[0001] 本公开总体涉及光固化印模系统，并且更特别地涉及牙科印模光固化系统，所述牙科印模光固化系统包括发光托盘，所述发光托盘精确地分布来自发光源的光并且提供对口腔的内部口腔部分、外部口腔部分和额外口腔部分以及牙体解剖结构的光能量的量的控制以允许印模材料的有效和快速固化。

[0002] 由于许多原因，光固化印模过去未在商业上取得成功。使用传统固化灯对印模材料进行光固化需要较长的时间。而且，先前的照明托盘表现为不能固化口腔中的所有印模材料，因为光不能到达口腔中的所有区域或托盘的外部区域。

[0003] 本领域已知许多光源和托盘用于固化印模材料。在一定范围的波长上传输光。光源中的一些包括LED和激光器。美国专利No.6,514,075公开了一种具有嵌入式LED的弹性体棒和无菌阻挡套管以用于固化牙科粘合剂或活化增白剂。

[0004] 美国专利申请公开No.2008/0038685提供了一种用于低发热和均匀照射牙弓的电致发光条带。此种条带具有低强度并且仅在一个方向上照射，并因此不能固化在印模托盘边界以外的溢流区域中的材料。

[0005] 美国专利No.5,316,473公开了用光纤束或LED照射的U形固化光探针、装配在照明LED或光纤托盘内的预填充托盘插入件以及具有可移除网状部件的双牙弓托盘以用于移除印模和重新使用托盘。然而，装置不能容易地固化不可避免地溢出托盘的边界的材料。光源还包括多个光纤细丝，使得装置体积大且制造昂贵。美国专利No.5,487,662公开了一种牙科印模托盘，其包括用于固化可光固化印模材料的自有光源。然而，该装置缺乏固化溢流材料的能力。美国专利No.5,702,250公开了一种双牙弓托盘，其在所述托盘的颊壁和舌壁上具有LED灯阵列，以及具有可以从托盘移除的可滑动的网状插入件。然而，装置体积大，其电池容纳在与托盘的颊侧壁相邻的槽口中。具有化学发光光源的牙科印模托盘也存在于本领域中，其一个示例是美国专利No.5,718,577。托盘包括具有壁部分的主体，所述壁部分限定用于接收一定量的可光固化牙科印模材料的至少一个通道，托盘还包括用于接收化学发光组合物的腔室和与腔室连通以用于允许化学发光组合物进入腔室的入口开口。托盘使得化学发光光源能够紧密接近牙科印模材料，并使得发射的光能够分布到牙科印模材料的各个区域以进行固化。在现有技术中使用光化光线来实现印模材料的聚合，其公开在例如美国专利No.4,867,682中。美国专利No.6,077,073公开了一种用于固化粘合剂、密封剂和/或增白剂或着色剂的带护套多齿发光二极管阵列灯设备。装置具有壳体和LED阵列，LED阵列容纳在壳体内以便与人的口腔保持非接触关系。然而，装置最好与粘合剂、密封剂和增白剂/着色剂一起使用，并且不适合与印模材料一起使用，因为单独的印模托盘将使得装置对于插入口腔而言体积较大。美国专利No.7,144,249教导了一种用于将牙齿暴露于电磁辐射以进行美白和保健的装置。然而，它不涉及印模材料的固化。在现有技术中存在其他托盘，其涉及牙治疗应用，诸如牙齿美白、牙齿脱敏和牙周疾病预防，这些其他托盘公开在美国专利No.8,215,954、美国专利No.8,371,853和美国专利申请公开No.2015/0079536 A1中。

[0006] 当使用照明托盘时发现难以固化的材料的体积包括：朝向远侧软腭流动的材料，在后牙区中移向舌下方的材料，在深硬腭中流动的厚材料，在牙间区域中或在由更不透明的修复体产生的阴影区域中的材料，以及前庭中的材料。制作能够固化所有印模材料体积的照明托盘在以下方面带来了多重挑战：正确的光取向、热管理、适应不同类型和尺寸的托盘(例如全牙弓、分段式、三重托盘)、使系统符合人体工程学且易于使用、以及最终使系统实现合理的用户每次使用成本同时使得能够充分控制交叉污染。

[0092] 现在描述性地转向附图，其中类似的附图标记在若干视图中表示类似的元件，附图示出了光透射、印模托盘、激活模块和印模材料。在一些情况下，为了清楚起见，印模材料未在预填充托盘的图示中示出。

[0093] 图1至图13是示出根据本公开的实施例的可重复使用的LED托盘8的各种部件的图。预填充的印模托盘插入件1(印模材料未示出)位于可重复使用的LED托盘8的顶部，并且可充电的激活模块2连接到托盘8以向托盘8供电。实施例包括嵌入印模托盘8中的发光二极管(LED)6(如图4所示)，以固化可光固化的牙科印模材料(未示出)。托盘可以是开口咬合托盘8(也就是，单牙弓托盘)或图6的闭口咬合托盘8a(也就是，双牙弓托盘或三重托盘)。LED 6气密地密封在塑料壳体4、5中，所述塑料壳体的形状设计成如同所需的印模托盘。LED 6和电路布线(未示出)能够承受高温。由于气密密封，保护电路免受潮湿，并因此托盘8能够在患者之间消毒。

[0094] 从LED 6发射的光28的波长可以在从450至490nm的可见蓝光范围内，并且可以是465nm以匹配光引发剂樟脑醌(CQ)。然而，装置具有用于在不同波长下(例如从380nm至
700nm)利用其它光引发剂固化材料的能力。

