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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Implantat mit Gewinde zur Erzielung
einer zuverlässigen Verankerung
im Knochen, vorzugsweise im Kieferknochen im menschlichen Körper. Der
in Frage stehende Knochen ist in diesem Fall mit einem Loch versehen,
in dessen Seitenwand ein Innengewinde ausgebildet werden kann, das
mit dem Außengewinde am
Implantat für
ein zuverlässiges
Verankern und Einwachsen des Implantats in die Knochensubstanz, zusammenwirken
kann.
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STAND DER
TECHNIK
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Implantate
mit Gewinden, beispielsweise selbstschneidenden Gewinden zum Einsetzen/Schrauben
in Löcher,
die im Knochen/Kieferknochen ausgebildet worden sind, sind in großer Anzahl und
Gestaltungen auf dem freien Markt erhältlich und sind in der Patentliteratur
beschrieben. Beispielsweise wird auf die schwedische Patentanmeldung 9603091-7
Bezug genommen, die von der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung
eingereicht ist.
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In
diesem Zusammenhang ist es bekannt, unterschiedliche Gewindeausbildungen
an Implantaten zu verwenden. Somit ist es beispielsweise bereits bekannt,
Implantate mit konusförmigen
Gewinden zu verwenden und unterschiedliche Konizitäten an ein und
demselben Implantat zu wählen.
Die Verfahren zur Ausbildung der Löcher in dem Knochen/Kieferknochen
sind ebenfalls allgemein bekannt. In diesem Zusammenhang wird mit
lediglich allgemeinen Begriffen auf die Zahnbehandlung gemäß dem Brånemark
System® Bezug
genommen.
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Einige
Implantate mit Gewinde sind zylindrisch, während andere die besagte konische
Gestaltung haben, um die Zahnwurzel zu imitieren, die sie ersetzen
sollen. Die Implantate werden in Löcher eingesetzt, die zuvor
in dem Kieferknochen eingebohrt worden sind. Ein zylindrisches Loch
wird für
zylindrische Implantate gebohrt und für konische Implantate wird
ein konisches Loch vorbereitet. Das genannte Verfahren, das das
Brånemark
System® verwendet, beinhaltet
die Befestigung von schraubenförmigen Implantaten
im Kieferknochen. Nach einer Zeitspanne des Einwachsens, normalerweise
3–6 Monate,
ist der Knochen im direkten Kontakt mit dem Implantat gewachsen
und Letzteres kann dazu verwendet werden, eine prothetische Rekonstruktion
zu tragen. Dies wird in den meisten Fällen durch ein so genanntes
Abstandselement erzielt, das an dem Implantat befestigt ist, was
durch eine Schraubverbindung durchgeführt werden kann. Dann wird
an der Oberseite des Abstandsstückes
beim so genannten Abdrucknehmen eine Transferkappe befestigt und
danach kann die fertig gestellte Prothesenrekonstruktion am Abstandsstück angebracht
werden.
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Aus
den bekannten Verfahren ist es bereits bekannt, dass gute langlebige
Ergebnisse erzielt werden, wenn die Osteointegration zwischen dem Knochen
und dem Implantat mit einem engen Profil und kleiner Gewindesteigung
der in Frage stehenden Gewindegänge
stattfinden kann. Während
der Osteointegration wächst
das Knochengewebe in direktem Kontakt mit dem Implantat. Bei Befestigung
der Implantate werden diese Löcher
in den Knochen mit großer
Präzision
gebohrt. In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt, Festziehinstrumente
zu verwenden, die mit ungefähr
20–25
U/Min. drehen.
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In
der WO-A1-9725933 und der WO-A1-9306786 sind Implantate dargestellt,
bei denen das Gewinde eine geringe Konizität mehr oder weniger entlang
einem Teil der Länge
des Implantats hat.
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In
der WO 97/25933 (PCT/US97/00332) ist bereits vorgeschlagen worden,
insbesondere in Verbindung mit dem harten Kieferknochen, dass der
Körper,
welcher das Gewinde trägt,
mit einem nichtkreisförmigen
(asymmetrischen) Querschnitt versehen sein sollte.
