用于非卧床牙科护理的智能牙科种植体系统技术方案

公开了用于非卧床牙科护理的智能牙科种植体系统和方法。在一些实施例中，所公开的主题包括牙冠，其适于模拟患者的解剖结构和智能牙科种植体系统的位置。该牙冠可包括压电纳米粒子，其布置在牙冠的表面上并适于由患者的口腔动作发电。在一些实施例中，所公开的主题包括联接至牙冠的基台。基台可以包括能量采集电路和微型LED阵列，该能量采集电路可操作地耦合到压电纳米粒子并适于采集电力，该微型LED阵列可操作地耦合到能量采集电路并适于对周围的种植体周围软组织进行光生物调节。围的种植体周围软组织进行光生物调节。围的种植体周围软组织进行光生物调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于非卧床牙科护理的智能牙科种植体系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年6月12日提交的美国临时专利申请第63/038，494号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]某些骨整合牙齿种植技术可以替代缺失的牙齿，同时保护和刺激天然骨骼，但在预防种植体周围疾病方面表现出有限的生物活性(例如，在有限的时间内释放治疗或预防性药物)。种植体周围疾病是影响种植体周围软硬组织的炎症性疾病。在健康状态下，种植体周围软组织通过包裹种植体支持的修复体来保护骨整合种植体免受细菌侵袭。然而，由于缺乏真正的结缔组织附着和血管供应减少而导致种植体周围疾病的脆弱性增强，与这些修复体相邻的软组织在抵抗细菌侵袭方面可能不如天然牙有效。
[0004]种植体周围疾病可分为两类：种植体周围粘膜炎和种植体周围炎。种植体周围黏膜炎可由牙菌斑(即细菌生物膜)在软组织
‑
种植体界面处积聚引起。随之而来的种植体周围黏膜炎的局部炎症反应可导致种植体周围炎。种植体周围炎可导致软组织炎症和牙槽骨质流失。这种牙槽骨质流失反过来会导致牙齿种植失败。牙齿种植失败可能导致不适的、痛苦的和昂贵的手术更换失败的种植体，以及整体口腔健康的潜在崩溃。
[0005]对患者进行良好的牙菌斑控制和牙科专业人员的常规机械仪器可能是预防种植体周围疾病的最有效手段，但由于患者依从性差，这可能是不够的。此外，现有的技术，如使用全身性抗生素治疗种植体周围疾病，是不可预测的，并且成功率低(即低于60％)。
[0006]因此，需要一种用于生物活性增强了的先进牙科种植体系统的技术来预防种植体周围疾病。

