CN105982747B - 一种面向修复的牙支持式种植手术导板的设计制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面向修复的牙支持式种植手术导板的设计制作方法，步骤：制石膏模型；制5mm钢球和颊舌侧|牙合|垫；测量探测孔处的软组织厚度；带|牙合|垫拍摄患者口腔曲面断层X线片或根尖片；在X线片上，测量，校正；获得种植区颊舌向安全种植骨宽度；用全解剖固定桥桥体CAD软件设计最终修复体；提取冠方数据，均匀增厚3mm，作为导板的固位部分；将|牙合|面修改为与替代体长轴垂直的平面，测量并记录该平面至替代体尾端直线段距离；生成带有种植钻针引导管的种植导板三维数字模型；完成导板的加工。本发明能精确引导口腔牙齿种植体植入的近远中向位置、颊舌向位置、转矩角和轴倾度，大幅度降低牙齿种植风险，提高手术初期成功率。

Description

一种面向修复的牙支持式种植手术导板的设计制作方法

技术领域

本发明涉及一种牙齿种植手术导板的设计制作方法，具体涉及一种面向修复的牙支持式种植手术导板的设计制作方法。

背景技术

种植牙是指一种以植入骨组织内的下部结构为基础来支持、固位上部牙修复体的缺牙修复方式。它采用人工材料(如金属、陶瓷等)制成种植体(一般类似牙根形态)，经手术方法植入组织内(通常是上下颌)并获得骨组织牢固的固位支持，通过特殊的装置和方式连接支持上部的牙修复体。种植牙可以获得与天然牙功能、结构以及美观效果十分相似的修复效果，已经成为越来越多缺牙患者的首选修复方式。有人将其称之为20世纪口腔种植领域中一个具有重要里程碑意义的重大进展，赞誉它为人类提供了类似于天然牙列的第三副牙齿。

种植牙技术已经有相当长的历史。据记载，早在4000多年前的中国，2000年前的埃及和1500年前的印加帝国就已经有人类使用同种异体牙、动物牙和金属材料等替代缺失牙的记载。从19世纪开始，随着口腔医学的发展，医生逐渐采用金属制作的种植体。20世纪60年代，瑞典哥德堡大学的Branemark教授领导的研究小组将钛合金制作的观测器植入骨内来研究骨髓愈合过程中的血液微循环时发现，钛具有良好的生物相容性，并创立了骨结合理论(osseointegration)，奠定了现代口腔种植学的生物学基础，从此口腔种植学进入了快速发展时期。现代口腔种植学是随着20世纪生物力学，材料科学，化学以及机械设计及制造技术等许多学科和领域的发展而逐渐发展起来的一门新兴学科，其发展速度很快，已经成为临床上牙列缺损缺失的常规修复手段。

随着口腔种植技术的发展，口腔医师不仅仅满足于能够实施种植手术，而是希望将种植手术实施得更加精确完美，即综合考虑颌骨解剖结构和上部的修复问题，使种植体能处于颌骨的中间，种植体周围有足够的骨组织包围。这样不仅方便以后的修复工作，能将义齿制作得更加美观，达到更高的美学效果，而且当颌骨处于较理想的位置时不仅能够取得较好的生物力学状态，提供较高的咬合力，而且能减少骨吸收，这对种植体的长期稳定性有很大的作用。比如，为了减小颌骨的暴露、实现微创和美学种植修复，国内外学者提出了不翻瓣种植技术，该技术也使患者术后的不适感明显减轻，但缺乏解剖学特征和关键结构(如神经和血管)的可见性，使得实施这一技术必须非常谨慎，据文献报道，不采用辅助手段，直接进行不翻瓣种植导致颌骨侧穿的现象频繁发生。

口腔医师为了能够将种植手术实施得更加完美，开始寻求手术辅助设备来增加备孔的精确性及合理性，主要的方法是制作种植手术导板，目前常用的种植手术导板包括基于CT数据的数字化手术导板，基于CT和牙颌模型扫描数据的数字化手术导板。

