CN105662623A - 牙种植体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及牙种植体，包括顺序连接的颈部植入段、体部植入段和尾部植入段，颈部植入段的端面上设有向下贯穿体部植入段的中心孔，所述体部植入段具有由致密金属构成的芯部以及包覆于芯部外侧由多孔金属构成的外周部，所述中心孔位于芯部中，所述芯部与外周部通过增材制造一体成型。该牙种植体采用增材制造的方法进行制备，使致密金属和多孔金属达到无缝衔接，加工效率高，便于个性化定制，能够有效的避免微渗透和感染的问题，在提高生物相容性的同时具有较好的力学性能，有利于提高牙种植体抗微动力的能力，实现即刻种植即刻修复即刻负重，缩短患者复诊的时间和次数，并且能够有效的提高骨整合度，稳定性较佳。

Description

牙种植体及其制备方法
技术领域
本发明涉及牙齿缺损后的种植修复技术领域，具体是一种牙种植体及其制备方法。
背景技术
人工牙种植是通过外科手术的方式将牙种植体植入人体缺牙部位的上/下颌骨内，待其手术伤口愈合后，在牙种植体上部安装修复假牙的装置。
牙种植体作为种植技术的关键部件，要求其植入的同时既保证其具有足够的强度，用来抵消人咀嚼时所产生的力，又要保证在植入和使用过程中能很好的吸收血肉及碎末等组织，防止细菌和微生物的侵入，避免在牙种植体周围出现炎症、松动、基台脱落等现象，影响种植体修复效果，也就是说牙种植体应同时满足强度要求和生物相容性要求。
目前，市面上虽然有将多孔金属和致密金属以常见的套接、卡接等方式进行机械连接而构成的牙种植体，然而由于其多孔金属和致密金属之间的连接密合度主要依靠机加工精度来保证，加上多孔金属的常规制备不能精确的控制其加工尺寸和外形，因此传统的牙种植体一方面不可避免会存在多孔金属和致密金属之间的连接密合度较差的问题，极易造成微渗透问题，细菌、微生物等易侵入牙种植体而造成感染，牙种植体的生物相容性相对较差；另一方面很难控制牙种植体整体的强度，牙种植体植入后易产生应力遮蔽，使人体骨细胞与植入后的牙种植体之间不能很好的结合，稳定性较差，无法长期使用。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种牙种植体及其制备方法，旨在避免应力遮蔽，提高整体的结构强度和生物相容性，改善牙种植体植入后的稳定性。
本发明的牙种植体，包括顺序连接的颈部植入段、体部植入段和尾部植入段，颈部植入段的端面上设有向下贯穿体部植入段的中心孔，所述体部植入段具有由致密金属构成的芯部以及包覆于芯部外侧由多孔金属构成的外周部，所述中心孔位于芯部中，所述芯部与外周部通过增材制造一体成型。
在致密金属作为所述芯部的前提下，可为该牙种植体的整体结构提供一定的强度，采用多孔金属作为所述外周部，可提高牙种植体的生物相容性，避免产生应力遮蔽而影响骨组织生长。所述增材制造可以是现有的3D打印、熔融沉积成型等。采用增材制造使芯部和外周部一体成型，不仅具有较高的加工效率，便于个性化定制；还使致密金属和多孔金属之间达到无缝衔接，不仅能够有效的避免因多孔金属和致密金属之间存在连接密合度问题而引起的微渗透和感染的问题，在利用多孔金属提高生物相容性的同时，芯部的致密金属可避免强度不足，有利于使牙种植体的各向力学特性与牙槽骨的皮骨组织的各项力学特性达到相互匹配，提高牙种植体抗微动力的能力，可实现即刻种植即刻修复即刻负重，缩短患者复诊的时间和次数，并且当人体新生骨组织在多孔金属的孔隙中生长后，牙槽骨的皮骨组织与牙种植体之间就能形成整合，达到真正的生物固定，极大的提高人工植入牙种植体的稳定性，延长了人工牙种植体的使用寿命。
