DE102015122800B3

DE102015122800B3 - Knochenstrukturangepasst ausgeformtes Implantat mit Sockel und zugehöriges Fertigungsverfahren

Info

Publication number: DE102015122800B3
Application number: DE102015122800.9A
Authority: DE
Inventors: Axel Waizenegger; Frank Reinauer; Nils-Claudius Gellrich; Björn Rahlf
Original assignee: Karl Leibinger Medizintechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Leibinger Medizintechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-05-11
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: EP3393395A1; JP2021192803A; JP7393399B2; CA3009091A1; WO2017108357A1; CN108430382B; AU2016375815B2; RU2704916C1; BR112018012778B1; AU2016375815A1; BR112018012778A2; JP2018538101A; CN108430382A; US20200261189A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Implantat (1) zum Anbringen an einen Knochen (10) mit einer Trägerstruktur (2), die wenigstens einen knochenaußenstrukturfolgenden Befestigungsabschnitt (3) zum angebracht werden an den Knochen (10) aufweist, wobei von der Trägerstruktur (2) ein Sockel (4) zum Aufnehmen einer Prothese direkt oder unter Verwendung eines Zwischenteiles (Abutment) absteht. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Implantats (1), mit dem Schritt des Erfassens individueller Patientendaten, Erstellen der Trägerstruktur (2) und / oder des Sockels (4) auf Basis der individuellen Patientendaten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat zum Anbringen an einen Knochen, etwa eines Säugetiers, wie eines Primaten, bspw. eines Menschen, mit einer Trägerstruktur, die wenigstens einen knochenaußenstrukturfolgenden Befestigungsabschnitt zum angebracht werden an den Knochen aufweist, und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Implantats.
Aus dem Stand der Technik ist bereits ein Implantat bekannt, welches unter anderem als Kieferimplantat eingesetzt wird. Dieses Implantat weist eine im Wesentlichen plattenförmige Ausgestaltung auf, welche lediglich bedingt in maximal zwei Raumebenen an die Kontur des Knochens angeglichen werden kann.
Ein weiteres Implantat, insbesondere Kieferimplantat, ist bspw. aus der DE 296 16 357 U1 bekannt. Dieses Gebrauchsmuster offenbart ein subperiostales Implantat, mit einer Fußplatte, die mit mindestens drei zur Aufnahme von Schrauben geeigneten Löchern versehen ist und mit einem Implantatpfosten, welcher fest mit der Fußplatte verbunden ist, zur Befestigung einer dentalen Suprastruktur, wobei die Fußplatte einen Mittelsteg und zwei Seitenarme aufweist, die sich von einem Ende des Mittelstegs nach entgegengesetzten Seiten erstrecken und der Implantatpfosten auf dem Mittelsteg befestigt ist, und die Löcher an den Enden der Seitenarme und am anderen Ende des Mittelsteges angebracht sind, wobei die Fußplatte im kalten Zustand verformbar ist.
Die Druckschrift GB 770 696 A offenbart ein subperiostales Implantat zur Aufnahme von Zahnprothesen, mit einem Rahmen bzw. einer Grundplatte, die aus einem vorab hergestellten, biokompatiblen dünnen Metallblech ausgebildet ist, welches im kalten Zustand verformabr ist.
Weitere Implantate sind bspw. auch aus der DE 37 32 128 A1 oder der US 5 052 930 A bekannt.
Das plattenförmige Implantat wird weitestgehend an die Knochenstruktur angepasst, so dass das Implantat an dieser bestmöglich auf- bzw. anliegt, also nur in einer Ebene anliegt, und wird mit einer Schraube an der Knochenstruktur befestigt. Die Positionsstabilität dieses Implantats wird somit über Auf- bzw. Anlagebereiche des Implantats an der Knochenstruktur und einer Schraube realisiert, wobei die Position der Schraube durch die Implantatstruktur vordefiniert ist.
Zur Positionierung des Implantats während des Eingriffs ist eine mehrfache Kontrolle der Positionierung des Implantats notwendig. Hierzu werden separate Positionierungshilfen eingesetzt, was ein Umgreifen des Operateurs notwendig macht.
Da das Implantat in seiner Formgebung nur bedingt an die Knochenstruktur anpassbar ist, kann eine dauerhaft stabile Positionierung über An- bzw. Auflagebereiche nicht sichergestellt werden. Die Befestigung des gesamten Implantats mittels einer einzelnen Schraube kann lediglich ein Verschieben quer zur Einschraubachse unterbinden. Jedoch kann sich die Schraubverbindung mit einiger Zeit zumindest so weit lösen, dass ein mögliches Verdrehen des Implantats um die Einschraubachse nicht dauerhaft verhindert werden kann.
Darüber hinaus ist die Position der Befestigung (der Schraube) durch die vorgegebene Geometrie des Implantats bereits definiert. Dies hat zur Folge, dass das Implantat gegebenenfalls nicht eingesetzt werden kann, weil im Bereich der Befestigung Nerven und / oder Zähne vorhanden sind, welche durch das Befestigen des Implantats mittels der Schraube geschädigt werden. Für den Fall, dass vorhandene, intakte Zähne das Befestigen des Implantats behindern, müssen diese ebenfalls entfernt und durch künstliche Zähne ersetzt werden.
Außerdem ist für den Einsatz dieses Implantats eine vorhandene, intakte Knochenstruktur erforderlich. Wenn diese nicht zur Verfügung steht, muss die Knochenstruktur vorab rekonstruiert werden, bspw. durch einen Ersatz der fehlenden Strukturen durch Knochen vom Beckenkamm oder vom Wadenbein des Patienten. Hierfür sind stationäre Aufenthalte des Patienten notwendig.
