DE4021813A1 - Dentalimplantat aus metall zur befestigung von festsitzendem zahnersatz - Google Patents

Dentalimplantat aus metall zur befestigung von festsitzendem zahnersatz

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dentalimplantat aus Metall zur Befestigung von festsitzendem Zahnersatz, bestehend aus einem in den Kieferknochen einbringbaren Implantatkörper und einem den Zahnersatz tragenden Aufbauteil, das die Verbindung zwischen dem Implantatkörper und dem Zahnersatz herstellt und im Bereich des Schleimhautdurchtritts ein Element mit einem Werkstoff aus bioinerter Keramik aufweist.
Eine ausgezeichnete Übersicht der Dentalimplantate gibt der Autor Fallschüssel, G. K. H. in seinem Buch "Zahnärztliche Implantologie", Quintessenz Verlags-GmbH (1986).
Gemäß der EP-A- 1 80 247 wird ein enossales Implantat mit einem als Schwingstab ausgebildeten Implantatpfosten, der zur Aufnahme des Zahnersatzes dient und der mittels eines Thermoverschlusses in den Implantatkörper befestigt ist, vorgeschlagen. Die beim Kauen auftretenden Kräfte werden über den Implantatpfosten in den Boden des Implantatkörpers geleitet. Als Nachteil ist die für jeden Anwendungsfall individuelle Anpassung der Dämpfungsglieder anzusehen, die in der Schrift als Modulelemente bezeichnet werden. Ein weiterer Nachteil der EP-A- 1 80 247 besteht in einer aufwendigen Fertigung und funktionsgerechten Prüfung der kleinen aufeinander abzustimmenden Teile. Ferner muß der Implantologe während der Operation mit vielen Teilen umgehen.
In der DE-A- 32 30 374 wird ein Implantat beschrieben, das im Gingivabereich ein Zwischenteil aus Keramik mit einer umlaufenden Rille aufweist, die zur Anlagerung der Epithelmanschette dient. Der Nachteil dieses bekannten Implantats besteht darin, daß das isolierende Zwischenteil aus Keramik alle über die Suprakonstruktion in den Knochen eingeleiteten Kräfte übertragen muß.
In der Zeitschrift "Zahnärztliche Implantol VI, Seite 5 bis 14, Heft 1, 1990" sind in der dort veröffentlichten Konsensus-Konferenz zur Implantologie allgemeine Bedingungen für Dentalimplantate vorgegeben.
Danach haben sich Implantatmaterialien, wie Titan und Titanlegierungen, Aluminium- und Zirkoniumoxidkeramiken durchgesetzt.
Die Oxidkeramiken weisen im Vergleich zu den Metallen ungünstigere mechanische Eigenschaften auf, die durch volumigere Implantatformen ausgeglichen werden müssen. Dieser Nachteil bedingt in manchen Fällen, bei räumlich beengten Verhältnissen und aus Gründen der mechanischen Stabilität, den Einsatz von Metallimplantaten.
In der DE-A- 32 26 831 wird ein Ring aus bioinerter Keramik beschrieben, der im Bereich der Schleimhautdurchführung angeordnet ist. Ein Nachteil des in der DE-A- 32 26 831 gezeigten Implantates besteht in seinem einzeitigen Aufbau, d. h., der im Kieferknochen einzubringende Implantatkörper und der eigentliche in die Mundhöhle ragende Zahnersatzträger sind aus einem Stück hergestellt. Die bekannten Nachteile solcher Implantate führen während der Einheilphase zu empfindlichen Störungen des Einheilungsprozesses. Ein weiterer Nachteil des in der DE-A- 32 26 831 gezeigten Implantats ist in der durch Aktivlötung hergestellten Verbindung zwischen dem pfostenartigen Teil und dem Ring aus bioinerter Keramik zu sehen, da bis heute keine, über längere Zeit bioinerte Lötverbindungen bekanntgeworden sind und weil die Aktivlötung aus fertigungstechnischer Sicht sehr aufwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweizeitiges Dentalimplantat unter Anwendung biokompatibler Verbindungstechniken mit kleinen Abmessungen zur Verfügung zu stellen, das nach der Einheilphase des Implantatkörpers, zusammen mit einem den Zahnersatz tragenden Aufbauteil, eine stabile Verbindung ermöglicht und das gleichzeitig im besonders sensiblen Gingivabereich einen bioinerten Übergang mit einer geringen Plaqueaffinität aufweist.
