專利名稱：用于種植體引導(dǎo)和修復(fù)的支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于引導(dǎo)牙種植體安裝以及使修復(fù)體在安裝好的種植體上就位的支架。 2.相關(guān)技術(shù)的描述 美國專利No. 5， 967， 777 (以下稱為"Klein")在背景技術(shù)部分中討論了此前在安裝種植體過程中遇到的各種問題，并隨后提出了可能的解決方案。通常，牙醫(yī)使用手持式鉆頭在患者顎骨上鉆一個孔，以在該部位處接納牙種植體。這個孔需要具有確定的軌線、深度和直徑。這些參數(shù)又取決于患者要用牙種植體更換和支撐的牙齒的預(yù)期位置，以及現(xiàn)有的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，如顎骨高度和寬度、與神經(jīng)的接近程度、現(xiàn)有牙根和竇穴。 推薦的安裝牙種植體的步驟涉及使用模板作為引導(dǎo)裝置，以幫助牙醫(yī)在安裝過程中確定牙種植體的位置和角度。模板的制備通常包括以下步驟
1)制作假牙的塑料復(fù)制品；以及 2)在牙醫(yī)預(yù)期自己要放置種植體的近似區(qū)域，以預(yù)期便于安裝的正確角度在塑料復(fù)制品上鉆一個孔。 可以用計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT掃描)提高孔定位和角度的精確度。具體地講，錐形束斷層成像(CBCT)可高度精確地掃描患者頭部和頸部，掃描最初記錄為DICOM文件(數(shù)字成像和通信)，然后送入以三維形式示出患者解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的軟件程序。 有許多可以公開獲得的優(yōu)秀軟件程序，能夠使牙醫(yī)用CBCT掃描來生成患者實(shí)際解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的三維視圖?？稍诙鄠€不同平面中觀察解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，從而精確了解解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的布置情況。這些視圖使牙醫(yī)可針對牙種植體的理想位置設(shè)計(jì)出治療方案。這些視圖還使牙醫(yī)可選擇最合適的種植體形式、長度、直徑和成角角度。 根據(jù)Klein所述，所有這些先前的方法都存在最終由牙醫(yī)用手在塑料復(fù)制品上鉆孔的缺點(diǎn)，從而引入人為誤差。 Klein的解決方案涉及使用計(jì)算機(jī)驅(qū)動的研磨機(jī)在塑料復(fù)制品上鉆孔，從而提高整個處理過程的精確度。制備要插入的塑料牙齒復(fù)制品，用基準(zhǔn)標(biāo)記做記號，并置入患者口腔。然后，對患者放置有塑料復(fù)制品的口腔進(jìn)行CT掃描。隨后用軟件在安裝部位疊加模擬牙種植體的最佳位置和角度。再將最佳位置和角度的數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)驅(qū)動的研磨機(jī)，研磨機(jī)隨后在塑料復(fù)制品上鉆出相應(yīng)的？L。然后牙醫(yī)將牙種植體穿過塑料復(fù)制品上的孔進(jìn)行安裝。牙種植體安裝好后可用來承載修復(fù)體。 Klein的方法存在的問題包括實(shí)際上該方法很復(fù)雜，而且實(shí)際上它需要牙醫(yī)在其創(chuàng)新性工序開始之前制備要更換的牙齒的塑料復(fù)制品。
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因此，在本領(lǐng)域中一直存在提供簡單的牙種植體安裝規(guī)程的需要，該規(guī)程要高度準(zhǔn)確并且無需預(yù)先制備更換牙齒的塑料復(fù)制品。 立體光照型技術(shù)是熟知的用于生產(chǎn)具有高精確度和良好表面光潔度的零件的快速制造和快速原型制造技術(shù)。進(jìn)行立體光照的設(shè)備稱為立體光照裝置(以下稱為"STL打印機(jī)")。立體光照型技術(shù)本質(zhì)上是加成制造工藝，該工藝?yán)靡煌耙后wUV可固化的光聚合物"樹脂"和UV激光形成零件，每次一層。在每一層上，激光束在液體樹脂的表面上描繪零件橫截面圖形。暴露于UV激光可固化或凝固描繪在樹脂上的圖形，并將其粘附在下面的層上。各層按順序逐步形成，直到形成完整的三維零件。零件形成之后被浸入化學(xué)浴中清除多余的樹脂，然后在UV烘箱中固化。 