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

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

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

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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