CH696799A5 - Verfahren zur Herstellung eines Dentalimplantats und nach diesem Verfahren hergestelltes Dentalimplantat. - Google Patents

Description

  [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dentalimplantats sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Dentalimplantat.

[0002] Dentalimplantate werden im Kieferknochen verankert und sind dazu bestimmt, Prothesen, Kronen, Brücken oder dergleichen zu tragen, beispielsweise unter Zwischenlage von Abutments. Hierzu weisen sie üblicherweise ein Verankerungsteil auf, das in den Kieferknochen einzuschrauben ist. Um eine tragfähige Stabilität zu erreichen, muss das Dentalimplantat einheilen und mit dem Kieferknochen verknöchern. Dies dauert mindestens drei Monate. Entsprechend lang muss mit dem Anbringen eines Aufsatzes gewartet werden. Bei subgingivalen Dentalimplantaten wird das Verankerungsteil so tief in den Kieferknochen eingesetzt, dass die Schleimhaut darüber vernäht werden kann.

   Nach dem Einheilen ist dadurch vor dem Anbringen des Aufsatzes eine Sekundäroperation erforderlich. Bei transgingivalen Dentalimplantaten entfällt diese Sekundäroperation, da das freie Ende des Dentalimplantats auf Schleimhauthöhe liegt oder sogar leicht herausragt. Hierbei sollten die Wundränder der Schleimhaut am Implantathals anliegen. Aufsatz kann eingesetzt werden, sobald der Prozess des Einheilens und Verknöcherns abgeschlossen ist. Bei beiden Arten von Dentalimplantaten bleibt somit der gravierende Nachteil, dass nach dem ersten Eingriff mehrere Monate die Osseointegration abgewartet werden muss, bevor die Behandlung abgeschlossen werden kann.

[0003] Dentalimplantate werden bisher meistens aus Titan hergestellt, da dieses Material eine gute Festigkeit aufweist.

   Aufgrund von dessen Oberfläche ist ein derartiges Dentalimplantat jedoch einer Nachbearbeitung zu unterziehen, da es sonst kaum im Kieferknochen einwachsen kann. Bekannt ist es beispielsweise, die glatte Titanoberfläche durch Funkenerosion, Sandstrahlen und/oder Säureätzen aufzurauen. Ferner wurde versucht, Verankerungsteile mit einer biokompatiblen Oberflächenbeschichtung auf Stickstoffbasis zu versehen. Von ihrer Festigkeit her wären neben dem Titan auch andere Werkstoffe zur Fertigung von Dentalimplantaten gut geeignet, unter anderem Zirkon oder ein Werkstoff auf Zirkonbasis. Fast alle dieser weiteren Werkstoffe weisen jedoch eine derart glatte und harte Oberfläche auf, dass eine zweckdienliche Nachbearbeitung kaum möglich ist.

   Die Oberflächenstruktur im gewünschten Sinn verbessernde Veränderungen der Werkstoffzusammensetzung würden zugleich die notwendige Festigkeit des Dentalimplantats beeinträchtigen und dieses letztlich unbrauchbar machen. Es hat sich daher gezeigt, dass bei solchen Werkstoffen eine optimale und rasche Osseointegration sehr schwierig zu erreichen ist.

[0004] Auf der Grundlage dieses Standes der Technik setzt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines Dentalimplantats anzugeben, das sowohl eine bessere als auch schnellere Osseointegration gewährleistet. Weiter soll ein nach diesem Verfahren hergestelltes Dentalimplantat angegeben werden.

[0005] Das erfindungsgemässe Verfahren entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Das Dentalimplantat geht aus Anspruch 10 hervor.

   Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Erfindungsgedankens sind aus den abhängigen Patentansprüchen ersichtlich.

[0006] Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
<tb>Fig. 1<sep>zeigt eine Ansicht des Dentalimplantats, teilweise im Schnitt;


  <tb>Fig. 2<sep>zeigt schematisch einen stark vergrösserten Querschnitt der Oberfläche des Dentalimplantats;


  <tb>Fig. 3<sep>zeigt einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 1;


  <tb>Fig. 4<sep>zeigt einen Querschnitt nach der Linie B-B in Fig. 1;


  <tb>Fig. 5<sep>zeigt einen Querschnitt nach der Linie C-C in Fig. 1.