也可以用其他技術(shù)制備三維零件，例如研磨加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可滿足這些和其他目標(biāo)，在第一個實(shí)施例中，本發(fā)明涉及制備用于將牙種植體置入患者顎骨的口腔支架的方法，其中該方法包括 a)提供要插入患者口腔的修復(fù)體，或者患者上顎骨或下顎骨的至少一部分的印模； b)用至少一個記號標(biāo)記所述修復(fù)體或印模； c)對患者口腔中的修復(fù)體或印模進(jìn)行掃描，以編制標(biāo)有至少一個相對于患者顎骨的記號的已就位修復(fù)體或印模的數(shù)據(jù)； d)對從患者口腔中分離的修復(fù)體或印模進(jìn)行掃描，以編制離位修復(fù)體或印模的數(shù)據(jù)； e)用就位和離位修復(fù)體或印模數(shù)據(jù)生成口腔支架的虛擬設(shè)計(jì)，其中口腔支架的虛擬設(shè)計(jì)使牙種植體置入患者顎骨的治療方案具體化；以及
f)將虛擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為可用的口腔支架。 在此所用的術(shù)語"記號"涵蓋能夠使修復(fù)體或印模在掃描過程中可見和可辨認(rèn)的任何東西。 在此所用的術(shù)語"治療"包括種植體選擇、種植體在患者顎骨上的定位以及鉆孔的深度和角度。 在第二個實(shí)施例中，本發(fā)明涉及將牙種植體安裝到患者顎骨中的方法，其中所述方法包括 a)根據(jù)上文概述的本發(fā)明方法制備口腔支架；
b)在患者口腔中定位口腔支架； c)使用口腔支架作為引導(dǎo)裝置，在患者顎骨上鉆至少一個導(dǎo)孔；以及
d)將牙種植體穿過導(dǎo)孔安裝到患者顎骨中。 在第三個實(shí)施例中，本發(fā)明涉及將牙修復(fù)體置入患者口腔的方法，其中所述方法包括 a)根據(jù)上文概述的本發(fā)明方法將牙種植體安裝到患者顎骨中；以及
b)將牙修復(fù)體固定在牙種植體上。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中 圖1為用來引導(dǎo)鉆頭11和12進(jìn)入缺失牙齒的患者顎骨13的口腔支架10的示意圖。 圖2為要通過口腔支架IO進(jìn)入圖1中患者顎骨13的牙種植體21和22的示意圖。 圖3為用來引導(dǎo)鉆頭11和12進(jìn)入牙橋31的口腔支架10的示意圖。 圖4為用來引導(dǎo)鉆頭11和12進(jìn)入缺齒顎骨41的口腔支架10的示意圖。 圖5為要穿過口腔支架10進(jìn)入缺齒顎骨41的牙種植體21和22的示意圖。 圖6為用來引導(dǎo)鉆頭11和12進(jìn)入假牙61的口腔支架10的示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，使用患者口腔和修復(fù)體或印模的掃描數(shù)據(jù)構(gòu)造用于將一個或多個牙種植體置入患者顎骨的口腔支架的虛擬模型。然后將該虛擬模型轉(zhuǎn)換為可用的三維口腔支架。再將該三維口腔支架作為將牙種植體置入患者顎骨的引導(dǎo)裝置，就將牙種植體定位在患者顎骨上而言，其具有高度的準(zhǔn)確性，并且具有正確的成角角度。
在一個實(shí)施例中，使用修復(fù)體制備口腔支架的虛擬模型。 在另一個實(shí)施例中，修復(fù)體是假牙。假牙可以是(例如)新制成的假牙。作為另外一種選擇，假牙可以是想要重新置入患者顎骨的先前存在的假牙。 在另一個實(shí)施例中，使用患者上顎骨或下顎骨的至少一部分的印模制備口腔支架的虛擬模型。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，印模為具有至少一顆真牙的患者上顎骨或下顎骨的至少一部分。 準(zhǔn)備好修復(fù)體或印模之后，用一個或多個記號標(biāo)記修復(fù)體或印模。如上文所指出的那樣，術(shù)語"記號"涵蓋能夠使修復(fù)體或印模在掃描過程中可見和可辨認(rèn)的任何東西。合適的記號包括但不限于基準(zhǔn)記號或射線不可透的記號?？梢愿鶕?jù)本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員熟知的方法將這些記號引入修復(fù)體或印模的上面或里面。合適的基準(zhǔn)記號以及將其引入修復(fù)體和印模上面或里面的方法是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的，例如，上文所討論的Klein專利以及本文所討論的現(xiàn)有技術(shù)都有所描述，此處不再重復(fù)這些細(xì)節(jié)，但是Klein參考和相關(guān)細(xì)節(jié)均以引用的方式完全并入本文中。合適的射線不可透材料，例如硫酸鋇溶液，也是本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知的。如果使用(例如)硫酸鋇溶液，溶液可摻入到修復(fù)體或印模中，或者可用該溶液涂覆修復(fù)體或印模。此外，記號可以包含磁性材料、光學(xué)材料或它們的組合，只要記號可使得修復(fù)體或印模在掃描過程中可見和可辨認(rèn)即可。 