CN115120369B - 一种基于3d打印的植骨结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于3D打印的植骨结构，本发明涉及口腔植骨领域，其特征在于该方法的具体步骤为：基于CBCT的牙槽骨缺损部位扫描，基于3D打印的牙槽骨缺损结构制作，缺损结构的相变增韧处理，陶瓷修补材料高温烧结，强化愈合效果以及加快骨生成的后处理，植骨安装等，本发明通过采用CBCT影像以及FMM算法对患者的牙槽骨缺失部位进行重建修复，可以得到与原缺失结构大致相同的三维结构示意图，通过3D打印技术制造出一个一致的修补结构，在陶瓷基底材料中添加ZrO2提高陶瓷烧结后的韧性，且将制作好的修补结构进行后处理，使得修补结构具有一定的加快骨愈合的能力，相比较与传统的植骨方法大大减少了修补体的制造难度，且精度更高，制作的修补体韧性较高。

Description

一种基于3D打印的植骨结构
技术领域
本发明涉及口腔植骨领域，具体为一种基于3D打印的植骨结构。
背景技术
在造成牙齿缺失的诸多原因中，例如外伤、牙周病、根尖周病造成的牙缺失通常伴有需种植区域的牙槽骨大量吸收，牙齿缺失后缺乏功能性应力刺激，骨组织进一步萎缩。因此在轻度骨量不足时，可以在种植牙手术中同期植骨。
医师在做种植牙手术前要对患者的全身进行常规的口腔及血样检查，详细了解患者口腔的情况，尤其是缺牙区的骨质和骨量，以确定患者是否适合种植牙修复，在手术室内将种植体植入患者缺牙处的牙槽骨内，等待牙槽骨的愈合。
但是传统的牙槽骨植骨需要先通过扫描工具对牙槽骨进行扫描，然后制作一个缺失结构的三维模型，通过三维模型再制作种植体，最后对种植体进行细节上的处理，整个过程非常复杂，效率很低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于3D打印的植骨结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于3D打印的植骨结构，包括以下步骤：
S1、基于CBCT的牙槽骨缺损部位扫描，基于CBCT影像进行三维牙槽骨模型扫描构建，医生再通过三维牙床模型对患者进行分析和诊断；
S2、基于3D打印的牙槽骨缺损结构制作，通过基于CBCT扫描得到的三维牙槽骨缺损结构配合3D打印技术将生物性陶瓷基底打印成与扫描结构一致的形状；
S3、缺损结构的相变增韧处理，通过在生物性陶瓷基底中加入ZrO2，提高陶瓷烧结后的韧性，降低其脆性；
S4、陶瓷修补材料高温烧结，将3D打印后的生物性陶瓷结构进行高温烧结；
S5、强化愈合效果以及加快骨生成的后处理，将烧结后的缺损结构中加入到可以强化愈合效果以及加快骨生产的药物；
S6、植骨安装，将完成制作的结构安装到患者的缺损部位进行修补。
所述S1、基于CBCT的牙槽骨缺损部位扫描，基于CBCT影像进行三维牙槽骨模型扫描构建，医生再通过三维牙床模型对患者进行分析和诊断，包括以下步骤：
（1）全方位拍摄患者三维牙槽骨影像，从多个方向拍摄患者的牙槽骨的影像；
（2）结合CBCT影像进行牙槽骨缺失结构重建
基于CBCT影像对于图像中的信息丢失部分进行重建，由于CBCT影像中的牙槽骨缺失位置处已经丢失部分信息，待修复缺损区域与周边邻域有效信息之间具有相关性，采用FMM算法对缺损区域逐步修复，首先根据拍摄的三张CBCT影像进行单独的修复，每一张CBCT影像中均具有一定的缺损区域；
FMM算法通过快速行进法对采用时间函数T（x，y）的形式模拟曲线演化过程，将修复区域从边缘位置逐步推进，直到将破损区域完全修复，如图5所示，假设I为待修复的图像，若记Ω为待修复图像I的缺损区域，那么LΩ为缺损区域Ω的边界，且设P点的梯度方向为N，FMM算法将图像的像素分为三种状态：缺损区域边界上的像素、边界内的像素和边界外的像素，每种状态的像素都有一个对应的到达时间T，其本质是利用扩散方程求出缺损区域边界内部所有的点到边界上的距离T，其中边界内部的点T的初始值为106，而待修复边界和边界外点的T初始值为0，并将各个像素设为其对应的状态，最后根据计算出来的T值，按照离缺损区域边界越近，即T值越小越先修复的顺序进行修复，直到缺损区域Ω内的点完全修复；
结合完成修复的三张CBCT影像通过三维建模软件得到一个缺损位置的三维结构示意图；
