3D打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法及应用与流程

本发明涉及三维(threedimensional，3d)打印树脂牙周夹板技术领域，特别涉及3d打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法及应用。

背景技术：

牙周炎是人类最普遍的疾病之一，当牙周组织遭到破坏，发生病理性改变后，牙齿出现松动移位，患者感到咀嚼无力，随着病情的发展，松动的牙齿自行脱落或因不能行使功能而拔除，严重影响患者的生活质量。

患牙牙槽骨吸收大于或等于根长1/2时，由于冠根比例失调，往往出现牙齿松动，临床在牙周基础治疗中，采取牙周夹板固定松动牙，原理是将松动的单根牙连接在一起，并且固定在健康的邻牙上，从而形成一个稳固的“多根牙”，分散咬合力，充分发挥牙周组织的代偿能力，可以显著降低牙齿的松动度，有效避免患牙发生继发性的咬合创伤，保存牙列，从而促进牙周膜的愈合，消除咀嚼时疼痛，提高咀嚼效率，有助于食物的消化与吸收，从而改善全身健康。有学者通过对下前牙的应力分析得出结论，患牙松牙固定术后，下颌中切牙和侧切牙的应力值减小，尖牙的应力值增加，说明牙周夹板可以有效地将应力分散到邻牙上，可以充分利用尖牙富余的支撑潜能，减轻牙组织损伤。也有学者的研究表明，松牙固定术可以有效改善重度牙周炎患牙的牙龈微循环，为牙周组织的恢复提供条件。

目前，临床上使用的牙周夹板，多是用金属结扎丝或尼龙丝外覆盖复合树脂，或玻璃纤维系统(百强纤维)。然而，由于在口内操作视野小，不能在直视情况下完成操作，且手工塑形树脂，往往耗时耗力；有些患者在长时间的治疗过程中分泌过多的唾液，污染治疗区的牙面，增加了树脂粘接失败的风险；此外，在治疗过程中绝大多数医生并未考虑唇颊、舌腭侧树脂形态的塑形，而且树脂厚薄不均，表面粗糙增加异物感，既不美观又不舒适，且不易自洁；还有甚者未处理好外展隙，树脂压迫龈乳头，给牙周组织带来健康隐患；因此，临床上急需一种在口外设计好模板，口内快速进行唇、舌侧树脂美观、舒适的塑形技术来完成牙周夹板的操作。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供3d打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形方法及应用，以解决临床松牙固定过程中树脂塑形的问题，具有完全复制牙面形态，厚薄均一，表面光滑，一次成型，速度快，避免树脂压迫牙龈及外展隙的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3d打印树脂牙周夹板模板快速完成光敏复合材料塑形方法，包括以下步骤；

步骤1

通过医学数字成像和通信(digitalimagingandcommunicationsinmedicine，dicom)格式的患者锥形束计算机x线断层扫描(conebeamcomputedtomography，cbct)数据导入mimicsresearch19.0软件，根据临床需求，截取所需设计的牙位，复制唇颊、舌腭侧牙面形态；

步骤2：

夹板模板与舌侧牙面间隙要求：宽度0.6mm，复制唇颊、舌腭侧牙面形态；夹板模板设计要求：设计根方及远中面封闭区，设计邻牙辅助固位装置；

步骤3

将最终设计保存为光固化立体造型术(stereolithography，stl)格式，输入3d打印机进行打印。

所述的步骤1中数据提取及制作：

通过mimicsresearch19医疗三维软件将病人牙齿cbct数据转化为三维模型数据，然后在牙齿的三维模型数据上标记出松牙的舌侧面和唇侧面，以及夹板模板固定的牙齿表面，并复制提取已标记的牙齿表面数据，将松牙的舌侧面和唇侧面数据向外偏移0.6mm，夹板模板固定的牙齿表面向外偏移0.1mm，完成夹板模板上的牙齿形态面和固定面；

所述的步骤2为通过交互式cad/cam系统(unigraphicsnx，ug)软件完成夹板模板牙齿邻面封闭区和固位的设计，以牙齿三维模型数据为基础，设计出牙齿邻面封闭区和固定套，并将其与夹板模板上的牙齿形态面光滑连接。

