牙种植体系统的制作方法

牙种植体系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种牙种植体系统，包括种植体、基台和用于连接所述基台和种植体的连接螺丝；所述种植体内自上而下依次设有锥形孔、多方孔和内螺纹孔；所述基台安装于所述种植体的上方，且所述基台的上部为牙冠连接部，所述基台的下部自上而下依次形成为与所述锥形孔和所述多方孔相配合的锥形体和多方体，所述基台内还设有上下方向上贯通的通孔；所述连接螺丝从上方插通所述通孔，且所述连接螺丝的下部的外螺纹部与所述内螺纹孔相配合。本发明的牙种植体系统结构简单，易于加工生产，连接稳定。
【专利说明】
牙种植体系统
技术领域
[0001] 本发明涉及口腔牙植入技术领域，特别涉及一种包括种植体、基台和连接螺丝的 牙种植体系统。
【背景技术】
[0002] 上世纪六十年代，瑞典学者：Br&nemark等人提出了"骨结合"理论，并发明了 Bi&iemark牙齿种植系统，为口腔种植奠定了理论基础。此后，牙种植体开始用于完全无牙 颂的修复。由于口腔种植修复技术具有理想的支撑效果、不伤害临牙等优点，已成为口腔修 复的主流技术，深受广大患者的青睐。
[0003] 目前，大部分牙种植体系统的基本结构包括种植体、基台、连接螺丝和上部牙冠。 种植体是植入骨组织内的结构，起天然牙根的作用，承担支持、固位等功能。基台是位于种 植体上方，穿出牙龈并暴露于口腔中的部分，是连接上部牙冠与下部种植体之间的关键结 构。连接螺丝是连接基台和种植体的零件。
[0004] 口腔种植技术经过数十年的发展，已经获得了90%以上的远期成功率。然而，手术 操作过程复杂，基台和螺钉的松动等问题，可能导致种植修复效果不理想或修复失败。造成 种植失败的原因主要有两点：一是种植体周围炎症导致的骨吸收;二是种植体的过负荷，局 部过大应力集中引起骨吸收。已开发的人工种植牙系统包括Nobel种植系统、ITI种植系统 和Dentium种植系统等，各有优势和缺陷。
[0005] 1969年，Friedenberg首次将有限元应用在医学领域。1973年Theresher和Farah将 有限元法应用在口腔医学领域。1976年，Weinstein等人第一次将有限元用于牙种植体领 域，此后有限元便在该领域快速发展，成为指导种植体结构设计的有力工具，从而为种植体 系统结构的改进设计提供理论依据。
[0006] 在本技术领域，种植体外部一般采用单一螺纹，不易保证连接的稳定性;有些种植 体与基台连接面采用柱面贴合，接触面积不大，术后长期咀嚼食物易产生松动。而手术过程 中基台与种植体安装的好坏是术后恢复效果的关键因素，是决定手术成功与否的基础。

【发明内容】

[0007] 针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单，易于加工生产， 连接稳定的牙种植体系统。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提供了一种牙种植体系统，包括种植体、基台和用于连 接所述基台和种植体的连接螺丝;所述种植体内自上而下依次设有锥形孔、多方孔和内螺 纹孔;所述基台安装于所述种植体的上方，且所述基台的上部为牙冠连接部，所述基台的下 部自上而下依次形成为与所述锥形孔和所述多方孔相配合的锥形体和多方体，所述基台内 还设有上下方向上贯通的通孔;所述连接螺丝从上方插通所述通孔，且所述连接螺丝的下 部的外螺纹部与所述内螺纹孔相配合。
[0009] 本发明中，连接螺丝从上方插通基台内的通孔，且连接螺丝的下部的外螺纹部与 种植体的内螺纹孔相配合，从而可有效地连接基台和种植体;此外，基台的锥形体和多方体 与种植体的锥形孔和多方孔相配合，可以便于基台稳定连接及应力传递，同时防止基台在 种植体内旋转，而且在安装时可使基台迅速就位。
