CN109963511A - 具有正向支柱螺钉锁定和取回机构的人工植牙系统 - Google Patents

Abstract

提供具有正向支柱螺钉锁定和取回机构的新型人工植牙系统。所述支柱螺钉由键入销正向锁定以改进疲劳寿命。所述支柱螺钉还配备有特殊特征，所述特殊特征极大地改进断裂螺钉从植入物内部的可取回性。另外，所述键入销设计成具有锁紧螺母作为子组合件以便于安装。

Description

具有正向支柱螺钉锁定和取回机构的人工植牙系统

相关申请的交叉引用和优先权要求

本申请案是要求2016年10月25日提交的标题为“具有正向支柱螺钉锁定和取回机构的人工植牙系统(DENTAL IMPLANT SYSTEM WITH POSITIVE ABUTMENT SCREW LOCKINGAND RETRIEVAL MECHANISMS)”的申请号62/412,547的美国临时申请案的申请日的优先权和权益的PCT国际申请案，该案以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种具有高机械性能和可维护性的人工植牙系统。更重要的是，本发明涉及一种具有正锁定和取回机构的支柱螺钉设计，用于改进螺钉疲劳寿命且用于允许在支柱螺钉断裂的情况下容易取回植入物内残留的断裂支柱螺钉。

背景技术

人工植牙技术是正在逐渐变为价格可接受并且流行的成熟技术。这是除使用胶结冠部的牙根管手术之外的第二条防线。

常见的钛合金人工植牙系统由以下各项组成：进入颌骨的植入物，钛合金支柱，钛合金支柱螺钉，以及氧化锆胶结冠部或螺钉固持胶结冠部。

人工植牙的成功取决于许多因素。一些患者在拔牙之后没有足够的骨，并且因此将需要移植，可与颌骨融合的一类人工骨基质。使用导向丝锥钻来准备植入物安装。植入物的一般设计具有带螺纹的外部构型以及用于与支柱螺钉配合的内螺纹。一些植入物设计可实现螺纹形成，并且因此当准备钻制腔体用于植入物安装时不需要攻丝。将植入物旋拧且紧固进入颌骨处于骨的嵴顶或其下方1毫米(mm)到2mm处。

牢固的植入物初级机械稳定性对于植入物整合的成功是关键的。通常患者必须等待几个月以确保成功的骨融合，这是围绕带螺纹植入物的生物骨骼生长过程。这经常称为次级稳定性。具有良好次级稳定性的植入物可承受冠状支柱上的咬合咀嚼负载。

对于胶结型冠部，支柱将通过支柱螺钉紧固到植入物，随后是冠部胶结。用树脂粘固剂将胶结冠部接合到支柱大体上是非永久性的，并且因此允许使用特殊工具从支柱移除冠部。将以牙科植入物制造商规定的扭矩值向下旋拧支柱螺钉。对于螺钉固持胶结型冠部，冠部永久地融合到支柱上。螺钉固持胶结冠部具有小的通孔，其将支柱螺钉接受到支柱中且将支柱紧固到植入物。为了功能和美观目的，将施用小填充过程以覆盖小圆孔。

当前植入物系统的主要问题之一在于，由于胶结冠部或螺钉固持胶结冠部上的循环咬合负载，支柱螺钉将随时间过去变得松动。咬合负载具有一个竖直分量和一个横向力分量。由于冠部上的循环竖直负载，支柱螺钉将展现正常的疲劳破坏寿命。冠部上的循环橫向负载将造成支柱螺钉与支柱之间的接触界面处的接头滑动。此接头滑动影响将减少支柱螺钉上的规定扭矩且造成其自行松动。通常，在支柱螺钉自行松动的极早期阶段，冠部的稍微旋转移动是可察觉的。患者应当随后进行牙科预约来重新扭转支柱螺钉。延误的应对将导致支柱螺钉的进一步自行松动、弯曲负载、微裂纹扩展，以及由于疲劳带来的后续失效。

另一主要问题是取回植入物内残留的断裂支柱螺钉。这真正是人工植牙牙科学中的众所周知的挑战性且耗时的问题。许多牙科医生已使用特殊工具或想出他们自己的定制工具以便解决此问题。如先前部分中所论述，支柱螺钉将在某个时间点由于疲劳而变为松动和失效。沿着支柱螺钉的断裂或破裂的位置将指示可接入性和可取回性的困难水平。一些支柱螺钉恰好在螺钉头部下方失效和偏转，但其余部分是可见的且是工具可接入的。其它支柱螺钉在沿着螺纹长度的任何地方失效，具有有限的可见性和工具可接入性。另外，当操作特殊工具以取回断裂支柱螺钉时存在损坏植入物内螺纹且使植入物不可用的另一风险。