（3）缺失结构体积调整
由于在制作牙槽骨缺失结构的材料中加入相变增韧处理的材料，在进行烧结时，会发生3%～5%体积变化，故在设计时需要根据加入至陶瓷基体中的相变增韧材料的量相对应减小牙槽骨缺失结构的体积，避免烧结过后牙槽骨缺失结构的体积过大；
所述S2、基于3D打印的牙槽骨缺损结构制作，通过基于CBCT扫描得到的三维牙槽骨缺损结构配合3D打印技术将生物性陶瓷基底打印成与扫描结构一致的形状；
通过将获得的缺失结构的三维结构图传输至3D打印机中，3D打印机以生物性陶瓷基底为材料首先打印出小骨块，再通过3D打印机将打印出的小骨块合成为一个与缺失结构一致的大骨块，所述小骨块为立方体结构，所述小骨块内部为中空结构，在中空结构内可以加入促进愈合以及加快骨生成的药物；
S3、缺损结构的相变增韧处理，通过在生物性陶瓷基底中加入ZrO2，提高陶瓷烧结后的韧性，降低其脆性；
采用气相沉积法，将Zr（O3C7H4）粉体蒸汽通过320℃-450℃热分解得到超细粉状的ZrO2，在制备好的ZrO2粉末中加入稳定剂，以避免在陶瓷烧结时出现制品开裂的情况；
将与稳定剂混合后的ZrO2加入至陶瓷基底中，加入了ZrO2粉末的陶瓷在烧结成型后，会由于弥散在陶瓷基底中的ZrO2粉颗粒在室温时保持为四方相，当材料受到外应力时基体对ZrO2的压抑作用得到松弛，ZrO2颗粒即发生四方相到单斜相的转变，并且在机体内引起微裂纹，从而吸收主裂纹扩展的能量，达到增加断裂韧性的效果；
所述S4、陶瓷修补材料高温烧结，将3D打印后的生物性陶瓷结构进行高温烧结，包括以下步骤：
（1）将通过3D打印技术制成的缺损结构在烧结装置中以1100℃-1500℃进行烧结；
（2）达到烧结温度后进行保温；
所述S5、强化愈合效果以及加快骨生成的后处理，将烧结后的缺损结构中加入到可以强化愈合效果以及加快骨生产的药物，包括以下步骤：
（1）将冷却后烧结完成的3D打印缺损修补结构浸泡在含有丹酚酸B的水溶液中，浸泡三十分钟；
（2）将浸泡过后的3D打印缺损修补结构进行烘干处理，由于修补结构的生物性陶瓷中具有大量的微孔结构，失去水分结晶的丹酚酸B晶体会留存在微孔结构中，其可以刺激骨细胞分泌ALP，可以刺激成骨细胞分泌骨钙素，增加成骨细胞骨结节面积，促进修补结构与牙槽骨之间的愈合。
S6、植骨安装，将完成制作的结构安装到患者的缺损部位进行修补。
通过专门的螺钉将牙槽骨缺失部分与3D打印缺损修补结构进行连接，3D打印缺损修补结构中的丹酚酸B会促进骨愈合。
作为优选，所述S1中的多个拍摄方向包括牙槽骨的正上方，正前方，斜上方。
作为优选，所述S2中的所述小骨块的空心区域设有一个环形筒状结构，该环形筒状结构与所述小骨块的材质一致，可以提高整个小骨块的结构强度。
作为优选，所述S2中的所述生物陶瓷基底中含有的磷灰石的Ca与P原子比为1.5，经过烧结后可以得到β-TCP陶瓷。
作为优选，所述S2中的生物性陶瓷基底采用溶胶凝胶法制成的磷钙酸粉末。
作为优选，所述磷钙酸粉末中具有碳酸羟基磷灰石在烧结时会分解产生微孔陶瓷，微孔陶瓷的孔隙尺寸为0.2微米。
作为优选，所述S3中的稳定剂为Y2O3、CaO或者MgO颗粒。
作为优选，所述S4中进行保温的时间为3-5个小时，保温阶段的温度为1100℃。
作为优选，所述S5中的丹酚酸B水溶液的浓度为5×10-7mol·L-1。
综上所述，本发明有益效果是：
本发明通过采用CBCT影像以及FMM算法对患者的牙槽骨缺失部位进行重建修复，可以得到与原缺失结构大致相同的三维结构示意图，将三维结构示意图结合生物性陶瓷材料通过3D打印技术制造出一个一致的修补结构，由于在陶瓷基底材料中添加ZrO2，提高陶瓷烧结后的韧性，降低其脆性，且将制作好的修补结构进行后处理，使得修补结构具有一定的加快骨愈合的能力，相比较与传统的植骨方法大大减少了修补体的制造难度，且精度更高，制作的修补体韧性较高。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，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。
图1为本发明一种基于3D打印的植骨结构中缺少部分结构的牙槽骨的结构示意图；
