根管器械及制造方法

專利名稱：根管器械及制造方法
技術領域：
本發明總體上涉及牙科學領域，更具體地涉及用來安全且高效地擴大牙根管的根管器械。
背景技術：
在根管治療術領域，最重要和精細的程序之一是清洗和掃除牙齒的細長的曲線的錐形牙根管以提供尺寸正確的腔，同時基本上保持牙根管的原始中心軸線和尺寸比例。這個步驟是重要的，以便能夠用盡可能少的空隙并以下述方式填充牙根管當牙根管被填充時限制任何有害組織或其他不期望的材料滯留在牙根管內，并且避免周圍牙齒結構的強度的有害損失。在牙根管治療中，牙醫一般在用永久的生物惰性填充材料填充牙根管之前，從牙根管去除發炎或有病的組織和材料。在執行該治療時，對于牙醫來說進入整個牙根管并根據需要將其定形以幫助確保基本上去除所有有病的組織而同時保持相同的基本牙根管形狀和軸線通常是非常重要的。然而，牙根管的直徑很小，并且牙根管經常是非常彎曲的，具有許多尺寸不規則性，其會阻礙沿著其長度以均一的方式充分擴大牙根管的目的。因此有時候進入牙根管的整個長度用以充分治療而不會產生任何不利的效果是非常難的。已經設計了許多工具來執行通常困難的清洗和定形牙根管的任務。從歷史角度看，牙醫已經被要求使用多個不同工具來去除牙根管的軟組織和硬組織。這些工具，通常稱為牙髓銼、針、擴孔鉆等，已經利用多種不同工藝來制作。在一個工藝中，銼通常通過扭轉方形、三角形或其他剖面構造的錐形棱柱棒以便提供具有螺旋切削刃/研磨刃的細長錐形銼(“K銼”)來制成。另一種工藝一般包括將螺旋槽磨成圓形或錐形的棒以便提供具有一個或以上螺旋切削刃的細長銼(“H銼”)。其他方法包括利用刀片沿著棒的長度以給定角度 “砍”或快速打擊圓形或錐形棒，從而提供具有多個芒刺狀倒鉤或切削刃突出部(“倒鉤銼” 或“針”)并且沿著銼的工作部分形成有凹口的切割表面(凹口銼)的牙髓銼。從材料的角度，牙髓銼一般已經由醫療級金屬制成，包括不銹鋼和各種可加工合金。許多鋼對于容易用作牙髓銼來說本質上太硬且太脆。它們在曲線的牙根管中易于折斷，尤其如果過度扭曲或過度疲勞時。由于這些原因和其他原因，許多現代的根管器械現在由相對稀有的合金來制成，例如鎳鈦合金、包括已知為“Nitinol ”和“NiTi ”的那些合金。 據說已經進行了由鎳鈦合金和不銹鋼制成的器械的一系列比較試驗并公開在題目為“An Initial Investigation of the Bending and the Torsional Properties of NitinolRoot Canal Files”、Journal of Endodontics、第 14 卷、1988 年 7 月 7 日號、第 346-351 頁的文章中。據說這些測試顯示由鎳和鈦制成的器械當與不銹鋼器械比較時展現出較優的柔性和扭轉特性。基于這些研究和相似研究的最初成功，NiTi根管器械已經商業地引入并且已經廣泛地用在衛生保健行業用于掃除牙根管。通常，鎳(Ni )和鈦(Ti )的合金據說具有在相對較大的范圍上的相對較低的彈性模量、相對較高的屈服強度、以及作為“形狀記憶合金”(SMA) 的基本上獨特的特性。SMA是獨特的一類金屬合金，其可以被制成當被加熱至高于某一溫度時從似乎永久的應變中恢復。SMA據說具有兩個穩定的相位-稱為奧氏體的高溫相位和稱為馬氏體的低溫相位。此外，馬氏體可以處于兩種形式之一孿晶和去孿晶。據說在加熱/ 冷卻時在奧氏體和馬氏體相位之間發生的相變被認為是SMA的獨特特性的基礎。如果機械載荷施加到處于孿晶馬氏體狀態(在低溫)的SMA材料，那么如果載荷足以引起塑性形變，則認為可能會將馬氏體去孿晶。當釋放載荷時，材料呈現保持形變。隨后將材料加熱到高于材料的奧氏體結束溫度的溫度使相變逆轉(馬氏體到奧氏體)，從而導致完全的形狀恢復。在沒有施加載荷進行冷卻時，材料被認為是從奧氏體轉變為孿晶(自適應)馬氏體。作為該相變的結果，看不到明顯的宏觀形狀改變發生，并且SMA材料在形變前恢復為原始形狀。此外，SMA在高于奧氏體結束溫度(最佳剛剛高于奧氏體溫度)施加的卸載和加載期間展現出超彈性性能。超彈性是指高度放大的彈性或回彈力。