CN112426239B - 无牙颌种植用数字化多合一导板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无牙颌种植用数字化多合一导板及其制作方法，本发明包括：获得放射导板；在口腔内戴步骤S1的放射导板并采用CBCT设备扫描获得口腔的CBCT数据，使用光学扫描仪扫描放射导板，将CBCT数据和光学扫描数据进行拟合得到种植数据；根据种植数据确定种植体和固位钉的型号规格，并设计种植体和固位钉在颌骨中的三维位置，导出种植体引导导管和固位钉导管的数据；根据种植体引导导管的数据设计种植引导部分插件；根据步骤S3中获得的固位钉导管的数据设计固位部分插件，根据步骤S4设计的数据3D打印种植引导部分插件和固位部分插件，将所述种植引导部分插件、固位部分插件和放射导板装配得到三合一导板。本发明具有操作效率高、修复效果好等优点。

Description

无牙颌种植用数字化多合一导板及其制作方法

技术领域

本发明涉及种植技术领域，具体涉及无牙颌种植用数字化多合一导板及其制作方法。

背景技术

随着计算机辅助设计和计算机辅助制造技术(computer-aided design/computer-aided manufacturing，CAD/CAM)在口腔种植领域的发展，数字化静态导板在无牙颌种植手术中的应用更加成熟。无牙颌种植规划通常需要以下三副导板，包括放射导板、固位钉导板和手术导板。对于不含金属部件的旧义齿，可增加放射阻射点后充当放射导板；对于含金属部件的旧义齿，需要先复制义齿，然后在复制义齿上增加放射阻射点后充当放射导板。固位钉导板通常含有与放射导板一致的咬合面和基托形态，以及引导固位钉道预备的导管。手术导板同样含有与放射导板一致的咬合面和基托形态，以及引导窝洞预备和种植体植入的导管。

传统的数字化设计流程中，这三副导板相互独立；在应用中，首先需要利用基于旧义齿制作的放射导板拍摄CBCT进行种植规划，然后设计固位钉导板和手术导板，手术中利用相同的咬合面或者利用术前制备的硅橡胶咬合记录将固位钉导板复位到与放射导板相同的位置上，利用相同的固位钉位置将手术导板复位到与固位钉导板相同的位置上。

由于3D打印机“台阶效应”的存在，独立打印得到的固位钉导板和手术导板咬合面形态不一定完全相同，且与旧义齿咬合面不一定完全相同，打印过程中产生的偏差可能导致导板间不相适配。并且至少需要打印两个导板，材料成本较高；旧义齿增加放射阻射点后处理不到位可能导致点周围有菌斑和软垢等的累积，不利于口腔卫生的维护。另外，由于树脂材料自身的强度问题，导板在使用中折裂的风险较高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有无牙颌种植技术中需要打印多个导板、多个导板之间可能存在适配性差的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

无牙颌种植用数字化多合一导板的制作方法，包括如下步骤：

S1：获得放射导板；

S2：在口腔内戴步骤S1获得的放射导板并采用CBCT设备扫描获得口腔的CBCT数据，使用光学扫描仪扫描放射导板获得放射导板的光学扫描数据，将CBCT数据和光学扫描数据进行拟合得到种植数据；

