CN109646714A - 一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及种植牙领域，具体为一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，该具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，根据牙槽骨重建后的最佳修复效果，精准打印出来的钛网主体的轮廓，可以实现最佳的成骨诱导。避免了牙槽骨成骨后形态的不可预期性，引导牙槽骨成骨后形成最佳外形，有利于后期牙种植。克服了植入前的钛网主体的预弯，可以实现钛网主体的边缘与剩余骨量形态精准贴合。三维打印技术可以精准根据骨缺损周围与钛网主体接触的骨形态打印出十分贴合的钛网主体，完全不需要术中调整弯制钛网主体；而且钛网主体与牙槽骨的贴合性远比手工弯制的精准。

Description

一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物
技术领域
本发明涉及种植牙领域，具体为一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物。
背景技术
在牙列缺失、牙列缺损患者中，种植牙被认为是目前最佳的治疗方法，但是上、下牙槽骨骨量不足是妨碍种植牙成功实施和治疗后成功率的最重要障碍之一。采用骨增量技术可以获得一定的牙槽骨宽度、高度的提高，大幅度提高牙槽骨高度是目前种植届的一大难题。很多学者表明采用钛网增加牙槽骨高度是目前最有效的方法之一。目前，应用在该领域的钛网均为成品钛网，具有需要预弯、不能准确预测术后牙槽骨恢复高度和宽度、钛网需要修整、很难与牙槽骨及颌骨表面紧密贴合、固定位点难确定、手术时间长患者创伤大等缺点，并且现有钛网内植物在使用过程中，患者成骨速度较慢，且成骨量较少，导致钛网内植物的使用效果不佳。
发明内容
本发明解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，包括牙槽骨和钛网主体，所述牙槽骨的表面设置有骨缺部，所述钛网主体设置在牙槽骨骨缺部的上方，所述钛网主体靠近牙槽骨骨缺部的一侧开设有限位卡槽，所述钛网主体的底面及相邻两侧壁其三者与限位卡槽相对应的位置为敞口，所述钛网主体通过限位卡槽滑动卡接在牙槽骨骨缺部的外部，其中限位卡槽的内侧壁与牙槽骨骨缺部的外侧壁贴合，所述钛网主体的侧壁底部开设有多个固位孔，所述钛网主体通过固位钉以及开设在其侧壁表面的固位孔与牙槽骨连接固定，所述钛网主体的表面设置有骨增量组件，所述骨增量组件包括多个凹槽、成骨诱导因子填充物以及多个通孔，所述通孔开设在钛网主体的表面，其中限位卡槽的内壁以及钛网主体的外壁其二者与通孔相对应的位置均为敞口，所述凹槽开设在限位卡槽的内壁位于通孔敞口处的一侧，所述成骨诱导因子填充物填充固定在通孔的内部以及凹槽的内部。
优选的，所述钛网主体以及固位钉均通过钛合金材质构成，所述钛网主体通过三维打印技术构成。
优选的，所述通孔的数量均不少于两个，且在钛网主体的表面一次线性排列，所述通孔在钛网主体的表面呈网格状分布，所述凹槽与通孔为二比一对应结构，且分别对称设置在限位卡槽内壁位于通孔的两侧，其中限位卡槽的内壁位于相邻两个凹槽之间开设有辅助通孔，所述成骨诱导因子填充物填充在辅助通孔的内部，其中辅助通孔的孔径小于通孔的孔径，所述通孔位于钛网主体表面的直径为2mm，其中位于钛网主体两侧壁的通孔直径为1.5mm，所述通孔的厚度与其对应的钛网主体或钛网主体侧壁的厚度一致，所述钛网主体长度在牙槽骨表面延伸至骨缺部外侧4mm的位置。
