本发明专利技术公开了一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，包括牙套，所述牙套的牙龈接触处设置有电极部，牙套的牙齿表面接触处设置有压电部，所述电极部与压电部之间通过嵌入牙套内部的金属导线连接。发明专利技术提供的一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，既可以实现对牙周炎患者的维护治疗，又可以加速正畸牙移动。本发明专利技术在使用时灵敏度高，具有较好的稳定性，拉伸性，且价格低廉，操作简单，安全无毒，患者可在家自行治疗，并易于实现大规模的工业化生产，适用于可延展生物医疗电子领域。域。域。
【技术实现步骤摘要】
一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件
[0001]本专利技术涉及生物医疗设备
，具体是指一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件。
技术介绍
[0002]牙周组织包括牙龈、牙槽骨和牙周膜，对牙齿的固定、支持和营养起重要作用。健康的牙周组织是口腔牙体、修复和正畸治疗的前提。然而，据2019年全球疾病负担研究结果显示全球约有10.87亿人口患有牙周炎，其造成的牙龈退缩和牙槽骨吸收等异常的牙周组织改建极大增加了口腔治疗过程中的风险。因此，如何维护牙周组织健康、促进牙周组织改建以增加口腔治疗的安全性是目前亟待解决的难题。
[0003]骨和骨膜中电流或电位的存在对维持骨量和骨体积方面起重要作用。近年来，有学者研究发现生物电学因素通过细胞膜上的离子通道和内生电信号协调创建和修复体内结构。其中，电刺激提供适当的生理环境模拟内源性电场操控跨膜电位调节细胞生长分化及细胞功能进而影响机体的骨代谢。随着对电刺激及牙周组织改建的不断认识，国内外学者研究发现电磁治疗如电流、磁场和电磁波通过增强细胞酶的磷酸化活性，诱导加速骨重建相关因子的合成和分泌，加速牙移动。此外，脉冲电磁场通过电磁场变化使牙槽骨产生感应电流，一方面可以促进骨重建，另一方面通过促进药物渗透辅助杀灭牙周致病菌。由此可见电刺激通过促进牙周组织改建已在正畸、牙周治疗等多个口腔治疗领域发挥重要作用。然而，由于口腔环境复杂，处于消化道及呼吸道的起点，且与脑组织接连较近，因此开发便利、舒适且安全的医疗器件是未来发展的大趋势。
[0004]随着智能医疗时代的到来，开发绿色新型高性能可穿戴激励医疗器件势在必行。然而，传统可穿戴器件可延展性差，难以摆脱电池等充电设备，需要额外电源驱动，其工作寿命短，费用相对较高。另外，现有的可穿戴器件在穿戴过程中，稳定性较差，要实现电刺激治疗以加速牙周组织改建，这些均是目前亟待解决的难题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种结构简单，安全无毒，制备工艺简便，易于实现大规模工业化生产的可穿戴电刺激治疗器件，使用过程中通过促进牙周组织改建，既可以实现牙周炎的维护治疗，又可以加速正畸牙移动。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，包括牙套，所述牙套的牙龈接触处设置有电极层结构，牙套的牙齿表面接触处设置有压电层结构，所述电极层结构与压电层结构之间通过嵌入牙套内部的金属互连线连接。所述牙套为全口牙套，分为上颌牙套和下颌牙套，上下颌牙齿分别咬在上颌牙套和下颌牙套内。所述牙套使用热压膜材料制作而成，所述热压膜材料包括但不限于苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯
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聚乙二醇、热塑性聚氨酯、聚碳酸酯、聚丙烯材料及乙烯乙酸乙烯酯。
[0007]本技术方案的工作原理为，将可穿戴电刺激治疗器件与个性化定制牙套集成，在
使用时，受试者将此可穿戴电刺激治疗器件放入口中，并与牙齿，牙龈等部位紧密贴合。当受试者上下牙齿咬合时，或者发生轻微振动时，会导致压电层结构输出电压，并通过互连导线，将此电压传输到电极层结构处，形成电场，从而对牙龈、牙槽骨进行电刺激，电刺激可促进牙周膜干细胞成骨向分化，并且增强成骨细胞增殖、黏附、矿化结节形成和细胞外基质蛋白合成，进而实现维护牙周稳定、抑制牙槽骨和牙周软组织吸收并且促进牙周组织再生和加速牙移动。
[0008]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述电极层结构包括叉指电极，所述叉指电极外部包覆有第一硅胶薄膜层，所述第一硅胶薄膜层外部包覆有第一柔性封装层。叉指电极的主要作用是用于形成电场，第一硅胶薄膜层的作用是为了防护叉指电极，避免其漏电，或者被唾液侵蚀，第一柔性封装层的作用除了防护以外，是避免对人体口腔造成不利影响。
[0009]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述叉指电极由六根呈蛇形的聚酰亚胺线条阵列或六根呈蛇形的透明的铟锡金属氧化物ITO电极构成，六根呈蛇形的聚酰亚胺线条表面或六根呈蛇形的透明的铟锡金属氧化物ITO电极均设置有金纳米颗粒层。由六根呈蛇形的聚酰亚胺线条阵列构成的叉指电极的具体制作过程为：在聚酰亚胺板上，通过机械雕刻法或激光切割法，得到六根呈蛇形的聚酰亚胺线条，聚酰亚胺线条本身是不导电的，无法作为电极，因此需要在其表面溅射金纳米颗粒，形成金纳米颗粒层，使其具有导电性能。其中，机械雕刻法采用的机械雕刻机包括传送带式或旋转式的机械雕刻机；激光切割法采用的切割机器包括德龙紫外纳秒激光加工系统、Silhouette Cameo、Silhouette Portrait或森峰光纤激光切割机等。另外，蛇形线阵列结构相较于普通的蛇形结构，具有较大延展性以及极高的容错率，有效提高了力学和电学稳定性。
