一种仿真模拟拔牙训练头模模型

1.本发明属于口腔医学临床教学训练教具应用领域，涉及一种可重复使用、可结合真牙的立体打印牙颌模具，尤其涉及一种能仿真模拟临床复杂阻生牙拔除术过程、能根据教学训练阶段设置拔牙操作难度、并能评价拔牙手术创伤及可能引起的相关并发症的头模模型。


背景技术：

2.牙拔除术是口腔医学临床最为基本和常见的治疗手术，并且基于人类牙颌系统进化特点，国人出现智齿(上下颌第三磨牙)阻生的机率逐渐升高，有统计表明有接近三分之一的中国人需要拔除至少一颗阻生牙，因而阻生牙拔除术是口腔医生特别是口腔外科医生需要掌握的必要临床手术技术。但由于口腔局部解剖结构复杂，需要拔除牙与周围组织的关系变化多端，牙拔除术并不是一个简单的手术，其基本特点包括:拔牙难度的个体差异性显著；拔牙难度相关影响因素众多，包括患者自身局部和全身性因素，以及术者手术技术和相关经验积累因素等；拔牙操作受到口腔复杂立体结构的多种条件限制，可引起牙、骨、粘膜、神经、血管、关节等多种组织损伤，周围组织的过度损伤或重要结构如神经、血管等损伤，会导致较为严重的并发症，严重影响患者正常生活工作，甚至有生命危险。基于以上特点，拔牙医生需要在理论知识、操作技术、临床经验、器械设备等方面不断提高与完善，才能完善拔牙技术，有效控制或正确处理各种拔牙并发症。
3.头模模型训练是医学生临床前训练不可或缺的部分，目前临床教学所用模型教具在牙拔除术训练方面有以下问题。
4.现有模型难以模拟真牙的复杂组织质地。一般采用仿真人工树脂制作的牙，由于真牙由牙釉质、牙本质、牙骨质等不同种类硬组织构成，并且存在多变的牙冠、牙根、牙髓腔等外形结构，不同部位的硬度、质地等有较为多样的变化，人工牙难以完全模拟真牙形态结构与质地，常不能承受牙拔除术所用牙钳、牙挺、牙钻等作用力，进而在实践过程中难以获得磨切真牙的确切手感，而这种手感对手术医生熟悉牙拔除术所使用器械的感觉、判断磨切深度、避免意外创伤是非常重要的。
5.现有模型难以模拟真牙固位的稳定性，以及脱位时的松动过程。人体上，牙通过牙周韧带与周围骨组织连接并固位，牙拔除术中，通过牙挺牙钳等拔牙器械作用，使牙根周围牙槽骨局部形变、牙周韧带撕裂而使牙根松动、脱离牙槽窝，牙槽骨形变的程度与拔牙创伤相关，理想的牙拔除术只产生细微的牙槽骨形变，创伤小，术后恢复快，无明显疼痛等并发症，也不会造成周围重要组织器官、解剖结构的损伤。但牙拔除术操作不当，损伤较大时，牙槽骨变形、缺损、甚至折裂，则会出现出血、疼痛、神经损伤、伤口愈合困难等问题。随年龄增长，牙与牙周支持结构的关系会有增龄性变化，牙周韧带等软组织构成的牙周膜间隙变窄，牙根与周围牙槽骨的结合更为紧密，临床上表现为“根骨粘连”，牙根不易松动脱位，拔牙难度增大，对手术医生的操作技术要求更高。
6.现有模型难以反复使用。牙拔除术是破坏性手术，导致模型破损后需要采用新的
模型用于进一步训练，成本较高。
7.现有模型难以模拟不同难度复杂牙阻生牙拔除过程。阻生牙方向与深度等变化多样，个体差异性显著，并且阻生位置是拔牙难度的关键影响因素。
8.现有模型难以模拟临床牙拔除术术中术后可能出现的各种并发症，不能帮助学员了解并发症可能出现原因、表现、和预防措施。
9.鉴于现有模型对评价牙拔除术手术操作规范性、术后损伤微创性等方面存在较明显不足，急需研究一种新型的放置模拟拔牙训练头模模型。


技术实现要素：

10.本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，利用三维打印工业技术结合临床废弃真牙，有针对性设计牙拔除术头模训练模型。
11.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
12.一种仿真模拟拔牙训练头模模型，其包括牙科训练头模、上颌模型和下颌模型，其特征在于，所述上颌模型和下颌模型可拆卸地安装在所述牙科训练头模中，所述上颌模型的颌骨上部具有上颌窦且所述上颌模型的第二磨牙和第三磨牙位置处分别形成有一个上槽型窝洞，所述上槽型窝洞的底部与所述上颌窦的底部相通，每个所述上槽型窝洞中埋置有一颗上真牙，所述上颌模型的牙齿上设置有上硅胶牙龈，所述下颌模型的颌骨内部具有下颌管，所述下颌管的两端分别具有颏孔和下颌孔，所述下颌模型的第三磨牙位置处形成有下槽型窝洞、第一磨牙位置处形成有桶形窝洞，所述下槽型窝洞和所述桶形窝洞的底部都与所述下颌管相通且所述下槽型窝洞和所述桶形窝洞中分别埋置有一颗下真牙，所述下颌管中具有灌满红色染料的橡皮管，所述下颌模型的牙齿上设置有下硅胶牙龈。
