Transcript 101上牙科材料學實驗1(植牙)

金屬工業研究發展中心
Metal Industries Research & Development Centre
植牙手術及器械介紹
Medical Devices and Opto-Electronics Equipment Department-Medical Device Section
2010/11/23
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金屬工業研究發展中心
Metal Industries Research & Development Centre
大綱
• Class I -植牙簡介
植牙歷史、植牙臨床需求、人工牙根品牌、外型及尺寸選擇、贗復件一覽
• Class II -植牙手術流程
植牙療程介紹、植牙鑽削器械介紹、植牙鑽孔手術
• Class III -植牙手術鑽削器械開發
鑽削器械開發流程、鑽削模擬與測試、鑽削器械製程介紹
• Class IV -植牙手術鑽削之實際操作
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植牙歷史、植牙臨床需求、人工牙根品牌、外型及尺寸選擇、贗復件一覽
CLASS I-植牙簡介
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植牙簡介-植牙歷史
Root or cylindrical implant
The ramus frame implant
The staple implant
Subperiosteal implant
1952年
The blade implant
20世紀初期
發展多種形式之植
18世紀
利用剛拔下
的牙齒來作
中古世紀
假牙植入，
古埃及人及南美洲文明 那時的過程
體，包含骨膜下植
瑞典骨科醫師
1982年
在加拿大多倫多市舉
辦的醫學會議制定醫
Branemark所開始領導；學使用人工植體的標
他利用鈦合金柱狀物
植入兔子的大腿骨並
入植體Subperiosteal)，
作顯微鏡觀察，數個
骨內刀狀(Endosteal 月後發現此鈦合金植
Blade) ，分支網狀 入物可與骨頭產生癒
(Ramus Frame) ，
準，並推動北美正式
接受人工牙根的使用，
至今全世界已研發出
超過二百種以上的植
牙系統。
合現象，他稱此現象
骨內牙根狀(Root)或 為Osseointegration(骨
頭制作假牙來代替口腔 功機率很低。 柱狀(Cylindrical)
整合)
中脫落的自然牙
有利用修磨的象牙及木 很粗糙且成
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Branemark
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植牙簡介-植牙臨床需求
牙周病及外傷引起失牙之置換。
應力分佈不當及因細菌感染所造成之牙周炎，因
上述所引起之骨萎縮吸收之置換。
因病變或不良習慣損害。
因癌症所引起組織缺損。
面部骨組織損傷及骨折。
因先天或發育不良須手術矯正。
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植牙簡介-植牙臨床需求
假牙冠
crown
牙齦
ginginval
支台齒
abutment
皮質骨
cortical bone
單顆植牙
齒槽骨
alveolar bone
人工牙根
dental implant
骨整合
osseointegration
全口無牙之植牙
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植牙簡介-植牙臨床需求
骨質
優點
缺點
• 最堅硬及彈力係數最高之骨質，承受強度最強
• 植入初期與植體之接觸比最高(~80%)
• 可施行一階段式植牙
• 手術癒合期3~4個月
•良好股強度與及高彈力係數，承受強度強
•初期接觸比高，穩定性與骨癒合情形良好
•手術癒合期約為4個月
•骨形成較緩慢(0.6μm/day)
•植牙鑽孔易過熱
•於齒槽脊需做沉頭孔
•需攻骨螺紋
•需攻骨螺紋
•於齒槽脊需做沉頭孔
D3
•骨密度較鬆，不需攻骨螺紋
•植牙鑽孔較不會過熱
•植體只與齒槽脊接觸
•易於唇側骨板穿孔
•骨形成之癒合期大於6個月
D4
•骨密度最鬆，完全不需攻骨螺紋
•於齒槽脊不需做沉頭孔
•植體長度最長(可能需要骨移植或補骨)
•接觸比最低(~25%)，初期穩定性最差
•植體贗復平台需略低於齒槽脊
•考慮增加植體數以提高長期成功率
•癒合期大於8個月
D1
D2
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人工牙根材料
植牙簡介-植牙臨床需求
• 鈦及鈦合金
•
•
•
比重： 4.51g/cm3 (25 °C )
熔點： 1,665 °C
熱膨脹係數：8.35 x 10-6/ °C
無毒性
生物相容性高
陽極處理成豐富色彩
低傳熱性與低熱膨脹性
比強度最高(輕量化與高強度)
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植牙簡介-人工牙根品牌
OSSEOTITE NT® Implant
