CN208989109U - 一种带定向及定深结构的种植手术导板 - Google Patents

一种带定向及定深结构的种植手术导板 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种带定向及定深结构的种植手术导板，该种植手术导板，包括主体，所述主体包括远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端，其特征在于：所述主体上设置有引导平台，所述引导平台顶部为钻针止停平面，引导平台上开设有导向孔，在远中邻牙覆盖端、引导平台和近中邻牙覆盖端上设置有定向杆，所述定向杆与种植体的长轴方向平行。采用该结构的导板，大大提高了手术的精度。

Description

一种带定向及定深结构的种植手术导板
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种带定向及定深结构的种植手术导板。
背景技术
外科导板应用于种植手术由来已久。早期的压膜式手术导板只在诊断模型上制作，虽然充分考虑了修复效果，但不能参考骨组织信息，无法明确植入区的颌骨三维结构，最终的植入位置还是主要依赖于医生的技术和经验。
近十年间，随着计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术、锥形束CT(CBCT)及计算机三维成像技术，在口腔种植领域的应用与发展，计算机辅助设计和制造的种植导板在临床上的应用也越来越多，数字化种植技术得到了极大的发展。数字化种植技术利用计算机断层扫描，例如锥形束CT(cone beam computed tomography，CBCT)和三维种植设计软件，结合解剖结构和修复体的参数，可以完成三维数字化的种植牙手术术前设计。再利用快速成型技术(rapid prototyping，RP)：如计算机数控研磨、3D打印、光固化成型等制成临床操作中所需的数字化种植导板，从而实现了从虚拟化设计到现实化手术的过程，扩大了牙齿种植手术的适应症，提高了手术的精确性。
数字化导板技术作为一个虚拟到现实的桥梁，其目的是使种植体的植入位置更加精确可控，而位置的精确有利于：1.减少或避免骨增量手术；2.有效避开危险区,降低手术风险；3.简化手术过程；4.提高种植修复后的美学效果，降低美学风险；5.改善修复体的应力分布；6.实现不翻瓣的微创种植手术，缩短手术时间；7.减少术后不适、肿胀和疼痛；8.帮助口腔医生更容易、更准确地实现种植即刻修复。
目前数字化导板种植虽然精度较传统非导板手术有了明显提高，但在种植体方向控制、定深等方面仍然存在误差，精度有提升的必要性。具体体现在：数字化导板根据导板支持形式的差异可分为牙支持式手术导板、骨支持式手术导板和黏膜支持式手术导板。其中，牙支持式手术导板稳定性最好。但即使是牙支持式的手术导板，其仍存在一些问题，设计的种植体植入关键数据有三个，即种植体顶部中心点、种植体底部中心点、种植体长轴方向。往往种植体顶部中心点易控制，而种植体长轴方向不易控制，进而导致与深部解剖结构相关的种植体底部中心点偏差较大，不能达到令人满意的精度。
通过分析种植体长轴方向与种植体底部中心点的误差，归结误差与以下因素有关。由于口腔空间及张口高度限制，数字化导板高度存在约束，过高的导板将无法放入口腔或使进入口腔的其他器械受阻。因此种植导板设计必须考虑导板厚度、钻针长度、种植机头高度等参数，这就限制了数字化导板中导向孔的高度，而导向孔高度的不足将使其难以达到限制种植体长轴方向的作用。尤其在后牙区，如果导板要实现定深，导向孔高度常不足2mm。
为了解决上述问题，一种设计思路是设计较高的导向孔，主要引导钻针角度，不做定深。这种导板进行手术只能钻入骨较短距离，剩下的深度需要取下导板后徒手操作，但是在徒手操作环节仍然易产生偏移。
因此，如何既能够定深又能够定向是种植手术导板一个影响精度的重要问题，精确度不足，会加大损伤重要解剖结构的可能性、影响前牙区美学的可能性及出现并发症的可能。因此，如何更好地通过导板控制种植体顶部中心点的同时，减少角度偏差以便更精确地控制底部中心点成为了目前数字化导板技术的重点和难点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种带定向及定深结构的种植手术导板，以便提高手术精度。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种带定向及定深结构的种植手术导板，包括主体，所述主体包括远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端，所述主体上设置有引导平台，所述引导平台顶部为钻针止停平面，引导平台上开设有导向孔，在远中邻牙覆盖端、引导平台和近中邻牙覆盖端上设置有定向杆，所述定向杆与种植体的长轴方向平行。
