本发明涉及牙科医疗设备技术领域，尤其涉及一种3d打印的二氧化锆全瓷牙及其制备方法。

背景技术：

齿根是牙齿埋于牙龈内的部分，也称牙根。牙齿是口腔的重要组成部分，是人体的咀嚼器官。随着年龄的增长，牙病的发病率呈上升趋势。然而，患了"虫牙"(龋病)不及时治疗，结果造成牙齿大部分损坏，一些人将剩下的残齿根也轻易拔掉。多年来，人们认为拔除口腔内的残齿根后再镶牙是顺理成章的事情，其实不然，将残齿根拔出容易造成面部肌肉塌陷，造成其他牙齿的齿根受力不均，其他牙齿慢慢移动，排列不均。目前还没有一种理想的，可完全替代天然齿根的人造齿根。

义齿是应用于牙齿缺损修复的一种重要方法，金属是目前常见的义齿材料，主要材料有镍铬合金、钛合金、钴铬合金等，且加工方法繁琐，均以蜡型铸造为主要生产工艺，辅助工艺繁琐，工作环境差。此外，一些重金属元素，如镍、钴等会在口腔环境中发生微量化学反应，使人体产生过敏反应。且对于一些金属基义齿，其耐磨性差，化学稳定性差，也越来越不适合义齿的制造。

二氧化锆全瓷牙是近几年才开展的一种高科技的美容修复牙齿的方法，是通过计算机辅助设计、激光扫描、再由计算机程序控制研磨制作而成的。具有良好半透明外观、密度和强度很高，可以解决全瓷系统不能做长桥的问题。全瓷牙具有完美密合的边缘、无牙龈炎症现象、对x线无任何阻挡等特点，生物相容性优于各种金属内冠，在临床上可得到持久的修复效果。基于3d打印的氧化锆基陶瓷义齿相对于金属义齿保持了陶瓷本身高硬度、高耐磨性，同时还解决了传统陶瓷义齿难加工的缺点。通过3d打印快速成型技术，利用增材制造的方法，将患者的个性化义齿陶瓷胚直接打印出来，缩短了加工周期，提高了精准高度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种加工精度高、结构新颖、操作容易、稳定性高、不易松动的3d打印的二氧化锆全瓷牙及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的3d打印的二氧化锆全瓷牙，包括义齿本体和连接杆，所述的义齿本体下表面设有开口向下的连接槽；所述的连接杆上端通过连接槽与义齿本体连接，下端伸入残齿根部与根管连接，从而固定义齿本体。

优选地，所述的连接槽内表面设有内螺纹，所述的连接杆伸入连接槽的部分设有形状与内螺纹相匹配连接的外螺纹，该连接杆上端可通过外螺纹旋入连接槽的内螺纹，从而使连接杆与义齿本体可拆卸地连接。

优选地，所述的连接槽设有一组或两组，所述的连接杆的数量对应连接槽的数量设置。

优选地，所述连接槽设置一组时，连接槽开口竖直向下地设置于义齿本体下表面中部；所述的连接槽设置两组时，两组连接槽平行竖直设置或倾斜对称设置。

优选地，所述的连接杆下端为弯钩状，连接杆下端可勾住根管内的沟壑，然后再进行根管填充使连接杆下端连接根管。

优选地，所述的义齿本体和连接杆由二氧化锆复合粉体通过3d打印技术制备而成。

优选地，所述的义齿本体(1)和连接杆(2)由二氧化锆复合粉体通过3d打印技术制备而成，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)用ct扫描口腔中缺牙部分，获取所述二氧化锆全瓷牙的基础三维外形数据；

(2)对全瓷牙的基础三维外形数据后期修复处理后，通过计算机软件分解得出义齿本体(1)和连接杆(2)的三维计算机模型；

(3)对所述的义齿本体(1)和连接杆(2)的三维计算机模型进行分层处理；

(4)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照义齿本体(1)分层处理后的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到118-145℃，使义齿本体(1)直接成型；

(5)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照连接杆(2)分层处理的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到118-145℃，使连接杆(2)直接成型；