技术实现思路

[0007]本文公开了用于非卧床牙科护理的智能牙科种植体系统和方法。
[0008]在一些实施例中，所公开的主题包括牙冠，其适于模拟患者的解剖结构和智能牙科种植体系统的位置。该牙冠可包括压电纳米粒子，其布置在牙冠的表面上并适于由患者的口腔动作发电。在一些实施例中，所公开的主题包括联接至牙冠的基台。基台可以包括能量采集电路和微型LED阵列，该能量采集电路可操作地耦合到压电纳米粒子并适于采集电力，该微型LED阵列可操作地耦合到能量采集电路并适于对周围的种植体周围软组织进行光生物调节。在一些实施例中，所公开的主题还包括适于插入到患者的颚骨中的金属柱，以及适于将金属柱连接到基台的固位螺钉。
[0009]在所公开的主题的一些实施例中，患者的口腔动作可包括咀嚼、咬合和洗刷中的至少一种。在一些实施例中，能量采集电路可包括适于将电力转换成直流电压的交流
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直流整流器，以及适于存储直流电压的电源管理单元。在一些实施例中，基台可包括LED驱动电路，其适于产生两种不同的电压电平和频率，使得微型LED阵列可适于以多个波长对周围的种植体周围软组织进行光生物调节。在一些实施例中，微型LED阵列可包括至少四个相隔90
度布置的微型LED，使得微型LED阵列可适于对周围的种植体周围软组织进行光生物调节。在一些实施例中，牙冠可具有足够的机械强度以承受大的咬合力。在一些实施例中，牙冠可以具有两相复合配置用于增强机械强度。
[0010]在一些实施例中，所公开的主题包括将金属柱插入患者的颚骨，将牙科种植体联接至金属柱，其中压电纳米粒子布置在牙科种植体的表面上，使得压电纳米粒子由患者的口腔动作发电，从压电纳米粒子采集电力作为能量源，以及用采集的电力和配对的电子器件对种植体周围的软组织进行光生物调节。
[0011]在所公开的主题的一些实施例中，压电纳米粒子可熔合到牙科材料上以产生牙冠。在一些实施例中，压电纳米粒子可为钛酸钡纳米粒子。例如，钛酸钡纳米粒子能以0％至40％重量的浓度熔合到牙科材料中。在一些实施例中，钛酸钡纳米粒子可以通过烧结工艺将陶瓷牙科材料注入牙科材料中。在非限制性实施例中，钛酸钡纳米粒子通过烧结工艺作为散装材料注入牙科材料中。
[0012]在一些实施例中，压电纳米粒子可进一步适于具有抗生物膜效应。
[0013]在所公开的主题的一些实施例中，牙科种植体可通过固位螺钉联接至金属柱。在一些实施例中，采集可包括将将电力转换为直流电压并将直流电压存储为采集的电力。在一些实施例中，患者的口腔动作可包括咀嚼、咬合和洗刷中的至少一种。在一些实施例中，光生物调节可包括多个波长。
[0014]并入并构成本公开的一部分的附图说明了所公开的主题。
附图说明
[0015]图1是图示出具有种植体周围粘膜炎和种植体周围炎的现有种植体的示意图。
[0016]图2A至图2C是根据所公开主题的一些实施例的智能牙科种植体系统的示意图。
[0017]图3A至图3C图示出了根据所公开主题的一些实施例的压电纳米粒子的SEM成像和拉曼表征。
[0018]图4A至图4H是根据所公开主题的一些实施例的示例性制造程序的示意图。图4I是根据所公开主题的一些实施例的真实猪牙、3D打印猪牙、3D打印骰骨和3D打印人牙的照片。图4J是示出根据所公开主题的一些实施例的示例性烧结温度轮廓的图表。图4K是示出根据所公开主题的一些实施例的所制备的BaTiO3陶瓷在极化前后的X射线衍射图的图表。图4L是根据所公开主题的一些实施例的两相复合材料的、智能牙科种植体(SDI)牙冠的示例性示意图。
[0019]图5A至图5E是根据所公开主题的一些实施例的基台中的电路的示意图。
[0020]图6A是模拟咀嚼动作的示例性模型的示意图。图6B是示出在咀嚼动作下来自SDI的咀嚼模型的电压输出的代表性实例的图表。图6C是示出咀嚼模型的示例性电压输出的图表，该电压输出被转换成脉搏波(PW)输出。图6D是示出咀嚼模型的示例性整流输出电压的图表。图6E是示出在软性食物咀嚼动作下SDI的平均电压输出的综合结果的图表。
[0021]图7A是示出根据所公开主题的一些实施例的示例性刷牙模型的示意图。图7B是示出在洗刷动作下来自SDI的刷牙模型的电压输出的代表性实例的图表。图7C是示出刷牙模型的示例性电压输出的图表，该电压输出被转换为脉冲波(PW)输出。图7D是示出刷牙模型的示例性整流输出电压的图表。图7E是示出在洗刷动作下SDI的平均电压输出的综合结果
的图表。
[0022]图8A是图示出用于光辐照度测量和体外PBM治疗的示例性系统的示意图。图8B是示出根据各种PW频率的SDI原型的平均光辐照度的图表。
[0023]图9A图示出了根据所公开主题的一些实施例的远颊尖上的牙合负荷的有限元分析。图9B是根据所公开主题的一些实施例用于综合机械评估的示例性系统的示意图。
[0024]图10A至图10C示出了根据所公开主题的一些实施例的压电纳米粒子的抗生物膜活性。
[0025]图11图示出了根据所公开主题的一些实施例的进行和不进行光生物调节的人牙龈角质形成细胞的活性。
[0026]图12示出了根据所公开主题的一些实施例的对病原微生物细胞的细胞反应。
[0027]图13示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于患者的非卧床牙科护理的智能牙科种植体系统，包括：牙冠，适于模拟患者的解剖结构和所述智能牙科种植体系统的位置，还包括布置在所述牙冠的表面上的压电纳米粒子，其中所述压电纳米粒子适于由所述患者的口腔动作发电；以及基台，其联接至所述牙冠，进一步包括：能量采集电路，其可操作地耦合到所述压电纳米粒子，适于采集电力；以及微型LED阵列，其可操作地耦合到所述能量采集电路，其中所述微型LED阵列适于对周围的种植体周围软组织进行光生物调节。2.根据权利要求1所述的智能牙科种植体系统，进一步包括适于插入所述患者的颚骨的金属柱，以及适于将所述金属柱联接至所述基台的固位螺钉。3.根据权利要求1所述的智能牙科种植体系统，其中，所述压电纳米粒子布置在所述牙冠的表面上的牙科材料中。4.根据权利要求3所述的智能牙科种植体系统，其中，所述压电纳米粒子是钛酸钡纳米粒子。5.根据权利要求4所述的智能牙科种植体系统，其中，所述钛酸钡纳米粒子以0％至40％重量的浓度布置在所述牙科材料中。6.根据权利要求4所述的智能牙科种植体系统，其中，所述钛酸钡纳米粒子通过烧结工艺注入陶瓷牙科材料。7.根据权利要求1所述的智能牙科种植体系统，其中，所述压电纳米粒子进一步适于具有抗生物膜的效果。8.根据权利要求1所述的智能牙科种植体系统，其中，所述口腔动作包括咀嚼、咬合和洗刷中的至少一种。9.根据权利要求1所述的智能牙科种植体系统，其中，所述能量采集电路进一步包括适于将所述电力转换成直流电压的交流
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直流整流器，以及适于存储所述直流电压的电源管理单元。10.根据权利要求1所述的智能牙科种植体系统，其中，所述基台进一步包括LED驱动电路，其适于产生两种不同的电压电平和频率，使得所述微型LED阵列适于以多个波长对周围的种植体周围软...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄吉洙，金慧恩，乔纳森，
申请(专利权)人：天普大学，
类型：发明
国别省市：