CN113069229A - 一种具有多段结构的3d打印根骨植入体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，包括牙冠以及设置在牙冠底部的种植体，种植体的顶部开设有固定槽，且固定槽的内部活动连接有基台，基台的顶部依次贯穿固定槽和牙冠并延伸至牙冠的内部，所述基台的表面且位于种植体的顶部固定连接有生物硅胶片，本发明涉及种植体技术领域。该具有多段结构的3D打印根骨植入体，通过多段螺纹的设置可有效提高种植体的切削以及抓骨能力，实现种植体固定的稳定性，在种植体根部，通过微孔可释放纳米羟基磷灰石涂层，有利于种植体表面的骨组织长入，能够促进骨整合，同时TiN纳米涂层具有显著的抗菌性能，有效印制细菌的产生，也提高了口腔内部种植体周围的结缔组织结合能力。

Description

一种具有多段结构的3D打印根骨植入体
技术领域
本发明涉及种植体技术领域，具体为一种具有多段结构的3D打印根骨植入体。
背景技术
口腔种植体又称为牙种植体，还称为人工牙根，是通过外科手术的方式将其植入人体缺牙部位的上下颌骨内，待其手术伤口愈合后，在其上部安装修复假牙的装置，牙种植体由(1)体部:既种植义齿植入人体组织的部分、(2)颈部以及(3)基桩或基台部组成，体部:是种植体植入人体组织内的部分，按其植入部位又分为:A.植入粘骨膜或B.植入软组织内，2.颈部:是连接体部与基桩或基台的部分，3.基桩或基台:是牙种植体暴露于粘膜外的部分，为其上部结构的人工义齿提供支持、固位和稳定作用，口腔种植体按其材料不同，分为1.金属与合金材料类：包括金、316L不锈钢(铁－铬－镍合金)、铸造钴铬钼合金、钛及合金等，2.陶瓷材料类：包括生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷、生物降解性陶瓷等，3.碳素材料类：包括玻璃碳、低温各向同性碳等，4.高分子材料类：包括丙烯酸酯类和聚四氟乙烯类等，5.复合材料类，即以上两种或两种以上材料的复合，如金属表面喷涂陶瓷等。
通过植入牙种植体可解决患者缺失牙的问题，由于钛合金有良好的生物相容性，因此钛合金种植体在口腔种植领域得到了广泛的应用，而现有种植体在固定过后，因其切削以及抓骨性能较差，导致种植体的稳定性降低，易发生松动，同时种植体与口腔内部周围的结缔组织结合能力较弱，易导致细菌的粘附，不利于患者的后续恢复，因此针对以上问题，本发明提供了一种具有多段结构的3D打印根骨植入体。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，解决了现有种植体在固定过后，因其切削以及抓骨性能较差，导致种植体的稳定性降低，易发生松动，同时种植体与口腔内部周围的结缔组织结合能力较弱，易导致细菌的粘附，不利于患者后续恢复的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，包括牙冠以及设置在牙冠底部的种植体，所述种植体的顶部开设有固定槽，且固定槽的内部活动连接有基台，所述基台的顶部依次贯穿固定槽和牙冠并延伸至牙冠的内部，所述基台的表面且位于种植体的顶部固定连接有生物硅胶片，所述固定槽内壁的底部固定连接有缓冲垫，所述基台内壁的底部螺纹连接有紧固螺钉，所述紧固螺钉的底端依次贯穿缓冲垫、固定槽和种植体并延伸至种植体的内部，所述种植体的内部且位于固定槽的底部开设有与紧固螺钉相适配的螺纹孔，所述种植体表面的上部固定连接有第一螺纹段，所述种植体表面的中部固定连接有第二螺纹段，所述种植体表面的底部固定连接有第三螺纹段，所述种植体内部的底部开设有活动槽，且活动槽的内壁通过粘合剂粘合有纳米羟基磷灰石涂层，所述种植体表面的底部开设有微孔。
优选的，所述第一螺纹段、第二螺纹段和第三螺纹段的表面均涂覆有TiN纳米涂层，所述第一螺纹段相邻两个牙缝之间的螺距为0.7mm。