手术导板是获得理想的种植位置、使种植体处于较好的生物力学环境中，并且考虑到后期修复的重要途径之一。然而从病人CT数据的获取，石膏模型的获取，到最后导板的制造，这中间的过程不可避免得会引入误差。导板最后用于病人手术时就位好坏，直接影响着设计方案转化到手术实施的精度好坏。如果误差过大，导致手术后的结果和设计方案完全不符，则增加了手术风险，特别对于那些设计方案时种植体就距离神经、邻牙牙根很近或靠近骨壁的情况。而且花费了制造制作导板的时间和精力，增加病人的经济负担，更让患者接受更多的辐射。因此本课题的研究目的是提出并建立一种不基于CT数据的面向修复的牙支持式种植手术导板制作方法，通过实验室和临床实验综合评价该方法与基于CT数据的种植手术导板的精度，保证种植体在颌骨中处于较好的位置，符合种植的基本原则，方便后期修复。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向修复的牙支持式种植手术导板的设计制作方法，能精确引导口腔牙齿种植体植入的近远中向位置、颊舌向位置、转矩角和轴倾度，成本低廉，大幅度降低牙齿种植风险，提高手术初期成功率。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：

(1)制取待种植牙位所在牙列的石膏模型；制作带有缺牙区牙槽嵴顶5mm钢球和颊舌侧软组织厚度均匀采样探测孔的硬质|牙合|垫；

(2)对患者缺牙区牙槽嵴粘膜进行表面麻醉，将|牙合|垫在患者牙列上完全就位，用带有深度指示片的尖探针和钢尺测量每个探测孔处的软组织厚度；

(3)带|牙合|垫拍摄患者口腔曲面断层X线片或根尖片；

(4)在X线片上，测量缺牙区拟种植位点牙槽嵴顶到下颌神经管或上颌窦底等重要解剖结构的|牙合|龈向直线段距离值；测量种植位点与邻牙牙根上近缺隙最凸点之间的近、远中向直线段距离，分别用X线片中钢球|牙合|龈向、近远中向直径测量值和5mm的比值，校正上述3个距离值，获得拟种植区|牙合|龈向骨高度和近远中骨长度；上述3个距离值为：缺牙区拟种植位点牙槽嵴顶到下颌神经管或上颌窦底等重要解剖结构的|牙合|龈向直线段距离值；种植位点与邻牙牙根上近缺隙最凸点之间的近中向直线段距离；种植位点与邻牙牙根上近缺隙最凸点之间的远中向直线段距离；

(5)基于已测得的牙槽嵴颊舌面软组织厚度，减去颊舌面剩余骨安全厚度值，获得种植区颊舌向安全种植骨宽度；基于种植位点|牙合|龈向骨高度和近远中骨长度，减去根尖、近远中邻牙牙根剩余骨安全厚度值，获得种植区|牙合|龈向、近远中向颊舌向安全种植骨高度和骨长度，用牙颌模型三维扫描仪获取石膏模型三维表面数据，在三维逆向工程软件中，以安全种植骨长、宽、高度数据，在种植区创建种植体安全植入空间三维轮廓；

(6)用全解剖固定桥桥体CAD软件设计最终修复体，存储为STL格式，输入三维逆向工程软件中，创建桥体长轴；以桥体长轴和拟植入种植体的直径为参数创建圆柱面，作为种植体虚拟替代体；用鼠标微调替代体的转矩角和轴倾度，使其位于安全植入空间内；

(7)然后将步骤(6)所述圆柱直径缩小至拟引导种植牙钻的直径；提取桥体长轴方向上缺牙区近远中邻牙冠部外形高点线，将该线向龈方延伸0.5mm，提取冠方数据，均匀增厚3mm，作为导板的固位部分；在近远中邻牙|牙合|面牙尖设计3mm直径的圆孔，用于临床导板就位精度评价；

