CN112076002A - 一种gbr中骨膜钉位置和方向定位导板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板及其制作方法，解决现有技术中利用骨膜钉固定胶原膜时位置不精准导致骨膜稳定性差或者固定骨膜钉时损伤邻近重要解剖结构的技术问题。定位导板包括基板和指示导板，基板上设栓道，指示导板可拆卸安装于栓道内。制作方法主要是在术前口扫获得STL数据，拍摄CBCT获取DICOM数据，在导板设计软件中将两个数据拟合，根据需要进行植骨范围设计骨膜钉固定位置，在导板生成软件中设计基板和指示导板将所设计骨膜钉固定位置及进针方向指示出来。本发明设计科学合理，使用方便，可精准指示GBR中“香肠技术”固定胶原膜的骨膜钉位置及进入方向，保证GBR中胶原膜固定的稳定性，减小术中并发症，保证GBR手术的安全及效果。

Description

一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板及其制作方法
技术领域
本发明属于医疗器械结构技术领域，具体涉及一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板及其制作方法。
背景技术
多年来，口腔种植已经发展成为一个有坚实的临床证据和基础研究支持的领域。种植成功的一个前提条件是在种植受体部位有足够数量的骨，以提高种植体骨结合的可预测性。在局部牙槽骨缺损中，使用较为广泛的骨增量的方法是引导性骨再生。引导性骨再生(GBR)原理是利用屏障膜将缺损骨与周围软组织分离，为骨再生创造一个受保护的空间。膜的保护使骨缺损由来自骨髓腔和骨表面的血管和成骨细胞填充，排除该区域的任何上皮/成纤维细胞的浸润。引导骨再生(GBR)手术的成功依赖于四个关键因素(PASS原则)：初期愈合、血管生成、血凝块的稳定和空间的保持。
其中空间维持的稳定性尤为重要，目前使用的最多的是可吸收胶原膜。其缺点容易移动和塌陷，这就在愈合过程中容易造成骨增量效果不佳，因此建议通过使用钛钉(骨膜钉)固定胶原膜，使其获得更大程度的稳定性此即为所说的“香肠技术”。采用骨膜钉固定骨膜时，骨膜钉固定位置的选取十分重要，以往的骨膜钉固定位置，仅仅是医生依据术前的cbct结合、以及术中的实际情况凭经验进行大致的定位，常常由于判断不精确造成固定失败、或者损伤邻近牙齿，血管神经等重要结构。
因此，设计一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板及其制作方法，以精准指示骨膜钉固定位置和方向，保证GBR中胶原膜的稳定性，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板及其制作方法，解决现有技术骨膜钉固定位置不精准导致骨膜稳定性差，损伤邻近重要解剖结构的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，包括用于覆盖牙弓的基板，可拆卸连接于基板上用于指示骨膜钉固定位置的指示导板，基板上设有栓道，指示导板可拆卸安装于栓道内。
进一步地，指示导板包括导板主体、以及设于导板主体上的连接结构，连接结构与栓道可拆卸连接。
进一步地，导板主体上设有与骨膜钉相适配并用于指示骨膜钉固定位置的指示孔。
进一步的，指示孔可以指示骨膜钉的位置及方向；
进一步地，连接结构包括与栓道相适配的连接栓体，以及用于连接导板主体和连接栓体的连接体。
进一步地，所述基板跨牙弓至少覆盖6-8颗牙齿；优选地，所述基板厚度为2mm。
进一步地，所述基板上设有用于观察牙齿与基板组织面是否紧密贴合的就位指示窗；优选地，所述基板的伸展范围越过中线，且呈半弧形。
进一步地，基板上设有用于指导腭侧骨膜钉固定位置的腭侧骨膜钉装配孔。
一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板的制作方法，包括以下步骤：
步骤1、拍摄患者大视野CBCT，获得DICOM格式数据。用口内三维扫描仪进行直接口扫或者扫描患者研究模型获取患者牙列、牙龈三维表面STL数据；
步骤2、将步骤1的两个数据导入导板设计软件Mimics Medical中，以牙列为共同部分将所得两部分数据配准融合，提取种植区颌骨与软组织的三维边界，提取近远中邻牙的牙根、下颌神经管的三维边界进行三维重建；
步骤3、在导板设计软件Mimics Medical中根据骨增量的范围设计骨膜钉的位置及进入方向；
步骤4、将数据导入导板设计生成软件Materialise-Magics中，设计指示骨膜钉理想位置及方向的骨膜钉位置指示导板主体，连接体及栓体
