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Die
Erfindung betrifft ein Dentalimplantat in Form eines implantierbaren
Schaftes mit einer Sackbohrung und folgenden Elementen
- a) einer apikalen Implantatspitze,
- b) einem an der Implantatspitze beginnenden Wurzelbereich, der
zum Einsetzen in einen Kieferknochen bestimmt ist,
- c) einem am Wurzelbereich gegenüber der Implantatspitze beginnenden
Implantathals, der nach Implantierung im Zahnfleisch zu liegen kommt,
- d) einem Außengewinde
mit einem Außendurchmesser
wenigstens an der Außenseite
des Wurzelbereiches,
- e) eine strukturierte Oberfläche
zwischen den Gewindegang-Profilen des Außengewindes.
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Ein
solches Dentalimplantat ist aus der Schrift WO 01/21091 bekannt.
Hier wird ein Dentalimplantat beschrieben, bei dem der Wurzelbereich im
Wesentlichen eine parabolische Außenkontur aufweist. Die Wurzelpartie
weist insbesondere zwischen den Gewindegängen des Außengewindes eine strukturierte
Oberfläche
auf, wobei in dieser Schrift auf eine als vorteilhafte Oberflächenstruktur
gemäß WO 99/13700
hingewiesen wird. Die in den genannten Schriften beschriebenen Techniken
und Strukturen werden als bekannter Stand der Technik für die nachfolgenden
Erörterungen
vorausgesetzt. Ein Herstellungsverfahren wird in diesen Schriften
nicht detailliert beschrieben.
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Es
stellt sich gegenüber
diesem Stand der Technik die Aufgabe, ein Dentalimplantat anzugeben,
das bei guter Osseointegrationsfähigkeit
relativ leicht herstellbar ist, wobei bekannte Oberflächenmodifikationstechniken
eingesetzt werden sollen.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Dentalimplantat der eingangs genannten Art
dadurch ermöglicht, dass
das Außengewinde
ein Haltegewinde ist, wobei die strukturierte Oberfläche zwischen
den Gewindegang-Profilen des Außengewindes
die Form eines weiteren Gewindes (im Folgenden „Kontaktgewinde") hat, dessen Flankenhöhe kleiner
ist als die Flankenhöhe
des Haltegewindes.
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Dadurch,
dass das Haltegewinde in Begleitung eines Kontaktgewindes in die
Außenseite
des Dentalimplantates eingeformt ist, lassen sich übliche Gewindeschneidtechniken
verwenden, die zu einem relativ kostengünstigen Produkt führen.
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Der
Wurzelbereich kann beispielsweise im Kern eine zylindrische Form
oder die Form eines zur Implantationsspitze hin konvergierenden
Rotationskörpers
haben.
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Das
Kontaktgewinde kann die gleiche Steigung aufweisen wie das Haltegewinde,
wobei das Kontaktgewinde mehrgängig und
zwischen zwei Gewindegängen
des Haltegewindes 2 bis 20 Gewindegänge des Kontaktgewindes angeordnet
sind.
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Das
Haltegewinde ist vorzugsweise einen selbstschneidendes Gewinde.
Die Flankenhöhe
des Haltegewindes beträgt
vorzugsweise das Zwei- bis Fünfzehnfache
der Flankenhöhe
des Kontaktgewindes, dessen Flankenhöhe vorzugsweise zwischen 0,02
und 0,10 mm liegt.
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Der
Flankenwinkel α zwischen
zwei Gewindeprofilen des Kontaktgewindes beträgt vorzugsweise zwischen 90° und 180°, vorzugsweise
zwischen 120° und
150°.
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Vorzugsweise
wird als Kontaktgewindes ein Trapezgewinde eingesetzt. Auch können die
die Gewindegänge
bildenden Profile des Kontaktgewindes jeweils mit einem ebenen oder
gerundeten Plateau versehen sein, auch wenn das Gewinde als Spitz- oder
Rundgewinde gefertigt ist.
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Die
feinen Gewindegänge
des Kontaktgewindes zusammen mit dem Haltegewinde sind dazu geeignet,
die im Übergang
vom Dentalimplantat in den Kieferknochen auftretenden Spannungen
und Kräfte
in vorteilhafter Weise aufzunehmen und einzuleiten, da sowohl im
Mikro- als auch im Makrobereich des Knochengewebes Übergänge geschaffen
sind. Auch die Flächenvergrößerung im
Bereich des Kontaktgewindes trägt
zur besseren Kräfteverteilung während der
Funktion des Dentalimplantates beim Beissen bei.