[0010] 进一步而言，种植体内部锥形孔与基台无间隙配合，其封闭式结构保证了与外界 充分隔绝，并且锥度配合有利于将负荷均匀的分散到种植体上，有效地减少骨吸收。种植体 锥形孔下方的多方孔结构与基台下部的多方体之间留有间隙，既可以起防旋转的配合效 果，又提供加工余量，利于加工和装配，从而提高植入体与基台系统安装配合的稳定性。
[0011] 由此，本发明优化设计了种植体、基台和连接螺丝的结构，保证形成紧密而稳定的 连接，从而提高种植体系统的寿命和可靠性。
[0012] 优选地，本发明中种植体表面还可采用喷砂酸蚀表面处理工艺，表面形成微孔结 构，适合牙槽骨的生长。
[0013] 较佳地，本发明中，所述锥形孔及所述锥形体的锥角可为5-20°，在5-20°范围区间 内，载荷能够更好地传递。若低于5°锥度对载荷的影响不明显;若高于20°则会导致植体上 部壁厚太薄，不能承受大的载荷。
[0014] 较佳地，本发明中，所述通孔形成为包括自上而下的大径部和小径部的阶梯孔，所 述大径部及小径部的连接处形成有基台倒角;所述连接螺丝上形成有与所述基台倒角相配 合的螺丝倒角;优选地，所述基台倒角及所述螺丝倒角的角度不超过45°。
[0015]根据本发明，连接螺丝和基台之间采用锥度连接，锥度范围为0° - 45°，以分散连 接螺丝与基台之间的接触应力。即、锥面接触不仅增大了接触面积，而且均匀分散负荷。
[0016] 另外，连接螺丝可采用标准螺纹，连接螺丝头部可为一个内六角圆柱头，有利于加 工，用一种六角扳手即可完成所有的连接螺丝的安置。连接螺丝头部下可为长圆柱体，与上 述基台的阶梯孔相配合;长圆柱体的下部加工出一段螺纹，与种植体内的内螺纹孔相配合。
[0017] 较佳地，本发明中，所述种植体内的所述多方孔与所述内螺纹孔之间还形成有圆 孔，所述基台的所述多方体的下方还形成有与所述圆孔相配合的圆柱。
[0018] 根据本发明，在多方孔下部设有圆孔，且多方体下方的圆柱与该圆孔相配合，由 此，可在装配时起引导作用。
[0019] 较佳地，本发明中，所述内螺纹孔的下方还设有丝锥孔，该孔有利于加工时切肩的 排出，同时为螺纹加工预留空间。
[0020] 较佳地，本发明中，所述种植体的下部的外侧形成有切割槽;优选地，所述切割槽 形成为三叶状自攻结构。
[0021] 根据本发明，在种植体下部的外侧设有切割槽，尤其是三叶状自攻结构不仅使植 入更容易也可降低骨破坏程度。
[0022] 较佳地，本发明中，所述种植体的底端设有球状凸起。
[0023] 根据本发明，在种植体底端设有球状凸起，不仅使植入更容易也可降低骨破坏程 度。
[0024] 较佳地，本发明中，所述种植体包括骨水平种植体和软组织种植体。
[0025] 较佳地，本发明中，所述骨水平种植体的外侧自上而下依次形成有细螺纹部、粗螺 纹部和锥螺纹部。
[0026]本发明骨水平种植体外部采用两段不同螺距的螺纹，保证了连接的稳定性，降低 了应力集中。上部分细螺纹部设计可以有效降低种植体对边缘皮质骨的刺激，减少骨和牙 龈吸收，提高种植体的初期稳定性。下部分的粗螺纹部增加了与颂骨的接触面积，适合牙槽 骨的生长，有利于早期骨整合，提高种植系统的寿命与可靠性。种植体下部直径渐细的锥形 设计，使植入更容易。各螺纹形态可以是三角形。
[0027] 较佳地，本发明中，所述软组织种植体的外侧自上而下依次形成有锥形斜面、穿龈 区、粗螺纹部和锥螺纹部。
[0028] 本发明软组织种植体上部是与软组织接触的穿龈区，其圆弧状能更好的与软组织 接触，顶部的锥形斜面(高度Bevel Height可为0.3mm或0.5mm)设计可使种植体与周围软组 织结构协调。下部分的粗螺纹部增加了与颂骨的接触面积，适合牙槽骨的生长，有利于早期 骨整合和初期稳定性，提高种植系统的寿命与可靠性;种植体下部渐细的锥形设计，使植入 更容易。各螺纹形态也可以是三角形。