[0007] Die vorliegenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein mindestens zweiteiliges Dentalimplantat 1, mit einem Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt 2 und einem daraufzusetzenden Aufsatz. Das Dentalimplantat 1 ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, konisch geformt. Die Neigung beträgt beispielsweise 2  . Dadurch kann dessen Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt 2 in den Kieferknochen gestossen oder geklopft werden. Der obere Abschnitt 3 ist dazu bestimmt im Bereich der Schleimhaut zu liegen. Dessen Neigung ist vorteilhaft etwas grösser. Sie kann beispielsweise 3 bis 4 deg. betragen.

   Dieser Abschnitt 3 bildet eine Manschette zur primären Abdichtung der Kortikalisregion, um einen Einbruch und ein Einwachsen der Schleimhautzellen zu verhindern.

[0008] Das freie Ende 4 des Dentalimplantats 1 ist als Verbindungsteil 5 ausgebildet. Dieses weist in Längsrichtung des Dentalimplantats 1 ein Loch 6 auf. Hier kann ein Aufsatz 7 eingesetzt werden, sei es ein Abutment oder direkt eine Prothese, Krone oder Brücke. Der Aufsatz 7 weist hierzu einen in dieses Loch zu klebenden Schaft auf, wie dies in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Der Aufsatz 7 kann - je nach Indikation - geneigt ausgebildet sein. Er kann an seinem oberen Ende auch eine Druckknopf-Verbindung aufweisen, beispielsweise für eine Krone. Das Verbindungsteil 5 kann, zur Positionierung oder Repositionierung des Dentalimplantats 1, eine Kerbe 8 aufweisen.

   Der hier anzuordnende Aufsatz 7 ist vorzugsweise mit einer dieser Kerbe 8 entsprechenden Ausformung versehen, wodurch dessen rotationssichere Positionierung möglich wird.

[0009] Um die sichere Positionierung des Dentalimplantats 1 zu verbessern, können am Umfang des Verankerungsteils oder Verankerungsabschnitts 2 in Längsrichtung Ausformungen vorgesehen werden, z.B. Längsrillen 9 und 10. Diese verlaufen annähernd koaxial zur die Einsetzrichtung des Dentalimplantants 1 ergebenden Längsachse. Die Längsrillen 9 und 10 dienen der Oberflächenvergrösserung und der Stabilität des Dentalimplantats 1. Zwar wird dadurch eine unerwünschte Rotation des Dentalimplantats 1 vermieden, welche die Osseointegration zusätzlich erschweren würde. Diese Oberflächengestaltung hat jedoch nur sekundär mit der Osseointegration zu tun.

   Die Längsrillen 9 und 10 können sich im Übrigen auch über die ganze Länge des Verankerungsteils oder Verankerungsabschnitts 2 erstrecken.

[0010] Das Einwachsen des Verankerungsteils oder Verankerungsabschnitts 2 wurde bisher durch dessen zu glatte Oberfläche erschwert. Die vorgenannten, in relativ grossem Abstand voneinander verlaufenden Längsrillen 9 und 10 ändern daran nichts. Um nun diesem Nachteil entgegenzuwirken und eine optimale Osseointegration zu erreichen, wird die Oberfläche des Verankerungsteils oder Verankerungsabschnitts 2 erfindungsgemäss aufgebaut bzw. bearbeitet. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass eine optimale Oberflächenstruktur 14 eine Annäherung an die Grösse der Knochenzellen beinhalten müsste.

   Deren Grösse bewegt sich im Bereich 1-10 Microm.

[0011] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beinhaltet folgende Schritte der Oberflächenbearbeitung:
a) : die Oberfläche 11 eines Rohlings des Dentalimplantates 1 wird mit mindestens einer Beschichtung 12 versehen;
b : auf oder in die Beschichtung 12 wird eine darin unlösliche, feinkörnige Substanz 13 eingebracht, die beispielsweise aus säureunlöslichen Kristallen besteht und auf der Beschichtung 12 Erhebungen und/oder Vertiefungen im Bereich von 0.1-100 Microm ergibt, vorzugsweise von 1-10 Microm;
c) : die mit der körnigen Substanz 13 bzw. mit Kristallen versehene Beschichtung 12 wird auf die Oberfläche 11 gebrannt, beispielsweise in einem Ofen.

[0012] Die sich aus dieser Oberflächenbearbeitung ergebende Oberflächenstruktur 14 ist in Fig. 1 und in Fig. 2 als vergrössertes Detail schematisch dargestellt.

