CN203195780U - 牙科种植体微电刺激愈合仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了牙科种植体微电刺激愈合仪，包括：可调恒压电路，向电极输送恒定电压；可调恒流电路，向电极输送恒定电流；单片机，用于控制选择使用可调恒压电路或可调恒流电路，调节可调恒压电路的输出电压的大小，调节可调恒流电路的输出电流的大小，并控制所述愈合仪的设定工作时间；电源，为单片机提供电源；电极，包括阴极和阳极，用于将可调恒压电路或可调恒流电路输出的电压或电流导出并分别提供给牙科种植体和人体皮肤或软组织；其中，阴极固定于牙科种植体上。该愈合仪能有效提高干细胞的迁移，促进牙科种植体周围骨及软组织的愈合及与牙科种植体结合，有效促进牙科种植体的快速愈合，显著缩短愈合周期，而且该愈合仪结构简捷，易于操作，使用方便。

Description

牙科种植体微电刺激愈合仪

技术领域

本实用新型涉及电刺激愈合仪，特别涉及用于促进牙科种植体愈合的牙科种植体微电刺激愈合仪。 

背景技术

牙科种植体是通过外科手术的方式将其植入人体缺牙部位的上下颌骨内，待其手术伤口愈合、种植体与骨结合后，在其上部安装修复假牙的装置。 

20世纪60年代，瑞典学者Branemark教授发现，金属钛与骨组织的表面微观结构之间能紧密结合形成“骨整合”。骨整合界面理论奠定了现代口腔种植学的基础。骨整合界面是确保种植体周围骨组织能长期保持稳定并承担功能负荷的基础。 

黏膜和种植体之间界面的成功愈合和保持稳定也是种植成功的关键因素。牙种植体穿透黏膜组织露出于口腔，需要建立一个良好的结缔组织封闭，为种植体提供防止口腔细菌及其毒素进入内环境的一道屏障。种植体周围的黏膜组织类似于自然牙周围的龈组织，但与天然牙牙龈相比，这层相对无血管的软组织防御机制较弱。 

种植修复是目前口腔临床和口腔医学研究的热点，提高牙龈组织及骨组织的愈合水平是所面临的任务。骨髓间充质干细胞迁移至种植体-骨界面并沉积骨质、表皮及牙周组织干细胞迁移至种植体-牙龈界面并形成种植体与牙龈上皮间的结合是种植体获得成功的关键。 

直流电刺激的方法在促进骨折的愈合、创伤的治疗、神经的生长方面得到了广泛的应用。 

现有专利中记载的相关骨愈合的治疗仪器，如中国专利申请CN201120200642.8、CN90100934.2、CN200610061732.7所公开的的治疗仪器应用了直流电刺激的方法促进骨折愈合，目前尚未有采用直流电刺激方法促进种植体与颌骨及牙龈上皮组织整合的治疗方法及仪器。且这些仪器都是通过电流刺激骨头促进其损伤愈合，而且这些仪器要么带有笨重的电脑主机，要么带有电容极板，携带不方便，具有局限性。 

目前，临床上牙科种植体的愈合一般需要3-4个月左右，接受种植的患者要在如此长的时间周期内忍受种植体愈合过程中带来的疼痛和不便，如果能缩短愈合周期将有助于患者免受长时间的疼痛折磨。 

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过恒流或恒压对植入颌骨的牙科种植体进行电刺激可以促进牙科种植体与骨及牙龈的愈合，具体而言，通过单片机调节可调恒压电路的输出电压大小或可调恒流电路的输出电流大小，并通过电极将恒压电或恒流电提供牙科种植体和皮肤或软组织电刺激，能有效促进牙科种植体的快速愈合，进一步地通过单片机可以设定可调恒压电路或可调恒流电路的工作时间，即该愈合仪的工作时间，使得愈合仪使用更为方便，从而完成了本实用新型。 

