CN106821550B - 分体式颌骨缺损赝复体制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种分体式颌骨缺损赝复体制备方法，其通过建立一条完整的数字化颌骨缺损赝复技术制备路线，几乎适合所有颌骨缺损的患者。治疗过程大大简化，极大地减少了手工加工操作，减轻了患者的痛苦，将复杂的赝复取模过程简化为常规牙列缺损的可摘局部义齿取模。提高了赝复体制作的精度和效率，改善了阻塞器封闭效果，缩短了生产周期，十分具有实用价值。

Description

分体式颌骨缺损赝复体制备方法

技术领域

本发明属于医学领域，具体涉及一种分体式颌骨缺损赝复体制备方法。

背景技术

由于口腔颌面部肿瘤、外伤、畸形等原因造成患者上颌骨局部缺损、口鼻腔相通，会给患者带来很多生理功能的障碍，如高鼻音、饮食时口鼻腔漏、咀嚼功能障碍等。而且，颌骨缺损伴随面部畸形可能会使患者产生严重的心理障碍。面对这种情况，传统的修复方法是通过制取缺损区域的印模获得完整的石膏模型，再依靠技师手工制作一个以阻塞器为基础的一体化赝复体义齿，从而修复患者的缺损软硬组织，分隔口鼻腔，恢复患者一部分生理功能。由于颌面缺损腔较深，患者多有张口受限以及印模材料性质等问题，医师往往难以取得完整的印模，反复制取印模也会造成患者的不适。同时，传统的制作方法对技师要求甚高，常常造成赝复体固位力差，阻塞器封闭性不足。很多文献报道利用种植体辅助赝复体的固位和支持，但是很多颌骨缺损患者经历放射治疗，可能会造成种植体失败。

随着计算机技术的发展，数字化技术已经越来越多地应用于临床医学疾病的诊断、规划和治疗。近十年来，计算机辅助设计和制造、逆向工程、三维打印等新技术逐步应用于口腔颌面部缺损的赝复治疗领域，成为口腔临床医学研究的热点之一。有学者利用螺旋CT重建患者颌面部缺损腔，利用三维打印技术模拟患者缺损形态，再用赝复材料进行体外充填加工，形成阻塞器结构；有学者利用螺旋CT三维重建和逆向工程技术设计阻塞器，并用三维打印获得树脂材料阻塞器，并作为印模一部分为患者制作赝复体。这些研究在一定程度上降低了颌骨缺损赝复治疗的难度，获得了有益的临床效果。但是目前这方面的研究仍存在着三方面的不足：①数字化设计集成度较低，仍然需要大量手工操作，技术敏感性较高；②赝复体仍以一体式设计为主，体积大，患者使用不便。虽有分体式赝复体设计，但阻塞器和可摘局部义齿结合效果差，难以获得功能上的统一；③阻塞器封闭效果仍存在缺陷。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种自动化程度高，修复效果好的分体式颌骨缺损赝复体制备方法。

本发明的分体式颌骨缺损赝复体制备方法，包括以下步骤：

一种分体式颌骨缺损赝复体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：利用螺旋CT扫描法获取患者颌骨软硬组织的三维数据，通过三维数据松弛、裁剪和边缘缝合获得三维数字模型；

步骤(2)：利用所述的三维数字模型设计阻塞器上边缘线和下边缘线，所述上边缘线位于鼻腔侧，所述下边缘线位于口腔侧，保证鼻腔侧阻塞器边缘位置不影响患者呼吸功能；并且测量所述上边缘线与所述下边缘线之间的软组织数据以及构建患者口腔侧剩余软组织的拓扑形态；

步骤(3)：利用所述的软组织数据构建阻塞器的轴面形态，所述的轴面形态保留倒凹区为赝复体提供足够的固位力，采用所述的患者口腔侧剩余软组织的拓扑形态构建阻塞器的底部形态，其为与剩余软组织边缘光滑连续，并通过等比例缩放设计阻塞器的中空内部形态，整合得到阻塞器初级形态；保证阻塞器侧壁、底壁厚度4-5mm，使硅橡胶材料具有合适的厚度和弹性。

