CN105105860B - 一种具有高度生物相容性和稳定性的种植牙 - Google Patents
一种具有高度生物相容性和稳定性的种植牙 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及口腔医疗器械领域。目的在于提供一种结构强度好且耐磨的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙。所采用的技术方案是：一种具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，所述结构包括植入牙槽骨内的种植体，所述种植体内设置有阶梯状的定位安装孔，基台下部插入定位安装孔上部的大尺寸部位，所述基台内部设置阶梯内孔，中央螺栓由该阶梯内孔插入种植体内的定位安装孔下部并构成螺纹配合。所述基台包括基体和氧化锆瓷块制成的穿龈部。所述中央螺栓头部和阶梯内孔的阶梯面之间设置有弹簧垫圈，且中央螺栓将弹簧垫圈和基台锁紧到种植体上。本发明加强了种植牙的结构强度和耐磨性能，有效的防止了现有技术中中央螺栓易松动和断裂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及口腔医学，具体涉及牙科修复用的种植牙结构和材料。
背景技术
口腔健康问题一直以来是医疗领域的一个重要问题，牙缺失问题占据了口腔健康问题的很大部分，传统的假牙由于佩戴麻烦，不美观，容易滋生细菌等已经不能满足牙缺失患者的要求。因此出现了种植牙修复法，同传统假牙修复相比，种植牙修复法是先将种植体(也就是人工牙根)植入到牙槽骨内，然后在种植体上安装基台，最后在基台上安装牙冠部分，以此实现牙齿修补。种植牙修复法具有很强的固位和稳定性，可像真牙一样扎根在患者口腔里；没有传统假牙带来的味觉迟钝与不舒服；更有利于保持口腔清洁卫生等。
但是传统的基台是由纯钛或钛合金制成，其颜色和天然牙齿颜色有很大的区别，在种植牙安装完成后，种植牙处的牙龈出现透黑或颜色与其他天然牙齿处牙龈差别过大的情况，严重影响美观。现有技术中出现的氧化锆穿龈部都是一体加工在基台上的，虽然从一定程度上解决了美观的问题，但是由于人体的牙龈具有个体差异，这样的做法容易导致穿龈部和牙龈不匹配，即使可以实现订制，也要整体订制基台，成本过高，不便于推广。同时在临床操作中需要取下整个基台才能实现穿龈部调整，不便于工作人员操作。
且种植牙装置主要包括安装在牙槽骨中的种植体、用于安装牙冠的基台、和连接种植体和基台的中央螺栓。在种植牙进行咬合、咀嚼等动作时，由于长期受到来自不同方向的力的作用，单纯通过中央螺栓固定并不稳妥，容易造成中央螺栓松动，从而影响种植牙功能的实现，严重时，甚至造成食物残渣通过松动后的间隙进入牙槽骨，引起发炎或其他病症，损害人体健康。现有技术出现专利201320731527.2中所述的垫圈，用以防止中央螺栓断裂，但是该垫圈采用平垫设置，主要起到紧固的效果，并不能很好的缓冲中央螺栓所受的力，所以在防止断裂上起到的效果并不明显。
且现有技术氧化锆瓷块呈白色，与自然牙齿的色泽有一定差异，不能满足患者对于美观的要求。为保证牙齿颜色的仿真性，传统的方法是使用遮色瓷，同时增加饰面瓷的厚度，但这样需要增加义齿的预备量。另外，由于基底瓷和饰面瓷结合强度较低，很容易发生崩瓷，导致修复失败。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构强度好且耐磨的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙。
为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，包括植入牙槽骨内的种植体，所述种植体内设置有阶梯状的定位安装孔，基台下部插入定位安装孔上部的大尺寸部位，所述基台内部设置阶梯内孔，中央螺栓由该阶梯内孔插入种植体内的定位安装孔下部并构成螺纹配合；所述基台包括基体和氧化锆瓷块制成的穿龈部；所述基体上部为柱形，中部为上端面与穿龈部下端面吻合的台形，下部为与种植体内的定位安装孔相配合的多边柱形，所述穿龈部沿竖向设有与基体上部外径相匹配的通孔，穿龈部套接在基体上并与基体中部的台面相接触。
优选的，所述基体上部的外壁设置用于定位牙冠的定位凹部。
优选的，所述基体安放穿龈部处的外壁设置防转凸部，所述穿龈部内壁设置与防转凸部相配合的防转凹部。
优选的，所述防转凸部和防转凹部为相互配合的螺纹结构。