(6)将步骤(4)得到的义齿本体(1)模型以及步骤(5)得到的连接杆(2)模型分别进行高温烧结，然后打磨处理，即得义齿本体(1)和连接杆(2)的成品。

优选地，所述的二氧化锆复合粉体由如下重量份的原料组成：纳米二氧化锆粉体40-80份、纳米银粉5-10份、助结剂1-4份、粘结剂4-10份、溶剂15-37份。

优选地，所述的二氧化锆复合粉体制备方法如下：

按重量份称取纳米二氧化锆粉体和纳米银粉，将纳米二氧化锆粉体和纳米银粉放入相应重量份的溶剂中，搅拌均匀后加入相应重量份的助结剂和粘结剂，然后用球磨机进行研磨，控制球磨机转速80-300rpm，球磨时间为3-5h，然后对含有纳米二氧化锆粉体的溶液进行喷雾干燥，即得二氧化锆复合粉体。

优选地，所述的助结剂为氧化镁和/或三氧化二铬；

所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、明胶、胶原、泊洛沙姆407中的一种或两种以上；

所述的溶剂为水、乙醇、氯仿、丙酮、四氢呋喃、叔丁基对苯二酚、环丁砜中的一种或两种以上。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明的义齿下表面开设有连接槽，连接杆上端通过连接槽与义齿螺纹连接，便于植入，减短手术时间，并使得制作完成的二氧化锆全瓷牙安装更加稳固可靠，同时对坏死牙齿具有较强的保护性；其次，连接杆和连接槽的数量可根据实际需要设置一组或两组，调节灵活，使用方便，连接杆下端的弯钩状可勾住根管间的沟壑，与根管噬合连接，增加义齿植入的稳定性，

(2)本发明的义齿本体和连接杆均采用纳米级的二氧化锆粉末作为主材料，粉末颗粒细腻均匀，具有良好的生物相容性，减少了对口腔内其他组织的刺激，从而减少了病变的可能，本发明的二氧化锆复合粉体还具有良好的物化性能，强度高，比通常医用的金属材料强度都好，还可以做成大跨度固定桥结构，且在口腔内不易溶解和变形，增强了义齿的固定性，延长了义齿的使用寿命；其次，二氧化锆复合粉体中的纳米银具有抗菌作用，有助于保持口腔清洁，加入粘结剂可保证二氧化锆粉末的整体成型性，在打印成型的过程中不需要再喷洒粘接剂，大大简化制作程序，得到的产品不仅成型精度高，也使薄壁微小零件的成型在3d打印机快速打印成型的实现成为可能。

(3)采用3d打印技术制作二氧化锆全瓷牙，生产过程不产生对人体有害的粉尘，符合环保发展理念，且不会出现产品变形、铸造不全等问题；其次，可缩短生产周期和减少工作量，与传统工艺在蜡型、铸造等工艺相比，减少了车金、抛光、打磨工艺60％以上的工作量，提高了生产效率，降低生产成本。

(4)本发明的义齿本体可从连接杆拆卸下来，方便更换，当义齿本体出现使用功能问题或需要更换另一个性化的义齿时，可将义齿本体拆卸下来，重新打印与连接杆配套的义齿本体，重新与连接杆连接即可，而不需要二次植入手术，减轻使用者的经济负担和身体负担，易清洁、易修补，适用人群广。

由此可见，本发明提供的二氧化锆全瓷牙，无崩瓷风险，无异味，对人体没有毒性，没有传统义齿金属制作卡环、支架、支托等暴露在口腔内，外观自然美观，也不会使牙龈变色，且强度高，安全耐用，实用性强，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明含有一组连接杆的结构示意图。

图2是本发明两组连接杆平行设置的结构示意图。

图3是本发明两组连接杆倾斜对称设置的结构示意图。

附图中，1-义齿本体，2-连接杆，3-连接槽，4-内螺纹，5-外螺纹。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明的3d打印的二氧化锆全瓷牙，包括义齿本体1和一组连接杆2，所述的义齿本体1下表面的中部设有一组开口竖直向下的连接槽3，连接槽3内表面设有内螺纹4；所述的连接杆2上端设有形状与内螺纹4相匹配连接的外螺纹5，该连接杆2上端可通过外螺纹5旋入连接槽3的内螺纹4，从而使连接杆2与义齿本体1可拆卸地连接；连接杆2下端为弯钩状，连接杆2下端可勾住根管内的沟壑，然后再进行根管填充使连接杆2下端连接根管，从而固定连接杆2和义齿本体1；

所述的义齿本体1和连接杆2由二氧化锆复合粉体通过3d打印技术制备而成，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)用ct扫描口腔中缺牙部分，获取所述二氧化锆全瓷牙的基础三维外形数据；

