CN103327928A - 牙科植入系统和制作牙科植入系统的方法 - Google Patents

Abstract

一种牙科植入系统(1，1’，1”)，包括用于植入颚骨的第一植入部件(2，2’，2”)和与之相关的用于固定牙齿替代部件的第二植入部件(4)，这些植入部件(2，2“，2”，4)通过连接销(10)机械互连，连接销(10)整体成形设置在其中一个植入部件(2，2’，2”，4)上，并可插入设置在另一个植入部件(2，2’，2”，4)上的接收管(12)中。所述植入系统，即便植入部件(2，4)采用陶瓷材料或与之性能相当的基材，也具有高度的稳定性，经久耐用。为此，根据本发明，在连接销(10)上，与接收管(12)的接触区材料接合部位设置有衬垫(22)，所述衬垫用硬度低于连接销(10)的材料硬度的原料制成，同时连接销(10)在其表面设置有涂层(26)的区域具有多孔表面，优选具有孔隙率至少为0.1的多孔表面，以与涂层(26)形成材料契合连接。

Description

牙科植入系统和制作牙科植入系统的方法

本发明涉及一种牙科植入系统，包括用于植入颚骨的第一植入部件和与之配套的用于固定牙齿替代物的第二植入部件，这些植入部件通过一个连接销机械互连，连接销整体成形设置在其中一个植入部件上，并可插入设置在另一个植入部件上的接收管中。

在外科整形治疗中，牙科植入体可以用来修补缺失的牙齿。通常会将他们插入颚骨中代替已经拔除或脱落的牙齿，经过大约四到十二周的愈合期之后，可支撑作为牙齿替代物的假牙或牙冠。为此，这种类型的牙科植入体通常是适当成形的金属体，通过螺钉旋入预定位置而插入颚骨。因此，牙植入体在其朝向牙根的一端常常包括自切螺纹，牙科植入体通过它可插入制备好的相应植入床中。

为了便于引入患者口中，尤其也为了能在患者治疗前就能够大规模制备固定到植入体上的假牙，例如在牙科实验室中，牙科植入系统可以由多个部分构成。一般常见的主要是一种两部分结构的牙科植入系统，该牙科植入系统包括用于植入颚骨的第一植入部件，也称实际植入体或基座部件，另外还包括与之配套的第二植入部件，也称上层部件，然后在所述上层部件上可安装作为假牙或类似物的牙齿替代部件。第一植入部件或基座部件通常设置有外螺纹，该外螺纹可以是自切螺纹或非自切螺纹。基座部件通常固定在制备好的相应颚骨植入床上。在牙科移植体外部区域的螺纹通常要设置成可以保证植入体具有高度的处级稳定度，并且能在咀嚼过程中使植入牙科植入体的颚骨均匀受力。

用于各植入部件的机械互连的连接销通常是整体成形设置在其中一个植入部件上(常常在上层部件上)。它可以插入设置在另一个植入部件上的接收管中(通常是基座部件)。连接销与接收管通常在形状和尺寸大小方面(尤其是横截面)相互适合，以便实现简单组装并能在组件内部实现彼此良好引导的目的，因此具有足够高的机械稳定性。上层部件(其上部区域通常装配牙冠，牙冠本身是已知的另一种假牙组件或其类似物)因此可以通过插入接收管的连接销和基座部件粘接起来，以此实现和基座部件机械连接的目的。此外，上层部件也可以被仅仅用挤压方式插入基座部件，采取简单地卡接固定，或者在卡接固定之还通过熔接或粘接额外固定。

然而，在这种类型的植入系统中，旋入上层部件时尤其是在持续咀嚼过程中，牙科植入体的负载非常大，特别是考虑到其长时间保持在患者口中，上述类型的胶连没有足够高的机械稳定性。为适应这种情况，上层部件可以替代性的通过一适当选择的连接螺钉旋入基座部件。在旋入过程中，连接螺钉的螺纹通常是旋入相应设置在基座部件上的内螺纹。该连接螺钉的螺钉头在旋入过程中通过设在上层部件端头的扣槽把上层部件压迫进入并固定在牙科植入体上。这种类型的多部件牙科植入系统，包括上层部件和基座部件之间的螺钉连接是已知的，例如德国专利DE10 2006 018 726 A1，和德国专利DE 10 2008 054 138 A1。