對具有放置在合適位置("就位")的修復(fù)體或印模的患者口腔以及單獨(dú)的修復(fù)體或印模("離位")進(jìn)行掃描。可使用任何能夠形成合適的數(shù)據(jù)集的合適口內(nèi)掃描方法進(jìn)行掃描，這些數(shù)據(jù)集可為形成口腔支架提供足夠的信息。優(yōu)選使用ct錐束x射線掃描或光掃描，尤其優(yōu)選的是ct錐束x射線掃描。 將就位和離位數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)程序并用于設(shè)計(jì)三維口腔支架的虛擬模型。合適的計(jì)算機(jī)程序在本領(lǐng)域中是已知的或是能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)的。優(yōu)選使用IlumaVision 3D"程序，很快就可從Imtec Corporation獲得該程序?？谇恢Ъ苁拱惭b牙種植體的治療方案具體化，并且包括以正確的位置和角度將牙種植體置入患者顎骨的引導(dǎo)裝置。在一個特別優(yōu)選的實(shí)
6施例中，口腔支架還包括在要固定在牙種植體上的修復(fù)體上鉆孔的引導(dǎo)裝置。 將對口腔支架結(jié)構(gòu)編制的虛擬數(shù)據(jù)送入能夠?qū)⑻摂M口腔支架設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為可用三
維口腔支架的裝置。許多此類裝置都是本領(lǐng)域中已知的。 一種此類裝置為上文提到的STL
打印機(jī)。另一種此類裝置為研磨機(jī)，上文也有所討論。優(yōu)選使用STL打印機(jī)。 根據(jù)需要，支架可為單個一體化部件，或者也可以包括可以接合在一起或相對于
彼此放置以獲得所需構(gòu)造的多個部件。例如，支架可以具有一個用于在種植體置入部位鉆
導(dǎo)孔的插件和另一個用于鉆較大直徑種植體置入孔的插件，如果需要，還可以具有另一個
用于方便穿過支架安裝種植體的插件。作為另外一種選擇，單獨(dú)的支架件可以采用能提供
正確的直徑孔和成角角度的方式接合在一起，例如通過鉸鏈，由于這些件是分開的，因此可
很容易地根據(jù)需要移動，以便于種植體安裝。 然后將口腔支架放置在患者口腔中，并正確地定位。使用口腔支架作為引導(dǎo)裝置，
在患者顎骨上鉆一個最小的初始孔。然后，可以根據(jù)需要擴(kuò)大或不擴(kuò)大初始孔，再將種植體
穿過初始孔至少部分地安裝到患者顎骨中。在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，在將牙種植體旋入患
者顎骨中的至少一部分時間內(nèi)，口腔支架一直保持在患者口腔中的合適位置上。 如本領(lǐng)域所熟知的那樣，安裝好牙種植體后，牙種植體便可承載暫時性或永久性
修復(fù)體。 牙種植體可以是本領(lǐng)域已知的任何類型的種植體。但優(yōu)選的是小直徑種植 體，例如美國專利No. 5， 749， 732、6， 716， 030和7， 112， 063，以及美國早期公開專利公開 No. 2006/0269903和2006/0275， 735中所公開的種植體，這些專利和已公布的專利申請中 關(guān)于種植體設(shè)計(jì)、類型、組成和尺寸以及種植體插入規(guī)程以引用的方式完全并入本文中。
在此所用的術(shù)語"小直徑種植體"是指直徑小于4. 0mm，優(yōu)選地小于3. 5mm，尤其小 于2. 0mm的種植體。小直徑種植體使得種植體可以直接穿過軟組織插入其下的骨骼中，而 無需任何片狀外科切口或縫合，與通常的較大尺寸種植體系統(tǒng)相比，小直徑種植體對患者 更有利。在一個特別優(yōu)選的插入步驟中，使用本發(fā)明的口腔支架，穿過患者的齒齦，直接在 其下的顎骨上鉆出約4至8mm深的導(dǎo)孔。然后用本發(fā)明的口腔支架作為引導(dǎo)裝置，將直徑 大于導(dǎo)孔直徑的牙種植體穿過所述導(dǎo)孔安裝到患者顎骨中。 在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，牙種植體在第一末端與第二末端之間延伸，并具有以下 成型為一體式的不同區(qū)域 a)在第一末端逐漸變細(xì)成一點(diǎn)的螺紋軸； b)在第二末端處的頭部，可以在該頭部上安裝牙修復(fù)體；以及
c)可任選地布置在螺紋軸與頭部之間的非圓形支座。
在一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，牙種植體頭部為球形。
在另一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，牙種植體頭部不為球形。 在另一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，牙種植體具有布置在螺紋軸與頭部之間的非圓形 支座。 在另一個特別優(yōu)選的實(shí)施例中，牙種植體沒有布置在螺紋軸與頭部之間的非圓形 支座。 在最優(yōu)選的實(shí)施例中，每個上述實(shí)施例中的牙種植體為小直徑牙種植體。