优选的，所述第二螺纹段相邻两个牙缝之间的螺距为0.5mm，所述第三螺纹段相邻两个牙缝之间的螺距为0.3mm。
优选的，所述牙冠的内部设置有凹槽，所述基台的顶部嵌在凹槽内，所述基台顶部与牙冠的凹槽为过盈配合。
优选的，所述缓冲垫的顶部与基台的底部相接触。
优选的，所述微孔的深度为400-600微米，且微孔的孔直径为30-50微米。
优选的，所述微孔用于释放纳米羟基磷灰石涂层。
优选的，所述缓冲垫为环形状结构，且缓冲垫采用PEEK树脂材料制成，用于避免基台与种植体之间的直接碰撞。
本发明还公开了一种制备根骨植入体的方法，具体包括以下步骤：
S1、种植体的模型设计：获取患者的牙齿模型，用三维设计软件绘制相应的牙冠和种植体，将设计完成的结构模型输出为STL数据格式，导入商用前处理软件之中，设定切片层厚为0.03～0.06mm，形成切片文件；
S2、将步骤1所得的切片文件导入激光3D打印机中，设定具体的激光加工参数：激光功率：280KW～360KW，扫描速度：800～1250mm/s，搭接率：35％～60％，铺粉层厚与切片层厚保持一致，进行3D打印，得到3D打印根骨植入体。
本发明提供了一种具有多段结构的3D打印根骨植入体。具备以下有益效果：
(1)、该具有多段结构的3D打印根骨植入体，通过包括牙冠以及设置在牙冠底部的种植体，种植体的顶部开设有固定槽，且固定槽的内部活动连接有基台，基台的顶部依次贯穿固定槽和牙冠并延伸至牙冠的内部，基台的表面且位于种植体的顶部固定连接有生物硅胶片，固定槽内壁的底部固定连接有缓冲垫，基台内壁的底部螺纹连接有紧固螺钉，紧固螺钉的底端依次贯穿缓冲垫、固定槽和种植体并延伸至种植体的内部，种植体的内部且位于固定槽的底部开设有与紧固螺钉相适配的螺纹孔，种植体表面的上部固定连接有第一螺纹段，种植体表面的中部固定连接有第二螺纹段，种植体表面的底部固定连接有第三螺纹段，种植体内部的底部开设有活动槽，且活动槽的内壁通过粘合剂粘合有纳米羟基磷灰石涂层，种植体表面的底部开设有微孔，第一螺纹段、第二螺纹段和第三螺纹段的表面均涂覆有TiN纳米涂层，通过多段螺纹的设置可有效提高种植体的切削以及抓骨能力，实现种植体固定的稳定性，在种植体根部，通过微孔可释放纳米羟基磷灰石涂层，有利于种植体表面的骨组织长入，能够促进骨整合，同时TiN纳米涂层具有显著的抗菌性能，有效印制细菌的产生，也提高了口腔内部种植体周围的结缔组织结合能力。
(2)、该具有多段结构的3D打印根骨植入体，通过固定槽内壁的底部固定连接有缓冲垫，缓冲垫为环形状结构，且缓冲垫采用PEEK树脂材料制成，用于避免基台与种植体之间的直接碰撞，可实现增加了基台与种植体之间的缓冲性能，提高患者在咬合时的舒适性，带来自然咀嚼感。
(3)、该具有多段结构的3D打印根骨植入体，通过基台内壁的底部螺纹连接有紧固螺钉，紧固螺钉的底端依次贯穿缓冲垫、固定槽和种植体并延伸至种植体的内部，种植体的内部且位于固定槽的底部开设有与紧固螺钉相适配的螺纹孔，可实现对基台与种植体之间进行紧固固定，为后续牙冠的固定奠定了基础。
附图说明
图1为本发明结构的剖视图；
图2为本发明种植体的结构示意图；
图3为本发明种植体的根部剖视图；
图4为本发明基台结构的剖视图；
图5为本发明的流程图。
图中：1-牙冠、2-种植体、3-固定槽、4-基台、5-生物硅胶片、6-缓冲垫、7-紧固螺钉、8-第一螺纹段、9-螺纹孔、10-第二螺纹段、11-第三螺纹段、12-活动槽、13-纳米羟基磷灰石涂层、14-微孔。
