DE2834890B2

DE2834890B2 - Implantat zur Befestigung eines künstlichen Zahnersatzes am Kiefer

Info

Publication number: DE2834890B2
Application number: DE2834890A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr. Waldenburg Straumann; Franz Niederdorf Sutter
Original assignee: Institut Straumann AG
Current assignee: Institut Straumann AG
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1980-12-18
Also published as: US4180910A; GB2006623B; DE2834890C3; IT1099946B; IT7828872A0; GB2006623A; CH618870A5; DE2834890A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Implantat gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der US-Patentschrift 34 99 222 ist ein Kieferimplantat für die Befestigung eines künstlichen Zahnersatzes bekannt, das einen am einen Ende offenen Hohlzylinder aufweist, der zum Verankern im Kiefer bestimmt ist Am anderen Ende ist der Hohlzylinder durch eine konische Abschlußwand abgeschlossen. Mit dieser ist in ihrer Mitte ein zum Hohlzylinder koaxialer, zylindrischer Pfeiler verbunden. Der zylindrische Wandungsteil des Hohlzylinders ist mit Durchgangslöchern versehen.

Bei diesem vorbekannten Zahnersatz ist die von der Abschlußwand aus gemessene Länge des Hohlzylinders mehr als doppelt so groß wie der Durchmesser des Hohlzylinders. Damit sich bei einem derart schlanken Hohlzylinder eine ausreichende Verankerung ergibt, müßte der Hohlzylinder relativ lang sein. Da jedoch das Implantat nicht bis in den Nervenkanal des Kiefers hineinragen darf, kann der Hohlzylinder nicht beliebig lang gemacht werden. Wenn nun mit zwei der vorbekannten Implantate eine sogenannte Brücke, d. h. ein Zahnersatz mit einer ganzen Gruppe von künstlichen Zähnen befestigt werden soll, läßt sich mit den vorbekannten Implantaten kaum eine ausreichend feste Verankerung erreichen. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn sich der Kiefer bereits zurückgebildet hat, weil die natürlichen Zähne schon längere Zeit fehlen.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 26 28 4S5 ist ein Kieferimplantat bekannt, das ebenfalls einen am einen Ende offenen Hohlzylinder aufweist Am andern Ende ist der Hohlzylinder durch eine Abschlußwand abgeschlossen, mit der ein Pfeiler verbunden ist, wobei die Abschlußwand um den Pfeiler herum mit Durchgangslöchern versehen ist Bei dem aus der deutschen Offenlegungsschrift

to 26 28485 bekannten Implantat ist die Länge des Hohlzylinders immer noch ungeführ 60% größer als dessen Durchmesser. Dieses Implantat hat also immer noch ähnliche Nachteile wie das aus der US-Patentschrift 34 99 222 bekannte Implantat

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 26 39 887 sind Implantate bekannt, die zwei oder drei Sockel und einen mit diesen verbundenen Pfeiler aufweisen. Die Sockel haben einen vollen Querschnitt und sind im wesentlichen konisch, wobei das freie, dünnere Kcnusende verrundet ist Die Form der Sockel ist also den natürlichen Zahnwurzeln nachgebildet

Diese bekannten Implantate weisen jedoch den Nachteil auf, daß es aufgrund der konischen Form der Sockel nicht möglich ist, einen Preß-Sitz beim Einsetzen des Implantates zu erzielen, durch welchen das Implantat gleich vom Zeitpunkt des Einsetzens an unbeweglich festgehalten wird. Eine sofortige, starre Verankerung ist jedoch die Voraussetzung, damit das Implantat anschließend einwächst und dauerhaft festge-

halten wird. Des weiteren beträgt der maximale Durchmesser der Sockel der bekannten Implantate etwa 40% und öer mittlere Durchmesser nur etwa 25—30% der Sockellänge. Das Verhältnis Durchmesser zur Länge ist also sehr klein, abgesehen davon, daß die Implantate auch absolut vergleichsweise lang sind, so daß sie bis in eine Tiefe unterhalb des Nervs reichen. Ferner ist die glatte Oberfläche der Sockel nicht dazu geeignet, einen festen Sitz zu erhalten. Bei Belastungen wird zudem der Druck an der Spitze der konischen Sockel auf einer vergleichsweise keinen Fläche in das umgebende Gewebe eingeleitet, was in hohem Maße unerwünscht ist weil der Druck nicht gleichmäßig abgefangen werden kann. Zudem muß zwecks Einsetzen dieses bekannten Implantats sehr viel Knochensub- stanz herausgebohrt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Implantat laut Oberbegriff des neuen Anspruchs 1 für eine feste Verankerung schon beim Einsetzen des Implantats so auszubilden, daß eine bessere Druckablei tung in das Gewübe bei vergleichsweise geringer

