CN103402456A - 牙科植入系统 - Google Patents

Abstract

牙科植入系统（1），包括一个用于植入到颌骨之中的第一植入部件（2），并且包括一个对应于第一植入部件用来安装义齿的第二植入部件（4），可以通过整体成形于其中一个植入部件（4）上且可以插入另一个植入部件（2）的容纳管（10）之中的连接销（8），以机械方式将所述植入部件（2，4）相互连接，并且所述连接销（8）的横断面和与其对应的容纳管（10）的横断面在分度定位区域内各自具有一定数量的主方向（20），其半径在这些主方向中各自具有相对最大值，所述牙科植入系统具有更高的机械负荷能力，因此在患者口腔中使用时具有特别高的耐久性。按照本发明所述，具有容纳管（10）的植入部件（2）的外横断面经过适当设计，使其半径在每个主方向（20）的允差范围（22）之内同样具有相对最大值。

Description

牙科植入系统

本发明涉及一种牙科植入系统，包括一个用于植入到颌骨之中的第一植入部件，并且包括一个对应于第一植入部件用来安装义齿的第二植入部件，可以通过成形于其中一个植入体部件上且可以插入另一个植入部件的容纳管之中的连接销，以机械方式将植入部件相互连接，所述连接销的横断面和与其对应的容纳管的横断面在分度定位区域内各自具有一定数量的主方向，半径在所述主方向中各自具有相对最大值。

在整复治疗领域可以使用牙科植入体来弥补牙齿的缺失，通常将其植入颌骨之中替代拔除或者掉落的牙齿，以便在大约四至十二周愈合期之后将作为义齿的假体部件或者牙冠固定在这里。通常将此类牙科植入体设计成形状适当、可在预定部位上旋紧植入到颌骨之中的金属体。所述牙科植入体通常在根尖端具有自切螺纹，可用来将牙科植入体植入到经过相应准备的植入床之中。

可以将牙科植入系统设计成多段型式，从而便于植入患者口腔之中，尤其可在邻近治疗患者之际，例如在牙科实验室中，尽可能在安装到植入体上时准备修复体。这时尤其可以采用两段式构造，这种构造的牙科植入系统包括一个用于植入到颌骨之中的第一植入部件（也称作植入体或者基桩），并且还包括一个与其对应的第二植入部件（也称作基台），可以将作为修复体或者类似部件的义齿安装在第二植入部件上。第一植入部件或者基桩在其外侧通常具有螺纹，可以将该螺纹设计成自切螺纹，或者也可以设计成非自切螺纹。通常将基桩锚固在颌骨上预制的植入床之中。牙科植入体外侧区域中的螺纹设计通常可使得系统具有较高的初期稳定性，并且可将牙科植入体在咬合负载下出现的力均匀传递到颌骨之中。

通常采用一种整体成形于其中一个植入部件上，一般情况下是整体成形于基台上的连接销，以机械方式将植入部件相互连接起来。可以将该连接销插入另一个植入部件（通常是基桩）的容纳管之中。连接销和容纳管的横断面的形状和尺寸通常均经过适当匹配，使得这些部件能够很容易相互插入，并且能够实现足够高的机械稳定性，同时能够以比较简便的方式进行装配。通常可以用已知的方法在基台的上部区域配置另一个修复治疗牙冠或者类似部件，将连接销插入到容纳管之中与基桩形成机械连接，就可以将基台与基桩粘合。但是也可以将基台压入到基桩之中，并且仅仅通过夹紧方式将其固定，或者还通过粘固或者粘合方式将其固定。

考虑到咬合负载所产生的力以及此类牙科植入体的耐久性，系统的机械稳定性相对于各种负荷显得特别重要，尤其要消除外力（多数是咬合负载引起的外力）在基台与基桩之间引起的旋转或者扭转。为此通常可使用一种机械锁止形式的机械分度定位，或者选择适当的基台与基桩之间的表面卡紧压力。为了进行分度定位并且避免基台在基桩上旋转，尤其可以使得连接销的横断面以及与其对应的容纳管的横断面具有适当的外形轮廓，以便形成所述的机械锁止形式。

但是多段式植入系统的基台与基桩之间这种分度定位类型的机械锁止器并非仅仅用来抵消旋转负载，尤其也要有利于在治疗时间尽可能短的情况下将植入体正确、精准植入到患者口腔之中。在植入这类系统的植入体之后，尤其在基桩愈合之后，必须采集剩余牙齿（例如对合牙，植入点近中和远中的牙齿）、粘膜、基桩或植入体或基台的空间几何信息，才能制作牙冠、牙桥或者其它修复体。需要这些空间几何信息来制作解剖结构完美配合的牙冠、牙桥或者类似修复体。

