CN113262063A - 一种个别托盘的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于牙科医疗技术领域，公开了一种个别托盘的制作方法。本发明包括以下步骤：1)光固化个别托盘的设计与制作；2)边缘整塑；3)数字化个别托盘的光模获取及设计；4)数字化个别托盘的实体打印；5)开口终印模和闭口终印模的制取。本申请通过个别托盘腭中缝的开窗设计，预留无压力或仅有微小压力区域，以获取不变形或仅有微小变形的精细印模，作为数字化三维模型的公共部分进行全局配准，提升光模拟合精度，边缘整塑后模型扫描仪扫描，导入逆向工程软件加以设计，三维打印获取托盘实体，保证不同印模技术运用的个别托盘组织面及边缘整塑效果的一致性，精准控制研究变量，使结果更加客观、可比和可信。

Description

一种个别托盘的制作方法

技术领域

本发明属于牙科医疗技术领域，具体涉及一种个别托盘的制作方法。

背景技术

牙列缺失是指整个牙弓上不存留任何天然牙或牙根，又称无牙颌。全口义齿，顾名思义是指患者全牙列缺失时佩戴的义齿，其采用人工材料以替代缺失的上颌或下颌完整牙列(人工牙)及相关组织(基托)，是临床上无牙颌患者最常见的修复方式。全口义齿修复前，需通过可塑性印模材料来复制无牙颌牙槽嵴和周围软硬组织的解剖形态，以便为后续技工制作义齿提供良好的结构基础。精确的无牙颌印模是成功镶复全口义齿的关键。理想的印模应该是制取过程中能避免柔软而富有黏弹性的黏膜面受压发生形变移位，直接复制其原样形态所制取的印模，即使是撤除托盘时印模也不会发生变形和应力形变。然而，在实际临床操作过程中，完全无压的印模几乎是不可能实现的，这是由于：尽管黏膜的厚薄、弹性、活动度各不相同，但均表现出一定的柔软度和被压缩性，即受压发生形变及移位的性质，受压移位量的多少也因其解剖位置、组织结构、承载或传递负荷的能力以及受力的方向、大小、作用点的差异有所变化。这种基托下黏膜组织的应力分布和形变程度恰恰是造成义齿临床修复效果不佳，患者黏膜压痛，溃疡形成，甚至剩余牙槽嵴吸收等问题的根本原因。因此，如何减少无牙颌黏膜变形移位，提高印模制取精度成为目前全口义齿研究中凾待解决的首要问题。

在无牙颌印模制取过程中，印模技术扮演了极为重要的角色，成为各项研究和创新的突破口。根据印模制取时患者张口与否，印模技术可分为开口式印模和闭口式印模。前者是患者在半张口状态下被动获取的，由临床医生向托盘手动加压，协助患者做各种肌功能动作，印模精度与医生技术水平有关(如图21)；后者则是先取初印模，灌制模型，在模型上制作暂基托并形成蜡合堤，用蜡合堤形成颌位记录后，将印模材涂布于暂基托的组织面，引入口中，咬在正中颌位，借生理性咀嚼压力使印模材均匀分布，患者以主动方式完成印模及边缘整塑，印模精度受自身咬合压力的影响较大(如图22)。这两种取模方式的不同，会对黏膜产生不同的压力，使其发生不同程度的变形，制取的印模与患者口内真实的黏膜状态之间出现差异。那么，究竟哪一种印模技术给黏膜组织施加的压力更小，产生的变形移位更少，制取的印模精度更高呢？研究和比较这两种印模方式对模型精度的影响，对临床上无牙颌患者的修复治疗有着重要的指导意义。

现有技术方案：

一、石膏模型间接扫描

为同一受试者分别制取开口印模：成品托盘加藻酸盐获取初印模，灌制初模型，在初模型上制作光固化个别托盘，边缘整塑后聚醚橡胶制取终印模；闭口印模：使用模型扫描仪扫描初模型，并将扫描文件传输到CAD设计软件，使用软件的个别托盘模块设计制作个别托盘。上颌的垂直距离及前牙位置通过移动可拆卸的咬合板(四点支撑可以连接到咬合板上)来设定(如图23)；下颌托盘在前牙位置形成一个短的颌堤，正中关系通过与上颌板咬合来确定；下颌短颌堤及上颌咬合板的后牙区设有凹槽，以确保硅橡胶咬合材料的稳定(如图24)；托盘整体为印模材预留约4mm的三维空间。使用具有自动边缘整塑功能的成型机将边缘整塑蜡添加到上颌托盘放置于口腔内正确位置，移动托盘到上颌前牙的前、后、上、下位，树脂固定，传统方法制取终印模；上颌终印模复位于口腔内，利用后牙咬合法确定正中关系，嘱受试者闭口，使下颌短颌堤与上颌咬合板接触。根据需要磨除咬合板或短颌堤，确保垂直距离准确可靠，下颌边缘整塑后复查预置垂直距离和正中关系，闭口印模技术制取终印模。

