コンポーネントを明確に定義・分離する任意のアライナ。全て又は一部の選択エリア及び／又は能動的コンポーネントに対して接着力を生成する任意のアライナ。歯に接触しないシェルを有する任意のアライナ。歯に接触する力コンポーネントを有する任意のアライナ。１つ又は複数の案内／滑走／摺動構造又はコンポーネントを有する任意のアライナ。アライナの他の部分の干渉なしに所望の力コンポーネントが正確な表面接触を達成できるように設計された任意のアライナ。アライナ上の１つ又は複数の開口を有する任意のアライナ。ハイドロプレーニング回避及び唾液排出機構を有する任意のアライナ。
力コンポーネント設計

【0184】

アライナ材料の物性に応じて力コンポーネントのサイズ、形状及び構造を計算し出力するアルゴリズム。複数材料アライナにおける個別及び組み合わせた物性に応じてサイズ、形状、構造を計算するアルゴリズム。正確なベクトルを生成する歯表面又は歯の複数表面上の特定の位置にサイズ、形状及び構造を配置するアルゴリズム。階層構造及び材料を有する力コンポーネント。自己バランスする力コンポーネント。回転中心を所望の３Ｄ空間内に維持し、及び／又は回転中心を設計に従って所望の経路にシフトさせるように、能動的又は受動的のいずれであっても他の正又は負及び／又は他の力コンポーネントによってバランスされた正又は負又は他の力コンポーネントを有する任意のアライナ。自己対抗する力コンポーネント。所望の方式で設計に従って並進の経路及びピボット中心と抵抗中心のシフトを維持するように、能動的又は受動的のいずれであっても他の正又は負及び／又は他の力コンポーネントによって対抗された正又は負又は他の力コンポーネントを有する任意のアライナ。設計目的又は正確な力伝達を他の力の干渉から守る目的のいずれであっても力をバランスするための任意の機構。設計目的又は正確な力伝達を他の力の干渉から守る目的のいずれであっても力に対抗するための任意の機構。正及び負のアタッチメントを採用するアライナ。アライナ全体が受動的な場合でも負のアタッチメントを採用して能動的な力を生成するアライナ。仮想彫刻で力コンポーネントを生成するアライナ。仮想形状修正を使用して厚さを変化させるアライナ。仮想彫刻及び／又は形状修正を使用する作動機構を有するアライナ。群シフトを使用し及び／又は仮想彫刻及び／又は形状修正を用いる作動／力コンポーネントを有するアライナ。引張動作を生成するアライナ。引張及び押圧及び／又は動作の任意の組み合わせを生成するアライナ。
オールインワンアタッチメント

【0185】

任意の形態のオールインワンアタッチメントを利用するアライナ。複数の力受け面で構成されたアタッチメント。１つ又は複数の力受け面に力を順序的に又は同時に作用できるアタッチメント。カスタム向きにあり互いに角度を形成する力受け面を有する、治療コース中に歯の向きの変化に従って及びそれに適応して最適な力を継続的に及ぼすことができるアタッチメント。歯が移動する時に力コンポーネントの摺動を可能にし、且つ同じベクトルを維持する表面を有するアタッチメント。把持。把持機構を採用するアライナ。歯間アライナ材料を力源として採用する任意のアライナ。歯冠エリアで把持機構を採用する任意のアライナ。（例示及び説明：グリップがブラケットであり歯間アライナ材料がワイヤである固定装具と同様）。自己作動。構造的又は材質を問わず、任意種類の任意の自己作動機構を組み込む任意のアライナ。水力、熱、電気、化学、機械又は任意の他の手段によって作動する自己作動機構を組み込む任意のアライナ。熱成形アライナ。仮想形状修正を使用するシェル－オフセットを有する任意の熱成形アライナ。仮想彫刻によって及び／又はシェル－オフセットを用いて製作された力コンポーネントを有する任意の熱成形アライナ。仮想形状修正を採用してアライナの形態、厚さ及び物性を変更する任意の熱成形アライナ。仮想形状修正を採用して自己作動機構を生成する任意の熱成形アライナ。群を採用する任意の熱成形アライナ。上記の効果を生み出す任意の熱成形技術。
４Ｄ最適化及び複数レベル最適化