第一植入部件或基座部件，和第二植入部件或头部部件或上层部件，通常选择适当的金属，特别是钛或钛合金组成。选择这种材料，对患者具有足够的可接受性，并且具有良好的生物相容性。此外，基于这种材料制成的植入系统，具有较高的长期稳定性，不易压裂。因此，钛是广为使用的植入系统的基础材料，在科学上也广为接受，特别是适合在整形外科治疗时，其灭菌方式也相对简单、性能可靠。材料成本较低，因此，以此为材料，一般都可以以合理的费用制备相对大量的种植系统。

然而，另一方面，在某种环境下，不能排除这类的金属植入系统的潜在的致敏性。金属过敏一般由金属离子的形成引起。另外，从植入体上分离的颗粒，例如从植入体表面剥落或由于多部件系统的磨损产生的颗粒，还存在引起患者口腔炎症反应的风险。此外，金属植入部件固有的颜色可能会带来审美和/或视觉上的不良影响，且金属部件的导电性也容易产生不良作用。

由于这些原因，无金属结构的植入系统可能更为理想。特别是陶瓷材料，传统的基于氧化锆(最好是氧化钇或氧化铝稳定的氧化锆)，或者锆合金、氧化锆、氧化铝陶瓷材料，或含有氧化锆或氧化铝的陶瓷材料、或包括至少一种陶瓷材料为主要成分的材料，可以考虑作为替代金属的植入体基材。此外，也可以使用基于硅或氧化硅形成的、含有例如氮、氢、碳或钨掺杂物的陶瓷材料。陶瓷材料植入系统总体上具有以下优势：较高的生物相容性从而较好的可接受性和明显较低的潜在致敏性。其表面非常不利于细菌的生长，因此，这种类型的植入体特别适于作为整体在患者口中长期应用和保留。此外，几乎没有灰色的斑点出现在周围的组织，因此，可以达到特别高质量的审美效果。

然而，基于陶瓷材料的牙科植入体目前基本上只有单部件形式。陶瓷材料组分的材料性能(例如，脆性，高硬度，几乎没有塑性)使组装更加困难，多部件的植入系统的耐久性和稳定性分几乎难以实现。具体而言，特别是由于陶瓷材料较低的弹性变形和缺乏塑性变形性，尤其是维氏硬度超过500甚至超过1000的材料，组件之间的面性接触很难实现，因此，特别是在较大的咀嚼力传导时，点荷载可能会在多部件系统植入体的接触区域发生。这些点载荷继而导致连接区域的局部压力增加，因此导致在陶瓷材料中形成潜在的微裂隙或损害，又可以导致组件本身的折断或断裂。因此，在陶瓷为基础的系统中只能地在非常有限的范围内利用多部分牙科植入系统的优势。

因此，本发明的目的是提供一种上述类型的多部分结构的植入体系统，优选是包含两个或两个以上部分。该植入体系统的至少一个部件采用陶瓷材料或与之性能相当的基材，也具有高度的稳定性，经久耐用。此外，本发明还提供了一种适用于制作该植入系统的生产方法。

本发明所述的植入系统，其发明目的通过权利要求1的特征实现。在本发明中，连接销由硬度至少为500的材料制成，优选至少为750，特别优选至少为1000，连接销包括，在其表面与接收管的接触区设置有一个涂层，所述涂层优选衬垫形式，该衬垫由比连接销软的材料制成，特别是硬度最大为25，优选最大为20，特别优选最大为15。在本发明中，为了制备与涂层的材料契合连接，设置有涂层的连接销的表面设置有多孔，优选具有至少0.1的孔隙率。在本发明中，上述的硬度应解释为基于10千克力试验力的DIN维氏硬度，也就是说，上述500的硬度相当于500个标准化的10千克力硬度的大小。

本发明优选的实施例组成从属权利要求的主题。

本发明考虑到，如果能以恰当的方式调整产生的力，特别是咀嚼过程中产生的力，多部件植入系统可以实现稳定性高、寿命长。尤其在多部件牙科种植系统中，当这些力由上层部件传导到固定在颚骨中的基座部件的时候，需要确保力的传导过程对植入材料的损伤尽量的小。这一点尤其可以通过持续产生面性接触且基本防止在植入部件之间产生局部点性接触而实现。不同于金属材料系统(金属材料系统在受外力作用时具有较高的弹性变形性能和材料的延展性，在这种类型的设置中几乎可以自动实现面性接触)，在陶瓷材料系统中，由于材料缺乏延展性以及在制造过程中几乎不可避免的偏差和不精确性，面性接触却是不易实现的。

