FR2602969A1 - BIOLOGICALLY ACTIVE PERMANENT IMPLANTS FOR STOMATOLOGY APPLICATIONS - Google Patents
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Abstract
IMPLANTS PERMANENTS BIOLOGIQUEMENT ACTIFS CONSTITUES PAR UNE MATIERE CERAMIQUE VITREUSE BIOLOGIQUEMENT ACTIVE POUVANT ETRE TRAVAILLEE MECANIQUEMENT ET AYANT LA COMPOSITION PONDERALE SUIVANTE, EN : SIO 29,5 A 32,5, ALO 14,5 A 17,5, MGO 14,5 A 16,5, NAO 2,0 A 3,0, KO 5,5 A 6,5, F 5,0 A 6,0, CAO 13,0 A 15,0, PO 10,0 A 12,0, ET PAR LES PHASES CRISTALLINES SEPAREES CONSTITUEES PAR 50 A 80 EN VOLUME DE MICA ET PAR 15 A 20 EN VOLUME D'APATITE POUR APPLICATIONS EN STOMATOLOGIE.BIOLOGICALLY ACTIVE PERMANENT IMPLANTS CONSISTING OF A BIOLOGICALLY ACTIVE CERAMIC MATERIAL THAT CAN BE WORKED MECHANICALLY AND HAVING THE FOLLOWING WEIGHT COMPOSITION, IN: SIO 29.5 TO 32.5, ALO 14.5 TO 17.5, MGO 14.5 TO 16, 5, NAO 2.0 A 3.0, KO 5.5 A 6.5, F 5.0 A 6.0, CAO 13.0 A 15.0, PO 10.0 A 12.0, AND BY SEPARATE CRYSTALLINE PHASES CONSISTING OF 50 TO 80 BY VOLUME OF MICA AND BY 15 TO 20 BY VOLUME OF APATITE FOR APPLICATIONS IN STOMATOLOGY.
Description
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La présente invention est relative à des implants permanents biologiquement actifs, constitués par des matières céramiques vitreuses spéciales, qui peuvent être utilisés en médecine humaine, notamment pour le remplace5 ment de tissus durs. Les implants permanents peuvent être utilisés, par exemple, en orthopédie, en stomatologie, The present invention relates to biologically active permanent implants, consisting of special vitreous ceramic materials, which can be used in human medicine, especially for the replacement of hard tissue. Permanent implants can be used, for example, in orthopedics, stomatology,
en chirurgie faciale et maxillaire, en oto-rhino-laryngologie et en ophtalmologie. in facial and maxillary surgery, otolaryngology and ophthalmology.
Les solutions techniques connues dans le domaine de 10 la mise au point d'implants permanents pour l'utilisation en médecine humaine doivent être examinés notamment de deux points de vue, en tenant compte, d'une part, des insuffisances de l'état de la technique, dues à la nature du matériau, et, d'autre part, des insuffisances des implants permanents connus, dues à leur structure et à leur forme extérieure. Comme matériaux pouvant 9tre utilisés comme implants pour le remplacement de tissus durs en médecine humaine, on connaît, depuis quelque temps, en plus des métaux, les matières céramiques frittées, les 20 verres et les matières céramiques vitreuses. Alors que les métaux présentent l'inconvénient de ne pas être biologiquement actifs, on a pu mettre au point des matières céramiques, par exemple à base d'hydroxyl apatite, des "bio-verres" et des matières céramiques à "bio-verres", 25 qui sont biologiquement actifs, c'est-àdire qui réalisent une liaison directe sans tissu conjonctif avec l'os vivant. Des matières céramiques vitreuses de ce type sont décrites par exemple par DE-OS 281 863 O, DE-OS 232 610 0 et DE-OS 343 534 8. Cependant, ces verres, matières céra30 miques et matières céramiques vitreuses biologiquement actifs présentent, malgré leurs propriétés d'activité biologique, des inconvénients quelquefois importants en The technical solutions known in the field of the development of permanent implants for use in human medicine must be examined in particular from two points of view, taking into account, on the one hand, the deficiencies of the state of the art. the technique, due to the nature of the material, and, secondly, the shortcomings of known permanent implants, due to their structure and their external shape. As materials which can be used as implants for the replacement of hard tissues in human medicine, sintered ceramic materials, glasses and vitreous ceramic materials have been known for some time in addition to metals. While metals have the disadvantage of not being biologically active, it has been possible to develop ceramic materials, for example based on hydroxyl apatite, "bio-glasses" and ceramic materials with "bio-glasses" Which are biologically active, that is, which provide a direct connection without connective tissue to the living bone. Glassy ceramic materials of this type are described, for example, in DE-OS 281 863 O, DE-OS 232 610 0 and DE-OS 343 534 8. However, these glasses, ceramic materials and biologically active vitreous ceramic materials have, despite their biological activity properties, sometimes significant disadvantages in
ce qui concerne leur utilisation comme implants permanents. regarding their use as permanent implants.
C'est ce que mettent en évidence les exemples suivants 35 de cas d'utilisation concrets. Ces exemples mettent en même temps en évidence la relation réciproque existant This is evidenced by the following examples of actual use cases. These examples at the same time highlight the existing reciprocal relationship
entre le type de matériau et la forme des implants, qui peuvent être des implants biologiquement actifs, comme, par exemple, des verres et des matières céramiques vi5 treuses, ou des implants biologiquement compatibles, comme, par exemple, les métaux. between the type of material and the shape of the implants, which may be biologically active implants, such as, for example, glass and ceramic materials, or biologically compatible implants, such as, for example, metals.