一些SMA據說輸出超過15 倍的彈簧鋼的彈性移動，即，合金能夠經受彈簧鋼的超過15倍的扭轉力和彎折力而不發生永久形變。考慮到該超彈性性能，根管器械現在通常用奧氏體結束溫度剛剛低于人體溫度的MTi制成。因此，當用于在病人嘴內執行的根管治療時，器械通常將展現出超彈性性能。雖然NiTi的超彈性特性和形狀記憶特性被認為對根管器械是有利的，但是這種特性據說在器械制造期間會引起一些困難。例如，如果器械坯料重新定形以便當器械處于低于奧氏體結束溫度的溫度，例如對于某些NiTi合成物處于室溫時在器械的期望部分提供切割表面，那么據說器械在插入病人的嘴中或者以其他方式加熱至高于某個溫度時能夠恢復其沒有切割表面的原始形狀。據說已經試圖通過以下步驟來制造NiTi器械將器械坯料放置在溫度500°C或更高溫度的爐內或熱鹽浴內，取出加熱后的坯料并且將其扭轉以形成K銼類型器械，并且然后執行后續的淬火和熱處理操作以便為器械提供適當的物理性能。這種過程通常是耗時的并且可能需要大量工具、爐和其他專用的昂貴設備。此外，加熱鹽浴和其他類型爐的使用可能會是危險的并且可能會導致對制造工具和其他材料的不希望的腐蝕和其他不利影響。因而，需要一種更簡單、快捷且更經濟的方法來有效地生產包括 NiTi材料或其他SMA的根管器械。常規的牙根管治療的另一個明顯缺點是，從業者一般必須使用一系列的牙髓銼來清掃和定形有病的牙根管。通常，該一系列的器械包括直徑逐漸增大并且因此錐度逐漸增大的一組銼，同時工作部分的長度一般維持基本上恒定。使用這種銼組來順序地并且逐漸地擴大牙根管直到實現期望的形狀。以相對較小增量的階梯式擴大被認為是在擴大處理期間避免對牙齒結構造成不期望的損害和其他影響、以及避免在構成器械的材料上施加太多扭轉載荷或壓力的常規策略的重要部分。在這點上，一組器械一般對特定病人僅使用一次并且隨后丟棄，其中組中的每個器械以很高的單獨費用提供。因而，需要一種改進的牙髓銼設計，其限制在牙根管治療/銼磨處理期間實現期望的孔形或擴大程度所需的牙髓銼的數量。

發明內容
因此本發明的實施例的一個目的是提供改進的牙髓銼設計以及用鎳鈦合金和其他相似超彈性材料或SMA制造這種銼同時避免上面討論的許多或全部缺點的方法。本發明的各實施例的多個目的的另一個是尤其通過減少使用在被擴大時連續地適應牙根管壁的器械來擴大牙根管所需的器械的數量，來提高根管填充/治療處理的功效。根據本發明的一個實施例，提供了一種制造根管器械的方法，該方法包括將棒的一部分加熱到從大約75°C到大約175°C的范圍內的溫度、同時通過使器械與第一被加熱表面的至少一部分和第二表面的至少一部分接觸來對棒施壓的步驟。第一表面包括第一表面結構，第二表面包括第二表面結構，并且第一表面結構和第二表面結構基本上一致。各個表面的一致的物理關系使得棒沿著一致的表面結構的至少部分重新對齊，并且熱和壓力的基本上同時施加將棒設定為定形構造。在本發明的其他實施例中，可以使用各種其他類型的被加熱工具。例如，熱模可以包括用于接收棒的一部分的定形盲孔。棒可以插入到盲孔中，從而在將棒加熱到將棒設定為期望形狀所需的溫度的同時，將棒形成為期望的器械形狀。根據本發明的又一個實施例，提供了一種新穎的根管器械。器械具有由超彈性合金形成的工作部分，其已經被設定成定形構造。在各實施例中，該定形構造是曲線的二維蛇狀形狀或三維豬尾形狀。當器械以與定形構造不同的第二構造(優選地是基本上伸直的構造)插入牙根管中并且用在根管治療中時，隨著根管治療連續進展地從擴大的牙根管去除更多的材料，工作部分的至少一段的有效直徑增加，而工作部分的至少一段的有效長度減少。為了概述本發明的某些實施例和在現有技術之上實現的優點，在此上面已經描述了本發明某些實施例的某些目的和優點。當然，可以理解，不需要所有這些目的或優點都可以根據本方面的任何特定實施例來實現。因此，例如本領域的技術人員將認識到，本發明可以以這樣的方式來實現或實施，實現或最優化在此教導的一個優點或一組優點，而不需要實現可能在此教導或暗示的其他目的或優點。所有這些實施例旨在落入在此公開的本發明的范圍內。根據下面參考附圖的優選實施例的詳細描述，本發明的這些和其他實施例對于本領域的技術人員來說將變得確實顯而易見，本發明不限制為所公開的任何特定優選實施例。