为了解决上述问题，在构建牙科植入系统时额外提供了一种元件，以衬垫体(Ausgleichskoerper)的形式设置在植入部件之间防止形成局部接触点。为此设置的衬垫应设置成这样一种方式：在材料选择方面，应选择具有适当延展性的，以便在植入部件的中间空间产生均衡力，从而保证部件之间的平面力的传递。为此，衬垫材料应选择比相应的实际植入部件更软些的、更容易变形的材料。

所述衬垫原则上可以是以网格状形式并以以材料契合的方式敷设到连接销上，例如胶合或熔合，因此，它可以是一种网格状涂层形式。这样，一方面在接触面之间可以设定一个合适的最小距离，以抵消在制造过程中造成的接触面表面的粗糙度，另一方面，在涂层组织间形成的中间空间还形成了适于接收材料的自由空间。这些自由空间特别适合于接收多余的材料，例如胶等。以这种方式形成的衬垫，也应认为是根据本发明所述的一种衬垫，因此特别适合于将植入部件胶连在一起。

所以，衬垫是一种设置于连接销表面的涂层形式。该涂层可以用含有局部空白的方式，即以网格状的方式覆盖连接销的表面，但优选的是不留空白地设置于整个表面。这样就会在整个连接销表面上形成衬垫。在这种类型的配置中，衬垫同样既适用于胶连植入部件，也适用于以旋入方式产生的连接，因为在这种情况下，衬垫还能在连接在一起的各植入部件之间的力传导过程中起到一定的缓冲减震作用。

在本发明中，为便于加工，衬垫正配合连接到连接销，也就是说，特别是作为涂层或粘合或熔合的元件。类似地，衬垫当然也可以以内涂覆的方式设置在接收管的内表面，在这样的方式下，当植入部件连接组装之后，所述衬垫就在植入部件的结合部垫衬在两个植入部件之间。此外，还可以是两个衬垫的组合，即在每两个植入部件上敷设一个衬垫。

为了保证即使在组装时应用相对较高的压力且采取较短的组装时间的情况下，构成涂层的衬垫也能可靠的定位，并实现其长期高稳定性和涂层的可靠粘附性所以衬垫连接到连接销时(或者，类似的配置，连接到接收管的内表面时)采取非常紧密的的材料契合方式连接。为此，连接销在其与衬垫或涂层的连接区域具有粗糙的和/或多孔的表面。表面的孔隙，特别是通过粗糙化产生的孔隙，按以下方式构建以便多孔表面精确设置在连接销连接到涂层的材料契合区域，优选具有最大为1微米大小的孔结构，又或者优选具有的孔隙率至少为0.1。这种类型的多孔表面，尤其当与适当选择的材料制成的涂层组合时，能够保证其材料至少部分穿透位于表面的腔室(这些腔室作为孔隙)，因此形成特别紧密的材料契合连接。孔隙率，假定是0.1，是根据下列公式确定：

$\mathrm{\Φ}=1-\frac{\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\ρ}}_0}$

在上述公式中所述的希腊字母表示：Φ＝孔隙率，ρ＝堆密度，ρ0＝真密度。

因此，孔隙率是一个无量纲的量度。它是单一材料或混合材料的腔体积与其总体积的比值，并定义为1减去一种固体的堆密度与其真密度的商。

在本发明中，实际生产后优选对表面实施粗糙化，也就是说，额外采取另一处理步骤进行粗糙化。在本发明中，在与衬垫材料契合连接的区域的连接销的表面一般优选表面粗糙度Ra的值最大为涂层的或衬垫层厚的10％，优选最大为5％。换言之，表面的平均粗糙度优选最大为涂层的或衬垫层厚的10％。粗糙化的实施可采取机械方式(例如通过喷涂如喷砂)，化学方式(例如通过蚀刻)或通过激光照射，优选采用飞秒激光。在本发明中，特别是利用激光照射，最好使用脉冲时间小于如1ps的激光，靶标结构或结构模式也可以应用于将要涂层的表面，它还可以防止底层材料(特别是对陶瓷材料)更深的伤害。

