CN113365571A - 个性化定制型种植牙固定装置、其制作方法及利用其的定制型种植牙系统 - Google Patents

个性化定制型种植牙固定装置、其制作方法及利用其的定制型种植牙系统 Download PDF

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Abstract

根据本发明的个性化定制型种植牙固定装置，其包括：第一固定装置部，具有根据需拔牙的牙齿的牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及第二固定装置部，从所述第一固定装置部延长而形成，根据相对所述牙槽骨的所述牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面。

Description

个性化定制型种植牙固定装置、其制作方法及利用其的定制 型种植牙系统
技术领域
本发明涉及一种具有自然牙根形状的个性化定制型种植牙固定装置、其制作方法及利用其的定制型种植牙系统。
背景技术
在牙科中，种植牙是指将人工制造的牙齿植入牙齿缺失的部位而使其看起来像真牙的一种治疗方法。传统的种植牙方法通过手术将由骨整合(Osseointegration)材料制成的固定装置(fixture)植入牙槽骨来替代缺失的牙齿并在其上部固定人工牙齿。
传统的固定装置植入方法是通过切削牙槽骨而在骨头上形成一个旋转对称的孔之后，插入一个大小合适的种植牙。制作成各种形状、直径和长度的旋转对称种植牙固定装置在被植入后，经过数周会粘连在牙槽骨上。
在这种牙科种植牙手术中，当丧失牙齿后(拔牙之后)需植入种植牙的情况下，因拔牙后剩下的牙槽(tooth socket)与成品种植牙的界面形状不匹配，无法在牙槽中充分固定种植牙。因此，拔牙后首先使骨头恢复再实施种植牙手术才被称作稳定的手术。
但是，拔牙后，牙槽在自然治愈过程中导致牙槽骨高度和宽度的损耗，对之后的种植牙植入及预后造成较大影响。因此，为了保持拔牙前牙槽骨的形态，拔牙后需要立即植入种植牙时，为了填充牙槽(tooth socket)与种植牙之间的空间而提出多种植入骨移植剂并利用遮蔽膜的技术。例如，国际公开专利WO2017/007248号提出使用一种符合牙槽形状的个性化定制型支架移植剂，国际公开专利WO2007/038817号提出一种利用牙根形态的个性化定制型种植牙的方式。
但是，当向牙槽植入具有传统旋转对称体的种植牙固定装置的情况下，牙槽与种植牙之间会产生空的空间，难以预测初始固定力和牙槽骨外形的变化。并且，若使用骨移植剂和遮蔽膜的话，骨移植剂和外周骨种植牙之间的粘连需要数个月以上的相当长时间的治愈期间。
并且，现有牙根型种植牙的缺点在于，不额外去骨而对种植牙固定装置施加压力而植入牙槽，初始固定力只能很弱。尤其，因牙齿牙周炎严重而需要拔牙的话，牙槽骨的深度非常低而无法直接应用现有的牙根型种植牙。其结果，现有方式的牙根型种植牙适用于牙槽骨健全状态下拔牙的情况，只能用于有限的事例。并且，关于上部修复，没有连接方式的技术提示，预想制作设计形态的话，估计只能利用粘合形态的假体。尤其，对于制作牙根型种植牙形状的方式，没有详细的技术提示，降低了现有牙根型种植牙的实用化方式的具体性，实际手术的例子很少。
(现有文献)
国际公开专利WO2017/007248号(2017.01.12.公开)
国际公开专利WO2007/038817号(2007.04.12.公开)
发明内容
(要解决的技术问题)
本发明的目的在于，提供一种个性化定制型种植牙固定装置、其制造方法及利用其的定制型种植牙系统，即使拔牙后需要立即植入种植牙，使牙槽与种植牙之间的间隙最小化，具有准确符合牙槽形态的个性化定制型形状，替代因拔牙前牙齿外伤、龋或牙周炎等而受污染的牙槽上部的牙槽骨，可通过牙槽下部的健全牙槽骨的切削及相应切削空间与种植牙的结体来增加初始固定力。
(解决问题的手段)
本发明的个性化定制型种植牙固定装置可以包括：第一固定装置部，具有根据需拔牙的牙齿的牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及第二固定装置部，从所述第一固定装置部延长而形成，根据相对所述牙槽骨的所述牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面。