參考下面的詳細描述、所附權利要求和附圖，本發明的其他特征、方面和優點將變得更好地理解，其中元件是不按比例的以便于更清楚地顯示細節，其中在所有多個視圖中， 相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中
圖1表示在制造根管器械的方法的實施例中使用的裝置的局部示意圖，其中棒18包括剖面線來大體上表示上面具有切割表面；
圖2表示描述制造根管器械的方法的步驟圖；圖3表示制造根管器械的方法的實施例中的具體步驟，其中棒包括剖面線來大體上表示上面具有切割表面；
圖4表示根管器械的工作部分的實施例的局部示意圖5表示在制造根管器械的方法的實施例中使用的裝置的局部示意圖，其中棒18包括剖面線來大體上表示上面具有切割表面；
圖6表示制造根管器械的方法的實施例中的具體步驟，其中棒18包括剖面線來大體上表示上面具有切割表面；
圖7表示描述制造根管器械的方法的步驟圖，其中軸37包括剖面線來大體上表示上面具有切割表面；
圖8表示根管器械當可以使用在牙科臨床時的實施例；
圖9表示根管器械的工作部分的實施例，其中軸包括剖面線來大體上表示上面具有切割表面；
圖10表示在制造根管器械的實施例中使用的模具； 圖IlA表示根管器械的工作部分的一段的另一個實施例的側視圖； 圖IlB表示從圖IlA所示的根管器械的工作部分的一段的遠端觀看的角視圖；以及圖IlC表示從圖IlA所示的根管器械的工作部分的一段的近端觀看的角視圖。
具體實施例方式在此描述的本發明的實施例包括通過處理細長棒來形成牙髓銼的方法，所述細長棒由大體上預定長度的超彈性材料通過基本上同時施加適當的熱和壓力而形成。在一個實施例中，棒18在處理之前是錐形的、基本上圓柱形的并且是無槽的。可替代地，棒可以是非錐形的和/或棒可以具有各種形狀，例如具有三角形、矩形、六邊形、星形、截頭圓柱形、不對稱多邊形、菱形的剖面或其他各種形狀的剖面。在其他實施例中，棒可以是有槽的，例如具有傳統根管器械的螺旋形狀。棒18還優選地由鎳鈦合金形成，例如由California的Fremont的Nitinol Devices and ComponentsInc.制造的SE508鎳鈦線。這是用于牙髓銼的典型的二元鎳鈦合金，并且包括大約56%重量的鎳和大約44%重量的鈦。棒18也可以由其他NiTi合成物或其他超彈性材料形成。棒優選地包括沿著工作部分的切割表面。切割表面可以是有凹口的切割表面，例如公開在頒給Brock等人的美國專利No. 7，223，100中的那些切割表面，其通過引用并入本文。切割表面可以是螺旋切割表面，例如傳統螺旋根管器械中的那些切割表面，或現有技術已知的其他切割表面。替代性地，切割表面可以是沿著多邊形的無槽棒的長度的一部分延伸的成角轉角。在某些實施例中，切割表面基于在此描述的根管器械的特定彎曲輪廓交替或者選擇性地形成圖案。這種交替圖案的示例顯示在圖4中。在制造器械的優選方法中，使用被加熱工具來將棒18的至少一部分變形為期望的器械形狀，并且基本上同時通過對棒施加熱和壓力來將棒設置為期望的形狀。在圖1所示的一個實施例中，被加熱工具10可以包括成形鐵類型的設備12。成形鐵12優選地包括第一被加熱成形表面15A和第二被加熱成形表面15B，雖然在替代性實施例中僅加熱其中一個成形表面15。在一個實施例中，被加熱成形表面15A和15B包括多個波紋。如圖1所示，沿著被加熱成形表面15A的波紋16A的峰部優選地與沿著被加熱成形表面15B的波紋 16B的谷部14B相對應，而波紋16B的峰部與谷部14A相對應。在替代性實施例中，被加熱成形表面15可以具有各種其他相對應的表面特征以便為棒18提供期望的器械形狀。為了將棒形成為期望的器械形狀，將棒18壓縮在被加熱成形表面15之間，從而產生優選地從大約550MPa到大約1500MPa范圍內的棒上的壓力，更優選地為大約1250MPa。 圖2中以步驟示出的方法可以包括預加熱步驟110，其中在形成器械之前對被加熱成形表面15進行加熱。然后執行接觸步驟112，包括在將棒18保持在表面之間的同時使棒18與被加熱成形表面15的至少一部分接觸。