頜骨修復支架的製作方法
2023-12-07 04:36:16 2
頜骨修復支架的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種頜骨修復支架。該頜骨修復支架包括彈性支撐單元（1），彈性支撐單元（1）包括多個彈性支撐段，使頜骨修復支架形成彈性支撐結構，彈性支撐單元（1）具有用於放置填充物（4）的容納空間。本發明的技術方案可以使頜骨修復支架的彈性模量接近於生理骨的彈性模量，改善頜骨修復支架與生理骨之間的受力情況。
【專利說明】頜骨修復支架
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學修復假體【技術領域】，具體而言，涉及一種頜骨修復支架。
【背景技術】
[0002]頜骨包括上頜骨以及下頜骨，上頜骨以及下頜骨是全身骨骼中形態最複雜的骨骼之一。頜骨缺損是最常見的骨缺損疾患，可以由多種疾病引起，如頜面部囊腫、腫瘤、急慢性頜骨骨髓炎、放射性骨壞死、嚴重的外傷、感染以及先天遺傳性疾病等都會導致頜骨部分或全部缺失，使得骨結構連續性中斷，且多伴有相鄰軟組織的缺損。頜骨缺損嚴重會影響患者的語言、呼吸、咀嚼、吞咽以及面部美觀等生理功能，使患者的生活質量嚴重下降。頜骨缺損的修復治療一直是受到高度關注的醫學課題。
[0003]傳統的治療方法主要是骨移植，包括自體移植、異體或種骨移植以及人工骨代用品移植。自體骨移植因保留了骨傳導和骨誘導功能、無疾病傳播的危險、成功率高而成為很多患者的首選，但自體骨移植受來源限制，且容易造成自體損傷，同時在維持患者面部的對稱性、塑性以及容貌恢復等方面效果欠佳，因此未能完全使業內滿意。
[0004]近年來也有採用金屬快速製造技術通過CT掃描數據建立缺損部位三維骨骼模型並通過加工中心等數控金屬切削工具機對金屬材料直接加工成型修復假體的方法，一定程度上解決了初期與生理骨固定的問題，但是，修復假體為塊狀金屬，其與生理骨之間的彈性模量存在很大差異，導致修復假體與生理骨之間的受力不合理，且遠期結合效果很不理想，修復假體外包覆的軟組織附著效果也很差，無法滿足患者要求。
【發明內容】
[0005]本發明旨在提供一種頜骨修復支架，可以使頜骨修復支架的彈性模量接近於生理骨的彈性模量，改善頜骨修復支架`與生理骨之間的受力情況。
[0006]為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種頜骨修復支架，頜骨修復支架包括彈性支撐單元，彈性支撐單元包括多個彈性支撐段，使頜骨修復支架形成彈性支撐結構，彈性支撐單元具有用於放置填充物的容納空間。
[0007]進一步地，多個彈性支撐段為多個U形段，多個U形段之間依次連接，相鄰接的兩個U形段所在的平面之間具有夾角；多個U形段中，位於彈性支撐單元的縱向中截面兩側的U形段之間形成容納空間。
[0008]進一步地，多個U形段中，相鄰接的兩個U形段所在的平面相互垂直。
[0009]進一步地，多個U形段上均設置有杆狀結構，杆狀結構的第一端與U形段固定連接，杆狀結構的第二端沿平行於彈性支撐單元的縱向中截面的方向延伸。
[0010]進一步地，杆狀結構包括第一組杆體和第二組杆體，第一組杆體固定連接在彈性支撐單元的兩個相對側面中的一個側面上，第二組杆體固定連接在另一個側面上，且第一組杆體與第二組杆體間隔布置。
[0011]進一步地，位於彈性支撐單元的縱向中截面兩側的U形段的凹槽中設置有網狀結構，網狀結構位於彈性支撐單元的上部，杆狀結構位於彈性支撐單元的下部。
[0012]進一步地，彈性支撐單元有多個，相鄰兩個彈性支撐單元通過連接部固定連接，且彈性支撐單元與連接部一體成型。