Das Implantat weist Strukturen, wie bspw. Bohrungen mit Innengewinde, auf, die dazu vorbereitet sind, einen (oder mehrere) sogenannten Abutmentsockel aufzunehmen. Diese werden meist in die dafür vorgesehenen Strukturen geschraubt. Ein Abutmentsockel ist wiederum zur Aufnahme eines sogenannten Abutments vorbereitet, welches zur Aufnahme eines künstlichen Zahnersatzes dient. Das bedeutet, dass der Zahnersatz mit dem Implantat über Abutmentsockel und Abutments verbunden ist.
Durch die bereits vorhandenen Strukturen, die zur Aufnahme der Abutmentsockel vorbereitet sind, ist die Ausrichtung der Abutmentsockel – und somit auch der Abutments fest vorgegeben. Dadurch ist die Ausrichtung des Zahnersatzes festgelegt und kann nur gering an die individuelle Gebissstruktur des Patienten angepasst werden. Darüber hinaus entspricht die Einschraubachse des Abutmentsockels in das Implantat in der Regel auch der Einschraubachse des Abutments in den Abutmentsockel. Dadurch kann das Implantat nicht (oder nur eingeschränkt) an den Kraftfluss, welcher aus der Kaubewegung resultiert, angepasst werden. Daraus resultieren vorzeitige Ermüdungserscheinungen des Implantatmaterials bis hin zu Ermüdungsbrüchen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden oder wenigstens zu mildern, und insbesondere ein Implantat, das auch ohne vorangehende Rekonstruktionen des Knochens implantiert werden kann und dabei größere operative Eingriffe vermeidet, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Implantats sowie ein Verfahren zum Implantieren des Implantats bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass von der Trägerstruktur ein Sockel zum Aufnehmen einer Prothese, wie einer Endoprothese oder einer Exoprothese, direkt oder unter Verwendung eines Zwischenteiles (Abutment) absteht, wobei der Sockel ein integraler, einstückiger Bestandteil der Trägerstruktur ist.
Durch die integrale Ausbildung von Trägerstruktur und Sockel wird eine Verbindungsstelle und somit eine potentielle Schwachstelle vermieden. Ein besonders stabiles Implantat ist die Folge.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend erläutert.
Es ist von Vorteil, wenn der Sockel als eine sich von der umgebenden Außenkontur der Trägerstruktur abhebende Erhöhung oder Erhabenheit ausgebildet ist, etwa nach Art eines Vorsprungs. Somit können weitere Komponenten an oder in oder über diesen Sockel schnell und dauerfest in einer vorbestimmten Position befestigt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Sockel zum kraft-, form- und/oder stoffschlüssigen Aufnehmen der Prothese oder eines Zwischenstücks vorbereitet ist. Dadurch wird eine einfache Anbindung bzw. Aufnahme der Prothese oder des Zwischenstücks ermöglicht.
Hierbei sieht eine vorteilhafte Ausführungsform vor, dass die Vorbereitung ein Gewinde, wie ein Innen- oder Außengewinde, oder eine Retentionsform ist, also eine solche Kontur, die ein form- und / oder kraftschlüssiges Befestigen erleichtert oder ermöglicht. Die Retentionsform enthält hierbei vorteilhafterweise einen Hinterschnitt.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Retentionsform ein kalottenförmiges, kugelförmiges oder sphärisches Distalstück aufweist. Das Distalstück ermöglicht die einfache Anbindung an bzw. das einfache Verbinden mit der Prothese oder dem Zwischenstück.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Sockel eine schnappverschlussartige Ausprägung besitzt. Dadurch kann die Prothese oder das Zwischenstück einfach an den Sockel angeklipst werden und auf weitere Verbindungselemente, wie bspw. Schrauben, verzichtet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Zwischenstück als ein Zahnimplantat ausgestaltet ist und vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Abutments einen Kunstzahn oder eine Krone hält oder zum Halten vorbereitet ist, oder als ein Abutment ausgeformt ist.
Dabei ist es von Vorteil, dass sich der Sockel entlang einer Richtung quer oder schräg zu einer Längserstreckungsrichtung der Trägerstruktur erstreckt. Das ermöglicht, dass die Neigung des Sockels der Neigung einer daran befestigten Kunstzahns / Krone entspricht. Somit ist eine Anpassung des künstlichen Zahnersatzes an die individuelle Gebissstruktur des Patienten – und somit auch eine kraftflussoptimierte Positionierung der Prothese-Implantat-Kombination – möglich.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn mehrere Sockel vorhanden sind, die nach Art von Pfosten ausgebildet sind. Ein solcher Aufbau ermöglicht die Aufnahme mehrerer Kunstzähne und / oder Kronen oder balkenartig geformter Zwischenstücke, welche als Querbalken auf den Sockeln aufliegend alle Sockel miteinander verbinden, um die Aufnahme bzw. Anbindung der Prothese an das Implantat zu verbessern und / oder die Festigkeit der Anbindungs- bzw. Verbindungsstelle zwischen Prothese und Implantat zu erhöhen.
Eine weitere mögliche vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass alle Längsachsen der Sockel quer oder schräg zur Längserstreckungsrichtung der Trägerstruktur verlaufen. Dadurch ist es möglich, jeden der Sockel für jeden Patienten individuell an die optimale Positionierung der Prothese angepasst auszurichten.
So ist es auch von Vorteil, wenn alle Längsachsen der Sockel exakt in die gleiche Raumrichtung weisen. So können die Sockel bspw. einfacher mit einem Querbalken miteinander verbunden werden, um so die Auflagefläche der Prothese zu vergrößern und / oder die Stabilität des Sitzes der Prothese zu verbessern.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Trägerstruktur gitterartig ausgebildet ist oder einen oder mehrere Gitterabschnitt/e und / oder perforierte Stege aufweist. So kann zum einen Material, und somit auch Kosten eingespart werden und gleichzeitig das Einwachsen von Knochen- und / oder Weichteilgewebe in die Gitterstruktur gefördert werden, was zu einer stabilen Verbindung durch die Ausbildung einer tertiären Stabilität zwischen dem Implantat und dem das Implantat umgebenden Knochen führt.