优选的，所述中央螺栓头部和阶梯内孔的阶梯面之间设置有弹簧垫圈，且中央螺栓将弹簧垫圈和基台锁紧到种植体上。
优选的，所述氧化锆瓷块由下述步骤制成：
(1)称取Y2O3、CeO2、Fe2O3、Pr6O11、Er2O3和ZrO2原料，混合均匀后干燥；原料重量配比为：Y2O3：3％-8％，CeO2：0.01％-0.05％，Fe2O3：0.005％-0.05％，Pr6O11:0.001％-0.05％，Er2O3:0.02％-0.8％，余量为ZrO2；
(2)向干燥后的混合粉体中加入高分子粘结剂，造粒；
(3)造粒后的物料用模具干压成型，得到瓷块坯体；
(4)将成型后的瓷块坯体进行冷等静压；
(5)将冷等静压后的瓷块坯体进行预烧结；
(6)将预烧结后的瓷块坯体平放在染色容器中染色，染色容器中浸泡液的深度在0.1-5mm，染色时间1-3min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇1-5％、氧化铒0.1-3％、氧化镨0.5-10％，余量为超纯水；
(7)将染色后的瓷块进行烧结，得到齿科用均匀渐变着色氧化锆瓷块。
优选的，所述步骤(5)中预烧结温度为800-1200℃，保温时间3-7h；所述步骤(7)中烧结温度为1400-1600℃,烧结时间为1-3h。
优选的，所述步骤(2)中的高分子粘结剂为2-6wt％的聚乙烯醇溶液，每克干燥后的粉体添加0.02-0.1g聚乙烯醇溶液；更优选使用50目筛进行造粒。
优选的，所述步骤(1)中采用粉体混合机混合，干燥的温度为40℃-80℃，时间为12-48h。
优选的，所述步骤(3)中干压成型的压力为30-80MPa，保压时间为1min；所述步骤(4)中冷等静压的压力为100-200MPa，保压时间为2min。
本发明的有益效果集中体现在，氧化锆瓷块制成的穿龈部具有高度的生物相容性，避免了普通基台在使用过程中出现的牙龈透黑、牙龈过于突出等情况，使种植牙整体更美观。并通过在中央螺栓处的垫圈设计，有效的提高了基台和种植体的连接强度，同时缓冲了一部分中央螺栓受到的力，防止连接部位以及种植牙整体在牙槽骨中活动和磨损，有效的防止了中央螺栓的松动和断裂，提高了种植牙的性能和使用寿命。
氧化钙瓷块材料的加工工艺改进使得瓷块，采用内源性染色结合外染性染色的方法染色。内源性染色让坯体具有一个基本色，然后通过将较厚药片状产品平放于较薄的染色溶液(0.5-1mm染色液)中，通过胚体的自身吸附作用，使胚体的上部分至下部分吸收的染色液呈均匀的递变，最终使做出的牙齿呈现均匀渐变的颜色，与我们自身牙齿完全相符。也与牙龈逐步变薄，穿龈部也需要的渐变色吻合；所制成的牙冠、穿龈部都更美观，解决了人们长期以来渴望获得具有均匀渐变色氧化锆瓷块的技术难题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明装配前的结构示意图；
图3为本发明中央螺栓的结构示意图；
图4为本发明的优选实施方式的基台的结构示意图；
图5为本发明安装位置示意图。
具体实施方式
如图1、2中所示的种植牙，包括植入牙槽骨112内的种植体11，所述种植体11内设置有阶梯状的定位安装孔，基台下部插入定位安装孔上部的大尺寸部位，所述基台内部设置阶梯内孔10，中央螺栓7由该阶梯内孔10插入种植体11内的定位安装孔下部并构成螺纹配合。所述基台采用如图4所示的穿龈部5与基体1分离的结构，即是基台包括钛或钛合金制成的基体1和氧化锆瓷块制成的穿龈部5。所述基体1上部101为柱形，中部102为上端面与穿龈部5下端面吻合的台形，下部103为与种植体11内的定位安装孔相配合的多边柱形，所述穿龈部5沿竖向设有与基体1上部101外径相匹配的通孔，穿龈部5套接在基体1上并与基体1中部102的台面相接触。
结合图1、4、5所示，临床使用实际操作中，先将种植体11植入人的牙槽骨112内，待牙槽骨112与种植体11一体愈合过后；再将基体1安装在种植体11内的安装孔内。图4中的基体1下部103为多边柱形，在实际操作中也可以是与种植体11内部定位安装孔上部相匹配的其他形状。然后用中央螺栓7通过阶梯内孔10将基体1和种植体11固定。接着在所述基体1上套接穿龈部5，并将牙龈111粘附在穿龈部5上，穿龈部5的下端面与基体1中部102处的上端面吻合且完全接触，避免端面棱部凸起对牙龈111造成损伤。
