DE102006057019A1

DE102006057019A1 - Vorrichtung zur Herstellung einer schneckenförmigen Ausnehmung im Kieferknochen

Info

Publication number: DE102006057019A1
Application number: DE102006057019A
Authority: DE
Inventors: Gernot Teichmann
Original assignee: Teichmann Gernot Dr Dr
Current assignee: Teichmann Gernot Dr Dr
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-12-02
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2026-12-03
Also published as: DE102006057019B4

Abstract

Vorrichtung (1) zur Herstellung einer schneckenförmigen Ausnehmung im Kieferknochen (3) zur Aufnahme eines schneckenförmigen Verankerungsteils eines Kieferimplantats, mit welcher, ausgehend von einer zylindrischen Bohrung (2), zumindest eine zumindest teilwendelförmige Ausnehmung um die zylindrische Bohrung (2) herum einbringbar ist und welche einen Führungsteil (4) und ein am Führungsteil (4) angeordnetes, materialabtragendes Werkzeug (14) zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung umfaßt. Zur schnellen und sicheren Herstellung der Ausnehmung unter Schonung des Patienten ist das Werkzeug (14) relativ zum Führungsteil (4) beweglich angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer schneckenförmigen Ausnehmung im Kieferknochen zur Aufnahme eines schneckenförmigen Verankerungsteils eines Kieferimplantats, mit welcher, ausgehend von einer zylindrischen Bohrung, zumindest eine zumindest teilwendelförmige Ausnehmung um die zylindrische Bohrung herum einbringbar ist und welche einen Führungsteil und ein am Führungsteil angeordnetes, materialabtragendes Werkzeug zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung umfaßt.
Eine solche gattungsgemäße Vorrichtung ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung 10 2006 039 116 und der älteren Gebrauchsmusteranmeldung 20 2006 012 830. Zur Verbesserung der Verankerung ist dort vorgeschlagen worden, das bisher grundsätzlich schraubenförmig ausgebildete Verankerungsteil eines Kieferimplantats durch ein grundsätzlich schneckenförmiges zu ersetzen. Bei einer solchen Schnecke soll das Größenverhältnis Außendurchmesser zu Kerndurchmesser insbesondere zwischen 2 und 5 liegen.
Zur Herstellung einer entsprechenden schneckenförmigen, nämlich schmalen und tiefen Ausnehmung im Kieferknochen sind keine Vorrichtungen vorbekannt. In den älteren Anmeldungen ist jedoch schon eine solche Vorrichtung vorgeschlagen worden. Diese umfaßt ein materialabtragendes Werkzeug, das beispielsweise von einigen auf einem Bogen hintereinander angeordneten, spanabtragenden Zähnen gebildet ist, die jedoch dort mit einem runden, zapfenförmigen und auch zumindest teilschneckenförmigen Führungsteil fest verbunden sind. Durch diese Anordnung muß die für eine materialabtragende Wirkung sorgende Bewegung der Zähne auch von dem starr mit den Zähnen verbundenen Führungsteil selbst durchgeführt werden, was einerseits einen relativ komplizierten Antrieb des Führungsteils erfordert und andererseits zu einer kombinierten Vibration desselben führen kann.
Der Erfindung liegt nun das Bestreben zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der eine schnelle und sichere Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung möglich ist und bei der ein üblicher Antrieb verwendet werden kann.
Hierzu sieht die Erfindung vor, dass das Werkzeug relativ zum Führungsteil beweglich angeordnet ist.
Das Werkzeug ist folglich nicht mehr starr, sondern beweglich mit dem Führungsteil verbunden. Der Führungsteil hat nicht mehr die Zusatzfunktion, bzw. dient nicht mehr als Mittel, das Werkzeug anzutreiben, sondern konzentriert sich auf seine eigentliche Funktion, nämlich das Werkzeug sicher in der Bohrung und gegebenenfalls in der schneckenförmige Ausnehmung im Kieferknochen zu führen, während die schneckenförmige Ausnehmung von dem unabhängig angetriebenen Werkzeug fortlaufend hergestellt wird. Da der Führungsteil nun keine Werkzeugbewegung, welcher Art auch immer, mehr mitmachen muß, sondern nur noch die relativ langsame axiale bzw. wendelförmige Führungsbewegung, ist eine ruhige und sichere Führung des Werkzeugs im Kieferknochen während der Arbeit des Werkzeugs gewährleistet.