[0013]進一步地，頜骨修復支架還包括用於與生理骨連接的骨結合層，骨結合層設置在彈性支撐單元上，骨結合層具有多個相互連通的第一容納孔。
[0014]進一步地，第一容納孔的直徑為0.1毫米至0.2毫米。
[0015]進一步地，頜骨修復支架還包括種植牙基座，種植牙基座包括:撐杆，撐杆固定在彈性支撐單元上；以及底座，底座固定在撐杆上並位於容納空間中，底座具有多個相互連通的第二容納孔以及用於安裝種植牙冠的基臺的基臺孔。
[0016]進一步地，第二容納孔的直徑為0.1毫米至0.2毫米。
[0017]應用本發明的技術方案，頜骨修復支架包括彈性支撐單元，彈性支撐單元包括多個彈性支撐段，使修復支架形成了彈性支撐結構，相較於現有技術中的塊狀金屬假體來說，彈性支撐單元的彈性模量更接近於生理骨的彈性模量，改善了頜骨修復支架與生理骨之間的受力情況，有益於頜骨修復支架與生理骨之間的遠期結合；同時，彈性支撐單元還具有容納空間，可以放置骨塊或骨顆粒之類的填充物，由於彈性支撐單元的多個彈性支撐段之間具有間隙，為供血提供了良好的通道與空間，便於日後在彈性支撐單元的內部和外部形成骨細胞的分化，以生成 完整形態的、類似鋼筋混凝土結構的新生頜骨體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1示出了根據本發明的實施例的頜骨修復支架與下頜骨相配合的示意圖；
[0020]圖2示出了根據本發明的實施例的彈性支撐單元的示意圖；
[0021]圖3示出了根據本發明的實施例的彈性支撐單元中放置填充物的示意圖；
[0022]圖4示出了根據本發明的實施例的彈性支撐單元上設置杆狀結構的三維示意圖；
[0023]圖5示出了根據本發明的實施例的彈性支撐單元上設置杆狀結構的平面示意圖；
[0024]圖6示出了根據本發明的實施例的彈性支撐單元上設置杆狀結構以及網狀結構的平面示意圖；
[0025]圖7示出了根據本發明的實施例的兩個彈性支撐單元通過連接部連接的示意圖；
[0026]圖8示出了根據本發明的實施例的彈性支撐單元通過骨結合層與生理骨結合的示意圖；
[0027]圖9示出了根據圖8的A處放大圖；
[0028]圖10示出了根據本發明的實施例的種植牙基座設置在彈性支撐單元上的示意圖；
[0029]圖11示出了根據本發明的實施例的種植牙基座的示意圖；
[0030]圖12示出了根據本發明的實施例的頜骨修復支架修復上頜骨的示意圖；以及
[0031]圖13示出了根據圖12的局部放大圖。
【具體實施方式】[0032]下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
[0033]如圖1至13所示，根據本發明的實施例，提供了一種頜骨修復支架，用於設置在患者缺失生理頜骨的位置，使患者恢復相應生理機能。結合參見圖1，該頜骨修復支架包括外表面輪廓與宿主原生理頜骨形狀形同的彈性支撐單元1，彈性支撐單元1包括多個彈性支撐段，多個彈性支撐段均為條狀結構，用於主要承擔頜骨修復支架的力學功能。彈性支撐段的橫截面可以是圓形、橢圓形、矩形、工字形、十字形、多邊形、U形中的至少一種。在多個彈性支撐段之間具有間隙，使頜骨修復支架整體成為一個彈性支撐結構，在彈性支撐單元1中設置有容納空間，用於放置圖3所示的骨塊或骨顆粒等填充物4。由於條狀的彈性支撐段的存在，使彈性支撐單元1的彈性模量與生理骨2更為接近，相較於現有技術中的塊狀金屬假體來說，本實施例中的頜骨修復支架與生理骨2之間的生物力學性能更好，受力更為合理，有益於頜骨修復支架與生理骨2的遠期結合。且條狀的彈性支撐段之間具有一定間隙，為血液的供給與流通提供良好的通道與空間，為日後在彈性支撐單元1的內部和外部形成骨細胞的分化奠定了良好的基礎，使頜骨修復支架與生理骨2以及周邊軟組織能夠結合併形成完整形態的、類似於鋼筋混凝土結構的新生頜骨體，最大限度地使患者恢復原有生理功能。