步骤(4)：通过正向工程软件构建所述的阻塞器初级形态与可摘局部义齿机械式连接体形态，并设计外轮廓，利用布尔运算将所述的阻塞器初级形态和所述的可摘局部义齿机械式连接体形态三维图形融合在一起，形成阻塞器的最终三维形态；

步骤(5)：根据所述的阻塞器的最终三维形态设计个性化的阴形型盒体结构，以所述的阻塞器的最终三维形态的下边缘线为基础设计主分模面，根据所述的阻塞器的最终三维形态的下模腔的倒凹大小、位置设计至少两个副分模面，同时设计锥柱状定位装置，并设计出第一上型盒盖结构及第二上型盒盖结构，所述第一上型盒盖结构包含连接体形态，所述第二上型盒盖结构不包含连接体形态，得到个性化阴型盒整体结构；

步骤(6)：利用三维打印根据所述的阴型盒整体结构得到个性化阴型盒；阴形型盒整体结构各个部分的三维形态在坐标系中排布成均匀阵列。

步骤(7)：利用两次加载制作阻塞器和连接体；

步骤(8)：将所述的阻塞器和所述的连接体临床试戴，并在患者配戴时取牙列缺损的二次法印模，并根据所述的二次法印模进行可摘局部义齿制作，并在体外完成义齿和连接体的粘结，最终得到分体式颌骨缺损赝复体。

较佳地，所述的步骤(1)中，利用螺旋CT扫描法获取患者颌骨软硬组织的三维数据，扫描中在患者上颌前庭沟放置棉卷隔离。这样能够更清晰地重建出缺损腔周围软硬组织的三维形态。

较佳地，所述的步骤(5)中所述的阻塞器的最终三维形态的下边缘线位于颌骨缺损腔口外侧4-5mm之间。这样在制作可摘局部义齿取印模时印模材料可以将阻塞器边缘压迫到正常粘膜表面，增强口鼻腔隔离效果。

较佳地，其特征在于，所述步骤(4)中所述可摘局部义齿机械式连接体形态和所述的外轮廓通过尺寸缩放改变大小。以适应不同颌骨缺损情况。

较佳地，其特征在于，所述的步骤(7)还包括以下步骤：

步骤(7.1)在个性化阴型盒的下模腔注射赝复用硅橡胶材料，盖上第一上型盒盖，充分固化后获得所述的阻塞器；

步骤(7.2)取下第一上型盒盖，在阻塞器上的连接体空腔内注射牙科自凝树脂材料，盖第二上型盒盖，充分固化后获得所述的连接体。如此不仅制作更加简便，而且使阻塞器和连接体更加密贴，增加固位效果

较佳地，其特征在于，所述的步骤(8)中，二次法印模的初印模材料为硅橡胶，终印模材料为藻酸盐。

本发明的有益效果是：

建立一条完整的数字化颌骨缺损赝复技术路线，几乎适合所有颌骨缺损的患者。治疗过程大大简化，极大地减少了手工加工操作，减轻了患者的痛苦，将复杂的赝复取模过程简化为常规牙列缺损的可摘局部义齿取模。提高了赝复体制作的精度和效率，改善了阻塞器封闭效果，缩短了生产周期。

可以在计算机上演示赝复治疗的过程，模拟赝复体伸展范围和尺寸，预测阻塞器的形态和最终修复效果，减少了治疗并发症产生，促进了医患之间的交流，使整个治疗过程形象而具体。

附图说明：

图1是本发明实施例的制备过程的流程图。

图2是阻塞器与可摘局部义齿之间连接体结构图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步地说明，以更好地理解本发明。