該步驟優選地通過使其中一個被加熱成形表面15 朝向另一個移動，或者使兩個成形表面15朝向彼此移動以便棒18壓縮在其間從而改變棒 18的形狀來執行。變形步驟114包括維持加熱表面14與棒18之間接觸足夠長時間，以使棒18的溫度變成對于由SE508NiTi材料形成的棒來說優選地從大約75°C到大約175°C的范圍內的溫度，更優選地大約150°C，以便棒通過在施加的載荷(壓力)和溫度下的超彈性材料流動而設定成期望的形狀。加熱表面14在接觸和變形步驟期間優選地維持在或變成從大約100°C到大約200°C范圍的溫度。在這樣的實施例中，被加熱成形表面在變形步驟期間保持與棒18 接觸大約10到20秒。然而，在某些實施例中，特別當使用具有更高溫度的工具時，被加熱成形表面可以保持與棒18接觸更短的期間，其可以是低至大約0. 5秒。在變形步驟114之后，然后將棒18從被加熱表面15分離并且在冷卻步驟116中冷卻。冷卻優選地通過臺架冷卻來執行，雖然可以使用其他的冷卻方法，例如快速淬火該棒。圖3示出了在步驟112和步驟114期間棒18與成形鐵12的相對位置。變形步驟 114中的被加熱成形表面15與棒18之間的接觸使得棒18重新定形并且改變物理特性，以便棒18設定成期望的形狀。在圖3示出的實施例中，在變形步驟114期間，棒18變形為基本上蛇狀的正弦曲線形狀，這將在下面進一步詳細解釋。圖5示出了用于在制造根據本發明實施例的根管器械中使用的被加熱工具的另一個示例。在這個實施例中，使用被加熱成形裝置22來將由預定長度的超彈性材料形成的棒設定為期望的器械形狀。成形裝置22包括成形基座M和楔26。棒18前進到成形基座 24和楔沈之間。在優選地從大約550MPa到大約1500MPa范圍內更優選地為大約1250MPa 的施加載荷下，如圖6所示，移動楔沈以便棒18在成形基座M和楔沈之間的部分被迫成為與新形狀一致。可替代地，可以朝向楔沈移動成形基座M，或者可以使成形基座M和楔 26朝向彼此移動以完成該任務。在一個實施例中，楔沈和/或成形基座M在與棒18相互作用之前被加熱到一溫度，以便棒18獲得優選地從大約75°C到大約175°C的范圍內的溫度，更優選地大約150°C，并且在其他實施例中，楔和/或成形基座可以基本上在與棒接觸的同時被加熱。在多個實施例中，成形基座和楔都被加熱，在其他實施例中，可以僅加熱成形基座或楔的其中一個。該方法的步驟顯示在圖7中，并且在一個實施例中，包括用于預加熱成形基座M 和/或楔沈的預加熱步驟210，隨后的是將棒18的第一部分放置在楔沈和成形基座M之間的放置步驟212。變形步驟214包括使楔沈、棒18和成形基座M互相接觸，以便當棒18 被加熱到足以將棒18設定為期望形狀的溫度時，棒18的一部分被迫成為新的期望形狀。前進步驟218包括使棒前進以便將棒18的第二部分放置在楔沈和成形基座M之間。第二變形步驟220可以隨后，并且處理可以繼續直到棒18已經變換為新的期望形狀(即波紋蛇狀形狀)。此外，在優選實施例中，在變形步驟214之后增加至少一個旋轉步驟216。在旋轉步驟期間，棒18可以在變形步驟之間旋轉180°以提供二維波紋的基本上蛇狀正弦曲線形狀。在其他實施例中，旋轉步驟216可以包括90°的旋轉或其他角度的旋轉以形成各種三維形狀，例如基本上螺旋的豬尾形狀或其他各種形狀的器械。在本發明的附加實施例中，例如如圖10所示，熱模60可以用來設定棒18的期望形狀。定形盲孔62延伸通過模具60內部的一部分。定形孔優選地具有略微比棒18的直徑大的直徑，并且具有與期望賦予棒18以形成根管器械的形狀基本上相同的形狀。在本發明的這個實施例中，棒18可以擰入到定形孔18中，其中它被保持為期望的器械形狀并且加熱到足以將棒設定為期望器械形狀的溫度。在棒18已經被充分地加熱后，棒18可以在模具60內冷卻或從模具中取出來冷卻。模具可以由分離以允許容易地將器械從模具60內部取出的兩個或以上的部分形成。然而，在替代實施例中，棒18可以在冷卻后通過擰出模具 60而取出。在制造根據本發明的根管器械的各個其他實施例中，可以使用其他類型的被加熱工具。