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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur verbleibenden Einbringung und Fixierung in einen definierten Bereich eines Kieferknochens für den Aufbau und/oder Substituierung von Knochensubstanz und zur Fixierung einer oder mehrerer Dentalimplantatkörper.
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Definitionen
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Für einen Knochenaufbau gibt es in der modernen Zahnmedizin heute viele Möglichkeiten, den Kieferknochen oder Teile hiervon so natürlich wie möglich zu ersetzen. Im Folgenden wird von einem sogenannten Knochenimplantat gesprochen. Darunter ist ein Implantat aus einem definierten Material zu verstehen, das in die entsprechende defekte Stelle im Knochen eingesetzt und dort fixiert wird. Für solche Knochenimplantate kommen verschiedenes Knochenersatzmaterial zum Einsatz. Die entsprechende Wahl hängt vor allem von dem jeweiligen Grad des Knochenschwunds und damit der Grösse des Defekts des betroffenen Knochens ab.
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Sind zum Einsetzen eines Implantats Knochenaufbau-Massnahmen erforderlich, wird der Kieferknochen mit Knochenersatzmaterial verstärkt. Dieses muss biokompatibel sein, um das Verwachsen mit dem natürlichen Knochengewebe zu gewährleisten sowie stabil, korrosionsbeständig und langlebig sein, um eine solide Verstärkung des natürlichen Knochens zu erreichen. Knochenersatzmaterial, das den obigen Anforderungen entspricht, kann aus verschiedenen Quellen gewonnen werden. Grundsätzlich unterscheidet man:
- Menschliches Knochenmaterial, das entweder aus Leichen stammt oder aus einem Eigenknochen gebildet bzw. entnommen ist.
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Tierisches Knochenersatzmaterial wird zumeist aus Rinderknochen hergestellt. Hauptbestandteil ist Hydroxylapatit, das auch im menschlichen Knochen vorkommt.
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Pflanzliches Knochenersatzmaterial kann aus Algen hergestellt werden und bietet eine natürliche Alternative zu tierischen Materialien, die vor allem für Veganer interessant ist.
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Synthetisches Knochenersatzmaterial wird in vielfältigen Varianten hergestellt, insb. aus Polymeren, Glaskeramik, Kalziumsulfat und Trikalziumphosphat. Materialen, wie Zirkonoxid, das eine schaumartige Struktur (technische Keramik) aufweist, sind ebenfalls bekannt.
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Das in diesem Dokument beschriebene Knochenimplantat kann aus einem der zuvor genannten Knochenersatzmaterialien.
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Grundsätzlich unterscheidet man zwischen ein- und zweiteiligen Dentalimplantaten. Die einteiligen Dentalimplantate sind derart aufgebaut, dass das apikale Ende und das zervikale Ende des Implantates, nämlich der koronale Teil einstückig miteinander verbunden sind. Hingegen sind bei zweiteiligen Implantaten sowohl ein Implantatskörper als auch ein Aufbauelement (Abutment) vorgesehen, die miteinander verbindbar sind. Der Implantatskörper des zweiteiligen Implantats wird zunächst bei entsprechender Anwendung in den Kieferknochen des Patienten eingesetzt. Dort hat dieser Zeit zu verheilen, da das Implantat ohne jegliche Belastung einwachsen kann. In einem weiteren Arbeitsschritt erfolgt das Aufbringen des Aufbauelements, in dem durch ein Verbindungselement das Aufbauelement mit dem Implantatskörper verbunden wird.
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Stand der Technik
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Wenn nicht genügend Knochen im Kiefer bzw. Kieferkamm für die sichere Verankerung eines genügend grossen bzw. langen Implantats zur Verfügung steht, muss ein sogenannter Knochenaufbau erfolgen. Dieser kann entweder durch Bearbeitung des bestehenden Knochenkamms oder durch Rekonstruktion mit einem Knochenersatzmaterial erfolgen. Das Knochenersatzmaterial kann ein definiertes Material, wie beispielsweise ein synthetisches Material sein, es kann aber auch ein Leichenknochenmaterial oder ein Knochenstück des Patienten selbst sein.
