一种上颌骨性扩张器支架结构及设计制作方法与流程

1.本发明涉及口腔正畸技术领域，尤其涉及一种上颌骨性扩张器支架结构及设计制作方法。

背景技术：

2.上颌骨宽度不足是临床常见的错牙合畸形，微种植钉辅助上颌扩张(mini screw-assisted maxillary palatal expansion，marpe)是一种上颌骨宽度不足的方法，该方法通过四颗螺钉固定在腭骨水平板上，通过规律旋转中央的扩弓装置产生扩张力，以使颌骨扩张。扩弓装置由扩张器和支架构成，在制作扩弓装置时，一般是通过选择成品扩弓装置，根据临床需要自行手工将支架部分弯制成型以后安放在患者的腭骨上,在使用时，通过转动扩张器的螺杆，让扩张器的两个基部进行相互靠近或远离，进而通过支架将推力经牙齿传导至颌骨上，从而达到调整颌骨宽度的目的。但是，成品的扩弓装置缺少个性化，不能很好地适配不同的人，而且手工弯制支架的误差较大，安放后存在错位、受力不均等问题。此外，在植入种植钉时，还需要额外设计3d外科手术导板的方式来确定种植钉的植入位置，而3d手术导板设计难度大，临床操作技术要求高。
3.为了减少误差，提高扩弓装置的适配度，公开号为cn109044542a的发明专利提供了一种用于上颌骨发育不足的矢状向扩弓矫治器及制造方法，该方法针对每一个患者，通过扫描建模后将除了扩弓器(即扩张器)外的结构采用3d打印的方法制出个性化的实体模型，然后将扩弓器与实体模型的前腭板以及后腭板焊接，从而制成具有个性化的、精度高的实体成型模型。但是，上述矫治器中的各前腭板、各后腭板均为独立的模型，在制成之后需要通过人工的方式单独拿取各个零部件逐次安装在扩弓器上，安装麻烦且各前腭板、各后腭板之间容易出现偏差，降低了焊接后的成品的精度。
4.如何解决上述难题，成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

