FR2861597A1 - Bone substitution structure for use in maxillo-facial surgery is made from biocompatible porous material such as tantalum or titanium - Google Patents

Bone substitution structure for use in maxillo-facial surgery is made from biocompatible porous material such as tantalum or titanium Download PDF

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Abstract

The structure has a colonisable portion (1) made from a single porous biocompatible material, preferably medical grade tantalum or titanium, with an open porosity of 17 - 87 per cent and a shape, cylindrical or not, that is adapted to the needs of the patient. It can have an external thread for screwing into the bone and a central well (2) to receive an axis (5).

Description

I 2861597I 2861597

La présente invention concerne l'utilisation à des fins de chirurgie réparatrice d'une structure en matériau poreux.  The present invention relates to the use for repair surgery purposes of a porous material structure.

Utilisée en tant qu'implant dentaire, cette structure est constituée d'un élément enfoui (1) réalisé en un même matériau poreux de façon à pouvoir être adaptée à une prothèse dentaire. La technique de pose permet, en particulier, la mise en place d'implants et de leur prothèse au cours d'une seule intervention chirurgicale.  Used as a dental implant, this structure consists of a buried element (1) made of the same porous material so that it can be adapted to a dental prosthesis. The laying technique allows, in particular, the placement of implants and their prosthesis during a single surgical procedure.

La présente invention concerne la réalisation d'une structure en matériau poreux (1) utilisable à des fins de chirurgie réparatrice, notamment comme implant maxillo facial pouvant être mis en place dans certains cas, ainsi que sa prothèse, au cours de la même intervention chirurgicale.  The present invention relates to the production of a structure made of porous material (1) that can be used for reconstructive surgery purposes, in particular as a maxillofacial implant that can be put in place in certain cases, as well as its prosthesis, during the same surgical procedure. .

Cet implant est réalisé en un seul matériau poreux et comporte un ou plusieurs axes centraux ou latéraux creux filetés ou non (5), massifs ou poreux, apte à recevoir la vis de fixation externe devant solidariser l'implant lui-même avec la prothèse sus jacente.  This implant is made of a single porous material and comprises one or more hollow or non-threaded central or lateral axes (5), solid or porous, capable of receiving the external fixation screw which must be secured to the implant itself with the prosthesis above. core.

L'usinage de l'implant tient compte des contextes rencontrés et il est étudié puis réalisé pour s'adapter à chaque patient. C'est ainsi qu'une pose d'implants dans des massifs osseux absents ou déhiscents peuvent être entrepris grâce à l'usinage de pièces particulières adaptées.  The machining of the implant takes into account the contexts encountered and is studied and realized to adapt to each patient. It is thus possible to implant implants in bone masses that are absent or dehiscent by machining specific adapted parts.

Le comblement osseux est ainsi soutenu et dirigé selon le massif poreux implanté dans la 20 mâchoire du patient dans l'espace inter dentaire. L'implant est lui-même pourvu des moyens nécessaires (3).pour supporter ultérieurement la ou les prothèses dentaires La fonction première d'un implant dentaire est d'adapter une prothèse dentaire amovible etlou fixée, en vue de redonner à un patient, partiellement ou totalement édenté, une fonction de mastication, un confort buccal, et une esthétique. L'implant permet de créer dans le maxillaire ou dans la mandibule d'un patient des ancrages stables, résistants efficaces, non-iatrogènes et durables.  The bone filling is thus supported and directed according to the porous mass implanted in the jaw of the patient in the inter-dental space. The implant itself is provided with the necessary means (3) to subsequently support the dental prosthesis (s) The primary function of a dental implant is to adapt a removable and / or fixed dental prosthesis, in order to give back to a patient, partially or totally edentulous, a chewing function, oral comfort, and aesthetics. The implant creates stable, effective, non-iatrogenic and durable anchors in the maxillary or mandible of a patient.