所述的步骤3为通过激光快速成型3d打印机完成夹板模板的打印。将设计好的夹板模板数据通过3d打印数据处理软件进行支架和分层处理，然后将切片数据导入3d打印机进行打印制作。

3d打印树脂牙周夹板的模板快速完成光敏复合材料塑形的应用：

所述的3d打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术下颌舌侧单侧导板：

1)临床病例收集：龈上洁治、龈下刮治完成后1周复查，牙龈炎症消除后，牙齿仍然松动i～ii度(31、32牙松动ii度，41、42牙松动i度)，a，唇面观；b，舌面观；c，cbct显示33-43牙牙槽骨吸收至根中1/2～根尖1/3处(箭头所示釉牙骨质界到牙槽嵴顶的距离)；

2)软件设计：a，mimicsresearch19.0软件处理患者cbct数据；b，提取下颌骨信息；c，截取下颌牙区域；d，舌侧形态复制及提取；e，33-43牙舌侧夹板模板设计完成；

夹板模板与舌侧牙面间隙要求：宽度1mm，复制33-43牙舌隆突以上牙面形态；

夹板模板设计要求：舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区，34、44牙设计辅助固位装置；

3)3d打印：使用spr6000光敏树脂打印36-46牙及牙槽骨，33-43牙牙周夹板模板；

4)临床应用：a，正畸丝常规行33-43牙松牙固定术术后唇面观；b，舌面观；c，舌侧牙周夹板模板在口内固位后唇面观；d，舌面观；e，33-43牙舌隆突红酸酸蚀；f，33-43牙粘结剂粘结；g，树脂置入33-43牙舌侧牙周夹板模板(分离剂隔离)；h，树脂光固化并修型；i，3d打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术术后唇面观。

所述的3d打印唇、舌侧双向牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术下颌唇、舌侧双侧导板：

1)临床病例收集后使用mimicsresearch19.0软件处理患者cbct数据，提取下颌骨信息；c，截取下颌牙区域；

2)舌侧及唇侧形态复制及提取并设计完成夹板模板。

夹板模板与唇、舌侧牙面间隙要求：宽度0.6mm，唇侧复制33-43牙牙冠中1/2区的牙面形态，舌侧复制33-43牙舌隆突以上牙面形态；

夹板模板封闭设计要求：唇侧夹板模板根方、舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区，34、44牙设计辅助固位装置。

3)临床应用：龈上洁治及龈下刮治一周后，常规尼龙丝行33-43牙松牙固定术并在口内试戴。

4)常规酸蚀，粘结，树脂充填，光固化，去除夹板模板后的唇、舌侧观。

所述的3d打印上颌唇侧牙周夹板模板辅助13-23牙松牙固定术上颌唇侧单侧导板：

1)夹板模板与唇侧牙面间隙要求：宽度0.6mm，唇侧复制13-23牙牙冠中1/2区的牙面形态；

唇侧夹板模板封闭设计要求：夹板模板根方及33、43牙远中位置设计封闭区，34、44牙设计辅助固位装置。

2)临床应用：全口行龈上洁治术，龈下刮治术，局部及全身药物治疗后调整咬合，3d打印上前牙唇侧百强纤维-光敏树脂牙周夹板模板。

本发明的有益效果：

3d打印上下前牙光敏树脂牙周夹板的模板，完全复制牙面唇、舌面形态，夹板模板厚薄均一，表面光滑，一次成型，速度快，避免树脂压迫牙龈及外展隙。而相应的唇侧使用了传统的手工制作的光敏树脂牙周夹板，唇、舌面形态形态差，厚薄不均一，表面粗糙，多次成型，速度慢，易将树脂压入龈乳头内。

