CN109481043B - 3d打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法及应用 - Google Patents
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Abstract
3D打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法及应用,包括以下步骤;通过dcm格式的患者CBCT数据导入Mimics Research 19.0软件,根据临床需求,截取所需设计的牙位,复制唇颊、舌腭侧牙面形态;夹板模板与舌侧牙面间隙要求:宽度0.6mm,复制唇颊、舌腭侧牙面形态;夹板模板设计要求:设计根方及远中面封闭区,设计邻牙辅助固位装置;将最终设计保存为stl格式,输入3D打印机进行打印,本发明具有完全复制牙面形态,厚薄均一,表面光滑,一次成型,速度快,避免树脂压迫牙龈及外展隙的特点。
Description
技术领域
本发明涉及三维(Three Dimensional,3D)打印树脂牙周夹板技术领域,特别涉及3D打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法及应用。
背景技术
牙周炎是人类最普遍的疾病之一,当牙周组织遭到破坏,发生病理性改变后,牙齿出现松动移位,患者感到咀嚼无力,随着病情的发展,松动的牙齿自行脱落或因不能行使功能而拔除,严重影响患者的生活质量。
患牙牙槽骨吸收大于或等于根长1/2时,由于冠根比例失调,往往出现牙齿松动,临床在牙周基础治疗中,采取牙周夹板固定松动牙,原理是将松动的单根牙连接在一起,并且固定在健康的邻牙上,从而形成一个稳固的“多根牙”,分散咬合力,充分发挥牙周组织的代偿能力,可以显著降低牙齿的松动度,有效避免患牙发生继发性的咬合创伤,保存牙列,从而促进牙周膜的愈合,消除咀嚼时疼痛,提高咀嚼效率,有助于食物的消化与吸收,从而改善全身健康。有学者通过对下前牙的应力分析得出结论,患牙松牙固定术后,下颌中切牙和侧切牙的应力值减小,尖牙的应力值增加,说明牙周夹板可以有效地将应力分散到邻牙上,可以充分利用尖牙富余的支撑潜能,减轻牙组织损伤。也有学者的研究表明,松牙固定术可以有效改善重度牙周炎患牙的牙龈微循环,为牙周组织的恢复提供条件。
目前,临床上使用的牙周夹板,多是用金属结扎丝或尼龙丝外覆盖复合树脂,或玻璃纤维系统(百强纤维)。然而,由于在口内操作视野小,不能在直视情况下完成操作,且手工塑形树脂,往往耗时耗力;有些患者在长时间的治疗过程中分泌过多的唾液,污染治疗区的牙面,增加了树脂粘接失败的风险;此外,在治疗过程中绝大多数医生并未考虑唇颊、舌腭侧树脂形态的塑形,而且树脂厚薄不均,表面粗糙增加异物感,既不美观又不舒适,且不易自洁;还有甚者未处理好外展隙,树脂压迫龈乳头,给牙周组织带来健康隐患;因此,临床上急需一种在口外设计好模板,口内快速进行唇、舌侧树脂美观、舒适的塑形技术来完成牙周夹板的操作。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供3D打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法及应用,以解决临床松牙固定过程中树脂塑形的问题,具有完全复制牙面形态,厚薄均一,表面光滑,一次成型,速度快,避免树脂压迫牙龈及外展隙的特点。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
3D打印树脂牙周夹板模板快速完成光敏复合材料塑形方法,包括以下步骤;
步骤1
通过医学数字成像和通信(Digital Imaging and Communications inMedicine, DICOM)格式的患者锥形束计算机X线断层扫描(Cone Beam ComputedTomography, CBCT)数据导入Mimics Research 19.0软件,根据临床需求,截取所需设计的牙位,复制唇颊、舌腭侧牙面形态;
步骤2:
夹板模板与舌侧牙面间隙要求:宽度0.6mm,复制唇颊、舌腭侧牙面形态;夹板模板设计要求:设计根方及远中面封闭区,设计邻牙辅助固位装置;
步骤3
将最终设计保存为光固化立体造型术(stereolithography,STL)格式,输入3D 打印机进行打印。
所述的步骤1中数据提取及制作:
通过mimics research 19医疗三维软件将病人牙齿CBCT数据转化为三维模型数据,然后在牙齿的三维模型数据上标记出松牙的舌侧面和唇侧面,以及夹板模板固定的牙齿表面,并复制提取已标记的牙齿表面数据,将松牙的舌侧面和唇侧面数据向外偏移0.6mm,夹板模板固定的牙齿表面向外偏移0.1mm,完成夹板模板上的牙齿形态面和固定面;
