DE10334366A1

DE10334366A1 - Zahnimplantat mit einem Grundkörper sowie Grundkörper oder Komponente für ein Zahnimplantat

Info

Publication number: DE10334366A1
Application number: DE2003134366
Authority: DE
Inventors: Ralf Schroeder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2005-02-24

Abstract

Es wird ein Zahnimplantat mit einem Grundkörper (10) sowie ein Grundkörper (10) für ein Zahnimplantat angegeben, wobei der Grundkörper (10) einen aus einem nicht-metallischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff oder dergleichen, gefertigten Kern aufweist und der Kern des Grundkörpers (10) eine auf dem Kern fest haftende dünne metallhaltige Schicht (13) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnimplantat sowie einen Grundkörper oder eine sonstige Komponente eines solchen Zahnimplantats.
Zahnimplantate und deren Komponenten, wie Grundkörper, Aufbauteil und Implantatpfosten sowie Kronenkörper sind allgemein bekannt.

Derartige Komponenten, insbesondere derartige Grundkörper, sind üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Titan, gefertigt. Teilweise werden auch Komponenten verwendet, die aus einem keramischen Werkstoff gefertigt sind. Beide Werkstoffe haben einen vergleichsweise hohen Materialpreis. Hinzu kommen noch die jeweiligen Fertigungskosten für das Bearbeiten des Materials zum Erhalt der gewünschten Konturen und Formen.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, mit der Zahnimplantate, also komplette Zahnimplantate sowie einzelne Kom ponenten solcher Zahnimplantate, insbesondere Grundkörper für Zahnimplantate, kostengünstiger hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Zahnimplantat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Zahnimplantat mit einem Grundkörper, bei dem Grundkörper selbst oder einer sonstigen Komponente für ein Zahnimplantat, vorgesehen, dass die Komponente oder der Grundkörper einen aus einem nicht-metallischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff oder dergleichen, gefertigten Kern aufweist und dass der Kern der Komponente oder des Grundkörpers eine auf dem Kern fest haftende dünne metallhaltige Schicht aufweist.

Besonders bevorzugt ist das Metall der metallhaltigen Schicht aus der Gruppe Titan, Tantal, Niob, Zirkon und Hafnium (Ti, Ta, Nb, Zr und Hf) ausgewählt, weil von solchen Metallen bekannt ist, dass sie eine besonders innige Verbindung mit dem Knochengewebe eingehen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass nicht-metallische Werkstoffe, insbesondere Kunststoffe, hinsichtlich ihrer Festigkeit sowie sonstiger relevanter Materialeigenschaften grundsätzlich zum Einsatz bei Zahnimplantaten geeignet sind.

Die Verwendung von Kunststoffen in der Medizintechnik allgemein sowie bei Zahnimplantaten im Besonderen wird jedoch häufig durch ungenügende Oberflächeneigenschaften eingeschränkt. Unerwünscht sind bei Kunststoffen z.B. niemals ganz auszuschließende Diffusionsprozesse oder dergleichen, mit denen Bestandteile oder Partikel des Kunststoffs in den Körper des Patienten gelangen können. Für Gelenkimplantate ist bereits bekannt, die aus Kunststoff gefertigten Grundkörper der Gelenkimplantate mit einer Beschichtung zu versehen, welche derartige Diffusionsprozesse wirksam unterbindet. Die Beschichtung verhindert insbesondere bei Gelenkimplantaten z.B. auch etwaige abrasive Effekte, aufgrund derer Material vom Gelenkimplantat beim Gebrauch, also bei der Bewegung, abgetragen wird und damit in den Körper des Patienten gelangt. Diese o.g. unerwünschten Effekte und Eigenschaften beeinflussen also eine sogenannte Bio- und Blutverträglichkeit der Materialien und Werkstoffe. Mit einer geeigneten Beschichtung findet sowohl eine mechanische wie auch eine chemische Versiegelung des Grundkörpers statt.