[0095] LED 6可以安装在柔性印刷电路板(PCB)3上，其允许LED电路(未示出)弯曲成符合牙科印模托盘形状的配置(图2)。大多数LED朝向牙弓定向，以固化牙齿周围的牙科印模材料。一些LED 6可以定向成朝向LED印模托盘8的外边缘发射光28b(图22)以便固化印模材料，所述印模材料总是溢出118、122、124(图15)托盘的边界、托盘的外表面和其中溢流可以在托盘外部积聚的口腔的软腭区域。例如，如图4a所示，朝向牙齿定向的LED 6可以是顶部发光的LED，朝向托盘外部定向的LED可以是底部发光的LED，以及朝向托盘的竖向边缘的边缘定向的LED可以是侧面发光的LED。

[0096] 根据另一个实施例，装置8可以由具有DC电流的可充电电池供电(图1，激活模块2)。在替代实施例中，电池可以附接到PCB，所述PCB还包括可编程集成电路芯片，所述可编程集成电路芯片预编程有固化序列和电路检测程序(未示出)，其检测LED(或其它固化光源)和电池是否准备好激活(即通过/未通过电路)。PCB还可以包含激活按钮14和LED灯65，该LED灯基于电路和电池状态指示通过/未通过。电池和PCB包括可以连接到LED固化托盘8的激活模块2。可以拆卸激活模块2并且表面与托盘8分开消毒，使得其不必经受消毒，消毒对于电子器件将是有害的。激活模块2可以根据LED 6的数量等与特定托盘配对，或者可以编程单个激活模块以自动检测其连接到的托盘的类型并根据需要赋予正确的充电序列。

[0097] 替代地，激活模块2可以在桌面充电站(未示出)中充电，所述桌面充电站还用作模块的存储位置，这使它们保持在完全充电和准备使用状态。冷却特征(未示出)可以存在于充电站中并且可以包括任何合适的冷却机构，诸如风扇，并且其能够冷却激活/照明模块。在一个实施例中，风扇可以插入充电站中，所述风扇布置成在附接的光引擎上吹送空气。
LED托盘8可以由桌面电源单元供电，其中电源线连接托盘和电源单元(未示出)。图3的开口咬合托盘8的配置可以是类似的，无论它是上部、下部、通用上部/下部、四分之一还是前部托盘，其中LED 6嵌入透明的气密密封托盘中。此种LED 6可以安装在柔性PCB或其它合适的基板上。图38至图39示出了用于光托盘的较小的轻质远程电源。此种电源可以夹持在患者围兜59或安全眼镜60或围兜链61上或仅夹持在手持设备62上。

[0098] 在另一个替代实施例中，各个单独的LED 6芯片也可以安装在称为COB的配置中，其中COB基板可以与柔性PCB类似地形成为托盘状配置(图32)并且气密密封在塑料中。

[0099] 使用COB技术构造的发光托盘可以具有布置在例如铝基板26上的各个单独的LED半导体管芯(图11a)，并且基板弯曲成印模托盘的形式(图11b)，并且形成的LED基板26进一步封装在塑料10a、10b中(图11c)以形成如本文所述的LED印模托盘。替代地，使用COB技术构造的发光托盘可以具有布置在例如铝基板上的各个单独的LED半导体管芯，其中平坦PCB基板具有凹口，所述凹口允许板弯曲成更小或更大的牙弓配置以适应不同尺寸托盘(未示出)。例如，适合大多数患者的中等尺寸全牙弓COB/PCB可以被压缩以适合较小的托盘或被扩张以适合较大的托盘。这将降低成本，因为与三种不同尺寸相对，仅需要制造一种尺寸的COB/PCB。COB/PCB也可以是柔性PCB基板。

[0100] 根据本公开的另一个实施例，闭口咬合后部或四分之一托盘8a可以具有颊侧竖向壁11和竖向舌侧壁12，二者由后磨牙桥接件9连接(图6，已组装)。桥接件9将具有足够的厚度以允许患者在完全咬合时闭合他们的咬合并且还足够坚固以支撑托盘的舌侧部分12。LED托盘具有内部金属框架以用于强度(图5，下图)。框架焊接在一起，并且由颊侧钣金框架、金属管9b以及舌侧钣金框架组成，金属管为后磨牙桥接件提供刚性。颊侧框架和舌侧框架各自支撑带有LED的柔性PCB 3a。两个柔性PCB通过引线电连接，所述引线行进穿过金属管9b。框架和PCB子部件可以气密地密封在透明塑料中。闭口咬合托盘类似地配置成与激活模块2一起使用。

[0101] 此外，闭口咬合LED托盘8a可以具有用于使预填充的闭口咬合托盘插入件1a滑入其中的装置，所述插入件包含光固化的印模材料(图6，印模材料未示出)。闭口咬合托盘插入件1a可以具有织物网中间层13，并且可以在顶部牙弓部和底部牙弓部上填充印模材料。在剖视图中，预填充的托盘插入件1a将是H形的，其中水平部分是织物网，以及竖向腿部是预填充插入件的颊侧壁和舌侧壁。在实施例中，厚透明咬合网可以用作中间层或附加于织物网中间层13使用，以增加牙间咬合区域中的光穿透。此类特征可以有助于在相对的牙齿的咬合面之间的印模材料的固化。半透明网可以制造得比常用的市售双牙弓托盘中可用的传统咬合网更厚，例如，较厚的半透明网可以具有0.3mm至2.5mm或0.4mm至2mm的厚度。该厚度有助于光在相对的牙齿之间行进，并因此增加了难以到达的区域中的光密度，从而确保适当的固化。紧密的咬合接触(例如紧密的牙尖吻合)可能显著地降低相对的牙齿之间的光密度，因为牙齿结构内的光透射可能较低，并且在不透明的修复体(金属、不透明的陶瓷等)的情况下，光容易受阻。插入件1a还将具有塑料后磨牙桥接件13a，其连接并支撑颊侧壁和舌侧壁。托盘插入件1a的后磨牙桥接件将成形为与LED托盘的后磨牙桥接件相符，以便保持薄轮廓，所述薄轮廓不会干扰完全咬合。闭口咬合托盘插入件可以包装在光保护包装中并且具有可剥离的保护盖，所述保护盖不会粘附到印模材料上。

