JP2022504619A - カスタム歯科インプラントならびにカスタム歯科インプラントを作製するための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

埋入中に撓んで展開して患者の天然歯槽骨への挿入後に安定性を与える１つ以上のエネルギー蓄積装置を有するカスタム歯科インプラントおよびそのようなカスタム歯科インプラントを作製するための方法およびシステム。
【選択図】図１ａ

Description

関連出願の相互参照
本国際特許出願は、２０１８年１０月１２日に出願された米国特許出願第１６／１５８，３７０号の利益を主張するものであり、その内容は全ての目的のために参照により本明細書に組み込まれる。

本出願は一般に、バネ付勢されたインプラントならびにそのようなバネ付勢されたインプラントを作製するための方法およびシステムに関し、より具体的には、埋入中に撓んで外圧およびひいては締まり嵌めを与えるために展開して安定性を達成することができる１つ以上のエネルギー蓄積装置を有するカスタム歯科インプラントならびにそのようなカスタム歯科インプラントを作製するための方法およびシステムに関する。

ヒトの天然歯は咀嚼中などに圧縮力が加えられた際にクッションとして機能する歯根膜線維によって顎骨内で支持することができる。虫歯、不慮の外傷、解剖学的異常および加齢などにより、患者の天然歯は抜かれたり失われたりすることがある。そのため、歯科インプラント装置を患者の骨構造に埋め込んで患者の物理的外観および／または歯の機能を改善させる場合がある。歯科治療において広く使用されている歯科インプラントは既成の製品である。歯は患者の歯根膜線維における外科手術後の快適さおよび治癒プロセスのために適切にフィットしなければならないため、いくつかの一般に使用されるインプラントは最適な代替物にならない場合がある。

歯科インプラントの１種は非ネジ式インプラントシステムであり、１つの例はインプラントの外面形状を天然歯根の形状に似るように設計することができる非ネジ式歯根型インプラントシステム（以後、カスタム歯科インプラントと呼ぶ）である。この種のインプラントシステムは、複数回のドリリング処置を含む従来の歯科外科手術をなくすことができる。ここでは歯の解剖学的構造の修正を最小に抑えながらインプラントを抜歯と同時に配置することができる。

しかしそのようなインプラントの埋入は、インプラントを完全に定着させるために大きな力の使用を必要とする場合がある。場合によってはハンマーを使用することがある。これは歯根の一般的なアンダーカットの解剖学的構造から生じ得る。歯根の基部は歯根の上側冠状部よりも幅広である場合があり、従って骨との接触を維持するためにインプラントの材料を基部において幅広にする場合がある。

さらに従来のネジ込み式インプラントは、インプラントが完全に骨と結合するまで初期回転安定性を与えるためにインプラントのネジ山機能に依存する場合がある。非ネジ式歯根型インプラントは、その根の有機的形体によって必要とされるインプラントと骨との密接な接触を理由にネジ山特徴部に依存することができない。また非円筒状の形状により従来のネジ山を使用することができない。しかし配置中のインプラントの歯槽骨内への締まり嵌めまたはプレス嵌めでは限られた安定性しか得られない。いくつかの非ネジ式歯根型インプラントは骨結合中にインプラントを覆って保護するためにブリッジの使用に依存する場合がある。これらのブリッジは隣接する健康な歯に固定される場合があり、故に複数のインプラントを互いに隣接して配置すべき場合に使用が限られている。

米国特許第８６０２７８０Ｂ２号は、元の歯を抜いた後に歯根膜の既存の生体細胞構造の中に一体化されるか、あるいはそれぞれの顎のインプラントを埋め込む骨構造の中へのワンピースとして一体化される、ヒトの元の歯根形状のかなりの部分を複製する工程を含むプロセスに基づいて製造されるカスタマイズされた歯科補綴物およびインプラントを開示している。

米国特許第８，９１１，２３４Ｂ２号は、骨組織に埋め込まれるインプラントを開示しており、そのインプラントはその目的のために特別に形成または調整された窩洞に埋め込まれる。インプラント治療のために、インプラントに機械的振動を与え、それによりその表面の一部の熱可塑性材料を少なくとも部分的に液化させ、かつ窩洞壁の凸凹および穴の中に押し込んで、再凝固した際にインプラントと窩洞壁との形状嵌めおよび／または材料嵌め結合を形成することができる。

米国特許出願公開第１１，７２４，２６１号は、置換される歯根の３次元表面に実質的に一致するように成形された第１の製造された部分と置換される歯冠の３次元表面に実質的に一致するように成形された第２の製造された部分とを有する骨結合のためのカスタマイズされた歯科補綴物を示す。

米国特許第９，５３９，０６２Ｂ２号は、歯の解剖学的構造のＸ線画像データおよび表面スキャンデータおよび／または特定の患者の歯の解剖学的構造の物理的印象などのイメージングデータを受信する工程と、そのイメージングおよび表面スキャンデータに基づいて患者の顎骨に位置している非機能的な天然歯の一部の３次元仮想モデルを形成する工程と、その仮想モデルに基づいて歯科インプラントを実質的に設計する工程と、その設計された歯科インプラントを記述しているデータを製造機械にエクスポートする工程と、その特定の患者のために歯科インプラントをカスタム製造する工程とを含む、カスタマイズされた歯科補綴物を設計および製造する方法を開示している。

上記に関連する既存の限界ならびに他の限界は、埋入中に撓んで外圧およびひいては有刺嵌めを与えるために展開して安定性を達成することができるエネルギー蓄積機構を有するカスタム歯科インプラントならびにそのようなカスタム歯科インプラントを作製するための方法およびシステムによって克服することができる。