作为与本发明相关的一例，所述第一横截面可以是所述牙齿的自然外廓面所具有的不对称横截面。
作为与本发明相关的一例，所述第二横截面可以是能够被插入到通过对所述牙槽骨钻孔而获得的圆形孔的圆形横截面。
作为与本发明相关的一例，所述第二固定装置部为圆筒或圆锥形态，从而能够以非旋转方法直接插入所述牙槽骨。
作为与本发明相关的一例，所述第一固定装置部还可以包括用于增大骨整合结合力的第一表面形状部。
*作为与本发明相关的一例，所述第二固定装置部还可以包括用于增大初始固定力的第二表面形状部。
作为与本发明相关的一例，所述第一表面形状部与所述第二表面形状部为螺纹或凹凸形态。
作为与本发明相关的一例，还可以形成紧固形状部，用于在所述第一固定装置部的上部固定桥基。
作为与本发明相关的一例，可以在所述第一固定装置部的上部，直接黏贴暴露在所述牙槽骨外侧的上部假体。
本发明的个性化定制型种植牙固定装置的制作方法可以包括如下步骤：接收头颈部的断层拍摄数据信息；通过所述数据信息生成包括牙槽骨和需拔牙的牙齿的3D模型；从所述3D模型虚拟地去除拔牙预想部位的牙齿；及设计将被植入到通过去除所述牙齿而形成的牙槽的个性化定制型种植牙固定装置，其中，所述个性化定制型种植牙固定装置包括：第一固定装置部，具有根据需拔牙的所述牙齿的所述牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及第二固定装置部，从所述第一固定装置部延长而形成，根据相对所述牙槽骨的所述牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面。
作为与本发明相关的一例，所述个性化定制型种植牙固定装置的制作方法在设计将被植入到通过去除所述牙齿而形成的牙槽的个性化定制型种植牙固定装置的步骤之后，还包括如下步骤：设计用于所述个性化定制型种植牙的植入的手术用向导。
作为与本发明相关的一例，所述个性化定制型种植牙固定装置及所述手术用向导可通过3D印刷制作。
作为与本发明相关的一例，所述第一横截面是所述牙齿的自然外廓面所具有的不对称横截面，所述第二横截面是能够被插入到通过对所述牙槽骨钻孔而获得的圆形孔的圆形横截面。
本发明的个性化定制型种植牙系统可以包括：数据获取部，接收头颈部的断层拍摄数据信息；3D建模部，通过所述数据信息生成包括牙槽骨和需拔牙的牙齿的3D模型；种植牙设计生成部，从所述3D模型虚拟地去除拔牙预想部位的牙齿，生成将被植入到通过去除所述牙齿而形成的牙槽的个性化定制型种植牙固定装置的设计；向导设计生成部，生成用于所述个性化定制型种植牙的植入的手术用向导的设计；及机械加工部，通过3D印刷或铣削制作所述个性化定制型种植牙固定装置及所述手术用向导，并且，所述个性化定制型种植牙固定装置可以包括：第一固定装置部，具有根据需拔牙的所述牙齿的所述牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及第二固定装置部，从所述第一固定装置部延长而形成，根据相对所述牙槽骨的所述牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面。
(发明的效果)
根据本发明的个性化定制型种植牙固定装置的形态具有：第一固定装置部，具有根据需拔牙的牙齿的牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及第二固定装置部，从第一固定装置部延长而形成，根据对牙槽骨的牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面，其效果在于，基于一般的种植牙植入手术的牙槽骨钻孔方法的种植牙植入，拔牙后即可保证种植牙的初始稳定性，将种植牙准确地植入牙槽。
根据本发明的个性化定制型种植牙，因患有牙周疾病而牙槽周边骨被吸收一大部分的情况下，第二固定装置部被插入固定到通过钻孔而形成的孔中，因此可以确保基于简单的牙根形态的现有自然拔牙型种植牙无法达成的植入后的初始固定力，从而能够扩大适用对象。
附图说明
图1是涉及本发明的，对比健全牙齿的情况(a)和有牙周病的牙齿的情况(b)的图。