进一步，所述定向杆为圆形或方形柱状结构。
进一步，设置在所述远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端上的定向杆长3-5mm。
进一步，设置在所述引导平台上的定向杆长3-8mm。
进一步，所述导板主体和引导平台上设计水冷导流孔。
一种制作上述导板的方法，包括如下步骤：
S1：个性化数据采集：对颌骨数据和牙齿模型数据进行采集；
S2：将影像学资料导入种植导板设计软件，通过种植导板设计软件进行影像分割并重建上下颌骨三维模型,并将石膏模型与颌骨模型进行对齐配准；
S3：进行手术模拟，在种植软件上评估与种植手术相关的各类参数条件，通过软件模拟确定种植体植入位点、植入深度和植入方向；
S4：数字化种植导板的设计与制作：根据种植体植入位点，设计种植手术全程所需的种植导板；具体来说，根据选定种植体所需的各级钻针的数量，一一对应设计多块种植导板，在每块种植导板上根据各级钻针的直径分别对应开设导向孔，导板覆盖在缺牙间隙的近、远中的0-10个邻牙冠部，根据种植体直径长度、植入位置、软硬组织位置及钻针长度设计引导平台；
S5：引导平台设计：引导平台的底部接近缺牙区牙龈表面的高度，顶部为钻针止停平面，止停平面到设计种植位点底部中心点的距离等于钻针止停长度；
S6：定向杆设计：在导板引导平台的舌侧、颊侧及覆盖于近、远中邻牙冠部的导板颌方位置设计多根与种植体长轴方向平行的定向杆，位于引导平台的定向杆长3-8mm，位于远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端的定向杆长3-5mm；
S7：导板制作：将工具模型导出到3D打印机完成产品制作及后处理。
进一步，步骤S1中，对颌骨数据进行采集的具体过程为：使用CBCT或CT扫描患者上下颌骨，并对数据进行收集。
进一步，步骤S1中，对牙齿模型数据进行采集包括三种方式：
a、藻酸盐/硅橡胶取上下颌模型灌石膏模型，用光学扫描仪或CBCT采集上下颌石膏模型；
b、藻酸盐/硅橡胶取上下颌模型，不灌注，直接用光学扫描仪或CBCT采集阴膜；
c、直接使用口内光学扫描仪，扫描牙齿，用非接触方式获得牙齿数字模型。
进一步，步骤S5中，引导平台呈半径为2-7mm的圆台状。进一步，定向杆设计完成后，在导板主体和引导平台上设计水冷导流孔。
本发明的有益效果：
(1)本申请所述的种植导板,通过设置定向杆和引导平台，解决了传统导板中导向孔过长就不能定深，过短则方向约束力差的问题，能够同时对深度和方向进行约束，使手术精度更高；
(2)本申请通过在远中邻牙覆盖端、引导平台和近中邻牙覆盖端上设置定向杆，达到在狭窄的口腔中进行种植手术时，为钻针姿态和运动方向提供参考的功能，有利于术中判断钻针姿态与方向与术前设计方向是否一致，便于及时控制与调整，提升了高精度种植的可操作性。
(3)采用本申请的种植导板，在种植手术中可以缩短手术时间、提高种植精度，根据初步研究，种植体顶点偏差约缩小到0.4±0.2mm；种植根点偏差缩小到0.9±0.5mm；角度偏差约4.6°±2.7°。
(4)保留了传统数字化设计制作种植导板工具的优点：经过分析CT影像学数据，可在设计种植体的位置时，尽量避免对邻牙、下牙槽神经血管束等重要结构的损伤。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
如图1，所示的带定向及定深结构的种植手术导板，包括主体，所述主体包括远中邻牙覆盖端1和近中邻牙覆盖端2，远中邻牙覆盖端覆盖于缺失牙远中邻牙、牙龈或骨上，以其作为支持结构，设计时去除倒凹，可达0-10牙位；近中邻牙覆盖端覆盖于缺失牙近中邻牙上，以其作为支持结构，设计时去除倒凹，可达0-10牙位；在主体上截掉合适部分形成引导平台3，所述引导平台顶部为钻针止停平面4，引导平台上开设有导向孔5，在远中邻牙覆盖端、引导平台和近中邻牙覆盖端上设置有定向杆6，所述定向杆与种植体的长轴方向平行，定向杆为柱状结构，优选为圆柱状、方形柱状或异形雕花柱状；设置在所述远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端上的定向杆长3-5mm，设置在所述引导平台上的定向杆长3-8mm，该长度既能够指示植体设计方向，又不妨碍种植机头运动、不妨碍导板放入口内。
