CZ303431B6 - Soustava pro uchycení protetické nadstavby v pevném telním prostredí a zpusob její výroby - Google Patents

Abstract

Soustava je tvorena fixturou (1) opatrenou tvarovanou kuželovou dutinou (2), do níž je zasazen tvarovaný kuželový cep (3) nosice (4). Nosic (4) je opatren pruchozím otvorem (5), jímž prochází kotvicí šroub (6) uchycený ve vnitrním závitu (7) fixtury (1), umísteném pod tvarovanou kuželovou dutinou (2). Tvarovaná kuželová dutina (2) fixtury (1) je opatrena drážkami (8) ve smeru povrchových prímek a tvarovaný kuželový cep (3) nosice (4) je opatren stejným poctem žeber (9) ve smeru povrchových prímek. Prurez žeber (9) svým tvarem a rozmerem presne odpovídá prurezu drážek (8), takže žebra (9) nosice (4) vyplnují prostor drážek (8) ve fixture (1). Drážky (8) a žebra (9) mají v prurezu tvar trojúhelníku o základne 0,5 až 1,5 mm a výšce 0,15 až 0,5 mm. Tím je nosic (4) spolehlive a pritom šetrne uchycen do fixtury (1) v definované a opakovatelné poloze, pricemž toto spojení je charakterizováno výhodnou distribucí zátežových sil a vysokou životností. Zpusob výroby této soustavy pro uchycení protetické nadstavby podle vynálezu spocívá v tom, že drážky fixtury a stejne tak i žebra nosice se vyrobí tvárením za studena.

Description

Soustava pro uchycení protetické nadstavby v pevném tělním prostředí a způsob její výroby

Oblast techniky

Vynález se týká soustavy pro uchycení protetické nebo jiné nadstavby, zejména však zubní náhrady, v pevném tělním prostředí, především v kostní tkáni prostřednictvím implantátu. Vynález se dále týká způsobu výroby této soustavy. Vynález je využitelný ve zdravotnictví, v prvé řadě v zubní medicíně.

Dosavadní stav techniky

Spojení a radiální aretace fixtury - implantátu - s nosičem zubní náhrady se v současnosti řeší v podstatě na dvou principech. Nejvíce jsou používána spojení na bázi geometrie rovnoběžného n-hranu (n-boký hranol), kdy do otvoru ve tvaru n-hranu, vytvořeného ve fixtuře, je vsunut čep tvaru n-hranu, který je součástí nosiče. Jiným používaným způsobem aretace nosiče ve fixtuře je kuželové spojení, kdy do kuželové dutiny fixtury je vsazen a přitlačen tvarově odpovídající samosvomý kuželový čep nosiče. Nosič a fixtura jsou v obou případech spolu spojeny šroubem.

První typ spojení je možno blíže popsat tak, že ve fixtuře je vytvořena vnitřní dutina tvaru n-hranu, což bývá nejčastěji šesti- nebo dvanáctihran. Do této dutiny je vsunut vnější šestihran, který je zhotoven na nosiči, případně jiný n-hran podle dutiny fixtury (připadá v úvahu osmíhran či troj hran). N-hranný čep nosiče v n-h ranném otvoru fixtury zabezpečuje radiální aretaci nosiče proti pootočení vůči fixtuře. Požadované polohy nosiče je dosaženo úplným zasunutím n-hranu nosiče do n-hranu fixtury. Výhodou spojení na bázi n-hranu je definované natočení nosiče vůči fixtuře a opakovatelnost dosažení dané polohy při vyjmutí a opětovném nasazení nosiče do fixtury. Pro jednotlivé typy n-hranů je pak možno realizovat odpovídající úhlová natočení nosiče, tedy například u šestihranu po 60° nebo u dvanácti hranu po 30°. Z tohoto hlediska se jeví obecně jako výhodnější vícehran, který poskytuje odpovídající počet možných poloh nosiče ve fixtuře a tedy jemnější nastavení. Proto není většinou považován za postačující šestihran v šestihranné dutině a ještě i u osmihranu je úhel natočení 45° pro uvedené aplikace příliš veliký. Vede k postupnému odbroušení materiálu nosiče, snížení průřezu a tím i pevnosti, tedy ke zvýšení míry rizika spojení. Pro úplnost je třeba zde uvést i použití troj hranu, který však má ze všech těchto aplikací nej menší počet možností nastavení poloh, přičemž musí být řešen tak, že ve vrcholech trojúhelníkového průřezu je rádius. Toto řešení má v nejvyšší míře všechny popsané nevýhody.