S3：根据种植数据确定种植体和固位钉的型号规格，并设计种植体和固位钉在颌骨中的三维位置，导出种植体引导导管和固位钉导管的数据；

S4：根据步骤S3中获得的种植体引导导管的数据设计种植引导部分插件，根据步骤S3中获得的固位钉导管的数据设计固位部分插件；

S5：根据步骤4设计的数据3D打印种植引导部分插件和固位钉部分插件，将所述种植引导部分插件、固位部分插件和放射导板装配得到三合一导板。

进一步优选的方案，所述步骤S1中获取放射导板的方法为：复制旧义齿设计放射导板，利用3D打印技术打印放射导板。

进一步优选的方案，所述步骤S1的具体步骤包括：首先检查旧义齿在患者口内的就位情况，当旧义齿与口内黏膜不贴时应重衬，然后对重衬后的义齿喷粉，使用光学扫描仪采集其磨光面和组织面的所有形态，导出为STL格式数据；将数据导入设计软件，在未来拟种植位点做开孔处理，开孔直径至少为10mm，唇侧设计直径为4mm的环形连接杆，义齿舌侧设计马蹄形加强板；在右侧同一就位道下，于右侧拟种植位点的近中邻面、远中邻面和舌侧添加底面宽为3.5mm、底面长为4mm、高度为5mm的立方体，并分别保存数据为STL格式文件，记为R1、R2和R3；在左侧同一就位道下，于左侧待种植区域做相同处理，保存相应的立方体STL文件为L1、L2和L3；在唇侧添加底面长宽均为4mm，高度为5mm的立方体，保存为STL格式文件，记为B1；利用布尔运算相交获得R1-1、R2-1、R3-1、L1-1、L2-1和L3-1，因而R1-1、R2-1、R3-1、L1-1、L2-1和L3-1复制了旧义齿的咬合面形态；利用布尔运算从导板中分别减去立方体R1、R2、R3、L1、L2、L3和B1，间隙设置为0.02mm，为未来种植引导导管的固位体和固位钉导管的固位体预留空间；在义齿的唇/颊、舌/腭侧面分别设计3～5个分散、深度为1.5mm、直径为2mm的浅凹，为放射阻射材料预留空间；树脂导板主体完成设计，3D打印完成导板打印及后处理之后，在唇/颊舌/腭侧预留的浅凹内填充放射阻射材料如暂封膏等。

进一步优选的方案，所述步骤S2的具体步骤包括：将步骤S1获得放射导板在口内就位无误后拍摄CBCT获得CBCT数据，取下放射导板并在表面喷遮光粉，避免扫描中树脂反光或透光导致的扫描偏差，使用口内扫描仪或模型扫描仪获取放射导板磨光面形态，这一步主要获得放射阻射点的形态，为放射导板与CBCT间的拟合提供参考点。

进一步优选的方案，所述步骤S3的具体步骤包括：拟合放射导板的光学扫描数据与CBCT数据，通过放射导板拟合旧义齿与CBCT数据，根据待种植区域颌骨数据选择种植体的型号和规格，结合旧义齿形态设计种植体在颌骨中的三维位置；根据种植体的三维位置设置前牙区唇侧的固位钉，调整固位钉进入颌骨的深度，应不小于5mm；设计种植引导导管和固位钉导管的内径、壁厚和偏移量参数；导出数据。

进一步优选的方案，所述步骤S4的具体步骤包括：步骤S1所得的R1-1、R2-1、R3-1分别是右侧种植引导导管在近中邻面、远中邻面和舌侧的固位体，L1-1、L2-1、L3-1分别是左侧种植引导导管在近中邻面、远中邻面和舌侧的固位体；除此之外，在左右两侧环形连接杆上选择一定区域，向上偏移0.02mm并翻转法向后作为弧形固位体的组织面，再向上偏移1mm作为弧形固位体的磨光面，合并封洞后完成弧形固位体，分别记为R4、L4；使用直径为2mm的曲线型连接杆连接种植引导导管和对应的4个固位体；完成种植引导部分插件设计。

进一步优选的方案，所述步骤S1所得的B1为固位钉导管的第二固位体，使用直径为3mm的弧形连接杆连接固位钉导管和第二固位体，并在固位钉导管之间设置连接部；完成固位部分插件设计。

进一步优选的方案，所述步骤S6包括以下子步骤：利用激光选区熔化技术打印步骤S4和步骤S5获得的种植引导部分插件和固位部分插件，后处理完成后，与步骤S1所得的树脂导板主体装配即可获得导板。

无牙颌种植用数字化多合一导板，包括导板主体、种植引导部分插件和固位部分插件，所述导板主体分别与所述种植引导部分插件和所述固位部分插件连接。

进一步优选的方案，所述导板主体包括牙颌模型导板、环形连接杆和马蹄形加强板，所述牙颌模型导板的唇侧设置有两个环形连接杆，所述牙颌模型导板的舌侧设置有所述马蹄形加强板。

进一步优选的方案，所述种植引导部分插件包括引导导管、弧形固位体和三个方形固位体，所述引导导管的外侧壁通过连接杆与弧形固位体和三个方形固位体连接，所述弧形固位体和三个方形固位体环绕在所述弧形固位体的外围，所述弧形固位体穿接在所述环形连接杆上。

进一步优选的方案，所述固位部分插件包括第二固位体和固位钉导管，所述固位钉导管与所述固位体之间采用弧形连接杆连接，所述固位体固定于所述导板主体的唇侧。

进一步优选的方案，所述放射导板的打印材质为树脂。

进一步优选的方案，所述种植引导部分插件和所述固位部分插件的打印材质为钛合金。

本发明采用不同材料制作不同部件，充分发挥材料优势。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明将传统无牙颌种植手术使用的放射导板、固位钉导板和种植手术导板通过可拆卸插件的形式合并在一个导板上，减少导板打印次数，节约材料，且导板主体部分只打印一次，避免多次打印导板之间产生的偏差；