此外，在優選實施例中，可以通過同時將多個棒放置在被加熱工具中以將棒設定為期望的器械形狀，而基本上同時地形成多個根管器械。根據本發明優選實施例的被加熱工具的使用對棒施加壓力，同時迫使它成為期望器械形狀并且基本上同時加熱棒，以便器械保持在期望形狀并且當隨后被加熱至高于其奧氏體結束溫度時也不會恢復其先前的形狀。與使用高溫爐或加熱鹽浴以及多次淬火和熱處理操作相比，本發明的這個方法允許經濟、更安全、更快捷且更簡單地產生根管器械的方法。除了上面描述的方法的實施例，在接觸步驟214之前，預加熱步驟110/210包括由其他源加熱棒18。替代性地，在這里描述的方法的某些實施例中，棒18在與被加熱工具接觸之前可以被局部地預加熱。然后，將加熱的棒18放置在如圖1所示的被加熱工具10中， 并且使用工具10來迫使加熱的棒18成為新的形狀(例如如圖3所示的形狀)。在某些實施例中，其中棒18被完全預加熱到需要的溫度，而成形工具可以不被加熱。在其他實施例中， 棒可以由工具利用各種替代的加熱方法來加熱，例如電阻加熱。可以使用上面描述的方法來將根管器械形成為獨特的新穎形狀的構造。例如，在一個優選實施例，器械可以被設定成波紋正弦曲線形狀或其他二維形狀。在又一個優選實施例中，器械可以具有三維形狀，例如螺旋豬尾形狀，即，好像棒已經繞著細長圓柱體或圓錐體被纏繞，同時還從細長圓柱體/圓錐體的一端延伸到另一端，或其他三維形狀。在器械的二維正弦曲線形狀的構造的優選實施例中，如圖4和圖8所示，具有用于從牙根管去除組織的切割表面的定形工作部分20設置在牙髓銼32的軸37上。在一個實施例中，工作部分20從軸37的近端34延伸到遠端或末端36。然而，在替代性實施例中，僅軸37的一部分在上面具有切割表面。標準的牙科手柄38或其他操作設備優選地通過本領域的技術人員已知的裝配方法和相關結構(如果有)裝配到軸的近端34。軸20的末端40可以采用任何數量的本領域的技術人員已知的各種可能構造(例如鑿、錐、子彈頭、多面體和/ 或等)。處于其“定形構造”的工作部分20優選地如圖4虛線“T”所示那樣有效地逐漸變細。工作部分20的有效錐度優選地與如在牙根管治療的最后階段使用的較寬牙髓銼的錐度相對應，而棒的實際錐度(即，棒在設定成定形構造之前的錐度)優選地與一般在較早階段使用的較窄牙髓銼的錐度相對應。有效錐度可以是常數或沿著工作部分20的長度變化。 在本發明的替代性實施例中，有效錐度可以是基本上非錐形的，而器械可以具有與在牙根管治療的較晚階段使用的一般寬銼的直徑相對應的沿著器械至少一部分的有效直徑。工作部分20的有效錐度可以是棒18在由熱/壓力處理定形之前存在的錐度(如果有)和由熱/ 壓力處理賦予工作部分的錐度的組合的結果。如下面進一步解釋的那樣，設定為二維波紋形狀的構造的鎳鈦牙髓銼32的工作部分具有有利的特點，當在牙根管治療過程期間使用中它將橫向擴張。在本發明的一個實施例中，棒18的實際寬度和相關錐度一與工作部分20處于其定形構造的有效寬度和有效錐度相對比一基本上與在牙根管治療中較早使用的窄牙髓銼的寬度和/或錐度相對應。當在此描述的牙髓銼用在根管治療中時，工作部分20的柔性允許它從其定形構造伸展成更棒狀的基本上筆直的構造。該伸直可以由根管治療醫師與工作部分20插入根管中基本上同時執行或甚至在用于牙根管治療之前執行。在一些實施例中，伸直的構造可以不是完全筆直的，而替代地可以是工作部分的有效直徑比工作部分處于其定形構造的有效直徑小的構造。伸直構造允許工作部分20的至少一部分在牙根管鉆孔的開始階段容易插入到牙齒44的窄牙根管區域42。在波紋延伸部插入到牙根管中之后，根管治療醫師可以以與一般牙髓銼相似的方式使用牙髓銼32，例如通過使器械在牙根管內旋轉和/或縱向往復運動。 當使器械旋轉和/或往復運動時，工作部分20上的切割表面從牙根管42轉移內部牙齒材料46。當牙髓銼32位于牙根管內時，銼32的溫度優選地高于其奧氏體結束溫度，這至少部分地由于病人的體溫。因而，當銼32試圖從伸直構造恢復其定形構造時，銼32展現超彈性特性并且展現出內力。工作部分20當它試圖使工作部分20基本上回復其定形構造時表現為似乎它具有“記憶”。