DE2111325B2 - Dentalimplantat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betriBt Dentalimplantate zum Einsetzen in das Zahnbett von Kiefern von Menschen oder Wirbeltieren zur Bildung des Wurzelabschnittes von künstlichen Zähnen.

Es ist bereits seit langem bekannt, künstliche Zahnwurzeln in Kieferknochen zu befestigen, um darauf künstliche Kronen aufzusetzen. Derartige künstliche Zahnwurzeln bestanden bisher aus Metallen, Keramiken oder Kunststoffen, wobei die Außenfläche der künstlichen Wurzel durch Rippen, Gewinde oder in sonstiger Weise so aufgerauht wurde, daß eine möglichst haltbare Verankerung der Wurzel im Kieferknochen erreicht werden konnte. Auf dem Gebiet der Herstellung der künstlichen Zahnwurzeln ist seit Jahren eine intensive Forschung betrieben worden, die dazu geführt hat, daß zahlreiche Werkstoffe zur Herstellung künstlicher Zahnwurzeln erprobt und in der Praxis angewendet wurden. Dabei hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung von Metallen diese im allgemeinen nach dem Einsetzen nur bindegewebig einheilen, so daß künstliche Wurzeln aus diesem Material eine nur geringe Festigkeit und Belastbarkeit aufweisen. Zu den jüngeren Entwicklungen auf diesem Gebiet gehört die Verwendung von Kunststoffen, und zwar insbesondere Methylmethacrylat, Harzen oder Mischpolymerisaten aus Methylmethacrylat mit Methylacrylat bei gegebenenfalls einem Zusatz von natürlichen resorbierbaren Materialien wie Kalbsknochen oder Elfenbein.

Auch die Verwendung synthetischer Kunststoffe ist bedeutungslos geblieben, da derartige künstliche Zahnwurzeln kaum einwachsen und immer ü^er kurz

ίο oder lang abgestoßen werden. Weiterhin hat sich herausgestellt, daß häufig chronische Schleimhautentzündungen auftreten, die bei einer Reihe von Patienten von allgemeinen Erkrankungen begleitet sind. In vielen Fällen ist erwiesen, daß diese Erkrankungt:i auf chemische Wechselwirkungen mit der Schleimhaut beruhen, da die Kunststoffe praktisch immer noch freie Monomere enthalten, die wiederum zu Reaktionen der Schleimhaut und Allergien führen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, neue Dentalimplantate zu entwickeln, welche die geschilderten Nachteile nicht aufweisen.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Implantat, bei dem die Grenzfläche zum Körpergewebe aus isotropem. mikrokristallin strukturiertem Kohlenstoff besteht, vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein einer allgemeinen Zahnwurzelform entsprechendes konisches Einsatzstück, das Befestigungsmittel für eine künstliche Zahnkrone aufweist, zur Anwendung als Dentalimplantat zum Einsetzen in das Zahnbett vollständig aus glasartigem oder pyrolytischem Kohlenstoff besteht.

Aus der französischen Patentschrift 1 571184 sind zwar prothetische Vorrichtungen, und zwar insbesondere interne, und zwar intravasculäre Prothesen aus oberflächlich mit pyrolytischem Kohlenstoff beschichteten Kernstücken bekannt. In »' * Beschreibung wird ausgeführt, daß de-irtige "t pyrolytischem Kohlenstoff beschichtete Implant _ eine ausgezeichnete Verträglichkeit mit Körpergewebe aufweisen, und sie insbesondere nicht zur Verstärkung der Blutgerinnung beitragen. Außerdem wird darauf hingewiesen, daß die mit pyrolytischem Kohlenstoff beschichteten Implantate eine hinreichende Festigkeit aufweisen.

Überraschenderweise wurde jetzt festgestellt, daß Dentalimplantate aus glasartigem oder pyrolytischem Kohlenstoff nach der Implantation kaum jemals abgestoßen werden, da, wie histologische Untersuchungen zeigen, das Bindegewebe das Implantat wieder dicht umwächst und an den aufgerauhten Oberflächen des Implantates eine neue Knochen- und Zementbildung eintritt, so daß die künstliche Wurzel fest im Kiefer verankert wird. Histologische Untersuchungen zeigen, daß die erfindungsgemäßen Implantate ausgezeichnet gewebeverträglich in der Mundhöhle sind so daß weder Entzündungen, Gewebewucherungen bakterielle Infektionen noch Knochenresorptionec im Bereich des Implantates eintreten. Diese Eigenschäften der Implantate sind völlig überraschend, de keineswegs davon ausgegangen werden konnte, daC für interne Prothesen verwendbare Materialien derartige günstige Eigenschaften in der Mundhöhle aufweisen würden. Es ist beispielsweise bekannt, daß da:

