CN105125299A - 一种双锥度预成根管桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双锥度预成根管桩，包括桩头和桩体，桩体底部有锥形末端，桩头底部为固位盘，固位盘与桩体相连，固位盘与桩体同心设置，固位盘直径大于桩体直径；桩体分为上段桩体和下段桩体，上段桩体和下段桩体均为倒圆台形，上段桩体的底面为下段桩体的顶面，上段桩体的锥度大于下段桩体的锥度，下段桩体锥面设置螺纹。本发明提供的双锥度的桩体更加符合中国人牙根形态特点，有利于桩道预备，保留更多牙本质结构，减低应力状态下根折的风险。

Description

一种双锥度预成根管桩

技术领域

本发明及医用器械领域，尤其涉及一种双锥度预成根管桩。

背景技术

根管治疗是牙髓病和根尖周病的国际上最常用的有效治疗方法。根管治疗术的原理是通过机械和化学方法去除根管内的大部分感染物，并通过充填根管、封闭冠部，防止发生根尖周病变或促进已经发生的根尖周病变的愈合。根管治疗可以保持天然牙齿排列的完整性，预防邻接牙齿的移位、龋齿、牙周病的发生，可防止拔牙后的支持骨质丧失过多,随着社会的老龄化和患者保健意识的加强，临床上需要进行残根残冠保留的病例日益增多。残根残冠的保留很好地维持了正常的牙弓形态，不仅简化了修复治疗的难度，而且恢复了咬合关系和咀嚼功能，是修复治疗的一种重要方式。

本发明的参考文献：

【1】LimSS,StockCJ.Theriskofperforationinthecurvedcanal:anticurvaturefilingcomparedwiththestepbacktechnique[J].IntEndodJ,1987，20(1):33-39.

发明内容

现如今临床应用广泛的根管桩系统大多以西方人种的牙根及根管结构特征为基础研发，由于缺乏足够的临床解剖学依据，桩的长度、直径和形态并不能良好地适应于中国人牙根和根管形态。如果应用于中国患者，往往会增加操作时牙根侧穿、根折等风险，从而影响桩核冠修复的最终效果及患牙的良好保留。

为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种双锥度预成根管桩，适应中国人牙根及根管解剖形态，减少功能状态下根折风险。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种双锥度预成根管桩，包括桩头和桩体，桩体底部有锥形末端，所述桩头底部为固位盘，固位盘与桩体相连，所述固位盘与桩体同心设置，固位盘直径大于桩体直径；所述桩体分为上段桩体和下段桩体，所述上段桩体和下段桩体均为倒圆台形，上段桩体的底面为下段桩体的顶面，所述上段桩体的锥度大于下段桩体的锥度，所述下段桩体锥面设置螺纹。

优选的，所述螺纹为三角螺纹。

优选的，所述桩头顶部为固位体A，所述固位体A顶面开有十字槽。

优选的，所述桩头包括固位体B，所述固位体B设于固位体A与固位盘之间，固位体B的直径小于固位盘的直径。

进一步的，所述固位体A的横截面为正方形，所述正方形的边长小于固位盘的直径。

进一步的，所述固位体A和固位体B的顶面均为从中间向边缘逐渐向下倾斜的斜面，固位体A和固位体B的底面均为从中间向边缘逐渐向上倾斜的斜面。固位体A和固位体B设置的固位斜面可以产生良好的固位型，增加接触面积，增加固位力。

进一步的，所述上段桩体底面直径为0.49mm～1.23mm；所述上段桩体的锥度为0.02～0.46；所述下段桩体的锥度为0.02～0.19。

进一步的，所述上段桩体底面直径为0.9mm～1.1mm；所述上段桩体的锥度为0.05～0.2；所述下段桩体的锥度为0.02。

进一步的，所述双锥度预成根管桩的材料是Ti2448合金。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.双锥度的桩体更加符合中国人牙根形态特点，有利于桩道预备，保留更多牙本质结构；

2.根管桩采用Ti2448合金制成，低弹性模量、高强度，生物相容性好，材料性能卓越，减低应力状态下根折的风险；

3.具有特殊的固位结构：桩体顶端采用十字固位凹槽，以及下段桩体部三角形螺纹，方便根管桩的植入和取出；

4.价格低廉，对医师操作技术要求低，应用面广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3：斜向加载时根尖区最大主应力峰值受力曲线图；

