一种数字化精确制作牙科修复体的方法转让专利
申请号 : CN201811167732.4
文献号 : CN109350277B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 沈志坚 , 李廷凯 , 陶力 , 焦芬芬 , 赵静
申请人 : 杭州而然科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种数字化精确制作牙科修复体的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)通过扫描仪获取患者上下牙列、缺失位、齿龈和咬合关系数据,通过比色仪,标准比色板和计算机智能比色获取患者牙齿的配比颜色,同时获取牙齿照片;
2)将步骤1)获取的数据、配比颜色、牙齿照片输入牙科修复体数字化CAD设计软件,按照预先建立的牙齿设计标准设计出牙科修复体的数字化代冠;
3)将步骤2)获得的数字化代冠的CAD设计文件转化为可加工的CAM文件,输出到3D纯形制造设备,制作代冠;
4)对代冠进行调整,并对调整后的代冠进行完整扫描,或者对代冠调整区域进行局部扫描,获得精确的牙科修复体数字化代冠的外界面,与所述数字化代冠进行融合,获得最终精确的牙科修复体数字化代冠的CAD设计文件;对代冠进行调整的具体过程包括:以每个患者自身的牙床作为咬合架,包括静态下检查和各种牙合位的咬合检查,对检查中发现的代冠上的障碍点或凸点进行磨除,对检查中发现的代冠上的不足点或凹点采用与代冠类似的材料进行充填塑形,并制备好牙龈前期愈合所需要的形态;
5)把最终确定的牙科修复体数字化代冠的CAD设计文件转化为可加工的CAM文件,并输出到中央制造系统,复制最终牙科修复体。
2.根据权利要求1所述的数字化精确制作牙科修复体的方法,其特征在于,步骤1)中,获取患者上下牙列、缺失位、齿龈和咬合关系数据的方法为口内光学扫描,锥束CT和核磁共振3D成像确定软硬组织界面中的一种,口内光学扫描的区域至少包含拟修复患牙的牙体预备体及其邻牙和对合牙。
3.根据权利要求1所述的数字化精确制作牙科修复体的方法,其特征在于,步骤2)中,所述数字化代冠的CAD设计文件包括数字化代冠的形态、边缘密合性、咬合和邻接关系,以及牙龈前期愈合所需要的形态。
4.根据权利要求1所述的数字化精确制作牙科修复体的方法,其特征在于,步骤3)中,所述代冠为几何外形与最终修复体对应的具有合适强度,颜色,韧性,硬度且易调磨的材料2
制作的修复体;所述易调磨的材料抗弯强度为20MPa~200MPa,抗冲击韧度为10‑50kJ/m ,洛氏硬度为3‑20。
5.根据权利要求4所述的数字化精确制作牙科修复体的方法,其特征在于,所述易调磨的材料为聚甲基丙烯酸甲酯,聚醚醚酮,树脂基陶瓷复合材料或高强度蜡。
6.根据权利要求1所述的数字化精确制作牙科修复体的方法,其特征在于,步骤4)中,采用拟合软件融合精确的牙科修复体数字化代冠的外界面与所述数字化代冠。
7.根据权利要求1~6之一所述的数字化精确制作牙科修复体的方法,其特征在于,所述最终牙科修复体由氧化锆、或氧化铝、或氧化锆基陶瓷复合材料,或氧化铝基陶瓷复合材料,或锂铝硅酸盐体系微晶玻璃制成;或者所述最终牙科修复体采用树脂类材料、氧化锆基陶瓷复合材料、树脂基复合材料、工程塑料中的一种制成。
说明书 :
一种数字化精确制作牙科修复体的方法
技术领域
背景技术
通常是基于一副患者的牙列石膏模型进行修复体制作的,仅能体现上下牙列在静态正中颌
位的关系,根据此模型制作的牙科修复体戴入患者口内时,医生需要让患者进行前伸、侧方
等模拟咀嚼运用并进行调磨,使牙科修复体适应生理功能,患者获得舒适的感觉。修复体的
试戴和调磨不仅时间长、患者舒适度低,而且大量调磨会降低修复体的可靠性。更重要的
是,如果牙科修复体在某些位置不足,临床很难进行加瓷,通常需要重新寄送到技工室或加
工厂修理,患者再次就诊才可以佩戴。
面弓和机械式牙合架的操作流程非常繁复,一旦操作不当就会导致错误的结果,而且对于
患者来说,面弓在外耳道、鼻梁的定位器一级放于口内的牙合叉,都会给患者带来不适甚至
疼痛,因此日常临床治疗中常常被省略。随着数字化牙科修复技术的发展,数字化牙合架,
也称为虚拟牙合架得到开发。这种计算机辅助设计软件中嵌入的咬合模拟功能,必须再输
入患者个性化的咬合运动数据时才能发挥作用,现阶段仍以采用面弓、下颌运动轨迹描记
仪等设备获得多项个性化的数据信息为主要方式,如CN102933171B、CN104715099等,因此
仍然存在操作繁复、患者不适等缺点。