在牙根管治療期間，當內部牙齒材料46從牙根管去除并且從牙根管掃除時，牙根管的大小增加，并且相應地用于工作部分20在牙根管42內旋轉的自由空間增加。當自由空間增加時，被偏壓的工作部分20在牙根管內向其定形構造縱向收縮并且橫向擴張。當工作部分20的有效直徑橫向擴張時，工作部分的外側邊緣上的切削刃從牙根管壁連續地去除材料，從而繼續擴張牙根管。在優選實施例中，工作部分20基本上順應它先前的構造，允許工作部分20轉移更多的牙齒材料46，并且從而在牙根管內產生持續擴張的錐度空間，直到工作部分基本上到達其定形構造。工作部分20在定形構造或接近定形構造的有效寬度和錐度優選地與在牙根管鉆孔處理中較晚使用的寬牙髓銼的寬度和/或錐度相對應。因而，銼32可以在鉆孔處理開始時插入窄牙根管中，而在使用期間增加有效寬度以便牙根管到達期望的直徑。因此，根據上面討論的優選實施例的牙髓銼32在限制在一般牙根管治療中需要的銼的量方面是有效的。在一些實施例中，可以可能使用單個牙髓銼32來執行牙根管治療，而不是通常使用的尺寸不同的一組銼。此外，本發明各個實施例的牙髓銼32比在根管治療的較晚階段使用的具有在尺寸方面與牙髓銼32的工作部分的有效直徑相似的實際直徑的一般器械更柔軟。這種較大直徑的器械在一般根管治療中是需要的以便使牙根管具有正確的直徑。然而，由于它們較大直徑產生的堅硬，器械在有效地引導牙根管的彎曲方面會面臨問題，經常導致器械鉆孔進入牙根管的側壁或產生不具有均勻直徑的牙根管，或由于疲勞而導致器械出現故障。本牙髓銼32具有與較窄的一般器械相似的實際直徑和相似的柔性，并且可以因此更有效地引導彎曲的牙根管并且避免在較大直徑器械中趨于更普遍的疲勞問題，同時還具有允許牙根管以正確的直徑形成的有效直徑。并且，本發明的實施例比一般器械允許更好地掃除牙根管。從牙根管壁去除的材料有變得堵塞在牙根管和/或一般根管器械的螺旋槽內的趨勢，而不是從牙根管有效地掃除。這至少部分地由于在牙根管內缺乏足夠的自由空間，這是因為牙根管的直徑與器械的直徑基本上相同。然而，當本牙髓銼32的工作部分的有效直徑與牙根管的直徑基本上相同時，形成工作部分的棒18的實際直徑可以比牙根管的直徑小得多，使得牙根管內具有足夠的自由空間以便可以更有效地完成碎屑的掃除。在本發明的器械的替代性實施例中，工作部分48具有如圖9所示的相反的有效錐形。工作部分48的該相反的有效錐形的一個目的至少部分由于棒朝向軸的遠端逐漸變細而產生的較細的棒尺寸。當工作部分試圖恢復其定形構造時，鄰近遠端的較小直徑在根管內比棒鄰近近端的具有較大直徑的部分產生小的接觸力。因此，當工作部分48的厚度朝向遠端減小時，工作部分與牙齒之間的切削力也減小。為了防止這種趨勢，在該實施例中，如圖9所示，工作部分48朝向其較細端更寬地有效地逐漸變細。因為工作部分48基本上與其錐度形狀一致的趨勢，使得由于記憶作用產生的從工作部分48的較細端50施加增大的力幫助平衡由于在工作部分48的較細端50處的較細實際直徑而導致的力的減小。在其他優選實施例中，牙髓銼可以具有各種三維形狀的構造的工作部分，例如螺旋的基本上豬尾形狀的工作部分或其他各種三維形狀的構造的工作部分，其在用于牙根管治療期間橫向擴張。由于具有上面描述的二維波紋正弦曲線的工作部分，因此這種三維形狀的工作部分可以基本上被伸直，以在執行任何根管治療的早期步驟中裝配到牙根管中， 同時具有將牙根管的尺寸顯著增加到最終期望的直徑的能力，從而減少執行根管治療所需的根管器械的數量。這種器械70的一個示例示出在圖IlA-圖IlC中。這種三維形狀的器械具有螺旋的豬尾狀形狀，即，似乎棒繞著細長圓柱體或圓錐體被纏繞，同時還從細長圓柱體/圓錐體的一端延伸到另一端。曲線螺旋形狀的構造可以是基本上平滑的圓形螺旋，但是在替代實施例中可以具有各種多邊形形狀。鑒于在定形構造形成期間某些類型工具形成角形彎折而不是平滑曲線的趨勢，當通過上面討論的被加熱楔工具或相似類型的工具設定為定形構造時，可以特別發現這種多邊形螺旋曲線構造。器械的工作部分上每英寸的螺旋數量可以是從工作部分的近端到遠端均勻的。然而，在各個實施例中，器械的螺距可以從一端到另一端增加。