JP2022517390A - オーダーメイドインプラント固定体、その製作方法及びこれを利用したオーダーメイドインプラントシステム - Google Patents
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Abstract
本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体は、抜歯される歯の歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部；及び前記第１固定体部から延長して形成され、前記歯槽骨に対する前記歯の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する第２固定体部を含む。
Description
本発明は、天然歯根の形状を有するオーダーメイドインプラント固定体、その製作方法及びそれを用いたオーダーメイドインプラントシステムに関する。
歯科でのインプラントは、歯が抜けた部位に人工的に作られた歯を植立して歯があるものと同様にする治療をいう。通常のインプラント方法は、失った歯の代わりにオッセオインテグレーション（Osseointegration）材料で作られた固定体（fixture）を手術により歯槽骨に埋め込んだ後、その上部に補綴物である人工歯を固定する。
通常の固定体の植立方法は、歯槽骨の切削により骨に回転対称な穴を形成した後、適切なサイズのインプラントを埋め込むことである。多様な形状、直径及び長さで製作される回転対称なインプラント固定体は、植立後、数週間経過したら歯槽骨と癒着する。
このような歯科インプラント施術において、歯が失われた直後（抜歯直後）にインプラントを植立しなければならない場合、抜歯した後に残っている抜歯窩（tooth socket）と既製品のインプラントの断面形状は互いに合わないため、 抜歯窩内でインプラントの固定が十分でなくなる。従って、抜歯後に骨が先に回復した後にインプラント施術を行うことが一般的に安定した施術として認められている。
しかしながら、抜歯後の抜歯窩は自然治癒の過程で歯槽骨の高さと幅の消失をもたらし、その後のインプラント植立及び予後に大きな影響を及ぼす。従って、抜歯前の歯槽骨の形態を維持するために抜歯後に直ちにインプラントを植立する場合、抜歯窩（tooth socket）とインプラントの間の空きスペーススペースを埋めるために様々な骨移植剤を移植し、遮蔽膜を利用する技術が提案された。例えば、国際公開特許ＷＯ２０１７／００７２４８号は、抜歯窩形態に合わせたオーダーメイドスキャフォールド移植材を使用することを提示しており、国際公開特許ＷＯ２００７／０３８８１７号は歯根形態のオーダーメイドインプラントを利用する方法を紹介している。
しかしながら、抜歯窩に従来のような回転対称体を有するインプラント固定体を植立する場合、抜歯窩とインプラントの間に空きスペースが発生して初期固定力と歯槽骨の外形の変化を予測しにくくなる。また、骨移植剤と遮蔽幕を使用する場合、骨移植剤と周辺骨インプラント間の癒着には数ヵ月以上の相当の治癒期間が必要になる。
また、既存の歯根型インプラントの場合、追加的な骨削除なしに抜歯窩にインプラント固定体に圧力をかけて植立するので、初期固定力が弱いという短所がある。特に、歯周炎がひどいことで歯を抜歯する場合、歯槽骨の深さが非常に低いため、このような既存の歯根型インプラントを直接適用することが困難である。その結果、従来方式の歯根型インプラントは、歯槽骨が健全な状態の歯の抜歯である場合であって、ごく制限的な事例でのみ使用できる。また、上部補綴の場合、連結方式に対する技術の提示がなく、製作デザイン形態で予想する場合、接着形態の補綴物形態のみが利用できると予想される。さらに、歯根型インプラントの形状を製作する方法に関する詳細な技術の提示がないため、従来の歯根型インプラントの実用化方式の具体性に欠けており、実際に施術された例もまれなのが現状である。
本発明の目的は、抜歯後にインプラントを直ちに植立する場合でも、抜歯窩とインプラントとのギャップが最小になって抜歯窩に正確に合う形態のオーダーメイドの形状を有し、歯の抜歯前の歯外傷、う蝕又は歯周炎などにより抜歯窩の上部の汚染された歯槽骨の代わりに抜歯窩の下部の健全な歯槽骨の切削及び当該切削空間とインプラントとの結締による初期固定力を増加させることができる形態のオーダーメイドインプラント固定体、その製造方法及びこれを用いたオーダーメイドインプラントシステムを提示することにある。