【0186】

歯内。所望の移動方向と整列させるように力を最適化する、歯に対して実行される任意のアルゴリズム。歯の向きが変化した時に最適化するように自己調整及び事前調整する任意のこのような最適化。歯間。歯間の相互作用及びニュートンの第三法則の効果を考慮した任意の最適化アルゴリズム及びそれが作成するアライナ。歯間の相互作用及びニュートンの第三法則の効果を考慮し、歯間配置が変化した時に自己最適化する任意の最適化アルゴリズム及びそれが作成するアライナ。ステップ間最適化。治療コース中に歯の向きの変化に従って及びそれに適応して最適な力を継続的に及ぼすことができるアライナ。複数レベル。上記のアルゴリズムの１つ又は任意の組み合わせを使用して作成される任意のアライナ。
ナノ技術－接触表面設計。

【0187】

歯表面に対して接着力を生成するために接着技術を採用する任意のアライナ。歯とアライナの間の微視的又はナノスケールの表面接触エリアを変更して歯に対して接着力を生成するために採用される任意の接着技術。階層構造及び材料を採用する任意のこのような接着技術。歯に対して引張動作を生成する任意のこのような接着技術。歯表面に垂直又は接線的な、及び／又は上方の任意の角度での引張動作を生成する任意のこのような接着技術。（歯表面に沿って滑ることなく接触を相対的に安定させる）押圧動作を生成する任意のこのような接着技術。歯表面に対して接着力を生成する任意の技術。接着力を生成する任意のナノ技術。接着力を生成するアライナ上の任意の表面処理。自浄表面を生成するアライナ上の任意の表面処理。複数の製造技術をサポートするアルゴリズム。単一材料熱成形、複数材料熱成形、単一材料直接３Ｄ印刷、複数材料３Ｄ印刷に限定されない複数の製造技術をサポートする任意のアルゴリズム。単一材料熱成形、複数材料熱成形、単一材料直接３Ｄ印刷、複数材料３Ｄ印刷に限定されない特定の製造技術に最適化された任意のアルゴリズム。
自己作動コンポーネントの一体化

【0188】

任意の形態の自己作動機構を組み込む任意のアライナ。拡張、収縮、撓み及びカール動作に限定されない６つの次元で３Ｄ移動を生成する任意の自己作動機構。水力、熱、化学、電気又は機械に限定されない方式で活性化される任意の自己作動機構。他のコンポーネントの一体化。化学物質リザーバ。化学物質用のマイクロ又はナノリザーバを含む任意のアライナ。マイクロ又はナノリザーバは、マイクロ／ナノピット及びマイクロ－ナノカプセルを含むが、それらに限定されない。一部又は全部又は複数の歯に局在化されたマイクロ又はナノリザーバの任意の選択的分布。マイクロ又はナノリザーバの密度の任意の選択的分布。化学リザーバとして機能する任意のシェル－オフセット設計。上記の任意の組み合わせ。
エネルギーハーベスティング

【0189】

内蔵エネルギーハーベスティング装置を有する任意のアライナ。熱駆動、化学駆動又は機械駆動に限定されない任意のエネルギーハーベスティング装置。ナノ－センサへの電力供給及び／又はバイオモジュレーションのための内蔵エネルギーハーベスティング装置を有する任意のアライナ。
マイクロ及び／又はナノ－センサ

【0190】

ナノ－センサを埋め込む任意のアライナ。ｐＨセンサ、変位センサ、圧力センサ、化学センサ又は任意種類の他のセンサを埋め込む任意のアライナ。受動的又は能動的である任意のマイクロ及び／又はナノ－センサ。内蔵エネルギーハーベスティング装置を利用する任意のマイクロ及び／又はナノ－センサ。
バイオモジュレーション

【0191】

バイオモジュレーションモジュールを統合した任意のアライナ。バイオモジュレーションは、機械、フォトニック及び電気のものを含むが、それらに限定されない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4-5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【国際調査報告】