修复一侧下颌骨缺损超过4颗牙位的个性化支架的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及修复一侧下颌骨缺损超过4颗牙位的个性化支架，所述个性化支架包括由具有生物相容性的金属制成的支架本体，所述支架本体为将健康侧的骨骼外形通过镜像或反求工程对称到患侧的外形，内部为网状结构。本实用新型应用镜像或反求获得的支架外形可以针对下颌骨缺未损跨过中心平面的情况较好的恢复患者的外表和容貌，最终使骨缺损部位再生的组织与支架完全形成像钢筋混凝土般结构，在完成种植牙修复后，使患者口腔功能得到完全恢复。
【专利说明】修复一侧下颌骨缺损超过4颗牙位的个性化支架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种下颌骨缺损修复用组织工程支架。
【背景技术】
[0002]近年来，由于肿瘤、感染、交通事故等原因造成的颌面特别是下颌缺损具有逐年增多的趋势，仅在欧洲每年就有150万人需要进行颅颌面外科手术进行骨修复，其中有相当大一部分是下颌骨的手术。
[0003]目前的下颌骨缺损修复手术主要采用自体骨移植和金属修复体植入两种修复方法，自体骨移植修复会造成取骨部位的二次创伤，而且供骨的大小有限，同时植入时由于血管化手术非常困难，造成植入体供血不足，导致自体骨植入体吸收很难控制，影响修复效果。金属板植入修复时，虽然目前根据患者自身骨骼结构的个性化定制技术已经比较成熟，金属植入物的修复能提供支撑，恢复外观，但后期不能进行种植牙，因此不能恢复咬合功能，且植入体内部结构的设计，优化和制造面临着诸多困难，导致植入手术后金属板植入体与周围骨骼的骨结合效果不佳，从而影响长久修复的效果。
[0004]组织工程是应用工程与生命科学的原理与方法来认识哺乳类组织(正常或者病理状态下)的结构与功能的关系，并研制人工生物材料以便修复、维持或改善其功能。组织工程是作为面相移植而产生功能组织和器官的科学和技术，集成了 CT/MRI等图像测量技术、三维重建技术、快速原型技术、材料工程技术、生物工程技术等不同的学科领域。其基本原则是组织可以从病人身上分离出来，在特殊材料制成的组织支架中生长和扩张，最终形成支架引导的三维组织。这样，生成的三维组织可以移植到同一病人中，以替代病变组织的功倉泛。
[0005]组织能够再生主要在于组织支架的结构上的可形成性和支架种子细胞作用下的生物反应器功能。支架由诸如孔、纤维、膜等结构元素通过随机、分形或周期分布规律组合而成，通过工程方法可以被复制和制造。当一个三维组织结构被用于开发人工替代组织时，可以对支架结构中的生物材料进行工程结构设计，以优化结构并满足一定的营养条件。但目前的组织工程在干细胞技术基础上的修复由于支架材料都采用可吸收材料，吸收较快不能提供很好的力学支撑，只能修复小于3cm缺损，不能修复超过4颗牙位(大于3cm)的缺损，特别是下颌骨缺损跨过中心平面的缺损的修复。
[0006]下颌缺损修复的难点在于修复手术必须恢复患者容貌和咀嚼功能，因此组织工程技术对支架和植入体的外形、材料和结构有特殊要求，目前用于一侧下颌骨缺损超过4颗牙位即3cm以上的创伤缺损的下颌骨的修复领域中还没有成熟的技术可供应用。
实用新型内容
[0007]针对目前下颌骨缺损修复中存在的问题，本实用新型提供一种新型的用于下颌骨一侧下颌骨缺损超过4颗牙位的个性化组织工程三维网状金属支架，其与病人面部结构相匹配，诱导新骨生长实现牙的修复和患者面容的恢复。
[0008]修复一侧下颌骨缺损超过4颗牙位的个性化支架，其特征在于所述个性化支架包括由具有生物相容性的金属制成的支架本体，所述支架本体为将健康侧的骨骼外形通过镜像方法或反求工程法对称到患侧的外形，内部为网状结构。
[0009]所述网状结构以笛卡尔正交桁架结构作为个性化支架内部联通的基本单元。
[0010]所述网状结构的内部连通孔间通孔的中心距范围为1-lOmm，其中优选的所述网状结构的靠近牙床部分的内部连通孔间通孔的中心距范围为l_6mm，所述网状结构的远离牙床部分的内部连通孔间通孔的中心距范围为6-10mm。
[0011]所述生物相容性的金属材料为钛，其上加入成骨材料羟基磷灰石、自体骨髓基质干细胞和BMP，表面覆盖B1-guide膜。
[0012]技术效果
[0013]本实用新型的有益效果主要表现在:应用将健康侧的骨骼外形通过镜像方法或反求工程法对称到患侧的外形的支架可以针对下颌骨缺损未跨过中心平面的情况较好的恢复患者的外表和容貌，并通过设计合理的支架密度分布使之既具有更好的应力结构同时具有更好的生物活性可填充成骨材料和干细胞等诱导新骨生长，最终使骨缺损部位再生的组织与支架完全形成像钢筋混凝土般结构，在完成种植牙修复后，使患者口腔功能得到完全恢复。
