DE102020116270A1

DE102020116270A1 - Selbstzentrierender Index für zweiphasiges Dentalimplantat

Info

Publication number: DE102020116270A1
Application number: DE102020116270.7A
Authority: DE
Inventors: Walter Moser; Hubertus Nentwig
Original assignee: Hager & Meisinger Ges mbH; Hager & Meisinger GmbH
Current assignee: Hager & Meisinger Ges mbH; Hager & Meisinger GmbH
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2021-12-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Aufbauteil 1 für einen Implantatkörper 10 umfassend einen Zapfen 2 mit einem koronalen Ende 2a und einem apikalen Ende 2b, einem konischen Abschnitt 3, wobei der konische Abschnitt 3 zwischen dem koronalen Ende 2a und dem apikalen Ende 2b angeordnet ist, und einem Indexierungsabschnitt 4, wobei der Indexierungsabschnitt 4 eine für einen geometrischen Formschluss geeignete Geometrie aufweist und mit dem Implantatkörper 10 die Indexierung bereitstellt. Die Aufgabe, ein Aufbauteil 1 für einen Implantatkörper 10 zur Verfügung zu stellen, mit welchem unter geringem konstruktiven Aufwand eine einfache, genaue, zuverlässige und reproduzierbare Verbindung zu einem Implantatkörper 10 ermöglicht wird, wird dadurch gelöst, dass der Zapfen 2 im Indexierungsabschnitt 4 mindestens ein zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement 5 umfasst. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Implantatkörper 10, ein Dentalimplantat 100 sowie ein Implantatsystem.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufbauteil für einen Implantatkörper umfassend einen Zapfen mit einem koronalen Ende und einem apikalen Ende, einem konischen Abschnitt, wobei der konische Abschnitt zwischen dem koronalen Ende und dem apikalen Ende angeordnet ist, und einem Indexierungsabschnitt, wobei der Indexierungsabschnitt eine für einen geometrischen Formschluss geeignete Geometrie aufweist und mit dem Implantatkörper die Indexierung bereitstellt. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Implantatkörper, ein Dentalimplantat sowie ein Implantatsystem.
Ein Implantatkörper ist in der Regel als Hohlschraube ausgebildet und wird mit einem Werkzeug, welches das zum Eindrehen notwendige Drehmoment auf den Implantatkörper überträgt, in den vorbereiteten Kieferknochen eines Patienten eingedreht. Nach Entfernung dieses Werkzeugs ist der Aufnahmeraum des Implantatkörpers für das Aufbauteil offen. Der apikale Teil des Aufbauteils entspricht exakt der Geometrie des Aufnahmeraums und liegt dessen innerer Oberfläche formschlüssig, beispielsweise im Falle eines parallelwandigen Designs, oder kraftschlüssig, beispielsweise im Falle eines konischen Designs, an. Das Aufbauteil wird entweder gemäß dem Sofortversorgungskonzept sofort montiert zur direkten postoperativen Versorgung mit einer beispielsweise provisorischen Suprastruktur oder es wird gemäß dem Spätversorgungskonzept zu einem späteren Zeitpunkt eingesetzt, wobei der Aufnahmeraum temporär mit einer Verschlussschraube oder einem Sulkusformer verschlossen wird. Welches Konzept zur Anwendung kommt, ist vom lokalen Befund des Kieferknochens, insbesondere von Qualität und Quantität, abhängig.
Das Aufbauteil für die permanente prothetische Suprastruktur wird vielfach durch das Dentallabor ausgesucht, wobei für den koronalen Teil verschiedene Variationen in Bezug auf die Dimension und Abwinklung zur Implantatkörperachse zur Verfügung stehen. Der Zahnarzt führt eine Abdruckmaßnahme durch, wobei das Dentallabor mit Hilfe eines im Aufnahmeraum des Implantatkörpers montierten Übertragungselementes die genaue Position des Implantatkörpers übermittelt bekommt, welche dann mit einem Implantatkörper analog im Modell fixiert wird.
Beim Übertragen des Aufbauteils vom Modell in den Implantatkörper ist eine winkelgetreue Ausrichtung entsprechend der Modellsituation erforderlich. Dabei ist eine reproduzierbare, möglichst exakte und dauerhaft mechanisch stabile Positionierung des Aufbauteils in dem Implantatkörper unabdingbar. So werden beispielsweise die Kaukräfte über die zahntechnische Konstruktion und das Aufbauteil in den Implantatkörper und von dort in den Kieferknochen eingeleitet. Dabei treten sowohl lineare Kräfte als auch Dreh- und Kippmomente auf, welche durch die Verbindung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper zu übertragen sind.
Aufgrund der relativ hohen Belastung durch die Kaukräfte und der notwendigen kleinen Baugröße, die an die Dimension des Kieferknochens und die zahntechnische Konstruktion angepasst sein muss, sind neben den Anforderungen an die mechanische Festigkeit der Verbindungselemente, insbesondere bezüglich der Rotationssicherung, besonders hohe Anforderungen an die Genauigkeit der winkelgetreuen Rotationspositionierung des Aufbauteils in Bezug auf den Implantatkörper zu stellen. Die für eine zahntechnische Konstruktion geforderte Genauigkeit der Rotationspositionierung des Aufbauteils in dem Implantatkörper und deren Reproduktion in den sequenziellen Behandlungsschritten liegt bei wenigen Winkelgraden, bevorzugt maximal 1° bis 2°. Zur Rotationspositionierung des Aufbauteils in dem Implantatkörper dient eine formschlüssige Verbindung, welche in der Fachsprache als Index bezeichnet wird. Um die geforderte Genauigkeit des Index zu erreichen, sind an die bei der Produktion eingesetzten Herstellungsverfahren hohe Anforderungen zu stellen. Eine unzureichende Genauigkeit kann sich in einem Spiel zwischen den beiden Komponenten oder in einer Abweichung der Rotationsposition von nominell baugleichen Bauteilen unterschiedlicher Herstellung äußern.
Eine bewährte Ausführung zur Rotationssicherung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 10 2005 005 402 B4 bekannt, welche ein Dentalimplantat offenbart, bei dem die mechanische Verbindung zwischen Implantatkörper und Aufbauteil in Form einer selbsthemmenden Konusverbindung ausgeführt ist, wobei Aufbauteil und Implantatkörper mittels einer zentralen Schraube vorgespannt montiert werden. Der Index zur genauen winkelgetreuen Zuordnung der Rotationsposition ist durch eine in Umfangsrichtung in sechs Positionen formschlüssig ineinanderpassende Geometrie realisiert, welche am apikalen Ende des Aufbauteils angeordnet ist. Dem Index kommt dabei eine reine Positionierfunktion zu, weshalb dieser entsprechend filigran ausgeführt sein kann, da keine Rotationsmomente zu übertragen sind. Neben der reproduzierbaren Positionierfunktion dient der Index jedoch außerdem der Aufnahme eines Eindrehinstruments, mit welchem das Eindrehmoment bei der Insertion des Implantatkörpers über den Index auf den Implantatkörper zumindest anteilmäßig übertragen wird.
Zur Rotationspositionierung ist auch die Verwendung von Indexierungselementen bekannt, welche eine formschlüssige, eindeutige Zuordnung der Komponenten Aufbauteil und Implantatkörper im Zuge der Versorgung mit einer zahntechnischen Arbeit gewährleisten und die zusätzlich die kaukraftbedingten Rotationsmomente übertragen. So beschreibt beispielsweise die Druckschrift WO 2012/007119 A1 eine formschlüssige Verbindung mit jeweils sechs ineinandergreifenden Indexierungselementen, die nahe der Trennebene zwischen Aufbauteil und Implantatkörper angeordnet sind. Zwischen den Indexierungselementen und der Trennebene ist bloß eine kurze konische Fläche angeordnet, welche die formschlüssige Verbindung gegen die Trennebene abschließt und der Abdichtung der aus herstellungstechnischen Gründen spaltbehafteten Formschlussverbindung dienen soll. Herstellungstechnisch liegen beherrschbare Spaltgrößen bei Vielnutverbindungen in der Größenordnung von 10 µm bis 30 µm. Neben der Rotationspositionierung dienen die Indexierungselemente außerdem der Übertragung von Rotationsmomenten, welche einerseits durch die zahntechnische Konstruktion, beispielsweise bei Kaubelastung, auf das Implantat wirken und andererseits beim Eindrehen des Implantatkörpers in das Kieferbett durch ein Werkzeug, welches in den Index eingreift, übertragen werden. Um eine möglichst hohe Stabilität des Implantatkörpers im Knochen zu erreichen, insbesondere bei geplanter provisorischer Sofortversorgung, ist das Knochenbett häufig unterdimensioniert präpariert und das über den Index zu übertragende Drehmoment entsprechend hoch.
