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创想三维:研究人员利用3D打印机再生移植物用于牙槽嵴增强

文章来源:深圳市创想三维科技有限公司人气:471发表时间:2019-04-28 17:30:39

       在阿姆斯特丹大学,研究人员在牙齿脱落或其他更重要的健康问题上将采用新的加强牙槽嵴的新方法来重建牙科。在模拟牙槽嵴增强的3D打印树脂移植替代品的边缘和内部适应性体外试验研究中,作者CC Stoop K、Chatzivasileiou、WER Berkhout和D. Wismeijer解释了他们为骨再生新设计的3D打印移植物。


阿姆斯特丹大学

阿姆斯特丹大学远景


       3D打印技术关键在于定制 ,它可以使用移植物进行患者特异性治疗,以适用于萎缩性牙槽嵴的水平和垂直增强。通过将CT扫描转换为用于创建完全定制的移植物的数据,预计治疗时间将减少并且再生的机会更大。这项创新突出了植入物和修复术越来越依赖于解决牙齿脱落后的外观和咀嚼问题。从历史上看,牙科植入物在没有广泛定制能力的情况下可能具有挑战性,甚至在更多患者特异性治疗的情况下,成功植入和再生也存在许多障碍。


(A)CAD下颌骨模型的正面视图(B)CAD大下颌骨移植物的后视图 (C)安装在下颌骨受体部位的移植物的正面图 (D)拟合移植物的正面CBCT视图


       留下的骨量在成功中起着重要作用,包括所涉及的缺陷类型。无论是牙龈疾病、囊肿、肿瘤、拔牙还是口腔或下颌的创伤。缺陷还有一系列不同的类别,最糟糕的情况是同时发生水平和垂直缺陷。

       “在垂直和水平骨骼尺寸发生重大变化的情况下,没有增强手术的牙种植体的放置可能非常复杂甚至不可能,”研究人员表示。

       引导骨再生通常是一个漫长的过程,外科医生依赖于生物和机械特性的混合物。自体骨块通常用于外科手术,移植物固定在脊上或带蒂和内部松质骨之间。研究人员表示,成功通常依赖于块的整合以及移植物边缘的平滑程度,稳定性和形状:

       研究人员表示,“理想的生物材料应该定制,以便容易地放在相应的骨缺损上或进入相应的骨缺损,并允许适当的固定。”移植物的最佳形状可能具有以下优势:(A)更快的外科手术,(B)更好的嫁接部位愈合,(C)降低围手术期和术后并发症的风险,(D)骨增强手术的成功率更高,(E)患者满意度更高。


具有小缺陷的虚拟3D模型的代表性侧视图


       “骨移植物的成形可能是复杂的并且需要有丰富的经验。如果没有适当的专业知识,治疗可能会失败。因此,临床需要定制生物材料,以适应患者的骨骼缺陷,”作者说。

       通过CAD设计提供的选项,可以更仔细地检查骨缺损,并且可以在手术前创建定制的精确移植物。整个过程更加简化,外科手术程序更快,患者周围更好的体验。

       来自阿姆斯特丹牙科学术中心(ACTA)的口腔种植学和假肢牙科诊所的6名患者参与了该研究,研究人员评估了每个人的锥形束计算机断层扫描(CBCT)数据集,并用植入物进行治疗和增强骨块。患者均表现为:部分齿状、上颌骨垂直和水平缺损综合(3例)、下颌骨垂直和水平缺损综合(3例)。


3D模型

具有大缺陷的虚拟3D模型的横向视图


       为每位患者的下颌完成3D重建,并将数据导入Meshmixer进行设计:

       研究人员说:“在颌骨无牙颌部分,每个颌骨模型都分别定义了萎缩性骨区域,由于骨质流失,不可能在这部分颌骨上植入种植体。通过制作颌骨的原始形状,可以直接在3D项目的表面上手动绘制定制的移植物。”

       模型和移植物之间的空隙界面设置为0mm。根据缺失牙齿的数量将模型(n = 6)均分为两组,分为小缺陷或大缺损。在Form2 3D打印机上完成3D打印,具有以下设置:

       打印分辨率设置为100微米。为了使程序标准化,每个移植物和模型分别3D打印在构建平台的中心,具有135度的构建角度。打印支撑件设置在外部轮廓上,以防止它们中断关键的内部区域。打印完成后,将物体在两个单独的90%异丙醇浴中洗涤两次(每次10分钟),并根据制造商的方案,使用405nm灯箱在45°下后固化30分钟。

       在体外评估移植物,每个移植物用作缺陷的匹配。研究人员表示,大缺陷移植物不需要任何进一步的精炼,而小缺陷移植物在手动平滑底切后需要进行一些努力。该研究的结果是成功的,即可以设计和3D打印移植牙槽骨增强。然而,研究人员表示,该过程的工作流程需要在临床环境中进行验证;此外,必须确保“适当的血管化”。

       还必须进一步分析材料以下内容:

       1、生物相容性 2、骨传导 3、表面孔隙率 4、表面化学 5、组织粘合 6、材料强度 7、降解率


模型和移植物之间的空隙的蓝色和橙色体积


       移植物的边缘配合优于内部配合,而平均空隙尺寸似乎与移植物的缺损类型相关。研究人员总结说,需要进一步用3D打印机打印骨替代物进行体外研究来验证这种牙槽骨增强的数字化工作流程。

       虽然3D打印已经渗透到如此众多的复杂工业应用中,但许多人可能会惊讶地发现它可能会改善牙齿、嘴巴和下颌有关的问题。但正如技术变得越来越先进,周围的人可以使用世界上更好的牙科产品和工艺,包括正畸矫正器,可摘局部义齿和实验室可用的高性能牙科3D打印机等物品。

       来源:创想三维 https://www.cxsw3d.com/

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