因此，需要一种新的人工植牙系统来解决前述两个主要问题。

附图说明

图1示出无胶结冠部或螺钉固持胶结冠部的人工植牙系统的透视图。

图2示出无胶结冠部或螺钉固持胶结冠部的人工植牙系统的透视分解视图。

图3示出无胶结冠部或螺钉固持胶结冠部的人工植牙系统的透视横截面图。

具体实施方式

本发明原理和概念是针对新的人工植牙系统设计，其解决了针对单齿胶结型冠部或单齿螺钉固持型冠部的前述支柱螺钉自行松动和断裂支柱取回的问题。本发明原理和概念还适用于用于多齿的桥型植入物和其它人工植牙应用，例如植入物支撑假体。

先前已解决和论述了不同类型冠部到支柱上的附接。为了简洁和便于讨论，以下讨论仅集中于个别零件的机械方面。

根据代表性实施例，人工植牙系统包括四个主要零件，不包含胶结于支柱上或已经融合到支柱上的冠部。主要零件包括一个植入物、一个支柱、一个支柱螺钉，和具有键入销的锁紧螺母的子组合件。所述子组合件在此被视为单个零件，但实际上其包括两个零件。四个主要零件可以由多种生物相容材料制成，例如钛合金或具有所需机械特性的任何其它合适的生物相容材料。四个主要零件可以通过例如在存在及不存在次级机械加工操作的情况下的机械加工和/或金属注射模制来制作。所述人工植牙系统避免了前述自行松动问题，进而延长螺钉疲劳寿命，同时通过在支柱螺钉断裂或另外失效的情况下允许容易地取回支柱螺钉残留物也避免了可取回性问题。

现将参考图1-3描述代表性或示范性实施例，其中相似附图标记识别相似特征、元件或组件。应注意，附图中示出的特征、元件或组件不一定按比例绘制。

图1示出根据代表性实施例的处于组装配置的人工植牙系统1的透视图。出于清楚起见，在图1中未图示胶结冠部和螺钉固持冠部。图2示出无胶结和螺钉固持冠部的人工植牙系统1的透视分解视图。图3示出无胶结和螺钉固持冠部的人工植牙系统1的透视横截面图。

在图1所示的透视图中，支柱3示出为安装于植入物2中。在图2中示出的透视分解视图，单独地示出人工植牙系统1的零件，分别包含植入物2、支柱3、支柱螺钉4，和包括锁紧螺母5和键入销5a的子组合件。图2还示出人工植牙系统1的实际组装顺序。在图3中示出的人工植牙系统1的透视横截面图中，图2中示出的零件组装在一起。

如上文在背景中所论述，在颌骨内部具有成功的次级稳定性的植入物准备好通过使用支柱螺钉来安装支柱。本发明原理和概念还针对一种组装方法，其与上文在背景中描述的已知组装方法大体上相同，不同之处在于根据本发明原理和概念的组装方法包含将子组合件的锁紧螺母5和键入销5a安装到支柱螺钉4上的步骤。

根据代表性实施例的人工植牙系统1在个别零件中的每一个中具有唯一特征，现将参考代表性或示例性实施例描述所述特征。植入物2具有凹的莫氏锥形(Morse Taper)腔体，这实现当收紧支柱螺钉4时与支柱3的莫氏锥形凸部分3c的紧配合或过盈配合。莫氏锥形特征限制了支柱3无法相对于植入物2进行轴向和旋转移动。另外，莫氏锥形特征提供气密密封，理想上贯穿支柱螺钉4的寿命维持所述气密密封以防止细菌在植入物2与支柱3之间的缝隙处生长。植入物2还包含六角插座腔体，其与安置于支柱3的末端上的六角头部3a配合以处置从莫氏锥形接口到植入物六角插座腔体和支柱3的六角头部3a的接口的过量扭转负载。植入物六角插座腔体充当硬止挡件以进一步限制支柱3相对于植入物2的旋转运动。