将上述制取的开、闭口终印模灌制石膏模型，模型扫描仪扫描获取STL格式文件，导入Geomagic Control 2014软件，采用软件自带的“最佳拟合算法”进行表面匹配(如图25)。

二、印模直接扫描

目前该方法用于开、闭口式印模的三维比较尚未见报道，现以口内扫描与开口式印模为例予以说明。使用口内扫描仪扫描受试者上下颌，获取相应的STL 数据信息(如图26)，导入软件程序，根据工作流程设计个别托盘，印模材的空间设置为1mm，3D打印机完成制作。常规制取开口印模，使用相同的口内扫描仪扫描，STL格式保存(如图27)，导入逆向工程软件。以口内扫描光模为参考，开口式印模为测试光模，执行两阶段最佳拟合比对分析(如图28)。

现有无牙颌印模技术比较研究的缺点：

石膏模型间接扫描的局限性在于：传统手工方法制作个别托盘程序繁琐，操作技巧性较强，即便是经验丰富的同一术者也不能保证开、闭口两个别托盘组织面的完全一致；边缘整塑的效果也依赖于医生的主观判断，或多或少存在偏差，边缘整塑蜡固化后脆性增加，极易破裂脱落，若印模不能一次性制取到位，清除印模材后大概率需重复整塑过程，这对初学者来说是极其不利的；虽然新型改良托盘在一定程度上可获取患者正确的垂直距离及正中关系，但操作较为复杂，易引导患者下颌前伸，咬合板或短颌堤磨除调改也不方便；另外，这种方法的光学扫描是在石膏模型上进行的，灌制过程中产生的人为误差及材料变形不可避免；尽管三维数字化扫描技术的介入已使软组织的三维形态差异量化评估成为可能，但数字化三维模型能否实现可靠的高精度重叠还有待考究。目前的临床研究在光模拟合时均采用直接叠加，软件自带“最佳拟合对齐”命令进行表面匹配，拟合精度较低。印模直接扫描虽有效规避了石膏灌制带来的人为误差，降低了材料消耗和成本，但两两拟合时仍无公共配准区域的应用，且这种方法在开、闭口印模技术的比较方面还未见报道。

要研究和比较不同印模方式对模型精度的影响，首先要做的就是控制除观察指标以外的变量均衡可比，即保证开、闭口两种印模技术运用的个别托盘组织面及边缘整塑效果的一致性，尽可能地减少人为因素及材料变形带来的实验误差。其次，要致力于提升拟合精度，光模正确叠加与否，将直接影响比较结果。鉴于此，以上两种研究方法还未能完全达到比对要求，需要进一步改进。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种个别托盘的制作方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种个别托盘的制作方法，包括以下步骤：

1)光固化个别托盘的设计与制作：

选择合适的成品无牙颌托盘加藻酸盐制取初印模，通过油泥型硅橡胶获取初步颌位关系并围模灌注，上架，在初印模上制作光固化树脂材质的个别托盘，并选取切牙乳头中点至腭小凹中点连线的中2/3区域开窗，形成椭圆形的开窗区域，得到光固化个别托盘；

2)边缘整塑：

在光固化个别托盘的边缘涂覆整塑蜡；

3)数字化个别托盘的光模获取及设计：

三维扫描边缘整塑后的光固化个别托盘，分别获取光固化个别托盘的组织面数据信息与磨光面数据信息，将组织面与磨光面配准合并为完整的个别托盘数据信息，设计形成开口式托盘；

将开口式托盘的把手去除，于开口式托盘的牙槽嵴顶区域对应的磨光面设计不规则形固位体，设计形成闭口式托盘；

4)数字化个别托盘的实体打印：

将开口式托盘的文件与闭口式托盘的文件分别导入三维打印机，完成开口式托盘的实体打印和闭口式托盘的实体打印，得到开口式托盘实体和闭口式托盘实体，制作出最终的两个个别托盘。