(2)对全瓷牙的基础三维外形数据后期修复处理后，通过计算机软件分解得出义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型；

(3)对所述的义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型进行分层处理；

(4)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照义齿本体1分层处理后的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到118℃，使义齿本体1直接成型；

(5)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照连接杆2分层处理的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到145℃，使连接杆2直接成型；

(6)将步骤(4)得到的义齿本体1模型以及步骤(5)得到的连接杆2模型分别进行高温烧结，然后打磨处理，即得义齿本体1和连接杆2的成品；

所述的二氧化锆复合粉体制备方法如下：

取40kg纳米二氧化锆粉体、5kg纳米银粉、1kg氧化镁、4kg羧甲基纤维素钠、15kg乙醇；

将纳米二氧化锆粉体和纳米银粉放入乙醇中，搅拌均匀后加入氧化镁和羧甲基纤维素，混合均匀后用球磨机进行研磨，控制球磨机转速80rpm，球磨时间为5h，然后对含有纳米二氧化锆粉体的溶液进行喷雾干燥，即得二氧化锆复合粉体。

实施例2

如图2所示，本发明的3d打印的二氧化锆全瓷牙，包括义齿本体1和两组连接杆2，所述的义齿本体1下表面设有两组开口竖直向下的连接槽3，连接槽3内表面设有内螺纹4；所述的连接杆2上端设有形状与内螺纹4相匹配连接的外螺纹5，该连接杆2上端可通过外螺纹5旋入连接槽3的内螺纹4，从而使连接杆2与义齿本体1可拆卸地连接；连接杆2下端为弯钩状，连接杆2下端可勾住根管内的沟壑，然后再进行根管填充使连接杆2下端连接根管，从而固定连接杆2和义齿本体1；

所述的义齿本体1和连接杆2由二氧化锆复合粉体通过3d打印技术制备而成，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)用ct扫描口腔中缺牙部分，获取所述二氧化锆全瓷牙的基础三维外形数据；

(2)对全瓷牙的基础三维外形数据后期修复处理后，通过计算机软件分解得出义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型；

(3)对所述的义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型进行分层处理；

(4)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照义齿本体1分层处理后的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到125℃，使义齿本体1直接成型；

(5)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照连接杆2分层处理的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到136℃，使连接杆2直接成型；

(6)将步骤(4)得到的义齿本体1模型以及步骤(5)得到的连接杆2模型分别进行高温烧结，然后打磨处理，即得义齿本体1和连接杆2的成品；

所述的二氧化锆复合粉体制备方法如下：

取55kg纳米二氧化锆粉体、6kg纳米银粉、2kg三氧化二铬、6kg聚甲基丙烯酸甲酯、20kg丙酮；

将纳米二氧化锆粉体和纳米银粉放入丙酮中，搅拌均匀后加入三氧化二铬和聚甲基丙烯酸甲酯，混合均匀后用球磨机进行研磨，控制球磨机转速160rpm，球磨时间为4.5h，然后对含有纳米二氧化锆粉体的溶液进行喷雾干燥，即得二氧化锆复合粉体。

实施例3

如图3所示，本发明的3d打印的二氧化锆全瓷牙，包括义齿本体1和两组连接杆2，所述的义齿本体1下表面设有两组开口向下的连接槽3，所述的连接槽3倾斜对称设置，连接槽3内表面设有内螺纹4；所述的连接杆2上端设有形状与内螺纹4相匹配连接的外螺纹5，该连接杆2上端可通过外螺纹5旋入连接槽3的内螺纹4，从而使连接杆2与义齿本体1可拆卸地连接；连接杆2下端为弯钩状，连接杆2下端可勾住根管内的沟壑，然后再进行根管填充使连接杆2下端连接根管，从而固定连接杆2和义齿本体1；

所述的义齿本体1和连接杆2由二氧化锆复合粉体通过3d打印技术制备而成，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)用ct扫描口腔中缺牙部分，获取所述二氧化锆全瓷牙的基础三维外形数据；

(2)对全瓷牙的基础三维外形数据后期修复处理后，通过计算机软件分解得出义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型；

(3)对所述的义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型进行分层处理；

(4)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照义齿本体1分层处理后的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到136℃，使义齿本体1直接成型；

(5)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照连接杆2分层处理的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到124℃，使连接杆2直接成型；