Hierbei ist es von Vorteil, dass die Trägerstruktur, der Gitterabschnitt und / oder der Steg eine Perforation oder mehrere Perforationen nach Art eines Durchgangsloches, etwas als Bohrung aufweist. So kann die Gitterstruktur gleichzeitig auch als Befestigungsvorrichtung genutzt werden und somit auf separat vorgesehene Befestigungspunkte / -vorrichtungen verzichtet werden.
So ist es von Vorteil, dass das Durchgangsloch zur Aufnahme einer in den Knochen einzuschraubenden Schraube ausgelegt ist. Dadurch kann auf das Anbringen separater Durchgangslöcher an dem Implantat zur Aufnahme von Schrauben, verzichtet werden.
Darüber hinaus ist das Trennen oder das Beabstanden des Distalstücks von einem Zylinderstumpfabschnitt über einen Verdünnungsbereich von Vorteil, da so bereits sehr geringe Höhen zwischen Zahnimplantat und darauf sitzender Prothese realisiert werden können, weil keine Mindestlängen, wie z.B. eine Mindestgewindetiefe, beachtet werden müssen.
Es ist auch von Vorteil, wenn der Sockel eine zylindrische Außenkontur oder eine kraftflussoptimierte Außenkontur aufweist. Dadurch können Ermüdungserscheinungen des Implantatmaterials aufgrund von nicht kraftflussoptimierter Auslegung des Sockels vermieden werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Sockel eine zumindest teilweise, vorzugsweise distalseitig hohlzylinderartige Ausprägung besitzt. Diese Form bietet die größtmögliche Variation für die Ausgestaltung der Anbindung der Prothese.
Der oder die Sockel wird / werden vorteilhafterweise knochenmaterialersetzend eingesetzt und / oder positioniert, bzw. ist / sind knochenmaterialersetzend positionierbar. Dadurch können aufwendige Knochenrekonstruktionen durch eigenes oder fremdes Knochenmaterial vermieden werden.
Ein anderer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass an einem Implantat mehrere Knochenformschlussabschnitte vorhanden sind, und geometrisch so ausgebildet und so ausgerichtet sind, dass eine formschlusseingehende Anlage am Knochen, insbesondere beim Einsetzen oder im eingesetzten Zustand in den tierischen oder menschlichen Körper erzwungen ist. Dadurch kann das Implantat ohne größeren Aufwand eineindeutig platziert werden und auf separate Positionierungshilfen verzichtet werden.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Knochenformschlussabschnitte so geometrisch ausgebildet und ausgerichtet sind, dass die Anlage eine einzige stabile Lagerposition des Implantats am Knochen erzwingt. Somit wird die Positionierung vereinfacht und das Risiko einer falschen Positionierung des Implantats deutlich reduziert bzw. fast gänzlich vermieden.
Ein Implantat, an dem zumindest drei räumlich voneinander getrennte Knochenformschlussabschnitte vorhanden sind hat sich als vorteilhaft gezeigt. Durch mehrere räumlich voneinander getrennte Knochenformschlussabschnitte wird die Anlage- und Positionierungsgenauigkeit des Implantats erhöht.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn jeder Knochenformschlussabschnitt in einer anderen Raumrichtung an einem anderen Knochenabschnitt zum Inanlagegelangen vorbereitet ist. Dadurch wird die Anlage- und Positionierungsgenauigkeit des Implantats weiter erhöht, sowie die Positionsstabilität des Implantats verbessert. Das bedeutet, dass das Implantat in seiner Position weniger verrutschen kann.
Darüber hinaus ist die Vorbereitung des Knochenformschlussabschnitts zum Eingehen eines Umgreifens eines Knochenabschnitts vorteilhaft. Durch das Umgreifen eines Knochenabschnitts wird das Risiko eines Verrutschens des Implantats weiter reduziert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Knochenformschlussabschnitt durch die Trägerstruktur oder ein davon separates Bauteil ausgebildet ist, vorzugsweise einstückig, integral und / oder einmaterialig. Durch die einteilige Ausbildung des Knochenformschlussabschnitts und der Trägerstruktur kann die Teilanzahl reduziert werden und Materialkosten eingespart werden. Darüber hinaus wird durch die einstückige Ausbildung auch die Positionierungsgenauigkeit der Trägerstruktur und / oder des separaten Bauteils erhöht.
Die patientenspezifische konfektionierte Ausbildung des Knochenformschlussabschnitts und / oder der Trägerstruktur als massives Bauteil, etwa als Stange und / oder mit an einen individuellen Knochen und CAD-/CAM-Einsatz bzgl. dieser knochennahen oder knochenbenachbarten Außenkontur, hat sich als vorteilhaft erwiesen. Dadurch ist ein für jeden Patienten individuell auf dessen Bedürfnisse abgestimmtes Implantat herstellbar.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass im Knochenformschlussabschnitt zumindest ein Schraubenaufnahmeloch oder mehrere Schraubenaufnahmelöcher vorhanden sind. Somit dienen die Knochenformschlussabschnitte gleichzeitig als Bohrschablone und als Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Implantats am Knochen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist, dass der Knochenformschlussabschnitt und / oder die Trägerstruktur einen Koppelbereich oder mehrere Koppelbereiche aufweisen, um den Knochenformschlussabschnitt an der Trägerstruktur festzulegen.
