DE4217082C2 - Künstliche Zahnwurzel mit der Funktion einer natürlichen Zahnwurzel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine künstliche Zahnwurzel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die Funktionen einer natürlichen Zahnwurzel übernimmt.

In jüngerer Zeit kam die Verwendung von Zahn-Implantaten anstelle von herausnehm­ baren Gebissen in Gebrauch. Allerdings brachte das System der Verbindung zwischen Zahn-Implantaten und den Knochen des Kiefers bisher ungelöste Probleme mit sich. Infektionen und eine Absorption von Alveolen-Knochenmasse sind in diesem Zusam­ menhang wichtige Problempunkte.

Das Konzept einer künstlichen Zahnwurzel ist völlig verschieden von dem eines Zahn- Implantats. Ein Zahn-Implantat hat kein wirksames, die Wurzel stützendes Gewebe, was für das Kauen nötig ist. Auf der anderen Seite hat eine künstliche Wurzel einen die Wurzel stützenden Apparat, welcher bei Ausführen der Kaufunktion wirksam ist. In einer früheren Erfindung wurde eine künstliche Wurzel aus Hydroxylapatit zur Befestigung am Fasergewebe entwickelt. Diese künstliche Wurzel wies ein System der Verbindung zum Knochen des Kiefers auf, welches dem der Ligament-Gomphosis (Ligament-Einzapfung) des natürlichen Zahns ähnlich war. Diese künstliche Wurzel war jedoch unmittelbar nach der operativen Einbringung sehr instabil und konnte daher leicht herausfallen.

Aus dem Stand der Technik sind funktionelle künstliche Zahnwurzeln bekannt, die aus einer Legierung mit Form-Gedächtnis bestehen, deren Morphologie sich in der Wurzel­ spitze aufgrund der Körpertemperatur nach der Implantation ändert, so daß die Wurzel in dem Kieferknochen verankert bleibt.

Dieses künstliche System zur Verankerung der Zahnwurzel ist dem eines natürlichen Zahns ähnlich und weist periodontale Ligament-Fasergewebe auf, die am Alveolen- Knochen anhaften. Die an sich zu diesem Zweck bekannten Ligament-Fasergewebe weisen funktionelle Orientierung auf und haften auf der einen Seite an der Oberfläche der künstlichen Zahnwurzel, auf der anderen Seite am Alveolen-Knochen.

Die DE 33 24 389 A1 offenbart eine Enossal-Implantatstruktur für die orale Implantologie mit einem planaren Körperteil, der unter Bildung einer künstlichen Zahnwurzel der eingangs genannten Art in einen Alveolarknochen eingebettet ist. Dieser planare Körperteil umfaßt eine Vielzahl von Schenkelteilen, die aus einem metallischen Material mit einem thermischen Erinnerungs­ vermögen in Abhängigkeit von Temperaturveränderung bestehen. Derartige Metalle und Legierungen für Dentalimplantate sind beispielsweise von Ralph V. McKinney in (1) "Endosteal Dental Implants", Seite 28, Herausgeber R.W. Reinhardt, Mosby-Year Book (1991) oder von Gert K. H. Fallschüssel in (2) Zahnärztliche Implantologie, Wissen­ schaft und Praxis, Seite 92ff., Quintessenz-Verlags-GmbH (1986) beschrieben. Die übli­ cherweise verwendeten metallischen Materialien mit thermischem Erinnerungsvermögen enthalten jedoch Ni als Bestandteil. So beschreibt (2) z. B. die Verwendung von Edelstäh­ len (Chrom-Nickel-Stählen) oder Memory-Legierungen auf Nickeltitanbasis. Ebenso be­ schreibt die DE 33 24 389 A1 Implantatstrukturen beispielsweise aus TiNi, NiAl und CuAlNi.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine künstliche Zahnwurzel zur Verfügung zu stellen, die in ihrer Funktion einer natürlichen Zahnwurzel entspricht, insbesondere sich einfach und fest im Knochen verankern läßt, und dabei die Nachteile des Standes der Technik, insbe­ sondere den Ni-Gehalt der verwendeten Materialien, vermeidet.

