一种用于牙种植区骨缺损重建的个性化钛网的制备方法

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及牙科用钛网，尤其涉及一种用于牙种植区骨缺损重建的个性化钛网的制备方法。

背景技术

种植牙是现在牙齿缺失后最好的修复方式，稳固牢靠，无须摘戴，舒适美观，被人们称为“人类的第三副牙齿”。然而由于牙周病、缺牙后长时间未修复等原因导致种植时存在骨高度及宽度的不足。充足的骨量是保证种植体获得良好的近远期修复效果的必然条件。骨量的不足将直接影响种植体的功能负载、种植近远期功能及美学的稳定及种植体在口腔内的有效生存时间。

因此如何进行有效的骨重建是种植医生面临的难题，尤其是进行垂直骨增量更是加大了技术难度。目前临床上常用的骨增量办法有GBR（guided bone regeneration）技术、骨劈开技术、Onlay骨块移植技术、帐篷螺丝技术等。

GBR技术是最常用的骨增量技术，对于骨缺损程度较轻的患者成骨效果稳定可靠，但对于较大的复杂的骨组织缺损，常用的可吸收屏障膜缺乏自成型能力而难以提供有效的成骨空间，术后可能因唇颊肌的运动而发生折叠脱落，造成植骨材料移位吸收，进而影响成骨效果。因此单纯应用GBR技术对重度复杂骨缺损进行骨增量效果并不理想。

纯钛具有良好的生物相容性，所制成的钛网具有一定的强度和可塑性，可以承受一定的外界压力，为垂直骨增量和水平骨增量提供了良好的空间支持，保证了植骨材料的稳定，具有较好的成骨效果。目前临床上使用较广的是成品钛网，但成品钛网与牙槽骨解剖形态不贴合，术中钛网必须通过对比缺损范围后再进行修剪弯制，花费大量的时间；此外弯制过程中难以避免会形成尖锐的边缘，容易造成术后钛网的暴露及感染；且因为时间、成型方法所限难以弯制出适合复杂骨缺损的个性化钛网，在临床中的应用受到很大的限制，仅适用于骨缺损面积小、较简单的骨缺损。3D打印数字化个性钛网适合各种类型的骨缺损，但该技术目前处于临床试验阶段尚不能在临床广泛使用，而且纯钛打印机十分昂贵，难以普及，所制作的钛网也远贵于成品钛网。本发明的个性化钛网使用临床上广泛使用的成品钛网板经过冲压、打磨等物理手段变形而来，不但成本低，可以适合于更复杂的骨缺损，而且生物安全性可靠，可直接在临床中用于骨增量而无需经过临床试验阶段。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于种植区骨缺损重建的个性化钛网的制备方法，通过钛网的三维数字模型，制备打印树脂的凸模、凹模，将成品片状钛网板模型成型，并将边缘进行打磨减薄处理制备钛网的方法，该方法制备的钛网主要是用于修复复杂的大面积骨缺损，术前预成型使之更贴合于颌骨形态，术中直接使用，节省手术时间，利于固定和取出，以克服现有钛网技术存在的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是 ：

一种用于牙种植区骨缺损重建的个性化钛网的制备方法：其特征在于：包括如下步骤：

第一步：提取患者颌面部的CBCT影像，并进行三维重建，得到颌骨三维数字模型；

第二步：在颌骨三维数字模型的牙槽骨缺损区域2建立牙槽骨缺损模型3，得到修复颌骨三维数字模型；

第三步：按照修复颌骨三维数字模型的牙槽骨缺损模型3的形状结构，将数字钛网的三维模型构建成倒置的U型的形状，数字钛网的三维模型的U型内侧包裹并盖过牙槽骨缺损区域2；