für intravasculäre Prothesen am häufigsten verwen· dete Kunstharz, nämlich Polyäthylen, für Zahn· Implantate völlig ungeeignet ist; ähnliches gilt für di< in der Ersatzteilchirurgie häufig verwendeten Kunst

stoffe wie Polyfluorkohlenwasserstoffe oder Polycarbonate. Im Gegensatz dazu wurden für Zahnimplantate bisher fast ausschließlich Methacrylate oder Copolymere des Methacrylats eingesetzt. Verbindüngen, die wiederum zur Verwendung als intravasculäre Prothesen nicht geeignet sind. Die Verwendbarkeit eines Implantates in der Mundhöhle erfordert im Gegensatz zu Implantaten im Körperinneren besondere Voraussetzungen, da mit einer ständig vom Sauren ins Alkalische wechselnden Änderung des pH-Wertes, stark wechselnde Temperaturen und Elektrolytzusammensetzungen zu rechnen ist und die Mundhöhle außerdem physioloiiischerweise schon eine reiche Bakterienflora enthält, so daß das feste Einwachsen ■ on Dentalimplantaten auch bei sorgfältiger Vorbereitung kaum jemals erfolgreich ablief.

Interne Implantate werden im allgemeinen keinen großen mechanischen Belastungen ausgesetzt, da selbst bei der Nagelung von Knochenbrüchen die Druckbelastung des Knochens im wesentlichen von diesem selbst und nicht vom Nagel getragen wird. Bei einer künstlichen Zahnwurzel ist hingegen mit einer starken mechanischen Beanspruchung durch die Kaubewegungen zu rechnen; der Kaudruck kann bis etwa 100 kP und in Ausnahmefällen sogar bis 700 kP betragen. Es ist daher völlig überraschend, daß künstliche Zahnwurzeln, die vollständig aus mikrokristallinen isotropen Kohlenstoff bestehen, mechanisch so stabil sind, daß sie den Druckbelastungen beim Kauen widerstehen können, obgleich die dabei auftretenden Kaudrucke eine Größenordnung erreichen, bei der eine Zertrümmerung des Kohlenstoffmaterials anzunehmen gewesen wäre. Die in der franzosischen Patentschrift 1 571 184 angegebenen internen Implantate weisen stets nur eine äußere Beschichtung eines Kernstückes mit isotropem Kohlenstoff auf, so daß die mechanische Widerstandsfähigkeit dei Gesamtprothese im wesentlichen von den als Kernstück eingesetzten Metallen oder Keramiken bedingt wird.

Die verwendeten Kohlenstoffmaterialien sind ehemisch, biologisch und physikalisch mit dem Körpergewebe verträglich; sie sind ungiftig, nicht karzinogen oder ailergisierend und zeigen hervorragende Eigenschäften zur Verwendung als Dentalimplantat-Werkstoff.

Der feste glasartige Kohlenstoff ist an sich bekannt und läßt sich durch thermische Zersetzung organischer Produkte wie beispielsweise entsprechend der USA.-Patentschrift 3 109 712 und der britischen Patentschrift 956 452 erzeugen. Derartige glasartige Kohlenstoffe haben eine Dichte von etwa 1,5; sie zeigen einen muscheligen Bruch und sind nicht porös. Auch die pyrolytischen Kohlenstoffe sind an sich bekannt und können durch Zersetzung von reinen Kohlenwasserstoffen wie Methan oder Propan hergestellt werden.

Die festen undurchlässigen Kohlenstoffimplantate werden in die gewünschte Form gebracht, indem man beispielsweise ein Phenolformaldehydresol oder -novolac carbonisiert.

Die Dentalimplantate gemäß Erfindung können außer beim Menschen praktisch bei allen Wirbeltieren, wie Hunden, Katzen u. dgl., verwendet werden. Der mit dem der Wurzel entsprechenden Einsatzstück zu verbindende Kunstzahn bzw. die Zahnkrone kann aus beliebigem Material hergestellt werden. wie beispielsweise aus einem Acrylharz, wie Polymethylmethacrylat, oder aus Methylmethacrylat, dns mit Methylacrylat. Äthylacryiat, Butylacrylat. Äthvlenglykoldimethacrylat mischpolymerisiert ist, aus Vinylacryl-Mischpolymeien, aus Polyamiden. Polystyrol oder aus keramischem Material, wie Porzelfan.