[0034]多個彈性支撐段之間可以為部分相互平行或全部相交以增加彈性支撐單元1的力學強度。
[0035]結合參見圖2和圖3，優選地，多個彈性支撐段為多個U形段11，多個U形段11之間依次連接形成彈性支撐單元1的主體，相鄰接的兩個U形段11所在的平面之間形成夾角，使彈性支撐單元1的結構更加立體。U形段11自身以及相鄰兩個U形段11之間均具有間隙，便於彈性支撐單元1在一定範圍內產生彈性變形。位於彈性支撐單元1縱向中截面相對兩側的u形段11之間形成了前述的容納空間，可以放置填充物4，如骨塊或骨顆粒等，植入後在缺損部位佔位良好，有益於頜骨修復支架與生理骨2的結合。填充物4可以通過緊固螺釘3定位在容納空間中，更`加有助於與生理骨2的穩固結合。
[0036]這裡的縱向中截面是指彈性支撐單元1長度方向的中截面。
[0037]進一步優選地，多個U形段中，任意相鄰接的兩個U形段11之間所在的平面相互垂直，可以進一步改善彈性支撐單元1的受力情況，使頜骨修復支架整體更加穩定，不易損壞。
[0038]當然，彈性支撐單元1中的彈性支撐段的形狀不限於U形，彈性支撐單元1的延伸方式也不限於圖2所示的方式，其他結構的彈性支撐單元1中，只要形成彈性支撐單元1的彈性支撐段為條形結構，兩個彈性支撐段之間具有空隙，使彈性支撐單元1形成彈性支撐結構即可實現本實施例中的彈性支撐單元1的功能。
[0039]結合參見圖4和圖5，為了提高彈性支撐單元1的強度，優選地，每個U形段11上均設置有杆狀結構15，杆狀結構15的一端與U形段11固定連接，另一端沿平行於彈性支撐單元1的縱向中截面的方向延伸，即杆狀結構15平行於彈性支撐單元1的縱向中截面。杆狀結構可以增加彈性支撐單元1的局部強度，同時可以限定U形段11之間的彈性形變量，避免頜骨修復支架因過度擠壓受損。此外，杆狀結構15還可以與U形段11相配合使容納空間進一步封閉，避免填充物4漏出。[0040]進一步優選地，杆狀結構15包括第一組杆體151和第二組杆體152，其中第一組杆體151和第二組杆體152分別設置在彈性支撐單元1的兩個相對側面上，即第一組杆體151位於其中一個側面上，第二組杆體152位於另一個側面上，第一組杆體151和第二組杆體152間隔布置，進一步提高彈性支撐單元1的強度和穩定性。
[0041]當然，這裡杆狀結構15不限於如本實施例所示的一端固定在U形段11上、另一端懸空，也可以是兩端分別與彈性支撐單元1的兩個相對側面固定連接，同樣可以提高彈性支撐單元1的局部強度。
[0042]結合參見圖6，進一步優選地，位於彈性支撐單元1的縱向中截面兩側的U形段11均具有網狀結構16，網狀結構16設置在U形段11的凹槽中，兩側分別與凹槽的兩個相對的側面固定連接，使彈性支撐單元1整體形成近似網籃的結構，這一近似網籃的結構外輪廓不能大於原正常生理頜骨的外表面輪廓。網籃結構有著容納、約束填充物4的作用，防止其從容納空間中漏出。
[0043]優選地，網狀結構16為單層，網孔的直徑為0.1至5毫米。
[0044]或者，網狀結構16為多層，各層網狀結構16的網孔相互貫通，每層網狀結構16的網孔直徑為0.1毫米至5毫米。
[0045]優選地，網狀結構16位於彈性支撐單元1的上部，杆狀結構15位於彈性支撐單元1的下部，設計時，可以通過U形段11上的網狀結構16與杆狀結構15分布所佔的比例來調整彈性支撐單元1的力學特性，調整方式簡單且易於控制。
[0046]結合參見圖7，由於頜骨修復支架整體要根據患者的頜骨缺損部位進行設計，所以一般一個頜骨修復支架包括多個彈性支撐單元1，多個彈性支撐單元1的布置方向根據缺損部位的實際形狀確定，多個彈性支撐單元1之間通過連接部5連接，且多個彈性支撐單元1與連接部5之間為一體成型。