为此可使用硅胶或者其它牙科印模材料制作口腔印模，适宜使用石膏或者其他牙科模型材料灌注该印模，该石膏模型是患者口腔情况的复制品，可向牙医和/或者牙科技师提供剩余牙齿、粘膜、所植入的基桩或植入体的位置信息。

为了更好转印基桩或植入体的位置和几何形态，适宜将金属和/或者塑料制成的专用印模桩插接和/或者旋入到所植入的基桩或植入体上，然后适宜使用硅胶在口腔中制作印模。在印模材料固化之后，印模桩要么在取印模时留在植入体上，或者将其与印模一起取出。在灌注印模时必须将印模桩或者基台桩放在印模之中，并且必须与实验植入体结合。该实验植入体在印模桩或者基台桩方向的结合部和几何形状等同于或者类似于所植入的基桩或植入体的几何形状。对内置了印模桩或基台桩并且内置了实验植入体的印模进行灌注之后，即可获得浇入了实验植入体的石膏模型。

如果所使用的植入系统具有分度定位装置，就会从患者口腔将其转印到石膏模型上。根据该石膏模型规划并且制作植入修复体，此时基台在植入体上的旋转位置将起到决定性的作用。通过植入系统的分度定位装置限制基台在实验植入体上的定位选项，从而能够在安装基台时以很小的花费和特别简单的方式保证正确定位。

通常适当规定连接销和容纳管在其连接区域内的横断面轮廓，就能实现分度定位，也就是确定基台与基桩之间可能的旋转方位。为此通常将连接销和容纳管的横断面设计成六边形。若为六边形连接，则有六种将基台定位在基桩上的选项。但也可以采用总所周知的梅花形实施方式，或者采用具有可变单元数量和可变几何形状的多边多角体系统，可根据连接销与容纳管之间的横断面旋转对称性得出定位选项的数量。反之若为没有分度定位的植入系统，则可以使用0°～360°之间的所有位置。

从德国专利DE102008054138A1可知，上述类型的植入系统一方面能够以特别简单而且可靠的方式对植入体进行适当分度定位，另一方面能在结构高度很小的情况下在基台和基桩之间保证特别高的密封性。在这种植入系统中，成形于基台上的连接销的横断面和与其对应的容纳管的横断面各自具有一定数量的主方向，半径在所述主方向中各自具有相对最大值，并且横断面的外轮廓经过适当选择，使其在每一个点上恰好具有一条切线。例如可选用蛋形或者椭圆形横断面。

这样就会使得连接销和基桩中与其相配的容纳管的横断面半径、也就是横断面外轮廓的半径或者与其中心点尤其是重心的距离在围绕该中心点旋转或摆动时并非恒定不变，而是在一定数量的主方向中、尤其在至少一个主方向中具有最大值。将连接销插入容纳管之中时使得连接销和容纳管的主方向重叠，从而可按照需要相对于基桩定位安装在连接销上的基台。

本发明的任务在于，对上述类型的牙科植入系统进行适当改进，使其能够提高机械负荷能力，从而在患者口腔中使用时具有特别高的耐久性和使用寿命。

按照本发明所述，解决这一任务的方式为：使得具有容纳管的植入部件的外横断面半径在其纵向区域，至少在部分区域中，优选地在分度定位区域中，即在植入系统具有分度定位装置的区域中，在每一个主方向的允差范围之内均具有相对最大值。

与围绕横断面中心点或重心的旋转角有关的半径最大值(与容纳管或连接销的横断面一样)可以是半径的绝对最大值，或者也可以是半径的局部或相对最大值，所述半径在相应的主方向中的值大于相邻方位中的值。

本发明基于这样的考虑：在相应的植入部件中、通常在基桩中设计具有非圆形横断面且有一定数量局部半径最大值的容纳管，那么当该植入部件本身（与常见的一样）具有圆形外横断面时，就会使得壁厚在围绕其纵轴线的旋转方向有所变化。尤其在容纳管横断面半径最大值所定义的主方向中，具有容纳管的植入部件的壁厚在这种情况下将会具有最小值，从机械角度来看这就相当于薄弱区。这些薄弱区尤其不利于植入系统的耐久性，例如可能会以不良方式促使微裂纹或类似缺陷的形成。将相应植入部件的壁厚设计得较厚一些虽然可以应付这个问题，但是视实施方式和要求程度而定，这可能会导致相应植入部件的外径过大。

