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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Medizintechnik, insbesondere Implantate, welche für die Wiederherstellung von Zähnen verwendet werden.
Bekannt ist die Verwendung von stützenden Elementen (Stiften) aus Metall, die man im Voraus im Knochengwebe implantiert und auf denen man nach dem Einwachsen der Elemente die künstlichen Zähnen befestigt (M. N. P. Riger Finite Element stress analysis of root from implant J. of oral implantology 1988, vol. 14, N 4).
Diese Implantate haben jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen aufgrund der Eigenschaften und der Kennwerte der verwendeten Materialien. Nach der Herstellung der Prothesen kommt es aufgrund der Belastung durch das Kauen um das Implantat herum zu einer Resorption des Knochengewebes und zur Lockerung des Implantats, was im Zusammenhang mit den grossen Unterschieden zwischen den Elastizitätsmodulen des Metalls und des Knochengewebes steht.
Es ist auch die Verwendung von implantierbaren stützenden Elementen bekannt, die aus Keramik (Prototyp) bestehen und bei dem oben beschriebenen Verfahren wie die Metallelemente eingesetzt werden (O. B. Brunski, Biomechanical consideration in dental implant deaing, J. of oral implantology, 1988, v.
14, N 2).
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Derartige Materialien besitzen im Vergleich zu metallischen Materialien eine bessere biologische Verträglichkeit und Beständigkeit im Organismus. Im Vergleich mit Knochengewebe hat die Keramik jedoch ein erheblich höheres Elastizitätsmodul. Das erklärt, warum derartige stützenden Elemente keine funktionale Dämpfung im Sinne einer elastischen Nachgiebigkeit an den erforderlichen Stellen des Implantats gewährleisten, und die am Ort der Konzentration der Spannungen auftretende Gewebezerstörung führt zu einer Lockerung des stützenden Elementes, wenn es die ihm zugedachte Funktion erfüllt.
Bekannt sind auch Konstruktionen mit einem inneren Dämpfungselement. Die Verwendung derartiger Implantate ist wegen ihrer komplizierten und kostenaufwendigen Konstruktion nur sehr eingeschränkt möglich (Materialien des Symposiums zu Fragen der Implantologie, 28. 09. 89 CNIIS) Ziel der vorliegenden technischen Lösung ist die Beseitigung aller obigen Nachteile, d. h. die Schaffung von Stützelementen, um die herum es nach ihrer Implantation zur Bildung eines eigenen Knochenregenerats kommt sowie zum anschliessenden allmählichen Einwachsen des Knochengewebes in den implantierten Teil des stützenden Elementes.
Das Material des erfindungsgemässen Elements, das mit dem Knochengewebe in Kontakt kommt, weist ein Elastizitätsmodul auf, das dem Elastizitätsmodul des Knochengewebes sehr ähnlich ist, was zu einer funktionalen Dämpfung führt und die Lockerung des stützendes Elements während der Dauer seines Gebrauchs ausschliesst.
Man erreicht das Ziel dadurch, dass das stützende Element als eine starre Konstruktion ausgeführt ist, welche eine zweischichtige Umhüllung aufweist, die aus nicht-toxischen Polymermaterialien hergestellt ist, wobei eine der beiden Schichten, die an der Oberfläche der starren Konstruktion anliegt, aus einem im Organismus nicht löslichen synthetischen Polymermaterial hergestellt ist, während die zweite, mit dem Knochen-
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gewebe in Kontakt stehende Schicht aus einem im Organismus löslichen, biologisch abbaubaren Polymermaterial hergestellt ist, welches mit Fasern oder Fäden aus einem unlöslichen Polymermaterial verstärkt ist.
Als wesentlichen Unterschiede der Erfindung im Vergleich mit Analogen und Prototypen des Standes der Technik sind insbesondere die folgenden Punkte zu nennen : 1. Das Element ist mit einer zweischichtigen Umhüllung ver- sehen, die auf der Aussenfläche des starren tragenden
Stiftes angeordnet ist ; 2. die erste Schicht, die an der Oberfläche des zentralen
Stifts anliegt, ist aus einem im Organismus nicht lösli- chen Polymermaterial hergestellt ; 3. die zweite Schicht, die im Kontakt mit dem Knochengewebe steht, ist aus einem nicht-toxischen im Organismus lösli- chen (biologisch abbaubaren) Polymermaterial gefertigt ; 4. wobei die zweite Schicht mit Fasern oder Fäden aus einem im Organismus unlöslichen Polymermaterial verstärkt ist.