   Im Einzelnen lässt sich die Oberflächenbearbeitung variieren. Denkbar ist es, um ein besseres Haften der Beschichtung 12 zu erreichen, die Oberfläche 11 des Rohlings des Dentalimplantates 1 vor deren Auftragen einer Sandstrahlung zu unterziehen. Ferner könnte die körnige Substanz 13 auch direkt auf das Dentalimplantat 1 aufgetragen werden.

[0013] Die Oberfläche 11 oder die Beschichtung 12 könnten auch mit Säure behandelt, d.h. silanisiert, werden. In diesem Fall könnte der Beschichtung 12 eine feinkörnige Substanz 13 beigemengt werden, die aus säurelöslichen Körnern bzw. Kristallen oder aus einer Mischung von säureunlöslichen und säurelöslichen Körnern bzw. Kristallen besteht. Die säurelöslichen Körner oder Kristalle werden beim Silanisieren aufgelöst und hinterlassen an ihrer Stelle jeweils eine entsprechende Mikropore.

[0014] Die Körner bzw.

   Kristalle können mindestens teilweise aus Zirkon oder aus einem Werkstoff auf Zirkonbasis bestehen. Sie lassen sich vor, während oder nach dem Auftragen bzw. Anbringen der Beschichtung 12 beifügen.

[0015] Hauptsächlich ist an eine keramische Beschichtung 12 gedacht. Beispielsweise könnte die Beschichtung 12 aus 30% Aluminiumoxid und 70% Zirkonoxid bestehen. Möglich wäre es auch, das Dentalimplantat 1 selbst aus diesem Werkstoff herzustellen. Ferner ist auch eine metallische Beschichtung 12 oder ein Keramik-Metall-Verbund denkbar. Im Übrigen ist eine Vielzahl von Verfahren zum Aufbringen von Beschichtungen bekannt, sei es durch Giessen, Spritzen, Pressen oder dergleichen.

   Letztlich ist auch das Aufbringen einer als Beschichtung 12 dienenden Folie technisch machbar.

[0016] Nicht auszuschliessen wäre es ferner, einen modularen Aufbau des Verankerungsteils oder Verankerungsabschnitts 2 vorzusehen. Dies kann durch Bildung eines getrennten, mit den übrigen Teilen zu verbindenden Verankerungsabschnitts 2 erfolgen. Die mehrteilige Ausbildung erfordert, aufgrund der sich ergebenden Naht, ein besonders sorgfältiges Arbeiten, um eine Schmutznische zu vermeiden. Es ergibt sich jedoch auch der Vorteil, dass der aufsatzartige obere Abschnitt 3 gegenüber dem Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt 2 in Bezug auf seine Drehstellung frei positioniert werden kann.

   Eine mehrteilige Ausbildung könnte aber auch mittels einer auf den einen festen Kern bildenden Rohling aufgeschobenen und dort befestigten Kappe erreicht werden, welche die Funktion der biokompatiblen Beschichtung 12 übernimmt. In beiden Fällen ist auf die unterschiedliche Dehnung unterschiedlicher Werkstoffe bei Temperaturschwankungen zu achten.

[0017] Das bzw. der derart aufgebaute und bearbeitete Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt 2 weist eine raue und/oder poröse Oberflächenstruktur 14 auf. Die vorzugsweise im Bereich von 1-10 Microm liegenden Krypten und Unebenheiten dieser Oberflächenstruktur 14 erlauben es den Knochenzellen, sich mittels ihrer Tentakel anzuheften.

   Dennoch ist die benötigte Festigkeit des Dentalimplantats 1 gegeben.

[0018] Um das Einheilen und die Osseointegration zu begünstigen, kann im Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt 2 des Dentalimplantats 1 mindestens eine Vertiefung 15 vorgesehen sein. Im vorliegenden Beispiel sind es zwei Vertiefungen 15, die ringförmig, annähernd waagerecht um den Umfang des Dentalimplantats 1 verlaufen und somit Querrillen bilden. Diese sind im Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt 2 angeordnet, der in den Kieferknochen gestossen oder geklopft werden soll. In den Vertiefungen 15 kann ein Medikament 16 eingebracht werden. Das Medikament 16 kann die Osseointegration des Dentalimplantats 1 im Kieferknochen beschleunigen. Es kann auch ein Knochenersatzstoff wie beispielsweise TCP, d.h. Trikalciumphosphat, sein.

