一种3D打印牙根种植体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种3D打印牙根种植体及其制备方法。该3D打印牙根种植体，包括基台部和牙根部；基台部设于牙根部上，基台部与牙根部一体成型；基台部和牙根部由氧化锆陶瓷浆料与羟基磷酸钙浆料制备得到。本发明专利技术3D打印牙根种植体的一体成型结构能避免传统两段式连接的微渗漏问题，而且成型表面无需喷砂处理，避免了涂层脱落带来的隐患；能够依据患者牙齿的真实形状制备，在植入过程中能满足不同个体的牙根的需求；相比与传统的钛金属及其合金种植体，具备陶瓷种植体的优点，其具有良好的机械性能、生物特性以及与牙齿相近的颜色，避免了金属离子析出腐蚀；本发明专利技术的方法简单，制备过程只需进行浆料制备

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印牙根种植体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及种植牙制造
，尤其涉及一种3D打印牙根种植体及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的口腔种植系统通常包括三部分：植入牙槽骨中与骨组织结合的牙种植体、人工牙冠以及在体部与人工牙冠之间起连接作用的口腔牙种植体基台。通用的牙种植系统大多为两段式，即牙种植体和基台，二者之间通过螺钉连接。
[0003]目前市场上所有的牙种植体、基台均是机加工的方式完成，且牙种植体与基台不为一体，两段式连接处的密封靠加工精度保证，若加工精度不高，密封性就会不好，会造成牙种植后微渗漏，影响种植成功率。而且牙种植体通常是同款式批量化生产，一般为螺纹式，固定的尺寸型号，缺少针对不同个体情况的个性化牙种植体，这种螺纹式种植体的手术流程中，对骨的伤害性较大。
[0004]目前市场上的种植体产品所选用材料多为钛金属或其合金，且制备好的种植体需要在表面添加钙磷涂层，使其具备一定的生物诱导性能，这种方式制备的牙种植体存在涂层脱落问题，可能引起患者的炎症反应。同时，钛金属或其合金制备的种植体在人体口腔内长时间存在会通过牙床显示出黑色，影响美观；另外，种植体包含金属，存在金属离子析出的风险以及产生炎症风险。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种3D打印牙根种植体及其制备方法，用以解决现有技术中牙种植体与基台不为一体对骨的伤害性较大、种植体所选用材料存在涂层脱落问题、种植体包含金属存在金属离子析出的风险的技术问题。
[0006]本专利技术的第一方面提供一种3D打印牙根种植体，其特征在于，包括基台部和牙根部；基台部设于牙根部上，基台部与牙根部一体成型；基台部和牙根部由氧化锆陶瓷浆料与羟基磷酸钙浆料制备得到。
[0007]本专利技术的第二方面提供一种3D打印牙根种植体的制备方法，包括以下步骤：
[0008]制备氧化锆陶瓷浆料和羟基磷酸钙浆料；
[0009]根据患者的缺失牙齿数据重建真实人牙的三维模型；
[0010]将真实人牙的三维模型导入3D打印机中并设置打印方式和打印参数；
[0011]以氧化锆陶瓷浆料和羟基磷酸钙浆料为原料通过3D打印机打印成型牙根种植体；
[0012]待牙根种植体完全固化后进行清洗，随后烧结脱脂，得到3D打印牙根种植体。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0014]本专利技术3D打印牙根种植体的一体成型结构能避免传统两段式连接的微渗漏问题，而且成型表面无需喷砂处理，避免了涂层脱落带来的隐患；能够依据患者牙齿的真实形状制备，在植入过程中能满足不同个体的牙根的需求；相比与传统的钛金属及其合金种植体，
具备陶瓷种植体的优点，其具有良好的机械性能、生物特性以及与牙齿相近的颜色，避免了金属离子析出腐蚀；
[0015]本专利技术的方法简单，制备过程只需进行浆料制备
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3D打印
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高温烧结脱脂即可完成。
附图说明
[0016]图1是本专利技术正剖图；
[0017]图2是本专利技术立体结构侧视图；
[0018]图3是本专利技术侧视图；
[0019]图4是本专利技术混合搅拌挤出机的正剖图。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]本专利技术的第一方面提供一种3D打印牙根种植体，包括基台部100和牙根部200；基台部100设于牙根部200上，基台部100与牙根部200一体成型。牙根部200的形状根据患者牙齿的真实形状建立三维模型并通过3D打印技术进行制备，具有高度的患者友好性，形成精准医疗。利用3D打印技术将牙根部200与基台一体成型，避免了牙根部200与基台之间的连接，不需要传统的机械螺纹结构固定，使结构更加整体化，植入人体后结合更加牢固。