本实用新型的目的在于提供以下方面： 

（1）牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于，该愈合仪包括： 

可调恒压电路，向电极输送恒定电压， 

可调恒流电路，向电极输送恒定电流， 

单片机（34），用于控制选择使用可调恒压电路或可调恒流电路，调节可调恒压电路的输出电压的大小，调节可调恒流电路的输出电流的大小，并控制所述愈合仪的设定工作时间， 

电源（31），为单片机提供电源， 

电极，包括阴极（20）和阳极（21），用于将可调恒压电路或可调恒流电路输出的电流导出并分别提供给牙科种植体和人体皮肤或软组织， 

其中，阴极（20）固定于牙科种植体上。 

（2）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

外壳，包封于电源、单片机、可调恒压电路和可调恒流电路外。 

（3）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

阴极（20）固定于牙科种植体愈合帽上。 

（4）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

阴极（20）通过电极固定连接装置卡抱、夹持、嵌合或环抱于牙科种植体或牙科种植体愈合帽上。 

（5）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

阳极为接触电极、粘贴电极、刺入电极、金属挂钩或金属柄。 

（6）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于，该牙科种植体微电刺激愈合仪还包括： 

控制面板（35），其分别与单片机、可调恒压电路和可调恒流电路相连，通过控制面板（35）上设置的工作模式功能按钮 控制单片机从而选择使用可调恒压电路或可调恒流电路，通过控制面板（35）上设置的工作时间功能按钮控制单片机从而控制可调恒压电路或可调恒流电路工作时间，即愈合仪工作时间。 

（7）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

设置可调恒压/恒流电路，通过开关控制选择可调恒压电路或可调恒流电路； 

其中可调恒压/恒流电路包括： 

供电模块，为恒压/恒流控制模块提供电源， 

恒压/恒流控制模块，将供电模块提供的电源转换成恒定电压/电流输出到电极。 

（8）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

供电模块包括： 

交流电源，用于提供交流电源， 

变压模块（1），将交流电源转换为直流电源输出到供电开关（2）， 

供电开关（2），用于控制变压模块输出的直流电源的开启和关闭， 

第一直流电转换器（10），将从供电开关输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

第二直流电转换器（11），将从供电开关输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

第三直流电转换器（12），将从供电开关输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

散热器（3），为供电模块散热。 

（9）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其 特征在于， 

恒压/恒流控制模块，包括： 

控制器（5），包括： 

数模转换器（5a），用于输出与设定恒压值成比例的控制电压作为输入信号，并输入第一运算放大器（4a）， 

模数转换器（5c），用于接收第二运算放大器（4b）和第三运算放大器（4c）输出的信号， 

数据总线（5d），将数模转换器（5a）输出的信息输出到显示器的显示屏（6b）， 

输入输出端口（5b），将模数转换器（5c）输出的信息输入到指示灯（6a）； 

运算放大器组（4），包括 

第一运算放大器（4a），将控制器输入的信号（Vin）变成等比例的电压信号并将电压信号输入采样电阻（8）和第二运算放大器（4b）， 

第二运算放大器（4b），接收采样电阻和第一运算放大器（4a）输出的信号，并将信号输出至开关和控制器，通过闭环反馈实现恒流输出， 

第三运算放大器（4c），接收负载（9）输出的信号并输出至开关和控制器；和 

开关（7），用于控制选择为可调恒流电路或可调恒压电路。 

（10）根据上述方面所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

数模转换器（5a）为12位数模转换器； 

模数转换器（5c）为10位模数转换器； 

第一运算放大器（4a）为OPA551器件； 

第二运算放大器（4b）和第三运算放大器（4c）为AD620 器件。 

根据本实用新型提供的牙科种植体微电刺激愈合仪，可以根据需要随时调节工作电流或电压的大小以及工作时间，能有效提高干细胞的迁移，促进牙科种植体周围组织的愈合及与牙科种植体结合，有效促进牙科种植体的快速愈合，显著缩短愈合周期，而且该愈合仪结构简捷，易于操作，使用方便。 

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的牙科种植体微电刺激愈合仪的结构示意图； 

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的牙科种植体微电刺激愈合仪的使用状态结构示意图； 

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的牙科种植体微电刺激愈合仪的供电模块结构示意图； 

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的牙科种植体微电刺激愈合仪的恒压/恒流控制模块结构示意图； 