步骤5、在导板设计生成软件Materialise-Magics中设计基板，同时在基板上设计开窗位置，与栓体向适配的栓道及腭侧的骨膜钉定位孔
步骤6、利用3D打印机完成骨膜钉导板及基板的加工制作。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，在所述步骤1中，可以使用3-shanpe等口扫仪或者模型仓扫数据进行术前口内数据的采集；优选地，在步骤2中，采用mimics等设计软件对数据配准融合及三维重建；
进一步地，在所述步骤3中，骨膜钉理想位置位于植骨区域外2mm且围绕植骨区域分布；优选地，骨膜钉理想位置包括植骨区颊侧根方至少3个固定点位，跨嵴顶到达腭侧2-3个固定点位，颊侧近远中各至少1个固定点位；优选地，骨膜钉理想位置同时避开邻牙的牙根，重要血管神经等解剖位置。
进一步地，所述步骤4中，在导板设计生成软件中根据骨膜钉的位置及方向，设计骨膜钉导板附件，附件上的装配孔与骨膜钉位置相对应；同时增加开孔位置的厚度，进行骨膜钉孔道预备时，贴着孔壁进入即可实现正确的进入方向。
进一步地，所述步骤5中，对基板模型进行适当修整，包括但不限于在基板模型上至少设置3个就位指示窗；对基板模型进行适当修整，包括但不限于在基板模型上至少设置2个腭侧骨膜钉装配孔同时增加开孔位置的厚度，进行骨膜钉孔道预备时，贴着孔壁进入即可实现正确的进入方向；优选地，在所述步骤5中，对基板模型进行适当修整，在基板的颊侧靠近骨增量的术区设置突出的栓道。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，其可精准指示GBR中“香肠技术”的骨膜钉固定位置及进入方向，保证GBR中胶原膜固定稳定性及手术的安全性。
本发明根据术前情况进行骨膜钉位置及那方向精准设计，在此基础上设计出用于精准指导骨膜钉固定位置和方向的导板，根据导板指示固定骨膜钉，可以有效避让邻近牙齿牙根等重要结构，减小并发症，使手术安全而高效。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明基板结构示意图。
图3为本发明基板另一视角示意图。
图4为本发明指示导板结构示意图。
图5为本发明采用柱体显示骨膜钉固定位置视图。
图6为本发明采用柱体显示骨膜钉固定位置另一视角视图。
其中，附图标记对应的名称为：
1-基板、2-指示导板、3-栓道、4-导板主体、5-就位指示窗、6-指示孔、7-连接体、8-连接栓体、9-腭侧骨膜钉装配孔、10-柱体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-6所示，本发明提供的一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，结构简单、设计科学合理，使用方便，其可精准指示GBR中骨膜钉固定位置及方向，保证GBR中胶原膜固定的稳定性，从而保证GBR手术安全高效地完成。本发明包括用于覆盖牙弓的基板1，可拆卸连接于基板1上用于指示骨膜钉固定位置的指示导板2，基板1上设有栓道3，指示导板2可拆卸安装于栓道3内。指示导板2包括导板主体4、以及设于导板主体4上的连接结构，连接结构与栓道3可拆卸连接。导板主体4上设有与骨膜钉相适配并用于指示骨膜钉固定位置的指示孔，指示孔边缘加厚可以进行一定的方向指示6。连接结构包括与栓道3相适配的连接栓体8，以及用于连接导板主体4和连接栓体8的连接体7。
本发明所述基板1跨牙弓至少覆盖6-8颗牙齿；优选地，所述基板1厚度为2mm。所述基板1上设有用于观察牙齿与基板组织面是否紧密贴合的就位指示窗5；优选地，所述基板1的伸展范围越过中线，且呈半弧形。基板1上设有用于指导腭侧骨膜钉固定位置的腭侧骨膜钉装配孔9。
本发明根据术前情况进行骨膜钉位置精准设计，在此基础上设计出用于精准指导骨膜钉固定位置的导板，根据导板指示固定骨膜钉，可以有效避让邻近牙齿牙根等重要结构，减小并发症，使手术安全而高效。
本发明提供的一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板的制作方法，包括以下步骤：
步骤1、拍摄患者大视野CBCT，获得DICOM格式数据。用口内三维扫描仪进行直接口扫或者扫描患者研究模型获取患者牙列、牙龈三维表面STL数据；
步骤2、将步骤1的两个数据导入导板设计软件Mimics Medical中，以牙列为共同部分将所得两部分数据配准融合，提取种植区颌骨与软组织的三维边界，提取近远中邻牙的牙根、下颌神经管的三维边界进行三维重建；
步骤3、在导板设计软件Mimics Medical中根据骨增量的范围设计骨膜钉的位置及进入方向；