本発明の一態様によれば、修復物を受け入れるか修復物の一体化部分を形成するように構築された咬合面部と、最適な審美のために歯肉の自然なエマージェンスプロファイルを模倣するための丸みのある形状を特徴とする中央部と、自然な抜歯窩の形状に一致するか実質的に一致するように構成された底／根尖部であって、底部は１つ以上の突起部を含む底／根尖部と、前記中央部および／または突起部に沿って配置されているかそれらと一体化されており、かつ自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に自然な抜歯窩内でカスタム歯科インプラントを安定化させるように構成されている少なくとも１つのエネルギー蓄積装置であって、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置の構造は、歯が交換される歯の本数または位置、歯槽骨の輪郭および形状、存在する歯根膜線維の量、インプラント配置後に必要とされる初期安定性、あらゆる隣接する神経または他の敏感な歯の解剖学的構造の位置、および歯科インプラント装置の支持のために必要とされる骨の品質または量などの情報に基づいている少なくとも１つのエネルギー蓄積装置とを備える、顎の中に挿入するためのカスタム歯科インプラントを提供することができる。

本発明の別の態様によれば、（ｉ）本カスタム歯科インプラントはチタン、チタン合金、ステンレス鋼材料および／またはセラミック材料などの天然骨と骨結合することができ、かつ生体適合性である材料で作られている、（ｉｉ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は本カスタム歯科インプラントの内部と同じ材料で作られている、（ｉｉｉ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は本カスタム歯科インプラントの外側シェルであるかその外側シェルの一部である、（ｉｖ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置はバネ、コイルまたはとげである、（ｖ）本カスタム歯科インプラントの突起部は自然な抜歯窩内への挿入中に曲げるために柔軟であるように構築されている、（ｖｉ）本カスタム歯科インプラントおよび／または少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は吸収性構造材料で作られている、（ｖｉｉ）吸収性構造材料はヒドロキシアパタイト、リン酸三カルシウムおよび／またはマグネシウムである、（ｖｉｉｉ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は本カスタム歯科インプラントの中央部および／または突起部を完全にまたは部分的に取り囲んでいる、（ｉｘ）突起部は少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を形成している梁状形状として構成されている、（ｘ）その内部は、ストックもしくはカスタム歯科アバットメント、クラウン、バー、ブリッジまたは同様の種類の支持修復物に嵌合するためのネジ型歯科インプラントの抗回転特徴部、ネジ山および／または結合形状を模倣するように構築されている、という特徴の１つ以上の組み合わせを含む、上記カスタム歯科インプラントを提供することができる。

本発明の一態様によれば、患者の歯の自然な抜歯窩の形状を表す３次元データを受信する工程と、その３次元データを分析して抜歯部位の解剖学的構造、残っている歯根膜の量、神経の位置、周囲の骨の密度および骨の深さまたは量を含む自然な抜歯窩の特性に関する情報を得る工程と、自然な抜歯窩の形状に基づいて、（ｉ）修復物を受け入れるか修復物の一体化部分を形成するための咬合面部、（ｉｉ）最適な審美のために歯肉の自然なエマージェンスプロファイルを模倣するための丸みのある形状を特徴とする中央部、（ｉｉｉ）１つ以上の突起部を含む底部、および（ｉｖ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を有するカスタム歯科インプラントの３次元画像を設計する工程であって、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置はカスタム歯科インプラントの３次元画像に沿っているか一体化された状態で提供され、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置の構造は、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置が自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に自然な抜歯窩内でカスタム歯科インプラントを安定化させるように、歯が交換される歯の本数または位置、歯槽骨の輪郭および形状、存在する歯根膜線維の量、インプラント配置後に必要とされる初期安定性、あらゆる隣接する神経または他の敏感な歯の解剖学的構造の位置、および歯科インプラント装置の支持のために必要とされる骨の品質または量などの情報に基づいている工程と、前記設計する工程に基づいてカスタム歯科インプラントを作製する工程とを含む、カスタム歯科インプラントを調製する方法を提供することができる。

本発明の別の態様によれば、（ｉ）３次元データを受信する前に歯をスキャンして自然な抜歯窩の形状を得る工程をさらに含む、（ｉｉ）歯を抜く前に前記歯をスキャンする工程をさらに含む、（ｉｉｉ）歯を抜いた後に前記歯をスキャンする工程をさらに含む、（ｉｖ）コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影（ＣＢＣＴ）、デジタル口腔内スキャンおよび／または磁気共鳴画像（ＭＲＩ）機器によりスキャンする工程を行うことをさらに含む、（ｖ）本カスタム歯科インプラントを自然な抜歯窩内に挿入する工程をさらに含む、（ｖｉ）前記挿入する工程の前に自然な抜歯窩を外科的に整える工程をさらに含む、（ｖｉｉ）本カスタム歯科インプラントの中央部および／または突起部を完全にまたは部分的に取り囲むように少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を設計する工程をさらに含む、（ｖｉｉｉ）突起部を少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を形成している梁状形状として設計する工程をさらに含む、（ｉｘ）その内部をネジ型歯科インプラントの抗回転特徴部、ネジ山および／または結合形状を模倣するように設計する工程をさらに含む、という特徴の１つ以上の組み合わせを含む上記方法を提供することができる。