图5示出根据本实用新型一种优选实施方式的牙科种植体微电刺激愈合仪的恒压/恒流控制模块电路图； 

图6示出根据本实用新型一种优选实施方式的牙科种植体微电刺激愈合仪的控制面板示意图； 

图7示出根据本实用新型一种优选实施方式的牙科种植体微电刺激愈合仪的控制面板示意图。 

附图标号说明： 

1-变压模块 

2-供电开关 

3-散热器 

4-运算放大器组 

4a-第一运算放大器 

4b-第二运算放大器 

4c-第三运算放大器 

5-控制器 

5a-数模转换器 

5b-输入输出端口 

5c-模数转换器 

5d-数据总线 

6-显示器 

6a-指示灯 

6b-显示屏 

7-开关 

8-采样电阻 

9-负载 

10-第一直流电转换器 

11-第二直流电转换器 

12-第三直流电转换器 

20-阴极 

21-阳极 

22-牙科种植体愈合帽 

23-电极固定连接装置 

31-电源 

32-可调恒流电路 

33-可调恒压电路 

34-单片机 

35-控制面板 

41-电源开关 

42-恒压模式按钮 

43-电场强度选择旋钮 

44-时间选择旋钮 

45-暂停键 

46-恒流模式按钮 

47-电流强度选择旋钮 

48-时间选择旋钮 

49-启动键 

50-牙科种植体微电刺激愈合仪 

具体实施方式

下面通过对本实用新型进行详细说明，本实用新型的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。 

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。 

本发明人经过研究发现，组织受损伤后即在损伤组织与未损伤组织之间形成一个稳定的轻度较小的内源性电场（约100-200mv），该电场持续时间较长（数日至数周），分布于损伤组织周围数毫米的空间范围内，距离损伤组织越近，轻度越大；在负电位处总是能恒定的产生新骨沉积，而正电位处往往产生骨吸收，这揭示出可移位的电荷对骨生长过程的重要意义。此外，关于皮肤干细胞的研究也表明，在微电场的作用下，表皮干细胞向电场的阴极移动。因此，本发明人认为：对牙种植体施加外来电场可以有效提高干细胞的迁移，促进种植体周围 组织的愈合及与种植体结合，改善种植体的愈合，提高成功率。 

本实用新型公开的是一种可以促进牙科种植体愈合的牙科种植体微电刺激愈合仪，使用该愈合仪利于牙种植体的愈合，提高临床种植修复的成功率。 

在根据本实用新型的一个优选实施方式中，如图1-2中所示，提供 

牙科种植体微电刺激愈合仪50，其特征在于，该愈合仪包括： 

可调恒压电路，向电极输送恒定电压， 

可调恒流电路，向电极输送恒定电流， 

单片机，用于控制选择使用可调恒压电路或可调恒流电路，调节可调恒压电路的输出电压的大小，调节可调恒流电路的输出电流的大小，并控制所述愈合仪的设定工作时间， 

电源31，为单片机提供电源， 

电极，包括阴极20和阳极21，用于将可调恒压电路或可调恒流电路输出的电流导出并分别提供给牙科种植体和人体皮肤或软组织， 

其中，阴极20固定于牙科种植体上。 

在本实用新型中，可调恒压电路或可调恒流电路只能择一使用。 

在根据本实用新型的一个优选实施方式中，牙科种植体微电刺激愈合仪还包括控制面板35，其分别与单片机、可调恒压电路和可调恒流电路相连，通过控制面板35上设置的工作模式功能按钮控制单片机从而选择使用可调恒压电路或可调恒流电路，通过控制面板35上设置的工作时间功能按钮控制单片机从而控制可调恒压电路或可调恒流电路工作时间，即愈合仪工作时间。 

在根据本实用新型的一个优选实施方式中，该牙科种植体微电刺激愈合仪还包括： 

电源31，为该愈合仪供电， 

外壳，包封于电源、单片机、可调恒压电路和可调恒流电路外，设置于该愈合仪的外部，对整个愈合仪起到保护作用， 

在根据本实用新型的一个优选实施方式中，阴极20可以通过电极固定连接装置固定于牙科种植体或牙科种植体愈合帽上。特别地，阴极20可以卡抱、夹持、嵌合或环抱于牙科种植体或牙科种植体愈合帽上。 

在根据本实用新型的一个优选实施方式中，阳极可以为粘贴电极、刺入电极、金属挂钩或金属柄，以便于人体皮肤或软组织容易地接触。 

当需要应用该愈合仪对牙科种植体进行电刺激的时候，将阴极安装在牙科种植体愈合帽22或牙科种植体顶部，并将阳极固定于患者体表皮肤上，通过阴极和阳极分别向牙科种植体和皮肤提供恒压或恒流电，进行电刺激。 

在进一步优选的实施方式中，将牙科印模用硅橡胶或牙科用蜡填塞于阴极20和牙科种植体周围，以起到封闭阴极和牙科种植体愈合帽22作用，从而隔绝唾液，避免舌和颊软组织影响电极。 