此外，在导板主体和引导平台上设计水冷导流孔，用于种植手机喷水时能够达到种植体与骨的交界面。
一种制作上述种植手术导板的方法，包括如下步骤：
S1：个性化数据采集：对颌骨数据和牙齿模型数据进行采集，其中对颌骨数据进行采集的具体过程为：使用CBCT或CT扫描患者上下颌骨，并对数据进行收集；对牙齿模型数据进行采集包括三种方式：
a、藻酸盐/硅橡胶取上下颌模型灌石膏模型，用光学扫描仪或CBCT采集上下颌石膏模型；
b、藻酸盐/硅橡胶取上下颌模型，不灌注，直接用光学扫描仪或CBCT采集阴膜；
c、直接使用口内光学扫描仪，扫描牙齿，用非接触方式获得牙齿数字模型。
S2：将影像学资料导入种植导板设计软件，通过种植导板设计软件进行影像分割并重建上下颌骨三维模型,并将石膏模型与颌骨模型进行对齐配准；种植导板设计软件不做限定，只要能够完成影像数据到设计模型的设计，最终生成需要的导板模型；
S3：进行手术模拟，在种植软件上评估与种植手术相关的各类参数条件，通过软件模拟确定种植体植入位点、植入深度和植入方向；
S4：数字化种植导板的设计与制作：根据种植体植入位点，设计种植手术全程所需的种植导板；具体来说，根据选定种植体所需的各级钻针的数量，一一对应设计多块种植导板，在每块种植导板上根据各级钻针的直径分别对应开设导向孔，导板覆盖在缺牙间隙的近、远中的0-10个邻牙冠部，根据种植体直径长度、植入位置、软硬组织位置及钻针长度设计引导平台；
S5：引导平台设计：引导平台的底部接近缺牙区牙龈表面的高度，顶部为钻针止停平面，止停平面的工作原理是：钻针上部直径突然增大或因触碰机头膨大处以至于会被止停平面阻挡，从而无法下降；或钻针某固定长度刻度正好与止停平面平齐。止停平面到设计种植位点底部中心点的距离等于钻针止停长度；引导平台不限于圆形或异形，其关键在于平台平面，通常呈半径为2-7mm的圆台状，以便避让区域内的天然牙；
S6：定向杆设计：在导板引导平台的舌侧、颊侧及覆盖于近、远中邻牙冠部的导板颌方位置设计多根与种植体长轴方向平行的定向杆，位于引导平台的定向杆长3-8mm，位于远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端的定向杆长3-5mm；
S7：在导板主体和引导平台上设计水冷导流孔，具体来说，在缺牙处的近远中、引导平台等位置设计水冷导流孔，用于种植手机喷水时能够达到种植体与骨的交界面。
S8：导板制作：将工具模型导出到3D打印机完成产品制作及后处理。
有必要强调的是：除了牙支持式导板，也可以是骨支持式、黏膜支持式及混合支持式的种植导板。该定向杆、引导平台对不同支持方式的种植导板均有效。
此外，本专利研究过程中曾获得如下科研基金资助：湖南省自然科学基金-青年基金项目(2018JJ3850)；湖南省重点研发计划-社会发展领域重点研发项目(2017SK2161)；中南大学湘雅医院临床科研基金(2015102)。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种带定向及定深结构的种植手术导板，包括主体，所述主体包括远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端，其特征在于：所述主体上设置有引导平台，所述引导平台顶部为钻针止停平面，引导平台上开设有导向孔，在远中邻牙覆盖端、引导平台和近中邻牙覆盖端上设置有定向杆，所述定向杆与种植体的长轴方向平行。
2.根据权利要求1所述的带定向及定深结构的种植手术导板，其特征在于：所述定向杆为圆形或方形柱状结构。
3.根据权利要求2所述的带定向及定深结构的种植手术导板，其特征在于：设置在所述远中邻牙覆盖端和近中邻牙覆盖端上的定向杆长3-5mm。
4.根据权利要求3所述的带定向及定深结构的种植手术导板，其特征在于：设置在所述引导平台上的定向杆长3-8mm。
5.根据权利要求1所述的带定向及定深结构的种植手术导板，其特征在于：所述导板主体和引导平台上设计水冷导流孔。
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