床试戴时进行大量调改。这是因为目前常用的牙科修复体制作技术无法实现完全数字化流
程,仍然需要手工塑形操作完成,技术敏感性较高,精度可靠性不易控制。近年来完全数字
化流程的3D纯型制造技术应用于牙科修复体的制作,全流程无手工,实现了高精度“物化”
数字化蜡型,如CN104434328、CN104434329。因此,只要获得精确的数字化蜡型,就可以获得
精确的牙科修复体,从而避免临床试戴时医生对牙科修复体的大量调改,快速准确地建立
符合患者个性化生理状态的解剖关系,特别是咬合关系。同时,避免大量调改牙科修复体,
可以确保修复体的质量和长期可靠性。实际上每个人的牙床结构和咬合习惯是不一样的,
男人和女人不同,老年人和年轻人以及儿童不同,中国人与外国人也不相同,因此,现有技
术很难简便地获得患者口腔个性化生理特征的问题,如图1所示,基于精密的动态面弓和牙
合架设计出较为精确的数字化蜡型,也达不到精确制备牙科修复体,特别是对于氧化锆义
齿,在临床调磨半个小时到一个小时是常有的事,降低了医生的工作效率,增加了医生的工
作负担和烦恼,带来了患者的痛苦,是临床亟待解决的问题。
发明内容
等材料制备代冠,戴入患者口内,以每个患者自身的牙床作为咬合架,修磨代冠,调整和确
认好代冠的形态,颜色,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需要的形态,达到暂时性修
复‑保护、维持和稳定的作用;医生端技师再对已经调整好形态,咬合和邻接关系以及牙龈
前期愈合所需要的形态的代冠精确扫描,精确复制一个仿生氧化锆义齿,在医生端做到零
调磨精确修复并达到患者快速康复的效果。包括以下步骤:
色获取患者牙齿的配比颜色和拍照得到牙齿的照片;
性,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需要的形态等。
医院技师用具有合适强度,颜色,韧性,硬度的树脂,树脂基陶瓷复合材料和高强度蜡等易
銑磨的材料快速制作代冠;
复体正确的几何形态、颜色,边缘密合性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前期愈合所需要的
形态等,达到暂时性修复‑保护、维持和稳定的作用;
复体数字化代冠的外界面,与步骤2中设计的数字化代冠进行融合获得最终精确的牙科修
复体数字化代冠的设计文件;
统,中央制造系统完全数字化精确复制最终牙科修复体;
3D成像确定软硬组织界面,口内扫描的区域至少包含拟修复患牙的牙体预备体及其邻牙和
对合牙。
椅旁完成,也可以通过互联网传递数据在远离诊所的地点完成。
磨的特性和致密无气孔的质量,就无法精确地加工并呈现出最终义齿的正确几何形态、颜
色,边缘密合性、邻接关系以及牙龈前期愈合所需要的形态,也无法测定最终义齿的咬合关
系是否正确;如果不易调磨,就会给临床医生的检测和修饰带来困难;这些材料的断裂强度
大约为200MPa≥20MPa左右,抗冲击韧度(kJ/m2)为10‑50,洛氏硬度为40‑150Mpa,并且易于
调磨.强度过高的材料通常难于加工,强度过低的材料在加工和调磨是易于断裂;断裂韧性
过高,在加工和调磨时容易变形,断裂韧性过低,材料呈现脆性,在加工和调磨时容易崩裂;
材料的表面硬度过高,难于调磨,且不易检测咬合关系;材料的表面硬度过低,局部容易变
形,也不易检测咬合关系;因此,要易于加工,并获得精确的形态和尺寸要求,调磨过程中不
崩,不裂,不变形,并保持精确的形态和尺寸稳定性,选择和制备合适的代冠材料是极为重
要的一步。我们通过大量实验,选择和制备了能够达到上述要求的材料包括但并不局限于
获得临床口内使用许可的树脂如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚醚醚酮(PEEK),树脂基陶瓷
复合材料和高强度蜡如PE为主体的蜡及其复合材料等。代冠材料的物理性能列于表1如下:
减材制造,如采用数控加工中心铣加工完成。代冠通常在靠近临床的地点快速完成制作。
发现的代冠上的障碍点或凸点进行磨除,雕塑指对于检查中发现的代冠上的不足点或凹点
采用与代冠类似的材料进行充填塑形,并制备好牙龈前期愈合所需要的形态,达到暂时性
修复‑保护、维持和稳定的作用。
态替代步骤2中相应区域外界面形态。
的,或天然牙和种植体同时支持的。最终的牙科修复体可以固定修复形式或者活动修复体
形式固位。
网传递数据,可在椅旁或远离诊所的地点完成制造。
合关系。
不同地点完成。
材料组成;由充填有树脂相的氧化锆基陶瓷复合材料组成;由带无机充填相的树脂基复合
