DE3136602C2

DE3136602C2 -

Info

Publication number: DE3136602C2
Application number: DE19813136602
Authority: DE
Inventors: Hans L. 2800 Bremen De Grafelmann; Dino Dr. Biella It Garbaccio
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-09
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1987-12-10
Also published as: DE3136602A1

Description

Die Erfindung betrifft ein einschraubbares selbst schneidendes Knochenimplantat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Knochenimplantate zum Einschrauben in Kiefer knochen, auf die anschließend ein Zahnersatz aufgebracht wird, sind in vielfältiger Ausführung seit langem bekannt.

Ein Knochenimplantat muß möglichst dauerhaft sein und seine Tragfunktion für den Zahnersatz demgemäß möglichst lange ausüben. Um dieses Ziel zu er reichen, sind immer wieder neue Vorschläge gemacht worden.

Aus der DE-OS 20 18 330 ist ein einschraubbares selbstschneidendes Knochenimplantat der eingangs ge nannten Art bekannt. Diese bekannte Schraube soll jedoch keinesfalls so weit in den Kieferknochen ein geschraubt werden, bis ihr freies Schaftende an der Einschraubstelle gegenüberliegenden Bereich der Kie ferknochen-Außenwand anliegt und sich das Implantat so in axialer Richtung an einem geeignet harten Knochenbereich abstützen kann. Eine solche Verwen dung scheitert - abgesehen von der Kürze der Schraube - schon daran, daß das freie Schaftende als nadelscharfe Spitze ausgebildet ist. Die be kannte Schraube wird vielmehr nur über einen Teil seiner Gesamthöhe in den Kieferknochen eingedreht, nämlich nur so weit, bis ihre scharfe Spitze in die Apikalzone des Kieferknochens eingedrungen ist. Die für einen bleibend festen Sitz ausschlaggebende axiale Abstützung des Implantats am Kieferknochen kann nicht erreicht werden.

Die bekannte Schraube weist eine Mehrzahl von Ein schnitten auf, die sich vom Umfang der Helix aus gehend etwa radial in diese hineinerstrecken. Diese Aussparungen dienen jedoch nur dazu, bei abge brochenem Ansatzstummel den Rest des Implantats noch aus dem Knochen herausschrauben zu können, indem ein Werkzeug im Bereich der Aussparung ange setzt wird. Dementsprechend liegen die U-förmigen Aussparungen alle auf einer Linie parallel zur Schaftachse angeordnet übereinander. Die Selbst schneidwirkung soll bei der bekannten Schraube durch die Form der Helix erzielt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Knochenimplantat der eingangs genannten Art anzugeben, das eine blei bend größere Festigkeit im implantierten Zustand ge währleistet.

Ein diese Aufgabe lösendes einschraubbares Knochen implantat der eingangs genannten Art weist erfin dungsgemäß die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran sprüchen definiert.

Zum Implantieren des erfindungsgemäßen Implantates wird mit dem Kerndurchmesser des Schaftes vorge bohrt; das erfindungsgemäße Implantat schneidet sein Gewinde völlig selbst. Da sich die Schraube bei den bekannten Implantaten bis zum Nachwachsen der Knochensubstanz nur über die kleinen äußersten Gewindebereiche halten kann und von dort radial nach innen in Richtung auf den Schaft ein ver gleichsweise großer Hohlraum frei bleibt, der erst allmählich mit nachwachsender Knochensubstanz ausge füllt wird oder eine Einbettung der Schraube in ein Kunstharzmaterial erforderlich macht, lassen sich die bekannten Implantate zunächst nur vergleichs weise gering belasten. Hinzu kommt, daß sich bei an fänglich noch nicht optimaler Festlegung des Implan tats in dem spongiösen Teil des Knochens das Implan tat bei Belastungen nicht nur axial, sondern auch radial bewegen kann. Derartige Bewegungen behindern das Einwachsen und begünstigen die Bildung von weichem Knochenersatzgewebe (Granulationsgewebe).

Bei einem Implantat nach der Erfindung treten diese Schwierigkeiten nicht nur deswegen nicht mehr auf, weil keine Hohlräume zuwachsen müssen, bevor das Implantat belastet werden kann, sondern vor allem auch deswegen, weil dieses bicorticale Implantat bei entsprechender Länge so weit in den Kiefer knochen eingeschraubt wird, daß es an seinen beiden Enden eine Abstützung im Knochen findet, nämlich am Eintritt und an seinem freien Ende, welches sich nach Durchsetzung der spongiösen Substanz an der, dem Eintritt gegenüberliegenden, kompakten Knochen substanz abstützt. Somit sind axiale wie auch ra diale Bewegungen des Implantates von Anbeginn an praktisch ausgeschlossen, wodurch die initiale Ein heilung in Ruhe stattfinden kann und die Halbar keit wesentlich gefördert wird.

Der Selbstschneide-Effekt des erfindungsgemäßen Knochenimplantates hat weiterhin zur Folge, daß ein Teil der Knochensubstanz nicht dauerhaft entfernt, sondern in vorhandene Hohlräume der spongiösen Knochensubstanz hineingedrückt werden kann, so daß diese Teile der Knochensubstanz wegen des verminder ten Traumas besser durchblu tet werden. Die Schwächung des Kieferknochens wird da durch vermindert.

