一種間接製造自鎖式假牙體的製作方法
2023-10-28 15:41:31 1
專利名稱:一種間接製造自鎖式假牙體的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種間接製造自鎖式假牙體，包括假牙的種植體和安裝在其內的螺紋杆；種植體為一筒體結構，其內部直徑從上至下逐漸變小，內部截面呈上大下小的倒圓錐形態，且內周壁為內螺紋結構，並在外壁的壁面上分布有多個凸起結構；筒體結構的下部開有若干條細縫，細縫將筒體結構的下部切割成多個可徑向延伸擴張的葉瓣。通過掃描患者口腔，獲得牙槽骨數據和齒係數據，採用三維建模軟體設計個性化種植體，對種植體進行二次設計，並根據種植體螺紋孔設計螺紋杆，該結構具有膨脹自鎖功能，可以牢固安裝在牙槽骨內部。本實用新型不受零件複雜形狀的影響，可製造出具有複雜形狀的個性化熔模，無需傳統的機加工過程即可直接使用。
【專利說明】
一種間接製造自鎖式假牙體
技術領域
[0001]本實用新型涉及口腔人工種植牙製造技術領域，尤其涉及一種間接製造自鎖式假牙體。
【背景技術】
[0002]人工植牙是目前治療缺牙常見的治療手段，其主要是將具有生物可相容性的金屬人工牙根植入缺牙處的齒槽骨中，通過人工牙根和齒槽骨的緊密集合，以人工牙根作為基座種植齒模。由於不像固定性義齒一樣磨去鄰近的牙齒，因而不存在鄰近牙齒的損傷，也沒有續發性的蛀牙產生因素，因此是比固定性義齒更加穩定的方法。人在缺失多顆牙而使用活動義齒的情況下，會向牙周組織(牙齦)施力，因而牙齦會存在不適感，並且由於假牙的大小，使得口腔內的異物感嚴重，但由於種植牙與牙齒具有基本相同的結構，因而完全不會感到牙銀的疼痛及異物感，從而可提高患者們的生活質量並帶來滿足感。
[0003]然而傳統的牙植入體採用車削等方式進行生產，由於工具機的限制和成本的約束，牙植入體均採用標準化製造，在患者需要種植牙後，選擇與患者相近的牙植入體規格產品，在醫生的幫助下完成種植過程。雖然傳統的方式可以解決患者缺失牙的問題，但是人的個性化差異非常大，幾乎不可能選擇一種和特定患者完全吻合的標準牙植入體，這導致了部分患者種植牙後出現咀嚼困難、植入部位疼痛、甚至植入體脫落等問題。由於牙齒是咀嚼的必要部分，其正常與否深刻關係到患者的身體健康和生活水平，所以必須找到與患者完全匹配的牙植入體，使患者可以正常咀嚼食物，獲取能量。另外傳統的螺紋式種植體需要在外力下旋入牙槽骨，需要較大的外力而且螺紋牙會對牙齒骨進一步損壞，給患者帶來巨大的痛苦。因此，需要一種既可以快速製造出牙植入體，又具有高度個性化特徵，而且製造的牙植入體可以更加容易固定在患者牙齒骨內的製造方法。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種間接製造自鎖式假牙體。該方法不僅可以根據患者個體差異定製個性化種植牙體，結構簡單，與壓槽骨結合能力以及抗旋轉能力強。
[0005]本實用新型通過下述技術方案實現:
[0006]—種間接製造自鎖式假牙體，包括假牙的種植體I和安裝在其內的螺紋杆2;
[0007]所述種植體I為一筒體結構，其內部直徑從上至下逐漸變小，內部截面呈上大下小的倒圓錐形態，且內周壁為內螺紋結構，並在外壁的壁面上分布有多個凸起結構;筒體結構的下部沿其軸向方向開設有若干條切口形成的細縫3，細縫3將筒體結構的下部切割成多個可徑向延伸擴張的葉瓣5;
[0008]所述螺紋杆2為等半徑圓柱體結構，其中下部有與筒體結構的內螺紋相配的外螺紋結構。