Le plus souvent, l'implant est une pièce en forme de douille cylindrique ou tronconique, munie d'un filetage extérieur, d'une partie de liaison femelle avec un taraudage intérieur, et 3o d'une tête avec une empreinte à l'une de ses extrémités. Le filetage extérieur est éventuellement auto-taraudant et permet directement l'insertion de l'implant par vissage dans l'os de la mâchoire supérieure ou inférieure du patient. La partie de liaison femelle permet de positionner sur l'implant un système prothétique, appelé aussi faux moignon, par vissage dans le taraudage intérieur. Le faux moignon reçoit ensuite la couronne dentaire faisant saillie dans la cavité buccale.  Most often, the implant is a cylindrical or frustoconical sleeve-shaped piece, provided with an external thread, a female connection part with an internal thread, and 3o a head with an imprint to one from its ends. The external thread is optionally self-tapping and directly allows the insertion of the implant by screwing into the bone of the upper or lower jaw of the patient. The female connection part makes it possible to position on the implant a prosthetic system, also called a false stump, by screwing into the internal thread. The false stump then receives the dental crown protruding into the oral cavity.

2 2861597 La dent artificielle classique fabriquée à partir d'une poudre métallique présente une durée de vie relativement limitée, car la solidité de l'implant est insuffisante en l'absence de toute structure résistante.  2 2861597 The conventional artificial tooth made from a metal powder has a relatively limited life because the strength of the implant is insufficient in the absence of any resistant structure.

Elle est également fragile, car sa forme n'assure pas une répartition égale de la pression de 5 mastication.  It is also fragile because its shape does not ensure an equal distribution of the chewing pressure.

Le brevet FR2747 031 décrit des implants, enfouis ou non enfouis, en titane massif dont le modèle plus ou moins élaboré est destiné à améliorer la consolidation de l'implant dans l'os du maxillaire ou de la mandibule.  FR2747 031 Patent discloses implants, buried or not buried, solid titanium whose more or less developed model is intended to improve the consolidation of the implant in the maxillary bone or mandible.

Des perçages radiaux et des méplats sont réalisés du côté de l'extrémité implantée dans to l'os.  Radial holes and flats are made on the side of the implanted end in the bone.

Ces réalisations permettent d'avoir une bonne précision de pose mais ne sont pas très favorables à une bonne consolidation osseuse.  These achievements make it possible to have a good accuracy of installation but are not very favorable to good bone consolidation.

Une autre conception d'un implant s'appuie sur la présence d'un axe structurant et résistant, par exemple en alliage à mémoire de forme entouré de divers revêtements, dont un revêtement externe rugueux, par exemple à partir de titane projeté ou poreux, par exemple en hydroxyapatite.  Another design of an implant is based on the presence of a structuring and resistant axis, for example a shape memory alloy surrounded by various coatings, including a rough external coating, for example from projected or porous titanium, for example hydroxyapatite.

Mais le manque de cohésion des différentes couches entre elles conduit fréquemment, lors 20 de la mise en place à une détérioration du revêtement externe rugueux ou poreux.  However, the lack of cohesion of the different layers between them frequently leads to the deterioration of the rough or porous external coating.

Si ces conceptions sont favorables à la consolidation osseuse par la présence d'éléments poreux, elles sont souvent difficiles à implanter au plus près de l'os, leur géométrie obligeant à prévoir un jeu significatif entre l'implant et la cavité osseuse préparée pour le recevoir.  If these designs are favorable for bone consolidation by the presence of porous elements, they are often difficult to implant closer to the bone, their geometry requiring to provide a significant clearance between the implant and the bone cavity prepared for the bone. to receive.

Le brevet FR2796265 décrit un implant réalisé en alliage métallique de Ni Ti à mémoire de forme, revêtu d'une couche extérieure en un deuxième métal poreux. Mais dans un tel alliage, le Nickel est particulièrement toxique en cas de relargage.  The patent FR2796265 describes an implant made of shape memory Ni Ti metal alloy, coated with an outer layer of a second porous metal. But in such an alloy, nickel is particularly toxic in case of release.

Outre cette toxicité potentielle, ses capacités de colonisation osteoblastiques sont trop limitées pour permettre une pose rapide de prothèse.  In addition to this potential toxicity, its osteoblastic colonization capabilities are too limited to allow rapid prosthesis placement.

Le problème posé est donc de réaliser de façon fiable un implant dentaire assez rapidement intégrable dans le système osseux du maxillaire supérieur et de la mandibule, pour pouvoir effectuer la pose de cet implant, et éventuellement celle de la prothèse correspondante, au cours de la même intervention chirurgicale.  The problem posed is therefore to reliably produce a dental implant that is relatively quickly integrable into the bone system of the maxilla and the mandible, in order to be able to perform the placement of this implant, and possibly that of the corresponding prosthesis, during the same period. surgical intervention.