Darüber hinaus hat sich das Vorhandensein von multiplen Gitterbefestigungsstellen als vorteilhaft erwiesen. So kann die Befestigung des Implantats am Knochen individuell auf den Patienten abgestimmt werden, und Nervenbahnen, sowie eventuell vorhandene Bezahnung bei der Befestigung gemieden werden.
Ferner ist ein Implantat von Vorteil, bei dem an der Trägerstruktur Befestigungsbereiche vordefiniert und geometrisch vorbereitet sind, um eine oder mehrere in den Knochen einzuschraubende Schrauben aufzunehmen, wobei davon räumlich beabstandet Sockel oder mehrere Sockel zum Aufnehmen einer Prothese vorhanden ist / sind. Somit dient die Trägerstruktur sowohl als Bohr- als auch als Positionierungsschablone. Darüber hinaus verhindert die räumliche Trennung der Befestigung des Implantats am Knochen (erste Einschraubachse) und der Befestigung der Prothese (zweite Einschraubachse) vorzeitige Ermüdungserscheinungen des Implantatmaterials aufgrund zu hoher mechanischer Belastung an einer Stelle.
Hier ist es vorteilhaft, wenn eine Längsachse durch die einzusetzende oder eingesetzte Schraube quer, schräg oder windschief zu einer Längsachse des Sockels, insbesondere eine Einschraubachse des Sockels, ausgerichtet ist. Dadurch kann die Richtung der eingesetzten bzw. einzusetzenden Schraube gemäß eventuell vorhandenen Einflussfaktoren, wie bspw. Nervenbahnen oder Zähne, kraftflussoptimiert gesetzt werden und darüber hinaus die bereits oben beschriebene punktuelle mechanische Überbelastung des Implantats vermieden werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Befestigungsbereich um mehr als die Länge einer Schraube und / oder mehr als das 1,2-, 2- oder 3-fache der Dicke im Befestigungsbereich und weniger als das 500-fache der Länge einer Schraube und / oder weniger als das 400-fache der Dicke im Befestigungsbereich vom Sockel entfernt ist. So kann die notwendige Festigkeit des Implantats gewährleistet und vorzeitige Ermüdungserscheinungen vermieden werden.
Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, dass der Sockel so ausgebildet ist, dass er eine Anbindung einer Prothese oder eines Zwischenstücks nach dem Locking- oder Non-Locking-Prinzip ermöglicht.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das Implantat, etwa die Trägerstruktur und / oder der Sockel oder einer der Sockel als Reservoir für einen medizinischen Wirkstoff oder eines pharmakologischen Wirkstoffs ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, bspw. Wirkstoffe, insbesondere solche, die über einen längeren Zeitraum verabreicht / eingenommen werden müssen, in Form eines Drug-Release-Systems, wie bspw. eine Drug-Release-Kapsel dort zu deponieren und so zu verabreichen. Das ist besonders für Patienten, die dauerhaft medizinische oder pharmakologische Wirkstoffe einnehmen müssen, ein Vorteil, da so eine Einnahme nicht mehr vergessen und eine Überdosierung vermieden werden kann. Es bietet sich an in diesem Zusammenhang eine Sondenmesstechnik zu verwenden.
Ferner ist das Vorbereiten des Implantats zum Wandeln von Kauenergie und vorzugsweise zum Laden von Akkumulatoren ebenfalls vorteilhaft. Mit der so gewonnenen Energie können beispielsweise kleinere, sich im Körper befindliche Akkumulatoren mit Energie versorgt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Implantat als ein Kieferimplantat, wie eine Unter- oder Oberkieferimplantat, ausgebildet ist. Mit einem solchen Implantat können teilbezahnte, sowie zahnlose Kiefer versorgt werden.
Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Trägerstruktur zum Ermöglichen einer teleskopierbaren Anbringung der Prothese stofflich und geometrisch ausgelegt / vorbereitet ist. Dadurch können auch Zustände mit größeren Knochendefekten, wie bspw. nach Tumoroperationen mit Entfernung von Teilen des Kiefers, behandelt werden.
So ist es auch von Vorteil, wenn die Trägerstruktur und / oder der Sockel mit einer knochenwachstumsfördernden, einer immunsystemstärkenden, einer eine antibiotische Wirkung hervorrufenden und / oder einer reservoirfunktionübernehmenden Beschichtung versehen ist, etwas unter Einsatz von Bone morphogenetic proteins (BMPs).
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn ein Bestandteil oder alle Bestandteile aus Titan, einer Titanlegierung oder einer Ti-Al-Legierung aufgebaut ist / sind. Titan und Titanlegierungen besitzen eine hohe Biokompatibilität und eine hohe Inertie und sind daher als Material für ein Implantat geeignet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass auf der Trägerstruktur und / oder dem Sockel eine Positionierungshilfe vorhanden ist. Die Positionierungshilfe dient dem Operateur während des Einsetzens des Implantats zur Kontrolle der korrekten Positionierung und anschließend in einer Nachkontrolle zum Kontrollieren, ob sich das Implantat möglicherweise verschoben hat.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Positionierungshilfe als Markierung, etwa als Lasermarkierung und / oder Erhabenheit, etwa als ein Wulst, ausgebildet ist. Die Erhabenheit ist insbesondere für eine spätere Kontrolle mittels eines Röntgenbildes von Vorteil, da sie auf solchen Bildern erkennbar ist.
Die Auslegung der Trägerstruktur als Resektions-, Positionierungs- und / oder Bohrschablone ist von Vorteil. Durch die Integration dieser Funktionen in das Implantat bzw. die Trägerstruktur, kann auf zusätzliche Mittel, die üblicherweise als solche Schablonen dienen, verzichtet werden.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn der Koppelbereich oder die Koppelbereiche ein sie teilweise oder vollständig durchdringendes Loch, etwas nach Art eines Bohrloches, vorzugsweise zur Aufnahme einer Schraube aufweist.