植入物2到预钻的颌骨腔体中的安装可以通过使用标准艾伦内六角扳手(Allenkey)或六角头部螺丝刀将植入物2旋入颌骨中来实现。植入物2配备有具有内螺纹的丝锥钻孔，所述内螺纹适于与支柱螺钉4的外螺纹配合。丝锥钻孔的内螺纹下方有内部倒角特征，且倒角下方有小圆形盲腔体。所述盲腔体的中心线相对于植入物2的内部倒角特征且相对于丝锥钻孔是偏离中心的。偏离中心的内部倒角特征为键入销5a的尖端提供导引表面，以实现与植入物2的小圆形盲腔体的盲配合。键入销5a的盲配合动作包含当通过艾伦内六角扳手或六角头部螺丝刀向下推动锁紧螺母5时的自行旋转和竖直线性运动。键入销5a的盲配合部分与植入物2的盲腔体的接合是自由转动配合。

支柱3的六角头部3a以紧密公差与植入物2的六角插座腔体配合，所述紧密公差使支柱3相对于植入物2的橫向和旋转运动最小化。六角头部3a上还存在平坦环形表面，其与植入物2的平坦环形表面对接以提供这些对接表面之间的可靠机械密封。这些对接表面在安放或组装位置中限制植入物2与支柱3之间的相对移动。支柱3具有通孔和硬止挡件以用于接合支柱螺钉4。

支柱螺钉4是内部中空的，具有一个小六角通过狭槽4c和一个稍微较大的盲六角狭槽。支柱螺钉4具有带螺纹底部部分的外部构型，其允许与植入物2的内螺纹配合。对于解决前述第二个主要人工植牙问题，即从植入物内部取回断裂支柱螺钉残留物，小六角通过狭槽4c是重要的。不同于沿着整个螺钉长度具有实心横截面的常规支柱螺钉设计，六角通过狭槽键入特征允许通过使用例如艾伦内六角扳手或六角头部螺丝刀等简单手持式工具从植入物2容易地移除断裂部分。此唯一特征使得无论沿着螺钉4的断裂或断裂位置在何处都能够执行成功的断裂支柱螺钉取回。取回操作是简单且直接的，且是通过将六角头部工具一直插入到断裂螺钉六角通过狭槽4c中且逆时针缓慢转动工具来完全取回而实现。

本发明不限于六角通过狭槽横截面。通过狭槽可具有任何其它通过横截面，例如三角形、星形、多边形、对称弯曲开口和不对称弯曲开口。大盲六角狭槽是用于艾伦内六角扳手或六角头部螺丝刀，用以通过支柱3将支柱螺钉4紧固到植入物2中。支柱螺钉4的主要功能是提供支柱3对植入物2的夹持动作。

支柱螺钉4在支柱螺钉4的顶部末端上具有带有外螺纹的短构型的三叉颌特征4a。三叉颌特征4a的功能是限制键入销5a顶部且防止键入销5a旋转。三叉颌特征4a具有带倒角的顶边缘，从而产生三个小倒角表面。这些表面将被向内推动，从而当与锁紧螺母5内部的内部倒角特征相作用时造成夹持动作。三叉颌特征4a下方的外螺纹4d的小区段与锁紧螺母5的内螺纹配合。

人工植牙系统1的子组合件5、5a包括两个单独零件，即键入销5a和锁紧螺母5，其中一个搭扣到另一个中。键入销5a在销顶部具有底切特征，其允许键入销5a搭扣到锁紧螺母5中。键入销5a在搭扣到锁紧螺母5中之后相对于锁紧螺母5自由旋转。键入销5a具有三个圆柱形部分：顶部部分、主体部分和尖端部分。键入销5a的顶部部分具有最大外径，且表面可以具有或不具有滚花。如果其具有滚花，那么当由支柱螺钉4的三叉颌特征4a夹持时滚花的表面提供较高摩擦接触。键入销5a的主体部分和尖端部分通过支柱3的六角头部3a。键入销5a的主体部分的中心线与具有或不具有滚花的键入销5a的顶部部分对准。键入销5a的尖端部分与主体部分相比是短的。键入销5a的尖端部分带倒角，且具有小圆形以减少接触摩擦。键入销5a的尖端部分的直径小于键入销5a的主体部分。键入销5a的尖端部分的中心线相对于键入销5a的主体部分和顶部部分稍微偏离中心。

