CN115363794B - 分体纤维桩核的数字化制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分体纤维桩核的数字化制作方法，采用CAD/CAM技术，以玻璃纤维树脂块作为原料，对多根牙进行CAD/CM分体纤维桩核修复。选取磨牙中最长、最粗大、与牙体长轴相近的根管制作主桩，其余1‑2个根管制作插销桩，并添加了定位标的设计。CAD/CAM设计制作实现了桩核制作的便捷个性化，玻璃纤维树脂块的使用提高了桩核的相关性能，定位标的添加方便了临床的试戴及插销桩是否到位的判断。CAD/CAM分体纤维桩核在美观性、密合性、力学性能等方面优于传统后牙桩核修复，有利于后牙的保留及功能恢复。

Description

分体纤维桩核的数字化制作方法

技术领域

本发明涉及口腔修复学中磨牙大面积牙体缺损的修复领域。

背景技术

通过牙体缺损修复方法的选择应根据缺损范围而定，当牙体缺损范围较大，可利用的牙体组织高度不足，无法形成足够的全冠固位形时，通常需要桩核来为最终全冠修复体提供支持和固位。对于磨牙而言，其根管较细，根分叉大，桩就位方向不一致，临床多采铸造金属插销桩核，预成纤维桩+树脂核对后牙进行修复。铸造金属桩，强度高、密合性好、不易折断。但其弹性模量远高于牙本质，会在牙根颈部和桩末端形成应力集中，易致根折，且会对CT、磁共振成像等影像学检查造成干扰，金属色泽及不透光性也使其美学性能不佳。铸造金属插销桩核，插销桩必须以一定的方向就位，一旦相对于其轴线转动则会导致插销桩核的就位不完全，影响修复效果，而临床上较难判断其插入的准确位置及就位是否完全。与此同时，铸造金属桩核制作工艺繁琐，人为因素影响大。预成纤维桩+树脂核，预成纤维桩弹性模量与牙本质接近，能将咀嚼应力均匀地分散于牙根上，降低根折的可能性。然而，预成纤维桩+树脂核修复时临床操作较复杂、存在技术敏感性，可见纤维桩脱落、核破裂导致的冠脱落等修复失败情况，尤其对于形态不规则的根管，预成纤维桩形态很难与根管口密合，需树脂水门汀充填桩与根管间空隙，树脂固化收缩，易产生渗漏。此外，树脂核与纤维桩之间的弱界面可能会导致较高的修复失败率。拥有上述桩核优点，并克服其缺陷的桩核系统成为发展方向。

随着修复材料的改良与计算机技术的进步，出现了运用于修复体设计制作的CAD/CAM技术。2008年,北京大学口腔医学院与北京化工大学开发出可用于切削加工的新型环氧基玻璃纤维树脂块，该材料疲劳加载后，抗折力要明显优于预成纤维桩，与铸造金合金桩核组无明显差异；其不含金属不影响影像学检查美观性能良好；可通过树脂水门汀可获得与牙体良好的粘接效果等。2010年，刘鹏等报道了采用计算机辅助设计与制作(CAD/CAM)技术制作一体化玻璃纤维桩核修复大面积牙体缺损的临床病例，并初步取得了良好的修复效果。

中国专利101803958A所述现有一种齿科修复用一体化纤维桩核制作方法，特征在于桩核一体，由桩核尾部和头核部两部分组成，其成型加工方法步骤:(1)缺损牙体CT数据采撷；(2)计算机重建牙体和桩核冠三维模型；(3)一体化桩核的CAD模型建立；(4)一体化纤维桩核CAD模型的信息转入CAM数控中心；(5)用数控机加工中心切削加工出一体化纤维桩核。