为了避免这个问题而且仍然可以保证植入系统有特别高的机械强度和持续负载能力，应当使得具有容纳管的植入部件的外横断面轮廓与容纳管相配。为此可使得相应植入部件的外横断面至少在与连接销的连接区域内、在围绕其纵向的旋转方向来看，在容纳管横断面在其中形成局部最大值（和主方向）的区域中同样也具有局部最大值。

从属权利要求所述均为本发明的有益实施方式。

更优选的实施方式是使相应植入部件的外横断面轮廓比较精确地匹配容纳管的横断面。为了保证这一点，相应主方向即相应植入部件外横断面的主方向以及容纳管横断面的主方向的方位允差范围适宜大约为20°，更优选的大约为10°，特别优选的大约为4°。换句话说：相应植入部件外横断面的主方向在+-10°范围内、更适宜在+-5°范围内、特别适宜在+-2°范围内与容纳管横断面的相应主方向一致。

在另一种有益的实施方式中，具有容纳管的植入部件的外横断面半径的相对半径最大值的数量等于主方向的数量或者等于主方向数量的整数倍。

为了使得相应的部件尤其是基桩的结构整体纤巧，从而特别有利于骨愈合和骨整合过程，当具有容纳管的相应植入部件的外径保持尽可能小的时候，应以特别有益的实施方式适当设计该植入部件，使其壁厚在分度定位区域内在圆周范围内来看具有最多20%、适宜最多10%、特别适宜最多5%的变化。因此适宜尽可能适当选择使得容纳管横断面与植入部件外横断面的轮廓相互匹配，使得这些区域中的壁厚减薄以及机械负荷能力降低程度保持尽可能小。即使按照需要这些部件的整体很纤巧时，也能可靠保证充分的机械强度。

通过连接销或者容纳管的纵向来看，两者可以具有保持不变的横断面。但是在特别有益的锥台形实施方式中，这些横断面比较适宜朝向连接销的自由端逐渐变窄，从而能够以特别简单的方式实现良好的力锁合与很高的密封性。

本系统按照轮廓相对于基桩定位基台或者进行分度定位，为了在本系统中也能在基台和基桩之间、尤其在连接销和容纳管的内表面之间的机械接触区域中特别可靠地保证所需的较高密封性，按照另一种有益的实施方式所述，也要在上述主方向之间适当选择连接销和容纳管的横断面外轮廓。为此比较适宜将外轮廓设计成基本没有棱角，从而使得横断面中外轮廓的每个点均恰好有一条切线。

此外本发明还可实现特别高的密封性，方法是在主方向之间的节段中使得外轮廓鼓起或者向外弯曲或者隆起。采用这种实施方式可在将连接销插入容纳管之中时补偿横断面之间由于应力和局部变形而引起的形状误差，例如生产条件引起的局部轮廓偏差或类似偏差，并且使得横断面相互适应。向外弯曲或者鼓起的轮廓节段形状类似于平面椭圆的条件，结果是每个任意直线在最多两个点中与相应的横断面相交。

在有益的实施方式中，还适当选择了横断面的外轮廓，使其在每两个主方向之间的区域内相当于一个椭圆节段。换句话说：每两个主方向之间的节段中的外轮廓也要满足平面椭圆的第二个条件，即轮廓节段的每个点均恰好有一条切线。因此相应节段中的外轮廓具有比较平滑的曲线，不会形成棱角。

在特别有益的改进实施方式中，还对牙科植入系统进行了适当设计，使得成形于基台或相应植入部件上的连接销以及基桩或另一个植入部件中与其对应的容纳管均可完全避免在横断面轮廓中形成棱角。因此相应的横断面也比较适宜在相应主方向的外轮廓的各个点中满足平面椭圆的第二个条件，即这些点也恰好有一条切线，因此在整体上形成一个椭圆。这样外轮廓也会在相应的主方向中具有圆滑的曲线。通过这种在主方向中也比较圆滑的曲线，可保证在将连接销插入容纳管之中时以自动对中心的方式修正很小的定位误差，不会堵塞、卡滞或者钩挂。

