[發(fā)明專利]一種3D打印多孔表面氧化鋯的牙種植體及設(shè)計和加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111374135.0
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114010349A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張磊;丁茜;趙健霄;馬全詮;孫玉春;李文錦;高遠;陳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院
• 主分類號: A61C8/00
• 分類號: A61C8/00;A61C13/00;A61C13/08;C04B35/48;C04B35/622;C04B38/00;B33Y10/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京神州華茂知識產(chǎn)權(quán)有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

本發(fā)明涉及一種3D打印多孔表面氧化鋯的牙種植體及設(shè)計和加工方法，包含一種3D打印多孔表面氧化鋯牙種植體，包含骨內(nèi)多孔種植體和骨上基臺兩個部分，利用3D打印生產(chǎn)加工多孔表面種植體；所述多孔表面種植體的多孔結(jié)構(gòu)，其孔形態(tài)、直徑、孔隙率可調(diào)控；所述3D打印采用立體光固化法或數(shù)字光處理法。本發(fā)明包括運用計算機輔助設(shè)計技術(shù)形成表層高孔隙度、核心高致密度的牙種植體結(jié)構(gòu)，通過3D打印技術(shù)加工獲得孔隙結(jié)構(gòu)可控的多孔表面氧化鋯種植體，可優(yōu)化氧化鋯種植體表面設(shè)計和加工、提升骨結(jié)合性能，并提高種植修復(fù)治療的個性化程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種3D打印多孔表面氧化鋯牙種植體。

背景技術(shù)

口腔種植修復(fù)已成為牙列缺損的最佳治療方法之一。氧化鋯是一種生物惰性陶瓷材料，色澤美觀自然，具有良好的生物相容性及化學(xué)穩(wěn)定性。與相同表面粗糙度的純鈦相比，氧化鋯在口內(nèi)不易堆積菌斑，有利于種植體周圍軟組織健康。隨著氧化鋯材料性能的不斷優(yōu)化及其數(shù)字化加工技術(shù)的漸趨完善，氧化鋯作為種植體材料的一種適宜選擇具有良好的應(yīng)用前景。

目前市面上應(yīng)用的氧化鋯種植體以注塑成型的加工方式為主，個性化程度較低，一套模具制作的種植體不能適應(yīng)不同患者復(fù)雜的頜骨情況。近年來CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展推動了個性化種植體的制作工藝進步，此技術(shù)主要依靠對預(yù)燒結(jié)的氧化鋯瓷塊進行切削和制作，再進行終燒結(jié)成型。但切削加工的局限性在于其成型能力受形狀復(fù)雜性制約，同時不可避免的造成材料浪費。且切削加工形成的光滑表面種植體，需要后續(xù)的表面粗化處理方可應(yīng)用于臨床，增加了加工程序和耗時。且由于氧化鋯具有比鈦更高的化學(xué)穩(wěn)定性，表面粗化處理措施難以使氧化鋯形成與鈦類似的多級粗糙表面，這可能導(dǎo)致氧化鋯種植體的骨結(jié)合率較鈦種植體更低。2018年一項系統(tǒng)性綜述[1]中報道納入研究的1704枚氧化鋯種植體的總體失敗率為7.21％，其中83.7％的失敗是由于非炎癥性的骨結(jié)合破壞。另一項綜述[2]也認為，氧化鋯種植體早期失敗的發(fā)生率顯著高于鈦種植體。表面微觀結(jié)構(gòu)的差異被認為是主導(dǎo)因素。因此，氧化鋯的骨結(jié)合能力仍有待進一步提升，優(yōu)化表面結(jié)構(gòu)設(shè)計是提升氧化鋯種植體骨結(jié)合性能的關(guān)鍵。

本發(fā)明提出的一種3D打印多孔表面氧化鋯牙種植體有望解決上述臨床問題。個性化的孔隙結(jié)構(gòu)設(shè)計可以匹配患者頜骨不同彈性模量，減輕種植體與頜骨之間彈性模量差異大造成的應(yīng)力遮擋效應(yīng)；多孔結(jié)構(gòu)可以增加種植體與骨接觸的表面積、促進細胞遷移和血管形成從而加快骨結(jié)合速度、增加骨結(jié)合強度；3D打印后的多孔結(jié)構(gòu)不需額外表面處理，減少了外源性表面缺陷的引入，有助于在保證自身疲勞強度的同時提升骨結(jié)合效果；其加工和設(shè)計方法為3D打印氧化鋯種植體的臨床轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)，有望在一定程度上替代目前進口的商品化鈦種植體，用于常規(guī)牙列缺損或缺失的患者的種植修復(fù)，具有重大的臨床應(yīng)用前景和社會效益。

[1]Haro A M,Nishihara H,Att W.A systematic review and meta-analysison the clinical outcome of zirconia implant-restoration complex[J].JProsthodont Res,2018,62(4):397-406。

[2]Cionca N,Hashim D,Mombelli A.Zirconia dental implants:where are wenow,and where are we heading？[J].Periodontol 2000,2017,73(1):241-258。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明設(shè)計并加工了一種3D打印多孔表面氧化鋯牙種植體，具有以下優(yōu)勢：1.以3D打印增材制造的多孔氧化鋯牙種植體，終燒結(jié)后可以不進行表面粗化處理；2.通過對種植體表面設(shè)計不同孔隙率和孔徑的多孔結(jié)構(gòu)，增加與患者頜骨彈性模量之間的匹配性，減輕應(yīng)力遮擋效應(yīng)，實現(xiàn)在增加骨結(jié)合面積、提升骨結(jié)合效率的同時，提高種植體骨結(jié)合的長期穩(wěn)定性。