CN105769363A - 一种间接制造自锁式假牙体与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种间接制造自锁式假牙体与方法，包括假牙的种植体和安装在其内的螺纹杆；种植体为一筒体结构，其内部直径从上至下逐渐变小，内部截面呈上大下小的倒圆锥形态，且内周壁为内螺纹结构，并在外壁的壁面上分布有多个凸起结构；筒体结构的下部开有若干条细缝，细缝将筒体结构的下部切割成多个可径向延伸扩张的叶瓣。通过扫描患者口腔，获得牙槽骨数据和齿系数据，采用三维建模软件设计个性化种植体，对种植体进行二次设计，并根据种植体螺纹孔设计螺纹杆，该结构具有膨胀自锁功能，可以牢固安装在牙槽骨内部。本发明不受零件复杂形状的影响，可制造出具有复杂形状的个性化熔模，无需传统的机加工过程即可直接使用。

Description

一种间接制造自锁式假牙体与方法
技术领域
本发明涉及口腔人工种植牙制造技术领域，尤其涉及一种间接制造自锁式假牙体与方法。
背景技术
人工植牙是目前治疗缺牙常见的治疗手段，其主要是将具有生物可相容性的金属人工牙根植入缺牙处的齿槽骨中，通过人工牙根和齿槽骨的紧密集合，以人工牙根作为基座种植齿模。由于不像固定性义齿一样磨去邻近的牙齿，因而不存在邻近牙齿的损伤，也没有续发性的蛀牙产生因素，因此是比固定性义齿更加稳定的方法。人在缺失多颗牙而使用活动义齿的情况下，会向牙周组织(牙龈)施力，因而牙龈会存在不适感，并且由于假牙的大小，使得口腔内的异物感严重，但由于种植牙与牙齿具有基本相同的结构，因而完全不会感到牙龈的疼痛及异物感，从而可提高患者们的生活质量并带来满足感。
然而传统的牙植入体采用车削等方式进行生产，由于机床的限制和成本的约束，牙植入体均采用标准化制造，在患者需要种植牙后，选择与患者相近的牙植入体规格产品，在医生的帮助下完成种植过程。虽然传统的方式可以解决患者缺失牙的问题，但是人的个性化差异非常大，几乎不可能选择一种和特定患者完全吻合的标准牙植入体，这导致了部分患者种植牙后出现咀嚼困难、植入部位疼痛、甚至植入体脱落等问题。由于牙齿是咀嚼的必要部分，其正常与否深刻关系到患者的身体健康和生活水平，所以必须找到与患者完全匹配的牙植入体，使患者可以正常咀嚼食物，获取能量。另外传统的螺纹式种植体需要在外力下旋入牙槽骨，需要较大的外力而且螺纹牙会对牙齿骨进一步损坏，给患者带来巨大的痛苦。因此，需要一种既可以快速制造出牙植入体，又具有高度个性化特征，而且制造的牙植入体可以更加容易固定在患者牙齿骨内的制造方法。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种间接制造自锁式假牙体与方法。该方法不仅可以根据患者个体差异定制个性化种植牙体，结构简单，与压槽骨结合能力以及抗旋转能力强。
本发明通过下述技术方案实现：
一种间接制造自锁式假牙体，包括假牙的种植体1和安装在其内的螺纹杆2；
所述种植体1为一筒体结构，其内部直径从上至下逐渐变小，内部截面呈上大下小的倒圆锥形态，且内周壁为内螺纹结构，并在外壁的壁面上分布有多个凸起结构；筒体结构的下部沿其轴向方向开设有若干条切口形成的细缝3，细缝3将筒体结构的下部切割成多个可径向延伸扩张的叶瓣5；
所述螺纹杆2为等半径圆柱体结构，其中下部有与筒体结构的内螺纹相配的外螺纹结构。
当螺纹杆2自上而下拧入筒体结构内时，筒体结构下部的叶瓣5在螺纹杆2的挤压作用下径向向外扩展膨胀，使种植体1整体外轮廓呈上小下大的正锥形结构。
所述正锥形结构的外侧线倾斜角为2°。所述螺纹杆2的上端部预留有一用于连接假牙本体的内螺纹孔4。
所述筒体结构内部截面的倒圆锥角为5°，外部截面的倒锥角为3°。
所述凸起结构规则或者随机地分布在筒体结构外壁的壁面上。所述凸起结构是球形结构、蜂巢结构、珊瑚结构或者八棱体结构中的任意一种，或者是它们的组合。