Dvanáctihran, který by měl být nejvýhodnější vzhledem k malému úhlovému kroku nastavení nosiče vůči fixtuře, přesto není příliš rozšířen. Důvodem je skutečnost, že systém dvanáctihranu je současně používán i pro přenos sílového momentu z pracovního nástroje při procesu inzerce fixtury do kostního lože. Tlakové namáhání při šroubovitém postupu inzerce vede k plastické deformaci malých ploch vnitřního dvanáctihranu ve fixtuře. Důsledkem je nepřesnost při následujícím ustavení nosiče s vnějším šestihranem do takto deformovaného dvanáctihranu. Řešením je pevnější materiál fixtury, konkrétně slitina titanu. Na rozdíl od čistého titanu, který je ideálně biokompatibilní, je však u slitiny titanu biokompatibilita nižší, cožje nevýhodou tohoto řešení.

Aby bylo možno provést následné ruční vsunutí vnějšího n-hranu nosiče do n-hranu fixtury, je nutná určitá vůle mezi stěnami n-hranu nosiče a fixtury. Tato vůle pak dává možnost určitého úhlového natočení n-hranu nosiče vůči fixtuře. Úhlové natočení mezi díly je možno provést oběma směry, což úhlovou vůli zdvojnásobuje. Tím se již značně snižuje pasivní přesnost opakovaného ustavení nosiče, cožje obecnou nevýhodou spojení na bázi n-hranů.

- 1 CZ 303431 B6

Jinou nevýhodou všech spojení řešených na bázi n-hranu je skutečnost, že stěny tohoto n-hranu rovnoběžné s osou n-hranu nemohou přenášet axiální síly při zatížení v provozu systému (žvýkací síly). Tyto síly jsou přenášeny pouze přímým tlakem čela nosiče na čelo fixtury. Distribuce zátěžových sil ve fixtuře není proto optimální, neboť jejich přenos mezi nosičem a fixturou pro5 bíhá v poměrně malém lokálním průřezu. Tento typ zatížení je z hlediska únavy materiálu významným faktorem negativně ovlivňujícím míru rizika při požadované dlouhodobé správné funkci systému.

Ve světle poslední uvedené nevýhody se jeví jako lepší druhý princip spojení nosiče a fixtuiy, tedy kuželové spojení pomocí samosvomého kuželového čepu nosiče. Do vnitřní kuželové dutiny fixtury je vložen kuželový čep nosiče, který je šroubem tlačen do kuželové dutiny. Zde dochází k přenosu axiálních sil do fixtury celým pláštěm kuželového čepu nosiče. Dosednutím dojde k axiální aretaci a přitlačením vzniknou třecí síly, které nosič aretují proti pootočení. Kuželové spojení tak sdružuje radiální i axiální aretaci nosiče vůči fixtuře a v porovnání s n-hranem stále is dokonale těsní. Výhodou tohoto typu spojení je tedy samosvomost a lepší distribuce zátěžových sil. Nevýhodou však je na druhé straně skutečnost, že kuželové spojení nosiče a fixtury neumožňuje definované, opakovaně přesné úhlové natočení nosiče vůči fixtuře kolem společné osy a tedy jejich správné sesazení, které je nutné vždy dodržet jak při výrobě protetické nadstavby nosiče, tak i při vlastní aplikaci a správné funkci systému.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých systémů spojení fixtury a nosiče pro pro teti ku do značné míry odstraňuje soustava pro uchycení protetické nadstavby v pevném tělním prostředí podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že soustava je tvořena fixturou opatřenou tvarovanou kuželovou dutinou, do níž je zasazen tvarovaný kuželový čep nosiče, nosič je opatřen průchozím otvorem, jímž prochází kotvicí šroub uchycený ve vnitřním závitu fixtury, umístěném pod tvarovanou kuželovou dutinou. Přitom tvarovaná kuželová dutina fixtury je opatřena drážka30 mi ve směru povrchových přímek a tvarovaný kuželový čep nosiče je opatřen stejným počtem žeber ve směru povrchových přímek tak, že průřez žeber svým tvarem a rozměrem přesně odpovídá průřezu drážek, takže žebra nosiče vyplňují prostor drážek ve fixtuře. Drážky a žebra mají v průřezu tvar trojúhelníka o základně 0,5 až 1,5 mm a výšce 0,15 až 0,5 mm. Počet drážek ve fixtuře a žeber na nosiči je s výhodou roven 12.