[0029] 进一步而言，根据穿銀区的平台直径(Platform Diameter)可分为常规颈种植体 (平台直径约为4.0-5.5mm，优选4.8mm)、窄颈种植体(平台直径约为3.0-3.9mm，优选3.5mm) 和宽颈种植体(平台直径约为5.6-7.0mm，优选6.5mm)。
[0030] 又，上述基台的多方体可为三方体、六方体或八方体，相匹配的所述种植体的多方 孔可为三方孔、六方孔或八方孔。
[0031] 本发明的有益效果： 对本发明的牙种植体系统各部件进行有限元分析其应力分布和疲劳寿命，最大应力出 现在连接螺纹第一级螺纹处，可在150N载荷下满足疲劳寿命标准(500万次循环)的要求。 [0032]本发明中所述方位"上"、"下"、"下面"等指示方位或位置描述都是根据说明书附 图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述元件 或装置必须有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。根 据下述【具体实施方式】并参考附图，将更好地理解本发明的上述及其他目的、特征和优点。
【附图说明】
[0033]图1为本发明牙种植体系统的装配图； 图2为图1所示牙种植体系统中的连接螺丝的结构示意图； 图3为根据本发明第一实施形态的六方种植体的结构示意图（底部是平面）； 图4为根据本发明第一实施形态的六方基台的结构示意图； 图5为根据本发明第二实施形态的三方种植体的结构示意图； 图6为根据本发明第二实施形态的三方基台的结构示意图； 图7为根据本发明第三实施形态的八方种植体的结构示意图； 图8为根据本发明第三实施形态的八方基台的结构示意图； 图9为根据本发明第四实施形态的六方种植体的结构示意图（底部凸起）； 图10为根据本发明第五实施形态的软组织种植体的结构示意图； 图11为本发明牙种植体系统的疲劳寿命实验装置的示意图； 图12为本发明牙种植体系统的有限元分析网格划分图； 图13为本发明牙种植体系统的有限元分析载荷施加图； 图14例示了本发明牙种植体系统的六方种植体、基台和连接螺丝的疲劳寿命； 图15为本发明一实施形态六方连接螺丝的受力云图； 图16为本发明另一实施形态的三方种植体系统的受力云图； 图17为本发明又一实施形态的八方种植体系统的受力云图； 符号说明： 1基台； 2连接螺丝； 3种植体； 1-4、2-4、3-4、4-4、5-4 锥形孔； 1-5、2-5、3-5、4-5 细螺纹部； 1-6、2-6、3-6、4-6、5-6 内螺纹孔； 1-7、2-7、3-7、4-7 粗螺纹部； 1-8、2-8、3-8、4-8、5-8 锥螺纹部； 1- 9、4-9、5-9 六方孔； 2- 9三方孔； 3- 9八方孔； 1-10、2-10、3-10、4-10、5-10 圆孔； 1-11、2-11、3-11、4-11、5-11 丝锥孔； 1-12、2-12、3-12、4-12、5-12 切割槽； 1-13、2-13、3-13 通孔(阶梯孔）； 1-14、2-14、3-14 基台帽切口； 1-15、2-15、3-15 倒角； 1-16、2-16、3-16基台帽（与牙冠连接部分）； 1-17、2-17、3-17 锥形体； 1- 18六方体； 2- 18三方体； 3- 18八方体； 1-19、2-19、3-19 圆柱； 20内六角孔； 21倒角(与倒角1-15、2-15、3-15配合）； 22外螺纹部(与内螺纹孔1-6、2-6、3-6、4-6、5-6配合）； 4- 23球面凸起； 5_24穿銀区； 5- 25斜面。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图和具体实施例进一步阐述本发明，应理解，下述实施方式仅用于说 明本发明，而非限制本发明。
