一种PEEK熔覆钛一体化修复支架的制备方法与产品技术

本发明专利技术属于口腔种植科医用材料制备相关技术领域，并公开了一种PEEK熔覆钛一体化修复支架的制备方法，包括：修复体支架的三维造型设计；采用PEEK作为3D打印材料，并对其进行热处理和过筛处理；按照所设计的三维数据模型，一次性成形制备底部钛支架；采用经过预处理的PEEK粉末，在底部钛支架的上表面形成一个顶部平整的PEEK表面；通过激光粉末床熔融3D打印方式形成与底部钛支架保持紧密连接的顶部PEEK支架，由此形成所需的复合支架产品。本发明专利技术还公开了相应的修复支架产品。通过本发明专利技术，所制得的复合支架具备良好的生物力学性能和美观效果，能为种植修复提供更好的修复效果，并有效避免了当前临床主流使用的其他支架易发生的多种机械并发症与美学并发症。的多种机械并发症与美学并发症。的多种机械并发症与美学并发症。

【技术实现步骤摘要】
一种PEEK熔覆钛一体化修复支架的制备方法与产品


[0001]本专利技术属于口腔种植科医用材料制备相关
，更具体地，涉及一种PEEK(Polyetheretherketone，聚醚醚酮)熔覆钛一体化修复支架的制备方法与产品。

