本發(fā)明屬于牙種植體領(lǐng)域，尤其涉及一種3d打印仿生牙種植體及其制作方法。

背景技術(shù)：

隨著人類平均年齡的增長，牙齒的修復(fù)工作在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域日益重要，而牙齒種植是牙齒修復(fù)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。作為外部植入口腔內(nèi)的牙種植體，其與牙槽骨鏈接強度、自身的力學(xué)性能以及生物相容性是影響牙種植體使用效果的主要因素。

目前商業(yè)化的牙種植體為全致密型種植體，其表面經(jīng)噴砂、酸蝕處理形成納米微結(jié)構(gòu)，有利于骨細胞的生長，已成為公認較成功的骨替代材料。但是，全致密型的種植體存在著諸多缺陷：力學(xué)相容性差,其彈性模量(110gpa)與骨質(zhì)的彈性模量(2-18gpa)相差太大,植入體與骨組織界面易產(chǎn)生應(yīng)力集中和應(yīng)力遮擋效應(yīng),骨界面易發(fā)生慢性疲勞破壞,導(dǎo)致植入體松動下沉和脫位,影響植入體的成功率；同時，其生物活性較差,缺乏骨誘導(dǎo)和骨傳導(dǎo)能力,因而愈合時間較長,達到穩(wěn)定的骨結(jié)合一般需要3-6個月的時間。并且，在將這種商業(yè)化的牙種植體應(yīng)用于即刻種植時，也會存在拔牙創(chuàng)使即刻種植難以初期關(guān)閉創(chuàng)口以及種植初期穩(wěn)定性差等問題。

因此，如何提供一種可克服目前因種植體彈性模量與骨質(zhì)的彈性模量相差大而導(dǎo)致的易松動脫落，且能夠縮短骨愈合時間的牙種植體，將是本領(lǐng)域所急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種3d打印仿生牙種植體及其制作方法，該種植體可避免因種植體彈性模量與骨質(zhì)的彈性模量相差大而導(dǎo)致的易松動脫落，且其具有較強的生物活性，從而能夠大大縮短骨愈合時間。

為了達到上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種3d打印仿生牙種植體，包括種植體本體，還包括與所述種植體本體外表面結(jié)合為一體的殼聚糖納米涂層，所述種植體本體包括牙頸部基臺和位于所述牙頸部基臺下方的、與所述牙頸部基臺一體式連接的牙根，其中，所述牙根為全層三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述種植體本體是基于患者術(shù)前牙根3d圖像形狀的種植體本體。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔徑大小為300μm，孔隙率為30％-70％，優(yōu)選孔隙率為50％。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述牙頸部基臺包括齦上基臺和位于所述齦上基臺下方的齦下基臺，所述齦上基臺的頂部與牙冠相連接，所述齦上基臺的底部與所述齦下基臺的頂部相連續(xù)，所述齦下基臺與所述牙根相連續(xù)。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述齦下基臺的底部與牙槽骨相齊平，所述齦下基臺的底部與牙槽骨相齊平，頂部與牙齦袖口相齊平。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述齦上基臺的底部與所述齦下基臺的頂部之間留有1mm的肩臺，所述肩臺具有與所述齦下基臺呈45°的斜平面。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述齦上基臺的近遠中向以及頰舌向分別留有約1mm的固位溝。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述種植體本體的制作材料為20-50μm的鈦粉末顆粒。

本發(fā)明的另一方面提供了一種如上述任一項技術(shù)方案所述的3d打印仿生牙種植體的制作方法，包括以下步驟：

獲取患者術(shù)前的牙根3d圖像，通過區(qū)域增長提取目標減數(shù)牙數(shù)據(jù)，建立仿生牙種植體的3d模型，對所述3d模型進行平滑、降噪、修整、優(yōu)化后進行格式轉(zhuǎn)化；利用選擇性電子束燒結(jié)設(shè)備q10制作3d實體，條件為：以鈦合金粉末為原料，層厚0.05mm，生產(chǎn)速度80cm3/h，氦氣作為惰性保護氣體；將燒結(jié)完成后的產(chǎn)品在粉末回收系統(tǒng)中進行清理，回收粉末并進行超聲波初次清洗，然后分別置于丙酮、乙醇和雙蒸水中超聲波振蕩處理15分鐘，重復(fù)清洗兩次，然后置于37℃熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干，高溫高壓滅菌后得到3d仿生牙實體；

