CN105120792B - 挤压种植体 - Google Patents

Abstract

一种拧入孔并稳固地自锁在孔内的锚固种植体。所述种植体可用于牙科、矫形或若干非医学应用的任何一种，其具有圆锥形渐细轮廓，所述圆锥形渐细轮廓具有渐进螺纹自攻顶端。所述种植体的中心区域形成有多个抛光边缘，每个抛光边缘配置为在将所述种植体拧入适当位置时，利用抛光作用向所述孔的内表面施加周向清扫压缩应力。所述种植体的冠状端包括塞盖特征，以避免所述孔的周边迅速增大。中心螺纹轮廓可延伸穿过抛光边缘并与所述抛光边缘交叉，以提高自攻或塞盖功能。极端冠状端包括平台，所述平台用于通过内部连接特征容纳基牙或其它紧固元件。

Description

挤压种植体

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月11提交的临时专利申请第61/735,558号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文并作为依据。

背景技术

技术领域 本发明一般涉及旨在在用于紧固件的相对柔软或易碎的材料内提供锚定的种植体，更具体地涉及具有设计为在插入的同时产生骨挤压的特征组合的骨骼锚定种植体。

相关技术 牙种植体(也称作骨内种植体或固位钉)是一种手术器具，用于通过与骨骼融合并支撑牙冠、牙桥、托牙、面部假体来替换一个或多个缺失的牙齿，或充当牙齿矫正锚。通常，这种种植体设计成带螺纹的锥形种植体，所述种植体在设置之后未立即负载，以便随着周围的骨骼长入种植体的缝隙以及周围，可实现完全稳定。骨骼向内生长直至种植体的稳定性足以使其投入使用通常需要几个月的时间。

与牙科应用略微相似，在其它医疗情况下，矫形种植体用于替换缺失的关节或骨骼，或者支撑受损的骨骼，或者为紧固件提供锚点。医疗种植体最常见的类型为在骨折骨骼痊愈时用于对其进行锚定的销、杆、螺钉和板。内部固定器的类型包括骨骼螺钉和金属板、销、杆、克氏针(Kirschner wire)和髓内装置，例如金彻氏钉(Kuntscher nail)和交锁钉。

在牙科和矫形应用中，使种植体达到完全稳定(或至少足够稳定)以能够负载是关键的考虑因素。种植体能够越快达到足够的稳定性就越好。在初始放置时便具有足够稳定性的种植体是非常有价值的。现有技术包括很多旨在提高种植体稳定性(初期和长期)的不同设计和概念。为此，现有技术的方法已关注了螺纹形状、表面纹理、促进骨结合的涂层等。因此，在本领域内，提高种植体的稳定性是一种长期的需要，而这种提高又恰恰证明了对持续提高的需要。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种拧入截骨的类型的骨骼种植体。种植体具有圆锥形渐细轮廓的主体。主体包括顶端和冠状端。主体的中心区域在顶端与冠状端之间延伸。顶端具有顶螺纹轮廓，其配置为当迫使主体在第一旋转方向上转动时，推动主体逐渐深入截骨中。中心区域包括至少一个纵向延伸的抛光边缘，其配置为在将种植体拧入适当位置时，利用抛光作用向截骨的内表面施加周向清扫压缩应力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种拧入孔内用于任何类型的应用的种植体。种植体包括具有圆锥形渐细轮廓的主体。主体具有顶端和冠状端。主体的中心区域在顶端与冠状端之间延伸。顶端具有顶螺纹轮廓，其由第一旋转方向上的螺旋扭曲限定，当迫使主体在第一旋转方向上转动时，螺旋扭曲用于推动主体逐渐深入孔内。中心区域包括多个抛光边缘，每个抛光边缘配置为在将种植体拧入适当位置时，利用抛光作用向孔的内表面施加周向清扫压缩应力。

根据本发明的再另一个方面，提供了一种用于将种植体拧入截骨的方法。该方法包括以下步骤：将种植体主体的顶端插入截骨的开口内，拧动主体使其逐渐深入截骨，以及在进行拧入步骤的同时，利用至少一个抛光边缘向截骨的内表面施加周向清扫压缩应力。

当一个或多个抛光边缘拖行经过孔的内表面时，通过抛光边缘施加的应力在侧壁累积。当种植体在孔内达到整个深度并停止旋转时，积累的应力开始在抛光边缘周围填充。孔周围骨骼或其它材料的该几乎瞬时的弹性响应提供了有利的高初始种植体稳定性。骨骼或其它材料对种植体的缝隙内的持续适应有效地将种植体自锁在适当位置，使得无法轻易将其拧下。此外，抛光边缘挤压孔周围的壁并使其致密，从而提高种植体的初始稳定性。一个或多个抛光边缘所提供的更进一步的优点是其通过在材料的屈服点与其极限抗拉强度之间引入应力从而引起应变硬化而使周围材料或骨骼强化的能力，应变硬化的发生是因为材料的晶体结构内发生了位错运动并产生了位错。当用于骨骼应用时，该具有抛光边缘的种植体的再另一个益处是其激活天然骨骼再生的能力。在骨骼内，形状的永久性改变被认为是与微裂纹有关，微裂纹允许能量释放，这是活骨的天然防御机制。该能量释放自然地激活骨骼再生，以便种植体成功地保持长期稳定。