利用本发明实现的优点尤其在于：即使采用总体上纤巧、有利于愈合过程的实施方式，也可以在连接销和容纳管的连接区域中匹配相应植入部件的容纳管和外横断面的轮廓，实现可靠的分度定位，而且相应植入部件尤其是基桩的材料不会有过多的薄弱区。因为尤其考虑到上述薄弱区在持续负载情况下（在患者口腔中使用时通常就是这样）会形成微裂纹或者类似缺陷，本发明能使得基桩具有适当高的机械强度，特别有利于系统的耐久性。

如果将容纳管置于基桩之中，并且该容纳管具有非圆形的、而是适宜匹配的外横断面，还可以给其配置用于锚固在患者口腔中的外螺纹。该外螺纹（与容纳管匹配）的螺纹杆体具有非圆形横断面（相当于基桩的外横断面），但是环绕螺纹杆体周围的旋转螺纹的外横断面可以配置圆形的外横断面，以方便于安装在患者口腔中。

以下将根据附图对本发明的一种实施例进行详细解释。相关附图如下：

附图1：     牙科植入系统剖面图，

附图2：     附图1所示牙科植入系统的分解图，

附图3：     用于附图1所示牙科植入系统中的基桩，

附图4：     另一种基桩的剖视图，以及

附图5～9：  附图1所示牙科植入系统的分度定位区域横断面。

在所有附图中均以相同的附图标记对相同的部件进行标识。

附图1所示为牙科植入系统1在装配状态下的剖面图，附图2所示为分解图，可将其植入颌骨之中替代拔除或者掉落的牙齿，以便将作为义齿的修复部件或者牙冠固定在这里。牙科植入系统1为多段构造，包括一个作为基桩的第一植入部件2和一个与其对应的用于安装义齿、也称作基台的第二植入部件4。

第一植入部件2或者基桩外侧配有外螺纹6，该外螺纹尤其在根尖端被设计成自切螺纹形式，因此可以在预定部位上将第一植入部件2或者基桩旋紧植入到颌骨之中。外螺纹6的螺距可以为均等或者可变，通过适当选择参数，就可以考虑不同的生物学条件以及不同的骨长入特性。外螺纹6的结构和设计尤其要考虑到所需的高初期稳定性，以及将牙科植入系统1的咬合负载时出现的力均匀传递到颌骨之中。

将可以插入到第一植入部件2的容纳管10之中的连接销8成形于第二植入部件4上，以便将义齿或者修复体上安置在基台或者第二植入部件4上之后，能够以很高的机械稳定性插入到基桩或者第一植入部件2之中。将连接销8插入容纳管10之中，使得植入部件2、4以机械方式相互连接。通过连接螺栓12及其外螺纹14旋入到基桩2的内螺纹16之中，实现基桩2和基台4的机械连接。连接螺栓12的螺栓头18将基台4压紧在基桩2上。

如果适当制备基台4，即使在出现较高作用力的情况下，尤其是咬合负载引起的较高作用力，牙科植入系统1也能保证以可靠、机械稳定的方式旋转定位基台4。尤其也要能够在比较短的治疗之间之内，将配有义齿的基台4插入已经长入在颌骨中的基桩2之中。为此使得连接销8的外轮廓与容纳管10的内轮廓相配，两者在纵向来看可以呈锥台形。

连接销8的外轮廓以及与其相配的容纳管10的内轮廓在本实施例中均被设计成在横断面中具有多重对称性的轮廓，可在拼接上述组件时形成旋转锁止作用，从而能够相对于基桩2可靠旋转定位基台4。附图3所示即为具有容纳管10的第一植入部件2或者基桩的示例，该容纳管为六边形，具有六重对称性。附图4所示为基桩或第一植入部件2另一种实施例的剖面图，为了进行分度定位可在连接销8端部形成旋转锁止作用，还布置了一个具有多重对称横断面的附加分度定位元件，该分度定位元件在装配状态下伸入到容纳管10中的相应端部管件18之中。

在牙科植入系统1的这两种实施例中，如附图4～9所示的横断面图，成形于基台4上的连接销8的横断面以及与其对应的容纳管10的横断面在分度定位区域中各自具有一定数量的主方向20，半径在这些主方向中各自具有相对最大值。上述横断面可以呈蛋形或椭圆形，或者如图中所示选择六边形。

这样就会使得连接销8和基桩2中与其相配的容纳管10的横断面半径、也就是横断面外轮廓的半径或者与其中心点尤其是重心的距离在围绕该中心点旋转或摆动时并非恒定不变，而是在主方向中具有最大值。将连接销8插入容纳管10之中时使得连接销8和容纳管10的主方向重叠，从而可按照需要相对于基桩2定位安装在连接销8上的基台4。