Aufgrund der Problematik der Genauigkeit der erzielbaren Rotationsposition ist eine Anordnung des Index auf einem möglichst großen Durchmesser der Komponenten wünschenswert. Als akzeptierte und meist ausreichend schlanke Dimensionen für Implantatkörper haben sich Durchmesser von 3 mm bis 4 mm etabliert. Mit den in der Produktion erreichbaren Toleranzen bei zerspanenden Herstellungsverfahren von ca. 10 µm bis 30 µm ergeben sich bei einem Implantatdurchmesser von 3,5 mm mögliche Genauigkeiten von 1° bis 2°. Ist der Index auf einem deutlich kleineren Durchmesser von beispielsweise 2 mm angeordnet, resultiert eine deutlich reduzierte Genauigkeit von mehr als 2°. Je größer der Durchmesser eines Index ist, desto höher ist die resultierende Genauigkeit der Rotationsposition. Zudem ist ein auf einem kleineren Durchmesser angeordneter Index weniger auf Drehmoment belastbar, als ein auf einem großen Durchmesser angeordneter Index. Bei gleichem Drehmoment ergeben sich wegen der geringeren Hebelverhältnisse höhere Kontaktkräfte und der Index wird früher geschädigt, wenn er auf einem kleinen Durchmesser angeordnet ist.
Eine Anordnung der Verbindungsebene zwischen Aufbauteil und Implantatkörper auf einem größeren Durchmesser und demnach zwangsläufig näher an der Trennebene der Komponenten, wäre allerdings mit schlechteren Bedingungen für eine gegenüber der biologischen Umgebung unzugänglichen, spaltbehafteten Indexgeometrie verbunden. Die konische Dichtfläche könnte nur relativ kurz ausgeführt sein. In wissenschaftlichen Arbeiten (Zipprich et al Z Implantologie 2007) wurde nachgewiesen, dass sich bei derartige Konstruktionen, mit relativ kurzen konischen Dichtflächen, unter der elastischen Deformation der Kaubelastung Spalte bilden und somit ein Keimzutritt in die spaltbehaftete Indexregion gegeben ist. Hinsichtlich einer spaltdichten, ausreichend langen Konusverbindung ist daher eine Anordnung des Index in der Tiefe des Implantatkörpers zu bevorzugen. Dies bedingt jedoch wiederum, dass der Index auf einem kleinen Durchmesser angeordnet ist, was zu einer reduzierten Rotationsgenauigkeit und zu einer geringeren mechanischen Belastbarkeit führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Aufbauteil für einen Implantatkörper zur Verfügung zu stellen, mit welchem unter geringem konstruktiven Aufwand eine einfache, genaue, zuverlässige und reproduzierbare Verbindung zu einem Implantatkörper ermöglicht wird. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen vorteilhaften Implantatkörper, ein vorteilhaftes Dentalimplantat sowie ein vorteilhaftes Implantatsystem vorzuschlagen.
Gemäß der ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe für ein Aufbauteil für einen Implantatkörper umfassend einen Zapfen mit einem koronalen Ende und einem apikalen Ende, einem konischen Abschnitt, wobei der konische Abschnitt zwischen dem koronalen Ende und dem apikalen Ende angeordnet ist, und einem Indexierungsabschnitt, wobei der Indexierungsabschnitt eine für einen geometrischen Formschluss geeignete Geometrie aufweist und mit dem Implantatkörper die Indexierung bereitstellt, dadurch gelöst, dass der Zapfen im Indexierungsabschnitt mindestens ein zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement umfasst.
Der Zapfen des Aufbauteils ist vorzugsweise an die Form eines in dem Implantatkörper vorgesehenen Aufnahmeraums angepasst. Der Zapfen des Aufbauteils umfasst ein apikales Ende, mit welchem voran das Aufbauteil in den Implantatkörper eingesetzt wird. Das apikale Ende des Zapfens definiert hier gleichzeitig die Verbindungsebene von Aufbauteil und Implantatkörper. Der Bereich, an dem der Zapfen des Aufbauteils in den Implantatkörper eintritt, wird hier dagegen als Trennebene bezeichnet. Vorzugsweise sind der konische Abschnitt und der Indexierungsabschnitt des Zapfens des Aufbauteils zwischen der Verbindungsebene und der Trennebene angeordnet.
Das Aufbauteil ist insbesondere für die Verbindung mit einem Implantatkörper geeignet. Hierzu umfasst der Zapfen des Aufbauteils einen konischen Abschnitt, wobei der konische Abschnitt vorzugsweise als selbsthemmender Konus ausgebildet ist. Die Konusverbindung hat mehrere Funktionen. Mit Hilfe der Konusverbindung kann neben einer den hohen Belastungen durch Kräfteübertragung und Biege- und Rotationsmomente dauerhaft standhaltenden Rotationssicherung des Aufbauteils bezüglich des Implantatkörpers insbesondere eine kraftschlüssige, spaltdichte und spielfreie Fügeverbindung erzeugt werden, welche das Eindringen von Bakterien oder sonstigen Krankheitserregern, welche wiederum unerwünschte biologische Vorgänge verursachen können, in das Innere des Dentalimplantats zuverlässig verhindert. Als kritische Spaltgröße ist eine Dimension von wenigen µm zu betrachten, da ein Bakterium eine Größe von etwa 1 µm aufweist. In dem Indexierungsabschnitt weist der Zapfen des Aufbauteils eine für einen geometrischen Formschluss geeignete, vorzugsweise zur Achse des konischen Abschnitts fluchtende Geometrie auf.
Als für einen geometrischen Formschluss geeignete Geometrie werden vorzugsweise zur Achse des konischen bzw. des Indexierungsabschnitts achsparallel ausgebildete Mehrkantflächen, beispielsweise eines Dreiecks, Vierecks, Sechsecks, etc., Rund-Geometrien mit eingearbeiteten Nuten mit winkelsymmetrischer 30 - 45 - 60°-Teilung, mehrflächige Polygongeometrien oder Kombinationen dieser Geometrien gegen eine Verdrehung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper verwendet. Die formschlüssigen Geometrieanordnungen des Aufbauteils und optional des Implantatkörpers wirken als formschlüssige Verbindung, also als Index zusammen.
Während Indexierungsabschnitte herkömmlicher Aufbauteile starrer Natur sind, zeichnet sich der Indexierungsabschnitt des erfindungsgemäßen Aufbauteils durch mindestens ein zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement aus. Das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement wird bei dem Ineinanderfügen von Aufbauteil und Implantatkörper vorzugsweise elastisch verformt. Durch die Rückstellkraft des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements wird eine zentrierende Funktion zwischen Aufbauteil und Implantatkörper erzielt. Durch die kraft- und momentübertragende Funktion des vorzugsweise selbsthemmenden konischen Abschnitts kommt dem Indexierungsabschnitt eine reine Positionierfunktion zu. Da der Index ausschließlich zur Rotationspositionierung und nicht als Rotationssicherung für Kaukräfte dient, wird dieser geschont.
Als zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement eignet sich für den vorliegenden Zweck besonders eine blattfederartige Geometrie, welche vorzugsweise direkt mit dem Indexierungsabschnitt des Zapfens verbunden ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem zumindest teilweise elastischen Funktionselement um eine Blattfeder. Das Funktionselement kann beispielsweise während der formgebenden Herstellung direkt aus dem Zapfenwerkstoff einteilig mit dem Zapfen hergestellt werden. Dadurch kann vorteilhaft ein Index mit rezentrierenden Eigenschaften erzeugt werden.