Die Erfindung ermöglicht nun auch, die schneckenförmige Ausnehmung möglichst schmal und gleichzeitig maßgenau im relativ porösen Kieferknochen herzustellen, was wiederum einen guten Sitz des darin einzudrehenden schneckenförmigen Verankerungsteils des Kieferimplantats sicherstellt. Außerdem kann nun das Werkzeug in zweckmäßiger Bauart und Form ausgewählt werden, wodurch die Materialabtragung unter Vermeidung von Vibrationen und dergleichen beschleunigt werden kann, was wiederum zu einer kürzeren Behandlung und zu einer Schonung des Patienten führt.
Grundsätzlich kann bei der Erfindung die effektive Bewegungsrichtung des Werkzeugs im Bereich der Materialabtragung zumindest im Wesentlichen radial verlaufen, so dass ein zügiges wendelförmige Abtragen des Kieferknochens zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung um die zylindrische Führungsbohrung herum möglich wird.
Das Werkzeug wird mit seinen materialabtragenden Teilen in Richtung des wendelförmigen Schneckengangs gerichtet, wobei die Bewegungsrichtung des Werkzeugs im Bereich der Materialabtragung zumindest annähernd und/oder zumindest überwiegend geradlinig und somit quer zum Schneckengang verläuft, wodurch der Schneckengang sicher hergestellt werden kann. Je nach Art des Werkzeugs, das weiter unten noch behandelt werden wird, kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Bewegungsrichtung nach Art einer leichten Kurve, auch in Form eines Kreisbogens, verläuft.
Wenn die Bewegungsrichtung des Werkzeugs im Bereich der Materialabtragung auf einer geschlossenen Kreisbahn verläuft, können insbesondere rotierende Werkzeuge verschiedener Bauart eingesetzt werden.
Wenn das Werkzeug am Führungsteil in Richtung der Steigung der herzustellenden schneckenförmigen Ausnehmung ausgerichtet wird, dann sucht sich das Werkzeug selbsttätig seine schneckenförmige Bahn.
Um das Werkzeug anzutreiben, kann in platzsparender Weise innerhalb des Führungsteils eine Antriebsvorrichtung für das Werkzeug angeordnet sein.
Insbesondere kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Antriebsvorrichtung eine im Zentrum des Führungsteils drehbar gelagerte Welle umfaßt. Eine solche Welle kann von einer z. B. aus der Zahnarztpraxis und der Chirurgie bekannten Antriebsvorrichtung angetrieben werden.
Um eine Übersetzung auf das Werkzeug und/oder eine bestimmte Bewegungsrichtung des Werkzeugs zu erzielen, kann zwischen der Welle und dem Werkzeug ein Getriebe geschaltet sein. Ein solches Getriebe kann als Zahnradtrieb, als Kettentrieb, als Riementrieb oder als Kurbeltrieb ausgebildet sein.
Um eine Nachführung des Werkzeugs axial und in Wendelrichtung sicherzustellen, wird vorgeschlagen, dass zwischen der Welle und dem Führungsteil eine Kupplung angeordnet ist, welche das Drehmoment der Welle teilweise auf das Führungsteil und damit auf das Werkzeug überträgt.
Da das Drehmoment von dem Antrieb bzw. der Welle nur teilweise übertragen werden soll, wird die Kupplung beispielsweise als Reibungskupplung oder Magnetkupplung ausgebildet. Der Anteil des zu übertragenden Drehmoments kann auch einstellbar sein.
In der Regel umfaßt das Führungsteil einem im Wesentlichen runden und eventuell zylindrischen Kern. Dieser führt sozusagen als vorstehender, abgerundeter Zapfen das Werkzeug in den Kieferknochen ein.
Es kann jedoch auch als zusätzlicher Führungsteil vorgesehen sein, dass am Umfang des Kerns zumindest ein Schneckengang oder zumindest ein Teilschneckengang angebracht ist. Ein Teilschneckengang, also ein Schneckengang mit weniger als einer ganzen Umdrehung, kann zur Führung des Werkzeugs ausreichen, selbst wenn vom Werkzeug eine volle schneckenförmige Ausnehmung oder noch mehr hergestellt werden soll. Hierzu wird am unteren Ende des Schneckengangs oder Teilschneckengangs und zwischen dessen Kerndurchmesser und dessen Außendurchmesser das Werkzeug angeordnet, das sich während der Materialabtragung fortlaufend um die zylindrische Bohrung herum wendelförmig in den Kieferknochen hinein bewegt.