在牙科和矫形应用中，根据本发明的种植体在初始植入时能够达到足够的种植体稳定性。此外，由于其独特的促进骨骼再生的能力，种植体的长期稳定性得以增强和加快。本发明的独特抛光属性与现有技术在螺纹形状、表面纹理和/或特殊涂层方面的许多变型相兼容。

附图说明

结合以下详细描述和附图考虑时，本发明的这些和其它特征和优点将变得更容易理解，其中：

图1描绘了本发明在需要扩张以容纳种植体的缺齿(没有牙齿)的颌部位的示例性应用；

图2是如图1的视图，但是所示为通过一系列渐进的扩张步骤得到的完全制备好的截骨；

图3是如图1的视图，所示为利用旋转的骨凿的逐渐扩张步骤；

图4是如图2的视图，其中安装的种植体随时准备容纳用于后续假体的基牙或底座(未示出)；

图5是根据本发明的一个实施方案的种植体的正视图；

图6是大致沿图5中的直线6-6截取的种植体主体的冠状端的剖面图；

图7是大致沿图5中的直线7-7截取的种植体主体的中心区域的剖面图；

图8是大致沿图5中的直线8-8截取的种植体主体的顶端的剖面图；

图9是图7中的以9圈出的抛光边缘和关联的台面的放大视图；

图10是当擦拭经过孔的内表面使周围的半弹性材料移动的抛光边缘的放大且略微夸张的视图；

图11是根据本发明的一个实施方案的种植体完全就位时下颌骨内的截骨的剖面图；

图12是大致沿图11中的直线12-12截取的剖面图；

图13是大致沿图11中的直线13-13截取的剖面图；

图14表示在典型的现有技术种植体已完全插入截骨内之后从而在骨骼上留下压痕的截骨的剖面图；

图15A表示在根据本发明的一个实施方案的种植体已完全插入截骨内之后从而在骨骼上留下独特压痕的截骨的剖面图；

图15B是如图15A的剖面图，所示为相同的种植体在插入大约1天之后留下的压痕以突出骨骼开始适应并向内长入缝隙；

图15C是如图15A的剖面图，所示为相同的种植体在插入大约2-4周之后留下的压痕，并示出骨骼基本上完成向内长入缝隙；

图16是根据本发明的第一替代实施方案的种植体的正视图；

图17是大致沿图16中的直线17-17截取的剖面图；

图18是根据本发明的第二替代实施方案的种植体的正视图；

图19是大致沿图18中的直线19-19截取的剖面图；

图20是根据本发明的第三替代实施方案的示出四分之一的种植体的正视图；

图21是人体骨架的简化视图，突出了本发明的新型种植体可有效地应用在其内的许多可能区域的一些实例；

图22是以部分剖面示出的人体椎骨的放大视图，设置了旋转骨凿以使椎骨内的截骨扩张以容纳根据本发明的种植体；以及

图23是一种泡沫金属产品的透视图，其内形成有孔并随时准备容纳例证本发明的至少一个非骨骼商业应用的锚固种植体。

具体实施方式

参考附图，其中在所有的几个附图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件，图1-4示出了牙种植体的实例，其中需要制备截骨以容纳骨骼种植体(图4)。应理解，本发明并不限于牙科应用，而是可应用于广泛的矫形应用。此外，本发明甚至不限于骨骼或矫形应用，而是可用于工业和商业应用的金属泡沫和其它蜂窝材料(仅列举几个)上制备孔。然而，牙科应用代表了方便的实例，且因此以下描述的大部分将利用牙科的语境，其主要目的仅仅是为了说明。

在图1中，所示为需要扩展并制备成截骨32(图2)以便容纳种植体(通常以34表示，图4)的缺齿(无齿)颌部位30。一系列步骤包括首先在受体骨骼上钻出导孔或凹窝，然后使用任何合适的钻孔或骨凿技术使截骨扩展至最终的尺寸和深度。一种这样的技术包括使用逐渐变宽的旋转骨凿，通常以36表示，如图3所示。2013年1月3日公开的授予Huwais的US2013/0004918中大体描述了使用逐渐变宽的旋转骨凿形成截骨的过程，其全部公开内容通过引用并入本文。申请人于2013年8月19日提交、在2014年___以WO_____公开的国际专利申请PCT/US13/55539的全部公开内容也通过引用并入本文并作为依据。一旦再次通过任何合适的技术已制备好截骨，便将种植体34拧入合适的位置，如图4所图示。将基牙38旋拧入内部连接件，且从而固定在适当的位置以容纳后续的修复体或牙冠(未示出)。或许理想的是种植体34适合设置在骨骼内，然而也可预期到非骨骼应用。尽管图示的实施方案描绘了用于随后安装的基牙特征部38的锚或受体形式的种植体34，但应理解，种植体34可重新配置为可用于例如其它矫形应用的骨骼螺钉或其它骨骼固定元件。