但是目前关于CAD/CAM纤维桩核的研究仅限于前牙、前磨牙的一体化纤维桩核，对于多根牙、分叉度较大的后牙并不适用。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的问题，采用数字化设计制作的(CAD/CAM)分体纤维桩核，使用光学扫描仪对包含磨牙根管的硅橡胶局部印模进行扫描，获得局部印模数字模型，翻转局部印模数字模型即可得到为包含根管和牙体组织的反向三维模型，并与口内牙列模型相吻合。利用三维设计软件，根据吻合后包含根管形态的完整牙列模型，进行个性化分体桩核设计，并在插销桩上添加手柄和定位标。最终根据设计分体桩核模型，计算机辅助切削纤维复合加强树脂块制成成品桩核。CAD/CAM分体纤维桩核具有较好的根管适合性；纤维复合加强树脂块制作桩核抗折强度优于预成纤维桩，与铸造金属桩核无明显差异，其弹性模量与牙本质接近有利于应力均匀分布不易造成根折；具有不含金属不影响影像学检查美观性能佳等优点；定位标的设计有利于临床戴桩时对插销桩就位方向和插销桩是否完全到位进行判断。CAD/CAM分体纤维桩核在综合传统桩核优点的同时，克服其相应缺陷，有利于大面积缺损磨牙的保留及功能恢复。

具体步骤如下：

S1、根管及牙体预备：待修复的残根残冠按照标准进行根管治疗，无异常后，选择其中1个根管制作主桩，其余1-2个根管作为插销桩道，并做牙体预备；

S2、取模：牙体预备完成后排龈，暴露后牙残根残冠断面；硅橡胶轻体注入根管内，直至轻体充满根部，将固位钉插至桩道底部，将同时混合的油泥型硅橡胶压入托盘制取包含患牙及前后至少一个牙位的局部印模；使用口内扫描仪扫描患者口内上、下牙列及其正中咬合关系，建立相应的牙列整体及正中颌位的牙列数字模型(口内扫描仪(trois扫描仪)在扫描后会自动建立对应的牙列数字模型)；使用仓扫仪扫描局部印模获得局部印模数字模型，使用3shape Dental System软件将局部印模数字模型翻转为对应的反向三维模型，将牙列数字模型导入该软件，并与反向三维模型吻合，即可获得包含患牙根管形态和剩余牙体组织的完整牙列模型；

S3、基于包含患牙根管形态的完整牙列模型进行整体桩核设计，导出为整体桩核STL文件；

S4、将整体桩核STL文件导入magics软件，进行插销桩的切割，桩核由整体变为分体，并进行手柄、定位标的添加，完成分体桩核的全部设计；

S5、切削制作成品：分体桩核设计好后导出为分体桩核STL文件，并传输至切削设备，以玻璃纤维树脂块为原料进行切削，制造成品主桩核和插销桩。

优选的，S1中所述牙体预备包括：用扩孔钻按根管的自然方向进行预备，去除倒凹，深度达根长的三分之二，根尖保留4-5mm根尖封闭，直径为根管直径的1/4-1/3，残余牙体按全冠标准进行牙体预备，去除薄壁弱尖。

优选的，S2中用轻体枪+混合头将硅橡胶轻体注入根管内，然后边退边注射以排尽气泡，直至轻体充满根部。

优选的，S3中整体桩核设计的具体步骤为：

S3-1、选取桩核边缘线：三维牙科设计软件自动识别并划定边缘线，其边缘线为残根残冠断端的外侧边缘，因软件识别的边缘线会有些许偏差，故此时需要手动调整，并使边缘线光滑连续；

S3-2、参考本身牙位和牙根形态，与邻牙及对颌牙关系，从数据库中选取牙冠数据，先进行整体桩核设计，核部分的预留出冠修复的空间形态，对倒凹区进行修整；

S3-3、设置粘接剂间隙、车针半径及车针补偿间距；

S3-4、保存当前桩核设计文件，导出为整体桩核STL文件。

优选的，S4中，手柄设置于插销桩上端，是与插销桩长轴一致的圆柱体，其直径小于插销桩的直径使其两者之间的界限清晰，其高度为8-15mm,方便临床医生夹持；定位标为插销桩两侧的方形凸起，定位标的长，宽，高均为插销桩半径，以插销桩牙合面为定位标顶部，侧面与插销桩长轴平行，将插销桩与主桩核复位，使用软件布尔运算功能，主桩核与插销桩相交部在主桩核上被减去，即可得到主桩核牙合面对应凹陷，凹陷与插销桩两侧凸起的定位标相契合，完成全部的分体桩核设计。