Unter der Bezeichnung "zweizeitiges Implantat" ist folgendes zu verstehen:
Zunächst wird der eigentliche Implantatkörper im Knochengewebe eingebracht. Anschließend wird die Schleimhautdurchführung verschlossen, wodurch das Umfeld während der Einheilphase vor Verunreinigungen und daraus möglicherweise entstehenden Entzündungen geschützt wird. Mit Abschluß der Einheilzeit, die bis zu drei Monaten andauern kann, wird das den Zahnersatz tragende Aufbauteil, welches den Bereich des Schleimhautdurchbruchs umfaßt, eingesetzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Dentalimplantat aus Metall zur Befestigung von festsitzendem Zahnersatz vor, bestehend aus einem in den Kieferknochen einbringbaren Implantatkörper und einem den Zahnersatz tragenden Aufbauteil, das die Verbindung zwischen dem Implantatkörper und dem Zahnersatz herstellt und im Bereich des Schleimhautdurchtritts ein Element mit einem Werkstoff aus bioinerter Keramik aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbauteil mittels einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Implantatkörper verbunden ist, daß das Aufbauteil im Bereich der Schleimhautdurchführung einen zylindrischen Zapfen aufweist und dort einen Ring aus bioinerter Keramik trägt, und daß der Durchmesser der ebenfalls zylindrischen Bohrung des Ringes aus bioinerter Keramik so bemessen ist, daß der Zapfen im Verbindungsbereich bei einer Temperatur oberhalb von 30°C in der Bohrung klemmt.
Das nach der Einheilzeit im Implantatkörper einzusetzende Aufbauteil mit aufgeschrumpftem Ring aus bioinerter Keramik stellt dem Implantologen ein einfach zu handhabendes Teil zur Verfügung, das er mit standardisiertem Werkzeug, vorzugsweise durch Einschrauben, in der durch Öffnen der Schleimhaut zugänglichen Gewindebohrung des Implantatkörpers einbringt.
Die Kaukräfte werden durch die beiden miteinander verbundenen Teile aus Metall, die vorzugsweise aus Titan hergestellt werden, und zwar Implantatkörper und Aufbauteil, in den Kieferknochen übertragen.
Als besonders günstig wird angesehen, daß der Ring aus bioinerter Keramik keine für die Verbindung von Aufbauteil und Implantatkörper zu übertragende Quer- und Torsionskräfte, sondern ausschließlich Horizontalkräfte, die durch Vorspannung des Ringes als Druckkräfte resultieren, aufzunehmen hat. Durch die günstigen und reproduzierbaren mechanischen Eigenschaften des Metalls ist auch bei kleinen Abmessungen des Implantatkörpers eine genaue Auslegung der mechanisch belasteten Komponenten möglich, so daß bei Belastungsspitzen keine Implantatfraktur zu befürchten ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Implantatkörper eine Außenbeschichtung aus Hydroxylapatitkeramik auf, durch die der Verbund zwischen Knochen und Implantatkörper verbessert wird.
Einerseits wird der große Vorteil einer bioinerten Keramikoberfläche im Gingivabereich mit einer geringen Plaqueaffinität und klinisch nachgewiesenen reizlosen Schleimhautverhältnissen ermöglicht, ohne andererseits die im Vergleich zu Metallen ungünstigeren mechanischen Eigenschaften durch voluminösere Implantatformen ausgleichen zu müssen.
Der Ring aus bioinerter Keramik weist eine durch mechanische Hartbearbeitung nach dem Sintern hergestellte Paßbohrung auf, die so bemessen ist, daß der Ring auf dem zylindrischen Zapfen des Aufbauteils bei einer Temperatur oberhalb von 30°C klemmt. Damit wird eine bei Körpertemperatur spaltfreie Verbindung zwischen Ring und Aufbauteil sichergestellt.