   TCP kann vom Kieferknochen vollständig resorbiert und vom natürlichen Knochen ersetzt werden. Der hauptsächlich aufgrund seiner chemischer Löslichkeit erfolgende Abbau des TCP führt an der Implantationsstelle zu keinen zellschädigenden oder unpyhysiologischen pH-Werten. Die Resorptionsgeschwindigkeit des TCP verläuft simultan zur Knochenneubildung, so dass eine vollständige Regeneration des Knochens im Bereich des Dentalimplantates erwartet werden kann.

[0019] Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Dentalimplantat 1 auch anders als gezeichnet und vorgehend beschrieben auszubilden, solange sich eine solche Ausbildung im Rahmen der unabhängigen Patentansprüche bewegt.

Claims (21)

1. Verfahren zur Herstellung eines Dentalimplantats (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (11) eines in einen Kieferknochen einzusetzenden Verankerungsteils oder Verankerungsabschnitts (2) mit einer rauen und/oder mikroporösen Oberflächenstruktur (14) oder mit einer rauen und/oder mikroporösen Beschichtung (12) versehen wird, mit dem Zweck, die Osseointegration zu begünstigen, wozu auf die Oberfläche (11) oder in die Beschichtung (12) eine feinkörnige Substanz (13) auf- oder eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feinkörnige Substanz (13) eine Oberflächenstruktur (14) mit Rautiefen und/oder Mikroporen im Bereich von 1-10 Microm ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine feinkörnige Substanz (13) verwendet wird, die aus Kristallen besteht oder Kristalle aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine feinkörnige Substanz (13) verwendet wird, deren Körner oder Kristalle mindestens teilweise aus Zirkon oder aus einem Werkstoff auf Zirkonbasis bestehen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine feinkörnige Substanz (13) verwendet wird, deren Körner oder Kristalle säureunlöslich oder säurelöslich sind oder aus einer Mischung von säureunlöslichen und säurelöslichen Körnern oder Kristallen besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (11) oder die Beschichtung (12) mit Säure behandelt, d.h. silanisiert, wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (12) auf die Oberfläche (11) gebrannt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine keramische, metallische oder eine Beschichtung (12) aus einem Keramik-Metall-Verbund aufgebracht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung (12) eine Folie aufgebracht wird.

10. Dentalimplantat, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (11) eines in einen Kieferknochen einzusetzenden Verankerungsteils oder Verankerungsabschnitts (2) eine raue Oberflächenstruktur (14) und/oder Mikroporen aufweist oder mit einer rauen und/oder mikroporösen Beschichtung (12) versehen ist.

11. Dentalimplantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche (11) und/oder auf der Beschichtung (12) eine feinkörnige Substanz (13) aufgebracht ist, die eine raue Oberflächenstruktur (14) ergibt.

12. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenstruktur (14) oder Beschichtung (12) Rautiefen und/oder Mikroporen im Bereich von 1-10 Microm aufweist.

13. Dentalimplantat nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die feinkörnige Substanz (13) aus Kristallen besteht oder Kristalle aufweist.

14. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner oder Kristalle mindestens teilweise aus Zirkon oder aus einem Werkstoff auf Zirkonbasis bestehen.

15. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine keramische oder metallische oder aus einem Keramik-Metall-Verbund bestehende Beschichtung (12).

16. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Dentalimplantat (1) oder die Beschichtung (12) Aluminiumoxid und Zirkonoxid enthält, z.B. 30% Aluminiumoxid und 70% Zirkonoxid.

17. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (12) aus einer Folie besteht.

18. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Kern aufweist, auf dem eine das/den Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt (2) ergebende Kappe angeordnet ist, deren Oberfläche (11) eine raue und/oder poröse Oberflächenstruktur (14) aufweist.

19. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass es aus Zirkon oder aus einem Werkstoff auf Zirkonbasis hergestellt ist.

20. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass am Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt (2) mindestens eine Ausformung ausgebildet ist, z.B. in Einsetzrichtung des Dentalimplantats (1) verlaufende Längsrillen (9, 10), mit dem Zweck, dessen Oberfläche zu vergrössern und/oder Rotationsbewegungen zu verhindern und/oder eine Torquestabilität zu erhöhen.

21. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Verankerungsteil oder Verankerungsabschnitt (2) mindestens eine z.B. ringförmig am Umfang angeordnete Ausformung oder Vertiefung (8, 9) aufweist, mit dem Zweck, in diese mindestens ein Medikament (16) einsetzen zu können, z.B. ein Medikament (16) zur Begünstigung des Einheilens und/oder der Osseointegration.