3 2861597 La présente invention répond à ce problème et concerne un implant dentaire réalisé à partir d'un unique matériau biocompatible de préférence mais non exclusivement en tantale ou en titane poreux. De préférence, mais non exclusivement, on choisira une gamme de porosité ouverte comprise de 17% à 87 % avec des dimensions de pores allant de 75 pm à 500 m.  The present invention addresses this problem and relates to a dental implant made from a single biocompatible material, preferably but not exclusively made of tantalum or porous titanium. Preferably, but not exclusively, an open porosity range of 17% to 87% will be selected with pore sizes ranging from 75 μm to 500 μm.

La constitution alvéolaire du matériau lui-même confère à la pièce implantée des caractéristiques à effet sculptant remplissant, au moment de l'implantation, la fonction d'auto taraudage.  The honeycomb constitution of the material itself confers on the implanted part characteristics with sculpting effect filling, at the time of implantation, the self-tapping function.

Dans certains cas chirurgicaux où la densité osseuse est très élevée, le corps de l'implant (1) pourra être parcouru d'un filet externe qui facilite le vissage de l'implant dans le massif osseux, ce qui facilitera le blocage de celui-ci dans la bonne position de telle sorte qu'une prothèse puisse être montée dans le même temps chirurgical cependant qu'une consolidation définitive se met en place dans les semaines suivant ladite intervention.  In some surgical cases where the bone density is very high, the body of the implant (1) can be traversed by an external thread which facilitates the screwing of the implant in the bone mass, which will facilitate the blocking of this one. This is in the right position so that a prosthesis can be mounted at the same time while a definitive consolidation takes place in the weeks following the intervention.

La colonisation ostéoblastique est très rapide et peut atteindre, des croissances is supérieures de 5 à 10 fois celles observées dans des alliages à base de NiTi poreux.  Osteoblastic colonization is very rapid and can reach, growths are 5 to 10 times higher than those observed in porous NiTi-based alloys.

L'implant comporte un axe central fileté ou non (5), en matériau massif ou poreux, apte à recevoir une vis de fixation externe devant solidariser l'implant lui-même avec une prothèse. L'axe central ou puits - (2) est préférentiellement constitué par une paroi de même nature métallique que l'élément poreux Dans une première réalisation, la paroi du puits central (2) est opaque et rigide, et son épaisseur est préférentiellement, mais non exclusivement, comprise entre 20 et 350 micromètres.  The implant comprises a threaded central axis or not (5), solid or porous material, adapted to receive an external fixation screw to secure the implant itself with a prosthesis. The central axis or well - (2) is preferably constituted by a wall of the same metallic nature as the porous element In a first embodiment, the wall of the central well (2) is opaque and rigid, and its thickness is preferentially, but not exclusively, between 20 and 350 micrometers.

Cette paroi supporte le filetage de la prothèse sus jacente laquelle s'articule sur une tête polygonale (3) tout en s'appuyant plus largement sur un tablier de soutien (4).  This wall supports the threading of the overlying prosthesis which is articulated on a polygonal head (3) while relying more largely on a support apron (4).

Dans une seconde réalisation, la paroi du puits central (2) est poreuse et elle peut être filetée ou non filetée.  In a second embodiment, the wall of the central well (2) is porous and may be threaded or unthreaded.

La prothèse sus-jacente reste alors mécaniquement solidaire du puits central (2) et donc du massif poreux tout entier (1) par un jeu de contraintes mécaniques liées à la conception même de l'architecture des pièces en présence Le matériau poreux peut être obtenu de différentes façons, notamment par projection 35 plasma, par techniques de compactage et/ou de frittage permettant la mise en oeuvre de poudres ou encore par déposition soit en phase vapeur (procédé physico-chimique en 4 2861597 phase vapeur par projection plasma) soit en solution électrolytique (procédé de galvanoplastie ou électrodéposition).  The overlying prosthesis then remains mechanically integral with the central well (2) and therefore the entire porous mass (1) by a set of mechanical constraints related to the very design of the architecture of the parts in the presence. The porous material can be obtained in various ways, in particular by plasma spraying, by compacting and / or sintering techniques allowing the use of powders or else by deposition either in the vapor phase (physicochemical process in vapor phase by plasma spraying) or in electrolytic solution (electroplating or electroplating process).

Le massif poreux (1) possède de préférence, mais non exclusivement, une structure trabéculaire.  The porous mass (1) preferably, but not exclusively, has a trabecular structure.

