[发明专利]一种高强度低刚度多孔钛种植体

说明书

技术领域

本发明涉及种植牙领域，特别涉及一种高强度低刚度多孔钛种植体。

背景技术

目前，种植体是牙科中十分常见的植入物，用于修复牙缺失。目前常用的国际知名品牌的牙种植系统(包括瑞士的NOBEL，ITI，美国的3i，德国的bego等)均采用纯钛作为牙种植体，但在临床应用时会存在不同程度的松动、脱落等植入失效的问题。长期研究发现，种植牙失效的最主要原因是种植体与周围骨组织之前力学性能的不匹配。当种植体的弹性模量与牙槽骨的弹性模量差异较大时，在受到力的作用时，植入物将承受大部分的应力，而周围骨骼会由于得不到锻炼而逐渐被吸收。而且，在受力后牙种植体周围会出现骨组织的应力集中，也将造成周围骨质的吸收或萎缩，从而导致种植体的失效。目前常用的牙种植体的弹性模量为110GPa，远高于人下颌骨皮质骨的弹性模量10-18GPa。因此，植入物的弹性模量应尽量接近骨的弹性模量，以避免力学性能不匹配造成的骨吸收和萎缩。此外，在常规牙种植体在植入牙槽骨后，会在植入物尖端与骨组织接触处产生应力集中现象，将不利于骨组织生长，会导致骨萎缩，因此，应尽量避免或减轻应力集中现象。现有的种植体产品主要是通过改变螺纹的尺寸形状来改善与骨的接触位置的应力环境，但是种植体尖端部位的应力集中现象依然存在。

目前，多孔结构常被应用于骨科植入物中，以降低植入物的弹性模量。同时，相对实心金属植入物，其互联互通的孔洞还能提供人体骨骼细胞生长渗透的空间，使骨组织与植入物结合的更加紧密。

如中国发明，申请号：200580049687.7，申请公布号CN 101193664A，采用的生物适应性多孔体，这种多孔结构的种植体虽然能降低种植体的弹性模量，但这种多孔结构的抗压强度仅为大约60MPa，而牙种植体是一个承压构件，这种单一的多孔结构不能保证其种植体的机械强度，可能会导致牙种植体在植入后失效。

现有技术中，虽然有考虑到利用多孔金属来降低植入体弹性模量和促进骨结合，但是并没有针对多孔金属的力学强度不佳进行再设计的案例。因此，本领域的技术人员致力于开发一种高强度低刚度多孔钛种植体，既有能促进骨结合的多孔结构，较低的弹性模量的结构，又具有优异的刚度以满足种植体承载的要求，并改善种植体与骨组织接触位置的力学环境，提高种植牙的远期成功率。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何能够在保证种植体抗压强度的条件下，在种植体中加入多孔结构，以降低其结构刚度；改善种植体与骨组织接触位置的应力环境，促进骨结合；增强多孔结构的抗压强度，防止其植入后失效。

为实现上述目的，本发明提供了一种高强度低刚度多孔钛种植体，包括螺纹部分、多孔结构部分和支撑结构部分。所述多孔钛种植体的上下两段为螺纹部分，中段和尖端嵌有多孔结构，中段多孔结构中嵌有支撑结构部分连接上下两段螺纹部分。所述多孔钛种植体的上下两段螺纹部分保证了种植体在植入初期能稳定的嵌入固定在牙槽骨中。所述多孔结构部分降低了种植体的结构刚度，改善了种植体与骨组织接触的应力环境，为骨组织生长渗透提供了空间，引导骨长入，促进骨整合。嵌入多孔结构中的力学支撑结构部分提升了多孔结构部分的抗压强度。

进一步地，所述多孔钛种植体为纯钛或钛合金材料。

进一步地，所述多孔结构可为类似金刚石晶体结构的小梁结构，可为蜂窝结构、立方体结构等规则均匀的孔隙结构，也可以为梯度渐变孔隙结构，或不规则孔隙结构。

进一步地，所述多孔结构的孔隙之间完全相互连通，孔径尺寸为0.2-0.8mm，孔隙率为60-90％。

进一步地，所述中段多孔结构2位于所述多孔钛种植体与牙槽骨接触部位，所述中段多孔结构2的高度H为4-7m，直径尺寸与螺纹部分1的直径D相同的多孔圆柱。所述中段多孔结构为骨组织的生长渗透提供足够的空间，促进骨整合，同时降低种植体的结构刚度。

进一步地，位于所述多孔钛种植体的尖端多孔结构的高度h为2-3mm，直径d₂为0.8-2.5mm，与所述多孔钛种植体衔接部位的倒角r₂为0.2-1mm，r₃为1-2mm。所述多孔钛种植体的尖端至所述中段多孔结构2的距离H₁为3-7mm。所述尖端多孔结构5的作用主要是为了避免种植体尖端部位的应力集中现象，改善种植体与骨接触部位的应力环境，使骨组织能更好的长入，促进骨整合。