为了使植入部件之间的机械连接更紧密，连接销的横截面，优选具有与其配合的接收管的轮廓相适应的外轮廓。沿连接销或接收管的纵向方向看，二者还可以具有固定的横截面，例如一个圆柱形基体。但是优选的是，横截面朝连接销的自由端方向逐渐变细，在一个特别优选的实施例中，其为锥台形结构，这样，可以以特别简单的方式实现了高密封性和良好的附着。在另一个优选实施例中，该连接销的外轮廓和与之相适配的接收管的内轮廓的横截面至少在部分区域具有多个对称轴。这样，一方面，装配时，即在引入患者口中时，以找齐的方式可以实现上层部件可靠的旋转对齐，同时在另一方面，即使在植入系统遭遇较大的力矩时，也能以旋转锁定的方式可靠地保持根据周边牙齿位置而选定的旋转对齐。

至于优选衬垫的层厚，一方面，要能防止由于层厚过厚所导致的过高的柔韧性和整个组件系统的变形，另一方面，要能保证能够补偿表面粗糙度和制造偏差。这里还要优选地考虑到，在上层部件和基座部件之间相连的锥台形连接中，基座部件的弹性变形是可以用来补偿因制造形成的锥角的偏差。在传统的金属多部件植入系统中，锥角偏差通常是这样设定的，即基座部件的(构成接收管的)凹腔的锥角小于整体成型在上层部件的接触销的锥角。

在螺钉系统中，连接螺钉旋紧时基座部件的壁在其弹性区域发生变形，以使接触面实现相互面性接触。然而，陶瓷材料因其变形性能较差、维氏硬度(HV)较高(例如超过500甚至超过1000)的缺点而无法实现上述情况，所以涂层作为衬垫又使得这样的补偿成为可能。基于上述原因，在优选的实施例中，关于其他常规尺寸牙科植入系统的参数(总长度，基座部件的直径等)，涂层的层厚设置为至少0.001毫米，优选至少0.05毫米，特别优选至少0.01毫米和/或最多为0.3毫米，优选地，最多0.2毫米，特别优选最多0.1毫米。

至于材料的选择，各部件特别是植入部件，适合选择长期稳定性高的，特别是在规定的使用领域中，具有高可接受性和生物相容性的材料。在本发明中，例如适当选择的金属，优选的是黄金，特别是选择实际的植入部件的材料，黄金具有足够的柔软度，可以选择作衬垫。然而，为了实现在植入系统中完全无金属配置，在一个特别优选的实施例中，衬垫由塑料材料制成，优选选自聚醚酮的具有高负载能力的热塑性材料，特别是选自聚醚醚酮，也称PEEK。PEEK通常具有大约12的维氏硬度，从而特别满足配置标准。

另一个或者替代的良好的改进是，制成衬垫的塑料材料具有约1000MPa的弹性模量。因此，衬垫具有足够的硬度来承受咀嚼时所产生的力，这样，可以避免塑性变形和材料的“膨胀”。

为了有效防止材料在引入患者口中后溶胀，特别是有效防止植入部件因这类溶胀而形成裂缝，制成衬垫的塑料材料，在另一个的或替代的优选的实施例中，具有至多1％的吸水性，优选至多0.5％，特别优选至多0.2％。

考虑到在治疗病人的护理中常规的原则和规则，植入系统的组件优选的还需设置为可以很方便地被消毒处理。为了实现这个目的，塑料材料制成的衬垫具有至少140℃的软化点，优选至少160℃，特别优选300℃，这样，可根据需要进行一次或多次无限制的传统过热蒸汽灭菌(通常在134℃的温度)。

连接销优选由陶瓷材料形成，特别是氧化锆，以提高整个系统的稳定性。特别优选其表面设置有涂层的的连接销采用这类陶瓷材料，用于与由钛或其他金属材料制成的基座部件或接收管组合使用，因为原则上，陶瓷材料和金属材料搭配，特别是陶瓷材料和钛材料搭配时，由于陶瓷材料的硬度较大，通常会对金属有磨损作用并引起和相应的表面和颜色的改变。上述陶瓷材料通常具有超过1000的维氏硬度(HV)。而且上述的影响在应用具有500以上的维氏硬度的陶瓷材料时就常常发生，仅仅出于这个原因应用作为中间元件或缓冲元件的衬垫就是特别有利的。因为上述影响，特别是表面磨损，可以通过设置在陶瓷材料和金属材料特别是钛之间的构成衬垫的表面涂层特别有效地的被防止。然而，在一个特别优选的实施例中，各个植入部件都使用陶瓷材料，特别是氧化锆或氧化铝，作为基材，或者至少作为主要成分，这样可以形成无金属基体。这种材料的特点是具有良好的生物相容性以及能够提供抗菌表面。在本发明中，在一个特别优选的实施例中，连接销是由氧化钇和/或氧化铝稳定的氧化锆制成，在另一个优选的实施例中，连接销的表层包括设置于与衬垫材料契合连接区域的一个弱化区，所述弱化区的氧化钇和铝的氧化物含量与连接销里层的含量相比较低。