13.优选地，其中，所述上颌模型和下颌模型利用三维打印技术制备而成。
14.优选地，其中，所述上颌模型和下颌模型通过其磁性基底吸附和卡位固定于所述牙科训练头模中。
15.优选地，其中，所述上槽型窝洞中镶衬有橡皮片。
16.优选地，其中，所述上真牙通过石膏固定在所述上槽型窝洞中，且所述下真牙也通过石膏固定在所述下槽型窝洞和所述桶形窝洞中。
17.优选地，其中，所述下槽型窝洞的近中边缘位于第二磨牙的远中牙颈部、远中边缘位于下颌升支前缘后方、颊侧边缘位于外斜嵴、舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴。
18.优选地，其中，所述下槽型窝洞的近远中直径为3cm，颊舌侧直径为1.5cm。
19.优选地，其中，所述桶形窝洞的近中边缘位于第二磨牙的远中牙颈部、远中边缘位于第二磨牙的近中牙颈部、颊侧边缘位于颊侧牙槽嵴、舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴。
20.优选地，其中，所述桶形窝洞的近远中直径和颊舌侧直径均为1.2cm。
21.优选地，其中，所述上槽型窝洞的颊侧边缘位于颧牙槽嵴、舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴、近中边缘位于第一磨牙的远中牙颈部、远中边缘位于上颌窦结节上方，且所述上槽型窝洞的近远中直径为3cm，颊舌侧直径为1.5cm。
22.与现有技术相比，本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型具有如下有益技术效果：其通过收集临床拔牙后废弃的真牙，可反复使用的仿真拔牙头模模型，完整模拟临床复杂牙拔除过程，拔牙操作练习手感与临床实践高度贴近，利于学员真实掌握临床拔牙基本技
术，建立微创手术关健意识，适于各阶段实习、实训学员对不同难度复杂牙拔除的训练要求，可促进学习效果，减少临床实践过程中在患者实际操作时发生意外的可能性。
附图说明
23.图1是本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型的构成示意图，其中，未示出下颌模型。
24.图2是本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型的上颌模型的示意图。
25.图3是本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型的上颌模型装饰完成后的示意图。
26.图4是本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型的下颌模型的示意图。
27.图5是本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型的下颌模型装饰完成后的示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
29.本发明涉及一种仿真模拟拔牙训练头模模型，其是可重复使用，并可结合真牙的立体打印牙颌模具，能仿真模拟临床复杂阻生牙拔除术过程、能根据教学训练阶段设置拔牙操作难度、并能评价拔牙手术创伤及可能引起的相关并发症。
30.如图1-5所示，本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型包括牙科训练头模1、上颌模型2和下颌模型4。
31.其中，所述上颌模型2和下颌模型4可拆卸地安装在所述牙科训练头模1中。这样，使得所述上颌模型2、下颌模型4和牙科训练头模1都可重复利用。
32.在本发明中，优选地，所述上颌模型2和下颌模型4的基底都由磁性材料制成，由此，使得所述上颌模型2和下颌模型4可以通过其磁性基底3吸附固定于所述牙科训练头模1中。
33.更优选地，所述上颌模型2和下颌模型4的基底中都设有卡位，由此，所述上颌模型2和下颌模型4可以通过卡位卡扣在所述牙科训练头模1中。由于采用了双重固定方式，使得所述上颌模型2和下颌模型4可以更稳固地固定在所述牙科训练头模1中。
