基于CAD/CAE/CAM种牙器械的开发及应用研究

• 作 者: 张海霞
• 机 构: 同济大学
• 出 处: 同济大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: 三维重建 仿真分析 牙槽突牵引器 种植牙根 定位导向模板 牙槽骨 种植体 数控加工 种牙器械

口腔颌面部承担着咀嚼、语音、美观等重要生理功能，直接影响着人的身心健康。如何预防牙病以保证自己拥有一副健康漂亮的牙齿是大家普遍关心的问题。但是牙齿损伤现象比较严重，龋病、牙髓炎、牙周炎等牙齿疾病症状经常困扰人类，严重时会引起牙齿缺失。创伤性的外伤，肿瘤切除，或者是牙齿缺少或老龄引起的整体性萎缩可能造成牙槽骨的缺损。因此开发和研究对牙齿修复有效的种牙器械具有非常重要的意义。
本文结合上海市同济大学的附属东方医院合作的上海市卫生局青年科研基金项目、浦东新区社发局科研基金项目开展了应用于口腔的种牙器械的开发和应用研究，主要解决牙槽突骨量不足和种植人工牙根的问题。
本文首先结合医学常识考证了正常牙槽突骨的生长状态，即在生长过程中向外侧偏移；利用成骨牵引法可解决牙槽突骨量不足的问题，为克服目前广泛使用的垂直牵引器所存在的缺陷，需要开发新型牙槽突牵引器以满足对牵引有特殊要求的牙槽突；在设计过程中首先对CT扫描的数据进行三维重建，然后根据牙槽突的特征应用I-DEAS软件设计出符合特殊要求的牙槽突牵引器；而后通过计算确定牙槽突牵引器的基本尺寸和运动机构，并确定加工材料；针对医学器械的特殊要求和实际应用场合建立仿真模型进行牵引器牵引过程的仿真分析为医生制订手术方案提供支持，并进行牵引过程的工况分析以验证牵引器结构的合理性和可行性；最后进行牵引器的实际加工。种植人工牙根最重要的问题则是解决种植体位置的准确性，结合现代CT扫描技术可得到要种植牙根的牙槽骨的轴位断层图像，进行三维重建，而后调整并确定种植体的空间位置；设计紧贴于牙槽骨表面的定位导向模板，该模板在牙种植区安置后借助牙槽骨面和邻牙牙冠牙颌面与轴面建立共同支持的固位方式；从牙槽骨的轴位断层图像中提取牙齿及骨组织的边界轮廓线，给定每层的高度和宽度，并将这些断层进行叠加，得到定位导向模板的三维模型，进行数控加工；最后应用于临床实验。