Bei dem sehr begrenzt zur Verfügung stehenden Bauvolumen sind der Ausgestaltung des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements des rezentrierenden Index enge Grenzen gesetzt. Um eine ausreichende Federwirkung ohne eine plastische Deformation, d.h. eine Überlastung des beispielsweise blattfederartigen Funktionselements zu erzielen, ist dieses unter Nutzung der Möglichkeiten der Elastizitätslehre zu gestalten. Ausgehend vom klassischen, durch Biegemoment beanspruchten Biegebalkenansatz sind die geometrischen und die werkstoff- und herstellungstechnisch begründeten Bedingungen bei der Ausgestaltung zu berücksichtigen. Mittels Berechnungen mit finiten Elementen kann so eine optimale Formgebung gefunden und überprüft werden, welche den Anforderungen an Funktion und Herstellung gerecht wird. Randbedingungen dabei sind die Werkstoffeigenschaften wie die Streckgrenze, der Elastizitätsmodul, die konstruktiv bedingten Kerbwirkungen sowie die homogene Nutzung des Werkstoffpotentials und eine definierte Überlastsicherheit.
Die elastischen Eigenschaften des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements wirken vorzugsweise radial nach außen, also quer zur Längsachse des Zapfens, womit das fertigungsbedingte mechanische Spiel in radialer und in Umfangsrichtung kompensiert wird. So erlaubt das erfindungsgemäße Aufbauteil eine eindeutige, immer reproduzierte Verbindung zu einem Implantatkörper, da die Rückstellkraft des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements das Aufbauteil stets in die gleiche Position zurückführt. Beim Einsetzen des erfindungsgemäßen Aufbauteils wirkt eine Kraft, wodurch das zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement des Indexierungsabschnitts vorgespannt wird und in der Folge seine zentrierende Funktion ausübt. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass auf diese Weise vorteilhaft eine spielfreie Positionierung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper erzielt werden kann. So kann konstruktionsbedingt ein deutlich reduziertes bis gar nicht vorhandenes Spiel in der Rotationsposition erreicht werden.
Gleichzeitig können die Anforderungen an die Genauigkeit in der Produktion und in der Prüfung der Serienproduktion des Aufbauteils und/oder des Implantatkörpers und damit der Produktionsaufwand reduziert werden. Das erfindungsgemäß konstruierte und hergestellte Aufbauteil kann wegen der Kompensation von Abweichungen in der Geometrie mit weniger genauen Anforderungen und dadurch mit Fertigungstoleranzen hergestellt werden. Trotzdem wird eine hohe Positionsgenauigkeit der Verbindung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper erzielt, welche durch das Zusammenwirken mit der vorzugsweise kraftschlüssigen, selbsthemmenden Konusverbindung dauerhaft gewährleistet werden kann. Da die Einhaltung höchst genauer Toleranzen in der Herstellung nicht mehr nötig ist, wird gleichzeitig eine besonders kostengünstige Herstellung von Aufbauteil und Implantatkörper ermöglicht.
Des Weiteren wird mit dem erfindungsgemäßen Aufbauteil, insbesondere durch den rezentrierenden Index, auch nach einer zahntechnischen Bearbeitung und/oder einem Wechsel des Aufbauteils eine stabile und exakte Repositionierung des Aufbauteils in dem Implantatkörper ermöglicht.
Der Zapfen des Aufbauteils umfasst vorzugsweise eine zentrale Durchgangsbohrung. Die Durchgangsbohrung dient der Befestigung des Aufbauteils in dem Implantatkörper mit Hilfe einer zentralen Spannschraube. Die Spannschraube wird durch die Durchgangsbohrung des Zapfens durchgeführt und greift an der Verbindungsebene zwischen Aufbauteil und Implantatkörper durch die Durchgangsbohrung in den Aufnahmeraum des Implantatkörpers ein, welcher vorzugsweise zumindest in diesem Abschnitt ebenfalls mit einer Gewindestruktur versehen ist, in welche die Spannschraube einschraubbar ist. Auf diese Weise kann eine Vorspannung der vorzugsweise selbsthemmenden konischen Verbindung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper erreicht werden. Die Verwendung einer Spannschraube erlaubt auch einen nachträglichen Austausch des Aufbauteils in dem fest mit dem Kieferknochen verwachsenen Implantatkörper ohne größere Belastung für den Patienten.
Vorzugsweise weist das Aufbauteil zumindest am apikalen Ende einen Innendurchmesser, beispielsweise in Form einer Erweiterung der Durchgangsbohrung, auf, welcher es erlaubt, dass Gewinde der Spannschraube, beispielsweise beim Einsetzen des Aufbauteils in den Implantatkörper zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig im Aufbauteil zu versenken. Hierdurch wird das Einsetzen des Aufbauteils in den Implantatkörper wesentlich vereinfacht. Beim Einsetzen des Aufbauteils kann die Führung zur Position des Aufbauteils dann alleine durch den Indexierungsabschnitt erfolgen.
Das Aufbauteil und/oder der Implantatkörper sind vorzugsweise zumindest teilweise aus Titan und/oder Keramik hergestellt. Für den Implantatkörper wird vorzugsweise Reintitan Grade 4 verwendet. Für das Aufbauteil wird vorzugsweise eine Titan Grade 5-Legierung, insbesondere einer ELI (extra low interstitials)-Qualität verwendet. Aufgrund der hohen Biokompatibilität und der vorteilhaften mechanischen Eigenschaften mit geringem Elastizitätsmodul und hoher Festigkeit sind diese Titan-Werkstoffe für dauerhaft hoch beanspruchte Dentalimplantate besonders gut geeignet. Vorzugsweise ist auch das zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement aus einer entsprechenden Titan-Legierung hergestellt.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aufbauteils weist das Aufbauteil zumindest teilweise eine haftreibungsvermindernde Beschichtung, insbesondere im Indexierungsabschnitt, auf. Der für Dentalimplantat-Komponenten häufig eingesetzte Werkstoff Titan weist insbesondere in der Paarung Titan-Titan einen relativ hohen Reibungskoeffizienten auf. Dies ist insbesondere vorteilhaft für die Konstruktion einer vorzugsweise selbsthemmenden Konusverbindung, bei welcher ein hoher Haftreibungskoeffizient die sichere Übertragung von Kräften und Momenten, insbesondere von Rotationsmomenten, gewährleistet. Für die Betriebsbedingungen in der Bauteilkombination des Index ist dagegen, für eine einfache Fügung und für eine möglichst große Rückstellwirkung des Index, insbesondere des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements, ein möglichst niedriger Haftreibungskoeffizient von Vorteil. Zur Unterstützung der rezentrierenden Wirkung kann deshalb eine haftreibungsvermindernde Beschichtung im Bereich des Indexierungsabschnitts vorteilhaft sein. Bei der haftreibungsvermindernden Beschichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Titan-Nitrid- oder eine Titan-Niob-Nitrid-Beschichtung. In der Dentalimplantattechnik sind mittels PVD (physical vapour deposition) aufgebrachte keramische Dünnschichten etabliert. Diese elastischen, hochfesten Dünnschichten vermindern den Reibungskoeffizient signifikant und verhindern unerwünschte reibungsbedingte Materialübertragungen, die sogenannte Fressneigung, zuverlässig.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aufbauteils ist der Indexierungsabschnitt in apikaler Richtung des konischen Abschnitts, insbesondere an dem apikalen Ende des Zapfens angeordnet. Der Indexierungsabschnitt ist demnach an der Verbindungsebene zwischen Aufbauteil und Implantatkörper angeordnet. Auf diese Weise liegt der formschlüssige, mindestens ein zumindest teilweise elastisches Funktionselement umfassende, rezentrierende Index, welcher konstruktions- und herstellungsbedingt spaltbehaftet ist, in der Tiefe des Implantatkörpers und ist so durch die spaltdichte Konusverbindung geschützt vor Bakterien und anderen Krankheitserregern. Der Indexierungsabschnitt ist damit auf dem kleinsten Durchmesser des Aufbauteils angeordnet und unterliegt in dieser Position dem Nachteil, dass Maßabweichungen und spaltbedingtes Spiel sich mit einem kleinen Hebelarm in relativ großen Winkelabweichungen auswirken. Dieser Nachteil wird durch die Funktion des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements kompensiert, welches das spaltbedingte Spiel kompensiert, und sich somit immer die gleiche Winkelposition einstellt. Mit einem entsprechend ausgestalteten Aufbauteil kann durch den Federdruck ein Rotationsspiel kompensiert und insbesondere von ± 0° erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aufbauteils umfasst der Zapfen im Indexierungsabschnitt mindestens einen zumindest teilweise elastischen Bereich und mindestens einen im Wesentlichen starren Bereich, wobei das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement in dem mindestens einen zumindest teilweise elastischen Bereich des Indexierungsabschnitt angeordnet ist. Der mindestens eine zumindest teilweise elastische Bereich kann beispielsweise ein oder mehrere zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselemente umfassen. Denkbar ist beispielsweise eine Kombination aus mindestens einem im Wesentlichen starren Bereich und mindestens einem elastischen Bereich in dem Indexierungsabschnitt. Für eine hohe rezentrierende Wirkung der Rückstellkraft des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements ist es günstig, wenn dieses dem mindestens einen im Wesentlichen starren Bereich des Indexierungsabschnitts im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet ist. Die elastischen Eigenschaften des federnden Anteils des rezentrierenden Index werden insbesondere über die geometrische Ausgestaltung des elastischen Elementes beeinflusst.