Wie schon im eingangs genannten Stand der Technik vorgeschlagen, soll zur Bildung einer ausgeprägten Schneckenform das Größenverhältnis Außendurchmesser zu Kerndurchmesser des Schneckengangs gleich oder größer als 2 sein. Vorzugsweise soll das Größenverhältnis zwischen 2 und 5 betragen, um durch eine verstärkte axiale Abstützung eine gute Verankerung des einzudrehenden Verankerungsteils des Kieferimplantats im Kieferknochen zu gewährleisten.
Das zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung und insbesondere am unteren Ende eines führenden Schneckengangs einzusetzende Werkzeug kann zur schneckenförmigen Abtragung des Kieferknochens von unterschiedlicher Bauart sein. In einfachster, aber sehr wirkungsvoller Weise wird das Werkzeug nach Art einer Säge ausgebildet. Eine solche Säge kann wiederum insbesondere als Blattsäge, Kreissäge, Bandsäge, Fadensäge oder Kettensäge ausgebildet sein. Hierbei können unterschiedliche aus dem Bereich der Sägentechnik bekannte und auch hochbelastbare Werkstoffe zum Einsatz kommen, z. B. HSS-Stahl, Hartmetalle, Keramiken oder Diamant, um die Standzeit des Werkzeugs zu erhöhen.
Alternativ hierzu kann das Werkzeug auch nach Art eines Fräsers ausgebildet sein, der zum Beispiel mittels einer Fräskette, insbesondere aber mittels eines Scheibenfräsers die schneckenförmige Ausnehmung herstellt. Ähnlich wie beim Einsatz der vorgenannten Kreissäge wird das Werkzeug in Steigungsrichtung der Schnecke ausgerichtet und mit dem Scheibenfräser zwangsläufig ein abgerundetes, nämlich halbkreisförmiges Ende der schlitzförmigen Ausnehmung, nach Art eines Sackloches, erzielt, in das dann eine kongruent geformte Schnecke eines Verankerungsteils passgenau bis zum Anschlag eindrehbar ist.
Weitere besondere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
1 zeigt eine Vorrichtung nach der Erfindung, bei der das Werkzeug als Sägeblatt ausgebildet ist und über einen Kurbeltrieb von einer im Führungsteil drehbar gelagerten Welle angetrieben wird, gemäß dem Schnitt I-I in 2, mit einer angedeuteten zylindrischen Bohrung im Kieferknochen.
2 zeigt die Vorrichtung nach dem Schnitt II-II 1, wobei jedoch Antriebswelle und Schneckengang weiterhin angedeutet sind..
3 zeigt eine zweite Vorrichtung nach der Erfindung, bei der das Werkzeug als ringförmige Fräskette ausgebildet ist und über ein Zahnradgetriebe von einer im Führungsteil drehbar gelagerten Welle angetrieben wird, ähnlich dem Schnitt nach 2.
Die Vorrichtung 1 dient zur Herstellung einer schneckenförmigen Ausnehmung rund um eine zylindrische Bohrung 2 in einem angedeuteten Kieferknochen 3. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein senkrechtes, rundes, rohrförmiges Führungsteil 4, dem am unteren Ende ein abgerundeter Führungszapfen 5 mit dem Kerndurchmesser Dk und darüber ein sich an den Führungszapfen 4 anschließender Schneckengang 6 mit dem Außendurchmesser Ds angeformt ist. Der Schneckengang 6 hat die Steigung S, von der im dargestellten mittigen Schnitt folglich die Strecke S/2 eingezeichnet ist.
Innerhalb einer durchgehenden Bohrung 7 des Führungsteils 4 ist eine Antriebswelle 8 in Richtung U drehbar gelagert. Die Antriebswelle 8 endet oben mit einem Kupplungszapfen 9, der mit einer üblichen Antriebsvorrichtung verbindbar ist. Im oberen Bereich der Bohrung 7 ist in einer umlaufenden Nut 10 ein ringförmiges Bremskissen 11 gelagert, das mit dem ihm zugewandten Abschnitt 8a der Antriebswelle 8 eine Art Reibungskupplung bildet, die das auf die Antriebswelle 8 aufgebrachte Drehmoment M teilweise auf das Führungsteil 4 überträgt. Darunter ist in der Antriebswelle 8 eine Nut 12 eingebracht, in die zwei radiale Bolzen 13 eingreifen, um die Antriebswelle 8 gegen Längsverschiebung zu sichern.
