CN108992211B - 一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法 - Google Patents

Abstract

一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，涉及钛网制作领域，包括以下步骤：步骤1：依据牙列数据与颌骨数据合成牙列与颌骨的3D模型数据；步骤2：依据骨缺损结构生成覆盖骨缺损结构的钛网三维数据；步骤3：生成定位翼，依据钛网三维数据以及3D模型数据生成连接临近骨缺损位置的天然牙与钛网的定位翼数据；步骤4：钛网三维数据确定将钛网固定在颌骨的定位孔；步骤5：钛网打印。由于定位翼的设置，实现了钛网与临近天然牙之间的位置匹配，在安装钛网时，可根据定位翼对钛网的安装位置进行定位，使得钛网能够被精确的固定在预定的位置。

Description

一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法

技术领域

本发明涉及钛网制作领域，特别涉及一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法。

背景技术

局部大面积的牙槽嵴骨缺损重建和骨再生一直是口腔种植修复的难点，当牙槽骨在水平向和垂直向同时出现吸收时，三维重建则更为困难。2001年，Maiorana等(1)应用钛网与骨粉材料（自体髂骨：无机牛骨的比例为1：1）进行骨扩增，首次从临床及组织学水平证明钛网对人牙槽嵴骨量扩增有效。研究显示：应用钛网作为骨再生的屏障，骨增量可以达到垂直向和水平向10mm，远大于不使用钛网作为支撑情况下的骨增量，且长期骨吸收量小于未使用钛网的病例(2-4)。

如今，钛网由于具有较好的机械性能，常被应用于骨缺损严重，需要刚性支撑实现大面积骨再生的病例中。在临床植骨手术过程中，需要对成品钛网进行修整，塑形，以使其形成贴合骨缺损的外形，同时，还要保证钛网和周围和骨质有部分面积的重合，以固定膜钉。由于在临床应用中，医生面临的是各式各样的骨缺损，不是所有的成品钛网都能够在修整后完全覆盖骨缺损范围，造成手术效果欠佳。(5)而不能和骨壁贴合良好的钛网则会造成创口裂开，导致钛网暴露。部分临床病例研究显示钛网暴露发生率高达50%。另一方面，面对不规则骨缺损外形，钛网的修整非常复杂，操作难度大，会占用很长的术中时间(6)，对于患者术区的影响和术后的恢复都有不利的影响。

目前，数字化设计（Computer-Aided Design, CAD）已经可以根据患者的CBCT数据重建出骨缺损形态并根据骨缺损范围设计植骨范围和相应的支撑材料的外形。数字化制作（Computer-Aided Manufacturing, CAM）则可以通过金属打印来实现。研究发现，通过金属打印制作的个性化钛网形态稳定，强度足够，临床使用有效且安全(6-8)。唯一的问题在于钛网和基骨的接触面积有限，就位误差大，使得钛网与牙列或基骨之间的吻合度出现偏差，术中很难确定合适的固定位置。因此，提高钛网就位精准性，避免钛网就位误差能够进一步改善钛网使用的便利性。国内尚无自主研发的CAD/CAM 3D打印个性化医用成骨钛网。也没有具有精准定位能力的钛网辅助工具。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，该方法能够制作出精确配合骨缺损位置的钛网。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，包括以下步骤：

步骤1：生成3D模型数据，通过口腔扫描，获取牙列数据以及颌骨数据，依据牙列数据与颌骨数据合成牙列与颌骨的3D模型数据；

步骤2：依据3D模型数据建立钛网三维数据，依据3D模型数据，确定骨缺损结构，并依据骨缺损结构生成覆盖骨缺损结构的钛网三维数据；

步骤3：生成定位翼，依据钛网三维数据以及3D模型数据生成连接临近骨缺损位置的天然牙与钛网的定位翼数据；

步骤4：确定钛网定位孔，依据钛网三维数据确定将钛网固定在颌骨的定位孔；

步骤5：钛网打印，利用3D打印技术打印具有定位翼的钛网。

通过采用上述技术方案，由于3D模型数据根据牙列数据与颌骨数据合成，使得钛网三维数据不但能够匹配骨缺损结构，同时还能够匹配骨缺损结构附近的牙列结构，使得依据钛网三维数据制作的钛网能够更加的适配骨缺损位置。由于定位翼的设置，实现了钛网与临近天然牙之间的位置匹配，在安装钛网时，可根据定位翼对钛网的安装位置进行定位，使得钛网能够被精确的固定在预定的位置。由以上所述内容可知，该技术方案能够制作出能却配合骨缺损位置的钛网，防止钛网安装过程中出现定位不准确的情况出现。

作为本发明的改进，所述步骤1包括

步骤1-1：获取口扫数据，通过口扫仪对口腔扫描得出牙列清晰的口扫数据；

步骤1-2：获取牙列数据，通过CBCT技术对口腔扫描得出颌骨结构清晰的CT数据；

步骤1-3：合成3D模型数据，将口扫数据以及CT数据合成牙列以及颌骨均清晰的3D模型数据。

通过采用上述技术方案，由于CT扫描并不能单次同时扫描出清晰的牙列数据和颌骨数据，通过口扫仪以及CBCT扫描可实现分别得出牙列数据以及颌骨结构数据，从而将两种数据进行合成，得出能够清晰反应牙列数据以及颌骨数据的3D模型数据。