Der Indexierungsabschnitt kann zudem beispielsweise mindestens eine Aussparung aufweisen. Die mindestens eine Aussparung stellt beispielsweise eine Unterbrechung zwischen dem mindestens einen elastischen und dem mindestens einen im Wesentlichen starren Bereich oder zwischen einem ersten elastischen oder im Wesentlichen starren und einem zweiten elastischen oder im Wesentlichen starren Bereich dar. Mit Hilfe der mindestens einen Aussparung lässt sich insbesondere vorteilhaft die Elastizität des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements beeinflussen, insbesondere verstärken. Vorzugsweise schließt sich umfänglich an beiden Enden des mindestens einen elastischen Bereichs, insbesondere umfänglich an beiden Enden des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements, unmittelbar jeweils eine Aussparung an. Hierdurch wird vorteilhaft die Beweglichkeit des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements erhöht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Aufbauteils umfasst der Indexierungsabschnitt eine Vielzahl an zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselementen, vorzugsweise ausschließlich zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselemente. Es ist beispielsweise denkbar, dass der Zapfen in dem Indexierungsabschnitt über den ganzen Umfang elastisch ausgebildet ist. So umfasst der Indexierungsabschnitt beispielsweise mehrere, vorzugsweise ausschließlich zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselemente. Denkbar ist beispielsweise, dass der Indexierungsabschnitt lediglich mindestens ein zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement und mindestens eine Aussparung umfasst. Ebenso ist denkbar, dass mindestens ein zumindest teilweise elastisches Funktionselement Bestandteil eines separaten Körpers ist, welcher drehfest mit dem Aufbauteil und/oder dem Implantatkörper verbunden ist, beispielsweise eine Hülse.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Zapfen mindestens ein Orientierungsmittel, wobei das Orientierungsmittel insbesondere im Indexierungsabschnitt angeordnet ist. Da bei der Montage des Aufbauteils in dem Implantatkörper das koronale Ende des Implantatkörpers meist durch Zahnfleisch verdeckt ist, muss die indexierte Position ohne direkte Einsicht sicher haptisch auffindbar sein. Zur sicheren Auffindung der indexierten Position wird beispielsweise durch das Zusammenwirken des mindestens eines Orientierungsmittels des Zapfens des Aufbauteils, welches beispielsweise die Form einer Aussparung haben kann, mit mindestens einem weiteren Orientierungsmittel des Implantatkörpers, welches beispielsweise die Form einer Nut haben kann, ein Einfädelbereich von ca. ± 10 Winkelgraden erzeugt. Nähert sich die Montageposition des Aufbauteils um mehr als 10° der Sollposition, so greifen beispielsweise die Orientierungsmittel des Zapfens unter axialem Druck zunehmend in die Orientierungsmittel des Implantatkörpers, bis schlussendlich die exakte Sollposition erreicht ist. Der gesamte haptisch erfassbare Weg des Aufbauteils ist dabei vorzugsweise größer als 0.5 mm, besonders bevorzugt größer als 0.9 mm.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beträgt die Länge L_KA des konischen Abschnitts des Zapfens mindestens 2,5 mm, vorzugsweise mindestens 3,0 mm. Aufgrund der eingangs begründeten sehr kleinen Baugröße bei gleichzeitig sehr hoher Belastbarkeit von Dentalimplantaten ist die Ausgestaltung des lastübertragenden Anteils des Aufbauteils, in diesem Falle des vorzugsweise selbsthemmenden konischen Abschnitts, für die Gestaltung des Zapfens zwischen Trenn- und Verbindungsebene essentiell. Das bedeutet, dass der vorzugsweise selbsthemmende konische Abschnitt bei einem durch den Implantatkörper-Außendurchmesser vorgegebenem Durchmesser eine gewisse Länge nicht unterschreiten sollte. Dies insbesondere, wenn der konische Abschnitt die auftretenden Kräfte, Biegemoment und Rotationsmoment übertragen soll. Bei einem Implantatdurchmesser von 3 mm bis 4 mm sollte die Konuslänge L_K daher vorzugsweise 2,5 mm bis 3,0 mm nicht unterschreiten, da sonst die Dauerhaftigkeit der Verbindung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper unter der zyklischen Kaukraft Schaden nehmen kann. Für die Dimensionierung des Indexanteils des Aufbauteils ist der Raum deshalb sehr begrenzt, insbesondere da für die Versorgung bei reduziertem Knochenangebot Implantatkörperlängen unterhalb von 7 mm notwendig sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Aufbauteils ist das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement des Indexierungsabschnitts zumindest teilweise plan ausgestaltet.
Während der Zapfen des Aufbauteils in der Regel überwiegend konus- und/oder zylinderförmig ausgebildet ist, ist das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement vorteilhaft zumindest teilweise plan ausgebildet, wodurch die Elastizität des Funktionselements gesteigert werden kann. Insbesondere ist das mindestens eine elastische Funktionselement beispielsweise als Sekante zu dem gedachten konus- und/oder zylinderförmigen Indexierungsabschnitt bzw. zu der konus- und/oder zylinderförmigen Innenfläche des Aufnahmeraums des Implantatkörpers, in welchen das Aufbauteil eingeführt wird, ausgestaltet. Vorzugsweise ist das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement möglichst wenig gekrümmt, um eine hohe Elastizität aufzuweisen. Das zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement ist beispielsweise auf der Außenseite plan ausgestaltet und weist zur Bauteilachse hin auf seiner Innenseite lediglich eine geringe Krümmung auf, welche an den Gewindeanteil der Spannschraube, angepasst ist.
Insbesondere bei einer zumindest teilweise planen Ausgestaltung des mindestens einen zumindest teilweise elastischen Funktionselements können scharfe Kanten das Ergebnis sein. Derartige Kanten können sich in das Material des Implantatkörpers, in welchen das Aufbauteil eingeführt wird, einarbeiten und verkanten, beispielsweise unter extremem Druck durch die kraftschlüssige Verbindung. Derartige Kanten bergen zudem die Gefahr, die Handschuhe des Benutzers während der Handhabung zu beschädigen. Eventuelle Kanten sind daher vorzugsweise abgerundet oder als Fasen ausgebildet.