[0035] 图1表达的是一个完整的新型牙种植体连接系统的装配图，是由基台1、连接螺丝2 和种植体3组成，参照附图1，种植体3和连接基台1通过连接螺丝2穿过基台的通孔1-14,使 得连接螺丝螺杆下部的外螺纹部22与种植体的内螺纹孔1-6固定在一起。
[0036] 本发明中，参见图2,连接螺丝包括头部、螺杆以及位于所述螺杆下部的外螺纹部 22,用来固定基台1和种植体3,与种植体的内螺纹孔(配合螺纹）1-6相配合。其中，所述连接 螺丝的头部中央开有一个内孔，只要满足与专用扳手配合，更方便实现基体和种植体连接 即可。优选地，连接螺丝的头部中央开有一个内六角孔(连接螺丝内六角)20。连接螺丝的头 部与螺杆连接处可直接连接，或者也可有一个倒角21，角度范围0-45°，优选30°。
[0037] 本发明中种植体可为骨水平种植体和软组织种植体。参见图3(图5或图7)，其中所 述骨水平种植体外部加工有两部分螺纹，上部分螺纹为细螺纹部1-5，螺纹形态可以是三角 形，可位于种植体3的直径大致均一的上部。上部分细螺纹部设计可以有效降低种植体对边 缘皮质骨的刺激，减少骨和牙龈吸收，提高种植体的初期稳定性。下部分螺纹为粗螺纹，分 别包括位于种植体上部的种植体外粗螺纹部1 -7和位于种植体的直径逐渐变小的下部的锥 螺纹部1-8,螺纹形态也可以是三角形。下部分的粗螺纹增加了与颂骨的接触面积，适合牙 槽骨的生长，有利于早期骨整合，提高种植系统的寿命与可靠性。种植体下部直径渐细的锥 形设计，使植入更容易。
[0038]此外，在位于下部的锥螺纹部1-8上设有切割槽1-12,优选地，该切割槽1-12形成 为三叶状自攻设计。另外，锥螺纹部1-8的底部还可以是球状凸起4-23(参见图9)。其下部三 叶状自攻设计和底部球状凸起不仅使植入更容易也可降低骨破坏程度。
[0039]又，种植体内部加工有锥形孔(或称内圆锥孔）1_4,角度可为5°-20°，例如可为5°、 10°、11.5°、13.68°、15°、16°和20°。在该内圆锥孔下部设有多方孔(例如，可以是三方孔2-9、六方孔1-9和八方孔3-9)，可防止基台1在种植体3内部旋转，而且在安装时可使基台迅速 就位。在多方孔下部还可设有圆孔（圆柱孔）1-1〇,可装配时起引导作用。在圆孔1-10下面设 有与螺杆下部外螺纹部22相匹配的内螺纹孔1-6,以固定基台1和种植体3。此外，圆孔1-10 下还有丝锥孔1-11，有利于加工时切肩的排出，同时为螺纹加工预留空间。
[0040] 本发明中种植体还可为软组织种植体，参见图10,其外部加工有位于种植体上部 的穿龈区5-25、锥形斜面5-24和粗螺纹，上部分是与软组织接触的穿龈区，种植体顶部是锥 形斜面（高度Bevel Height为0.3 mm或0.5mm)。根据穿銀区的平台直径（Platform Diameter)可分为常规颈种植体(平台直径为4.8mm)、窄颈种植体(平台直径为3.5mm)和宽 颈种植体(平台直径为6.5mm)。本发明软组织种植体上部是与软组织接触的穿龈区，其圆弧 状能更好的与软组织接触，锥形斜面设计可使种植体与周围软组织结构协调。位于种植体 下部的粗螺纹部以及锥螺纹部5-8，螺纹形态也可以是三角形。且位于所述种植体下部的锥 螺纹部上也可设有三叶状自攻设计5-12;该种植体的底部还可以是球状凸起。下部分的粗 螺纹增加了与颂骨的接触面积，适合牙槽骨的生长，有利于早期骨整合和初期稳定性，提高 种植系统的寿命与可靠性。种植体下部渐细的锥形设计，使植入更容易。其下部三叶状自攻 设计和底部球状凸起不仅使植入更容易也可降低骨破坏程度。
