专利名称：非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，为缺失牙提供修复手 术的导板以实现精确种植手术。
背景技术：
二十世纪五十年代，被誉为种植牙鼻祖的瑞典哥德堡大学教授Branemark发明钛 金属与骨的结合并提出了“骨整合”的概念，从而奠定了现代种植学的发展方向。人工种牙 就是在缺牙区的齿槽骨里植入能与骨头结合良好的钛金属牙根，即种植体，经过3-6个月 的逾合期，钛金属牙根和周围的牙床骨完全结合，成为坚固且能承受巨大咬合力的人工牙 根，然后在人工牙根上通过基台联接氧化铝等材料做成的人工牙冠，这样就在坚固的牙根 上再造出美观、舒适、感受很像真牙的牙齿。由于钛金属具有良好的生物相容性，不被排斥， 可与骨内的骨细胞相结合而牢牢地固定在颂骨内，因此人工牙根具有良好的固定力，可支 撑咀嚼时所需的各种假牙。牙种植提供了比常规覆盖义齿更加舒适和稳定的解决方法，确 保咬合和咀嚼能力更加自然。种牙时，怎样确定人工牙根植入的位置、角度、深度等参数是非常重要的问题，这 将直接影响种牙后牙齿的咬合情况，进而影响牙齿的使用。目前的种牙手术中，医生通过二 维X光片进行分析并制定方案，即术前需做口腔曲面全景体层摄影检查，虽然X线曲面体层 片能显示种植区域周围骨关系的一定信息，但该方法仅能提供二维平面图像，医生只能间 接通过二维图像来推测三维解剖结构关系，即所谓的“思维三维”，并且缺乏相关计算机辅 助设计和制造技术的支持，实际临床手术时，所有的操作只能靠医生经验进行，制定的方案 无法得到精确实施。随着现代工程技术的应用和发展，各种计算机辅助技术如图像处理、反求工程 (Reverse engineering, RE)、计算机辅助设计(Computeraided design, CAD)/ 计算机辅 助制造(Computer aided manufacture, CAM)、快速成型(Rapid prototyping, RP)等在医 学领域得到了广泛应用，牙科特别是种植牙手术中也逐渐应用到这些先进工程技术，并形 成了计算机辅助种牙方法。目前，国外计算机辅助种牙技术已经有比较成熟的解决方案和 应用实例，比较有影响的是瑞典的NobelBiocare公司Procera 牙科解决方案和比利时
Materlise公司的Simplant 牙科解决方案，为世界各地的医生和患者提供种植所需的数 据处理服务、手术导板和种植体等产品。目前的种植牙导板设计和制作方法需要医生在电脑中完成方案设计，然后将该设 计方案提交给导板设计和制作公司完成设计和制作，医生拿到最终的导板后，无法再根据 病人口腔实际情况进行进一步的修改。由于CT扫描、模型重建、数据转换等方面不可避免 的存在误差，导致病人口腔中的实际情况与电脑中的模型存在不一致的情况，会导致导板 无法在病人口腔中精确定位，影响导板使用。同时，医生的经验和技术在导板设计中也得不 到充分体现。
发明内容
为了克服已有的种植牙手术导板制作方法的无法进行调整、无法精确定位、实用 性差的不足，本发明提供一种能够由医生进行合理调整、实现精确定位、实用性好的非全牙 缺失的种植牙手术导板的制作方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，所述制作方法包括以下步骤(1)CT数据采集拍摄患者口腔部位的CT图像；(2)骨骼三维模型重建利用三维重建软件重建患者口腔部位的骨骼模型，重建 模型包括牙齿、下颂神经管和上颂神经管；(3)根据生物力学、病人骨骼条件设计初步种植方案，所述病人骨骼条件包括骨密 度、支撑种植体的骨骼高度和厚度、神经管位置和上颂窦底位置，所述种植方案包括种植体 数量、位置、种植体规格；(4)根据种植体位置，设计确定种植窝的模拟圆柱；(5)将骨骼三维模型用布尔减，减去种植体模拟圆柱，得到种植窝的初步位置；(6)用光固化树脂通过快速成型方法成型带初步种植窝的骨骼模型，所述骨骼模 型为半透明，显示出种植窝、神经管和上颂窦底在骨骼内部的情况；(7)在骨骼模型上对带初步种植窝的骨骼模型进行如下调整(7. 