[0009]當螺紋杆2自上而下擰入筒體結構內時，筒體結構下部的葉瓣5在螺紋杆2的擠壓作用下徑向向外擴展膨脹，使種植體I整體外輪廓呈上小下大的正錐形結構。
[0010]所述正錐形結構的外側線傾斜角為2°。所述螺紋杆2的上端部預留有一用於連接假牙本體的內螺紋孔4。
[0011]所述筒體結構內部截面的倒圓錐角為5°，外部截面的倒錐角為3°。
[0012]所述凸起結構規則或者隨機地分布在筒體結構外壁的壁面上。所述凸起結構是球形結構、蜂巢結構、珊瑚結構或者八稜體結構中的任意一種，或者是它們的組合。
[0013]本實用新型間接製造自鎖式假牙體的製備方法如下:
[0014]步驟(I):獲取患者口腔數據，獲取牙槽骨的形態數據和齒系間關係數據；
[0015]步驟(2):根據獲取的牙槽骨和齒係數據，採用三維建模軟體進行牙槽骨和牙齒的三維建模，設計出個性化的種植體I;
[0016]步驟(3):在種植體I的基礎上，進行種植體I的二次設計，並設計出與其對應的螺紋杆2;
[0017]步驟(4):根據種植體I與螺紋杆2結構特徵和熔模鑄造要求，採用雷射選區燒結快速成型設備直接成型出種植體I和螺紋杆2的熔模；
[0018]首先將獲得的種植體I和螺紋杆2三維熔模的數據導入計算機，使用切片軟體進行分層切片處理，並使用路徑規劃軟體進行雷射束掃描路徑處理，生成雷射選區燒結成型設備可識別的數據文件並保存在計算機中；然後將處理完的最終數據導入雷射選區燒結快速成型設備中，開始進行製造;該過程包括步驟(11):柔性鋪粉刷推動蠟粉從粉料缸移動到成型缸，並在成型缸上的加工平臺鋪上一層50-80um的蠟粉層(優選60um);步驟(12):掃描振鏡控制雷射束在加工平臺的蠟粉層上根據模型數據信息選擇性的燒結部分粉末；步驟(13):成型缸下降50-80um高度(優選60um)，粉料缸上升10um高度；步驟(14);重複步驟
(11)、步驟(12)和步驟(13)，直至完成整個製造過程，最後取出種植體I和螺紋杆2的熔模。
[0019]步驟(5):採用熔模鑄造法，製造出個性化的種植體I和螺紋杆2。
[0020]根據具體臨床要求，對種植體I和螺紋杆2進行表面處理、熱處理等後處理工序。[0021 ]上述步驟(I)所述口腔數據，可採用CT掃描或者核磁共振等方式獲得，獲得尺寸精度高於0.01mm。
[0022]上述步驟(3)所述二次設計包括:筒體結構內部截面的倒圓錐角為5°的設計、外部截面的倒錐角為3°的設計、規則或者隨機分布在種植體I外表面並與種植體冶金結合的表面凸起結構的設計、種植體I下部的細縫3的設計；
[0023]上述步驟(4)所述雷射選區燒結快速成型設備，是採用分層疊加製造，成型層厚為50-80um，以雷射器為熱源，採用工控機控制掃描振鏡的方式進行選區掃描熔化成型，並採用光斑補償的方式使尺寸精度為10-25um;整個製造過程是在通入不與粉末發生反應的惰性氣體(如氬氣或氮氣)進行保護密封成型室內完成。
[0024]上述步驟(5)所述熔模鑄造法的工序包括結殼、脫蠟、焙燒、和澆注脫殼;所述種植體I和螺紋杆2為鈦合金或者具有生物兼容性的鈷鉻合金等金屬。
[0025]本實用新型相對於現有技術，具有如下的優點及效果:
[0026]本實用新型通過掃描患者口腔，獲得牙槽骨數據和齒係數據，採用三維建模軟體設計個性化種植體，對種植體進行二次設計，並根據種植體螺紋孔設計螺紋杆，該結構具有膨脹自鎖功能，可以牢固安裝在牙槽骨內部。
[0027]本實用新型製造方法具有高成型自由度特性，不受零件複雜形狀的影響，可製造出具有複雜形狀的個性化熔模，無需傳統的機加工過程即可直接使用，製造效率高、成本低。
