CN107280789A - 一种牙种植体 - Google Patents

Abstract

一种人工牙种植体，由体部、颈部、基台组成，体部为多孔金属材料，该多孔金属材料为多级孔金属材料，所述多级孔金属材料本体是由以材料孔径大小进行分级的各级孔腔，及围绕形成孔腔的各级腔壁构成；每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通，分级级数至少两级，该种人工牙种植体与相邻骨组织的融合时间相对于传统体部为单一孔隙的多孔金属材料的人工牙种植体显著缩短，并使人工牙种植体牢固地固定在牙床上，克服了界面不稳、松动问题。

Description

一种牙种植体

技术领域

本发明涉及植牙领域，具体涉及一种人工牙种植体。

背景技术

近年来，随着种植牙技术的发展，种植牙成为牙列缺失和缺损的主要修复方法之一，牙种植体通常被锚固在病人牙齿列中的一个或多个缺齿部位上，缺齿部位上的病人原有牙齿已经掉落或损坏，一般牙种植体被螺旋拧入或压配到孔洞中，孔洞被钻在病人缺牙部位处的下颌骨或上颌骨上。与其它传统修复方法如全口义齿、局部可摘义齿、固定义齿相比，种植牙具有明显的优势：首先是功能强，能很好地恢复牙齿功能，咀嚼功能大大优于其他传统假牙；其次是不磨牙，可依靠自身的人工牙根进行修复，不用磨旁边的健康牙齿，对牙齿没有任何伤害；再者是固位好，不使用传统镶牙的卡环或牙套，人工牙根牙槽骨紧密结合，像真牙一样扎根在口腔里，具有很强的固位力与稳定性；另外种植牙美观，可以根据就诊者的脸型、其他牙齿的形状与颜色制作牙冠，达到整体协调和美观的最佳效果，而且舒适方便，不使用活动假牙必需的基托与卡环，没有异物感，非常舒适、方便，而且有利于保持口腔的清洁卫生，其操作也简单，种植牙手术是一个较小的牙槽外科手术，类似拔牙，采用局部麻醉，创伤小，术后即可进食，几乎无痛苦。一般种植体植入术只需要几十分钟至数小时即可以完成。由于选用的是与人体相容性极好的生物材料，种植牙对人体不产生任何不良的副作用。

牙种植体由体部、颈部、基台部组成，体部是是种植体植入人体组织内的部分，颈部是基台的下半部分、起连接体部与基台的作用，基台是种植体暴露于牙槽骨及粘膜外的部分，为其上部结构的人工义齿提供支持、固位和稳定作用。在种植牙中，所用的人工牙种植体很多体部采用了多孔材料，如多孔金属材料，拥有孔隙结构的牙种植体更具骨引导的特性，特别是具有相互连通的孔隙结构，可以使骨组织与牙种植体之间相互交织，有利于牙种植体与周围骨组织的融合，增加了固位力。如发明专利CN200580049687.7具有多孔小梁结构的牙种植体介绍的牙种植体的体部为多孔体，该多孔体由小梁结构的单一材料构成，如多孔钛、多孔钽、多孔NiTi合金等，其小梁结构保证所述多孔体的外部和内部之间的连通。该种牙种植体的不足在于牙种植体所用的多孔材料为单一空隙的材料，其孔的腔壁仍为致密材料，牙种植体植入后，在受咀嚼力时，尽管材料整体弹性模量可能较低，但作为腔壁的致密材料由于弹性模量较大，使得多孔材料的孔的腔壁上的细胞难以感受到力的刺激作用，出现应力屏蔽，不利于细胞生长，牙种植体与周围骨组织的融合较慢，不利于实现骨组织再生，牙种植体与相邻骨组织的界面不牢固，会出现松动。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新的人工牙种植体，相对于体部为单一孔隙的多孔金属材料能缩短植入后牙种植体与人体骨组织的融合时间。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种人工牙种植体，由体部、颈部、基台组成，体部为多孔金属材料，该多孔金属材料为多级孔金属材料，所述多级孔金属材料本体是由以材料孔径大小进行分级的各级孔腔，及围绕形成孔腔的各级腔壁构成；每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通，分级级数至少两级。

进一步说，所述的人工牙种植体，所述多级孔金属材料中最小级多孔金属材料的孔径为1微米以下，最小级多孔金属材料的弹性模量为80GPa以下，孔隙率不小于35%为佳，该孔隙率是指材料仅有该级孔腔的孔隙率，最小级孔在上一级孔的腔壁上，从而使得上一级孔的腔壁的弹性模量小于致密金属材料的弹性模量。