5.本发明的第一目的在于提供一种能够有效地降低制作难度、个性化成品的精度高的上颌骨性扩张器支架结构。
6.本发明的第二目的在于提供一种制作上述上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法。
7.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一方面，一种上颌骨性扩张器支架结构，包括连接杆，所述连接杆的两端均连接有用于套在上颌第一磨牙上的带环，所述带环的两侧均设置有朝靠近腭中缝的方向延伸的带杆，以及，两所述带杆远离带环的一端均设置有种植钉定位件，两所述种植钉定位件通过一基杆连接。
9.进一步地，所述种植钉定位件包括连接块，所述带杆、基杆均与连接块连接，以及，所述连接块远离基杆的一端设置有定位环。
10.进一步地，所述连接杆、各带环、各带杆、各种植钉定位件、各基杆均采用金属材料制成。
11.进一步地，所述带杆、基杆与口腔上腭黏膜之间的距离均为1mm～3mm。
12.进一步地，所述带杆、基杆与口腔上腭黏膜之间的距离均为2mm。
13.另一方面，一种上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法，包括以下步骤，
14.s1、对患者口腔、颌骨进行扫描，获取患者上颌软硬组织数字模型及cbct资料；
15.s2、根据cbct资料按照预设标准选择尺寸匹配的扩张器模型并确定扩张器模型的安放位置，并根据患者上颌软硬组织数字模型及扩张器模型的尺寸和位置设计出支架数字模型；
16.s3、将支架数字模型3d打印生成支架实体模型，所述支架实体模型即上颌骨性扩张器支架结构；
17.s4、将支架实体模型的两个基杆分别与实体的扩张器的两个基部进行焊接形成扩弓装置实体模型，实体的扩张器即是相应扩张器模型的实体结构。
18.进一步地，在步骤s4之后还包括如下步骤：
19.s5、切断连接杆的两端以去除连接杆形成待使用的扩弓装置实体成品。
20.进一步地，所述扩弓装置实体成品在使用前进行抛光打磨。
21.进一步地，在步骤s2中，支架数字模型的设计过程包括：
22.s21、根据患者上颌软硬组织数字模型，在选取好的扩张器模型的基础上设计出扩弓装置标准模型；
23.s22、将扩弓装置标准模型安放在患者上颌软硬组织数字模型上，观察扩张器模型的位置是否处于预设的安放位置且四颗种植钉的植入位点是否相互平行且与颌骨中线之间的距离在预设范围内，以及，调整带杆与口腔粘膜之间的距离，使带杆的形态与患者腭部走形相适应并且带杆、基杆与口腔上腭黏膜之间的距离在预设范围内，从而形成扩弓装置个性化模型；
24.s23、将分割扩张器模型从扩弓装置个性化模型中分割出来，从而获取并保存支架数字模型。
25.进一步的，在步骤s1中，通过口腔扫描仪获取上颌软硬组织数字模型，该上颌软硬组织数字模型为包括患者口内牙、牙槽骨和腭部的上颌外形轮廓3d图像，并存储为立体光刻文件，以及，通过cbct获得cbct资料，该cbct资料包括腭骨的宽度和厚度；
26.在步骤s2中，根据cbct获得的腭骨宽度来决定扩张器模型的尺寸，然后根据扩张器模型的尺寸在预设的模型库中选取相应的扩张器模型及对应的支架标准模型，并将扩张器模型与支架标准模型连接形成扩弓装置标准模型，以及，根据cbct获得的腭骨厚度来决定四颗种植钉的长度；
27.在步骤s2和步骤s22中，扩张器模型的安放位置是指将扩张器模型的中心位置设计在两侧第一磨牙近中舌尖的连线的中点位置上；
28.在步骤s22中，各种植钉的植入位点与颌骨中线之间的预设距离范围，以及带杆、基杆与口腔上腭黏膜之间的预设距离范围均为1～3mm；
29.在步骤s2中，通过onyxceph软件设计出支架数字模型。
30.由于采用了上述结构及方法，本发明具有的有益效果如下：
31.本发明通过设置基杆，只需将基杆与扩张器的基部进行连接，即可将扩张器和带有四个种植钉植入定位孔的扩张器支架牢固组合在一起，焊点少且焊接方便，有效地降低了制作的难度，并且安装前后的两个种植钉定位件之间的相对位置不会发生改变，从而有效地提高了种植钉植入位点的精度，以及，通过连杆连接两个带环，在基杆与扩张器的基部进行连接的过程中，两个带环、四个种植钉定位件之间的相对位置不会发生改变，从而有效地提高了扩弓装置个性化制成的成品的精度，此外，当种植钉定位件经带杆与带环焊接后，将带环安放在上颌第一磨牙时，种植钉定位件所对应的位置就是设计好需要植入种植钉的位置，从而无需3d手术导板且植入方便。
32.通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明的整体结构示意图；
35.图2为本发明的安放在上颌时的示意图；
36.图3为本发明的方法流程图；
37.图4为本发明的支架数字模型的设计流程图。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参考图1和图2，本发明提供的一种上颌骨性扩张器支架结构，包括连接杆1，所述连接杆1的两端均连接有用于套在上颌第一磨牙上的带环2，所述带环2的两侧均设置有朝靠近腭中缝的方向延伸的带杆3，以及，两所述带杆3远离带环2的一端均设置有种植钉定位件4，两所述种植钉定位件4通过一基杆5连接。两所述带环2通过连接杆1连为一体，能够确保其焊接在扩张器上后两带环2之间的相对位置保持不变，有效地保证了成品的精度；所述种植钉定位件4用于对种植钉进行定位，以及用于将扩张器及支架固定在患者的上颌，并且当基杆5与扩张器上对应的基部进行焊接，分别位于基杆5两端的两个种植钉定位件4也被固定在基部上，焊点少且焊接方便；在使用时，通过将所述基杆5与扩张器上对应的基部进行连接，从而使两带环2通过带杆3分别安装在扩张器的两侧，然后切除连接杆1，从而制成能够放置在患者口腔内的成品，用于上颌骨宽度不足。