图2为本发明图1中牙槽骨修补完成后的结构示意图；
图3为本发明图1中牙槽骨修补结构中的小骨块的结构示意图；
图4为本发明图3中经过强化处理的小骨块的结构示意图；
图5为本发明FMM算法中的修复模型。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，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，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
下面结合图1-5对本发明进行详细说明，其中，为叙述方便，现对下文所说的方位规定如下：下文所说的上下左右前后方向与图1视图方向的前后左右上下的方向一致，图1为本发明装置的正视图，图1所示方向与本发明装置正视方向的前后左右上下方向一致。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种基于3D打印的植骨结构，包括以下步骤：
S1、基于CBCT的牙槽骨缺损部位扫描，基于CBCT影像进行三维牙槽骨模型扫描构建，医生再通过三维牙床模型对患者进行分析和诊断；
S2、基于3D打印的牙槽骨缺损结构制作，通过基于CBCT扫描得到的三维牙槽骨缺损结构配合3D打印技术将生物性陶瓷基底打印成与扫描结构一致的形状；
S3、缺损结构的相变增韧处理，通过在生物性陶瓷基底中加入ZrO2，提高陶瓷烧结后的韧性，降低其脆性；
S4、陶瓷修补材料高温烧结，将3D打印后的生物性陶瓷结构进行高温烧结；
S5、强化愈合效果以及加快骨生成的后处理，将烧结后的缺损结构中加入到可以强化愈合效果以及加快骨生产的药物；
S6、植骨安装，将完成制作的结构安装到患者的缺损部位进行修补。
所述S1、基于CBCT的牙槽骨缺损部位扫描，基于CBCT影像进行三维牙槽骨模型扫描构建，医生再通过三维牙床模型对患者进行分析和诊断，包括以下步骤：
（1）全方位拍摄患者三维牙槽骨影像，从多个方向拍摄患者的牙槽骨的影像；
（2）结合CBCT影像进行牙槽骨缺失结构重建
基于CBCT影像对于图像中的信息丢失部分进行重建，由于CBCT影像中的牙槽骨缺失位置处已经丢失部分信息，待修复缺损区域与周边邻域有效信息之间具有相关性，采用FMM算法对缺损区域逐步修复，首先根据拍摄的三张CBCT影像进行单独的修复，每一张CBCT影像中均具有一定的缺损区域；
FMM算法通过快速行进法对采用时间函数T（x，y）的形式模拟曲线演化过程，将修复区域从边缘位置逐步推进，直到将破损区域完全修复，如图5所示，假设I为待修复的图像，若记Ω为待修复图像I的缺损区域，那么LΩ为缺损区域Ω的边界，且设P点的梯度方向为N，FMM算法将图像的像素分为三种状态：缺损区域边界上的像素、边界内的像素和边界外的像素，每种状态的像素都有一个对应的到达时间T，其本质是利用扩散方程求出缺损区域边界内部所有的点到边界上的距离T，其中边界内部的点T的初始值为106，而待修复边界和边界外点的T初始值为0，并将各个像素设为其对应的状态，最后根据计算出来的T值，按照离缺损区域边界越近，即T值越小越先修复的顺序进行修复，直到缺损区域Ω内的点完全修复；
结合完成修复的三张CBCT影像通过三维建模软件得到一个缺损位置的三维结构示意图；
（3）缺失结构体积调整
由于在制作牙槽骨缺失结构的材料中加入相变增韧处理的材料，在进行烧结时，会发生3%～5%体积变化，故在设计时需要根据加入至陶瓷基体中的相变增韧材料的量相对应减小牙槽骨缺失结构的体积，避免烧结过后牙槽骨缺失结构的体积过大；
所述S2、基于3D打印的牙槽骨缺损结构制作，通过基于CBCT扫描得到的三维牙槽骨缺损结构配合3D打印技术将生物性陶瓷基底打印成与扫描结构一致的形状；
通过将获得的缺失结构的三维结构图传输至3D打印机中，3D打印机以生物性陶瓷基底为材料首先打印出小骨块，再通过3D打印机将打印出的小骨块合成为一个与缺失结构一致的大骨块，所述小骨块为立方体结构，所述小骨块内部为中空结构，在中空结构内可以加入促进愈合以及加快骨生成的药物；
S3、缺损结构的相变增韧处理，通过在生物性陶瓷基底中加入ZrO2，提高陶瓷烧结后的韧性，降低其脆性；