根據(jù)患者類型制備本發(fā)明口腔支架的規(guī)程如下所述
燃夕卜禾斗財(cái)轉(zhuǎn)転纖鵬
缺齒患者 1)在患者的新假牙或現(xiàn)有假牙的上面/里面引入基準(zhǔn)記號，以形成至少一個基準(zhǔn) 點(diǎn)。 2)掃描患者口腔中的假牙，記錄基準(zhǔn)點(diǎn)及患者顎骨和軟組織的天然解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。
3)單獨(dú)掃描假牙，或制備假牙的印模然后單獨(dú)掃描印模。用高強(qiáng)度x射線獲得最 高分辨率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 4)根據(jù)來源于掃描患者口腔中的假牙以及單獨(dú)掃描假牙/印模的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在軟 件程序中設(shè)計(jì)治療方案植入步驟。 5)在適用于治療方案(包括鉆孔的深度和角度、種植體的選擇、修復(fù)裝置)的軟件 程序中設(shè)計(jì)支架。 6)用STL打印機(jī)打印外科手術(shù)支架。 Jl蹄4、一鵬皿患， 1)獲取患者上顎骨和下顎骨的印模。 2)在印模中引入基準(zhǔn)記號，或記錄解剖學(xué)標(biāo)記。 3)掃描患者口腔中的印模，記錄基準(zhǔn)記號及患者顎骨和軟組織的天然解剖學(xué)結(jié) 構(gòu)。 4)單獨(dú)掃描印模。用高強(qiáng)度x射線獲得最高分辨率的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 5)根據(jù)來源于掃描患者口腔中的印模以及單獨(dú)掃描印模的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在軟件程序
中設(shè)計(jì)治療方案植入步驟。 6)在適用于治療方案(包括鉆孔步驟的深度和角度、種植體的選擇、修復(fù)裝置)的 軟件程序中設(shè)計(jì)支架。 7)用STL打印機(jī)打印出外科手術(shù)支架。 雖然本發(fā)明結(jié)合以上示出的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，但它們的許多替代形式、修 改形式以及其他變型對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來說都是顯而易見的。所有這些替代形 式、修改形式和變型形式都旨在符合本發(fā)明的精神和范圍。
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權(quán)利要求
一種制備用于將牙種植體置入患者顎骨的口腔支架的方法，所述方法包括以下步驟a)提供要插入患者口腔的修復(fù)體，或者患者的上顎骨或下顎骨的至少一部分的印模；b)用至少一個記號標(biāo)記所述修復(fù)體或印模；c)對患者口腔中的所述修復(fù)體或印模進(jìn)行掃描，以編制將所述至少一個記號相對于患者顎骨對準(zhǔn)的已就位修復(fù)體或印模的數(shù)據(jù)；d)對從所述患者口腔分離的所述修復(fù)體或印模進(jìn)行掃描，以編制離位修復(fù)體或印模的數(shù)據(jù)；e)用已就位和離位修復(fù)體或印模數(shù)據(jù)生成口腔支架的虛擬設(shè)計(jì)，其中所述口腔支架的所述虛擬設(shè)計(jì)體現(xiàn)所述牙種植體置入所述患者顎骨的處理方案；以及f)將所述虛擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為可用的口腔支架。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟a)包括提供修復(fù)體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述修復(fù)體為假牙。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述假牙為新制成的假牙。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述假牙為想要重新固定在所述患者顎骨中的先 前存在的假牙。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中步驟a)包括提供所述患者的上顎骨或下顎骨的至 少一部分的印模。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述印模為所述患者的具有至少一顆真牙的上顎 骨或下顎骨的至少一部分的印模。