步骤4、将数据导入导板设计生成软件Materialise-Magics中，设计指示骨膜钉理想位置及方向的骨膜钉位置指示导板主体，连接体及栓体
步骤5、在导板设计生成软件Materialise-Magics中设计基板，同时在基板上设计开窗位置，与栓体向适配的栓道及腭侧的骨膜钉定位孔
步骤6、利用3D打印机完成骨膜钉导板及基板的加工制作。
进一步地，在所述步骤1中，可以使用3-shanpe等口扫仪或者模型仓扫数据进行术前口内数据的采集；优选的，在步骤2中，采用mimics等设计软件对数据配准融合及三维重建；
进一步地，在所述步骤3中，骨膜钉理想位置位于植骨区域外2mm且围绕植骨区域分布；优选地，骨膜钉理想位置包括植骨区颊侧根方至少3个固定点位，跨嵴顶到达腭侧2-3个固定点位，颊侧近远中各至少1个固定点位；优选地，骨膜钉理想位置同时避开邻牙的牙根，重要血管神经等解剖位置。
进一步地，所述步骤4中，在导板设计生成软件中根据骨膜钉的位置及方向，设计骨膜钉导板附件，附件上的装配孔与骨膜钉位置相对应；同时增加开孔位置的厚度，进行骨膜钉孔道预备时，贴着孔壁进入即可实现正确的进入方向。
进一步地，所述步骤5中，对基板模型进行适当修整，包括但不限于在基板模型上至少设置3个就位指示窗；对基板模型进行适当修整，包括但不限于在基板模型上至少设置2个腭侧骨膜钉装配孔同时增加开孔位置的厚度，进行骨膜钉孔道预备时，贴着孔壁进入即可实现正确的进入方向；优选地，在所述步骤5中，对基板模型进行适当修整，在基板的颊侧靠近骨增量的术区设置突出的栓道。
本发明制作方法主要是在术前口扫或者仓扫获得STL数据，拍摄CBCT获取DICOM数据，在导板设计软件组将两个数据拟合，确定植骨范围确定后设计骨膜钉固定位置及进入方向，设计基板和指示导板将所设计骨膜钉固定位置指示出来。
本发明首创性地在GBR中“香肠技术”的骨膜钉固定时利用导板来对骨膜钉固定位置及方向进行精准定位，其可避免损伤邻牙牙根，降低术中并发症的发生，安全高效。
本发明术前通过口扫或者仓扫，获得STL数据。拍摄CBCT，获取DICOM数据。两个数据拟合，确定植骨范围后，设计骨膜钉位置及进入方向。骨膜钉理想位置包括植骨区颊侧根方至少3个固定点位，跨嵴顶到达腭侧2-3个固定点位，颊侧近远中各至少1个固定点位；骨膜钉理想位置同时避开邻牙的牙根、重要血管神经等解剖位置。在导板设计生成软件中设计骨膜钉指示导板，基板，两者通过栓体-栓道以插销方式结合。
本发明是一种具有指示GBR中“香肠技术”的骨膜钉位置及方向的复合型导板，包括基板和指示导板，基板厚度均匀2mm，基板用于均匀覆盖牙列，跨牙弓至少覆盖6-8颗牙齿，分别在中间，两侧远中设计至少2-3个就位指示窗用于观察牙齿是否与导板组织面紧密贴合。导板靠近手术区设计凸起的小型栓道。
本发明指示导板在可以放置骨膜钉的位点设计空心指示孔，指示孔直径与所选骨膜钉直径相匹配，指示孔边缘加厚用于钻针进入时方向的指示。指示导板通过连接体及连接栓体可以与基板的栓道形成插销式连接。插销方向为颊舌向，连接栓体部分突出于栓道之外便于术中的取戴。腭侧的骨膜钉位置与基板为一体设计，
本发明指示导板和基板插销连接后，同时将骨膜钉的植入方向打印了颌骨模型，在模型上通过柱体10进一步显示骨膜钉植入方向。
本发明具有精准定位指导能力的数字化复合导板的制作方法，包括以下步骤：
(1)、拍摄患者大视野CBCT，获得DICOM格式数据。用口内三维扫描仪进行直接口扫或者扫描患者研究模型获取患者牙列、牙龈三维表面STL数据；
(2)、将步骤1的两个数据导入导板设计软件Mimics Medical中，以牙列为共同部分将所得两部分数据配准融合，提取种植区颌骨与软组织的三维边界，提取近远中邻牙的牙根、下颌神经管的三维边界进行三维重建；
(3)、在导板设，计软件Mimics Medical中根据骨增量的范围设计骨膜钉的位置及进入方向。骨膜钉理想位置位于植骨区域外2mm且围绕植骨区域分布；优选地，骨膜钉理想位置包括植骨区颊侧根方至少3个固定点位，跨嵴顶到达腭侧2-3个固定点位，颊侧近远中各至少1个固定点位；优选地，骨膜钉理想位置同时避开邻牙的牙根，重要血管神经等解剖位置。
(4)、将数据导入导板设计生成软件Materialise-Magics中，设计指示骨膜钉理想位置及方向的骨膜钉位置指示导板主体，连接体及栓体。指示板的装配孔与骨膜钉位置相对应；同时增加开孔位置的厚度，进行骨膜钉孔道预备时，贴着孔壁进入即可实现正确的进入方向。
(5)、在导板设计生成软件Materialise-Magics中设计厚度为2mm的基板。对基板模型进行适当修整，其中基板的近远中和双侧远中至少设计3个开窗孔观察就位。在基板的颊侧靠近骨增量的术区设计突出的栓道，与骨壳放置/获取窗的栓体向匹配。