图2是涉及本发明的，比较没有牙周病的拔牙前牙齿和拔掉该牙齿的状态下被植入的种植牙的形状的概念性剖视图。
图3是涉及本发明的，比较有牙周病的拔牙前牙齿和拔掉该牙齿的状态下被植入的种植牙的形状的概念性剖视图。
图4是基于图2的I-I线的剖视图和基于Ⅱ-Ⅱ线的剖视图以及基于图3的Ⅲ-Ⅲ线的剖视图和基于Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。
图5是概略性示出本发明的个性化定制型种植牙固定装置的表面形状部的多种实施形态的剖视图。
图6是依次示出本发明的个性化定制型种植牙固定装置的制作过程的概念性剖视图。
图7是用于描述本发明的个性化定制型种植牙的制作方法的顺序图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的个性化定制型种植牙固定装置及其制作方法。
图1是涉及本发明的，对比健全牙齿的情况(a)和有牙周病的牙齿的情况(b)的图。牙周炎较严重的患者的情况(b)与健全牙齿的情况(a)不同，牙槽骨的高度较低、围住自然牙齿NT的牙槽骨AB也是变弱的状态。即使在该状态下拔牙而立即植入牙齿NT形状的种植牙，覆盖拔牙后牙齿NT的深度较浅且面积也小，难以确保被植入的种植牙的初始固定力。本发明的个性化定制型种植牙固定装置提供一种在如上所述的牙槽骨AB深度较浅的情况下也能适用的初始固定力。
图2是涉及本发明的，比较没有牙周病的拔牙前牙齿和拔掉该牙齿的状态下被植入的种植牙的形状的概念性剖视图。
如图2，例如，对于根部分叉为两个的牙齿NT的情况(a)，替代拔牙后牙齿NT直接植入的个性化定制型种植牙固定装置100的一个示例如右侧图(b)。
个性化定制型种植牙固定装置100包括：第一固定装置部110，具有根据需拔牙的牙齿NT的牙槽骨AB所覆盖的形状确定的第一横截面；及第二固定装置部120，从第一固定装置部110延长而形成。如图4(I)，第一固定装置部110的第一横截面是牙齿NT的自然外廓面所具有的不对称(asymmetric)横截面。其中，第一固定装置部110的外周面与牙槽骨AB的牙槽之间几乎没有空间。第二固定装置部120从第一固定装置部110的下端根据相对牙槽骨AB的牙齿NT根部的位置和方向确定，具有第二横截面。如图4(Ⅱ)，第二横截面是能够被插入到通过对牙槽骨AB钻孔而获得的圆形孔的圆形横截面。
第二固定装置部120被植入得相比自然牙齿NT的根部略深。这表示即使在有较严重的牙周炎而牙槽TS的深度较浅的情况下，也有助于确保固定装置的初始固定力。
第二固定装置部120对于牙槽骨AB，是以非旋转方法即不是螺丝方法而是以直接插入或压入方法被固定到钻孔。不同于第一固定装置部110具有不对称或非典型形状，第一固定装置部110具有圆筒或圆锥形态而可以将其容易地插入钻孔。
第一固定装置部110及第二固定装置部120包含钛及钛合金，可以由具有骨整合(Osseointergration)特性的材质形成。
在第一固定装置部110的表面，可以形成用于增大骨整合结合力的第一表面形状部111，在第二固定装置部120的表面，也可以形成用于增大初始固定力的第二表面形状部121。这种第一表面形状部111和第二表面形状部121为螺纹(thread)或凹凸形态，可以增大牙槽骨AB粘连时的结合表面积。
除此之外，可以对第一表面形状部111及第二表面形状部121实施表面处理，以促进牙槽骨AB的粘连。这种表面处理包括用强压力撞击被金属吸收的沙粒来形成微细凹凸的方式(RBM；Resorbable blast media)、通过用酸溶液处理RBM表面而在凹凸内部形成更微细的火山口脊的方式(SA；Sandblasted and acid etched)、用强压力撞击不能被金属吸收的氧化铝粒子后进行酸溶液处理的方式(SLA；Sandblasted，Large-grit acid etched)、在固定装置表面包覆骨基质成分即羟基磷灰石的方式(HA；Hydroxyapatite coating)等。
图3是涉及本发明的，比较有牙周病的拔牙前牙齿和拔掉该牙齿的状态下被植入的种植牙的形状的概念性剖视图。本示例中，实际上因牙周病而植入牙槽骨AB'的牙齿NT'的深度相对较低，具有自然牙根形状的种植牙固定装置200也相对地无法满足用于固定的深度。用于此的个性化定制型种植牙固定装置200也如前述示例，具有第一固定装置部210和第二固定装置部220，第一固定装置部110具有根据需拔牙的牙齿NT'的牙槽骨AB'所覆盖的形状确定的牙齿形状的不对称第一横截面，第二固定装置部220具有根据相对牙槽骨AB'的牙齿NT'的根部的位置和方向确定的圆形的第二横截面(参照图4的Ⅲ及图4的Ⅳ)。