本発明の一態様によれば、コンピュータシステムによって実行された場合にコンピュータシステムに、患者の自然な抜歯窩の形状を表す３次元データを受信させ、その３次元データを分析して歯が交換される歯の本数または位置、歯槽骨の輪郭および形状、存在する歯根膜線維の量、インプラント配置後に必要とされる初期安定性、あらゆる隣接する神経または他の敏感な歯の解剖学的構造の位置、および歯科インプラント装置の支持のために必要とされる骨の品質または量などの情報を含む自然な抜歯窩の特性に関する情報を得させ、自然な抜歯窩の形状に基づいて、（ｉ）修復物を受け入れるか修復物の一体化部分を形成するための咬合面部、（ｉｉ）最適な審美のために歯肉の自然なエマージェンスプロファイルを模倣するための丸みのある形状を特徴とする中央部、（ｉｉｉ）１つ以上の突起部を含む底部、および（ｉｖ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を有するカスタム歯科インプラントの３次元画像を設計させる命令であって、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置はカスタム歯科インプラントの３次元画像に沿っているか一体化された状態で提供され、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置の構造は、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置が自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に自然な抜歯窩内でカスタム歯科インプラントを安定化させるように、歯が交換される歯の本数または位置、歯槽骨の輪郭および形状、存在する歯根膜線維の量、インプラント配置後に必要とされる初期安定性、あらゆる隣接する神経または他の敏感な歯の解剖学的構造の位置および歯科インプラント装置の支持のために必要とされる骨の品質または量などの情報に基づいている命令を含む命令の順序を記憶している非一時的コンピュータ可読媒体を提供することができる。

本発明の別の態様によれば、上記命令はコンピュータシステムによって実行された場合にさらにコンピュータシステムに当該設計に基づいてカスタム歯科インプラントを作製させる、命令の順序を記憶している非一時的コンピュータ可読媒体を提供することができる。

本発明の一態様によれば、患者の自然な抜歯窩の形状を表す３次元データを受信し、その３次元データを分析して抜歯部位の解剖学的構造、残っている歯根膜の量、神経の位置、軟組織の形状およびプロファイル、周囲の骨の密度、および骨の深さまたは量を含む自然な抜歯窩の特性に関する情報を得、自然な抜歯窩の形状に基づいて（ｉ）修復物を受け入れるか修復物の一体化部分を形成するための咬合面部、（ｉｉ）最適な審美のために歯肉の自然なエマージェンスプロファイルを模倣するための丸みのある形状を特徴とする中央部、（ｉｉｉ）１つ以上の突起部を含む底部および（ｉｖ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を有するカスタム歯科インプラントの３次元画像を設計するように動作可能な少なくとも１つのプロセッサを備え、かつ少なくとも１つのエネルギー蓄積装置はカスタム歯科インプラントの３次元画像に沿っているか一体化された状態で提供され、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置の構造は、少なくとも１つのエネルギー蓄積装置が自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に自然な抜歯窩内でカスタム歯科インプラントを安定化させるように、歯が交換される歯の本数または位置、歯槽骨の輪郭および形状、存在する歯根膜線維の量、インプラント配置後に必要とされる初期安定性、あらゆる隣接する神経または他の敏感な歯の解剖学的構造の位置、および歯科インプラント装置の支持のために必要とされる骨の品質または量などの情報に基づいている、カスタム歯科インプラントを設計するためのシステムを提供することができる。

添付の図面を参照しながら本明細書中の様々な実施形態のさらなる特徴および利点ならびに構造および動作について以下に詳細に説明する。

例示的な実施形態は、本明細書において以下に提供されている発明を実施するための形態および添付の図面からより十分に理解されるようになるであろう。図面の中では同様の要素は同様の参照符号によって表されており、それらは単に例示として与えられており、従って本明細書中の例示的な実施形態を限定するものではない。

本発明の例示的な実施形態を示す斜視図である。 本発明の別の例示的な実施形態を示す斜視図である。 本発明の例示的な実施形態の断面を示す断面図である。 本発明の別の実施形態を示す斜視図である。 本発明のさらに別の実施形態を示す側面図である。 本発明の別の例示的な実施形態の断面を示す断面図である。 クラウンを有する本発明の一実施形態を示す斜視図である。 本発明の例示的な方法を示すフローチャートである。 本発明の例示的な実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。 第１の構成の内部を有する本発明の例示的な実施形態の断面を示す断面図である。 第２の構成の内部を有する本発明の例示的な実施形態の断面を示す断面図である。 第３の構成の内部を有する本発明の例示的な実施形態の断面を示す断面図であり、前記第３の構成の上面図を示す。

いくつかの図の中の異なる図は同じ構成要素を特定するために同じであってもよい少なくともいくつかの符号を有する場合があるが、そのような構成要素のそれぞれの詳細な説明は各図に関して以下で提供されていないことがある。

カスタム歯科インプラント
本明細書に記載されている例示的な態様に従ってカスタム歯科インプラントを実現することができる。

天然歯はその天然歯槽骨に埋め込まれている。それは神経や血管を保持することができる歯髄を含んでおり、エナメルで覆われている象牙質によって囲まれている。歯の根の部分は歯を顎骨に固定する歯根膜との結合を提供するセメントの薄い層を有する。インプラント治療の間にインプラントを顎骨内の穴に挿入することができる。

本発明の一実施形態によれば、カスタム歯科インプラント１を個々に成形して患者の自然な抜歯窩の中に一体化させることができる。好ましくはカスタム歯科インプラント１は自然な抜歯窩の歯根膜または顎骨の中に一体化させることができる。その根を表すインプラント１の部分の形状は、自然な抜歯窩内に位置していた天然の歯根を複製するか実質的に複製するように構成されていてもよい。但し前記形状は、天然歯槽骨とのプレスもしくは有刺嵌めを提供するために修正されていてもよい。さらに自然な抜歯窩はインプラント治療前に外科的に整えられていてもよい。例えば損傷および感染された軟組織、歯または骨物質を再成形工程において取り除いてもよく、抜歯窩の得られた形状はカスタム歯科インプラント１を作製する際に使用してもよい。好ましくは、前記再成形は最小である。「自然な抜歯窩」という用語は以後、成形された抜歯窩および成形されていない抜歯窩の両方を指すように使用する場合がある。本明細書ではカスタム歯科インプラント１は複数のドリリング処置の必要性をなくすことができ、かつインプラントは抜歯窩の修正を最小にしながら抜歯と同時に配置することができ、従って患者および臨床医の両方から見て全体的なインプラント手順を単純化する。