Zweckmäßig ist es, den bereits beim Herstellen des Dentalimplantates aufgeschrumpften Ring bei niedrigeren Temperaturen unverrückbar mit dem Aufbauteil zu verbinden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Schrumpfverbindung durch Auswahl der Paßtoleranzen so bestimmt, daß eine Schrumpfverbindung schon bei einer Temperatur von 15°C vorliegt. Damit bleibt der Ring beim Hantieren außerhalb der Mundhöhle unverrückbar mit dem Aufbauteil verbunden.
Vorteile dieser Verbindungstechnik sind: ihre einfache Durchführbarkeit, sie ist spaltfrei, so daß sich keine Bakterienherde bilden und Entzündungen entstehen können, zudem ist diese Verbindung bioinert, da kein Verbundmaterial zu ihrer Herstellung erforderlich ist.
Die Herstellung der Schrumpfverbindung erfolgt durch Abkühlen des Aufbauteils, zum Beispiel mit flüssigem Stickstoff, und anschließendem Aufstecken des Raumtemperatur aufweisenden Ringes auf dem Zapfen des Aufbauteils.
Die Temperaturschockempfindlichkeit der Keramik ist im vorliegenden Fall nicht problematisch, da es sich um sehr kleinvolumige Körper handelt. Der durch Wärmeleitung durch die Wand des Ringes ablaufende Temperaturausgleich erfolgt aufgrund der kleinen Wege in kurzer Zeit und findet dadurch unter vertretbaren thermischen Spannungen statt.
Vorzugsweise ist der Ring aus Aluminiumoxidkeramik hergestellt mit einem Al2O3-Anteil von mindestens 99,5%, einer Dichte von mindestens 3,90 kg/dm3 und einer Korngröße <=7 µm. Dieses besonders reine, dichte und mikrokristalline Al2O3-Sinterprodukt ist nach ISO 6474 genormt.
Um eine gute Anlagerung der Epithelmanschette zu erzielen, hat sich eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, bei der der Ring aus bioinerter Keramik im Bereich der Schleimhautdurchführung an seiner Außenseite eine Hohlkehle aufweist, deren Oberfläche hochpoliert ist.
Bevorzugt werden zur Herstellung der Schrumpfverbindung die nach DIN 7151 festgelegten Toleranzfelder für Bohrung und Zapfen im Verbindungsbereich bestimmt.
Damit fertigungstechnisch gut einhaltbare Toleranzfelder nicht zu Ist-Maßen der Schrumpfverbindung führen, die durch die unterschiedliche Ausdehnung der beiden Materialien bei Erreichen der Umgebungstemperatur in der Mundhöhle große Sprengkräfte auf den Ring aus bioinerter Keramik ausüben, weist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Zapfen im Verbindungsbereich des Ringes eine Aufrauhung im Bereich Rz von 3 bis 6 µm auf. Die aufgerauhte Zapfenoberfläche bewirkt, daß die sehr harte Keramik des Ringes verformend auf die Rauhigkeitsspitzen einwirkt und ein Teil der auftretenden Sprengkraft in Verformungsarbeit abbaut.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung als Beispiel beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt ein zweizeitiges Dentalimplantat im Langsschnitt in noch auseinandergezogener Darstellung.
Die Fig. 2 zeigt das zusammengefügte Dentalimplantat von Fig. 1 in der Seitenansicht.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes zweizeitiges Dentalimplantat mit beispielsweise zylindrischem Implantatkörper (3) aus Titan zum Einbringen im Knochengewebe. Das ebenfalls aus Titan bestehende Aufbauteil (1) weist im oberen Bereich einen kegelstumpfförmigen Montagekopf (4) zur Aufnahme einer Supra-Konstruktion oder eines Zahnersatzes auf.