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Die
weitere Erläuterung
der Erfindung erfolgt anhand von Ausführungsbeispielen, die in der
Zeichnung dargestellt sind. Die Figuren der Zeichnung zeigen im
Einzelnen:
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1a ein
Dentalimplantat in einer ersten Ausführungsform;
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1b ein
Detail der 1a in vergrößerter Darstellung;
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2a ein
Dentalimplantat in einer zweiten Ausführungsform in Schnittdarstellung;
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2b das
Dentalimplantat gem. 2a in Außenansicht;
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3 eine
weitere Ausführungsform
(Detail) eines Dentalimplantats.
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Die 1a und 1b zeigen
eine erste Ausführungsform
eines in einen Kieferknochen einzusetzenden Dentalimplantats 10.
Das Dentalimplantat 10 wird dazu in ein Bohrloch eingesetzt,
das in dem vom Zahn befreiten Bereich eingebracht ist und das einen
Durchmesser hat, der dem Kerndurchmesser D des Dentalimplantats
entspricht. Der hauptsächlich
sichtbare Teil der Zahnprothese (hier nicht dargestellt), der die
Gestalt eines Zahnes hat, wird mit dem Dentalimplantat 10 verbunden.
Hierzu besitzt das Dentalimplantat eine Sackbohrung 11 mit
einem Innengewinde, in die der obere Teil eines Aufbau- oder Verbindungsteils
eingeschraubt wird.
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Das
Dentalimplantat 10 besteht aus Reintitan, einer gewebeverträglichen
Titan-Legierung oder aus entsprechenden anderen metallenen Werkstoffen
oder aus Keramik oder Kunststoff. Derartige Materialien sind in
der Implantologie bekannt. Angestrebt wird eine gute Knochen- und
Gewebeverträglichkeit
mit dem umgebenden Gewebe, so dass das Dentalimplantat mit der Knochenmasse
verwachsen kann.
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Das
in 1a dargestellte Dentalimplantat 10 hat
eine axiale Länge
von etwa 8 bis 19 mm, je nach Ort der Implantation, und einen Kerndurchmesser
D von 1,0 bis 3,5 mm. Die hier als Ausführungsform gewählte Zylinderform
kann auch durch die eines konvergierenden Rotationskörpers ersetzt
werden, so dass beispielsweise ein Paraboloid, ein Kegelstumpf oder
ein Hyperboloid als Form erscheint (vgl. 22a/b).
Hierbei kann vom Fachmann die ihm für den jeweiligen Einsatz geeignet
erscheinende Form gewählt
werden.
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Das
Dentalimplantat 10 hat eine die Zahnwurzel ersetzende (apikale)
Implantatspitze 1 mit einer hemisphärischen Rundung als Abschluss.
An die Implantatspitze 1 schließt sich nach oben ein Wurzelbereich 2 an,
der zum Einsetzen und Einbohren in den Kieferknochen (nicht dargestellt)
bestimmt ist. Gegenüber
der Implantatspitze 1 schließt sich an den Wurzelbereich 2 ein
Implantathals 3 an, der nach der Implantierung im Zahnfleisch
zu liegen kommt, der also keine wesentliche Halteaufgaben zu erfüllen hat.
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Die
Außenseite
des Wurzelbereichs 2 ist mit einer Gewindekombination 4 versehen,
die wenigstens zwei mit verschiedenen Ganghöhen und Außendurchmessern ausgestattete
Außengewinde
aufweist. Das Außengewinde
mit der größeren Flankenhöhe d1 ist
im Ausführungsbeispiel
ein selbstschneidendes Gewinde und wird im Folgenden als Haltegewinde 14 bezeichnet,
während
das zwischen den Gewindegängen 15 dieses
Gewindes liegende weitere Gewinde als Kontaktgewinde 16 benannt
wird. Die Flankenhöhe
d2 dieses Gewindes ist wesentlich geringer, wie aus 1b deutlich
wird.