Zusammengenommen hat die erfindungsgemäße Lehre zur Folge, daß nur ein Minimum an Knochensubstanz entfernt werden muß, nämlich das Volumen des Schaftes, während sich die Gewindegänge vollständig und selbstätig ihre Bahn schneiden. Das fertig eingesetzte Knochenimplantat liegt bicortical abgestützt von Anbeginn an ruhiger und fester im Kieferknochen, als es bisher möglich war. Die Bildung von frischer Knochensubstanz, die ein geringeres Druck aufnahmevermögen hat, als die ursprünglich vorhandene Substanz, tritt nicht ein, weil keine unausgefüll ten Leerräume verbleiben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es zeigt in vergrößertem Maßstab

Fig. 1 eine Seitenansicht des Knochenimplan tats;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Implantat ent lang der Linie II-II von Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 2 zur Darstellung von verschiedenen Formen der dortigen Anschärfung.

Das Knochenimplantat 1 weist einen Schaft 6 auf, der in insgesamt vier axial aufeinanderfolgende Bereiche ge gliedert ist. Der erste Bereich wird von einem Kopf 3 gebildet, der im Querschnitt viereckig ist und dadurch die Angriffsflächen für ein Einschraubwerkzeug und für den später aufzusetzenden Zahnersatz aufweist. Auf diesen ersten Bereich folgt ein zylindrischer Abschnitt 4, hierauf ein sich vom Kopf 3 weg schwach verjüngender Konus 15 und schließlich am freien Ende des Schaftes 6 ein Auflager 16. Dieses Auflager wird in dem bevor zugten Ausführungsbeispiel von dem sich kegelförmig ver jüngenden und in einer Spitze auslaufenden freien Ende des Schaftes 6 gebildet; der bevorzugte Öffnungswinkel des Kegels liegt bei 90°. In einem anderen Ausführungs beispiel ist das freie Ende des Schaftes halbkugel förmig ausgebildet.

Der vom ersten und zweiten Abschnitt des Schaftes 6 ge bildete Teil 2 des Implantats 1 liegt nach der Implan tation im wesentlichen außerhalb des Knochens, während die von den beiden anderen Abschnitten des Schaftes ge bildeten Teile 5 innerhalb des Knochens liegen.

Der Konus 15 des Schaftes ist mit einer Gewinde-Helix 8 versehen, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel und in axialer Richtung des Schaftes gesehen, mit einem ge wissen Abstand vom Auflager 16 beginnt und vor dem zylindrischen Abschnitt 4 endet. Wie aus Fig. 1 deut lich zu erkennen ist, nimmt der Durchmesser der Gewinde-Helix - vom Auflager 16 aus gesehen - über einige Gewindegänge 8 a, 8 b und 8 c zu und bleibt dann konstant, wie ein Vergleich der Gewindegänge 8 c und 8 d erkennen läßt. Ersichtlich ist die Durchmesser-Zunahme der Gewinde-Helix größer als die gleichgerichtete Durch messer-Zunahme des Konus' 15. Bevorzugt wird, daß die Durchmesser-Zunahme der Gewinde-Helix nicht konstant ist, sondern in Richtung auf den Kopf 3 zu abnimmt, wie ein Vergleich der Gewindegänge 8 a und 8 b bzw. der Ge windegänge 8 b und 8 c in Fig. 1 zeigt. Der maximale Durchmesser der Gewinde-Helix, beispielsweise im Be reich des Gewindeganges 8 d ist etwa doppelt so groß wie der Durchmesser des zylindrischen Abschnittes 4.

Von ihrem Außenumfang aus ist die Gewinde-Helix 8 mit im wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden V-för migen Einschnitten 9 versehen. Die Spitze jedes V liegt dabei im bevorzugten Ausführungsbeispiel auf der Ober fläche des Schaftes 6 auf. Diese Einschnitte 9 sind über die gesamte Länge der Gewinde-Helix 8 so verteilt, daß in axialer Richtung gesehen jeweils ein Einschnitt 9 von dem darunter oder darüber liegenden Gewindegang ab gedeckt wird, daß die Einschnitte 9 also bei Betrach tung mehrerer Gewindegänge nicht miteinander fluchten. Erreicht wird dies dadurch, daß die Einschnitte 9 in Bo genabständen aufeinanderfolgen, die kleiner sind als 360° jedoch ungleich 180°. Dies wird in Fig. 1 durch die beiden wendelförmig verlaufenden, strichpunktierten Linien 10, 11 angedeutet. Die Wendel-Richtung der bei den Linien 10, 11 verläuft entgegengesetzt zur Wendel richtung der Gewinde-Helix 8.