34.在本发明中，如图2和3所示，所述上颌模型2的颌骨上部具有上颌窦2.1且所述上颌模型2的第二磨牙和第三磨牙位置处分别形成有一个上槽型窝洞2.2，用于埋置上真牙2.3。所述上槽型窝洞2.2的底部与所述上颌窦2.1的底部相通，使所述上颌窦2.1部分开放于所述上槽型窝洞2.2底部。每个所述上槽型窝洞2.2中埋置有一颗上真牙2.3。并且，所述上颌模型2的牙齿上设置有上硅胶牙龈2.4。
35.优选地，所述上槽型窝洞2.2的颊侧边缘位于颧牙槽嵴、舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴、近中边缘位于第一磨牙的远中牙颈部、远中边缘位于上颌窦结节上方。更优选地，所述上槽型窝洞2.2的近远中直径为3cm，颊舌侧直径为1.5cm。
36.如图4和5所示，所述下颌模型4的颌骨内部具有下颌管4.1。所述下颌管4.1的两端分别具有颏孔4.2和下颌孔4.3。所述下颌模型4的第三磨牙位置处形成有下槽型窝洞4.4、第一磨牙位置处形成有桶形窝洞4.5，用于埋置下真牙2.6。所述下槽型窝洞4.4和所述桶形窝洞4.5的底部都与所述下颌管4.1相通，使所述下颌管4.1半开放于所述下槽型窝洞4.4和
桶形窝洞4.5的底部。所述下槽型窝洞4.4和所述桶形窝洞4.5中分别埋置有一颗下真牙4.6。所述下颌管4.1中具有灌满红色染料的橡皮管4.7，用于模拟血管。所述下颌模型4的牙齿上设置有下硅胶牙龈4.8。
37.优选地，所述下槽型窝洞4.4的近中边缘位于第二磨牙的远中牙颈部、远中边缘位于下颌升支前缘后方、颊侧边缘位于外斜嵴、舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴。更优选地，所述下槽型窝洞4.4的近远中直径为3cm，颊舌侧直径为1.5cm。
38.此外，优选地，所述桶形窝洞4.5的近中边缘位于第二磨牙的远中牙颈部、远中边缘位于第二磨牙的近中牙颈部、颊侧边缘位于颊侧牙槽嵴、舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴。更优选地，所述桶形窝洞4.5的近远中直径和颊舌侧直径均为1.2cm。
39.并且，在本发明中，优选地，所述上槽型窝洞2.2中镶衬有橡皮片。由此，可评价实际临床操作时是否造成口腔上颌窦穿通。
40.更优选地，所述上真牙2.3通过石膏固定在所述上槽型窝洞2.2中。且所述下真牙4.6也通过石膏固定在所述下槽型窝洞4.4和所述桶形窝洞4.5中。
41.在本发明中，所述上颌模型2和下颌模型4利用三维打印技术制备而成。
42.其中，所述下颌模型4具有符合下颌管解剖学结构特征的中空管道。所述上颌模型2具有符合上颌窦底解剖学结构特征的凹型空腔.
43.在打印时，设计打印对映上下颌牙颌模型的牙槽突的阴模模型，在牙列位置留出适合空隙，使阴模模型能穿过上下颌牙颌模型的牙列，戴入上下颌牙颌模型的牙槽突表面。
44.其中，设计打印下颌模型4时，去除第三磨牙，并在第三磨牙部位设计凹入下颌体的下槽型窝洞4.4。所述下槽型窝洞4.4的近中边缘位于第二磨牙的远中牙颈部，窝洞的远中边缘位于下颌升支前缘后方，窝洞的颊侧边缘位于外斜嵴，窝洞的舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴，窝洞的弧形底部位于所述下颌管4.1水平，并与下颌管4.1相通，使局部下颌管半开放于窝洞底部，窝洞近远中直径3cm，颊舌侧直径1.5cm。
45.设计打印下颌模型4时，去除第一磨牙，并在第一磨牙部位设计凹入下颌体的桶形窝洞4.5。所述桶形窝洞4.5的近中边缘位于第二前磨牙远中牙颈部，窝洞的远中边缘位于第二磨牙近中牙颈部，窝洞的颊侧边缘位于颊侧牙槽嵴，窝洞的舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴，窝洞的半球形底部位于下颌管水平，并与下颌管相通，使局部下颌管半开放于窝洞底部。所述桶形窝洞4.5的近远中直径、颊舌侧直径均为1.2cm。
46.其中，使用薄壁橡皮管(或细长气球)灌满红色染料，两头封扎，从下颌孔4.2穿入下颌管4.1，途径第三磨牙和第一磨牙窝洞底部再穿出下颌颏孔4.3，模拟下牙槽神经血管束，下颌第三磨牙和第一磨牙窝洞底部局部破损后会喷出红色染料.