为了产生这种类型的弱化区，陶瓷材料基体优选用激光处理和/或液体和/或气体介质处理，优选在酸浴中处理，酸浴用选自元素周期表V至VII的元素进行离子取代，或用该类型的元素作为组成部分。通过这种处理，在陶瓷材料体的表面区域可以获得一个弱化区，该弱化区和陶瓷材料体里层的结构区分体现在其结构参数上，特别是其合金成分含量或晶相含量。

完全令人惊讶和意外的发现是，这种方法形成的表面结构，确保具有特别良好的润湿性能，并且当陶瓷材料体作为衬垫的承载体时，能使构成衬垫的涂层具有特别好的附着力。

具体而言，陶瓷材料基体处理通过蚀刻，特别是晶间蚀刻处理后，在其表面形成特定的纳米结构。在本文中，会产生多个平均大小在亚微米范围的小的细孔或凹陷，优选小于500nm，特别优选小于250nm。这种类型的结构，可以通过如电子显微镜进行图像检测。表面特征尤其在于纳米结构的深度，也就是说，在本发明中获得的孔的深度大于结构宽度，也就是说，实现了特征性的的横向延伸。因此，所提供的表面孔隙的性能非常有利于本发明所需的具有高负载能力的材料契合连接。

纳米结构的结构深度和结构宽度之间的比大于1∶1，优选大于1.5∶1，特别优选大于2∶1。

弱化区，优选设置在表层区域，并最终形成与衬垫材料连接所需的结构和所需的性能，其产生特别可以通过有选择性地或者至少有选择性地加速从表面分离出个别成分而实现，诸如化学元素和/或氧化物，优选地，通过适当选择的蚀刻工艺实现。这种类型的有利结构尤其可以用如下方式取得：把存在于陶瓷材料中的个别元素和/或个别金属氧化物(氧化锆，氧化铝，氧化钇，氧化铪等)，尤其是氧化钇和铪的氧化物，从陶瓷材料的表层分离出来。这样就可以在表层和/或接近表层的区域中产生具有较少这类金属氧化物的弱化区。

此外，在相位特性分析过程中，已经表明，通过上述公开的处理方式之一，在表面上，稳定的氧化锆四方相和单斜相之间的比率已经有所改变。烧结工艺后，通过这种方法，使表面的单斜相可以增加或减少到至少0.1％，优选增加或减少到至少0.5％以上，特别优选增加或减少到至少1.5％。由于表面置于单斜相的较低密度所产生的压力之下，抑制了初始裂缝的形成，因此，可以预期原始强度会增加。

陶瓷材料体表面的所述弱化区的产生，尤其可以通过选择适当的酸浴进行蚀刻工艺产生。在本发明中，所述基体的陶瓷材料的反应物，即选自元素周期表中V至VII中的元素的成分的离子，可以与相应的金属形成盐。特别是，酸浴可包括由氮元素(N)，氧(O)，氟(F)，氯(Cl)，硫(S)和/或磷(P)元素组成的离子，或包含它们作为成分。在酸浴处理期间，酸离子具有化学改变表面并在表面上留下杂质的可能性。

至于生产这种类型的牙科植入系统的方法，上述目的可以通过在和衬垫进行材料契合连接之前，将连接销的表面将要和衬垫连接的区域粗糙化而实现。

在本发明一个优选的实施例中，粗糙化可以通过激光照射或喷砂实现。然而，在材料契合连接到衬垫之前，特别优选将连接销的表面连接衬垫的区域制成多孔，优选是采用蚀刻工艺进行。