采用气相沉积法，将Zr（O3C7H4）粉体蒸汽通过320℃-450℃热分解得到超细粉状的ZrO2，在制备好的ZrO2粉末中加入稳定剂，以避免在陶瓷烧结时出现制品开裂的情况；
将与稳定剂混合后的ZrO2加入至陶瓷基底中，加入了ZrO2粉末的陶瓷在烧结成型后，会由于弥散在陶瓷基底中的ZrO2粉颗粒在室温时保持为四方相，当材料受到外应力时基体对ZrO2的压抑作用得到松弛，ZrO2颗粒即发生四方相到单斜相的转变，并且在机体内引起微裂纹，从而吸收主裂纹扩展的能量，达到增加断裂韧性的效果；
所述S4、陶瓷修补材料高温烧结，将3D打印后的生物性陶瓷结构进行高温烧结，包括以下步骤：
（1）将通过3D打印技术制成的缺损结构在烧结装置中以1100℃-1500℃进行烧结；
（2）达到烧结温度后进行保温；
所述S5、强化愈合效果以及加快骨生成的后处理，将烧结后的缺损结构中加入到可以强化愈合效果以及加快骨生产的药物，包括以下步骤：
（1）将冷却后烧结完成的3D打印缺损修补结构浸泡在含有丹酚酸B的水溶液中，浸泡三十分钟；
（2）将浸泡过后的3D打印缺损修补结构进行烘干处理，由于修补结构的生物性陶瓷中具有大量的微孔结构，失去水分结晶的丹酚酸B晶体会留存在微孔结构中，其可以刺激骨细胞分泌ALP，可以刺激成骨细胞分泌骨钙素，增加成骨细胞骨结节面积，促进修补结构与牙槽骨之间的愈合。
S6、植骨安装，将完成制作的结构安装到患者的缺损部位进行修补。
通过专门的螺钉将牙槽骨缺失部分与3D打印缺损修补结构进行连接，3D打印缺损修补结构中的丹酚酸B会促进骨愈合。
另外，在一个实施例中，所述S1中的多个拍摄方向包括牙槽骨的正上方，正前方，斜上方。
另外，在一个实施例中，所述S2中的所述小骨块的空心区域设有一个环形筒状结构，该环形筒状结构与所述小骨块的材质一致，可以提高整个小骨块的结构强度。
另外，在一个实施例中，所述S2中的所述生物陶瓷基底中含有的磷灰石的Ca与P原子比为1.5，经过烧结后可以得到β-TCP陶瓷。
另外，在一个实施例中，所述S2中的生物性陶瓷基底采用溶胶凝胶法制成的磷钙酸粉末。
另外，在一个实施例中，所述磷钙酸粉末中具有碳酸羟基磷灰石在烧结时会分解产生微孔陶瓷，微孔陶瓷的孔隙尺寸为0.2微米。
另外，在一个实施例中，所述S3中的稳定剂为Y2O3、CaO或者MgO颗粒。
另外，在一个实施例中，所述S4中进行保温的时间为3-5个小时，保温阶段的温度为1100℃。
另外，在一个实施例中，所述S5中的丹酚酸B水溶液的浓度为5×10-7mol·L-1。
具体实施例中，首先基于CBCT对牙槽骨的缺损部位进行扫描，然后基于CBCT影像对缺失结构进行三维牙槽骨模型的构建，医生再通过三维牙床模型对患者进行分析和诊断，通过基于CBCT扫描得到的三维牙槽骨缺损结构配合3D打印技术将生物性陶瓷基底打印成与扫描结构一致的形状，在缺损结构的打印材料中进行相变增韧处理，通过在生物性陶瓷基底中加入ZrO2，提高陶瓷烧结后的韧性，降低其脆性，将3D打印后的生物性陶瓷结构进行高温烧结，将烧结后的缺损结构中加入到可以强化愈合效果以及加快骨生产的药物，最后进行植骨安装，将完成制作的结构安装到患者的缺损部位进行修补。
以上所述，仅为发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在发明的保护范围之内。因此，发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种基于3D打印的植骨结构，其特征在于，基于以下步骤制成
S1、基于CBCT的牙槽骨缺损部位扫描，基于CBCT影像进行三维牙槽骨模型扫描构建，医生再通过三维牙床模型对患者进行分析和诊断；
S2、基于3D打印的牙槽骨缺损结构制作，通过基于CBCT扫描得到的三维牙槽骨缺损结构配合3D打印技术将生物性陶瓷基底打印成与扫描结构一致的形状；
S3、缺损结构的相变增韧处理，通过在生物性陶瓷基底中加入ZrO2，提高陶瓷烧结后的韧性，降低其脆性；
S4、陶瓷修补材料高温烧结，将3D打印后的生物性陶瓷结构进行高温烧结；
S5、强化愈合效果以及加快骨生成的后处理，将烧结后的缺损结构中加入到可以强化愈合效果以及加快骨生产的药物；
所述S1、基于CBCT的牙槽骨缺损部位扫描，包括以下步骤：
（1）全方位拍摄患者三维牙槽骨影像，从多个方向拍摄患者的牙槽骨的影像；