Vorzugsweise weist das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement des Indexierungsabschnitts mindestens einen Vorsprung auf. Der mindestens eine Vorsprung dient beispielsweise einer definierten Krafteinleitung und Kontaktierung der Innenfläche des Aufnahmeraums des Implantatkörpers. Beim Einsetzen des Aufbauteils in den Implantatkörper kommt das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement über den Vorsprung mit dem Implantatkörper in Kontakt, wobei vorzugsweise eine Fase, als schiefe Ebene, das Inkontakttreten beim Fügevorgang ermöglicht. Zwischen dem durch den Vorsprung gegebenen Kontaktbereich und der Innenfläche des Aufnahmeraums des Implantatkörpers wird somit ein Kraftschluss erzielt, welcher mit zunehmender Federdeformation die Rückstellkraft bildet.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch einen Implantatkörper umfassend einen Aufnahmeraum dadurch erreicht, dass der Aufnahmeraum des Implantatkörpers zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Aufbauteils ausgebildet ist, wobei der Aufnahmeraum des Implantatkörpers mindestens einen vorstehenden Abschnitt aufweist, wobei der mindestens eine vorstehende Abschnitt zur Auslenkung des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements des Indexierungsabschnitts des Aufbauteils ausgestaltet ist. Dazu ist der mindestens eine vorstehende Abschnitt auf der Höhe des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements, insbesondere nahe der Verbindungsebene von Aufbauteil und Implantatkörper, bei in den Implantatkörper eingesetztem Aufbauteil angeordnet. Mit Hilfe des vorstehenden Abschnitts lässt sich in vorteilhafter Weise die Auslenkung des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements und damit beispielsweise auch die Rückstellkraft beeinflussen. Vorzugsweise ist der mindestens eine vorstehende Abschnitt so ausgebildet, dass ein Rotationsspiel von ± 0° zwischen Aufbauteil und Implantatkörper erreicht wird.
Der mindestens eine vorstehende Abschnitt nimmt vorzugsweise in Richtung des apikalen Endes des Implantatkörpers zu. Auf diese Weise wird die Auslenkung des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements gesteigert, je tiefer das Aufbauteil in den Aufnahmeraum des Implantatkörpers gelangt. Der mindestens eine vorstehende Abschnitt unterstützt vorteilhaft den Kraftschluss zwischen Aufbauteil und Implantatkörper im Bereich des Indexierungsabschnitts des Aufbauteils. Insbesondere kann der mindestens eine Abschnitt zur Auslenkung des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements des Aufbauteils integral mit einem Indexierungselement des Implantatkörpers ausgebildet sein.
Der Implantatkörper weist vorzugsweise ein Außengewinde auf, welches dem Einsetzen des Implantatkörpers in ein vorbereitetes Knochenbett und zur Verankerung dient. Gleichzeitig dient die Außenfläche des Implantatkörpers vorzugsweise als osseointegrationsfördernde Knochenanlagerungsfläche. Durch das Vorsehen eines Außengewindes wird beispielsweise die Oberfläche des Implantatkörpers vergrößert. Zudem kann die Knochenanlagerungsfläche durch Aufrauhen des Implantatkörpers auf unterschiedliche Weise, z.B. durch Säureätzen, Sandstrahlen und/oder spanende Bearbeitung, gebildet werden. Zusätzlich oder alternativ wird die Außenfläche mit einer Substanz zur Förderung der Osseointegration beschichtet. Zudem weist der Aufnahmeraum des Implantatkörpers vorzugsweise ein Innengewinde zur Aufnahme einer Spannschraube auf.
Vorzugsweise weist der Implantatkörper, insbesondere im Bereich des Aufnahmeraums, darüber hinaus zumindest teilweise eine haftreibungsvermindernde Beschichtung auf. Für eine einfache Fügung und eine möglichst große Rückstellwirkung des Index ist ein möglichst niedriger Haftreibungskoeffizient von Vorteil. Bei der haftreibungsvermindernden Beschichtung handelt es sich beispielsweise um eine Titan-Nitrid- oder eine Titan-Niob-Nitrid-Beschichtung.
Vorzugsweise weist der Aufnahmeraum des erfindungsgemäßen Implantatkörpers eine zum konischen Abschnitt des Aufbauteils korrespondierende zumindest teilweise konische Innenfläche auf. Die Länge L_KI der konischen Innenfläche des Aufnahmeraums beträgt vorzugsweise mindestens 2,5 mm, bevorzugt mindestens 3,0 mm. Sofern auch der konische Abschnitt des Aufbauteils eine entsprechende Länge L_KA aufweist und sich damit eine entsprechende Konuskontaktzonenlänge von mindestens 2,5 mm, bevorzugt mindestens 3,0 mm ergibt, kann vorteilhaft eine zuverlässige, dauerhaft spalt- und spielfreie Verbindung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper erreicht werden. Die Verbindungsebene zwischen Aufbauteil und Implantatkörper befindet sich so vorteilhaft in der Tiefe der Aufnahmeöffnung des Implantatkörpers.
Gemäß einer dritten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Dentalimplantat dadurch erreicht, dass das Dentalimplantat ein erfindungsgemäßes Aufbauteil sowie einen Implantatkörper, insbesondere einen erfindungsgemäßen Implantatkörper, umfasst. Wie zuvor bereits ausgeführt, erlaubt das erfindungsgemäße Aufbauteil zumindest im Bereich des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements eine vorteilhafte kraftschlüssige Verbindung zwischen Aufbauteil und Implantatkörper und insbesondere eine vorteilhafte Rotationspositionierung mit einem Rotationsspiel von bis ± 0°. Durch die kraft- und momentübertragende Funktion des vorzugsweise selbsthemmenden konischen Abschnitts des Aufbauteils und/oder Implantatkörpers kommt dem Index eine reine Positionierfunktion zu. Da der Index ausschließlich zur Rotationspositionierung und nicht als Rotationssicherung für Kaukräfte dient, wird dieser geschont. Ebenso wird der Index vorteilhaft nicht als Retentionselement für ein Eindrehinstrument verwendet, da das Implantat über ein kraftschlüssiges Werkzeug, welches mit dem vorzugsweise selbsthemmenden Konus interagiert, ohne mechanische Einflüsse auf den Index eingedreht wird. Dieses Konzept der kraftschlüssigen Verbindung Konus-Eindrehwerkzeug erlaubt Drehmomente von größer 85 Ncm, was deutlich über dem klinisch relevanten Bereich liegt.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dentalimplantats weist das Dentalimplantat eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Aufbauteil und dem Implantatkörper auf, wobei die formschlüssige Verbindung so ausgebildet ist, dass das Rückstellmoment immer größer als das Haftreibmoment ist. Die im montierten Zustand durch das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement des Indexierungsabschnitts des Aufbauteils erzeugte und übertragene Normalkraft F_N verursacht eine Reibkraft F_R, welche beispielsweise einerseits zwischen den Kontaktzonen des Funktionselements und andererseits zwischen der gegenüber angeordneten Fläche wirkt. Das daraus resultierende Reibmoment wirkt dem Rückstellmoment entgegen, wobei wie bei allen Coulombschen Reibverhältnissen die Haftreibung immer größer ist, als die Gleitreibung. Für das selbsttätige Rückstellen, d.h. für das Erreichen der immer gleichen Rotationsposition zwischen Aufbauteil und Implantatkörper muss das Rückstellmoment immer größer sein, als das Haftreibmoment.
Vorzugsweise sind die Strecken- und Kraftverhältnisse der Anordnung mindestens einer dem zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselement im Wesentlichen gegenüberliegenden Fläche zur Kontaktierung der Innenwand des Aufnahmeraums des Implantatkörpers, vorzugsweise eine Fläche eines im Wesentlichen starren Bereichs des Indexierungsabschnitts, und des Funktionselements so ausgebildet, dass die Breite B1 der Fläche zur Kontaktierung der Innenwand des Aufnahmeraums des Implantatkörpers und die Breite B2 des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements ausreichend groß sind gegenüber dem Abstand H1 zwischen der Fläche und dem im Wesentlichen gegenüberliegenden Funktionselement.
Es gilt $\begin{array}{l} F_{N} \times B 1 / 2 + Fn \times B 2 / 2 > F_{R} \times H 1 \\ F_{R} = μ \times F_{N} \\ B 1 / 2 + B 2 / 2 > μ \times H 1 \end{array}$
µ: Haftreibkoeffizient
Sofern das Funktionselement einen Vorsprung umfasst, ist die Breite des Vorsprungs gleich der Breite B2 ist.