Die Erfindung sieht vor, im Bereich der Zahnimplantate bisher nicht gebräuchliche Werkstoffe, insbesondere Kunststoffe, als Basismaterial für einzelne Komponenten der Zahnimplantate, also z.B. für Grundkörper und/oder Aufbauteile, zu verwenden und diese Komponenten dann mit einer Beschichtung in Form einer metallhaltigen Schicht zu versehen, welche die oben beschriebene mechanische und/oder chemische Versiegelung der jeweiligen Komponente bewirkt und eine hohe Bio- und Blut verträglichkeit sicherstellt. Die metallhaltige Schicht hat bei Anwendungen im Bereich von Implantaten und anderen, mit Blut in Kontakt kommenden Werkstoffen den Vorteil, die Körperverträglichkeit der Basiswerkstoffe, insbesondere Kunststoff, zu fördern. Kunststoffwerkstoffe werden in der Medizintechnik aufgrund ihrer vorteilhaften mechanischen Eigenschaften gerne verwendet. Die Körperverträglichkeit kann jedoch bei bestimmten Anwendungen problematisch sein.

Ein Verfahren zur in diesem Zusammenhang geeigneten Beschichtung von Werkstoffen, insbesondere Kunststoffen, ist aus der EP 0897 997 B1 bekannt, auf die hinsichtlich einzelner Details im Zusammenhang mit dem Besichtungsverfahren verwiesen wird. In der EP 0 897 997 B1 wird beschrieben, einen Gegenstand aus einem Verbundwerkstoff herzustellen, der aus einem Kunststoffsubstrat besteht und eine festhaftende, dünne metallhaltige Schicht aufweist. Das Metall der metallhaltigen Schicht ist dabei aus der Gruppe Ti, Ta, Nb, Zr und Hf (Titan, Tantal, Niob, Zirkon und Hafnium) ausgewählt, deren besonders gute Bioverträglichkeit bekannt ist.

Der Vorteil des aus der EP 0 897 997 B1 bekannten Beschichtungsverfahrens besteht im Zusammenhang mit Kunststoffwerkstoffen oder sonstigen unter Hitzeeinwirkung verformbaren Werkstoffen darin, dass das Aufbringen der Besichtung bei Temperaturen erfolgt, mit denen eine Verformung des Werkstoffs vermieden wird. Dies ist für den Anwendungsfall der Zahnimplantate aufgrund der geringen Dimension sowie der geringen Wandstärken der einzelnen Komponenten von besonderer Bedeutung.

Aus der DE 100 26 540 A1 ist ebenfalls ein besichteter Gegenstand, insbesondere ein Implantat sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt.

Für weitere Hinweise zum Erhalt von Beschichtungen wird auf die nachfolgenden Patentdokumente verwiesen: EP 0 881 197 A2 ; DE 199 45 299 A1 ; US 5,980,566 .

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit der Verwendbarkeit von aus Kunststoffen, z.B. PEEK (Poly-Ether-Ether-Keton), gefertigten Komponenten für Zahnimplantate günstige Herstellungsverfahren eröffnet werden. Zudem weisen Kunststoffe eine mit Knochengewebe vergleichbare Elastizität (E-Modul) auf, was die Verwendbarkeit von Kunststoff gleichfalls wünschenswert erscheinen lässt. Schließlich ist von den metallischen, insbesondere aus Titan gefertigten Grundkörpern bekannt, dass Titan eine besonders innige Verbindung mit dem Kieferknochen durch An- und Einlagerung von Knochengewebe eingeht (Osseointegration). Mit der metallischen Beschichtung mit Metallen aus der o.g. Gruppe von Elementen ist ebenfalls eine solche Osseointegration gegeben, d.h. der beschichtete aus einem nicht-metallischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff, gefertigte Grundkörper heilt genau so gut in den Kieferknochen ein wie der bekannte aus Titan gefertigte Grundkörper. Damit sind auch die Langzeiteigenschaften des Zahnimplantats auf z.B. Kunststoffbasis sichergestellt. Eine Lockerung des Grundkörpers oder eine Gefahr von Abrieb von der Oberfläche des Grundköpers ist nicht zu besorgen. Ein erfindungsgemäßes Zahnimplantat vereint also drei wichtige Eigenschaften, nämlich Wirtschaftlichkeit, Bioverträglichkeit sowie die günstigen Bedingungen hinsichtlich der Osseointegration. Diese Eigenschaften sind in dieser Ausprägung erstmals durch die Erfindungen vereint. Bekannte Zahnimplantate sind im Vergleich zu dem erfindungsgemäßen Implantat in wirtschaftlicher Hinsicht weniger optimal, weil deren Herstellung aufwändiger und teuerer ist. Preisgünstigere Implantate sind dagegen hinsichtlich der Osseointegration oder hinsichtlich der Bioverträglichkeit weniger günstig als das erfindungsgemäße Zahnimplantat.

