CN115737212B - 一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及口腔种植的领域，尤其是涉及一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，包括以下步骤：获取患者的CBCT数据，提取患者的初始颌骨模型；获取患者的口扫模型，将口扫模型与CBCT数据匹配，获得患者的排牙模型；依据前期确定的种植体尺寸，寻找合适的种植体的种植位置；依据种植体的种植位置和尺寸，在患者的排牙模型上进行骨增量的设计；获取钛网模型的初始覆盖面；依据确定的种植体种植位置和尺寸，在钛网模型的初始覆盖面上开设用于供种植体穿过的种植孔；在钛网模型的初始覆盖面上进行钛网单胞的填充工作，获得最终的钛网模型；进行钛网的制作。本申请具有可以实现设计制作出来的个性化钛网能够与种植体的同期植入的效果。

Description

一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法

技术领域

本申请涉及口腔种植的领域，尤其是涉及一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法。

背景技术

当患者出现牙缺失并伴随着骨缺损时，目前常用的治疗方式为先通过引导组织再生术修补骨缺损部位，然后再通过牙齿种植术补全缺失的牙齿。具体的操作步骤为：先将骨粉或骨块放置在患者颌骨骨缺损的部位，然后通过钛网固定住骨粉或骨块在骨缺损处的位置，避免骨粉或骨块发生移位，最后通过屏障膜将钛网包裹起来，以阻挡增殖较快的上皮细胞和成纤维细胞长入钛网内，保证增殖速度较慢的成骨细胞快速增长而形成骨，以使骨粉或骨块可以快速与患者颌骨长在一起，完成引导骨再生手术。等待3-6个月后，待骨粉或骨块与人体颌骨结合在一起后，直接将钛网拆除，即可完成骨缺损的修补工作。然后医生再在修补好的颌骨处种植种植体，等待3-6个月后，待种植体与人体颌骨结合良好后，再在种植体上佩戴牙冠，即可完成牙冠的种植工作，实现对牙缺失和骨缺损的治疗。

而对于骨缺损量较少的患者，目前可以进行钛网和种植体的同期植入，即当患者残存的骨量可以用于种植种植体时，医生会在通过钛网将骨粉或骨块固定住后，同步将种植体一起种植好。等待3-6个月，骨粉或骨块以及种植体都已经与人体结合较好时，再将钛网取下并同期将牙冠佩戴在人体种植体上，实现种植体与钛网的同期植入，大大缩短了手术周期。

而目前在进行钛网和种植体同期植入时使用的钛网都为预制钛网，预制钛网为预先制作的大面积薄片状多孔结构，在预制钛网上还提前加工有供种植体穿过的种植孔，使用时，医生直接根据种植体的位置直接在大片钛网上裁剪合适大小的钛网，然后再将裁剪后的钛网安装在人体颌骨上，并根据患者的颌骨形状手动将钛网弯折呈与人体颌骨贴合的形状；同时使得剪切后的钛网安装在人体颌骨上时，种植体待种植位置与种植孔重合即可，便于种植体从种植孔中穿过并实现种植。但是因为预制钛网在安装在人体颌骨上时，需要医生手工弯折，对医生的经验和操作技能要求较高，并且需要边弯折边试戴，会造成手术时间延长；并且手工裁剪的钛网边缘锋利，容易割伤人体软组织导致软组织破溃开裂而导致钛网暴露等。

因此，随着数字化技术在口腔领域中的广泛引用，3D打印制备个性钛网得以实现，通过提取患者的颌骨数据，从而建立患者的三维模型，进而设计出符合每个患者的个性化钛网。

但是由于钛网是个性化定制的，每个钛网均需要单独设计，单独设计出来的钛网很难实现与种植体的同期植入。因此在手术选择时，当使用个性化钛网时，只能等骨缺损修补完成后再进行种植体种植的手术，手术周期较长；当选择种植体和钛网同期植入时，只能采用预制钛网。这也成为制约个性化钛网在临床上大范围使用的因素之一。因此，如何对个性化钛网的设计进行改进，使得设计出来的个性化钛网能够实现与种植体的同期植入，是目前待解决的问题。