穿龈部5通常情况下为多个圆锥面组成的与基体1同轴的不规则图形，在临床中本领域工作人员可以根据患者的牙龈111的不同情况调整穿龈部5的高度、形状、颜色等，通过订制专门的穿龈部5即可。与普通的种植牙基台相比，此种方式在订制时不需要整体订制基台，只需要单独订制穿龈部5就实现了个性化的调整，降低了订制的成本。在穿龈部5套接到位后用粘结剂将穿龈部5固定住。最后在基体1上方粘结牙冠113即可。如果术后需要调整穿龈部5，则本领域工作人员只需要先将牙冠113取下，再将穿龈部5取下调整更换即可，临床操作十分方便，不需要像现有的常规操作一样先取下中央螺栓7，再整体取下基台进行整体更换。
由于穿龈部5是套接在基体1上的，为了防止其转动，最好在所述基体1安装穿龈部5处的外壁设置防转凸部4，所述穿龈部5内壁设置防转凹部6,如图4中所示的防转凸部4或防转凹部6均为条形，当然也可以采用其他形状，譬如圆形、方形，只要能起到防旋转的目的即可，同时需要注意的是，为了便于穿龈部5的套接，防转凸部4和防转凹部6的设置必须是防转凸部4位于基体1上，防转凹部6位于穿龈部5内侧壁，如果采用相反的设置则防转凸部4的凸起会阻挡穿龈部5的套接。
另外，由于人在咀嚼和咬合时对种植牙施加很多作用力，长期使用后，容易造成中央螺栓7的松动，甚至断裂的问题。不仅影响了种植牙的正常功能，另外也容易引起牙龈111发炎或牙槽骨112受损等病症，对人体健康造成严重的损害。所以优选在所述中央螺栓7头部和阶梯内孔10的阶梯面之间设置有弹簧垫圈9，且中央螺栓7将弹簧垫圈9和基台锁紧到种植体11上。
本发明通过对阶梯内孔10的改进，再配合中央螺栓7头部和阶梯内孔10的阶梯面之间设置的垫9，极大的减少了中央螺栓7松动、断裂等现象。主要体现在：1、弹簧垫圈9产生的弹力向上作用在中央螺栓的头部7，向下作用在阶梯面上，使中央螺栓7和种植体11内部定位安装孔上的螺纹接触面积更大，从而使螺纹结构更稳固。2、弹簧垫圈9产生的弹力可以缓冲一部分作用力，提高了中央螺栓7的使用寿命，也降低了连接部位的磨损。
在实际操作中由于弹簧垫圈9体积较小，不好握持，所以最好是在所述阶梯内孔10下部孔壁增设多圈与中央螺栓7相配合的螺纹。这样一来，工作人员在临床操作的时候，可以先将弹簧垫圈9套接在中央螺栓7上，然后把中央螺栓7与基台连接成一体再与种植体11连接，这样就避免了弹簧垫圈9体积小引起的操作不便，使弹簧垫圈9的安装更便捷。在本发明装配完毕后，还可以在阶梯内孔10处填充满树脂、棉花等使其上端面成为实心面，有利于牙冠113的安装。
所述穿龈部5和牙冠113的优选材料为具有均匀渐变色的氧化锆瓷块，该瓷块的加工实例如下：
实施例1
称取ZrO2：94.919份、Y2O3：5份、CeO2：0.01份、Fe2O3：0.05份、Pr6O11：0.001份和Er2O3：0.02份，加入混料机中充分混匀，并在65℃下干燥24h；
加入2份重量的聚乙烯醇溶液粘结剂，混匀，50目筛子造粒；
然后将造粒后粉料加入模具中，液压压力机下30Mpa干压成型，压力机100T；
干压成型后的产品于160Mpa下等静压2min，等静压成型后的产品在850℃下预烧结，保温5h；
将经预烧结后的氧化锆胚体，平躺浸泡在持续保持染色液高度1mm的染色容器中，浸泡时间2min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇5％、氧化铒2％、氧化镨1％，余量为超纯水；染色液液面高度通过补充染色液来保证；
浸泡完成后，120℃干燥2h，染色液染色后的产品于高温炉中1500℃下最终烧结2h，得到均匀渐变色氧化锆瓷块。
所制备的氧化锆瓷块为VITA比色A色系由一侧表面向另一侧表面均匀递变；按ISO13356氧化锆植入材料国际标准规定的方法检测，瓷块强度能达到1460Mpa，密度6.096g/cm3。
实施例2
称取ZrO2：93.138份、Y2O3：6份、CeO2：0.05份、Fe2O3：0.01份、Pr6O11：0.002份和Er2O3：0.8份，加入混料机中充分混匀并在65℃下干燥18h待用；
加入2份重量的聚乙烯醇溶液粘结剂，混匀，50目筛子造粒；
然后将造粒后粉料加入模具中，液压压力机下50Mpa干压成型；
干压成型后的产品于180Mpa下等静压2min；
等静压成型后的产品在1100℃下预烧结，保温3h；
将经预烧结后的氧化锆胚体，浸泡在持续保持染色液高度0.5mm的染色容器中，浸泡时间3min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇3％、氧化铒0.2％、氧化镨5％，余量为超纯水；
