本发明专利技术涉及一种3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体及设计和加工方法，包含一种3D打印多孔表面氧化锆牙种植体，包含骨内多孔种植体和骨上基台两个部分，利用3D打印生产加工多孔表面种植体；所述多孔表面种植体的多孔结构，其孔形态、直径、孔隙率可调控；所述3D打印采用立体光固化法或数字光处理法。本发明专利技术包括运用计算机辅助设计技术形成表层高孔隙度、核心高致密度的牙种植体结构，通过3D打印技术加工获得孔隙结构可控的多孔表面氧化锆种植体，可优化氧化锆种植体表面设计和加工、提升骨结合性能，并提高种植修复治疗的个性化程度。并提高种植修复治疗的个性化程度。并提高种植修复治疗的个性化程度。
【技术实现步骤摘要】
一种3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体及设计和加工方法
[0001]本专利技术涉及医疗器械
，具体为一种3D打印多孔表面氧化锆牙种植体。
技术介绍
[0002]口腔种植修复已成为牙列缺损的最佳治疗方法之一。氧化锆是一种生物惰性陶瓷材料，色泽美观自然，具有良好的生物相容性及化学稳定性。与相同表面粗糙度的纯钛相比，氧化锆在口内不易堆积菌斑，有利于种植体周围软组织健康。随着氧化锆材料性能的不断优化及其数字化加工技术的渐趋完善，氧化锆作为种植体材料的一种适宜选择具有良好的应用前景。
[0003]目前市面上应用的氧化锆种植体以注塑成型的加工方式为主，个性化程度较低，一套模具制作的种植体不能适应不同患者复杂的颌骨情况。近年来CAD/CAM技术的发展推动了个性化种植体的制作工艺进步，此技术主要依靠对预烧结的氧化锆瓷块进行切削和制作，再进行终烧结成型。但切削加工的局限性在于其成型能力受形状复杂性制约，同时不可避免的造成材料浪费。且切削加工形成的光滑表面种植体，需要后续的表面粗化处理方可应用于临床，增加了加工程序和耗时。且由于氧化锆具有比钛更高的化学稳定性，表面粗化处理措施难以使氧化锆形成与钛类似的多级粗糙表面，这可能导致氧化锆种植体的骨结合率较钛种植体更低。2018年一项系统性综述[1]中报道纳入研究的1704枚氧化锆种植体的总体失败率为7.21％，其中83.7％的失败是由于非炎症性的骨结合破坏。另一项综述[2]也认为，氧化锆种植体早期失败的发生率显著高于钛种植体。表面微观结构的差异被认为是主导因素。因此，氧化锆的骨结合能力仍有待进一步提升，优化表面结构设计是提升氧化锆种植体骨结合性能的关键。
[0004]本专利技术提出的一种3D打印多孔表面氧化锆牙种植体有望解决上述临床问题。个性化的孔隙结构设计可以匹配患者颌骨不同弹性模量，减轻种植体与颌骨之间弹性模量差异大造成的应力遮挡效应；多孔结构可以增加种植体与骨接触的表面积、促进细胞迁移和血管形成从而加快骨结合速度、增加骨结合强度；3D打印后的多孔结构不需额外表面处理，减少了外源性表面缺陷的引入，有助于在保证自身疲劳强度的同时提升骨结合效果；其加工和设计方法为3D打印氧化锆种植体的临床转化奠定基础，有望在一定程度上替代目前进口的商品化钛种植体，用于常规牙列缺损或缺失的患者的种植修复，具有重大的临床应用前景和社会效益。
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258。
技术实现思路
[0007]本专利技术设计并加工了一种3D打印多孔表面氧化锆牙种植体，具有以下优势：1.以3D打印增材制造的多孔氧化锆牙种植体，终烧结后可以不进行表面粗化处理；2.通过对种植体表面设计不同孔隙率和孔径的多孔结构，增加与患者颌骨弹性模量之间的匹配性，减轻应力遮挡效应，实现在增加骨结合面积、提升骨结合效率的同时，提高种植体骨结合的长期稳定性。
[0008]本专利技术的基本思路是：依据不同的临床实际需求，利用3D打印技术制作出一系列多孔氧化锆牙种植体，其表层高孔隙度、核心高致密度，且多孔结构的孔隙率及孔径可调控，可以为多孔种植体的优化设计提供方法，有望解决常规氧化锆种植体表面处理效果及骨结合性能欠佳的临床问题。
[0009]本专利技术是这样实现的：
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供一种3D打印多孔表面氧化锆种植体的设计加工思路：
[0011]一种3D打印多孔表面氧化锆牙种植体，包含骨内多孔种植体和骨上基台两个部分，利用3D打印生产加工多孔表面种植体；
[0012]在可选的实施方式中，所述多孔表面种植体的多孔结构，其孔形态、直径、孔隙率可调控。
[0013]在可选的实施方式中，所述3D打印采用立体光固化法或数字光处理法。
[0014]所述立体光固化法(Stereolithography，SLA)，是以紫外激光光斑为光源，通过旋转反射镜精确控制激光光斑逐点扫描截面轮廓，分层固化而形成打印实体的方法。其特点是打印精度和打印质量较高，但是逐点固化导致打印速度较慢。
[0015]所述数字光处理法(Digital Light Processor，DLP),是以紫外投影仪为光源，通过数字微镜原件控制投射光，逐层整幅投影光图案并固化形成打印实体的方法。其打印速度较快，但是打印精度会随着投影面积的增大而下降。
[0016]在可选的实施方式中，所述种植体为氧化锆种植体。
[0017]在可选的实施方式中，氧化锆种类为3Y
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TZP(3％mol氧化钇稳定的多晶四方相氧化锆)。
[0018]在可选的实施方式中，种植体部分与基台部分为一体化，包含顶部辅助加力结构，没有螺丝、套叠等连接结构。
[0019]在可选的实施方式中，多孔种植体部分孔型可为圆形或其他多边形，孔隙直径可依据设计调控。