所述的步骤2为通过交互式CAD/CAM系统(Unigraphics NX,UG)软件完成夹板模板牙齿邻面封闭区和固位的设计,以牙齿三维模型数据为基础,设计出牙齿邻面封闭区和固定套,并将其与夹板模板上的牙齿形态面光滑连接。
所述的步骤3为通过激光快速成型3D打印机完成夹板模板的打印。将设计好的夹板模板数据通过3D打印数据处理软件进行支架和分层处理,然后将切片数据导入 3D打印机进行打印制作。
3D打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形的应用:
所述的3D打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术下颌舌侧单侧导板:
1)临床病例收集:龈上洁治、龈下刮治完成后1周复查,牙龈炎症消除后,牙齿仍然松动I~II度(31、32牙松动II度,41、42牙松动I度),A,唇面观;B,舌面观;C,CBCT显示33-43牙牙槽骨吸收至根中1/2~根尖1/3处(箭头所示釉牙骨质界到牙槽嵴顶的距离);
2)软件设计:A,Mimics Research 19.0软件处理患者CBCT数据;B,提取下颌骨信息;C,截取下颌牙区域;D,舌侧形态复制及提取;E,33-43牙舌侧夹板模板设计完成;
夹板模板与舌侧牙面间隙要求:宽度1mm,复制33-43牙舌隆突以上牙面形态;
夹板模板设计要求:舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区,34、44牙设计辅助固位装置;
3)3D打印:使用SPR 6000光敏树脂打印36-46牙及牙槽骨,33-43牙牙周夹板模板;
4)临床应用:A,正畸丝常规行33-43牙松牙固定术术后唇面观;B,舌面观; C,舌侧牙周夹板模板在口内固位后唇面观;D,舌面观;E,33-43牙舌隆突红酸酸蚀;F,33-43牙粘结剂粘结;G,树脂置入33-43牙舌侧牙周夹板模板(分离剂隔离); H,树脂光固化并修型;I,3D打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术术后唇面观。
所述的3D打印唇、舌侧双向牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术下颌唇、舌侧双侧导板:
1)临床病例收集后使用Mimics Research 19.0软件处理患者CBCT数据,提取下颌骨信息;C,截取下颌牙区域;
2)舌侧及唇侧形态复制及提取并设计完成夹板模板。
夹板模板与唇、舌侧牙面间隙要求:宽度0.6mm,唇侧复制33-43牙牙冠中1/2 区的牙面形态,舌侧复制33-43牙舌隆突以上牙面形态;
夹板模板封闭设计要求:唇侧夹板模板根方、舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区,34、44牙设计辅助固位装置。
3)临床应用:龈上洁治及龈下刮治一周后,常规尼龙丝行33-43牙松牙固定术并在口内试戴。
4)常规酸蚀,粘结,树脂充填,光固化,去除夹板模板后的唇、舌侧观。
所述的3D打印上颌唇侧牙周夹板模板辅助13-23牙松牙固定术上颌唇侧单侧导板:
1)夹板模板与唇侧牙面间隙要求:宽度0.6mm,唇侧复制13-23牙牙冠中1/2 区的牙面形态;
唇侧夹板模板封闭设计要求:夹板模板根方及33、43牙远中位置设计封闭区, 34、44牙设计辅助固位装置。
2)临床应用:全口行龈上洁治术,龈下刮治术,局部及全身药物治疗后调整咬合,3D打印上前牙唇侧百强纤维-光敏树脂牙周夹板模板。
本发明的有益效果:
3D打印上下前牙光敏树脂牙周夹板的模板,完全复制牙面唇、舌面形态,夹板模板厚薄均一,表面光滑,一次成型,速度快,避免树脂压迫牙龈及外展隙。而相应的唇侧使用了传统的手工制作的光敏树脂牙周夹板,唇、舌面形态形态差,厚薄不均一,表面粗糙,多次成型,速度慢,易将树脂压入龈乳头内。
附图说明
图1是临床患者口内照及CBCT信息。
图2是Mimics Research 19.0软件设计33-43牙牙周夹板模板示意图。
图3是3D打印36-46牙及牙槽骨,33-43牙牙周夹板模板示意图。
图4是3D打印33-43牙牙周夹板模板在临床松牙固定中的应用实例。
图5是收集CBCT数据示意图。
图6是模板制作示意图。
图7是模板应用示意图。
图8是舌侧、唇侧形态示意图。
图9是上颌唇侧单侧牙周夹板模板结构示意图。
图10是上颌唇侧单侧牙周夹板模板应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
①3D打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术为例(下颌舌侧单侧导板):
1)临床病例收集:龈上洁治、龈下刮治完成后1周复查,牙龈炎症消除后,牙齿仍然松动I~II度(31、32牙松动II度,41、42牙松动I度)。A,唇面观;B,舌面观;C,CBCT显示33-43牙牙槽骨吸收至根中1/2~根尖1/3处(红色箭头所示釉牙骨质界到牙槽嵴顶的距离)。(如图1所示)
