DE60027745T2

DE60027745T2 - Hybrides dentalimplantat mit passgewinde

Info

Publication number: DE60027745T2
Application number: DE60027745T
Authority: DE
Inventors: Carol San Luis Obispo PHILLIPS
Original assignee: Swiss Implants Inc San Luis Obispo; Swiss Implants Inc
Current assignee: Swiss Implants Inc San Luis Obispo; Swiss Implants Inc
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 2000-11-28
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: EP1223889B1; DE60027745D1; EP1223889A2; US6273722B1; ATE324840T1; AU4305901A; WO2001037758A3; WO2001037758A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zahnimplantat, das als künstliche Zahnwurzel zum Halten einer Zahnprothese verwendet wird.
Zahnimplantate umfassen gewöhnlich einen länglichen Stift, der in ein Loch eingesetzt wird, das in den Knochen unter dem Zahnfleisch eines Patienten gebohrt wurde. Implantate haben zwei Grundformen, nämlich eine glatte zylindrische Form, die in Presspassung in das gebohrte Loch eingesetzt und zur sicheren Befestigung an das Knochengewebe geklebt wird; und eine Gewindeform, die in das Loch geschraubt wird, das mit speziellen Knochengewindeschneidtechniken gut vorbereitet wurde.
Die Geometrie eines Gewindeimplantats ist so, dass es sofort sicher mit dem umgebenden Knochen verblockt wird, aber die Gewindeform erzeugt beim Einschrauben in das Loch zu hohe Spannungen im Knochengewebe, die zur Folge haben können, dass das Knochengewebe im Laufe der Zeit reagiert und schwindet, was zu einem Rückgang der Festigkeit des Implantats führt.
Die Prothese wird über ein Gewindeloch in der Oberseite des Implantats an diesem angebracht, und eine Entfernung einer Schraubbefestigung kann zuweilen zum Lösen des Implantats führen, wenn das Implantatgewinde beim Lösen der Befestigung versehentlich abgeschraubt wird.
Die zylindrische Presspassungsform des Implantats lässt sich leichter installieren und greift, weil keine Spannungserzeuger vorhanden sind, fester am Knochen an, wird aber beim ersten Eintreiben des Implantats in das Loch weniger fest im Knochengewebe gehalten, weil es keine formschlüssige mechanische Verblockung gibt. Die Gewindeform hat auch den Vorteil, dass mehr Oberfläche mit dem Knochen in Kontakt ist, zumindest anfänglich, um die Bindekräfte weiter zu erhöhen.
Es wurden Variationen dieser beiden Grundformen entwickelt, wie z.B. eine Gewindeform zusätzlich mit einer spiralförmigen Nut mit langer Steigung und Durchgangslöchern zum Aufnehmen von Knochenfragmenten, die in die Nut gepackt werden, um das Einwachsen von Knochengewebe in die Nut für eine längere Haltefähigkeit des Implantats zu fördern, wie in dem am 14. Oktober 1997 erteilten US-Patent 5,676,545 für „Method and Apparatus for Implantation" beschrieben ist.
Das am 9. Juni 1998 erteilte US-Patent 5,762,499 für ein „Dental Root Implant" beschreibt eine Presspassungsgeometrie, bei der der Implantatkörper konisch zuläuft und Umfangsnuten zur Aufnahme von einwachsendem Knochen aufweist. Das am 23. Mai 1993 erteilte US-Patent 5,195,892 für ein „Bone-Integrated Dental Implant System" beschreibt Längsnuten in den Implantatseiten zum Fördern von verblockendem Knochenwachstum.
Das am 14. Dezember 1993 erteilte US-Patent 5,269,686 für ein „Threaded Drivable Dental Implant" beschreibt ein abgerundetes Gewinde mit langer Steigung an einem Implantatkörper, der in das gebohrte Loch eingetrieben werden kann und sich nicht löst, wenn eine Befestigungsschraube entfernt wird.
Das US-Patent 4,871,313 beschreibt einen Zahnstift, der einen tubulären Schaft mit einem Außengewinde und einer spiralförmigen Nut umfasst. Die die schraubenförmige Rille bildende Spirale verläuft in der zur Richtung des Außengewindes entgegengesetzten Richtung.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zahnimplantat bereitzustellen, das die Vorteile von Presspassung und von Schraubformen hat und gleichzeitig die Nachteile von beiden minimal hält.
Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe sowie weitere, die nach der Lektüre der folgenden Beschreibung und der Ansprüche offensichtlich werden, werden mit einer hybriden Implantatform erzielt, die einen glatten zylindrischen Körper hat, der so bemessen ist, dass er in Presspassung in einem gebohrten Loch sitzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Zahnimplantat zur Bereitstellung einer Halterung für eine Prothese eines Typs bereitgestellt, der Folgendes beinhaltet:
einen länglichen Implantatkörper mit einem zylindrischen Hauptteil, einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, wobei die Verbesserung Folgendes umfasst:
den genannten Hauptteil mit einer darin geformten spiralförmigen Nut mit einem Schrägungswinkel mit langer Steigung, der zylindrische Zwischenflächen zwischen Windungen der genannten spiralförmigen Nut erzeugt, wobei die genannten zylindrischen Flächen einen wesentlichen Teil der axialen Länge des genannten Hauptteils des genannten Körpers bilden; ein spiralförmiges Gewinde mit geringer Höhe und langer Steigung, das sich radial auswärts von dem genannten zylindrischen Teil erstreckt und zwischen den genannten spiralförmigen Nuten angeordnet ist, wobei die Windung des spiralförmigen Gewindes einen zum genannten Schrägungswinkel der Windungen der genannten Nut entgegengesetzten Schrägungswinkel hat und die Steigung des spiralförmigen Gewindes und der spiralförmigen Nut etwa gleich ist.
Eine spiralförmige Nut mit langer Steigung ist in die glatte zylindrische Oberfläche des Implantatkörpers eingeschnitten. Die Nutform fördert ein schnelles Knochenwachstum in die Nut und die Spiralform erzeugt eine geringe Schraubhalterung, da das benachbarte Knochengewebe unter dem Druck der Presspassung des Implantats geringfügig in die Nut vorsteht.
Es wird ein Gewinde mit sehr geringer Höhe und langer Steigung hinzugefügt, das von der zylindrischen Oberfläche des Körpers des Implantats vorsteht und einen den Windungen der spiralförmigen Nut entgegengesetzten Schrägungswinkel, aber mit etwa derselben langen Steigung hat. Die Gewindewindungen liegen so zwischen den Nutwindungen, dass sie die Nutwindungen an diametral gegenüberliegenden Stellen auf dem Implantatkörper kreuzen. Segmente des Gewindes werden in den Bereichen entfernt, in denen die Gewindewindungen die Nuten kreuzen, um eine abgeflachte Form ähnlich der ovalen Form einer natürlichen Zahnwurzel zu erzeugen.
Das Gewinde mit sehr geringer Höhe kann leicht in das umgebende Knochengewebe gedrückt werden, während der Körper in das gebohrte Loch vorbewegt wird, wobei verdrängte Knochenfragmente in die Nut geleitet werden. Die Gewindewindungen erhöhen die Haltekräfte nach der anfänglichen Montage des Implantats. Durch die Flachheit des Gewindes entfällt die Notwendigkeit für eine spezielle Lochvorbereitung und starke Spannungen am Knochengewebe werden vermieden, so dass eine langfristige sichere Halterung des Implantats gewährleistet wird.
In einer Variation der zweiten Form nimmt die Höhe des flachen Gewindes abwärts in Richtung auf das vordere oder spitze Ende des Implantats konisch ab, so dass allmählicher in das Knochengewebe eingeschnitten wird, während das Implantat in das vorgebohrte Loch vorbewegt wird.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines Zahnimplantats, das nicht in den Rahmen der beanspruchten Erfindung fällt.
2 ist eine Schnittansicht des in 1 gezeigten Zahnimplantats.
3 ist eine Endansicht des in den 1 und 2 gezeigten Zahnimplantats.
4 ist eine Seitenansicht des Zahnimplantats gemäß der Erfindung.
5 ist eine Schnittansicht des in 4 gezeigten Zahnimplantats.
6 ist eine Endansicht des in den 4 und 5 gezeigten Zahnimplantats.
7 ist eine Seitenansicht einer Variation der Form des in den 4–6 gezeigten Zahnimplantats.