[0028]本實用新型中熔模鑄造用的材料廣泛，可選用醫用鈦合金材料、鈷鉻合金材料等具有生物兼容性的材料。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型種植體和螺紋杆的製備工藝流程圖。
[0030]圖2為圖1種植體的軸測示意圖。
[0031]圖3為圖1螺紋杆的軸測示意圖。
[0032]圖4為種植體與螺紋杆裝配後的軸測示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。
[0034]實施例
[0035]如圖1至4所示。本實用新型公開了一種間接製造自鎖式假牙體，包括假牙的種植體I和安裝在其內的螺紋杆2 ；
[0036]所述種植體I為一筒體結構，其內部直徑從上至下逐漸變小，內部截面呈上大下小的倒圓錐形態，且內周壁為內螺紋結構，並在外壁的壁面上分布有多個凸起結構;筒體結構的下部沿其軸向方向開設有若干條切口形成的細縫3，細縫3將筒體結構的下部切割成多個可徑向延伸擴張的葉瓣5。
[0037]所述螺紋杆2為等半徑圓柱體結構，其中下部有與筒體結構的內螺紋相配的外螺紋結構。當螺紋杆2自上而下擰入筒體結構內時，筒體結構下部的葉瓣5在螺紋杆2的擠壓作用下徑向向外擴展膨脹，使種植體I整體外輪廓呈上小下大的正錐形結構，從而固定在牙槽骨(圖中未示出)內部，實現自鎖功能;此時細縫3亦隨之增大，因此避免了膨脹自鎖過程中種植體I下部出現因應力累積而斷裂的現象。
[0038]細縫3初始寬度為0.2mm，在螺紋杆2旋入種植體I內後逐漸膨脹為0.4mm，可為種植體I膨脹自鎖過程提供變形餘量，從而避免了應力的累積，解決了螺紋杆2旋入種植體I內時產生應力集中現象。
[0039]所述正錐形結構的外側線傾斜角為2°。所述螺紋杆2的上端部預留有一用於連接假牙本體的內螺紋孔4。
[0040]所述筒體結構內部截面的倒圓錐角為5°，外部截面的倒錐角為3°。
[0041]所述凸起結構規則或者隨機地分布在筒體結構外壁的壁面上。所述凸起結構是球形結構、蜂巢結構、珊瑚結構或者八稜體結構中的任意一種，或者是它們的組合。凸起結構高度不大於0.3mm;當種植體I因旋入螺紋杆2而膨脹變大時，表面的凸起結構便會嵌入牙槽骨內部，一方面可加強種植體I與牙槽骨之間的連接，另一方面有效防止了種植體I的旋轉，顯著提高了種植體的穩定性。
[0042]本實用新型間接製造自鎖式假牙體的製備方法，可通過如下步驟實現:
[0043]步驟(I):獲取患者口腔數據，獲取牙槽骨的形態數據和齒系間關係數據；
[0044]步驟(2):根據獲取的牙槽骨和齒係數據，採用三維建模軟體進行牙槽骨和牙齒的三維建模，設計出個性化的種植體I。具體是根據獲取的牙槽骨和齒係數據，採用逆向反求工程獲得圖患者的口腔缺失牙的數據，然後使用三維建模軟體對獲取的點雲數據進行處理，得到牙槽骨和牙齒的三維模型;對牙槽骨的形態和口腔內部環境進行分析，設計出符合患者口腔具體情況的個性化種植體I。
[0045]步驟(3):在種植體I的基礎上，進行種植體I的二次設計，並設計出與其對應的螺紋杆2;
[0046]把獲得的種植前的種植體I和螺紋杆2模型保存為STL格式文件，然後採用切片軟體進行分層處理，最後對其進行雷射掃描路徑規劃處理並保存；
[0047]步驟(4):根據種植體I與螺紋杆2結構特徵和熔模鑄造要求，採用雷射選區燒結快速成型設備直接成型出種植體I和螺紋杆2的熔模；