40.本发明中，所述种植钉定位件4包括连接块41，所述带杆3、基杆5均与连接块41连接，以及，所述连接块41远离基杆5的一端设置有定位环42，在使用时，种植钉的尖锐端穿过所述定位环42并扎入颌骨内，从而将扩张力作用于上颌骨而非牙齿，减轻牙齿的受力。各所
述连接块41、各定位环42、各带杆3、基杆5连为一体，即通过3d打印或其它方法制造出一体成型的半成品，从而能够有效地保证焊接时各种植钉定位件4之间的相对位置固定不变，有效地提高了种植钉植入时的精度。
41.本发明中，所述连接杆1、各带环2、各带杆3、各种植钉定位件4、各基杆5均采用金属材料制成。
42.本发明中，所述带杆3、基杆5与口腔上腭黏膜之间的距离均为1mm～3mm。本发明中，所述带杆3、基杆5与口腔上腭黏膜之间的距离均为2mm，从而在带杆3、基杆5与口腔上腭黏膜之间预留出间隙，便于口腔的清洁。
43.本发明在使用时，首先使两个带环2分别放置在扩张器的两侧并且两个基杆5分别与对应的基部贴合，然后通过焊接的方式使扩张器的两个基部分别与对应的基杆5连接使支架固定在扩张器上，随后切断连接杆1的两端以去除连接杆1，最后打磨光滑获得最终可以安放在患者口腔内的成品；在颌骨宽度不足时，将两带环2分别套在上颌两侧的第一磨牙上并使用牙科材料粘结，以及将种植钉穿过各定位环42进行固定后，通过转动扩张器上的螺杆，让两基部进行相互靠近或远离，进而通过支架将推力经牙齿传导至颌骨上，从而达到调整颌骨宽度的目的。
44.请参考图3和图4，本发明提供的一种上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法，包括以下步骤，
45.s1、对患者口腔、颌骨进行扫描，获取患者上颌软硬组织数字模型及cbct资料，以及通过扫描数据测量得出患者的上腭骨厚度、外型、腭中缝成熟度、鼻腭管开口大小等上腭解剖特点数据；
46.s2、根据cbct资料按照预设标准选择尺寸匹配的扩张器模型并确定扩张器模型的安放位置，并根据患者上颌软硬组织数字模型及扩张器模型的尺寸和位置设计出支架数字模型；
47.s3、将支架数字模型3d打印生成支架实体模型，所述支架实体模型即上颌骨性扩张器支架结构；
48.s4、将支架实体模型的两个基杆5分别与实体的扩张器的两个基部进行焊接形成扩弓装置实体模型，实体的扩张器即是相应扩张器模型的实体结构，其可以为购买的成品扩张器，也可以通过3d打印成实体结构；
49.s5、切断连接杆1的两端以去除连接杆1形成待使用的扩弓装置实体成品；去除连接杆1以避免后续安放在患者口腔内时妨碍舌头的活动；
50.本发明中，所述扩弓装置实体成品在使用前进行抛光打磨，避免切断口割伤患者的口腔。
51.本发明中，在步骤s2中，支架数字模型的设计过程包括：
52.s21、根据患者上颌软硬组织数字模型，在选取好的扩张器模型的基础上设计出扩弓装置标准模型；
53.s22、将扩弓装置标准模型安放在患者上颌软硬组织数字模型上，观察扩张器模型的位置是否处于预设的安放位置且四颗种植钉的植入位点是否相互平行且与颌骨中线之间的距离在预设范围内，以及，调整带杆3与口腔粘膜之间的距离，使带杆3的形态与患者腭部走形相适应并且带杆3、基杆5与口腔上腭黏膜之间的距离在预设范围内，从而形成扩弓
装置个性化模型；所述带杆3、基杆5与口腔上腭黏膜之间的距离均为1mm～3mm；
54.s23、将扩张器模型从扩弓装置个性化模型中分割出来，从而获取并保存支架数字模型。
55.本发明中，在步骤s1中，通过口腔扫描仪获取上颌软硬组织数字模型，该上颌软硬组织数字模型为包括患者口内牙、牙槽骨和腭部的的上颌外形轮廓3d图像，并存储为立体光刻文件，以及，通过cbct获得cbct资料，cbct资料，该cbct资料包括腭骨的宽度和厚度，即通过发射x射线扫描获得被软组织包裹住的上颌骨组织情况并存储为医学数字成像和通信文件；
56.在步骤s2中，根据cbct获得腭骨的宽度来决定扩张器模型的尺寸，例如腭骨宽度为10mm，则选择10mm的扩张器模型；然后根据扩张器模型的尺寸在预设的模型库中选取相应的扩张器模型及对应的支架标准模型，并将扩张器模型与支架标准模型连接形成扩弓装置标准模型，以及，根据cbct获得的腭骨厚度来决定四颗种植钉的长度，例如腭骨厚度为9mm，则种植钉应该选择13mm的长度(9mm加上需要距离黏膜2-4mm；
57.在步骤s2和步骤s22中，扩张器模型的安放位置是指将扩张器模型的中心位置设计在两侧第一磨牙近中舌尖的连线的中点位置上；
58.在步骤s22中，各种植钉的植入位点与颌骨中线之间的预设距离范围，以及带杆3、基杆5与口腔上腭黏膜之间的预设距离范围均为1～3mm，例如带杆3、基杆5与口腔上腭黏膜之间的预设距离均为1mm或2mm或3mm，从而留出足够的清洁间隙，避免食物残渣积存在支架与粘膜之间；
59.在步骤s2中，通过onyxceph软件设计出支架数字模型。
60.本发明的一种上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法设计制作方便，设计制作效果好。
61.以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：