作为本发明的改进，所述步骤2包括

步骤2-1：确定骨缺损位置的手术后结构，模拟骨增量手术后的颌骨结构确定骨缺损位置的实际缺损结构，并生成对应的3D工作模型；

步骤2-2：填补3D工作模型倒凹，模拟钛网安装过程，填补3D工作模型的倒凹部位，并对应生成3D定位模型；

步骤2-3：生成钛网三维数据，依据3D定位模型生成覆盖实际缺损结构的钛网三维数据。

通过采用上述技术方案，由于股增量手术后的骨缺损尺寸比颌骨扫描得出的骨缺损尺寸大，如果单纯的通过扫描得出的骨缺损尺寸确定钛网的大小，可能导致钛网安装后结构不稳定，骨缺损位置的术后结构可实现对骨缺损位置的精确把控。填补3D工作模型倒凹的设置实现了对3D模型数据的结构填充，从而避免在后续设计钛网过程中钛网与牙列或颌骨之间相互抵触。

作为本发明的改进，所述钛网三维数据对应的虚拟钛网边界线与实际缺损结构边缘之间的距离不小于3mm。

作为本发明的改进，所述钛网三维数据对应的虚拟钛网边界线与临近天然牙之间的距离不小于5mm。

作为本发明的改进，所述步骤3包括

步骤3-1：确定支托定位线，由钛网三维数据对应的牙槽骨嵴顶靠近天然牙的部分，沿所述3D定位模型周面向相应天然牙的牙颌面中点延伸生成支托定位线；

步骤3-2：生成定位面，由支托定位线沿相应天然牙的牙颌面延，生成定位面；

步骤3-3：生成定位翼数据，对定位面进行立体拉伸，生成定位板，并由定位板沿支托定位线延伸至钛网三维数据对应的牙槽骨嵴顶靠近天然牙的部分，生成定位翼数据。

通过采用上述技术方案，由于支托定位线沿3D定位模型周面延伸，使得支托定位线与3D定位模型贴合，又因为定位面由支托定位线沿天然牙的牙颌面延伸生成，使得定位面完全贴合天然牙的牙颌面，即定位翼贴合天然牙的牙颌面，使得在固定钛网时，定位翼与临近天然牙之间的贴合方式唯一，进而精确了钛网的位置。

作为本发明的改进，所述定位翼数据对应的定位翼对相应天然牙的牙颌面的覆盖率不小于1/3。

作为本发明的改进，所述定位翼数据对应的定位翼临近钛网的部分的直径不小于1.5mm。

综上所述，本发明具有以下有点：

1、个性化钛网，实现对不同缺损情况的个性化设计，提高手术精确度和治疗效果。

术前设计和制作，减少术中操作时间，减少操作难度；

2、天然牙定位，提高钛网就位精度和膜钉固位精度，进一步提高手术操作的可预期性；

3、高精度3D打印，依据骨缺损大小确定钛网尺寸，最大限度降低钛网占用空间，减少手术难度和术后并发症发生的概率，提高手术成功率。

附图说明

图1为用于牙槽骨缺损的钛网制作方法的流程图；

图2为钛网与安装于3D定位模型的结构示意图。

附图标记：1、定位翼；2、钛网；3、支托定位线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

步骤1：生成3D模型数据。

步骤1-1：获取口扫数据，通过口扫仪对口腔扫描得出牙列清晰的口扫数据。

步骤1-2：获取牙列数据，通过CBCT技术对口腔扫描得出颌骨结构清晰的CT数据。

步骤1-3：合成3D模型数据，将口扫数据以及CT数据合成牙列以及颌骨均清晰的3D模型数据。

其中，将口扫数据与CT数据合成时，首先通过mimics research软件将口扫数据与CT数据对其，使得口扫数据与CT数据中的数据模型空间位置相同，然后通过geomagic软件将口扫数据与CT数据的数据模型进行合成，从而生成能够清晰体现牙列数据以及颌骨数据的3D模型数据。

步骤2：依据3D模型数据建立钛网三维数据。

步骤2-1：确定骨缺损位置的手术后结构，通过freeform plus软件模拟骨增量手术后的颌骨结构确定骨缺损位置的实际缺损结构，并生成对应的3D工作模型。

步骤2-2：填补3D工作模型倒凹，模拟钛网2安装过程，通过3shape软件填补3D工作模型的倒凹部位，并对应生成3D定位模型。

步骤2-3：生成钛网2三维数据，依据3D定位模型生成覆盖实际缺损结构的钛网2三维数据。

其中，填补3D工作模型倒凹包括填补牙列倒凹以及填补颌骨靠近骨缺损位置的倒凹。为了保证钛网2能够完全覆盖骨缺损位置并为钛网2固定预留出固定位置，钛网三维数据对应的虚拟钛网2边界线与实际缺损结构边缘之间的距离不小于3mm，此处优选为3mm；为了防止钛网2与临近天然牙之间的位置相互抵触，钛网2三维数据对应的虚拟钛网2边界线与临近天然牙之间的距离不小于5mm，此处优选为5mm。

