专利名称：一种复合种植牙及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种种植牙，尤其涉及一种复合材料种植牙。
传统的义齿修复方法是采用塑料牙托，但用牙托修复的义齿具有不美观、不舒适弊病，尤其是在其些情况下不存在用牙托修复义齿的可能性。近二十来所发展的口腔种植牙改变了传统的义齿修复方法。此方法通过在颌骨上植入一个根状物起到牙根的作用，并利用此根状物穿过牙龈留在口腔中的一个柱进行义齿修复。由于此方法避免了牙托修复的弊病，所以导致了口腔修复学的一次革命。目前国际上流行的种植牙所采用的材料主要有Al2O3或钛(Ti)合金。Al2O3材料由于太硬而难于实用，所以钛合金种植牙成为主流产品。钛合金种植牙虽然具有相当好的力学特性及生物相容性，但由于它无法与周围的颌骨骨组织形成骨性结合，所以容易产生位移及松动而影响种植效果。羟基磷灰石[(Ca10(OH)2(PO4)6]是构成人体骨组织无机质的主要成份，它的最大特点是具有良好的生物相容性，对生物无毒性、无刺激、无排斥反应，而且能与骨组织形成骨性结合。但由于羟基磷灰石材料(可简称HA材料)太脆，所以不能做为大块承重骨，一般仅限于不承力或仅承受部分压力骨的缺损的修复或替换材料。
在1988年日文片《International Implant》杂志Volume 2，Number 5的第262页介绍了人工种植牙的主要几何外形及构造。据介绍，人工种植牙的几何形主要有Branemark种植体、表面方螺纹种植体及牙根自然形态单牙根种植体等多种。这些种植均是由种植根及进行牙冠修复的冠柱构成。这些几何外形及结构的设计基本来自经验或主观认识，缺乏严格的科学依据，因而必然会导致齿体力学分布不均匀，修复后的义齿无法承受较大的力，可能产生位移或松动甚至脱落。
本发明的目的在于设计一种种植牙，它应满足受力分布均匀的要求，具有良好的力学特性及生物相容性，而且能与周围的颌骨骨组织形成骨性结合从而避免种植牙的位移及松动、脱落。它基本上综合了钛种植牙及羟基磷灰石种植牙的优点然而避开了二者的缺陷。
本发明的发明要点在于设计一种复合材料的种植牙，它可由相互独立的种植体(1)及冠柱(2)两部分构成;该复合材料种植牙可以钛、钛合金、Co-Cr-Mn合金，不锈钢等常用齿科金属材料做为种植牙承重金属等;在种植体外表面上包复羟基磷灰石材料层(3)。
本发明的实现方法是通过采有SAPⅣ结构分析种序对各种几何外形种植体进行力学分布模拟分析比较后得知，人工种植牙的几何形态对其界面应力分布及大小有直接影响，而园柱体形态的种植牙骨界面应力分布最均匀，应力值也比较小，所以本发明采取了园柱体做为本发明种植牙的基本几体外形如
图1所示。本发明复合材料种植牙可由相互独立立的种植体(1)及冠植(2)构成，两部分可通过螺纹结构稳固地连接成一体即种植牙。在种植体的上部，可以园心为中心轴开设一长度与孔径均适当的纵向凹槽(4)，该凹槽的内表面布有螺纹。在该纵向凹槽(4)至种植体园孤形底部之间的适当位置上可开设方向与种植体纵轴相垂直的贯通孔(5)。冠柱(2)可上连接螺纹柱(6)，结合部(7)及凹凸部构成。连接螺纹柱(6)外表面螺纹可与纵向凹槽(4)的螺纹相配合，通过连接螺纹柱(6)与种植体(1)相接，结合部(7)的几何尺寸可与种植体金属芯的几何尺寸相一致并位于连接螺纹柱(6)的上部。从该结合部(7)至冠柱顶部可略呈梯形，并可在这部分的外表面每隔适当距离开设一个与纵轴相垂直的水平凹槽(8)而形成凹凸部。在冠园顶上可沿任一直径方向开设一道凹槽(9)以利于进行义齿修复时的操作。
本种植牙和种植体与冠粒均可采用各种齿科金属材料如钛、钛合金、Co-Cr-Mn合金，不锈钢等作为承重金属芯，所以具有良好的力学特性。由于在金属芯外表面包复了羟基磷灰石材料层，所以种植牙可与周围的骨组织在界面形成骨性结合并保持了良好的生物相容性及生物活性，有效地防止了种植牙的松动与脱落。特别是种植体贯通孔(5)的设计更可强化种植牙的稳固性。牙冠凹凸部的设计是为了有利于牙冠修复材料的粘结工序及粘结效果，而冠顶凹槽(9)的设计则是便于种植操作时使用配套操作工具。
