一种个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法及其应用

摘要

本发明提出了一种个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法及其应用。通过扫描、获取数据、设计、制作、灭菌步骤完成个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量。本发明的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块可以应用于制备用于口腔种植骨增量的骨块。本发明的制备方法制得的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块通过人工骨粉或者自体骨碎屑填充骨块和骨缺损区的贴合面空隙，可以实现与患者骨缺损区域的完全匹配，兼顾三维位置的骨缺损，同时兼顾骨高度和骨宽度的恢复。尤其适用于制备骨缺损区域复杂的骨增量的骨块。

说明书

技术领域

本发明属于医疗技术领域，具体涉及一种个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法及其应用。

背景技术

骨增量问题一直是种植修复的热点、难点问题。外伤、牙拔除术、牙周病、颌骨病变等都会导致牙槽骨高度、宽度的不同程度丧失。这些患者进行种植手术时都需要相应的植骨手术。常用的骨增量手段有引导骨再生、骨挤压、骨劈开、上颌窦提升、自体骨块移植等，它们有各自的适应证适应症和限制。引导骨再生、骨挤压、骨劈开单独使用或联合应用，都需要牙槽嵴宽度在3 mm以上，且主要针对水平骨量缺损。对于牙槽骨宽度在3mm以下的严重牙槽嵴缺损，需要使用自体骨块移植技术进行骨增量。

除了骨增量技术，植骨材料的应用研究也逐渐深入。包括自体骨块移植是公认的植骨金标准，无免疫排斥，兼具骨引导、骨诱导、骨生成三大功能，但是自体骨块移植手术创伤大，术后恢复慢，骨块吸收速率过快，且感染几率增大，骨块易暴露，易损伤颏神经；同种异体骨的骨源较为丰富，在临床上也有较广泛的应用，；异体骨如煅烧小牛骨，有效成分是羟基磷灰石（HA），是从牛骨提取的具有多孔性、骨引导性和骨诱导作用的物质。本发明的骨增量方法是利用珊瑚羟基磷灰石（CHA）制备的人工骨块实现口腔种植中的骨增量。

发明内容

本发明的目的是提供一种个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法及其应用，解决口腔种植中严重骨缺损的骨增量问题。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

提供了一种个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法，包括以下步骤：

（1）扫描：拍摄患者口腔CBCT，获得CBCT扫描数据；

（2）获取数据：将步骤（1）中获得的CBCT扫描数据导入编辑软件，用三维重建功能建立影像，获取骨缺损区域数据；

（3）设计：将步骤（2）中获得的骨缺损区域数据导入设计软件，对骨缺损区域进行三维建模，预留固定孔，生成骨块效果图及设计数据；

（4）制作：将步骤（3）中获得的设计数据导入加工机器，选取合适尺寸的珊瑚羟基磷灰石成品骨块，获得个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块；

（5）灭菌：对步骤（4）制得的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块进行灭菌处理。

进一步的，所述步骤（2）中的编辑软件包括Mimics，所述步骤（3）中的设计软件包括3Shape。

进一步的，所述步骤（3）中的固定孔大小与钛钉匹配，数量为1~15个。

进一步的，所述步骤（3）还包括预留填充空隙，接触面做平缓处理。

进一步的，所述步骤（4）中加工机器为切削加工机器。

进一步的，所述固定孔为穿透孔。

进一步的，所述预留填充空隙用人工骨粉或者自体骨碎屑填充。

进一步的，所述个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法还包括所述个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块表面覆盖可吸收生物膜或PRF膜。

本发明提供了所述的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法中制得的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块。

本发明还提出了所述个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块在制备用于骨增量的人工骨块中的应用。

进一步的，所述人工骨块为牙槽骨。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：

本发明的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块的口腔种植骨增量方法及其应用，个性化体现在形状上相比成品异种骨块，通过设计制作个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块；实现与患者骨缺损区域的完全匹配，兼顾三维位置的骨缺损，同时兼顾骨高度和骨宽度的恢复。材料上采用珊瑚羟基磷灰石的骨块，人工骨粉或者患者自体骨碎屑填充植骨块与组织面的贴合面，表面覆盖可吸收生物膜；既保留了珊瑚羟基磷灰石的独特优势，又可促进骨缺损愈合。且预留固定孔，有效避免成品异种骨块打孔时易碎裂的缺点，可以达到更好的骨增量效果，同时避免使用自体骨块取骨带来的创伤、疼痛、损伤神经等问题。本发明避免了成品异种人工骨块边缘与周边不协调，受到外力可能引发的术后骨块碎裂的情况，又能起到很好的形态支撑作用，其本身多孔隙的结构作为支架又能很好的骨引导作用。

