DE3828013A1 - Dentalimplantat zum einsetzen in kieferknochen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dentalimplantat zum Einsetzen in Kieferknochen bestehend aus abschraubbarem Durchtritts­ pfosten zur Aufnahme von Zahnersatzteilen und dem einzu­ treibenden Implantatpfosten.

Es ist bekannt als Implantatpfosten Schrauben, Zylinder oder Kegelstümpfe zu verwenden, wobei die ersteren in Bohrungen am Kieferknochen einzuschrauben und die letzteren einzutreiben sind. Hierbei werden die Kieferimplantate mittels Preßpassung oder auch Vorspannung primär kraftschlüssig ein­ gesetzt.

Bei Schraubenimplantaten ergibt sich eine umständliche und zeitraubende Insertionstechnik mit der Gefahr von Knochen­ fraktur oder übermäßiger Knochenschädigung durch ein un­ kontrollierbares Drehmoment beim Gewindeschneiden oder selbst­ schneidenden Einsetzen. Es können hohe Kerbspannungen auf­ treten, die mit zunehmender Länge der Implantate größer werden und ein knöchernes Einheilen stören oder durch ihre Kraft­ einwirkung ganz verhindern. Unterschiedliche Knochenqualitäten können beim Inserieren nicht berücksichtigt werden, daher ergibt sich ebenfalls ein hohes Risiko der Knochenschädigung, des Schraubenbruchs oder des Gewindegangabrisses.

Bei Zylinderteleskopsystemen mit Haftungswinkel = 0 ist die Fügekraft = der Haltekraft. Die für ein teleskopierendes System gültigen Haftungskriterien sind im Knochen nur in einge­ schränktem Maße erfüllbar, daher werden zum Toleranzausgleich feste Übermaße verwendet. Die bei unterschiedlichen Knochenqualitäten und wechselnden Toleranzen beim In­ serieren auftretenden Spannungen an der Grenzfläche Knochen-Implantat sind aus diesem Grunde nicht kontrollier­ bar, was zur Folge Knochenschädigungen hat, welche mit zunehmender Implantatlänge anwachsen und ein problemati­ sches Einsetzen ergeben. Bekannte Formen haben überdies keine Drainage für apikalen Sekretstau, der durch Inserieren verursacht wird.

Bei Kegelstumpfimplantaten haben die bekannten Implantat­ formen zu große, in der Nähe des Grenzhaftungswinkels liegende Haftungswinkel; daher ist eine geringe Lösekraft zum Mobili­ sieren notwendig. Für den Konus ist die Fügekraft größer als die Lösekraft. Bekannte Formen haben keine Selbst­ sicherung gegen Lösekraft und keine apikale Drainage. Damit gewährleistet keine der bekannten Formen reproduzierbare Insertionsbedingungen.

Es ist nun Aufgabe des Dentalimplantats gemäß der Erfindung, Implantationsbedingungen zu schaffen, welche eine primär immobile und unbelastete Einheilung gewährleisten.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Dentalimplantat zum Einsetzen im Kieferknochen bestehend aus abschraubbarem Durchtrittspfosten zur Aufnahme von Zahnersatzteilen und dem einzutreibenden Implantatpfosten dadurch gelöst, daß der Implantatpfosten am freien Ende ein Zylinderstück aufweist und zwischen diesem und dem Durchtrittspfosten ein schwach konisches Übergangsstück liegt, welche beide mit einer vorzugsweise schrauben­ linienförmig hochlaufenden Wellung versehen sind, wobei die Wellenberge im Zylinderbereich zylindrische und im Konus­ bereich entsprechend konische Außenflächen aufweisen, welche am Oberrand zu den Wellentälern kantig und am Unterrand jeweils zum nächsten Wellental abgerundet sind, während die Wellen­ täler halbkreisförmig ausgebildet sind.

Hierbei sind zumindestens im Zylinderstück Durchbrüche vorgesehen, vorzugsweise je zwei in einer Ebene sich kreuzende Bohrungen in Versatz zu den in einer zweiten Ebene sich kreuzenden Bohrungen, wobei die Bohrungen in jeder Ebene sich insbesondere unter 90° kreuzen und die Bohrungen in der zweiten Ebene zur ersten um 45° hiergegen versetzt sind.