Die Erfindung betrifft eine künstliche Zahnwurzel, welche die Funktion einer natürlichen Zahnwurzel hat und aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist, welche die Morphologie der künstlichen Zahnwurzelspitze nach der Implantation durch Körper­ wärme ändert, so daß sich die künstliche Zahnwurzel in dem Kieferknochen verankert. Die erfindungsgemäße Zahnwurzel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerung periodontale Ligament-Fasergewebe aufweist und in gleicher Weise wie bei einem natürlichen Zahn erfolgt, und daß die Legierung eine Titan-Palladium-(TiPd-)Legierung oder eine Titan-Palladium-Legierung, in der ein Teil des Palladiums durch Cobalt ersetzt ist (TiPd-Co-Legierung), ist.

Vorzugsweise besteht die Ti Pd-Co-Legierung aus 50 Atom-% Titan, 30 Atom-% Palladium und 20 Atom-% Cobalt.

Die erfindungsgemäße Zahnwurzel kann vorteilhaft als Zahnimplantat verwendet werden.

Mit der erfindungsgemäßen künstlichen Zahnwurzel wird eine Absorption des Alveolen- Knochens bei der Funktion vermieden. Ein Ausfallen der künstlichen Zahnwurzel kann zuverlässig dadurch verhindert werden, daß man die Form der neuen, erfindungsgemäßen künstlichen Zahnwurzel verändert, die aus einer Legierung mit Form-Gedächtnis besteht. Gleichzeitig gestattet es die erfindungsgemäße Legierung, auf Nickel als Implantatbestand­ teil zu verzichten. Dadurch können verschiedene auf der Auslösung von Ni beruhende, gesundheitliche Probleme vermieden werden.

Die künstliche Zahnwurzel gemäß der Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert, ohne jedoch auf diese bevorzugten Ausführungsformen beschränkt zu sein. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, nämlich einen Backenzahn (Molar);

Fig. 2 eine Ansicht des Backenzahns gemäß Fig. 1 von unten; und

Fig. 3 eine Darstellung der Funktionsweise der Erfindung anhand der Ausführungs­ form gemäß Fig. 1.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen künstlichen Zahnwurzel wird eine Legierung mit Form-Gedächtnis verwendet, welche Eigenschaften aufweist, welche den menschlichen Körper nicht in nachteiliger Weise beeinflussen. Genauer wird eine Titan-Palladium- Legierung (TiPd) oder eine Titan-Palladium-Cobalt-Legierung (TiPdCo) verwendet, in der ein Teil des Palladiums durch Cobalt ersetzt ist. Bevorzugtes Beispiel für eine solche Legierung ist eine Titan-Palladium-Cobalt-Legierung mit einem Titan-Gehalt von 50 Atom-%.

Wenn eine künstliche Zahnwurzel gemäß der vorliegenden Erfindung in einen Kiefer­ knochen implantiert wird, kehrt die Wurzelspitze infolge der Einwirkung der Körperwär­ me und der dadurch einsetzenden Veränderung der Morphologie der Wurzelspitze wieder in die Ausgangsform zurück, wodurch die Wurzelspitzen in engem Kontakt zur Innenflä­ che einer im Kieferknochen gebildeten Alveole fixiert werden, so daß einem Herausfallen der künstlichen Zahnwurzel wirksam vorgebeugt wird.

Eine-bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen künstlichen Zahnwurzel wird in den Figuren gezeigt. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht dieser Ausführungsform und Fig. 2 eine Ansicht dieser Ausführungsform von unten. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet den Körper einer künstlichen Zahnwurzel gemäß der vorliegenden Erfindung, welche drei Einzelwurzeln 2 in ihrem unteren Teil aufweist, wie sie sich auch bei einem natürlichen oberen Backenzahn (Molar) finden.

In einem Kieferknochen wird eine Bohrung in Form einer Alveole hergestellt, und die künstliche Zahnwurzel mit den drei Einzelwurzeln 2 wird in die Alveole aufrecht bis zu den Wurzelhälsen eingesetzt. Die künstliche Zahnwurzel gemäß der Erfindung wird dann erwärmt, damit die Einzelwurzeln 2 die Transformationstemperatur erreichen. Bei dieser Temperatur öffnen die drei Einzelwurzeln 2 ihre Position zueinander von der Deforma­ tionsstellung, wie sie in Fig. 3 durch die unterbrochenen Linien dargestellt ist, in die geöffnete Stellung, wie sie in Fig. 3 durch die durchgezogenen Linien dargestellt ist. Dadurch kommen die drei Einzelwurzeln in eine vorher eingestellte Stellung, in der die drei Wurzelspitzen der Einzelwurzeln 2 in engem Kontakt mit der Innenfläche der Alveole stehen und an dieser fixiert sind, so daß keine Gefahr besteht, daß die künstliche Zahnwurzel aus der Alveole fällt.

