电子束熔融技术制作的个性化根形种植体的制作精度评价

目的:初步评估CBCT结合电子束熔融技术制作的个性化根形种植体的制作误差大小,并分别计算其中CBCT数据提取误差和电子束熔融设备加工误差的大小。方法:分别依据8颗正畸减数离体牙的光学扫描模型和拔牙前CBCT数据提取模型,采用电子束熔融技术制作个性化根形种植体,并建立光学扫描模型,比较个性化根形种植体与离体牙三维偏差的大小。结果:CBCT结合电子束熔融技术制作的个性化根形种植体的整体制作误差为(-0.18±0.04)mm(P<0.01),其中EBM设备的加工误差为(-0.20±0.01)mm(P<0.01),CBCT数据提取误差为(0.04±0.05)mm。结论:CBCT结合电子束熔融技术制作的个性化根形种植体制作误差较小,主要来自于电子束熔融设备加工误差,并可以通过调节制作参数加以减小。

牙种植术和牙拔除术、根管治疗术的疼痛对比评估

目的：研究和比较牙种植术与牙拔除术、根管治疗术疼痛程度的差异，以及牙种植术前疼痛预期与实际治疗疼痛程度的差异。分析不同年龄、性别、吸烟情况对治疗疼痛的影响。方法在前来牙科门诊要求种植修复的、曾经接受过牙拔除术、根管治疗术、并将进行牙种植术治疗的患者中，选择符合条件者纳入研究，共收集病例资料96例。以问卷调查的形式，应用视觉模拟评分（VAS）疼痛评估系统（0-100分）。在种植术前对患者经历过的牙拔除术、根管治疗术的疼痛程度及对牙种植术的预期疼痛进行调查和评估。在患者接受常规牙种植术后两周，以同法对患者进行牙种植术疼痛程度的评估及对三种治疗方式主观疼痛认知结果的比较调查。运用One-way ANOVA比较牙种植术与牙拔除术、根管治疗术和牙种植术前预期疼痛VAS值的差异，并运用χ2检验比较各分组要素（年龄、性别、吸烟）组间的VAS值差异。结果牙拔除术、根管治疗术及牙种植术前预期疼痛的VAS值分别为（41.08±23.53）分，（44.83±23.26）分和（48.05±19.62）分，明显高于牙种植术实际疼痛VAS值（15.66±12.22）分，差异有统计学意义（F=51.48，P＜0.05）。吸烟组牙种植术疼痛VAS值（26.70±15.07）分明显高于非吸烟组（12.18±8.74）分，差异有统计学意义（F=33.03，P＜0.05）。不同性别和年龄组间各治疗过程疼痛的VAS值差异无统计学意义。结论牙种植术的疼痛程度属于轻度疼痛范围，明显低于牙拔除术和根管治疗术。患者对种植术前疼痛的预期受到以往治疗经历的影响，明显高于牙种植术实际的疼痛程度。吸烟患者对牙种植术的疼痛程度明显高于非吸烟患者。年龄和性别差异对各种口腔治疗的疼痛程度没有影响。

3D打印个性化根形钛合金种植体在下颌磨牙区即刻种植的临床研究

目的:初步评价3D打印个性化根形钛合金种植体在下颌磨牙区即刻种植的临床效果。方法:12例下颌磨牙拔除的患者,拍摄锥形束CT,设计表面多孔个性化根形种植体(Root Analogue Implants,RAI)并使用钛合金粉进行3D打印。术中采用微创拔牙,拔牙后,立即将RAI植入牙槽窝。所有患者术后3月、6月、12月复查,观察是否出现种植体松动、疼痛等并发症;术后3月行全瓷冠修复,术后3月、6月、12月评估其临床和影像学效果。结果:12例患者手术均成功,术后种植体无松动,无疼痛或敏感、无化脓性渗出,种植体周围软组织均表现出良好的边缘密合性,无明显附着丧失,所有患者术后3个月进行全瓷冠修复,在1年的观察期内种植体成功率为100%,功能性负载后种植体颈部骨水平无变化,种植体根部无透射影。结论:3D打印个性化根形钛合金种植体在下颌磨牙区即刻种植中具有良好的临床效果,可以作为磨牙即刻缺失种植修复的选择之一,但是需要对种植体的成功率和生存率进行长期评价。