Den Fig. 1 und 2 ist entnehmbar, daß jeder Einschnitt 9 zwei Begrenzungsflächen aufweist, d. h. Flächen, durch die der Gewindegang aufgeschnitten ist. Von diesen bei den Begrenzungsflächen 13, 14 ist die dem Auflager 16 jeweils entfernter liegende Begrenzungsfläche 14 mit einer Anschärfung 12 versehen, die das Einschneiden des Knochenimplantats in den Kieferknochen bewirkt. Vom Zentrum des Schaftes aus gesehen, verläuft die mit der Anschärfung 12 versehene Begrenzungsfläche 14 weit gehend radial von der Schaftoberfläche nach außen, und im Ausführungsbeispiel trifft die radiale Richtung für die Anschärfung 12 exakt zu, für die eigentliche Begren zungsfläche 14 nur annähernd. Die jeweils andere Begren zungsfläche 13 verläuft gegenüber der rein radialen Richtung in Eindrehrichtung voreilend nach außen, wie die Draufsicht von Fig. 2 deutlich erkennen läßt. Be trachtet man in Fig. 2 die in der Papierebene liegenden Kanten der Begrenzungsflächen 13 und 14, so ist auch er kennbar, daß diese Flächen im wesentlichen einen Winkel von etwa 45° einschließen.

Fig. 3 zeigt verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten der Anschärfung der Begrenzungsfläche 14 . In Fig. 3a liegt die Anschärfung auf die Dicke des Gewindeganges bezogen in der Mitte. In Fig. 3b liegt die Anschärfung auf der Kante zwischen der Begrenzungsfläche 14 b und der oben liegenden Fläche des Gewindeganges. Fig. 3c zeigt die Umkehrung der Ausführung gemäß Fig. 3b. In Fig. 3d sind zwei Anschärfungen vorgesehen, die durch einen Ein schnitt in die Begrenzungsfläche 14 d gebildet werden und an der Ober- und an der Unterkante des Geweindegan ges liegen. Fig. 3e entspricht im Grundsatz der Aus führung gemäß Fig. 3c, hat jedoch einen geringeren Schneidwinkel.

Claims

1. Einschraubbares selbstschneidendes Knochenimplan tat mit einem Schaft, der an seinem einen Ende zur Aufnahme von Zahnersatz ausgebildet ist, an seinem anderen Ende frei ausläuft und zwischen den beiden Enden mit einer Gewinde-Helix besetzt ist, deren Außendurchmesser in axialer Richtung vom freien Ende des Schaftes gesehen von einem kleinen Anfangs wert auf einen großen Endwert zunimmt, wobei aus den Gängen der Gewinde-Helix in Bogenabständen etwa radial gerichtete, vom Umfang der Helix ausgehende Einschnitte ausgespart sind,
dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Länge des Schaftes (6) mindestens um die axiale Länge des zur Aufnahme des Zahnersatzes dienenden Kopfes (3) größer als die in Implan tationsrichtung gesehene Höhe des Kieferknochens ist, in den implantiert werden soll;
b) die Bogenabstände der Einschnitte (9) kleiner als 360° jedoch ungleich 180° sind (Wendel-Linie 10), die Einschnitte (9) V-förmig ausgebildet sind und mit ihren Spitzen im Bereich der Schaft oberfläche liegen;
c) von den beiden im wesentlichen in Schaft-Längs richtung liegenden Begrenzungsflächen (13, 14) jedes Einschnittes (9) diejenige mit dem größeren Abstand vom freien Schaftende (16) mindestens eine in Eindrehrichtung vorspringende Anschärfung (12) aufweist; und
d) das freie Ende des Schaftes als Auflager (16) zur dem Eintritt des Implantats gegenüberliegen den axialen Abstützung am Kieferknochen ausge bildet.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der ersten Gruppe von Einschnitten (9) (Wendel-Linie 10) eine zweite Gruppe identischer Einschnitte (Wendel-Linie 11) aus der Gewinde-Helix (8) ausge spart und zur ersten Gruppe um vorzugsweise 180° versetzt angeordnet ist.

3. Implantat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (6) min destens im Bereich vor seinem freien Ende (Auflager 16) von einem schwachen Konus (15) gebildet ist.

4. Implantat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (Aufla ger 16) des Schaftes (6) von einem spitz zulaufen den Kegel gebildet ist.

5. Implantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel des das Auflager (16) bildenden Kegels bei etwa 90° liegt.

6. Implantat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (Aufla ger 16) des Schaftes (6) halbkugelförmig ausgebil det ist.

7. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Außendurch messer der Gewinde-Helix (8) etwa doppelt so groß ist wie der größte Durchmesser des Schaftes (6).

8. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschärfung (12) radial zum Schaft (6) verläuft.

9. Implantat nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die V-Form der Ein schnitte (9) einen Öffnungswinkel von etwa 45° hat.

10. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die V-Schenkel der Ein schnitte (9) ungleich sind.

11. Implantat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der längere Schenkel jedes Einschnitts (9) senkrecht zur Anschärfung (12) verläuft.

12. Implantat nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhalbierende jedes V-förmigen Einschnitts die Querschnittsfläche des Schaftes (6) auf einer Sehne durchsetzt und daß diese Winkelhalbierende einem die Spitze des Ein schnittes durchsetzenden Radius in Eindrehrichtung des Implantates voreilt.