如图1所示，本发明实施例的制备流程如下

1)在患者上颌前庭沟区加棉卷隔开颊粘膜，嘱患者舌体不要接触上腭并微张口状态下进行螺旋CT扫描，采集数据通过不同灰阶阈值设定对患者软组织和骨组织分别进行三维重建，通过点云去噪、三角面片化、表面光顺处理后获得患者上颌三维数字模型(STL格式)。对患者软组织三维数据进行分割，提取用于阻塞器三维设计的上颌牙列、上颌前庭、上腭、缺损腔、鼻腔等相关部分数据。

2)根据患者缺损腔软硬组织的三维数据设计阻塞器上下边缘线，上边缘线位于鼻腔侧，避开鼻甲、鼻中隔等解剖形态，不影响患者的呼吸及发音功能；下边缘线位于口腔侧正常粘膜上，避开唇、颊系带等解剖形态，并保证距离缺损边缘均匀4-5mm，形成阻塞器菲薄的边缘形态，以利于封闭效果。

3)利用上下边缘线之间的软组织数据构建阻塞器的轴面形态，保留一定的倒凹区为阻塞器提供足够的固位力。利用患者口腔侧剩余软组织的拓扑形态构建阻塞器的底部形态，与口腔粘膜正常软组织形态光滑连续相接，并向口腔侧偏移(Offset)0.5mm，使阻塞器边缘形成统一厚度。通过等比例缩放原理设计阻塞器中空内部形态，通过三维空间调整保证阻塞器侧壁、底壁厚度4-5mm，保证硅橡胶材料具有合适的厚度和弹性。最后将阻塞器轴面、底部和内部数据进行边缘缝合，形成阻塞器的整体三维形态。

4)如图2所示，通过正向工程软件构建阻塞器与可摘局部义齿之间机械式连接体形态以及外部轮廓，包括可摘局部义齿连接处1及阻塞器连接处2，使得包裹连接体的硅橡胶材料具有3-5mm的厚度。通过三维软件中图形等比例缩放原理调整尺寸，并移动至阻塞器内合适的位置，不影响呼吸道通畅。利用布尔运算(Boolean)将阻塞器和连接体三维图形融合在一起，并在连接体边缘作导平角设计，防止此处因应力集中而折断。

5)根据阻塞器的三维图形设计个性化的阴形型盒以辅助加工。型盒定义为圆角长方体形态，使其各表面超出阻塞器最大边界5mm。以阻塞器的下边缘线为基础确定主分模面位置，通过曲面桥接技术连接阻塞器下边缘线和型盒边界线，形成主分模面。在上下型盒之间设计盒盖式的固位结构，并保留边缘0.05mm的正公差，便于型盒组装。根据下模腔的倒凹大小、位置设计若干副分模面，以便于开盒操作，使硅橡胶阻塞器顺利脱模。副分模面之间设计设计锥柱状定位装置。最后在型盒内表面上设计直径为5mm的穿通孔道，使装胶过程中多余的硅橡胶材料能顺利溢出。在型盒设计中构造出两个上型盒盖，一个包含连接体形态，一个不包含连接体形态，分别用于制作阻塞器和连接体。

6)将设计好的阴形型盒三维形态的各个部分在坐标系中排布成均匀阵列，用三维打印机制作透明树脂材料的个性化阴形型盒，并进行体外装配测试，使型盒的各个部分准确精密地配合在一起形成一个整体结构。

7)利用两次加载依次制作阻塞器和连接体。先在下模腔注射赝复用硅橡胶材料，盖包含连接体形态的上型盒盖，充分固化后获得硅橡胶阻塞器。再取下上型盒盖，在阻塞器上的连接体空腔内注射牙科自凝树脂材料，盖不含连接体形态的上型盒盖，充分固化后获得树脂材料的连接体。

8)阻塞器和连接体临床试戴，在患者配戴时取牙列缺损的二次法印模，初印模材料为硅橡胶，终印模材料为藻酸盐。常规可摘局部义齿制作，在体外完成义齿和连接体的粘结，最终形成阻塞器和可摘局部义齿分体式修复体模式。