47.设计打印上颌模型2时，去除第二磨牙和第三磨牙，并在第二三磨牙部位设计凹入上颌牙槽突的上槽型窝洞4.2。所述上槽型窝洞4.2的颊侧边缘位于颧牙槽嵴，窝洞的舌侧边缘位于舌侧牙槽嵴，窝洞的近中边缘位于第一磨牙远中牙颈部，窝洞的远中边缘位于上颌窦结节上方，窝洞的弧形底部与位于上颌窦底水平，并与上颌窦凹型空腔小部分相通。所述上槽型窝洞4.2的近远中直径3cm，窝洞的颊舌侧直径1.5cm。
48.在打印完成上颌模型2和下颌模型4之后，首先，使用薄壁橡皮片衬垫第二三磨牙部位的所述上槽型窝洞4.2的底部。
49.接着，收集临床拔除的完整上下颌第三磨牙、以及因牙周病拔除的完整上下颌第
一磨牙和第二磨牙，双氧水洗涤，净水冲洗，多聚甲醛固定保存。
50.之后，于上下颌模型预留窝洞内填入调拌好的硬质石膏浆体，再将收集保存的上下颌磨牙置入石膏内，其中上颌第二磨牙与下颌第一磨牙正位置入，上下颌第三磨牙根据训练阶段难度要求，分别以不同的阻生方向和深度置入，戴入上下颌牙槽突阴模模型，使充填固定真牙的石膏表面成型为与牙槽突外形一致的形态，静置待其结固。
51.待石膏结固后，后牙区表面涂布胶水，再涂布牙科硅胶印膜料，戴入上下颌牙槽突阴模模型，成型硅胶印模材料，使其呈薄层覆盖后牙区牙槽突表面，静置待其结固，取下阴模模型。
52.在使用时，模拟临床拔牙过程，切开翻起薄层硅胶印模料，模拟临床牙龈切开翻瓣过程，外科钻磨除真牙表面和周围的部分石膏，模拟临床去骨显露和消减阻力过程，外科钻分切真牙拔除，模拟临床分牙消减阻力拔除过程，完全拔除埋置真牙后，缝合薄层硅胶印膜料，模拟临床缝合牙龈伤口。
53.拔牙操作完成后，进行检查，包括：检查薄层硅胶印膜料形态是否完整整齐，可评价实际临床操作时，是否可能造成牙龈撕裂或破损；检查拼合分切磨开的各部分牙体组织是否完整，可评价实际临床操作时，是否可能造成牙拔除不完全；检查牙拔除后的石膏窝洞形态，是否有过度缺损，可评价实际临床操作时是否可能造成骨过度创伤；检查下颌管灌注染料的气球是否破损，可评价实际临床操作时是否可能造成神经损伤风险；检查邻牙有无松动或磨切损伤，可评价实际临床操作时是否可能造成邻牙损伤；检查上颌窝洞底部橡皮薄片是否破损，可评价实际临床操作时是否造成口腔上颌窦穿通。
54.全部牙拔除完成并检查评价后，去除残留石膏材料和硅胶印模材料，清理上下颌模型，可重复使用，同上述方法置入真牙，准备下一次训练应用。
55.本发明的仿真模拟拔牙训练头模模型可以提供良好的仿真模拟效果，埋置固定真牙的石膏硬度与牙槽骨接近，拔牙训练中的松动脱位阻力与临床实际情况接近，如训练操作不当，造成石膏大量破损，可较为准确的模拟临床牙槽骨损伤情况，而拔牙后石膏固位窝璧完整，则可以表示牙槽骨损伤小，变形少，基本达到“微创”手术目标。
56.同时，本发明使用三维打印模型预先设计容留真牙的窝洞，并使用硬质石膏填埋窝洞和固定真牙，拔牙手术完成后，可去除残余石膏材料，三维打印模型保有原始形态，可重复使用，降低训练成本，避免过多不可降解废物产生，较为绿色环保。
57.而且，本发明可根据训练需要，调整真牙埋置固定的位置，包括阻生方向、阻生深度等，从而预先设定牙拔除难度，有的放矢，可实现阶段性、步进式训练，使受训者从简入繁，通过反复练习和体会，逐步熟练牙拔除基本技术、不同阻生方向牙拔除操作要点、不同阻生深度牙拔除关键难点和相关手术技巧，达到较好的训练效果
58.最后，本发明采用三维打印包含下颌管、上颌窦等重要结构的头模训练模型，采用石膏材料埋置固定真牙，采用硅胶材料仿真牙龈组织；牙拔除后，通过观察硅胶材料的完整性、包埋石膏材料窝洞的完整性、下颌管染料橡皮管的完整性、上颌窦底薄橡皮片的完整性等，可以直观判断牙拔除操作是否造成软组织意外损伤、过度骨组织损伤、重要神经血管损伤、重要结构损伤等，可以较为准确的仿真判断相关损伤是否在临床上会导致较为严重的并发症，教员从而可以判读学员手术操作存在的问题，学员也可以自我审视出现问题的可能原因，达到教学相长目的。
59.本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。