DE2834890C3

DE2834890C3 - Implanat zur Befestigung eines künstlichen Zahnersatzes am Kiefer

Info

Publication number: DE2834890C3
Application number: DE2834890A
Authority: DE
Inventors: Franz Niederdorf Sutterburg
Original assignee: Institut Straumann AG
Current assignee: Institut Straumann AG
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1981-10-29
Also published as: DE2834890A1; GB2006623A; IT1099946B; IT7828872A0; DE2834890B2; US4180910A; CH618870A5; GB2006623B

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 28 485 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

tu 26 28 485 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.

r> 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 Konusende

2u 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

ii des Implantates zu erzielen, durch welchen das Implantst 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-

ii) halten wird. Des weiteren beträgt der maximale Durchmesser der Sockel der bekannten Implantate etwa 40% und der mittlere Durchmesser nur etwa 25—30% der Sockellänge. Das Verhältnis Durchmesser zur Länge ist also sehr klein, abgesehen davon, daß die

rs 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 kleinen 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 Knochensubstanz 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-

^r)0 tung in das Gewebe 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 26 39 88/ 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

bo 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 Hohlzyünder wird somi: eine gute Verankerung erzielt und sogleich eine große Auflagefläche erreicht, so daß auftretende Druckspitzen auf vergleichsweise großer Fläche 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 Hohlzyünder in 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 der Zeichnung zeigt die

Fig. 1 eine Ansicht auf die Breitseite eines 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 i g. 3 eine Draufsicht auf das Implantat, die

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1, 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 i g. 8 eine Draufsicht auf das in der F i g. 7 dargestellte Implantat, die

Fig.9 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Variante eines Implantates, das zwei über einen Steg zusammenhängende Hohlzyünder aufweist, und die

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X der Fig. 9.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Implantat weist zwei Hohlzyünder la mit zueinander parallelen Achsen auf. Die kreiszylindrischen Wände Ii) der Hohlzyünder ta hängen unmittelbar zusammen, so daß die Außenfläche der Wände Xb ineinander übergehen und die in der Fig.4 strichpunktiert angedeuteten Verlängerungen der Außenflächen einander durchdringen würden.

Die Hohlzyünder la sind an ihrem einen, sich in der Zeichnung unten befindenden Ende offen und am andern Ende mit einer Abschlußwand versehen, die über eine Verrundung mit der Wand XL· zusammenhängt. Sowohl die zylindrische Wand 16 als auch die Abschlußwand Ic sind mit Durchgangslöchern id versehen, die durch Bohrungen gebildet und einigermaßen gleichmäßig über die beiden Wände verteilt sind. Im vorliegenden Fall befindet sich ein Loch Ic/im Zentrum der Abschlußwand Ic. Die übrigen Löcher Xd sind auf zwei zur Hohlzylinderachse konzentrischen Teilkreisen angeordnet, wobei der Zentriwinkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Löchern jeweils 60° beträgt. Der eine, obere Loch-Teilk'eis befindet sich im Übergangsbereich zwischen den beiden Wänden ib. te und der andere, untere im Bereich der Wand ib. Beim oberen Loch-Teilkreis fehlt dort, wo die Hohlzyünder zusam-■-, menhängen ein Loch. Beim unteren Loch-Teilkreis haben die beiden Hohlzyünder la ein Loch gemeinsam, das also die Innenräume der beiden Hohlzyünder la miteinander verbindet Das Implantat weist ferner einen Pfeiler 1 e auf, der sich in der Mitte zwischen den Achsen

ίο der beiden Hohlzyünder befindet und dessen Achse zu den Hohlzylinderachsen parallel ist. Der Pfeiler leweist einen zylindrischen Abschnitt Xf auf, der über eine Verrundung mit den beiden Abschlußwänden Ic zusammenhängt. An dem zylindrischen Abschnitt Xf

, -, schließt der etwas dünnere Endabschnitt Xg 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

>ii einem zusammenhängenden, d.h. einstückigen Werkstück hergestellt, das einen Grundkörper bildet. Der Grundkörper besteht aus kompaktem, d. h. porenfreiem Titan. Wenn der Grundkörper die in den F i g. 1 bis 4 ersichtlichen Form und insbesondere alle Durchgangs-

2^r, löcher 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 10 μΐη aufweisen, wobei aber auch noch engere Poren vorhanden sind. Die poröse Schicht wird mindestens auf die Außenflächen der zylindrischen Wand Xb und vorzugsweise auch auf die Außenfläche der Abschlußwand lcdie Innenflächen aller Wände und

t'i die Begrenzungsflächen der Löcher aufgespritzt.