Je nach Art des Zahnes hat das Einsatzstück ein, zwei oder drei konische Teilstücke.

Vorzugsweise besitzt das Einsatzstück eine Vertiefung zur Aufnahme der Befestigungsmittel für die Zahnkrone.

Diese Vertiefung zur Aufnahme eines Befestigungsstiftes kann gegebenenfalls konisch ausgebildet sein, um den Druck gleichmäßig zu verteilen. Selbst bei aus zwei oder drei konischen Teilstücken bestehenden Einsätzen genügt nur eine Vertiefung zur Aufnähme des Befestigungsstiftes.

Entsprechend kann die Zahnkrone oder der künst- \\(±_ε Zahn eine Vertiefung :ur Aufnahme des Verbindungsstiftes besitzen, der gegebenenfalls im Zahnkronenbereich einen verbreiterten Kopfbereich besitzt.

Obgleich überraschenderweise Knochen und Ge-ν jbe um das Einsatzstück aus Kohlenstoffmaterial herumwächst und an diesem anhaftet, kann das Einsatzstück zur permanenten Befestigung im Zahnbett oder zur besseren Haftung noch mehrere in Längsrichtung verlaufende vorstehende Vorsprünge aus Kohlenstoffmaterial aufweisen, die vorzugsweise im oberen Bereich eine sich nach außen vergrößernde Schulter besitzen. Das über diesen Schulterbereich wachsende Gewebe verstärkt die Haftung des Einsatzstückes bzw. des künstlichen Zahnes im Zahnbett. Ferner kann das konische Einsatzstück noch mindestens eine laterale und/oder longitudinale Vertiefung besitzen.

Die Anbringung der konischen Einsatzstücke ist äußerst einfach. Beispielsweise kann der Patient diese durch festen Zubiß in das Zahnbett eintreiben oder der Zahnarzt kann dieses mittels eines Instrumentes bewirken.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Schneidezahnes im Zahnbett,

F i g. 2 eine vereinfachte Ansicht eines Dentalimplantats für einen mandibularen Mittelzahn,

Fig. 3 ein? Ansicht analog Fig. 2 jedoch für einen seitlichen Schneidezahn,

Fig. 4 eine Ansicht analog Fig. 2 für einen einwurzeligen Zahn,

F i g. 5 einen Schnitt durch einen künstlichen Zahn, F i g. 6 einen künstlichen zweiwurzeligen Zahn,

F i g. 7 eine teilweise geschnittene Ansicht des Wurzelbereiches eines Schneidezahnes mit Wurzelimplantat u~d Stift,

F i g. 8 eine Ansicht analog F i g. 7 jedoch mit aufgesetztem künstlichem Zahn,

F i g. 9 eine Ansicht eines bevorzugten künstlichen Zahnes gemäß Erfindung,

F i g. 10 einen Schnitt längs der Linie 10-10 gemaß Fig. 9,

F i g. 11 das Zahnbett zur Aufnahme des in F i g. 9 gezeigten Zahnes,

Fig. 12 eine auseinandergezogene Darstellung eines Wurzeleinsatzes mit Verbindungsstift und Zahnkrone.

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Der in Fig. I gezeigte Schneidezahn besteht aus in einem verbreiterten zylindrischen Kopf 38 in geder Zahnkrone 2 und der Wurzeil, die konisch gc- ringcm Abstand über der Dcckfiäche des Einsatzformt ist und in das Zahnbctt 3 im Kieferknochen 4 Stückes, so daß zur Befestigung ein Faden 40 angehineinrcicht. Zwischen der Wurzel 1 und dem Zahn- bracht werden kann. Nach Anwachsen des Implantats bett3 liegt eine periodontale Membran, während der S und Entfernung des Fadens wird, wie in Fig. 8 gc-Kicfcrknochcn nach oben durch die Zahnfleisch- zeigt, mit Zahnzement 42, 44, 46 und 48 eine übliche schicht5 abgedeckt ist. Die Prämolaren und die Mo- Krone 50 aufgebracht, die, wie in Fig. 12 gezeigt, laren haben entsprechend zwei bzw. drei Wurzeln. eine Vertiefung 52 besitzt. Fig. Il zeigt das Zahn-