图5是概略性示出本发明的个性化定制型种植牙固定装置的表面形状部的多种实施形态的剖视图。如前所述，可以具有用于提高第一固定装置部110，210和第二固定装置部120，220与牙槽骨的骨整合特性的多种表面形状部。图5(a)示出形成为螺纹形态，如图5(b)，可以具有横向重复的凹凸。除此之外，如图5(c)至图5(g)，可通过形成螺纹或凹凸的角度的不同或各种几何形状来提高骨整合特性。并且，表面形状部可在沿第一固定装置部110，210和第二固定装置部120，220的周围面隔开的位置具有槽或凹凸或基于高度产生位置变化。
图6是依次示出本发明的个性化定制型种植牙固定装置的制作过程的概念性剖视图。本示例示出，如图2(a)的状态下，拔掉牙齿NT后植入个性化定制型种植牙固定装置100的过程。图6(a)至图6(d)的2个图中，下侧的图是牙槽TS与牙槽骨AB的纵剖视图，上侧的图是概略性平面图。
如图6(a)，在拔掉牙齿NT的位置形成牙槽TS，为了立即植入，通过后述制作方法制作基本上类似于牙槽TS外形的种植牙而用其填充牙槽TS。
为此，首先如图6(b)，形成两条的牙齿NT的一个根与另一根之间的中间部位牙槽骨BS被去除。即使保留这种中间部位牙槽骨BS，也不会因此而使骨整合更致密，反而无法填满，因此将其去除会更有效。
其次，在牙槽TS的最深部位，通过手机170及钻171形成钻孔DH。这种钻孔DH起到整体的基准向导作用而可以向轴方向插入形成为一体的第一固定装置部110和第二固定装置部120，进而，确保与第二固定装置部120的接触及基于骨整合的固定力。为了形成钻孔DH，可以使用适合牙槽TS的手术用向导180。
形成钻孔DH后，立即插入具有第一固定装置部110和第二固定装置部120的个性化定制型种植牙固定装置100。其中，在第二固定装置部120的上部，可以直接黏贴暴露在牙槽骨AB外侧的上部假体150(参照图2)，或如图5(d)的上侧图，形成用于固定桥基(abutment)或上部假体150的紧固型上部130。在黏贴或紧固上部假体150之前，可以应用康复期来使个性化定制型种植牙固定装置100确保固定力。
涉及本发明的定制型种植牙系统可以包括数据获取部、3D建模部、种植牙设计生成部、向导设计生成部、机械加工部等。
数据获取部基于如头颈部的CT等断层拍摄接收数据信息。3D建模部通过这种数据信息生成包含牙槽骨和需拔牙的牙齿的3D模型。生成3D模型后，种植牙设计生成部虚拟地去除拔牙预想部位的牙齿，生成将被植入到因去除牙齿而形成的牙槽(tooth socket)的个性化定制型种植牙固定装置的设计。并且，向导设计生成部生成用于这种个性化定制型种植牙的植入的专用手术用向导的设计。机械加工部根据个性化定制型种植牙固定装置及手术用向导的3D印刷或铣削而制作。其中，个性化定制型种植牙固定装置包括前述的具有第一横截面的第一固定装置部110及具有第二横截面的第二固定装置部120。
通过这种设备或构件来描述本发明的个性化定制型种植牙固定装置的制作方法。图7是用于描述本发明的个性化定制型种植牙的制作方法的顺序图。
首先，通过数据获取部接收患者的头颈部的断层拍摄数据信息(S10)。接收的数据信息为如CT等断层拍摄影像信息。
其次，3D建模部利用头颈部CT的DICOM文件制作包含牙槽骨和牙齿的3D模型(S20)。
据此，种植牙设计生成部从3D模型中虚拟地去除拔牙预想部位的牙齿(S30)，基于去除牙齿后的牙槽，设计适合牙槽的定制型种植牙固定装置的上部部位即第一固定装置部110和在下部利用种植牙植入用钻切削后植入的种植牙附加部位即第二固定装置部120(S40)。向导设计生成部与种植牙设计生成部整合或单独地生成用于固定种植牙上部假体的部位的设计及植入种植牙时使用的手术用向导的设计(S50)。
机械加工部通过3D印刷或铣削来制作完成设计的个性化定制型种植牙固定装置(S41)，手术用向导也可以通过3D印刷或铣削来制作(S51)。
这样制作的个性化定制型种植牙固定装置及手术用向导在拔牙之前就制作或准备完成，从而拔牙后就能立即进行手术，直接植入定制型种植牙。