Die Vorrichtung 1 umfaßt des weiteren am unteren Ende des Schneckengangs 6 ein Werkzeug in Form eines Sägeblatts 14. Das Sägeblatt 14 ist im Querschnitt u-förmig ausgebildet. Die Dicke D des Stegs 15 entspricht etwa der Dicke des Schneckengangs 6. Das Sägeblatt 14 umgreift einen in der Dicke verminderten Endstreifen 16 mit Spiel und gleitet mit den Innenseiten 17 seiner beiden Schenkel 18 auf den beiden parallelen äußeren Seitenflächen 19 des Endstreifens 16. Zur zusätzlichen Führung des Sägeblatts 14 in radialer Richtung R dienen Schlitze 20 in den Schenkeln 16, in denen ein den Endstreifen 16 durchdringender Bolzen 21 gleitbar geführt ist. Die Sägezähne 22 stehen außen vom Steg 15 ab; sie können zum Beispiel aus dem Material des Stegs 15 herausgearbeitet und dann gehärtet oder auf dem Steg 15, z. B. durch Löten, befestigt sein.
Das Sägeblatt 14 wird durch die Antriebswelle 8 angetrieben. Hierzu ist ein Kurbeltrieb vorgesehen, der aus einem exzentrisch am unteren Ende der Antriebswelle 8 angeordneten Zapfen 23 besteht, der in einem Kulissenschlitz 24 in einem verbreiterten Ende 25 jedes Schenkels 18 gleitbar gelagert ist. Aus der Zeichnung wird deutlich, dass das Sägeblatt 22 mit seinen Sägezähnen 22 sich auf einer nahezu radialen Linie bewegt und dabei den Raum zwischen dem Kerndurchmesser Dk, der etwa dem Durchmesser der Bohrung 2 entspricht, und dem Außendurchmesser Ds des Schneckengangs 6 überstreicht. Nicht deutlich wird, dass das Sägeblatt 22 leicht schräg, nämlich in Richtung der Steigung S des Schneckengangs 6 angeordnet ist, um die zu schaffende Ausnehmung schneckenförmig um die Bohrung 2 herum herzustellen.
Zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung um die Bohrung 2 herum wird die Vorrichtung 1 mit dem Führungszapfen 5 in die Bohrung 2 ganz eingeführt und die Antriebswelle 8 angetrieben. Nun wird über den Kurbeltrieb 23 und 24 die Sagebewegung in radialer Richtung R erzeugt, und das Sägeblatt 14 stellt die schneckenförmige Ausnehmung um die Bohrung 2 her. Durch die Reibungskupplung, gebildet aus den dem Bremskissen 11 und dem Abschnitt 8a der Antriebswelle 8, wird ein Teil des Drehmoments M von der Antriebswelle 8 auf das Führungsteil 4 und damit auf den Schneckengang 6 und damit auf das am Endstreifen 16 des Schneckengangs 6 zwangsweise geführte Sägeblatt 14 übertragen. Folglich wird das entsprechend der Steigung S schräg stehende Sägeblatt 14 ständig zwangsläufig in die wendelförmige Richtung der herzustellenden schneckenförmigen Ausnehmung nachgeführt, nämlich nach jedem Sägeschnitt, mit dem ein kleines Stück der Ausnehmung hergestellt wird.
Nach Erreichen der angestrebten Tiefe der schneckenförmigen Ausnehmung wird die Vorrichtung 1 vorsichtig aus der Ausnehmung ganz heraus gedreht und entfernt. Dann kann das Kieferimplantat passgenau eingedreht werden.