应注意，仅出于说明的目的，子组合件5、5a示出为键入销5a搭扣到锁紧螺母5中。键入销5a和锁紧螺母5可被设计成在维持相对于锁紧螺母5的旋转运动程度的同时通过型锻或其它机械手段使键入销5a永久地捕获于锁紧螺母5中。

在已安装人工植牙系统1之后，当支柱螺钉4开始旋转时，其将致动键入销5a的被夹持顶部部分。键入销5a的顶部部分的任何运动将造成键入销5a的偏离中心的尖端部分摆动远离植入物2的小圆形盲腔体内部的初始无应力组装位置，进而对植入物2产生机械干扰。支柱螺钉4的三叉颌特征4a对键入销5a的顶部部分的夹持以及键入销5的尖端部分对植入物2的机械干扰充当用于支柱螺钉4的正锁定机构。通过解决前述第一个主要人工植牙问题，即支柱自行松动，此正锁定机构极大地延长支柱螺钉4的疲劳寿命。

键入销5a的尖端部分的横截面不限于圆柱形横截面。其可具有稍微锥形且具有任何其它横截面，例如三角形、星形、多边形、对称闭环和不对称闭环。并且，本发明原理和概念也不限于键入销5a的尖端部分从键入销5a的主体部分偏离中心。键入销5a的尖端部分可以与键入销5a的主体部分对准而无偏移，且可具有不同的非圆形横截面。植入物2的圆形盲腔体应当匹配于键入销5a的尖端部分的横截面。此方法将通常影响键入销5a的尖端部分到植入物2的盲腔体中的盲配合能力。

锁紧螺母5具有六角插座腔体以用于与六角头部工具接合。锁紧螺母5内部的搭扣特征用于锁紧螺母5与键入销5a的配合。锁紧螺母5配备有内部倒角以当收紧锁紧螺母5时实现支柱螺钉4的三叉颌特征4a的闭合或夹持动作。锁紧螺母5还具有小内部带螺纹区段，其适于与支柱螺钉4的外螺纹4d配合。当顺时针转动锁紧螺母5时，键入销5a的尖端部分将继续前进进入植入物2的圆形盲腔体。当锁紧螺母5的内部倒角接触支柱螺钉4的三叉颌特征4a的带倒角表面时，键入销5a的尖端部分将停止前进。

应注意，已参考说明性实施例描述本发明，且本发明不限于这些实施例。具有人工植牙行业知识的技术人员将理解可对说明性实施例作出修改的方式，且所有此类修改在本发明的范围内。举例来说，植入物2、支柱螺钉4以及锁紧螺母和键入销子组合件5和5a已经被描述为用以通过具有六角头部特征的工具来实现工具接入。然而，设计可以随着不同驱动类型而变化。举例来说，支柱螺钉4的六角头部通过狭槽4c可具有其它横截面形状。如具有所述领域的知识的技术人员将了解，可对本文所述的实施例作出这些和其它修改，且所有此类修改的实施例也在本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种人工植牙系统，包括：

植入物；

支柱，其适于与所述植入物配合；

支柱螺钉，其具有通过所述支柱且与所述植入物配合的部分；以及

子组合件，其包括锁紧螺母和键入销，所述键入销机械地联接到所述锁紧螺母且延伸通过所述支柱螺钉，通过所述支柱并进入所述植入物，所述人工植牙系统提供用于所述支柱螺钉的正锁定机构，所述正锁定机构延长了所述支柱螺钉的疲劳寿命。

2.根据权利要求1所述的人工植牙系统，还包括：

形成于所述支柱螺钉中的取回特征，所述取回特征允许在所述支柱螺钉变成损坏的情况下从所述植入物容易地取回所述支柱螺钉。

3.根据权利要求1所述的人工植牙系统，其中所述植入物在所述支柱的丝锥钻孔的内螺纹下方具有内部倒角特征；所述内部倒角特征充当用于所述键入销的尖端部分的导引表面以允许所述尖端部分自行旋转进入位于所述内部倒角特征下方的所述植入物的圆形盲腔体。

4.根据权利要求3所述的人工植牙系统，其中所述植入物的所述圆形盲腔体相对于所述植入物的所述内部倒角特征且相对于所述丝锥钻孔是偏离中心的。

5.根据权利要求4所述的人工植牙系统，其中所述圆形盲腔体与所述键入销的所述尖端部分对准。

6.根据权利要求5所述的人工植牙系统，其中所述取回特征包括通过狭槽，所述通过狭槽允许在所述支柱螺钉断裂的情况下通过使用简单工具从所述植入物内部容易地取回所述支柱螺钉。

