CN102160821B

CN102160821B - 一种具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体

Info

Publication number: CN102160821B
Application number: CN 201110119594
Authority: CN
Inventors: 韩景芸; 樊瑜波
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2031-05-10
Also published as: CN102160821A

Abstract

本发明公开了一种具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体，该口腔种植体为一体化结构设计，其从上至下分为穿龈段、皮质骨固定段、松质骨固定段和导入固定段，其口腔种植体中心为复合型空腔。皮质骨固定段的外表面设有纵向和横向交错的生长槽。导入固定段为三分之一球缺，其底部设有十字凹槽。植入本发明种植体后，在牙槽骨嵴顶区域产生适宜的应力环境，可有效避免骨损伤和骨吸收，并有利于激发骨改建，促进骨整合。同时纵横交错生长槽能诱导新骨长入，形成稳定的机械嵌合结构，适于复杂的口腔咬合力学环境。

Description

一种具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体

技术领域

本发明涉及一种口腔种植体，特别是一种具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体。

背景技术

目前，在口腔临床常见的缺失牙修复方法有三种：活动假牙、固定假牙和种植牙。活动假牙利用固位机构附着在缺牙处相邻的牙齿上，具有自由摘戴、方便清洁的特点；但固位性和美观性差、影响咀嚼、有异物感，易造成发音障碍。固定假牙以邻牙为基牙，借助粘接剂将假牙固定其上，患者不用自行取戴，具有体积小、舒适、美观、无异物感等特点；但修复过程需磨改邻牙，会牺牲正常组织健康，且假牙底部不易清洁。

20世纪60年代，瑞典诺贝尔实验室的骨科专家

教授领导的研究小组提出了骨整合理论，同时成功研发了应用于临床的现代口腔种植系统，并于1965年完成了世界上第一例口腔种植手术，至此以后，这种仿生性假牙在临床得到迅速的发展和应用。所谓口腔种植可简单理解为：通过外科手术将金属种植桩或生物陶瓷桩(即种植体/人工牙根)植入缺失牙部位的上下颌骨内，以模拟自体牙根的作用，然后在种植桩上放置假牙完成修复。因此，这种以种植方式制作的假牙被称为种植牙，亦被誉为人类的第三副牙齿，其具有传统假牙不可比拟的修复效果。

在口腔临床种植时，首先要在患者牙槽骨上制备一个直径较小的孔，然后将尺寸相对较大的种植体植入。种植体具有螺纹结构，在旋入过程中，会对周围骨产生一定程度的挤压。一方面使种植体获得骨整合所必须的初期稳定性，但另一方面会造成骨的折裂损伤，尤其对皮质骨的影响更为严重。而骨损伤会引发一系列不良反应：导致骨吸收，会严重影响修复的成功率和修复视觉效果；延缓骨整合的速度。同时有研究证实，种植手术后，种植体早期稳定性会随着骨重建的进程逐渐消失。与此同时，骨与种植体界面处的整合还很薄弱，导致种植体整体稳定性不足以对抗复杂的口腔环境，从而导致松动、脱落等种植失败等现象。

发明内容

为了克服种植体在植入牙槽时，造成的不同程度挤压牙槽骨的损伤，本发明设计了一种具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体。优化了种植体的主体结构，在种植体旋入牙槽骨后，在保证术后种植体稳定性的同时，可在皮质骨区产生适当强度的应力环境，能有效避免该区域的应力集中和骨损伤；同时具有与宿主骨就位严实、机械嵌合强度高的优点，从而达到刺激骨重建、促进骨整合、防止骨吸收、提高中远期种植成功率的目的。

本发明的一种具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体，该口腔种植体从上至下分为穿龈段(10)、皮质骨固定段(20)、松质骨固定段(30)和导入固定段(40)；所述的口腔种植体的中心是一复合型空腔(50)，该复合型空腔(50)用于放置安装义齿的基台；

所述穿龈段(10)包括有上小下大的圆台(102)和上大下小的圆台(101)；

所述皮质骨固定段(20)为上大下小的圆台(203)结构，该圆台(203)的侧面均匀设有3～6个纵向生长槽(202)，每两个纵向生长槽(202)之间设有多个横向生长槽(201)，所述的横向生长槽(201)采用自上而下的均匀排列方式；

所述松质骨固定段(30)为圆柱结构，该圆柱上设有外螺纹(301)，外螺纹(301)的截面为梯形齿(302)；

所述导入固定段(40)为三分之一球缺，该球缺的端面上设有十字凹槽(401)；

所述复合型空腔(50)从上至下为正多边形锥形孔(501)、圆锥孔(502)和圆柱内螺纹孔(503)。

所述的具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体，穿龈段(10)的高度记为d₁，皮质骨固定段(20)的高度记为d₂，松质骨固定段(30)的高度记为d₃，导入固定段(40)的高度记为d₄，口腔种植体的总高记为H，则有H＝d₁+d₂+d₃+d₄，各段之间则有