(8)去除桥体和引导管的颊侧1/2数据，并将|牙合|面修改为与替代体长轴垂直的平面，作为导板的引导部分，测量并记录该平面至替代体尾端的直线段距离；

(9)将导板的两部分数据融合，生成带有种植钻针引导管的种植导板三维数字模型，存储为STL数据；

(10)将STL数据导入三维树脂打印设备配套软件，设定打印层厚为25um，完成导板的加工。

其中，所述安全植入空间为以安全种植骨长、宽、高度数据，在种植区创建种植体安全植入空间三维轮廓；

本发明的优点在于：

应用本发明的技术方案，能精确引导口腔牙齿种植体植入的近远中向位置、颊舌向位置、转矩角和轴倾度，成本低廉，大幅度降低牙齿种植风险，提高手术初期成功率。

附图说明

图1为本发明工作流程的示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，本发明的一种面向修复的牙支持式种植手术导板的设计制作方法，有以下步骤：

(1)制取待种植牙位所在牙列的石膏模型；制作带有缺牙区牙槽嵴顶5mm钢球和颊舌侧软组织厚度均匀采样探测孔的硬质|牙合|垫；

(2)对患者缺牙区牙槽嵴粘膜进行表面麻醉，将|牙合|垫在患者牙列上完全就位，用带有深度指示片的尖探针和钢尺测量每个探测孔处的软组织厚度；

(3)带|牙合|垫拍摄患者口腔曲面断层X线片或根尖片；

(4)在X线片上，测量缺牙区拟种植位点牙槽嵴顶到下颌神经管或上颌窦底等重要解剖结构的|牙合|龈向直线段距离值；测量种植位点与邻牙牙根上近缺隙最凸点之间的近、远中向直线段距离，分别用X线片中钢球|牙合|龈向、近远中向直径测量值和5mm的比值，校正上述3个距离值，获得拟种植区|牙合|龈向骨高度和近远中骨长度；上述3个距离值为：缺牙区拟种植位点牙槽嵴顶到下颌神经管或上颌窦底等重要解剖结构的|牙合|龈向直线段距离值；种植位点与邻牙牙根上近缺隙最凸点之间的近中向直线段距离；种植位点与邻牙牙根上近缺隙最凸点之间的远中向直线段距离；

(5)基于已测得的牙槽嵴颊舌面软组织厚度，减去颊舌面剩余骨安全厚度值，获得种植区颊舌向安全种植骨宽度；基于种植位点|牙合|龈向骨高度和近远中骨长度，减去根尖、近远中邻牙牙根剩余骨安全厚度值，获得种植区|牙合|龈向、近远中向颊舌向安全种植骨高度和骨长度，用牙颌模型三维扫描仪获取石膏模型三维表面数据，在三维逆向工程软件中，以安全种植骨长、宽、高度数据，在种植区创建种植体安全植入空间三维轮廓；

(6)用全解剖固定桥桥体CAD软件设计最终修复体，存储为STL格式，输入三维逆向工程软件中，创建桥体长轴；以桥体长轴和拟植入种植体的直径为参数创建圆柱面，作为种植体虚拟替代体；用鼠标微调替代体的转矩角和轴倾度，使其位于安全植入空间内；

(7)然后将步骤(6)所述圆柱直径缩小至拟引导种植牙钻的直径；提取桥体长轴方向上缺牙区近远中邻牙冠部外形高点线，将该线向龈方延伸0.5mm，提取冠方数据，均匀增厚3mm，作为导板的固位部分；在近远中邻牙|牙合|面牙尖设计3mm直径的圆孔，用于临床导板就位精度评价；