2、本发明获得导板各部分之间组装方便，配合精准，利于无牙颌种植的准确顺利进行；

3、本发明的导板主体采用树脂，而种植引导部分插件和所述固位部分插件采用金属材料，在重量与强度之间进行很好的配合。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明多合一导板的制作流程图。

图2为本发明使用光学扫描仪复制旧义齿示意图。

图3为本发明树脂导板主体示意图。

图4为本发明种植规划示意图。

图5为本发明种植引导部分插件示意图。

图6为本发明固位钉导管部分插件示意图。

图7为本发明插件组装到导板主体的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-导板主体，2-种植区域，3-环形连接杆，4-加强板，5-弧形固位体，6-方形固位体，7-引导导管，8-固位钉导管，9-第二固位体。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

无牙颌种植用数字化多合一导板的制作方法，包括如下步骤：

S1：获得放射导板，获取放射导板的方法为：复制旧义齿设计放射导板，利用3D打印技术打印得到放射导板；

S2：在口腔内戴步骤S1获得的放射导板并采用CBCT设备扫描获得口腔的CBCT数据，使用光学扫描仪扫描放射导板获得放射导板的光学扫描数据，将CBCT数据和光学扫描数据进行拟合得到种植数据；

S3：根据种植数据确定种植体和固位钉的型号规格，并设计种植体和固位钉在颌骨中的三维位置，导出种植体引导导管7和固位钉导管8的数据；

S4：根据步骤S3中获得的种植体引导导管7的数据设计种植引导部分插件，根据步骤S3中获得的固位钉导管8的数据设计固位部分插件；

S5：根据步骤4设计的数据3D打印种植引导部分插件和固位部分插件，将所述种植引导部分插件、固位部分插件和放射导板装配得到三合一导板。

所述步骤S1的具体步骤包括：首先检查旧义齿在患者口内的就位情况，当旧义齿与口内黏膜不贴时应重衬，然后对重衬后的义齿喷粉，使用光学扫描仪采集其磨光面和组织面的所有形态，导出为STL格式数据，如图2所示；将数据导入设计软件，在未来拟种植位点做开孔处理，开孔直径至少为10mm，唇侧设计直径为4mm的环形连接杆3，义齿舌侧设计马蹄形加强板4；在右侧同一就位道下，于右侧拟种植位点的近中邻面、远中邻面和舌侧添加底面宽为3.5mm、底面长为4mm、高度为5mm的立方体，并分别保存数据为STL格式文件，记为R1、R2和R3；在左侧同一就位道下，于左侧待种植区域2做相同处理，保存相应的立方体STL文件为L1、L2和L3；在唇侧添加底面长宽均为4mm，高度为5mm的立方体，保存为STL格式文件，记为B1；利用布尔运算相交获得R1-1、R2-1、R3-1、L1-1、L2-1和L3-1，因而R1-1、R2-1、R3-1、L1-1、L2-1和L3-1复制了旧义齿的咬合面形态；利用布尔运算从导板中分别减去立方体R1、R2、R3、L1、L2、L3和B1，间隙设置为0.02mm，为未来种植引导导管7的固位体和固位钉导管8的固位体预留空间；在义齿的唇/颊、舌/腭侧面分别设计3～5个分散、深度为1.5mm、直径为2mm的浅凹，为放射阻射材料预留空间；树脂导板主体1完成设计，如图3所示，3D打印完成导板打印及后处理之后，在唇/颊舌/腭侧预留的浅凹内填充放射阻射材料如暂封膏等。

所述步骤S2的具体步骤包括：将步骤S1获得放射导板在口内就位无误后拍摄CBCT获得CBCT数据，取下放射导板并在表面喷遮光粉，避免扫描中树脂反光或透光导致的扫描偏差，使用口内扫描仪或模型扫描仪获取放射导板磨光面形态，这一步主要获得放射阻射点的形态，为放射导板与CBCT间的拟合提供参考点。

所述步骤S3的具体步骤包括：拟合放射导板的光学扫描数据与CBCT数据，通过放射导板拟合旧义齿与CBCT数据，根据待种植区域2颌骨数据选择种植体的型号和规格，结合旧义齿形态设计种植体在颌骨中的三维位置；根据种植体的三维位置设置前牙区唇侧的固位钉，调整固位钉进入颌骨的深度，应不小于5mm；设计种植引导导管7和固位钉导管8的内径、壁厚和偏移量参数；如图4所示；导出数据。