Das Aufbauteil und/oder der Implantatkörper des erfindungsgemäßen Dentalimplantats weist vorzugsweise zumindest teilweise eine haftreibungsvermindernde Beschichtung, insbesondere im Bereich des Index, auf. Für die Betriebsbedingungen in der Bauteilkombination des Index ist für eine einfache Fügung und eine möglichst große Rückstellwirkung des Index, insbesondere des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements, ein möglichst niedriger Haftreibungskoeffizient von Vorteil. Zur Unterstützung der oben abgeleiteten rezentrierenden Wirkung kann deshalb eine haftreibungsvermindernde Beschichtung im Bereich des Index vorteilhaft sein. Bei der haftreibungsvermindernden Beschichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Titan-Nitrid- oder eine Titan-Niob-Nitrid-Beschichtung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dentalimplantats beträgt die Länge der Raststrecke der formschlüssigen Verbindung mindestens 0,8 mm, vorzugsweise mindestens 1,0 mm, besonders bevorzugt mehr als 1,0 mm. Für die sichere Handhabung des Dentalimplantats unter den operativen Bedingungen am Patienten ist für den Zahnarzt eine deutlich haptisch erkennbare Raststrecke des Index vorteilhaft. Der Implantatkörper ist häufig vom Zahnfleisch bedeckt und der Operateur fügt das Aufbauteil und den Implantatkörper durch eine kleine stichförmige Inzision zusammen, ohne Einsicht auf die Trennebene. Deshalb ist eine haptisch deutlich erfühlbare Raststrecke von mindestens 0,8 mm, vorzugsweise mindestens 1,0 mm, besonders bevorzugt mehr als 1,0 mm, vorteilhaft. Der operierende Zahnarzt soll dadurch in der Lage sein, ohne visuelle Kontrolle durch eine zusätzliche operative Eröffnung des Zahnfleischs, die korrekte Montage von Implantatkörper und Aufbauteil erkennen zu können.
Schließlich wird gemäß einer vierten Lehre der vorliegenden Erfindung die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Implantatsystem dadurch erreicht, dass das Implantatsystem ein erfindungsgemäßes Dentalimplantat und ein Werkzeug zum Einsetzen des Implantatkörpers in ein Kieferbett umfasst. Die Installation des Implantatkörpers beinhaltet die Rotation des Implantatkörpers in eine vorgebohrte oder mit einem Gewinde versehene Stelle in einem Kieferbett unter Verwendung eines Werkzeugs, beispielsweise eines Antriebselements, wie z.B. einer Rakel oder eines anderen Rotationsmittels. Um eine möglichst hohe Stabilität des Implantatkörpers im Knochen zu erreichen, ist das Kieferbett häufig unterdimensioniert präpariert und das zu übertragende Drehmoment ist entsprechend hoch. Das Einsetzen des Implantatkörpers in das vorbereitete Kieferbett erfolgt vorzugsweise mittels eines Werkzeugs, welches das Eindrehmoment über eine Reibverbindung zwischen der Innenfläche, vorzugsweise dem Innenkonus, des Aufnahmeraums des Implantatkörpers und dem Werkzeug oder einer Montagehilfe, welches vorzugsweise einen Zapfen mit einer konischen Außenfläche aufweist, überträgt und so insbesondere den Index nicht beansprucht. So können hohe Eindrehmomente erzeugt werden, ohne dass die Gefahr der Schädigung des Index besteht, insbesondere, wenn dieser auf einem kleinen Durchmesser angeordnet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Implantatsystem kann vorteilhaft eine Eindrehretention von mehr als 60 Ncm, insbesondere mehr als 85 Ncm erreicht werden.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Aufbauteil sowie den erfindungsgemäßen Implantatkörper, das erfindungsgemäße Dentalimplantat und das erfindungsgemäße Implantatsystem auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird verwiesen einerseits auf die den Patentansprüchen 1, 10,11 und 14 nachgeordneten Patentansprüche sowie auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
Die Zeichnung zeigt in

1 in einer dreidimensionalen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aufbauteils,
2 eine weitere dreidimensionale Darstellung des Ausführungsbeispiels aus 1 mit einem eine Spannschraube zeigenden Ausbruch,
3 in einer vergrößerten dreidimensionalen Darstellung das apikale Ende des erfindungsgemäßen Aufbauteils aus 1,
4 in einer zweidimensionalen Schnittdarstellung senkrecht zur Axialrichtung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dentalimplantats und
5 das erfindungsgemäße Dentalimplantat aus 4 in einer axialen Schnittdarstellung.

In 1 ist ein Aufbauteil 1 für einen Implantatkörper 10 umfassend einen Zapfen 2 mit einem koronalen Ende 2a und einem apikalen Ende 2b, einem konischen Abschnitt 3 und einem Indexierungsabschnitt 4 dargestellt. Der konische Abschnitt 3 ist zwischen dem koronalen Ende 2a und dem apikalen Ende 2b angeordnet. Der Indexierungsabschnitt 4 weist eine für einen geometrischen Formschluss geeignete Geometrie auf und stellt mit dem Implantatkörper 10 die Indexierung bereit. Der Indexierungsabschnitt 4 ist vorzugsweise für eine formschlüssige Verbindung 101, welche auch als Index bezeichnet wird, zwischen Aufbauteil 1 und Implantatkörper 10 ausgebildet. Die in den 1 bis 4 abgebildete formschlüssige Verbindung 101 umfassend den Indexierungsabschnitts 4 des Aufbauteils 1, also der Index von Aufbauteil 1 und Implantatkörper 10, hat vier mögliche Rotationspositionen. Alternativ könnte der Index auch über drei oder sechs mögliche Rotationspositionen verfügen.
Der Zapfen 2 umfasst im Indexierungsabschnitt 4 ein zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement 5. Der Indexierungsabschnitt 4 kann zudem eine Vielzahl an zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselementen 5, beispielsweise ausschließlich zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselemente 5, umfassen. Der Indexierungsabschnitt 4 ist in apikaler Richtung des konischen Abschnitts 3, an dem apikalen Ende 2a des Zapfens 2, angeordnet. Auf der anderen Seite des Zapfens 2 grenzt der zumindest in Anteilen elastische Indexierungsabschnitt 4 an den konischen Abschnitt 3 an. Der konische Abschnitt 3 hat vorzugsweise eine Länge L_KA von mindestens 2,2 mm, bevorzugt mindestens 2,5 mm, besonders bevorzugt mindestens 3,0 mm. Dabei weist der konische Abschnitt 3 einen Winkel auf, der kleiner als der Haftreibungswinkel ist, wodurch die Konusverbindung selbsthemmend ist. Insbesondere beträgt der Gesamtwinkel des Konus zwischen 15° und 5°, vorzugsweise zwischen 12° und 6° (halber Konuswinkel zwischen 6° und 3°).
In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Aufbauteils 1 mit einer darin beispielsweise werksseitig vormontierten Spannschraube dargestellt. Die Spannschraube dient der Vorspannung der selbsthemmenden Konusverbindung und verfügt dazu über einen Schraubenkopf, über welchen mit einem geeigneten Werkzeug das Montage-Drehmoment eingeleitet wird, ein Außengewinde, welches in das Innengewinde des Implantatkörpers 10 eingedreht wird und einen Schaft. Bei der Montage wird das aus einer Baureihe von unterschiedlichen Modellen ausgewählte Aufbauteil 1 in den Implantatkörper 10 mit der durch den Index vorgegebenen Rotationsposition eingesetzt und mittels der Spannschraube, welche mit einem Werkzeug bedient wird, mit einem definierten Montagedrehmoment vorgespannt.