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Die
Profilhöhe
des selbstschneidenden Haltegewindes liegt zwischen 0,20 und 0,50
mm, wobei diese Werte vorzugsweise gewählt werden, von denen jedoch
auch nach fachmännischem
Ermessen abgewichen werden kann.
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Die
Außenseite
des Dentalimplantats 10 besitzt demnach ein Haltegewinde 14,
mit dem eine Halterung im Knochen durch das Eindrehen des Dentalimplantats 10 erzielt
wird. Gleichzeitig legt sich nach dem Einsetzen das Kontaktgewinde 16 an
das Knochengewebe an, so dass Dentalimplantat und Knochengewebe
im Kontaktbereich miteinander verwachsen können. Die Struktur des Kontaktgewindes 16 ist
dabei als »raue
Oberfläche« zu betrachten.
Die Implantatsoberfläche
begünstigt
das Verwachsen mit dem Knochengewebe durch die Vielzahl von Vertiefungen
und Erhöhungen.
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Es
sind dabei zwei gewichtige Anforderungen an das Dentalimplantat
erfüllt,
nämlich
unverzügliche
postoperative Belastbarkeit und rasch einsetzende Zusatzstabilität durch
Osseointegration. Außerdem
kann durch konventionelle spanabhebende Techniken das Dentalimplantat
relativ einfach hergestellt werden, da das Schneiden von Gewinden
zu den üblichen
Techniken zählt.
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Vorzugsweise
werden die Gewinde durch bekannte abrasive Techniken erzeugt, mit
denen eine hohe Profilgenauigkeit bei konstanter Flankenhöhe erreicht
werden kann. Haltegewinde und Kontaktgewinde verlaufen parallel.
Dazu wird das Kontaktgewinde mehrgängig, das Haltegewinde eingängig geschnitten.
So können
zwischen den Gewindegängen
des Haltegewindes, wie im Ausführungsbeispiel
gem. 1a dargestellt, mehrere Gewindegänge 116 des
Kontaktgewindes 16 liegen, die alle die gleiche Gewindetiefe
haben.
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Es
ist erkennbar, dass das Haltegewinde 14 eine Flankenhöhe d1 (vgl. 1b)
besitzt, die das Mehrfache der Gewindetiefe des Kontaktgewindes 16 beträgt; letztere
liegt zwischen 0,02 und 0,10 mm.
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Die
Abmessungen und Konfigurationsoptimierungen der Gewindegänge des
Kontaktgewindes sind auf eine gute Osseointegration gerichtet. Hierzu ist
des Gewindeprofil des Kontaktgewindes mit abgeflachten Plateaus 18 an
der Profilspitze und mit gerundeten Sohlen 19 zwischen
zwei Gewindegängen versehen.
Es können,
wie bei Trapezgewinden üblich,
auch gerundete Plateaus erzeugt werden. Erreicht werden sollen eine
vergrößerte Oberfläche, eine
hohe Verwindungssteifigkeit und ein großes Widerstandsmoment des Dentalimplantates.
Außerdem wird
eine frühzeitige
Belastbarkeit nach der Implantation angestrebt.
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Oberflächenstruktur
und Modifikationen der Oberfläche
beeinflussen die Osseointegration. Es wurden bereits verschiedene
Oberflächenstrukturen vorgeschlagen,
um ein Maximum an Kontakt zu erreichen. Aus der Fachliteratur bekannte
Forschungen führten
zu der Erkenntnis, dass mit einer gewissen Oberflächenvergrößerung versehene
Oberflächen
zu einen verbesserten Knochenkontakt gegenüber glatten Oberflächen führen. Spaltfreies
Anwachsen des Knochengewebes am Implantat soll erreicht werden, um
die Festigkeit über
lange Zeit zu garantieren. Bisher durchgeführte Versuche lassen die Prognose
zu, dass diese Ziele mit dem beschriebenen Dentalimplantat erreicht
werden.
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Die 2a und 2b zeigen
eine weite Ausführungsform
eines Dentalimplantats 10'.
Das Dentalimplantat hat eine Sackbohrung 11 mit einem Innengewinde,
in die der obere Teil eines Verbindungsteils eingeschraubt wird.
Das Dentalimplantat 10 besteht aus Reintitan.