第四步：然后将数字钛网的三维模型的U型内侧填充为实心结构，得到凸模4，凸模4的上端沿着近、远中向端部布置有两个向上伸出的圆柱形的定位凸起401，定位凸起401位于牙槽脊的正上方，两个定位凸起401之间的中心距为钛网孔503间距的整数倍；按1：1比例打印出树脂的凸模4；将牙槽骨缺损模型3沿着近、远中向布置两个向上伸出的的定位圆柱301，两个定位圆柱301之间的距离与两个定位凸起401之间的距离相等，定位圆柱301与定位凸起401直径相等，1:1比例打印树脂的带有定位圆柱301牙槽骨缺损模型3。

第五步：根据凸模4以及数字钛网的形状构建凹模6，凹模6内设置有凹模腔601，用以制得与凸模4的U型外轮廓形状一致的钛网5；

第六步：将凸模4下端固定在模压设备的固定端，选用成品片状的钛网板，将成品的片状的钛网板中的选择一排孔进行扩孔，得到切割带孔504，将片状的钛网板放置在凸模4上，并使定位凸起401插入到切割带孔504中的两个孔内，并将这两个孔进行标记，仿照凸模4的树脂模型，修剪出钛网5需要的尺寸；

第七步：将凹模6固定在模压设备的升降端，且凹模6的凹模腔601与凸模4上端相对设置，凹模6下压，将片状的钛网板压入到凹模腔601内，钛网5模压成型；

第八步：抬起凹模6，模压成型后的钛网5边缘超过凸模4的U型边缘位置进行裁剪，取下钛网5，将钛网5放置在牙槽骨缺损模型3上，并使定位圆柱301插入到标记的两个标记的切割带孔504内，将超出牙槽骨缺损模型3的区域进行标记，将钛网5展开，将超出牙槽骨缺损模型3的区域的钛网5打磨成0.2mm，以减小对黏膜的刺激；

第九步：将钛网5上的钛网孔503按数字钛网三维模型设计的固位钉孔502的位置进行扩孔，得到固位钉孔502；

第十步：将展开钛网5放置在凸模4上，并使定位凸起401插入到两个标记的切割带孔504内，凹模6下压，将钛网板压入到凹模腔601内，制备得到钛网5。

所述的第二步中，建立牙槽骨缺损模型3的过程为：在颌骨三维数字模型的牙槽骨缺损区域2放置数字种植体模型，建立牙槽骨缺损模型3，修复颌骨三维数字模型中的牙槽骨缺损区域2，牙槽骨缺损模型3要求颊舌向盖过种植体模型外侧1.8-2.5毫米，垂直向盖过种植体模型顶端1mm。

所述的第三步中，所述的数字钛网的三维模型顶部和侧部平滑过渡，高度达到邻牙的牙槽嵴顶高度，颊舌向宽度为比种植体模型的边界两侧增加1 .8～2.5毫米，数字钛网三维模型近、远中向宽度为数字钛网顶部边界距离邻牙的边界 2～3毫米，边界圆钝光滑，数字钛网的三维模型厚度为0.4mm，在牙槽骨1骨量充足部位设置固位钉孔的位置，并记录距离数字钛网的三维模边缘位置，数字钛网的三维模型不需要制做数字的钛网孔结构。