除了上面所述二維形狀的器械的改進特性，某些三維形狀的器械具有在某些根管治療中可能會是優選的其他提高的特征。例如，器械70在其恢復其定形構造時的整體螺旋形狀幫助從牙根管掃除碎屑。當在牙根管內旋轉器械時，螺旋構造將碎屑從牙根管旋轉出。 并且，與二維形狀的器械相比，當器械恢復其定形構造時，三維形狀的工作部分的更大部分保持與牙根管壁接觸，從而潛在地提供牙根管壁的更高效的切割。而且，螺旋三維形狀的器械的中心部分72可以在根管治療期間被用于沖洗目的。 流體例如水可以被抽吸到器械的中心部分以幫助從牙根管掃除材料。這種流體優選地沿著器械的中心部分72朝向工作部分的遠端向下行進，并且隨后由螺旋形狀的器械旋轉出牙根管，從而將碎屑攜帶出牙根管。各種優點由在此描述的牙髓銼的各個實施例提供，包括(1)在牙齒內沿著不均勻表面去除內部牙齒材料的提高的能力，(2)提高的柔性，因為與傳統上在根管治療的較晚階段使用的根管器械的工作部分的直徑相比，棒工作部分的直徑相對較細，(3)減少了根管器械內的金屬疲勞，因為波紋延伸部相對較細的直徑，以及(4)減少執行根管治療需要的牙髓銼的數量。本發明的概念和教導尤其可以應用到鎳鈦合金和用鎳鈦合金制作的根管器械中。 然而，在此公開的本發明不被特別限制為用MTi合金制作的根管器械，而是可以用利用許多其他適當超彈性合金的任何一種的各種牙科器械來實踐。此外，雖然上面的描述已經聚焦于在工作部分上具有切割表面的牙髓銼，但是本發明的概念可以應用到其他根管器械，例如擴孔鉆、閉孔器、鉆頭、壓實機等。例如，本發明對于根管壓實機解決牙根管錐形和/或形狀的差異可以是特別有用的，從而將填充材料例如古塔膠更有效地插入到牙根管中。而且，上面廣泛描述的根管器械的各個實施例由基本上實心的棒形成。然而，在替代實施例中，器械的工作部分和/或器械的其他部分可以是基本上管狀的，并具有從管狀棒部分的外部延伸到管狀棒內部的中空中心的開口。水或其他流體可以通過中空管抽吸以便它從開口流出，從而在根管治療期間沖洗牙根管。此外，雖然根據本發明的器械已經被描述為優選地利用被加熱工具來制造，但是根據本發明實施例的器械也可以通過其他方法來生產，例如形成器械然后分別地將器械放置到爐內。雖然本發明的實施例已經在某些優選實施例和示例的上下文中公開，但是本領域的技術人員可以理解，本發明超過這些具體公開的實施例擴展到其他替代性實施例和/或本發明的使用以及明顯的修改及其等同物。因此，在此公開的本發明的范圍旨在不應該由上面描述的具體的公開的實施例限制，而是應該僅通過公正地閱讀所附權利要求來確定。
權利要求
1.一種制造根管器械的方法，包括如下步驟將由超彈性材料形成并且上面具有切割表面的細長的基本上線性的棒的工作部分加熱到從大約75°C到大約175°C的范圍內的溫度；以及將該工作部分放置在第一被加熱表面的至少一部分和第二表面的至少一部分之間，并且以從大約550MPa到大約1500MPa的范圍內的壓力對所述工作部分定形施壓，其中所述第一表面包括第一表面結構，其中所述第二表面包括第二表面結構，并且其中所述第一表面結構和所述第二表面結構基本上一致，從而使得所述工作部分沿著一致的表面結構的至少部分重新對齊，以便施加的熱和壓力使得超彈性棒的一部分設定成定形的曲線構造。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述根管器械的所述工作部分基本上與通過將棒放置在所述第一被加熱表面與所述第二表面的一致表面之間的定形施壓同時地被加熱。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述第二表面也是被加熱表面。
4.一種制造根管器械的方法，包括以下步驟a.將由超彈性材料形成并且上面具有切割表面的細長的基本上線性的棒的至少第一部分放置到變形裝置中，其中所述變形裝置包括被加熱工具；b.利用所述被加熱工具將所述第一部分定形為期望的預定曲線形狀的構造；以及c.在從所述被加熱工具施加的載荷下加熱所述第一部分，以便將棒段設定為定形構造。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述被加熱工具包括具有定形盲孔的熱模，所述定形盲孔延伸通過模具內部的一部分并用于接收所述棒的所述第一部分，所述定形盲孔具有與所述期望的預定曲線形狀的構造基本上相似的形狀，并且進一步其中通過將所述棒擰入所述盲孔中以便所述棒的一部分由所述模具加熱，同時所述部分以定形構造保持在所述盲孔內，從而將所述工作部分設定成定形的構造。