现在转向图5至图9，在一个实施方案中，所示种植体34包括形成有圆锥形渐细外部轮廓的截头主体。主体具有顶端40和冠状端42。选择术语“顶(apical)”和“冠状(coronal)”主要是由于其与牙科的关系。“顶”是指朝向牙齿根尖的方向；而“冠状”是指朝向牙冠的方向。然而，申请人在本文件中使用的这些术语以及或许还有其它术语不应当狭隘地理解为将种植体34的应用限制于牙科领域，或甚至限制于医疗领域。顶端40形成种植体34的前端，且使用时首先被插入制备的截骨32内。主体的中心区域44在顶端40与冠状端42之间延伸。实际上，顶端40、冠状端42和中心区域44的纵向长度能够相对于主体的整个纵向长度改变。例如，在图5图示的实施方案中，所示顶端40延伸主体的整个纵向长度的大约1/5。同样地，冠状端42也延伸主体的整个纵向长度的大约1/5。且在本实例中，中心区域44延伸主体的整个纵向长度的大约3/5。

这些空间关系能够进行改变以适应应用和/或实现特定性能属性。例如，在替代实例中，顶端40可变为大约主体长度的1/4；冠状端42缩短至总长度的1/8，且使中心区域44为主体总长度的大约5/8。在另一个替代实例中，顶端40大约为主体长度的1/3；中心区域44占主体总长度剩余的2/3，而冠状端42的长度有效地忽略不计。当然，许多更进一步的替代实例对于这些领域的技术人员来说将变得显而易见。尽管相对长度可变，但部分40-44的外部(即，径向)尺寸形成朝冠状端42扩大的大体呈圆锥形的形状。一般认为，l°-5°范围内的锥度适合牙科应用，考虑2°36'或多或少是更优选的。对于非牙科矫形应用而言，略大的锥度范围可能是符合要求的。对于非医学应用而言，可考虑更大的锥度范围。圆锥根形几何形状被认为可支撑优异的初期稳定性和负载方案。尽管未示出，但顶端40的极端顶点可为圆顶状，以帮助防止过度插入和/或另外有助于更安全地放置种植体。

顶端40形成有顶螺纹轮廓46。顶螺纹轮廓46具有右旋扭曲，当迫使主体在顺时针方向上转动时，右旋扭曲用于推动种植体34逐渐深入截骨32。即，顶螺纹轮廓46形成导螺杆特征，其在截骨32的壁上同时进行切割并锻造向下的路径。顶螺纹轮廓46具有顶螺距和顶导程，这些术语通常是在螺纹的语境下理解。即，导程是沿种植体34的一个完整旋转(360°)所覆盖的种植体34的纵向轴线的距离。螺距是从一个螺纹的牙顶至下一个螺纹的牙顶的距离。如果顶螺纹轮廓46设计成单头螺纹的形式，则顶导程和顶螺距的长度将相同。然而，在描绘的实施方案中，顶螺纹轮廓46形成为两头(或双头)螺纹图案，这意味着有两条螺纹轮廓46的非交叉脊缠绕在种植体主体周围。种植体34每旋转一圈(360°)，其便轴向推进两个脊的宽度，即顶导程距离。在这种情况下，顶螺纹轮廓的顶导程等于其顶螺距的两倍，其这增大了推动种植体34进入截骨32的速度。

图8是穿过顶端40的剖面图(从图5截取)。图中清楚地示出了双头螺纹图案，连同顶螺纹图案的V型螺纹形状，其为几种合适的替代形状之一。顶端40优选地设计成使得种植体34自攻。自攻表明当种植体34转动时向前推进同时形成其自身螺纹的能力。至少一个自攻切割边缘48可促进该自攻能力。自攻切割边缘48可通过在顶螺纹轮廓46上的连续螺纹上磨削出间隙而形成。当沿顺时针方向拧入种植体34时，自攻切割边缘48有助于在截骨32周围的壁上切割出互补螺纹。可考虑使切割边缘48切入骨骼材料，使得螺纹能够跟随整洁的路径。在图示的实施方案中，顶端40形成有一对在直径方向上相对的自攻切割边缘48，每一个切割边缘48均由设置在朝中心区域44纵向延伸的大体为螺旋形形式的切口形成。这些特征在插入过程中收集并聚集骨碎片，进一步支持有效的骨结合以及种植体34的长期稳定性。

现在转向冠状端42，参考图5、图6、图11和图13。冠状端42包括平台50，其居中设置作为最远端特征。使用时，一旦种植体34完全位于截骨32内时，平台50就保持暴露，或许最佳如图4和图11所示。内部连接件52延伸穿过平台50向下进入种植体34的主体。内部连接件52为存在于许多现有技术的种植体设计中的类似于腔的标准特征，其由与平台50直接相邻的沉孔部分组成，该沉孔部分向下延伸至适于容纳基牙构件38的螺纹柱的内螺纹部分(图4)。内部连接件52的深度可改变，但是在一些牙科应用中，其深度通常延伸至种植体34的长度的大约中间点处。

冠状端42的外部特征可成形为任何不同的形状。在图5和图6中，所示冠状端42包括可选择的塞盖元件54。塞盖元件54设计成提高骨骼与种植体在顶部区域的接触，并帮助减少(如果未能消除)截骨32周围的骨骼材料中的膨大或迅速增大的情况。因此，塞盖元件54使得安装的冠状端42能够整洁地位于或接近骨骼表面，从而实现更好的安装。所述塞盖元件54为可选择的，这是因为可想象到种植体34，其设计内未并入这种塞盖特征，但具有本发明的其它属性和优点。塞盖元件54能够以各种方式形成，以实现相似的结果-尽管或许有些许改变。在图5、图6、图11和图13图示的实例中，塞盖元件54包括右旋扭曲的冠状螺纹轮廓。此处冠状螺纹轮廓为螺距大体上等于顶螺距的单头螺纹图案。然而，由于在本实例中冠状螺纹轮廓为单头结构而顶螺纹轮廓为两头，因此冠状导程将仅为顶导程长度的1/2。或换言之，冠状导程等于冠状螺距。