Hierdurch ergeben sich als Vorteile, daß gleichbleibende Insertionsbedingungen, auch bei unterschiedlicher Gesamt­ länge des Implantates und wechselnder Knochenqualität durch einen definierten Wellenkonus mit anschließendem Wellen­ zylinder und damit exakter Teilung in primär kraft- und formschlüssige Bereiche gegeben sind. Die bei gleichbleiben­ der Fügekraft durch ungleiche elastisch-plastische Deformier­ barkeit des Knochens verursachten unterschiedlichen Absenk­ wege werden durch Vorformen des Knochenbettes mit speziellen Konusfräsern ausgeglichen. Die schraubenlinienförmig hoch­ laufende Wellung im konischen Übergangsstück gewährleistet Selbstsicherung gegen Lösekräfte. Der primäre Kraftschluß im Übergangsbereich und Formschluß im Zylinderbereich wandelt sich im Laufe der Einheilphase durch Umwachsung des perforierten und mit Wellungen strukturierten Zylinderbereichs und biologi­ schen Abbau der Spannungen an der Grenzfläche Knochen und Übergangsbereich zu einem Formschluß bei diesem und Kraftschluß beim ersteren im Belastungsfalle. Dies führt zu einer gleichmäßigen Krafteinleitung in den sandwich­ artig aufgebauten Knochen mit harter "Kompakta" außen und weicherer "Spongiosa" innen. Die sich über den gesamten enossalen Implantatteil erstreckende Wellung hat den Vor­ teil, daß sie den hydrostatischen Druck kompensiert, der sich beim Eintreiben auf Grund der Knochenblutung entwickelt, damit ergibt sich ein sicheres Erreichen der Endlage. Im konischen Bereich ergibt sich ein Selbstsicherungseffekt durch Vordehn- und Rückstelleffekt im Kieferknochen mit Oberflächenvergrößerung. Das spezielle Wellenprofil verhindert Spanabheben beim Eintreiben und damit ein Verstopfen der Ge­ windegänge und Aufrechterhalten der Drainage.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Dental­ implantats ist beispielsweise in der Zeichnung mit dem zu­ gehörigen Fräser zum Einbringen der Bohrung im Kieferknochen bei geöffnetem Zahnfleisch dargestellt und zwar zeigen:

Fig. 1 bis 3 eine Gesamtdarstellung des im Kiefer­ knochen einzubringenden Dentalimplantats und ein Mittelschnitt und Querschnitt nach Linie a-a/b-b,

Fig. 4 und 5 Einzelheiten der Wellung bei der Kon­ struktion und beim Einbringen,

Fig. 6 ein im Kieferknochen eingebrachtes Dental­ implantat und

Fig. 7 einen zugehörigen Fräser für das Bohr­ loch im Kieferknochen mit schwach konischem Anschnitt.

Wie aus der Zeichnung Fig. 1 bis 3 ersichtlich wird, besteht das erfindungsgemäße Dentalimplantat zum Einsetzen im Kieferknochen aus dem abschraubbaren Durchtrittspfosten 1 - dieser tritt, wie später ersichtlich, durch das Zahn­ fleisch - mit Befestigungsschraube 2 für nicht dargestellte Zahnersatzteile. Am freien Ende des Dentalimplantats ist ein Zylinderstück 3 vorgesehen und zwischen diesem (3) und dem Durchtrittspfosten 1 liegt ein schwach konisches Über­ gangsstück 4; die Konussteigung beträgt zwischen 1° und 2,5°.

Auf dem Zylinderstück 3 und dem schwach konischen Übergangs­ stück 4 ist eine schraubenlinienförmig hochlaufende Wellung 5 vorgesehen, wobei am Zylinderstück 3 die Wellenberge 5 auch zylindrische Außenflächen 3 a und am Übergangsstück 4 entsprechend konische Außenflächen 4 a vorgesehen sind. Hierbei ist jeweils der Oberrand 5 a der Wellenberge 5 zu den Wellentälern 6 kantig und der jeweilige Unterrand 5 b abgerundet ausgebildet. Die Wellentäler 6 sind hier halb­ kreisförmig ausgestaltet und weisen eine Tiefe t von etwa 0,2 mm auf, während die Wellenlänge von 0,6 bis 0,8 mm beträgt. Es handelt sich also um ausgesprochen flache Wellungen; das Verhältnis von Wellental 6 zu Wellenberg 5 beträgt etwa 3/5.