Es ist also festzustellen, dass trotz des latenten Bedürfnisses, Zahnimplantate oder Komponenten für Zahnimplantate, die die genannten drei Eigenschaften in gleichem Maße vereinigen, zur Verfügung zu haben, bisher nicht in Betracht gezogen worden ist, das bekannte Beschichtungsverfahren (vgl. z.B. die EP 0 897 997 B1 ) auch im Zusammenhang mit Zahnimplantaten zu verwenden. Die der genannten europäischen Patentschrift zugrundeliegende europäische Patentanmeldung ist seit dem 24.02.1999 veröffentlich, so dass ausgehend von diesem Datum bis zur Einreichung der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren zur Beschichtung eines Kunststoffsubstrats bekannt ist, ohne dass – nach bestem Wissen des Anmelders – seitens der Fachwelt in Betracht gezogen worden wäre, dieses Beschichtungsverfahren im Zusammenhang mit Zahnimplantaten zu verwenden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Darin zeigen
1 einen (metallischen) Grundkörper für ein Zahnimplantat und
2 einen hinsichtlich Form und Größe identischen aber beschichteten Grundkörper für ein Zahnimplantat mit einem Kern aus einem Kunststoff oder dergleichen.
1 zeigt einen Grundkörper 10 eines Zahnimplantats mit einem oben offenen koronalen Ende 11 sowie einem Gewinde 12. Mittels des Gewindes 12 wird der Grundkörper 10 in einem (nicht dargestellten) Kieferknochen verankert. Im Anschluss an die Öffnung im koronalen Ende 11 erstreckt sich eine (nicht sichtbare) Innenbohrung, in die (nicht dargestellte) Aufbauteile zum Tragen eines (gleichfalls nicht dargestellten) Kronenkörpers eingebracht werden. Derartige Grundkörper 10 sind in unter schiedlichsten Formen und Dimensionen bekannt. Die Erfindung bezieht sich auf Komponenten für Zahnimplantate, also insbesondere den dargestellten Grundkörper 10 aber auch Aufbauteile sowie sonstiges Zubehör, in jeglicher Form und Dimension.
2 zeigt einen Grundkörper 10, der hinsichtlich seiner Form dem in 1 dargestellten Grundkörper 10 entspricht. Auch der in 2 dargestellte Grundkörper 10 weist als sichtbare Elemente das oben offene koronale Ende 11 sowie das Gewinde 12 auf. Der dargestellte Grundkörper 10 unterscheidet sich durch eine aufgebrachte Beschichtung 13. Die Besichtung bedeckt die komplette Außenfläche eines Kerns des Grundkörpers 10. Dieser Kern ist aus einem nicht-metallischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff, vorzugsweise aus dem Kunststoff PEEK, gefertigt. Es kommen aber auch andere Materialien als Werkstoff für den Kern in Betracht. Insbesondere solche Materialien, die einen geringen Materialpreis haben, leicht zu bearbeiten und/oder zu formen sind sowie aufgrund ihrer unzureichenden Bioverträglichkeit nicht ohne die Beschichtung 13 in einem Zahnimplantat verwendet werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung bedeckt die Beschichtung 13 nicht nur die Außenfläche des Kerns des Grundkörpers 10 sondern die komplette Oberfläche des Kerns des Grundkörpers 10, also auch die Innenbohrung und darin befindliche Konturen wie z.B. Rotationssicherungskonturen und/oder Gewinde.
Die Erfindung eignet sich zur Anwendung im Zusammenhang mit sämtlichen Komponenten von Zahnimplantaten, insbesondere den bereits erwähnten Grundkörpern 10, also den zum Einsetzen in den Kieferknochen vorgesehenen "Fundamenten" eines Zahnimplantats. Die weitere Beschreibung wird deshalb am Beispiel eines Grundkörpers 10 fortgesetzt. Ein solcher Grundkörper 10 ist an sich bekannt. Der Grundkörper 10 wird abweichend von bisher verwendeten Werkstoffen, insbesondere Titan, aus einem Kunststoff, insbesondere PEEK, gefertigt. Der sich damit ergebende Kern des Grundkörpers 10 wird in der in der EP 0 897 997 B1 beschriebenen Weise mit der Beschichtung 13 in Form einer dünnen metallhaltigen Schicht 13 versehen. Diese Sicht 13 haftet fest an dem Kern des Grundkörpers 10 und lässt sich ohne Zerstörung der Grundkörpers 10 oder sonstige untypische Einwirkungen nicht mehr vom Kern lösen.