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Der
Zweck der Nichtkreisförmigkeit
ist, die Reibung zwischen dem Knochen und dem Implantat beim Einsetzen
des Implantats zu reduzieren. Dies ist hauptsächlich im Fall eines harten
Knochens wichtig.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES
PROBLEM
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Das
Problem bei der Verwendung von zylindrischen Implantaten in zylindrischen
Löchern
ist, dass das Gewinde, welches in den meisten Fällen durch eine selbstschneidende
Spitze des Implantats erzeugt wird, beim Einschrauben des Implantats
abgerieben wird und mit diesem Abreiben das Gewinde aufgeweitet
wird, hauptsächlich
am Eingang/der Mündung
des Loches im Knochen. Dies führt
dazu, dass das Implantat eine etwas lose Verankerung hat, insbesondere
in schwachem/weichem Knochen, was bedeutet, dass das Implantat eine
geringe anfängliche
Stabilität
hat. Wenn konische Implantate mit einer konischen Vorbereitung verwendet
werden, ist eines der größten Probleme
die Wärmeentwicklung, welche
während
der konischen Präparierung
auftritt. Da ein konischer Bohrer entlang des gesamten Umfangs schneidet
wird eine relativ hohe Wärme
erzeugt und diese Negativwirkung wird weiter durch die Tatsache
verstärkt,
dass die Schneidgeometrie eines konischen Bohrers wegen des Auftretens
eines geringen Oberflächendruckes,
der am Umfang des konischen Bohrers auftritt, schlechter wird. Das
heißt, dass
der Bohrer nicht exakte Chips abschneiden kann, sondern stattdessen
Knochen wegschabt und dies hat eine größere Wärmeerzeugungswirkung. Diese
Wärme kann
den Knochen zerstören
und kann dazu führen,
dass der dem gebohrten Loch am nächsten
liegende Knochen abstirbt. Dieses verringert drastisch die Möglichkeiten
der erfolgreichen Osteointegration. Die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, unter anderem die vorstehenden Probleme zu lösen.
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Die
besagte Verwendung einer Schraubverbindung am Implantat bringt das
Aufschrauben und Abschrauben von Schrauben mit sich. Dies stellt
ein relativ großes
Risiko dar, da das Implantat Bruchbelastungen unterzogen wird, was
bedeutet, dass das Risiko besteht, dass das Implantat aus seiner
Position gedreht wird. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn die
Implantate in einem Knochen befestigt werden, der von schwacher/weicher
Qualität
ist. Die vorstehenden Losschraubprobleme sind in dem Fall, dass
Implantate mit einem Gewinde, das kreisförmig symmetrisch ist, insbesondere
ausgeprägt.
An den meisten Implantaten mit Gewinde ist es selbstverständlich möglich, an
der Spitze Ausschnitte anzuordnen, die dazu dienen, sowohl Gewinde
zu schneiden als auch zur Rotationsstabilität beizutragen. Es gibt auch
Implantate mit Querlöchern,
damit der Knochen einwachsen kann. Ein gemeinsames Merkmal dieser
bekannten Konstruktionen besteht darin, dass die Aussparungen und
Löcher
relativ klein sind, in Relation zu der Gewindefläche des Implantats gesehen.
Da die Oberfläche
der Aussparungen oder Löcher
klein ist, kann eine Verformung oder ein Aufbrechen des eingewachsenen
Knochens leicht bei Torsionsbelastung auftreten. Zusätzlich liegen
die Löcher und
Aussparungen sehr weit vorne an der Spitze, wo in den meisten Fällen die
Qualität
des Knochens (dessen Härte)
gering ist. Dort befindet sich auch eine inhärente Schwäche, dadurch, dass die Löcher und
Aussparungen die Gewindefläche
des Implantats verringern. Es muss hier hervorgehoben werden, dass
es wesentlich ist, die größtmögliche Gewindefläche für die wirksame Übertragung
der funktionalen Belastung von der Zahnprothese oder Zahnbrücke nach
unten auf den Knochen zu haben. Dies gilt insbesondere für den Fall
von weichen Knochen.