技术介绍

[0002]牙列缺损或牙列缺失的传统治疗方式是采用活动义齿进行修复治疗，然而其存在着固位差、患者异物感强、咀嚼效率较低的问题。随着口腔种植技术的飞速发展，种植修复已成为患者的理想治疗手段。其中，种植固定义齿可极大的改善义齿的固位与稳定，改善其生活质量。
[0003]种植体的长期稳定与种植体上部修复体密切相关，种植固定义齿的上部修复体主要包括支架材料与饰面材料。目前，种植修复上部支架结构使用的材料主要为钛合金和氧化锆。其中，钛合金拥有着较为良好的力学、化学和生物学性能。然而，进一步的研究表明，钛合金支架在临床应用过程中存在着多种并发症的问题：一方面，钛金属本身为灰黑色且存在着导致腐蚀和降解的可能性，这会产生金属色透显、牙龈染色美学并发症破坏口腔的红色美学；另一方面，钛金属支架弹性模量过高，还容易发生“崩瓷”的机械性并发症，即饰面材料的破裂或脱落。对于全口种植修复而言，5年、10年的崩瓷率达到了33.3％、66.6％。无论饰面材料是树脂还是陶瓷，崩瓷后的再次修复都会降低患者的满意度。相比之下，氧化锆材料具有更好的美学效果，但其存在密度大、脆性高的缺点，在使用CAD/CAM技术切削瓷块时要受到高度的限制，在修复空间过大、长跨度支架设计时，其对被动就位的要求更高，进而对加工工艺的要求也更为复杂。
[0004]因此，本领域亟需对此作出进一步的研究改进，以便获得在机械性能、生物活性和美学效果等多方面均得以提升的支架产品。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的以上缺陷或需求，本专利技术的目的在于提供一种PEEK熔覆钛一体化修复支架的制备方法与产品，其中通过对整个制备工艺的关键材料及核心步骤进行设计，采用将钛支架表面熔覆PEEK后再进行增材制造成型的工作路线，相应不仅可在复合支架与种植体连接的部位即下部结构更为充分地利用钛自身的优良机械性能，而且上部PEEK结构具备优异的弹性模量、美学效果和生物相容性，同时有效避免了现有技术中采用数控铣削方式制备PEEK试件的不足。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种PEEK熔覆钛一体化修复支架的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：
[0007]步骤一、修复体支架的三维造型设计
[0008]在单个位置采集牙齿表面的三维数据点云，然后不断将不同位置采集的三维数据点云相叠加，直至形成口腔内修复体支架的完整三维数据模型，其中该三维数据模型包含底部钛支架和顶部PEEK支架；
[0009]步骤二、3D打印材料的预处理
[0010]取足量PEEK粉末放入激光粉末床熔融3D打印装备，对PEEK粉末进行热处理；然后待PEEK粉末冷却至室温后，取出并过筛处理；
[0011]步骤三、底部钛支架的成形
[0012]按照步骤一设计的三维数据模型，采用数控机床切削钛饼，一次性成形制备对应的底部钛支架；
[0013]步骤四、PEEK粉末的熔覆处理
[0014]在步骤三成形的底部钛支架的上表面也即与顶部PEEK支架相连接的面，激光处理形成沟槽表面；接着将该底部钛支架加热至高于PEEK粉末熔点的温度，并将步骤二预处理后的PEEK粉末涂布到该底部钛支架的上表面，使其熔化后再冷却，由此在该底部钛支架的上表面形成一个顶部平整的PEEK表面；
[0015]步骤五、PEEK支架的3D打印
[0016]按照步骤一设计的三维数据模型，采用步骤二预处理后的PEEK粉末执行激光粉末床熔融3D打印，层层烧结直至获得与该底部钛支架保持连接的顶部PEEK支架，由此形成所需的复合支架产品。
[0017]通过以上构思，一方面，PEEK属于高性能特种聚合物材料，具有良好的生物相容性以及和人体骨接近的弹性模量，大大降低了由于金属材料和人体骨骼弹性模量差距过大而造成的应力遮挡、骨吸收、骨发炎、二次手术的问题自身颜色也能做到兼顾美学效果，综合性能优异，是理想的口腔修复材料；另一方面，本专利技术中还进一步针对性采用激光粉末床熔融3D打印，可有效克服现有技术中通常采用数控铣削获得PEEK试件的不足，它直接从材料的三维数学模型获得数据，采用逐层累加的方法来制备材料，避免了传统的加工过程中原材料和能量在原材料的成形和最终精密化过程中有的巨大浪费；最后，通过将钛支架表面熔覆PEEK后再进行增材制造成形，复合支架与种植体连接的部位即下部结构充分利用了钛的机械性能，同时上部PEEK结构具备优异的弹性模量、美学效果和生物相容性，这种熔覆有PEEK的钛支架与现有类似产品相比能为种植修复提供更好的修复效果，并且有着作为颌面部缺损赝复体支架的应用潜力。
[0018]作为进一步优选地，上述方法还优选包括：
[0019]步骤六、复合支架的后处理
[0020]取出步骤五获得的复合支架，对其进行清洁和表面喷砂，然后进行精密抛光处理，由此形成最终的修复体支架产品。
[0021]作为进一步优选地，在步骤一中，优选采用口内扫描仪通过三维成像方式在单个位置采集牙齿表面的三维数据点云，然后在口内扫描仪移动过程中，不断将不同位置采集的三维数据点云相叠加，直至形成口腔内修复体支架的完整三维数据模型。
[0022]作为进一步优选地，在步骤二中，所述对PEEK粉末的热处理优选采用氩气作为保护气，并在280℃
‑
290℃的温度下，进行6小时
‑
8小时的预铺粉。
[0023]作为进一步优选地，在步骤二中，所述过筛处理优选采用80目
‑
120目的筛目。
[0024]作为进一步优选地，在步骤三中，优选采用CAM设备
‑
高速切削加工中心来完成底部钛支架的成形过程。
[0025]作为进一步优选地，在步骤四中，底部钛支架优选加热至400℃
‑
600℃的温度，并
将步骤二预处理后的PEEK粉末涂布到该底部钛支架的上表面。
[0026]作为进一步优选地，在步骤六中，所述喷砂处理优选为在0.2MPa
‑
0.5MPa的压力下，用200μm
‑
250μm的氧化铝微粒作为喷砂颗粒处理1分钟以上。
[0027]按照本专利技术的另一方面，还提供了相应的PEEK熔覆钛一体化修复支架产品。
[0028]作为进一步优选地，该修复支架的上颌的悬臂梁长度优选小于10mm，下颌的悬臂梁长度优选小于15mm。
[0029]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下技术优点：
[0030](1)本专利技术对整个制备工艺的关键材料进行了设计，其中通过采用具有优异性能的PEEK作为支架上部结构的材料，从材料性能的角度避免了目前临床上其余材料可能发生的大多数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PEEK熔覆钛一体化修复支架的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：步骤一、修复体支架的三维造型设计在单个位置采集牙齿表面的三维数据点云，然后不断将不同位置采集的三维数据点云相叠加，直至形成口腔内修复体支架的完整三维数据模型，其中该三维数据模型包含底部钛支架和顶部PEEK支架；步骤二、3D打印材料的预处理取足量PEEK粉末放入激光粉末床熔融3D打印装备，对PEEK粉末进行热处理；然后待PEEK粉末冷却至室温后，取出并过筛处理；步骤三、底部钛支架的成形按照步骤一设计的三维数据模型，采用数控机床切削钛饼，一次性成形制备对应的底部钛支架；步骤四、PEEK粉末的熔覆处理在步骤三成形的底部钛支架的上表面也即与顶部PEEK支架相连接的面，激光处理形成沟槽表面；接着将该底部钛支架加热至高于PEEK粉末熔点的温度，并将步骤二预处理后的PEEK粉末涂布到该底部钛支架的上表面，使其熔化后再冷却，由此在该底部钛支架的上表面形成一个顶部平整的PEEK表面；步骤五、PEEK支架的3D打印按照步骤一设计的三维数据模型，采用步骤二预处理后的PEEK粉末执行激光粉末床熔融3D打印，层层烧结直至获得与该底部钛支架保持连接的顶部PEEK支架，由此形成所需的复合支架产品。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，上述方法还优选包括：步骤六、复合支架的后处理取出步骤五获得的复合支架，对其进行清洁和表面喷砂，然后进行精密抛光处理，由此形成最终的修复体支架产品。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤一中，优选采用口内扫描仪通过三维成像方式在单个位置采集牙齿表面的三维数据点云，然后在口内扫描仪移动过程中，不断将不同位置采集的三维数据点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贞，陈鹏，侯佳仪，闫春泽，王浩则，苏瑾，刘仁龙，孙亚生，史玉升，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：