数字钛网的三维模型的U型盖过牙槽骨缺损区域2不少于2mm，设置有固位钉孔位置则盖过5mm。

通过切割带孔504的中线连线而形成切割带501，为便于后期钛网5沿着切割带501切割成两部分后取出。

切割带孔504直径为2.4-2.6mm，凸起401与切割带孔504间隙配合，且凸起401的高度小于成品的钛网板厚度。

牙槽嵴顶部数字钛网三维模内扣，即牙槽嵴顶部位置的数字钛网三维模为平面，以利于黏膜包裹。

所述的第九步中，使用极限直径1.7 mm的定制金刚砂圆锥状磨头扩大至1.7 mm,以便使用1.6 mm钛钉固位。

如果牙槽骨1缺损部位包含尖牙所在位置时，钛网5弯曲弧度大，则凸模4、凹模6不打印成树脂模型，需要使用雕刻机制做出金属材料的凸模4、凹模6。

成品的钛网板的厚度为0.4 mm，钛网板的钛网孔直径为1.5mm,钛网板的钛网孔孔间距为3.0 mm；

本发明的有益效果在于：采用上述技术方案，本发明通过数字化建模技术建立颌骨修补前后、缺损部位、数字化钛网的三维模型，紧密贴合牙槽骨外形，准确重建颌骨的三维数字模型，通过树脂制备凸模以及凹模，模压成型的钛网与患者牙槽骨边缘部分完美贴合，再生的牙槽骨形状适应颌骨的形状，是依靠手工弯制无法实现的，模压成型的钛网不会因为医生弯制水平而影响成骨效果，而且打印的树脂模具成本低，即使采用雕刻机雕刻的金属模具，成本也远远低于利用钛粉末打印的钛网模型，同时，模压成型的钛网设置有切割带，便于钛网的取出；可以提前制定手术方案，免去手术中手工塑形，大大缩短手术时间，个性化钛网更适合于复杂的大面积骨缺损病例。本发明应用成品钛网经过物理办法制作出的个性化钛网，既适合复杂的骨缺损的解剖形态又具有成品钛网原有的生物安全性，可直接用于临床。

附图说明

图1是颌骨缺损示意图；

图2是牙槽骨缺损部分修复后的示意图；

图3是牙槽骨缺损部模型；

图4是凸模结构示意图；

图5为冲压后的钛网立体结构示意图；

图6为凹模结构示意图。

图中，1-颌骨，2-牙槽骨缺损区域，3-牙槽骨缺损模型，4-凸模，5-钛网，6-凹模，301-定位圆柱，401-定位凸起，402-连接柄，501-钛网切割带，502-固位钉孔，503-钛网孔，504-切割带孔，601-凹模腔。

具体实施方式

下面结合具体实施和附图1-6，进一步阐述本发明。

本发明用于种植前骨重建的个性化弯制钛网的制备方法，其包括如下步骤：

一种用于种植区骨缺损重建的个性化钛网的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：提取患者颌面部的CBCT(锥形束CT)影像，并进行三维重建，得到颌骨三维数字模型；

第二步：在颌骨三维数字模型的牙槽骨缺损区域2放置数字种植体模型，建立牙槽骨缺损模型3，修复颌骨三维数字模型中的牙槽骨缺损区域2，牙槽骨缺损模型3要求颊舌向盖过种植体模型外侧1.8-2.5毫米，垂直向盖过种植体模型顶端1mm；

第三步：根据修复后的颌骨三维数字模型构建数字钛网的三维数字模型：按照颌骨三维数字模型中的牙槽骨的形状结构，将数字钛网的三维模型构建成倒置的U型的形状，数字钛网的三维模型的U型内侧包裹牙槽骨缺损区域2，且U型覆盖并大于牙槽骨缺损区域2，数字钛网的三维模型的U型覆盖大于牙槽骨缺损区域2不少于2mm，设置有固位钉孔位置则为5mm，数字钛网的三维模型顶部和侧部平滑过渡，高度达到邻牙的牙槽嵴顶高度，颊舌向宽度为比种植体模型的边界两侧增加1.8～2.5毫米，数字钛网三维模型近、远中向宽度为数字钛网顶部边界距离邻牙的边界2～3毫米，边界圆钝光滑，数字钛网的三维模型厚度为0.4mm，在牙槽骨1骨量充足部位设置固位钉孔的位置，并记录距离数字钛网的三维模边缘位置，数字钛网的三维模型不需要制做数字的钛网孔结构，牙槽嵴顶部的数字钛网的三维模型内扣，即牙槽嵴顶部位置的数字钛网三维模为平面，以利于黏膜包裹；