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Ein
anderes Problem bei den bekannten Implantaten besteht darin, dass
das jeweilige Implantat insbesondere im Fall von schwacher/weicher
Knochenqualität,
direkt nach dem Einsetzen nicht mit ausreichender Stabilität im Knochen
sitzt. Wenn dies der Fall ist, können
mikroskopische Bewegungen zwischen dem Implantat und dem umgebenden
Knochengewebe auftreten, beispielsweise wenn der Knochen gebogen
wird, was dann auftreten kann, wenn der Knochen Kaubelastungen ausgesetzt
ist, oder wenn der Patient eine herkömmliche Zahnprothese hat, die
auf den Gaumen oberhalb des Implantats drückt. Dann ist es für das Implantat
wichtig, eine ausreichende Anfangsstabilität zu haben. Früher bekannte
Lösungen
bestanden aus dem Einführen
von Änderungen
an der Oberfläche,
beispielsweise der Verwendung einer Beschichtung aus Hydroxyapatit, oder
einer Erhöhung
der Oberflächenrauhigkeit
des Implantats und auf diese Weise eine Bereitstellung einer erhöhten Anfangsstabilität und einer
möglicherweise
besseren Inkorporierung des umgebenden Kno chens. Ein großer Nachteil
der vorgeschlagenen Lösungen
bestand darin, dass es nicht möglich
ist, einen Langzeiterfolg des Implantats vorherzusagen. Bezüglich der
geringen Langzeitergebnissen von Implantaten mit einer rauben Oberfläche oder
mit Beschichtungen sind verschiedene wissenschaftliche Artikel veröffentlicht
worden.
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Um
in der Lage zu sein, die vorstehend angegebenen Verfahren zu Implementieren,
ist eine wichtige Vorbedingung, die Bedingungen zur Erzielung eines
direkten Knochenkontakts mit dem Implantat während des Einwachsprozesses
zu erzeugen. In diesem Zusammenhang ist es wesentlich, bei der Befestigung
der Implantate eine peinlich genaue Operation durchzuführen. Das
Loch für
das Implantat muss mit großer
Präzision
gebohrt werden und in diesem Zusammenhang ist es von äußerster
Wichtigkeit, dass die Temperatur in dem Knochen nicht zu hoch wird.
Diese Anforderung haben bisher bedeutet, dass sowohl das Bohren
als auch das Befestigen des Implantats mit Instrumenten zum Ausbilden
des Loches und Anziehen ausgeführt
wird, die mit niedriger Geschwindigkeit betrieben werden. Die Rotationsgeschwindigkeit,
die normalerweise beim Befestigen von Implantaten verwendet wird,
beträgt
20–25 U/Min.
Das heißt,
dass die Zeit, die für
das Befestigen eines Implantats erforderlich ist, eine Minute oder
länger
betragen kann. Während
dieser Zeit ist es für
den Chirurgen, der das Implantat befestigt, notwendig, eine sehr
ruhige Hand zu behalten, um sicherzustellen, dass die feinen Knochenbälkchen, welche
das Loch umgeben, nicht verformt oder aufgebrochen werden. Taumelbewegungen
des Instruments während
des Anziehens rufen Risiken der Verformung und des Abbrechens hervor.
Es wurden Versuche gemacht, dieses Problem zu lösen, indem das Implantat mit
einer größeren Gewindesteigung
versehen wurde. Normalerweise heißt das, dass das Gewindeprofil
größer ist
und das Gewinde dünner wird.
Dieses dünnere
Gewinde ist gemäß mehreren Aspekten
von Nachteil. Es gibt weniger Gewindegänge und somit eine erhöhte Belastungskonzentration um
jede Gewindespitze und auch bei einem gröberen Gewindeprofil, einen
größeren Unterschied
zwischen dem Außen-
und Innendurchmesser, was bei einem gegebenen Außendurchmesser des Implantats
zu einem mechanisch schwächeren
Implantat führt.
Eine alternative Lösung
dieses Problems wäre
es, die Geschwindigkeit des Anziehinstrumentes zu erhöhen, so
dass das Implantat schneller in seine Position dreht. Dieses Verfahren
hat ebenfalls Nachteile. Die Temperatur des Knochengewebes kann
zu hoch werden. Ein weiterer Faktor, der berücksichtigt werden muss, ist,
dass eine große
Anzahl von Bohr- und Anziehinstrumenten, die auf dem Markt angeboten
werden, mit einer Geschwindigkeit arbeiten, die auf 20–25 U/Min.
begrenzt ist.
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Die
Erfindung dient auch zur Lösung
der zuletzt genannten Probleme.
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LÖSUNG
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Die
Haupteigenschaften einer Anordnung gemäß der Erfindung sind im Anspruch
1 definiert.