Die Figuren 1 bis 4 zeigen die Konstruktion von Ausführungsformen des implantierbaren stützenden Elements für die Befestigung von künstlichen Zähnen gemäss der vorliegenden Erfindung.
Das stützende Element weist einen starren zentralen Stift 1 auf, der aus Metall oder Keramik gefertigt sein kann, sowie eine Umhüllung 2, die eine erste Schicht 3 einschliesst, die an der Oberfläche des Stifts anliegt und aus einem nicht-toxischen und im Organismus unlöslichen Polymermaterial mit den gewünschten mechanischen Festigkeitswerten hergestellt ist, sowie eine zweite Schicht 4, die aus einem im Organismus löslichen bzw. biologisch abbaubaren Polymermaterial hergestellt ist, welches mit Fäden 5 aus einem nicht-toxischen, im Organismus unlöslichen Polymermaterial verstärkt ist.
Der zentrale Stift 1 kann verschiedene an sich bekannte Formen aufweisen, z. B. die Form eines Zylinders, eines mehrkantigen Prismas oder einer Platte, in deren Oberflächen Kerben, Kanäle,
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Teren oder Perforationen ausgebildet sein können.
Die für die Umhüllung verwendeten Polymermaterialien können dem Fachmann an sich bekannte Polymermaterialien sein, insbesondere solche, wie sie in der Zahntechnik und Medizin verwendet werden. Die für die Aussensicht der Umhüllung verwendeten Polymeren sind insbesondere auf medizinischem Gebiet verwendete biologisch abbaubare Homo- oder Coplymere, von denen dem Fachmann zahlreiche als Nahtmaterialien und Knochenreparaturmaterialien bekannt sind. Neben den in den Beispielen genannten synthetischen Polymeren Polyglykolsäure (Polyglykolid) sind insbesondere weitere Polyhdroxysäuren wie z. B. Polymilchsäure (Polylactid), insbesondere in Form geeigneter Copolymerer, zu nennen.
Die unlöslichen Polymeren, die für die innere Schicht und die ARmierungsfasern und-faden verwendet werden können, sind physiologsich unbedenkliche Polymere mit der erforderlichen Festigkeit und Beständigkeit in der physiologischen Umgebung
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besondere aromatische Polyester wie Polyethylenterephthalt, zu nennen. Für die Faserverstärkungen kommen auch hochfeste Fasern z. B. vom Polyimidtyp in Frage.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele für die beschriebene Erfindung angeführt.
Beispiel 1 Das zu implantierende stützende Tragelement besteht aus einem zentralen tragenden Stift mit einem Durchmesser von 2mm und einer Länge von 12mm, der aus einem nichtrostenden Stahl hergestellt ist und im oberen Teil eine Öffnung mit einem Gewinde aufweist, die durch einen Pfropfen verschlossen ist, und aus einer Umhüllung, welche eine erste Schicht aufweist, die am Stift anliegt und aus Polyamid 12 mit einer Stärke von
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und die mit einem Gemisch aus Capronfasern und Aramidfasern der Marke CBM verstärkt ist.
Beispiel 2 Das zu implantierende stützende Element besteht aus einem zentralen Stift mit einem Durchmesser von 3, 5-4 mm und einer Länge von 11-14 mm, der aus Keramik gefertigt ist und im oberen Teil eine Gewindeöffnung und einen Stopfen mit Gewinde hat, der ebenfalls aus Keramik besteht, und aus der Umhüllung, welche eine erste Schicht aufweist, die aus Polyethylenterephthalat besteht und eine Stärke von 0, 4-0, 8 mm aufweist und am Stift anliegt, sowie eine Aussenschicht aus Oxycellulose mit einer Stärke von 0, 5-0, 8 mm, die mit Fäden aus Polyethylenterephthalat (Lafsan) armiert ist.