[0041] 此外，该软组织种植体内部也加工有锥形孔，即内圆锥孔5-4(5° - 20°，例如可为 5°、10°、11.5°、13.68°、15°、16°或20° )。在内圆锥孔下部设有多方孔5-9(例如，可以是三方 孔、六方孔和八方孔），防止基台1在种植体3内部旋转，而且在安装时可使基台1迅速就位。 在多方孔下部设有圆孔（圆柱孔)5-10,装配时起引导作用。在圆孔5-10下面设有与螺杆下 部外螺纹部相匹配的内螺纹孔5-6,以固定基台1和种植体3。此外，圆孔1-10下还设有丝锥 孔5-11，有利于加工时切肩的排出，同时为螺纹加工预留空间。
[0042]参见图4,本发明的基台上部为牙冠连接部分(基台帽可呈锥形体(锥度为 1:7.5)，或称为基台上部锥形体。该基台上部锥形体上有一断面1-14,用于连接假齿牙冠。 基台下部有一相反方向的锥形体1-17(5° - 20°)，与种植体内部的内圆锥孔1-4相配合。其 下是一段多方体(例如，三方体2-18、六方体1-18和八方体3-18)，与种植体内部多方孔(例 如，三方孔2-9、六方孔1-9和八方孔3-9)相配合。最末端还可设有一段圆柱体1-19,与种植 体内圆孔1-10相配合。
[0043 ]基台内部的通孔1 -13可以形成为阶梯孔，所述阶梯孔包括位于基台的上部锥形体 中央的与所述连接螺丝的头部直径相匹配的大径部和位于下部锥形体中央的直径与所述 连接螺丝的螺杆相匹配的小径部。该阶梯孔的大径部和小径部的连接处可直接连接，或者 也可有一个倒角1-15(角度范围0-45°，优选30°)，与连接螺丝的倒角21相配合，目的是为了 分散连接螺丝2与基台1之间的接触应力。
[0044]图11为本发明的牙种植体系统疲劳寿命实验装置，如图11所示，为了估算牙种植 体系统的疲劳寿命，按照"中华人民共和国医药行业标准（YY/T 0521-2009/IS0 14801: 2007):牙科学骨内牙种植体动态疲劳试验"选择牙种植体系统最槽糕的情况(即：种植体顶 端周围的骨被完全吸收，此时骨平面距离种植体顶端平面(图11中的标称骨平面)大概3mm) 进行疲劳试验。在疲劳试验过程中，通过变形量判断系统是否发生塑性变形或者系统直接 断裂来确定其所能达到承载循环次数，是否满足5X106次的要求。该疲劳加载模型包括施 力体、夹具、紧固螺钉、支撑体和牙种植体系统。施力体的轴线与种植体的长轴方向的夹角 可为30°，半球形承载部件(牙冠)球形中心到骨平面距离为11.3_，骨平面与标称骨平面的 距离为3mm。施力体、紧固螺钉和支撑体的材料为不锈钢;夹具直接与种植体接触，其材料在 "牙科学骨内牙种植体动态疲劳试验"标准里没有特殊要求，本发明采用树脂。材料特性如 表1所示。
[0045] 下面进一步例举优选实施例并结合附图以详细说明本发明。同样应理解，以下实 施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技 术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。 下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本 文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
[0046] ( - )第一实施形态： 如图1至4所示，种植体3外部上端加工出细螺纹部1-5、粗螺纹部1-7;，下端加工出锥螺 纹部1-8;下部还加工出三叶状自攻设计1-12;且种植体内部设置有内圆锥孔1-4,锥度可 为:5°、10°、11.5°、13.68°、15°、16°或20° ;下部加工有六方孔1-9,内孔加工出螺纹，参见图 3〇