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1-5，本发明实施例提供一种技术方案：一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，通过多段螺纹的设置可有效提高种植体2的切削以及抓骨能力，实现种植体2固定的稳定性，在种植体2根部，通过微孔14可释放纳米羟基磷灰石涂层13，有利于种植体2表面的骨组织长入，能够促进骨整合，同时TiN纳米涂层具有显著的抗菌性能，有效印制细菌的产生，也提高了口腔内部种植体2周围的结缔组织结合能力，包括牙冠1以及设置在牙冠1底部的种植体2，种植体2的顶部开设有固定槽3，且固定槽3的内部活动连接有基台4，基台4的顶部依次贯穿固定槽3和牙冠1并延伸至牙冠1的内部，基台4的表面且位于种植体2的顶部固定连接有生物硅胶片5，固定槽3内壁的底部固定连接有缓冲垫6，基台4内壁的底部螺纹连接有紧固螺钉7，可实现对基台4与种植体2之间进行紧固固定，为后续牙冠1的固定奠定了基础，紧固螺钉7的底端依次贯穿缓冲垫6、固定槽3和种植体2并延伸至种植体2的内部，可实现增加了基台4与种植体2之间的缓冲性能，提高患者在咬合时的舒适性，带来自然咀嚼感，种植体2的内部且位于固定槽3的底部开设有与紧固螺钉7相适配的螺纹孔9，种植体2表面的上部固定连接有第一螺纹段8，种植体2表面的中部固定连接有第二螺纹段10，种植体2表面的底部固定连接有第三螺纹段11，种植体2内部的底部开设有活动槽12，且活动槽12的内壁通过粘合剂粘合有纳米羟基磷灰石涂层13，种植体2表面的底部开设有微孔14。
本发明实施例中，第一螺纹段8、第二螺纹段10和第三螺纹段11的表面均涂覆有TiN纳米涂层，第一螺纹段8相邻两个牙缝之间的螺距为0.7mm，氮化钛是一种化合物，分子式是TiN，分子量为61.88，TiN粉末一般呈黄褐色，超细TiN粉末呈黑色，而TiN晶体呈金黄色，TiN熔点为2950℃，莫氏硬度8-9，抗热冲击性好，TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高，而密度却比大多数金属氮化物低。
本发明实施例中，第二螺纹段10相邻两个牙缝之间的螺距为0.5mm，第三螺纹段11相邻两个牙缝之间的螺距为0.3mm。
本发明实施例中，牙冠1的内部设置有凹槽，基台4的顶部嵌在凹槽内，基台4顶部与牙冠1的凹槽为过盈配合。
本发明实施例中，缓冲垫6的顶部与基台4的底部相接触。
本发明实施例中，微孔14的深度为400-600微米，且微孔14的孔直径为30-50微米。
本发明实施例中，微孔14用于释放纳米羟基磷灰石涂层13。
本发明实施例中，缓冲垫6为环形状结构，且缓冲垫6采用PEEK树脂材料制成，用于避免基台4与种植体2之间的直接碰撞。
本发明还公开了一种制备根骨植入体的方法，具体包括以下步骤：
S1、种植体的模型设计：获取患者的牙齿模型，用三维设计软件绘制相应的牙冠(1)和种植体(2)，将设计完成的结构模型输出为STL数据格式，导入商用前处理软件之中，设定切片层厚为0.03～0.06mm，形成切片文件；
S2、将步骤1所得的切片文件导入激光3D打印机中，设定具体的激光加工参数：激光功率：280KW～360KW，扫描速度：800～1250mm/s，搭接率：35％～60％，铺粉层厚与切片层厚保持一致，进行3D打印，得到3D打印根骨植入体。
使用时，先在患者需要植入的部位将牙龈切开在牙槽骨上钻孔，孔的直径要略小于种植体2的直径，然后将种植体2旋转插入孔内，通过第一螺纹段8、第二螺纹段10以及第三螺纹段11的设置提高了种植体2的抓骨性能，具有自锁死效果，使种植体2固定的稳定性提高，然后将基台4的底部插入固定槽3内部，使得基台4底部与缓冲垫6顶部相接触，再将紧固螺钉7依次穿过基台4和缓冲垫6并旋转入螺纹孔9内部，从而实现基台4与种植体2之间的固定，然后将牙冠1插在基台4顶部进行固定，纳米羟基磷灰石涂层13通过种植体2根部上的微孔14释放出来，有利于骨组织长入，加入调控骨修复的蛋白，能更好地促进骨整合，TiN纳米涂层具有良好的抗菌性，能够抑制细菌的产生，同时也能促进牙龈成纤维细胞的增殖和粘附。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (9)