[0102] 此外，可重复使用的托盘插入件1a可以具有机械保持特征100，诸如孔、燕尾槽或T形槽，以消除对托盘粘合剂的需要。在一次性全牙弓(开口咬合)托盘中创建保持孔，以便在印模托盘板的底部处形成高度地保持的层。例如，使用超声波将两个层组装在一起，在利用该组装的情况下托盘的外部上没有材料101的溢出，因为印模通过托盘的外壁包含在托盘尺寸中(图49)。

[0103] LED托盘(未示出)可以由诸如硅橡胶的半柔性材料和刚性托盘插入件构成。LED托盘的柔性有助于组装和适应刚性托盘插件，使得LED托盘可以插入具有本来不能以其它方式配合的底切的刚性托盘中。

[0104] 本领域普通技术人员将理解，整个印模材料托盘可以是一次性的，如图42所示，使得托盘插入件1a集成地附接到一次性托盘并且是作为整体的一次性托盘的一部分。在实施例中，图41和图42的托盘200包括连接到光源的连接器部分106。图41和图42中示出了单个一次性托盘。本实施例的一次性托盘可以预先填充或紧接在使用前由牙医填充。机械保持特征100放置成使得当印模材料在托盘中并且填充的托盘放置在患者口腔中时，印模材料将流动通过机械保持特征，并且在特征100的两个侧上将存在印模材料。当印模材料固化时，这些机械保持特征100将有助于固化的印模材料保留在托盘中而不是被吸到患者的牙列上。

[0105] 图43示出了集成构造的全牙弓印模材料托盘200的分解图。尽管托盘200示出并描述为全牙弓托盘，但是本领域普通技术人员将理解，对于三重托盘可以采用类似和相应的结构。然而，在三重托盘中，光管30在连接器部分106中仅具有一个端部。

[0106] 在图43中，明显的是可以如何构造一次性托盘。在本实施例中，光管30用作托盘中的照明器或光发射器，并且其夹在托盘的上部部分200a和下部部分200b之间。底部部分200b具有凹槽300，照明器或光管30位于所述凹槽中。如普通技术人员所理解的，该凹槽300可以是任何形状或几何结构，以支撑在特定设计中使用的照明器或光发射器。上部部分
200a包括机械保持特征102，其有助于将固化的印模材料保持在托盘内。托盘200的上部部分200a和下部部分200b可以以任何合适的方式彼此集成地连接，只要这两个部分将不会分离即可。连接时这两个部分不仅支撑照明器而且支撑连接器部分106。连接器部分包括在耦合器芯103的每个侧上的引脚414b。该耦合器芯103能够连接到光源，使得照明器(在本实施例中为光管30)能够固化添加到托盘中的印模材料。保持环108，诸如O形环，有助于将连接器部分106、照明器或光管30、上部部分200a和下部部分200b保持就位。耦合器芯103包括至少一个凹部30a以对应于照明器(诸如光管30)的几何形状。

[0107] 根据本公开的又一个实施例，一次性托盘具有用于照明的可移除且可充电的电池模块。托盘可以预填充有可光固化的印模材料110。此种托盘将具有以优化光散射和固化效率的方式布置的表面安装LED、COB LED(或其它固化光源)。激活模块2可以与可重复使用的LED托盘1分离，使得电子器件可以从LED托盘1移除或拆卸并且进行消毒，从而使其免受LED托盘的蒸汽消毒的恶劣影响。

[0108] 在又一个实施例中，光托盘8b具有嵌入托盘中的塑料模制光管30以用于光散射。光源或光引擎或电池可以在托盘8b的外部，并且可以通过直接连接或通过光纤光绳(未示出)连接到光管托盘。在其它实施例中，光源可以经由托盘的连接器部分106直接连接到托盘。替代地，可以实现塑料印模托盘，其中光管30嵌入在托盘中以用于将光散射在牙弓周围。此种托盘可以使用反射器31将光导向牙列并改善光散射。反射材料可以由金属镜面涂层制成，所述涂层通过溅射、真空沉积、模内贴标、涂漆、包覆成型或本领域已知的其它涂覆方法制成，以产生镜面状涂层。此种反射器不必是镜面表面，并且可以是任何光反射或散射涂层。光管30可以是模制塑料部件或柔性光纤线缆。它可以具有透明的壳体33，以允许光在托盘内部和外部的自由透射，并且允许固化溢出托盘的边界的溢出材料。为了最大化由光管30载送和传输的总光，使光管30的横截面与LED发光表面的表面尺寸紧密匹配，以使进入光管的光量最大化。例如，CREE1950p LED的方形发光表面为大约2×2mm，因此，光管可以具有大约2×2mm的横截面。相比之下，当LED具有方形表面区域时，若使用直径为2mm的圆柱形光管，具有2×2mm发光表面的LED的一些光将容易不进入光管，如图30b所示。可以在壳体外部使用反射涂料以将光重定向，诸如返回到托盘中。托盘的反射涂层或未涂覆的外部部分中的空间可以允许光选择性地逸出以固化在托盘外部出现的溢出材料。

[0109] 由于托盘的涂漆可能是多步骤复杂程序，因此在另一个不同的实施例中设计了托盘上的反射“卡扣件”。这种托盘上构件具有反射涂层的所需轮廓，并且可以牢固地附接在通光透明托盘上。具有高含量反射颗粒(诸如氧化钛)的塑料的注塑成型部件可以构成这种托盘上构件。覆盖通光托盘的反射涂层可以制成半透明或光学半透射的，其中目的是允许一些光通过反射区域并固化可能已经迁移在托盘外部上的一些材料。实现这种效果的另一种方法将是在用于制造托盘的注塑成型过程中包覆模制反射层。

