一種牙種植體及其3d打印制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種牙種植體，包括牙種植體本體，還包括基臺部，所述基臺部設(shè)置在牙種植體本體上，所述基臺部與牙種植體本體一體成型。還提供一種牙種植體的3D打印制作方法。本發(fā)明公開的3D打印制造方法，能克服現(xiàn)有機加工技術(shù)制造個性化牙種植體的不足，有效解決了復(fù)雜牙種植體結(jié)構(gòu)的加工工藝問題，同時使得牙種植體的設(shè)計形式及種類更具開放性，加工的效率和成本大大降低，后處理流程減少。設(shè)備精度的要求沒有機加工設(shè)備那么高，外表面的粗糙度可控，減少表面噴砂處理的程序。本發(fā)明所述的牙種植體的一體成型結(jié)構(gòu)能避免傳統(tǒng)兩段式聯(lián)接的微滲漏問題。本發(fā)明所述的牙種植體更有利于即刻種植，減少骨流失，減少手術(shù)流程，使成為微創(chuàng)甚至無創(chuàng)手術(shù)。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及牙種植領(lǐng)域，特別涉及一種牙種植體及一種牙種植體的3D打印制作 方法。 一種牙種植體及其3D打印制作方法

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的口腔種植系統(tǒng)通常包括三部分：植入牙槽骨中與骨組織結(jié)合的牙種植體、 人工牙冠以及在體部與人工牙冠之間起連接作用的口腔牙種植體基臺。目前國際上通用的 牙種植系統(tǒng)大多為兩段式，即牙種植體加基臺加聯(lián)接螺釘。
[0003] 目前市場上所有的牙種植體、基臺均是機加工的方式完成，屬于減材制造；且牙種 植體的形式和設(shè)計均受到機加工設(shè)備的限制，一般為柱型、錐型或者螺紋型；牙種植體與 基臺不為一體，兩段式連接處的密封靠加工精度保證，對機床的精度要求很高，若密封性不 好，對牙種植效果有不好的影響；牙種植體通常是批量化生產(chǎn)，而針對病人牙根形狀的個性 化牙種植體,很難通過機加工的方式完成，或者成本很高,加工效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種牙種植體，其一體成型結(jié)構(gòu)能 避免傳統(tǒng)聯(lián)接的微滲漏問題。
[0005] 本發(fā)明的另一個目的是為了提供一種牙種植體的3D打印制作方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] -種牙種植體，包括牙種植體本體，還包括基臺部，所述基臺部設(shè)置在牙種植體本 體上，所述基臺部與牙種植體本體一體成型。
[0008] 作為優(yōu)選，所述牙種植體本體包括牙根部，所述牙根部的外形為基于人體牙根的 真實掃描形狀制成的形狀。
[0009] 作為優(yōu)選，所述基臺部包括穿齦部及主體粘結(jié)部；所述牙根部、穿齦部及主體粘結(jié) 部由下而上設(shè)置；所述穿齦部為倒圓錐臺或其外表面為曲面；所述主體粘結(jié)部為圓錐臺， 所述主體粘結(jié)部的一側(cè)有一切口；所述牙種植體上表面垂直開設(shè)一貫穿基臺部及牙種植體 本體的閉孔，所述閉孔的上部設(shè)置為正多邊形通孔。
[0010] 一種如權(quán)利要求1所述的牙種植體的3D打印制作方法，包括以下步驟：
[0011] a、用CT掃描口腔中缺失牙的部分，從而獲取所述牙種植體本體的基礎(chǔ)三維外形 數(shù)據(jù)；
[0012] b、對基礎(chǔ)三維外形數(shù)據(jù)進行包括增加基臺部的后期修復(fù)處理，建立所述牙種植體 的三維計算機模型；
[0013] c、對所述牙種植體的三維計算機模型進行支撐部件的設(shè)計；
[0014] d、對所述牙種植體三維計算機模型進行分層處理，生成相應(yīng)的掃描路徑；