Způsob výroby soustavy pro uchycení protetické nadstavby podle vynálezu spočívá v tom, že drážky fixtury a stejně tak i žebra nosiče se vyrobí tvářením za studená.

Výhodou soustavy podle vynálezu je přesné dodržení daného uchycení nosiče do fixtury v defi40 nované a opakovatelné poloze a výhodná distribuce zátěžových sil. Silové poměry umožňují šetrné a současně spolehlivé uchycení, což se promítá do jeho vysoké životnosti. Dosažení definované polohy nosiče ve fixtuře jak při výrobě protetické nadstavby nosiče, tak i při vlastní aplikaci je rozhodující pro přesné vytvoření a správnou funkci soustavy a tím významně prodlužuje její životnost.

Přehled obrázků na výkresech

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží příklad konkrétního provedení soustavy pro uchy50 cení protetické nadstavby v pevném tělním prostředí podle vynálezu, znázorněný na přiložených výkresech, kde značí:

-2CZ 303431 B6

- obr. 1 - soustava fixtury, nosiče a kotvícího šroubu před montáží, prostorové znázornění,

- obr. 2 - soustava podle obr. 1 v nárysu a v osovém řezu A - A,

- obr. 3 - fixtura v nárysu, půdorysu, prostorovém ztvárnění a osovém řezu B - B,

- obr. 4 - nosič v nárysu, půdorysu, prostorovém ztvárnění a osovém řezu C - C.

Příklad provedení vynálezu

Soustava pro uchycení protetické nadstavby v kostním loži, která je na obr. 1 znázorněna před montáží, je tvořena fixturou J opatřenou tvarovanou kuželovou dutinou 2, do níž je zasazen tvarovaný kuželový čep 3 nosiče 4, vytvořený ve tvaru komolého kužele. Nosič 4 je opatřen průchozím otvorem 5, jímž při montáži prochází kotvicí šroub 6, uchycený po sestavení celku ve vnitřním závitu 7 fixtury 1, který se nachází pod tvarovanou kuželovou dutinou 2 fixtury 1, jejíž osa je souhlasná s osou tvarovaného kuželového čepu 3 nosiče 4.

Tvarovaná kuželová dutina 2 fixtury lje opatřena dvanácti drážkami 8 orientovanými ve směru povrchových přímek a tvarovaný kuželový čep 3 nosiče 4 je opatřen stejným počtem žeber 9 orientovaných ve směru povrchových přímek. Průřez žeber 9 o základně 1 mm a výšce 0,3 mm svým trojúhelníkovým tvarem i rozměry přesně odpovídá průřezu drážek 8. V souhrnu pak tvarovaný kuželový čep 3 nosiče 4 zaujímá inverzní prostor vzhledem k tvarované kuželové dutině 2 fixtury 1, takže po montáži celku žebra 9 nosiče 4 zcela vyplňují prostor drážek 8 ve fíxtuře 1. Jinými slovy, při vložení tvarovaného kuželového čepu 3 nosiče 4 do tvarované kuželové dutiny 2 fixtury 1 dochází k sesouhlášení a vzájemnému zapadnutí žeber 9 nosiče 4 do drážek 8 fixtury J. Nosič 4 a fixtura 1 jsou vůči sobě osově fixovány kotvicím šroubem 6.

Tvarovaná kuželová dutina 2 fixtuiy 1 má největší průměr na vstupu do fixtury i. Od něj směřují drážky 8 dovnitř tvarované kuželové dutiny 2 fixtury i a jsou ukončeny dutinou s vnitřní válcovou plochou opatřenou vnitřním závitem 7, zachycujícím při montáži kotvicí šroub 6.