冠状螺纹轮廓可配置为具有锯齿形状。在机械中，锯齿螺纹形式设计成处理一个方向上极高的轴向推力。载荷螺纹面与纵向轴线垂直，或略微倾斜(通常不大于7°)。另一个螺纹面倾斜45°。如图13所示，当将种植体34拧入截骨32至足够的深度时，冠状螺纹轮廓与截骨的内壁接合，并开始使骨骼材料沿向下(顶)的擦拭方向移动。应注意，在本实例中，由于冠状导程仅为顶导程的1/2，因此顶螺纹将以两倍于其否则将倾向于随顺时针方向的旋转而向前推进的速率将冠状螺纹轮廓拉入截骨内。该作用使得冠状螺纹轮廓的螺旋牙顶将骨骼材料(包括任何可已开始在截骨32的边缘周围迅速增大的骨骼材料)向下拉入或刮削入截骨32内，从而在截骨32周围形成更平滑、受破坏程度更低的表面。如以下将结合替代实施方案进行描述的那样，冠状螺纹图案可采用许多不同形状和形式。

现在转向中心区域44，参考图5、图7以及图9-12。中心区域44的特征在于主体周围设有一个或多个且优选为多个槽形沟槽。或许最佳如图7的剖面图所示，本实例中示出了十个沟槽。沟槽可在主体周围沿周向等距布置，以帮助在插入期间保持稳定性。尽管沟槽可以是直的轴向沟槽，但在优选的实施方案中，沟槽具有长导程的在左旋方向的螺旋扭曲。即，沟槽优选地在所述主体周围不具有右旋螺旋扭曲。

每个沟槽限定在前沿面56与相对的后沿面58之间。每两个相邻沟槽之间形成台面60。或许最佳如图9中的放大视图所示，每个台面60连接或跨越一个沟槽的后沿面58和相邻沟槽的前沿面56以形成脊状特征。每个台面60与相应的前沿面的交叉处为抛光边缘62。抛光边缘62可基本上无边，意思是说每个台面60的整个部分远在抛光边缘62后面，以在旋转期间提供充分的间隙。例如，在用于钻孔的现有技术钻中，边通常结合在切割边缘后面，以使孔内的钻稳定并保持所期望的钻孔直径。在本发明的优选实施方案中，未使用这种边。作为替代，台面60向旋转方向倾斜，并充当引导抛光边缘的斜坡或楔形物，以便不会将骨骼材料从截骨32的内壁切下。因此，抛光边缘62定位在非切割方向，意思是说其关联的台面60在抛光边缘62之前与截骨32的壁接合。主锥体隙角，即抛光边缘62的切线与每个台面60之间的角度，如图9所示，可以是大约1°与30°之间的任何角度，具体取决于应用。

返回图5，所示抛光边缘62大体上延伸顶螺纹轮廓46与冠状螺纹轮廓(即，塞盖元件54)之间的整个距离。与中间沟槽相似，抛光边缘62也优选地具有左旋螺旋扭转，尽管直的轴向配置也是可能的。预期到长导程大约为种植体主体总长度的1至3倍以放置抛光边缘62。每个抛光边缘62径向测量(即，从种植体主体的中心轴线至抛光边缘62的弧的距离)是种植体34的锥度的函数。在该图示的实例中，基本上对齐的圆锥形锥体与顶螺纹轮廓46的外部牙顶、还有抛光边缘62以及还有冠状螺纹轮廓的外部牙顶接触。在另一个实例中，每个抛光边缘62的径向测量可从通过顶螺纹轮廓46和冠状螺纹轮廓的外部牙顶的圆锥形锥体略微内凹。在更进一步的实例中，每个抛光边缘62的径向测量可从通过顶螺纹轮廓46和冠状螺纹轮廓的外部牙顶的圆锥形锥体略微凸出。

使用时，制备截骨32以当其在骨骼表面的开口的直径大约与顶端40的极端顶点的齿根直径一样大时容纳种植体34。当首先将种植体34拧入截骨32内时，其顶螺纹轮廓46立即咬入骨骼的内表面，并向下切割出螺旋形路径以朝完全就位的深度快速牵引种植体34的其余主体。抛光边缘62一进入截骨32，便开始利用抛光作用向截骨32的内表面施加周向清扫压缩应力。种植体34降入截骨32越深，抛光边缘62擦试并摩擦骨骼以迫使其内径扩张的程度就越大。然而，由于骨骼具有弹性的特性，因此抛光边缘62通过之后将会有一些“回弹”。图10以略微夸张的方式对此进行了图示。多个抛光边缘62以逐渐扩宽的方式一个接一个进行擦拭，即，随着拉动种植体34更深地进入截骨32，这有助于在接触之前形成压缩波，类似于在烤面包上松散地涂奶油。通过推进顶螺纹轮廓46向下施加的压力使抛光边缘62与截骨32的骨骼表面保持接触，以维持压缩波上的压力。截骨32和种植体34的锥体界面有助于此，以形成侧压力，即，在预期的径向扩张方向上。

