[发明专利]具有PEKK支撑固定单元与组织工程生长单元的下颌骨植入体制作方法及植入体

摘要

一种具有PEKK支撑固定单元与组织工程生长单元的下颌骨植入体的制作方法，所述方法包括以下步骤1)图像采集及三维模型建立2)塑型单元及固定单元设计3)支撑单元设计4)生长单元设计5)个性化复合结构植入体的装配6)个性化复合结构植入体的制作7)体外培养。本发明提供了一种从咬合功能重建出发、具有能提供足够的力学强度来维持结构完整性的PEKK材料的塑型单元、固定单元及支撑单元、以及能够引导新骨生成的内部可降解支架的生长单元共同组成的个性化复合结构植入体的制作方法和植入体。

主权项

一种具有PEKK支撑固定单元与组织工程生长单元的下颌骨植入体的制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)图像采集及三维模型建立：①对患者下颌骨进行影像数据采集并将采集的影像数据存储到存储设备；②重建患者的下颌骨模型：根据患者下颌骨的影像数据进行下颌骨模型的三维重建，并确定患者下颌骨的病变区域；③截除病变区域颌骨：根据三维下颌骨模型上的病变区域，将患者下颌骨的病变区域完整切除得到缺损区域；④利用镜像技术，将待修复下颌骨的健侧部位对称到缺损区域，构建出修复后的完整下颌骨以及分离出的复合结构植入体的初始结构；⑤分割复合结构植入体的初始结构，根据量取的皮质骨厚度，将其分成皮质骨模型与松质骨模型两部分；2)塑型单元及固定单元设计:①以镜像技术得到完整下颌骨为基础，构建有限元模型，将升颌肌群以一定刚度的弹簧代替，在复合结构植入体的初始结构上施加咬合力，进行有限元计算后，得到完整下颌骨的应力和应变分布，以及复合结构植入体的初始结构的应力和应变分布；②以复合结构植入体的初始结构中的皮质骨模型为基础，根据完整下颌骨有限元分析得到的应变分布，并确定复合结构植入体的塑型单元的厚度；③以完整下颌骨应变分布为基础，确定复合结构植入体的固定单元的厚度，按其拉伸应变方向设计固定单元，固定单元上的固定孔的位置需避开周围健康牙齿的牙根及下颌神经管；3)支撑单元设计：①有限元模型的建立将复合结构植入体的初始结构的皮质骨模型、松质骨模型及固定单元完成网格划分后，设置相应的骨材料属性及边界条件，设定分析步，施加相应的力学加载，完成有限元模型的建立；②拓扑优化设计采用有限元前处理软件，以最小化柔度为优化目标、结构体积分数作为优化的约束条件，采用变密度法进行拓扑优化设计，得到复合结构植入体的支撑单元；4)生长单元设计根据去除支撑单元后剩余的松质骨模型，设置相应的3D打印机型号和打印材料后，添加预先设计好的可降解多孔单元体，并预留出下颌神经管的位置，得到可降解组织工程支架也就是生长单元的结构模型；5)个性化复合结构植入体的装配将生长单元套装在支撑单元外，塑型单元套装在生长单元外，固定单元同时与支撑单元、塑型单元相连接，得到个性化复合结构植入体。