Pour le remplacement des tissus durs en médecine humaine, le remplacement des dents ou des racines de dents a une importance particulière. Cependant, tous les im10 plants réalisés jusqu'à maintenant présentent l'inconvénient que leur forme ne correspond pas exactement à celle de la dent ou de la racine de dent extraite, mais qu'étant préfabriqués ils ont une forme déterminée (DE-OS 311 286 8, For the replacement of hard tissue in human medicine, the replacement of teeth or tooth roots is of particular importance. However, all the plants made up to now have the disadvantage that their shape does not exactly correspond to that of the extracted tooth or tooth root, but that being prefabricated they have a definite shape (DE-OS 311). 286 8,
DE-OS 273 339 4, DE-OS 275 575 1, DE-OS 271 750 6, DE-OS 273 339 4, DE-OS 275 575 1, DE-OS 271 750 6,
DE-OS 265 959 1) et que la réalisation du lit de l'implant dans l'os du patient exige des opérations de fraisage compliquées. Toute adaptation de ltimplant aux conditions physiologiques ou anatomiques est exclue et crest la raison pour laquelle l'utilisation des implants connus jusqu'à présent pour le remplacement de prémolaires et de molaires dans la mâchoire supérieure n'est pas possible et pose des problèmes pour la mâchoire inférieure. Le recouvrement au moyen de métaux, qui sont biologiquement compatibles 25 et ne provoquent qu'une ostéogénèse de contact, avec un matériau biologiquement actif, a permis d'obtenir l'ostéogénèse de liaison voulue (activité biologique) pour les implants dentaires. On a utilisé des matières céramiques vitreuses et des verres de compositions diverses (DE-OS 30 265 959 1, DE-OS 271 750 6, DE-OS 273 339 4, DE-OS 311 286 8, notamment). L'inconvénient de ces solutions consiste en ce que les implants en question exigent un dispositif mécanique partiellement compliqué pour l'insertion de la prothèse remplaçant la couronne dentaire, notamment pour la diminution de la pression de mastication DE-OS 265 959 1) and that the realization of the bed of the implant in the patient's bone requires complicated milling operations. Any adaptation of the implant to physiological or anatomical conditions is excluded and it is the reason why the use of implants known until now for the replacement of premolars and molars in the upper jaw is not possible and poses problems for the lower jaw. Metal coating, which is biologically compatible and causes only contact osteogenesis, with a biologically active material, has made it possible to obtain the desired binding osteogenesis (biological activity) for dental implants. Vitreous ceramic materials and glasses of various compositions have been used (DE-OS 30 265 959 1, DE-OS 271 750 6, DE-OS 273 339 4, DE-OS 311 286 8, in particular). The disadvantage of these solutions is that the implants in question require a partially complicated mechanical device for the insertion of the prosthesis replacing the dental crown, in particular for the reduction of the chewing pressure.
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dans l'os. Un autre inconvénient des implants biologiquement actifs connus utilisés pour le remplacement de couronnes dentaires réside dans l'absence de contrôle de la solubilité superficielle et dans l'entaille dans les tissus conjonctifs qui en résulte, ce qui affaiblit la tendance à l'ostéogénèse de liaison, par vieillissement du matériau et modification des surfaces. Les matières céramiques à "bio-verres" connues sont à action interne et ne peuvent pas être suffisamment corrigées ni, par conséquent, adaptées aux conditions anatomiques, ce qui présente des inconvénients pour la stabilisation de la racine de la dent. Les préparations à base d'hydroxyde de calcium comportant un ciment auto- durcissant qui in the bone. Another disadvantage of the known biologically active implants used for the replacement of dental crowns is the lack of control of the surface solubility and resulting nick in the connective tissues, which weakens the tendency for binding osteogenesis. , by aging of the material and modification of the surfaces. The known bio-glass ceramic materials are internally acting and can not be sufficiently corrected or, therefore, adapted to anatomical conditions, which has drawbacks for the stabilization of the root of the tooth. Calcium hydroxide preparations comprising a self-hardening cement which
sont utilisées pour recouvrir la cavité du pulpaire dans 15 les dents présentent l'inconvénient de risquer de provoquer des altérations toxiques et des irritations mécaniques du tissu sensible de la pulpe dentaire. are used to cover the cavity of the pulp in the teeth have the disadvantage of risking to cause toxic alterations and mechanical irritation of the sensitive tissue of the dental pulp.
Pour corriger les attitudes défectueuses ou les malformations du système porteur et locomoteur du corps humain, on utilise abondamment, à côté des transplants prélevés sur le corps, ce qui implique les risques d'une double opération et d'un affaiblissement biologique de la zone de prélèvement du transplant, des implants métalliques. Ces implants métalliques, comme les réseaux mé25 talliques (DE-PS 3 106 917) ou les vis et plaques, présentent l'inconvénient qu'en raison des phénomènes d'électrolyse qui se produisent et du fait qu'en général les matériaux utilisés ne se comportent pas d'une manière biologiquement inerte, ils ne peuvent rester que peu de temps dans l'organisme, c'est-à-dire qu'ils ne constituent pas des implants permanents. Une liaison directe entre l'os et l'implant dans le cas des matériaux métalliques n'est d'ailleurs pas possible en raison de la porosité et de la différence de structure des surfaces, comme l'indi35 quent les DE-OS 2 127 843, et DE-OS 2 755 762. Dans le cas le meilleur, l'endentement mécanique intense se ramène à une ostéogénèse de contact. Le recouvrement d'implants métalliques par des verres et des matières céramiques biologiquement actives, comme dans le cas des To correct defective attitudes or malformations of the carrier and locomotor system of the human body, we use extensively, next to the transplants taken from the body, which implies the risks of a double operation and a weakening of the biological zone. transplant harvesting, metal implants. These metal implants, such as metal networks (DE-PS 3 106 917) or screws and plates, have the disadvantage that due to the phenomena of electrolysis that occur and the fact that in general the materials used do not do not behave in a biologically inert manner, they can only stay in the body for a short time, that is, they do not constitute permanent implants. A direct connection between the bone and the implant in the case of metallic materials is not possible because of the porosity and the difference in surface structure, as indicated by DE-OS 2 127 843, and DE-OS 2,755,762. In the best case, the intense mechanical endurance is reduced to contact osteogenesis. The coating of metal implants with glasses and biologically active ceramic materials, as in the case of
DE 2 659 591, DE-OS 2 717 506, DE-OS 2 755 751, DE-OS DE 2,659,591, DE-OS 2,717,506, DE-OS 2,755,751, DE-OS
2 733 394, DE-OS 3 112 868, a permis évidemment d'obtenir des propriétés d'activité biologique, mais l'absence de contrôle des solubilités superficielles entraîne des inconvénients. Un autre inconvénient de ces implants consiste en ce qu'ils ne peuvent pas être travaillés mécaniquement par des outils traditionnels, de sorte qu'une correction de la forme dans les conditions d'opération n'est pas possible. Cet inconvénient existe également 2,733,394, DE-OS 3,112,868, has obviously enabled biological activity properties to be obtained, but the lack of control of surface solubilities leads to disadvantages. Another disadvantage of these implants is that they can not be worked mechanically by traditional tools, so that a correction of the shape in the operating conditions is not possible. This disadvantage also exists
dans le cas des revêtements de phosphate de calcium sur 15 des corps en titane (DE-OS 292 800 7). in the case of calcium phosphate coatings on titanium bodies (DE-OS 292 800 7).