3D打印多孔钛个性化根形种植体的体内骨愈合研究

目的:观察不同设计方式的3D打印多孔钛个性化根形种植体在体内的骨愈合效果,为此新型种植体的研发提供参考依据。方法:利用CBCT影像技术、逆向工程、计算机辅助设计等技术设计了3组具有不同结构的多孔钛个性化根形种植体。通过3D打印技术制作的多孔钛个性化根形种植体通过手术的方式植入比格犬颌骨内。3个月后,获取比格犬颌骨标本,通过X线片、Micro-CT和硬组织切片染色等方法观察种植体骨结合情况。结果:动物术后大体观察、影像学和组织学检测均显示此个性化种植体在体内具有良好的生物安全性,骨组织长入多孔结构内部,种植体与周围骨组织均产生骨结合。3组个性化种植体中,A组单根式种植体成骨效果最好,其次为C组分根式,成骨效果最差的是B组多根联合式。结论:通过比格犬动物体内实验证明此3D打印多孔钛个性化根形种植体在动物体内均能够达到良好的骨结合,其中采用单根式或分根式植入成果效果最好。

3D打印表面多孔钛根形种植体的生物力学研究

目的探讨个性化表面多孔钛根形种植体的生物力学性能,为多孔根形种植体的设计及临床植入提供理论依据。方法根据CT数据,运用3-matic软件设计表面多孔个性化根形种植体模型,并将其与下颌骨模型进行配准、网格划分和赋予材料学参数,负载200 N分析种植体最大应力及其周围骨的应力、应变。选择合适的临床病例微创拔牙后即刻植入种植体,并进行临床评价。结果表面多孔个性化根形种植体的峰值应力主要集中在种植体实体结构和多孔结构的接触界面上,且实体、多孔结构最大应力分别为137.710、37.008 MPa,均小于其屈服强度。3D打印多孔根形种植体拔牙后即刻植入后初期稳定性良好,创伤小,力学传导与天然牙类似,简化了手术流程,缩短了治疗时间,患者满意度较高。结论 3D打印表面多孔根形种植体为拔牙后即刻种植开辟一种新的方法。

个性化拟自然牙种植体的设计及有限元分析

目的:设计和制造面向即刻种植的个性化拟自然牙种植体,并提出个性化拟自然牙种植体的过盈量设计要求。方法:利用逆向工程和3D打印技术设计和制造出个性化拟自然牙种植体;设计过盈量分别为10,20,30,40,50,60,70,80,90,100μm的10颗个性化拟自然牙种植体,模拟植入相同拔牙窝后的情况,并进行有限元分析。结果:在相同的过盈量条件下,皮质骨区域比松质骨区域的应力值要大。随着过盈量的增大,种植体在骨界面的应力就越大,且皮质骨区域比松质骨区域先达到屈服强度。结论:在设计个性化拟自然牙根种植体的过程中,皮质骨和松质骨区域的过盈量设计应当不同,且皮质骨区域应小于松质骨区域。

口腔个性化根形种植体的研究进展

口腔即刻种植手术中,患者个性化的牙槽窝与标准化种植体的匹配问题,一直困扰种植手术医生。根形种植体(root analogue implant, RAI)的出现有效解决了这一难题。该文回顾国内外有关RAI的文献资料,系统介绍了RAI的历史发展、制作方法和研究进展。期望以此启迪口腔种植医生开展此方面的研究,并拓展国内个性化种植领域。