[0110] 光源可以在托盘外部，可能是可充电模块2a的一部分，可充电模块包括电池409、驱动器PCB 406、散热器404和光引擎/耦合器35。光引擎35可以包括LED阵列34、6b、玻璃窗40和玻璃光管42以用于将光透射到托盘的塑料光管30。用户可以对可充电/激活模块2a进行消毒、再充电和再使用。模块还可以具有能够在激活期间输送例如(2-10W)的锂电池。此外，电池或电源和激活电路可以从托盘移除并远程定位在小型手持单元中。本领域技术人员将理解的是，LED托盘的有利特征也可以结合到光管托盘8b的设计中，并且托盘8b在其应用上不限于在说明书中阐述的或在附图中示出的结构的细节或者部件的布置。

[0111] 在光引擎的一个特定实施例中，光源和电池位于一个壳体中，如图45至图47所示。

[0112] 光引擎400的壳体包括第一部分401和第二部分413。

[0113] 该壳体容纳电池409和光源402二者。

[0114] 图45中描绘的光源是LED印刷电路板，但是在该配置中可以替换任何合适的光源。

[0115] 该光源402可以附接到LED板传热带403。

[0116] 如将理解的，光源402必须靠近散热器404以防止过热。

[0117] 在实施例中，散热器是相变材料，诸如蜡。可以使用任何合适的相变材料散热器。

[0118] 散热器404包括传热垫405，其通过至少一个螺钉415附接。

[0119] 从图45中显然的是，光引擎400还包括主印刷电路板406、主印刷电路板间隔垫407、电池垫408、电池409、电池安装座410、和按钮PCB 411、电引脚414a、和光引擎按钮412。
在实施例中，光管30放置在整个托盘(诸如全牙弓托盘200)中，使得单个光管30具有在连接器部分106中可见的两个端部107。在不同的实施例中，光管30仅具有在连接器部分106中可见的一个端部107。

[0120] 该实施例在印模材料托盘中最有用，诸如三重托盘500配置。

[0121] 连接器部分106中的光管端部107的不同数量对应于连接器部分106中的成对引脚414b的数量。

[0122] 例如，单牙弓托盘200可以具有总共四个引脚414b，而三重托盘500可以具有两个引脚414b。这些引脚与光引擎400上发现的引脚414a匹配或对准。

[0123] 可以理解的是，可以存在这里为了说明而讨论数量的引脚以及任何合适数量的引脚。

[0124] 图44示出了一个实施例，其中由于光引擎400上的引脚414a与印模托盘(三重托盘500或全牙弓托盘200)上的引脚之间的接触，点亮正确数量的LED以便照射在光管30中。

[0125] 图44具体地示出了一个实施例，其中示出了光引擎触点部分420。

[0126] 在本实施例中，光引擎400包括可充电电池。另外，将图44中的光引擎引脚参考为第一SV、第二SV、A、B、第一GND和第二GND。当光引擎在充电站上时，光引擎的第一SV引脚与充电基座上的SV引线对准，并且光引擎的第一GND引脚与充电基座的GND引线对准。这种对准允许对光引擎中的电池充电。当光引擎的取向旋转180度时，光引擎的第二SV引脚与充电基座上的SV引线对准，并且光引擎上的第二GND引脚与充电基座上的GND引线对准，并同样允许电池充电。图44中所示的独特布置允许光引擎以两个取向附接并仍然形成正确的连接，因此用户不必确保特定的对准以实现正确的功能。

[0127] 托盘上的触点以电气连续性连接光引擎上的触点。当三重托盘500连接到光引擎400时，那么托盘触点连接光引擎的SV和A引脚或SV和B引脚。当进行SV/A连接时，点亮第一LED，所述第一LED正确定向到三重托盘中的光管。当光引擎旋转180度时，进行SV/B连接，并且点亮第二LED，所述第二LED现在正确地定向到在新的取向中的光管。由此，光引擎400识别应该激活哪个LED以照亮光管30。

[0128] 类似地，当全牙弓印模托盘200连接到光引擎400时，那么光引擎的第一SV引脚连接到光引擎的A引脚，并且光引擎的第二SV引脚连接到光引擎的B引脚。在这种配置中，光引擎知晓到连接了全牙弓托盘并且两个LED都应该被点亮。当连接转动180度时，由于引脚的独特配置，进行相同的连接。同样，光引擎400能够识别出应该激活两个LED以适当地照亮光管30。基于与光引擎400接触的引脚414a的数量和位置，光引擎400能够确定如何正确地激活所需的LED或对电池充电。

[0129] 应注意，光管的横截面形状可以对应于LED的几何结构或与LED的几何结构相同。这可以提高传输到印模托盘中的光的效率。

[0130] 转到图30a，光管可以具有不同尺寸的凹口43、44，以在精确位置处放出光，例如，小凹口更靠近光源以最小化光提取(其中管内的光密度较高)，以及大凹口远离光源以最大化光提取(其中管内的光密度较低)，从而使整个印模托盘中的光散射均匀。这是有利的，因为可以控制光的方向以固化在难以到达的区域处的印模材料。替代地，可以在光管的表面上使用涂漆或反射涂层来控制光从光管的离开。

[0131] 在另一个实施例中，公开了一次性光托盘系统。在此种系统中，不需要托盘插入件。光源托盘在高制造量下可以是经济的并且低成本的，并且处置托盘比将其进行再处理以与另一个患者一起使用更经济。光源托盘可以预先填充光固化的印模材料、用保护膜覆盖并且包装在防光包装中。