本发明还公开了一种桩核冠修复方法，基于本发明所述的一种分体纤维桩核的数字化制作方法，其特征在于成品主桩核和插销桩制造完成后，进行口腔内试戴及粘固：口腔内试戴时，先将主桩核就位，桩核边缘与牙体边缘密和，再将插销桩从牙合面插销孔中插入就位，使插销桩定位标与核内凹契合；试戴无问题后，将桩核和牙体酒精消毒，吹干隔湿；将树脂粘接剂注射于根管和髓腔内壁、插销桩、主桩核粘取少许，复位，光固化后去除多余的粘接剂；最后进行全冠预备与制作，完成桩核冠修复。

本发明的有益效果

CAD/CAM分体纤维桩核，以CAD/CAM一体化纤维桩核与金属插销桩核为基础进行研发、设计、制作。相较与传统后牙桩核修复，CAD/CAM分体纤维桩核选用可切削新型材料纤维复合加强树脂块，该材料疲劳加载后，抗折力要明显优于预成纤维桩，与铸造金合金桩核组无明显差异，且其弹性模量与牙本质相近，并可与通过树脂水门汀可获得与牙体良好的粘接效果，具有半透明性，美学性能优。CAD/CAM技术，通过精确扫描与数字化设计切削纤维复合加强树脂块制作出个性化分体纤维桩核，有较好的根管适合性、应力传导较为均匀，与此同时定位标的设计可以使临床医生快速找到插销桩的就位方向，并判断插销桩是否完全就位。综上，CAD/CAM分体纤维桩核在美观性、密合性、力学性能等方面优于传统后牙桩核修复，有利于后牙的保留及功能恢复。

附图说明

图1为本发明的分体纤维桩核成品制作方法流程图

图2为实施例中桩核印模制取示意图

图3为实施例中获取根管和剩余牙体形态的反向三维模型示意图

图4为实施例中整体桩核设计示意图

图5为实施例中整体桩核模型以STL格式导出示意图

图6为实施例中插销桩就位道设计、插销桩切割示意图

图7为实施例中手柄、定位标添加示意图

图8为实施例中主桩核示意图

图9为实施例中插销桩示意图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：

结合图1，一种分体纤维桩核的数字化制作方法，它包括以下步骤：

S1、根管及牙体预备:待修复的残根残冠按照标准进行根管治疗，无异常后，选取其中2-3个粗大根管进行桩道预备，首先使用G钻扩大根管口，接着用1-4号P钻按根管的自然方向进行预备，预备的深度为根长的2/3-3/4，直径约为根径的1/4-1/3，根尖保留4-5mm根尖封闭，去除根管内壁倒凹。残余牙体按全冠标准进行牙体预备，降低牙合面高度,使备牙后的牙合面与对颌牙有足够的修复体所需要的间隙。轴面按照全冠修复要求进行牙冠外周的牙体预备，消除轴面倒凹，轴面以牙体长轴为中心，聚合度约2～5度；尽量保留健康的牙体组织。牙冠内侧的轴面以髓室侧壁为基础,消除倒凹,并形成5°面向冠方敞开的斜面，以利于核桩的就位。

S2、取模:牙体预备完成后排龈，暴露后牙残根残冠断面，用轻体枪+混合头将流动性能较好的硅橡胶轻体注入根管内，然后边退边注射以排尽气泡，直至轻体充满根部及髓腔，将固位钉插至桩道底部，将同时混合的油泥型硅橡胶压入托盘制取包含患牙及前后至少一个牙位的局部印模(如图2所示)。使用口内扫描仪扫描患者口内上、下牙列及其正中咬合关系，建立相应的牙列整体及正中颌位的数字模型。使用仓式光学扫描仪对获取的局部印模进行扫描，并对需修复的患牙进行反复的精细扫描，从而获取局部印模数字模型，并使用软件“印模扫描”模式将其翻转为对应的反向三维模型(如图3所示)，即获得包含患牙完整根管及剩余牙体组织的反向三维模型。将患牙完整根管及剩余牙体组织的反向三维模型与牙列数字模型吻合，即可获得包含完整根管和患牙剩余牙体组织的完整牙列模型。