[0022]本专利技术中，基台部100和牙根部200由氧化锆陶瓷浆料与羟基磷酸钙浆料制备得到。沿牙根种植体横向方向，由中间层到最外层，氧化锆含量在种植体中梯度下降，羟基磷酸钙含量在种植体中梯度上升，以得到外层以羟基磷酸钙为主、中间层以氧化锆为主的牙根种植体。3D打印的陶瓷浆料为仿生材料，人牙主要材料为羟基磷酸钙，但以羟基磷酸钙为主要材料制备牙种植体其物理性能无法达到要求，为了制备和人牙结构类型相同的种植体，在打印过程中制备加入仿生材料，能够实现在保证其物理性能的同时，使其具备和人牙相同的结构和材质更有利于人牙修复后的健康。本专利技术以铈稳定氧化锆和羟基磷酸钙为原料制备牙根种植体，具有生物相容性良好，促进骨结合的能力的优势。选用3D打印方法，可以实现两种不同材料的梯度渐变，与传统方法制备的梯度材料相比，材料变化更具有连续性，与人体真实牙根结构更加相似。选用光固化3D打印方式，通过混合两种不同组分的材料进行光固化，可以做到一次成型，相比传统复杂的加工过程，其与传统梯度材料相比结合更加牢固，致密性更好。
[0023]在本专利技术的一个优选实施方式中，氧化锆陶瓷浆料在种植体中变化方式为由最外层至中心层含量从0％增加至100％，羟基磷酸钙浆料在种植体中由最外层至中心层含量从100％降低至0％，使种植体中心层为纯氧化锆，种植体最外层为纯羟基磷酸钙，并实现材料梯度变化。
[0024]本专利技术中，氧化锆陶瓷浆料的原料，按重量百分比计，包括：铈稳定氧化锆粉体75～85wt％、光引发剂0.5～1wt％、分散剂2～5wt％、丙烯酸酯类单体15～20wt％。其中，选用的铈稳定氧化锆粉体粒径为100～1000nm，进一步为500nm，ZrO2含量≥80％。
[0025]本专利技术中，羟基磷酸钙浆料的原料，按重量百分比计，包括：羟基磷酸钙75～85wt％、光引发剂0.5～1wt％、分散剂2～5wt％、丙烯酸酯类单体15～20wt％。其中，羟基磷酸钙的粒径为100～1000nm，进一步为500nm。
[0026]进一步地，丙烯酸酯类单体为光固化丙烯酸酯类单体，其可在光引发剂的作用下，特定波长紫外光照射下固化。本专利技术对选用的光引发剂、分散剂、丙烯酸酯类单体的具体种类不作限制，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。例如，光引发剂可以为TPO，分散剂可以为BYK111，丙烯酸酯类单体可以为1,6
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己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)中的至少一种，进一步为HDDA和TMPTA的混合物，且二者的质量比为7:3～3:7。
[0027]本专利技术中，牙根部的外表面的粗糙度为1.0～2.0微米。
[0028]本专利技术中，牙根部200上开设有注入孔300，供于将材料注入到牙根部200内，针对骨缺损严重患者，可以在基台部100和牙根部200设置药物置于注入孔300中，保证一体化成型的同时实现骨水泥的注入，更好的诱导骨生长，与种植体更好地结合。
[0029]本专利技术的第二方面提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印牙根种植体，其特征在于，包括基台部和牙根部；所述基台部设于所述牙根部上，所述基台部与所述牙根部一体成型；所述基台部和所述牙根部由氧化锆陶瓷浆料与羟基磷酸钙浆料制备得到。2.根据权利要求1所述3D打印牙根种植体，其特征在于，沿牙根种植体横向方向，由中间层到最外层，氧化锆含量在种植体中梯度下降，羟基磷酸钙含量在种植体中梯度上升。3.根据权利要求1所述3D打印牙根种植体，其特征在于，所述氧化锆陶瓷浆料的原料，按重量百分比计，包括：铈稳定氧化锆粉体75～85wt％、光引发剂0.5～1wt％、分散剂2～5wt％、丙烯酸酯类单体15～20wt％；所述羟基磷酸钙浆料的原料，按重量百分比计，包括：羟基磷酸钙75～85wt％、光引发剂0.5～1wt％、分散剂2～5wt％、丙烯酸酯类单体15～20wt％。4.根据权利要求1所述3D打印牙根种植体，其特征在于，所述牙根部的外表面的粗糙度为1.0～2.0微米。5.根据权利要求1所述3D打印牙根种植体，其特征在于，所述牙根部上开设有注入孔。6.一种如权利要求1～5中任一项所述3D打印牙根种植体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备氧化锆陶瓷浆料和羟基磷酸钙浆料；根据患者的缺失牙齿数据重建真实人牙的三维模型；将所述真实人牙的三维模型导入3D打印机中并设置打印方式和打印参数；以所述氧化锆陶瓷浆料和所述羟基磷酸钙浆料为原料通过3D打印机打印成型所述牙根种植体；待所述牙根种植体完全固化后进行清洗，随后烧结脱脂，得到3D打印牙根种植体。7.根据权利要求6所述3D打印牙根种植体的制备方法，其特征在于，所述将真实人牙的三维模型导入3D打印机中并设置打印方式和打印参数的步骤具体为：将导出的STL文件导入到3Dcream软件，选用单喷头出料并使用刮刀刮平的方式，将种植体以横卧方式进行摆放；3D打印选用的激光波长为405nm，激光功率180～200mW，激光扫描速率800...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣宇，孙文彬，李宾斌，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：