（2）结合CBCT影像进行牙槽骨缺失结构重建；
（3）缺失结构体积调整；
所述S4、陶瓷修补材料高温烧结，包括以下步骤：
（1）将通过3D打印技术制成的缺损结构在烧结装置中以1100℃-1500℃进行烧结；
（2）达到烧结温度后进行保温；
所述S5、强化愈合效果以及加快骨生成的后处理，包括以下步骤：
（1）将冷却后烧结完成的3D打印缺损修补结构浸泡在含有丹酚酸B的水溶液中，浸泡三十分钟；
（2）将浸泡过后的3D打印缺损修补结构进行烘干处理；
其中，所述S1中的多个拍摄方向包括牙槽骨的正上方，正前方，斜上方；
其中，所述S2中的所述生物性陶瓷基底中含有的磷灰石的Ca与P原子比为1.5；
其中，所述S2中的生物性陶瓷基底采用溶胶凝胶法制成的磷钙酸粉末；
其中，所述磷钙酸粉末中具有碳酸羟基磷灰石在烧结时会分解产生微孔陶瓷，微孔陶瓷的孔隙尺寸为0.2微米；
其中，所述S3中的稳定剂为Y2O3、CaO或者MgO颗粒；
其中，所述S4中进行保温的时间为3-5个小时，保温阶段的温度为1100℃；
其中，所述S5中的丹酚酸B水溶液的浓度为5×10-7mol·L-1。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169519A (zh) * 2011-02-21 2011-08-31 中国人民解放军第四军医大学 一种腭裂牙槽骨塑形矫治器数字化方法
CN102715960A (zh) * 2012-06-01 2012-10-10 上海交通大学 一种牙种植体及其制备方法
CN105497981A (zh) * 2015-11-23 2016-04-20 杭州捷诺飞生物科技有限公司 一种基于三维打印技术的牙槽骨修复方法
CN109621001A (zh) * 2018-12-30 2019-04-16 山东百多安医疗器械有限公司 一种聚醚醚酮牙槽骨修复材料及个性化制作方法
CN110353835A (zh) * 2019-07-04 2019-10-22 西安博恩生物科技有限公司 一种即刻种植的个性化复合结构牙种植体制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2839848B1 (en) * 2012-04-19 2019-12-25 Bio Map Co., Ltd. Calcium-containing microparticles used to regenerate alveolar bone
US11607317B2 (en) * 2019-09-19 2023-03-21 Osteogenics Biomedical, Inc. Modeling devices used in guided bone and tissue regeneration
US20220183732A1 (en) * 2020-12-16 2022-06-16 Individual Implant Solutions, Inc. Apparatus and method of an osteotomy for dental implant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102169519A (zh) * 2011-02-21 2011-08-31 中国人民解放军第四军医大学 一种腭裂牙槽骨塑形矫治器数字化方法
CN102715960A (zh) * 2012-06-01 2012-10-10 上海交通大学 一种牙种植体及其制备方法
CN105497981A (zh) * 2015-11-23 2016-04-20 杭州捷诺飞生物科技有限公司 一种基于三维打印技术的牙槽骨修复方法
CN109621001A (zh) * 2018-12-30 2019-04-16 山东百多安医疗器械有限公司 一种聚醚醚酮牙槽骨修复材料及个性化制作方法
CN110353835A (zh) * 2019-07-04 2019-10-22 西安博恩生物科技有限公司 一种即刻种植的个性化复合结构牙种植体制备方法

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