Das Zylinderstück 3 weist hier am Ende über eine Teilhöhe Einwölbungen 7 infolge von Durchbrüchen - Perforationen - auf. Hierbei sind zumindestens im Zylinderbereich 3 Durchbrüche und zwar hier in zwei Ebenen als sich unter 90° kreuzende Bohrungen 8, 9 vorgesehen, wobei die zweite Ebene a zur ersten Ebene b um 45° versetzt ist; diese (8, 9) dienen zum Einwachsen des Kieferknochens im Bereich der Spongiosa, wie später ersichtlich wird.

In Fig. 4 ist ein Wellental 6 zwischen zwei Wellenbergen 5 im Konusbereich 4 mit konischen Außenflächen 4 a bei halb­ kreisförmigem Wellental 6 ersichtlich mit kantigem Oberrand 5 a und rundem Unterrand 5 b der Wellenberge 5 zu den Wellen­ tälern 6. In Fig. 5 ist sodann das Eintreiben T des Dental­ implantats in die "Kompakta" K mit anschließender "Spongiose" S dargestellt. Hieraus wird ersichtlich, wie die Abrundungen 5 b beim Eintreiben in der Knochenbohrung 10 das Knocheninnere K bzw. S wegdrücken, welches danach in die Wellentäler 6 zu­ rückfedert und die Kantenausbildung 5 a widerhakenartig gegen ein Herausziehen wirkt. Die Wellentäler 6 dienen gleichzeitig zur Vermeidung von hydrostatischem Druck infolge der Knochen­ blutung und Sekretbildung; sie (6) wirken damit als Drainage.

In Fig. 6 ist ein in der Knochenbohrung 10 eingebrachtes Dentalimplantat beim Einwachsen in die "Kompakta" K und "Spongiosa" S dargestellt und zwar das Zylinderstück 3 mit Einwölbungen 7 über eine Teilhöhe durch die sich kreuzenden Bohrungen 8, 9 und der Übergangskonus 4 einschl. der Wellungen 5. Somit stellt das Zylinderstück 3 und der Übergangskonus 4 das eigentliche Implantat dar, welches hier mit einer Madenschraube 11 geschlossen ist, während der Verheilung des Zahnfleisches Z, welches bei 12 vernäht ist. Später dient dieses eingewachsene Implantat 3, 4 der Aufnahme des Durchtrittspfostens 1 mit An­ schrägung 13 und Befestigungsschraube 2 für das einzufügende Zahnersatzteil, welches hier nicht gezeigt ist.

In Fig. 7 ist schließlich noch der Konusfräser 14 am Knochen­ bohrloch 10 dargestellt, welches nach Öffnen des Zahnfleisches zunächst mit einem Zylinderfräser eingebracht wird, beim Anbringen eines schwach konischen Auslaufs 15 in der "Kompakta" und teilweise "Spondiosa". Als Implantatmaterial können die üblichen Metalle bzw. Keramik oder auch Metall mit Keramiküberzug Verwendung finden.

Beim erfindungsgemäßen Dentalimplantat handelt es sich um einen "Hybrid" zwischen Zylinder-, Konus- und Schrauben­ pfosten. Es lassen sich hierbei gestaltlich und funktionell drei Bereiche unterscheiden und zwar der zylindrische Durch­ trittspfosten 1 mit schrägem Anschliff 13, das schwach konische Übergangsstück 4 mit Wellung 5 und das Zylinderstück 3 ebenfalls mit Wellung 5 und Perforation-Bohrungen 8, 9. Hierbei bilden die Teile 3 und 4 eine unlösbare Einheit und stellen den soge­ nannten enossalen Anteil des Implantates dar. Der Durchtritts­ pfosten 1 ist mittels Verschraubung lösbar; die Schraube 2 dient zur Befestigung des Zahnersatzes und der schräge Anschliff 13 dient als Konter. Der Durchtrittspfosten 1 stellt die Ver­ bindung durch das Zahnfleisch Z zur Mundhöhle dar und ist wesent­ lich in der Mundschleimhaut eingelagert. Die Teile 3 und 4 sind mit einer in Metrik und Profil festgelegten Wellung 5 versehen, die als "Hybrid" zwischen Trapez und Rundgewinde mit modifiziertem Profil zu bezeichnen ist. Der Bereich 4 ist als Konus mit fest­ gelegter Metrik ausgebildet; nur der Innenradius ist variabel. Die Teile 1 und 3 sind zusätzlich zum Radius auch in der Höhe variabel. Die zylindrischen Perforationen 8, 9 sind in zwei getrennten Ebenen angeordnet, wobei je zwei durchgehende Bohrungen in einer Ebene rechtwinklig zueinander liegen, be­ zogen auf die zweite Ebene jedoch um 45° versetzt zueinander.