(6)将步骤(4)得到的义齿本体1模型以及步骤(5)得到的连接杆2模型分别进行高温烧结，然后打磨处理，即得义齿本体1和连接杆2的成品；

所述的二氧化锆复合粉体制备方法如下：

取60kg纳米二氧化锆粉体、7kg纳米银粉、1.5kg氧化镁、1.5kg三氧化二铬、3kg聚乳酸、4kg明胶、14kg氯仿、16kg四氢呋喃；

将纳米二氧化锆粉体和纳米银粉放入氯仿和四氢呋喃的混合溶剂中，搅拌均匀后加入氧化镁、三氧化二铬、聚乳酸和明胶，混合均匀后用球磨机进行研磨，控制球磨机转速237rpm，球磨时间为3.3h，然后对含有纳米二氧化锆粉体的溶液进行喷雾干燥，即得二氧化锆复合粉体。

实施例4

如图3所示，本发明的3d打印的二氧化锆全瓷牙，包括义齿本体1和两组连接杆2，所述的义齿本体1下表面设有两组开口向下的连接槽3，所述的连接槽3倾斜对称设置，连接槽3内表面设有内螺纹4；所述的连接杆2上端设有形状与内螺纹4相匹配连接的外螺纹5，该连接杆2上端可通过外螺纹5旋入连接槽3的内螺纹4，从而使连接杆2与义齿本体1可拆卸地连接；连接杆2下端为弯钩状，连接杆2下端可勾住根管内的沟壑，然后再进行根管填充使连接杆2下端连接根管，从而固定连接杆2和义齿本体1；

所述的义齿本体1和连接杆2由二氧化锆复合粉体通过3d打印技术制备而成，所述的制备方法包括以下步骤：

(1)用ct扫描口腔中缺牙部分，获取所述二氧化锆全瓷牙的基础三维外形数据；

(2)对全瓷牙的基础三维外形数据后期修复处理后，通过计算机软件分解得出义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型；

(3)对所述的义齿本体1和连接杆2的三维计算机模型进行分层处理；

(4)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照义齿本体1分层处理后的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到145℃，使义齿本体1直接成型；

(5)将所述的二氧化锆复合粉体置于三维打印快速成型机上，使二氧化锆复合粉体按照连接杆2分层处理的三维计算机模型均匀铺展在x和y方向上，然后在平面竖直z方向上下降一定高度，再对下一层进行二氧化锆复合粉体的铺展，如此重复，全部加料完成后，控制粉体温度升到118℃，使连接杆2直接成型；

(6)将步骤(4)得到的义齿本体1模型以及步骤(5)得到的连接杆2模型分别进行高温烧结，然后打磨处理，即得义齿本体1和连接杆2的成品；

所述的二氧化锆复合粉体制备方法如下：

取80kg纳米二氧化锆粉体、10kg纳米银粉、1kg氧化镁、3kg三氧化二铬、4kg胶原、6kg泊洛沙姆407、18kg叔丁基对苯二酚、19kg环丁砜；

将纳米二氧化锆粉体和纳米银粉放入叔丁基对苯二酚和环丁砜氯仿的混合溶剂中，搅拌均匀后加入氧化镁、三氧化二铬、胶原和泊洛沙姆，混合均匀后用球磨机进行研磨，控制球磨机转速300rpm，球磨时间为3h，然后对含有纳米二氧化锆粉体的溶液进行喷雾干燥，即得二氧化锆复合粉体。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结

本发明公开了一种3D打印的二氧化锆全瓷牙，本发明的3D打印的二氧化锆全瓷牙，包括义齿本体和连接杆，所述的义齿本体设有开口向下的连接槽；所述的连接杆上端通过连接槽与义齿本体连接，下端呈弯钩状伸入残齿根部与根管连接，从而固定义齿本体。本发明全瓷牙的义齿本体和连接杆由二氧化锆复合粉体通过3D打印技术制备而成，采用纳米级的二氧化锆粉末作为主材料，具有良好的生物相容性，在口腔内不易溶解和变形，延长了义齿的使用寿命；采用3D打印技术制作而成，产品精度高，可缩短生产周期和减少工作量；义齿本体可从连接杆拆卸下来，方便更换，易清洁、易修补，适用人群广。

技术研发人员：韦赞军

受保护的技术使用者：广西深雅医疗科技股份有限公司

技术研发日：2017.12.18

技术公布日：2018.05.08