所述外周部可以包覆在芯部的整个外侧，也可以仅仅包覆芯部的外侧的部分区域。例如，当采用多孔钽作为外周部时，则优选包覆芯部的整个外侧，而当采用由纯钛或钛合金形成的多孔结构作为外周部时，则优选在所述芯部和外周部之间设有致密金属支撑体，所述致密金属支撑体、芯部和外周部亦通过增材制造一体成型。通过设置所述致密金属支撑体，可以对芯部的多孔金属起到支撑作用，并且有利于提高整体的结构强度。尤其是在牙种植体植入人体组织的初期(当牙槽骨的皮骨组织在多孔金属的孔洞中开始生长到还未稳固的与牙种植体之间形成较稳固的整合时)，该致密金属支撑体可起到提高牙种植体抗微动力能力的作用，使牙种植体在植入人体组织的初期具有较好的稳定性。
优选的，所述致密金属支撑体包括沿螺旋线分布于芯部周向的连续突起，以及设于所述连续突起与芯部之间的连接部，所述多孔金属交错配置于所述连续突起的致密金属之间。所述体部植入段还优选呈柱形。所述连续突起一方面可起到方便植入的作用，另一方面在提高牙种植体初期稳定性的前提下，可起到均匀分散应力的作用。此外，经测试，将多孔金属交错配置于所述连续突起的致密金属之间还可对新生皮骨组织的生长起到一定的牵引作用，并增加皮骨组织与牙种植体之间的接触面积，加快牙种植体周围软组织的良好愈合。在实际应用中，可根据需要将所述连接部设计成不同的形状。
进一步的，所述外周部的外径小于所述致密金属支撑体的外廓大小，以减小牙种植体钻入时的阻力，使牙种植体的植入更加方便，并且减轻病人在牙种植体植入过程中所遭受的痛苦。此外，该结构还可以在牙种植体植入初期形成有效的外形支撑，进一步改善牙种植体的初期稳定性。优选的是，所述致密金属支撑体与外周部之间的直径之差为0.1～0.3mm。
优选的，所述颈部植入段由致密金属构成，颈部植入段和体部植入段具有由致密金属构成且螺距相异的外螺纹区域，所述体部植入段的外螺纹区域螺距较大并与外周部交错配置。即将所述连接部和连续突起可整体作为分布于芯部外周的螺纹。所述颈部植入段的外螺纹区域一方面可以起到分散应力的作用，另一方面还可使皮质骨和颈部植入段之间达到很好的嵌合，对牙种植体和口腔之间起到封闭作用，避免感染和非骨组织长入牙种植体，提高牙种植体长期的稳定性。所述颈部植入段还优选呈锥形，以提供扩骨功能，便于安装。所述体部植入段的外螺纹区域具有较大螺距是在为了提高力学性能的同时尽可能的增加交错配置其间的体部多孔区域的面积，从而提高牙槽骨的皮骨组织长入牙种植体后的骨整合度，相应的使牙种植体具有较佳的稳定性。
经测试，当所述体部植入段的外螺纹区域螺距为1～3mm，颈部植入段的外螺纹区域螺距为0.45～0.6mm时，牙种植体植入后的稳定性和免于感染的功能较佳。
进一步的，所述尾部植入段具有由致密金属构成的外螺纹区域，该尾部植入段的外螺纹区域的螺纹牙槽间设有尾部多孔区域。所述尾部多孔区域由多孔金属构成。采用多孔金属和致密金属相结合的尾部植入段，有利于进一步提高牙种植体的生物相容性，优化整体结构的力学性能，提高牙种植体的稳定性。所述尾部植入段的外螺纹区域螺距优选为0.7～0.8mm。
进一步的，所述尾部植入段还设置有轴向刃口。所述尾部植入段还优选呈锥形。该轴向刃口可在牙种植体植入过程中，尤其在牙槽骨中所钻的用于安装牙种植体的孔径不够时，起到一定的切削作用，减小阻力，除去多余的骨头，使植入方便，大幅减轻病人所遭受的痛苦。
本发明还提供了一种制备上述牙种植体的方法，包括步骤：a.通过计算机建立牙种植体的三维模型，所述牙种植体包括顺序连接的颈部植入段、体部植入段和尾部植入段，所述颈部植入段的端面上设有向下贯穿体部的中心孔，所述体部植入段具有由致密金属构成的芯部以及包覆于芯部外侧由多孔金属构成的外周部，所述中心孔位于芯部中；b.将金属粉末放入到增量制造设备中；c.利用所述增量制造设备对所述金属粉末进行分层扫描，使金属粉末熔融堆积得到一体成型的芯部与外周部。该制备方法简单适用，加工效率高，便于个性化定制，还可使致密金属和多孔金属之间达到无缝衔接。
在实际应用中，所述颈部植入段、体部植入段和尾部植入段整体可以采用增材制造一体成型，所述中心孔可在颈部植入段、体部植入段和尾部植入段一体成型后用机加工方式制作，这样有利于提高中心孔的加工精度，从而提高牙种植体植入后与安装基台的配合精度。