进一步说，所述的人工牙种植体，所述多级孔金属材料中，具有比最小级孔腔大一级孔的上级多孔金属材料的弹性模量小于50GPa，孔隙率不小于45%为佳，该上级多孔金属材料的腔壁上最小级孔腔的存在使得腔壁的弹性模量小于致密金属材料的弹性模量，另外，该多级孔金属材料的整体弹性模量相对于只有单一上极孔材料的弹性模量也进一步降低。

进一步说，所述的人工牙种植体，所述多级孔金属材料中，具有比最小级孔腔大二级的孔的上级多孔金属材料的弹性模量小于16GPa，孔隙率不小于55%为佳，该弹性模量值及孔隙率值结合下两级孔的存在有利于骨组织再生。

进一步说，所述的人工牙种植体，体部多级孔金属材料的最大级孔的孔径为100µm-300µm，有利于骨组织长入体部。

进一步说，所述的人工牙种植体，基台由多孔金属材料构成，颈部由多孔金属材料构成，基台多孔金属材料、颈部多孔金属材料各自的孔是相互贯通的，基台多孔金属材料与颈部多孔金属材料的孔是相互贯通的，颈部多孔金属材料与体部多级孔金属材料的孔是相互贯通的，从而实现牙种植体植入部分与露出部分的组织液体交换，组织液体能在人工牙种植体整体内循环，有利于牙种植体与人体组织的融合，同时，基台与颈部之间、颈部与体部之间不容易折断，同时具有缓冲效果，可以缓冲咀嚼力对牙床的冲击。

进一步说，所述的人工牙种植体，基台多孔金属材料的孔隙率为40%-70%，使液体传输效果好，而且缓冲效果好，孔径大小为500nm以下，可以阻止细菌的进入，颈部多孔金属材料的孔径为10µm -20µm，有利于软组织长入。

进一步说，所述的人工牙种植体，颈部多孔金属材料的孔隙率不小于基台多孔金属材料的孔隙率，体部多级孔金属材料的孔隙率不小于颈部多孔金属材料的孔隙率，使缓冲效果更佳。

进一步说，所述的人工牙种植体，所述多级孔金属材料由医用钛及合金、医用铌及合金、医用钽及合金、医用不锈钢、医用钴基合金制备。

本发明的有益效果：

（1）人工牙种植体采用了多级孔结构的多孔金属材料，材料本体是由以材料孔径大小进行分级的孔腔，及围绕形成孔腔的腔壁构成，每级多孔金属材料的孔腔均各自相互贯通且各级多孔材料的孔腔相互间也彼此贯通。由于上级孔腔的腔壁上有下级孔，使得该孔腔的弹性模量相对致密材料显著降低，从而使孔内粘附在腔壁上的细胞能感受到应力的刺激，避免应力屏蔽，促进细胞快速生长，加速再生，由于贯通性很好，加之腔壁上孔具有毛细作用，使组织液、新陈代谢物能快速、充分传输，组织顺利生长，特别是有利于牙床上骨组织长入人工牙种植体内部，使人工牙种植体与相邻骨组织的融合时间相对于传统体部为单一孔隙的多孔金属材料的人工牙种植体显著缩短，并使人工牙种植体牢固地固定在牙床上，克服了界面不稳、松动问题。

（2）本发明提供的人工牙种植体，所用多级孔结构的多孔金属材料最小级孔、最小级孔上一级孔及上二级孔材料的弹性模量、孔隙率数值的设定有助于使孔腔腔壁的弹性模量相对于致密金属材料显著降低，有助于使孔内粘附在腔壁上的细胞能感受到应力的刺激。

（3）人工牙种植体体部多级孔金属材料的最大级孔的孔径设置有利于骨组织长入体部。

（4）通过使人工牙种植体颈部、基台为多孔金属材料，基台多孔金属材料与颈部多孔金属材料的孔是相互贯通的，颈部多孔金属材料与体部多级孔金属材料的孔是相互贯通的，实现了植入部分与露出部分能进行顺畅的组织液体交换，组织液体能在人工牙种植体整体内循环，会有助于使牙种植体与人体组织融合时间相对于传统体部为单一孔隙的多孔金属材料显著减少，加速牙种植体与人体骨组织的融合；同时，基台与颈部之间、颈部与体部之间不容易折断，而且具有缓冲效果，可以缓冲咀嚼力对牙床的冲击。