然后將所述3d仿生牙實體浸泡在含有殼聚糖的乙酸溶液與三聚磷酸鈉溶液以體積比10:1混合形成的殼聚糖納米溫敏水凝膠涂層溶液中10分鐘，取出后在37℃恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥，重復(fù)3次，得到3d打印仿生牙種植體。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于：

1、本發(fā)明所提供的3d打印仿生牙種植體是基于患者術(shù)前牙根3d圖像形狀的種植體本體，經(jīng)技術(shù)處理后，利用3d打印技術(shù)可準確無誤的制作與拔牙窩相匹配的種植體以進行植入，為其應(yīng)用于即刻種植奠定基礎(chǔ)，從而可克服拔牙創(chuàng)使即刻種植難以初期關(guān)閉創(chuàng)口以及種植初期穩(wěn)定性差等問題。

2、本發(fā)明所提供的3d打印仿生牙種植體為多孔的仿生牙種植體，其接近骨小梁結(jié)構(gòu)，同時該仿生牙種植體的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)空隙分布均勻，增加了種植體與骨結(jié)合的表面積，有利于血液的快速附著以及促進血液的代謝，有利于骨結(jié)合以及縮短骨結(jié)合時間。

3、本發(fā)明所提供的3d打印仿生牙種植體的表面涂布有抑制細菌生長的殼聚糖納米涂層，具有低毒、良好的生物相容性和生物降解性，同時具有較強的抑制牙周致病菌的能力，以降低種植體周圍炎的發(fā)生。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所提供的3d打印仿生牙種植體的結(jié)構(gòu)示意圖；

在上述附圖中，各附圖標記代表：1-種植體本體；2-牙根；3-齦上基臺；4-齦下基臺；5-牙槽骨；6-牙齦袖口；7-肩臺；8-固位溝。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

如圖1所示，本實施例提供了一種3d打印仿生牙種植體，包括種植體本體1，還包括與種植體本體1外表面結(jié)合為一體的殼聚糖納米涂層，種植體本體1包括牙頸部基臺和位于牙頸部基臺下方的、與牙頸部基臺一體式連接的牙根2，其中，牙根2為全層三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

在上述結(jié)構(gòu)中，牙根2為三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的牙種植體相比，此三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與骨小梁的結(jié)構(gòu)相似，三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙分布均勻，相互貫通，增加了牙種植體與骨結(jié)合的表面積，有利于血液的快速附著以及促進血液的代謝，從而有利于骨結(jié)合以及縮短骨結(jié)合時間。并且，在該結(jié)構(gòu)中，種植體本體1外表面還結(jié)合有殼聚糖納米涂層，其中，殼聚糖納米粒是天然多糖中唯一存在的堿性氨基多糖，具有骨誘導(dǎo)能力，可促進成骨細胞的分化和生長，抑制破骨細胞的吸收；同時，殼聚糖水凝膠具有低毒、良好的生物相容性和生物降解性，含有其的溫敏水具有較強的抑制牙周致病菌的能力，可有效降低種植體周圍炎癥的發(fā)生。

進一步，上述結(jié)構(gòu)中的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔徑大小為300μm，孔隙率為30％-70％，優(yōu)選孔隙率為50％。研究表明，孔隙率為30％、70％時分別與皮質(zhì)骨(12.6-21gpa)、松質(zhì)骨化(5-3.5gpa)的彈性模量相似，為避免產(chǎn)生牙種植體與骨界面應(yīng)力集中、應(yīng)力遮擋以及剪切力等現(xiàn)象，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的孔隙率優(yōu)選為50％，該孔隙率既可以保證牙種植體與骨有相似的彈性模量和強度，又可以保證成骨細胞的長入。

在上述結(jié)構(gòu)中，種植體本體1是基于患者術(shù)前牙根2的3d圖像形狀的種植體本體1。具體的，其是經(jīng)技術(shù)處理并獲得共同就位道后利用3d打印技術(shù)準確無誤制作的與拔牙窩相匹配的種植體。