发明内容

为了实现设计制作出来的个性化钛网能够与种植体的同期植入，缩短手术周期，本申请提供一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法。

本申请提供的一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法采用如下的技术方案：

一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，包括以下步骤：

获取患者的CBCT数据，并提取患者的初始颌骨模型；

获取患者的口扫模型，并将口扫模型与CBCT数据匹配，获得患者的排牙模型；

依据前期确定的种植体尺寸，在获得的排牙模型上寻找合适的种植体的种植位置；

依据种植体的种植位置和尺寸，在患者的排牙模型上进行骨增量的设计，保证填充骨增量后的颌骨模型在舌侧（腭侧）、颊侧及牙槽嵴顶处均可以包裹住种植体，为后期种植体的种植提供足够的骨量；

获取钛网模型的初始覆盖面；

依据确定的种植体的种植位置和尺寸，在钛网模型的初始覆盖面上开设用于供种植体穿过的种植孔；

在钛网模型的初始覆盖面上进行钛网单胞的填充工作，填充时，避开种植孔的位置，获得最终的钛网模型；

进行钛网的制作，制作出来的钛网上成形有供后续种植体穿入的种植孔。

通过采用上述技术方案，通过在设计钛网的初始覆盖模型前，在排牙模型上找到合适的种植体种植位置，并依据种植牙的种植位置和种植尺寸进行骨增量的设计，使得骨增量后的颌骨模型为最终钛网需要包裹的尺寸模型，便于进行钛网的精准设计。在钛网模型的初始覆盖面设计完成后，依据种植体的种植位置和尺寸，在钛网模型的初始覆盖面上开设供种植体穿过的种植孔，使得当后期在进行骨缺损手术，用钛网包裹住骨块或骨粉后，种植体可以直接从种植孔中穿过以实现钛网与种植体的同期种植。

可选的，所述在钛网模型的初始覆盖面上开设种植孔时，需要将种植体的模型放置在排牙模型上寻找到的种植体种植位置上，依据种植体的尺寸数据开设种植孔。

通过采用上述技术方案，通过将种植体的模型放置在排牙模型的种植体种植位置，使得在开设种植孔时更加直观方便。

可选的，在将种植体的模型放置在排牙模型的种植体种植位置后，需要对种植体的模型进行尺寸放大，使得开设出来的种植孔的直径大于种植体的直径。

通过采用上述技术方案，使得后期在种植种植体时，种植体可以非常顺畅的从种植孔穿过，便于后期种植。

可选的，所述对种植体的模型进行尺寸放大包括：

对种植体的模型在牙冠方向上进行拉拔处理，所述拉拔处理时将种植体模型在牙冠上的长度拉拔至超出钛网模型初始覆盖面至少1mm。

通过采用上述技术方案，使得在钛网模型初始覆盖面两侧均可以看到种植体，便于种植孔的开设。

可选的，所述对种植体的模型进行尺寸放大包括：

对种植体的模型在牙槽嵴顶面平行的截面方向上进行扩大处理，所述扩大处理时将种植体模型的直径扩大至比原始种植体模型直径大0.5-3mm。

通过采用上述技术方案，使得开设出来的种植孔的直径比种植体的直径略大，便于后期种植体可以顺畅的从种植孔中穿过。

可选的，所述在钛网模型的初始覆盖面上开设种植孔时，将放大后的种植体模型与钛网模型的初始覆盖面的模型进行布尔运算，以获得一个去除种植体植入孔面积的带有种植孔的钛网模型的初始覆盖面。

通过采用上述技术方案，通过布尔运算，可以自动将种植体模型与钛网模型的初始覆盖面的模型相重合的部分去掉，实现在钛网模型的初始覆盖面上开设种植孔，操作更加方便精准。

可选的，所述在获得的排牙模型上寻找合适的种植体的种植位置包括：确定牙冠的最终形态和位置，依据牙冠的最终形态和位置确定种植体的尺寸和最终种植位置。

通过采用上述技术方案，由于种植体主要为最终的牙冠提供支撑，牙冠佩戴后的姿态能够展露在外部使得人们可以直接看到。因此，医生会先根据邻牙的位置以及姿态，从美观角度出发确定最终佩戴后的牙冠的位置，依据牙冠的最终形态和位置确定种植体的尺寸和种植位置，即可保证最终佩戴的完成的牙冠形态与预先设计的一致。

