CN109998716A - 一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于义齿加工技术领域，涉及一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程包括牙模形扫描、扫描数据处理、牙冠修复体设计、打印粉配置、排版数据传输、牙冠修复体打印六个步骤，打印粉的成份包括：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，调配打印粉控制修复体颜色和透明度，计算机控制三维打印机一次性打印成型，省去传统加工繁琐程序，工作效率高，修复精度高，成型产品与口腔吻合性好，次品率低，避免次品造成原材料浪费；制作方法原理科学，便于实施，安全可靠，应用环境友好。

Description

一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法
技术领域：
本发明属于义齿加工技术领域，涉及一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，特别是一种采用计算机辅助三维形状扫描、计算机辅助设计和计算机三维打印成型的一体化制造方法。
背景技术：
在牙科领域中，制造种植牙需要首先对患者的牙齿制模，传统的制作方法为在病人牙齿上取模，利用牙齿原型制作硅橡胶印模，用硅橡胶印模制作成石膏模型，再根据石膏模型做成需要的种植牙。传统制作种植牙牙冠的方法是根据牙冠的尺寸形态，缺失牙部位的上、下颚的咬合关系，以及与临牙的临接关系，在石膏模的基桩上制作成型树脂冠，在树脂上用滴蜡法制作手工蜡型，将制作好的蜡型进行包埋及高温铸造制得牙冠修复体，但是这种传统工艺整套过程时间长、工序繁琐、费时费力，另外多道工序下来，使得牙冠修复体的误差叠加，精度不够；铸造后的牙冠修复体表面氧化层较厚，与缺牙空间吻合性不好，不容易就位，致使临床安装时给病人造成不适感，甚至影响种植牙的美观，且铸造过程容易出现铸造不全，有砂眼缩孔等现象，产生次品，造成原材料浪费。申请号为CN201510431166.3的中国专利，公开了一种活动假牙3D制造工艺，通过计算机辅助扫描口腔数据、进行排版、设计蜡模，并用计算机控制3D打印机打印蜡模，有效地避免石膏模在运送过程中所发生的损坏并提高活动假牙的制造精度，且能够有效地简化工序步骤，但是还要经过蜡模包埋、熔模、灌注等传统过程制造假牙修复体，工序还是相对复杂，存在修复体表面氧化层较厚、不容易就位的问题；因此，寻求设计一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，采用计算机扫描牙模形态尺寸，种植体设计软件设计牙冠修复体形态尺寸，将数据传输给3D打印机，将打印粉按颜色需要配置组份比例，直接放入打印机中，由计算机控制打印设计好的牙冠修复体，一次成型，打印后的修复体表面光滑，不翘动，边缘密合度高，形态尺寸精确，就位简单快捷，很大程度节省了时间和人工。
发明内容：
本发明的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，以克服传统工艺繁琐、成型时间长、费时费力、工作效率低下的缺陷，解决因多道工序造成误差累加，影响最终精度的问题，解决传统铸造成型氧化膜较厚，影响与口腔吻合性的问题，避免成型次品造成原材料浪费。
为了实现上述发明目的，本发明涉及的种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程包括牙模形扫描、扫描数据处理、牙冠修复体设计、打印粉配置、排版数据传输、牙冠修复体打印六个步骤：
(1)牙模形扫描：采用现有技术制造患者石膏牙模，计算机控制光学扫描仪扫描石膏模型的形态及尺寸，采集石膏牙模光学印模三维数据，并将扫描数据存储在计算机内；
(2)扫描数据处理：采用计算机系统将步骤(1)扫描采集的并存储的在计算机内的印模三维数据进行处理；
(3)牙冠修复体设计：利用计算机内安装的现有技术中的种植体软件CAD设计金属牙冠，然后在金属牙冠数据基础上设计外包烤瓷牙冠形态及尺寸，再对金属牙冠设计数据、烤瓷牙设计数据与扫描数据进行比对处理，控制误差范围在0.1mm以内，然后将金属牙冠、烤瓷牙进行打印排版设计；优选地，在种植体设计软件CAD中设置黏着剂间隙参数为0.02mm，额外剂间隙为0.04mm，以保证后续牙冠与基桩的密切贴合，增加患者口腔舒适感；
(4)打印粉配置：根据事先制定的色卡与患者口腔内牙齿进行比对，确定与患者牙齿颜色相近的色号，根据患者色号对应的烤瓷牙打印粉比例配置烤瓷牙打印粉，将配置好的烤瓷牙打印粉和金属牙冠打印粉分别装入三维打印机的两个供料盒内；
(5)排版数据传输：采用计算机系统将步骤(3)设计完成的金属牙冠和烤瓷牙的打印排版数据传输至激光三维打印机中，备存等待打印；
(6)牙冠修复体打印：由计算机系统控制激光三维打印机先使用金属牙冠打印粉自动打印金属牙冠，完成后再使用烤瓷牙打印粉在金属牙冠表面继续打印烤瓷牙，打印完成后，得到最终的口腔修复体结构的牙冠，供患者佩戴使用；优选地，该步骤在氮气密闭环境下打印，避免牙冠体在打印过程被氧化。