本发明间接制造自锁式假牙体的制备方法如下：
步骤(1)：获取患者口腔数据，获取牙槽骨的形态数据和齿系间关系数据；
步骤(2)：根据获取的牙槽骨和齿系数据，采用三维建模软件进行牙槽骨和牙齿的三维建模，设计出个性化的种植体1；
步骤(3)：在种植体1的基础上，进行种植体1的二次设计，并设计出与其对应的螺纹杆2；
步骤(4)：根据种植体1与螺纹杆2结构特征和熔模铸造要求，采用激光选区烧结快速成型设备直接成型出种植体1和螺纹杆2的熔模；
首先将获得的种植体1和螺纹杆2三维熔模的数据导入计算机，使用切片软件进行分层切片处理，并使用路径规划软件进行激光束扫描路径处理，生成激光选区烧结成型设备可识别的数据文件并保存在计算机中；然后将处理完的最终数据导入激光选区烧结快速成型设备中，开始进行制造；该过程包括步骤(11)：柔性铺粉刷推动蜡粉从粉料缸移动到成型缸，并在成型缸上的加工平台铺上一层50-80um的蜡粉层(优选60um)；步骤(12)：扫描振镜控制激光束在加工平台的蜡粉层上根据模型数据信息选择性的烧结部分粉末；步骤(13)：成型缸下降50-80um高度(优选60um)，粉料缸上升100um高度；步骤(14)；重复步骤(11)、步骤(12)和步骤(13)，直至完成整个制造过程，最后取出种植体1和螺纹杆2的熔模。
步骤(5)：采用熔模铸造法，制造出个性化的种植体1和螺纹杆2。
根据具体临床要求，对种植体1和螺纹杆2进行表面处理、热处理等后处理工序。
上述步骤(1)所述口腔数据，可采用CT扫描或者核磁共振等方式获得，获得尺寸精度高于0.01mm。
上述步骤(3)所述二次设计包括：筒体结构内部截面的倒圆锥角为5°的设计、外部截面的倒锥角为3°的设计、规则或者随机分布在种植体1外表面并与种植体冶金结合的表面凸起结构的设计、种植体1下部的细缝3的设计；
上述步骤(4)所述激光选区烧结快速成型设备，是采用分层叠加制造，成型层厚为50-80um，以激光器为热源，采用工控机控制扫描振镜的方式进行选区扫描熔化成型，并采用光斑补偿的方式使尺寸精度为10-25um；整个制造过程是在通入不与粉末发生反应的惰性气体(如氩气或氮气)进行保护密封成型室内完成。
上述步骤(5)所述熔模铸造法的工序包括结壳、脱蜡、焙烧、和浇注脱壳；所述种植体1和螺纹杆2为钛合金或者具有生物兼容性的钴铬合金等金属。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明通过扫描患者口腔，获得牙槽骨数据和齿系数据，采用三维建模软件设计个性化种植体，对种植体进行二次设计，并根据种植体螺纹孔设计螺纹杆，该结构具有膨胀自锁功能，可以牢固安装在牙槽骨内部。
本发明制造方法具有高成型自由度特性，不受零件复杂形状的影响，可制造出具有复杂形状的个性化熔模，无需传统的机加工过程即可直接使用，制造效率高、成本低。
本发明中熔模铸造用的材料广泛，可选用医用钛合金材料、钴铬合金材料等具有生物兼容性的材料。
附图说明
图1为本发明种植体和螺纹杆的制备工艺流程图。
图2为图1种植体的轴测示意图。
图3为图1螺纹杆的轴测示意图。
图4为种植体与螺纹杆装配后的轴测示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至4所示。本发明公开了一种间接制造自锁式假牙体，包括假牙的种植体1和安装在其内的螺纹杆2；
所述种植体1为一筒体结构，其内部直径从上至下逐渐变小，内部截面呈上大下小的倒圆锥形态，且内周壁为内螺纹结构，并在外壁的壁面上分布有多个凸起结构；筒体结构的下部沿其轴向方向开设有若干条切口形成的细缝3，细缝3将筒体结构的下部切割成多个可径向延伸扩张的叶瓣5。