Ein künstlicher unterer Molar und ein künstlicher oberer Premolar weisen jeweils zwei Einzelwurzeln auf, und ein künstlicher unterer Premolar, ein künstlicher oberer und unterer Frontzahn und künstliche Eckzähne weisen jeweils eine Einzelwurzel auf. Die Wurzelspitzen dieser künstlichen Zähne bestehen jeweils aus der Legierung mit Form­ gedächtnis, die in der gleichen Weise wie die entsprechenden natürlichen Zähne schleudergebogen wurde.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Operation zur Implantation der künstlichen Zahnwurzel in einen Kieferknochen durchgeführt, und die Wurzelspitzen dieser Zahnwurzel stehen dann in engem Kontakt zur Innenfläche einer Alveole im Kiefer­ knochen aufgrund der Formgedächtnis-Eigenschaft der Legierung. Die Wurzelspitzen sind fest fixiert. Die Wurzelspitzen sind ligamentös mit Fasergewebe mit dem Kiefer­ knochen verbunden, wobei dies genauso der Fall ist wie bei einem natürlichen Zahn. Es besteht also keine Gefahr, daß sich die künstliche Zahnwurzel aus der Alveole löst.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert.

Beispiel

Es wurde ein oberer Molar aus einer Legierung mit Formgedächtnis mit folgender Zusammensetzung hergestellt:
Titan: 50 Atom-%;
Palladium: 30 Atom- %; und
Cobalt: 20 Atom-%.

Durch eine Temperaturbehandlung wurde die Legierung in die Austenit-Phase überführt. Die Temperatur zu Beginn der Behandlung (Af) betrug 4°C; die Temperatur am Schluß der Behandlung (Af) betrug 15°C.

In einem Kieferknochen wurde eine Bohrung in Form einer Alveole hergestellt. Der Molar mit der künstlichen Zahnwurzel (3 Einzelwurzeln) wurde aufrecht bis zu den Wurzelhälsen in die Alveole eingesetzt. Die Legierung des künstlichen Molaren wurde dann auf die oben angegebene Temperatur erwärmt, damit die Legierung des Materials die Transformationstemperatur erreicht. Bei dieser Temperatur öffneten sich die 3 Einzelwurzeln, und es fand ein Übergang von der "Deformationsstellung" in die geöffnete Stellung statt. Die Einzelwurzeln kamen dadurch in eine vorher individuell eingestellte Stellung, in der die 3 Wurzelspitzen der Einzelwurzel in engem Kontakt mit der Innenfläche der Alveole stehen und an dieser so fixiert sind, daß der Zahn nach Abschluß der Temperaturbehandlung fest in der Alveole verankert war.

Ein Herausfallen des künstlichen Zahns aus der Alveole war nicht mehr möglich.

Vergleichbare künstliche Zähne lassen sich auch für Zähne mit zwei Einzelwurzeln bzw. einer Einzelwurzel herstellen. In allen Fällen wurde für die aus Titan-Palladium-Cobalt- Legierung hergestellten Zähne eine feste Verankerung der Wurzel im Kieferknochen nach Abschluß der Temperaturbehandlung beobachtet.

Claims (3)

1. Künstliche Zahnwurzel, welche die Funktion einer natürlichen Zahnwurzel hat, die aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist, welche die Morphologie der künstlichen Zahnwurzelspitze nach der Implantation durch Körperwärme ändert, so daß sich die künstliche Zahnwurzel in dem Kieferknochen verankert, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerung periodontale Ligament-Fasergewebe aufweist und in gleicher Weise wie bei einem natürlichen Zahn erfolgt, und daß die Legierung eine Titan-Palladium-(TiPd-)Legierung oder eine Titan-Palladium-Legierung, in der ein Teil des Palladiums durch Cobalt ersetzt ist (TiPd-Co-Legierung), ist.

2. Künstliche Zahnwurzel nach Anspruch 1, wobei die Ti Pd-Co-Legierung aus 50 Atom-% Titan, 30 Atom-% Palladium und 20 Atom-% Cobalt besteht.

3. Verwendung einer künstlichen Zahnwurzel nach einem der Ansprüche 1 und 2 als Zahn-Implantat.