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In
einer Ausführungsform
hat das Implantatgewinde von der Spitze des Implantats ausgehend einen
graduell größer werdenden
Durchmessers, um sicherzustellen, dass der Druck zwischen der Knochensubstanz
und dem Implantat während
des größten Teils
des Vorgangs des Einschraubens des Implantats einen im Wesentlichen
konstanten oder nur leicht steigenden Wert hat. Das Implantatgewinde kann
auch einen Teil aufweisen, dessen Gewinde eine leicht konisch Verengung
in Richtung auf das freie Ende oder die Spitze des Implantats hat,
und sich entlang wenigstens des größeren Teils der Länge des
Implantats erstreckt. Bei einer Ausführungsform kann der Vorderteil
oder die Spitze des Implantats mit einem konischen Gewinde gestaltet
sein, das eine stärkere
Konizität
als diejenige des übrigen
Gewindes oder der übrigen
Gewindeteile des Implantats hat. Die Konizität, die über den Durchmesser des leicht
konischen Gewindes gemessen ist, kann im Bereich von 0,1 bis 0,4
mm gewählt
werden oder kann einen Neigungswinkel von ungefähr 0,5–2° aufweisen. Die Gewindekonizität des Gewindes
des vorderen Teils oder der Spitze kann in der Größenordnung
von 0,4–0,8
mm sein oder kann mit einem Neigungswinkel von ungefähr 10–15° gestaltet
sein. Die Spitze kann eine Höhe
haben, die 10–30
% der Höhe des
leicht konischen Teils des Implantats beträgt. Das Implantat wird in einem
runden zylindrischen Loch im Knochen verwendet.
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In
Verbindung mit den vorstehenden Merkmalen soll eine Nichtkreisförmigkeit
oder Exzentrizität
dazu dienen, die Rotationsstabilität des Implantats in dem zurückliegend
einge setzten (anfangs)-Zustand oder in dem inkorporierten Zustand des
Implantats zu erhöhen.
Die Nichtkreisförmigkeit oder
Exzentrizität
kann auch vorgesehen sein, um dem Aufbrechen des Gewindes an dem
inneren Teil des Loches entgegen zu wirken. Das Implantat ist mit einem
Mindestdurchmesser oder einer Querschnittsweite angeordnet, die
beispielsweise dem Durchmesser des Loches in dem Knochen/Kieferknochen entspricht
oder etwas größer, beispielsweise
um 1–5 %
größer als
dieser ist. Es versteht sich, dass unter dem Mindestdurchmesser
des Implantats der Kerndurchmesser des Gewindes am Mindestdurchmesser
des leicht konischen Teils zu verstehen ist. Die Spitze oder das
freie Ende des Implantats hat ein kreisförmiges oder konzentrisches
Gewinde, das vom freien Ende her gesehen graduell in ein nichtkreisförmiges oder
exzentrisches Gewinde auf dem verbleibenden Teil oder den Teilen
des Implantats übergeht.
Nichtkreisförmigkeit
ist vorgesehen, um sicherzustellen, dass keine scharfen Ecken, sondern nur
abgeschrägte
Ecken vorhanden sind. Die Nichtkreisförmigkeit kann auch so vorgesehen
sein, dass die Flächen
des maximalen Durchmessers in der Umfangsrichtung von einer Gewindewindung
bis zur nächsten
Gewindewindung verschoben sind. Die Nichtkreisförmigkeit kann an dem das Gewinde
tragenden Körper
und/oder am Außenteil
jedes Gewindegangs vorgesehen sein.
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Ausführungsformen,
welche die vorstehenden Merkmale umfassen, wirken der Verformung oder
dem Abbrechen der freien Knochenbälkchen, welche das Loch im
Knochen umgeben, entgegen. Weitere Merkmale der Ausführungsformen
können sein,
dass die Anzahl der Gewindespiralen als eine Funktion der gewünschten
Zeit für
das Einschrauben des Implantats in das Loch gewählt werden kann und somit kann
beispielsweise die Anzahl der Gewindespiralen zwei, drei oder vier
sein. Weitere Merkmale der Ausführungsformen
sind, dass die Anzahl der Gewindespiralen an die Anzahl der Schneidkanten am
Implantat angepasst ist, so dass symmetrische Schneidkräfte erzielt
werden.