应用一涂层形成连接销的衬垫，优选采取把用来形成涂层的材料用分散剂分散，然后涂在连接销上，随后干燥。用于形成涂层的分散状态下的颗粒，其粒径可达20μm。分散后的涂层材料可以采取喷涂或其他合适的方式，随后优选地在例如大约为150℃的温度下进行一个干燥的步骤。结果，分散剂成分挥发，以便材料颗粒沉淀，从而形成涂层。在本发明中，干燥优选在真空或低压环境下干燥，以便尽量减少气泡的形成。特别由于这类气泡可以阻止材料进入载体的表面孔隙，所以，减少气泡的形成科研显著提高材料契合连接的紧密性。

在另一个优选的实施例中，优选在干燥之后，有涂层的连接销进一步在高于软化点的温度下加热处理，优选至少为350℃，特别优选至少400℃。这样，通过同时促进在材料上熔化、穿透涂层材料进入表面的孔或连接销的粗糙表面，可以实现均质化。这种类型的处理对于厚约0.1mm的层厚特别有利和有效。另外，对于层厚大于0.1毫米的，也可采用粉末涂覆。

本发明实现的有益效果之一是，由于在连接销和接收管之间的连接区域设置衬垫，可以弥补组件制造过程不精确的误差，因此，即使当连接销，甚至所有植入部件都采用陶瓷材料时，也可实现这些部件间的面性接触。因此，即使是高度的咀嚼力，也可能实现安全稳妥的和对材料损害尽量小的力传导过程，使得从材质角度来讲本是最为理想的陶瓷材料在多部件植牙系统中的应用也成为可能。

设置在表面区域的至少0.1的孔隙率，也有利于在其他领域使用陶瓷材料，特别是基于氧化锆的陶瓷材料，以便应用由塑料材料制成的粘接层，特别是PEEK。在陶瓷基体上基于塑料材料的涂层的优点在于化学性质的改变，尤其是抗酸性的化学性能。至于机械性能的变化，特别值得注意的是它优化了力的引入/力的传导。然而，通过粘合剂涂层改变摩擦系数μ，与其他金属材料相比，给陶瓷材料带来的最主要优点是适用性。

结合附图和一个实施例对本发明做出更详细的描述，其中

图1至图3分别是牙科植入系统的部件分解图，

图4是图3的牙科植入系统的纵剖面，

图5是图1至图3的牙科植入系统的上层部件的横截面，

图6是图1至图3的牙科植入系统的基座部件的横截面，

图7和图8是图1至图3的牙科植入系统的上层部件的侧视图，

图9和图10分别显示牙科植入系统的另一个实施例，以及

图11是牙科植入系统组件的连接区域的细节图。

在附图中，类似的组件具有类似的附图标记。

根据图1至图4的牙科植入系统1，1’，1”，分别用在颚骨上取代已经拔除或脱落的牙齿，以保持假牙或牙冠作为的牙齿替代物。为此，牙科植入系统1，1’，1”分别由多个部件组成，包括称之为基座部件的第一植入部件2，2’，2”和与之相关的称之为上层部件的用于固定牙齿替代部件的第二部分植入部件4。在本发明中，第一植入部件2，2’，2”或基座部件在其外部设置有外螺纹6，特别是在朝向牙根方向的顶端8设置有自切螺纹。在这种方式中，第一植入部件2，2’，2”或基座部件在预定位置可通过旋入方式插入颚骨。

在牙齿替代部件或假牙已被适当地安置于上层部件或第二植入部件4之后，为了使基座部件或第一植入部件2，2’，2”的引入具有高度的机械稳定性，连接销10整体成型于第二植入部件4，并可插入设置在第一植入部件2，2’，2”上的相关的接收管12中。将连接销10插入到接收管12使得植入部件2和4机械互连。在本发明中，为了获得高度的机械稳定性，连接销10的外轮廓与接收管12的内轮廓相适应，可以将二者制成沿纵向视图为锥台形的形状，(根据图2的实施例)。此外，特别见于如图1的实施例，连接销10的外轮廓与接收管12的内轮廓相适应，其横截面可以具有多个对称轴(在实施例中是正六边形)，这样，当安装上述组件时，产生一个旋转锁，因此，上层部件和相对应的基座部件可以设置可靠的旋转对齐。在图3和图4的实施例中，引部或引部元件14横截面具有多个对称轴，其设置在连接销10末端形成一个旋转锁，组装时，与相应的设置在接收管12上的管端件16连接。

根据图1至图4的实施例的牙科植入系统1，1’，1”，各自配置成能使植入部件2和植入部件4通过旋入互连。为此各实施例均设置了连接螺钉18，其连接到设置在第一植入部件2，2’，2”内的螺纹20。