Entfernung von Knochensubstanz und ein besseres Verwachsen und damit eine gute Verankerung des Implantats erzielt werden kann. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem aus der

deutschen Offenlegungsschrift 2639 887 bekannten Implantat durch ein Implantat gelöst, daß gemäß dem Anspruch 1 gekennzeichnet ist

Durch das erfindungsgemäß ausgebildete implantat ist es möglich, daß beim Einsetzen des Implantates ein Preß-Sitz erzielt wird, wodurch das Implantat sofort vom Zeitpunkt des Einsetzens an unbeweglich festgehalten wird. Des weiteren ist die Länge wesentlich kleiner als beim Stande der Technik, so daß das Implantat nicht so tief eingesetzt werden muß, daß es unterhalb des Nervs bzw. im Bereich des Nervenkanals liegt. Ferner müssen in den Knochen nur zylindrische Ringspalte eingefräst werden, in die dann das Implantat eingesetzt werden kann, so daß eine Wegnahme von nur

geringer Knochensubstanz erforderlich ist Durch die Hohlzylinder wird somit eine gute Verankerung erzielt und sogleich eine große Auflagefläche erreicht, so daß auftretende Druckspitzen auf vergleichsweise großer Flache in das Gewebe eingeleitet werden können. Außerdem sind die Öffnungen im Mantel und der pfeilerseitigen Stirnseiten des Hohlzylinders dem Einwachsen des Implantats förderlich. Ferner fördert das relativ kleine Länge/Durchmesser-Verhältnis der Hohlzylinder ic Kombination mit den Löchern im Mantel und der Stirnseiten der Hohlzylinder, wenn diese nachher durchwachsen sind, deren Durchblutung. Es sei insbesondere darauf hingewiesen, daß das Vorhandensein von zwei oder mehr Hohlzylindern, deren Achsen gegen die Pfeilerachsen versetzt sind, ermöglicht, in den pfeilerseitigen Hohlzylinder-Stirnseiten auch im Bereich der Hohlzylinderachsen Öffnungen vorzusehen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung soll nun anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert werden. In ti αγ 7tw limin» ^"gt fffr

Fig. 1 eine Ansicht auf die Breitseite einer teilweise aufgebrochenen Implantates mit zwei Hohlzylindern, deren zylindrischen Wandungen unmittelbar zusammenhängen,die

Fig.2 eine Ansicht auf die Schmalseite des in der Fig. 1 dargestellten, teilweise aufgebrochenen Implantates, die

F ig. 3 eine Draufsicht auf das Implantat, die

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig.l,die

F i g. 5 eine Ansicht eines Alveolarknochens mit zwei eingesetzten Implantaten, die eine Brücke tragen, wobei die weichen Gewebeteile weggelassen wurden, die

Fig.6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig.5 in größerem Maßstab und mit den weichen Gewebeteilen, die

Fig.7 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines andern Implantates mit drei Hohlzylindern, die

F ig. 8 ein j Draufsicht auf das in der F ig. 7 dargestellte Implantat, die

Fig.9 eine der Fig. 1 entsprechende Anficht einer weiteren Variante eines Implantates, das zwei Ober einen Steg zusammenhangende Hohlzylinder aufweist, und die

Fig. 10 einen Schmu entlang de* Linie X-X der Fig. 9.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Implantat weist zwei Hohlzylinder Xa mit zueinander parallelen Achsen auf. Die kreiszylmdrischeri Wände ib der Hohlzylinder la hängen unmittelbar zusammen, so daß die Außenfläche der Wände ib ineinander übergehen und die in der Fig.4 strichpunktiert angedeuteten Verlängerungen der Außenflächen einander durchdringen würden.