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VORTEILE
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Durch
das was vorstehend vorgeschlagen worden ist, werden Implantate erhalten,
die sehr gute Eigenschaften haben. Das Implantat kann mit im Wesentlichen
verbesserten Starteigenschaften versehen werden, was bedeutet, dass
das Implantat leicht "Gewinde
nimmt", selbst wenn
das im Knochen ursprünglich
hergestellte Loch mit Bezug auf den Durchmesser des Implantats relativ
klein ist. Weil der Druck zwischen dem Implantat und dem Gewinde
im Knochen nicht abfällt,
erlaubt dies eine graduelle Erhöhung
der Vorrückkraft,
die jeglicher Tendenz gegen Brechen der manchmal brüchigen Gewindegänge im Knochen
entgegenwirkt. Die Anfangsstabilität des Implantats in dem Loch
kann verbessert werden, da die Elastizität des Knochens bedeutet, dass
das Knochengewebe vollständig
oder teilweise in die flacheren Teile der Befestigung zurückfedern
kann. Nach dem Einheilen, wenn neuer und in den meisten Fällen festerer
Knochen in direktem Kontakt mit dem Implantat gewachsen ist, sitzt
Letzteres mit größerer Rotationsstabilität, da es
beim Lockern des Implantats notwenig ist, große Bereiche des Knochens in Relation
zur Gesamtoberfläche
des Implantats gesehen, wegzubrechen. Dies ist insbesondere im Fall von
weichem Knochen von Bedeutung. Das Implantatgewinde kann mit Querschnitten
gestaltet sein, die als Polygone geformt sind, vorzugsweise mit
abgerundeten Ecken, oder mit einer 3-seitigen, 5-seitigen oder 7-seitigen
Geometrie gestaltet sein. Diese Art von nichtkreisförmiger Geometrie
hat die Eigenschaft, dass sie einen anscheinend beträchtlich
konstanten Durchmesser hat, gemessen durch eine Schieblehre oder
eine Mikrometerschraube. Um die Starteigenschaften des Implantats
zu verbessern, so dass das Implantat am Beginn des Einschraubens leicht
Gewinde schneidet, kann das Implantat mit Gewindeschneiden versehen
sein. Diese können
so angeordnet sein, dass sie am größten Durchmesser des Implantats
schneiden, was zweckdienlich sein kann, wenn das Implantat konisch
ist und die Konizität
eine Klemmwirkung gewährt.
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Im
Fall von weichem Knochen ist es insbesondere wichtig, eine Nichtkreisförmigkeit
mit Konizität
zu kombinieren. Diese Konizität
kann so sein, dass der Basisdurchmesser graduell größer wird, oder
alternativ die Nichtkreisförmigkeit
in Verbindung mit einem konstanten oder nur leichten Vergrößern des "Innendurchmessers" erhöht wird.
Die Kombination aus Nichtkreisförmigkeit
und Konizität
bedeutet, dass wegen des Druckes zwischen dem Knochengewebe und
dem Implantat der Knochen in die flacheren Teile des Implantats
federt. Nichtkreisförmige,
zylindrische Implantate haben im Gegensatz hierzu einen verringerten
Druck und verringern die Anfangsstabilität in weichem Knochen, weil
der Druck und die Elastizität
geringer werden.
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Mit
Hilfe des Mehrfachgewindeeingangs kann die Ganghöhe erhöht werden und auf diese An und
Weise kann die Zeit für
das Festziehen des Implantats verkürzt werden. Somit ist es mittels
der Erfindung möglich,
eine gute Anfangsstabilität
und ein gutes Greifen beim Befestigen zu erzielen. Es ist auch möglich, eine
schnellere Befestigung und ein geringeres Risiko des Schwankens
zu erzielen. Zusätzlich ist
es möglich
eine bessere Sekundärstabilität zu erzielen.
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BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Eine
derzeit vorgeschlagene Ausführungsform
einer Anordnung mit den charakteristischen Merkmalen der Erfindung
wird im Folgenden anhand der anhängenden
Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigt:
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1 im
Vertikalschnitt Teile eines Knochens (Kieferknochens) mit einem
darin ausgebildeten kreisrunden Loch und einem Implantat, das mit konischen
Gewindegängen
mit geringer Neigung in das kreisrunde Loch eingeschraubt werden
kann,
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2 im
Vertikalschnitt ein Implantat, das in einem kreisrunden Loch in
einem Knochen/Kieferknochen verwendet wird, in der Teilansicht;
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3 im
Vertikalschnitt das Implantat gemäß 2 in einer
Gestaltungsausführungsform,
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4 einen
Querschnitt A-A durch die Implantatspitze gemäß 3;
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5 eine
Vertikalansicht von Teilen der Gewindeinteraktion zwischen Implantat
und Knochen/Kieferknochen;
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6 bis 9 Querschnitte
und eine Endansicht eines Implantats mit nichtkreisförmigem Querschnitt;
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10 bis 12 Implantatgewinde
mit unterschiedlichen Mehrfacheinführungen, die unterschiedliche
Gewindesteighöhen
ergeben;
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13 in
perspektivischer Ansicht die im Umfang verschobene Nichtkreisförmigkeit
zwischen unterschiedlichen Gewindewindungen,
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14 in
perspektivischer Ansicht von oben eine vollständige Konstruktion gemäß 13;
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15 in
perspektivischer Ansicht von oben gesehen eine Ausführungsform
mit Nichtkreisförmigkeit
und ohne Umfangsverschiebung derselben;
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16 in
der Seitenansicht und teilweise im Schnitt eine Implantatschraube
mit Bezug zu dem Loch in dem Kieferknochen,
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17 im
Vertikalschnitt ein konkretes Beispiel der Gewindeanordnung; und
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18 eine
grafische Darstellung des Einsetzmomentes als Funktion der Einsetztiefe
für zwei Arten
von Implantaten.