步骤3：生成定位翼1。

步骤3-1：确定支托定位线3，由钛网三维数据对应的牙槽骨嵴顶靠近天然牙的部分，沿所述3D定位模型周面向相应天然牙的牙颌面中点延伸生成支托定位线3。

步骤3-2：生成定位面，由支托定位线3沿相应天然牙的牙颌面延，生成定位面。

步骤3-3：生成定位翼1数据，对定位面进行立体拉伸，生成定位板，并由定位板沿支托定位线3延伸至钛网三维数据对应的牙槽骨嵴顶靠近天然牙的部分，生成定位翼1数据。

其中，定位翼1数据对应的定位翼1对相应天然牙的牙颌面的覆盖率不小于1/3。

步骤4：确定钛网2定位孔。利用3D软件对钛网三维数据对应的钛网2进行密集打孔，同时在钛网2与颌骨贴合的边缘位置设置定位孔，钛网2对应颌骨的颊舌两侧各设置不少于两个定位孔。3D软件优选为magics软件。

步骤5：钛网2打印，利用3D打印技术打印具有定位翼1的钛网2。

综上所述，由于定位翼1的设计，在钛网2打印成功之后，可通过将定位翼1与临近骨缺损位置的天然牙的牙颌面紧密贴合实现对钛网2的定位。然后通过膜钉穿过定位孔将钛网2固定在颌骨上。手术完成之后，将定位翼1切下，从而完成钛网2的定位安装。

进一步的，为了保证定位翼1与钛网2之间连接的文固定性并且定位翼1不易变形，定位翼1数据对应的定位翼1临近钛网2的部分的直径不小于1.5mm。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：生成3D模型数据，通过口腔扫描，获取牙列数据以及颌骨数据，依据牙列数据与颌骨数据合成牙列与颌骨的3D模型数据；

步骤2：依据3D模型数据建立钛网(2)三维数据，依据3D模型数据，确定骨缺损结构，并依据骨缺损结构生成覆盖骨缺损结构的钛网(2)三维数据；

步骤3：生成用于对钛网(2)安装位置进行定位的定位翼(1)，依据钛网(2)三维数据以及3D模型数据生成连接临近骨缺损位置的天然牙与钛网(2)的定位翼(1)数据；

步骤4：确定钛网(2)定位孔，依据钛网(2)三维数据确定将钛网(2)固定在颌骨的定位孔；

步骤5：钛网(2)打印，利用3D打印技术打印具有定位翼(1)的钛网(2)；

所述定位翼在手术后可以被切除，从而实现钛网的定位安装。

2.根据权利要求1所述的一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于：所述步骤1包括

步骤1-1：获取口扫数据，通过口扫仪对口腔扫描得出牙列清晰的口扫数据；

步骤1-2：获取牙列数据，通过CBCT技术对口腔扫描得出颌骨结构清晰的CT数据；

步骤1-3：合成3D模型数据，将口扫数据以及CT数据合成牙列以及颌骨均清晰的3D模型数据。

3.根据权利要求1所述的一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于：所述步骤2包括

步骤2-1：确定骨缺损位置的手术后结构，模拟骨增量手术后的颌骨结构确定骨缺损位置的实际缺损结构，并生成对应的3D工作模型；

步骤2-2：填补3D工作模型倒凹，模拟钛网(2)安装过程，填补3D工作模型的倒凹部位，并对应生成3D定位模型；

步骤2-3：生成钛网(2)三维数据，依据3D定位模型生成覆盖实际缺损结构的钛网(2)三维数据。

4.根据权利要求3所述的一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于：所述钛网(2)三维数据对应的虚拟钛网(2)边界线与实际缺损结构边缘之间的距离不小于3mm。

5.根据权利要求3所述的一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于：所述钛网(2)三维数据对应的虚拟钛网(2)边界线与临近天然牙之间的距离不小于5mm。

6.根据权利要求3所述的一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于：所述步骤3包括

步骤3-1：确定支托定位线(3)，由钛网(2)三维数据对应的牙槽骨嵴顶靠近天然牙的部分，沿所述3D定位模型周面向相应天然牙的牙颌面中点延伸生成支托定位线(3)；

步骤3-2：生成定位面，由支托定位线(3)沿相应天然牙的牙颌面延，生成定位面；

步骤3-3：生成定位翼(1)数据，对定位面进行立体拉伸，生成定位板，并由定位板沿支托定位线(3)延伸至钛网(2)三维数据对应的牙槽骨嵴顶靠近天然牙的部分，生成定位翼(1)数据。

7.根据权利要求6所述的一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于：所述定位翼(1)数据对应的定位翼(1)对相应天然牙的牙颌面的覆盖率不小于1/3。

8.根据权利要求7所述的一种用于牙槽骨缺损的钛网制作方法，其特征在于：所述定位翼(1)数据对应的定位翼(1)临近钛网(2)的部分的直径不小于1.5mm。