进一步的，上述结构的牙种植体，适用于多种常见的制备牙种植体的材料。例如，所述致密金属为纯钛、钛合金或钽，所述多孔金属是由相应的纯钛或钛合金形成的多孔结构或者所述多孔金属为多孔钽。即当上述方法中的金属粉末采用纯钛时，则相应的致密金属为纯钛，而多孔金属为纯钛形成的多孔结构。
本发明的牙种植体及其制备方法，简单适用，利用增材制造使致密金属和多孔金属之间达到无缝衔接，能够有效的避免微渗透和感染的问题，在提高生物相容性的同时具有较好的力学性能，有利于提高牙种植体抗微动力的能力，实现即刻种植即刻修复即刻负重，缩短患者复诊的时间和次数，并且能够有效的提高骨整合度，稳定性较佳。
以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。
附图说明
图1为本发明牙种植体的第一种剖视结构示意图。
图2为图1中A处的放大示意图。
图3为本发明牙种植体的第二种剖视结构示意图。
图4为本发明牙种植体的第三种剖视结构示意图。
图5为图4所示牙种植体的轴测视图。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示的牙种植体，包括顺序连接的颈部植入段100、体部植入段200和尾部植入段300，颈部植入段100的端面上设有向下贯穿体部植入段200的中心孔400，所述体部植入段200具有由致密金属构成的芯部202以及包覆于芯部202外侧由多孔金属构成的外周部201，所述中心孔400位于芯部202中，所述芯部202与外周部201通过增材制造一体成型。所述颈部植入段100由致密金属构成。所述芯部202和外周部201之间设有致密金属支撑体212，所述致密金属支撑体212、芯部202和外周部201亦通过增材制造一体成型。所述致密金属支撑体212包括沿螺旋线分布于芯部202周向的连续突起212a，以及设于所述连续突起212a与芯部202之间的连接部212b，所述多孔金属交错配置于所述连续突起212a的致密金属之间。本实施例中所述连接部212b和连续突起212a整体作为分布于芯部202外周的螺纹。所述外周部201的外径小于所述致密金属支撑体212的外廓大小，且致密金属支撑体与外周部之间的直径之差为0.2mm。
上述牙种植体的制备方法，包括步骤：a.通过计算机建立上述牙种植体的三维模型；b.将金属粉末放入到增量制造设备中；c.利用所述增量制造设备对所述金属粉末进行分层扫描，使金属粉末熔融堆积得到一体成型的芯部202与外周部201。
采用增材制造使芯部202与外周部201一体成型，不仅具有较高的加工效率，便于个性化定制，还可使致密金属和多孔金属之间达到无缝衔接。
实施例2：
如图3所示的牙种植体，在实施例1的基础上，所述颈部植入段100和体部植入段200具有由致密金属构成且螺距相异的外螺纹区域，所述体部植入段200的外螺纹区域螺距较大并与外周部201交错配置。体部植入段200的外螺纹区域螺距为2mm，颈部植入段100的外螺纹区域螺距为0.5mm。所述体部植入段200的外螺纹区域即为芯部202的致密金属支撑体212。尾部植入段300由致密金属构成。
实施例3：
如图4和图5所示的牙种植体，在实施例2的基础上，所述尾部植入段300具有由致密金属构成的外螺纹区域，该尾部植入段300的外螺纹区域的螺纹牙槽间设有尾部多孔区域301。所述尾部植入段300由多孔金属构成，其外螺纹区域螺距为0.75mm。该尾部植入段300呈锥形，并且设置有轴向刃口302。所述体部植入段200的外螺纹区域即为芯部202的致密金属支撑体212，包括连续突起212a和连接部212b。这样，颈部植入段100、体部植入段200和尾部植入段300即分别具有螺距相异的外螺纹区域。
本发明的有益效果有：
1)稳定性较好。