本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体は、抜歯される歯の歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部；及び前記第１固定体部から延長して形成され、前記歯槽骨に対する前記歯の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する第２固定体部を含む。
本発明に係る一例として、前記第１横断面は前記歯の自然な外郭面が有する非対称横断面であり得る。
本発明に係る一例として、前記第２横断面は前記歯槽骨に対するドリリングにより得られる円形ホールに挿入できる円形横断面であり得る。
本発明に係る一例として、前記第２固定体部は、前記歯槽骨に対して非回転方法により直接挿入できるようにシリンダー又は円錐状に形成されてもよい。
本発明に係る一例として、前記第１固定体部は、オッセオインテグレーション結合力の増大のための第１表面形状部をさらに含んでもよい。
本発明に係る一例として、前記第２固定体部は、初期固定力の増大のための第２表面形状部をさらに含んでもよい。
本発明に係る一例として、前記第１表面形状部と前記第２表面形状部は、ねじ山又は凹凸状に形成されてもよい。
本発明に係る一例として、前記第１固定体部の上部に支台柱を固定するための締結形状部が形成されてもよい。
本発明に係る一例として、前記第１固定体部の上部に前記歯槽骨の外側に露出される上部補綴物が直接取り付けられてもよい。
本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体の製作方法は、頭頸部の断層撮影データ情報を受信するステップ；前記データ情報により歯槽骨と抜歯される歯を含む３次元モデルを生成するステップ；前記３次元モデルから抜歯予定部位の歯を仮想的に除去するステップ；及び前記歯を除去することにより形成される抜歯窩に植立されるオーダーメイドインプラント固定体をデザインするステップを含み、前記オーダーメイドインプラント固定体は、抜歯される前記歯の前記歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部；及び前記固定体部から延長して形成され、前記歯槽骨に対する前記歯の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する。
本発明に係る一例として、前記オーダーメイドインプラント固定体の製作方法は、前記歯を取り除くことにより形成される抜歯窩に植立されるオーダーメイドインプラントをデザインするステップの後に、前記オーダーメイドインプラントの植立に使用される手術用ガイドをデザインするステップをさらに含んでもよい。
本発明に係る一例として、前記オーダーメイドインプラント固定体及び前記手術用ガイドは、３Ｄプリンティングにより製作されてもよい。
本発明に係る一例として、前記第１横断面は前記歯の自然な外郭面が有する非対称横断面であり、前記第２横断面は前記歯槽骨に対するドリリングにより得られる円形ホールに挿入される円形横断面であり得る。
本発明に係るオーダーメイドインプラントシステムは、頭頸部の断層撮影データを受信するデータ取得部；前記データ情報により歯槽骨と抜歯される歯を含む３次元モデルを生成する３次元モデリング部；前記３次元モデルから抜歯予定部位の歯を仮想的に除去し、前記歯を除去することにより形成される抜歯窩に植立されるオーダーメイドインプラント固定体のデザインを生成するインプラントデザイン生成部；前記オーダーメイドインプラントの植立に使用される手術用ガイドのデザインを生成するガイドデザイン生成部；及び前記オーダーメイドインプラント固定体及び上記手術用ガイドを３Ｄプリンティング又はミーリングにより製作する機械加工部を含み、前記オーダーメイドインプラント固定体は、抜歯される前記歯の前記歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部；及び前記第１固定体部から延長して形成され、前記歯槽骨に対する前記歯の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する、第２固定体部を含む。