[0132] 本文描述的实施例是具有分层的轻体16和重体17的预填充托盘插入件1b(均匀厚度的水平层或具有轻体16填充的重体17槽形层，如图7和图8所示)。在该实施例中，诸如牙医或卫生学家的用户不必将洗涤材料施加到准备好的牙齿上，从而节省了有价值的步骤，因为此种洗涤材料预先填充在具有重体的托盘中。例如，此种印模可能适合于临时(暂用)牙冠的第一印模。替代地，具有透明腻子粘度印模材料18的后部边界的预填充印模托盘将减少重体托盘材料19到口腔的后磨牙、舌前庭或软腭区域(如图9所示)中的溢流。

[0133] 如本领域普通技术人员将理解的，重体印模材料和轻体印模材料之间的差异是熟练的卫生学家和牙医所熟知的。具体地，ISO 4823规范详细说明了腻子(0型)、重型(1型)、中型(2型)和轻型(3型)的稠度。如本文所用，腻子和重体可以具有低于40的稠度，并且轻型可以具有高于30的稠度。

[0134] 一种LED固化托盘，其在可重复使用的托盘的内表面22上具有透镜20，所述透镜根据需要聚焦或分散来自LED 6的光28，以有效地为印模和口腔的特定区域提供足够的强度(如图10所示)。分散透镜23允许LED与通常由于光发射的角度所需相比间隔更远。聚焦透镜24允许LED 6在更深的区域中固化，例如在溢出区域中，其不会从具有分散光的LED 6接收足够的光。

[0135] 根据另一个实施例，固化托盘具有编程电路，所述编程电路按减少驱动托盘的各个区域中的LED  6的组所需的总电流的序列点亮LED 6(或其它固化光源)。例如，如Dentsply Caulk GenesisTM临床技术指南中所述，可以首先固化托盘的后部边缘以减少到软腭中的溢流，然后可以固化咬合面以完全稳定托盘，然后固化腭区域，然后固化颊面，从而减少对激活模块2的电池的电流需求。替代地，托盘可以以不同的时间间隔和强度点亮所述LED以固化所述托盘中的各种厚度的材料并减少热量的产生。

[0136] 可以制造通用的顶部和底部牙弓LED托盘和托盘插入件，使得移除上部印模托盘的上颚，以便其也可以用作下部托盘，并且舌侧前壁远离牙齿倾斜，从而在上部牙弓(未示出)上使用时避开上颚。

[0137] 在又一个实施例中，装置可以包含温度传感器(未示出)，使得可以调节照射时间和/或强度以降低口内温度并防止对牙齿的热损伤。

[0138] 根据又一个实施例，装置具有两个或更多个峰值波长以用于固化具有多种光引发剂的材料，例如一种类型的LED 1(或其它固化光源)的波长为350至410nm以及另一种类型的LED(或其它固化光源)的波长为450至490nm，以便提高固化效率并减少例如可以在一些牙科材料的表面上形成的氧阻聚层。LED固化托盘可以具有波长范围为200至700nm的各种LED。

[0139] 此外，可以改变LED的功率分布和放置以向印模的厚区域118、122、124提供更大的强度，以及向印模的薄区域提供更低的强度。

[0140] 此外，托盘可以配置成用于治疗种植体周围炎和牙周病。在牙周治疗期间，通过洁治术和根面平整机械地移除牙菌斑。通常，将抗生素施用于牙周治疗部位。然而，常见的是会发生抗生素抗性和药物的副作用。光活化抗菌疗法是一种选择。首先将光敏溶液施加到治疗部位。典型的光敏剂是亚甲蓝和其它染料，以及光活性纳米颗粒，诸如氧化钛。光敏剂通过光活化并释放出单线态氧和已知对微生物具有高毒性的其它活性氧类。可以通过插入配备有LED(或其它固化光源)的可重复使用的托盘并杀死病原微生物来实现光活化，所述LED可以在650-550nm区域的光谱中发射。

[0141] 此外，托盘可以配置成输送350-700nm波长区域中的光，以用于骨和软组织的生物刺激以及骨坏死的可能逆转。

[0142] 根据另一个示例性实施例，装置配置成用于将预成形的正畸线和支架组件放置并结合到牙齿上。特别地，舌侧支架特别难以定位和结合。光固化印模材料用于在预成形的正畸线和支架组件的制造期间在牙科实验室中构建定位基体。然后，由正牙医生使用固化的定位基体来将线和支架组件放置在牙齿上，并通过第二次激活光固化托盘和基体来光固化支架胶接剂以便结合已经精确定位的支架。

[0143] 可光固化的粘合剂通常用于间接结合程序，以用于将正牙器具结合到患者牙齿的牙釉质表面。当需要将可光固化的粘合剂用于间接结合技术时，通常的做法是利用透射光的材料制造结合托盘，以便于将可光固化的粘合剂材料暴露于光并随后硬化。然而，如果使用口外光源，口腔中结合托盘的存在可能在某种程度上阻碍了医学从业人员将光源朝向位于某些区域中的粘合剂操纵和对准的能力，诸如沿着朝向位于口腔的后部区域中的器具的方向。利用本文描述的可重复使用的托盘，这可以非常容易地实现，因为容易保持所需的适当对准并且所有支架可以同时固化就位。如利用可重复使用的发光托盘更有利地进行的，可以容易地设想其它正畸程序。一个示例是舌侧保持器的放置。

[0144] 此外，可以实现光固化印模系统，所述系统包括变色光固化印模材料，其通过改变颜色来指示固化完成。这是特别有利的，因为在托盘边界之外的区域(诸如溢流区域)更难以暴露于固化。这使得医学从业人员确保在移除托盘之前所有区域都已固化。

[0145] 在替代实施例中，获得一种光固化印模系统，其使用UV光对印模进行自消毒，使得可以安全地处理印模。托盘可以具有短波长(UV-C)范围内的LED(或其它固化光)，其杀死诸如细菌和病毒的微生物以及其它病原体。特别地，250至260nm的波长在杀菌照射中是有效的。可以在固化并从患者移除后开始自消毒。

