創(chuàng)想三維:研究人員利用3D打印機(jī)再生移植物用于牙槽嵴增強(qiáng)
http://m.mattsalter.com2019年04月30日 10:44教育裝備網(wǎng)
在阿姆斯特丹大學(xué),研究人員在牙齒脫落或其他更重要的健康問題上將采用新的加強(qiáng)牙槽嵴的新方法來重建牙科。在模擬牙槽嵴增強(qiáng)的3D打印樹脂移植替代品的邊緣和內(nèi)部適應(yīng)性體外試驗(yàn)研究中,作者CC Stoop K、Chatzivasileiou、WER Berkhout和D. Wismeijer解釋了他們?yōu)楣窃偕略O(shè)計(jì)的3D打印移植物。
阿姆斯特丹大學(xué)遠(yuǎn)景
3D打印技術(shù)關(guān)鍵在于定制 ,它可以使用移植物進(jìn)行患者特異性治療,以適用于萎縮性牙槽嵴的水平和垂直增強(qiáng)。通過將CT掃描轉(zhuǎn)換為用于創(chuàng)建完全定制的移植物的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)治療時(shí)間將減少并且再生的機(jī)會(huì)更大。這項(xiàng)創(chuàng)新突出了植入物和修復(fù)術(shù)越來越依賴于解決牙齒脫落后的外觀和咀嚼問題。從歷史上看,牙科植入物在沒有廣泛定制能力的情況下可能具有挑戰(zhàn)性,甚至在更多患者特異性治療的情況下,成功植入和再生也存在許多障礙。
(A)CAD下頜骨模型的正面視圖(B)CAD大下頜骨移植物的后視圖 (C)安裝在下頜骨受體部位的移植物的正面圖 (D)擬合移植物的正面CBCT視圖
留下的骨量在成功中起著重要作用,包括所涉及的缺陷類型。無論是牙齦疾病、囊腫、腫瘤、拔牙還是口腔或下頜的創(chuàng)傷。缺陷還有一系列不同的類別,最糟糕的情況是同時(shí)發(fā)生水平和垂直缺陷。
“在垂直和水平骨骼尺寸發(fā)生重大變化的情況下,沒有增強(qiáng)手術(shù)的牙種植體的放置可能非常復(fù)雜甚至不可能,”研究人員表示。
引導(dǎo)骨再生通常是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程,外科醫(yī)生依賴于生物和機(jī)械特性的混合物。自體骨塊通常用于外科手術(shù),移植物固定在脊上或帶蒂和內(nèi)部松質(zhì)骨之間。研究人員表示,成功通常依賴于塊的整合以及移植物邊緣的平滑程度,穩(wěn)定性和形狀:
研究人員表示,“理想的生物材料應(yīng)該定制,以便容易地放在相應(yīng)的骨缺損上或進(jìn)入相應(yīng)的骨缺損,并允許適當(dāng)?shù)墓潭。”移植物的最佳形狀可能具有以下?yōu)勢(shì):(A)更快的外科手術(shù),(B)更好的嫁接部位愈合,(C)降低圍手術(shù)期和術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn),(D)骨增強(qiáng)手術(shù)的成功率更高,(E)患者滿意度更高。
具有小缺陷的虛擬3D模型的代表性側(cè)視圖
“骨移植物的成形可能是復(fù)雜的并且需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)。如果沒有適當(dāng)?shù)膶I(yè)知識(shí),治療可能會(huì)失敗。因此,臨床需要定制生物材料,以適應(yīng)患者的骨骼缺陷,”作者說。
通過CAD設(shè)計(jì)提供的選項(xiàng),可以更仔細(xì)地檢查骨缺損,并且可以在手術(shù)前創(chuàng)建定制的精確移植物。整個(gè)過程更加簡(jiǎn)化,外科手術(shù)程序更快,患者周圍更好的體驗(yàn)。
來自阿姆斯特丹牙科學(xué)術(shù)中心(ACTA)的口腔種植學(xué)和假肢牙科診所的6名患者參與了該研究,研究人員評(píng)估了每個(gè)人的錐形束計(jì)算機(jī)斷層掃描(CBCT)數(shù)據(jù)集,并用植入物進(jìn)行治療和增強(qiáng)骨塊;颊呔憩F(xiàn)為:部分齒狀、上頜骨垂直和水平缺損綜合(3例)、下頜骨垂直和水平缺損綜合(3例)。
具有大缺陷的虛擬3D模型的橫向視圖
為每位患者的下頜完成3D重建,并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入Meshmixer進(jìn)行設(shè)計(jì):
研究人員說:“在頜骨無牙頜部分,每個(gè)頜骨模型都分別定義了萎縮性骨區(qū)域,由于骨質(zhì)流失,不可能在這部分頜骨上植入種植體。通過制作頜骨的原始形狀,可以直接在3D項(xiàng)目的表面上手動(dòng)繪制定制的移植物!
模型和移植物之間的空隙界面設(shè)置為0mm。根據(jù)缺失牙齒的數(shù)量將模型(n = 6)均分為兩組,分為小缺陷或大缺損。在Form2 3D打印機(jī)上完成3D打印,具有以下設(shè)置:
打印分辨率設(shè)置為100微米。為了使程序標(biāo)準(zhǔn)化,每個(gè)移植物和模型分別3D打印在構(gòu)建平臺(tái)的中心,具有135度的構(gòu)建角度。打印支撐件設(shè)置在外部輪廓上,以防止它們中斷關(guān)鍵的內(nèi)部區(qū)域。打印完成后,將物體在兩個(gè)單獨(dú)的90%異丙醇浴中洗滌兩次(每次10分鐘),并根據(jù)制造商的方案,使用405nm燈箱在45°下后固化30分鐘。
在體外評(píng)估移植物,每個(gè)移植物用作缺陷的匹配。研究人員表示,大缺陷移植物不需要任何進(jìn)一步的精煉,而小缺陷移植物在手動(dòng)平滑底切后需要進(jìn)行一些努力。該研究的結(jié)果是成功的,即可以設(shè)計(jì)和3D打印移植牙槽骨增強(qiáng)。然而,研究人員表示,該過程的工作流程需要在臨床環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證;此外,必須確!斑m當(dāng)?shù)难芑薄?
還必須進(jìn)一步分析材料以下內(nèi)容:
1、生物相容性 2、骨傳導(dǎo) 3、表面孔隙率 4、表面化學(xué) 5、組織粘合 6、材料強(qiáng)度 7、降解率
模型和移植物之間的空隙的藍(lán)色和橙色體積
移植物的邊緣配合優(yōu)于內(nèi)部配合,而平均空隙尺寸似乎與移植物的缺損類型相關(guān)。研究人員總結(jié)說,需要進(jìn)一步用3D打印機(jī)打印骨替代物進(jìn)行體外研究來驗(yàn)證這種牙槽骨增強(qiáng)的數(shù)字化工作流程。
雖然3D打印已經(jīng)滲透到如此眾多的復(fù)雜工業(yè)應(yīng)用中,但許多人可能會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)它可能會(huì)改善牙齒、嘴巴和下頜有關(guān)的問題。但正如技術(shù)變得越來越先進(jìn),周圍的人可以使用世界上更好的牙科產(chǎn)品和工藝,包括正畸矯正器,可摘局部義齒和實(shí)驗(yàn)室可用的高性能牙科3D打印機(jī)等物品。
來源:創(chuàng)想三維 https://www.cxsw3d.com/
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責(zé)任編輯:董曉娟
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