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Es ist dabei wichtig, ob ein Knochenaufbau aufgrund fehlender Höhe (vertikal) oder mangelnder Knochenbreite (sagittal, transversal) notwendig ist. Die knöcherne Rekonstruktion der Breite gilt dabei als einfacher als die Gewinnung an Knochenhöhe. Mit den heute im Markt erhältlichen kurzen Implantaten und auch dünneren Implantaten ist auch ein geringer Knochenaufbau ausreichend, um eine ausreichende Stabilität eines Implantats zu gewährleisten. Gewünscht ist jedoch - schon aus ästhetischen Gründen - ein normal hoher Aufbau.
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Bei geringem Knochenmangel in der Breite kann der für den Kieferknochenaufbau notwendige Knochen während der Operation gewonnen werden (Knochenmehl, das beim Bohrvorgang in speziellen Filtern aufgefangen wird, oder Schaber, die Knochenspäne vom Kieferkamm „abhobeln“). Auch kann hierfür Knochenersatzmaterial verwendet oder die Anlagerungsmenge durch Vermischen von Knochen und Ersatzmaterial gestreckt werden. Dieser Augmentationsbereich muss mit einer Art Folie (Membran) so geschützt, dass eine ungestörte Einheilung des Knochens erfolgen kann. Mittlerweile werden hierfür meist Membranen verwendet, die vom Körper vollständig abgebaut werden. Eine Entfernung ist dann nicht mehr notwendig.
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Bei zu schmalem Kiefer ist es möglich, den Kieferknochen durch Knochenspreizung für eine Implantatseinbringung vorzubereiten. Bei einer bewährten Technik wird der schmale Knochen mit Hilfe spezieller Meissel, feiner Sägen oder Fräsen in ein lippenseitiges und ein zungenseitiges Blatt gespalten, dann die Implantate in den entstandenen Spalt eingebracht, und die restlichen Hohlräume mit Knochen- oder Knochenersatzpartikeln gefüllt. Ein anderes Verfahren nutzt spreizende, nicht abtragende Bohrer in aufsteigender Grösse, um Raum für die Implantate auch im schmalen Knochen zu schaffen.
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Wenn der Knochen derart schmal ist, dass ein Aufdehnen nicht mehr erfolgversprechend ist, kann eine Knochenspreizung (Bone-Splitting), quasi als Maximalvariante des Bonespreadings Erfolg bringen. Dabei wird der zu schmale Knochen in ein inneres und äusseres Blatt gespalten, um Platz für die einzubringenden Implantate zu schaffen. Diese Trennung muss sehr vorsichtige erfolgen, ein weiteres Aufdehnen (Knochenspreizung) ist in der Regel nötig, um die Implantate dazwischen einbringen zu können. Die zwischen den Implantaten übrigbleibenden Freiräume werden mit gewonnenen Knochenpartikeln oder Knochenersatzmaterial aufgefüllt und mit einer Membran für die Heilung geschützt. Wegen der meist geringen Primärstabilität sollte die Belastung der Implantate erst nach Monaten erfolgen.
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Die Dom-Technik wird bei extrem geringem Restknochen eingesetzt. Hierbei wird ein zu einer Membran platt gewalztes Kollagenschwämmchen in gefaltetem Zustand nach kranial eingebracht und der Hohlraum vollständig mit PRF-Membranen gefüllt. Die gefaltete Membran bewirkt, dass sich bereits innerhalb von zwei Wochen eine dünne Knochenschicht domartig zwischen den beiden Membranen bildet und somit einen stabilen Hohlraum generiert, der für die Füllung mit lamellenartigem Knochen notwendig ist. Nach einer Abheilzeit von etwa vier bis fünf Monaten kann dann in einem minimalinvasiven Eingriff die Implantation erfolgen.
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Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen Ersatzmaterial zur Rekonstruktion eingesetzt wird. Hierfür wird der Knochendefekt vermessen und das Ersatzmaterial passend zum Einfügen in diesen Knochendefekt gestaltet. Mit Ostheosyntheseschrauben, die zu einem späteren Zeitpunkt wieder entfernt werden müssen, wird das Ersatzmaterial befestigt. Erst wenn diese Ersatzmaterial eingeheilt ist und die notwendige Stabilität aufweist, ist es möglich, eine Implantierung vorzunehmen.
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Die zuvor beschriebenen Vorgehen implizieren, dass zunächst ausreichend Knochen bereitgestellt werden muss, bevor ein Implantat vorgesehen wird, da dieses für ein erfolgreiches Einwachsen ausreichend Primärstabilität benötigt.