Die Hohlzylinder la sind an ihrem einen, sich in der Zeichnung unten befindenden Ende offen und am andern Ende mit einer Abschlußwand versehen, die aber eine Verrundung mit der Wand Xb zusammenhängt Sowohl die zylindrische Wand ib als auch die eo Abschlußwand ic sind mit Durchgangslöchern id versehen, die durch Bohrungen gebildet und einigermaßen gleichmäßig Ober die beiden Wände verteilt sind. Im vorliegenden Fall berindet sich ein Loch lt/im Zentrum der Abschlußwand lc Die übrigen Löcher 1 rf sind auf zwei zur Hohlzylincterachse konzentrischen Teilkreisen angeordnet, wobei der Zentriwinkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Löchern jeweils 60° beträgt. Der eine, obere Loch-Teilkreis befindet sich im Übergangsbereich zwischen den beiden Wänden ib, Ic und der andere, untere im Bereich der Wand ib. Beim oberen Loch-Teilkreis fehlt dort, wo die Hohlzylinder zusammenhängen ein Loch. Beim unteren Loch-Teilkreis haben die beiden Hohlzylinder la ein Loch gemeinsam, das also die innenräume der beiden Hohlzylinder la miteinander verbindet Das Implantat weist ferner einen Pfeiler Ie auf, der sich in der Mitte zwischen den Achsen der beiden Hohlzylinder befindet und dessen Achse zu den Hohlzyliiaderachsen parallel ist Der Pfeiler leweist einen zylindrischen Abschnitt 1/ auf, der über eine Verrundung mit den beiden Abschlußwänden Ic zusammenhängt An dem zylindrischen Abschnitt 1/ schließt der etwas dünnere Endabschnitt ig an, der sich zudem gegen sein freies Ende hin verjüngt Der Pfeiler Ie ist von seinem freien Ende her mit einer koaxialen Sack-Gewindebohrung 1Λ versehen.

Das Implantat 1 besteht aus Metall und wird aus einem zusammenhängenden, d.h. einstückigen Werkstück hergestellt, das einen GrundJfirper bildet Der Grundkörper besteht aus kompaktem, .1 h. porenfreiem Titan. Wenn der Grundkörper die in den Fig. 1 bis 4 ersichtlichen Form und insbesondere alle Durchgangslöcher aufweist wird durch Flammspritzen eine dünne Schicht Titankörner auf ihn aufgebracht die teilweise miteinander und mit dem Grundkörper zusammenschmelzen. Auf diese Weise bildet sich eine rauhe Oberfläche mit Poren, die zum größten Teil Durchmesser von 1 bis ΙΟμπι aufweisen, wobei ;*ber auch noch engere Poren vorhanden sind. Die poröse Schicht wird mindestens auf die Außenflächen der zylindrischen Wand ib und vorzugsweise auch auf die Außenfläche der Abschlußwand lc die Innenflächen aller Wände und die Begrenzungsflächen der Löcher aufgespritzt

Die von der Außenfläche der Abschluß wand lc aus gemessene Länge L der Hohlzylinder beträgt zweckmäßigerweise etwa 4 bis 6 mm. Der Außendurchmesser D der Hohlzylinder la beträgt vorzugsweise etwa drei bis fünf Viertel der Länge L Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Länge L kleiner als der Durchmesser D und beträgt etwa 90% des letzteren. Die gesamte Materialstärke der Wände ib. Ic beträgt etwa 10% des Durchmessers D. Die Dicke der aufgespritzten Titanschicht beträgt etwa 10% der ganzen Materialstärke ib, lcder Wände.

Nun soll anhand der Fig.5 und 6 erläutert werden, wie mittels zwei Implantaten 1 ein künstlicher Zahnersatz am Unterkiefer befestigt werden kann. In den F i g. 5 und 6 bezeichnet 2 den Alveolarknochen und 2a dessen Nervenkanal. Zum Befestigen jedes Implantates 1 wird für jeden Hohlzylinder eine öffnung in den Alveolarknochen eingefräßt Die Öffnung besteht in ihrem oberen Teil aus einer Bohrung zum Aufnehmen der Abschlußwand lc und ihrem unteren Teil aus einer kreisringförmigen Rille zum Aufnehmen der zylindrischen Wand ib. Die Durchmesser der Öffnungen werden so bemessen, daß die Implantate eingepreßt werden können und dann festsitzen. Die Tiefen der Öffnungen werden »> bemessen, daß die Öffnungen den Nervenkanal la noch nicht schneiden, und daß sich die Abschlußwände lc des eingesetzten Implantates etwa I mm unterhalb des Knochenkamms befinden. Das mit dem Hohlzylinder zusammenhängende Ende des Pfeilerabschnittes l/befindet sich dann also auch noch im Bereich des Alveo.r.rknochens 2. Der restliche Teil des zylindrischen Pfeilerabschnittes l/und der konische Endabschnitt ig ragen über den Alveolarknochen

hinaus. Auf die Pfeiler Ie der beiden Implantate wird dann als Zahnersatz 3 eine Gruppe von künstlichen Zähnen, eine sogenannte Brücke aufgesetzt. Die nur vereinfacht dargestellte Brücke liegt auf den beim Obergang zwischen den beiden Pfeilerabschnitten if, ig vorhandenen Schulter auf und kann mittels je einer Schraube 5 am Pfeiler 1 e befestigt werden.