当抛光边缘62拖行经过骨骼时，每个抛光边缘62上的力可分解成两个分力：其中一个分力垂直于骨骼的表面向外挤压骨骼，而另一个分力与骨骼表面相切，沿截骨32的内表面拖拽骨骼。还应注意，由于左旋螺旋扭曲，在强制进入截骨32的同时，抛光边缘62还将产生轻微的相对的轴向反作用力。该相对的轴向反作用力通过在向截骨32外部推动种植体34(因顶螺纹轮廓46的抓持占优势而无法推动)的方向上施加力而抵抗插入的种植体34轴向推进。由于切向分量通过顺时针方向的转动增大，因此抛光边缘62沿骨骼滑动。同时，沿抛光边缘62的法向(即，径向)力将使柔软的骨骼材料变形。骨骼表面的应力将超过其屈服强度，允许抛光边缘62划刮通过表面并在其后形成槽。因此，抛光边缘62的划刮作用，如图10所描绘，使截骨32逐渐扩大。

随着种植体34朝截骨32内的完全就位深度的行进，通过抛光边缘62施加的应力继续在骨骼上累积。一旦种植体34达到完全的深度并停止旋转，骨骼上集聚的应力便开始填充沟槽以及抛光边缘62周围，如图12所图示。骨骼对应力预加载(来自抛光边缘62的作用)的几乎瞬时的弹性响应提供了有利的种植体高初始稳定性。此外，适配入沟槽的骨骼有效地使种植体34自锁在适当位置，以便无法将其拧下。该具有抛光边缘62的种植体34的另一个益处是其挤压截骨的周围的骨骼壁且使其致密的能力，从而更进一步提高种植体的初始稳定性。该具有抛光边缘62的种植体34的更进一步的优点是其强化骨骼组织的能力。当骨骼(或木材或泡沫等)在其屈服点与其极限抗拉强度之间的区域内受到应力时，材料会发生应变硬化。应变硬化，也称作加工硬化或冷加工，是通过塑性变形对延性材料进行强化。该强化之所以发生是因为材料晶体结构内产生了位错运动和错位。该具有抛光边缘62的种植体34的再另一个益处是其通过机械生物学骨骼愈合激活天然骨骼再生的能力，其中产生的能量刺激骨骼更快痊愈。

图14是示例性的现有技术螺纹主体种植体已完全插入截骨中之后截骨的剖面图。骨骼中的压痕在种植体周围形成了大致准确的负空间表示。种植体周围几乎没有骨骼向内成长可用的空间，因此第一天截取的剖面图看起来基本相同。且类似地，在插入种植体之后的2-4周截取的剖面图看起来也基本相同。

与之相比，图15A表示在本发明的种植体34已完全位于截骨32内之后截骨32的剖面图。其在骨骼上，尤其是在通过抛光边缘62的清扫旋转作用形成的壁相对平滑的表面上的独特压痕很明显。与图15A一样，图15B为剖面图，示出了相同的种植体34在放置大约一天后留下的压痕。在该视图中，骨骼开始膨胀并向内长入台面60与塞盖元件54的顶部螺纹牙型之间的缝隙是很明显的。骨骼在种植体34的中心区域44周围的膨胀有效地使种植体34自锁在截骨32内，即便是放置的很早期阶段也是如此，从而使得种植体34几乎不可能松动。种植体34的至少一定的负载能力应该是可能的。图15C示出了相同的种植体34在插入大约2-4周之后留下的压痕。在正常健康的骨骼中，骨骼将几乎完全向内长入种植体34的缝隙。在该阶段，种植体34在机械上完全锁定在骨骼内；有效地完成愈合。

图16和图17示出了本发明的第一替代实施方案。在本实例中，种植体与以上所述对应的特征均以相同的附图标记表示，但加上100。相应地，在本实施方案中，所示种植体134具有大体相似的形成有圆锥形渐细外部轮廓的截头主体。主体具有顶端140和冠状端142以及中心区域144。顶螺纹轮廓146的特征在于渐进自攻V形双头设计，然而包括了具有锯齿式单头螺纹的冠状螺纹轮廓形式的塞盖元件154。多个抛光边缘162随着左旋螺旋扭曲沿中心区域144延伸。在本实施方案中，特别示出了与抛光边缘162交叉的中心螺纹轮廓164的细节。在这些图中，所示中心螺纹轮廓164为塞盖元件154的锯齿式冠状螺纹轮廓的延续。组合的冠状螺纹轮廓和中心螺纹轮廓164从冠状端142基本不间断地延伸至顶螺纹轮廓146，但不与顶螺纹轮廓146重叠。作为冠状螺纹轮廓的延续，中心螺纹轮廓164也具有右旋扭曲，且其中心导程等于其中心螺距，中心螺距也大体上等于冠状螺距。