[0015] e、在增量制造設(shè)備加工平臺上裝設(shè)基板，在所述基板的XY平面上均勻地鋪設(shè)一 層材料粉末；
[0016] f、利用高能激光按所述掃描路徑掃描基板上的材料粉末，所述材料粉末融化后冷 卻固結(jié)在基板上；或者，利用高能激光按所述掃描路徑掃描基板上的材料粉末，所述材料粉 末在基板上燒結(jié)成型；
[0017] g、基板在Z方向上移動，同時在已經(jīng)固結(jié)或者燒結(jié)成型的材料粉末上繼續(xù)鋪設(shè)一 層材料粉末；
[0018] h、一直重復(fù)步驟f及步驟g，直至所述牙種植體成型；
[0019] i、將牙種植體與基板分離。
[0020] 作為優(yōu)選，步驟e與步驟g中所述的一層材料粉末的厚度相等。
[0021] 作為優(yōu)選，所述厚度為〇· 03?0· 1mm。
[0022] 作為優(yōu)選，所述材料粉末的顆粒直徑為40?60微米。
[0023] 作為優(yōu)選，所述材料粉末為醫(yī)用純鈦粉末或鈦合金粉末。
[0024] 作為優(yōu)選，在步驟i中，采用線切割的方式將牙種植體與基板分離。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0026] 本發(fā)明公開的3D打印制造方法，能克服現(xiàn)有機加工技術(shù)制造個性化牙種植體的 不足，有效解決了復(fù)雜牙種植體結(jié)構(gòu)的加工工藝問題，同時使得牙種植體的設(shè)計形式及種 類更具開放性，加工的效率和成本大大降低，后處理流程減少。設(shè)備精度的要求沒有機加工 設(shè)備那么高，外表面的粗糙度可控，減少表面噴砂處理的程序。本發(fā)明所述的牙種植體的一 體成型結(jié)構(gòu)能避免傳統(tǒng)兩段式聯(lián)接的微滲漏問題，成型表面無需噴砂處理；牙根部的外形 為基于人體牙根的真實掃描形狀制成的形狀，更有利于即刻種植，減少骨流失，減少手術(shù)流 程，使成為微創(chuàng)甚至無創(chuàng)手術(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明所述的牙種植體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明所述的牙種植體的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 圖中：
[0030] 1一牙種植體；11 一牙種植體本體；12-基臺郃；121-穿銀郃；122-主體粘結(jié)郃； 13 -閉孔；131-正多邊形通孔。
[0031] 現(xiàn)結(jié)合附圖與具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

【具體實施方式】
[0032] 如圖1及圖2所示，為本發(fā)明所述的牙種植體1，其包括牙種植體本體11及基臺部 12〇
[0033] 基臺部12設(shè)置在牙種植體本體11上側(cè)，基臺部12與牙種植體本體11 一體成型。 牙種植體本體11包括牙根部，基臺部12包括穿齦部121及主體粘結(jié)部122 ;牙根部、穿齦 部121及主體粘結(jié)部122由下而上設(shè)置，穿齦部121及主體粘結(jié)部122通過一環(huán)形曲面連 接。牙根部的外形為基于人體牙根的真實掃描形狀制成的形狀；穿齦部121為倒圓錐臺或 其外表面為曲面；主體粘結(jié)部122為圓錐臺，主體粘結(jié)部122的一側(cè)有一切口。
[0034] 牙種植體1上表面垂直開設(shè)一貫穿基臺部12及牙種植體本體11的閉孔13,閉孔 13的上部設(shè)置為正多邊形通孔131。
[0035] 牙根部、穿齦部121的中軸線重合，主體粘結(jié)部122的中軸線與穿齦部121的中軸 線重合或相互成角度。
[0036] 本發(fā)明部分結(jié)構(gòu)的作用：