材料组成;工程塑料组成,作为优选的为聚醚醚酮塑料。
附图说明
具体实施方式
脂基陶瓷复合材料和高强度蜡等易銑磨的材料快速制作代冠;以每个患者自身的牙床作为
咬合架,通过临床医生和患者沟通检验,以临床微调数字化制作的代冠为媒介,建立修复体
正确的几何形态、颜色,边缘密合性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前期愈合所需要的形态
等,达到暂时性修复‑保护、维持和稳定的作用;医生端再对已经调整好形态,咬合和邻接关
系的代冠进行第二次精确扫描,将第二次扫描数据与之前设计的数字化蜡型数据进行融合
获得精确的牙科修复体数字化设计,精确复制一个仿生氧化锆义齿,确保最终修复体的制
造精度和可靠性,在医生端做到零调磨精确修复和患者快速康复的效果。其特征是通过口
内光学扫描,锥束CT和核磁共振3D成像确定软硬组织界面等方法获取患者口内几何及软硬
组织界面以及光学质感信息,通过完全数字化设计流程设计牙科修复体的数字化代冠,根
据数字化代冠采用完全数字化增材或减材3D纯形制造技术在靠近临床的地点快速完成由
易调磨的获得临床口内使用许可的合适强度,韧性,硬度的树脂、蜡、及其复合材料组成的
代冠的制作,以每个患者自身的牙床作为咬合架,通过临床医生和患者沟通检验,修磨代
冠,调整和确认好代冠的形态,颜色,边缘密合性,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需
要的形态,达到暂时性修复‑保护、维持和稳定的作用;医生端技师再对已经调整好形态,咬
合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需要的形态的代冠进行第二次精确扫描,将第二次扫描
数据与之前设计的数字化蜡型数据进行融合获得精确的牙科修复体数字化设计,精确复制
一个仿生氧化锆义齿,在医生端实现零调磨精确修复,并达到患者快速康复的效果。在这个
方法中充分发挥数字化设计与加工和互联网协同的优势,通过在靠近临床的地点快速制作
出易调改的代冠,通过医患沟通,由医生为患者进行口内试戴和调改后,获得能够反映患者
口内生理状况、具有正确几何形态、颜色,边缘密合性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前期
愈合所需要的形态,结合高精度的完全数字化纯型制造,即可获得呈现梯度结构、拥有仿生
天然牙釉质光润表面的精确的牙科修复体,临床试戴时高度匹配、舒适,最大限度减少甚至
避免了调改,减少椅旁时间、提高牙科修复体精度和可靠性、改善患者就诊体验。
硬度的树脂,蜡等材料,而且这些材料必须是无气孔的致密的材料。
在普通的柱塞式或螺杆式注塑机上进行。以下是聚甲基丙烯酸甲酯注塑成型的典型工艺条
件。表2是螺杆式注塑机和柱塞式注塑机工艺参数:
料筒后部温度℃ 180‑200 180‑200
料筒中部温度℃ 190‑230 190‑230
料筒前部温度℃ 180‑210 210‑240
喷嘴温度℃ 180‑210 210‑240
模具温度℃ 40‑80 40‑80
注射压力MPa 80‑120 80‑130
保压压力MPa 40‑60 40‑60
螺杆转速rp.m‑1 20‑30 20‑30
种材料成型温度太高,对螺杆损伤比较严重,在设定螺杆转速时速度不能太快,注射压力在
3
100‑130MPa,注射速度40‑100cm /s。成型结束后应及时用PE蜡快速清洗螺杆,不能让PEEK
的材料停留在螺杆上,保压及冷却时间要比较长,大约0.5‑1小时。
线性低密度聚乙烯(LLDPE)主要的改性添加剂为线性低密度聚乙烯(LLDPE);首先把聚乙烯
蜡(PE)装入容器中油浴加热至130‑150℃熔融后,进行搅拌,同时分步加入适量的LLDPE,直
至熔体搅拌均匀,无气泡。采用浇注成型工艺倒入模具中,在130‑150℃保温12小时,冷却脱
模后,加工成需要的尺寸。采用注塑和浇注成型工艺制备时,将混合均匀的聚乙烯蜡(PE)和
线性低密度聚乙烯(LLDPE)造粒,注射成型温度150‑200℃,烘料温度130‑150℃,模具温度
3
130‑150℃,注射压力在80‑120MPa,注射速度40‑100cm /s。冷却脱模后,加工成需要的尺
寸。
能比色获取患者牙齿的配比颜色和拍照得到牙齿的照片;
代冠;设计文件包括了代冠的形态,边缘密合性,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需要
的形态等。
