阅读说明：本技术 一种基于slm成型的种植牙结构及其成型方法 (SLM (selective laser melting) -molding-based dental implant structure and molding method thereof ) 是由 祝毅 李健 王慧明 余梦飞 余晓雯 于 2019-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于SLM成型的种植牙结构及其成型方法,该结构包括用于后期种植体植入牙槽窝的牙根、用于后期基台植入后与牙龈接触起封闭作用的颈部和与正常牙齿啮合的牙冠三部分；牙冠和颈部共同构成了临床种植体的基台结构；所述基台结构上开有沉头孔和至少两个第一定位销孔,所述牙根上加工有螺纹孔和与第一定位销孔相对应的第二定位销孔；螺钉穿过沉头孔后旋入螺纹孔,第一定位销孔和第二定位销孔之间安装定位销。本发明还提供该结构的成型方法,成型获得的结构大大提高种植体初期稳定性和缩短病人治疗周期,同时提高了种植的成功率,减轻病人痛苦。(The invention discloses a dental implant structure based on SLM molding and a molding method thereof, wherein the structure comprises a tooth root used for implanting an implant into a dental socket in the later stage, a neck used for contacting with a gum after an abutment is implanted in the later stage to play a role in sealing, and a tooth crown engaged with a normal tooth; the crown and the neck jointly form an abutment structure of the clinical implant; the abutment structure is provided with a counter bore and at least two first positioning pin holes, and the tooth root is provided with a threaded hole and a second positioning pin hole corresponding to the first positioning pin holes; the screw passes through the counter bore and then screws into the threaded hole, and a positioning pin is arranged between the first positioning pin hole and the second positioning pin hole. The invention also provides a forming method of the structure, the formed structure greatly improves the initial stability of the implant, shortens the treatment period of the patient, improves the success rate of the implant and relieves the pain of the patient.)

一种基于SLM成型的种植牙结构及其成型方法

技术领域

本发明属于口腔医疗器械技术领域，具体为一种基于SLM成型的种植牙结构及其成型方法。

背景技术

随着科技的发展和人类生活水平的提高，人们对于口腔健康也逐渐重视起来。而牙缺失作为口腔问题中最为严峻的一种也是最为常见的一种经常发生在人们身上。现有的解决牙齿缺失最为有效也是最为理想的办法就是种植牙，而钛作为生物相容性较好的金属，也自然成为了种植体材料的首选。

现有的商用种植体如图1所示(专利CN 108852539 A)，其主要有基台、固定螺钉3和螺纹种植体4组成。其中，基台主要包括小牙冠1和颈部2两部分。小牙冠的作用主要是用于牙冠的固定，当基台植入后，需要将事先打磨好的牙冠粘结固定在小牙冠上。而颈部的作用则是与病人牙龈接触，牙龈愈合后起到一个封闭的作用。具体的种植流程为：首先将病人的牙根拔出，拔出后对牙槽窝进行简单的封闭处理，然后让牙槽窝自然状态恢复8-10周以达到一个稳定的状态。牙槽窝经过恢复后，进行根形种植体的植入。将螺纹种植体拧入牙槽窝，并将种植体上端面进行封闭处理。种植体植入后，再进行8-10周的恢复。经过恢复后，如果种植体骨结合效果良好，则可进行后续基台的安装。基台安装后，进行牙冠的安装。现在商用种植体在使用过程中主要存在的问题主要包括根形种植体植入后的初期稳定性和种植周期过长。由于现在临床根行种植体为批量制作，只有不同规格的种植体，并不能与病人的牙槽窝很好的吻合，所以种植体植入后相对于牙槽窝的稳定性存在一定问题。现在是通过在种植体表面的螺纹实现种植体的初期固定，这样做效果不是很好。同样，由于种植体与病人牙槽窝不能完全吻合，导致病人牙根拔出后不能立即植入种植体，需要经过牙槽窝的恢复过程，使得牙槽窝形状相对稳定之后再植入种植体，大大加长了病人的治疗周期。

金属3D打印技术由于其分层成型的原理，其成型零件不受零件空间复杂程度的限制，可以成型空间任何复杂曲面。近年来，金属3D打印技术零件的表面质量和成型质量得到了快速发展。这也使得金属3D技术广泛应用于医疗、航天、教育等相关领域。