[0048]首先將獲得的種植體I和螺紋杆2三維熔模的數據導入計算機，使用切片軟體進行分層切片處理，並使用路徑規劃軟體進行雷射束掃描路徑處理，生成雷射選區燒結成型設備可識別的數據文件並保存在計算機中；然後將處理完的最終數據導入雷射選區燒結快速成型設備中，開始進行製造;該過程包括步驟(11):柔性鋪粉刷推動蠟粉從粉料缸移動到成型缸，並在成型缸上的加工平臺鋪上一層50-80um的蠟粉層(優選60um);步驟(12):掃描振鏡控制雷射束在加工平臺的蠟粉層上根據模型數據信息選擇性的燒結部分粉末；步驟
(13):成型缸下降50-80um高度(優選60um)，粉料缸上升10um高度；步驟(14);重複步驟
(11)、步驟(12)和步驟(13)，直至完成整個製造過程，最後取出種植體I和螺紋杆2的熔模。
[0049]步驟(5):採用熔模鑄造法，製造出個性化的種植體I和螺紋杆2。
[0050]根據具體臨床要求，對種植體I和螺紋杆2進行表面處理、熱處理等後處理工序。[0051 ]上述步驟(I)所述口腔數據，可採用CT掃描或者核磁共振等方式獲得，獲得尺寸精度高於0.01mm。
[0052]上述步驟(3)所述二次設計包括:筒體結構內部截面的倒圓錐角為5°的設計、外部截面的倒錐角為3°的設計、規則或者隨機分布在種植體I外表面並與種植體冶金結合的表面凸起結構的設計、種植體I下部的細縫3的設計；
[0053]上述步驟(4)所述雷射選區燒結快速成型設備，是採用分層疊加製造，成型層厚為50-80um，以雷射器為熱源，採用工控機控制掃描振鏡的方式進行選區掃描熔化成型，並採用光斑補償的方式使尺寸精度為10-25um;整個製造過程是在通入不與粉末發生反應的惰性氣體(如氬氣或氮氣)進行保護密封成型室內完成。
[0054]上述步驟(5)所述熔模鑄造法的工序包括結殼、脫蠟、焙燒、和澆注脫殼;所述種植體I和螺紋杆2為鈦合金或者具有生物兼容性的鈷鉻合金等金屬。
[0055]本實用新型的種植體I具有一定的個性化特徵，結構相對較為複雜，因此其製造過程使用雷射選區燒結設備，無需考慮複雜的幾何結構，可一次性直接成型出所需要的種植體和螺紋杆蠟型，獲得良好的效果。
[0056]如上所述，便可較好地實現本實用新型。
[0057]本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種間接製造自鎖式假牙體，其特徵在於:包括假牙的種植體(I)和安裝在其內的螺紋杆(2); 所述種植體(I)為一筒體結構，其內部直徑從上至下逐漸變小，內部截面呈上大下小的倒圓錐形態，且內周壁為內螺紋結構，筒體結構的下部沿其軸向方向開設有若干條切口形成的細縫(3)，細縫(3)將筒體結構的下部切割成多個可徑向延伸擴張的葉瓣(5); 所述螺紋杆(2)為等半徑圓柱體結構，其中下部有與筒體結構的內螺紋相配的外螺紋結構。2.根據權利要求1所述間接製造自鎖式假牙體，其特徵在於:當螺紋杆(2)自上而下擰入筒體結構內時，筒體結構下部的葉瓣(5)在螺紋杆(2)的擠壓作用下徑向向外擴展膨脹，使種植體(I)整體外輪廓呈上小下大的正錐形結構。3.根據權利要求2所述間接製造自鎖式假牙體，其特徵在於:所述正錐形結構的外側線傾斜角為2°。4.根據權利要求1所述間接製造自鎖式假牙體，其特徵在於:所述筒體結構內部截面的倒圓錐角為5°，外部截面的倒錐角為3°。
【文檔編號】A61C8/00GK205698074SQ201620373025
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】楊永強, 白玉超, 麥淑珍
【申請人】華南理工大學