到3D纯形制造设备,在靠近临床的地点用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料快速制作代冠,如
图3所示;
性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前期愈合所需要的形态等,达到暂时性修复‑保护、维持
和稳定的作用;
牙科修复体数字化代冠的外界面,与步骤2中设计的数字化代冠进行融合获得最终精确的
后牙4单位桥牙科修复体数字化代冠设计文件;
造系统,完全数字化精确复制后牙4单位桥最终釉锆牙科修复体,
戴牙零调磨精确修复并达到患者快速康复的效果。
能比色获取患者牙齿的配比颜色和拍照得到牙齿的照片;
计文件包括了代冠的形态,边缘密合性,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需要的形态
等。
纯形制造设备,在靠近临床的地点用聚醚醚酮(PEEK)材料快速制作代冠;
邻接关系和咬合关系以及牙龈前期愈合所需要的形态等;
修复体数字化代冠的外界面,与步骤2中设计的数字化代冠进行融合获得最终精确的前牙
单冠牙科修复体数字化代冠设计文件;
统,完全数字化精确复制前牙单冠最终微晶玻璃牙科修复体,步骤7:临床最终精确修复:完
全数字化精确复制的前牙单冠最终微晶玻璃牙科修复体寄到医生端,此时代冠已经在患者
口内形成了牙龈前期愈合所需要的形态,医生做到戴牙零调磨精确修复并达到患者快速康
复的效果。
能比色获取患者牙齿的配比颜色和拍照得到牙齿的照片;
计文件包括了代冠的形态,边缘密合性,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需要的形态
等。
CAM文件通过云平台的互联网输出到3D纯形制造设备,在靠近临床的地点用最终树脂基氧
化锆陶瓷复合材料牙科修复体;
患者沟通确定修复体正确的几何形态、颜色,边缘密合性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前
期愈合所需要的形态等;医生临床完成即刻修复并达到患者快速康复的效果。
能比色获取患者牙齿的配比颜色和拍照得到牙齿的照片;
化代冠;设计文件包括了代冠的形态,边缘密合性、咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需
要的形态等。
到3D纯形制造设备,在靠近临床的地点用高强度蜡材料快速制作代冠;
密合性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前期愈合所需要的形态等;
确的牙科修复体数字化代冠的外界面,与步骤2中设计的数字化代冠进行融合获得最终精
确的后牙四单位桥牙科修复体数字化代冠设计文件;
造系统,完全数字化精确复制后牙四单位桥最终氧化锆义齿牙科修复体,
到戴牙零调磨精确修复并达到患者快速康复的效果。
能比色获取患者牙齿的配比颜色和拍照得到牙齿的照片;
化代冠;设计文件包括了代冠的形态,边缘密合性,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需
要的形态等。
到3D纯形制造设备,在靠近临床的地点用树脂基陶瓷复合材料快速制作代冠;
颜色,边缘密合性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前期愈合所需要的形态等;
描,获得精确的牙科修复体数字化代冠的外界面,与步骤2中设计的数字化代冠进行融合获
得最终精确的后牙三单位桥牙科修复体数字化代冠设计文件;
造系统,完全数字化精确复制后牙三单位桥最终釉锆牙科修复体,如图4所示;
戴牙零调磨精确修复并达到患者快速康复的效果。
能比色获取患者牙齿的配比颜色和拍照得到牙齿的照片;
计文件包括了代冠的形态,边缘密合性,咬合和邻接关系以及牙龈前期愈合所需要的形态
等。
纯形制造设备,在靠近临床的地点用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)快速制作代冠;
颜色,边缘密合性、邻接关系和咬合关系以及牙龈前期愈合所需要的形态等,如图5所示,装
上树脂代冠后进行咬合和邻接关系的调试;牙龈呈现了些微的红肿现象;
描,获得精确的牙科修复体数字化代冠的外界面,与步骤2中设计的数字化代冠进行融合获
得最终精确的后牙单冠牙科修复体数字化代冠设计文件;
统,完全数字化精确复制后牙单冠最终釉锆牙科修复体,
(图6),医生做到戴牙零调磨精确修复并达到患者快速康复的效果,图7显示了装上釉锆冠
后牙龈良好的愈合状态。