S3、在完整的牙列中，对患牙进行整体桩核设计，导出为整体桩核STL文件；

S3-1、选取桩核的边缘线：三维牙科设计软件自动识别并划定边缘线，其边缘线为残根残冠断端的外侧边缘，因软件识别的边缘线会有些许偏差，故此时需要手动调整，并使边缘线光滑连续。

S3-2、整体桩核设计：参考本身牙位和牙根形态，与邻牙及对颌牙关系，先进行整体桩核设计。断端上部核的形态，是从数据库中所匹配的相应牙位的冠部形态，手动调节核的高度、大小、形态，预留出冠修复所需空间，牙合面间隙为1.5-2mm,轴面间隙为1mm或稍大，光滑核边缘、尖、嵴。桩的形态即为根管形态。因为在牙体预备过程中不可能完全去除倒凹，故此时我们需要手动修整桩核上因倒凹而形成的突起，以及会阻碍桩核就位的高点(如图4所示)；

S3-3、设置粘接剂间隙、车针半径及车针补偿间距等：因为桩核需要通过粘接固位，且桩核在切削时切削车针运作有一定空间所需，故设计时需预留粘接间隙、额外粘接间隙、到边缘线距离、平滑距离、车针半径、车针补偿半径等；

S3-4、保存当前桩核设计文件，导出为STL文件(如图5所示)。

S4、将整体桩核导入magics软件，进行插销桩的切割和手柄定位标的添加。

S4-1、对主桩、插销桩进行判断：选取与牙体长轴方向相近、粗且长的桩作为主桩，剩余1-2桩作为插销桩。

S4-2、插销桩就位道设计、插销桩切割、预留粘接间隙：插销桩就位道为一个圆形通道，方向与设计插销桩的根管方向一致，就位道的半径为插销桩半径外加粘接间隙，插销桩半径范围为1-3mm。使用软件的切割功能，设定好切削半径(即为插销桩半径)，间隙为0.040mm,按照选定好的就位道方向进行切割，即可将整体桩核切割形成主桩核+插销桩，成为分体桩核，插销桩可通过就位道进行就位粘接(如图6所示)。

S4-3、手柄和定位标添加：手柄是插销桩上端，与插销桩长轴一致的圆柱体，其半径,小于插销桩半径使其两者之间的界限清晰，高度为8-15mm,方便临床医生夹持。定位标为插销桩两侧方形凸起，定位标的长，宽，高均为插销桩半径，以插销桩牙合面为定位标顶部，侧面与插销桩长轴平行。将插销桩与主桩核复位，使用软件布尔运算功能，主桩核与插销桩相交部在主桩核上被减去，即可得到主桩核牙合面对应凹陷，凹陷与插销桩两侧凸起的定位标相契合，完成全部的分体桩核设计(如图7所示)。

S5、切削制作成品。分体桩核设计好后导出为STL文件传输至切削设备，以玻璃纤维增强树脂块为原料进行切削，制造成品主桩核和插销桩(如图8、9所示)，完成CAD/CAM分体纤维桩核的全部制作。

本发明还公开了一种桩核冠修复方法，基于前面所述步骤S1-S5制作好的分体纤维桩核，进行口腔内试戴及粘固:口腔内试戴时，先将主桩核就位，桩核边缘与牙体边缘密和，再将插销桩通过就位道进行就位，插销桩摆放位置是定位标位置与主桩核凹陷位置一致，插销桩到位后，插销桩定位标与主桩核凹陷完全契合。试戴无问题后，将桩核和牙体酒精消毒，吹干隔湿。将树脂粘接剂注射于根管和髓腔内壁、插销桩、主桩核粘取少许，复位，光固化后去除多余的粘接剂。之后进行全冠预备、制作、粘接，完成桩核冠修复。