本发明涉及的方法制得的牙冠修复体，精度高，弯曲强度为60～90MPa，抗压强度为500～900MPa，硬度高，耐磨性好，不易腐蚀，使用寿命长。
本发明涉及的打印粉的成份包括：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：25:25:23:17:1:2:2:4.8:0.2，26:26:21:17:1:2:2:4.2:0.8，27:27:21:15:1:1.5:1.5:4.4:1.6，28:28:20:14:0.8:1.5:1.5:4:2.2，29:29:19:13.2:1:2:1:3:2.8，烤瓷牙的颜色和透明度随各成份比例的变化而变化。
本发明涉及的金属牙冠采用纳米级精细打印粉成份包括：钴、铬、钨、钼、硅，各成份的质量比为64：25：5：5：1。
本发明与现有技术相比，采用计算机辅助设计和三维扫描牙模形态及尺寸，简化制作程序，设计精度高，调配打印粉控制修复体颜色和透明度，计算机控制三维打印机一次性打印成型，省去传统加工繁琐程序，工作效率高，修复精度高，成型产品与口腔吻合性好，次品率低，避免次品造成原材料浪费；制作方法原理科学，便于实施，安全可靠，应用环境友好。
附图说明：
图1是本发明的工艺流程原理示意框图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程包括牙模形扫描、扫描数据处理、牙冠修复体设计、打印粉配置、排版数据传输、牙冠修复体打印六个步骤：
(1)牙模形扫描：采用现有技术制造患者石膏牙模，计算机控制光学扫描仪扫描石膏模型的形态及尺寸，采集石膏牙模光学印模三维数据，并将扫描数据存储在计算机内；
(2)扫描数据处理：采用计算机系统将步骤(1)扫描采集的并存储的在计算机内的印模三维数据进行处理；
(3)牙冠修复体设计：利用计算机内安装的现有技术中的种植体软件CAD设计金属牙冠，然后在金属牙冠数据基础上设计外包烤瓷牙冠形态及尺寸，再对金属牙冠设计数据、烤瓷牙设计数据与扫描数据进行比对处理，控制误差范围在0.1mm以内，然后将金属牙冠、烤瓷牙进行打印排版设计；优选地，在种植体设计软件CAD中设置黏着剂间隙参数为0.02mm，额外剂间隙为0.04mm，以保证后续牙冠与基桩的密切贴合，增加患者口腔舒适感；
(4)打印粉配置：根据事先制定的色卡与患者口腔内牙齿进行比对，确定与患者牙齿颜色相近的色号，根据患者色号对应的烤瓷牙打印粉比例配置烤瓷牙打印粉，将配置好的烤瓷牙打印粉和金属牙冠打印粉分别装入三维打印机的两个供料盒内；所述的色卡颜色呈梯度排列，色卡的颜色是按照烤瓷牙打印粉成份不同比例变化打印出的修复体颜色作为色卡颜色基准，将不同比例烤瓷牙打印粉打印制得的修复体颜色按梯度制成色卡，并给每个颜色编号，每个编号对应烤瓷牙打印粉的不同比例；
(5)排版数据传输：采用计算机系统将步骤(3)设计完成的金属牙冠和烤瓷牙的打印排版数据传输至激光三维打印机中，备存等待打印；
(6)牙冠修复体打印：由计算机系统控制激光三维打印机先使用金属牙冠打印粉自动打印金属牙冠，完成后再使用烤瓷牙打印粉在金属牙冠表面继续打印烤瓷牙，打印完成后，得到最终的口腔修复体结构的牙冠，供患者佩戴使用；优选地，该步骤在氮气密闭环境下打印，避免牙冠体在打印过程被氧化。
本实施例涉及的方法制得的牙冠修复体，精度高，弯曲强度为60～90MPa，抗压强度为500～900MPa，硬度高，耐磨性好，不易腐蚀，使用寿命长。本实施例涉及的氮气密闭环境为充入氮气的密闭车间，或者是向打印机的打印空间内连续充入氮气。
本实施例涉及的打印粉的成份包括：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：25:25:23:17:1:2:2:4.8:0.2，26:26:21:17:1:2:2:4.2:0.8，27:27:21:15:1:1.5:1.5:4.4:1.6，28:28:20:14:0.8:1.5:1.5:4:2.2，29:29:19:13.2:1:2:1:3:2.8，烤瓷牙的颜色和透明度随各成份比例的变化而变化。
本实施例涉及的金属牙冠采用纳米级精细打印粉成份包括：钴、铬、钨、钼、硅，各成份的质量比为64：25：5：5：1。
实施例2：
本实施例涉及的种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程同实施例1的五个步骤，涉及的打印粉的成份及比例如下：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：25:25:23:17:1:2:2:4.8:0.2，该比例打印粉特别适用于制备后牙牙冠，所制得的后牙牙冠，弯曲强度为85MPa，抗压强度为800MPa，收缩率为0.5％，具有高度抗磨和耐腐蚀性，外形美观。
实施例3：
本实施例涉及的种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程同实施例1的五个步骤，涉及的打印粉的成份及比例如下：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：26:26:21:17:1:2:2:4.2:0.8，该比例打印粉特别适用于制备切牙牙冠，所制得的切牙牙冠，弯曲强度为76MPa，抗压强度为720MPa，收缩率为0.7％，具有高度抗磨和耐腐蚀性，外形美观，色泽透亮，颜色为奶白色。