个性化磨牙根形种植体与螺纹柱状种植体的应力分布比较

目的探讨个性化磨牙根形种植体与螺纹柱状种植体所受应力及位移的异同,观察个性化磨牙根形种植体在应力传导和应力分布方面是否较螺纹柱状种植体具有优势。方法应用计算机软件设计右上颌第一磨牙根形种植体及螺纹柱状种植体(直径4.5mm),并进行三维有限元分析,在有限元建模时,使螺纹柱状种植体的直径等于个性化磨牙根形种植体的颊舌向直径(10.98mm),所得螺纹柱状种植体与骨接触面积(468.68 mm^2)大于个性化磨牙根形种植体(442.58mm^2),建立2个螺纹种植体有限元模型,观察两种种植体应力、相对位移的异同和个性化磨牙根形种植体三根结构对种植体所受应力的影响。结果个性化磨牙根形种植体的应力为36.82MPa,最大主应力为37.43MPa,最小主应力为12.50MPa。不同直径螺纹柱状种植体的应力分别为189.25MPa、114.79MPa。最大主应力分别为186.11MPa、99.55MPa,最小主应力分别为43.95MPa、24.53 MPa。个性化磨牙根形种植体的最大剪切力为18.69MPa,螺纹柱状种植体的最大剪切力分别为101.77MPa、61.24MPa。个性化磨牙根形种植体的位移为0.0107mm,螺纹柱状种植体的位移分别为0.0487mm、0.0140 mm。结果显示应力均集中于两种植体的颈部,即使螺纹种植体直径与个性化磨牙根形种植体一致,并且所得与骨接触的面积大于个性化磨牙根形种植体,个性化磨牙根形种植体所受应力仍明显小于螺纹柱状种植体。结论个性化磨牙根形种植体所受应力明显小于螺纹柱状种植体,个性化磨牙根形种植体三根结构有助于减少应力集中。

3D打印技术在根形种植体制作中的研究进展

3D打印技术是一种将材料逐层累加成型、直接制造的科学技术。本文介绍计算辅助设计结合3D打印技术制作根形种植体,并对其制作方法、特点、临床应用现况、应用前景作一综述。

前牙根形种植体与螺纹种植体的应力分布比较

目的探讨个性化前牙根形种植体与螺纹柱/锥状种植体所受应力及位移的异同。方法应用计算机软件设计右上颌中切牙和侧切牙根形种植体及螺纹柱/锥状种植体(直径4 mm,6 mm),并建立有限元模型共6组。观察种植体及周围骨的应力、相对位移的异同和个性化前牙根形种植体的根的结构对种植体及周围骨所受应力的影响。结果在临床可应用的直径范围内(直径4 mm),个性化切牙根形种植体及周围骨所受应力明显小于螺纹柱/锥状种植体。相同直径锥状种植体所受应力小于柱状螺纹种植体,锥状种植体周围骨所受应力稍大于柱状。但随着种植体直径的增加(直径6 mm),无论从种植体的受力和周围骨的受力情况来看,柱状种植体的受力开始表现出优势。根形种植体和6 mm锥形种植体的最大受力集中在腭侧,而其他类型种植体周围骨所受最大应力集中在唇侧。结论个性化前牙根形种植体所受应力明显小于直径4 mm螺纹柱/锥状种植体,个性化前牙根形种植体的根结构将应力集中转移到了腭侧,有利于防止种植体唇侧骨吸收。

不同表面结构个性化根形种植体的应力分布分析

目的:通过三维有限元法对不同表面结构个性化根形种植体进行应力分析。方法:建立多孔联通表面结构和光滑连续表面结构的两组个性化根形种植体及4类骨组织模型。分别施加垂直向力、侧向力、组合力,分析不同表面结构个性化根形种植体周围骨组织的Von-Mises等效应力、等效应变。结果:在相同载荷及骨质条件下,光滑连续表面结构的个性化根形种植体周围骨组织承受的应力、产生的应变,均高于多孔联通表面结构个性化根形种植体周围骨组织。结论:多孔联通表面结构的个性化根形种植体较光滑连续表面结构的个性化根形种植体周围骨组织承受的应力,产生的应变更符合骨组织的力学适应性。

个性化拟天然牙根种植体的研究进展

即刻种植时,由于传统种植体与拔牙窝的不一致,种植体与骨组织间常存在间隙,这将影响种植体的初期稳定性,从而导致种植的失败。通过使用与天然牙根大小及形态一致的个性化拟天然牙根种植体可以很好地解决这个问题,本研究对个性化拟天然牙根种植体的材料与工艺、形态设计、外科操作与修复步骤作一综述。