D'autres solutions techniques connues comportant l'utilisation d'implants, notamment pour des applications orthopédiques, présentent l'inconvénient supplémentaire que, pour l'ancrage des implants biologiquement actifs, 20 par exemple des métaux ou le corindon fritté, il faut, Other known technical solutions involving the use of implants, in particular for orthopedic applications, have the additional disadvantage that, for the anchoring of biologically active implants, for example metals or sintered corundum, it is necessary to
en plus, un ciment d'os.in addition, a bone cement.
Des inconvénients analogues à ceux des métaux sont également présentés par des matériaux organiques polymères qui sont utilisés comme implants pour le remplace25 ment de tissus durs. Même si les deux groupes de matériaux présentent de notables différences, par exemple en ce qui concerne les propriétés physiques et si les polymères (matériaux plastiques), en raison des facilités d'usinage qu'ils offrent, permettent la fabrication de 30 pièces relativement compliquées qui peuvent remplir des fonctions de fixation et de maintien, ces matériaux ne Metal-like disadvantages are also presented by polymeric organic materials which are used as implants for hard tissue replacements. Even if the two groups of materials have significant differences, for example as regards the physical properties and if the polymers (plastic materials), because of the machining facilities they offer, allow the manufacture of 30 relatively complicated pieces which can perform fixing and holding functions, these materials do not
sont pas biologiquement actifs.are not biologically active.
La mise au point de matières céramiques vitreuses biologiquement actives qui peuvent être usinées au moyen 35 de machines et, compte tenu des résultats obtenus dans le The development of biologically active vitreous ceramic materials which can be machined by machines and, taking into account the results obtained in
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domaine vétérinaire, peuvent être utilisées en médecine, veterinary field, can be used in medicine,
est décrite dans DD-WP 219 017 et DD-WP 238 619. is described in DD-WP 219,017 and DD-WP 238,619.
Le but de l'invention est la réalisation d'implants permanents biologiquement actifs à partir d'un matériau 5 d'utilisation universelle qui, par comparaison avec les implants connus jusqu'à présent pour le remplacement de tissus durs en médecine humaine, se distingue par une combinaison de propriétés éminentes et, en permettant de The object of the invention is the production of biologically active permanent implants from a material of universal use which, in comparison with the implants hitherto known for the replacement of hard tissues in human medicine, stands out by a combination of eminent properties and, allowing
réaliser de nouvelles formes, ouvre de nouvelles possibi10 lités et de nouveaux domaines d'utilisation. to create new forms, open new possibilities and new areas of use.
Le but de l'invention est donc la mise au point d'implants permanents biologiquement actifs pour le remplacement de tissus durs en médecine humaine, cette mise au point étant celle d'un tout constitué par le type, la 15 composition et la structure du matériau et la forme et l'aspect des produits et un seul matériau de base devant garantir un modelage complet des implants permanents par The object of the invention is therefore the development of biologically active permanent implants for the replacement of hard tissues in human medicine, this development being that of a whole constituted by the type, the composition and the structure of the material and the shape and appearance of the products and a single basic material to ensure complete modeling of permanent implants by
l'utilisation des propriétés avantageuses du matériau. the use of the advantageous properties of the material.
Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que 20 les implants permanents biologiquement actifs sont constitués par une matière céramique vitreuse biologiquement active, pouvant être usinée mécaniquement et ayant la composition suivante, en SiO2 = 29,5 à 32,5 According to the invention, this object is achieved by the fact that the biologically active permanent implants consist of a vitreous biologically active ceramic material which can be machined mechanically and having the following composition, SiO2 = 29.5 to 32.5
A1203 = 14,5 à 17,5A1203 = 14.5 to 17.5
MgO = 14,5 à 16,5 Na20 = 2,0 à 3,0 H2O = 5,5à 6,5 F = 5,0 oà 6,0 CaO = 13, 0 à 15,0 MgO = 14.5 to 16.5 Na2 0 = 2.0 to 3.0 H2O = 5.5 to 6.5 F = 5.0 to 6.0 CaO = 13.0 to 15.0
P205 = 10,0 à 12,0P205 = 10.0 to 12.0
P205 et par les phases cristallines séparées, c'est-à-dire 50 % à 80 % en volume de mica et 15 % à 30 % en volume d'apatite, et que les corps massifs réalisés à partir de cette 35 matière céramique vitreuse pour le remplacement d'os P205 and by the separated crystalline phases, that is to say 50% to 80% by volume of mica and 15% to 30% by volume of apatite, and that the massive bodies made from this vitreous ceramic material for bone replacement
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humains malades, malformés ou endommagés ont la même forme des os humains sains et que, pour la correction des attitudes défectueuses ou des malformations, les corps massifs en question présentent une forme simple s'écartant de la forme naturelle des os humains. On a fait, à ce sujet, la constatation surprenante qu'avec un matériau d'implant pratiquement unique, comme le montrent les limites de composition, très rapprochées, on dispose d'un matériau d'application universelle pour 10 le remplacement de tissus durs. Ce n'est évidemment possible que parce que ne c'est qu'avec cette composition spécifique que la structure du matériau constitué par à 80 % en volume de mica, par 15 à 30 % en volume d'apatite et par la phase vitreuse permet la fabrication 15 des implants permanents suivant l'invention sous leur forme et avec leurs propriétés particulières. La structure, c'est-à-dire les dimensions et la disposition des cristaux les uns par rapport aux autres et par rapport à la phase vitreuse, a dans ce cas une grande importance. Les 20 propriétés avantageuses des implants permanents biologiquement actifs suivant l'invention englobent surtout de multiples possibilités de moulage, comprenant par exemple la coulée centrifuge et la compression, la possibilité d'usinage spécifiquement mécanique, l'activité biologi25 que d'une ampleur surprenante, l'excellente stabilité sur une longue période ainsi que la combinaison des paramètres physico-chimiques et mécaniques. Seule, cette association de toutes ces propriétés ou la réalisation complexe de cette structure dans l'ensemble constitué par 30 la nature du matériau, sa composition et sa structure, les propriétés et la forme spéciales des produits permet une utilisation large et l'élimination des inconvénients Sick, malformed or damaged human beings have the same form of healthy human bones and, for the correction of defective attitudes or malformations, the massive bodies in question have a simple form deviating from the natural form of human bones. Surprisingly enough, it has been found that with a virtually unique implant material, as the composition limits show, very close together, there is a universal application material for the replacement of hard tissue. . This is obviously possible only because it is only with this specific composition that the structure of the material constituted by 80% by volume of mica, by 15 to 30% by volume of apatite and by the glassy phase allows the manufacture of permanent implants according to the invention in their form and with their particular properties. The structure, that is to say the dimensions and the arrangement of the crystals with respect to each other and with respect to the glassy phase, is of great importance in this case. The advantageous properties of the biologically active permanent implants according to the invention include especially multiple molding possibilities, including for example centrifugal casting and compression, the possibility of specifically mechanical machining, the biological activity of a surprising magnitude, excellent stability over a long period as well as the combination of physicochemical and mechanical parameters. Only this combination of all these properties or the complex realization of this structure in the set consisting of the nature of the material, its composition and structure, the special properties and shape of the products allows a wide use and elimination of cons
correspondants à l'état de la technique. corresponding to the state of the art.