本发明的有益效果是：

建立一条完整的数字化颌骨缺损赝复技术路线，几乎适合所有颌骨缺损的患者。治疗过程大大简化，极大地减少了手工加工操作，减轻了患者的痛苦，将复杂的赝复取模过程简化为常规牙列缺损的可摘局部义齿取模。提高了赝复体制作的精度和效率，改善了阻塞器封闭效果，缩短了生产周期。

可以在计算机上演示赝复治疗的过程，模拟赝复体伸展范围和尺寸，预测阻塞器的形态和最终修复效果，减少了治疗并发症产生，促进了医患之间的交流，使整个治疗过程形象而具体。并且以可摘局部义齿组合方式为主要创新点，在先进的数字化技术基础上建立一种新的颌骨缺损赝复治疗方式，并形成一条合理的技术路线。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种分体式颌骨缺损赝复体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：利用螺旋CT扫描法获取患者颌骨软硬组织的三维数据，通过三维数据松弛、裁剪和边缘缝合获得三维数字模型；

步骤(2)：利用所述的三维数字模型设计阻塞器上边缘线和下边缘线，所述上边缘线位于鼻腔侧，所述下边缘线位于口腔侧，并且测量所述上边缘线与所述下边缘线之间的软组织数据以及构建患者口腔侧剩余软组织的拓扑形态；

步骤(3)：利用所述的软组织数据构建阻塞器的轴面形态，所述的轴面形态保留倒凹区，采用所述的患者口腔侧剩余软组织的拓扑形态构建阻塞器的底部形态，并通过等比例缩放设计阻塞器的中空内部形态，整合得到阻塞器初级形态；

步骤(4)：通过正向工程软件构建所述的阻塞器初级形态与可摘局部义齿机械式连接体形态，并设计外轮廓，利用布尔运算将所述的阻塞器初级形态和所述的可摘局部义齿机械式连接体形态三维图形融合在一起，形成阻塞器的最终三维形态；

步骤(5)：根据所述的阻塞器的最终三维形态设计个性化的阴形型盒体结构，以所述的阻塞器的最终三维形态的下边缘线为基础设计主分模面，根据所述的阻塞器的最终三维形态的下模腔的倒凹大小、位置设计至少两个副分模面，同时设计锥柱状定位装置，并设计出第一上型盒盖结构及第二上型盒盖结构，所述第一上型盒盖结构包含连接体形态，所述第二上型盒盖结构不包含连接体形态，得到个性化阴型盒整体结构；

步骤(6)：利用三维打印根据所述的阴型盒整体结构得到个性化阴型盒；

步骤(7)：利用两次加载制作阻塞器和连接体；

步骤(8)：将所述的阻塞器和所述的连接体临床试戴，并在患者配戴时取牙列缺损的二次法印模，并根据所述的二次法印模进行可摘局部义齿制作，并在体外完成义齿和连接体的粘结，最终得到分体式颌骨缺损赝复体；所述的步骤(1)中，利用螺旋CT扫描法获取患者颌骨软硬组织的三维数据，扫描中在患者上颌前庭沟放置棉卷隔离。

2.根据权利要求1所述的分体式颌骨缺损赝复体制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中所述的阻塞器的最终三维形态的下边缘线位于颌骨缺损腔口外侧4-5mm之间。

3.根据权利要求1所述的分体式颌骨缺损赝复体制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中所述可摘局部义齿机械式连接体形态和所述的外轮廓通过尺寸缩放改变大小。

4.根据权利要求1所述的分体式颌骨缺损赝复体制备方法，其特征在于，所述的步骤(7)还包括以下步骤：

步骤(7.1)在个性化阴型盒的下模腔注射赝复用硅橡胶材料，盖上第一上型盒盖，充分固化后获得所述的阻塞器；

步骤(7.2)取下第一上型盒盖，在阻塞器上的连接体空腔内注射牙科自凝树脂材料，盖第二上型盒盖，充分固化后获得所述的连接体。

5.根据权利要求1所述的分体式颌骨缺损赝复体制备方法，其特征在于，所述的步骤(8)中，二次法印模的初印模材料为硅橡胶，终印模材料为藻酸盐。