1.一种上颌骨性扩张器支架结构，包括连接杆(1)；其特征在于：所述连接杆(1)的两端均连接有用于套在上颌第一磨牙上的带环(2)，所述带环(2)的两侧均设置有朝靠近腭中缝的方向延伸的带杆(3)，以及，两所述带杆(3)远离带环(2)的一端均设置有种植钉定位件(4)，两所述种植钉定位件(4)通过一基杆(5)连接。2.根据权利要求2所述的一种上颌骨性扩张器支架结构，其特征在于：所述种植钉定位件(4)包括连接块(41)，所述带杆(3)、基杆(5)均与连接块(41)连接，以及，所述连接块(41)远离基杆(5)的一端设置有定位环(42)。3.根据权利要求1或2所述的一种上颌骨性扩张器支架结构，其特征在于：所述连接杆(1)、各带环(2)、各带杆(3)、各种植钉定位件(4)、各基杆(5)均采用金属材料制成。4.根据权利要求1或2所述的一种上颌骨性扩张器支架结构，其特征在于：所述带杆(3)、基杆(5)与口腔上腭黏膜之间的距离均为1mm～3mm。5.根据权利要求4所述的一种上颌骨性扩张器支架结构，其特征在于：所述带杆(3)、基杆(5)与口腔上腭黏膜之间的距离均为2mm。6.一种采用权利要求1所述的上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法，其特征在于：包括以下步骤，s1、对患者口腔、颌骨进行扫描，获取患者上颌软硬组织数字模型及cbct资料；s2、根据cbct资料按照预设标准选择尺寸匹配的扩张器模型并确定扩张器模型的安放位置，并根据患者上颌软硬组织数字模型及扩张器模型的尺寸和位置设计出支架数字模型；s3、将支架数字模型3d打印生成支架实体模型，所述支架实体模型即上颌骨性扩张器支架结构；s4、将支架实体模型的两个基杆(5)分别与实体的扩张器的两个基部进行焊接形成扩弓装置实体模型，实体的扩张器即是相应扩张器模型的实体结构。7.根据权利要求6所述的上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法，其特征在于：在步骤s4之后还包括如下步骤：s5、切断连接杆(1)的两端以去除连接杆(1)形成待使用的扩弓装置实体成品。8.根据权利要求7所述的上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法，其特征在于：所述扩弓装置实体成品在使用前进行抛光打磨。9.根据权利要求6至8任一项所述的上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法，其特征在于：在步骤s2中，支架数字模型的设计过程包括：s21、根据患者上颌软硬组织数字模型，在选取好的扩张器模型的基础上设计出扩弓装置标准模型；s22、将扩弓装置标准模型安放在患者上颌软硬组织数字模型上，观察扩张器模型的位置是否处于预设的安放位置且四颗种植钉的植入位点是否相互平行且与颌骨中线之间的距离在预设范围内，以及，调整带杆(3)与口腔粘膜之间的距离，使带杆(3)的形态与患者腭部走形相适应并且带杆(3)、基杆(5)与口腔上腭黏膜之间的距离在预设范围内，从而形成扩弓装置个性化模型；s23、将扩张器模型从扩弓装置个性化模型中分割出来，从而获取并保存支架数字模
型。10.根据权利要求9所述的上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法，其特征在于：在步骤s1中，通过口腔扫描仪获取上颌软硬组织数字模型，该上颌软硬组织数字模型为包括患者口内牙、牙槽骨和腭部的上颌外形轮廓3d图像，并存储为立体光刻文件，以及，通过cbct获得cbct资料，该cbct资料包括腭骨的宽度和厚度；在步骤s2中，根据cbct获得的腭骨宽度来决定扩张器模型的尺寸，然后根据扩张器模型的尺寸在预设的模型库中选取相应的扩张器模型及对应的支架标准模型，并将扩张器模型与支架标准模型连接形成扩弓装置标准模型，以及，根据cbct获得的腭骨厚度来决定四颗种植钉的长度；在步骤s22中，扩张器模型的安放位置是指将扩张器模型的中心位置设计在两侧第一磨牙近中舌尖的连线的中点位置上；在步骤s22中，各种植钉的植入位点与颌骨中线之间的预设距离范围，以及带杆(3)、基杆(5)与口腔上腭黏膜之间的预设距离范围均为1～3mm；在步骤s2中，通过onyxceph软件设计出支架数字模型。

技术总结

本发明公开了一种上颌骨性扩张器支架结构及设计制作方法。一方面，本发明提供的一种上颌骨性扩张器支架结构，包括连接杆，所述连接杆的两端均连接有用于套在上颌第一磨牙上的带环，所述带环的两侧均设置有朝靠近腭中缝的方向延伸的带杆，以及，两所述带杆远离带环的一端均设置有种植钉定位件，两所述种植钉定位件通过一基杆连接。另一方面，本发明还提供一种制作上述上颌骨性扩张器支架结构的设计制作方法。本发明具有能够有效地降低制作难度、个性化成品精度高的优点。个性化成品精度高的优点。个性化成品精度高的优点。