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DETAILLIERTE
AUSFÜHRUNGSFORM
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In
der 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 den Kieferknochen.
In dem Kieferknochen ist ein kreisrundes Loch 2 ausgebildet
worden. Das Loch kann auf eine an sich bekannte Art und Weise unter Verwendung
einer an sich bekannten Ausrüstung hergestellt
sein. Ein Implantat mit Gewinden mit unterschiedlichen Konizitäten kann
in dem Loch verwendet werden. Teile dieses Implantats sind durch die
Teile des freien Endes 3 des Implantats repräsentiert.
Das freie Ende hat einen spitzen Teil 3a, der in einen
Teil 3b übergeht.
Letztge nannter Teil hat ein Gewinde 3d mit einer leichten
Konizität.
Unter leichter Konizität
sind hier Konizitäten
zu verstehen, bei denen der Neigungswinkel α in der Größenordnung von 1° in Relation
zur Vertikalachse 2a des Loches 2 oder einer Achse
parallel zu dieser Achse, beträgt. Die
Spitze 3a ist mit einem Gewinde 3e versehen, das
mit einer Konizität
angeordnet ist, die einen Winkel β in
der Größenordnung
von 10° verleiht.
Die Eingangsfläche
oder der Eingangsteil der Spitze 3a hat einen Durchmesser
D', der im Wesentlichen
dem Durchmesser d des Loches entspricht oder etwas größer als
der Durchmesser d ist. Der Lochdurchmesser d kann auch als eine
Funktion der Weichheit des Knochens (Qualität) gewählt sein. Die oberen und unteren
Teile des Loches sind mit 2c und 2d bezeichnet.
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2 zeigt
eine strukturelle Konstruktion des Implantats 3 mit dem
zugehörigen
Gewinde 3d'. Hierbei
ist das Implantat vollständig
in das Loch 2' in den
Kieferknochen eingeschraubt worden und hat beim Einschrauben ein
Gewinde 1a in der Wand der Loches im Kieferknochen oder
in der Seitenwand 2b des Loches 2' erzeugt. An seinem oberen Teil
hat das Implantat Befestigungselemente/Abstandselemente 4 für einen
speziellen Zahnersatz, spezielle Zahnprothesen, etc. (nicht dargestellt).
Das Element 4 kann mit einem Flansch 4a versehen
sein, mit welchem es möglich
ist, den Endgrad des Einschraubens des Implantats zu definieren,
so dass das optimale Gewinde dem Kieferknochen ausgesetzt ist. Wie
aus der 2 zu ersehen ist, ist das Implantat
in diesem Fall mit Schneidkanten 5 von an sich bekannter
Art und Weise an dieser Spitzer 3a' versehen. Das Spitzenteil 3a' hat eine Höhe h, die
20–30
% der Gesamthöhe
H des leicht konischen Gewindeteils 3b des Implantats ausmacht.
Durch die Konizität
wird eine verbesserte Anfangsstabilität durch die Kompression 1a, 1b des
Knochens erzielt.
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3 zeigt
das Implantat gemäß der 2 im
Vertikalschnitt. In dieser Figur ist eine mit Gewinde versehene
Aussparung 6 gezeigt, deren Innengewinde mit 6a bezeichnet
ist. Die Abstandsstückanordnung 4 gemäß der 2 kann
in dieses Innengewinde auf an sich bekannte Art und Weise eingeschraubt sein.
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4 zeigt,
dass am freien Ende das Implantat gemäß der 2 und 3 mit
an sich bekannten Schneidkanten gestaltet ist, die in der 4 mit 5a, 5b, 5c und 5d bezeichnet
sind.