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Ausreichender Knochen ist nicht nur entscheidend für eine langfristige Implantatsstabilität, sondern auch ausschlaggebend für den folgenden Zahnerhalt. Mit einem 3D-gedruckten Titangerüst kann eine massgeschneiderte Restauration des ursprünglichen Kieferknochens in Breite und Höhe geplant werden. Anhand einer Röntgenaufnahme wird ein 3D-gedrucktes Titangerüst speziell für den Patienten und passend zu dem entsprechenden Knochendefekt hergestellt. Dieser Defekt benötigt ein Knochenmaterial als Füllstoff unter dem Titangerüst für die Bildung von neuem Knochen. Ob Eigenknochen, Knochenersatzmaterial oder eine Kombination aus beiden wird von Fall zu Fall entschieden. Diese Materialien werden zusätzlich mit einer Kollagenmembran abgedeckt, die die Heilung des Zahnfleischs und die Knochenregeneration unterstützt. Nach Einheilung muss das metallische Gerüst wieder entfernt werden. Anschliessend können in den aufgebauten Knochen die entsprechenden Implantate eingesetzt werden.
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Probleme bei solchen Gerüstaufbauten und den anschliessenden Insertationen von Implantaten bereitet die Gingiva. Als Gingiva oder Zahnfleisch ist der Teil der Mundschleimhaut gemeint, der den Kieferkamm bedeckt und die Zahnhälse bogenförmig umgibt. Am Zahn bildet sie die Grenze zwischen der Mundhöhle und dem Eintritt der Zahnwurzel in den Kieferknochen. Schliesst diese Grenzschicht nicht vollständig ab oder kommt es zu einer Verbreiterung und Vertiefung dieser Schleimhaut am Zahn, spricht man von einer Zahnfleischtasche. Diese wird sowohl bei der Entfernung des Gerüsts als auch wieder bei der Insertation verletzt und führt daher zu erschwerten Einheilvorgängen oder auch weiteren Erkrankungen.
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Problem bei der Verwendung von Knochenersatzmaterialien ist, dass zumindest Ostheosynthesenschrauben wieder zu entfernen sind. Dadurch wird das an sich bis dahin verheilte Zahnfleisch wieder beschädigt und es bedarf eines erneuten Heilungsprozesses, bevor Implantate in diesen Bereich eingesetzt werden können. Die Gefahr von Entzündungen und dadurch das Aufkommen von erheblichen Störungen im Einheilprozess wächst beträchtlich.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels dem Knochenersatzmaterial in der Ausbildung eines Knochenimplantats in einen Defekt eines Kieferkamms eines Kiefernknochens dauerhaft fixierbar ist.
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Lösung der Aufgabe
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Die Lösung der Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 bereitgestellt.
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Vorteile der Erfindung
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Eine der wesentlichen Vorteile der Erfindung ist es, dass das Knochenimplantat nicht mehr entfernt werden muss und auch die Fixierelement zur Fixierung des Knochenimplantats verbleiben, so dass keine weiteren Verletzungen des bereits eingeheilten Zahnfleisches entstehen. Da bereits mit der Implantierung des Knochenimplantats auch die notwendigen Dentalimplantate, bei zweiteiligen Dentalimplantaten die jeweiligen Dentalimplantatskörper in dem Knochenimplantat integriert sind und das Knochenimplantat fixieren, ist ab der Insertierung des Knochenimplantats eine lückenlose Einheilung und damit ein Einwachsen von Knochensubstanzen in das Knochenimplantat möglich.
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Gleichzeitig ist der Knochenaufbau und die Heilung der Gingiva so weit vorangeschritten ist, dass ohne weitere Verletzungen des Knochens und der Gingiva eine Weiterbildung (Aufsetzen des Abutments und der Krone) eines Implantats an der vorbestimmten Stelle, an der bereits der Implantatskörper gesetzt ist, ausgeführt werden kann.