所述螺纹杆2为等半径圆柱体结构，其中下部有与筒体结构的内螺纹相配的外螺纹结构。当螺纹杆2自上而下拧入筒体结构内时，筒体结构下部的叶瓣5在螺纹杆2的挤压作用下径向向外扩展膨胀，使种植体1整体外轮廓呈上小下大的正锥形结构，从而固定在牙槽骨(图中未示出)内部，实现自锁功能；此时细缝3亦随之增大，因此避免了膨胀自锁过程中种植体1下部出现因应力累积而断裂的现象。
细缝3初始宽度为0.2mm，在螺纹杆2旋入种植体1内后逐渐膨胀为0.4mm，可为种植体1膨胀自锁过程提供变形余量，从而避免了应力的累积，解决了螺纹杆2旋入种植体1内时产生应力集中现象。
所述正锥形结构的外侧线倾斜角为2°。所述螺纹杆2的上端部预留有一用于连接假牙本体的内螺纹孔4。
所述筒体结构内部截面的倒圆锥角为5°，外部截面的倒锥角为3°。
所述凸起结构规则或者随机地分布在筒体结构外壁的壁面上。所述凸起结构是球形结构、蜂巢结构、珊瑚结构或者八棱体结构中的任意一种，或者是它们的组合。凸起结构高度不大于0.3mm；当种植体1因旋入螺纹杆2而膨胀变大时，表面的凸起结构便会嵌入牙槽骨内部，一方面可加强种植体1与牙槽骨之间的连接，另一方面有效防止了种植体1的旋转，显著提高了种植体的稳定性。
本发明间接制造自锁式假牙体的制备方法，可通过如下步骤实现：
步骤(1)：获取患者口腔数据，获取牙槽骨的形态数据和齿系间关系数据；
步骤(2)：根据获取的牙槽骨和齿系数据，采用三维建模软件进行牙槽骨和牙齿的三维建模，设计出个性化的种植体1。具体是根据获取的牙槽骨和齿系数据，采用逆向反求工程获得图患者的口腔缺失牙的数据，然后使用三维建模软件对获取的点云数据进行处理，得到牙槽骨和牙齿的三维模型；对牙槽骨的形态和口腔内部环境进行分析，设计出符合患者口腔具体情况的个性化种植体1。
步骤(3)：在种植体1的基础上，进行种植体1的二次设计，并设计出与其对应的螺纹杆2；
把获得的种植前的种植体1和螺纹杆2模型保存为STL格式文件，然后采用切片软件进行分层处理，最后对其进行激光扫描路径规划处理并保存；
步骤(4)：根据种植体1与螺纹杆2结构特征和熔模铸造要求，采用激光选区烧结快速成型设备直接成型出种植体1和螺纹杆2的熔模；
首先将获得的种植体1和螺纹杆2三维熔模的数据导入计算机，使用切片软件进行分层切片处理，并使用路径规划软件进行激光束扫描路径处理，生成激光选区烧结成型设备可识别的数据文件并保存在计算机中；然后将处理完的最终数据导入激光选区烧结快速成型设备中，开始进行制造；该过程包括步骤(11)：柔性铺粉刷推动蜡粉从粉料缸移动到成型缸，并在成型缸上的加工平台铺上一层50-80um的蜡粉层(优选60um)；步骤(12)：扫描振镜控制激光束在加工平台的蜡粉层上根据模型数据信息选择性的烧结部分粉末；步骤(13)：成型缸下降50-80um高度(优选60um)，粉料缸上升100um高度；步骤(14)；重复步骤(11)、步骤(12)和步骤(13)，直至完成整个制造过程，最后取出种植体1和螺纹杆2的熔模。
步骤(5)：采用熔模铸造法，制造出个性化的种植体1和螺纹杆2。
根据具体临床要求，对种植体1和螺纹杆2进行表面处理、热处理等后处理工序。
上述步骤(1)所述口腔数据，可采用CT扫描或者核磁共振等方式获得，获得尺寸精度高于0.01mm。
上述步骤(3)所述二次设计包括：筒体结构内部截面的倒圆锥角为5°的设计、外部截面的倒锥角为3°的设计、规则或者随机分布在种植体1外表面并与种植体冶金结合的表面凸起结构的设计、种植体1下部的细缝3的设计；
上述步骤(4)所述激光选区烧结快速成型设备，是采用分层叠加制造，成型层厚为50-80um，以激光器为热源，采用工控机控制扫描振镜的方式进行选区扫描熔化成型，并采用光斑补偿的方式使尺寸精度为10-25um；整个制造过程是在通入不与粉末发生反应的惰性气体(如氩气或氮气)进行保护密封成型室内完成。
上述步骤(5)所述熔模铸造法的工序包括结壳、脱蜡、焙烧、和浇注脱壳；所述种植体1和螺纹杆2为钛合金或者具有生物兼容性的钴铬合金等金属。