Les avantages qui résultent du fait qu'un matériau 35 unique soit susceptible d'être utilisé dans un vaste The advantages that result from the fact that a single material is likely to be used in a vast
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domaine comme implant permanent biologiquement actif sont multiples et variés. C'est d'abord le fait que le formage, pour des produits de départ analogues, peut s'effectuer dans des conditions techniques et technolo5 giques analogues ou identiques. Ensuite, l'usinage et le traitement ultérieur de la matière céramique vitreuse peuvent s'effectuer suivant des critères unifiés et sa manipulation pour l'application directe en médecine, ce qui présente des avantages également pour l'expédition 10 des produits. Un autre avantage des implants permanents suivant l'invention consiste en ce que le matériau peut contenir des produits d'addition, par exemple FeO, Fe203, TiO2,. >n02, NiO, Cr203 jusqu'à 2 % en masse et C1jusqu'à 1 % en masse, pour assurer la coloration, sans que field as a biologically active permanent implant are multiple and varied. It is first of all the fact that the forming, for similar starting materials, can be carried out under similar or identical technical and technological conditions. Subsequently, the machining and subsequent processing of the vitreous ceramic material can be carried out according to unified criteria and its handling for direct application in medicine, which has advantages also for the shipping of the products. Another advantage of the permanent implants according to the invention is that the material may contain addition products, for example FeO, Fe 2 O 3, TiO 2 ,. > n02, NiO, Cr203 up to 2% by mass and C1 up to 1% by mass, to ensure the coloration, without
ses propriétés avantageuses en soient altérées. Les additions de C1provoquent même une amélioration des propriétés de fusion. its advantageous properties are altered. The additions of C1 even give rise to an improvement in the melting properties.
Cette coloration des implants est particulièrement avantageuse en dentisterie, o elle permet, pour des This staining of the implants is particularly advantageous in dentistry, where it allows, for
raisons esthétiques, de reconstituer pratiquement la coloration naturelle des dents. aesthetic reasons, to virtually restore the natural color of the teeth.
La solution avantageuse qui consiste à donner la forme voulue aux implants permanents par une opération unitaire comprenant le formage initial et l'usinage per25 met de reproduire directement les os humains avec leur forme primitive, ce qui présente beaucoup d'avantages pour l'utilisation des implants comme matériau de remplacement de tissus durs dans le corps humain et constitue un progrès considérable par rapport à l'état de la tech30 nique. On a besoin d'implants spéciaux de ce type par exemple en chirurgie maxillo-faciale ou en oto-rhinolaryngologie o, jusqu'à présent, on utilisait en partie des implants formés de parties, de forme souvent inadaptées et mal ancrés mécaniquement. A ce type d'implants perma35 nents suivant l'invention appartiennent, par exemple, les The advantageous solution of giving the permanent implants the desired shape through a unitary operation comprising initial forming and percutting makes it possible to directly reproduce the human bones with their original shape, which has many advantages for the use of the implants. implants as a substitute for hard tissue in the human body and represents a considerable advance in relation to the state of the art. Special implants of this type are needed, for example in maxillofacial surgery or otolaryngology where, up to the present time, implants formed of parts, of shape that are often unsuitable and mechanically anchored, have been used in part. To this type of permanent implant according to the invention belong, for example, the
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implants reproduisant directement le crâne ou certaines de ses parties, l'os molaire ou la base de l'orbite ou les dents. On peut réaliser des ancrages supplémentaires, implants directly reproducing the skull or parts thereof, the molar bone or the base of the orbit or the teeth. Additional anchors can be made,
par exemple des alésages.for example bores.
Parmi les implants permanents suivant l'invention qui reproduisent directement la forme des os humains, les implants dentaires, qui sont, avec les implants de la base de l'orbite etc., les représentants typiques de leur groupe, occupent une place particulière. Ces implants 10 permanents biologiquement actifs suivant l'invention ayant la forme de dents humaines sont fabriqués par reproduction directe, dans chaque cas, d'une dent humaine extraite de son alvéole. Ensuite, après modelage de la dent humaine, par exemple après modelage à la cire, on peut utiliser un procédé de coulée centrifuge pour fabriquer le demi-produit d'implant. L'avantage de ce procédé par rapport à l'état de la technique consiste avant tout en ce qu'il permet d'obtenir un meilleur ancrage mécanique des implants dentaires, car l'implant est solidement engagé dans l'alvéole et la grande activité biologique Among the permanent implants according to the invention which directly reproduce the shape of human bones, the dental implants, which are, with the implants of the base of the orbit etc., the typical representatives of their group, occupy a special place. These biologically active permanent implants of the invention having the shape of human teeth are manufactured by direct reproduction, in each case, of a human tooth extracted from its socket. Then, after shaping the human tooth, for example after wax modeling, a centrifugal casting process can be used to manufacture the implant half-product. The advantage of this method compared to the state of the art is primarily that it allows to obtain a better mechanical anchoring of dental implants, because the implant is firmly engaged in the cell and the high activity biological
assure une liaison directe entre l'implant et l'alvéole. ensures a direct connection between the implant and the cell.