Die Beschichtung 13 haftet auf dem Kern des Grundkörpers 10 oder jeder sonstigen Komponente für ein Zahnimplantat besonders gut, weil sich zwischen den Atomen der Besichtung 13 und den Atomen des Werkstoffs des Kerns sogenannte kovalente Bindungen ausbilden. Die Bindung der Atome untereinander wird bekanntlich durch die Wechselwirkung zwischen den jeweiligen äußeren Elektronen hervorgerufen. Bei einer kovalenten oder homöopolaren Bindung werden von jeweils benachbarten Atomen, hier also z.B. von einem oder mehreren Atomen des Kerns und einem oder mehreren Atomen der Beschichtung 13 Elektronen abgeben, die paarweise den Raum zwischen den Atomrümpfen erfüllen ("Elektronenbrücken"). Jedes Atom hat dann in seiner äußeren Schale die jeweils maximal mögliche Elektronenanzahl. Das Auftreten der kovalenten Bindung ist an bestimmte räumliche Konfigurationen gebunden. Die Richtungen, in der kovalente Bindungen erfolgen, liegen daher genau fest. Hierauf beruht die große Härte vieler Werkstoffe, bei denen kovalente Bindungen bestehen (z.B. Diamant, Keramik) sowie – im Falle der beschriebenen Anwendung – die innige, nicht lösbare Verbindung zwischen Kern und Beschichtung 13.
Die metallhaltige Schicht 13 ist sehr dünn, weshalb die Beschichtung 13 auch geeignet ist, jeder Kontur des Kerns des Grundkörpers 10, z.B. dem Gewinde 12, zu folgen. Des Weiteren ist die Beschichtung 13 auch geeignet, der Oberflächenkontur des Kerns des Grundkörpers zu folgen. D.h. eine mit der Art des Werkstoffs (Kunststoffs) des Kerns verbundene Oberflächenstruktur geht durch die Besichtung 13 nicht verloren. Dies ist im Hinblick auf die Osseointegration von Interesse, weil bei einer z.B. Kavitäten aufweisenden Oberfläche eine besonders günstige Osseointegration stattfindet. Wenn der verwendete Werkstoff (Kunststoff) die gewünschte Oberflächenstruktur nicht bereits von sich aus aufweist, kann eine gewünschte Oberflächenstruktur (mit einer vorgegebenen minimalen Rauhigkeit und/oder einer bestimmten Häufigkeit von Kavitäten) bei einem aus Kunststoff gefertigten Kern häufig leichter erhalten werden also z.B. bei einem aus Titan oder Keramik gefertigten Kern.

10: Grundkörper
11: oben offenes koronales Ende des Grundkörpers
12: Gewinde
13: Beschichtung

Claims

Zahnimplantat mit einem Grundkörper (10), Grundkörper (10) oder Komponente für ein Zahnimplantat, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente oder der Grundkörper (10) einen aus einem nicht-metallischen Werkstoff, insbesondere Kunststoff oder dergleichen, gefertigten Kern aufweist und dass der Kern der Komponente oder des Grundkörpers eine auf dem Kern fest haftende dünne metallhaltige Schicht (13) aufweist.
Zahnimplantat oder Grundkörper nach Anspruch 1, wobei das Metall der metallhaltigen Schicht (13) aus der Gruppe Ti, Ta, Nb, Zr und Hf ausgewählt ist.
Zahnimplantat oder Grundkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei es sich bei dem Kunststoff, aus dem der Kern der Komponente oder des Grundkörpers (10) gefertigt ist, um den Kunststoff PEEK (Poly-Ether-Ether-Keton) handelt.