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Das
in 2a im Schnitt dargestellte Dentalimplantat 10 hat
eine axiale Länge
von etwa 9 bis 18 mm, je nach Ort der Implantation. Die hier als
Ausführungsform
gewählte
Parabelform konvergiert zur Implantatspitze 1', die mit einer
hemisphärischen
Rundung abschließt.
An die Implantatspitze 1 schließt sich nach oben ein Wurzelbereich 2' an, der zum
Einsetzen und Einbohren in den Kieferknochen (nicht dargestellt)
bestimmt ist. Gegenüber
der Implantatspitze 1 schließt an den Wurzelbereich 2' der Implantathals 3 an.
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Die
Außenseite
des Wurzelbereichs 2' ist ähnlich wie
die Ausführungsform
gemäß 1a/b mit
einer Gewindekombination 4 versehen, die wenigstens zwei
mit verschiedenen Ganghöhen
und Außendurchmessern
ausgestattete Gewinde aufweist. Das Gewinde mit dem größeren Außendurchmesser
d1 ist ein furchendes Gewinde und wird im Folgenden als Haltegewinde 14' bezeichnet,
während
das zwischen den Gewindegängen 15 dieses Gewindes
liegende weitere Gewinde als Kontaktgewinde 16' benannt wird.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen
sieben Gewindegänge
bei dem Haltegewinde 14' auf
der Achslänge
des Wurzelbereiches 2'.
Die Flankenhöhe
des selbstschneidenden Haltegewindes liegt zwischen 0,20 und 0,50
mm, wobei diese Werte vorzugsweise gewählt werden, von denen jedoch
auch nach fachmännischem
Ermessen abgewichen werden kann.
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Die
Außenseite
des Dentalimplantats 10' besitzt
demnach ebenfalls ein Haltegewinde 14', mit dem eine Halterung im Knochen
durch das Eindrehen des Dentalimplantats 10' erzielt wird. Gleichzeitig legt
sich nach dem Einsetzen das Kontaktgewinde 16' an das Knochengewebe
an, so dass Dentalimplantat und Knochengewebe im Kontaktbereich
miteinander verwachsen können.
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Haltegewinde
und Kontaktgewinde verlaufen parallel. Dazu wird das Kontaktgewinde
mehrgängig, das
Haltegewinde eingängig
geschnitten. So können zwischen
den Gewindegängen
des Haltegewindes, wie im Ausführungsbeispiel
gem. 2a dargestellt, mehrere Gewindegänge des
Kontaktgewindes 16' liegen,
die alle die gleiche Flankenhöhe
haben.
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Es
ist erkennbar, dass das Haltegewinde 14 eine Flankenhöhe (vgl. 2b)
besitzt, die das Mehrfache der Gewindetiefe des Kontaktgewindes 16' beträgt; letztere
liegt zwischen 0,02 und 0,10 mm.
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Die
Kontur des Dentalimplantats, hier und Parabel ist auf eine gute
Osseointegration gerichtet.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gem. 3 sind die Gewindegänge des Kontaktgewindes 16 II
unterbrochen und in kleine, gleichartige Vorsprünge 20 aufgelöst. Die
Vorsprünge
haben vorzugsweise eine pyramidenartige Gestalt, wie sie aus der 3 hervorgeht.
Die pyramidenartige Gestalt ergibt sich dadurch, dass die zunächst hergestellten
Gewindegänge
in festgelegten Abständen
durchbrochen werden und zudem die in der Einrichtung liegenden scharfen Kan ten
geschliffen werden. Die aufgereihten Vorsprünge und die zwischen ihnen
liegenden Lücken ergeben
eine zusätzlich
vergrößerte Kontaktfläche, die
die Osseointegration noch verbessert.
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Anstelle
der Pyramidenform können
auch andere Vorsprungsformen aus einem vorhanden Kontaktgewinde
hergestellt werden, beispielsweise sphärische Wülste, Kegelstümpfe, prismenartige Vorsprünge und
dergleichen. Die Ausformungen können
durch spanabhebende Formung, Ätzung
, Laserbearbeitung und andere Oberflächenmodifikationstechniken
hergestellt werden, wie sie in dem Fachmann bekannt sind (vergl.
Hierzu HAEFER, Oberflächen-
und Dünnschicht-Technologie, II,
Springer-Verlag, Berlin, 1991; S. 1–16) .