Dans le cas des implants dentaires connus, on ménage, à leur surface, pour empêcher la rotation et pour améliorer l'ancrage des implants, des dispositifs de rétention. 25 Dans le cas des implants dentaires suivant l'invention, In the case of known dental implants, there is provided on their surface, to prevent rotation and to improve the anchoring of the implants, retention devices. In the case of dental implants according to the invention,
ces dispositifs de rétention ne sont pas absolument indispensables. these retention devices are not absolutely essential.
Les implants permanents suivant l'invention qui reproduisent des dents humaines peuvent, suivant l'inven30 tion, être une combinaison de corps massifs individuels en matière céramique vitreuse. Ces corps individuels ont la forme de racines ou de couronnes de dents ou de certaines de leurs parties. Il est en même temps possible que sur une racine de dent en matière céramique vitreuse 35 soit par exemple placée une couronne métallique ou certaines de ses parties. Certaines formes spéciales, comme celles qui présentent, suivant l'invention, des sections semi-circulaires ou elliptiques ou comportent des tenons au niveau de la racine de la dent pour la fixation des implants de couronne, assurent une bonne adaptation des formes et un excellent comportement des implants. Cet excellent comportement des parties soumises aux charges les plus importantes peut être encore amélioré par l'utilisation d'un corps de grande résis10 tance mécanique, par exemple d'une cheville métallique insérée dans l'implant de racine de dent. Pour cela, l'implant de racine de dent présente un alésage comportant un filetage. En dehors de la reproduction directe de racines de dents humaines, les implants de racines de 15 dents suivant l'invention permettent de réaliser une The permanent implants according to the invention which reproduce human teeth may, according to the invention, be a combination of individual solid bodies of vitreous ceramic material. These individual bodies have the shape of roots or crowns of teeth or parts of them. It is at the same time possible that on a vitreous ceramic tooth root 35 is for example placed a metal crown or some of its parts. Certain special shapes, such as those having, according to the invention, semicircular or elliptical sections or comprise tenons at the level of the root of the tooth for fixing the crown implants, ensure a good fit of the shapes and an excellent implant behavior. This excellent behavior of the most heavily loaded parts can be further improved by the use of a body of high mechanical strength, for example a metal peg inserted into the root implant. For this, the tooth root implant has a bore having a thread. Apart from the direct reproduction of human tooth roots, the root implants of 15 teeth according to the invention make it possible to perform a
forme qui s'écarte de celle des racines de dents humaines. shape that deviates from that of the roots of human teeth.
Par exemple, en utilisant l'avantage de leur possibilité d'usinage mécanique, on peut donner aux implants de racines de dents la forme de troncs de c8nes comportant For example, using the advantage of their mechanical machining capability, tooth root implants can be provided with the shape of tree trunks comprising
des sommets arrondis et des coins de rétention (Figure 2). rounded corners and retention corners (Figure 2).
Il est également avantageux que les coins de rétention aient une section rectangulaire qui se rétrécit vers la pointe de la racine suivant un angle 7 de 5 , dont la surface de fermeture 5 fait avec la surface de l'implant 25 un angle 6 de 90 à 150 et dont les c8tés 4 font l'un avec l'autre un angle 4 de 90 à 105 . I1 est également avantageux que des zones de transition ll permettent l'appui contre la gencive. Suivant l'invention, d'autres It is also advantageous for the retention wedges to have a rectangular cross-section which tapers towards the tip of the root at an angle θ of 5, the closure surface 5 of which with the surface of the implant 25 is at an angle θ of 90 to 150 and whose sides 4 are at an angle of 90 to 105 with each other. It is also advantageous for transition zones 11 to provide support against the gingiva. According to the invention, other
implants de racines de dents sont caractérisés par le 30 fait que les sections comportent deux c8tés 9 en demicercle qui peuvent s'amincir vers le sommet et deux surfaces planes 10 qui peuvent présenter la forme d'un triangle. Teeth root implants are characterized by the fact that the sections have two semicircular sides 9 which can tap towards the apex and two flat surfaces 10 which may be in the form of a triangle.
Pour recouvrir le dessus de la pulpe, il est avantageux d'utiliser des plaquettes d'implant spéciales, 35 petites, rondes et coniques, incorporées à la dent. In order to cover the top of the pulp, it is advantageous to use special, small, round and conical implant pads incorporated in the tooth.
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L'invention a permis, compte tenu des combinaisons de propriétés particulières des matières céramiques vitreuses, de mettre au point, à c8té des implants permanents biologiquement actifs, qui ont la forme des os 5 humains, également d'autres implants permanents biologiquement actifs qui ont une forme qui s'écarte de celle des os humains. Les implants de cette dernière catégorie remplissent, de la même manière que les os naturels ou les implants ayant une forme analogue à celle des os, toutes les fonctions principales, par exemple les fonctions de maintien et d'appui, c'est-à-dire la transmission et l'absorption des efforts au sens le plus large, la fixation, la symbiose par activité biologique avec le tissu dur vivant etc... La fonction que les implants 15 permanents suivant l'invention doivent remplir à des emplacements déterminés de l'appareil porteur et locomoteur de l'homme détermine en même temps leur forme extérieure. Le type fondamental de ces implants est un prisme, un cylindre, une pyramide, un tronc de pyramide 20 et un tronc de c8ne. On en déduit, suivant l'invention, des implants ayant une section en X-, Y-, Hou parallélépipédique ou en forme de rein. Des aménagements supplémentaires des surfaces, par exemple trames pour implants de corps de vertèbres, pour des coins etc. améliorent l'ancrage des os et des implants. D'autres dispositifs d'assemblage, par exemple des alésages ou des passages ménagés dans les implants, permettent un The invention has made it possible, in view of the particular combinations of properties of vitreous ceramic materials, to develop, alongside biologically active permanent implants, which have the shape of human bones, also other biologically active permanent implants which have a form that deviates from that of human bones. Implants in the latter category fill, in the same way as natural bones or bone-like implants, all the main functions, for example the holding and support functions, ie to say the transmission and absorption of efforts in the broadest sense, fixation, symbiosis by biological activity with the living hard tissue, etc. The function that the permanent implants according to the invention must fulfill at specific locations of the carrier and locomotive apparatus of the man determines at the same time their external form. The basic type of these implants is a prism, a cylinder, a pyramid, a truncated pyramid and a trunk of cene. Implants having an X-, Y-, or parallelepipedal or kidney-shaped section are deduced according to the invention. Additional arrangements of the surfaces, for example frames for vertebral body implants, for corners etc. improve the anchoring of bones and implants. Other assembly devices, for example bores or passages in the implants, allow a
meilleur ancrage et une meilleure fixation et l'adoucissement des arêtes, qui est très possible en raison de la 30 facilité d'usinage des implants, améliore la compatibilité avec les tissus et favorise la symbiose. better anchoring and attachment and softening of the ridges, which is very possible due to the machinability of the implants, improves tissue compatibility and promotes symbiosis.