Ferner ist ein Verfahren zum Herstellen eines Implantats beschrieben, mit dem Schritt des Erfassens individueller Patientendaten, etwa beinhaltend der Knochen- und / oder Weichteilkonfiguration, beinhaltend die jeweilige Außenkontur, unter Nutzung eines MRTs oder CTs, erstellen der Trägerstruktur und / oder des Sockels auf Basis der individuellen Patientendaten, mittels CAD-/CAM-Techniken, vorzugsweise unter Nutzung einer Laser-Sinterfertigung.
Außerdem ist ein Verfahren zum Implantieren eines wie oben beschrieben hergestellten Implantats in einen tierischen oder menschlichen Körper beschrieben. Besonders hilfreich sind Abwandlungen, die wie folgt ausgebildet sind:
So ist es von Vorteil, wenn das Implantat so ausgerichtete Schraubenlöcher aufweist, dass diese als Bohrschablone zum Einbringen von Bohrungen in den Knochen nutzbar sind. Somit dient das Implantat gleichzeitig als Bohrschablone, weshalb der Operateur keine separate Bohrschablone mehr positionieren muss. Dadurch wird die Durchführung der Bohrungen im Knochen, welche zur Aufnahme von bspw. Schrauben dienen, erheblich erleichtert.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Schraubenlöcher zumindest schräg / quer oder windschief ausgerichtet sind. Eine schräge Ausrichtung der Schraubenlöcher bedeutet hierbei, dass die Schrauben in einer Raumrichtung nicht parallel zueinander angeordnet sind, und windschief beschreibt die nicht parallele Ausrichtung der Schraubenlöcher in mindestens zwei Raumrichtungen. Dadurch können die Schrauben zum Befestigen des Implantats am Knochen individuell an den jeweiligen Patienten angepasst werden, und so vorgesehen werden, dass weder Nerven noch Zähne / Zahnwurzeln beschädigt werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Innendurchmesser des Schraubenlochs auf den Außendurchmesser des Bohrers und/oder des geplanten Lochs im Knochen abgestimmt ist. Dadurch dient das Implantat gleichzeitig auch als Bohrschablone.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser des Schraubenlochs ca. das 0,8-, 0,85- oder 0,9- bis 0,99-fache des geplanten Knochenlochs beträgt. In diesem Bereich ist eine präzise Positionierung des Knochenlochs über das im Implantat vorhandene Knochenloch möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Schraubenloch im Bereich einer Trägerstruktur des Implantats angeordnet ist.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Schraubenlöcher zur Oberfläche der Trägerstruktur geneigt / schräg ausgebildet sind. Somit ist die individuelle Positionierung der Schrauben gemäß den jeweiligen Patientendaten möglich, und gleichzeitig kann eine kraftflussoptimierte Positionierung der Schraubenlöcher vorgesehen werden.
Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das Implantat selbst als Bohrschablone mit Bohrbuchsen / Bohrbüchsen ausgebildet bzw. nutzbar ist. Somit kann auf die Verwendung einer separaten Bohrschablone verzichtet werden, wodurch das korrekte Positionieren und Bohren der Knochenlöcher während des operativen Eingriffs für den Operateur erleichtert wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Trägerstruktur eine solche Außenkontur, etwa durch Verlängerungen, Erhabenheiten und/oder Vertiefungen aufweist, die zu sichtbaren plastischen Veränderungen an der das Implantat implantierten Person führt. Dadurch können plastische Korrekturen, bzw. eine Rekonstruktion von ursprünglich vorhandenen Konturen gleichzeitig mit dem Setzen des Implantats durchgeführt werden.
Ferner ist ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Implantats beschrieben.
Für das Verfahren zum Herstellen eines solchen Implantats ist es von Vorteil, wenn basierend auf vorher erhaltenen patientenspezifischen Daten die Schraubenaufnahmelöcher so eingebracht werden, dass nach der Implantierung des Implantats die Schraubenaufnahmelöcher als Zwangsführung für einen Bohrer, der zum Einbringen von Löchern in den Knochen nutzbar ist, genutzt werden.
Darüber hinaus sieht eine mögliche Ausführungsform des Implantats vor, dass das Implantat über eine Nummerierung der Schraubenaufnahmelöcher, sowie über zwei Markierungen verfügt, wovon sich je eine am linken bzw. am rechten Ende der Knochenkonturabschnitte befindet.
Die Nummerierung der Schraubenaufnahmelöcher dient dem Operateur als Orientierungshilfe, da nicht alle Schraubenaufnahmelöcher zur Befestigung des Implantats am Knochen mittels Schrauben genutzt werden. Über die Nummerierung kann der Operateur während des operativen Eingriffs nachvollziehen, in welche Schraubenaufnahmelöcher Schrauben gesetzt werden sollen, und er kann überprüfen, ob er alle notwendigen Schrauben gesetzt hat.
Die Markierungen sind als Lasermarkierungen und / oder Erhabenheiten ausgebildet, welche mittels einer Sonde erkennbar sind. Über solche Markierungen kann der Operateur zum einen die korrekte Positionierung des Implantats überprüfen. Zum anderen können diese Markierungen dazu genutzt werden, den Bereich zu markieren, in welchem der Knochen entfernt werden muss (bspw. aufgrund von Tumorgewebe) und dienen somit während des Eingriffs als Kontrollmarkierungen, die der Operateur mit Hilfe einer Sonde ertasten kann, und somit überprüfen kann, ob er den zu entfernenden Knochenbereich vollständig entfernt hat.