カスタム歯科インプラント１は、インプラント埋入を支援すると共に、骨結合が完了するまでの初期安定性（例えば回転および／または横安定性）も提供するバネのようなエネルギー蓄積装置／機構１０を備えていてもよい。本明細書では、カスタム歯科インプラント１は図１ａに示すようにインプラント１の外面２２の周りに配置された１つ以上のエネルギー蓄積装置１０を備えていてもよい。カスタム歯科インプラント１はセラミックなどの単材を含んでいてもよいが、製造性および使いやすさを促進するためにワンピースもしくはマルチピースシステムのいずれであってもよい。本明細書における一実施形態では、１つ以上のエネルギー蓄積装置１０は弾性位置エネルギーの原理に依存していてもよい。物体、部材または特徴部は弾性的に変形することができ、その変形の結果はこの運動の位置エネルギーへの変換であってもよい。これは単純な線形バネの運動によってシミュレートまたは説明することができる。バネに蓄積された弾性位置エネルギーはフックの法則に従ってモデル化することができ、ここではバネによって生じる復元力はその変形の長さに比例している。これは方程式Ｆ＝－ｋ＊ｘでモデル化されている。さらに、梁もしくは片持ち梁アームまたは様々な厚さおよび幅のようなより複雑な形状に蓄積されるエネルギーは、その形状のモーメントまたは慣性と共に弾性率のような様々な材料特性を含む方程式を用いてモデル化することができる。

本明細書における一実施形態では、エネルギー蓄積装置１０はカスタム歯科インプラント１の外面２２の伸展部であってもよく、従ってカスタム歯科インプラント１の内部２０（図２）と同じ材料（例えばセラミック）で作られていてもよい。さらにインプラント１の全体的な形状は自然な抜歯窩よりも大きくてもよい。これは、必要とされる初期安定性を達成するためにエネルギー蓄積特徴部が撓む必要があることに起因する。インプラント１の底／根尖部３２の形状は抜歯窩の輪郭を辿っていてもよいが、エネルギー蓄積特徴部の設計および包含により抜歯窩の体積を超えていてもよい（すなわち外面２２は抜歯窩の輪郭を辿っていてもよく、エネルギー蓄積装置１０はこの前記輪郭を超えていてもよい）。本発明に係る別の実施形態では、エネルギー蓄積装置１０はカスタム歯科インプラント１の外側シェル１８の一部であってもそれ自体であってもよく、ここでは本カスタム歯科インプラントの内部構成要素２０は外側スリーブ１８（図５）に嵌合しているかそれに融合されていてもよい。本明細書における一実施形態では、内部構成要素２０は真っ直ぐな壁または逆テーパー状嵌合部を有していてもよく、かつ内部構成要素を外側スリーブ１８に容易に嵌め込み／挿入することができるようにアンダーカットを含んでいなくてもよい。さらなる例示的な実施形態では、インプラント１のチタンおよびセラミック材料を互いに融合させてもよい。チタンはその好ましい生体適合性および機械的特性を理由に使用される場合がある。そのような特性としては材料強度、骨結合性能および弾性が挙げられる。セラミックはその審美的外観、生体適合性および好ましい軟組織付着を理由に使用される場合がある。セラミックおよびチタンは各種高温接合技術を用いて、あるいはさらにはセメントまたは溝、スロットもしくは切り欠きのような機械的係止特徴部の使用によって互いに融合させてもよい。本明細書における別の実施形態では、内部２０は咬合面部３０の中に延在していてもよく、前記内部１０は修復物２４のために支持を提供するか、前記修復物２４の一体化部分であるように構成されている（図１ａおよび図６）。図９ａ～図９ｃは内部２０のさらなる構成３４、３６および３８を示す。内部は必ずしもインプラントに対してあらゆる特定の向きまたは軸で位置合わせされていなくてもよい。例えば、内部２０の向きは垂直なインプラント軸に沿っていてもよいが、内部２０はその材料壁の厚さが支持を提供するのに十分であるインプラント１の他の位置で方向づけられていてもよい。さらに、この内部２０はそれが角のあるネジ溝概念を実現するために歯科修復物と嵌合することができるように方向づけられていてもよく、ここではこのネジアクセスホールは審美的観点から、すなわち舌側に隠されている。エネルギー蓄積装置１０は、（ｉ）インプラントを埋入するために必要とされる柔軟性を提供するか実質的に提供する、および／または（ｉｉ）埋入後に初期安定性を提供するのに十分なエネルギーを蓄積するように構成することができる例えばバネ、コイル、とげおよび／または他の手段であってもよい。本明細書では例えばバネ剛性率は２～５０ｌｂｓ／ｉｎであってもよい。インプラント部位を評価し、かつ例えば必要とされる初期安定性を決定することにより、エネルギー蓄積手段の柔軟性の量を得てもよい。初期安定性は、骨の品質および量ならびにプレパレーション部位が例えば臨床医によって決定されるような即時荷重の候補であるか否かに基づいて決定してもよい。本明細書における一実施形態では測定のためにＯｓｓｔｅｌｌ ＩＳＱスケールを用いた場合に、これは６０～７０超の間で異なってもよい。本インプラントシステムのためのエネルギー蓄積システムにおいて必要とされる柔軟性の量は、有限要素分析または他のシミュレーションプログラムなどによるコンピュータモデリングを用いて計算することができる。エネルギー蓄積装置１０はインプラント１の埋入中に撓むことができ、これにより従来のインプラントを埋入するために使用される力よりもインプラントを埋入するために必要とされる全体的な力を少なくするのを可能にする。挿入後に次いでエネルギー蓄積装置１０は展開して歯根型の壁に向かって外圧を与えて安定性を達成することができる。