1)对种植位置和角度进行调整用粘结材料填充初步种植窝，然后用牙钻重 新钻孔确定位置；(7. 2)确定种植前的骨修整方案并进行模拟确定是否要进行牙槽嵴平整修整手 术并进行手术模拟；确定是否要进行植骨包括骨移植植骨和人工骨粉填充植骨，计算植骨 量并进行手术模拟；确定是否要进行下颂神经管移位手术、骨劈开术、骨挤压术手术并进行 模拟。(8)将模拟种植体插入到骨骼模型的种植窝中；(9)制作患者口腔内部石膏模型由种植医生用现有方法(取印模、浇铸石膏模 型)制作患者口腔内部(包括黏膜和牙齿表面)的石膏模型；(10)获取缺牙部位模拟软组织；(11)义齿修复；(12)手术导板制作过程(12. 1)取骨骼模型上的模拟义齿；(12. 2)在模拟种植体上导上金属导管，所述金属导管用于导板的钻孔定位套；(12. 3)热压成型基于牙齿和黏膜表面的手术导板。作为优选的一种方案在所述步骤(12. 1)中，如果制作基于骨骼的手术导板，则 取下缺牙部位的模拟软组织。并在步骤(12. 3)之后，从骨骼模型上取下导板，并对其进行修整，使其不干扰手 术时在口腔中的定位。所述步骤(10)中，获取缺牙部位模拟软组织的过程为(10. 1)用预制的薄塑胶板在热压成形机上烤软后，以负压的力量吸附到石膏牙列 模型上成形，得到牙列和黏膜表面模板；
(10. 2)在快速成型的骨骼模型上，将自凝胶涂覆到缺牙部位，涂覆的厚度必须大 于软组织厚度；(10. 3)将牙列和黏膜表面模板在骨骼模型上就位，使模板上的牙齿部分完全套在 骨骼模型上的牙齿上，并将缺牙部分压实，使下面多余的自凝胶从旁边挤出，自凝胶凝固后 得到缺牙部位的模拟软组织。所述步骤(11)中，义齿修复的过程为(11. 1)将带有模拟软组织和种植方案的骨骼模型与相对应的石膏模型安装在颂 架上；(11. 2)根据咬合关系和种植位置设计义齿修复过程单独牙冠、牙桥，并确定软 组织与义齿的覆盖关系；(11. 3)根据义齿和模拟种植体位置，确定牙冠固定方式。本发明的技术构思为针对现有技术的情况，本发明以基于CT的三维重建、方案 设计及模型制作等最新技术为基础，由种植医生利用比较简单的三维设计软件设计初步的 种牙方案，然后通过快速成型技术制作带有种植位置的半透明树脂骨骼模型，清晰显示下 颂神经管、上颂窦底等解剖结构。种植医生通过该模型进行骨修整、方案修改等操作，并制 作手术导板，实现手术方案的精确实施。本发明改变了现有的手术方案和种牙导板的设计 和制作方法，医生根据病人口腔的实际情况和自己的经验，兼顾生物力学、种植美学和功能 恢复，使设计的导板更加符合病人口腔中的实际情况，同时使医生的经验得到充分发挥。本发明的有益效果主要表现在能够由种植医生对种植方案进行合理调整、实现 精确定位、实用性好。