Beispiel 3.
Das zu implantierende Tragelement besteht aus einem tragendem zentralen Stift mit einem Durchmesser von 2, 8 mm und einer Länge von 8-12 mm, welcher aus Titan gefertigt ist und an seinem oberen Ende ein Gewinde mit der Länge von 3-4 mm hat, und einer Umhüllung, welche eine'erste innere Schicht mit einer Stärke von 0, 21 bis 0, 7 mm aufweist, die an der Oberfläche des Stiftes anliegt und aus einem Copolymer von Vinylpyrrolidon und Methylmetacrylat (Stickstoffgehalt 2, 2-3, 2 Gew.-%) besteht und mit einer verstärkenden Mischung aus einer säurebehandelten Capronfaser und der Aramidfaser Terlon armiert ist, sowie eine Aussenschicht mit einer Stärke von 0, 4-0, 7 mm, die aus einer Mischung von Copolymeren von Vinylpyrrolidon mit Methylmetacrylat oder Butylmetacrylat der Marken PPM PPP -1 besteht,
welche mit einer Mischung von modifizierten Capronfasern und der Aramidfaser Terlon armiert ist.
Beispiel 4.
Das zu implantierende Tragelement besteht aus den Materialien gemäss Beispiel 3, wobei der zentrale Stift aus Titan in Form eines fünfseitigen Prismas mit einem Durchmesser von 4 mm und
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mit einer Länge von 14 mm hergestellt ist, der Endkanäle mit einer Tiefe von 0, 5 mm mit einem Abstand von 3 bis 4 mm zwischen sich aufweist sowie ein Aussengewinde an einem der beiden Enden des Stiftes mit einem Durchmesser von 3 mm für die äussere Kappe, die aus Titan oder Polytetrafluorethylen gefertigt ist.
Beispiel 5.
Ein zu implantierendes stützendes Element gemäss Beispiel 3, bei dem der zentrale Stift aus Titan besteht und die Form einer rechteckigen Platte mit Abmessungen von 10x6x2 mm und einem Vorsprung mit einer Höhe von 5 mm und einer Breite von 3mm an einer Plattenkante für die Befestigung der künstlichen Zähne aufweist.
Beispiel 6.
Ein zu implantierendes stützendes Element gemäss Beispiel 3, bei dem der zentrale Stift aus Titan besteht und die Form einer rechteckigen Platte mit den Abmessungen 25x6x2 mm aufweist, die Perforationen in Form von Öffnungen mit einem Durchmesser von 3 mm und zwei Vorsprüngen mit einer Höhe von 5 mm und einer Breite von 3 mm an einer Plattenkante für die Befestigung der künstlichen Zähne aufweist.
Zusammenfassend ist zu sagen, dass die Erfindung für eine Verwendung in der Stomatologie bestimmt ist und insbesondere implantierbare Stützelemente betrifft, die für die Befestigung von künstlichen Zähnen eingesetzt werden.
Das technisches Resultat der Erfindung ist die Schaffung eines stützenden Elements, welches das Einwachsen des Knochengewebes in den implantierten Teil des Elements ermöglicht, sowie eine funktionale Dämpfung und eine Verringerung der Resorption des Kiefer-Knochengewebes bei seiner Verwendung.
Das stützende Element ist in Form einer starren Konstruktion (mit einem starren Stift) ausgebildet und weist eine zwei-
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schichtige Umhüllung auf. Die eine der beiden Schichten, die an der Oberfläche des Stifts anliegt, ist aus einem im Organismus nicht-löslichen synthetischen Polymermaterial hergestellt. Die zweite Schicht, die sich im Kontakt mit dem Knochengewebe befindet, ist aus einem im Organismus löslichen Polymermaterial (einem biologisch abbaubaren Polymer) gefertigt, welches mit Fasern oder Fäden aus einem unlöslichen Polymermaterial verstärkt ist.
Die Anmeldung erfolgt im Einklang mit einer vertraglichen Vereinbarung mit den Anmeldern/Erfindern des russischen Patents RU 2147214.