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Die 5 zeigt
(wie 2, vgl. 1a, 1b), dass die gewählte Konizität für das Gewinde 3d' (vgl. 1)
die Substanz 1'' des Kieferknochens
in radialen Richtungen R nach außen drückt. Die Konizität des Gewindes 3d' und des Gewindedurchmessers GD
des geneigten Gewindes sind in diesem Fall so gewählt, dass
der Kontaktdruck P, P' im
Wesentlichen in der gleichen Größenordnung
ist oder nur leicht ansteigt, wenn das Implantat 3' in einer Richtung 7 in
den Kieferknochen 1'' eingeschraubt
wird (in welchem das Loch ausgebildet ist).
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Gemäß der Erfindung
kann das Gewinde 3d/3d' gemäß dem Vorstehenden mit einem
nichtkreisförmigen/exzentrischen
Gewindequerschnitt und/oder mit einem nichtkreisförmigen Querschnitt des
Gewindegrundkörpers
versehen sein. Die 6, 7 und 8 zeigen
unterschiedliche Arten von Nichtkreisförmigkeit und Drehposition der
verschiedenen Gewindequerschnitte. Die einzelnen Gewindequerschnitte
können
auch unterschiedliche Nichtkreisförmigkeit haben. Gemäß der 9 kann
das Gewinde an der Spitze oder dem freien Ende des Implantats einen
kreisförmigen
oder konzentrischen Gewindequerschnitt haben, wobei dieser an der
Spitze in einen nichtkreisförmigen
Gewindequerschnitt gemäß den 6–8 übergeht.
Auf diese Weise ist es möglich,
während
des Anziehens eine beträchtliche
Freiheit gegenüber
dem Wackeln zu erzielen. In der 6 ist ein
Gewinde mit 8 bezeichnet. Das Gewinde hat eine Anzahl von
Vertiefungen 8a, 8b, 8c und 8d.
Die Teile, welche die Gewindegänge
im Kieferknochen mit den größten radialen
Abmessungen bewirken, sind mit 8e, 8f, 8g, 8h und 8i bezeichnet. Die
Eigenschaft dieser vorstehenden Teile besteht darin, dass sie keine
scharfen Ecken haben, d.h. sie haben Teile mit einem bogenförmigen Querschnitt. Dies
ist auch im Fall eines nichtkreisförmigen Gewindegrundkörpers anwendbar.
Die Anzahl der Vorsprünge
und der Vertiefungen kann beispielsweise gemäß der 7 und 8 von
der in der 6 angegebenen variieren. Die 9 zeigt
den Fall, bei dem das Implantat an der Spitze ein kreisförmiges oder
konzentrisches Gewinde 9 hat.
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Die 11 und 12 dienen
dazu, so genannte Mehrfachgewindeeingänge oder Mehrfachgewindespiralen
zu zeigen, die in Abhängigkeit
von der Anzahl der Eingänge
und der Spiralen unterschiedliche Steighöhen bilden, verglichen mit
der 10, die eine Konstruktion mit einem einzigen Gewindeeingang
und einer einzigen Gewindespirale zeigt. 11 zeigt
eine Ausführungsform
mit zwei Gewindeeingängen
oder Gewindespiralen, die eine Steighöhe bereitstellen, die mit Ph' bezeichnet ist, verglichen
mit der Steighöhe
Ph in der 10. Da das Prinzip der Doppelgewindespiralen
bereits allgemein bekannt ist, wird es hier nicht im Einzelnen beschrieben.
Das Prinzip ist bereits aus vollständig unterschiedlichen Bereichen
und zur Lösung
vollständig
unterschiedlicher Probleme bekannt. In diesem Zusammenhang wird
auf Schneckenräder
Bezug genommen, die Schneckenschrauben mit mehreren Gewindeeingängen oder
Gewindespiralen verwenden. Das Prinzip ist auch bei einem so genannten
offenen Spiralimplantat bekannt, siehe hierzu EP-A-263809. Solche
offenen Gewindespiralen sind jedoch für das Pressen auf den Knochen
nicht geeignet, und könnten
die feinen Knochenbälkchen,
welche das Loch umgeben, verformen oder abbrechen. 12 zeigt
eine Ausführungsform
mit drei Gewindeeingängen
oder Gewindespiralen, die eine Ganghöhe Ph'' bilden.
Die Anzahl der Gewindeeingänge/Gewindespiralen
kann mit einer Anzahl von Schneidkanten (beispielsweise 4, 5a, 5b, 5c, 5d)
kombiniert werden, so dass symmetrische oder ausgeglichene Kräfte erzielt
werden, d.h. die Kräfte gleichen
einander aus. Vergleiche auch mit dem Vorstehenden.