本発明の一実施形態では、エネルギー蓄積装置１０をインプラント１の底／根尖部３２の設計の中に一体化させてもよく、ここではインプラント１の各突起部１２（その根を表す本カスタム歯科インプラントの一部）は、図３に示すように埋入中に曲げるために柔軟であるように構築されていてもよい。インプラント１が確実に位置エネルギーを蓄積することができるように、エネルギー蓄積装置１０の曲げは当該材料の弾性部分に制限されていてもよい。エネルギー蓄積装置１０が撓みに耐えることができずに必ず塑性破壊してしまう場合には、インプラントは適切に機能することができない場合がある。さらに別の実施形態では、図４に示すようにモザイク状の界面１４を含むハーネスが抜歯窩壁１６および標準的なセラミック歯科インプラント２８の壁に連結するように構成されていてもよい。このハーネスはカスタマイズされた歯科インプラント１の一部であってもよく、かつ抜歯窩壁１６に連結していてもよい。

他の実施形態では、インプラント１は同様の「エネルギー蓄積」特性を含むことができるが、インプラント１および／またはエネルギー蓄積装置１０はヒドロキシアパタイト、リン酸三カルシウム、マグネシウムなどの吸収性構造材料から製造されていてもよい。これらの実施形態はセラミックまたは金属材料から作られていてもよく、かつ多孔性もしくは微細構造表面などのさらなる特徴を含めて骨結合を高め、かつ外科手術／埋入中に使用される二次的移植片材料の必要性の代わりとなる骨再生機能を促進してもよい。

カスタム歯科インプラントを作製するための方法
これまで図１のカスタム歯科インプラントについて説明してきたが、次に本カスタム歯科インプラントを作製する方法について図７を参照しながらさらに説明する。

次に図７を参照すると、カスタム歯科インプラント１を患者の自然な抜歯窩の中に成形および一体化させることができる。突起部１２の形状は、歯槽骨内に位置していた天然の歯根に一致するか実質的に一致することができる。本発明の一実施形態では、カスタム歯科インプラント１を作製する方法は、（ｉ）患者の歯または歯列の解剖学的形状をスキャンする工程と、（ｉｉ）歯の３次元（３Ｄ）表示をデータレコードとして得る工程と、（ｉｉｉ）得られた３次元データに基づいてカスタム歯科インプラント１を製造する工程とを含んでもよい。本明細書における一実施形態では、スキャンする工程は抜歯前に行ってもよい。本明細書における別の実施形態では、スキャンする工程は本明細書の下で考察されているように抜歯後に行ってもよい。

工程Ｓ１００では置換される歯を抜いて清浄してもよい。次いで抜いた歯を工程Ｓ３００においてスキャンして、工程Ｓ４００において抜いた歯の３Ｄ画像を得てもよい。あるいはコンピュータ断層撮影（ＣＴ）、コーンビームコンピュータ断層撮影（ＣＢＣＴ）または磁気共鳴画像（ＭＲＩ）および口腔内スキャンなどを用いて抜歯前に歯をスキャンしてもよく、ここではＳＴＬフォーマットまたは、「ボクセル」フォーマットなどのボリュームデータなどの表面記述を歯の３Ｄ表示に変換してもよい。

工程Ｓ４００において歯の３Ｄ画像を得た後に、まだ抜歯されていなければ工程Ｓ４０５において歯を抜いてもよい。抜歯窩の画像も直接得てもよい。次いで工程Ｓ５００においてその３Ｄ画像を分析してエネルギー蓄積装置１０を設計する際に使用するための歯および／または自然な抜歯窩に関する情報を得てもよい。この情報は、（ｉ）自然な抜歯窩のサイズ／形状、隣接する歯の解剖学的構造の位置、残っている歯根膜の量、神経の位置、周囲の骨の密度、軟組織の形状およびプロファイルならびに骨の深さまたは量、（ｉｉ）安定なインプラントを提供するために必要とされるエネルギー、（ｉｉｉ）必要とされるインプラントの解剖学的構造、（ｉｖ）インプラントおよびエネルギー蓄積特徴部の最適な形状を含んでもよい。

前記分析後に、工程Ｓ６００において得られた情報に基づいて１つ以上のエネルギー蓄積装置１０を設計してもよい。この設計は、各エネルギー蓄積装置１０がカスタム歯科インプラント１の底部３２において中央部２６および／または突起部１２を完全にまたは部分的に取り囲んで図１ａおよび図１ｂに示されている撓みおよび安定性を提供することができるようなものであってもよい。中央部２６は、治療されている患者のエマージェンスプロファイルに対応し得る所定のエマージェンスプロファイルを有するように構成されていてもよい。本発明の別の例示的な実施形態では、この設計は、インプラントの突起部１２を様々な梁状形状（極小突起部）１２ｂ（図３）に分けて埋入中に撓みを可能にし得るようなものであってもよい。本明細書における例示的な一実施形態では、突起部１２はインプラント埋入アクセスに沿って垂直に方向づけられた梁であってもよく、かつ極小突起部１２ｂはＩＳＱおよび／または他の安定性測定などのプロトコルによって記載されているような理想的なインプラント安定性および必要とされる剛性を達成するために最適化されていてもよい。