Tapered Screw-Vent Implant
OSSEOTITE® Implant
Certain® PREVAIL® Implant
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植體外型
植牙簡介-外型及尺寸選擇
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尺寸選擇-直徑
植牙簡介-外型及尺寸選擇
•
•
•
•
在一般狀況下
3.0~3.5mm直徑植體可用在下頷門牙及上頷側門牙
3.5~5.0 mm 上頷前排、上下頷前臼齒及下頷犬齒
5.0~6.0 mm直徑植體可用在上下頷臼齒
寬植體
微植體
• 在特殊狀況下
• 若自然牙間距過小，可採用<3mm之微植體
• 若自然牙間距過大，可採用>6mm之寬植體
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尺寸選擇-長度
•
•
•
•
植牙簡介-外型及尺寸選擇
每個部位之可植入高度不一，且因人而異，故須依術前攝影來判斷並決定所需長度
由於上顎具有鼻竇膜，故需注意是否可能穿破鼻竇膜，導致鼻竇炎等副作用產生。
由於下顎具有神經管，故需注意是否可能壓迫神經管，導致神經受損等副作用產生。
一般人工牙根長度範圍，8mm~16mm
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植牙簡介-贗復件一覽
單顆牙贗復
牙橋贗復
全口贗復
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植牙療程介紹、植牙鑽削器械介紹、植牙鑽孔手術
CLASS II-植牙手術流程
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植牙手術流程-植牙療程介紹
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植牙手術流程-植牙鑽削器械介紹
目前各廠家植牙手術器械自成系統，彼此不能通用，為搭配自有設計的牙根，所以
發展自有器械有其必要，且器械並無法單獨銷售，必須附加在植體之下。
小尺寸整平刀可作為定位鑽，大尺寸整平刀則以圓球狀刀緣整平齒槽
骨。此外，亦可破壞表層皮質骨，以利後續植牙鑽頭順利鑽入海綿骨。
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植牙手術流程-植牙鑽削器械介紹
目前各廠家植牙手術器械自成系統，彼此不能通用，為搭配自有設計的牙根，所以
發展自有器械有其必要，且器械並無法單獨銷售，必須附加在植體之下。
具備軸向切削功能，於齒槽骨
上，進行植入軸線之深度鑽孔。
具備軸向與徑向切削功能，於齒槽骨上，進行鑽孔與
擴孔。其直徑符合牙根最小根徑。
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植牙手術流程-植牙鑽削器械介紹
目前各廠家植牙手術器械自成系統，彼此不能通用，為搭配自有設計的牙根，所以
發展自有器械有其必要，且器械並無法單獨銷售，必須附加在植體之下。
配合人工牙
根頸部設計，
修整鑽孔上
半部輪廓。
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植牙手術流程-植牙鑽削器械介紹
目前各廠家植牙手術器械自成系統，彼此不能通用，為搭配自有設計的牙根，所以
發展自有器械有其必要，且器械並無法單獨銷售，必須附加在植體之下。
完成齒槽骨鑽孔後 進行攻牙，以利鎖入人工牙根。
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
蒐集資料，植牙治療計畫確立
若骨缺損很大，需增加骨質，使用骨導引再
二階段植牙-2 stage surgery
生術 (療程3-6個月)
1.有牙齒需拔除，而拔牙的位置需植牙，則拔除該
牙齒(early療程4-8星期，delayed療程12-16星期)
一階段植牙-1 stage surgery
2.經評估拔牙後，其骨質較佳，則可立即進行植牙
人工牙根植入手術
立即性植牙-Immediate placement implant
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
二階段植牙(2 stage surgery)
把人工牙根植入齒槽骨中，把牙肉縫起
來，等待人工牙根的骨整合完成。期間，
人工牙根完全埋在牙脊內，外觀上是看
不到的。
3～6個月後，把牙肉切開，露出人工牙根的
頂端，在上方安裝癒合帽（healing
abutment）。牙肉會順著癒合帽的外圍，重
新癒合，變成理想的形狀。期間，可以看到
癒合帽位於將來假牙的位置。
1～2個星期後，牙肉癒合完成，將癒合帽取
下，換成製作假牙的套件，經過印模、技工
製作後，即可安裝假牙。
優點：
缺點：
1. 成功率較高，可減少失敗或是併發
1. 整體療程所花費時間較久。
症發生的可能性。
2. Device
病患需承受多次手術所造成之不舒服。
Medical
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Section
2.