图1所示为本发明的结构示意图。
图2所示为种植体与冠柱的连接结构示意图。
复合种植的制造方法可通过下述最佳实施例来加以说明，在该最佳实施例中是以钛合金金属芯为例，但其它齿科金属材料金属芯的处理方法及加工方法与钛合金金属芯并无原则区别。首先，是将钛合金金属加工成种植牙金属芯后经喷砂处理使表面粗糙，最后经过超声清洗使钛芯表面清洁并烘干待用。羟基磷灰石层是通过等离子喷涂工艺喷涂于处理后的钛芯外表面上，涂层厚度应保证羟基磷灰石喷涂层与钛芯之间有足够结合强度，一般以能严密复盖钛芯为宜，但不能太厚以免喷涂层变得像体材料一样具有陶瓷的脆性。由于羟基磷灰石粉末粒度大小与涂层孔隙率有密切关系，粉末粒度越大涂层微孔越大，特别是大于150μm微孔的存在有利于新骨的长入及种植体的长期牢固，因此应仔细选择HA粉末粒度，在保证涂层初始强度和尽可能防止金属离子析出的前提下，适当增加孔隙度。在本实施例中，当粉末粒度为30～150μm时，孔隙率约为17%～43%，界面结合强度约为13.1MPa～19.4MPa。本发明的金属芯(包括种植体金属芯及冠柱)可根据不同人种的颌骨解剖学特征，设计成若干系列值。例如为适应我国部分人口特征，可将钛芯直径取为3-5mm左右，相应的体长可取为12mm左右，羟基磷灰石涂层厚度可取为10μm左右，粉末粒度约为150μm。种植体上部的纵向凹槽(4)的直径可取为种植体直径的 2/3 左右，其长度不超过种植体总长度的 2/3 种植体定位孔(5)的孔径约为纵向凹槽(4)孔径的 1/2 ，其数量可为一个，相应的冠柱高度可取为7mm左右。在冠柱凹凸部开设的凹槽数可为2个，槽宽及槽深则可随意。在冠柱园顶开没的凹槽深度则与配套使用的种植工具有关，例如可取为1mm宽、1.5mm深。
本最佳实施例中的种植牙手术植入1～2个月后，种植体周围有约0.3mm的硬骨板生成;植入4个月后可有约0.5mm的硬骨板生成;植入半年以上，种植体周围硬骨析以可厚达1mm，此时种植体与皮质骨界面形成了牢固的骨性结合，一般牙冠的修复工作可在植入后三个月左右进行。
权利要求
1.一种羟基磷灰石-齿科金属材料复合种植牙，由种植体(1)及冠柱(2)构成，其特征在于种植体与冠柱是用Ti、Ti合金、Co-Cr-Mn合金、不锈钢等齿科金属材料制成，在种植体金属芯外表面喷涂了羟基磷灰石材料层(3)；种植体与冠柱可由相互独立的两部分构成并可通过螺纹连接装置连结成一体。
2.如权利要求1所述的复合种植牙，其特征在于所述的种植体(1)的上部可以园心为中心轴开设一条长度与孔径均适当的纵向凹槽(4)，该凹槽内表面布有螺纹，该凹槽(4)至种植体底部之间的适当位置上可开设方向与纵轴垂直的贯通孔(5)。
3.如权利要求1所述的复合种植牙，其特征在于所述的冠柱(2)可由连接螺纹柱(6)、结合部(7)及凹凸部构成，螺纹连接柱(6)外表面的螺纹可与纵向凹槽(4)的螺纹相配合，冠柱结合部(7)至冠柱顶部可略呈梯形可亦隔适当距离开设与纵轴相垂直的水平凹槽(8)，冠柱园顶上可沿任一直径方向开设凹槽(9)。
4.如权利要求1所述所复合种植牙，其特征在于所述的种植牙基本几何外形可为根部为园孤的园柱形。
5.一种羟基磷灰石-齿科金属材料复合种植牙的制造方法，其特征在于包复于齿科金属材料金属等外表面上的羟基磷灰石层是以等离子喷涂工艺在金属芯上喷涂适当粒度的羟基磷灰石粉末而形成。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的羟基磷灰石层的厚度可为100μm左右，羟基磷灰石粉末粒度可为150μm左右。
全文摘要
一种羟基磷灰石——齿科金属材料复合种植牙及其制造方法。它是以齿科金属材料做为承重芯，在金属芯外表面包覆了羟基磷灰石材料层。种植牙由相互独立的种值体及冠柱构成，两部分通过螺纹连接装置连结成一体，其基本几何外形为圆柱形。羟基磷灰石材料层可利用等离子喷涂工艺喷涂形成。
文档编号A61C8/00GK1064610SQ9110715
公开日1992年9月23日 申请日期1991年3月2日 优先权日1991年3月2日
发明者陈继镛, 周继明, 张兴栋, 万德锐, 陈安玉, 王少安 申请人:四川大学