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Dies wird dadurch erreicht, dass der Raum, in dem das Knochenimplantat eingesetzt werden soll, zunächst vermessen wird. Durch die Vermessung ergibt sich eine definierte Struktur und Abmessung, derart, dass beispielsweise eine nahtlose Kieferkammausbildung wieder hergestellt ist. Dies wird durch beispielsweise eine Litographie (Lithography-based Ceramic Manufacturing (LCM)) erreicht. Die Basis für das Knochenimplantat ist vorzugsweise ein aus Zirkonoxid bestehender Schaum, der zudem den Vorteil aufweist, dass es auch von dem behandelnden Arzt nachbearbeitet bzw. beschliffen werden kann, wenn es notwendig ist, Anpassungen vorzunehmen. Das Knochenimplantat zeichnet sich zudem aus, dass zumindest Teile des jeweiligen Dentalimplantats, insbesondere der Implantatskörper, daran befestigt werden können oder bereits integrativer Bestandteil sind. Da der Implantatskörper des Dentalimplantats aus einem Einschraubbereich, der für eine Primär- und Sekundärstabilität verantwortlich ist und einem Aufnahmebereich für das Abutment besteht, ist vorgesehen sein, dass der Implantatskörper als Befestigungsmittel für das Knochenimplantat vorgesehen ist oder zumindest Teile des Implantatskörpers als integrativer Bestandteil des Knochenimplantats ausgebildet sind.
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Wird der Defekt des Kieferkamms vermessen, so kann über eine Bearbeitungseinheit das gewünschte Knochenimplantat, welches aus zumindest Teilen von Zirkonoxid besteht, hergestellt werden. Dies geschieht in der Regel durch Fräsen und Schleifen. Zuvor ist zudem festgelegt worden, an welchen Stellen Dentalimplantate im Bereich des Knochenimplantats angeordnet sein sollen. Hierzu wird in dem Knochenimplantat jeweils eine durchgehende erste Bohrung vorgesehen sein, die zur späteren Aufnahme des Dentalimplantatskörpers dienen soll.
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Nachdem das Knochenimplantat durch die Bearbeitungseinheit hergestellt und durch den Bearbeiter entsprechend angepasst worden ist, kann dies in den Bereich des Defektes eingesetzt werden. Mit entsprechenden Bohrern, die durch die ersten Bohrungen im Knochenimplantat geführt werden, werden im verbleibenden Knochen jeweils Bohrungen zur Aufnahme des Teils des Dentalimplantatskörpers hergestellt. Das Knochenimplantat dient somit als Bohrschablone für die korrekte Platzierung und Insertierung der Dentalimplantate.
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Mit einer zweiten Bohrung, die achsgleich zur ersten Bohrung im Knochenimplantat geführt wird, jedoch nur bis zu einer definierten Tiefe entsteht innerhalb des Knochenimplantat eine Schulter. Diese Schulter wird hervorgerufen durch die Querschnittsverringerung von der zweiten zur ersten Bohrung. Die im Dentalimplantatskörper vorgesehene Schulter legt sich beim Einsetzen an die Schulter des Knochenimplantats an.
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Durch Einführen des Dentalimplantatskörpers in das auf den verbleibenden Knochen aufgesetzte Knochenimplantat wird in einem letzten Schritt das Knochenimplantat fixiert, in dem sich ein Teil des Dentalimplantatskörpers auf der in der Bohrung im Knochenimplantat vorgesehene Schulter auflegt und sich das distale Gewinde in die im verbleibenden Kieferknochen hergestellte Bohrung einschraubt. Dadurch wird das aufgelegte Knochenimplantat fixiert.
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Der Anspressdruck des Knochenimplantat sollte so gering wie möglich sein, damit eine Regeneration des verbleibenden Knochens möglich ist.
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Eine solche Fixierung ist nur mit solchen Dentalimplantatskörpern möglich, die ein entsprechendes Schraubgewinde am distalen Ende aufweisen und sich vom distalen Ende zum Aufnahmebereich des Abutments zumindest an einer Stelle verbreitern, so dass ein Schulterbereich entsteht, der auf einem im Knochenimplantat vorgesehenen Schulterbereich aufliegen kann. Dadurch werden die durch das Fixieren des Dentalimplantats auf den Schulterbereich wirkende Kräfte auf die zur verbleibenden Knochenfläche des Kiefers unterhalb des Knochenimplantats verteilt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen hervor.
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Figurenliste
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Es zeigen
- 1 eine skizzierte Darstellung eines menschlichen Unterkiefers mit einem rekonstruierten Kieferkamm und ein darin eingesetztes Knochenimplantat mit zwei Dentalimplantaten;
- 2 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung der Vorrichtung und des Verfahrens zur Fixierung eines Knochenimplantats bei einem Kieferkamm-Defekt an einem Kieferknochen mit einem Dentalimplantat, insbesondere mit einem Dentalimplantatskörper.