[0047]基台1可以是由两段相反方向的锥形体1-16和1-17(锥度为5° - 20°)以及六方体 1-18和下部短圆柱1-19组成，其中上部锥形体1-16有一断面1-14,用于连接假齿牙冠;六方 体1-18用于与种植体正六方孔1-9配合;下部短圆柱1-19与种植体圆孔1-10配合，在装配时 起引导作用;基台内部加工有阶梯孔1-13,在阶梯孔1-13连接处有一个角度范围0-45°，优 选30°的倒角1-15,参见图4。
[0048]连接螺丝2可采用内六方螺钉，上有内六方孔20;下部有一段外螺纹部22,用于固 定基台1和种植体3,与种植体内螺纹孔1-6配合;倒角21与倒角1-15相配合。
[0049] 经有限元分析发现，本实施形态牙种植体系统的最大应力出现在连接螺纹第一级 螺纹处，在相同静载荷下，下部是三方、六方和八方的基台、内锥孔是三方、六方和八方的种 植体和连接螺丝最大应力出现的部位虽然相同，但是数值不同。六方种植体系统的种植体、 基台和连接螺丝最大应力分979.67MPa、413.98MPa、434.66MPa。六方种植体系统连接螺丝 受力云图如图15所示。在150N载荷下，六方种植体、基台和连接螺丝的疲劳寿命是10 7次循 环，满足疲劳寿命标准(500万次循环）。六方种植体、基台和连接螺丝的疲劳寿命如图14。
[0050] (二)第二实施形态： 如图5至6所示，种植体3外部上端加工出细螺纹部2-5、粗螺纹部2-7;下端加工出锥螺 纹部2-8;下部还加工出三叶状自攻设计2-12;且种植体内部设置有内圆锥孔2-4，锥度可为 5°、10°、11.5°、13.68°、15°、16°或20° ;下部加工有三方孔2-9,高度可为1mm，内孔加工出螺 纹，参见图5。
[0051 ]基台1可以是由两段相反方向的锥形体2-16和2-17(锥度为5° -20°)以及三方体2-18和下部短圆柱2-19组成，其中上部锥形体2-16有一断面2-14，用于连接假齿牙冠;三方体 2-18用于与种植体三方孔2-9配合;下部短圆柱2-19与种植体圆孔2-10配合，在装配时起引 导作用;基台内部加工有阶梯孔2-13，在阶梯孔2-13连接处有一个角度范围0-45°，优选30° 的倒角2-15,见图6。
[0052]连接螺丝2可采用内六方螺钉，上有内六方孔20;下部有一段外螺纹部22,用于固 定基台1和种植体3,与种植体内螺纹孔2-6配合;倒角21与倒角1-15相配合。
[0053]经有限元分析发现，本实施形态牙种植体系统的最大应力出现在连接螺纹第一级 螺纹处，在相同静载荷下，下部是三方、六方和八方的基台、内锥孔是三方、六方和八方的种 植体和连接螺丝最大应力出现的部位虽然相同，但是数值不同。三方种植体系统的种植体、 基台和连接螺丝最大应力分510.231〇^、312.31]\〇^、389.121〇^。三方种植体系统受力云图 如图16所示。在150N载荷下，三方种植体、基台和连接螺丝的疲劳寿命是10 7次循环，满足疲 劳寿命标准(500万次循环）。
[0054](三)第三实施形态： 如图7至8所示，种植体3外部上端加工出细螺纹部3-5、粗螺纹部3-7;下端加工出锥螺 纹部3-8;下部还加工出三叶状自攻设计3-12;且种植体内部设置有内圆锥孔3-4，锥度可为 5°、10°、11.5°、13.68°、15°、16°或20° ;下部加工有八方孔3-10,高度可为1mm，内孔加工出 螺纹，参见图7。
[0055] 基台1可是由两段相反方向的锥形体3-16和3-17(锥度为5°-20°)以及八方体3-18 和下部短圆柱3-19组成，其中上部锥形体3-16有一断面3-14,用于连接假齿牙冠;八方体3-18用于与种植体正八方孔3-9配合;下部短圆柱3-19与种植体圆孔3-10配合，在装配时起引 导作用;基台内部加工有阶梯孔3-13，在阶梯孔3-13连接处有一个角度范围0-45°，优选30° 的倒角3-15,参见图8。
[0056] 连接螺丝2可采用内六方螺钉，上有内六方孔20;下部有一段外螺纹部22,用于固 定基台1和种植体3,与种植体内螺纹孔3-6配合;倒角21与倒角(0°-45° )3-15相配合。