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述修復(fù)體或印模上面或里面引入了多個基準(zhǔn)記號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述修復(fù)體或印模上面或里面使用了射線不可透 材料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述患者口腔和/或修復(fù)體或印模的掃描為ct 錐束x射線掃描或光掃描中的一種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述掃描為ct錐束x射線掃描。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過在STL打印機(jī)上打印使所述虛擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為 可用的口腔支架。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過用研磨機(jī)研磨使所述虛擬設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為可用 的口腔支架。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述口腔支架具有用來將所述牙種植體以正確 的位置和角度置入所述患者顎骨中的引導(dǎo)裝置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述口腔支架具有用來在要固定在所述種植體 上的修復(fù)體上鉆孔的引導(dǎo)裝置。
16. —種將牙種植體安裝到患者顎骨中的方法，所述方法包括以下步驟a) 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備口腔支架；b) 在患者口腔中定位所述口腔支架；c) 使用所述口腔支架作為引導(dǎo)裝置，在所述患者顎骨中鉆至少一個導(dǎo)孔；以及d)將所述牙種植體穿過所述導(dǎo)孔安裝到所述患者顎骨中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述導(dǎo)孔穿過所述患者的齒齦鉆入其下的顎骨中。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述牙種植體為小直徑種植體。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述牙種植體在第一末端與第二末端之間延 伸，并具有以下成型為一體式的不同區(qū)域a) 在所述第一末端逐漸變細(xì)成一點(diǎn)的螺紋軸；b) 在所述第二末端處的頭部，所述頭部允許牙修復(fù)體安裝在其上；以及c) 任選地布置在所述螺紋軸與所述頭部之間的非圓形支座。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述頭部為球形。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述頭部不為球形。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述牙種植體具有布置在所述螺紋軸與所述頭 部之間的非圓形支座。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述牙種植體不具有布置在所述螺紋軸與所述 頭部之間的非圓形支座。
24. —種將牙修復(fù)體置入患者口腔的方法，所述方法包括以下步驟a) 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法將牙種植體安裝到患者顎骨中；以及b) 將所述牙修復(fù)體固定在所述牙種植體上。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述牙修復(fù)體為假牙。
26. —種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法制備的口腔支架。
全文摘要
一種根據(jù)掃描患者口腔和要安裝的修復(fù)體或所述患者現(xiàn)有牙齒的印模所獲得的數(shù)據(jù)，實(shí)際制備用于置入一個或多個牙種植體的口腔支架的方法。將所述虛擬口腔支架轉(zhuǎn)換為可用的口腔支架，然后用所述口腔支架引導(dǎo)將一個或多個牙種植體置入所述患者顎骨中。放置好所述牙種植體后，可以將修復(fù)體安裝在所述牙種植體上。
文檔編號A61C13/34GK101711135SQ200880015852
公開日2010年5月19日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月12日
發(fā)明者羅納德·A·比拉爾 申請人:3M伊姆泰克公司