该H可以设置为8～22mm；口腔种植体的上端的最大外径记为D_上，口腔种植体的下端的最大外径记为D_下；D_下可以设置为3～5mm，而D_上要比D_下大0.5～1.5mm。

本发明具有初期剪切力刺激的口腔种植体的优点在于：

①种植体采用一体化设计在本发明中，种植体的穿龈部分与皮质骨部分为无过渡、且保持相同锥度的圆台设计，解决了现有技术中因两者尺寸和形态差异而添加的圆弧等过渡结构，从而防止了牙槽嵴顶区域的应力集中现象，可有效避免骨吸收，保证修复美观和功能效果。此外本结构能有效保证与宿主骨的紧密贴合，可防止软组织长入及其他并发症的出现。

②采用圆台和外螺纹相结合的设计在本发明中，考虑到牙槽骨骨质的差异，将松质骨固定段的结构优化成圆台与外圆螺纹相结合的设计，当密度较高的皮质骨区与圆台接触；骨质较疏松的松质骨与螺纹配合，其承受较大的挤压力。松质骨固定段一方面以一定的扭矩固定种植体时，预紧力会沿着锥台表面形成均匀的分散载荷，既不会出现应力集中，也可避免现有螺纹设计对皮质骨造成的折裂损伤；另一方面通过力矩扳手，可精确控制种植体在牙槽骨中的预紧力，因此采用圆台设计可在皮质骨接触表面营造适宜的机械力学刺激环境，从而能够激发骨重建、促进骨整合，提高中远期种植的成功率。

③增加生长槽设计在本发明中，在皮质骨固定段的表面增加了纵、横交错的生长槽，考虑到靠近外螺纹区的骨质已有疏松的趋势，因此将皮质骨固定段上的横向生长槽的宽度进行了扩展，以适应骨质的变化。皮质骨固定段的生长槽结构在术后骨重建过程中，能够引导骨长入，形成种植体/骨之间的相互嵌合结构，从而达到稳定的机械固位。

④本发明种植体的结构设计，一方面伴随着骨挤压而产生的初期稳定性的消失，种植体表面由新骨生长而形成的二期稳定性逐渐增强，在此消彼长的变化中，本结构联合骨整合能够为整个骨修复过程提供持续的稳定环境，从而有助于种植体度过危险期，避免种植体松动和脱落现象的产生。种植体与宿主骨形成稳定的骨整合后，纵横交错的嵌合结构既可以承受轴向的载荷，也具有抗旋功能，适于复杂的口腔咬合力学环境。

附图说明

图1是本发明口腔种植体的外部结构图。

图1A是本发明口腔种植体的另一视角外部结构图。

图1B是本发明口腔种植体的主视结构图。

图1C是本发明横向生长槽的放大示意图。

图1D是本发明纵向生长槽的放大示意图。

图1E是图1B的A-A剖视图。

图2是本发明口腔种植体置入缺牙部位软组织的示意图。

图3是置入本发明口腔种植体后与义齿的装配示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1、图1A、图1B、图1C、图1D、图1E所示，本发明设计的一种具有适宜初期载荷刺激的口腔种植体，该口腔种植体为一体化结构设计。所述的口腔种植体从上至下分为穿龈段10、皮质骨固定段20、松质骨固定段30和导入固定段40。所述的口腔种植体的中心是一复合型空腔50，该复合型空腔50用于放置安装假牙(义齿)的基台。

参见图1B、图1E所示，在本发明中，穿龈段10的高度记为d₁。穿龈段10的外形包括有上小下大的圆台102和上大下小的圆台101。所述上小下大的圆台102的高度是穿龈段10高度的五分之一。做植入手术时，穿龈段10需位于牙龈高点以下，忌高出牙龈面，整个圆台101需位于牙槽骨以上，且被软组织包裹。穿龈段10是种植手术的穿龈部分。