本发明的种植体1具有一定的个性化特征，结构相对较为复杂，因此其制造过程使用激光选区烧结设备，无需考虑复杂的几何结构，可一次性直接成型出所需要的种植体和螺纹杆蜡型，获得良好的效果。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种间接制造自锁式假牙体，其特征在于：包括假牙的种植体(1)和安装在其内的螺纹杆(2)；
所述种植体(1)为一筒体结构，其内部直径从上至下逐渐变小，内部截面呈上大下小的倒圆锥形态，且内周壁为内螺纹结构，筒体结构的下部沿其轴向方向开设有若干条切口形成的细缝(3)，细缝(3)将筒体结构的下部切割成多个可径向延伸扩张的叶瓣(5)；
所述螺纹杆(2)为等半径圆柱体结构，其中下部有与筒体结构的内螺纹相配的外螺纹结构。
2.根据权利要求1所述间接制造自锁式假牙体，其特征在于：当螺纹杆(2)自上而下拧入筒体结构内时，筒体结构下部的叶瓣(5)在螺纹杆(2)的挤压作用下径向向外扩展膨胀，使种植体(1)整体外轮廓呈上小下大的正锥形结构。
3.根据权利要求2所述间接制造自锁式假牙体，其特征在于：所述正锥形结构的外侧线倾斜角为2°。
4.根据权利要求1所述间接制造自锁式假牙体，其特征在于：所述筒体结构内部截面的倒圆锥角为5°，外部截面的倒锥角为3°。
5.权利要求1至4中任一项所述间接制造自锁式假牙体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤(1)：获取口腔数据，获取牙槽骨的形态数据和齿系间关系数据；
步骤(2)：根据获取的牙槽骨和齿系数据，采用三维建模软件进行牙槽骨和牙齿的三维建模，设计出个性化的种植体(1)；
步骤(3)：在种植体(1)的基础上，进行种植体(1)的二次设计，并设计出与其对应的螺纹杆(2)；
步骤(4)：根据种植体(1)与螺纹杆(2)结构特征和熔模铸造要求，采用激光选区烧结快速成型设备直接成型出种植体(1)和螺纹杆(2)的熔模；
首先将获得的种植体(1)和螺纹杆(2)三维熔模的数据导入计算机，使用切片软件进行分层切片处理，并使用路径规划软件进行激光束扫描路径处理，生成激光选区烧结成型设备可识别的数据文件并保存在计算机中；然后将处理完的最终数据导入激光选区烧结快速成型设备中，开始进行制造；
步骤(5)：采用熔模铸造法，制造出个性化的种植体(1)和螺纹杆(2)。
6.根据权利要求5所述间接制造自锁式假牙体的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述口腔数据，可采用CT扫描或者核磁共振方式获得。
7.根据权利要求5所述间接制造自锁式假牙体的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述二次设计包括：筒体结构内部截面的倒圆锥角为5°的设计、外部截面的倒锥角为3°的设计、规则或者随机分布在种植体(1)外表面并与种植体冶金结合的表面凸起结构的设计、种植体(1)下部的细缝(3)的设计。
8.根据权利要求5所述间接制造自锁式假牙体的制备方法，其特征在于：
步骤(4)所述激光选区烧结快速成型设备，是采用分层叠加制造，成型层厚为50-80um，以激光器为热源，采用工控机控制扫描振镜的方式进行选区扫描熔化成型，并采用光斑补偿的方式使尺寸精度为10-25um；整个制造过程是在通入不与粉末发生反应的惰性气体进行保护密封成型室内完成；
步骤(5)所述熔模铸造法的工序包括结壳、脱蜡、焙烧、和浇注脱壳；该种植体(1)和螺纹杆(2)为钛合金或者具有生物兼容性的钴铬合金。
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Application publication date: 20160720