[发明专利]金属3D打印制备功能梯度牙种植体方法

说明书

一种金属3D打印制备功能梯度牙种植体方法，基于牙种植体三维模型，由内而外依次以激光熔融沉积技术(LMP)打印出功能梯度材质的牙根和单一材质的基台部分；本发明通过一体成型牙根和基台，解决因机械结合不牢导致的微动磨损和松动而导致的微泄露；可有有效的缓解传统Ti6Al4V合金牙根高模量所引起的应力屏蔽现象和有毒元素Al、V的释放，同时牙根和基台的一体化可以有效保证牙根‑基台结合的机械稳定性和生物力学稳定性。

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械领域的技术，具体是一种金属3D打印制备功能梯度牙种植体方法。

背景技术

牙种植体以特定方式从里到外固定在颌骨上，根据其服役情况，其植入颌骨内的部分与颌骨外的部分所要求的性能是不同的。内部应具有良好的成骨性、无毒性和与自然骨相匹配的弹性模量，外部应具有足够的力学强度承受咬合力。目前，临床上种植体和基台都是都过机械连接方式结合在一起，当种植体上部结构在咬合力的长期作用下产生微动，使得种植体与基台之间产生微间隙，进而导致微渗漏而增加软组织炎症的风险。

临床上广泛使用的牙种植体材料为CP-Ti和Ti6Al4V合金，但在长期使用过程中，伴随牙根的腐蚀磨损现象，Ti6Al4V合金中的Al和V元素的持续释放可能会引起炎症和神经系统疾病。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种金属3D打印制备功能梯度牙种植体方法，通过一体成型牙根和基台，解决因机械结合不牢导致的微动磨损和松动而导致的微泄露。本发明可有有效的缓解传统Ti6Al4V合金牙根高模量所引起的应力屏蔽现象和有毒元素Al、V的释放，同时牙根和基台的一体化可以有效保证牙根-基台结合的机械稳定性和生物力学稳定性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种金属3D打印的功能梯度牙种植体的制造方法，基于牙种植体三维模型，由内而外依次以激光熔融沉积技术(LMP)打印出功能梯度材质的牙根和基台部分。

所述的牙种植体三维模型，通过三维CT扫描口腔中缺失牙的部分，从而获取所述牙种植体本体的基础三维外形数据，并增加基台的三维外形数据，重构出完整的牙种植体三维模型。

所述的打印，在惰性气体的环境下打印；优选为在充有惰性气体且氧含量50ppm以下的环境箱内采用双料筒的同轴送粉方式进行打印。

所述的功能梯度材质，通过调节送粉速度控制，依次采用预合金化的Ti6Al4V粉末、Ti6Al4V粉末和β钛合金的混合粉末以及β钛合金粉末打印出牙根的内部、过渡区域和外部。

所述的Ti6Al4V和β钛合金粉末预先经烘烤以提高粉末流动性，优选为真空箱中烘烤1小时。

所述的基台部分，采用但不限于预合金化的Ti6Al4V合金粉末。

本发明涉及上述方法制备得到的金属3D打印的功能梯度牙种植体，包括：由内而外一体成型的基台结构和功能梯度结构的牙根，其中：牙根直接固定在颌骨上，牙冠固定在基台上。

所述的功能梯度结构包括：Ti6Al4V合金的内部以及β钛合金的外部。

技术效果

与现有技术相比，本发明牙根采用Ti6Al4V合金和低模量高耐蚀无毒β钛合金构成的功能梯度结构，既保持了其满足使用条件下的高强度要求同时解决了Ti6Al4V高模量导致的应力屏蔽效应和长期服役下Al、V等有毒元素的释放问题；采用金属3D打印技术实现牙根与基台的一体化和个性化制造，克服了传统牙种植体牙根-基台之间由于接触不牢和微动磨损所导致的松动和微渗漏问题。

附图说明

图1为本发明一体化功能梯度牙种植体示意图；

图中：1基台、2牙根内部、3牙根过渡区域、4牙根外部；