实施例4：
本实施例涉及的种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程同实施例1的五个步骤，涉及的打印粉的成份及比例如下：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：27:27:21:15:1:1.5:1.5:4.4:1.6，该比例打印粉特别适用于制备切牙牙冠，所制得的切牙牙冠，弯曲强度为72MPa，抗压强度为700MPa，收缩率为0.6％，具有高度抗磨和耐腐蚀性，外形美观，色泽透亮，颜色为乳白色。
实施例5：
本实施例涉及的种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程同实施例1的五个步骤，涉及的打印粉的成份及比例如下：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：28:28:20:14:0.8:1.5:1.5:4:2.2，该比例打印粉特别适用于制备切牙牙冠，所制得的切牙牙冠，弯曲强度为68MPa，抗压强度为650MPa，收缩率为0.4％，具有高度抗磨和耐腐蚀性，外形美观，色泽透亮，颜色为灰白色。
实施例6：
本实施例涉及的种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其具体工艺过程同实施例1的五个步骤，涉及的打印粉的成份及比例如下：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：29:29:19:13.2:1:2:1:3:2.8，该比例打印粉特别适用于制备切牙牙冠，所制得的切牙牙冠，弯曲强度为60MPa，抗压强度为520MPa，收缩率为0.7％，具有高度抗磨和耐腐蚀性，外形美观，色泽透亮，颜色为黄褐色。

Claims (4)

1.一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其特征在于其具体工艺过程包括牙模形扫描、扫描数据处理、牙冠修复体设计、打印粉配置、排版数据传输、牙冠修复体打印六个步骤：
(1)牙模形扫描：采用现有技术制造患者石膏牙模，计算机控制光学扫描仪扫描石膏模型的形态及尺寸，采集石膏牙模光学印模三维数据，并将扫描数据存储在计算机内；
(2)扫描数据处理：采用计算机系统将步骤(1)扫描采集的并存储的在计算机内的印模三维数据进行处理；
(3)牙冠修复体设计：利用计算机内安装的现有技术中的种植体软件CAD设计金属牙冠，然后在金属牙冠数据基础上设计外包烤瓷牙冠形态及尺寸，再对金属牙冠设计数据、烤瓷牙设计数据与扫描数据进行比对处理，控制误差范围在0.1mm以内，然后将金属牙冠、烤瓷牙进行打印排版设计；优选地，在种植体设计软件CAD中设置黏着剂间隙参数为0.02mm，额外剂间隙为0.04mm，以保证后续牙冠与基桩的密切贴合，增加患者口腔舒适感；
(4)打印粉配置：根据事先制定的色卡与患者口腔内牙齿进行比对，确定与患者牙齿颜色相近的色号，根据患者色号对应的烤瓷牙打印粉比例配置烤瓷牙打印粉，将配置好的烤瓷牙打印粉和金属牙冠打印粉分别装入三维打印机的两个供料盒内；
(5)排版数据传输：采用计算机系统将步骤(3)设计完成的金属牙冠和烤瓷牙的打印排版数据传输至激光三维打印机中，备存等待打印；
(6)牙冠修复体打印：由计算机系统控制激光三维打印机先使用金属牙冠打印粉自动打印金属牙冠，完成后再使用烤瓷牙打印粉在金属牙冠表面继续打印烤瓷牙，打印完成得到最终的口腔修复体结构的牙冠。
2.根据权利要求1所述的一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其特征在于所述的打印粉的成份包括：钠长石、钾长石、石英、滑石粉、硼砂、碳酸钠、碳酸钾、硼酸钠和二氧化铈，打印粉为纳米级精细颗粒，选取部分色号的烤瓷牙打印粉成份分别按照如下质量占比调配后打印的：25:25:23:17:1:2:2:4.8:0.2，26:26:21:17:1:2:2:4.2:0.8，27:27:21:15:1:1.5:1.5:4.4:1.6，28:28:20:14:0.8:1.5:1.5:4:2.2，29:29:19:13.2:1:2:1:3:2.8。
3.根据权利要求2所述的一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其特征在于所述的金属牙冠采用纳米级精细打印粉成份包括：钴、铬、钨、钼、硅，各成份的质量比为64：25：5：5：1。
4.根据权利要求3所述的一种种植牙上部牙冠的三维打印式制备方法，其特征在于制得的牙冠修复体，弯曲强度为60～90MPa，抗压强度为500～900MPa。
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