参见图1B、图1E所示，在本发明中，皮质骨固定段20的高度记为d₂。皮质骨固定段20的外形为上大下小的圆台203结构，该圆台203上均匀设有3～6个纵向生长槽202，每两个纵向生长槽202之间设有多个横向生长槽201，所述的横向生长槽201采用自上而下的均匀排列方式，每两个横向生长槽201之间的纵向间距记为b，该b可以设置为0.5～1.0mm。参见图1C、图1D所示，所述纵向生长槽202的槽宽记为b₂₀₂，该b₂₀₂可以设置为0.2～1.5mm；所述横向生长槽201的槽高记为b₂₀₁，该b₂₀₁可以设置为0.2～1.0mm；所述纵向生长槽202与所述横向生长槽201的间距记为a，该a可以设置为0.5～1.0mm。在皮质骨固定段20的横向和纵向方向上都设置凹槽，将有利于新生皮质骨长入，从而能够在种植体与骨之间形成更佳稳固的机械嵌合结构，有助于提高种植体前期的稳定性和分散后期的功能性载荷。

参见图1B、图1E所示，在本发明中，松质骨固定段30的高度记为d₃。松质骨固定段30的外形为圆柱结构，该圆柱上设有外螺纹301，所述外螺纹301的螺纹间距记为d₃₀。d₃₀＝0.8～1.5mm，外螺纹301的截面为梯形齿302。

参见图1B、图1E所示，在本发明中，导入固定段40的高度记为d₄。导入固定段40的外形为三分之一球缺，该球缺的端面上设有十字槽401，该十字槽401有利于新生松质骨的长入，能够进一步提高种植体底部的稳定性，有助于缓解垂直咀嚼力的冲击。

参见图1、图1B、图1E所示，在本发明中，复合型空腔50从上至下为正多边形锥形孔501、圆锥孔502和圆柱内螺纹孔503。正多边形锥形孔501与圆锥孔502高度相同，两者的高度之和与穿龈段10的高度d₁相同。其中圆锥孔502与穿龈段10的上大下小的圆台101的锥度一致，壁厚为0.5～1.0mm。正多边形锥形孔501可以设置为正六边形锥形孔、或者正八边形锥形孔。

参见图1B所示，本发明设计的一种具有初期剪切力刺激的口腔种植体的总高记为H，该H＝d₁+d₂+d₃+d₄，各段之间则有

该H可以设置为8～22mm。穿龈段10中的圆台101与皮质骨固定段20中的锥形圆柱203锥度相同。口腔种植体的上端的最大外径记为D_上，口腔种植体的下端的最大外径记为D_下。D_下可以设置为3～5mm，而D_上要比D_下大0.5～1.5mm。

在种植手术的实际应用中，需按常规方法对患者的缺失牙部位的软组织进行处理，然后在牙槽骨上备洞。备洞需要两个阶段，首先要在预种植区域的牙槽骨上备圆柱洞，洞的高度为皮质骨固定段20、松质骨固定段30和导入固定段40的轴向总长度，即d₂+d₃+d₄，洞的直径则与种植体圆柱外螺纹的小径尺寸相同，其次备圆锥洞，该洞自牙槽骨的外缘沿轴向向内伸入，高度与锥度同种植体皮质骨固定段20的尺寸相同，但径向尺寸较种植体略小。当洞备好后，旋入种植体，皮质骨固定段20、松质骨固定段30和导入固定段40完全在骨内，穿龈段10被软组织包裹，倒角面需位于牙龈高点以下，其中穿龈段10与皮质骨固定段20交界处的横向生长槽要与洞口边缘齐平。

本发明种植体的皮质骨固定段20、松质骨固定段30采用圆台和圆柱螺纹相结合的构造方式。在种植体植入患者口内后，圆柱外螺纹挤压骨提供了骨整合所必要的初期稳定条件。同时牙槽骨上的锥形洞区域与种植体的皮质骨固定段20的锥台形成轻微的过盈配合，从而能够避免由螺纹配合引起的骨折裂损伤。此外，过盈配合会在骨/种植体界面上会产生适当的初期应力环境，此刺激有利于骨的改建，能够促进骨整合的形成。此外，横向生长槽201和纵向生长槽202分布于种植体过盈配合的圆锥面上，为载荷刺激下的新骨生长提供了合理空间。尤其是在牙槽骨洞口的边缘设置横向生长槽，可有效引导皮质骨长入，避免种植体颈部的骨吸收，同时新骨长入槽中后，能够形成更加稳定的机械嵌合结构，从而有力于种植体达到更高的长期成功率和更好的美学修复效果。

参见图2、图3所示，本发明种植体在植入过程中，由于优化了结构，使整个种植过程与现有技术相比更加方便快捷。

(1)前期准备：如常规种植方式，对术区进行切口、翻瓣12和牙槽嵴修整等前期准备工作。

(2)钻定位孔：通过手术导板，使用直径1.6～2.0mm的钻头在牙槽骨(13，14)内预备，并通过检测杆检测孔洞的方向和深度，如不存在误差，需及时进行调整。

(3)松质骨区种植孔成型：松质骨区成型钻的直径与种植体对应部位的直径相差0.7～1.1mm，根据患者骨质的不同，采用不同尺寸的钻头，如骨质较好的患者，可采用直径相对较小的进行成型。成型后，如上所述，利用检测杆进行检测及调整。