Durch das Montagedrehmoment wird in dem Schaft der Spannschraube eine Zugkraft erzeugt, welche diesen dehnt und so in der selbsthemmende Paarung zwischen dem konischen Abschnitt 3 des Aufbauteils und dem konischen Abschnitt des Implantatkörpers 10 eine Vorspannung erzeugt, welche diese ineinander fügt und währende der Betriebsdauer, d.h. während der Gebrauchsdauer des Dentalimplantates 100 durch den Patienten als fest gefügte, spaltdichte Konusverbindung, aufrechterhält:

Dies hat den Vorteil, dass nach Einsetzen des Aufbauteils 1 in den Implantatkörper 10 die Betriebskräfte, d.h. die Kaukräfte, durch die fest gefügte Konusverbindung übertragen werden und dass weder die Spannschraube noch der Index nach dem Einsetzen des Aufbauteils 1 durch die Kaukräfte belastet werden und dass durch die spaltdichte Konusverbindung der spaltbehaftete Index umfassend den Indexierungsabschnitt 4 des Aufbauteils 1, der in der Tiefe des Implantatkörpers 10 angeordnet ist, vor der Besiedelung mit Bakterien und Krankheitserregern geschützt ist oder etwaig dort vorhandene entzündlich wirkende Keime keinen Zugang zur biologischen Umgebung des Dentalimplantates 100 erlangen können.

Der Zapfen 2 umfasst im Indexierungsabschnitt 4 mindestens ein zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement 5. Das Funktionselement 5 ist in einem zumindest teilweise elastischen Bereich 4a des Indexierungsabschnitts 4 angeordnet. Der Indexierungsabschnitt 4 umfasst zudem mindestens einen im Wesentlichen starren Bereich 4b, wobei vorzugsweise der zumindest teilweise elastische Bereich 4a dem im Wesentlichen starren Bereich 4b im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet ist. Das elastische Funktionselement 5 des elastischen Bereichs 4a erfüllt dabei die Funktion einer Blattfeder, deren Geometrie so ausgebildet ist, dass die bei Beanspruchung auftretenden Spannungen möglichst homogen verteilt sind und so ein möglichst großer Federweg und eine möglichst große Federkraft resultieren.
3 ist zu entnehmen, dass seitens des Aufbauteils 1 der beispielsweise in vier Positionen orientierbare Indexierungsabschnitt 4 durch vier Zapfen-Planflächen gebildet wird, wobei mindestens eine durch das zumindest teilweise elastische Funktionselement 5, hier beispielsweise in Form einer Blattfeder, ersetzt ist. Die drei Zapfen-Planflächen sind gegenüber des elastischen Funktionselements 5 nach apikal etwas weiter ausgebildet, um sicherzustellen, dass bei der Montage der Erstkontakt zum Indexanteil des Implantatkörpers 10 bei der Indexorientierung durch die im Wesentlichen starren Bereiche des Index erfolgt. Die Zapfen-Planflächen des im Wesentlichen starren Bereichs 4b sind jeweils am 90° Übergang zur benachbarten Zapfen-Planfläche mit Radienzügen abgerundet. Ebenso sind die Ränder des zumindest teilweise elastischen Elements und dessen Übergang zum konischen Abschnitt 3 abgerundet.
Seitens des Implantatkörpers 10 umfasst die formschlüssige Verbindung 101 am Umfang vier korrespondierende Index-Planflächen, wobei die Übergänge zwischen den vier Planflächen wiederum durch Radienzüge realisiert sind, wie 4 zu entnehmen ist. Im montierten Zustand besteht zwischen den Index-Planflächen und den Zapfen-Planflächen ein Spalt von 0.01 bis 0.04 mm. Dieser Spalt ist notwendig, um bei der Bandbreite der produktionsbedingten Toleranzen sicherzustellen, dass der zapfenseitige Index, also der Indexierungsabschnitt 4, immer in den implantatkörperseitigen Index passt.
3 ist zu entnehmen, dass das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement 5 des Indexierungsabschnitts 4 vorzugsweise zumindest teilweise plan ausgestaltet ist. Auf diese Weise kann insbesondere die Elastizität des Funktionselements 5 erhöht werden. Vorzugsweise weist das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement 5 des Indexierungsabschnitts 4 mindestens einen Vorsprung 5a auf. Hierdurch kann eine definierte Kraftinteraktion mit der entsprechenden Index-Planfläche des Implantatkörpers 10 erzielt werden. Das Funktionselement 5 tritt beispielsweise über den Vorsprung 5a, welcher apikal in einer schrägen Fase ausläuft und welcher beim Ineinanderfügen mit einer Index-Planfläche, wie beispielsweise in 4 dargestellt, in Kontakt. So wird eine Deformation, d.h. eine Vorspannung des Funktionselements 5, beispielsweise einer Blattfeder, bewirkt.
Im montierten Zustand bewirkt die Rückstellkraft des zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements 5 den Kontakt zwischen dem Vorsprung 5a und einer der Index-Planflächen, wodurch das Spiel in der Indexpaarung, insbesondere das Rotationsspiel aufgehoben wird, wodurch sich immer die gleiche Rotationsposition zwischen Aufbauteil 1 und Implantatkörper 10 einstellt. Der Federweg des Funktionselements 5 beträgt etwa 0,06 mm bis 0,08 mm. Durch die Rückstellkraft des Funktionselements 5 und in der Folge des Kontaktes der Zapfen- und Index-Planflächen wird ein Rotationsspiel von ± 0° erreicht.
Das Dentalimplantat 100 gemäß 5 umfasst ein erfindungsgemäßes Aufbauteil 1 und einen vorzugsweise erfindungsgemäßen Implantatkörper 10. Der Implantatkörper 10 gemäß 5 umfasst einen Aufnahmeraum 11, wobei der Aufnahmeraum 11 des Implantatkörpers 10 zur Aufnahme des erfindungsgemäßen Aufbauteils 1 ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Aufnahmeraum 11 des Implantatkörpers 10 mindestens einen vorstehenden Abschnitt 12 auf, wobei der mindestens eine vorstehende Abschnitt 12 zur Auslenkung des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements 5 des Indexierungsabschnitts 4 des Aufbauteils 1 ausgestaltet ist.
Das Dentalimplantat 100 weist eine formschlüssige Verbindung 101 zwischen dem Aufbauteil 1 und dem Implantatkörper 10 auf, wobei die formschlüssige Verbindung 101 vorzugsweise so ausgebildet ist, dass das Rückstellmoment immer größer als das Haftreibmoment ist. Die im montierten Zustand durch das Funktionselement 5 erzeugte und durch den Vorsprung 5a übertragene Normalkraft F_N verursacht eine Reibkraft F_R , welche einerseits zwischen den Kontaktzonen des Funktionselement 5 und andererseits zwischen der vorzugsweise mindestens einen im Wesentlichen gegenüber angeordneten Indexfläche des im Wesentlichen starren Bereichs 4b wirkt. Das daraus resultierende Reibmoment wirkt dem Rückstellmoment entgegen, wobei wie bei allen Coulombschen Reibverhältnissen die Haftreibung immer größer ist, als die Gleitreibung. Für das selbsttätige Rückstellen, d.h. für das Erreichen der immer gleichen Rotationsposition zwischen Aufbauteil 1 und Implantatkörper 10 muss das Rückstellmoment immer größer sein, als das Haftreibmoment. Dazu müssen die Strecken- und Kraftverhältnisse der Anordnung der Indexflächen und des Funktionselements 5 so ausgebildet sein, dass die Breite B1 der Indexkontaktfläche und die Breite B2 des Funktionselements 5 ausreichend groß sind gegenüber dem Abstand H1 zwischen dem Funktionselement und der gegenüber liegenden Indexfläche des im Wesentlichen starren Bereichs 4b.
Es gilt $\begin{array}{l} F_{N} \times B 1 / 2 + Fn \times B 2 / 2 > F_{R} \times H 1 \\ F_{R} = μ \times F_{N} \\ B 1 / 2 + B 2 / 2 > μ \times H 1 \end{array}$

µ: Haftreibkoeffizient
Die Breite des Vorsprungs 5a des Funktionselements 5 ist gleich der Breite B2. Der Haftreibkoeffizient von Titan gegenüber Titan liegt für die bei der Herstellung erzielten Oberflächenqualitäten zwischen 0.26 und 0.40. Daraus ist abzuleiten, dass für ein sicher sich einstellendes Rückstellmoment die Breite B1/2 der Indexkontaktfläche zusammen mit der Breite B2/2 des Funktionselements 5 größer als 40% des Abstands H1 sein sollte. Bei der entsprechenden Konstruktion beträgt die Breiten B1/2 der Indexkontaktfläche und B2/2 des Funktionselements 5 0.46 x der Strecke H1.