在材料的选择方面，植入部件2和植入部件4根据使用目的来选择，在原则上可以是由陶瓷材料如氧化锆或氧化铝制成。特别是选择钇稳定的氧化锆作为连接销10的材料，它具有相对较高的维氏硬度(HV)1500±100。然而，由于硬性材料缺乏弹性变形能力和可塑性变形能力，应假定在在连接销10区域内的植入部件2和植入部件4之间没有面性接触。因此，特别是在传导较大的咀嚼力时，在植入部件2和植入部件4的接触区可能会发生点荷载。这会导致连接区域局部压力增加，因此在陶瓷材料结构中产生微裂隙的潜在变形或损害，进而导致组件本身折断或断裂。另外，特别是当陶瓷材料的连接销10与金属基座部件4组合时，组件之间较大的硬度差异使得基座部件可能会出现金属磨损，进而导致不良的杂质和/或变色等情况。

为了抵消这种缺陷采取如下适当方法，在连接销10上的表面24其与接收管12的连接区上设置有涂层26，将其作为组成牙科植入系统1，1’，1”的一个额外元件——补偿体或衬垫22，参见如图5所示的横断面。在本发明中，作为涂层26的标准配置，它应该由硬度(Vickers)至多25的材料组成，其硬度比连接销10的材料软很多。因此，由于其具有适当的延展性，涂层26在植入部件2和植入部件4之间的空间产生适当的补偿，这样就保证了组件之间平面力的传导。在一个实施例中，该涂层26由塑料材料制成，具体是热塑性材料聚醚醚酮，也称PEEK，它具有较高的承载能力。PEEK通常具有大约12的维氏硬度，因而可以特别满足本文提出的配置标准。

自然，为实现相同的效果，涂层26也可替代地或附加地设置在基座部件(又称为第二植入部件4)的接收管12的内表面28上(如图6的横截面图所示)。

优选地，用作衬垫22的涂层26是采取覆盖整个表面的连续涂层的方式制成。或者也可以采取网络、网格或类似形式来包裹连接销10，采用这种方式时它可以包括多个局部涂层区域30和多个局部空白区域32，所述多个局部涂层区域30以网状形式(图7)或是相互独立的岛屿形式(图8)各自与连接销10以材料契合方式相连；或者也可应用于接收管12的内表面。这样，一方面通过这些局部涂层区域30可以在接触面之间设置一个可靠且适当的最小距离，以补偿由于在制造过程中产生的接触面表面粗糙的问题，另一方面，局部空白区域32还形成了适于接收材料的自由空间。这些空间特别适合于接收多余的材料，例如胶等。以这种方式形成的连接系统特别适合将植入部件2和植入部件4进行胶连。这种接收多余胶的腔室还可以进一步形成为接收室34，在图9和10的实施例中额外施加多个环槽36，其机械设置在各自的其他组件上，如图9所示的接收管12，图10中的连接销10。

在两种优选的变化中，也就是说，一个是覆盖整个表面地设置连续涂层26，另一个是涂层26设置成包括多个局部空白区域32，在连接销10或接收管12的内表面28和构成衬垫22的涂层26之间的紧密材料契合连接都是必须要保证的。为了达到这个目的，在本发明中，连接销10表面的涂层区设置成粗糙形和/或多孔形。如图11的示意图所示的细节图中，特别是在各自的陶瓷材料的组件中，表面区域的粗糙化或孔隙导致形成多个小的材料室38，使得构成涂层26的具有相对较软硬度的材料可以穿透其中。这样，材料契合连接可以达到理想的紧密度，在这种方式中，涂层26特别牢固地黏附在承载它的材料的表面。在本发明中，可以通过特别适当的方法产生上述表面的孔隙和粗糙，例如通过蚀刻(可以选择设置为专用材料)，通过有选择地设置一个材料参数或晶体学参数等的弱化区。

图11的放大细节图示意显示了材料契合连接，材料契合连接可在涂层26与承载它的组件(图中为连接销10)之间实现。连接销表面的粗糙性，选择性地与靠近表面的弱化区连接(弱化区可通过例如选择性溶解或蚀刻的单个材料成分实现)，形成连接区40，涂层26的材料穿透入相应的制备好的连接销10的表面的孔、洞等。因此，在连接区40，该连接销10的材料和涂层26的材料放置在一起，形成一个紧密的啮合。将涂层施加到一个优选陶瓷材料表面的这种类型的设计，其本身还应视为创新设计，甚至适用于与牙科植入应用领域无关的领域。

