[發明專利]一種個性化頜骨假體的設計方法

在審

• 申請號: 202010614300.4
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111685916A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 郭芳;黃碩;劉昌奎;劉寧;梁斌
• 申請（專利權）人: 西安醫學院
• 主分類號: A61F2/28
• 分類號: A61F2/28;A61F2/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

本發明公開了一種個性化下頜骨假體的設計方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、利用CBCT拍攝患者頜面部的醫學影像數據；將數據以DICOM格式導入醫學圖像處理軟件Mimics，生成全頭顱3D虛擬模型；將下頜骨模型從全頭顱模型中進行分離，輸出為STL格式文件；步驟2、將下頜骨模型的STL文件導入Geomagic軟件，模擬手術過程進行病損區截骨，并對缺損區進行個性化下頜骨假體的設計，假體一共由五部分組成：①基牙、②支柱、③實體單元、④多孔單元及⑤固位單元。本發明解決了現有標準型產品其成品型號較少，與缺損區形態不一致的問題。

技術領域

本發明屬于人工下頜骨設計與制備方法技術領域，具體涉及一種個性化下頜骨假體的設計方法。

背景技術

炎癥、外傷、腫瘤及先天性疾病等常導致下頜骨發生形態缺陷，功能喪失，嚴重影響患者的生活質量。如何進行理想的功能外形重建、恢復穩定的咬合關系是修復缺損時必須面臨和解決的問題。自體骨移植、同種異體骨移植和牽張成骨重建修復均存在著不足。因此，下頜骨缺損的修復重建仍是口腔頜面外科領域的難題。而人工假體具有穩定不吸收、能模仿正常的解剖形態、與宿主貼合、不需另行取材等優點，使得人工假體進行下頜骨重建成為臨床可選擇的有效方法之一。

鈦及鈦合金具有質量輕、耐腐蝕、強度高、生物相容性好的優點，且能夠與骨組織形成骨結合，是臨床上最常用的金屬材料。常通過改性鈦植入物表面來提高骨整合能力，包括粉末冶金、發泡法、凝膠注模成型法、等離子噴涂法、纖維燒結法等，但這些方法都無法有效的控制孔隙的貫通性，孔隙的結構，孔隙的大小和孔隙率，不能精確調控鈦合金的彈性模量，假體的機械性能亦無法與骨組織相匹配?，F有的標準型產品其成品型號較少，與缺損區形態亦不一致。但3D打印技術制作的多孔鈦合金假體不僅外形結構與缺損區一致，而且內部的孔隙大小、結構和孔隙率可精確調控，更有利于細胞和血管的長入，成為較理想的下頜骨重建假體之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種個性化下頜骨假體的設計方法，解決了現有標準型產品其成品型號較少，與缺損區形態不一致的問題。

本發明所采用的技術方案是，步驟1、利用CBCT拍攝患者頜面部的醫學影像數據；將數據以DICOM格式導入醫學圖像處理軟件Mimics，生成全頭顱3D虛擬模型；將下頜骨模型從全頭顱模型中進行分離，輸出為STL格式文件；

步驟2、將步驟1所得的下頜骨模型的STL文件導入Geomagic軟件，模擬手術過程進行病損區截骨，并對缺損區進行個性化下頜骨假體的設計，得到個性化下頜骨假體模型；

步驟3，對步驟2所得的個性化下頜骨假體模型進行精細化調整，具體過程為：刪除可見的尖角特征、倒凹和起伏，進行平滑處理，得到個性化下頜骨假體；

步驟4，將步驟所得的個性化下頜骨假體的三維模型導入3D打印設備中，3D打印設備根據個性化頜骨假體三維模型逐層打印，直到個性化下頜骨假體制備完成。

本發明的特點還在于：

步驟4中個性化下頜骨假體采用SLM方法進行3D打印制造。

個性化下頜骨假體，包括有多孔單元，多孔單元頂部固定連接有實體單元，實體單元上表面設計有基牙，多孔單元兩側固定連接有固位單元，固位單元開有釘孔。

多孔單元內部設置有支柱，支柱按照天然牙根的方向排布。

實體單元下表面設置有對抗柱，對抗柱與實體單元上方基牙相對應。

多孔單元設計參數：孔隙率60-80％，孔徑和絲徑均為300-600μm，多孔單元的多孔結構為正十二面體結構。

個性化下頜骨假體整體材料采用Ti-6Al-4V。

基牙的形狀符合全瓷牙冠的預備標準。

個性化下頜骨假體的形狀及尺寸是根據患者病損區大小決定