附图说明

图1是临床患者口内照及cbct信息。

图2是mimicsresearch19.0软件设计33-43牙牙周夹板模板示意图。

图3是3d打印36-46牙及牙槽骨，33-43牙牙周夹板模板示意图。

图4是3d打印33-43牙牙周夹板模板在临床松牙固定中的应用实例。

图5是收集cbct数据示意图。

图6是模板制作示意图。

图7是模板应用示意图。

图8是舌侧、唇侧形态示意图。

图9是上颌唇侧单侧牙周夹板模板结构示意图。

图10是上颌唇侧单侧牙周夹板模板应用示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

①3d打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术为例(下颌舌侧单侧导板)：

1)临床病例收集：龈上洁治、龈下刮治完成后1周复查，牙龈炎症消除后，牙齿仍然松动i～ii度(31、32牙松动ii度，41、42牙松动i度)。a，唇面观；b，舌面观；c，cbct显示33-43牙牙槽骨吸收至根中1/2～根尖1/3处(红色箭头所示釉牙骨质界到牙槽嵴顶的距离)。(如图1所示)

2)软件设计：a，mimicsresearch19.0软件处理患者cbct数据；b，提取下颌骨信息；c，截取下颌牙区域；d，舌侧形态复制及提取；e，33-43牙舌侧夹板模板设计完成。

夹板模板与舌侧牙面间隙要求：宽度1mm，复制33-43牙舌隆突以上牙面形态；

夹板模板设计要求：舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区，34、44牙设计辅助固位装置。(如图2所示)

3)3d打印：使用spr6000光敏树脂打印36-46牙及牙槽骨，33-43牙牙周夹板模板。(如图3所示)

4)临床应用：a，正畸丝常规行33-43牙松牙固定术术后唇面观；b，舌面观；c，舌侧牙周夹板模板在口内固位后唇面观；d，舌面观；e，33-43牙舌隆突红酸酸蚀；f，33-43牙粘结剂粘结；g，树脂置入33-43牙舌侧牙周夹板模板(分离剂隔离)；h，树脂光固化并修型；i，3d打印舌侧牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术术后唇面观。(如图4所示)

治疗后发现，3d打印下前牙正畸丝-舌侧光敏树脂牙周夹板的模板，完全复制33-43牙舌面形态，厚薄均一，表面光滑，一次成型，速度快，避免树脂压迫牙龈及外展隙。而相应的唇侧使用了传统的正畸丝-舌侧光敏树脂方法，33-43牙舌面形态形态差，厚薄不均一，表面粗糙，多次成型，速度慢，易将树脂压入龈乳头内。

②3d打印唇、舌侧双向牙周夹板模板辅助33-43牙松牙固定术为例(下颌唇、舌侧双侧导板)：

1)临床病例收集后使用mimicsresearch19.0软件处理患者cbct数据，提取下颌骨信息；c，截取下颌牙区域(如图5所示)

2)舌侧及唇侧形态复制及提取并设计完成夹板模板。

夹板模板与唇、舌侧牙面间隙要求：宽度0.6mm，唇侧复制33-43牙牙冠中1/2区的牙面形态，舌侧复制33-43牙舌隆突以上牙面形态；

夹板模板封闭设计要求：唇侧夹板模板根方、舌隆突位置及33、43牙远中位置设计封闭区，34、44牙设计辅助固位装置。(如图6所示)

3)临床应用：龈上洁治及龈下刮治一周后，常规尼龙丝行33-43牙松牙固定术并在口内试戴。(如图7所示)

4)常规酸蚀，粘结，树脂充填，光固化，去除夹板模板后的唇、舌侧观。(如图8所示)

③3d打印上颌唇侧牙周夹板模板辅助13-23牙松牙固定术为例(上颌唇侧单侧导板)：

1)夹板模板与唇侧牙面间隙要求：宽度0.6mm，唇侧复制13-23牙牙冠中1/2区的牙面形态；

唇侧夹板模板封闭设计要求：夹板模板根方及33、43牙远中位置设计封闭区，34、44牙设计辅助固位装置。(如图9所示)

2)临床应用：全口行龈上洁治术，龈下刮治术，局部及全身药物治疗后调整咬合，3d打印上前牙唇侧百强纤维-光敏树脂牙周夹板模板。(如图10所示)。