インプラント２０の内部は、抗回転特徴部などの特徴部、雌ネジ山および図９ａ～図９ｃに示されているさらなる補綴選択肢のための結合部を含む既存のネジ型歯科インプラント設計を模倣するように設計されていてもよい。前記特徴部はインプラント１の中心軸と異なる軸または同じ軸上にあってもよい。さらにインプラント１のカスタム性すなわち患者個別性により、これらの修復構成要素のいくつかは、審美的必要性および隣接する歯の解剖学的構造によって決定される理想的なクラウンに嵌合させるようにインプラントの上部を設計することにより、カスタム歯科インプラント１の設計の中に一体化されていてもよい。

本発明のさらに別の例示的な実施形態では、この設計は、自然な抜歯窩１６の壁と標準的な歯科インプラント２８の壁との間のモザイク状バネ構造／界面１４などの「ハーネス」を含んでいてもよい。このモザイク状バネ構造は埋入および安定性のためにバネ付勢を与えるように構成されていてもよいが、骨の増殖を促進するために移植片として機能するための材料（リン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、マグネシウムおよび他の生体吸収性材料など）および形状も特徴としてもよい。さらにインプラント１の各突起部１２は、所定の軸に沿った運動を可能にする片持ち梁として機能するための内蔵されたバネまたは梁のような特徴部を有していてもよい。これは挿入中の柔軟性を可能にするためのアンダーカット特徴部にコンプライアンスを付加することにより機能してもよい。

この設計後に、工程Ｓ７００に示すようにカスタム歯科インプラント１を製造してもよい。それは付加製造法のみ、あるいは付加法、除去法および／または成形法の組み合わせを用いて製造してもよい。それは歯科医師の医院、研究室または集中製造場所において、例えばミリング、研磨またはラピッドプロトタイピングによって製造してもよい。また例えば鋳造などの従来の研究室手順を用いてそれを作製してもよい。本明細書における一実施形態では、修復物２４は当該技術分野において標準的な手順を用いて製造してもよい。

また本カスタム歯科インプラントは、個々の患者の既存の歯根膜細胞構造の中に一体化されるかそれによって取り込まれるのに適した生体適合性材料の薄い層で被覆されていてもよい。

なお本明細書に記載されている方法は完全におよび／または部分的に自動化されていてもよい。カスタム歯科インプラント１の製造後に、Ｓ８００に示すようにそれを抜歯窩の中に挿入／埋め込んでもよい。

カスタム歯科インプラントを作製するためのコンピュータシステム
これまでカスタム歯科インプラント１について説明してきたが、次に本明細書中の例示的な実施形態の少なくともいくつかに従って用いることができるコンピュータシステム１００のブロック図を示す図８を参照する。様々な実施形態をこの例示的なコンピュータシステム１００の観点から本明細書において説明する場合があるが、この説明を読んだ後に、他のコンピュータシステムおよび／またはアーキテクチャを用いて本開示を実装する方法が当業者には明らかになるであろう。

コンピュータシステム１００は、置換される歯の３Ｄ画像を得るためのＣＢＣＴ、ＭＲＩおよび／または口腔内スキャナなどのスキャナを備えていてもよい。本コンピュータシステムは少なくとも１つのコンピュータプロセッサ１２２も備えていてもよい。本コンピュータシステムは３Ｄ画像を受信するように構成されていてもよく、プロセッサ１２２は、コンピュータシステム１００のディスプレイ１２８上でレンダリングすることができる本カスタム歯科インプラントおよび対応する１つ以上のエネルギー蓄積装置１０を作製するために、前記３Ｄ画像を分析するように構成されていてもよい。本明細書における一実施形態では、コンピュータシステム１００は、仕上げられたカスタム歯科インプラント１を作製するためにキーボード、マウスまたはタッチスクリーンモニターなどの入力装置１３０を介して臨床医から入力を受け取ってもよい。プロセッサ１２２は通信インフラ１２４（例えば、通信バス、クロスオーバーバー（ｃｒｏｓｓ－ｏｖｅｒ ｂａｒ）装置またはネットワーク）に接続されていてもよい。

ディスプレイインタフェース（または他の出力インタフェース）１２６は、ディスプレイ装置１２８上への表示のためにビデオグラフィックス、テキストおよび通信インフラ１２４（またはフレームバッファー（図示せず））からの他のデータを転送してもよい。

カスタム歯科インプラント１を作製する１つ以上の工程は、コンピュータ可読プログラム命令の形態で非一時的記憶装置に記憶されていてもよい。手順を実行するために、プロセッサ１２２は記憶装置に記憶されている適当な命令をメモリにロードし、次いでロードした命令を実行する。

コンピュータシステム１００は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）であってもよいメインメモリ１３２も備えていてもよく、かつ補助メモリ１３４も備えていてもよい。補助メモリ１３４は、例えばハードディスクドライブ１３６および／または取り外し可能な記憶ドライブ１３８（例えば、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブおよびフラッシュメモリドライブなど）を備えていてもよい。取り外し可能な記憶ドライブ１３８は周知の方法で取り外し可能な記憶装置１４０から／に読み出しおよび／または書き込みしてもよい。取り外し可能な記憶装置１４０は、取り外し可能な記憶ドライブ１３８によって書き込みおよび読み出しすることができる例えばフロッピーディスク、磁気テープ、光ディスクおよびフラッシュメモリ装置などであってもよい。取り外し可能な記憶装置１４０としては、コンピュータ実行可能ソフトウェア命令および／またはデータを記憶している非一時的コンピュータ可読記憶媒体が挙げられる。