1.一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，包括牙冠(1)以及设置在牙冠(1)底部的种植体(2)，其特征在于：所述种植体(2)的顶部开设有固定槽(3)，且固定槽(3)的内部活动连接有基台(4)，所述基台(4)的顶部依次贯穿固定槽(3)和牙冠(1)并延伸至牙冠(1)的内部，所述基台(4)的表面且位于种植体(2)的顶部固定连接有生物硅胶片(5)，所述固定槽(3)内壁的底部固定连接有缓冲垫(6)，所述基台(4)内壁的底部螺纹连接有紧固螺钉(7)，所述紧固螺钉(7)的底端依次贯穿缓冲垫(6)、固定槽(3)和种植体(2)并延伸至种植体(2)的内部，所述种植体(2)的内部且位于固定槽(3)的底部开设有与紧固螺钉(7)相适配的螺纹孔(9)，所述种植体(2)表面的上部固定连接有第一螺纹段(8)，所述种植体(2)表面的中部固定连接有第二螺纹段(10)，所述种植体(2)表面的底部固定连接有第三螺纹段(11)，所述种植体(2)内部的底部开设有活动槽(12)，且活动槽(12)的内壁通过粘合剂粘合有纳米羟基磷灰石涂层(13)，所述种植体(2)表面的底部开设有微孔(14)。
2.根据权利要求1所述的一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，其特征在于：所述第一螺纹段(8)、第二螺纹段(10)和第三螺纹段(11)的表面均涂覆有TiN纳米涂层，所述第一螺纹段(8)相邻两个牙缝之间的螺距为0.7mm。
3.根据权利要求1所述的一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，其特征在于：所述第二螺纹段(10)相邻两个牙缝之间的螺距为0.5mm，所述第三螺纹段(11)相邻两个牙缝之间的螺距为0.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，其特征在于：所述牙冠(1)的内部设置有凹槽，所述基台(4)的顶部嵌在凹槽内，所述基台(4)顶部与牙冠(1)的凹槽为过盈配合。
5.根据权利要求1所述的一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，其特征在于：所述缓冲垫(6)的顶部与基台(4)的底部相接触。
6.根据权利要求1所述的一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，其特征在于：所述微孔(14)的深度为400-600微米，且微孔(14)的孔直径为30-50微米。
7.根据权利要求1所述的一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，其特征在于：所述微孔(14)用于释放纳米羟基磷灰石涂层(13)。
8.根据权利要求1所述的一种具有多段结构的3D打印根骨植入体，其特征在于：所述缓冲垫(6)为环形状结构，且缓冲垫(6)采用PEEK树脂材料制成，用于避免基台(4)与种植体(2)之间的直接碰撞。
9.一种制备权利要求1-8任意一项所述根骨植入体的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、种植体的模型设计：获取患者的牙齿模型，用三维设计软件绘制相应的牙冠(1)和种植体(2)，将设计完成的结构模型输出为STL数据格式，导入商用前处理软件之中，设定切片层厚为0.03～0.06mm，形成切片文件；
S2、将步骤1所得的切片文件导入激光3D打印机中，设定具体的激光加工参数：激光功率：280KW～360KW，扫描速度：800～1250mm/s，搭接率：35％～60％，铺粉层厚与切片层厚保持一致，进行3D打印，得到3D打印根骨植入体。
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