（5）由于一般口腔中的细菌多达500多种，200多亿个，人工牙种植体植入后易造成感染，通过将基台多孔材料孔径大小设为500nm以下，可有效地防止细菌通过孔进入人体而避免感染。将基台多孔金属材料的孔隙率设为40%-70%，使液体传输效果好，而且缓冲效果好，颈部多孔金属材料的孔径为10µm -20µm，有利于软组织长入，避免细菌从人工牙种植体颈部与软组织的界面进入内部而造成感染。

（6）使颈部多孔材料的孔隙率不小于基台多孔材料的孔隙率，体部多孔材料的孔隙率不小于颈部多孔材料的孔隙率，将使缓冲效果更佳，体部的表面应力显著降低。

附图说明

下面将结合附图与实施例对本发明作进一步阐述。

图1为本发明人工牙种植体结构示意图，图2为图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作说明，实施方式以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不仅限于下述的实施方式。

如图1所示，1为基台，2为颈部，3为体部，该体部为多孔材料，具有二级孔结构，4为第一级孔，5为第一级孔腔壁上的第二级孔。

以下详细给出本发明的实施例：

实施例1

本实施例的人工牙种植体用纯钛制备，体部采用二级孔结构的多孔钛材料制备，第一级孔腔孔径为100µm-220µm，第二级孔腔孔径为320nm-450nm，每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通。其制备方法是：

（1）多孔钛体部制备

a．材料准备

采用粒径为100nm-150nm的钛粉为原料，粒径为370nm-500nm的甲基纤维素做为最小级孔造孔剂，用粒径为370nm-500nm的聚苯乙烯作为粘合剂，按照铌粉：甲基纤维素：聚苯乙烯：蒸馏水按体积比1：2：1：8配制成浆料。

采用棱直径为160µm-300µm的聚酯泡沫，将所述浆料用泡沫浸渍法均匀填充其中，形成坯体并干燥，然后破碎得到颗粒为160µm-300µm的含有原料、造孔剂与聚酯泡沫的混合颗粒。

b．将混合颗粒放入体部模具压制成致密坯体。

c．将致密坯体真空烧结；烧结后的坯体按照钛的常规工艺进行后续处理得到级数为二级的多孔钛体部。

（2）用致密纯钛整体制备基台与颈部，将其与上述多孔钛体部用真空钎焊连接，形成人工牙种植体。

用常规泡沫浸渍法制备仅具有第一级孔腔的多孔钛，其孔的分布与原具有二级孔的多孔钛相同，孔隙率为65%，采用Instron力学试验机测试上述多孔铌试样压缩应力-应变曲线，其应力-应变曲线显示的初始变形为弹性变形，取弹性变形部分应力值与相应应变值之比即为弹性模量，测得弹性模量为12.5GPa。

用纳米压痕法测量第二级多孔钛材料的弹性模量，测得具有第二级孔腔的多孔铌的弹性模量为59GPa，第二级多孔钛材料孔隙率为36%。体部整体孔隙率为78%。

采用本实施例的人工牙种植体与体部为单一孔隙的多孔钛的人工牙种植体对犬下颌牙齿种植进行对比实验表明，本实施例的人工牙种植体与牙床骨融合时间仅需86天，而体部为单一孔隙的多孔钛的人工牙种植体则需110天。

实施例2

本实施例的人工牙种植体与实施例1相似，不同之处为体部用多孔铌制备，基台与颈部用致密铌制备，多孔铌第一级孔腔孔径为180µm-300µm，第二级孔腔孔径为280nm-420nm，每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通。其制备方法与实施例1相似。

该种多孔铌第一级孔孔隙率为46%，弹性模量为43GPa，第二级孔孔隙率为42%，弹性模量为49.5GPa。体部整体孔隙率为77%。

实施例3

本实施例的人工牙种植体与实施例2相似，不同之处为基台为多孔铌，颈部为多孔铌，基台多孔铌、颈部多孔铌各自的孔是相互贯通的，基台多孔铌与颈部多孔铌的孔是相互贯通的，颈部多孔铌与体部的多级孔铌的孔是相互贯通的，基台、颈部分别用造孔剂法制备，基台的孔隙率为40%，孔径为340nm-460nm，颈部的孔径为10µm-16µm。