2)软件设计:A,Mimics Research 19.0软件处理患者CBCT数据;B,提取下颌骨信息;C,截取下颌牙区域;D,舌侧形态复制及提取;E,33-43牙舌侧夹板模板设计完成。
夹板模板与舌侧牙面间隙要求:宽度1mm,复制33-43牙舌隆突以上牙面形态;
夹板模板设计要求:舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区,34、44牙设计辅助固位装置。(如图2所示)
3)3D打印:使用SPR 6000光敏树脂打印36-46牙及牙槽骨,33-43牙牙周夹板模板。(如图3所示)
4)临床应用:A,正畸丝常规行33-43牙松牙固定术术后唇面观;B,舌面观; C,舌侧牙周夹板模板在口内固位后唇面观;D,舌面观;E,33-43牙舌隆突红酸酸蚀;F,33-43牙粘结剂粘结;G,树脂置入33-43牙舌侧牙周夹板模板(分离剂隔离); H,树脂光固化并修型;I,3D打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术术后唇面观。(如图4所示)
治疗后发现,3D打印下前牙正畸丝-舌侧光敏树脂牙周夹板的模板,完全复制 33-43牙舌面形态,厚薄均一,表面光滑,一次成型,速度快,避免树脂压迫牙龈及外展隙。而相应的唇侧使用了传统的正畸丝-舌侧光敏树脂方法,33-43牙舌面形态形态差,厚薄不均一,表面粗糙,多次成型,速度慢,易将树脂压入龈乳头内。
②3D打印唇、舌侧双向牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术为例(下颌唇、舌侧双侧导板):
1)临床病例收集后使用Mimics Research 19.0软件处理患者CBCT数据,提取下颌骨信息;C,截取下颌牙区域(如图5所示)
2)舌侧及唇侧形态复制及提取并设计完成夹板模板。
夹板模板与唇、舌侧牙面间隙要求:宽度0.6mm,唇侧复制33-43牙牙冠中1/2 区的牙面形态,舌侧复制33-43牙舌隆突以上牙面形态;
夹板模板封闭设计要求:唇侧夹板模板根方、舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区,34、44牙设计辅助固位装置。(如图6所示)
3)临床应用:龈上洁治及龈下刮治一周后,常规尼龙丝行33-43牙松牙固定术并在口内试戴。(如图7所示)
4)常规酸蚀,粘结,树脂充填,光固化,去除夹板模板后的唇、舌侧观。(如图8所示)
③3D打印上颌唇侧牙周夹板模板辅助13-23牙松牙固定术为例(上颌唇侧单侧导板):
1)夹板模板与唇侧牙面间隙要求:宽度0.6mm,唇侧复制13-23牙牙冠中1/2 区的牙面形态;
唇侧夹板模板封闭设计要求:夹板模板根方及33、43牙远中位置设计封闭区, 34、44牙设计辅助固位装置。(如图9所示)
2)临床应用:全口行龈上洁治术,龈下刮治术,局部及全身药物治疗后调整咬合,3D打印上前牙唇侧百强纤维-光敏树脂牙周夹板模板。(如图10所示)。
Claims (2)
1.3D打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法,其特征在于,包括以下步骤;
步骤1
通过dcm格式的患者CBCT数据导入Mimics Research 19.0软件,根据临床需求,截取所需设计的牙位,复制唇颊、舌腭侧牙面形态;
步骤2:
夹板模板与舌侧牙面间隙要求:宽度0.6mm,复制唇颊、舌腭侧牙面形态;夹板模板设计要求:设计根方及远中面封闭区,设计邻牙辅助固位装置;
步骤3
将最终设计保存为stl格式,输入3D打印机进行打印;
所述的步骤1中数据提取及制作:
通过Mimics Research 19.0医疗三维软件将病人牙齿CBCT数据转化为三维模型数据,然后在牙齿的三维模型数据上标记出松牙的舌侧面和唇侧面,以及夹板模板固定的牙齿表面,并复制提取已标记的牙齿表面数据,将松牙的舌侧面和唇侧面数据向外偏移0.6mm,夹板模板固定的牙齿表面向外偏移0.1mm,完成夹板模板上的牙齿形态面和固定面;
所述的步骤2为通过三维设计软件完成夹板模板牙齿邻面封闭区和固位的设计,以牙齿三维模型数据为基础,设计出牙齿邻面封闭区和固定套,并将其与夹板模板上的牙齿形态面光滑连接。
2.根据权利要求1所述的3D打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法,其特征在于,所述的步骤3为通过激光快速成型3D打印机完成夹板模板的打印,将设计好的夹板模板数据通过3D打印数据处理软件进行支架和分层处理,然后将切片数据导入3D打印机进行打印制作。
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