Nach dem Einsetzen der Implantate wächst der Alveolarknochen 2 oberhalb der Hohlzylinder wieder bis zu den Pfeilerabschnitten 1/zusammen, wie es in der Fig.6 dargestellt ist. Ferner verwachsen die sich im Innern der Hohlzylinder Ie befindenden Knochenzapfen durch die Durchgangslöcher It/ hindurch mit den äußeren Knochenteilen, wobei auch Blutgefäße durch die Löcher !(/hindurchwachsen. Elektronenmikroskopische Untersuchungen von Implantaten, die im Kiefer von Versuchstieren eingesetzt worden waren, haben gezeigt, daß der Knochen auch in die Poren der aufgespritzten Titanschicht hineinwächst. Da die ImpiüfUSic ■ eine gfüuc i'iüi dein Knochen in Berührung stehende und verwachsene Oberfläche aufweisen, wird auch der beim Kamm auf die Implantate ausgeübte Druck gleichmäßig auf einen relativ großen Bereich des Knochens verteilt Obschon also die Implantate nur so tief eingesetzt sind, daß sie sich nicht bis zum Nervenkanal erstrecken, sind sie also sehr stark verankert. Im übrigen wachsen auch die weichen Gewebeteile 4 an die Pfeiler Ie heran, so daß sich ein dichter, Infektionen verhindernder Abschluß ergibt

In den Fig.7 und 8 ist ein Implantat 11 dargestellt, das drei Hohlzylinder 11a mit zueinander parallelen, in einer gemeinsamen Ebene liegenden Achsen aufweist. Die zylindrischen Wände 116 der beiden äußeren Hohhylinder hängen unmittelbar mit derjenigen des mittleren Hohlzylinders zusammen. Die Hohlzylinder Ha sind an ihrem oberen Ende durch eine Abschlußwand lic abgeschlossen. Der Pfeiler Heist koaxial zur Achse des mittleren Hohlzylinders angeordnet Die Wände lift, lic sind wiederum mit Durchgangslöchern Hd versehen, die zum größten Teil durch Bohrungen gebildet sind. Zwischen jeder sich in der Mitte der Abschlußwand lic von einem der beiden äußeren Hohlzylinder befindenden Bohrung und den beiden ihr benachbarten Bohrungen, die sich auf der den anderen Hohlzylindern abgewandten Seite von ihr befinden, ist ferner noch ein Schlitz vorhanden. Dieser Schlitz bildet also zusammen mit den genannten drei Bohrungen ein gemeinsames Durchgangsloch, dessen Übergangsstellen zweckmäßigerweise etwas verrundet sind. Das Implantat 11 kann in analoger Weise in einen Knochen eingesetzt werden wie das Implantat 1, wobei natürlich drei kreisringförmige Rillen in den Knochen gefräst werden müssen.

Das in den Fig.9 und 10 dargestellte Implantat 21 weist zwei Hohlzylinder 21a mit je einer zylindrischen Wand 216 und einer Abschlußwand 21c auf. Die Wände sind ähnlich wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Durchgangslöchern 21c/ versehen. Die zylindrischen Wände 2ib hängen jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel nicht unmittelbar, sondern fiber einen Steg 21/zusammen, der auf seinen Breitseiten durch ebene, parallel zu den beiden Hohlzylinderachsen verlaufende Flächen begrenzt wird. Der Steg 21/ erstreckt sich hn übrigen über die ganze Länge der Hohlzylinder 21a und ragt bei deren oberen abgeschlossenen Enden sogar noch etwas fiber sie heraus. Der Steg ist ebenfalls mit Durchgangslöchern 21/1 versehen, die durch Bohrungen gebildet und einigermaßen gleichmäßig über die Stegbreitseite verteilt sind. Am oberen Ende des Steges 21/ befindet sich ein scheibenförmiger Kragen 2IA; dessen Durchmesser etwas größer als derjenige der Hohlzylinder ist und der mit über seinen Umfang verteilten Durchgangslöchern 21m, nämlich Bohrungen versehen ist Oberhalb des Kragens 21Ar befindet sich der Pfeiler 21c Zum Einsetzen des Implantates 21 in einen Kiefer sind zwei öffnungen zum Aufnehmen der Hohlzylinder 21a und dazwischen eine gerade Rille zum Aufnehmen des Steges 21/ in den Knochen zu fräsen. Ferner kann oberhalb der geraden Rille noch eine kreisförmige

ΙΊ Auflagefläche angefräst werden, auf der die ebene, untere Fläche des Kragens 21A: aufliegen kann.