在根据本实用新型提供的牙科种植体微电刺激愈合仪中，对于可调恒压电路和可调恒流电路并没有特别限定，可以使用常用的可调恒压电路和可调恒流电路。 

在根据本实用新型的一个优选实施方式中，可调恒压电路和可调恒流电路可以设计为公用相同的原件，而通过开关控制是可调恒压电路或可调恒流电路。 

具体而言，如图3、图4和图5所示，设置可调恒压/恒流电 路，通过开关控制选择可调恒压电路或可调恒流电路； 

其中可调恒压/恒流包括： 

供电模块，为恒压/恒流控制模块提供电源， 

恒压/恒流控制模块，将供电模块提供的电源转换成恒定电压/电流输出到电极。 

其中，供电模块包括： 

交流电源，用于提供交流电源， 

变压模块1，将交流电源转换为直流电源输出到供电开关2， 

供电开关2，用于控制变压模块输出的直流电源的开启和关闭， 

第一直流电转换器10，将从供电开关输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

第二直流电转换器11，将从供电开关输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

第三直流电转换器12，将从供电开关输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

散热器3，为供电模块散热； 

恒压/恒流控制模块包括： 

控制器5，包括： 

数模转换器5a，用于输出与设定恒压值成比例的控制电压作为输入信号，并输入第一运算放大器4a， 

模数转换器5c，用于接收第二运算放大器4b和第三运算放大器4c输出的信号， 

数据总线5d，将数模转换器5a输出的信息输出到显示器的显示屏6b， 

输入输出端口5b，将模数转换器5c输出的信息输入到指示灯6a； 

运算放大器组4，包括 

第一运算放大器4a，将控制器输入的信号（Vin）变成等比例的电压信号并将电压信号输入采样电阻8和第二运算放大器4b， 

第二运算放大器4b，接收采样电阻和第一运算放大器4a输出的信号，并将信号输出至开关和控制器，通过闭环反馈实现恒流输出， 

第三运算放大器4c，接收负载9输出的信号并输出至开关和控制器；和 

开关7，用于控制选择为可调恒流电路或可调恒压电路。 

特别地，数模转换器5a为12位数模转换器；模数转换器5c为10位模数转换器；第一运算放大器4a为OPA551器件；第二运算放大器4b和第三运算放大器4c为AD620器件。 

以下结合图简述恒压/恒流工作过程。 

如图3所示，外部电源（AC220V）经变压模块（变压器）、供电开关，外部电源转换为DC12V，分别供给散热器和DC/DC器件，输出±15V、+5V、+3.3V分别供给运算放大器组、控制器和显示器。 

如图4和图5所示，恒压/恒流模式通过“V/I开关”选择；控制器D/A模块输出与设定恒压/恒流值成比例的控制电压作为输入信号（Vin）送入放大器件（OPA551）；放大器输出与前端输入信号（Vin）等比例的电压信号KVin；负载电压VLoad送入放大器AD620，恒压模式下AD620输出作为反馈信号送入前端放大器OPA551，通过闭环反馈实现恒压输出；负载Road后端串联采样电阻Rm，采样电阻两端的压降送入仪表放大器AD620，恒流模式下AD620输出作为反馈信号送入前端放大器OPA551，通过闭环反馈实现恒流功能。 

电压和电流分别通过两个放大器AD620，输出信号分别送入控制器完成AD转换，电压/电流数据发送至显示屏显示。 

在根据本实用新型提供的牙科种植体微电刺激愈合仪中，控制面板可以根据需要进行设置，对此并没特别要求。例如，图6和图7示出了两种控制面板，其中，电源开关41与供电开关2相连，用于控制整个电路的电源开关，恒流模式按钮46和恒压模式按钮42分别与开关7相连，用于控制可调恒流电路和可调恒压电路之间的转换，电场强度选择旋钮43与电流强度选择旋钮47用于控制电路中电流和电压的大小，时间选择旋钮44和时间选择旋钮48用于控制治疗时间，设置定时时间，启动键49和暂停键45用于控制愈合仪的暂停与开启。 

在根据本实用新型的牙科种植体微电刺激愈合仪的优选实施方式中，可调恒压电路提供5V以下电压；可调恒流电路提供500μA以下电流。进一步优选地，可调恒压电路提供50-5000mV电压；可调恒流电路提供10-500μA电流。 

临床试验

对于接受牙科种植体的10例临床患者，安装根据本实用新型的牙科种植体微电刺激愈合仪，观察牙科种植体愈合周期均为1-2个月，而未安装牙科种植体微电刺激愈合仪的患者，临床观察愈合周期为3-4个月。 