[0037] 牙根部：外形為基于人體牙根的真實掃描形狀制成的形狀，能更好的與缺牙牙窩 相結(jié)合，省去傳統(tǒng)型牙種植體手術(shù)過程的鉆孔，擴孔，攻絲過程，減少手術(shù)創(chuàng)傷，減少骨流 失；更適合即刻種植方式，對骨頭無損傷。
[0038] 穿齦部：為倒圓錐臺，能完成負荷平臺轉(zhuǎn)移功能。當(dāng)穿齦部僅是外表面為曲面時， 其外表面形狀與口腔中缺失牙的部位的形狀配合，進一步提升修復(fù)的美學(xué)效果。
[0039] 正多邊形通孔：取持該牙種植體工具的工具位。
[0040] 本發(fā)明所述的牙種植體是將傳統(tǒng)的牙種植體系統(tǒng)的基臺與牙種植體整合并且一 體成型地制造出來，其避免傳統(tǒng)兩段式聯(lián)接的微滲漏問題，且成型表面無需噴砂處理；牙根 部基于人體牙根的真實掃描形狀制成，在植入過程中能滿足不同個體的牙根的需求。
[0041] 本發(fā)明所述的一種牙種植體的3D打印制作方法，包括以下步驟：
[0042] a、用CT掃描口腔中缺失牙的部分，從而獲取牙種植體本體的基礎(chǔ)三維外形數(shù)據(jù)。
[0043] b、將牙種植體本體的基礎(chǔ)三維外形數(shù)據(jù)導(dǎo)入到三維設(shè)計軟件如solidworks、UG 等中進行后續(xù)設(shè)計和處理，包括增加基臺部，根部表面部分的修整圓滑及穿齦部的外表面 的設(shè)計，從而建立牙種植體的完整的三維計算機模型。
[0044] c、使用軟件AutoFab對牙種植體的三維計算機模型進行支撐部件的設(shè)計。支撐部 件的設(shè)計是指在牙種植體制作過程中，位于基板和牙種植體之間的支撐部件的設(shè)計；支撐 部件是在制作過程中起輔助牙種植體固定的作用，牙種植體制作完成后，支撐部件將被去 除。
[0045] d、隨后，使用軟件AutoFab對牙種植體三維計算機模型進行分層處理，即進行二 維化處理。在牙種植體的三維計算機模型(包括支撐部件部分）的Z方向上切割成層厚為 0. 03mm的一系列二維圖形層片，并按掃描方式生成相關(guān)的優(yōu)化掃描路徑。
[0046] e、在增量制造設(shè)備的加工平臺上裝設(shè)基板，增量制造設(shè)備的鋪粉機構(gòu)在基板的XY 平面上均勻地鋪設(shè)一層材料粉末?；迮c加工平臺用螺釘固定，可拆卸。增量制造設(shè)備為 3D打印制作中采用的設(shè)備。
[0047] f、增量制造設(shè)備會根據(jù)導(dǎo)入的二維圖形層片數(shù)據(jù)控制高能激光按優(yōu)化掃描路徑 掃描基板上的材料粉末，高能激光將融化其掃描路徑內(nèi)的材料粉末，材料粉末融化后固結(jié) 于基板上?；蛘撸隽恐圃煸O(shè)備會根據(jù)導(dǎo)入的二維圖形層片數(shù)據(jù)控制高能激光按優(yōu)化掃描 路徑掃描基板上的材料粉末，材料粉末在基板上燒結(jié)成型。
[0048] 上述兩種方式，第一種為選擇性激光融化（SLM)，第二種為選擇性激光燒結(jié) (SLS)。
[0049] g、增量制造設(shè)備的加工平臺帶動基板在Z方向上移動（為了掃描將要鋪上去的新 一層材料粉末，所以將整個基板下降；進行高能激光掃描的機構(gòu)是不能上下移動)，同時鋪 粉機構(gòu)在已經(jīng)固結(jié)或者燒結(jié)成型的材料粉末上繼續(xù)鋪設(shè)一層材料粉末。
[0050] h、一直重復(fù)步驟f及步驟g，直至牙種植體成型。
[0051] i、將固結(jié)在基板上的牙種植體及基板從設(shè)備中移出，清理殘余粉末，采用線切割 的方式將牙種植體與支撐部件和基板分離。
[0052] j、根據(jù)需要對牙種植體進行后期酸蝕、拋光、消毒、封裝處理。從而完成牙種植體 的制作。
[0053] 其中：
[0054] 在步驟e與步驟g中提到的鋪設(shè)的一層材料粉末的厚度相等，厚度為0. 03? 0· lmm〇