附图说明

图1是患者一术前CBCT图；其中A：唇侧位；B：舌侧位；C：45º位。

图2是患者一个性化定制CHA人工骨块的设计示意图，其中，A：正视图；B：后视图；C：右视图；D：仰视图。

图3是患者一个性化定制CHA人工骨块与骨缺损区的匹配图；其中，A：正面唇侧位；B：正面舌侧位；C：仰45º唇侧位；D：仰45º舌侧位；E：左侧位。

图4是患者二术前CBCT图；其中A：正位；B：右侧位；C：45º位。

图5是患者二个性化定制CHA人工骨块的设计示意图，其中，A：正视图；B：左视图；C：仰视图。

图6是患者二个性化定制CHA人工骨块与骨缺损区的匹配图；其中，A：正面唇侧位；B：侧位；C：45º位。

图7是患者三术前CBCT图；其中A：正位；B：侧位；C：45º位。

图8是患者三个性化定制CHA人工骨块的设计示意图，其中，A：正视图；B：右视图；C：仰视图。

图9是患者三个性化定制CHA人工骨块与骨缺损区的匹配图；其中，A：正面唇侧位；B：侧位；C：45º位。

图10是本发明制得的个性化CHA人工骨块，其中，A为实施例3制得的人工骨块；B为实施例4制得的人工骨块。

具体实施方式

下述实施方式更好地说明本发明内容。但本发明不限于下述实施例。

本发明以珊瑚羟基磷灰石（CHA）为原料，获取患者口腔CBCT，运用相关软件及设备，如Mimics软件、3Shape软件、西诺德三维数控齿科专业机床等，设计出与骨缺损区匹配的骨块形态并切削加工制作，然后经过专业灭菌、消毒，检测合格后应用于临床中。

植骨材料的选择：

同种异体骨的骨源较为丰富，没有骨生成的潜能，但是仍然具有较好的骨传导和骨诱导特性，但是存在植骨延迟愈合、不愈合、免疫排斥反应等，同种异体移植感染率约1.2%~9%。

羟基磷灰石（HA）是从牛骨提取的具有多孔性、骨引导性和骨诱导作用的物质，有效成分主要为羟基磷灰石，其类似自然骨的微孔结构可有效支持和引导新生骨向纵深生长，其缓慢吸收及多孔结构为新骨和新生血管长入提供支架，是骨缺损修复的良好材料。

珊瑚羟基磷灰石（CHA）具有良好的生物相容性、骨传导行、无免疫原性等独特优势，作为颗粒状形态进行引导骨再生具有良好效果。但是成品的块状珊瑚羟基磷灰石质地较脆，很难使用钛钉固位，容易发生骨块碎裂的情况，且形态单一，无法与缺损部位实现完美贴合，也无法同时恢复骨高度和骨宽度。

本发明中采用珊瑚羟基磷灰石作为植骨材料，并通过具体设计避免其使用缺点，提高使用效果。

实施例1

1. 扫描：拍摄患者骨缺损部位Cone Beam CT（CBCT），从CBCT软件中导出Dicom格式的CBCT扫描数据，获得CBCT扫描数据。

2. 获取数据：将步骤（1）中获得的CBCT扫描数据导入编辑软件（如Mimics软件），选择三维重建功能重建出患者的颌骨影像，选定骨缺损区域，并删除其他不需要的区域，将文件保存为STL格式。

3. 设计：将保存为STL格式的文件导入设计软件（如3Shape软件），针对骨缺损区域进行三维建模（近远中、颊舌向、垂直向），为避免固定时打孔造成骨块碎裂，根据患者情况预留适量与固位钛钉匹配的固定孔（穿透孔），一般预留1~15个，出现骨缺损区域复杂的部位，植骨块与组织面贴合度不好的情况，考虑将个性化骨块设计轻薄一些，人工骨块体积小于骨缺损区域体积，接触面预留空隙，复杂表面做平缓处理，生成个性化骨块效果图及设计数据，以恢复骨缺损区域（高度和宽度）。

4. 制作：将设计数据导入制作切削加工机器（西诺德三维数控齿科专业机床），选择尺寸大小合适的标准形态珊瑚羟基磷灰石（CHA）成品骨块，按照设计方案将骨块进行切削加工，制成个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块，用于骨缺损的恢复。

5. 灭菌：将制作完成的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块进行专业灭菌处理。

6. 安装（临床应用）：使用钛钉通过预留的固定孔将灭菌后的人工骨块固定在骨缺损区，根据匹配情况对人工骨块微调，根据手术情况，选用预留的固定孔进行固定；人工骨块与软组织接触的表面覆盖可吸收生物膜（或PRF膜），促进骨缺损愈合，植骨块与组织面之间的空隙填充人工骨粉或者患者自体骨碎屑，实现珊瑚羟基磷灰石材料与缺损部位完美贴合。

实施例2

1. 扫描：拍摄患者一骨缺损部位Cone Beam CT（CBCT），如图1所示，11、12位缺失，骨缺损严重，牙槽骨严重骨缺损，从CBCT软件中导出Dicom格式的CBCT扫描数据，获得CBCT扫描数据。