(6)、利用3D打印机完成骨膜钉导板及基板的加工制作。
本发明根据术前情况进行骨膜钉位置及那方向精准设计，在此基础上设计出用于精准指导骨膜钉固定位置和方向的导板，根据导板指示固定骨膜钉，可以有效避让邻近牙齿牙根等重要结构，减小并发症，使手术安全而高效。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，其特征在于，包括用于覆盖牙弓的基板(1)，可拆卸连接于基板(1)上用于指示骨膜钉固定位置及方向的指示导板(2)，基板(1)上设有栓道(3)，指示导板(2)可拆卸安装于栓道(3)内。
2.根据权利要求1所述的一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，其特征在于，指示导板(2)包括导板主体(4)、以及设于导板主体(4)上的连接结构，连接结构与栓道(3)可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，其特征在于，导板主体(4)上设有与骨膜钉相适配并用于指示骨膜钉固定位置及方向的指示孔(6)。
4.根据权利要求2所述的一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，其特征在于，连接结构包括与栓道(3)相适配的连接栓体(8)，以及用于连接导板主体(4)和连接栓体(8)的连接体(7)。
5.根据权利要求1所述的一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，其特征在于，所述基板(1)跨牙弓至少覆盖6-8颗牙齿；优选地，所述基板(1)厚度为2mm；优选地，所述基板(1)上设有用于观察牙齿与基板组织面是否紧密贴合的就位指示窗(5)；优选地，所述基板(1)的伸展范围越过中线，且呈半弧形。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板，其特征在于，基板(1)上设有用于指导腭侧骨膜钉固定位置的腭侧骨膜钉装配孔(9)。
7.根据权利要求1-6任意一项所述一种GBR中骨膜钉位置和方向定位导板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、拍摄患者大视野CBCT，获得DICOM格式数据，用口内三维扫描仪进行直接口扫或者扫描患者研究模型获取患者牙列、牙龈三维表面STL数据；
步骤2、将步骤1的两个数据导入导板设计软件中，以牙列为共同部分将所得两部分数据配准融合，提取种植区颌骨与软组织的三维边界，提取近远中邻牙的牙根、下颌神经管的三维边界进行三维重建；
步骤3、在导板设计软件中根据骨增量的范围设计骨膜钉的位置及进入方向；
步骤4、将数据导入导板设计生成软件中，设计指示骨膜钉理想位置及方向的骨膜钉位置指示导板主体、连接体及栓体；
步骤5、在导板设计生成软件中设计基板，同时在基板上设计开窗位置，与栓体相适配的栓道及腭侧的骨膜钉定位孔；
步骤6、利用3D打印机完成骨膜钉导板及基板的加工制作。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述步骤1中，使用3-shanpe口扫仪或者模型仓扫数据进行术前口内数据的采集；优选的，在步骤2中，采用mimics设计软件对数据配准融合及三维重建；优选的，在所述步骤3中，骨膜钉理想位置位于植骨区域外2mm且围绕植骨区域分布；优选地，骨膜钉理想位置包括植骨区颊侧根方至少3个固定点位，跨嵴顶到达腭侧2-3个固定点位，颊侧近远中各至少1个固定点位；优选地，骨膜钉理想位置需同时避开邻牙牙根和重要血管神经。
9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述步骤4中，在导板设计生成软件中根据骨膜钉的位置及方向，设计骨膜钉导板附件，附件上的装配孔与骨膜钉位置相对应；同时增加开孔位置的厚度，进行骨膜钉孔道预备时，贴着孔壁进入即可实现正确的进入方向。
10.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述步骤5中，对基板模型进行适当修整，包括但不限于在基板模型上至少设置3个就位指示窗；对基板模型进行适当修整，包括但不限于在基板模型上至少设置2个腭侧骨膜钉装配孔同时增加开孔位置的厚度，进行骨膜钉孔道预备时，贴着孔壁进入即可实现正确的进入方向；优选地，在所述步骤5中，对基板模型进行适当修整，在基板的颊侧靠近骨增量的术区设置突出的栓道。
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