DE1948822A1

DE1948822A1 - Implantat zur Befestigung im Knochengewebe

Info

Publication number: DE1948822A1
Application number: DE19691948822
Authority: DE
Inventors: Joseph Morel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1969-09-26
Publication date: 1970-04-30
Also published as: CA931795A; NL6914884A; US3579830A; GB1281916A; IL33105A0; BE739564A; CH514329A

Description

DA

Be s c h z^e i "b u η g zu der Patentanmeldung

JOSEPH MOREL

14, Villers Bocage

France

betreffend

Implantat zur Befestigung im Knochengewebe

Priorität: 1.10.1968, PV 168,337,. Frankreich 19. 9.1969 Frankreich

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Knochenprothese, genauer gesagt, ein in einem Knochengewebe zu verankerndes Implantat. Sie ist ganz allgemein für Knochen der verschiedenen Körperteile anwendbar und vor allem für die Zahnheilkunde von besonderem Nutzen.

Die moderne Knochenchirurgie bedient sich immer mehr verschiedener Implantate, deren Gestalt und Größe dem Verwendungszweck angepaßt ist, insbesondere dem Knochen, in dem sie verankert werden sollen, wie Oberschenkelknochen, Schienbein, Kieferknochen und dergleichen. Bekannt sind die JUOET-

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Nägel, die SMITH-PETERSEN-Nägel; in der Zahnchirurgie reichen die einzelnen Modelle vom FORMIGGINI-Spiralimplantät ^' bis zu den LINKOW-Plättchen. Auf dem Gebiet der Zahniraplantäte ergeben sich indes beträchtliche Schwierigkeiten, da diese Implantate normalerweise einer Infektion offen ausgesetzt sind. Ziel und Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein echtes Implantat aufzuzeigen, ein Implantat für die Verstiftung, ein Implantat für das Verschließen mittels Veretiftung.

Seit 1954 wurden insbesondere Kunststoffe und Sattelimplantate bzw. neben dem Knochen angeordnete Platten ausprobiert. Diese Verfahren wurden nach und nach aufgegeben, sowohl wegen des Materials als auch wegen der an der Oberfläche der Knochen auftretenden Reaktionen. Die weiteren Versuche orientierten sich dann in Richtung der sogenannten Im-Knochen-Iraplantate.

Auf dem Gebiet der Zahnheilkunde, wo dem zur Befestigung eines Zahns dienenden Implantat eine sehr große Bedeutung zukommt, wurden zahlreiche Modelle ausprobiert, so z.B. das LEHMAHS-Boge&implantat, das SAITDHAUS-Kristallimplantat, das PAIPER-SOILIER- Implantat mit drei Flachkopf schrauben, das CHERCHEVB-Splralschaftimplantat, das LINKOW-Hohlschaftimplantat, das sogenannte Nadelimplantat, bestehend aus drei ■■■-..'■■, ^: - 2 - . -■■■■■ ■ ■■-■

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Nägeln^ .die derart in das Knochengewebe eingelassen werden, daß-sie,ein Dreieck bilden. All diese Implantate sind sehr of^,unbefriedigend, sei es wegen der Knochenrückbildung, insbesondere beim Unterkiefer, wegen Schwierigkeiten beim Einbringen oder infolge der subchronischen Infektion, die den Patienten zwingt, Immer wieder Medikamente zur Verhütung von Infektionen und Entzündungen einzunehmen.

Wenn auch jede spezielle Ausführung eine LÖsting für bestimmte Fälle bringt, so ist doch keines der erwähnten Implantate so allgemein anwendbar, daß es für alleGewebe, an allen Stellen und unter allen biologiechen Voraussetzungen geeignet wäre. Die geschilderten Schwierigkeiten infolge von Entzündungen, Reaktionen der Knochengewebe — insbesondere bei relativ großen Implantaten.- und der schwierigen Arbeit der Verankerung bzw. der Befestigung treten bei diesen verschiedenen bekannten Implantaten immer noch häufig auf.