2. 获取数据：将步骤（1）中获得的CBCT扫描数据导入编辑软件（如Mimics软件），选择三维重建功能重建出患者的颌骨影像，选定骨缺损区域，并删除其他不需要的区域，将文件保存为STL格式。

3. 设计：将保存为STL格式的文件导入设计软件（如3Shape软件），针对骨缺损区域进行三维建模，预留3个固定孔，固定孔直径1.6mm，人工骨块体积小于骨缺损区域体积，接触面预留空隙，复杂表面做平缓处理，生成个性化骨块效果图及设计数据如图2。

4. 制作：将设计数据导入西诺德三维数控齿科专业机床，选择尺寸大小合适的标准形态珊瑚羟基磷灰石（CHA）成品骨块，按照设计方案将骨块进行切削加工，制成个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块，用于骨缺损的恢复。

5. 灭菌：将制作完成的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块进行专业灭菌处理。

6. 安装（临床应用）：使用钛钉通过预留的固定孔将灭菌后的人工骨块固定在骨缺损区，根据匹配情况对人工骨块微调，匹配情况如图3所示，人工骨块与软组织接触的表面覆盖可吸收生物膜（或PRF膜），促进骨缺损愈合，植骨块与组织面之间的空隙填充人工骨粉或者患者自体骨碎屑，实现珊瑚羟基磷灰石材料与缺损部位完美贴合。

实施例3

1. 扫描：拍摄患者二骨缺损部位Cone Beam CT（CBCT），如图4所示，13-23位骨缺损，牙槽骨严重骨缺损，从CBCT软件中导出Dicom格式的CBCT扫描数据，获得CBCT扫描数据。

2. 获取数据：将步骤（1）中获得的CBCT扫描数据导入编辑软件（如Mimics软件），选择三维重建功能重建出患者二的颌骨影像，选定骨缺损区域，并删除其他不需要的区域，将文件保存为STL格式。

3. 设计：将保存为STL格式的文件导入设计软件（如3Shape软件），针对骨缺损区域进行三维建模，预留8个固定孔，固定孔直径1.6mm，人工骨块体积小于骨缺损区域体积，接触面预留空隙，复杂表面做平缓处理，生成个性化骨块效果图及设计数据如图5。

4. 制作：将设计数据导入西诺德三维数控齿科专业机床，选择尺寸大小合适的标准形态珊瑚羟基磷灰石（CHA）成品骨块，按照设计方案将骨块进行切削加工，制成个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块（如图10A所示），用于骨缺损的恢复。

5. 灭菌：将制作完成的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块进行专业灭菌处理。

6. 安装（临床应用）：使用钛钉通过预留的固定孔将灭菌后的人工骨块固定在骨缺损区，根据匹配情况对人工骨块微调，匹配情况如图6所示，人工骨块与软组织接触的表面覆盖可吸收生物膜（或PRF膜），促进骨缺损愈合，植骨块与组织面之间的空隙填充人工骨粉或者患者二自体骨碎屑，实现珊瑚羟基磷灰石材料与缺损部位完美贴合。

实施例4

1. 扫描：拍摄患者三骨缺损部位Cone Beam CT（CBCT），如图7所示，14、15位骨缺损，从CBCT软件中导出Dicom格式的CBCT扫描数据，获得CBCT扫描数据。

2. 获取数据：将步骤（1）中获得的CBCT扫描数据导入编辑软件（如Mimics软件），选择三维重建功能重建出患者三的颌骨影像，选定骨缺损区域，并删除其他不需要的区域，将文件保存为STL格式。

3. 设计：将保存为STL格式的文件导入设计软件（如3Shape软件），针对骨缺损区域进行三维建模，预留2个固定孔，固定孔直径1.6mm，人工骨块体积小于骨缺损区域体积，接触面预留空隙，复杂表面做平缓处理，生成个性化骨块效果图及设计数据如图8。

4. 制作：将设计数据导入西诺德三维数控齿科专业机床，选择尺寸大小合适的标准形态珊瑚羟基磷灰石（CHA）成品骨块，按照设计方案将骨块进行切削加工，制成个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块（如图10B所示），用于骨缺损的恢复。

5. 灭菌：将制作完成的个性化珊瑚羟基磷灰石人工骨块进行专业灭菌处理。

6. 安装（临床应用）：使用钛钉通过预留的固定孔将灭菌后的人工骨块固定在骨缺损区，根据匹配情况对人工骨块微调，匹配情况如图9所示，人工骨块与软组织接触的表面覆盖可吸收生物膜（或PRF膜），促进骨缺损愈合，植骨块与组织面之间的空隙填充人工骨粉或者患者三自体骨碎屑，实现珊瑚羟基磷灰石材料与缺损部位完美贴合。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。