Die Perforation-Bohrungen 8, 9 haben einen festgelegten, vom Pfostenradius abhängigen Radius von 2:1 bis 2,5:1. Unterschreitet die Höhe vom Zylinderstück einen bestimmten Wert, reduziert sich die Perforationsebene auf eine, über­ schreitet sie einen bestimmten Wert, erhöhen sich die Per­ forationsebenen auf zwei bzw. drei. Das Zylinderstück 3 dient beim Einbringen in die Knochenbohrung 10 der Führung - Form­ schluß - während der Konusteil 4 für festen Sitz beim Ein­ wachsen sorgt - Kraftschluß.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können die Wellungen, d.h. Wellenberge und Wellentäler und zwar die ersten mit ihren konischen bzw. zylindrischen Außenflächen ohne Steigung quer zur Längsachse des Implantats liegen, wobei allerdings die Drainagewirkung entfällt; auch hierfür gibt es Anwendungs­ fälle und schließlich können die Wellungen, d.h. Wellenberge mit ihren konischen bzw. zylindrischen Außenflächen und zwischen­ liegenden Wellentälern unter Wegfall einseitiger Kantung oder Wellung auch in Richtung der Längsachse des Implantats liegen, wobei sich eine erhöhte Drainagewirkung ergibt.

Claims (11)

1. Dentalimplantat zum Einsetzen in Kieferknochen bestehend aus abschraubbarem Durchtrittspfosten zur Aufnahme von Zahnersatzteilen und dem einzutreibenden Implantatpfosten, dadurch gekennzeichnet, daß dieser am freien Ende ein Zylinderstück aufweist und zwischen diesem und dem Durch­ trittspfosten ein schwach konisches Übergangsstück liegt, welche beide mit einer vorzugsweise schraubenlinienförmig hochlaufenden Wellung versehen sind, wobei die Wellenberge im Zylinderbe­ reich zylindrische und im Konusbereich entsprechend konische Außenflächen aufweisen, welche am Oberrand zu den Wellen­ tälern kantig und am Unterrand jeweils zum nächsten Wellen­ tal abgerundet sind, während die Wellentäler halbkreisförmig ausgebildet sind.

2. Dentalimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens im Zylinderbereich Durchbrüche vorge­ sehen sind, vorzugsweise je zwei in einer Ebene sich kreuzende Bohrungen in Versatz zu den in einer zweiten Ebene sich kreuzende Bohrungen.

3. Dentalimplantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen in jeder Ebene sich insbesondere unter 90° kreuzen und die Bohrungen in der zweiten Ebene zur ersten um 45° hiergegen versetzt sind.

4. Dentalimplantat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zylinderstück über eine Teilhöhe infolge der Durch­ brüche Einwölbungen aufweist.

5. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück eine Konussteigung zwischen 1° und 2,5° aufweist.

6. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der schraubenlinienförmig hochlaufenden Wellung 0,5 bis 1 mm beträgt.

7. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Wellental zu Wellen­ berg 1;1 bis 1:2 beträgt.

8. Dentalimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellentiefe im Bereich von 0,1 bis 0,25 mm liegt.

9. Dentalimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen bzw. zylindrischen Außenflächen der Wellenberge eine Höhe bzw. Breite von 0,3 bis 0,6 mm aufweisen.

10. Dentalimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenberge mit ihren konischen bzw. zylindrischen Außenflächen - ohne Steigung - mit zwischenliegenden Wellentälern quer zur Längsachse des Implantats liegen.

11. Dentalimplantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenberge mit ihren konischen bzw. zylindrischen Außenflächen mit zwischenliegen­ den Wellentälern - unter Wegfall einseitiger Kantung oder Wellung - in Richtung der Längsachse des Implantats liegen.