Ces possibilités de réalisation avantageuses permettent d'utiliser des implants permanents en forme de coins ayant des arêtes de différentes formes, par exemple 35 pointues, arrondies, tronquées, notamment pour la il 2602969 correction d'attitudes défectueuses et de malformations These advantageous embodiments make it possible to use permanent corner-shaped implants with edges of different shapes, for example pointed, rounded, truncated, in particular for the correction of defective attitudes and malformations.
de l'appareil locomoteur humain.of the human musculoskeletal system.
L'invention permet également la mise au point d'implants permanents cylindriques et coniques comportant une tête, une tige et une pointe, notamment pour la fixation. Dans certains modes de réalisation spéciaux, les parties de tête sont des implants cylindriques comportant un alésage à six pans et des fentes. La tige peut, par exemple, être prismatique, cylindrique ou en tronc de c8ne tandis que, pour assurer une meilleure stabilisation dans l'os ou dans le tissu, les surfaces sont munies de The invention also allows the development of cylindrical and conical permanent implants comprising a head, a rod and a tip, in particular for fixing. In some special embodiments, the head portions are cylindrical implants having a hex bore and slots. The stem may, for example, be prismatic, cylindrical or truncated, while for better stabilization in bone or tissue the surfaces are provided with
rainures et de moulures.grooves and moldings.
La pointe peut être un c8ne, un tronc de cône ou The tip may be a cone, a truncated cone or
une pyramide.a pyramid.
En particulier, les facilités d'usinage mécanique, l'activité biologique et la compatibilité biologique ont permis la mise au point d'implants permanents suivant l'invention ayant la forme d'un cylindre creux comportant In particular, mechanical machining facilities, biological activity and biological compatibility have made it possible to develop permanent implants according to the invention in the form of a hollow cylinder comprising
un filetage extérieur et un disque de support. an external thread and a support disc.
La fabrication des implants permanents suivant l'invention s'effectue en deux stades qui sont la fabrication du verre de départ et le traitement thermique The production of permanent implants according to the invention is carried out in two stages which are the manufacture of the starting glass and the heat treatment.
ultérieur du verre de départ pour l'obtention d'une cristallisation in situ entre 600 et 1100 C. subsequent flow of the starting glass to obtain a crystallization in situ between 600 and 1100 C.
Les possibilités du traitement thermique sont, The possibilities of heat treatment are,
par exemple:for example:
a) 1000 C/i h b) 750OC/0,5 h et 900 C/5 h. Les propriétés particulières des implants permanents 30 suivant l'invention sont les suivantes: possibilité d'usinage très bonne pouvant même être excellente - stabilité chimique suivant "classe hydrolytique" 2 à 3 - activité biologique excellente - très bonne résistance mécanique, résistance à la rupture a) 1000 C / i h (b) 750OC / 0.5 h and 900 C / 5 h. The particular properties of the permanent implants 30 according to the invention are as follows: very good machining possibility that can even be excellent - chemical stability according to "hydrolytic class" 2 to 3 - excellent biological activity - very good mechanical strength, resistance to fracture
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par flexion jusqu'à 220 MPa - résistance élevée à la pression, de plus de 500 KPa - dureté supérieure à 300 HV 10 - module E de 70 à 80 GPa - le coefficient de dilatation thermique linéaire, qui est d'environ 12,5. 106 K-1, permet en même temps des combinaisons avec des corps de base très résistants, par exemple à base de métaux. L'activité biologique a été mise en évidence au cours d'essais sur les animaux ou d'observations cliniques sur l'homme. Pour la détermination quantitative d'une valeur définissant l'activité biologique, on a déterminé, au cours d'essais sur des animaux, après des périodes allant jusqu'à 2 ans, le pourcentage de liaison entre la 15 matière céramique vitreuse biologiquement active et l'os vivant. C'est ainsi, par exemple, que l'expression "excellente" indique une liaison à plus de 70 %, en chiffre de 70 % étant atteint déjà au bout de 16 semaines après l'implantation, la proportion en question augmen20 tant avec la durée d'implantation et la liaison restant stable après des années. Ce résultat s'explique par le fait que les implants permanents suivant l'invention présentent, par rapport à tous les matériaux biologiquement actifs connus jusqu'à présent, l'avantage que la zone de réaction entre la matière biologiquement active céramique vitreuse et l'os n'est, même après des années, que de 10 "m au maximum. C'est en même temps un avantage essentiel de ces implants permanents pour leur emploi comme matériau massif ou en couche mince ou comme granu30 lats, car la liaison se maintient et aucune altération bending up to 220 MPa - high pressure resistance, greater than 500 KPa - hardness greater than 300 HV 10 - modulus E from 70 to 80 GPa - the linear coefficient of thermal expansion, which is approximately 12.5 . 106 K-1, at the same time allows combinations with very strong base bodies, for example based on metals. Biological activity has been demonstrated in animal testing or clinical observations in humans. For the quantitative determination of a value defining the biological activity, the percentage of bonding between biologically active vitreous ceramic material and the period of time up to 2 years was determined in animal tests. the living bone. Thus, for example, the term "excellent" indicates a greater than 70% connection, 70% being achieved already after 16 weeks after implantation, the proportion in question increasing with implantation time and the link remaining stable after years. This result is explained by the fact that the permanent implants according to the invention have, with respect to all the biologically active materials known hitherto, the advantage that the reaction zone between the biologically active vitreous ceramic material and the The bone is, even after years, only 10 "m at the same time, at the same time it is an essential advantage of these permanent implants for their use as solid material or in thin layer or as granular material, because the connection is maintains and no alteration
des propriétés ne se manifeste dans le matériau biologique ni dans la zone de liaison. properties do not manifest in the biological material or in the binding zone.