[0010]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述叉指电极由六根呈蛇形的透明的铟锡金属氧化物ITO电极构成。
[0011]为了更好地实现本专利技术，进一步地，呈蛇形的所述聚酰亚胺线条厚度为0.1nm～10μm，宽度为10μm～2mm，相邻聚酰亚胺线条的间距为50μm～2mm，所述金纳米颗粒层厚度为200nm。
[0012]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述压电层结构包括压电材料层，所述压电材料层表面包覆有与之形状和结构相匹配的金属层，所述金属层外部包覆有第二硅胶薄膜层，所述第二硅胶薄膜层的外部包覆有第二柔性封装层，所述第二柔性封装层具有金字塔构型的微结构。压电材料层是为了在受到压力时产生电流，而金属层则是作为导体进行电流传递，第一硅胶薄膜层的作用是为了防护叉指电极，避免其漏电，或者被唾液侵蚀。其中，第二柔性封装层除了与第一柔性封装层一样，具有防护的功能，以及保护口腔功能以外，因为要收到牙齿挤压，因此需要具有更好的延展性，因此使第二柔性封装层具有金字塔构型的微结构，该第二柔性封装层制备过程为：在Si/SiO2的片子上通过激光直写得到的底边长为10μm的三角形结构，之后将柔性薄膜材料倒入Si/SiO2的片子上，通过转印技术得到具有三角形微结构构型的第二柔性封装层。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述压电材料层由若干成点阵列排布的矩形电极块构成，相邻所述矩形电极块之间通过蛇形线连接，矩形电极块与蛇形线共同组成岛桥结构，矩形电极块的边长与蛇形线直径均为1000μm，所述蛇形线的弧度为230
°
。压电材料层采用矩形电极块与蛇形线共同组成岛桥结构，相较于普通的蛇形结构，该结构具有较大
延展性以及极高的容错率，有效提高了力学和电学稳定性。通过探索不同尺寸的矩形电极块的边长与蛇形线直径，通过叉指电极输出电压，最终确定矩形电极块的边长与蛇形线直径均为1000μm时，压电材料层具有最佳输出电压值，从而达到较好的电刺激效果，以促进牙周组织改建和加速正畸牙齿移动。
[0014]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述压电材料层的材质为有机压电材料、压电晶体、压电陶瓷、压电驻极体薄膜中的至少一种，所述电压材料层的厚度为10μm～500μm。压电材料层的具体材质可以为聚偏氟乙烯(PVDF)、锆钛酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，其特征在于，包括牙套(1)，所述牙套(1)的牙龈接触处设置有电极层结构(2)，牙套(2)的牙齿表面接触处设置有压电层结构(3)，所述电极层结构(2)与压电层结构(3)之间通过嵌入牙套(1)内部的金属互连线(4)连接。2.根据权利要求1所述的一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，其特征在于，所述电极层结构(2)包括叉指电极(21)，所述叉指电极(21)外部包覆有第一硅胶薄膜层(22)，所述第一硅胶薄膜层(22)外部包覆有第一柔性封装层(23)。3.根据权利要求2所述的一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，其特征在于，所述叉指电极(21)由六根呈蛇形的聚酰亚胺线条阵列构成，六根呈蛇形的聚酰亚胺线条表面设置有金纳米颗粒层。4.根据权利要求3所述的一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，其特征在于，呈蛇形的所述聚酰亚胺线条厚度为0.1nm～10μm，宽度为10μm～2mm，相邻聚酰亚胺线条的间距为50μm～2mm，所述金纳米颗粒层厚度为200nm。5.根据权利要求2所述的一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，其特征在于，所述叉指电极(21)由六根呈蛇形的透明的铟锡金属氧化物ITO电极构成。6.根据权利要求2～5任一项所述的一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，其特征在于，所述压电层结构(3)包括压电材料层(31)，所述压电材料层(31)表面包覆有与之形状和结构相匹配的金属层(32)，所述金属层(32)外部包覆有第二硅胶薄膜层(33)，所述第二硅胶薄膜层(33)的外部包覆有第二柔性封装层(34)，所述第二柔性封装层(34)具有金字塔构型的微结构。7.根据权利要求6所述的一种促进牙周组织改建的可穿戴电刺激治疗器件，其特征在于，所述压电材料层(31)由若干成点阵列排布的矩形电极块(311)构成，相邻所述矩形电极块(311)之间通过蛇形线(312)连接，矩形电极块(311)与蛇形线(312)共同组成岛桥结构，矩形电极块(312)的边长与蛇形线(312)直径均为1000μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：王军，姚光，张杰，王倩，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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