In 3 ist eine Abwandlung des Werkzeugs dargestellt. Ansonsten stimmt die Vorrichtung 1 mit der beschriebenen überein. Hier besteht das Werkzeug aus einer Fräskette 26. Die Zähne 27 der Fräskette 26 sind nur strichpunktiert angedeutet. Die Fräskette 26 wird, in Richtung R umlaufend, unmittelbar angetrieben durch ein Zahnrad 28, das mit der Antriebswelle 8, vergl. 1, verdrehfest verbunden ist. Die Fräskette 26 wird auf einem Schwert 29 geführt, wie es z. B. bei Kettensägen bekannt ist. Das Schwert 29 ist Bestandteil des Führungsteils 4, vergl. 1, und in seiner Führungsfunktion vergleichbar mit dem Endstreifen 16 des Schneckengangs 6 in 2. Das Schwert 29 ist sozusagen als unterer Fortsatz des Schneckengangs 6 und parallel dazu, also vor dem unteren Teil des Schneckengangs 6 angeordnet und trägt am freien Ende einen drehbaren Umlenkstern 30, auf dem die Fräskette 26 umgelenkt wird. Die Breite der Zähne 17 der Fräskette 26 ist gleich der Dicke D des Schneckengangs 6, vergl. 1, so dass die Fräskette 26 bei ihrem Einsatz die schneckenförmige Ausnehmung herstellt, was etwa dem schon oben schon zu den 1 und 2 beschriebenen Vorgehen entspricht.

1: Vorrichtung
2: Bohrung
3: Kieferknochen
4: Führungsteil
5: Führungszapfen
6: Schneckengang
7: Bohrung
8: Antriebswelle
8a: Abschnitt
9: Kupplungszapfen
10: Nut
11: Bremskissen
12: Nut
13: Bolzen
14: Sägeblatt
15: Steg
16: Endstreifen
17: Innenseite
18: Schenkel
19: Seitenfläche
20: Schlitz
21: Bolzen
22: Sägezähne
23: Zapfen
24: Kulissenschlitz
25: Ende
26: Fräskette
27: Zähne
28: Zahnrad
29: Schwert
30: Umlenkstern
D: Dicke
Dk: Kerndurchmesser
Ds: Außendurchmesser
M: Drehmoment
R: radiale Richtung
S: Steigung
U: Drehrichtung

Claims

Vorrichtung (1) zur Herstellung einer schneckenförmigen Ausnehmung im Kieferknochen (3) zur Aufnahme eines schneckenförmigen Verankerungsteils eines Kieferimplantats, mit welcher, ausgehend von einer zylindrischen Bohrung (2), zumindest eine zumindest teilwendelförmige Ausnehmung um die zylindrische Bohrung (2) herum einbringbar ist und welche einen Führungsteil (4) und ein am Führungsteil (4) angeordnetes, materialabtragendes Werkzeug (14; 26) zur Herstellung der schneckenförmigen Ausnehmung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14; 16) relativ zum Führungsteil (4) beweglich angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung (R) des Werkzeugs (14; 26) im Bereich der Materialabtragung zumindest im Wesentlichen radial verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung (R) des Werkzeugs (14; 26) im Bereich der Materialabtragung zumindest annähernd und/oder zumindest überwiegend geradlinig verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Werkzeugs (14; 26) im Bereich der Materialabtragung auf einer Kreisbahn verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14; 26) in Richtung der Steigung (S) der schneckenförmigen Ausnehmung am Führungsteil (4) ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Führungsteils (4) eine Antriebsvorrichtung (8) für das Werkzeug (14; 26) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung eine im Zentrum des Führungsteils (4) drehbar gelagerte Welle (8) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (8) und dem Werkzeug (14; 26) ein Getriebe (23, 24; 28) geschaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Zahnradtrieb (28), als Kettentrieb, als Riementrieb oder als Kurbeltrieb (23, 24) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (8) und dem Führungsteil (4) eine Kupplung (11, 8a) angeordnet ist, welche das Drehmoment (M) der Welle (8) teilweise auf das Führungsteil (4) überträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung als Reibungskupplung (11, 8a) oder Magnetkupplung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (4) einem im Wesentlichen runden Kern (5) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des Kerns (5) zumindest ein Schneckengang (6) oder zumindest ein Teilschneckengang angebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Ende des Schneckengangs (6) oder Teilschneckengangs und zumindest zwischen dessen Kerndurchmesser (Dk) und dessen Außendurchmesser (Ds) das Werkzeug (14; 26) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Größenverhältnis Außendurchmesser (Ds) zu Kerndurchmesser (Dk) des Schneckengangs (6) gleich oder größer als 2 ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Größenverhältnis zwischen 2 und 5 beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug nach Art einer Säge (14) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Säge als Blattsäge (14), Kreissäge, Bandsäge, Fadensäge oder Kettensäge ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug nach Art eines Fräsers (26) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräser als Scheibenfräser oder als Fräskette (26) ausgebildet ist.