选区激光熔融(Selective Laser Melting)SLM技术作为金属3D打印的一种，由于其成型零件表面质量较高，成型零件精度较高而得到的广泛应用。由于SLM技术的快速发展，使得个性化牙种植体成为了可能。个性化种植体即通过SLM技术制造与人类牙齿形状完全一致的种植体。

发明内容

由于上述临床种植体存在的治疗周期长和初期稳定性差的缺陷，本发明提出一种基于SLM成型的种植牙结构及其成型方法，大大提高种植体初期稳定性和缩短病人治疗周期，同时提高了种植的成功率，减轻病人痛苦。

本发明所采用的技术方案如下：一种基于SLM成型的种植牙结构，包括用于后期种植体植入牙槽窝的牙根、用于后期基台植入后与牙龈接触起封闭作用的颈部和与正常牙齿啮合的牙冠三部分；牙冠和颈部共同构成了临床种植体的基台结构；所述基台结构上开有沉头孔和至少两个第一定位销孔，所述牙根上加工有螺纹孔和与第一定位销孔相对应的第二定位销孔；螺钉穿过沉头孔后旋入螺纹孔，第一定位销孔和第二定位销孔之间安装定位销。

进一步的，所述牙冠和颈部在打印中一体成型。

本发明的第二目的是提供一种基于SLM成型的种植牙结构的成型方法，包括如下步骤：

(1)根据病人的牙齿进行种植体模型的建立；

(2)得到行种植体模型后，将模型分割为用于后期种植体植入牙槽窝的牙根、用于后期基台植入后与牙龈接触起封闭作用的颈部和与正常牙齿啮合的牙冠三部分；牙冠和颈部共同构成了临床种植体的基台结构；

(3)牙根和基台结构之间的轴向固定和周向固定连接结构的设计，具体为：

在设计零件模型时，直接在牙根和基台底端设计一个规则圆柱体，用于后续加工螺纹孔的过程中便于夹持和起到中心螺纹孔的定位作用。同时，圆柱面底端直接开设定位销的定位孔，用于定位销孔加工过程的定位；

(4)零件打印完成后，首先将牙根和基台从基板上切割下来，接下来的加工过程圆柱起到夹持作用，等所有的螺纹孔和定位销孔加工完成后，将基台和牙根单独切割下来，丢弃底端圆柱，完成加工过程；

(5)将基台结构通过螺钉装配到牙根上。

进一步的，行种植体模型的建立方法如下：

首先需要对病人牙齿进行CT扫描，CT扫描过后，对CT文件进行分层处理，按照不容的灰度值划分牙齿部分和软组织部分，对CT图像进行处理后，得到整颗牙齿的种植体模型。

进一步的，牙冠需要在原来牙冠的基础上在表面去掉一层厚度，用于后面烤瓷。

进一步的，所述牙冠和颈部在打印中一体成型。

进一步的，所述轴向固定采用螺钉结构实现对上方基台结构的轴向固定。

进一步的，所述周向固定则通过定位销实现，即在牙根和基台两侧各加工至少两个定位孔，分别放置定位销实现基台植入过程中的周向定位作用。

进一步的，基台上加工一个沉头孔和至少两个第一定位销孔，牙根上需要加工螺纹孔和与第一定位销孔相对应的第二定位销孔。

进一步的，采用线切割的方式将基台和牙根单独切割下来。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：

(1)本发明的种植体牙结构与病人的牙根结构完全一致，也能与病人牙槽窝完全匹配。由于结构的完全匹配，病人牙根拔出后可无需牙槽窝恢复这一治疗周期，即直接将种植体植入病人牙槽窝。这样可以大幅缩短治疗周期，减轻病人身体上和精神上的痛苦。

(2)由于个性化种植体的结构与病人牙槽窝完全匹配，所以种植体植入后的初期稳定性大幅提高。种植体初期稳定性的提高可以大幅促进种植体的骨整合过程，增加病人种植成功率。

(3)与现在临床种植体相比，本发明的个性化种植体基台颈部也与病人牙齿完全吻合。使得基台植入后颈部能够与病人牙龈完全吻合，加快了病人牙龈的愈合过程，也减少了发炎的可能。

附图说明

图1为现有种植体系统示意图；

图2为本发明的种植结构的***示意图；

图3为本发明的种植结构装配后的示意图；

图4为本发明牙根打印模型图；

图5为基台打印模型图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有的实施方式。相反，它们仅是与如所附中权利要求书中所详述的，本申请的一些方面相一致的装置的例子。本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