种植体134的圆锥形渐细外部轮廓由牙顶限定，即由顶螺纹轮廓146、中心螺纹轮廓164和冠状螺纹轮廓的最外面的螺旋脊限定。即，在本实施方案中，冠状螺纹轮廓、中心螺纹轮廓和顶螺纹轮廓的牙顶通常沿限定种植体134的整体圆锥形锥体的圆锥形锥体对齐。或许最佳如图17所示，每个抛光边缘162的径向测量从由中心螺纹轮廓164的外部牙顶形成的圆锥形锥体略微内凹。如此，中心螺纹轮廓164便略微凸出抛光边缘，以便使用时，中心螺纹轮廓164以及冠状螺纹轮廓实现上述塞盖作用。在本实例中，顶螺纹轮廓146的导程保持大约为成为一体的冠状螺纹轮廓和中心螺纹轮廓164的导程的两倍，以便以两倍于中心螺纹轮廓否则将倾向于随顺时针方向的旋转而向前推进的速率将中心螺纹轮廓拉入截骨内。该快速拉动作用使冠状螺纹轮廓和中心螺纹轮廓164的螺旋牙顶沿向下(顶)擦拭方向移动骨骼材料。

同时，抛光边缘162利用上述抛光作用向截骨的内表面施加周向清扫压缩应力。随着种植体34下降到截骨内，抛光边缘62擦试并摩擦骨骼，其效果逐渐增大，但每隔一定间隔被中心螺纹轮廓164中断，这是由于中心螺纹轮廓164同时沿向下的擦拭方向移动骨骼材料。当抛光边缘162形成有左旋螺旋扭曲时，如图16所示，即与直的轴向(无限导程)形状相反，拖行经过骨骼表面的抛光边缘162将产生轻微的相反的轴向反作用力。反作用力分量(法向、切向和轴向)的组合配合对骨骼材料施加应力使其超出其屈服强度，允许抛光边缘162划刮过表面，并逐渐使截骨扩大，同时在骨骼内累积应力。打个不太恰当的比方，可想象放置在水中的螺旋桨足够快地旋转以使所有在螺旋桨叶周围的水移动。但是一旦螺旋桨停止旋转，周围的水便冲过来填充桨叶周围的空间。在这种情况下，抛光边缘164与螺旋桨叶相似，向外推动骨骼材料。当种植体134达到完全深度并停止旋转时，骨骼中累积的应力开始填充入沟槽以及抛光边缘62周围；虽然达不到所给类比中的水的速度或程度，但更像图12中所图示的情况。周围骨骼的该几乎瞬时的弹性响应使种植体34自锁在适当位置，以便无法将其拧下，从而使种植体134具有很高的初始稳定性。自然，抛光边缘162还保留所有其它上述益处。

图18和图19示出了本发明的第二替代实施方案。在本实例中，种植体的与以上所述对应的特征均以相同的附图标记表示，但以2而非1作为前缀。根据该第二替代实施方案，所示种植体234具有大体相似的形成有圆锥形渐细外部轮廓的截头主体。主体具有顶端240和冠状端242以及中心区域244。顶螺纹轮廓246的特征还在于渐进自攻V形双头设计，然而包括了具有堆叠环形(即，非螺纹)图案的微型凹槽形式的塞盖元件254。多个抛光边缘262随着左旋螺旋扭曲沿中心区域244延伸。中心螺纹轮廓264与抛光边缘262交叉。在本实例中，所示中心螺纹轮廓264为顶螺纹轮廓246的部分延续。更具体地，顶螺纹轮廓246保持双头结构，但是其两个螺纹绕曲的仅其中之一作为中心螺纹轮廓264的延续进入中心区域244。一个共享的螺纹轮廓大体上不间断地从顶端240延伸入中心区域244。作为顶螺纹轮廓246的延续，中心螺纹轮廓264也具有右旋扭曲，且其中心导程等于其中心螺距，但为双头螺纹绕曲形成的顶螺距的两倍。换言之，中心导程大体上等于顶导程，但是中心螺距是顶螺距的两倍。

在该第二替代实施方案中，种植体234的圆锥形渐细外部轮廓由顶螺纹轮廓246、抛光边缘262以及塞盖元件254的微型凹槽的牙顶限定。即，在本实施方案中，顶螺纹轮廓246和抛光边缘264的牙顶以及微型凹槽的牙顶大体上沿限定种植体234的整个圆锥形锥体的圆锥形锥体对齐。或许最佳如图19所示，每个抛光边缘262的径向测量从中心螺纹轮廓264的外部牙顶略微外凸。如此，抛光边缘262略微凸出中心螺纹轮廓264，以便使用时，抛光边缘262利用上述抛光作用向截骨的内表面施加周向清扫压缩应力，每隔一定间隔被中心螺纹轮廓264中断。此外，上述塞盖作用由冠状塞盖元件254的微型凹槽执行。在本实例中，顶螺纹轮廓146的导程等于或大体上等于一体的中心螺纹轮廓264的导程，以便当种植体234随着顺时针方向的旋转被拉入截骨时，后面的螺纹轮廓跟随顶螺纹轮廓246的轨迹切割。因此，中心螺纹轮廓264有助于顶螺纹轮廓246推动种植体234更深入截骨。随着种植体234下降到截骨内，抛光边缘262擦试并摩擦骨骼，其效果逐渐增大，这与前述实例相似。此外，微型凹槽形式的塞盖元件254在其最终接近完全就位深度的过程中，为种植体234提供上述塞盖功能。