7.根据权利要求6所述的人工植牙系统，其中所述通过狭槽是适于接纳六角头部驱动工具的一端的六角通过狭槽。

8.根据权利要求7所述的人工植牙系统，其中所述支柱螺钉配备有适于限制或夹持所述键入销的颌特征以及用于与所述锁紧螺母配合的小螺纹区段。

9.根据权利要求8所述的人工植牙系统，其中所述支柱螺钉的所述颌特征对所述键入销的顶部部分的夹持以及与所述植入物的所述圆形盲腔体相作用的所述键入销的偏离中心的尖端部分提供用于所述支柱螺钉的所述正锁定机构，且其中所述正锁定机构防止所述支柱螺钉的自行松动。

10.根据权利要求8所述的人工植牙系统，其中所述颌特征是三叉颌特征，所述三叉颌特征是带倒角的且适于当与所述锁紧螺母的内部倒角相作用时闭合。

11.根据权利要求10所述的人工植牙系统，其中所述键入销搭扣到所述锁紧螺母中且在所述键入销已搭扣到所述锁紧螺母中之后相对于所述锁紧螺母自由旋转。

12.根据权利要求11所述的人工植牙系统，其中所述锁紧螺母具有短内部螺纹区段以用于与邻近于所述颌的所述支柱螺钉的外螺纹配合。

13.根据权利要求1所述的人工植牙系统，其中所述植入物具有凹的莫氏锥形腔体，且其中所述支柱具有莫氏锥形凸部分，当收紧所述支柱螺钉时所述莫氏锥形凸部分以过盈配合与所述凹的莫氏锥形腔体配合，且其中所述莫氏锥形凸部分以所述过盈配合与所述凹的莫氏锥形腔体的所述配合限制了所述支柱无法相对于所述植入物进行轴向和旋转移动。

14.根据权利要求13所述的人工植牙系统，其中所述莫氏锥形凸部分以所述过盈配合与所述凹的莫氏锥形腔体的所述配合提供气密密封，所述气密密封防止细菌在所述植入物与所述支柱之间的缝隙处生长。

15.一种人工植牙系统，包括：

植入物；

支柱，其适于与所述植入物配合；

支柱螺钉，其具有通过所述支柱且与所述植入物配合的部分，所述支柱螺钉具有取回特征；以及

子组合件，其包括锁紧螺母和键入销，所述键入销机械地联接到所述锁紧螺母且延伸通过所述支柱螺钉，通过所述支柱并进入所述植入物，所述人工植牙系统提供用于所述支柱螺钉的正锁定机构，所述正锁定机构延长了所述支柱螺钉的疲劳寿命，且其中所述支柱螺钉的所述取回特征允许在所述支柱螺钉变成损坏的情况下从所述植入物容易地取回所述支柱螺钉。

16.根据权利要求15所述的人工植牙系统，其中所述植入物在所述支柱的丝锥钻孔的内螺纹下方具有内部倒角特征；所述内部倒角特征充当用于所述键入销的尖端部分的导引表面以允许所述尖端部分自行旋转进入位于所述内部倒角特征下方的所述植入物的圆形盲腔体。

17.根据权利要求16所述的人工植牙系统，其中所述植入物的所述圆形盲腔体相对于所述植入物的所述内部倒角特征且相对于所述丝锥钻孔是偏离中心的。

18.根据权利要求17所述的人工植牙系统，其中所述支柱螺钉配备有适于限制或夹持所述键入销的颌特征以及用于与所述锁紧螺母配合的小螺纹区段，其中所述支柱螺钉的所述颌特征对所述键入销的顶部部分的夹持以及偏离中心且与所述植入物的所述圆形盲腔体相作用的所述键入销的所述尖端部分提供用于所述支柱螺钉的所述正锁定机构，且其中所述正锁定机构防止所述支柱螺钉的自行松动。

19.根据权利要求18所述的人工植牙系统，其中所述颌特征是三叉颌特征，所述三叉颌特征是带倒角的且适于当与所述锁紧螺母的内部倒角相作用时闭合。

20.根据权利要求15所述的人工植牙系统，其中所述取回特征包括通过狭槽，所述通过狭槽允许在所述支柱螺钉断裂的情况下通过使用简单工具从所述植入物内部容易地取回所述支柱螺钉。