Wenn es sich um Im-Knochen-Implantate handelt, so geht die allgemeine Tendenz dahin, ein Prothesenteil zu entwickeln, das im Mittel etwa die Stärke der natürlichen Wurzeln aufweist. Die Versuche des Anmelders haben überraschenderweise ergeben, daß eine solche Prothesenstärke viel zu groß ist.

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Die vorliegende Erfindung stellt einen wesentlichen Portschritt dar durch die Anwendung eines neuen Implantats, das nicht nur sehr einfach einzusetsen ist und Infektionen sowie eine Zerstörung des Knochengewebes und dessen Reaktion weitgehend ausschließt, sondern sich auch leicht biegen läßt und sich so besser dem behandelten anatomischen "Medium" anpaßt.

Das Implantat nach der Erfindung" besteht aus einem Metallstift, der in einer als Bohrer ausgebildeten Schraube mit abnehmbarer Gangtiefe und abgerundeten Kanten endet. Diese Schraube, die in den Knochen eingeführt werden soll, ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder einzelne Gewindegang, mit Ausnahme des letzten, die Spitze bildenden Gewindegangs, in der Seitenansicht ale Kegelstumpf erscheint, dessen Grundfläche jeweils zur Achse der Schraube geneigt ist. Das Ende der Setiraube ist vorteilhaft als Spitze ausgebildet, so daß sie leicht in den knochen eindringen kann.

überraschenderweise hat sich gezeigt, daß gerade diese besondere Form des Implantate die geringstmOgliche Zerstörung von Knochengewebe mit sich bringt und gleichzeitig eine überaus haltbare Befestigung gewährleistet. Hinzu kommt, daß mögliche Infektionen weitgehend vermieden werden. In

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der Tat ist bei der erfindungsgemäßen Schraube gegenüber den bekannten Implantaten nur eine minimale Verletzung des Knochengewebes möglich, außerdem ist der Weg, auf dem Mikroorganismen in das Innere des Knochengewebes eindringen könnten, sehr lang. Andererseits wird durch die Einführung des neuen Implantats das bei den herkömmlichen !fädeln auftretende oft schädliche Erhitzen des Knochengewebes vermieden. Das bei den bekannten Implantaten erforderliche Vorbohren eines Kanals wird überflüssig; die erfindungsgemäße Schraube läßt sich sehr bequem durch Drehen, d.h. durch direktes Einschrauben in das Gewebe einführen. In den Fällen, in denen es nicht nachteilig ist, kann das Implantat teilweise durch Stoß und anschließendes Nachschrauben eingeführt werden. Diese Arbeit gestaltet sich somit sehr einfach»

Obwohl das neue Implantat für alle Knochen geeignet ist, bei denen eine chirurgische implantοlogische Behandlung in Frage kommt, ist eß doch von ganz besonderem Nutzen für die Zahnmedizin. Tatsächlich ist es mit seiner Hilfe möglich, Kieferknochen mit stark reduziertem Knochenvolumen in Gegenwart oder in Abwesenheit der Wurzel des zu ersetzenden Zahns mit Erfolg au behandeln. Für diese wichtige Anwendung im Kiefer und bei bestimmten Knochenbrüchen weist die vorliegende Erfindung einige bevorzugte Merkmale auf hinsichtlich der relativen und der absoluten Abmessungen der Implantatschraube.

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Nach einem ersten bevorzugten Merkmal!, 'beträgt die Höha jedes der die Schraube bildenden Kegelstümpfe ein bis zwei Durchmesser der großen Grundfläche des Kegelstumpfes; dieses Verhältnis Höhe : große Grundfläche beträgt vorteilhaft 1,3 bis 1,7» insbesondere 1,4 bis 1,6.

Nach einem weiteren bevox'zugten Merkmal liegt das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der großen und der kleinen Grundfläche jedes Kegelstumpes in der Größenordnung von 1,5bis 2,5» vorteilhaft von 1,75 bis 2,25. Am besten geeignet ist ein Verhältnis von 1,9 bis 2,1.

Der Winkel an der Spitze der Kegelstumpfe und an der Endspitze des neuen Implantats beträgt im allgemeinen 20 bis 45°» vorteilhaft 30 bis 40°.