浸泡完成后，100℃干燥3h；再将染色液染色后的产品于高温炉中1400℃下最终烧结1.5h，得到均匀渐变色氧化锆瓷块。
本方案制备的氧化锆瓷块为VITA比色D色系均匀递变；按ISO13356氧化锆植入材料国际标准规定的方法检测，瓷块强度能达到1630Mpa，密度6.085g/cm3。
实施例3
称取ZrO2：92.39份、Y2O3：7份、CeO2：0.01份、Fe2O3：0.05份、Pr6O11：0.05份和Er2O3：0.5份，加入混料机中充分混匀并在80℃下干燥24h待用；
加入4份重量的聚乙烯醇溶液粘结剂，混匀，50目筛子造粒；
然后将造粒后粉料加入模具中，液压压力机下30Mpa干压成型；
干压成型后的产品于160Mpa下等静压2min，等静压成型后的产品在900℃下预烧结，保温5h；
将经预烧结后的氧化锆胚体，浸泡在持续保持染色液高度3mm的染色容器中，浸泡时间1min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇5％、氧化铒0.5％、氧化镨10％，余量为超纯水；
浸泡完成后，130℃干燥2h；将染色液染色后的产品于高温炉中1550℃下最终烧结2h，得到均匀渐变色氧化锆瓷块。
本方案制备的氧化锆瓷块为VITA比色C色系均匀递变；按ISO13356氧化锆植入材料国际标准规定的方法检测，瓷块强度能达到1480Mpa，密度6.088g/cm3。
实施例4
称取ZrO2：94.11份、Y2O3：5份、CeO2：0.03份、Fe2O3：0.01份、Pr6O11：0.05份和Er2O3：0.8份，加入混料机中充分混匀并在40℃下干燥36h待用；
加入6份重量的聚乙烯醇溶液粘结剂，混匀，50目筛子造粒；
然后将造粒后粉料加入模具中，液压压力机下30Mpa干压成型；
干压成型后的产品于150Mpa下等静压2min，等静压成型后的产品在1200℃下预烧结，保温6h；
将经预烧结后的氧化锆胚体，浸泡在持续保持染色液高度4mm的染色容器中，浸泡时间3min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇1％、氧化铒3％、氧化镨0.5％，余量为超纯水；
浸泡完成后，100℃干燥2h；将染色液染色后的产品于高温炉中1400℃下最终烧结3h，得到均匀渐变色氧化锆瓷块。
本方案制备的氧化锆瓷块为VITA比色D色系均匀递变；按ISO13356氧化锆植入材料国际标准规定的方法检测，瓷块强度能达到1430Mpa，密度6.095g/cm3。
实施例5
称取ZrO2：93.79份、Y2O3：6份、CeO2：0.05份、Fe2O3：0.05份、Pr6O11：0.01份和Er2O3：0.1份，加入混料机中充分混匀并在40℃下干燥48h待用；
加入8份重量的聚乙烯醇溶液粘结剂，混匀，50目筛子造粒；
然后将造粒后粉料加入模具中，液压压力机下30Mpa干压成型；
干压成型后的产品于120Mpa下等静压2min，等静压成型后的产品在800℃下预烧结，保温5h；
将经预烧结后的氧化锆胚体，浸泡在持续保持染色液高度5mm的染色容器中，浸泡时间1min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇2％、氧化铒2％、氧化镨1％，余量为超纯水；
浸泡完成后，120℃干燥1h；将染色液染色后的产品于高温炉中1450℃下最终烧结1小时，得到均匀渐变色氧化锆瓷块。
本方案制备的氧化锆瓷块为VITA比色A色系均匀递变；按ISO13356氧化锆植入材料国际标准规定的方法检测，瓷块强度能达到1690Mpa，密度6.093g/cm3
实施例6
称取ZrO2：92.939份、Y2O3：7份、CeO2：0.02份、Fe2O3：0.02份、Pr6O11：0.001份和Er2O3：0.02份，加入混料机中充分混匀并在60℃下干燥36h待用；
加入2份重量的聚乙烯醇溶液粘结剂，混匀，50目筛子造粒；
然后将造粒后粉料加入模具中，液压压力机下30Mpa干压成型；
干压成型后的产品于200Mpa下等静压2min，等静压成型后的产品在1000℃下预烧结，保温1h；
将经预烧结后的氧化锆胚体，浸泡在持续保持染色液高度2mm的染色容器中，浸泡时间3min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇4％、氧化铒1％、氧化镨3％，余量为超纯水；
浸泡完成后，100℃干燥1.5h；；将染色液染色后的产品于高温炉中1450℃下最终烧结1h，得到均匀渐变色氧化锆瓷块。