实施例1：

如图2和图3所示，本实施例提供一种基于SLM成型的种植牙结构，包括用于后期种植体植入牙槽窝的牙根9、用于后期基台植入后与牙龈接触起封闭作用的颈部7和与正常牙齿啮合的牙冠6三部分；牙冠和颈部共同构成了临床种植体的基台结构；所述基台结构上开有沉头孔和至少两个第一定位销孔，所述牙根上加工有螺纹孔和与第一定位销孔相对应的第二定位销孔；螺钉5穿过沉头孔后旋入螺纹孔，第一定位销孔和第二定位销孔之间安装定位销8。

实施例2：

本实施例提供实施例1的种植牙结构的成型方法，该方法基于SLM成型，具体方法包括如下步骤：

S1、首先需要根据病人的牙齿进行个性化种植体的模型建立。

首先需要对病人牙齿进行CT扫描。CT扫描过后，对CT文件进行分层处理，按照不容的灰度值划分牙齿部分和软组织部分。对CT图像进行处理后，可以得到整颗牙齿的模型。

S2、得到牙齿模型后需要根据病人实际情况将牙齿模型分为三部分，分别为：牙根9、颈部7和牙冠6三部分。牙根用于后期种植体植入牙槽窝，与牙槽窝进行配合。同时，后期的骨结合也是与牙根部分结合，牙根部分负责固定整个牙齿；颈部主要作用为后期基台植入后与牙龈接触，防止滋生细菌起到对下面牙根的一个封闭作用；最上面的牙冠则需与正常牙齿啮合，用于咀嚼食物。

由于牙齿表面最终需要烤瓷，所以这里面牙冠需要在原来牙冠的基础上在表面去掉一层厚度，用于后面烤瓷。

由于现在的牙冠和颈部共同构成了现有临床种植体的基台结构，而且在植入过程中也是在牙根成骨后同时植入到病人体内。所以牙冠和颈部结构在打印中可以一体成型，这样就减少了零件数量，增加了结构整体的稳定性。

S3、模型分割完成后，需要确定零件的定位方案。

从图2中结构可以看出，需要的固定主要为牙根和上面基台的轴向固定和周向固定。轴向固定主要负责将基台固定在下方牙根上，用于保证种植体的稳定。周向固定则主要负责确定基台与下方牙根在圆周方向的相对位置，防止在基台植入后，基台和牙根产生相对旋转。

本发明中，轴向固定采用螺钉结构实现对上方基台的轴向固定，如图3所示。周向固定则通过两个圆柱销实现，如图3所示。

在牙根和基台两侧各加工两个定位销孔，分别放置两根定位销可以实现基台植入过程中的周向定位作用。同时，两根定位销也可以放置后期基台相对牙根产生相对旋转。

模型建立完成后则需要考虑后续机加工工序。如图3所示，基台上则需要加工一个沉头孔和两个第一定位销孔。牙根上需要加工螺纹孔和两个第二定位销孔。由于牙根和基台形状都是不规则的，而且定位销孔的位置无法确定。直接加工牙根和基台是无法实现的。结合SLM技术的成型特点，本发明采用定位圆柱一体打印的解决方案解决上述的夹持和定位问题。如图4和图5所示，在设计零件模型时，直接在牙根和基台底端设计一个规则的圆柱体。这个圆柱体主要有两方面的作用，一是在后续加工螺纹孔的过程中便于夹持；二是可以起到中心螺纹孔的定位作用。如图4和图5所示，在模型建立过程中，在牙根和基台底部直接设计一个规则圆柱。同时，在圆柱底面直接将螺纹孔的定位孔和定位销孔的定位孔直接设计出来。这样在成型过程中就可以直接将所有定位孔直接成型，解决了后续机加工的定位问题。

S4、零件打印完成后，首先将牙根和基台从基板上切割下来(这时圆柱底端定位孔已经成型)。接下来的加工过程圆柱起到夹持作用，等所有的螺纹孔和定位销孔加工完成后，采用线切割的方式将基台和牙根单独切割下来，丢弃底端圆柱，完成加工过程。

S5、用螺钉穿过沉头孔后旋入螺纹孔，第一定位销孔和第二定位销孔之间安装定位销，从而将基台结构装配到牙根上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。