附图标记

1，1’，1”  牙科植入系统

2，2’，2”  第一植入部件

4     第二植入部件

6     外螺纹

8     顶端

10    连接销

12    接收管

14    引导元件

16    管端件

18    连接螺钉

20    螺纹

22    衬垫

24    表面

26    涂层

28    内表面

30    局部涂层区域

32    局部空白区域

34    接收室

36    槽

38    材料室

40    连接区

Claims (21)

1.一种牙科植入系统(1，1’，1”)，包括用于植入颚骨的第一植入部件(2，2’，2”)和与之相连的用于固定牙齿替代部件的第二植入部件(4)，所述植入部件(2，2’，2”，4)通过连接销(10)机械互连，连接销(10)整体成形设置在其中一个植入部件(2，2’，2”，4)上，并可插入设置在另一个植入部件(2，2’，2”，4)上的接收管(12)中，其特征在于，所述的连接销(10)由维氏硬度至少为500的材料制成，并且在其表面与接收管(12)的接触区具有由比连接销(10)的材料软的材料制成的涂层(26)，所述的连接销(10)，在设置涂层(26)的区域具有多孔表面，优选孔隙率至少为0.1，以与涂层(26)形成材料契合连接。

2.根据权利要求1所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述连接销(10)由维氏硬度至少为750的材料制成，优选至少为1000。

3.根据权利要求1或2所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述涂层(26)由维氏硬度最大为25的材料制成，优选最大为20，特别优选最大为15。

4.根据权利要求1-3的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述连接销(10)具有一个向自由端逐渐变细的横截面，优选锥台形。

5.根据权利要求1-4的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于连接销(10)具有一个非圆形的横截面，优选具有与接收管(12)的内横截面相适应的多对称性横截面。

6.根据权利要求1-5的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述涂层(26)由多个与连接销(10)以材料契合方式连接的局部涂层区域(30)组成。

7.根据权利要求1-6的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述涂层(26)具有至少0.001毫米层厚，优选至少0.05毫米，特别优选至少0.01毫米，和/或最多为0.3毫米，优选最多0.2毫米，特别优选最多0.1毫米。

8.根据权利要求1-7的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述涂层(26)由塑性材料制成，优选用聚醚醚酮(PEEK)制成。

9.根据权利要求8所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述的制成涂层(26)的塑性材料的弹性模量至少为1000MPa。

10.根据权利要求8或9所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述的制成涂层(26)的塑性材料的吸水率最大为1％，优选最大为0.5％，特别优选最大为0.2％。

11.根据权利要求8-10的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述的制成涂层(26)的塑性材料具有至少140℃的软化点，优选是至少180℃，特别优选是300℃。

12.根据权利要求1-11的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述连接销(10)在涂层(26)区域具有粗糙的表面。

13.根据权利要求12的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述连接销(10)在与涂层(26)的材料契合连接区域的表面的表面粗糙度(Ra)值至多为10％，优选最多为涂层厚度的5％

14.根据权利要求1-13的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于所述的连接销(10)由陶瓷材料制成，优选氧化锆。

15.根据权利要求1-14的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)，其特征在于连接销(10)是由氧化钇和/或氧化铝稳定的氧化锆制成的，连接销(10)的表面，在与涂层(26)的材料契合连接区域包括一个弱化区，其中的氧化钇或氧化铝含量低于连接销的内部含量。

16.制作权利要求1-15的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)的方法，其特征在于，在和涂层(26)以材料契合方式接合之前，对连接销(10)的表面用于接合涂层(26)的区域进行粗糙化。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于粗糙化是通过喷砂实现的。

18.制作权利要求1-15的任一项所述的牙科植入系统(1，1’，1”)的方法，其特征在于，在和涂层(26)以材料契合方式接合之前，对连接销(10)的表面用于接合涂层(26)的区域的进行多孔化。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于连接销(10)用蚀刻工艺处理。

20.根据权利要求16-19的任一权利要求所述的方法，其特征在于，采取用分散剂分散后涂抹和继之干燥的方法在连接销(10)上设置涂层(26)。

21.根据权利要求20的所述方法，其特征在于，干燥后，连接销(10)采用至少350℃的温度进行热处理。

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