进一步优选的是，在进行个别托盘的设计与制作时，形成的开窗区域的短轴长为9-11mm。

更进一步优选的是，在光固化个别托盘的边缘涂覆整塑蜡前，先将整塑蜡置酒精灯烤软，然后再将烤软的整塑蜡涂覆于光固化个别托盘的边缘。

更进一步优选的是，将边缘整塑后的光固化个别托盘，在边缘的整塑蜡流动性较高时置于患者口内，用以通过患者主动的肌功能整塑运动实现精准定型。

更进一步优选的是，采用石膏模型三维激光扫描仪三维扫描边缘整塑后的光固化个别托盘，分别获取光固化个别托盘的组织面数据信息与磨光面数据信息，文件均以STL格式保存，导入Geomagic Wrap 2017软件，修剪组织面与磨光面以外的多余面片，根据开窗区域椭圆的轴端点进行注册，将组织面与磨光面配准在一起，利用“合并”命令将两部分合并为完整的个别托盘，设计形成开口式托盘。

更进一步优选的是，将开口式托盘中形成的把手去除，利用Geomagic Wrap 2017软件“边界-创建-样条边界-应用-确定-有界组件”命令将开口式托盘中形成的把手选中，“DELETE”命令去除，利用“多边形-填充单个孔-搭桥-内部孔-填充单个孔”命令对镂空部分进行填充后，利用“边界-删除所有边界”命令删除上述创建的样条边界，应用“偏移”功能，于牙槽嵴顶区域对应的磨光面设计不规则形固位体，设计形成闭口式托盘。

更进一步优选的是，将实体打印出的闭口式托盘实体，依据初步颌位关系于闭口式托盘实体制作蜡颌堤，用以置于患者口内调试至合适高度。

更进一步优选的是，在开口式托盘实体和加了蜡颌堤的闭口式托盘实体上均涂抹适量的聚醚橡胶，分别制取开口式印模和闭口式印模。

更进一步优选的是，将制得的闭口式印模旋转置于患者口内，用以患者进行主动肌功能修整至闭口终印模完全结固。

更进一步优选的是，若开口终印模的开窗区域和/或闭口终印模的开窗区域对应的印模部分一次性制取不完整，则完整去除开窗区域对应的聚醚橡胶，托盘复位后用聚醚枪注射再次制取，形成最终的开口终印模和/或闭口终印模。

本发明的有益效果为：

本申请发明了一种用于无牙颌印模精度比较的数字化设计和制作的上颌个别托盘：通过个别托盘腭中缝的开窗设计，预留无压力或仅有微小压力区域，以获取不变形或仅有微小变形的精细印模，作为数字化三维模型的公共部分进行全局配准，提升光模拟合精度，边缘整塑后模型扫描仪扫描，生成STL格式文件，导入逆向工程软件加以设计，三维打印获取托盘实体，从而保证不同印模技术运用的个别托盘组织面及边缘整塑效果的一致性，精准控制研究变量，使结果更加客观、可比和可信。