Was die Zahl der Gewindegänge je Zentimeter Schraube, oder anders ausgedrückt, die absolute Höhe der die Schraube bildenden Kegelstumpfe betrifft, so liegen die bevorzugten Werte bei 5 bis 15, vorteilhaft bei 6 bis 10 Gewindegängen und insbesondere bei 6,2 bis 8,3 Gewindegängen je Zentimeter, was einer Höhe der Kegelstumpf β von 0,7 bis 2 mm, vorteilhaft von 1 bis 1,8 mm und am besten von 1,2 bis 1,6 mm entspricht.

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Die odontologischen Implantate nach der Erfindung können im' allgemeinen Durchmesser von 0,8 bis 2 mm besitzen. Um dia obengenannten Vorteile optimal zu gestalten, ist es wesentlich, da3 die Schraube weder zu dick noch zu dünn ausgeführt ist; ausgezeichnete Ergebnisse werden mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1,5 mm und insbesondere von 1,2 bis 1,3 mm ersielt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Implantate sind Querrillen oder -mulden auf der Außenfläche der Schraubengewinde vorgesehen, um die Verankerung der Schraube im Knochen zu verbessern.

Bei der beoräugten Aueführungsform ist das Implantat nach der Erfindung kraftschlüssig mit einem Dorn verbunden, der auf ein geeignetes odontologischee Instrument aufgesteckt werden kann; dieeer Dorn kann den üblichen Durchmesser von 2,32 mn aufweisen. Nach der Befestigung des Implantats im Knochen schneidet der Arzt den Stift bis zur gewünschten Länge ab, wodurch der Dorn entfernt wird, und befestigt die Prothese auf dem verbleibenden Ende des Stifts. Ein besonders vorteilhaftes Mittel für das Einschrauben des Implantats besteht in der Verwendung eines Rändelknopfs, der auf das Ende des Doras aufgesetzt werden kann. Der Arzt kann

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so "mit Gefühl" arbeiten und alle erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen treffen, was bei den Üblicherwelse verwendeten
mechanischen Mitteln nicht möglich ist.

Die Implantate nach 4er Erfindung können aus jedem beliebigen Metall gefertigt sein, das in dem betreffenden biologischen "Medium" korrosionsbeständig ist und gute mechanische Eigenschaften besitzt. Die rostfreien Edelstahle, deren Verwendung in der Chirurgie bekannt ist, sind hierfür im allgemeinen geeignet. Die im Handel unter dem V/arenzeichen
STELLIT bekannten Kobalt-Co-Cr-W-Leglerungen sind besonders empfehlenswert, vor allem diejenigen,.die so elastisch sind, daß das Implantat erforderlichenfalls einer bestimmten Biegebeanspruchung unterworfen werden kann.

Zur Erläuterung der Erfindung sind auf der beigefügten Zeichnung einige odontologische Implantate nach dem Stand der Technik sowie die erfindungegemäße Schraube dargestellt.

Abb. 1 zeigt das Schema einer Befestigungsart.mit drei herkömmlichen Hadeln.

Abb. 2 zeigt eine Teilansicht eines LINKOW-Stutζene.

Abb. 3 zeigt eine stark vergrößerte Seltenansicht der erfindungsgemäßen Schraube.

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Abb. 4 zeigt ebenfalls in Seitenansicht, jedoch weniger stark vergrößert, das vollständige Implantat nach der Erfindung mit seiner Schraube, seinem Dorn und dem Rändelknopf für das Einschrauben von Hand.

Abb.. 5 zeigt im Längsschnitt einen für das Einschrauben des Doms nach Abb. 4 gegebenenfalls verwendbaren Rändelknopf. ·

Abb. 6 zeigt im Schnitt und schematisch einen Teil des Kiefers mit der Verstiftung unter Verwendung des erfindungsgemäßen Implantats.

Aus Abb. 3 ersieht man, daß das erfindungsgemäße Implantat eine von den typischen Implantaten bekannter Art (Abb. 1 bzw. 2) vollkommen abweichende Form besitzt.