Die von der Außenfläche der Abschlußwand Ic aus gemessene Länge L der Hohlzyünder beträgt zweckmäßigerweise etwa 4 bis 6 mm. Der Außendurchmesser D der Hohlzyür.der Xa beträgt vorzugsweise etwa drei bis

4(i 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 Xb, Ic beträgt etwa 10% des Durchmessers D. Die Dicke der aufgespritzten Titan-

A=, schicht beträgt etwa 10% der ganzen Materiaktärke Xb, 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

ίο den F i g. 5 und 6 bezeichnet 2 den Alveolarknochen und 2a dessen Nervenkanal. Zum Befestigen jedes Implantates 1 wird für jeden Hohlzyünder eine öffnung in den Alveolarknochen eingefräßt. Die öffnung besteht in ihrem oberen Teil aus einer Bohrung zum Aufnehmen

^r>i der Abschlußwand Ic und ihrem unteren Teil aus einer kreisringförmigen Rille zum Aufnehmen der zylindrischen Wand Xb. Die Durchmesser der öffnungen werden so bemessen, daß die Implantate eingepreßt werden können und dann festsitzen. Die Tiefen der

w) öffnungen werden so bemessen, daß die öffnungen den Nervenkanal 2a noch nicht schneiden, und daß sich die Abschlußwände Ic des eingesetzten Implantates etwa 1 mm unterhalb des Knochenkamms befinden. Das mit dem Hohlzyünder zusammenhängende Ende des

hi Pfeilerabschnittes l/befindet sich dann also auch noch im Bereich des Alveolarknochens 2. Der restliche Teil des zylindrischen Pfeilerabschnittes X fund der konische Endabschnitt Xg 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 Über.ang zwischen den beiden Pfeilerabschnitten \f, ig vorhandenen Schulter auf und kann mittels je einer Schraube 5 am Pfeiler lebefestigt 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 la befindenden Knochenzapfen durch die Durchgangslöcher \d hindurch mit den äußeren Knochenteilen, wobei auch Blutgefäße durch die Löcher lc/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 Implantate 1 eine große mit uem 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 Hohlzylinder hängen unmittelbar mit derjenigen des mittleren Hohlzylinders zusammen. Die Hohlzylinder 11a sind an ihrem oberen Ende durch eine Abschlußwand lic abgeschlossen. Der Pfeiler Meist koaxial zur Achse des mittleren Hohlzylinders angeordnet. Die Wände 116, lic sind wiederum mit Durchgangslöchern 11 d 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 Obergangsstellen 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 21 b und einer Abschlußwand 21cauf. Die Wände sind ähnlich wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Durchgangslöchern 2id versehen. Die zylindrischen Wände 216 hängen jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel nicht unmittelbar, sondern über einen Steg 21/zusammen, der auf seinen Breitseiten durch ebene, parallel zu den beiden Hohlzyiinderachsen verlaufende Rächen begrenzt wird. Der Steg 21/erstreckt sich im übrigen über die ganze Länge der Hohlzylinder 21a und ragt bei deren oberen abgeschlossenen Enden sogar noch etwas über sie heraus. Der Steg ist ebenfalls mit Durchgangslöchern 21 η versehen, die durch Bohrungen gebildet und einigermaßen gleichmäßig über die Stcgbreilscite verteilt sind. Am oberen Ende des Steges 21/befindet sich ein scheibenförmiger Kragen 21 k, dessen Durch messer etwas größer als derjenige der Hohlzylinder ist und der mit über seinen Umfang verteilten Durchgangslöchern 21 n), nämlich Bohrungen versehen ist. Oberhalb des Kragens 21 k befindet sich der Pfeiler 21 e. 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 Auflagefläche angefräst werden, auf der die ebene untere Fläche des Kragens 21 k aufliegen kann.

Die Hohlzylinder 11a und 21a können etwa die gleichen Abmessungen aufweisen, wie sie für die Hohlzylinder la angegeben worden sind. Die in den Hohlzylindern und beim letzten Ausführungsbeispiel 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 vorteilhafterweise derart verteilt, daß die sich übereinander 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 k 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 Ausführungsbeispieien befindet sich der Pfeiler in der Mittelebene 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 Festhalten 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, 2Ie,/ abgewandten Ende durch offene Hohlzylinder (la, Ua, 2IaJ gebildet sind, deren zylindrische Mantel und pfeilerseitigen Stirnseiten Durchgangslöcher (lc/, lic/, 2\d) aufweisen und dertn Außendurch'messer (D) drei bis fünf Vierte! ihrer parallel zu ihrer Achse gemessenen Länge (L) beträgt.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlzylinder (la, Ua, 2IaJ eine parallel zu ihrer Achse gemessene Länge (L) von höchstens 6 mm 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, Ha, 2IaJ an ihrer pfeilerseitigen Stirnseite eine mit Durchgangslöchern (Ic/, lic/, 2id) versehene Abschlußwand (Ic; lic, 2IcJ aufweisen, die mit den zylindrischen Wänden (16, 11 b, 2\b) über einen verrundeten Übergang zusammenhängt.

5. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei auf verschiedenen Seiten des Pfeilers(le, He,21 ^angeordneten Hohlzylinder (la, Wa, 2IaJ an ihren pfeilerseitigen Stirnseiten im Bereich ihrer Achse offen sind.