可適用於骨質較差的病患。
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
二階段植牙(2 stage surgery)
US II
US III
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
二階段植牙(2 stage surgery)
Lance drill
Ø2.0Pilot Drill
Depth gauge
(1) Ø 3.3mm USII Fixture
(2.0/2.7)Twist drill
D3
Osteotome
Ø2.7Twist drill
D2
D4
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資料來源：Osstem
Countersink
Tap
D1
US II
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
二階段植牙(2 stage surgery)
Lance drill
Ø2.0 Twist drill
Osteotome
Depth gauge
(2.0/3.0) Pilot Drill
(2) Ø 5.0mm USII Fixture
Ø3.0 Twist drill
(3.0/3.8)Pilot Drill Ø3.8Twist drill
D3
D4
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資料來源：Osstem
Ø4.3Twist drill
D2
Countersink
Tap
D1
US II
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
二階段植牙(2 stage surgery)
Ø 4.0mm US II Fixture Surgical Procedure(two stage)
① Guide Drill
②Ø2.0mm Twist drill
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資料來源：Osstem
③ Depth gauge
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
二階段植牙(2 stage surgery)
④ Parallel pin
⑤ Ø2.0/Ø3.0 Pilot drill
⑥ Ø3.0 Twist drill ⑦ Ø3.3 Marking drill
⑧ Ø3.0/Ø4.1 Countersink⑨ Ø4.0 Surgical tap ⑩ 從Ample上將Fixture
(pre-mounted , un-mounted)取出
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資料來源：Osstem
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
二階段植牙(2 stage surgery)
⑪ Ø4.0 Fixture的植入)
⑫ 植體裝置(Fixture mount)的分離
⑬ 覆蓋螺絲( Cover screw)的連結 ⑭ 縫合
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資料來源：Osstem
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二階段植牙(2 stage surgery)
第二次手術
① 切開
☞ Ø5.0 Bone profiler
② 覆蓋螺絲 (Cover screw)的去除
③ Healing abutment 連結 ④ 縫合
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資料來源：Osstem
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US II 系統手術
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
一階段植牙(1 stage surgery)
人工牙根植入齒槽骨後，直接裝上癒合帽，
等待骨整合。
3～6個月後，骨整合完成，牙肉也早已癒合，
將癒合帽取下，換成製作假牙的套件，經過
印模、技工製作後，即可安裝假牙。
優點：
1. 不需要再作第二次手術，可減少風
險和治療費用。
2. 病患只需承受一次手術。
缺點：
1. 只適合骨質較好的病患。
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一階段植牙(1 stage surgery)
SS II
SS III
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資料來源：Osstem
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
一階段植牙(1 stage surgery)
Lance drill
Ø2.0 Twist drill
Depth gauge
(1) Ø 4.1mm SSII Fixture
(2.0/3.0) Pilot Drill
Ø3.0 Twist drill
Ø3.6 Twist drill
Countersink
Tap
SS II
Osteotome
D3
D2
D4
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資料來源：Osstem
D1
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
一階段植牙(1 stage surgery) (2) Ø 4.8mm SSII Fixture
Lance drill
Ø2.0 Twist drill
Depth gauge
(2.0/3.0 )Pilot Drill
Ø3.0 Twist drill
(3.0/3.8)Pilot Drill Ø3.8Twist drill
Ø4.3Twist drill
Shaping drill
Tap
SS II
Osteotome
D3
D4
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資料來源：Osstem
D2
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
一階段植牙(1 stage surgery)
Ø 4.1mm SS II Fixture Surgical Procedure(one stage)
① Guide Drill
②Ø2.0mm Twist drill
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資料來源：Osstem
③ Depth gauge
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一階段植牙(1 stage surgery)
④ Parallel pin