引导方式为全程引导或半程引导，导管材料为3D打印钛合金，以士卓曼系统为例，采用全程引导时，设计金属导管的内径为5.2mm，壁厚至少为0.5mm，偏移量＝所选钻针长度-种植体长度-钻针引导器厚度，钻针长度可选16mm、20mm和24mm，种植体长度可选8mm、10mm、12mm和14mm，钻针引导器厚度可选1mm和3mm；采用半程引导时，根据钻针直径确定金属导管内径，有金属导管内径＝钻针直径+0.2mm，保证钻针能顺利进入导管，壁厚至少为0.5mm，此时不需要使用钻针引导器，因此偏移量＝所选钻针长度-种植体长度。同理，固位钉导管8内径＝固位钉道预备钻针直径+0.2mm，所使用钻针工作长度为20mm，导管壁厚为1.0～1.5mm，偏移量＝钻针工作长度-固位钉进入骨内深度。

所述步骤S4的具体步骤包括：步骤S1所得的R1-1、R2-1、R3-1分别是右侧种植引导导管7在近中邻面、远中邻面和舌侧的固位体，L1-1、L2-1、L3-1分别是左侧种植引导导管7在近中邻面、远中邻面和舌侧的固位体；除此之外，在左右两侧环形连接杆3上选择一定区域，向上偏移0.02mm并翻转法向后作为弧形固位体5的组织面，再向上偏移1mm作为弧形固位体5的磨光面，合并封洞后完成弧形固位体5，分别记为R4、L4；使用直径为2mm的曲线型连接杆连接种植引导导管7和对应的4个固位体；完成种植引导部分插件设计，如图5所示。

所述步骤S1所得的B1为固位钉导管8的第二固位体9，使用直径为3mm的弧形连接杆连接固位钉导管8和第二固位体9，并在固位钉导管8之间设置连接部；完成固位部分插件设计，如图6所示。

所述步骤S6包括以下子步骤：利用激光选区熔化技术打印步骤S4和步骤S5获得的种植引导部分插件和固位部分插件，后处理完成后，与步骤S1所得的树脂导板主体1装配即可获得多合一导板，如图7所示。

实施例2

如图7所示，无牙颌种植用数字化多合一导板，包括导板主体1、种植引导部分插件和固位部分插件，所述导板主体1分别与所述种植引导部分插件和所述固位部分插件连接。

所述导板主体1包括牙颌模型导板、环形连接杆3和马蹄形加强板4，所述牙颌模型导板的唇侧设置有两个环形连接杆3，所述牙颌模型导板的舌侧设置有所述马蹄形加强板4，所述环形连接杆3和所述牙颌模型导板之间的空间为种植区域2。

所述种植引导部分插件包括引导导管7、弧形固位体5和三个方形固位体6，所述引导导管7的外侧壁通过连接杆与弧形固位体5和三个方形固位体6连接，所述弧形固位体5和三个方形固位体6环绕在所述弧形固位体5的外围，所述弧形固位体5穿接在所述环形连接杆3上。

所述固位部分插件包括第二固位体9和固位钉导管8，所述固位钉导管8与所述固位体之间采用弧形连接杆连接，所述固位体固定于所述导板主体1的唇侧。

所述放射导板的打印材质为树脂。

所述种植引导部分插件和所述固位部分插件的打印材质为钛合金。

本发明采用不同材料制作不同部件，充分发挥材料优势。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.无牙颌种植用数字化多合一导板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获得放射导板；

S2：在口腔内戴步骤S1获得的放射导板并采用CBCT设备扫描获得口腔的CBCT数据，并使用光学扫描仪扫描放射导板获得放射导板的光学扫描数据，将CBCT数据和光学扫描数据进行拟合得到种植数据；