Pour les propriétés avantageuses en question, un facteur décisif, qui s'ajoute à la composition, est la 35 structure. L'expérience a montré que seule la structure For the advantageous properties in question, a decisive factor, in addition to the composition, is the structure. Experience has shown that only the structure
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suivant l'invention, constituée par de l'apatite, du mica et une phase vitreuse, permet d'obtenir les propriétés particulières en question et de réaliser à partir du matériau des implants permanents suivant l'inven5 tion ayant la forme voulue. according to the invention, consisting of apatite, mica and a vitreous phase, makes it possible to obtain the particular properties in question and to produce from the material permanent implants according to the invention having the desired shape.
L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'exemples de réalisation en se The invention is described below in more detail by means of exemplary embodiments
référant au dessin.referring to the drawing.
Exemple 1.Example 1
Cet exemple est relatif à un implant permanent biologiquement actif suivant l'invention qui est représentatif du groupe principal des implants qui ont la forme This example relates to a biologically active permanent implant according to the invention which is representative of the main group of implants which have the shape
des os humains. Il s'agit d'un implant dentaire ayant la forme extérieure de dents humaines de la mâchoire 15 supérieure et de la mâchoire inférieure. human bones. It is a dental implant having the outer shape of human teeth of the upper jaw and the lower jaw.
La figure l1 représente un implant dentaire qui est constitué par un implant de racine de dent et par un implant de couronne de dent en céramique vitreuse conforme à l'invention et dont la forme reproduit directement 20 la dent naturelle d'origine qui se trouvait dans le même alvéole. La figure lb, qui est une coupe suivant la ligne Fig. 11 shows a dental implant which consists of a tooth root implant and a vitreous ceramic tooth crown implant according to the invention and whose shape directly reproduces the original natural tooth which was in the same cell. Figure lb, which is a section along the line
X-Y de la figure 1a, montre que l'implant de la racine de dent comporte un tenon ou pivot 1 pour recevoir l'implant 25 de couronne 2. X-Y of FIG. 1a, shows that the implant of the tooth root comprises a post or pivot 1 for receiving the crown implant 2.
La figure lc représente une autre variante de l'implant de racine de dent, dans laquelle l'implant de racine de dent comporte un alésage muni d'un filetage pour la mise en place par exemple d'une cheville en métal de 30 grande résistance. Cette solution est avantageuse dans Figure 1c shows another variant of the tooth root implant, in which the tooth root implant has a threaded bore for the placement of, for example, a high strength metal peg. . This solution is advantageous in
le cas d'implants dentaires soumis à des efforts mécaniques importants. the case of dental implants subject to significant mechanical forces.
Exemple 2.Example 2
Cet exemple est relatif à un implant permanent biolo35 giquement actif suivant l'invention qui appartient au i4 2602969 groupe principal des implants qui présentent, par rapport This example relates to a biologically active permanent implant according to the invention which belongs to the main group of implants which have, compared to
aux os humains naturels, une forme modifiée simplifiée. to natural human bones, a simplified modified form.
La figure 2 décrit des implants permanents pour le Figure 2 depicts permanent implants for the
remplacement de dents en médecine humaine. replacement of teeth in human medicine.
La figure 2a représente un implant de racine de dent conçu pour recevoir un implant de couronne de dent. Cet implant de racine de dent comporte des coins de rétention 3 qui ont une section triangulaire et qui sont disposés de manière à s'amincir depuis la partie de l'implant 10 située au milieu de l'os jusqu'à la pointe. Dans ces conditions, l'arête extérieure des coins de rétention 3 qui est dirigée vers l'os maxillaire fait avec la surface de l'implant un angle 7 de 50 ou moins. Les surfaces extérieures 5 des coins de rétention empêchent tout glis15 sement de l'implant vers l'extérieur. Ces surfaces des Figure 2a shows a tooth root implant designed to receive a tooth crown implant. This tooth root implant has retention wedges 3 which have a triangular section and are arranged to tap from the implant portion 10 located in the middle of the bone to the tip. Under these conditions, the outer edge of the retention wedges 3 which is directed towards the maxillary bone makes with the implant surface an angle of 50 or less. The outer surfaces 5 of the retention wedges prevent any sliding of the implant to the outside. These surfaces of
coins de rétention font avec la surface de l'implant un angle 6 de 90 à 1500. Les deux côtés du coin de rétention 3 délimitent un angle 4 de 90 à 1500 au moins. retention wedges make with the surface of the implant an angle of 90 to 1500. The two sides of the retaining corner 3 delimit an angle 4 from 90 to 1500 at least.
L'angle 8 est formé.par la surface de l'implant et l'axe 20 de l'implant et est déterminé par le rapport entre les The angle 8 is formed by the implant surface and the implant axis and is determined by the ratio of the
dimensions de l'implant et celles de la dent naturelle. dimensions of the implant and those of the natural tooth.
L'implant comporte une zone de transition 11 qui est caractérisée par un angle 6 ou 7 plus grand que ce qui The implant has a transition zone 11 which is characterized by an angle 6 or 7 greater than that which
a été indiqué ci-dessus.has been indicated above.
La figure 2b représente un implant de racine de dent dont la section est constituée par deux surfaces semicirculaires 9 et par deux surfaces planeslO. Il peut comporter, en plus, des coins de rétention pouvant être ellipsoidaux. La figure 2c représente un implant permanent pour racine de dent. La forme de l'inplant, qui est une plaquette conique ronde comportant un tenon ou pivot d'un seul c8té, permet son utilisation comme couverture de Figure 2b shows a tooth root implant whose section consists of two semicircular surfaces 9 and two planar surfaces 10. It may comprise, in addition, retention corners may be ellipsoidal. Figure 2c shows a permanent implant for tooth root. The shape of the inplant, which is a round conical plate with a tenon or pivot of a single side, allows its use as a cover of
pulpe dans les dents naturelles.pulp in natural teeth.
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Exemple 3Example 3
Cet exemple est relatif à des implants permanents suivant l'invention qui, pour la correction des attitudes défectueuses et des déformations de l'appareil porteur et locomoteur de l'homme, présentent une forme qui s'écarte de la forme naturelle de l'os humain. This example relates to permanent implants according to the invention which, for the correction of defective attitudes and deformations of the human carrier and locomotor apparatus, have a shape which deviates from the natural shape of the bone. human.
La figure 3 représente des coupes d'implants correspondants. Figure 3 shows corresponding implant sections.