3D打印多孔钛个性化根形种植体的设计和制造

目的介绍一种基于锥形束CT(Cone Beam CT,CBCT)获得牙根三维模型,利用计算机辅助设计(CAD)构建与牙根形态一致的表面多孔种植体,通过选择性激光熔融(SLM)技术进行3D打印制造表面多孔的根形种植体(Root-Analogue Implant,RAI)的方法。材料与方法使用CBCT对1位拔牙患者的头颅进行扫描,将生成的DICOM文件导入Mimics医学影像处理软件,分离牙齿和颌骨,将牙齿的三维网格保存为标准化的三角测量语言(STL)文件。将文件导入Geomagic Studio软件进行修饰,再用3-Matic Medical建模软件进行牙根表面的多孔结构设计以及牙冠部的基台设计。采用SLM技术和生物相容性钛合金(Ti6Al4V)粉末进行制造。结果设计得到的个性化根形多孔钛种植体模型,其表面多孔层厚度为0.5 mm,孔径0.5 mm,孔隙率为70%,多孔层内部为缩小的根形实心结构。3D打印制造的成品形态与设计模型一致,其颈部以下外形也与拔除的患牙一致。结论利用3D打印技术制造个性化多孔钛种植体可能成为即刻种植的一种方法,因其与牙槽窝的适合性,相比较于传统的即刻种植能够缩短治疗周期,但是否能够达到良好的骨结合尚需进一步实验验证。

固位结构的位置与基部宽度对个性化根形种植体影响的三维有限元分析

目的 利用三维有限元分析方法研究不同位置和基部宽度的固位结构在即刻负载下对个性化根形种植体(root analogue implants,RAI)生物力学的影响,为RAI的临床设计提供参考。方法 研究在中国医科大学附属口腔医院干诊科进行。应用计算机辅助设计(computer aided design,CAD)软件建立包含下颌第一前磨牙RAI的下颌骨三维有限元模型,在RAI表面局限于近远中区域设置固位结构,所有固位结构的凸起高度均为0.2 mm。根据固位结构的位置不同将模型分为2组,其中A组固位结构分别设置于根颈1/3与根中1/3交界处,以及根中1/3与根尖1/3交界处;B组在根颈1/3、根中1/3及根尖1/3中点处各设置1个固位结构。每组根据基部宽度的不同(0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mm)建立7个实验模型,记为M1~M7;未设计固位结构的标准RAI作为空白对照模型,记为M0。分别将129 N的垂直载荷及与RAI轴线成30°角的颊舌向载荷作用于RAI基台中心,分析2组不同模型的应力分布、最大von Mises应力、最大位移和共振频率。结果 所有模型的骨皮质应力峰值均出现在RAI颈部周围;除了M1模型的骨松质最大应力在固位结构处以外,其他模型的骨松质最大应力均位于RAI根尖部。在相同载荷条件下,A组M1~M7模型的RAI最大位移均大于M0模型,B组M2~M7模型的RAI最大位移均小于M0模型。在相同载荷及相同基部宽度条件下,A组模型RAI的最大位移均大于B组模型,而A组模型的共振频率均远低于B组模型。与M0模型相比,M1模型骨松质与骨皮质的最大von Mises应力及RAI的最大位移均显著增加,共振频率均显著降低;在M1~M4模型中随着固位结构基部宽度的增加,RAI周围骨组织的最大von Mises应力与RAI的最大位移均显著降低,在M5~M7模型中RAI的最大位移随着固位结构基部宽度的增加而增大,而RAI周围骨组织的最大von Mises应力基本不受基部宽度变化的影响;在RAI的共振频率方面,相同载荷条件下RAI的轴向共振频率大于颊舌向,在M1~M3模型中RAI的共振频率随着固位结构基部宽度的增加而增大,而M4~M7模型随之降低。结论 在RAI表面局限于近远中区域的根颈1/3、根中1/3及根尖1/3中点处各设置1个固位结构更有利于减少RAI的最大位移,增加其共振频率;当固位结构基部宽度为1.4 mm时,相对于其他宽度可能更有利于减小RAI周围骨组织的应力及提高RAI的初期稳定性。

个性化根形种植体的相关研究及临床应用进展

个性化根形种植体是根据患牙牙根形态进行个性化制作的种植体,其形态与牙槽窝相匹配,在拔牙后无需备洞即可植入,具有即刻、微创、初期稳定性好、美观效果佳、生物力学相容性好等特点。随着锥形束CT、计算机辅助设计与计算机辅助制作、3D打印技术及口腔材料学等的迅速发展,个性化根形种植体也获得了可观的进展。文章回顾了个性化根形种植体的发展历史、3D打印技术及其临床应用等情况,以期为个性化根形种植体的未来研究方向提供参考。