优选的，所述固位孔的数量为两组，其中两组的固位孔对称开设在钛网主体的两侧壁，其中分别位于钛网主体的两侧壁的两组固位孔分别与牙槽骨的唇颊侧以及舌腭侧相对应，其中同一组的固位孔其数量均不少于两个，且在钛网主体同一侧表面依次线性排列，其中相邻两个固位孔之间的间距相等，所述固位孔的厚度与其对应的钛网主体侧壁的厚度一致，所述钛网主体的主体厚度为0.8～1mm，其中钛网主体与唇颊侧相对应的一侧以及与舌腭侧相对应的一侧其两者厚度均为1.5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，根据牙槽骨重建后的最佳修复效果，精准打印出来的钛网主体的轮廓，可以实现最佳的成骨诱导。避免了牙槽骨成骨后形态的不可预期性，引导牙槽骨成骨后形成最佳外形，有利于后期牙种植。克服了植入前的钛网主体的预弯，可以实现钛网主体的边缘与剩余骨量形态精准贴合。三维打印技术可以精准根据骨缺损周围与钛网主体接触的骨形态打印出十分贴合的钛网主体，完全不需要术中调整弯制钛网主体；而且钛网主体与牙槽骨的贴合性远比手工弯制的精准。根据CT数据中骨量最佳部位，确定固位孔的开孔位置，可以实现固位钉的最佳固位，而且最大程度规避植入固位钉时损伤重要组织结构(下牙槽神经管、重要血管、上颌窦等)。既能实现最佳固位，又能实现最安全固位。根据相关软件可以计算三维打印的钛网主体的表面积，从而初步推算关闭创口所需要的移植软组织或软组织替代产品的面积和形状，做到术前预制。大大缩短手术时间，提高手术精度。节省了术中钛网主体的预弯、固定点确定的时间；此外，三维打印的精度远比手工操作高，并且在钛网主体的限位卡槽内壁开设凹槽以及辅助通孔，预留出成骨诱导填充物的填充空间，从而通过成骨诱导因子填充物的填充，提高患者成骨量以及成骨速度，使得成骨诱导因子填充物能够充分与牙槽骨骨缺部接触，更好的将成骨诱导因子加载于钛网组织面，有利于药物的缓释，起到诱导成骨作用。
附图说明
图1为本发明的结构整体示意图；
图2为本发明的限位卡槽内壁示意图；
图3为本发明钛网主体的立体示意图；
图4为本发明图2的局部示意图。
图中：1牙槽骨、2钛网主体、3限位卡槽、4固位孔、5骨增量组件、6凹槽、7成骨诱导因子填充物、8通孔、9辅助通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，包括牙槽骨1和钛网主体2，所述牙槽骨1的表面设置有骨缺部，所述钛网主体2设置在牙槽骨1骨缺部的上方，所述钛网主体2靠近牙槽骨1骨缺部的一侧开设有限位卡槽3，所述钛网主体2的底面及相邻两侧壁其三者与限位卡槽3相对应的位置为敞口，所述钛网主体2通过限位卡槽3滑动卡接在牙槽骨1骨缺部的外部，其中限位卡槽3的内侧壁与牙槽骨1骨缺部的外侧壁贴合，所述钛网主体2的侧壁底部开设有多个固位孔4，所述钛网主体2通过固位钉以及开设在其侧壁表面的固位孔4与牙槽骨1连接固定，所述钛网主体2的表面设置有骨增量组件5，所述骨增量组件5包括多个凹槽6、成骨诱导因子填充物7以及多个通孔8，所述通孔8开设在钛网主体2的表面，其中限位卡槽3的内壁以及钛网主体2的外壁其二者与通孔8相对应的位置均为敞口，所述凹槽6开设在限位卡槽3的内壁位于通孔8敞口处的一侧，所述成骨诱导因子填充物7填充固定在通孔8的内部以及凹槽6的内部。
作为本发明的一种技术优化方案，所述钛网主体2以及固位钉均通过钛合金材质构成，所述钛网主体2通过三维打印技术构成。
作为本发明的一种技术优化方案，所述通孔8的数量均不少于两个，且在钛网主体2的表面一次线性排列，所述通孔8在钛网主体2的表面呈网格状分布，所述凹槽6与通孔8为二比一对应结构，且分别对称设置在限位卡槽3内壁位于通孔8的两侧，其中限位卡槽3的内壁位于相邻两个凹槽6之间开设有辅助通孔9，所述成骨诱导因子填充物7填充在辅助通孔9的内部，其中辅助通孔9的孔径小于通孔8的孔径，所述通孔8位于钛网主体2表面的直径为2mm，其中位于钛网主体2两侧壁的通孔8直径为1.5mm，所述通孔8的厚度与其对应的钛网主体2或钛网主体2侧壁的厚度一致，