附图说明

图1是本发明中为患者制取的初模型的结构示意图；

图2是本发明中在初模型上展示光固化个别托盘磨光面的示意图；

图3是本发明中的光固化个别托盘的组织面示意图；

图4是本发明中光固化个别托盘边缘整塑后的结构示意图；

图5是本发明中开口式托盘的组织面示意图；

图6是本发明中开口式托盘的磨光面示意图；

图7是本发明中闭口式托盘的磨光面的正视图；

图8是本发明中闭口式托盘的磨光面三维示意图；

图9是本发明中开口式托盘实体的组织面示意图；

图10是本发明中开口式托盘实体的磨光面示意图；

图11是本发明中闭口式托盘实体的组织面示意图；

图12是本发明中闭口式托盘实体的磨光面示意图；

图13是本发明中闭口式托盘实体制作蜡颌堤后在患者口内调试过程的效果图；

图14是本发明中闭口式托盘实体制作蜡颌堤后在患者口内调试好后的示意图；

图15是本发明中开口式印模制取的效果图；

图16是本发明中闭口式印模制取的效果图；

图17是本发明中最终制得的开口式印模的示意图；

图18是本发明中最终制得的闭口式印模的示意图；

图19是本发明中开口式印模和闭口式印模完整去除开窗区域印模材的示意图；

图20是本发明中开口式印模和闭口式印模口内复位后开窗区域聚醚枪注射二次取模的示意图；

图21是不同医生进行开口式印模时的示意图；

图22是患者在不同咬合压力下进行闭口式印模时的示意图；

图23是石膏模型间接扫描方案中上颌的垂直距离及前牙位置通过移动可拆卸的咬合板来设定时的示意图；

图24是石膏模型间接扫描方案中下颌短颌堤及上颌咬合板的后牙区设有凹槽时的示意图；

图25是石膏模型间接扫描方案中采用Geomagic Control 2014软件对石膏模型进行表面匹配时的示意图；

图26是印模直接扫描中使用口内扫描仪扫描受试者上下颌后获取相应的 STL数据信息图；

图27是印模直接扫描中常规制取开口印模时使用相同的口内扫描仪扫描后保存的STL格式图；

图28是印模直接扫描中以口内扫描光模为参考，开口式印模为测试光模，执行两阶段最佳拟合比对分析的示意图。

图中：1-初模型；2-切牙乳头；3-腭小凹；4-开窗区域；5-光固化个别托盘；6-整塑蜡；7-轴端点；8-开口式托盘；9-不规则形固位体；10-闭口式托盘； 11-开口式托盘实体；12-闭口式托盘实体；13-开口终印模；14-闭口终印模。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例：

本实施例提供一种个别托盘的制作方法，包括开口式托盘实体和闭口式托盘实体，包括以下步骤：

1)光固化个别托盘的设计与制作：

选择合适的成品无牙颌托盘加藻酸盐(登士柏，中国天津)为患者制取初印模，通过油泥型硅橡胶获取初步颌位关系并围模灌注，获得初模型1(如图1 所示)，上架，在初模型1上制作光固化树脂材质个别托盘(DMG，德国)，选取切牙乳头2中点至腭小凹3中点连线的中2/3区域开窗，形成椭圆形的开窗区域4，得到光固化个别托盘5(如图2和图3所示)，其中，形成的开窗区域4 的短轴长为9-11mm，比如9.0mm、10.0mm或11.0mm等，优选为10mm，目的是预留无压力或仅有微小压力区域，以便提升后续光模拟合精度。

2)边缘整塑：

将整塑蜡(GC，日本)置酒精灯烤软后，在光固化个别托盘5的边缘涂覆整塑蜡6,涂覆时按照现有方式分次、分段地涂覆于光固化个别托盘5的边缘即可，如图4所示，在边缘的整塑蜡流动性较高时放入患者口内，嘱患者进行主动的肌功能整塑运动，实现精准定型。

3)数字化个别托盘的光模获取及设计：

采用石膏模型三维激光扫描仪(Ceramill Map 600)三维扫描上述边缘整塑后的光固化个别托盘5，分别获取光固化个别托盘5的组织面数据信息与磨光面数据信息，文件均以STL格式保存，导入Geomagic Wrap 2017软件，修剪多余面片，根据开窗区域4椭圆的轴端点7(如图5所示)进行手动注册，将组织面与磨光面配准在一起，利用“合并”命令将两部分合并为完整的个别托盘，至此，开口式托盘8设计完成，如图5和图6所示；利用GeomagicWrap 2017 软件“边界-创建-样条边界-应用-确定-有界组件”命令将开口式托盘中形成的把手选中，“DELETE”命令去除，利用“多边形-填充单个孔-搭桥-内部孔-填充单个孔”命令对镂空部分进行填充后，利用“边界-删除所有边界”命令删除上述创建的样条边界，应用“偏移”功能，于开口式托盘的牙槽嵴顶区域对应的磨光面设计不规则形固位体9(高度约1mm)，以确保后续记录颌位关系的蜡颌堤稳定存在，这样闭口式托盘10初步形成，如图7和图8所示。由于闭口式托盘是在开口式托盘的基础上调整磨光面设计而来，所以可确保两个别托盘组织面及边缘整塑的完全一致。

4)数字化个别托盘的实体打印：

将上述设计好的开口式托盘和闭口式托盘的STL文件均导入三维打印机(Sprintray pro95，美国)完成个别托盘的实体打印，形成开口式托盘实体 11(如图9和图10所示)和闭口式托盘实体12(如图11和图12所示)，制作出最终的两个个别托盘。依据初步颌位关系于闭口式托盘实体制作蜡颌堤，置患者口内调试合适高度，如图13调节的过程图和图14调节后的结果图。至此，两种印模技术所需的个别托盘准备就绪。

5)开口终印模和闭口终印模的制取：

运用上述开口式托盘实体11和加了蜡颌堤的闭口式托盘实体12为同一受试者分别制取开口式印模和闭口式印模。在开口式托盘实体11和加了蜡颌堤的闭口式托盘实体12上均涂抹适量的聚醚橡胶(3M，德国)，如图15和图16所示，制取最终的精细印模，如图17和图18所示，即开口终印模13和闭口终印模14，其中，闭口终印模需要旋转放入患者口内，确保加了蜡颌堤的闭口式托盘实体就位，引导患者做撅嘴、下颌左右摆动等动作，进行主动肌功能修整，待闭口终印模完全结固后取出。