Mit anderen Worten besteht die Erfindung aus einem Implantat, welches als Trägerstruktur dient und Ankopplungsbereiche für eine Prothese vorsieht und aus einem Verfahren zum Herstellen eines solchen Implantats, sowie einem Verfahren zum Implantieren eines solchen Implantats in einen tierischen oder menschlichen Körper.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert, in denen unterschiedliche Variationen dargestellt sind. Es zeigen
1 eine räumliche Darstellung des Implantats in einer ersten Ausführungsform, für den Unterkiefer,
2 eine räumliche Darstellung des Implantats in einer zweiten Ausführungsform, für den Unterkiefer,
3 eine vergrößerte räumliche Darstellung des Implantats der zweiten Ausführungsform, für den Unterkiefer,
4 eine räumliche Darstellung des Implantats in einer dritten Ausführungsform, für den Unterkiefer aus Sicht von oben,
5 eine räumliche Darstellung des Implantats der dritten Ausführungsform, für den Unterkiefer aus schräg seitliche Richtung,
6 eine Vorderansicht des Implantats in einer vierten Ausführungsform, für den Oberkiefer,
7 eine Draufsicht des Implantats der vierten Ausführungsform, für den Oberkiefer,
8 eine räumliche Darstellung des Implantats in einer fünften Ausführungsform, für den Oberkiefer im implantierten Zustand, und
9 eine Seitenansicht des Implantats der fünften Ausführungsform, für den Oberkiefer im implantierten Zustand.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch in anderen Ausführungsbeispielen realisiert werden. Sie sind also untereinander austauschbar.
1 zeigt eine räumliche Darstellung des Implantats in einer ersten Ausführungsform, für den Unterkiefer. Das Implantat 1 besteht aus einer Trägerstruktur 2, welche mehrere knochenaußenstrukturfolgende Befestigungsabschnitte 3 aufweist, und mehreren Sockeln 4, die integral einstückig mit der Trägerstruktur 2 ausgebildet sind.
Die Trägerstruktur 2 weist eine gitterartige Struktur 5 auf, welche aus ringförmigen Abschnitten 6 besteht, die über Stege 7 unterschiedlicher Länge miteinander verbunden sind. Die Trägerstruktur 2 ist passgenau an die Knochenkontur, an der sie anliegt bzw. aufliegt, angepasst und ist dabei in einen Hauptkörper 8 und sich distal erstreckende Nebenkörper 9 unterteilbar, wobei die Nebenkörper 9 den Befestigungsabschnitten 3 entsprechen.
Die Befestigungsabschnitte 3 erstrecken sich linienförmig vom Hauptkörper 8 der Trägerstruktur 2 nach außen weg. Sie dienen der Befestigung des Implantats 1 an vorhandenen Knochenstrukturen 10 bzw. Knochen bspw. mithilfe von Schrauben (nicht dargestellt), insbesondere Osteosyntheseschrauben und sind so ausgebildet, dass sie bei Anlage an die Knochenstruktur 10 mit dieser einen Formschluss eingehen und sogenannte Knochenformschlussabschnitte 11 ausbilden.
In dieser Ausführungsform weist das Implantat 1 drei Sockel 4 auf, die einstückig mit der Trägerstruktur 2 ausgebildet sind. Die Sockel 4 sind hohlzylindrisch ausgebildet und weisen unterschiedliche Höhen und Neigungen auf. Während das Implantat 1 in der Regel unter die Mundschleimhaut bzw. die Knochenhaut gesetzt wird, ragen die Sockel 4 aus dieser heraus, in die Mundhöhle hinein und dienen so in dieser Ausführungsform der Aufnahme eines Zwischenstücks (nicht dargestellt) oder eines sogenannten Abutments (nicht dargestellt).
Über das Zwischenstück (nicht dargestellt) ist das Implantat 1 zum Halten einer Prothese (nicht dargestellt) über ein Abutment (nicht dargestellt) vorbereitet oder das Zwischenstück (nicht dargestellt) fungiert als ein Abutment (nicht dargestellt).
2 zeigt eine räumliche Darstellung des Implantats in einer zweiten Ausführungsform, für den Unterkiefer. Diese zweite Ausführungsform weist, wie die erste Ausführungsform eine Trägerstruktur 2 mit mehreren Befestigungsabschnitten 3 auf. Die Kontur der Trägerstruktur 2 mit den Befestigungsabschnitten 3 ist auch in dieser Ausführungsform der Knochenstruktur 10, auf der das Implantat 1 aufliegt, vorab exakt angepasst.
Die zweite Ausführungsform weist mit der Trägerstruktur 2 integral einstückig ausgebildete Sockel 4 auf, welche je ein kugelförmiges Distalstück 12 aufweisen, das über einen Verdünnungsbereich 13 von einem Zylinderstumpfabschnitt 14 des Sockels 4 beabstandet ist.
Dieses Distalstück 12 kann jedoch statt kugelförmig auch jede erdenklich andere Geometrie, wie bspw. pyramidenstumpfförmig, zylinderförmig, quaderförmig, sternförmig etc, aufweisen.
Das Distalstück 12 dient als ein Teil einer schnappverschlussartigen Verbindung zur Aufnahme / Befestigung der Prothese (nicht dargestellt), wie bspw. eine Zahnprothese, mit dem Implantat 1. Die Prothese weist die zur Geometrie des Distalstücks 12 passende Negativgeometrie auf.
3 zeigt eine vergrößerte räumliche Darstellung des Implantats 1 der zweiten Ausführungsform. Auf dieser Abbildung ist deutlich zu erkennen, dass die gitterartige Struktur 5 bzw. Gitterstruktur 5 exakt an die Knochenstruktur 10 angepasst ist. Die ringförmigen Abschnitte 6 der gitterartigen Struktur 5 sind nach Art eines Durchgangslochs 15 ausgebildet, welches zur Aufnahme einer in die Knochenstruktur 10 einzuschraubenden Schraube (nicht dargestellt), wie zuvor beschrieben, ausgelegt ist.