[0146] 根据另一个实施例，牙科照明托盘组件可以具有光源的优化定位：其中光源朝向牙弓的内部部分和外部部分定向，从而允许将溢出牙弓外部的印模材料50的充分固化以及分布在光源上的印模材料的总厚度的最小化，并因此减少所需的能量和由患者口腔中的光源产生的热量。托盘8可以不具有可填充的腭区域。腭区域通常不是制造牙科修复体所必需的，因此移除腭区域使得能够节省所需的能量并且减少材料的溢出。托盘8还可以具有全牙弓、分段、三重托盘或单个单元托盘的配置。托盘可以使光在托盘的壁中行进以便到达更深的区域，如图21和图22所示。

[0147] 在实施例中，期望放大发射的光。在光管配置组件的情况下，期望在光载送介质(例如光管或光纤)的入口点处获得最高的能量密度，因此期望能够增强光源的发射表面的光密度——已知这在光学设计中难以实现。由于每个光源在其最大电气额定值下具有最大密度，因此可能期望使用光学装置来增加光密度。为了增加光密度，发现可以将分束器与具有波长的窄谱(如390nm±20nm以及480nm±20nm)的两个源一起使用并使用如同光束组合器的半反射镜将它们进行组合。然后，这允许例如在2×2mm LED的相同横截面中添加两个LED功率。该分束器-组合器可以放置成45度，取决于涂层，这将允许例如短波长通过并且将在其表面上反射较长的波长，或者反过来。

[0148] 增加进入光管中的光密度的另一种方法是使用长锥形棱镜(未示出)，所述棱镜包括在其入口处的2个LED(2×4mm)和在其出口处的2×2mm。激光光源可能是最有效的光耦合，其中光入口点处的损耗较小。将光管放置成与LED的发射表面几乎直接接触(最小化距离)允许非常高的耦合效率——重要的是将光管保持在距离LED表面的表面几百微米的位置内以最大化耦合效率。

[0149] 本实施例可以包括监测传感器(未示出)以在接通全功率之前确定光管30和光源之间的耦合是否良好。由于所有的光都在光纤入口点的直径中传播，因此可以精确地对准和清洁该区域以避免塑料光管的燃烧或熔化或者不良的耦合。可以在光管30周围包括气隙以将光保持在光管30内。可以使用塑料芯制造光管，其中空气作为包层，折射率的差异使得光能够在塑料内部反射。此外，它可以包括在光管表面上的特征，以使得光能够沿着光管30的长度从托盘离开，如图30所示。光管的LED光引擎可以通过具有相变材料的散热器37冷却以改善散热并减轻重量。替代地，其壁可以与LED 6热耦合，以便使用托盘的塑料作为散热器以防止燃烧。还可以在LED 6和LED 6周围的壁之间使用凝胶。

[0150] 在又一个实施例中，组件可以具有可附接到其上的托盘上构件。托盘上构件可以具有机械锁定附接特征，以允许托盘上构件与组件保持在一起。组件可以具有预填充有印模材料的可附接的托盘上构件。如图8所示，预填充的托盘上构件可以具有放置在托盘中不同位置处的不同粘度的组件。它也可以涂覆有化学结合剂。它可以用不透明的盖子覆盖以防止印模材料过早固化。盖子也可以是共注塑成型的覆盖物，其被结合到托盘的上侧壁并且配置成使得可以移除未附接的区域以暴露托盘材料。(在实施例中，印模材料在预填充的托盘中在未固化状态下可能非常粘，并且可能期望在盖子和印模材料之间使用分离剂。发现非极性润滑剂对于保持盖子可容易地从印模材料移除是有用的。由于印模材料通常是极性的，因此它对其它极性分子具有亲和力，并且在极性润滑剂的情况下会随着时间的推移而迁移在印模材料体积内并降低该润滑剂的效果。在盖子和印模材料之间使用非极性润滑剂提供了良好的分离手段，同时即使在存在少量润滑剂的情况下也能保持与印模材料的其它层的良好粘合。可以使用任何合适的非极性润滑剂，合适的非极性润滑剂的一个示例是凡士林。在实施例中，非极性润滑剂也可以用于增加润湿性(牙齿表面-印模材料)并降低印模材料与存在的修复物的粘合，修复物可能与化合物材料化学结合。

[0151] 在又一个实施例中，组件包括电子监控系统(未示出)，所述电子监控系统验证托盘是否满足电气和光学要求以便使用(未示出)。附接的监控系统可以使用光的调制来测量照明。所述组件可以通过独立的组件进一步验证以确定其是否正常工作。监控组件可以具有一个或多个LED光源作为光传感器以测量来自托盘上的其它LED的光。托盘可以分段成不同的部分，以用于照明控制或监控目的。托盘可以附接到驱动电路从而以不同的功率驱动不同的光源，或者所述驱动电路监控电流和电压的值，并将其与可接受的范围进行比较以便监控托盘的可用性和/或LED温度。电路还可以启用或禁用托盘的可用性或通过测量连接的阻抗和/或电容来检测托盘是否牢固地附接。监控组件可以具有任何合适的功能，诸如检查托盘和照明引擎之间的连接，指示照明引擎不适合光固化循环，指示电池是否太弱而不能正确照明等。电池的充电状态也可以由电子系统验证以确保有足够的能量来固化托盘材料。这种“准备度”或“适用性”检测系统直接或间接地验证：LED及周围的温度，电池剩余电力，物理和光学连接的质量，LED的性能，所附接的光管的性能。如果系统准备好供使用，则该检测系统能够清楚地向用户通信。至关重要的是，该托盘系统在放置在患者口腔中时能够工作——放置不合适/未准备好的托盘组件可能导致不期望的/不舒适的/危险的情况(例如，口腔中未固化的印模材料)。因此，电子系统使用以下项中的一个或组合来测量上述参数：热电偶，电流表，电阻，带电压表的快速放电组件，计数使用次数的嵌入式电子计数器。