Dic in Fig. 2 bis 5 gezeigten Dcntalimplantatc 20 bett 54 zur Aufnahme des der Wurzclform cntbcstchcn aus einem Kohlenstoffmatcrial, wie aus glas- io sprechend geformten Einsatzstückes 22.

artigem Kohlenstoff, der isotrop und mikrokristallin Fig. 12 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform

strukturiert ist und im wesentlichen undurchlässig ist eines Einsatzes, wo die Vorsprünge 24 mindestens

und der auf Grund seiner Vcrträglickeit mit dem Gc- teilweise an einem lateralen Einschnitt 60 enden, der

webe ein äußerst ideales Material darstellt. zum besseren Anwachsen und Überwuchern von Ge-

Dic in den F i g. 2 bis 5 gezeigten Einsatzstückc ¹S webe vorgesehen ist. Die Abmessungen dieser Rille besitzen eine Vertiefung oder Bohrung 7, um einen sind genau wie die der Vorsprünge nicht wesentlich, Stift 8 aufzunehmen, der wie in F i g. 5 gezeigt, den jedoch sollen die Vertiefungen zweckmäßig minkünstlichen Zahn 9 mit dem Einsatzstück 20 vcr- destens um ein Fünfzigste! der größten Längsabmesbindet. sung eingeschnitten sein, während ihre Längsab-

Bei der in F i g. 6 gezeigten Darstellung eines für »o messung mindestens ein Hundertstel der Gesamtlänge einen Prärrolaren geeigneten Einsatzes sind zwei ko- des Einsatzes entspricht. Die Einschnitte können rinnische TcilstUcke 11 vorgesehen, die durch einen Mit- nenförmig, winkelig und gegebenenfalls mit vcrschieteltcil 12 verbunden sind. In der Bohrung 70 befindet denen Radien ausgebildet sein. Bei der Verwendung sich ein Stift 18, um die Zahnkrone 19 zu halten. von mehreren Einschnitten ergeben sich zwischen

In der Praxis wird vor der Extraktion des Natur- as diesen entsprechend mehrere plane Flächen. Die Vor-

zahncs die Größe und Form der Wurzel und des sprüngr müssen nicht unbedingt konisch in Richtung

Zahnbettes durch Röntgenaufnahmen festgestellt. auf die Wurzclspitzc verlaufen; sie können auch eine

wonach ein entsprechendes Einsatzstück aus glas- umgekehrte oder gar keine Konizität besitzen. Die

artigem Kohlenstoff hergestellt und gegebenenfalls lateralen bzw. longitudinalcn Einschnitte können aus

mit einem Diamantschleifer abgeschliffen wird, ί'τΐι 3o einem konischen Einsatzstück herausgeschliffen wcr-

der Extraktion wird das so vorbereitete Dental- den. An Stelle mehrerer Vorsprünge 24 kann auch

implantat in das Zahnbett eingesetzt und durch ein einziger durchgehender Vorsprung vorgesehen

Klammern oder Spangen mittels des Nachbarzahnes werden.

fixiert. Dieses kann auch, wie in F i g. 6 gezeigt, mit- Der in l·' i g. 12 gezeigte Einsatz hat eine in Längs-

tcls einer Stumnielkrone 19 erfolgen, die auf den 35 richtung verlaufende Vertiefung 61. die im vorliegen-

Stift 18 aufgeschraubt wird. Nach etwa 4 bis den Fall sich über die gesamte Fläche des Einsatzes

10 Wochen ist dann das Implantat eingewachsen, so in Längsrichtung erstreckt; es können auch mehrere

daß die Fixierung entfernt werden kann. Danach solcher Einschnitte vorgesehen sein. Ferner sind zwei

kann der Fixierungsstift 8. z. B. ein Goldstift, und die laterale Einschnitte 60 und 62 vorgesehen, die durch

eigentliche Krone 9, beispielsweise aus Polymethyl- 4o die Verlängerung der Längsrille 61, nämlich durch

mcthacrylat, aufgesetzt werden. Die Befestigung die- den Teil 63, miteinander verbunden sind. Auch hier

scr Teile kann mit üblichem Zahnzement oder auf sind beliebige Querschnittsprofile möglich,

andere Weise erfolgen. Die Abmessung in den beiden Querrichtungen.