由此表明，根据本实用新型提供的牙科种植体微电刺激愈合仪能有效促进牙科种植体快速愈合，缩短愈合周期。 

以上结合具体实施方式和范例性实例对本实用新型进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本实用新型的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本实用新型精神和范围的情况 下，可以对本实用新型技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本实用新型的范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。 

Claims (10)

1.牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于，该愈合仪包括： 

可调恒压电路（33），向电极输送恒定电压， 

可调恒流电路（32），向电极输送恒定电流， 

单片机（34），用于控制选择使用可调恒压电路或可调恒流电路，调节可调恒压电路的输出电压的大小，调节可调恒流电路的输出电流的大小，并控制所述愈合仪的设定工作时间， 

电源（31），为单片机提供电源， 

电极，包括阴极（20）和阳极（21），用于将可调恒压电路或可调恒流电路输出的电流导出并分别提供给牙科种植体和人体皮肤或软组织， 

其中，阴极（20）固定于牙科种植体上。 

2.根据权利要求1所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

该愈合仪还包括： 

外壳，包封于电源、单片机、可调恒压电路和可调恒流电路外。 

3.根据权利要求1所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

阴极（20）固定于牙科种植体愈合帽上。 

4.根据权利要求1或3所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

阴极（20）通过电极固定连接装置卡抱、夹持、嵌合或环抱于牙科种植体或牙科种植体愈合帽上。 

5.根据权利要求1所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

阳极为接触电极、粘贴电极、刺入电极、金属挂钩或金属 柄。 

6.根据权利要求1所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于，该牙科种植体微电刺激愈合仪还包括： 

控制面板（35），其分别与单片机、可调恒压电路和可调恒流电路相连，通过控制面板（35）上设置的工作模式功能按钮控制单片机从而选择使用可调恒压电路或可调恒流电路，通过控制面板（35）上设置的工作时间功能按钮控制单片机从而控制可调恒压电路或可调恒流电路工作时间，即愈合仪工作时间。 

7.根据权利要求1所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

设置可调恒压/恒流电路，通过开关控制选择可调恒压电路或可调恒流电路； 

其中可调恒压/恒流电路包括： 

供电模块，为恒压/恒流控制模块提供电源， 

恒压/恒流控制模块，将供电模块提供的电源转换成恒定电压/电流输出到电极。 

8.根据权利要求7所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

供电模块包括： 

交流电源，用于提供交流电源， 

变压模块（1），将交流电源转换为直流电源输出到供电开关（2）， 

供电开关（2），用于控制变压模块输出的直流电源的开启和关闭， 

第一直流电转换器（10），将从供电开关（2）输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

第二直流电转换器（11），将从供电开关（2）输入的直流 电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

第三直流电转换器（12），将从供电开关（2）输入的直流电转换成所需大小的直流电，并输出到恒压/恒流控制模块， 

散热器（3），为供电模块散热。 

9.根据权利要求7所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其特征在于， 

恒压/恒流控制模块，包括： 

控制器（5），包括： 

数模转换器（5a），用于输出与设定恒压值成比例的控制电压作为输入信号，并输入第一运算放大器（4a）， 

模数转换器（5c），用于接收第二运算放大器（4b）和第三运算放大器（4c）输出的信号， 

数据总线（5d），将数模转换器（5a）输出的信息输出到显示器（6）的显示屏（6b）， 

输入输出端口（5b），将模数转换器（5c）输出的信息输入到指示灯（6a）； 

运算放大器组（4），包括 

第一运算放大器（4a），将控制器输入的信号（Vin）变成等比例的电压信号并将电压信号输入采样电阻（8）和第二运算放大器（4b）， 

第二运算放大器（4b），接收采样电阻和第一运算放大器（4a）输出的信号，并将信号输出至开关和控制器，通过闭环反馈实现恒流输出， 

第三运算放大器（4c），接收负载（9）输出的信号并输出至开关和控制器；和 

开关（7），用于控制选择为可调恒流电路或可调恒压电路。 

10.根据权利要求9所述的牙科种植体微电刺激愈合仪，其 特征在于， 

数模转换器（5a）为12位数模转换器； 

模数转换器（5c）为10位模数转换器； 

第一运算放大器（4a）为OPA551器件； 

第二运算放大器（4b）和第三运算放大器（4c）为AD620器件。 

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