Die Hohlzylinder Ha und 21a können etwa die gleichen Abmessungen aufweisen, wie sie fur die Hohlzylinder la angegeben worden sind. Die in den Huiiizyiinurrn und beim ieizien Ausiührungsbeispiei auch noch im Steg und Kragen vorhandenen Durchgangslöcher weisen vorzugsweise Durchmesser oder Breiten von 1 bis 2,5 mm auf. Im übrigen sollen die Durchgangslöcher in den Hohlzylinderwänden derart verteilt sein, daß zwischen ihnen sowohl ungefähr parallel zu den Hohlzylinderachsen, als auch ungefähr quer zu den Hohlzylinderachsen verlaufende Materialabstege gibt. Des weiteren sind die Durchgangslöcher vorteiK.jiterweise derart verteilt, daß die sich überein-

jo ander befindenden Löcher gegeneinander versetzt sind, d. h. daß ihre Mittelachsen nicht in der gleichen, durch die Achse der Hohlzylinder verlaufenden Ebene liegen. Analog sollen auch die übereinander angeordneten Löcher 21 Ar eines allfällig vorhandenen Steges 21/ gegeneinander versetzt sein.

Die Implantate können alle, wie es für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, abgesehen von der aufgespritzten Titanschicht, aus einem einstückigen, zusammenhängenden Werkstück gebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, sie aus mehreren, miteinander verschweißten Teilen herzustellen.

Bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen liegen die Achsen des Pfeilers und der Hohlzylinder in einer gemeinsamen Ebene. Bei Implantaten, die zum Einsetzen in einen relativ stark gekrümmten Abschnitt des Kiefers vorgesehen sind, könnten die genannten Achsen selbstverständlich auch in einer Zylinderfläche liegen. Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen befindet sich der Pfeiler in der Mittelebene

so zwischen den Achsen der beiden äußersten Hohlzylindern. Selbstverständlich könnte die Achse des Pfeilers jedoch auch mit der Achse von einem der beiden äußersten Hohlzylinder zusammenfallen. Im übrigen können die Pfeiler, dort wo sie mit den restlichen Implantatsteilen verbunden sind, eine Einschnürung aufweisen, in die der Knochen und das Zahnfleisch hineinwachsen können.

Im übrigen können die Zahnersätze sowohl unlösbar als auch lösbar an den Implantaten befestigt werden. Im letzteren Fall können sie dann zum Reinigen jeweils herausgenommen werden. Ferner können als Zahnersätze nicht nur Brücken, sondern auch andere künstliche Zahngruppen, beispielsweise ganze Zahnreihen eingesetzt werden. In diesem Fall kann der Zahnersatz statt mit nur zwei, beispielsweise mit vier Implantaten befestigt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Implantat zur Befestigung eines künstlichen Zahnersatzes am Kiefer, das einen Pfeiler zum Pesthalten des Zahnersatzes und mindestens zwei mit dem Pfeiler zusammenhängende Sockel, deren Achsen zueinander parallel verlaufen, zum Einsetzen in den Knochen des Kiefers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockel zylindrisch ausgebildet sind, daß die zwei am weitesten voneinander entfernten Sockel an den dem Pfeiler (le; lie, 2IeJ abgewandten Ende durch offene Hoblzylinder (la, Ua, IXa) gebildet sind, deren zylindrische Mantel und pfeilerseitigen Stirnseiten Durchgangslöcher (ld, Ud, 2\d) aufweisen und deren Außendurchmesser (D) drei bis fünf Viertel ihrer parallel zu ihrer Achse gemessenen Länge (L) beträgt

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hphlzylinder (la, 11a, 21a/eine parallel zu «Jirer Achse gemessene Länge (L) von höchstens^aun aufweisen.

3. Implantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder eine parallel zu ihrer Achse gemessene Länge (L)von 4 bis 6 mm haben.

4. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet; daß die Hohlzylinder (la, lla. 21a; an ihrer pfeilerseitigwi Stirnseite eine mit Durchgangslöchern (id, Ud, 2Id) versehene Abschlußwand (Ir, Uc, 2t c) aufweisen, die mit den zylindrischen Wänden (16, Ub, 21b) Ober einen verrundeten Obergang zusammenhängt

5. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ije zwei auf verschiedenen Seiten des Pf«lere(t&Ue,21e)angeordneten Hohlzylinder (la, 11a, 21a/an C ren pfeilerseitigen Stirnseiten im Bereich ihrer Achse offen sind.