Popsané řešení umožňuje pevné a těsné spojení nosiče 4 s fixturou J a definované natočení nosiče 4 v kroku 30°. Tento úhel natočení je způsobilý pro kvalitní protetické využití. K dosažení správné polohy nosiče 4 není třeba dodatečných úprav, jako je tomu u nosičů, které mají polohovací krok větší než 30°.

Sesazením tvarovaného kuželového čepu 3 a inverzní tvarované kuželové dutiny 2 je provedena aretace nosiče 4 proti pootočení vůči fíxtuře L Aretace je konkrétně provedena kontaktem bočních stěn vzájemně se o sebe opírajících drážek 8 fixtury J a žeber 9 nosiče 4. Kontaktem uvedených ploch je vymezena minimální boční vůle mezi fixturou 1 a nosičem 4. Po spojení kotvicím šroubem 6 je tato minimální boční vůle mezi nosičem 4 a fixturou I o více než 40 % menší ve srovnání s použitím dosavadního běžného systému n-hranu. Takto provedené spojení výrazně přesněji ustavuje nosič 4 vůči fíxtuře JL

Soustava podle vynálezu zaručuje vysokou pasivní přesnost, která je rozhodující pro precizní zhotovení zubní náhrady. Tím je umožněno správné zatížení celku a následně i jeho dlouhodobá funkce v kosti čelistí.

Systém drážek 8 a žeber 9 je určen jen k aretaci a nesení nosiče 4 ve fíxtuře L Není silově zatížen a deformován od procesu inzerce fixtury i do kostního lože, jako je tomu u dosavadního systému šesti-dvanáctihranu. Tím je zajištěna plná tvarová stálost spojeni podle vynálezu a trvalá přesnost a stabilita celkového ustavení nosiče 4 ve fíxtuře 1.

-3CZ 303431 B6

Soustava podle vynálezu přenáší axiální síly, které vznikají rozkladem od zátěžových žvýkacích sil. Také přenáší složky sil, které vznikají od pádivých momentů zubní náhrady. Tímto je distribuce zátěžové síly rozprostřena do větší styčné plochy mezi fixturou 1 a nosičem 4. Tento způsob distribuce zátěžových sil je výhodnější a šetrnější, než je tomu u systémů, kteréjsou zatíženy skrze malou plochu velkým tlakem - pouze ze strany čela fixtury.

Průmyslová využitelnost io Vynález je využitelný všude tam, kde je třeba provést přesné, spolehlivé a dlouhodobě stabilní uchycení protetické nebo jiné nadstavby. Prioritně je určen pro aplikace ve zdravotnictví, v prvé radě pak v zubní medicíně.

Claims (3)

1. 20 1. Soustava pro uchycení protetické nadstavby v pevném tělním prostředí, zejména v kostní tkáni, vyznačující se tím, že je tvořena fixturou (1) opatřenou tvarovanou kuželovou dutinou (2), do níž je zasazen tvarovaný kuželový čep (3) nosiče (4), nosič (4) je opatřen průchozím otvorem (5), jímž prochází kotvicí šroub (6) uchycený ve vnitřním závitu (7) fixtury (1), umístěném pod tvarovanou kuželovou dutinou (2), přičemž tvarovaná kuželová dutina (2)

   25 fixtury (1) je opatřena drážkami (8) ve směru povrchových přímek a tvarovaný kuželový čep (3) nosiče (4) je opatřen stejným počtem žeber (9) ve směru povrchových přímek tak, že průřez žeber (9) svým tvarem a rozměrem přesně odpovídá průřezu drážek (8), takže žebra (9) nosiče (4) vyplňují prostor drážek (8) ve fixtuře (1), a drážky (8) a žebra (9) mají v průřezu tvar trojúhelníku o základně 0,5 až 1,5 mm a výšce 0,15 až 0,5 mm.
2. 2. Soustava pro uchycení protetické nadstavby podle nároku 1, vyznačující se tím, že počet drážek (8) ve fixtuře (1) a žeber (9) na nosiči (4) je roven 12.
3. 3. Způsob výroby soustavy pro uchycení protetické nadstavby podle nároku 1, vyznač u 35 jící se t í m , že drážky (8) fixtury (1) a stejně tak i žebra (9) nosiče (4) se vyrobí tvářením za studená.