[0152] 在又一个实施例中，光源可以伴随有反射器和漫射器以使得光以所需的位置和强度定向，如图10所示。

[0153] LED 6可以包括一些侧面发光LED和/或底部发光LED。例如，底部照明朝向颊侧或舌侧解剖结构投射，并且侧面发光LED垂直朝向前庭发射，如图4所示。

[0154] 在另一个实施例中，该组件可以是模块化的，从而允许一些照明部分的附接或分离以适合不同形状和尺寸的托盘。(未示出)

[0155] 此外，固体照明和可变形(轻质塑料)托盘上构件可以附接在一起，并且可以彼此不分离直到浇注印模50为止，以便最小化印模的任何扭曲，从而能够获得非常低成本的一次性托盘上构件，其所具有的最少塑料通过附接到固体照明托盘而防止变形。

[0156] 在另一个实施例中，组件可以包括功率监控电子系统(未示出)，其具有检测源之间的距离(在柔性照明的情况下)或光源的劣化的装置，并且组件使得在必要时能够进行调整。

[0157] 组件中的光源可以包括以下范围中的至少一种范围：300至500nm、600至700nm或780至1000nm。可以使用蓝光(465nm)，因为其相对良好的穿透性(与UV相比)并且因为其释放的高能量，并且因为利用蓝色起作用的光引发剂是众所周知且容易获得的。在350至
410nm范围内的UV照射可以实现空气阻聚层的减少。组件还可以包括温度测量装置以避免过热并相应地报警以关闭照明。电流消耗可以是温度的良好监测，因为LED 6取决于温度具有不同的消耗。芯片中的热电偶或其它温度计也可以放置在托盘上或托盘附近。

[0158] 在又一个实施例中，托盘组件可以与漂白凝胶一起用于牙齿漂白。它还可以与反应性凝胶一起用于抗微生物目的。(用于牙周治疗)。

[0159] 在另一个实施例中，可以使用柔性可伸缩PCB条带29，如图23至图26所示。条带是可附接到托盘8并且可从托盘拆卸的LED 6的线性阵列。LED 6的该阵列允许托盘8的照明，并且可以插入托盘内的通路或通道中。如在其它实施例中那样，可以创建反射器和光学通道以便在托盘的所有区域中带来光。此外，该通路可以保护PCB免受口腔污染，并允许其在没有消毒的情况下可重复使用。条带29可以在同一柔性可伸缩PCB条带的长度上具有不同的柔性，因为进入通路的第一部分将经历更多的弯曲，而末端部分可以更具刚性以提供抵抗插入的摩擦所必要的力。可以通过使用附接到PCB的柔性材料(诸如镍钛合金)来获得这种可伸缩PCB的柔性。在可伸缩PCB的情况下，可能期望增加其上的LED的数量，以便散布热功率并将其更均匀地分布在PCB上以更好地耗散。这防止了LED的过度加热，其可能导致LED的过早劣化。而且，为了消除由这种可伸缩PCB和托盘的壁之间的气隙产生的这种隔离，可以在其中可伸缩PCB配合的位置处用光学透明的热耦合剂填充通道。例如，可以在制造期间使用一些甘油预填充通道。可以计算甘油的量以适应于这种可伸缩PCB的体积而不会溢出甘油。通过使用此种可伸缩PCB的组件，可以在双牙弓托盘中的后磨牙桥接件中获得更小的尺寸，因为这种可伸缩PCB具有与光管相比更小的横截面尺寸，对于光管而言为约2×2mm，以及对于可伸缩PCB而言为约1×1mm横截面。可伸缩PCB也可以具有足够小的厚度以插入三重托盘后磨牙区域(约2-4mm)。由于LED 6全部成行，因此可以容易地精确地分析每个LED 6以在使用前确保正常功能。在部署在托盘中时，也可以由光传感器验证和计数LED。

[0160] 在又一个实施例中，在单次使用的托盘的情况下可以通过将可光固化印模材料50直接倒入发光托盘(或在可重复使用的发光托盘的情况下为托盘插入件)中来实现预填充托盘1。然后，用可移除的盖子封装材料50，以防止材料从托盘的任何泄漏或移位。然后，可以将该组件放置在容器中，所述容器阻挡激发波长以实现较长的保质期。预填充托盘具有以下优点：移除填充托盘的步骤并且能够获得最小化难以固化区域中的过量溢出材料所需的足够量的材料50。在又一个实施例中，为了防止重体印模材料溢出，可以在制造期间将半渗透的薄的半透明的膜放置在重体材料的顶部上。这将允许重体的容纳，同时保持与该膜或网上的较低粘度材料的良好化学结合。替代地，可以使该膜与印模材料化学结合。上述半渗透膜也可以用弹性材料制成，所述弹性材料将重体的力集中在洗涤材料上以增加龈沟渗透(未示出)。可光固化的印模材料可以由高粘度(重体或腻子状托盘材料)组成，其允许良好控制材料并且可以允许在未固化的低粘度洗涤材料上产生压力。可以通过用玻璃填料和引发剂的混合物喷涂填充的托盘来实现组件封装，所述混合物将固化材料的顶层。然后，临床医生或患者牙齿可以破坏这种薄壳。封装可以由可以剥离的塑料片组成。此外，可以通过在预定时间使用UV光来产生壳以产生封装。UV光在树脂内部具有较低的穿透性，并且因此允许通过较不敏感的定时更多地控制厚度。也可以用惰性气体实现封装，同时用UV或蓝光固化以除去氧和产生的阻聚层。在托盘的边缘上，其中糊剂暴露在空气中，可能形成薄的氧阻聚层。然而，材料的快速固化速度将最小化可能在表面上形成的氧阻聚层。