Zur Verminderung des Haftreibungskoeffizienten ist das Aufbauteil 1 und/oder der Implantatkörper 10 vorzugsweise zumindest teilweise mit einer haftreibungsvermindernden Beschichtung beschichtet. So kann beispielsweise der Implantatkörper 10 und/oder das Aufbauteil 1, insbesondere im Bereich des Indexierungsabschnitts 4, mit einer Titan-Nitrid- oder Titan-Niob-Nitrid-Beschichtung, welche insbesondere mittels PVD aufgebracht wurde, versehen werden. Ein so verminderter Haftreibungskoeffizient verursacht ein reduziertes Haftreibmoment und somit vergrößert sich das wirksame Rückstellmoment.
Die Länge der Raststrecke der formschlüssigen Verbindung 101 beträgt mindestens 0,8 mm, vorzugsweise mindestens 1,0 mm, besonders bevorzugt mehr als 1,0 mm. Für die sichere Handhabung des Dentalimplantats unter den operativen Bedingungen am Patienten ist für den Zahnarzt eine deutlich haptisch erkennbare Raststrecke des Index vorteilhaft.
Vor dem Eindrehen des Außengewindes der Spannschraube in das Gewinde des Implantatkörpers 10 ist das Außengewinde der Spannschraube in der-zylindrischen Erweiterung 7 der Durchgangsbohrung 8 des Aufbauteils positioniert. Der Durchmesser des Außengewindes der Spannschraube ist dazu gegenüber dem Durchmesser der zylindrischen Erweiterung 7 etwa um den Federweg des Funktionselements 5 geringer. Das zumindest teilweise elastische Funktionselement 5 kann in dieser Position bei der Montage nicht überdehnt werden, da der Durchmesser des Außengewindes für diese einen festen Anschlag bildet, wodurch das zumindest teilweise elastische Funktionselement vor Überbeanspruchung, d.h. vor Beschädigung geschützt ist.
Der Zapfen 2 umfasst mindestens ein Orientierungsmittel 6, welches im Indexierungsabschnitt 4 angeordnet ist. Der starre Bereich 4b ist am apikalen Ende 2b im Bereich der Zapfen-Planflächen mit Orientierungsmitteln 6 in Form von Aussparungen versehen, welche mit Orientierungsnuten des Implantatkörpers 10 zusammenwirken. Da bei der Montage des Aufbauteils 1 in dem Implantatkörper 10 das koronale Ende des Implantatkörpers 10 meist durch Zahnfleisch verdeckt ist, muss die indexierte Position, ohne direkte Einsicht sicher haptisch auffindbar sein. Zur sicheren Auffindung der indexierten Position wird durch das Zusammenwirken der Orientierungsmittel 6 mit den Orientierungsnuten ein Einfädelbereich von ca. + / - 10 Winkelgraden erzeugt. Nähert sich die Montageposition des Aufbauteils um mehr als 10° der Sollposition, so greifen die Stirnflächen der starren Indexanteile unter axialem Druck zunehmend in die Orientierungsnuten des Implantatkörpers 10, bis schlussendlich die exakte Sollposition erreicht ist und die Konusflächen in Kontakt sind. Der gesamte haptisch erfassbare Weg des Aufbauteils sollte dabei sicher größer als 0,5 mm sein, im gegeben Fall ist der haptisch erfassbare Weg größer als 0,9 mm.
Das Aufbauteil 1 und/oder der Implantatkörper 10 sind vorzugsweise zumindest teilweise aus Titan und/oder Keramik hergestellt. Für den Implantatkörper 10 wird beispielsweise Reintitan Grade 4 verwendet. Für das Aufbauteil 1 wird beispielsweise eine Titan Grade 5-Legierung, insbesondere in ELI- Qualität verwendet.
Das Implantatsystem umfasst neben dem Dentalimplantat 100 ein Werkzeug (nicht dargestellt) zum Einsetzen des Implantatkörpers 10 in ein Kieferbett.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005005402 B4 [0006]
WO 2012/007119 A1 [0007]

Claims

Aufbauteil (1) für einen Implantatkörper (10) umfassend einen Zapfen (2) mit einem koronalen Ende (2a) und einem apikalen Ende (2b), einem konischen Abschnitt (3), wobei der konische Abschnitt (3) zwischen dem koronalen Ende (2a) und dem apikalen Ende (2b) angeordnet ist, und einem Indexierungsabschnitt (4), wobei der Indexierungsabschnitt (4) eine für einen geometrischen Formschluss geeignete Geometrie aufweist und mit dem Implantatkörper (10) die Indexierung bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (2) im Indexierungsabschnitt (4) mindestens ein zumindest teilweise elastisches, positionsgebendes Funktionselement (5) umfasst.
Aufbauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbauteil (1) zumindest teilweise eine haftreibungsvermindernde Beschichtung, insbesondere im Indexierungsabschnitt, aufweist.
Aufbauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Indexierungsabschnitt (4) in apikaler Richtung des konischen Abschnitts (3), insbesondere an dem apikalen Ende (2a) des Zapfens (2), angeordnet ist.
Aufbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (2) im Indexierungsabschnitt (4) mindestens einen zumindest teilweise elastischen Bereich (4a) und mindestens einen im Wesentlichen starren Bereich (4b) umfasst, wobei das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement (5) in dem mindestens einen zumindest teilweise elastischen Bereich (4a) des Indexierungsabschnitt (4) angeordnet ist.
Aufbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Indexierungsabschnitt (4) eine Vielzahl an zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselementen (5), vorzugsweise ausschließlich zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselemente (5), umfasst.
Aufbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (2) mindestens ein Orientierungsmittel (6) umfasst, wobei das Orientierungsmittel (6) insbesondere im Indexierungsabschnitt (4) angeordnet ist.
Aufbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge L_KA des konischen Abschnitts (3) des Zapfens (2) mindestens 2,5 mm, vorzugsweise mindestens 3,0 mm beträgt.
Aufbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionslement (5) des Indexierungsabschnitts (4) zumindest teilweise plan ausgestaltet ist.
Aufbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine zumindest teilweise elastische, positionsgebende Funktionselement (5) des Indexierungsabschnitts (4) mindestens einen Vorsprung (5a) aufweist.
Implantatkörper (10) umfassend einen Aufnahmeraum (11) dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum (11) des Implantatkörpers (10) zur Aufnahme eines Aufbauteils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, wobei der Aufnahmeraum (11) des Implantatkörpers (10) mindestens einen vorstehenden Abschnitt (12) aufweist, wobei der mindestens eine vorstehende Abschnitt (12) zur Auslenkung des mindestens einen zumindest teilweise elastischen, positionsgebenden Funktionselements (5) des Indexierungsabschnitts (4) des Aufbauteils (1) ausgestaltet ist.
Dentalimplantat (100) umfassend: - ein Aufbauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und - einen Implantatkörper (10), insbesondere einen Implantatkörper (10) nach Anspruch 10.
Dentalimplantat (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Dentalimplantat (100) eine formschlüssige Verbindung (101) zwischen dem Aufbauteil (1) und dem Implantatkörper (10) aufweist, wobei die formschlüssige Verbindung (101) so ausgebildet ist, dass das Rückstellmoment immer größer als das Haftreibmoment ist.
Dentalimplantat (100) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Raststrecke der formschlüssigen Verbindung (101) mindestens 0,8 mm, vorzugsweise mindestens 1,0 mm, besonders bevorzugt mehr als 1,0 mm, beträgt.
Implantatsystem umfassend: - ein Dentalimplantat (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, sowie - ein Werkzeug zum Einsetzen des Implantatkörpers (10) in ein Kieferbett.