可选的，在确定好牙冠的最终形态后，选取缺失颌骨处距离牙冠两侧2-4mm，距离颊侧1.5-3.5mm，距离舌侧（腭侧）1-3.5mm的位置作为种植体的种植位置。

通过采用上述技术方案，保证种植体位于待佩戴牙冠的中间位置，且种植体被颌骨完全包裹，且种植体四周的颌骨具有一定的支撑强度，保证最终佩戴后的牙冠符合需求的基础上还使得种植后的种植体具有较高的支撑强度。

可选的，所述获取钛网模型的初始覆盖面包括：在骨增量设计完毕后，提取骨增量后颌骨模型的表面数据，所述颌骨模型的表面数据即为所述钛网模型的初始覆盖面。

通过采用上述技术方案，由于后期制作出来的钛网用于将植骨（植入的骨粉或骨块）包裹住，因此选取骨增量后的颌骨模型的表面数据作为钛网模型的初始覆盖面，可以保证制作出来的钛网能够与植骨完全贴合，保证了植骨的精准性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过在钛网设计前，提前在排牙模型上确定好种植体的种植位置，在获取到钛网模型初始的覆盖面后，依据确定好的种植体种植位置以及前期确定的种植体的尺寸开设供种植体穿入的种植孔，使得制作出来的钛网上成形有供后续种植体同期植入穿过的种植孔，使得当将钛网安装在患者的颌骨上后，可以直接将种植体从种植孔中穿过并完成种植体的种植，实现钛网与种植体的同期种植；

2.在将种植体的模型放置在排牙模型上后对种植体的模型进行放大处理，使得依据放大后的种植体模型开设出来的种植孔略大于种植体的直径，便于后续种植体种植体可以顺畅的从种植孔中穿过；

3.通过将种植体的模型与钛网模型初始的覆盖面的模型进行布尔运算进行开设种植孔，使得开设出来的种植孔与待开设的种植孔更加一致匹配，精准性更强。

附图说明

图1是本申请的整体流程示意图。

图2是为了体现患者的初始颌骨模型所做的示意图。

图3是为了体现在排牙模型上设计种植体位置所做的示意图。

图4是设计完骨增量后的颌骨模型示意图。

图5是为了体现钛网模型的初始覆盖面的模型所做的示意图。

图6是为了体现最终完成的钛网模型的结构示意图。

图7是为了体现将钛网和种植体都安装在患者颌骨模型上的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法。参照图1，能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法包括以下步骤：

参照图2，步骤一：提取患者的初始颌骨模型。

获取患者的CBCT数据，在患者的CBCT数据上提取患者的初始颌骨模型。

具体的，可以通过口腔CT设备获取患者的CBCT数据，并通过3D可视化软件进行提取患者的初始颌骨模型。

参照图3，步骤二：获得患者的排牙模型。

具体的，获取患者的口扫模型，将口扫模型与CBCT数据匹配，获得患者的排牙模型。

具体的，通过口腔扫描探头在患者口腔内进行扫描，获取患者的口扫模型，并将获取到的口扫模型导入3D可视化软件里，将患者的口扫模型与患者的CBCT数据进行匹配，得到口扫模型与CBCT数据结合后的患者排牙模型。

步骤三：寻找种植体的种植位置。

具体的，依据前期确定的种植体尺寸，在获得的排牙模型上寻找合适的种植体的种植位置。

由于前期在手术前，医院已经根据患者的牙颌骨尺寸确定好需要佩戴的牙冠的最终形态和位置，并依据需要佩戴牙冠的最终形态和位置确定种植体的尺寸和种植位置。在选择种植体种植位置时，选择缺失牙颌骨处，距离牙冠最终形态两侧2-4mm的位置，使得种植后的种植体位于待佩戴牙冠的中间位置；选取缺失牙颌骨处，距离颊侧1.5-3.5mm，距离舌侧（腭侧）1-3.5mm的位置作为种植体的种植位置，使得后续种植体种植到位后，种植体能够被患者牙颌骨完全包裹住且牙颌骨也能够对种植体提供足够的支撑，且牙冠通过种植体佩戴完成后，牙冠处于预先设计的位置。