S3：根据种植数据确定种植体和固位钉的型号规格，并设计种植体和固位钉在颌骨中的三维位置，导出种植体引导导管(7)和固位钉导管(8)的数据；

S4：根据步骤S3中获得的种植体引导导管(7)的数据设计种植引导部分插件，根据步骤S3中获得的固位钉导管(8)的数据设计固位部分插件；

S5：根据步骤S4设计的数据3D打印种植引导部分插件和固位部分插件，将所述种植引导部分插件、固位部分插件和放射导板装配得到三合一导板；

所述步骤S1的具体步骤包括：首先检查旧义齿在患者口内的就位情况，当旧义齿与口内黏膜不贴时应重衬，然后对重衬后的义齿喷粉，使用光学扫描仪采集其磨光面和组织面的所有形态，导出为STL格式数据；将数据导入设计软件，在未来拟种植位点做开孔处理，唇侧设计环形连接杆(3)，义齿舌侧设计马蹄形加强板(4)；在右侧同一就位道下，于右侧待种植位点的近中邻面、远中邻面和舌侧添加立方体，并分别保存数据，记为R1、R2和R3；在左侧同一就位道下，于左侧待种植区域(2)做相同处理，保存相应的立方体文件为L1、L2和L3；在唇侧添加第二固位体(9)，保存为STL格式数据，记为B1；利用布尔运算相交获得R1-1、R2-1、R3-1、L1-1、L2-1和L3-1，因而R1-1、R2-1、R3-1、L1-1、L2-1和L3-1复制了旧义齿的咬合面形态；利用布尔运算从导板中分别减去立方体R1、R2、R3、L1、L2、L3和B1，设置间隙，为未来种植引导部分插件的固位体和固位部分插件的固位体预留空间；在义齿的唇/颊和舌/腭侧面分别设计3～5个分散的浅凹，为放射阻射材料预留空间；树脂导板主体(1)完成设计，3D打印完成导板打印及后处理之后，在唇/颊舌/腭侧预留的浅凹内填充放射阻射材料。

2.根据权利要求1所述的无牙颌种植用数字化多合一导板的制作方法，其特征在于，所述步骤S1中获取放射导板的方法为：复制旧义齿设计放射导板，利用3D打印技术打印放射导板。

3.根据权利要求1或2所述的无牙颌种植用数字化多合一导板的制作方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：拟合放射导板的光学扫描数据与CBCT数据，通过放射导板拟合旧义齿与CBCT数据，根据待种植区域(2)颌骨数据选择种植体的型号和规格，结合旧义齿形态设计种植体在颌骨中的三维位置；根据种植体的三维位置设置前牙区唇侧的固位钉，调整固位钉进入颌骨的深度，设计种植引导导管(7)和固位钉导管(8)的内径、壁厚和偏移量参数；导出数据。

4.根据权利要求1所述的无牙颌种植用数字化多合一导板的制作方法，其特征在于，所述步骤S4的具体步骤包括：步骤S1所得的R1-1、R2-1、R3-1分别是右侧种植引导导管(7)在近中邻面、远中邻面和舌侧的方形固位体(6)，L1-1、L2-1、L3-1分别是左侧种植引导导管(7)在近中邻面、远中邻面和舌侧的方形固位体(6)；除此之外，在左右两侧环形连接杆(3)上选择一定区域，向上偏移并翻转法向后作为弧形固位体(5)的组织面，再向上偏移作为环形固位体的磨光面，合并封洞后完成弧形固位体(5)，分别记为R4、L4；使用曲线型连接杆连接种植引导导管(7)和对应的4个固位体；完成种植引导部分插件设计。

5.根据权利要求1所述的无牙颌种植用数字化多合一导板的制作方法，其特征在于，所述步骤S1所得的B1为固位钉导管(8)的第二固位体(9)，使用弧形连接杆连接固位钉导管(8)和第二固位体(9)，并在固位钉导管(8)之间设置连接部；完成固位部分插件设计。

6.无牙颌种植用数字化多合一导板，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的制作方法制作，包括导板主体(1)、种植引导部分插件和固位部分插件，所述导板主体(1)分别与所述种植引导部分插件和所述固位部分插件连接。

7.根据权利要求6所述的无牙颌种植用数字化多合一导板，其特征在于，所述导板主体(1)包括牙颌模型导板、环形连接杆(3)和马蹄形加强板(4)，所述牙颌模型导板的唇侧设置有两个环形连接杆(3)，所述牙颌模型导板的舌侧设置有所述马蹄形加强板(4)。

8.根据权利要求7所述的无牙颌种植用数字化多合一导板，其特征在于，所述种植引导部分插件包括引导导管(7)、弧形固位体(5)和三个方形固位体(6)，所述引导导管(7)的外侧壁通过连接杆与弧形固位体(5)和三个方形固位体(6)连接，所述弧形固位体(5)和三个方形固位体(6)环绕在所述弧形固位体(5)的外围，所述弧形固位体(5)穿接在所述环形连接杆(3)上。

9.根据权利要求6-8任一项所述的无牙颌种植用数字化多合一导板，其特征在于，所述固位部分插件包括第二固位体(9)和固位钉导管(8)，所述固位钉导管(8)与所述第二固位体(9)之间采用弧形连接杆连接，所述固位体固定于所述导板主体(1)的唇侧。

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