图4：斜向加载时牙根颈部最大主应力峰值曲线图；

图5：垂直向加载时牙根颈部最大主应力峰值曲线图；

图6：垂直向加载时根尖区最大主应力峰值曲线图

图中：1-十字槽、2-固位体B、3-固位盘、4-上段桩体、5-下段桩体、6-锥形末端、7-螺纹。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1、2所示本发明公开的双锥度预成根管桩，包括桩头和桩体，桩体底部有锥形末端6，桩头顶部为固位体A，固位体A顶面开有十字槽1；桩头底部为固位盘3，固位体A与固位盘3之间设有固位体B2，固位体B2的直径小于固位盘3的直径，固位体A的横截面为正方形，正方形的边长小于固位盘3的直径，固位体A和固位体B2的顶面和底面均为固位斜面，固位斜面为从中间向边缘逐渐向下倾斜的斜面。固位盘3与桩体相连，固位盘3与桩体同心设置，固位盘3直径大于桩体直径，桩体分为上段桩体4和下段桩体5，上段桩体4和下段桩体5均为倒圆台形，上段桩体4的底面为下段桩体5的顶面。下段桩体5锥面设置螺纹7，螺纹7优选三角螺纹。

在实施例1中，上段桩体4的锥度大于下段桩体5的锥度。在实施例2中，上段桩体4底面直径为0.49mm～1.23mm，上段桩体4的锥度为0.02～0.46，下段桩体5的锥度为0.02～0.19，优选的，上段桩体4底面直径为0.9mm～1.1mm；上段桩体4的锥度为0.05～0.2，下段桩体5的锥度为0.02。实施例3中双锥度预成根管桩的材料选择Ti2448合金。

实施例1：双锥度设计的选择

本实施例建立了成都地区中国人960颗后牙牙根和根管解剖形态的数据库，并对前磨牙和磨牙各牙冠和牙根尺寸、桩道段的长度、桩道根尖末端直径、牙根锥度进行测量和统计,以此为后牙的桩道预备和预成桩的设计提供参考依据。结合数据库的分析结果，采用桩体部上段锥度大于下段锥度的双锥度设计。因为该设计在一定程度上与牙根形态符合性更好，保证了根管桩植入的安全性以及根管桩固位力和强度，并保留了更多的剩余牙本质。参考数据库数据设计合理的根管桩型号，以保证在不破坏根尖区封闭的情况下选择合理的根管桩锥度、直径。

根管桩设计的要求：首先要求桩的长度至少应大于冠长，桩的长度应达到根长的2/3～3/4，牙槽骨内的桩的长度应大于牙槽骨内根长的1/2，桩的末段与根尖孔之间应保留3～5mm的根尖封闭区。其次要求桩周围的根管壁至少有1mm的厚度，理想桩的直径为根径的1/3。因此，建立成都地区国人960颗后牙牙根和根管形态的数据库，对前磨牙和磨牙各牙冠和牙根尺寸、桩道段的长度(见表1和表2)；桩道根尖末端直径、牙根锥度(见表3和表4)等进行测量和统计。

表1：成都地区国人480颗前磨牙牙根桩道段长度测量结果(mm)

表2：成都地区国人480颗磨牙牙根桩道段长度测量结果(mm)

表3：前磨牙锥度测量结果

表4：磨牙锥度测量结果

由表1～4可知：后牙桩道段三部分锥度从根冠至根尖均呈减小趋势，前磨牙根冠1/3、根中1/3和根尖1/3的锥度平均值分别为0.3、0.22和0.18。磨牙根冠1/3、根中1/3和根尖1/3的锥度平均值依次为0.46、0.27和0.19，根中1/3和根尖1/3锥度大小相近，结果表明双锥度的预成根管桩与牙根形态符合性更好。

实施例2：锥度的优选

临床上桩核冠修复前需对患牙进行完善的根管治疗，根管治疗中重要的一步即根管预备，目前尚缺乏精确的方法来测量根管预备前的根管锥度，且根尖孔到根管口的直径变异较大。现代根管预备主张将根管形成与特定根管充填物和充填方法相适应的锥度形态，这在一定程度上会破坏部分剩余牙本质并改变根管原本的锥度形态。因此，桩道的设计不仅要与牙根形态符合性好，还要尽量符合根管预备后根管形态,以减少根管预备后桩道预备对剩余牙本质的破坏，尽量保留更多剩余牙本质。