图1是口腔部位的骨骼模型的示意图。图2是种植窝的初步位置示意图。图3是将模拟种植体插入种植窝的示意图。图4是石膏模型的示意图。图5是手术导板的示意图。图6是修正后的手术导板的示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图1 图6，一种非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，所述制作方法包 括以下步骤(1) CT数据采集拍摄患者口腔部位的CT图像，为保证骨骼重建精度，扫描层厚不 大于1毫米。(2)骼三维模型重建利用三维重建软件如Mimics重建患者口腔部位的骨骼模型 (包括牙齿)，重建模型中还要包括下颂神经管、上颂神经管。如图1所示。(3)根据生物力学、病人骨骼条件(骨密度、支撑种植体的骨骼高度和厚度、神经 管位置、上颂窦底位置)设计初步种植方案(包括种植体数量、位置、种植体规格)。
(4)根据种植体位置，设计确定种植窝的模拟圆柱，其直径为2 毫米。(5)将骨骼三维模型用布尔减，减去种植体模拟圆柱，得到种植窝的初步位置。如 图2所示。(6)用光固化树脂通过快速成型方法成型带初步种植窝的骨骼模型，该模型为半 透明，可以清晰显示种植窝、神经管、上颂窦底在骨骼内部的情况。(7)种植医生在骨骼模型上对初步方案进行调整(7. 1)如果对原设计的种植位置和角度不满意，可用粘结材料填充初步种植窝，然 后用牙钻重新钻孔确定位置；(7. 2)确定种植前的骨修整方案并进行模拟确定是否要进行牙槽嵴平整修复手 术并进行模拟；确定是否要进行植骨包括骨移植植骨和人工骨粉填充植骨，计算植骨量并 进行手术模拟；确定是否要进行下颂神经管移位手术、骨劈开术、骨挤压术等手术并进行模 拟。(8)将模拟种植体(圆柱体)插入到骨骼模型的种植窝中。如图3所示。(9)制作患者口腔内部石膏模型由种植医生用现有方法(取印模、浇铸石膏模 型)制作患者口腔内部(包括黏膜和牙齿表面)的石膏模型。如图4所示。(10)获取缺牙部位模拟软组织(10. 1)用预制的薄塑胶板在热压成形机上烤软后，以负压的力量吸附到石膏牙列 模型上成形，得到牙列和黏膜表面模板。(10. 2)在快速成型的骨骼模型上，将自凝胶涂覆到缺牙部位，涂覆的厚度必须大 于软组织厚度，厚度不小于2毫米。(10. 3)将牙列和黏膜表面模板在骨骼模型上就位，就位主要依靠牙齿定位，使模 板上的牙齿部分完全套在骨骼模型上的牙齿上，并将缺牙部分压实，使下面多余的自凝胶 从旁边挤出。自凝胶凝固后得到缺牙部位的模拟软组织。(11)义齿修复方案设计(11. 1)将带软组织和种植方案的骨骼模型与相对的(上颂或下颂)石膏模型上颂 架；(11. 2)根据咬合关系和种植位置设计义齿修复方案，如单独牙冠、牙桥等，并确定 软组织与义齿的覆盖关系；(11. 3)根据义齿和模拟种植体位置，确定牙冠固定方式，如粘接或螺钉连接，如采 用基台粘接，则确定基台的形状。(12)手术导板制作(12. 1)取骨骼模型上的模拟义齿和基台；如果制作基于骨骼的手术导板，则还需取下缺牙部位的模拟软组织；(12. 2)在模拟种植体上导上金属导管(用于导板的钻孔定位套)；(12. 3)用(10. 1)所述的方法热压成型基于牙齿和黏膜表面的手术导板。如图5 所示。(12. 4)从骨骼模型上取下导板，并对其进行修整，使其不干扰手术时在口腔中的 定位。导板如图6所示。对手术导板进行消毒备用。导板在手术中直接用手压固定。
权利要求
一种非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，其特征在于所述制作方法包括以下步骤(1)CT数据采集拍摄患者口腔部位的CT图像；(2)骨骼三维模型重建利用三维重建软件重建患者口腔部位的骨骼模型，重建模型包括牙齿、下颌神经管和上颌神经管；(3)根据生物力学、病人骨骼条件设计初步种植方案，所述病人骨骼条件包括骨密度、支撑种植体的骨骼高度和厚度、神经管位置和上颌窦底位置，所述种植方案包括种植体数量、位置、种植体规格；(4)根据种植体位置，设计确定种植窝的模拟圆柱；(5)