■ Das Einsatzstück kann zur Erhöhung der perio- nämlich die Dimension X-X und Y-Y, kann gleich

dontalen Haftung gegebenenfalls aufgerauht werden. 45 oder verschieden sein; in den meisten Fällen wird

Bei Kieferverwachsungen kann durch entsprechende eine ovale Form des Implantats bevorzugt, da diese

chirurgische Eingriffe ein entsprechendes künstliches sich der tatsächlichen Form des Zahnbettes besser

Zahnbett vorbereitet werden. Bei komplizierteren anpaßt. Das Verhältnis der Abmessungen "-X /υ

Wurzelformen, wie beispielsweise bei den Prämo- Y-Y kann von 1:1 bis etwa 1 : 1,5 reichen. Gege-

Iaren, kann man die Einsatzstücke aus festem Harz 5o benenfalls kann der Kopfteil 38 und auch die Schultei

nach einer entsprechenden Oberflächenbearbeitung 64 ebenfalls oval geformt sein, so daß eine Drehung

herstellen, wobei man genügend Spiel vorsehen muß. der Krone 50 bei einer ebenfalls oval geformter

da bei der Carbonisierung zur Umwandlung in das öffnung 52 vermieden wird.

kohlenstoffhaltige Material eine gewisse Schrumpfung Die erfindungsgemäßen aus Kohlenstoffmateria

eintritt. 55 bestehenden Einsätze sind mechanisch erheblich

Bei der in F i g. 7 gezeigten Ausführung besitzt fester als die bislang verwendeten Kunststoffimplandas konische Einsatzstück 22 aus Kohlenstoffma- täte, und sie neigen auch nicht zur Verformung durch terial mehrere nach außen gerichtete und in Längs- den beim Kauen entstehenden Druck. Die erfin richtung verlaufende Vorsprünge 24, die in einer sich dungsgemäßen Dentalimplantate lassen sich sehr viel nach oben und außen verbreiternden Schulter 26 ^6o einfacher herstellen und werden besser vom Körpei enden und eine Abstoßung des Implantats verhin- angenommen, so daß Abstoßungen nicht auftreten dem. da das Gewebe oder die periodontale Membran Darüber hinaus ist das Material chemisch beständig 28 vom Zahnbettknochen 30 aus die Vorsprünge Zur Befestigung des Stiftes im Einsatz und an dei überwächst oder überzieht. Im Einsatzstück 22 ist Krone bzw. zur Befestigung der Krone auf dem Eineine Vertiefung 32 für den Verbindungsstift 36 vorge- ⁶5 satz und des Einsatzes im Zahnbett kann üblichei sehen, der mit Zahnzement 34 befestigt ist. Dieser Zahnzement verwendet werden, wie Zinkphosphat Stift kann aus Gold, rostfreiem Stahl, Titanstahl oder Zinkoxyd-eugcnol, Silikatzement, Zinksilikat odei genügend festem Kunststoff bestehen. Der Stift endet Kunstharzzement.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

3 S ? 8

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Implantat, bei dem die Grenzfläche zum Körpergewebe aus isotropem, mikrokristallin strukturiertem Kohlenstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß ein einer allgemeinen Zahnwurzel'form entsprechendes konisches Einsatzstück, das Befestigungsmittel für eine künstliche Zahnkrone aufweist, zur Verwendung als Dentalimplantat zum Einsetzen in das Zahnbett vollständig aus glasartigem oder pyrolytischem Kohlenstoff besteht.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück eine Vertiefung zur Aufnahme der Befestigungsmittel für die Zahnkrone aufweist.

3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Zahnkrone (9) am Einsatzstück (20) mittels eines Stiftes (8) erfolgt, der mit seinen Enden jeweils in Vertiefungen (7) in der Zahnkrone bzw. im Einsatzstück eingreift und gegebenenfalls im Zahnkronenbereich einen verbreiterten Kopfbereich (38)besi zt.

4. Implantat nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnkrone (9) aus einem Acrylharz oder Porzellan besteht.

5. Implantat nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichne* daß das Einsatzstück (22") mehrere in Längsrichtung verlaufende vorstehende Voisprüge (24) aufweist, die vorzugsweise eine Schulter (26) besitzen.

6. Implantat nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (20) aus ein bis drei konischen Teilstücken (11, 12) besteht.

7. Implantat nach Anspruch 1 bis 6, dadurch' gekennzeichnet, daß das konische Einsatzstück (20) mindestens eine laterale und/oder longitudinale Vertiefung (60, 61, 62) besitzt.