以实验的方式对实施例1～3中本发明的牙种植体相对于传统牙种植体(将多孔金属和致密金属以常见的套接或卡接方式连接而构成的牙种植体)稳定性进行说明。
以纯钛为致密金属，相应的多孔金属为纯钛形成的多孔结构为例进行实验,通过种植体稳定性系数ISQ(ImplantstabilityQuotient)值反应牙种植体植入后的使用过程中的稳定性。
实验结果：人体植入牙种植体后，牙种植体在不同时间点的ISQ值如表1所示，ISQ值在70以上即可修复，低于50则延期修复。
表1：
实验结果表明，本发明实施例1～3中牙种植体较传统牙种植体而言，在不同的时间点均具有较大的ISQ值，具有更好的稳定性，并且实施例3效果最佳，可实现即刻种植即刻修复。
2)能够有效的避免微渗透和感染的问题。
3)能够使牙种植体与牙槽骨的皮骨组织的各项力学特性达到相互匹配，提高牙种植体抗微动力的能力，实现即刻种植即刻修复即刻负重，缩短患者复诊的时间和次数。
4)生物相容性较好。
5)骨整合度高。
6)具有分散应力，避免应力遮蔽的作用。
7)植入方便。

Claims (10)

1.牙种植体，包括顺序连接的颈部植入段(100)、体部植入段(200)和尾部植入段(300)，颈部植入段(100)的端面上设有向下贯穿体部植入段(200)的中心孔(400)，其特征在于：所述体部植入段(200)具有由致密金属构成的芯部(202)以及包覆于芯部(202)外侧由多孔金属构成的外周部(201)，所述中心孔(400)位于芯部(202)中，所述芯部(202)与外周部(201)通过增材制造一体成型。
2.如权利要求1所述的牙种植体，其特征在于:所述芯部(202)和外周部(201)之间设有致密金属支撑体(212)，所述致密金属支撑体(212)、芯部(202)和外周部(201)亦通过增材制造一体成型。
3.如权利要求2所述的牙种植体，其特征在于:所述致密金属支撑体(212)包括沿螺旋线分布于芯部(202)周向的连续突起(212a)，以及设于所述连续突起(212a)与芯部(202)之间的连接部(212b)，所述多孔金属交错配置于所述连续突起(212a)的致密金属之间。
4.如权利要求2所述的牙种植体，其特征在于:所述外周部(201)的外径小于所述致密金属支撑体(212)的外廓大小。
5.如权利要求1所述的牙种植体，其特征在于：所述颈部植入段(100)和体部植入段(200)具有由致密金属构成且螺距相异的外螺纹区域，所述体部植入段(200)的外螺纹区域螺距较大并与外周部(201)交错配置。
6.如权利要求5所述的牙种植体，其特征在于：所述体部植入段(200)的外螺纹区域螺距为1～3mm，颈部植入段(100)的外螺纹区域螺距为0.45～0.6mm。
7.如权利要求1所述的牙种植体，其特征在于：所述尾部植入段(300)具有由致密金属构成的外螺纹区域，该尾部植入段(300)的外螺纹区域的螺纹牙槽间设有尾部多孔区域(301)。
8.如权利要求1至7之一所述的牙种植体，其特征在于：所述尾部植入段(300)还设置有轴向刃口(302)。
9.权利要求1至8之一所述的牙种植体的制备方法，包括步骤：
a.通过计算机建立牙种植体的三维模型，所述牙种植体包括顺序连接的颈部植入段、体部植入段和尾部植入段，所述颈部植入段的端面上设有向下贯穿体部的中心孔，所述体部植入段具有由致密金属构成的芯部以及包覆于芯部外侧由多孔金属构成的外周部，所述中心孔位于芯部中；
b.将金属粉末放入到增量制造设备中；
c.利用所述增量制造设备对所述金属粉末进行分层扫描，使金属粉末熔融堆积得到一体成型的芯部与外周部。
10.如权利要求9所述的牙种植体的制备方法，其特征在于：所述致密金属为纯钛、钛合金或钽，所述多孔金属是由相应的纯钛或钛合金形成的多孔结构或者所述多孔金属为多孔钽。
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