[0047]結合參見圖1和圖7，優選地，頜骨修復支架還包括連接結構，連接結構設置在頜骨修復支架與相鄰接的生理骨2結合處，用於將頜骨修復支架與相鄰接的生理骨2連接，以實現植入後的早期固定。連接結構有兩種，其中一種為連接凸部12，連接凸部12 —體成型於彈性支撐單元1的U形段11上，一般根據需要在最外側的一個U形段11上形成連接凸部12，連接凸部12具有用於穿設緊固螺釘3的螺釘孔。固定時，只要將緊固螺釘3穿過連接凸部12的螺釘孔並擰緊在生理骨2上即可實現頜骨修復支架與相鄰接的生理骨2的初期固定，固定牢靠。
[0048]另一種連接結構為在U形段11上設置連接板13，連接板13上開設有螺釘孔，配合有獨立於彈性支撐單元1的固定鋼板14，固定鋼板14具有兩個螺釘孔，固定時，將緊固螺釘3穿設在固定鋼板14的一個螺釘孔以及連接板13的螺釘孔上，使固定鋼板14與彈性支撐單元1固定連接，然後將另外的緊固螺釘3穿設在固定鋼板14的另一個螺釘孔上然後旋擰在相鄰接的生理骨2上，實現頜骨修復支架與相鄰接的生理骨2的初期固定，固定牢靠。
[0049]當然，這兩種連接結構可以同時存在，也可以根據需要設置其中一個。連接結構將頜骨修復支架與生理骨2在初期穩定連接，有益於日後骨細胞在彈性支撐單元1內爬行長入形成牢固的連接。
[0050]結合參見圖8、圖9和圖12，為了使彈性支撐單元1更好地與生理骨2結合，頜骨修復支架還具有骨結合層9，骨結合層9設置在彈性支撐單元1上並朝向生理骨2的結合面。骨結合層9在彈性支撐單元1上的具體位置應該根據患者剩餘頜骨的實際位置而定，圖8和圖12分別示出了下頜骨修復和上頜骨修復過程中骨結合層9的位置的示例。骨結合層9具有多個相互連通的第一容納孔91，多個相互連通的第一容納孔91的開口朝向多個方向，具體朝向應該與對應的生理骨2的結合面位置相適應，這些第一容納孔91形成了微孔結構，有利於骨細胞爬行長入，術後頜骨修復支架上的骨結合層9將與生理骨2發生骨融合以達到遠期的穩定結合。
[0051]優選地，第一容納孔91的直徑為0.1毫米至0.2毫米。
[0052]結合參見圖8，對於生理髁突受損的情況，用於下頜骨修復的頜骨修復支架還包括髁突結構8，髁突結構8設置在彈性支撐單元1上，表面拋光以代替損毀的生理髁突的功能。
[0053]對於冠突受損的情況，用於下頜骨修復的頜骨修復支架還包括冠突結構，冠突結構及其周圍部分區域表面設置有多個相互連通的第三容納孔形成的微孔結構，多個跌三容納孔的開口朝向多個方向，用於提供部分頜面運動肌肉與韌帶的附著區以便未來相關軟組織可以長入固定。
[0054]優選地，第三容納孔的直徑為0.1毫米至0.2毫米。
[0055]結合參見圖10和圖11，為了日後對缺損的牙齒進行修補，優選地，頜骨修復支架還包括種植牙基座6，種植牙基座6包括撐杆62以及底座61，其中撐杆62的第一端固定在彈性支撐單元1上，第二端向彈性支撐單元1的容納空間中延伸。底座61固定在撐杆62的第二端並置於容納空間中，對應於牙槽嵴的部位。底座61為筒狀結構，具有基臺孔611，用於在日後向基臺孔611內植入基臺73，方便將種植牙冠71通過安裝螺釘72固定在基臺73上，實現生理牙功能。同時底座61沿其周向開設有多個第二容納孔612，多個第二容納孔612的開口沿底座61的周向設置，且多個第二容納孔612相互連通形成微孔結構。種植牙基座6設置在彈性支撐單元1上有助於維持植入的種植牙基座6的早期穩定。
[0056]優選地，第二容納孔6`12的直徑為0.1毫米至0.2毫米。
[0057]優選地，種植牙基座6的數量為1至16個。