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Beschreibung der Erfindung
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In 1 ist ein menschlicher Kieferknochen U, hier ein Unterkiefer, mit Zähnen Z dargestellt. Der strichpunktierte Bereich deutet ein Knochenimplantat 1 an. Dieses Knochenimplantat ist zuvor durch Fräsen und Schleifen bearbeitet worden und besteht beispielsweise aus einem Schaum im Wesentlichen aus Zirkonoxid.
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Das Knochenimplantat 1 ist durch eine Schleimhaut, das Zahnfleisch bedeckt. Die Zähne Z in diesem Bereich sind mittels eines durch eine strichpunktierte Linie angedeutetes Dentalimplantat Z1 bzw. Z2 gehalten. Gleichzeitig fixiert das jeweilige Dentalimplantat Z1 und Z2 das Knochenimplantat 1 an dem Kieferknochen U.
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In 2 ist schematisch das Knochenimplantat 1 im insertierten Zustand am Kieferknochen U gezeigt. Das Knochenimplantat 1 ist wie folgt entstanden:
- a. Vermessen des Defekts D innerhalb des Kieferkamms des Kieferknochens;
- b. Bearbeiten eines Knochenersatzmaterials durch eine Bearbeitungseinheit, beispielsweise Fräsens und damit Herstellung eines Knochenimplantats 1;
- c. Bohren einer durchgängigen ersten Bohrung 3 in dem Knochenimplantat 1 an der Stelle, die zur Aufnahme eines Dentalimplantats Z1 bzw. Z2 bestimmt ist;
- d. Auflegen des fertiggestellten Knochenimplantats 1 an die Stelle des Defekts D;
- e. Bohren einer Bohrung 5 in den Kieferknochen, wobei die erste Bohrung 3 innerhalb des Knochenimplantats 1 als Bohrschablone dient;
- f. Bohren einer im Vergleich zur ersten Bohrung 3 grösseren weiteren Bohrung 6, achsgleich zur ersten Bohrung 3, im Durchmesser des zu insertierenden Dentalimplantats;
- g. Insertieren des Dentalimplantats Z1 bzw. Z2 in die erste bzw. weitere Bohrung 3 bzw.6 bis die von dem Dentalimplantat Z1 bzw. Z2 ausgebildeten Schultern 7 auf Schulterbereich 8, die durch die weitere Bohrung 6 entstanden sind, aufliegt und das distale Ende des Dentalimplantats Z1 bzw. Z2 in die im Kieferknochen vorgesehene Bohrung 5 eintauchen und dort verschraubt werden kann.
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Alternativ ist es auch möglich, dass die erste Bohrung 3 zusammen mit der zweiten weiteren Bohrung 6 bereits in der Herstellung des Knochenimplantats 1 erzeugt wird.
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Durch den letzten Verfahrensschritt (Verfahrensschritt g) wird durch das Dentalimplantat Z1, Z2 über dessen Schultern 7 auf den in der weiteren Bohrung 6 entstandene weitere Schulterbereich 8 ein Flächendruck ausgeübt, da das distale Ende in den Knochen eingedreht wird. Dadurch fixiert sich das Knochenimplantat 1 innerhalb des Defekts D. Es ist keine weitere Fixierung und weitere Befestigung des Knochenimplantats 1 mehr notwendig. Auch ein Entfernen von Ostheosyntheseschrauben entfällt vollständig.
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Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele dienen dazu, einen Implantatskörper, vorzugsweise einen eines zweiteiligen Dentalimplantats, in einem Kiefernknochen zu insertieren, der einen Knochenmangel zur vollständigen primärstabilen Aufnahme eines Implantatskörpers aufweist. Die hierfür vorgesehene Knochenimplantat besteht aus vorzugsweise aus Keramik, beispielsweise keramischem Schaum, insbesondere Zirkonoxid. Eine Ausführungsform des Knochenimplantats ist durch einen Printverfahren oder ein mechanisches oder chemisches Verfahren hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Knochenimplantat
- 2
- ersten Bereich
- 3
- erste Bohrung
- 4
- weiterer Bereich
- 5
- Bohrung
- 6
- weitere Bohrung
- 7
- Schulter
- 8
- Schulterbereich
- U
- Kieferknochen
- Z
- Zähne
- Z1
- Dentalimplantat
- Z2
- Dentalimplantat
- D
- Defekt