本发明将一体化纤维桩核技术与传统铸造金属插销桩核相结合，CAD/CAM分体纤维桩核，使用玻璃纤维树脂块，其弹性模量与牙本质相近，具有半透明性，解决了铸造插销桩核弹性模量大，易根折，美观性差，影响核磁共振，炎症不易取出等问题，且玻璃纤维树脂块较传统预成纤维桩具有更好的力学性；CAD/CAM分体纤维桩核定位标的设计可以使临床医生快速找到插销桩的就位方向，并判断插销桩是否完全就位；CAD/CAM设计制作使桩核个性化，简化了金属铸造桩核制作的繁琐工艺，解决了预成纤维桩与根管不密合的问题，，分体纤维桩核无需堆塑树脂核，避免了因为树脂固化收缩、纤维桩与树脂核间的弱界面而导致的失败。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神做举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种分体纤维桩核的数字化制作方法，其特征在于它包括以下步骤：

S1、根管及牙体预备：待修复的残根残冠按照标准进行根管治疗，无异常后，选择其中1个根管制作主桩，其余1-2个根管作为插销桩道，并做牙体预备；

S2、取模：牙体预备完成后排龈，暴露后牙残根残冠断面；硅橡胶轻体注入根管内，直至轻体充满根部，将固位钉插至桩道底部，将同时混合的油泥型硅橡胶压入托盘制取包含患牙及前后至少一个牙位的局部印模；使用口内扫描仪扫描患者口内上、下牙列及其正中咬合关系，建立相应的牙列整体及正中颌位的牙列数字模型；使用仓扫仪扫描局部印模获得局部印模数字模型，将局部印模数字模型翻转为对应的反向三维模型，将牙列数字模型导入3shape Dental System软件，并与反向三维模型吻合，即可获得包含患牙根管形态和剩余牙体组织的完整牙列模型；

S3、基于包含患牙根管形态的完整牙列模型进行整体桩核设计，导出为整体桩核STL文件；

S4、将整体桩核STL文件导入magics软件，进行插销桩的切割，桩核由整体变为分体，并进行手柄、定位标的添加，完成分体桩核的全部设计；手柄设置于插销桩上端，是与插销桩长轴一致的圆柱体，其直径小于插销桩的直径使其两者之间的界限清晰，其高度为8-15mm,方便临床医生夹持；定位标为插销桩两侧的方形凸起，定位标的长，宽，高均为插销桩半径，以插销桩牙合面为定位标顶部，侧面与插销桩长轴平行，将插销桩与主桩核复位，使用软件布尔运算功能，主桩核与插销桩相交部在主桩核上被减去，即可得到主桩核牙合面对应凹陷，凹陷与插销桩两侧凸起的定位标相契合，完成全部的分体桩核设计；

S5、切削制作成品：分体桩核设计好后导出为分体桩核STL文件，并传输至切削设备，以玻璃纤维增强树脂块为原料进行切削，制造成品主桩核和插销桩。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S1中所述牙体预备包括：用扩孔钻按根管的自然方向进行预备，去除倒凹，深度达根长的三分之二，根尖保留4-5mm根尖封闭，直径为根管直径的1/4-1/3，残余牙体按全冠标准进行牙体预备，去除薄壁弱尖。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S2中用轻体枪+混合头将硅橡胶轻体注入根管内，然后边退边注射以排尽气泡，直至轻体充满根部。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于S3中整体桩核设计的具体步骤为：

S3-1、选取桩核边缘线：三维牙科设计软件自动识别并划定边缘线，其边缘线为残根残冠断端的外侧边缘，手动调整，并使边缘线光滑连续；

S3-2、参考本身牙位和牙根形态，与邻牙及对颌牙关系，从数据库中选取牙冠数据，先进行整体桩核设计，核部分的预留出冠修复的空间形态，对倒凹区进行修整；

S3-3、设置粘接剂间隙、车针半径及车针补偿间距；

S3-4、保存当前桩核设计文件，导出为整体桩核STL文件。