作为本发明的一种技术优化方案，所述固位孔4的数量为两组，其中两组的固位孔4对称开设在钛网主体2的两侧壁，其中分别位于钛网主体2的两侧壁的两组固位孔4分别与牙槽骨1的唇颊侧以及舌腭侧相对应，其中同一组的固位孔4其数量均不少于两个，且在钛网主体2同一侧表面依次线性排列，其中相邻两个固位孔4之间的间距相等，所述固位孔4的厚度与其对应的钛网主体2侧壁的厚度一致，所述钛网主体2的主体厚度为0.8～1mm，其中钛网主体2与唇颊侧相对应的一侧以及与舌腭侧相对应的一侧其两者厚度均为1.5mm，所述钛网主体2长度在牙槽骨1表面延伸至骨缺部外侧4mm的位置。
工作原理：当人们使用该具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物时，根据牙槽骨1重建后的最佳修复效果，精准打印出来的钛网主体2的轮廓，可以实现最佳的成骨诱导。避免了牙槽骨1成骨后形态的不可预期性，引导牙槽骨1成骨后形成最佳外形，有利于后期牙种植。克服了植入前的钛网主体2的预弯，可以实现钛网主体2的边缘与剩余骨量形态精准贴合。三维打印技术可以精准根据骨缺损周围与钛网主体2接触的骨形态打印出十分贴合的钛网主体2，完全不需要术中调整弯制钛网主体2；而且钛网主体2与牙槽骨1的贴合性远比手工弯制的精准。并且能够根据CT数据中骨量最佳部位，确定固位孔4的开孔位置，可以通过使用固位钉实现的最佳固位，而且最大程度规避植入固位钉时损伤重要组织结构(下牙槽神经管、重要血管、上颌窦等)。既能实现最佳固位，又能实现最安全固位。根据相关软件可以计算三维打印的钛网主体2的表面积，从而初步推算关闭创口所需要的移植软组织或软组织替代产品的面积和形状，做到术前预制。大大缩短手术时间，提高手术精度。节省了术中钛网主体2的预弯、固定点确定的时间；此外，三维打印的精度远比手工操作高。通过在钛网主体2的主体和侧壁表面以及限位卡槽3内壁分别开设凹槽6、辅助通孔9以及通孔8，采用由凹槽6、成骨诱导因子填充物7以及通孔8构成骨增量组件5，通过将成骨诱导因子填充物7填充在凹槽6以及通孔8的内部，并使其位于限位卡槽3的内壁一侧与牙槽骨1及其骨缺部接触，使得成骨诱导因子填充物7能够充分与牙槽骨1骨缺部接触，并通过开设在限位卡槽3内壁的辅助通孔9，进一步扩大成骨诱导因子填充物7的填充范围，扩大其与牙槽骨1的接触面积，使其能够更好的将成骨诱导因子填充物7加载于钛网主体2组织面，有利于药物的缓释，起到诱导成骨作用。
首先，术前手术方案规划。患者拍摄CT，格式为DICOMS格式，将CT数据导入设计软件NobelClinician中进行三维重建，分别描绘出重要的解剖结构，规避损伤后，虚拟植入牙种植体，完成冠修复，确定最佳修复效果，基于该种植修复方案和治疗原则，模拟颌骨骨增量治疗后的最佳颌骨重建效果，并将手术规划导出为STL格式文件。
然后，钛网内植物的设计。在Geomagic studio 2013软件中，根据最佳颌骨重建效果，设计个性化的钛网内植物，钛网主体2厚度为0.8-1mm；钛网主体2上散布很多圆孔，孔径大小为2mm；唇颊侧固位孔厚度1.5mm、圆孔直径2mm；舌腭侧固位孔厚度1.5mm，圆孔直径2mm。钛网主体2边缘跨过骨缺损边缘向四周延展4mm。将钛网主体朝向牙槽骨1、颌骨表面的组织面开设凹槽6，使其形成粗糙形态，以利于装载成骨诱导因子填充物7。