如上描述的个性化定制型种植牙固定装置、其制作方法及利用其的定制型种植牙系统并不受限于所描述的实施例的构成和方法。可以有选择地组合所述各实施例的全部或部分而能够实现多种变形实施例。

Claims (14)

1.一种个性化定制型种植牙固定装置，包括：
第一固定装置部，具有根据需拔牙的牙齿的牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及
第二固定装置部，从所述第一固定装置部延长而形成，根据相对所述牙槽骨的所述牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面。
2.根据权利要求1所述的个性化定制型种植牙固定装置，
所述第一横截面是所述牙齿的自然外廓面所具有的不对称横截面。
3.根据权利要求1所述的个性化定制型种植牙固定装置，
所述第二横截面是能够被插入到通过对所述牙槽骨钻孔而获得的圆形孔的圆形横截面。
4.根据权利要求1所述的个性化定制型种植牙固定装置，
所述第二固定装置部为圆筒或圆锥形态，从而能够以非旋转方法直接插入所述牙槽骨。
5.根据权利要求1所述的个性化定制型种植牙固定装置，
所述第一固定装置部还包括用于增大骨整合结合力的第一表面形状部。
6.根据权利要求1所述的个性化定制型种植牙固定装置，
所述第二固定装置部还包括用于增大初始固定力的第二表面形状部。
7.根据权利要求5或6所述的个性化定制型种植牙固定装置，
所述第一表面形状部与所述第二表面形状部为螺纹或凹凸形态。
8.根据权利要求1所述的个性化定制型种植牙固定装置，
还形成紧固形状部，用于在所述第一固定装置部的上部固定桥基。
9.根据权利要求1所述的个性化定制型种植牙固定装置，
在所述第一固定装置部的上部，直接黏贴暴露在所述牙槽骨外侧的上部假体。
10.一种个性化定制型种植牙固定装置的制作方法，包括如下步骤：
接收头颈部的断层拍摄数据信息；
通过所述数据信息生成包括牙槽骨和需拔牙的牙齿的3D模型；
从所述3D模型虚拟地去除拔牙预想部位的牙齿；及
设计将被植入到通过去除所述牙齿而形成的牙槽的个性化定制型种植牙固定装置，
其中，所述个性化定制型种植牙固定装置包括：
第一固定装置部，具有根据需拔牙的所述牙齿的所述牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及
第二固定装置部，从所述第一固定装置部延长而形成，根据相对所述牙槽骨的所述牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面。
11.根据权利要求10所述的个性化定制型种植牙固定装置的制作方法，
在设计将被植入到通过去除所述牙齿而形成的牙槽的个性化定制型种植牙固定装置的步骤之后，还包括如下步骤：
设计用于所述个性化定制型种植牙的植入的手术用向导。
12.根据权利要求11所述的个性化定制型种植牙固定装置的制作方法，
所述个性化定制型种植牙固定装置及所述手术用向导通过3D印刷制作。
13.根据权利要求10所述的个性化定制型种植牙固定装置的制作方法，
所述第一横截面是所述牙齿的自然外廓面所具有的不对称横截面，
所述第二横截面是能够被插入到通过对所述牙槽骨钻孔而获得的圆形孔的圆形横截面。
14.一种个性化定制型种植牙系统，包括：
数据获取部，接收头颈部的断层拍摄数据信息；
3D建模部，通过所述数据信息生成包括牙槽骨和需拔牙的牙齿的3D模型；
种植牙设计生成部，从所述3D模型虚拟地去除拔牙预想部位的牙齿，生成将被植入到通过去除所述牙齿而形成的牙槽的个性化定制型种植牙固定装置的设计；
向导设计生成部，生成用于所述个性化定制型种植牙的植入的手术用向导的设计；及
机械加工部，通过3D印刷或铣削制作所述个性化定制型种植牙固定装置及所述手术用向导，
并且，所述个性化定制型种植牙固定装置包括：
第一固定装置部，具有根据需拔牙的所述牙齿的所述牙槽骨所覆盖的形状确定的第一横截面；及
第二固定装置部，从所述第一固定装置部延长而形成，根据相对所述牙槽骨的所述牙齿根部的位置和方向确定，具有第二横截面。
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