[0058]結合參見圖1、圖8、圖12以及圖13，根據患者頜骨實際缺損位置的不同，頜骨修復支架大體可以分為圖1和圖8所示的下頜骨修復支架以及圖12和圖13所示的上頜骨修復支架，當然，無論是下頜骨修復支架還是上頜骨修復支架都是由一個或多個前述的彈性支撐單元1作為主體，配合骨結合層9、連接結構、填充物4以及種植牙基座6對患者的頜骨缺損部位進行填充修復，使患者最大限度地恢復生理機能，減輕痛苦。
[0059]其中上頜骨修復支架按照頜骨位置劃分一般包括生理上牙頜區結構、鼻前棘結構、眼眶下緣結構、眶底結構、顴突結構中的至少一個。
[0060]下頜骨修復支架按照頜骨位置劃分一般包括生理下牙頜區結構、下頜體結構、下頜角結構、下頜升支結構、冠突機構、髁突結構中的至少一個。
[0061]根據本發明的另一個方面，提供一種頜骨修復支架的製作方法，其中的頜骨修復支架為前述的頜骨修復支架，製作方法主要是採用3D列印技術，具體包括以下步驟:
[0062]1、通過CT或MRI掃描獲得患者頜骨缺損部位的斷層掃描數據，並依據斷層掃描數據逆向建立三維模型，該三維模型作為製作頜骨修復支架的基礎包括彈性支撐單元1，而彈性支撐單元1又包括彈性支撐段。
[0063]2、利用計算機軟體對三維模型進行切片分層，獲取所有單層切片的輪廓數據。這裡的計算機軟體為現有技術，在此不予列舉。
[0064]3、向快速成型設備輸入第2步中的所有單層切片的輪廓數據。
[0065]4、在快速成型設備的加工艙內鋪設醫用金屬粉末，由計算機控制，根據一個切片層的輪廓數據對醫用金屬粉末進行掃描並有選擇地熔融，得到與該切片層輪廓數據相同的一個頜骨修復支架層。
[0066]5、在第4步中得到的一個頜骨修復支架層上繼續鋪設醫用金屬粉末，由計算機控制，根據另一個切片層的輪廓數據對於繼續鋪設的醫用金屬粉末進行掃描和有選擇地熔融，得到與該另一個切片層的輪廓數據相同的另一個頜骨修復支架層。其中另一個切片層為三維模型中的與第4步中的切片層相鄰的切片層；得到的另一個頜骨修復支架層與第4步中得到的一個頜骨修復支架層熔融固定。
[0067]6、重複步驟5，一層接一層製作其餘的頜骨修復支架層，直至完成全部切片層的熔融過程後去除未熔融的醫用金屬粉末即可得到完整的頜骨修復支架，成型後的頜骨修復支架的輪廓數據與三維模型的輪廓數據相同。由於在建立三維模型時，前述的頜骨修復支架的連接結構、種植牙基座6、髁突結構8、冠突結構等結構的數據已經根據實際需要有選擇地一併設計在數據文件中，因此上述各結構在快速成型過程中將一次性完成製作。
[0068]優選地，每次鋪設的醫用金屬粉末的厚度與對應切片層的厚度一致。
[0069]優選地，快速成型設備為雷射或高能電子束快速成型設備。
[0070]根據本實施例的方法可以製作出完全符合個體解剖學形態的頜骨修復支架，有利於患者面部的恢復。
[0071]醫用金屬粉末由醫用金屬製成，醫用金屬包括醫用不鏽鋼、鈦及鈦基合金、鈷基合金等醫用材料中的至少一種，這類醫用金屬經過多年臨床實踐驗證具有良好的生物學性倉泛。
[0072]從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果:
[0073]1、可以重建與生理骨理想形狀相符合的頜骨修復支架，缺損位置填充封閉理想。
[0074]2、頜骨修復支架的彈性模量與生理骨較為接近，改善生物力學性能，有益於頜骨修復支架與生理骨的結合。
[0075]3、近期固位和遠期固位良好，結合更為穩定。
[0076]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種 更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種頜骨修復支架，其特徵在於，所述頜骨修復支架包括彈性支撐單元(1 )，所述彈性支撐單元(1)包括多個彈性支撐段，使所述頜骨修復支架形成彈性支撐結構，所述彈性支撐單元(1)具有用於放置填充物(4)的容納空間。