实施例4

本实施例的人工牙种植体与实施例3相似，不同之处为基台的孔隙率为70%。

实施例5

本实施例的人工牙种植体体部采用三级孔结构的多孔钽材料制备，第一级孔腔孔径为150µm-300µm，第二级孔腔孔径为30µm-60µm，第三级孔腔孔径为320nm-440nm，体部总孔隙率为90%，其制备方法与实施例1相似，不同是在多孔钽制备中，将破碎得到的混合颗粒、粒径为36µm-68µm的乙基纤维素按体积比2：3均匀混合后均匀地灌入棱直径为220µm-380µm、孔径为600µm-850µm的三维贯通的聚酯泡沫中，然后将聚酯泡沫放入体部模具压制成致密坯体。将致密坯体真空烧结；烧结后的坯体按照钽材工艺进行常规后续热处理得到级数为三级的多孔钽体部，按照实施例3的方法制备孔隙率为67%、孔径为270nm-400nm的多孔钽基台和孔隙率为78%、孔径为12µm -20µm的多孔钽颈部，然后用真空钎焊将基台、颈部、体部连接形成人工牙种植体。

用断面直接观察法测试体部孔隙率，结果为：第一级孔孔隙率为69%，该孔隙率是指材料仅有第一级孔腔的孔隙率，即计算时不计第二、第三级孔腔（将第二、第三级孔腔视为致密实体）。第三级孔腔孔隙率为47%，该孔隙率是指材料仅有第三级孔腔的孔隙率，即计算时，取仅有第三级孔腔的材料部分进行分析计算，第二级孔孔隙率为58%，该孔隙率是指材料仅有第二级孔腔的孔隙率，即计算时，取仅有第二级、第三级孔腔的材料部分进行计算，但不计第三级孔腔，将其作为致密实体。

用纳米压痕法测量第二级多孔材料、第三级多孔材料的弹性模量，测得具有第二级孔腔的多孔钽的弹性模量为45GPa，具有第三级孔腔的多孔钽的弹性模量为71GPa。

用常规泡沫浸渍法制备仅具有第一级孔腔的多孔钽，采用Instron力学试验机测试上述多孔钽试样压缩应力-应变曲线，其应力-应变曲线显示的初始变形为弹性变形，取弹性变形部分应力值与相应应变值之比即为弹性模量，测得弹性模量为15GPa。

Claims (10)

1.一种人工牙种植体，由体部、颈部、基台组成，体部为多孔金属材料，其特征在于，所述的多孔金属材料为多级孔金属材料，所述多级孔金属材料本体是由以材料孔径大小进行分级的各级孔腔，及围绕形成孔腔的各级腔壁构成；每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通，分级级数至少两级。

2.如权利要求1所述的人工牙种植体，其特征在于：所述多级孔金属材料中最小级多孔金属材料的孔径为1µm以下，最小级多孔金属材料的弹性模量为80GPa以下，孔隙率不小于35%。

3.如权利要求1或2所述的人工牙种植体，其特征在于：所述多级孔金属材料中，具有比最小级孔腔大一级孔的上级多孔金属材料的弹性模量小于50GPa，孔隙率不小于45%。

4.如权利要求1或2所述的人工牙种植体，其特征在于：所述多级孔金属材料中，具有比最小级孔腔大二级的孔的上级多孔金属材料的弹性模量小于16GPa，孔隙率不小于55%。

5.如权利要求3所述的人工牙种植体，其特征在于：所述多级孔金属材料中，具有比最小级孔腔大二级的孔的上级多孔金属材料的弹性模量小于16GPa，孔隙率不小于55%。

6.如权利要求1至5任一权利要求所述的人工牙种植体，其特征在于：体部多级孔金属材料的最大级孔的孔径为100µm-300µm。

7.如权利要求1至6任一权利要求所述的人工牙种植体，其特征在于：基台由多孔金属材料构成，颈部由多孔金属材料构成，基台多孔金属材料、颈部多孔金属材料各自的孔是相互贯通的，基台多孔金属材料与颈部多孔金属材料的孔是相互贯通的，颈部多孔金属材料与体部多级孔金属材料的孔是相互贯通的。

8.如权利要求7所述的人工牙种植体，其特征在于：基台多孔金属材料的孔隙率为40%-70%，孔径大小为500nm以下，颈部多孔金属材料的孔径为10µm -20µm。

9.如权利要求7或8所述的人工牙种植体，其特征在于：颈部多孔金属材料的孔隙率不小于基台多孔金属材料的孔隙率，体部多级孔金属材料的孔隙率不小于颈部多孔金属材料的孔隙率。

10.如权利要求1至9任一权利要求所述的人工牙种植体，其特征在于：所述多级孔金属材料由医用钛及合金、医用铌及合金、医用钽及合金、医用不锈钢、医用钴基合金制备。