[0057]经有限元分析发现，本实施形态牙种植体系统的最大应力出现在连接螺纹第一级 螺纹处，在相同静载荷下，下部是三方、六方和八方的基台、内锥孔是三方、六方和八方的种 植体和连接螺丝最大应力出现的部位虽然相同，但是数值不同。八方种植体系统的种植体、 基台和连接螺丝最大应力分925.44]\〇^、294.91]\〇^、478.04]\〇^。八方种植体系统受力云图 如图17所示。在150N载荷下，八方种植体、基台和连接螺丝的疲劳寿命是10 7次循环，满足疲 劳寿命标准(500万次循环）。
[0058](四）第四实施形态： 如图9所示，种植体3外部上端加工出细螺纹部4-5、粗螺纹部4-7;下端加工出锥螺纹部 4-8;下部还加工出三叶状自攻设计4-12;种植体底部还设有球状凸起4-23;且种植体内部 设置有内圆锥孔4-4,锥度可为5°、10°、11.5°、13.68°、15°、16°或20° ;下部加工有六方孔4-10,高度为1mm，内孔加工出螺纹，参见图9〇
[0059]基台1可以是由两段相反方向的锥形体1-16和1-17(锥度为5° - 20°)以及六方体 1-18和下部短圆柱1-19组成，其中上部锥形体1-16有一断面1-14,用于连接假齿牙冠;六方 体1-18用于与种植体正六方孔4-9配合;下部短圆柱1-19与种植体圆孔4-10配合，在装配时 起引导作用;基台内部加工有阶梯孔1-13,在阶梯孔1-13连接处有一个的角度范围0-45°， 优选30°的倒角1-15,参见图4。
[0060]连接螺丝2可采用内六方螺钉，上有内六方孔20;下部有一段外螺纹部22,用于固 定基台1和种植体3,与种植体内螺纹孔1-6配合;倒角21与倒角1-15相配合。
[0061 ](五)第五实施形态： 如图10所示，种植体3外部上端加工出斜面5-25和穿龈区5-24(直径为3 · 5mm、4 · 8mm或 者6.5mm)、粗螺纹部;下端加工出锥螺纹部5-8;下部还加工出三叶状自攻设计5-12;且种植 体内部设置有锥形孔5-4,锥度可为5°、10°、11.5°、13.68°、15°、16°或20° ;下部加工有六方 孔5-10,内孔加工出螺纹，参见图10。
[0062]基台1可以是由两段相反方向的锥形体1-16和1-17(锥度为5° - 20°)以及六方体 1-18和下部短圆柱1-19组成，其中上部锥形体1-16有一断面1-14,用于连接假齿牙冠;六方 体1-18用于与种植体正六方孔1-9配合;下部短圆柱1-19与种植体圆孔1-10配合，在装配时 起引导作用;基台内部加工有阶梯孔1-13,在阶梯孔1-13连接处有一个角度范围0-45°，优 选30°的倒角1-15,见图4。
[0063]连接螺丝2可采用内六方螺钉，上有内六方孔20;下部有一段外螺纹部22,用于固 定基台1和种植体3,与种植体内螺纹孔5-6配合;倒角21与倒角1-15相配合。
[0064]以下进一步详细说明本发明的有益效果： 本发明根据"中华人民共和国医药行业标准(YY/T 0521-2009/IS0 14801:2007):牙科 学骨内牙种植体动态疲劳试验"进行有限元模拟分析。夹具和牙冠可采用不锈钢，树脂材料 模拟松质骨、光敏树脂模拟皮质骨，种植体采用的材料可以是TA4,基台和连接螺丝的材料 可以是TC4。材料特性如表1所示。先进行整体网格划分，再对种植体、基台和连接螺丝相接 触部分进行局部网格细化，细化的网格大小为0.1mm。网格划分图如图12所示。树脂外壳被 固定约束，连接螺丝预紧力施加在光杆段，大小为45.7N。载荷施加在牙冠上，方向垂直向 下，大小为150N。载荷施加图如图13所示； 表1疲劳模拟实验装置材料特性