Die hier abgebildete zweite Ausführungsform weist zwei Sockel 4 mit kugelförmigen Distalstücken 12 auf. Durch die vergrößerte Darstellung ist gut zu erkennen, dass die beiden Sockel 4 sowohl unterschiedliche Höhen als auch unterschiedliche Neigungswinkel ihrer Mittel- bzw. Längsachsen M₁ bzw. M₂ zur Längsachse L₁ des Implantats 1 aufweisen.
Durch die einstückige Ausbildung des Zylinderstumpfabschnitts 14 mit dem über den Verdünnungsbereich 13 beabstandeten Distalstück 12 können schon sehr geringe Gesamthöhen des Sockels 4 realisiert werden, welche durch eine zweiteilige Ausführung von Zylinderstumpf mit bspw. darin einschraubbarem Abutment (nicht dargestellt) als Verbindungselement zur Prothese, aufgrund von Mindestgewindelängen nicht umsetzbar sind.
4 zeigt eine räumliche Darstellung des Implantats 1 in einer dritten Ausführungsform, für den Unterkiefer aus Sicht von oben. Diese Ausführungsform weist ebenfalls zwei Sockel 4 auf, die aus einem Zylinderstumpfabschnitt 14 und einem Distalstück 12 einstückig ausgebildet sind. Im Gegensatz zum Implantat 1 in der zweiten Ausführungsform besitzt die hier gezeigte dritte Ausführungsform entlang einer Richtung der Längsachse L₁ des Implantats 1 (hier in dieser Abbildung oben) längere Befestigungsabschnitte 3.
5 zeigt eine räumliche Darstellung des Implantats 1 der dritten Ausführungsform, für den Unterkiefer (aus 4) aus schräg seitlicher Richtung. Diese Ansicht verdeutlicht nochmals die passgenaue Ausbildung der Implantatkontur, bzw. der Trägerstruktur 2 mit Befestigungsabschnitten 3 als Negativgeometrie zur darunter befindlichen Knochenstruktur 10 bzw. als Knochenformschlussabschnitte 11. Mit anderen Worten ist die Kontur des Implantats 1 bzw. der Trägerstruktur 2 exakt an die Knochenstruktur 10 angepasst, auf der das Implantat 1 bzw. die Trägerstruktur 2 im befestigten Zustand aufliegt.
Diese exakte Formgebung erleichtert dem Operateur die Positionierung des Implantats 1 während des Eingriffs zum Einsetzen desselbigen. Dadurch können Fehlpositionierungen vermieden und darüber hinaus kann auf zusätzliche Positionierungshilfen weitestgehend verzichtet werden.
Mit den Ausführungsformen eins bis drei des Implantats 1 können teilbezahnte oder zahnlose Unterkiefer versorgt werden, um den Zahlfehlbestand mittels einer Zahnprothese, welche durch das Implantat 1 getragen wird, auszugleichen.
6 zeigt eine Vorderansicht des Implantats 1 in einer vierten Ausführungsform, die für den Einsatz im Oberkiefer ausgelegt ist. Das Implantat 1 weist ebenfalls eine Trägerstruktur 2 mit Befestigungsabschnitten 3 auf. Diese Trägerstruktur 2 weist jedoch keine gitterartige Struktur 5 (siehe 1 bis 5) auf. Die Trägerstruktur 2 dieser Ausführungsform besitzt mehrere Durchgangslöcher 15 in Form von Bohrungen mit einem Senkbohrungsabschnitt 16 zur Aufnahme von bspw. Senkschrauben (nicht dargestellt), über die das Implantat 1 mit der Knochenstruktur 10 (hier nicht dargestellt, siehe 1 bis 5) verbunden ist.
Durchgangslöcher 15, die nicht zur Aufnahme einer Schraube (zur Befestigung des Implantats 1 an der Knochenstruktur 10) genutzt werden, dienen als Einwachsungsbereiche von Knochen- und Weichteilstrukturen, wodurch das Implantat 1 nach einiger Zeit mit dem Knochen 10 sozusagen „verwachsen“ ist, und so eine tertiäre Stabilität zwischen Knochen 10 und Implantat 1 ausgebildet ist.
Von der Trägerstruktur 2 erstrecken sich drei nach unten gerichtete Sockel 4, welche hohlzylinderförmig ausgebildet sind. Die Sockel 4 weisen jeweils unterschiedliche Höhen auf, welche während der Planung des Implantats 1 exakt auf den Bedarf des jeweiligen Patienten abgestimmt werden. Die Sockel 4 befinden sich nicht auf einer zur Längsachse L₂ des Implantats 1 parallelen Geraden, sondern sind zur Längsachse L₂ des Implantats 1 unterschiedlich beabstandet (siehe hierzu auch 7).
7 zeigt eine Draufsicht des Implantats 1 der vierten Ausführungsform, für den Oberkiefer. In dieser Abbildung ist gut zu erkennen, dass die Sockel 4 unterschiedliche Abstände zur Längsachse L₂ des Implantats 1 aufweisen: Die Achsen A₃, A₄ und A₅, welche quer durch den Mittelpunkt der Sockel 4 verlaufen weisen unterschiedliche Abstände zur Längsachse L₂ des Implantats 1 auf.
Darüber hinaus weisen die Mittelachsen M₃, M₄ und M₅ unterschiedliche Verkippungs- bzw. Neigungswinkel zur Längeachse L₂ des Implantats 1 auf. Diese Winkel werden ebenfalls während der Planung des Implantats ermittelt, um die Prothese, welche von dem Implantat 1 aufgenommen und getragen wird, optimal an die Kiefer- und / oder Gebissstruktur des jeweiligen Patienten anzupassen. Dies ermöglicht neben der optimalen Ausrichtung des Implantats für die Kaubelastung auch, dass die Prothese sich in die Teilbezahnung optimal ästhetisch einreiht.