Ausführliche Beschreibung
In der folgenden ausführlichen Beschreibung werden der Deutlichkeit halber bestimmte spezielle Begriffe verwendet und es wird eine bestimmte Ausgestaltung beschrieben, aber es ist zu verstehen, dass diese nicht einschränkend zu verstehen und nicht so zu sehen ist, dass die Erfindung nicht auch viele verschiedene Formen und Variationen im Rahmen der beiliegenden Ansprüche haben könnte.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, die 1–3 zeigen ein Zahnimplantat 10. Ein Implantatkörper 12 ist mit einer zylindrischen Oberfläche 12A mit einem Durchmesser D ausgebildet, der so bemessen ist, dass er in Presspassung in ein in den Kieferknochen des Patienten gebohrtes Loch eingesetzt werden kann. Eine spiralförmige Nut 14 mit langer Steigung ist in den Körper 12 geschnitten und hat weit beabstandete Windungen, so dass der größte Teil der Länge des Körpers 12 von der zylindrischen Oberfläche 12A gebildet wird. Die Nut ist aufgrund der langen Steigung akkurat im Querschnitt und sanft gekrümmt.
Ein Frontabschnitt 16 hat einen Durchmesser, der etwas, d.h. um 0,05 mm (0,002 Zoll) kleiner ist als die zylindrische Oberfläche 12A, so dass das Implantat teilweise in das gebohrte Loch eingeführt werden kann, bevor es in seine endgültige Sitzposition getrieben wird.
Ein Gewindelängsloch 18 ist im hinteren Ende des Implantats 10 ausgebildet, um eine Befestigungsschraube zum Montieren einer Prothese in bekannter Weise aufzunehmen.
Eine hexagonale Schlüsseleinsteckgesenkbohrung 20 ist in einem geringfügig vergrößerten hinteren Ende 22 ausgebildet, um das Implantat einzutreiben und ein Rotationssicherungsmerkmal zum Halten der Prothese in ihrer richtigen Ausrichtung bereitzustellen.
Die spiralförmige Nut 14 mit langer Steigung bietet einen geringfügigen Schraubeingriff, wenn der Körper 12 zum Verbessern der Festigkeit des Implantats in Presspassung eingedrückt wird, da das Knochengewebe geringfügig in die Nut 14 vorsteht. Da die Nut 14 eine gekrümmte, abgerundete Form und einen akkuraten Querschnitt hat, wird das Wachstum von Knochengewebe in die Nut 14 für eine sichere und dauerhafte Halterung des Implantats gefördert.
Das Implantat 10 kann aus Titan (vorzugsweise 6AL4V) hergestellt sein, d.h. es umfasst beide Titaniumlegierungen und basiert auf Körnern, um die Ecken und Ränder zu glätten.
Die Nut hat eine relativ große Breite von 0,74 mm (gewöhnlich 0,029 Zoll) und geringe Tiefe von 0,33 mm (gewöhnlich 0,013 Zoll), was relativ zum Durchmesser des Implantats geringfügig variiert.
Die 4–6 zeigen ein erfindungsgemäßes Zahnimplantat 26 mit einem Körperabschnitt 28, der mit einer zylindrischen Oberfläche 28A mit einem solchen Durchmesser ausgebildet ist, dass er in Presspassung in ein in das Knochengewebe gebohrtes Loch passt.
Wie in der obigen Ausgestaltung, wird eine flache spiralförmige Nut 30 mit langer Steigung so in die zylindrische Oberfläche 28A geschnitten, dass diese weitgehend ununterbrochen bleibt und den gesamten Außenbereich des Körperabschnitts 28 dominiert.
Ein spiralförmiges Gewinde 32 mit sehr geringer Höhe und langer Steigung ist ebenfalls über die Oberfläche 28A vorstehend ausgebildet und hat einen Schrägungswinkel, der dem der Windungen der Nut 30 entgegengesetzt ist. Die Windungen des Gewindes 32 liegen zwischen den Windungen der Nut 30. Wenn die Nut 30 geschnitten wird, fällt das Gewinde 32 in den Überkreuzungsbereichen 34, 36 weg, so dass eine im Schnitt abgeflachte Form entsteht, die grob etwa der ovalen Form der natürlichen Zahnwurzel entspricht.
Das Gewinde 32 hat einen kegelstumpfförmigen Scheitel 38 zur Bildung eines äußeren Flachstücks mit einer Breite von etwa 0,13 mm (0,005 Zoll) und kann einen Flankenwinkel von etwa 60° und eine Höhe von 0,28 mm (0,011 Zoll) haben, so dass Knochengewebe nicht in einem erheblichen Ausmaß verdrängt wird. Dies steht im Gegensatz zu einem typischen Körperdurchmesser D von 3,88 mm (0,153 Zoll). Die lange Steigung des Gewindes kann etwa 3,4 mm (0,133 Zoll) für Implantatlängen in der Größenordnung von 10–18 mm haben.