⑤ Ø2.0/Ø3.0 Pilot drill
⑥ Ø3.0 Twist drill ⑦ Ø3.6 Twist drill
⑧ Ø4.1/Ø4.8 Countersink⑨ Ø4.1 Surgical tap ⑩ 從Ample上將Fixture
(pre-mounted , un-mounted)取出
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資料來源：Osstem
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
一階段植牙(1 stage surgery)
⑪ Ø4.1 Fixture的植入(premounted)
⑫ 植體裝置(Fixture mount)的分離
⑬ 覆蓋螺絲( Cover screw)的連結 ⑭ 縫合
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資料來源：Osstem
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SS II 系統手術
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
立即性植牙(Immediate placement implant)
所謂的「立即性植牙」，是在牙齒因外
傷、嚴重蛀牙、牙根斷裂、牙根穿孔或
吸收、無法以根管治療保存等因素，因
而必須被拔除時，在謹慎小心的微創拔
牙下，盡可能地保持傷口周邊牙齦與骨
頭完整，同時植入人工植體。
優點：
1. 使病患快速恢復正常咬合功能及美
觀。
2. 立即性植牙是拔牙同時進行植牙，
所以並不需要多一次手術。
缺點：
1.只適合特殊狀況之病患，且亦要視其拔
牙後孔洞之完整性。
2.缺乏骨整合時間，手術失敗率及風險較
高。
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Nobel Replace Tapered Groovy
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資料來源：Norbel Biocare
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
立即性植牙(Immediate placement implant)
(1) Ø 3.5mm NP Fixture
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資料來源：Norbel Biocare
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
立即性植牙(Immediate placement implant)
(2) Ø 6.0 mm Fixture
Medical Devices and Opto-Electronics Equipment Department-Medical Device Section
資料來源：Norbel Biocare
金屬工業研究發展中心
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
立即性植牙(Immediate placement implant)
① Guide Drill
② Punch/Tissue
③ Tapered Drill
④ Dense Bone Drill
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資料來源：Norbel Biocare
⑤ Tap
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植牙手術流程-植牙鑽孔手術
立即性植牙(Immediate placement implant)
⑥ 植入Implant
⑦ 裝上臨時假牙冠
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資料來源：Norbel Biocare
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Noble Replace系統手術
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鑽削器械開發流程、鑽削模擬與測試、鑽削器械製程介紹
CLASS III-植牙手術鑽削器械開
發
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植牙手術鑽削器械開發-鑽削器械開發流程
完成新型植體最終版設計
設
計
依新型植體外型規畫植入流程
MIRDC
鑽削器械外型尺寸設計
Osstem
3i
Astra
100
90
80
70
60
50
40
建立鑽削過程有限元素模型
分
析
30
Model
Fail
不同鑽頭設計參數模擬分析
Model
OK
20
10
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Experiment (times)
建立鑽削實驗驗證模型準確性
以田口法進行設計參數最佳化
加
工
鑽削器械加工製程
鑽削器械加工後尺寸檢驗
Size Fail
Size
OK
Test
完成符合新型植體鑽削器械開發
利用鑽削實驗平台進行鑽削試驗
測
OK
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試
Test Fail
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植牙手術鑽削器械開發-鑽削模擬與測試
xxx rpm
西元1983~1984年，Eriksson和Albrektsson指出，
骨質溫度在44℃到47℃的溫度範圍中持續一分鐘，並不
Motor Controller
Motor
Torque
Sensor
Computer
影響骨質結構的重組。並提出骨質溫度47℃為抵抗骨疽
Drill
Thermal
Couple
Bone
Jig
Load
Cell
現象發生，最理想之臨界溫度值。
Data Acquisition
Thermal Couple
Thermal Couple
x=0.5mm
x=0.5mm
z=1mm
Drill Bit
Cortical Bone
z=6mm
Cancellous Bone
Drill Diameter
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植牙手術鑽削器械開發-鑽削器械製程介紹
表處
白刀
粗胚
棒材
依刃及溝部設
計，利用CNC
磨床進行研磨
雷刻
依設計及表面
處理，利用雷
依設計需求，
射雕刻機進行
進行表面處理， 深度標示及辨
如DLC、TiN等。 識注記。
依外型尺寸設
計，利用CNC
車床製作粗胚
依設計選用棒
材尺寸及材料
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作
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