本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体によると、抜歯される歯の歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部と、第１固定体部から延長して形成され、歯槽骨に対する前記歯の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する第２固定体部とを有する形態であって、一般的なインプラント植立術による歯槽骨ドリル法によるインプラント植立により抜歯の直後にインプラントの初期安定性を確保することができ、インプラントが抜歯窩に正確に植立されることができる。
本発明によるオーダーメイドインプラントの場合、歯周疾患が進行して抜歯窩周辺骨の吸収が相当量進行した場合にも、ドリリングにより形成されるホールに第２固定体部が挿入されて固定されるので、単純な歯根形態の既存の自然抜歯型インプラントにより達成できなかった植立後の初期固定力が確保できるようになり、適用対象を拡大することができる。
以下、本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体及びその製作方法を添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係り、健全な歯の場合（ａ）と歯周疾患のある歯の場合（ｂ）に備えて示す図である。歯周炎がひどくなった患者の場合（ｂ）は、健全な歯の場合（ａ）と異なって歯槽骨の高さが低く、天然歯（ＮＴ）を取り囲んでいる歯槽骨（ＡＢ）も弱くなっている状態である。この状態で抜歯をして直ちに歯（ＮＴ）形状そのままのインプラントを植立する場合でも、抜歯した歯（ＮＴ）を覆っている深さが浅く、面積も小さいため、植立されたインプラントの初期固定力が確保しにくい。本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体は、このように歯槽骨（ＡＢ）の深さが低い場合にも適用できる初期固定力を提供する。
図２は、本発明に係り、歯周疾患のない抜歯前の歯とその歯が抜歯された状態で植立されたインプラントの様子を比較して示す概念的断面図である。
図２のように、例えば、根が二股に形成された歯（ＮＴ）がある場合（ａ）に抜歯された歯（ＮＴ）の代わりに直ちに植立したオーダーメイドインプラント固定体１００の一例は、右側の図（ｂ）のようである。
オーダーメイドインプラント固定体１００は、抜歯される歯（ＮＴ）の歯槽骨（ＡＢ）により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部１１０と、第１固定体部１１０から延長して形成される第２固定体部１２０とを有する。図４の（I）のように、第１固定体部１１０の第１横断面は歯（ＮＴ）の自然な外郭面が有する非対称（asymmetric）横断面である。この時、第１固定体部１１０の外周面と歯槽骨（ＡＢ）の抜歯窩との間には空きスペースがほとんどない。第２固定体部１２０は、第１固定体部１１０の下段において歯槽骨（ＡＢ）に対する歯（ＮＴ）の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する形態である。図４の（II）のように、第２横断面は歯槽骨（ＡＢ）に対するドリリングにより得られる円形ホールに挿入できる円形横断面である。
第２固定体部１２０は、天然歯（ＮＴ）の根よりわずかに深く植立されることができる。これは、歯周炎がかなり進行されて抜歯窩（ＴＳ）の深さが浅い場合に固定体の初期固定力を確保するのに寄与し得ることを意味する。
第２固定体部１２０は、歯槽骨（ＡＢ）に対して非回転方法、すなわち、スクリューによる方法ではない直接挿入又は圧入方法によりドリリングホールに固定される。第１固定体部１１０が非対称又は非定型形状を有するのに対して、第１固定体部１１０はドリリングホールに容易に挿入できるようにシリンダー又は円錐状に形成される。
第１固定体部１１０及び第２固定体部１２０は、チタン及びチタン合金を含むオッセオインテグレーション（Osseointergration）の特性を有する材質により形成される。