2.根據權利要求1所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述多個彈性支撐段為多個U形段(11)，所述多個U形段(11)之間依次連接，相鄰接的兩個U形段(11)所在的平面之間具有夾角；所述多個U形段(11)中，位於所述彈性支撐單元(1)的縱向中截面兩側的U形段(11)之間形成所述容納空間。
3.根據權利要求2所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述多個U形段(11)中，相鄰接的兩個U形段(11)所在的平面相互垂直。
4.根據權利要求2所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述多個U形段(11)上均設置有杆狀結構(15),所述杆狀結構(15)的第一端與U形段(11)固定連接,所述杆狀結構(15)的第二端沿平行於所述彈性支撐單元(1)的縱向中截面的方向延伸。
5.根據權利要求4所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述杆狀結構(15)包括第一組杆體(151)和第二 組杆體(152)，所述第一組杆體(151)固定連接在所述彈性支撐單元(1)的兩個相對側面中的一個側面上，所述第二組杆體(152 )固定連接在另一個側面上，且所述第一組杆體(151)與所述第二組杆體(152)間隔布置。
6.根據權利要求4或5所述的頜骨修復支架，其特徵在於，位於所述彈性支撐單元(1)的縱向中截面兩側的U形段(11)的凹槽中設置有網狀結構(16)，所述網狀結構(16)位於所述彈性支撐單元(1)的上部，所述杆狀結構(15)位於所述彈性支撐單元(1)的下部。
7.根據權利要求1所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述彈性支撐單元(1)有多個，相鄰兩個所述彈性支撐單元(1)通過連接部(5 )固定連接，且所述彈性支撐單元(1)與所述連接部(5) —體成型。
8.根據權利要求1所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述頜骨修復支架還包括用於與生理骨(2)連接的骨結合層(9)，所述骨結合層(9)設置在所述彈性支撐單元(1)上，所述骨結合層(9)具有多個相互連通的第一容納孔(91)。
9.根據權利要求8所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述第一容納孔(91)的直徑為0.1毫米至0.2毫米。
10.根據權利要求1所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述頜骨修復支架還包括種植牙基座(6)，所述種植牙基座(6)包括:撐杆(62)，所述撐杆(62)固定在所述彈性支撐單元(1)上；以及底座(61)，所述底座(61)固定在所述撐杆(62)上並位於所述容納空間中，所述底座(61)具有多個相互連通的第二容納孔(612)以及用於安裝種植牙冠(71)的基臺(73)的基臺孔(611)。
11.根據權利要求10所述的頜骨修復支架，其特徵在於，所述第二容納孔(612)的直徑為0.1毫米至0.2毫米。
【文檔編號】A61F2/28GK103637862SQ201310701577
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】張衛平 申請人:北京愛康宜誠醫療器材股份有限公司