[0161] 此外，主体(高粘度)材料17可以具有反射颗粒，如氧化钛。反射颗粒减少了光穿透，但由于光散射而增加了印模材料内的光分布。因此，颗粒使得光能够扩散，从而使在牙体解剖结构的底切中的材料固化。

[0162] 在另一个实施例中，即使存在血液和唾液，可光固化的洗涤材料也可以放置在牙科预备体边缘附近或牙周龈沟中。250至700微米I.D.针可以用于精确地在龈沟中输送洗涤材料。材料可以在刚放置在龈沟中之后并且在组织恢复并闭合空间之前快速固化。考虑到在应用期间材料在龈沟中和待恢复的牙齿的边缘上，洗涤材料可以是透明的或半透明的以允许直接目视观察组织。

[0163] 也可以在将主体材料和发光托盘放置在上面以捕获洗涤物之前固化洗涤材料(使用独立的光源，例如正常的固化光)。材料的增量放置是可能的，因为氧阻聚层允许与后续层产生结合。该预固化方法允许最小化溢出量，因为低粘度被重体材料移位并且被推向光固化灯(未示出)不太可能到达的区域。此外，材料可能对污染不太敏感并且可以是亲水性的并且可以是半透明的以获得更好的光穿透。

[0164] 可以实现包括洗涤(低粘度)可光固化印模材料和小直径针的洗涤递送套件，小直径针具有能够产生高压以通过针的小内腔挤出材料的注射器。洗涤材料可以具有纤维和颗粒以减少印模材料因牙龈组织的“可收缩性”。可以通过光学扫描仪或通过微CT扫描洗涤材料，因为它是不透射线的。

[0165] 此外，可以将颗粒添加到印模材料中以获得光学或物理性质，并且可以将颗粒选择成在固化光频率下是不吸收的以允许保存有效的固化光。例如，在蓝光固化引发剂体系的情况下，蓝色非荧光颗粒是期望的。可能期望颗粒的折射率类似于基底树脂以增加固化深度。可能期望一定量的散射颗粒(如氧化钛)以通过降低半透明度获得更高的可读性。

[0166] 在另一个实施例中，可光固化材料对于产生局部义齿的外周印模可以是有用的。临床医生在托盘的外周部分放置一定量的印模以制备边界模具。

[0167] 使用这种可光固化的亲水性洗涤材料首先填充龈沟并然后在第二阶段中使用印模材料的主体拾取固化的洗涤材料来制作印模能够实现无限制的工作时间以及在必要时的龈沟的增量填充。如果用去除固化波长(例如，利用众所周知的橙色过滤器)的过滤光照射操作场，则可以实现无限制的工作时间。替代地，如果用于照射操作场的操作光被定向为间接照射，例如，光可以指向患者的下巴，则可以具有几乎无限制的工作时间。在不具有固化波长过滤(例如，常规的橙色半透明过滤器)的操作光的情况下，则可以使用具有较长固化时间的洗涤印模材料。如果使用此种较长的工作时间的洗涤材料，则需要将固化时间调整为更长的时间段。换句话说，由于用于场可见度的高强度操作光产生一定量的固化光，这些光可能使洗涤材料固化太快，因此可以使用反应性较小的洗涤印模材料。

[0168] 光固化印模托盘可以具有放置在可重复使用托盘的颊侧和舌侧的传感器以指示固化程度。例如，微型扬声器可以嵌入托盘的一个侧上，而麦克风可以嵌入另一个侧中。已知的是，在印模材料固化之前和之后声音传播是不同的，从而调制声音信号。然后，可以对该信号进行电子处理以指示固化程度。替代地，也可以设想电阻检测器。

[0169] 实施例的操作[用于可重复使用的发光托盘)

[0170] 印模材料50、16、17、18、19可以预填充到单次使用的托盘插入件1、1a中，所述托盘插入件齐整地装配到可重复使用的发光印模托盘8中。每个特定托盘8可以具有特定匹配的预填充托盘插入件1、1a。在使用中，医学从业人员将简单地从光保护上覆包装51(包、袋、包裹物或托盘等，未示出)移除预填充托盘插入件。然后，用户将预填充插入件放入发光托盘8中，附接激活模块2并移除覆盖印模材料的不粘保护衬片或盖48。用户将托盘插入患者口中，定位托盘和患者并激活模块2，模块将点亮LED 6、光管30(或其它固化光源)。光固化印模材料50、16、17、18、19可以在不到1s内固化。

[0171] 实施例的操作[用于单次使用的发光托盘)

[0172] 印模材料50、16、17、18、19可以预填充到单次使用的发光印模托盘8b、8c、8e、8f中。在使用中，医学从业人员将简单地从光保护上覆包装51(包、袋、包裹物或托盘等，未示出)移除预填充托盘并附接激活模块2。然后，用户将移除覆盖印模材料的不粘保护衬片或盖48。用户将托盘插入患者口中，定位托盘和患者并激活模块2，模块将点亮LED 6、光管30(或其它固化光源)合适的时间。光固化印模材料50、16、17、18、19可以在不到1s内固化。

[0173] 本文已经描述和说明的内容是本公开的实施例及其一些变型。本文使用的术语、描述和附图仅以说明的方式提出，并且不意味着限制。本领域技术人员将认识到，在本公开的精神和范围内许多变化是可能的，其中除非另有说明，否则所有术语均以其最广泛、合理的含义表示。因此，本公开不应受任何上述示例性实施例的限制，而是应当仅根据所附权利要求及其等同物来限定。在本文中描述的本实施例的架构足够灵活和可配置，使得它可以以不同于附图中所示的方式来利用和导航。