第１固定体部１１０の表面にはオッセオインテグレーション結合力の増大のための第１表面形状部１１１が形成され、第２固定体部１２０の表面にも初期固定力の増大のための第２表面形状部１２１が形成される。このような第１表面形状部１１１と第２表面形状部１２１は、ねじ山（thread）又は凹凸状に形成されて歯槽骨（ＡＢ）の癒着時、結合表面積を増大させる。
これ以外にも、第１表面形状部１１１及び第２表面形状部１２１には歯槽骨（ＡＢ）の癒着を促進させるように表面処理が適用される。そのような表面処理は金属に吸収される砂粒子を強い圧力を利用して打撃することにより微細な凹凸を形成させる方式（ＲＢＭ：Resorbable blast media）、ＲＢＭ表面に酸溶液を処理することにより凹凸内部により微細な噴火口構造を形成させる方式（ＳＡ：Sandblasted and acid etched）、金属に吸収されない酸化アルミニウム粒子を強い圧力で打撃した後、酸溶液処理を行う方式（ＳＬＡ：Sandblasted, Large-grit acid etched）、固定体の表面に骨基質成分である水酸化リン灰石を塗る方式(ＨＡ：Hydroxyapatite coating)などがある。
図３は、本発明に係り、歯周疾患のある抜歯前の歯とその歯が抜歯された状態で植立されたインプラントの様子を比較して示す概念的断面図である。本例においては、実際に歯周疾患により歯槽骨（ＡＢ’）に埋め込まれた歯（ＮＴ’）の深さが相対的に低いので、天然歯根形状を有するインプラント固定体２００も相対的に固定のための深さが充足されにくい場合がある。このためのオーダーメイドインプラント固定体２００も、前述の例のように、第１固定体部２１０とともに第２固定体部２２０を有し、第１固定体部１１０は抜歯される歯（ＮＴ’）の歯槽骨（ＡＢ’）により覆われた形状により決定される歯形状そのままの非対称第１横断面を有し、第２固定体部２２０も歯槽骨（ＡＢ’）に対する歯（ＮＴ’）の根の部分の位置と方向から決定される円形の第２横断面を有する（図４の(III)及び図４の(IV)を参照）。
図５は、本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体の表面形状部の様々な実施形態を概略的に示す断面図である。前述のように、第１固定体部１１０、２１０と第２固定体部１２０、２２０の歯槽骨とのオッセオインテグレーション特性を向上させるための多様な表面形状部を有する。図５（ａ）は、ねじ山状に形成されたものを示し、図５（ｂ）のように水平の反復的な凹凸を有してもよい。これ以外にも、図５ （ｃ）ないし図５（ｇ）のようにねじ山や凹凸をなす角が異なるか、幾何学的な形状を多様化することにより、オッセオインテグレーション特性を向上させることができる。また、表面形状部は、第１固定体部１１０、２１０と第２固定体部１２０、２２０の周面に沿って離隔された位置に溝又は凹凸を有するものであるか、高さによる位置の変化を有するものであってもよい。
図６は、本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体の製作過程を順次示した概念的断面図である。本例においては、図２（ａ）のような状態で歯（ＮＴ）を抜歯した後、オーダーメイドインプラント固定体１００を植立する過程を示す。図６（ａ）ないし図６（ｄ）の各２つの図面のうち、下側図は抜歯窩（ＴＳ）と歯槽骨（ＡＢ）の縦断面図であり、上側図は平面図を概略的に表現したものである。
図６（ａ）のように、歯（ＮＴ）を抜歯した位置には抜歯窩（ＴＳ）が形成され、直ちに植立されるために基本的に抜歯窩（ＴＳ）に対応する外形に類似したインプラントを後述する製作方法で製作して抜歯窩（ＴＳ）を埋める。
このために、まず、図６（ｂ）のように、二股に形成された歯（ＮＴ）の根と他の根の間にある中間部位歯槽骨（ＢＳ）は除去される。このような中間部位歯槽骨（ＢＳ）は保存される場合でもそれによりオッセオインテグレーションが緻密になるよりは逆に骨が充填されない場合があるので、除去する方がより効果的であり得る。
次に、抜歯窩（ＴＳ）との最も深い部分においてハンドピース１７０及びドリル１７１によりドリリングホール（ＤＨ）を形成する。このようなドリリングホール（ＤＨ）は一体で形成される第１固定体部１１０と第２固定体部１２０が軸方向に挿入できるように全体的な基準ガイドの役割を果たし、さらに、第２固定体部１２０との接触及びオッセオインテグレーションによる固定力を確保できるようにする。ドリリングホール（ＤＨ）を形成するために、抜歯窩（ＴＳ）に適した手術用ガイド１８０が使用される。