最后，实现三维打印和修整打磨。采用电子束熔融成型方法，利用瑞典Arcam Q10钛合金三维打印机，粉材是医用贵和的Ti-6A1-4V，完成三维打印，冷却，用风枪吹除多余粉末，抛光、打磨、精加工等，然后进行力学测量，消毒灭菌，最后高温高压消毒并进行植入物生物学检测后进行灭菌双层包装。在无菌环境下，进行BioCaP颗粒的层层组装，将BMP2包裹在BioCaP中，并将该物质做成钛网主体2的组织面的涂层，观察BioCaP表面分布情况，检测BMP2浓度情况，确定讲解速率，完成生物毒性检测，然后将无菌的具有BioCaP-BMP2涂层的钛网主体2植入目标骨缺损区域。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，包括牙槽骨(1)和钛网主体(2)，所述牙槽骨(1)的表面设置有骨缺部，其特征在于：所述钛网主体(2)设置在牙槽骨(1)骨缺部的上方，所述钛网主体(2)靠近牙槽骨(1)骨缺部的一侧开设有限位卡槽(3)，所述钛网主体(2)的底面及相邻两侧壁其三者与限位卡槽(3)相对应的位置为敞口，所述钛网主体(2)通过限位卡槽(3)滑动卡接在牙槽骨(1)骨缺部的外部，其中限位卡槽(3)的内侧壁与牙槽骨(1)骨缺部的外侧壁贴合，所述钛网主体(2)的侧壁底部开设有多个固位孔(4)，所述钛网主体(2)通过固位钉以及开设在其侧壁表面的固位孔(4)与牙槽骨(1)连接固定，所述钛网主体(2)的表面设置有骨增量组件(5)，所述骨增量组件(5)包括多个凹槽(6)、成骨诱导因子填充物(7)以及多个通孔(8)，所述通孔(8)开设在钛网主体(2)的表面，其中限位卡槽(3)的内壁以及钛网主体(2)的外壁其二者与通孔(8)相对应的位置均为敞口，所述凹槽(6)开设在限位卡槽(3)的内壁位于通孔(8)敞口处的一侧，所述成骨诱导因子填充物(7)填充固定在通孔(8)的内部以及凹槽(6)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，其特征在于：所述钛网主体(2)以及固位钉均通过钛合金材质构成，所述钛网主体(2)通过三维打印技术构成。
3.根据权利要求1所述的一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，其特征在于：所述通孔(8)的数量均不少于两个，且在钛网主体(2)的表面一次线性排列，所述通孔(8)在钛网主体(2)的表面呈网格状分布，所述凹槽(6)与通孔(8)为二比一对应结构，且分别对称设置在限位卡槽(3)内壁位于通孔(8)的两侧，其中限位卡槽(3)的内壁位于相邻两个凹槽(6)之间开设有辅助通孔(9)，所述成骨诱导因子填充物(7)填充在辅助通孔(9)的内部，其中辅助通孔(9)的孔径小于通孔(8)的孔径，所述通孔(8)位于钛网主体(2)表面的直径为2mm，其中位于钛网主体(2)两侧壁的通孔(8)直径为1.5mm，所述通孔(8)的厚度与其对应的钛网主体(2)或钛网主体(2)侧壁的厚度一致。
4.根据权利要求1所述的一种具有成骨诱导涂层的三维打印钛网内植物，其特征在于：所述固位孔(4)的数量为两组，其中两组的固位孔(4)对称开设在钛网主体(2)的两侧壁，其中分别位于钛网主体(2)的两侧壁的两组固位孔(4)分别与牙槽骨(1)的唇颊侧以及舌腭侧相对应，其中同一组的固位孔(4)其数量均不少于两个，且在钛网主体(2)同一侧表面依次线性排列，其中相邻两个固位孔(4)之间的间距相等，所述固位孔(4)的厚度与其对应的钛网主体(2)侧壁的厚度一致，所述钛网主体(2)长度在牙槽骨(1)表面延伸至骨缺部外侧4mm的位置，所述钛网主体(2)的主体厚度为0.8～1mm，其中钛网主体(2)与唇颊侧相对应的一侧以及与舌腭侧相对应的一侧其两者厚度均为1.5mm。
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