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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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Die
US 5,427,527 offenbart ein mit einem Gewinde versehenes Implantat zur Verankerung in der Knochensubstanz im menschlichen Körper. Das Außengewinde an dem Implantat kann mit der Seitenwand eines Loches in der Knochensubstanz zusammenwirken. Das Implantatgewinde hat eine Verjüngung von zwischen annähernd 1° und 3° oder von 2°. Das Gewinde und die Konizität erstrecken sich entlang des größten Teils der Länge des Implantats.
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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 Knochens. 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 rauhen 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 Abbrechen 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 weist auch einen Teil auf, 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. Der Vorderteil oder die Spitze des Implantats ist mit einem konischen Gewinde gestaltet, 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 eingesetzten (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 abfallt, 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 Locker 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 Art 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. Letztgenannter 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 Gewindeteils 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 beim 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.