Das Gewinde 32 ist nicht voll ausgebildet, so dass es zwischen benachbarten Windungen große Lücken gibt, wobei solche Lücken von den zylindrischen Presspassungsflächen 28A definiert werden. Die axiale Länge dieser Flächen 28A ist weitaus größer als die Breite des Gewindes 32.
Ein solches Gewinde mit geringer Höhe und langer Steigung erzeugt keine starken Spannungen am Knochengewebe, so dass das Implantat sehr gut befestigt bleibt.
Die Gegenwindungsbeziehung von Nut 30 und Gewinde 32 bewirkt, dass vom Gewinde 32 verdrängte Knochenfragmente in die Nut 30 gedrängt werden, so dass das Implantat in das vorgebohrte Loch vorbewegt werden kann. Die Steigung der Gewindeschrägung ist ebenfalls länger als in den Gewinden in einem Gewindeloch 40, das zur Aufnahme einer Befestigungsschraube für die Prothese (nicht dargestellt) verwendet wird, so dass ein Lösen der Befestigungsschraube kein Lösen des Implantats zur Folge hat.
Das Gewinde 32 erzeugt nach dem Eintreiben des Implantats in seine Position eine sofortige mechanische Haltekraft, aber ohne die zeitaufwändige spezielle Lochvorbereitung, die bei Vollgewindeimplantaten erforderlich ist, oder den Spannungserhöhungseffekt dieser Gewinde auf das umgebende Knochengewebe.
Das Gewindeloch 40 wird in das hintere Ende des Implantats 26 für die Montage der Prothese (nicht dargestellt) gebohrt. Ein externes hexagonales Rotationssicherungsmerkmal 42 ist ebenfalls wie in der herkömmlichen Praxis vorgesehen.
Ein Ende mit kleinerem Durchmesser auf der Vorderseite erlaubt eine richtige Anfangspositionierung des Implantats 26 in dem Gewindeloch.
7 zeigt eine modifizierte Version, in der die Vorwärtswindungen 32A des Gewindes 32 eine allmählich abnehmende Höhe und einen allmählich abnehmenden Außendurchmesser haben, so dass das Gewinde 32 allmählicher in das Knochengewebe um das vorgebohrte Loch bewegt wird.

Claims

Verbessertes Zahnimplantat (26) zur Bereitstellung einer Halterung für eine Prothese eines Typs, der Folgendes beinhaltet: einen länglichen Implantatkörper (28) mit einem zylindrischen Hauptteil (28A), einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, wobei die Verbesserung Folgendes umfasst: den genannten Hauptteil (28A) mit einer darin geformten spiralförmigen Nut (30) mit einem Schrägungswinkel mit langer Steigung, der zylindrische Zwischenflächen zwischen Windungen der genannten spiralförmigen Nut (30) erzeugt, wobei die genannten zylindrischen Flächen einen wesentlichen Teil der axialen Länge des genannten Hauptteils (28A) des genannten Körpers (28) bilden; ein spiralförmiges Gewinde (32) mit geringer Höhe und langer Steigung, das sich radial auswärts von dem genannten zylindrischen Teil (28A) erstreckt und zwischen der genannten spiralförmigen Nut (30) angeordnet ist, wobei die Windung des spiralförmigen Gewindes (38) einen zum genannten Schrägungswinkel der Windungen der genannten Nut (30) entgegengesetzten Schrägungswinkel hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des spiralförmigen Gewindes und der spiralförmigen Nut etwa gleich ist.
Zahnimplantat nach Anspruch 1, wobei das genannte Zahnimplantat aus einem Material hergestellt wird, das aus Titan besteht.
Zahnimplantat nach Anspruch 1, das ferner einen Teil mit reduziertem Durchmesser am genannten vorderen Ende aufweist.
Zahnimplantat nach Anspruch 1, wobei die genannten Windungen des Gewindes (32) in Bereichen unterbrochen sind, die die genannten Windungen der Nut (30) kreuzen.
Zahnimplantat nach Anspruch 1, wobei die genannten zylindrischen Bereiche einen wesentlich größeren axialen Umfang als die genannten Windungen des Gewindes (32) oder die genannten Windungen der Nut (30) haben.
Zahnimplantat nach Anspruch 1, wobei die Höhe des genannten Gewindes (32) zum genannten vorderen Ende hin allmählich abnimmt.
Zahnimplantat nach Anspruch 1, wobei das genannte Gewinde (32) einen abgeflachten Scheitel und eine Höhe über der genannten zylindrischen Fläche (28A) von etwa 0,28 mm (0,0011 Zoll) für einen Körperdurchmesser von etwa 3,92 mm (0,153 Zoll) hat.