La figure 3a, par exemple, représente un implant en 10 forme de cylindre creux. Figure 3a, for example, shows an implant in the form of a hollow cylinder.
La figure 3b représente un implant incurvé en forme d'U. Figure 3b shows a U-shaped curved implant.
La figure 3c représente un implant ayant une section en double I. La figure 3d représente un implant de section cruciforme. Figure 3c shows an implant having a double I section. Figure 3d shows a cruciform section implant.
La figure 3e représente un implant parallélépipédique comportant un alésage. Figure 3e shows a parallelepipedic implant having a bore.
En apportant à leur surface des modifications sup20 plémentaires suivant l'invention, par exemple en réalisant une trame ou en lui donnant une forme convexe et compte tenu des propriétés avantageuses du matériau, on peut rendre ces implants permanents capables de réaliser la symbiose avec les corps de vertèbres naturels voisins 25 et, de ce fait, d'être utilisés avantageusement comme By bringing to their surface additional modifications according to the invention, for example by providing a weft or by giving it a convex shape and taking into account the advantageous properties of the material, these permanent implants can be made capable of achieving symbiosis with the bodies. neighboring natural vertebrae 25 and, therefore, to be advantageously used as
implant pour la spondylodèse ventrale. implant for ventral spondylosis.
La figure 3f est une vue de c8té d'un autre type d'implant permanent suivant l'invention, dont la section FIG. 3f is a side view of another type of permanent implant according to the invention, the section of which
a la forme d'un.rein.in the form of a braid.
La figure 3g est une vue de dessus du même implant. Figure 3g is a top view of the same implant.
Ces figures montrent la disposition préférée de la surface à trame 12 qui facilite l'ancrage des os humains naturels contigus à la surface à trame et leur symbiose These figures show the preferred arrangement of the weft surface 12 which facilitates the anchoring of natural human bones contiguous to the weft surface and their symbiosis
avec l'implant permanent. Cet exemple met en évidence les 35 avantages de l'utilisation de l'implant pour les vertèbres. with the permanent implant. This example highlights the advantages of using the implant for vertebrae.
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Exemple 4. Cet exemple est relatif à une autre catégorie d'implants suivantExample 4. This example relates to another category of implants following
l'invention qui se classent dans le même groupe principal que ceux de l'exemple 3. Ce sont des implants qui ont une autre forme que les os naturels et sont utilisés de préférence pour la correction de l'appareil locomoteur de l'homme. A côté des implants présentés dans l'exemple 3, l'exemple actuel est relatif à des implants permanents en forme de coins et de prismes. 10 La figure 4a est une coupe transversale d'un implant prismatique. Les figures 4b et 4c représentent, en vue de dessus (Figure 4b) et en vue de côté (Figure 4_), un implant which are in the same main group as those of Example 3. These are implants which have a shape other than natural bones and are preferably used for the correction of the locomotive apparatus of man. Next to the implants presented in Example 3, the current example relates to permanent implants in the form of corners and prisms. Fig. 4a is a cross section of a prismatic implant. Figures 4b and 4c show, in top view (Figure 4b) and in side view (Figure 4_), an implant
permanent dérivé du coin et ayant la forme d'un disque 15 semi-circulaire. permanent derived from the corner and having the shape of a semicircular disk.
Par l'utilisation de l'effet de coin, l'implant suivant l'invention peut provoquer par exemple un soulèvement de la tête du tibia et, par conséquent, une correction efficace de l'appareil moteur humain. By the use of the wedge effect, the implant according to the invention can cause for example a lifting of the head of the tibia and, consequently, an effective correction of the human motor apparatus.
Les figures 4d et 4e représentent respectivement une vue par dessus et une vue de c8té d'un implant permanent, en forme de disque ayant une section transversale carrée et comportant un alésage central et une partie rentrante d'un c8té, qui comporte des rainures à sa partie infé25 rieure et peut être avantageusement utilisé comme disque FIGS. 4d and 4e respectively show a top view and a side view of a disk-shaped, permanent implant having a square cross-section and having a central bore and a re-entrant portion of a side, which has its lower part and can be advantageously used as a disk
inférieur de fixation.lower fixation.
Exemple 5Example 5
Les exemples de réalisation suivants sont relatifs à des implants permanents suivant l'invention qui se distinguent par leur forme extérieure des os naturels. On utilise des implants permanents suivant l'invention ayant une forme cylindrique ou conique (Figure 5). Les implants cylindriques suivant l'invention sont avantageusement utilisés dans le domaine de la chirurgie de la main. 35 La figure 5a représente un implant de fixation The following examples of embodiments relate to permanent implants according to the invention which are distinguished by their external shape of natural bones. Permanent implants according to the invention having a cylindrical or conical shape are used (FIG. 5). The cylindrical implants according to the invention are advantageously used in the field of hand surgery. Figure 5a shows a fixation implant
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tronconique pour des reconstitutions du genou. frustoconical for reconstructions of the knee.
Suivant l'invention, les implants peuvent comporter According to the invention, the implants may comprise
une partie tête et une partie pointe. a head part and a tip part.
La figure 5b représente des implants de cette der5 nière catégorie, qui peuvent être avantageusement utilisés, par exemple, pour la fixation de bandes au squelette. Figure 5b shows implants of this category, which can be advantageously used, for example, for binding webs to the skeleton.
La figure 5c représente un implant permanent suivant l'invention ayant la forme d'un cylindre creux. Dans ce cas, le cylindre creux 13 est entouré par un disque por10 tant incurvé 14 qui peut comporter des ouvertures de passage 15 ayant par exemple une section circulaire. Le cylindre creux contient un filetage intérieur. Comme il est, de ce fait, possible de visser dans cet implant en forme de cylindre creux, d'une manière étanche, un sys15 tème optique connu remplaçable et comme les implants présentent les propriétés avantageuses déjà indiquées, leur utilisation en ophtalmologie comme kératoprothèse Figure 5c shows a permanent implant according to the invention in the form of a hollow cylinder. In this case, the hollow cylinder 13 is surrounded by a curved porous disk 14 which may comprise through openings 15 having for example a circular section. The hollow cylinder contains an internal thread. As it is therefore possible to screw into this hollow cylinder shaped implant, in a sealed manner, a known optical replaceable system and as the implants have the advantageous properties already indicated, their use in ophthalmology as a keratoprosthesis
est avantageuse.is advantageous.
Claims (13)
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