さらなる他の実施形態では、補助メモリ１３４としてはコンピュータ実行可能プログラムまたはコンピュータシステム１００にロードされる他の命令を記憶している他のコンピュータ可読媒体が挙げられる。そのような装置は、取り外し可能な記憶装置１４４およびインタフェース１４２（例えば、プログラムカートリッジおよびカートリッジインタフェース）、取り外し可能なメモリチップ（例えば、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（「ＥＰＲＯＭ」）またはプログラム可能なリードオンリーメモリ（「ＰＲＯＭ」））および関連するメモリソケット、ならびにソフトウェアおよびデータを取り外し可能な記憶装置１４４からコンピュータシステム１００の他の部分に転送することができる他の取り外し可能な記憶装置１４４およびインタフェース１４２を備えていてもよい。

コンピュータシステム１００はソフトウェアおよびデータをコンピュータシステム１００と外部装置との間で転送するのを可能にする通信インタフェース１４６も備えていてもよい。通信インタフェース１４６を介して転送されるソフトウェアおよびデータは信号の形態であってもよく、その信号は通信インタフェース１４６によって送信および／または受信することができるものであればよい電子信号、電磁信号、光信号または別の種類の信号であってもよい。信号は通信路１４８（例えばチャネル）を介して通信インタフェース１４６に提供してもよい。通信路１４８は信号を運ぶことができ、ワイヤまたはケーブル、ファイバーオプティクス、電話線、セルラーリンクまたは無線周波数（「ＲＦ」）リンクなどを用いて実装されていてもよい。通信インタフェース１４６は、ソフトウェアまたはデータあるいは他の情報をコンピュータシステム１００とリモートサーバまたはクラウドベースの記憶装置（図示せず）との間で転送するために使用してもよい。

１つ以上のコンピュータプログラムまたはコンピュータ制御ロジックはメインメモリ１３２および／または補助メモリ１３４に記憶されていてもよい。またコンピュータプログラムは通信インタフェース１４６を介して受信されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータプロセッサ１２２によって実行された場合に、コンピュータシステム１００に本明細書に記載されている方法を実行させるコンピュータ実行可能命令を含んでいてもよい。それに従ってコンピュータプログラムはコンピュータシステム１００を制御してもよい。

別の実施形態では、ソフトウェアは非一時的コンピュータ可読記憶媒体に記憶されており、かつ取り外し可能な記憶ドライブ１３８、ハードディスクドライブ１３６および／または通信インタフェース１４６を用いてコンピュータシステム１００のメインメモリ１３２および／または補助メモリ１３４にロードされてもよい。制御ロジック（ソフトウェア）はプロセッサ１２２によって実行された場合に、コンピュータシステム１００に本明細書に記載されている方法の全てまたはいくつかを実行させてもよい。

特に定義されていない限り、本明細書で使用される全ての技術および科学用語は本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される同じ意味を有する。本開示の実践または試験において本明細書に記載されているものと同様もしくは同等である方法および材料を使用してもよいが、好適な方法および材料は上に記載されている。本明細書において言及されている全ての文献、特許出願、特許および他の参考文献は、適用法および規制によって可能な程度までそれら全体が参照により組み込まれる。本開示はその趣旨または必須の属性から逸脱することなく他の特定の形態で具体化してもよく、従って本実施形態はあらゆる点において例示的なものであり限定的なものではないものとみなすことが望ましい。本明細書の中で利用されているあらゆる見出しは単に便宜上のものであり、法的もしくは限定的効果は有していない。

Claims (24)