将骨骼三维模型用布尔减，减去种植体模拟圆柱，得到种植窝的初步位置；(6)用光固化树脂通过快速成型方法成型带初步种植窝的骨骼模型，所述骨骼模型为半透明，显示出种植窝、神经管和上颌窦底在骨骼内部的情况；(7)在骨骼模型上对带初步种植窝的骨骼模型进行如下调整(7.1)对种植位置和角度进行调整用粘结材料填充初步种植窝，然后用牙钻重新钻孔确定位置；(7.2)确定种植前的骨修整方案并进行模拟确定是否要进行牙槽嵴平整修整手术并进行手术模拟；确定是否要进行植骨包括骨移植植骨和人工骨粉填充植骨，计算植骨量并进行手术模拟；确定是否要进行下颌神经管移位手术、骨劈开术、骨挤压术手术并进行模拟。(8)将模拟种植体插入到骨骼模型的种植窝中；(9)制作患者口腔内部石膏模型由牙科医生采用取印模、浇铸石膏模型制作患者口腔内部的石膏模型；(10)获取缺牙部位模拟软组织；(11)义齿修复；(12)手术导板制作过程(12.1)取骨骼模型上的模拟义齿；(12.2)在模拟种植体上导上金属导管，所述金属导管用于导板的钻孔定位套；(12.3)热压成型基于牙齿和黏膜表面的手术导板。
2.如权利要求1所述的非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，其特征在于在所 述步骤(12. 1)中，如果制作基于骨骼的手术导板，则取下缺牙部位的模拟软组织；并在步骤(12. 3)之后，从骨骼模型上取下导板，并对其进行修整，使其不干扰手术时 在口腔中的定位。
3.如权利要求1或2所述的非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，其特征在于 所述步骤(10)中，获取缺牙部位模拟软组织的过程为(10. 1)用预制的薄塑胶板在热压成形机上烤软后，以负压的力量吸附到石膏牙列模型 上成形，得到牙列和黏膜表面模板；(10. 2)在快速成型的骨骼模型上，将自凝胶涂覆到缺牙部位，涂覆的厚度必须大于软 组织厚度；(10. 3)将牙列和黏膜表面模板在骨骼模型上就位，使模板上的牙齿部分完全套在骨骼模型上的牙齿上，并将缺牙部分压实，使下面多余的自凝胶从旁边挤出，自凝胶凝固后得到 缺牙部位的模拟软组织。
4.如权利要求1或2所述的非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，其特征在于 所述步骤(11)中，义齿修复的过程为(11. 1)将带有模拟软组织和种植方案的骨骼模型与相对应的石膏模型安装在颂架上；(11. 2)根据咬合关系和种植位置设计义齿修复过程单独牙冠、牙桥，并确定软组织 与义齿的覆盖关系；(11. 3)根据义齿和模拟种植体位置，确定牙冠固定方式。
全文摘要
一种非全牙缺失的种植牙手术导板的制作方法，包括以下步骤(1)CT数据采集，(2)骨骼三维模型重建，(3)根据生物力学、病人骨骼条件设计种植方案，(4)根据种植体位置，设计确定种植窝的模拟圆柱；(5)将骨骼三维模型用布尔减，减去种植体模拟圆柱，得到种植窝的初步位置；(6)用光固化树脂通过快速成型方法成型带初步种植窝的骨骼模型；(7)在骨骼模型上对带初步种植窝的骨骼模型进行调整，(8)将模拟种植体插入到骨骼模型的种植窝中；(9)制作患者口腔内部石膏模型；(10)获取缺牙部位模拟软组织；(11)义齿修复；(12)手术导板制作。本发明能够由种植医生进行合理调整、实现精确定位、实用性好。
文档编号A61C8/00GK101822575SQ20101014764
公开日2010年9月8日 申请日期2010年4月15日 优先权日2010年4月15日
发明者刘云峰 申请人:浙江工业大学