ドリリングホール（ＤＨ）が形成されると、第１固定体部１１０と第２固定体部１２０を有するオーダーメイドインプラント固定体１００を直ちに挿入する。このとき、第２固定体部１２０の上部には、歯槽骨（ＡＢ）の外側に露出される上部補綴物１５０（図２を参照）が直接取り付けられるか、図５（ｄ）の上側図のように支台柱（abutment）又は上部補綴物１５０を固定するための締結形状部１３０が形成される。上部補綴物１５０が取り付け又は締結される前に、オーダーメイドインプラント固定体１００が固定力を確保できるようにヒーリング期間が適用される。
本発明に係るオーダーメイドインプラントシステムは、データ取得部、３次元モデリング部、インプラントデザイン生成部、ガイドデザイン生成部、機械加工部などを含む。
データ取得部は、頭頸部のＣＴのような断層撮影によりデータ情報を受信する。３次元モデリング部は、このようなデータ情報により歯槽骨と抜歯される歯を含む３次元モデルを生成する。３次元モデルが生成されると、インプラントデザイン生成部は、これから抜歯予定部位の歯を仮想的に除去し、歯を除去することにより形成される抜歯窩（tooth socket）に植立されるオーダーメイドインプラント固定体のデザインを生成する。また、ガイドデザイン生成部は、このようなオーダーメイドインプラントの植立に使用される専用の手術用ガイドのデザインを生成する。機械加工部はオーダーメイドインプラント固定体及び手術用ガイドの３Ｄプリンティング又はミーリングにより製作する。ここで、オーダーメイドインプラント固定体は、前述の第１横断面を有する第１固定体部１１０及び第２横断面を有する第２固定体部１２０を共通に含む。
このような装備又は要素により本発明に係るオーダーメイドインプラント固定体の製作方法を説明する。図７は、本発明に係るオーダーメイドインプラントの製作方法を説明するためのフローチャートである。
まず、データ取得部により患者の頭頸部の断層撮影データ情報を受信する（Ｓ１０）。受信されるデータ情報はＣＴのような断層撮影映像情報である。
次に、３次元モデリング部は、頭頸部ＣＴのＤＩＣＯＭファイルを利用して歯槽骨と歯を含む３次元モデルを製作する（Ｓ２０）。
これにより、インプラントデザイン生成部は、３次元モデルから抜歯予定部位の歯を仮想的に除去し（Ｓ３０）、歯の除去による抜歯窩を基盤に抜歯窩にオーダーメイドインプラント固定体の上部部位である第１固定体部１１０と、下部にインプラント植立用ドリルを利用して切削後に植立される形態のインプラント添付部位である第２固定体部１２０をデザインする（Ｓ４０）。ガイドデザイン生成部は、インプラントデザイン生成部と別途に又は統合してインプラント上部補綴物固定のための部位のデザイン及びインプラント植入時に使用する手術用ガイドのデザインを生成する（Ｓ５０）。
機械加工部は、デザインが完了したオーダーメイドインプラント固定体を３Ｄプリンティング又はミーリングにより製作し（Ｓ４１）、手術用ガイドも３Ｄプリンティング又はミーリングにより製作する（Ｓ５１）。
このように製作されたオーダーメイドインプラント固定体及び手術用ガイドは、抜歯前に製作及び準備されて抜歯直後に手術がすぐに行われるようにすることにより、オーダーメイドインプラントが直接植立される。
前述したオーダーメイドインプラント固定体、その製作方法及びこれを利用したオーダーメイドインプラントシステムは、説明された実施例の構成と方法が限定的に適用されるものではない。前記実施例は、様々な変形が行われるように、各実施例の全部又は一部が選択的に組み合わせられて構成されてもよい。
Claims (14)
- 抜歯される歯の歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部；及び