[0065] 本发明有限元分析发现，该发明种植体系统的最大应力出现在连接螺纹第一级螺 纹处，在150N载荷下满足疲劳寿命标准(500万次循环）。在相同静载荷下，下部是三方、六方 和八方的基台、内锥孔是三方、六方和八方的种植体和连接螺丝最大应力出现的部位虽然 相同，但是数值不同。具体数值如表2所示。不同锥度的（5°、10°、11.5°、13.68°、15°、16°和 20°)种植体系统相比较而言，静载荷作用下，5度的种植体系统应力是相对较小的。在疲劳 载荷作用下时，这些不同角度的基台和连接螺丝寿命皆为1〇 7次循环，满足标准500万次 (1〇6)的要求； 表2种植体、基台和连接螺丝最大应力
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[0066] 工业应用： 本发明的牙种植体系统适用于需要手术治疗植入牙种植体或人工牙根缺失的患者。
[0067] 在不脱离本发明的基本特征的宗旨下，本发明可体现为多种形式，因此本发明中 的实施形态是用于说明而非限制，由于本发明的范围由权利要求限定而非由说明书限定， 而且落在权利要求界定的范围，或其界定的范围的等价范围内的所有变化都应理解为包括 在权利要求书中。
【主权项】
1. 一种牙种植体系统，包括种植体、基台和用于连接所述基台和种植体的连接螺丝;其 特征在于， 所述种植体内自上而下依次设有锥形孔、多方孔和内螺纹孔； 所述基台安装于所述种植体的上方，且所述基台的上部为牙冠连接部，所述基台的下 部自上而下依次形成为与所述锥形孔和所述多方孔相配合的锥形体和多方体，所述基台内 还设有上下方向上贯通的通孔； 所述连接螺丝从上方插通所述通孔，且所述连接螺丝的下部的外螺纹部与所述内螺纹 孔相配合。2. 根据权利要求1所述的牙种植体系统，其特征在于，所述锥形孔及所述锥形体的锥角 为5-20°。3. 根据权利要求1或2所述的牙种植体系统，其特征在于，所述通孔形成为包括自上而 下的大径部和小径部的阶梯孔，所述大径部及小径部的连接处形成有基台倒角;所述连接 螺丝上形成有与所述基台倒角相配合的螺丝倒角；优选地，所述基台倒角及所述螺丝倒角 的角度不超过45°。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的牙种植体系统，其特征在于，所述种植体内的所 述多方孔与所述内螺纹孔之间还形成有圆孔，所述基台的所述多方体的下方还形成有与所 述圆孔相配合的圆柱。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的牙种植体系统，其特征在于，所述内螺纹孔的下 方还设有丝锥孔。6. 根据权利要求1至5中任一项所述的牙种植体系统，其特征在于，所述种植体的下部 的外侧形成有切割槽;优选地，所述切割槽形成为三叶状自攻结构。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的牙种植体系统，其特征在于，所述种植体的底端 设有球状凸起。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的牙种植体系统，其特征在于，所述种植体包括骨 水平种植体和软组织种植体。9. 根据权利要求8所述的牙种植体系统，其特征在于，所述骨水平种植体的外侧自上而 下依次形成有细螺纹部、粗螺纹部和锥螺纹部。10. 根据权利要求8所述的牙种植体系统，其特征在于，所述软组织种植体的外侧自上 而下依次形成有锥形斜面、穿龈区、粗螺纹部和锥螺纹部。
【文档编号】A61C8/00GK106037962SQ201610531896
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月7日
【发明人】刘宣勇
【申请人】中国科学院上海硅酸盐研究所, 中国科学院上海硅酸盐研究所慈溪生物材料表面工程中心