1. 修復物を受け入れるか前記修復物の一体化部分を形成するように構築された咬合面部と、
   所望のエマージェンスプロファイルを有するように構成された中央部と、
   自然な抜歯窩の形状に実質的に一致するように構成され、かつ１つ以上の突起部を含む根尖部と、
   前記中央部および／または突起部に沿って配置されているかそれらと一体化されており、かつ前記自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に前記自然な抜歯窩内でカスタム歯科インプラントを安定化させるように構成されている少なくとも１つのエネルギー蓄積装置と、
   を備え、
   前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置の構造は、（ｉ）歯が交換される位置、（ｉｉ）歯槽骨の形状、（ｉｉｉ）存在する歯根膜線維の量、（ｉｖ）インプラント配置後に必要とされる初期安定性、（ｖ）隣接する神経の位置、および（ｖｉ）前記カスタム歯科インプラントの支持のために必要とされる骨の品質または量からなる群から選択される情報に基づいている、
   顎の中に挿入するためのカスタム歯科インプラント。
2. 前記カスタム歯科インプラントは生体適合性材料および／またはセラミック材料で作られている、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
3. 前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は前記カスタム歯科インプラントの内部と同じ材料で作られている、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
4. 前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は前記カスタム歯科インプラントの外側シェルであるか前記外側シェルの一部である、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
5. 前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置はバネ、コイル、梁、レバーまたはとげである、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
6. 前記カスタム歯科インプラントの突起部は前記自然な抜歯窩内への挿入中に曲げるために柔軟であるように構築されている、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
7. 前記カスタム歯科インプラントおよび／または前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は吸収性構造材料で作られている、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
8. 前記吸収性構造材料はヒドロキシアパタイト、リン酸三カルシウムおよび／またはマグネシウムである、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
9. 前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置は前記カスタム歯科インプラントの中央部および／または突起部を完全にまたは部分的に取り囲んでいる、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
10. 前記突起部は前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を形成している梁状形状として構成されている、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
11. 前記内部は歯科修復物を支持するためにネジ型歯科インプラントの抗回転特徴部、ネジ山および／または結合形状を模倣するように構築されている、請求項１に記載のカスタム歯科インプラント。
12. 患者の歯の自然な抜歯窩の形状を表す３次元データを受信する工程と、
    前記３次元データを分析して前記自然な抜歯窩の特性に関する情報を得る工程と、
    （ｉ）修復物を受け入れるか前記修復物の一体化部分を形成するための咬合面部、（ｉｉ）所望のエマージェンスプロファイルを有するように構成された中央部、（ｉｉｉ）１つ以上の突起部を含む根尖部、および（ｉｖ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を有するようにカスタム歯科インプラントの３次元画像を設計することを含む、前記自然な抜歯窩の前記特性に基づいて前記カスタム歯科インプラントの前記３次元画像を設計する工程と、
    前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置が前記自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に前記自然な抜歯窩内で前記カスタム歯科インプラントを安定化させるように、（ｉ）歯が交換される位置、（ｉｉ）歯槽骨の形状、（ｉｉｉ）存在する歯根膜線維の量、（ｉｖ）インプラント配置後に必要とされる初期安定性、（ｖ）隣接する神経の位置、および（ｖｉ）前記カスタム歯科インプラントの支持のために必要とされる骨の品質または量からなる群から選択される情報に基づいて、前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を前記カスタム歯科インプラントに沿っているかその中に一体化させるように設計する工程と、
    前記設計する工程に基づいて前記カスタム歯科インプラントを作製する工程と
    を含む、カスタム歯科インプラントを調製する方法。
13. 前記３次元データを受信する前に前記歯をスキャンして前記自然な抜歯窩の前記形状を得る工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記歯を抜く前に前記歯をスキャンする工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記歯を抜いた後に前記歯をスキャンする工程をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. コンピュータ断層撮影（ＣＴ）機器、コーンビームコンピュータ断層撮影（ＣＢＣＴ）機器、口腔内デジタルスキャナおよび／または磁気共鳴画像（ＭＲＩ）機器により前記スキャンする工程を行うことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記カスタム歯科インプラントを前記自然な抜歯窩内に挿入する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
18. 前記挿入する工程の前に前記自然な抜歯窩を外科的に整える工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記カスタム歯科インプラントの中央部および／または突起部を完全にまたは部分的に取り囲むように前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を設計する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
20. 前記突起部を前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を形成している梁状形状として設計する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
21. 修復物を支持するためにネジ型歯科インプラントの抗回転特徴部、ネジ山および／または結合形状を模倣するように内部を設計する工程をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
22. コンピュータシステムによって実行された場合に、前記コンピュータシステムに、
    患者の自然な抜歯窩の前記形状を表す３次元データを受信させ、
    前記３次元データを分析して前記自然な抜歯窩の特性に関する情報を得させ、
    前記自然な抜歯窩の前記特性に基づいて、カスタム歯科インプラントの前記３次元画像が（ｉ）修復物を受け入れるか前記修復物の一体化部分を形成するための咬合面部、（ｉｉ）所望のエマージェンスプロファイルを有するように構成された中央部、（ｉｉｉ）１つ以上の突起部を含む根尖部、および（ｉｖ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を有するように、前記カスタム歯科インプラントの３次元画像を設計させ、
    前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置が前記自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に前記自然な抜歯窩内で前記カスタム歯科インプラントを安定化させるように、（ｉ）歯が交換される位置、（ｉｉ）歯槽骨の形状、（ｉｉｉ）存在する歯根膜線維の量、（ｉｖ）インプラント配置後に必要とされる初期安定性、（ｖ）隣接する神経の位置、および（ｖｉ）前記カスタム歯科インプラントの支持のために必要とされる骨の品質または量からなる群から選択される情報に基づいて、前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を前記カスタム歯科インプラントに沿っているかその中に一体化させるように設計させる
    命令を含む命令の順序を記憶している非一時的コンピュータ可読媒体。
23. 前記命令は前記コンピュータシステムによって実行された場合にさらに前記コンピュータシステムに前記設計に基づいて前記カスタム歯科インプラントを作製させる、請求項２２に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
24. 患者の自然な抜歯窩の形状を表す３次元データを受信し、
    前記３次元データを分析して前記自然な抜歯窩の特性に関する情報を得、
    前記自然な抜歯窩の前記特性に基づいて、カスタム歯科インプラントの３次元画像が（ｉ）修復物を受け入れるか前記修復物の一体化部分を形成するための咬合面部、（ｉｉ）所望のエマージェンスプロファイルを有するように構成された中央部、（ｉｉｉ）１つ以上の突起部を含む根尖部、および（ｉｖ）少なくとも１つのエネルギー蓄積装置を有するように前記カスタム歯科インプラントの３次元画像を設計し、
    前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置が前記自然な抜歯窩の中への挿入中に撓んで外圧を与えるために展開して骨結合中に前記自然な抜歯窩内で前記カスタム歯科インプラントを安定化させるように、（ｉ）歯が交換される位置、（ｉｉ）歯槽骨の形状、（ｉｉｉ）存在する歯根膜線維の量、（ｉｖ）インプラント配置後に必要とされる初期安定性、（ｖ）隣接する神経の位置、および（ｖｉ）前記カスタム歯科インプラントの支持のために必要とされる骨の品質または量からなる群から選択される情報に基づいて、前記少なくとも１つのエネルギー蓄積装置をカスタム歯科インプラントに沿っているかその中に一体化させるように設計する
    ように動作可能な少なくとも１つのプロセッサを備える、カスタム歯科インプラントを設計するためのシステム。

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