[0014]本实用新型一方面解决了现有技术使用金属支架与周围骨骼的骨结合效果不佳，无法实现组织再生，以及使用自体骨移植造成二次创伤和难控制的问题，另一方面也解决了目前组织工程三维网状金属支架运用于临床还很困难，组织工程三维网状金属支架强度和外形难以满足临床的运用，也即克服了一般组织工程技术无法实现良好的适应下颌骨结构的问题，为下颌骨的修复提供了一种更有效的方法。
[0015]本实用新型的支架能够更好的促进和引导骨生长；另外对支架进行了力学分析，对支架的孔洞疏密程度也有相应的控制，受力大的部位加密一些可以更好的支撑，受力小的部位稀疏一下让骨组织更多的长入。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为实施例1下颌骨缺损示意图；
[0017]图2为个性化支架的示意图；
[0018]图3为个性化支架安装于患处的示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了更好的解释本实用新型，下面结合【具体实施方式】对本实用新型进行进一步的解释。
[0020]实施例1
[0021]如图1所示，缺陷位于左侧下颌第一前磨牙远中至第三磨牙远中，长度大约4cm。
[0022]首先对下颌骨缺陷处进行螺旋CT扫描:采用Philips公司生产的MX-8000型螺旋CT进行扫描，扫描平面平行于眶耳平面，扫描范围从眶上缘至下颌骨下缘，获得患者原始的断层影像。再运用三维可视化技术、利用吉马飞公司自主编写的三维重建软件
[0023]3DMSR(3-Dimens1nal Medicine Surface Rendering)将这些离散数据进行三维重建，将其转变为具有直观立体效果的图像，得到STL格式的下颌骨三维模型；
[0024]将STL格式的图像数据输入软件MMICS10.1，通过定义灰度阈值来识别并重建密质骨、松质骨、牙齿和下颌神经管目标区域，将在Mimicsl0.1中处理后的数据导入Geomagic Stud14.0,删除下颌骨以外的部分,得到完整下颌骨的三维重建模型；
[0025]利用镜像方法将健康侧的骨骼对称到患侧并替换掉破损骨骼，通过模型合并算法得到完整的修复模型，在所述下颌骨骨骼模型上获得缺损区域的截骨线，利用该截骨线在所述修复模型上将修复假体切割分离出来，获得的修复假体的外形即为个性化支架的外形；在ICEM CFD软件中划分网格，得到三维网格模型，模型包含节点数和四面体单元数，模型的每个节点有3个自由度，包括X、y、z方向上的移动，模型的单元类型为S0LID185 ;设定模型中密质骨和松质骨材料性质连续、均质、各向同性，密质骨弹性模量为17000MPa，松质骨为lOOOMPa，密质骨和松质骨的泊松比均为0.30 ;以笛卡尔正交桁架结构作为内部联通的基本单元，然后分别通过向X、Y、Z三个坐标方向的阵列运算得到内部连通孔的运算框架；将修复假体与内部结构模型进行布尔运算，得到个性化支架的成型数据。其中网状结构的靠近牙床部分的内部连通孔间通孔的中心距范围分布在1_6_，所述网状结构的远离牙床部分的内部连通孔间通孔的中心距范围分布在6-10mm。
[0026]根据上述计算得到的个性化支架的成型数据通过采用具有生物相容性的钛金属材料通过EBSM电子束选区融化工艺快速成型制造出个性化支架。
[0027]在下颌骨缺损区植入三维网状金属支架，修复体与两骨断端用钛螺钉固定，在所述个性化支架上加入成骨材料羟基磷灰石和自体骨髓基质干细胞(术前抽取骨髓，分离干细胞，培养；在适当的时候可以应用干细胞库的同种异体干细胞)以及BMP，成骨材料要求能够充满支架，自体骨髓基质干细胞需要渗透成骨材料，BMP适量，表面覆盖可吸收生物膜B1-guide膜，可吸收生物膜的大小以支架的长短为依据。
[0028]将软组织缝合；完成成骨后进行纯钛的人工牙根种植体植入，最后完成义齿修复。
【权利要求】
1.修复一侧下颌骨缺损超过4颗牙位的个性化支架，其特征在于所述个性化支架包括由钛金属制成的支架本体，其上包括成骨材料羟基磷灰石、自体骨髓基质干细胞和BMP，表面覆盖B1-guide膜，所述支架本体为与健康侧的骨骼外形镜像对称的外形，内部为网状结构，所述网状结构的内部连通孔间通孔的中心距范围为1-lOmm，所述网状结构的靠近牙床部分的内部连通孔间通孔的中心距范围为l_6mm，所述网状结构的远离牙床部分的内部连通孔间通孔的中心距范围为6-10mm。
2.根据权利要求1所述的修复一侧下颌骨缺损超过4颗牙位的个性化支架，其特征在于所述网状结构以笛卡尔正交桁架结构作为个性化支架内部联通的基本单元。
【文档编号】A61F2/28GK204033541SQ201320375938
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2013年6月27日
【发明者】徐娟, 胡敏, 谭新颖, 刘昌奎 申请人:中国人民解放军总医院