Cette structure à porosité ouverte accélère la colonisation de l'implant par le tissus osseux et, après consolidation, réalise un lien intime entre le massif osseux et le corps de l'implant lui-même.  This structure with open porosity accelerates the colonization of the implant by the bone tissue and, after consolidation, creates an intimate link between the bone mass and the body of the implant itself.

Claims (2)

REVENDICATIONS 1.Structure de substitution osseuse destinée à la chirurgie maxillofaciale dont la partie colonisable (1) est constituée d'un unique matériau poreux biocompatible de préférence mais non exclusivement en tantale ou en titane à porosité ouverte dont la forme, cylindrique ou non, est adaptée au besoin de chaque patient.  A bone substitute structure for maxillofacial surgery whose colonizable part (1) consists of a single biocompatible porous material, preferably but not exclusively made of tantalum or titanium with open porosity, the shape of which, cylindrical or otherwise, is adapted to the need of each patient. 2 Structure de substitution osseuse selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle est constituée à partir d'un matériau biocompatible poreux en tantale de qualité médicale, avec 17% à 87 % de porosité ouverte dont la structure trabéculaire comporte des pores d'un diamètre allant de 75 pm à 500 jim 3 Implant dentaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dimensions 15 extérieures de la partie poreuse (1) enfouie dans le massif osseux correspondent à celles de l'alésage réalisé dans le massif osseux du maxillaire ou la mandibule.  2 bone substitute structure according to claim 1 characterized in that it is constituted from a biocompatible material porous medical grade tantalum, with 17% to 87% open porosity whose trabecular structure comprises pores of a diameter ranging from 75 μm to 500 μm 3 Dental implant according to claim 2, characterized in that the external dimensions of the porous part (1) buried in the bone mass correspond to those of the bore made in the bone mass of the maxillary bone. or the mandible. 4 Implant dentaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'implant (1) est destiné à supporter une prothèse dentaire s'appuyant sur une plateforme de soutien (4) et s'articulant 20 sur un massif polygonal (3).  Dental implant according to claim 3, characterized in that the implant (1) is intended to support a dental prosthesis resting on a support platform (4) and articulating on a polygonal mass (3). Implant dentaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que la structure peut comporter un filetage externe destiné à bloquer ledit implant dans le réceptacle osseux de telle sorte qu'il puisse supporter une prothèse au moins provisoire sinon définitive installée au cours de la même intervention chirurgicale.  Dental implant according to claim 4, characterized in that the structure may comprise an external thread intended to block said implant in the bone receptacle so that it can support a prosthesis at least temporary if not permanent installed during the same surgical procedure . 6 Implant dentaire selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte dans sa version simplifiée au moins un puits central (2) constitué d'une paroi opaque et rigide de même nature métallique que l'élément poreux (1) recevant un axe central (5) extérieurement lisse ou fileté parcouru d'un filetage interne permettant de recevoir la visserie qui solidarisera la partie enfouie (1) à la prothèse sus-jacente.  6 dental implant according to claim 5 characterized in that it comprises in its simplified version at least one central well (2) consisting of an opaque and rigid wall of the same metallic nature that the porous element (1) receiving a central axis (5) externally smooth or threaded with an internal thread for receiving the hardware that will solidify the buried part (1) to the overlying prosthesis. 7 Implant dentaire selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi du puits central (2) est comprise entre 20 et 350 micromètres.  7 dental implant according to claim 6 characterized in that the thickness of the wall of the central well (2) is between 20 and 350 micrometers. 8 Implant dentaire selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comporte un puits central poreux et non nécessairement fileté (2), la prothèse restant mécaniquement solidaire du puits central (2) par le jeu des contraintes mécaniques liées à la conception même de l'architecture des pièces en présence.  8 dental implant according to claim 7 characterized in that it comprises a central well porous and not necessarily threaded (2), the prosthesis remaining mechanically secured to the central well (2) by the play of mechanical stresses related to the very design of the architecture of the rooms in presence. 9 Implant dentaire selon la revendication 8 caractérisé en ce que la structure comporte un embout oblong ou arrondi (6) facilitant la pénétration dudit implant dans le massif osseux  9 dental implant according to claim 8 characterized in that the structure comprises an oblong or rounded tip (6) facilitating the penetration of said implant into the bone mass
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