若开口终印模的开窗区域和/或闭口终印模的开窗区域对应的印模部分一次性制取不完整，则完整去除开窗区域对应的聚醚橡胶，如图19所示，托盘复位后用聚醚枪注射再次制取(获取无压力或仅有微小压力印模)，如图20所示，使该区域不变形或仅有微小变形，作为后续光模间两两拟合配准的公共部分(以下称“配准区”)。

本申请发明了一种用于无牙颌印模精度比较的数字化设计和制作的上颌个别托盘：通过个别托盘腭中缝的开窗设计，预留无压力或仅有微小压力区域，以获取不变形或仅有微小变形的精细印模，作为数字化三维模型的公共部分进行全局配准，提升光模拟合精度，边缘整塑后模型扫描仪扫描，生成STL格式文件，导入逆向工程软件加以设计，三维打印获取托盘实体，从而保证不同印模技术运用的个别托盘组织面及边缘整塑效果的一致性，精准控制研究变量，使结果更加客观、可比和可信。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种个别托盘的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

光固化个别托盘的设计与制作：

选择成品无牙颌托盘加藻酸盐制取初印模，通过油泥型硅橡胶获取初步颌位关系并围模灌注，获得初模型，上架，在初模型上制作光固化树脂材质的个别托盘，并选取切牙乳头中点至腭小凹中点连线的中2/3区域开窗，形成椭圆形的开窗区域，得到光固化个别托盘；

边缘整塑：

在光固化个别托盘的边缘涂覆整塑蜡；

数字化个别托盘的光模获取及设计：

三维扫描边缘整塑后的光固化个别托盘，分别获取光固化个别托盘的组织面数据信息与磨光面数据信息，将组织面与磨光面配准合并为完整的个别托盘数据信息，设计形成开口式托盘；

将开口式托盘的把手去除，于开口式托盘的牙槽嵴顶区域对应的磨光面设计不规则形固位体，设计形成闭口式托盘；

数字化个别托盘的实体打印：

将开口式托盘的文件与闭口式托盘的文件分别导入三维打印机，完成开口式托盘的实体打印和闭口式托盘的实体打印，得到开口式托盘实体和闭口式托盘实体，制作出最终的两个个别托盘。

2.根据权利要求1所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，在进行个别托盘的设计与制作时，形成的开窗区域的短轴长为9-11mm。

3.根据权利要求1所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，在光固化个别托盘的边缘涂覆整塑蜡前，先将整塑蜡置酒精灯烤软，然后再将烤软的整塑蜡涂覆于光固化个别托盘的边缘。

4.根据权利要求3所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，将边缘整塑后的光固化个别托盘，在边缘的整塑蜡流动性较高时置于患者口内，用以通过患者主动的肌功能整塑运动实现精准定型。

5.根据权利要求1所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，采用石膏模型三维激光扫描仪三维扫描边缘整塑后的光固化个别托盘，分别获取光固化个别托盘的组织面数据信息与磨光面数据信息，文件均以STL格式保存，导入Geomagic Wrap 2017软件，修剪组织面与磨光面以外的多余面片，根据开窗区域椭圆的轴端点进行注册，将组织面与磨光面配准在一起，利用“合并”命令将两部分合并为完整的个别托盘，设计形成开口式托盘。

6.根据权利要求5所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，利用Geomagic Wrap2017软件“边界-创建-样条边界-应用-确定-有界组件”命令将开口式托盘中形成的把手选中，“DELETE”命令去除，利用“多边形-填充单个孔-搭桥-内部孔-填充单个孔”命令对镂空部分进行填充后，利用“边界-删除所有边界”命令删除上述创建的样条边界，应用“偏移”功能，于牙槽嵴顶区域对应的磨光面设计不规则形固位体，设计形成闭口式托盘。

7.根据权利要求1所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，将实体打印出的闭口式托盘实体，依据初步颌位关系于闭口式托盘实体制作蜡颌堤，用以置于患者口内调试至合适高度。

8.根据权利要求1所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，在开口式托盘实体和加了蜡颌堤的闭口式托盘实体上均涂抹适量的聚醚橡胶，分别制取开口式印模和闭口式印模。

9.根据权利要求8所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，将制得的闭口式印模旋转置于患者口内，用以患者进行主动肌功能修整至闭口终印模完全结固。

10.根据权利要求8或9所述的一种个别托盘的制作方法，其特征在于，若开口终印模的开窗区域和/或闭口终印模的开窗区域对应的印模部分一次性制取不完整，则完整去除开窗区域对应的聚醚橡胶，托盘复位后用聚醚枪注射再次制取，形成最终的开口终印模和/或闭口终印模。

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