[0055] 所采用的材料粉末為醫(yī)用純鈦粉末或鈦合金粉末，其顆粒直徑為40?60微米。
[0056] 本發(fā)明并不局限于上述實施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明 的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā) 明也意圖包含這些改動和變動。
【權(quán)利要求】
1. 一種牙種植體，包括牙種植體本體，其特征在于，還包括基臺部，所述基臺部設(shè)置在 牙種植體本體上，所述基臺部與牙種植體本體一體成型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙種植體，其特征在于，所述牙種植體本體包括牙根部，所述 牙根部的外形為基于人體牙根的真實掃描形狀制成的形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的牙種植體，其特征在于，所述基臺部包括穿齦部及主體粘結(jié) 部；所述牙根部、穿齦部及主體粘結(jié)部由下而上設(shè)置；所述穿齦部為倒圓錐臺或其外表面 為曲面；所述主體粘結(jié)部為圓錐臺，所述主體粘結(jié)部的一側(cè)有一切口；所述牙種植體上表 面垂直開設(shè)一貫穿基臺部及牙種植體本體的閉孔，所述閉孔的上部設(shè)置為正多邊形通孔。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的牙種植體的3D打印制作方法，其特征在于，包括以下步 驟： a、 用CT掃描口腔中缺失牙的部分，從而獲取所述牙種植體本體的基礎(chǔ)三維外形數(shù)據(jù)； b、 對基礎(chǔ)三維外形數(shù)據(jù)進行包括增加基臺部的后期修復(fù)處理，建立所述牙種植體的三 維計算機模型； c、 對所述牙種植體的三維計算機模型進行支撐部件的設(shè)計； d、 對所述牙種植體三維計算機模型進行分層處理，生成相應(yīng)的掃描路徑； e、 在增量制造設(shè)備加工平臺上裝設(shè)基板，在所述基板的XY平面上均勻地鋪設(shè)一層材 料粉末； f、 利用高能激光按所述掃描路徑掃描基板上的材料粉末，所述材料粉末融化后冷卻固 結(jié)在基板上；或者，利用高能激光按所述掃描路徑掃描基板上的材料粉末，所述材料粉末在 基板上燒結(jié)成型； g、 基板在Z方向上移動，同時在已經(jīng)固結(jié)或者燒結(jié)成型的材料粉末上繼續(xù)鋪設(shè)一層材 料粉末； h、 一直重復(fù)步驟f及步驟g，直至所述牙種植體成型； i、 將牙種植體與基板分離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印制作方法，其特征在于，步驟e與步驟g中所述的一 層材料粉末的厚度相等。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的3D打印制作方法，其特征在于，所述厚度為0. 03?0. 1mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印制作方法，其特征在于，所述材料粉末的顆粒直徑為 40?60微米。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印制作方法，其特征在于，所述材料粉末為醫(yī)用純鈦粉 末或鈦合金粉末。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D打印制作方法，其特征在于，在步驟i中，采用線切割的方 式將牙種植體與基板分離。
【文檔編號】A61C13/00GK104055592SQ201310332738
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】杜如虛, 張瀟, 陳賢帥, 張春雨, 曾詩杰, 陳建宇 申請人:廣州中國科學(xué)院先進技術(shù)研究所