前記第１固定体部から延長して形成され、前記歯槽骨に対する前記歯の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する、第２固定体部を含む、オーダーメイドインプラント固定体。 - 前記第１横断面は、前記歯の自然な外郭面が有する非対称横断面である、請求項１に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 前記第２横断面は、前記歯槽骨に対するドリリングにより得られる円形ホールに挿入できる円形横断面である、請求項１に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 前記第２固定体部は、前記歯槽骨に対して非回転方法により直接挿入できるようにシリンダー又は円錐状に形成された、請求項１に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 前記第１固定体部は、オッセオインテグレーション結合力の増大のための第１表面形状部をさらに含む、請求項１に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 前記第２固定体部は、初期固定力の増大のための第２表面形状部をさらに含む、請求項１に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 前記第１表面形状部と前記第２表面形状部は、ねじ山又は凹凸状に形成された、請求項５又は請求項６に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 前記第１固定体部の上部に支台柱を固定するための締結形状部が形成された、請求項１に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 前記第１固定体部の上部に前記歯槽骨の外側に露出される上部補綴物が直接取り付けられた、請求項１に記載のオーダーメイドインプラント固定体。
- 頭頸部の断層撮影データ情報を受信するステップ；
前記データ情報により歯槽骨と抜歯される歯を含む３次元モデルを生成するステップ；
前記３次元モデルから抜歯予定部位の歯を仮想的に除去するステップ；及び
前記歯を除去することにより形成される抜歯窩に植立されるオーダーメイドインプラント固定体をデザインするステップを含み、
前記オーダーメイドインプラント固定体は、
抜歯される前記歯の前記歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部；及び
前記第１固定体部から延長して形成され、前記歯槽骨に対する前記歯の根の部分の位置と方向から決定され、第２横断面を有する、第２固定体部を含む、オーダーメイドインプラント固定体の製作方法。 - 前記歯を除去することにより形成される抜歯窩に植立されるオーダーメイドインプラントをデザインするステップの後に、
前記オーダーメイドインプラントの植立に使用される手術用ガイドをデザインするステップをさらに含む、請求項１０に記載のオーダーメイドインプラント固定体の製作方法。 - 前記オーダーメイドインプラント固定体及び前記手術用ガイドは、３Ｄプリンティングにより製作される、請求項１１に記載のオーダーメイドインプラント固定体の製作方法。
- 前記第１横断面は、前記歯の自然な外郭面の有する非対称横断面であり、
前記第２横断面は、前記歯槽骨に対するドリリングにより得られる円形ホールに挿入できる円形横断面である、請求項１０に記載のオーダーメイドインプラント固定体の製作方法。 - 頭頸部の断層撮影データ情報を受信するデータ取得部；
前記データ情報により歯槽骨と抜歯される歯を含む３次元モデルを生成する３次元モデリング部；
前記３次元モデルから抜歯予定部位の歯を仮想的に除去し、前記歯を除去することにより形成される抜歯窩に植立されるオーダーメイドインプラント固定体のデザインを生成するインプラントデザイン生成部；
前記オーダーメイドインプラントの植立に使用される手術用ガイドのデザインを生成するガイドデザイン生成部；及び
前記オーダーメイドインプラント固定体及び前記手術用ガイドを３Ｄプリンティング又はミーリングにより製作する機械加工部を含み、
前記オーダーメイドインプラント固定体は、
抜歯される前記歯の前記歯槽骨により覆われた形状により決定される第１横断面を有する第１固定体部；及び
前記第１固定体部から延長して形成され、前記歯槽骨に対する前記歯の根の部の位置と方向から決定され、第２横断面を有する、第２固定体部を含む、オーダーメイドインプラントシステム。
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