(4)皮质骨种植孔成型：皮质骨区成型钻为锥钻，其锥度与种植体皮质骨区锥台的锥度相同。通过手术导板和种植手机的止动装置，精确控制孔洞成型的深度，成型深度略小于种植体皮质骨区锥台的高度。成型后，用锥形检测杆，检测锥孔深度和孔壁成型质量，如果存在偏差进行调整。

(5)植入种植体：用手机旋入种植体，然后用力矩扳手，通过精确控制固位力矩的大小，来完成种植体在牙槽骨的精确定位。

(6)种植后处理：如常规种植术后处理方法，为种植体安放愈合基台，并缝合软组织。待种植体与宿主骨发生骨整合后，卸下愈合基台，安装基台16和义齿15(假牙)，从而完成全部修复。

在本发明中，优化了种植体的主体结构，以避免危险区域的骨损伤和骨吸收；同时能够对骨界面施加有益的初期载荷刺激，促进骨改建和骨整合，为修复期骨提供稳定的生长环境，从而避免种植体松动和脱落。

Claims

1.一种适宜初期载荷刺激的口腔种植体，其特征在于：该口腔种植体从上至下分为穿龈段（10）、皮质骨固定段（20）、松质骨固定段（30）和导入固定段（40）；所述的口腔种植体的中心是一复合型空腔（50），该复合型空腔（50）用于放置安装义齿的基台；

该口腔种植体为一体化结构；

所述穿龈段（10）从上至下为上小下大的圆台（102）和上大下小的圆台（101）；所述上小下大的圆台（102）的高度是所述穿龈段（10）高度的五分之一；

所述皮质骨固定段（20）为上大下小的圆台（203）结构，该圆台（203）的侧面均匀设有3～6个纵向生长槽（202），每两个纵向生长槽（202）之间设有多个横向生长槽（201），所述的横向生长槽（201）采用自上而下的均匀排列方式；

所述松质骨固定段（30）为圆柱结构，该圆柱上设有外螺纹（301），外螺纹（301）的截面为梯形齿（302）；

所述导入固定段（40）为三分之一球缺，该球缺的端面上设有十字凹槽（401）；

所述复合型空腔（50）从上至下为正多边形锥形孔（501）、圆锥孔（502）和圆柱内螺纹孔（503）；

所述穿龈段（10）与所述皮质骨固定段（20）无过渡，所述穿龈段（10）的上大下小的圆台（101）的锥度与所述皮质骨固定段（20）的上大下小的圆台的锥度相同；

所述正多边形锥形孔（501）与所述圆锥孔（502）高度相同，两者的高度之和与所述穿龈段（10）的高度相同，所述圆锥孔（502）的锥度与所述穿龈段（10）的上大下小的圆台的锥度一致。

2.根据权利要求1所述的适宜初期载荷刺激的口腔种植体，其特征在于：穿龈段（10）的高度记为d₁，皮质骨固定段（20）的高度记为d₂，松质骨固定段（30）的高度记为d₃，导入固定段（40）的高度记为d₄，口腔种植体的总高记为H，则有H＝d₁+d₂+d₃+d₄，各段之间则有

该H设置为8～22mm；口腔种植体的上端的最大外径记为D_上，口腔种植体的下端的最大外径记为D_下；D_下设置为3～5mm，而D_上要比D_下大0.5～1.5mm。

3.根据权利要求1所述的适宜初期载荷刺激的口腔种植体，其特征在于：皮质骨固定段（20）上的每两个横向生长槽（201）之间的纵向间距b＝0.5～1.0mm；

皮质骨固定段（20）上的纵向生长槽（202）的槽宽b₂₀₂＝0.2～1.5mm；

皮质骨固定段（20）上的横向生长槽（201）的槽高b₂₀₁＝0.2～1.0mm；

皮质骨固定段（20）上的纵向生长槽（202）与所述横向生长槽（201）的间距a＝0.5～1.0mm。

4.根据权利要求1所述的适宜初期载荷刺激的口腔种植体，其特征在于：松质骨固定段（30）上的外螺纹（301）的螺纹间距d₃₀＝0.8～1.5mm。

5.根据权利要求1所述的适宜初期载荷刺激的口腔种植体，其特征在于：复合型空腔（50）中的圆锥孔（502）与穿龈段（10）的上大下小的圆台（101）侧面的锥度一致，且圆锥孔（502）的孔壁厚为0.5～1.0mm。