综上所述，本实施例中采用上段桩体锥度大于下段桩体锥度的双锥度根管桩设计，设计合理锥度范围。首先，对前磨牙和磨牙桩道段根尖末端直径测量结果见表5、表6。统计学t检验结果表明，同性别双侧前磨牙或磨牙桩道段长度和桩道根尖末端直径的差异均无统计学意义(P>0.05)。而测量根尖末端直径的平均值范围，基本是在2.49mm-3.23mm。从参考文献【1】33-39可知，根管预备后维持根管充填的压力和行使功能的最薄根管牙本质壁厚度为0.3mm，且桩道周围两侧壁至少有1mm牙根厚度，因此将下段桩体底面直径设计在0.49-1.23mm的范围内。

表5成都地区国人480颗前磨牙桩道段根尖末端直径测量结果(mm)

表6成都地区国人480颗磨牙桩道段根尖末端直径测量结果(mm)

其次，从实施例1中表1～表4的数据表明，前磨牙及磨牙锥度差异的平均值范围是0.18-0.46，而常用根管预备器械的锥度范围是0.02-0.19。考虑牙根锥度匹配性和根管匹配性的因素，设计上段桩体的锥度范围为0.02～0.46；前磨牙及磨牙的牙根向根方延伸会出现近远中径缩窄，根尖弯曲，根尖分叉，根管也会出现根尖分叉、根尖分歧等等变异。而根中至根尖段的根管壁本身比较薄弱，因此应尽量减少对近远中向根管壁的切削,保留原有的根管形态。临床上常用的根管预备锥度形态设计有Protaper手用或机用镍钛根管锉系列，主锥度为0.02-0.19，KerrK3新型机用镍钛器械，锥度为0.04、0.06、0.08、0.1，ProFile器械的根管口成形锉的锥度为0.05-0.08，ProFileGT器械的锥度为0.06、0.08、0.1、0.12等。这些器械的锥度虽然有利于根管预备后的根管清理和根管充填，但会对根管桩的固位造成影响。同直径情况下锥度越大切割牙体组织越多，削弱了牙根的抗力性，增加了根折概率。上段桩体底面直径不变的情况下，锥度越大，下段桩体底面直径就越小，影响根管桩的强度，根尖区牙体受力以及与根管壁的密合性。因此，下段桩体锥度应尽量减小并符合根管预备锥度范围，设计下段桩体的锥度范围为0.02～0.19。本实施例中为减小下段桩体锥度增大带来的以上不良影响，并尽量符合根管预备锥度的原则，设计下段桩体锥度为常用的根管预备锥度0.02。根据底面直径及上下段桩体锥度范围，本实施例设置了双锥度预成根管桩规格尺寸(见表7)。

表7：新型β钛合金双锥度预成根管桩规格尺寸表

本实施例在保证根尖区4mm～5mm根尖封闭以及桩道预备至少保留1mm牙本质的原则下择优建立了12个双锥度预成根管桩三维有限元模型。有限元分析常用的指标有最大主应力，最小主应力，等效应力等。由于剩余牙体组织的最小应力峰值均只有其抗压强度的1/15-1/10，而最大主应力峰值却与抗拉强度相差不到1/2，最大主应力可以用来描述结构的实际受力情况，它的大小决定了结构是否出现裂缝和受剪切破坏，所以实施例利用三维有限元分析探讨不同锥度及底端直径的根管桩在斜向及垂直加载条件下牙根颈部、根尖区牙本质最大主应力峰值情况(见表8、图3～图6)。

表8：上段桩体不同锥度、底端直径的根管桩牙根颈部、根尖区、根管桩最大主应力峰值对比表

根据以上实验结果表明：

1.斜向加载时，底端直径不变，根尖区及牙根颈部最大主应力峰值随底端直径的减小后呈上升的趋势。对比各组底端直径，均在锥度为0.1mm时最大主应力峰值减到最低，之后逐渐呈上升趋势。对比各组锥度，在直径为1.0mm时出现最大主应力峰值最低值的频率最高。这符合本专利设计的适宜底端直径范围内。

