[发明专利]一种NiTi记忆合金梯度多孔个性化种植牙及制造方法

说明书

本发明公开了一种NiTi记忆合金梯度多孔个性化种植牙及制造方法，方法包括：对获得的患牙数据进行网格调整以及曲面拟合，得到具有较为光滑的患牙模型。采用截平面将牙冠部分与牙根部分进行分开，在种植牙牙根顶部根据所需固位力设计基台，牙根底部分布着梯度多孔结构，牙根采用具有记忆效应的NiTi记忆合金3D打印制造，经训练后具有记忆效应。牙根在体温相变温度点下发生相变产生变形，牙根顶部基台和牙根底部植入部分具有自膨胀效应，可实现牙根自动充满牙床并带有预紧力。种植牙布置BCC多孔结构和负泊松比多孔结构由于两种结构在相变时产生的横向变形差异，种植牙体底部产生不连续变形，形成类螺纹结构，增加接触面积，且起到固定作用，使种植牙不易发生松动。

技术领域

本发明属于种植牙的技术领域，涉及一种NiTi记忆合金梯度多孔个性化种植牙及制造方法。

背景技术

所谓4D打印技术，就是在传统3D打印的概念中加入了“时间”元素，被打印物体可以随着时间的推移而在形态上发生自我调整。这项技术甚至不需要打印机器，就可以直接让材料快速成型，堪称革命性技术。4D打印技术将可以应用到家具、自行车、汽车甚至是医疗领域。

NiTi记忆合金由于具有形状记忆效应及超弹性行为，在生物医疗,航空航天,智能机器人等方面得到了广泛的应用。选区熔化3D打印具有记忆效应的NiTi记忆合金种植牙形成了一种新型4D种植牙技术。

NiTi记忆合金由于具有形状记忆效应及超弹性行为，在生物医疗,航空航天,智能机器人等方面得到了广泛的应用。传统种植牙一般选用标准化的螺纹植入方式，植入体为标准化的金属部件，无论是表面结构外形还是组成上都与自然牙根有着非常大的区别，螺钉式的植入方式会对牙骨槽组织造成非常大的挤压力，且表面光滑不利于骨细胞的快速增长，严重时会导致牙骨槽萎缩。而具有多孔结构的NiTi记忆合金的力学性能和弹性模量与人体硬组织更为接近，多孔结构降低了材料的密度，增加了材料的表面积，连通的孔隙具有类似毛细管的功能，植入后的多孔NiTi记忆合金可以从周围环境中吸收体液并为骨细胞和血管的长入提供必要的空间，便于多孔植入物与周围骨组织的紧密结合。由于NiTi记忆合金自身所具有的超弹性特性，收到压力作用变形后可产生恢复力，利于骨组织力的传递，刺激周围骨的生长。因此，将多孔NiTi记忆合金作为关节植入物以及种植牙等硬组织修复体具有巨大的医学应用潜力。

然而，均匀的多孔结构无法匹配种植牙的力学要求，牙的骨质都是呈现梯度孔径的分布，有利于力的传递以及能量吸收。负泊松比结构是指在受到拉力时,结构在弹性范围内发生横向膨胀,受到压力时,发生横向收缩。由于这种特殊结构决定了其具有良好的能量吸收性能。本发明提出一种具有梯度负泊松比多孔结构NiTi记忆合金种植牙的制造方法，为个性化种植牙的设计提供参考。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种NiTi记忆合金梯度多孔个性化种植牙及制造方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种NiTi记忆合金梯度多孔个性化种植牙的制造方法，包括下述步骤：

S1、利用CT扫描仪采集口腔上颌病患部位的医学影像数据，获得CT数据；

S2、将CT数据导入医用图像处理软件，根据阈值特征，在二维编辑里面对图像进行编辑，编辑完成后，将二维数据转换为三维数据，导出患牙的stl格式文件；

S3、将患牙stl格式文件导入至逆向重构软件，对获得的患牙模型进行网格调整，删除多余的尖角特征，进行平滑处理以及精确曲面拟合，得到光滑且拟合效果较好的患牙stl模型；

S4、将处理好的患牙stl模型导入至图像建模软件中，进行逆向重建与正向设计，利用截平面将牙冠部分与牙根部分进行分开，在牙根顶部根据所需固位力设计具有6°-8°斜度的基台，并利用布尔运算方法将牙冠部分减去对应的基台体积，获得具有匹配度较好的牙冠；