图20示出了本发明的第三替代实施方案。在本实例中，种植体的与以上所述对应的特征均以相同的附图标记表示，但以3而非2作为前缀。此外，图20描绘了种植体334的四分之一，以便内部连接件352清楚可见。该第三替代实施方案再次示出了种植体334具有大体相似的形成有圆锥形渐细外部轮廓的截头主体。主体具有顶端340和冠状端342以及中心区域344。在本实施方案中，所示顶螺纹轮廓346为渐进自攻正方形半锯齿双头设计。此处所示的塞盖元件354为微螺纹。多个抛光边缘362随着左旋螺旋扭曲沿中心区域344延伸。中心螺纹轮廓364与抛光边缘362交叉。如在上一个实例中那样，中心螺纹轮廓364从顶螺纹轮廓346自然延续。然而，与上一个实例不同的是，双头顶螺纹轮廓246的两个螺纹绕曲均延续穿过中心区域344而未中断。即，顶螺纹轮廓346贯穿中心区域344保持双头结构。作为顶螺纹轮廓346的延续，中心螺纹轮廓364也具有右旋扭曲，其中心导程等于其中心螺距的两倍。中心导程大体上等于顶导程。

在该第三替代实施方案中，种植体334的圆锥形渐细外部轮廓由顶螺纹轮廓346/中心螺纹轮廓364、抛光边缘362以及塞盖元件354的微螺纹的牙顶限定。每个抛光边缘362的径向测量大体上等于中心螺纹轮廓364的外部牙顶。如此，抛光边缘362在中心螺纹轮廓364的牙顶处接触。使用时，抛光边缘362利用上述抛光作用向截骨的内表面施加周向清扫压缩应力，并在旋转中定时被中心螺纹轮廓364中断。此外，上述塞盖作用由冠状塞盖元件354的微螺纹执行。在本实例中，当种植体334随着顺时针方向的旋转驱动其自身进入截骨时，一体的中心螺纹轮廓364跟随顶螺纹轮廓346的轨迹切割，因此有助于拉动种植体334深入截骨。随着种植体334下降到截骨内，抛光边缘362擦试并摩擦骨骼，其效果逐渐增大，这与前述实例相似。

为了让技术人员明白，图21-22旨在说明本发明的原理不限于牙科应用，而是通过对比例和/或配置进行合适的调整，可很容易地延伸至人体(或动物体)内的任何骨骼制备部位。图21的人体骨架上圈出的区域表示许多有可能得益于本发明的教导的应用的可能区域的其中几个。起始的标记表明本发明的抛光种植体和技术首选应用于椎骨(图19)，这是由于其使种植体的初期稳定性普遍适用地提高的可能性以及与现有技术的种植体放置技术的内在相似性。

此外，如图23所示，本发明的原理不限于作为主体材料的骨骼。实际上，本发明的抛光种植体34可配置成在几乎任何类型的蜂窝材料或非蜂窝材料(其具有如以上给出的骨骼实例中的合适的弹性响应特征)上形成锚，以便当种植体34达到完全深度并停止旋转时，周围材料中累积的应力开始填充入沟槽以及抛光边缘62周围，大致与图12所图示的相似。周围材料的该弹性和/或痊愈响应使种植体34自锁在适当位置，以便无法将其拧下，从而使种植体34具有高初始稳定性。例如，种植体34可用作木材中的锚——干木材和生木材均可。当用作活树上的锚时，木材的活体细胞将以类似于以上描述的骨骼适应和向内生长的方式长入种植体34的缝隙，以提供有益的互锁特征。在图12中，金属泡沫70的一部分可以是广泛用于航天、隔热以及其它重要应用的类型。所示的泡沫金属70包括通过根据以上描述的方法进行抛光或通过简单的钻孔而形成的孔72。如果孔72通过根据所描述的方法进行抛光而形成，则制备的孔72能够更好地容纳种植体34，这是因为其内壁已通过该专门技术的压缩位移和/或自体移植效果而致密化。申请人进一步预期到种植体34应用于土木工程方案，包括柔软松散的土壤和腐殖土等上的土制孔内的锚。实际上，由于种植体34独特的抛光质量，还可存在许多其它应用。

在整个说明书中，参考了右旋螺纹和左旋螺纹。顺时针转动时，右旋螺纹向前行进；反之，逆时针旋转时，左旋螺纹向前行进。右旋螺纹以压倒性的比例是最常见，因此这种使用已贯穿整个说明书。然而，应当理解，所有的螺纹图案从右旋反转为左旋且(反之亦然)在该种植体34内是可能的，且在插入时随着逆时针方向的旋转将导致基本相同的性能特征。因此，顶螺纹轮廓46的左旋扭曲仅视为本文公开且要求保护的实施方案的结构对等。换言之，如果顺时针方向或逆时针方向之一被认为是“第一”旋转方向，而另一个被认为是“第二”旋转方向，则可以精确地说，如果顶螺纹轮廓46、146、246、346在第一旋转方向上形成，则优选的是抛光边缘62、162、262、362的螺旋扭曲优选地在第二旋转方向上或为直的(无限导程)且在非切割方向上成角度，以避免将材料从截骨32的内壁上切下。

已根据相关法律标准对前述发明进行了描述，因此说明书在本质上为示例性而非限制性的。对公开的实施方案进行的变型和修改对本领域的技术人员而言是显而易见的，且在本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种拧入截骨类型的骨骼种植体，所述种植体包括：