Das Implantat nach Abb. 3 und 4 besteht aus einem Stift 1, der an einem Ende ein kegeletumpfförmiges Gewinde aus aufeinanderfolgenden Kegelstümpfen 2 besitzt, das in einer ko nischen Spitze 3 endet. Der mit dem Stift 1 kraftschlüssig verbundene Dorn 4 1st nur auf Abb. 4 zu sehen.

An den Bode des Dorne kann ein in der Zahnmedizin bekanntes drehbares Instrument befestigt werden. FUr die manuelle Einführung des Implantats kann man jedoch auch einen Rändelknopf 6 verwenden, der auf das äußere Ende des Dorne 4 auf«-

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gesetzt werden kann; dieser Knopf, der in den Rahmen der Erfindung fällt, ist In Abb. 5 genauer dargestellt. Man erkennt dort den Hohlraum 7, dar so gestaltet ist, daß er sich genau dem Dornende anpaßt,

Nach Abb. 3, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ohne einschränkenden Charakter darstellt, beträgt das Verhältnis von Höhe jedes Kegelstumpfes (h) zum Durchmesser des Stifts 1,35. Das Verhältnis zwischen dem größten Durohmesser (a) ^ und dem kleinsten Durchmesser (b) der Kegelstumpfe a/b beträgt 2. Der Winkel α an der Spitse 3 beträgt 35°.

Man kann erkennen, daß die Schraube als Ganzes, d.h. von der Spitze 3 bis zum Ende des Stifts 1 ebenfalls leicht konisch ausgebildet Ist. Tatsächlich Ist das Verhältnis vom größten Durchmesser des Kegels 3 sum Durchmesser des Stifts 1 = 0,8, während sich für den letzten Kegelstumpf unten ein Verhältnis von 0,95 ergibtV Diese geringfügige Verjüngung des Gesamtimplantats stellt ein bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäSen Implantats dar.

Ia Abb. 1 wird dae Prinsip der Befestigung der bekannten Iadslimplantate In- Erianerung gebracht! maaa. sieht, daß dieses Implantat im allgemeinen aus drei Nadeln bestehen muß, die eine Dreieckspyramide bilden, während das neue Implantat

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nach Abb. 3 keineswegs auf diese Weise montiert su werden braucht; sehr oft genügt ein einaiges Implantat, erforderlichenfalls können mehrere parallel oder in einem bestimmten Winkel zueinander jedoch mit einem gewissen Abstand voneinander verankert werden.

Auf Abb. 6 sieht man die Schraube 2, die in das Knochengewebe 8 des Kiefers eindringt. Der Stift 1 geht durch die Wurzel 9 eines Zahns hindurch; das Implantat 1-2 hat hier die Ihinktion eines einzigen Verstiftungsiraplantats mit Rückhaltewirkung. Es ist außerordentlich nützlich in den Fällen, in denen die Wurzel nicht mehr stabil genug ist, um die Prothese zu tragen. Bei der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Implantats haben sich gegenüber derjenigen der üblichen Nadeln nach Abb. 1 ganz wesentliche Vorteile ergeben. Die nachfolgenden Beispiele mögen dies darlegen.

Beispiel 1

Für die Befestigung von Zähnen bei verschiedenen Patienten wurden herkömmliche mit Schrauben versehene und verdrillte Implantate verwendet. Die Voraussetzungen bei diesen Operationen und die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend angegeben.

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Patient	Alter	Λ Zahn	1948822 Haltbarkeit
A	25	Sechsjahrmolar	2 Jahre
B	40	■ ■ . ■ ■ - ZwoIf j ahrraolar	3 Jahre
G	50	Premolar	1 Jahr
D	65	zweigliedrige Brücke	6 Monate

Die angegebene lebensdauer konnte jeweils nur durch Verabreichung antiinfektiöser Medikamente erzielt werden.

Beispiel 2

Bei Patienten wurden Zähne mit Hilfe von einer bzw. zwei
Schrauben (Abb. 3 und 4) von 1,2 mm Durchmesser befestigt. In diesem Pail wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Patient Alter

Zahn

Haltbarkeit ohne Störung seit...