[0020]在可选的实施方式中，其孔隙直径为100μm
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400μm。
[0021]在可选的实施方式中，多孔表面结构起始部分位于种植体标称骨平面下3
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6mm。
[0022]在可选的实施方式中，多孔表面结构沿种植体螺纹平行排列分布，从种植体标称骨平面下3mm处的螺纹至最末端螺纹之间均可排列分布。
[0023]孔隙率：牙种植体表面孔隙层中，所有孔隙体积累加之和与孔隙层整体体积的比值。
[0024]在可选的实施方式中，多孔种植体部分孔隙率可调控，起始孔隙位于种植体标称骨平面下3
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6mm的螺纹之间，能根据临床需要，调控孔隙率；通过调整起始孔隙所处的螺纹
区域中的位置、孔分布的密度、孔隙的大小及形状能够调控孔隙率大小。
[0025]孔隙率调控具体方法：在螺纹区域中，孔隙起始位置是从上往下位移，以减少孔隙数量，增加螺纹区域中的无孔隙区域，从而在孔隙分布密度，孔隙的大小及形状不变的情况下，调控孔隙率；还能通过起始孔隙位置不变，但孔隙分布密度增大来调控孔隙率；孔隙分布密度和起始孔隙位置不变的情况下，还能够通过孔隙形状和孔隙大小来调控孔隙率。临床实际应用中，还可以根据患者缺牙区域骨质骨量情况，由以上多个参数协同调整孔隙率大小。
[0026]在可选的实施方式中，多孔表面孔隙率为2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体，包含骨内多孔种植体和骨上基台两个部分，其特征在于：利用3D打印加工多孔表面氧化锆牙种植体，其多孔结构的孔形状、直径、孔隙率能进行调控；为减小多孔结构对种植体强度的影响，所述多孔结构起始部分位于种植体标称骨平面下3
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6mm；所述3D打印采用立体光固化法或数字光处理法打印氧化锆的牙种植体；所述种植体为氧化锆种植体；所述氧化锆种类为3Y
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TZP，即3％mol氧化钇稳定的多晶四方相氧化锆。2.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体，其特征在于：所述种植体部分与基台部分为一体化结构，包含顶部辅助加力结构。3.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体，其特征在于：所述牙种植体表层为多孔结构，内部为致密的核心柱状结构。4.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体，其特征在于：所述孔形状能为圆形、三角形、六边形或其他多边形，所述孔隙直径为100μm
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400μm。5.如权利要求1所述的3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体，其特征在于：所述多孔结构位于种植体相邻两螺纹之间、与相邻两螺纹的距离大致相等、与螺纹方向平行排列、呈螺旋带状分布；多孔结构从种植体标称骨平面下3
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6mm处的螺纹至最末端螺纹之间均能排列分布。依据不同的孔径，所述多孔结构距螺纹的最小距离为100μm
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400μm；依据不同的孔径，所述多孔结构相邻孔间距为200μm
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1200μm；依据不同的孔径，孔深度＝1.5
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孔径。6.如权利要求1所述的3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体，其特征在于：多孔结构孔隙率、孔间距能调控，通过调整起始孔所处的螺纹位置以及孔分布的密度能调控孔隙率大小；个性化的孔隙率、孔隙结构设计能匹配患者颌骨不同弹性模量，能减轻种植体与颌骨之间弹性模量差异大造成的应力遮挡效应；所述孔隙率为25％
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45％；所述多孔结构能互相连通，在相邻螺纹之间也能上下相通，但孔隙结构分布在表面不越过螺纹。7.如权利要求1所述的一种3D打印多孔表面氧化锆的牙种植体，其特征在于：3D打印材料为光敏树脂与氧化锆粉末混合而成的浆料，使用该材料进行3D打印时，打印方向为0
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【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，丁茜，赵健霄，马全诠，孙玉春，李文锦，高远，陈杰，
申请(专利权)人：北京大学口腔医学院，
类型：发明
国别省市：
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