(8)去除桥体和引导管的颊侧1/2数据，并将|牙合|面修改为与替代体长轴垂直的平面，作为导板的引导部分，测量并记录该平面至替代体尾端的直线段距离；

(9)将导板的两部分数据融合，生成带有种植钻针引导管的种植导板三维数字模型，存储为STL数据；

(10)将STL数据导入三维树脂打印设备配套软件，设定打印层厚为25um，完成导板的加工。

本发明能精确引导牙齿种植体植入的近远中向位置、颊舌向位置、转矩角和轴倾度，成本低廉，大幅度降低牙齿种植风险，提高手术初期成功率。

所述安全植入空间为以安全种植骨长、宽、高度数据，在种植区创建种植体安全植入空间三维轮廓；

步骤5)6)的三维软件可采用但不限于Geomagic 2012，该软件是由美国Raindrop(雨滴)公司出品的逆向工程和三维检测软件。

|牙合|(occlusion)也称作咬合，是指上下牙列间的静态接触关系。

如上所述，便可较为充分的实现本发明。以上所述仅为本发明的较为合理的实施实例，本发明的保护范围包括但并不局限于此，本领域的技术人员任何基于本发明技术方案上非实质性变性变更均包括在本发明包括范围之内。

Claims (1)

1.一种面向修复的牙支持式种植手术导板的设计制作方法，其特征在于有以下步骤：

(1)制取待种植牙位所在牙列的石膏模型；制作带有缺牙区牙槽嵴顶5mm钢球和颊舌侧软组织厚度均匀采样探测孔的硬质|牙合|垫；

(2)对患者缺牙区牙槽嵴粘膜进行表面麻醉，将|牙合|垫在患者牙列上完全就位，用带有深度指示片的尖探针和钢尺测量每个探测孔处的软组织厚度；

(3)带|牙合|垫拍摄患者口腔曲面断层X线片或根尖片；

(4)在X线片上，测量缺牙区拟种植位点牙槽嵴顶到下颌神经管或上颌窦底的|牙合|龈向直线段距离值；测量种植位点与邻牙牙根上近缺隙最凸点之间的近、远中向直线段距离，分别用X线片中钢球|牙合|龈向、近远中向直径测量值和5mm的比值，校正上述3个距离值，获得拟种植区|牙合|龈向骨高度和近远中骨长度；

(5)基于已测得的牙槽嵴颊舌面软组织厚度，减去颊舌面剩余骨安全厚度值，获得种植区颊舌向安全种植骨宽度；基于种植位点|牙合|龈向骨高度和近远中骨长度，减去根尖、近远中邻牙牙根剩余骨安全厚度值，获得种植区|牙合|龈向、近远中向颊舌向安全种植骨高度和骨长度，用牙颌模型三维扫描仪获取石膏模型三维表面数据，在三维逆向工程软件中，以安全种植骨长、宽、高度数据，在种植区创建种植体安全植入空间三维轮廓；

(6)用全解剖固定桥桥体CAD软件设计最终修复体，存储为STL格式，输入三维逆向工程软件中，创建桥体长轴；以桥体长轴和拟植入种植体的直径为参数创建圆柱面，作为种植体虚拟替代体；用鼠标微调替代体的转矩角和轴倾度，使其位于安全植入空间内；

(7)然后将步骤(6)所述圆柱直径缩小至拟引导种植牙钻的直径；提取桥体长轴方向上缺牙区近远中邻牙冠部外形高点线，将该线向龈方延伸0.5mm，提取冠方数据，均匀增厚3mm，作为导板的固位部分，在近远中邻牙|牙合|面牙尖设计3mm直径的圆孔，用于临床导板就位精度评价；

(8)去除桥体和引导管的颊侧1/2数据，并将|牙合|面修改为与替代体长轴垂直的平面，作为导板的引导部分，测量并记录该平面至替代体尾端的直线段距离；

(9)将导板的两部分数据融合，生成带有种植钻针引导管的种植导板三维数字模型，存储为STL数据；

(10)将STL数据导入三维树脂打印设备配套软件，设定打印层厚为25um，完成导板的加工。