参照图4，步骤四：进行骨增量的设计。

依据种植体的种植位置和尺寸，在患者的排牙模型上进行骨增量的设计，保证填充骨增量后的颌骨模型在舌侧（腭侧）、颊侧及牙槽嵴顶处均可以包裹住种植体，且填充后的包裹厚度满足上述距离牙冠最终形态两侧2-4mm，距离颊侧1.5-3.5mm，距离舌侧（腭侧）1-3.5mm，为后期种植体的种植提供足够的骨量。

参照图5，步骤五：获取钛网模型的初始覆盖面。

在骨增量设计完成后，提取骨增量后颌骨模型的表面数据，将提取后的颌骨模型的表面数据作为钛网模型的初始覆盖面。使得制作出来的钛网与骨增量后的颌骨表面紧密贴合，保证对骨粉或骨块的稳定固定。

步骤六：开设种植孔。

依据确定的种植体的种植位置和种植体的尺寸，在钛网模型的初始覆盖面上开设用于供种植体穿过的种植孔。

具体的，在获取到钛网模型的初始覆盖面后，将钛网模型的初始覆盖面的模型从3D可视化软件中导出，并将钛网模型的初始覆盖面的模型以及种植体的模型导入至3D模型设计软件中。并将种植体的模型放置在钛网模型的初始覆盖面的模型上种植体的种植位置处，依据种植体的尺寸在钛网模型的初始覆盖面上开设种植孔。

在开设种植孔时，可以对种植体的模型进行尺寸放大处理，使得依据种植体开设出来的种植孔的尺寸大于种植体模型的尺寸，保证后续手术时，医生可以顺畅的将种植体从种植孔中穿过。

在对种植体的模型进行尺寸放大处理时，可以对种植体的模型在牙冠方向上进行拉拔处理，从而将种植体模型的长度拉拔至超出钛网模型的初始覆盖面至少1mm，便于后续开设种植孔时，可以直接依据种植体模型与钛网模型的初始覆盖面相交处开设。

当然，在对种植体的模型进行尺寸放大处理时，还可以对种植体的模型在牙槽嵴顶平行的截面方向上进行扩大处理，从而将种植体的直径扩大至比原始种植体模型的直径大0.5-3mm，使得依据种植体模型开设出来的种植孔的直径比要种植的种植体的直径大0.5-3mm，便于后续种植体种植时，医生可以顺畅的将种植体从种植孔中穿过。

将种植体的模型进行放大处理后，再通过3D模型设计软件对种植体模型和钛网模型的初始覆盖面的模型进行布尔运算，以获得一个去除种植体植入孔面积的带有种植孔的钛网模型的初始覆盖面。

由于种植体的模型与钛网模型的初始覆盖面的模型只有在待开设种植孔的位置有相交，通过布尔运行可以自动开设出来种植孔，且开设位置和尺寸都非常精准。

参照图6，步骤七：填充钛网模型。

在钛网模型的初始覆盖面上进行钛网单胞的填充工作，填充时，避开种植孔的位置，获得最终的钛网模型。

当通过布尔运算得出带有种植孔的钛网模型的初始覆盖面模型后，再将带有种植孔的钛网模型的初始覆盖面的模型导出，并导入至三维解析模型中。通过三维解析模型进行钛网单胞的填充工作，以得到最终的带有种植孔的钛网模型。