2.垂直向加载时，根尖区最大应力峰值差异不大。而在牙颈部区，对比各组锥度，在直径为1.0mm时出现最大主应力峰值最低值的频率最高。

3.对比各组受力情况可知，2-3组牙根颈部、根尖区域牙本质受力情况最佳，可参考此组数据完成预成根管桩的直径和锥度的设计。

实施例3

表5为双锥度预成根管桩规格尺寸，下面以优选的3号桩(见表5)外形设计为例进行三维有限元应力分析，比较不同材料(Ti-6Al-4V、新型β钛、纯钛)及不同锥度根管桩(双锥度桩、平形桩、锥形桩)在垂直及斜向加载条件下牙根颈部、根尖区牙本质和根管桩的受力情况(见表8)。

表9：Ti-6Al-4V、新型β钛、纯钛材料属性

表10：不同锥度形式、不同材料最大主应力峰值对比表

根据以上实验结果表明：

1.不同根管桩形态对比，双锥度桩能明显减小斜向加载时牙根颈部受力，根尖区也相对减小。垂直向影响不大。

2.同种形态不同材料对比，斜向加载时，随着材料的弹性模量降低，牙根颈部应力增加，而根尖区相应减小。说明低弹性模量的新型β钛有减小牙根尖应力趋势，能较低根尖区应力水平，对预防根折具有重要意义。

基于以上所述，本实施例中双锥度根管桩采用中科院研发的新型β钛合金(又称Ti2448，其主要元素为钛铌锆锡(TiNbZrSn合金)制成，其生物相容性好，具有较低的弹性模量(锻造33Gpa，铸造42Gpa)，与很多同类金属或者瓷材料相比更接近牙齿结构中牙本质的弹性模量(18.6GPa左右)，且其抗拉强度及硬度都接近普通铸造金属，在口腔领域中具有较好的应用前景。

通过实施例1、2、3可知，采用适宜双锥度范围(下段桩体底面直径范围0.49-1.23mm；上段桩体的锥度范围0.02～0.46；下段桩体的锥度范围0.02～0.19)设计的预成根管桩与牙根形态以及根管预备后根管符合性更好.此外，图3～图6数据曲线显示了当上段桩体底面直径相同时，上段桩体的锥度为0.05～0.2，下段桩体的锥度为0.02时，牙根颈部、根尖区牙本质最大主应力都相对稳定和理想；当桩体锥度相同时，上段桩体4底面直径为0.9mm～1.1mm时，牙根颈部、根尖区牙本质最大主应力都相对稳定和理想；

同时，新型β钛合金双锥度预成根管桩在根尖区域具有较小的应力峰值，对减小根尖区应力水平的效果值得肯定。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种双锥度预成根管桩，包括桩头和桩体，桩体底部有锥形末端(6)，其特征在于：所述桩头底部为固位盘(3)，固位盘(3)与桩体相连，所述固位盘(3)与桩体同心设置，固位盘(3)直径大于桩体直径；所述桩体分为上段桩体(4)和下段桩体(5)，所述上段桩体(4)和下段桩体(5)均为倒圆台形，上段桩体(4)的底面为下段桩体(5)的顶面，所述上段桩体(4)的锥度大于下段桩体(5)的锥度，所述下段桩体(5)锥面设置螺纹(7)。

2.根据权利要求1所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述螺纹(7)为三角螺纹。

3.根据权利要求1所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述桩头顶部为固位体A，所述固位体A顶面开有十字槽(1)。

4.根据权利要求3所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述桩头包括固位体B(2)，所述固位体B(2)设于固位体A与固位盘(3)之间，固位体B(2)的直径小于固位盘(3)的直径。

5.根据权利要求3所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述固位体A的横截面为正方形，所述正方形的边长小于固位盘(3)的直径。

6.根据权利要求5所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述固位体A和固位体B(2)的顶面均为从中间向边缘逐渐向下倾斜的斜面，固位体A和固位体B(2)的底面均为从中间向边缘逐渐向上倾斜的斜面。

7.根据权利要求1所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述上段桩体(4)底面直径为0.49mm～1.23mm；所述上段桩体(4)的锥度为0.02～0.46；所述下段桩体(5)的锥度为0.02～0.19。

8.根据权利要求7所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述上段桩体(4)底面直径为0.9mm～1.1mm；所述上段桩体(4)的锥度为0.05～0.2；所述下段桩体(5)的锥度为0.02。

9.根据权利要求1所述的双锥度预成根管桩，其特征在于：所述双锥度预成根管桩的材料是Ti2448合金。