本方案制备的氧化锆瓷块为VITA比色B色系均匀递变；按ISO13356氧化锆植入材料国际标准规定的方法检测，瓷块强度能达到1480Mpa，密度6.092g/cm3。
Claims (10)
1.一种具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，包括植入牙槽骨(112)内的种植体(11)，所述种植体(11)内设置有阶梯状的定位安装孔，基台下部插入定位安装孔上部的大尺寸部位，其特征在于：所述基台内部设置阶梯内孔(10)，中央螺栓(7)由该阶梯内孔插入种植体(11)内的定位安装孔下部并构成螺纹配合；
所述基台包括基体(1)和氧化锆瓷块制成的穿龈部(5)；所述基体(1)上部(101)为柱形，中部(102)为上端面与穿龈部(5)下端面吻合的台形，下部(103)为与种植体(11)内的定位安装孔相配合的多边柱形，所述穿龈部(5)沿竖向设有与基体(1)上部(101)外径相匹配的通孔，穿龈部(5)套接在基体(1)上并与基体(1)中部(102)的台面相接触。
2.根据权利要求1所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述基体(1)上部(101)的外壁设置用于定位牙冠(113)的定位凹部(3)。
3.根据权利要求2所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述基体(1)安放穿龈部(5)处的外壁设置防转凸部(4)，所述穿龈部(5)内壁设置与防转凸部(4)相配合的防转凹部(6)。
4.根据权利要求3所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述防转凸部(4)和防转凹部(6)为相互配合的螺纹结构。
5.根据权利要求1所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述中央螺栓(7)头部和阶梯内孔(10)的阶梯面之间设置有弹簧垫圈(9)，且中央螺栓(7)将弹簧垫圈(9)和基台锁紧到种植体(11)上。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述氧化锆瓷块由下述步骤制成：
(1)称取Y2O3、CeO2、Fe2O3、Pr6O11、Er2O3和ZrO2原料，混合均匀后干燥；原料重量配比为：Y2O3：3％-8％，CeO2：0.01％-0.05％，Fe2O3：0.005％-0.05％，Pr6O11:0.001％-0.05％，Er2O3:0.02％-0.8％，余量为ZrO2；
(2)向干燥后的混合粉体中加入高分子粘结剂，造粒；
(3)造粒后的物料用模具干压成型，得到瓷块坯体；
(4)将成型后的瓷块坯体进行冷等静压；
(5)将冷等静压后的瓷块坯体进行预烧结；
(6)将预烧结后的瓷块坯体平放在染色容器中染色，染色容器中浸泡液的深度在0.1-5mm，染色时间1-3min；所用染色液重量百分比为：聚乙二醇1-5％、氧化铒0.1-3％、氧化镨0.5-10％，余量为超纯水；
(7)将染色后的瓷块进行烧结，得到齿科用均匀渐变着色氧化锆瓷块。
7.根据权利要求6所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述步骤(5)中预烧结温度为800-1200℃，保温时间3-7h；所述步骤(7)中烧结温度为1400-1600℃,烧结时间为1-3h。
8.根据权利要求6所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述步骤(2)中的高分子粘结剂为2-6wt％的聚乙烯醇溶液，用量为每克干燥后的粉体添加0.02-0.1g聚乙烯醇溶液；并用50目筛进行造粒。
9.根据权利要求6所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述步骤(1)中采用粉体混合机混合，干燥的温度为40℃-80℃，时间为12-48h。
10.根据权利要求6所述的具有高度生物相容性和稳定性的种植牙，其特征在于：所述步骤(3)中干压成型的压力为30-80MPa，保压时间为1min；所述步骤(4)中冷等静压的压力为100-200MPa，保压时间为2min。
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