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Wie
vorstehend angegeben, kann die Einsetzzeit für den Fall verkürzt werden,
dass Implantate mit Mehrfachgewindeeingängen gestaltet sind. Selbstverständlich verringert
eine Verkürzung
der Befestigungszeit auch die teure Operationszeit, insbesondere
dann, wenn lange und zahlreiche Implantate zu befestigen sind. Wenn
beispielsweise sechs Implantate befestigt werden, die 18 mm Länge haben,
was bei einer so genannten Ganzkieferoperation nicht unüblich ist,
werden 5 Minuten Operationszeit eingespart, wenn zwei Gewindeeingänge anstatt von
einem verwendet werden. Darüber
hinaus ist die Einsparung an Zeit das Dreifache, wenn das Loch vorab
mit Gewinde versehen werden muss.
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13 zeigt
eine Ausführungsform
des Implantats, bei dem die Nichtkreisförmigkeit der verschiedenen
Gewindequerschnitte entlang der Längsrichtung L des Implantats
verschoben ist. Jedes Gewinde 10 ist mit Bezug auf das
benachbarte Gewinde 11 in Rotationsrichtung verschoben.
Die vorstehend genannten abgeschrägten Ecken sind in diesem Fall mit 12 bezeichnet.
Die Wackelfreiheit heim Einsetzen des Implantats in das Loch im
Knochen mit einem Instrument kann auf diese Art und Weise weiter
erhöht werden,
d.h. es wird eine verbesserte Rotationsstabilität erhalten. Die Befestigung
ist schneller und einfacher. Zusätzlich
ist es möglich,
kleine anfangs schneidende Gewindeschneiden zu verwenden, um einen
maximale Gewindefläche
beim Einwachsvorgang zu ermöglichen.
Einige der vorstehenden Ausführungsformen
können
als Weichknochenbefestigungen verwendet werden. Die Erfindung kann
auch in Fällen
verwendet werden, bei denen die Befestigung mit Hilfe von Gewindespitzen
zu erfolgen hat (d.h. in zwei Stufen).
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14 zeigt
ein vollständiges
Implantat mit verschobener Nichtkreisförmigkeit gemäß der 13 und
einem mit Gewinde versehenen Spitzenteil 13. 15 zeigt
eine veranschaulichende Ausführungsform,
bei der die Nichtkreisförmigkeit
zwischen verschiedenen Gewindewindungen nicht verschoben ist.
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16 zeigt
die Beziehung für
die gewählte leichte
Konizität
und dem Lochdurchmesser Hd für ein
Loch 15, das in den Kieferknochen 14 gebohrt ist. Bei
einem Lochdurchmesser Hd = 3 mm sind die gewählten Werte a und b für die Konizität des Körpers 16 ungefähr 0,55
mm bzw. 0,45 mm. Die konstanten oder im Wesentlichen konstanten
gegenseitigen Drucke (beispielsweise P und P') können
auf diese Art und Weise erzielt werden.
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Die
Konizität
kann entweder mittels des Durchmessers des gesamten Gewindeprofils,
das von der Spitze ausgehend graduell vergrößert wird, oder mittels gradueller
Vergrößerung des
Grunddurchmessers des Gewindes oder dessen Außendurchmessers erzielt werden.
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17 zeigt
eine konkrete Verschraubung 17, 18 im Kieferknochen 19 mit
Hilfe der Befestigung 20.
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18 zeigt
das Einsetzmoment als eine Funktion der Einsetztiefe, einerseits
für leicht
konische Implantate und andererseits für zylindrische Implantate.
Da der Druck während
des Einsetzvorgangs nicht sinkt und auf eine größer werdende Fläche des
Implantats wirkt, heißt
dies, dass das leicht konische Implantat ein zunehmend größeres Einsetzmoment
erfordert, wie dies aus der Figur zu ersehen ist. Das größere Einsetzmoment
ist ein Maß für die erhöhte Stabilität des Implantats.
Zylindrische Implantate haben Einsetzkurven mit einem konstanten oder
sogar sinkenden Moment, insbesondere für den Fall einer geringen Knochenqualität, wie dies
ebenfalls aus 18 zu ersehen ist.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend als Beispiel gezeigte Ausführungsform
begrenzt, sondern kann innerhalb des Umfangs der anhängenden Patentansprüche und
des erfindungsgemäßen Konzeptes
modifiziert werden.