Auf dem zylindrischen Zapfen (5) im Verbindungsbereich (14) ist der Ring aus bioinerter Keramik (2) aufgeschrumpft und liegt mit seiner oberen Planfläche (9) spaltfrei an der Auflagefläche (7) des Aufbauteils (1) an. Die zylindrische Bohrung (6) weist das Toleranzfeld H6 nach DIN 7151 auf und der ebenfalls zylindrische Zapfen weist das Freimaßtoleranzfeld mit den Abmaßen +9 µm und +12 µm auf.
Der Ring (2) ist aus Aluminiumoxidkeramik hergestellt mit einem Al2O3-Anteil von 99,7%, einer Dichte von 3,95 kg/dm3 und einer Korngröße von 4,3 µm.
Die plan bearbeitete Auflagefläche (11) und die Gewindebohrung (12) des Implantatkörpers (3) sind senkrecht zueinander angeordnet. Die untere Planfläche (9) des Ringes aus bioinerter Keramik (2) ist mit seiner oberen Planfläche (9) parallel bearbeitet. Damit ist sichergestellt, daß nach dem Einschrauben des Aufbauteils (1) auch die untere Planfläche (9) spaltfrei zur Auflagefläche (11) anliegt. Gegen selbständiges Lösen der Schraubverbindung wird auf dem Außengewinde (13) des Aufbauteils (1) ein dazu geeigneter Kleber aufgetragen.
Die Fig. 2 zeigt das zusammengefügte Dentalimplantat, wobei die Verbindungstechnik zwischen Implantatkörper (3) und Aufbauteil (1) nicht auf eine Schraubverbindung beschränkt ist.
Der Implantatkörper (3) weist eine Außenbeschichtung (10) mit Hydroxylapatitkeramik auf und sorgt damit für ein Heranwachsen des Kieferknochens. Mit (8) ist die hochpolierte Hohlkehle angedeutet, die für die gute Anlagerung der Epithelmanschette in diesem Bereich dient.

Claims (6)

1. Dentalimplantat aus Metall zur Befestigung von festsitzendem Zahnersatz, bestehend aus einem in den Kieferknochen einbringbaren Implantatkörper und einem den Zahnersatz tragenden Aufbauteil, das die Verbindung zwischen dem Implantatkörper und dem Zahnersatz herstellt und im Bereich des Schleimhautdurchtritts ein Element mit einem Werkstoff aus bioinerter Keramik aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbauteil (1) mittels einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Implantatkörper (3) verbunden ist, daß das Aufbauteil (1) im Bereich der Schleimhautdurchführung einen zylindrischen Zapfen (5) aufweist und dort einen Ring aus bioinerter Keramik (2) trägt, und daß der Durchmesser der ebenfalls zylindrischen Bohrung (6) des Ringes aus bioinerter Keramik (2) so bemessen ist, daß der Zapfen (5) im Verbindungsbereich (14) bei einer Temperatur oberhalb 30°C in der Bohrung (6) klemmt.
2. Dentalimplantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Implantatkörper (3) eine Außenbeschichtung (10) aus Hydroxylapatitkeramik aufweist.
3. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus bioinerter Keramik (2) aus Aluminiumoxidkeramik besteht, die einen Al2O3-Gehalt von mindestens 99,5%, eine Dichte von mindestens 3,90 kg/dm3 und eine Korngröße <=7 µm aufweist.
4. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus bioinerter Keramik (2) im Bereich der Schleimhautdurchführung an seiner Außenseite eine Hohlkehle (8) aufweist und daß die Oberfläche der Keramik im Bereich der Hohlkehle (8) hochpoliert ist.
5. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbauteil (1) im Verbindungsbereich (14) des Zapfens (5) eine Oberfläche mit einer Rauhigkeit im Bereich Rz von 3 bis 6 µm aufweist.
6. Dentalimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus bioinerter Keramik (2) eine nach dem Sintern bearbeitete Bohrung (6) aufweist, die so bemessen ist, daß der Ring aus bioinerter Keramik (2) mit dem Aufbauteil (1) bei einer Temperatur oberhalb von 15°C unverrückbar verbunden ist.
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