相比于傳統(tǒng)種植體的基臺尺寸的大小是固定的，不能體現(xiàn)出“個性化”的要求，上述結(jié)構(gòu)中的牙頸部基臺的外形是仿照牙頸部設(shè)計的，其不僅能體現(xiàn)出“個性化”的要求，還能提供良好的修復(fù)體穿齦外形及邊緣密合性、提供合適的共同就位道。具體的，在上述結(jié)構(gòu)中，牙頸部基臺包括齦上基臺3和位于齦上基臺3下方的齦下基臺4，齦上基臺3的頂部與牙冠相連接，齦上基臺3的底部與齦下基臺4的頂部相連續(xù)，齦下基臺4與牙根2相連續(xù)。進一步，齦下基臺4的外形具有實心、光滑的圓柱面，外型與拔除的患牙的牙頸部一致。齦上基臺3的外形具有實心、光滑、聚合度為6°的斜平面，頂部為光滑的圓平面，其與牙冠以粘結(jié)的方式進行連接。

進一步，在上述結(jié)構(gòu)中，齦下基臺4的底部與牙槽骨5相齊平，齦下基臺4的頂部與牙齦袖口6相平齊，高度為3mm；齦上基臺3的底部與齦下基臺4的頂部之間留有1mm的肩臺7，肩臺7具有與齦下基臺呈45°的斜平面。這主要是考慮到種植體的牙齦袖口6為種植體與牙齦接觸形成的界面，由牙槽骨5嵴頂冠方的結(jié)締組織(約1mm)和結(jié)合上皮(約2mm)組成，在牙齦與種植體交界面形成生物學(xué)封閉，形成齦溝底部，維護種植體周圍的健康。齦下基臺4頂部與齦上基臺3的底部交接的肩臺7與齦溝底部相平齊，可防止種植體鈦金屬顏色透過牙齦或由于后期牙齦退縮造成的金屬暴露，確保了種植牙的牙頸部的美學(xué)效果。由于該3d打印仿生種植體可于體外完成種植體與上部牙冠的粘接，實現(xiàn)高度拋光，因此可避免粘接劑外溢殘留于齦溝對種植體周圍軟組織的不良刺激。同時，在齦上基臺3的近遠中向以及頰舌向分別留有約1mm的固位溝8，可增加冠與基臺的接觸面積，以確保有良好的固位力。

需要說明的是，傳統(tǒng)牙種植體的表面處理多種多樣，常用的方法為噴砂酸嗜表面處理。但為了可以形成天然的硼砂酸蝕效果，并且減少制作的步驟以及節(jié)省成本，本實施例所提供的牙種植體是以大小為20-50μm的鈦粉末顆粒為原材料。

實施例2

本實施例還提供了一種上述3d打印仿生牙種植體的制作方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取患者術(shù)前的牙根23d圖像，通過區(qū)域增長提取目標減數(shù)牙數(shù)據(jù)，建立仿生牙種植體的3d模型，對3d模型進行平滑、降噪、修整、優(yōu)化后進行格式轉(zhuǎn)化；

步驟2：利用選擇性電子束燒結(jié)設(shè)備q10制作3d實體，條件為：以鈦合金粉末為原料，層厚0.05mm，生產(chǎn)速度80cm3/h，氦氣作為惰性保護氣體；將燒結(jié)完成后的產(chǎn)品在粉末回收系統(tǒng)中進行清理，回收粉末并進行超聲波初次清洗，然后分別置于丙酮、乙醇和雙蒸水中超聲波振蕩處理15分鐘，重復(fù)清洗兩次，然后置于37℃熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干，高溫高壓滅菌后得到3d仿生牙實體；

步驟3：將3d仿生牙實體浸泡在含有殼聚糖的乙酸溶液與三聚磷酸鈉溶液以體積比10:1混合形成的殼聚糖納米溫敏水凝膠涂層溶液中10分鐘，取出后在37℃恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥，重復(fù)3次，得到3d打印仿生牙種植體。

由本實施例所提供的上述步驟制備得到的3d打印仿生牙種植體與拔牙窩相匹配，與骨有相似的彈性模量和強度，可在避免松動脫落的同時，保證成骨細胞的長入。同時，其外層具有殼聚糖納米涂層，具有較強的抑制牙周致病菌的能力，可有效降低種植體周圍炎癥的發(fā)生。在應(yīng)用于即刻種植時，可有效解決即刻種植初期創(chuàng)口難以關(guān)閉以及種植初期穩(wěn)定性不良等問題。