6.如權利要求4所述的方法，還包括以下步驟d.使所述棒旋轉和前進以便將所述棒的第二部分放置在所述被加熱工具中；e.利用所述被加熱工具將所述第二部分定形為曲線形狀的構造；以及f.在利用所述被加熱工具施加的載荷下加熱所述第二部分，以便將所述第二部分設定為期望的器械形狀。
7.如權利要求4所述的方法，其中所述第一部分由所述被加熱工具加熱到從大約 75°C到大約175°C的范圍內的溫度。
8.如權利要求4所述的方法，其中所述第一部分由所述被加熱工具加熱到大約150°C 的溫度。
9.如權利要求4所述的方法，其中所述第一部分由所述被加熱工具在從大約550MPa 到大約1500MPa的范圍內的施加載荷下施壓。
10.如權利要求4所述的方法，其中所述第一部分由所述被加熱工具在大約1250MPa 的施加載荷下施壓。
11.一種由超彈性材料的細長棒形成的根管器械，包括上面具有切割表面的工作部分，其中所述工作部分具有曲線形狀的構造，以便當所述器械以第二基本上伸直的構造插入到牙根管中并且切割表面用來在根管治療期間掃除牙根管時，所述工作部分的至少一段的有效長度減小并且所述工作部分的至少一段的有效直徑增加，以在牙根管隨著根管治療進展而被擴大時適應牙根管的壁。
12.如權利要求11所述的根管器械，其中所述超彈性材料包括鎳鈦合金，其通過熱和壓力的同時施加已經被定形和設定成曲線形狀的構造。
13.如權利要求11所述的根管器械，其中所述曲線形狀的構造是二維的基本上正弦曲線的構造。
14.如權利要求11所述的根管器械，其中所述曲線形狀的構造是基本上螺旋豬尾形狀的構造。
15.如權利要求11所述的根管器械，其中處于所述曲線形狀的構造的所述工作部分具有比所述棒的實際錐度大的有效錐度。
16.如權利要求11所述的根管器械，其中處于所述曲線形狀的構造的所述工作部分具有比所述棒的實際直徑大的有效直徑。
17.一種由超彈性材料的棒形成的根管器械，包括上面具有用于掃除牙根管的切割表面的工作部分，其中所述工作部分以基本上螺旋的豬尾狀構造從其近端延伸到其遠端，以便當所述器械以基本上伸直的構造插入牙根管中并且所述切割表面用來從牙根管的壁去除材料時，所述工作部分的至少一段的有效寬度擴張，以在牙根管隨著根管治療進展而被擴大時適應牙根管的壁，從而基本上連續地擴大牙根管，直到所述工作部分基本上恢復其曲線形狀的構造。
18.一種使用權利要求14所述的根管器械的方法，包括在根管治療期間將流體抽吸到所述器械的中心部分中，從而所述流體當所述器械在牙根管內旋轉時沖洗牙根管并且將碎屑攜帶出牙根管。
19.一種使用由超彈性材料形成的根管器械的方法，該器械包括具有定形的曲線構造并且在上面具有用于掃除牙根管的切割表面的工作部分，該方法包括下面的步驟a.將所述器械的所述工作部分從定形的曲線構造伸直成基本上伸直的構造；b.將所述器械的所述工作部分插入到牙根管中；以及c.使所述器械在牙根管內旋轉或往復運動以執行根管治療，其中當所述工作部分向定形的曲線構造恢復原狀時，所述工作部分的至少一段的有效直徑增加，以在牙根管隨著根管治療進展而被擴大時適應牙根管的壁。
20.如權利要求19所述的方法，其中與將所述工作部分插入到牙根管中基本上同時地使所述工作部分被伸直。
全文摘要
提供了一種根管器械及其制造方法。超彈性材料棒設定成定形構造以形成器械，以便該器械可以以與所述定形構造不同的構造插入到牙根管中，并且在根管治療期間向其定形構造恢復原狀。
文檔編號A61C5/02GK102215772SQ200980144377
公開日2011年10月12日 申請日期2009年9月9日 優先權日2008年9月9日
發明者J·T·麥克斯帕登, 馬克斯·S·費伯 申請人:馬克斯·S·費伯