E	30	oberer seitlicher Schneidezahn	8	Jahre,
P	35	Premolar	4	M
G	50	oberer Prontzahn (krebsbefallen)	3	Il
H	20	oberer Senneidezahn rechts . ■ ■	6
I	78	untere Brücke mit drei Zähnen	3	Il

Das Implantat ⁿsitzt"noch in allen Fällen;es mußten keine Medikamente verabreicht werden.

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Bei den Fällen E-I handelt es 3ich tun eine Reihe von 6? Einpflanzungen, von denen 7 (d.h. ca. 10 $) nicht erfolgreich waren, weil der betreffende Knochen bei den Patienten zu weit zurückgegangen war.

Beispiel 3

Hier wurde das Implantat nach der Erfindung für die auf Abb. 6 veranschaulichte Verstiftung verwendet, da bei den behandelten Fällen die Wurzel nicht in der Lage war, ein Implantat richtig festzuhalten; die Schraube 2 wurde also im Knochen des Kiefers verankert. Die nachstehende Tabelle gibt die seit der Befestigung-des Implantats verstrichene Zeit an; seit der Operation hat sich kein Zwischenfall ereignet. Eine Aspiringabe einige Tage lang nach erfolgter Operation genügte.

Patient Alter verstifteter Zahn Haltbarkeit ohne

Störung seit...

J	31	, oberer	Frontzahn	4	Jahren	6	Hon.
K	35	unterer	Schneidezahn	3	Jahren,	4	Kon.
L	70	Eckzahn	(für untere	3	Jahren.

Prothese)

M 66 erster oberer Pramolar 2 Jahren, 10 Hon. mit 2 Wurzeln (schwierigster Fall)

Man ersieht, daß bei VerStiftungen die Haltbarkeit der Implantate mit konischer Schraube gegenüber derjenigen von Nadelschrauben wesentlich besser ist.

Patentanaprüo he - 13 -

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Claims

P a t e η t a η s ρ r ü c h e

I.jlmplantat zur Befestigung im Knochengewebe, bestehend aus einem apitz zulaufenden Metallstift, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Stift in seinem an die Spitze angrenzenden Teil mit einem Schraubengewinde abnehmender Gangtiefe versehen ist und die Schraube in der Seitenansicht als eine Aufeinanderfolge von Kegelstumpfen erscheint, deren Grundflächen zur Achse der Schraube geneigt sind.
2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η ze i c h η et, daß die Ganghöhe, d.h. die Höhe jedes einzelnen Kegelstumpfs 1- bis 2-mal, vorteilhaft 1,3- bis 1,7-mal dem Durchmesser seiner größten Grundfläche entspricht.
3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η -a ei c h η et, daß das Verhältnis zwischen dem Durchmesser der großen Grundfläche und dem Durchmesser der kleinen Grundfläche der Gangsteigung, d.h. des Kegelstumpf es , 1 , 5 bis 2, 5 , bevorzugt 1,75 bis 2,25 beträgt.
4. Implantat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e η η -

ζ ei ch η e t, daß der Winkel ander Spitze der einzelnen Kegelstumpfβ und am Ende der Schraube 20 biß 45°, insbesondere 30 bis 40° beträgt.

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5. Implantat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es vor allem für die odontolcgische Prothese bestimmt ist und der Außendurchmesser der Schraube 0,8 bis 1,5 mm, insbesondere 1,2 bis 1,3 mm bei 5 bis 15 insbesondere 6 bis 10 Schneckengängen pro Zentimeter beträgt.
6. Implantat nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der einzelnen Schraubenwindungen mit Vertiefungen bzw. Querrillen versehen iat.
7. Implantat nach Anspruch 1 bis 6, dadurch g e k e η η zeichne t, daS die Gesamtkontur der Schraube geringfügig verjüngt ist.
8. Implantat nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das dem Gewindeteil entgegengesetzte Ende des Stifts einen mit dem Stift kraftschlüssig verbundenen Dorn trägt, auf den ein chirurgisches oder odon~ tologisches Instrument aufgesetzt werden kann.
9. Implantat nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ea aus einer in der Chirurgie üblichen Metall-Legierung, insbesondere aus einer Kobalt-Chromlegierung besteht.

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