8 zeigt eine räumliche Darstellung des Implantats 1 in einer fünften Ausführungsform, für den Oberkiefer im implantierten Zustand. In der fünften Ausführungsform weist das Implantat 1 erneut eine gitterartig ausgebildete Trägerstruktur 2 auf. Die Trägerstruktur 2 verfügt über mehrere Befestigungsabschnitte 3, die der vorhandenen Knochenstruktur 10 in der Kontur angepasst werden (entsprechen den Knochenformschlussabschnitten 11).
Das Implantat 1 verfügt über drei Sockel 4, welche je aus einem hohlzylinderförmigen Zylinderstumpfabschnitt 14 bestehen. In die hohlzylindrischen Sockel 4 wird je ein Abutment 17 eingesetzt, welches aus einem Zylinderstumpfabschnitt 18 mit einem einteilig damit ausgebildeten kugelförmigen Distalstück 19 besteht. Das Abutment 17 wird hierzu bspw. in den Sockel 4 eingeschraubt. Das kugelförmige Distalstück 19 dient zur Anbindung der Prothese (nicht dargestellt) an das Implantat 1.
9 zeigt eine Seitenansicht des Implantats der fünften Ausführungsform, für den Oberkiefer im implantierten Zustand. In dieser Seitenansicht ist zu erkennen, dass die Mittelachsen M₆, M₇ und M₈ der jeweiligen Sockel 4 erneut unterschiedliche Verkippungs- bzw. Neigungswinkel zu einer Längsachse L₃ der Trägerstruktur 2 aufweisen. Darüber hinaus können die Sockel 4 auch leichte Krümmungen aufweisen, wie bspw. am Sockel 4 mit der Mittelachse M₆ erkennbar.
Die hier abgebildete Ausführungsform des Implantats 1 wird bspw. dazu verwendet, zahnlose Oberkiefer mit Gerüsten bzw. Trägerstrukturen 2 zur Aufnahme einer Prothese zu versorgen, wobei die Gerüste über den Gaumen beide Seiten miteinander verbinden. Darüber hinaus können mit dem Implantat 1 der fünften Ausführungsform auch teilbezahnte Oberkiefer versorgt werden, wobei durch das Implantat 1 Zustände größerer Knochendefekte (z.B. nach Tumoroperationen mit Entfernung von Teilen des Oberkiefers) behandelt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Implantat
2: Trägerstruktur
3: Befestigungsabschnitt
4: Sockel
5: gitterartige Struktur
6: ringförmiger Abschnitt
7: Steg
8: Hauptkörper
9: Nebenkörper
10: Knochenstruktur
11: Knochenformschlussabschnitt
12: Distalstück
13: Verdünnungsbereich
14: Zylinderstumpfabschnitt
15: Durchgangsloch
16: Bohrung mit Senkbohrungsabschnitt
17: Abutment
18: Zylinderstumpfabschnitt
19: Distalstück
L₁, L₂, L₃: Längsachse
M₁, M₂, M₃, M₄, M₅, M₆, M₇, M₈: Mittel- bzw. Längsachse
A₃, A₄, A₅: Achse

Claims

Implantat (1) zum Anbringen an einen Knochen (10) mit einer Trägerstruktur (2), die wenigstens einen knochenaußenstrukturfolgenden Befestigungsabschnitt (3) zum angebracht werden an den Knochen (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von der Trägerstruktur (2) ein Sockel (4) zum Aufnehmen einer Prothese direkt oder unter Verwendung eines Zwischenteiles absteht, wobei der Sockel (4) ein integraler, einstückiger Bestandteil der Trägerstruktur (2) ist.
Implantat (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (4) als sich eine von der umgebenden Außenkontur der Trägerstruktur (2) abhebende Erhöhung oder Erhabenheit ausgebildet ist.
Implantat (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (4) zum kraft-, form- und / oder stoffschlüssigen Aufnehmen der Prothese oder eines Zwischenstücks vorbereitet ist.
Implantat (1) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Knochenformschlussabschnitte (11) vorhanden sind und geometrisch so ausgebildet und so ausgerichtet sind, dass eine formschlusseingehende Anlage am Knochen (10) erzwungen ist.
Implantat (1), gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Knochenformschlussabschnitte (11) so geometrisch ausgebildet und ausgerichtet sind, dass die Anlage eine stabile Lagerposition des Implantats (1) am Knochen (10) erzwingt.
Implantat (1), gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest drei räumlich voneinander getrennte Knochenformschlussabschnitte (11) vorhanden sind.
Implantat (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Trägerstruktur (2) Befestigungsbereiche (3) vordefiniert und geometrisch vorbereitet sind, um eine oder mehrere in den Knochen (10) einzuschraubende Schrauben aufzunehmen, wobei davon räumlich beabstandet ein Sockel (4) oder mehrere Sockel (4) zum Aufnehmen einer Prothese vorhanden ist / sind.
Implantat (1), gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse durch die einzusetzende oder eingesetzte Schraube quer, schräg oder windschief zu einer Längsachse (M₁, M₂, M₃, M₄, M₅, M₆, M₇, M₈) des Sockels (4), insbesondere eine Einschraubachse des Sockels (4), ausgerichtet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Implantats (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt des Erfassens individueller Patientendaten mittels MRT oder CT, Erstellen der Trägerstruktur (2) und / oder des Sockels (4) auf Basis der individuellen Patientendaten mittels CAD/CAM-Techniken.