主体，其具有圆锥形渐细轮廓，所述主体包括顶端和冠状端，所述主体的中心区域在所述顶端与所述冠状端之间延伸，

所述顶端，其具有顶螺纹轮廓，当迫使所述主体在第一旋转方向上转动时用于推动所述主体逐渐深入所述截骨，

其特征在于，

所述中心区域包括至少一个径向突出且纵向延伸的抛光边缘，所述抛光边缘配置为在将所述种植体拧入适当位置时，利用抛光作用向所述截骨的内表面施加周向清扫压缩应力，其中骨骼材料不会从截骨的内壁切下。

2.根据权利要求1所述的种植体，其中所述顶螺纹轮廓具有右旋扭曲，且所述抛光边缘具有左旋螺旋扭曲。

3.根据权利要求1所述的种植体，其中所述抛光边缘基本上无边，所述抛光边缘配置为当迫使其推进入所述截骨时，产生相对的轴向反作用力。

4.根据权利要求1所述的种植体，其中所述顶螺纹轮廓具有右旋扭曲，且所述抛光边缘具有左旋螺旋扭曲，且其中所述中心区域包括多个设置在所述主体周围的沟槽，所述沟槽具有与所述抛光边缘的所述左旋扭曲对应的左旋螺旋扭曲，所述至少一个抛光边缘包括多个基本相同的抛光边缘，每个所述抛光边缘形成于两个相邻的所述沟槽之间。

5.根据权利要求4所述的种植体，进一步包括多个台面，每个所述台面形成于两个相邻沟槽之间，每个所述台面直接从所述抛光边缘之一延伸入所述第一旋转方向。

6.根据权利要求1所述的种植体，进一步包括与所述抛光边缘交叉的中心螺纹轮廓，所述中心螺纹轮廓具有在第一旋转方向上的螺旋扭曲。

7.根据权利要求6所述的种植体，其中所述中心螺纹轮廓具有牙顶，所述抛光边缘在与所述牙顶的每个交叉点处凸出所述牙顶。

8.根据权利要求6所述的种植体，其中所述中心螺纹轮廓包括单头螺纹图案。

9.根据权利要求6所述的种植体，其中所述顶螺纹轮廓具有右旋扭曲，且所述抛光边缘具有左旋螺旋扭曲，且其中所述冠状端包括塞盖元件，所述塞盖元件包括冠状螺纹轮廓，所述冠状螺纹轮廓具有右旋扭曲，所述冠状螺纹轮廓具有冠状螺距，且其中所述中心螺纹轮廓具有中心螺距，所述中心螺距大体上等于所述冠状螺距。

10.根据权利要求6所述的种植体，其中所述顶螺纹轮廓具有顶导程，且其中所述中心螺纹轮廓具有中心导程，所述中心导程等于所述顶导程。

11.一种拧入孔类型的种植体，所述种植体包括：

主体，其具有圆锥形渐细轮廓，所述主体包括顶端和冠状端，所述主体的中心区域在所述顶端与所述冠状端之间延伸，

所述顶端，其具有顶螺纹轮廓，所述顶螺纹轮廓由第一旋转方向上的螺旋扭转限定，用于当迫使所述主体在第一旋转方向上转动时，推动所述主体逐渐深入所述孔内，

其特征在于，

所述中心区域包括多个径向突出的抛光边缘，每个抛光边缘配置为在将所述种植体拧入适当位置时，利用抛光作用向所述孔的内表面施加周向清扫压缩应力，其中所述第一旋转方向为顺时针方向，且其中所述顶螺纹轮廓具有右旋扭曲，且每个所述抛光边缘具有左旋螺旋扭曲。

12.根据权利要求11所述的种植体，其中每个所述抛光边缘基本上无边，且每个所述抛光边缘配置为当迫使其推进入所述截骨时，产生相对的轴向反作用力。

13.根据权利要求11所述的种植体，其中所述中心区域包括多个设置在所述主体周围的沟槽，每个所述抛光边缘形成于两个相邻的所述沟槽之间，进一步包括多个台面，每个所述台面形成于两个相邻的沟槽之间，每个所述台面直接从所述抛光边缘之一延伸入所述第一旋转方向。

14.根据权利要求11所述的种植体，进一步包括与所述抛光边缘交叉的中心螺纹轮廓，所述中心螺纹轮廓具有在第一旋转方向上的螺旋扭曲。

15.根据权利要求14所述的种植体，其中所述顶螺纹轮廓具有右旋扭曲，且所述抛光边缘具有左旋螺旋扭曲，且其中所述冠状端包括塞盖元件，所述塞盖元件包括冠状螺纹轮廓，所述冠状螺纹轮廓具有右旋扭曲，所述冠状螺纹轮廓具有冠状螺距，且其中所述中心螺纹轮廓具有中心螺距，所述中心螺距大体上等于所述冠状螺距。

16.一种用于将种植体拧入孔的方法，所述方法包括以下步骤：

将种植体主体的顶端插入孔的开口内，

将所述主体逐渐深入地拧入所述孔，

利用中心螺纹轮廓中断向孔的内表面的周向清扫压缩应力,

其特征在于，

在进行所述拧入步骤的同时，利用至少一个径向突出的抛光边缘向所述孔的内表面施加周向清扫压缩应力。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述施加周向清扫压缩应力的步骤包括同时生成抵抗所述至少一个抛光边缘的法向和切向以及轴向反作用力，所述轴向反作用力向所述孔外部推动所述种植体。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述中断周向清扫压缩应力的步骤包括利用所述中心螺纹轮廓使主体材料在擦拭方向上移动。