步骤八：进行钛网的制作。通过3D打印技术将带有种植孔的钛网模型打印出来，从而得到个性化钛网，且打印制作出来的个性化钛网上成形有供后续种植体穿入的种植孔。

本申请实施例一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法的实施原理为：本申请通过获取患者的排牙模型，即可设计出带有种植孔的与患者口腔状态相匹配的钛网，且在钛网上开设有供种植体穿过的种植孔。参照图7，当手术时，医生将钛网安装在人体颌骨上时，种植孔也与患者待种植种植体的位置相一致，便于医生直接将种植体从种植孔中穿过并种植，实现种植体与钛网的同期植入。当医生将钛网和种植体都种植完成后，可以直接在种植体朝向钛网的一侧安装螺帽，螺帽位于钛网背离种植体的一侧，使得钛网将被夹持在种植体和螺帽之间，从而固定住钛网在颌骨上的位置。一次就可以同时实现钛网和种植体的种植，大大缩短了手术周期，同时由于钛网为依据不同患者的口腔环境设计的，所以医生直接将钛网佩戴在人体口腔内即可，无需自己裁剪弯折，缩短了手术时间，同时也减少了预制钛网裁剪的边缘处锋利而割伤人体软组织的情况产生。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取患者的CBCT数据，并提取患者的初始颌骨模型；

获取患者的口扫模型，并将口扫模型与CBCT数据匹配，获得患者的排牙模型；

依据前期确定的种植体尺寸，在获得的排牙模型上寻找合适的种植体的种植位置；

依据种植体的种植位置和尺寸，在患者的排牙模型上进行骨增量的设计，保证填充骨增量后的颌骨模型在舌侧和腭侧、颊侧及牙槽嵴顶处均能够包裹住种植体，填充后的包裹厚度满足距离牙冠最终形态两侧2-4mm，距离颊侧1.5-3.5mm，距离舌侧和腭侧1-3.5mm，为后期种植体的种植提供足够的骨量；

获取钛网模型的初始覆盖面；在骨增量设计完毕后，提取骨增量后颌骨模型的表面数据，所述颌骨模型的表面数据即为所述钛网模型的初始覆盖面；

依据确定的种植体的种植位置和尺寸，在钛网模型的初始覆盖面上开设用于供种植体穿过的种植孔；

在钛网模型的初始覆盖面上进行钛网单胞的填充工作，填充时，避开种植孔的位置，获得最终的钛网模型；

进行钛网的制作，制作出来的钛网上成形有供后续种植体穿入的种植孔；

由于后期制作出来的钛网用于将植骨包裹住，因此选取骨增量后的颌骨模型的表面数据作为钛网模型的初始覆盖面，保证制作出来的钛网能够与植骨完全贴合，保证了植骨的精准性。

2.根据权利要求1所述的能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，所述在钛网模型的初始覆盖面上开设种植孔时，需要将种植体的模型放置在排牙模型上寻找到的种植体种植位置上，依据种植体的尺寸数据开设种植孔。

3.根据权利要求2所述的能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，在将种植体的模型放置在排牙模型的种植体种植位置后，需要对种植体的模型进行尺寸放大，使得开设出来的种植孔的直径大于种植体的直径。

4.根据权利要求3所述的能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，所述对种植体的模型进行尺寸放大包括：

对种植体的模型在牙冠方向上进行拉拔处理，所述拉拔处理时将种植体模型在牙冠上的长度拉拔至超出钛网模型初始覆盖面至少1mm。

5.根据权利要求3所述的能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，所述对种植体的模型进行放大包括：

对种植体的模型在牙槽嵴顶面平行的截面方向上进行扩大处理，所述扩大处理时将种植体模型的直径扩大至比原始种植体模型直径大0.5-3mm。

6.根据权利要求4或5所述的能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，所述在钛网模型的初始覆盖面上开设种植孔时，将放大后的种植体模型与钛网模型的初始覆盖面的模型进行布尔运算，以获得一个去除种植体植入孔面积的带有种植孔的钛网模型的初始覆盖面。

7.根据权利要求1所述的能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，所述在获得的排牙模型上寻找合适的种植体的种植位置包括：确定牙冠的最终形态和位置，依据牙冠的最终形态和位置确定种植体的尺寸和最终种植位置。

8.根据权利要求7所述的能够实现与种植体同期植入的个性化钛网的设计方法，其特征在于，在确定好牙冠的最终形态和位置后，选取缺失颌骨处距离牙冠两侧2-4mm，距离颊侧1.5-3.5mm，距离舌侧和腭侧1-3.5mm的位置作为种植体的种植位置。

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