第四步：然后将数字钛网的三维模型的U型内侧填充为实心结构，得到凸模4，由于数字钛网的三维模型厚度仅为0.4mm，此时得到冲压用的凸模并不需要去除0.4mm的厚度，因为0.4mm的厚度对牙槽骨成骨并不会产生影响，凸模4的上端沿着近、远中向布置两个向上伸出的圆柱形的定位凸起401，两个定位凸起401之间的中心距为钛网孔503间距的整数倍；凸模4下端设置有向下伸出的连接柄402，按1：1比例3D打印出树脂的凸模4；将牙槽骨缺损模型3沿着近、远中向布置两个向上伸出的的定位圆柱301，两个定位圆柱301之间的距离与两个定位凸起401之间的距离相等，定位圆柱301与定位凸起401直径相等，1:1比例打印树脂的带有定位圆柱301牙槽骨缺损模型3。

第五步：根据凸模4以及数字钛网的形状构建凹模6，凹模6内设置有凹模腔601，用以凸模4将片状钛网压入到凹模腔601内，制得与凸模4的U型外轮廓形状一致的修复钛网。

第六步：将凸模4的连接柄402朝下，连接柄402下端固定在模压设备的固定端，选用成品片状的钛网板，钛网板的厚度为0.4mm，钛网板的钛网孔直径为1.5mm, 钛网板的钛网孔孔间距为3.0mm；将成品的片状的钛网板中的选择一排孔进行扩孔，扩孔后直径为2.4-2.6mm，得到切割带孔504，将片状的钛网板放置在凸模4上，并使定位凸起401插入到切割带孔504中的两个孔内，并将这两个孔进行标记，凸起401与切割带孔504间隙配合，且凸起401的高度小于钛网板的厚度；仿照凸模4的树脂模型，修剪出钛网5需要的尺寸；

第七步：将凹模6固定在模压设备的升降端，且凹模6的凹模腔601与凸模4上端相对设置，凹模6下压，将钛网板压入到凹模腔601内，钛网5模压成型；

第八步：抬起凹模6，模压成型后的钛网5边缘超过凸模4的U型边缘位置进行裁剪，取下钛网5，将钛网5放置在牙槽骨缺损模型3上，并使定位圆柱301插入到标记的两个标记的切割带孔504内，将超出牙槽骨缺损模型3的区域进行标记，将钛网5展开，将超出牙槽骨缺损模型3的区域的钛网5打磨成0.2mm，以减小对黏膜的刺激；

第九步：钛网5上在牙槽骨1骨量充足部位设置固位钉孔502，将钛网5上的钛网孔503按设计的固位钉孔502的位置使用极限直径1.7mm的定制金刚砂圆锥状磨头扩大至1.7mm, 以便使用1.6 mm钛钉固位，所述的固位钉孔颊侧为2～4个，腭侧(舌侧)为1～2个。

第十步：将展开钛网5放置在凸模4上，并使定位凸起401插入到两个标记的切割带孔504内，凹模6下压，将钛网板压入到凹模腔601内，制备得到钛网5。

通过切割带孔504的中线连线而形成切割带501，为便于后期钛网5沿着切割带501切割成两部分后取出。

如果牙槽骨1缺损部位包含尖牙所在位置时，钛网5弯曲弧度大，则凸模4、凹模6不打印成树脂模型，需要使用雕刻机制做出金属材料的凸模4、凹模6。

使用时，需要将做好的钛网5超声波清洗，高温消毒。

钛网边缘需使用金刚砂磨头逐级打磨，布轮、绒轮抛光，使边缘圆钝光滑，以防划破黏膜组织，引起钛网暴露。

将根据修复后的颌骨三维数字模型使用3D打印机打印颌骨树脂模型：按照颌骨树脂模型上的牙槽骨的解剖结构，将成品的大片钛网板修剪，冲压成与骨缺损区域相适合的个性化钛网，并设置固位孔及切割带，高温消毒后备用。

以上就是本发明的用于种植前重建的个性化钛网的制备方法，该制备方法是根据每个患者的牙齿，牙槽骨形态不同进行个性化设计，得到预期个性化钛网模型，通过临床上广泛使用的成品钛网板，仿照树脂钛网模型，在牙齿骨增量修复手术时用于得到种植牙预期牙槽骨边界形态，生长出符合临床种植牙的骨量及形态。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。