在现有技术中，如同附图5中所示的已知植入系统一样，基桩或者第一植入部件2的外横断面通常基本上呈圆形，因此会在主方向20的区域中导致形成只有很小壁厚的薄壁区域。这些薄弱区尤其会在持续负载情况下在材料体中形成微裂纹或类似缺陷，可能会最终导致材料断裂。

与此相比，本发明的牙科植入系统1则经过适当设计，使其具有特别高的机械负荷能力，因此在患者口腔中使用时具有特别高的耐久性。为了在组件结构比较纤巧的情况下避免太薄的壁厚引起机械薄弱点，基桩2的外横断面至少在分度定位区域内与容纳管10的横断面相配。从附图6所示的横断面图中尤其可以看出，具有容纳管10的第一植入部件2在分度区域内的外横断面半径在每个主方向20的允差范围22之内同样具有相对最大值。在该实施例中规定了大约为4°的允差，也就是说，具有容纳管10的第一植入部件2的外横断面半径的最大值和相应主方向20偏差在大约+-2°的允许偏差范围之内（即所谓的相位定向）。

附图7所示则为本文所述不利定向的一个示例，点划线24表示的基桩2外轮廓半径最大值的方向与主方向20偏差10°以上。附图8所示为用于比较的示例，点划线24与主方向20之间的方向偏差约为10°，因此可看成是本发明所述的可以接受的程度。

在附图所示的示例中，具有容纳管10的植入部件2的外横断面半径的相对最大值的数量等于主方向20的数量或者等于其整数倍。例如附图9中所示就是后一种类型，共有三个主方向20，在基桩2的外轮廓中有六个最大值。

为了使牙科植入系统1具有充分的机械稳定性，还对其进行适当设计，使得具有容纳管10的植入部件2在分度定位区域内的壁厚从圆周方向看具有最多20%、适宜最多10%、特别适宜最多5%的变化。

此外还适当选择了牙科植入系统1的连接销8和容纳管10的横断面外轮廓，使其与任意直线最多在两个点相交。这样就能在装配系统时达到特别高的密封性，因为在主方向20之间的节段中将横断面外轮廓设计成鼓起或者向外弯曲或者隆起的形状。采用这种实施方式可在将连接销8插入容纳管10之中时补偿横断面之间由于应力和局部变形而引起的形状误差，例如生产条件引起的局部轮廓偏差或类似偏差，并且使得横断面相互适应。向外弯曲或者鼓起的轮廓节段形状类似于平面椭圆的条件，结果是每个任意直线在最多两个点中与相应的横断面相交。

附图标记

1 牙科植入系统

2 第一植入部件

4 第二植入部件

6 外螺纹

7 根尖端

8 连接销

10 容纳管

12 连接螺栓

14 连接螺栓的外螺纹

16 内螺纹

18 端部管件

20 主方向

22 允差范围

Claims (6)

1.牙科植入系统（1），包括一个用于植入到颌骨之中的第一植入部件（2），并且包括一个对应于第一植入部件用来安装义齿的第二植入部件（4），可以通过整体成形于其中一个植入部件（4）上且可以插入另一个植入部件（2）的容纳管（10）之中的连接销（8），以机械方式将所述植入部件（2，4）相互连接，并且所述连接销（8）的横断面和与其对应的容纳管（10）的横断面在分度定位区域内各自具有一定数量的主方向（20），其半径在这些主方向中各自具有相对最大值，其特征在于，在相应植入部件（2）的纵向来看，具有容纳管（10）的植入部件（2）的外横断面半径在每一个主方向（20）的允差范围（22）之内至少部分具有相对最大值。

2.根据权利要求1所述的牙科植入系统（1），其特征在于，每一个主方向（20）的允差范围（22）大约为+-10°，优选地大约为+-5°。

3.根据权利要求1或2所述的牙科植入系统（1），其特征在于，具有容纳管（10）的植入部件（2）的外横断面半径的相对最大值的数量等于主方向（20）的数量或者等于其整数倍。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的牙科植入系统（1），其特征在于，具有容纳管（10）的植入部件（2）的壁厚在具有半径最大值的区域中从圆周方向上看具有最多20%、优选地最多10%、特别优选地最多5%的变化。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的牙科植入系统（1），所述连接销（8）具有朝向其自由端逐渐变窄的横断面，优选地呈锥台形。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的牙科植入系统，其横断面的外轮廓经过适当选择，使得外轮廓与任意直线最多在两个点相交。

Images