JP4216321B2 - 圧電素子を用いたインプラント手術用圧電インサート及び圧電パッカー - Google Patents

Description

本発明は、歯科手術の一種であるインプラント手術において骨移植に使用される圧電素子（piezoelectric device）に係り、さらに詳細には、圧電素子を用いた上顎骨の移植に適するようにデザインされた圧電インサート（piezoinsert）及び圧電パッカー（piezo packer）に関する。

インプラント手術は、歯科の重要な一部分として位置づけられており、インプラントに関連した様々な概念及び技術は発展し続けている。インプラント手術において比較的に容易なケースは、熟練度の低い記述者であっても難なく行えるほどに普遍化された。しかし、まだ幾つかのテーマは解決すべき課題を抱えており、上顎洞に関連したインプラント手術の場合が代表的である。上顎臼歯部のインプラント手術時、残存骨の垂直的な不足によって上顎洞内への移植が必要な場合が度々ある。上顎洞移植術は、既に普遍化された術式であり、大きく二つの術式に分けられる。その一つは、オステオトームを用いた移植術であり、他の一つは、頬骨の下方に側面ウィンドウを形成した後、直接に上顎洞膜を挙上して上顎洞の下縁と上顎洞膜との間に移植材を充填する術式である。

インプラント手術において残存骨の高さが著しく低い場合には、現実的にさらに広いフラップデザイン（flap design）や側面接近を通じる手術を選択するしかない。しかし、ウィンドウの形成時の血管の破裂、隔膜の存在、非常に敏感な上顎洞膜の挙上過程などによって接近することが容易ではない。また、広い手術部位による日和見感染の増加、手術中及び手術後に、患者は相当の不便さを感じる。また、ウィンドウを形成する自体が、上顎骨の側面部位を人為的にとり除いて血流を遮断させることにより、移植された骨が自家骨化する過程に必須な有用な栄養基盤を減らして、長期間の治癒及び骨化期間を要する。このような多くの短所を乗り越えようとする努力が先駆者らによって多様に試みられている。

ブッチ・サッバティーニ（Bucci Sabattini）は、上顎臼歯部でインプラントの植立のために上顎洞移植術が必要な場合、注入可能な接合物質を上顎洞内に注入することにより上顎洞膜を緩ませて移植材を満たすことができたと報告した（BucciSabattini, Salvatorelli. New simplified technique for major augmentation of themaxillary sinus. 35th Annual Meeting of the Continental European Division ofthe International Association for Dental Research. 1999. 参照）。これは、水圧を用いた典型的な形態であると言える。

レオン・ツェン（Leon Chen）は、論文（Leon Chen, Jennifer Cha. An 8-Year RetrospectiveStudy: 1100 Patients Receiving 1557 Implants Using the Minimally InvasiveHydraulic Sinus Condensing Technique. J Periodontol 2005;76:482-491.参照）で、約１１００ケースにおいて１５５７個のインプラント植立時、ハイスピードを利用して上顎洞の下縁を研いだ後、上顎洞膜を露出させた状態で上顎洞の移植を進ませて、非常に高い成功率を表したと主張した。レオン・ツェンは、この術式を水中式サイナスコンデンシング（HydraulicSinus Condensing）と名付けた。これは、既存のオステオトーム・テクニックのように、歯槽堤から接近する方法であるが、まったく新たな試みであったと評価される。ところが、レオン・ツェンの方法は、臨床家によって幾つかの短所を指摘され、相異なる見解が提示されている。非常に鋭敏な術式であるという点と、高速のハンドピースを使用することによって必然的に共存する冷却水に対する汚染を排除できないという点とが最大の短所であると言われる。特に、移植材に対するこのような汚染は、上顎洞内に移植骨と共に内在して、手術後に遅延された感染を起こすおそれを排除することができない。ある場合には、肺気腫（emphysema）の可能性が憂慮され、残存骨が６〜７ｍｍ以上の場合で施行するには、ハンドピース・ヘッドの水噴射口の位置によって骨加熱を防止し難いという問題点がある。

一方、１９９０年代後半、トレラ（Torrella）は、側面接近の上顎洞手術時、超音波装置を利用することにより以前の方式に比べて臨床的に便利であるということを報告した（VercellottiT, De Paoli S, Nevins M. The piezoelectric bony window osteotomy and sinusfloor elevation: Introduction of a new technique for simplification of thesinus augmentation procedure. Int J Periodontics Restorative Dent2001;21:561-567. 参照）。そして、ベルシェロッティ（Vercellotti）は、さらに改善された圧電素子を用いた上顎骨移植においてさらに便利であり、かつ術式も臨床に適用しやすいということを、既存の回転式器具と比較して説明した（TorrellaF, Pitarch J, Cabanes G, Anita E. Ultrasonic osteotomy for the surgicalapproach of the maxillary sinus: A technical note. Int J Oral MaxillofacImplants 1998;13;697-700. 参照）。ソン・ドンソク教授は、２００３年にこの圧電素子を用いた上顎洞移植ケースを韓国内に紹介して注目を集めた（歯科臨床２００２。参照）。この圧電素子は、軟組織、すなわち上顎洞膜と接する時にも穿孔や破裂の可能性が著しく低いので、ウィンドウの形成時、また、その後の上顎洞膜の挙上時に、敏感な上顎洞膜の保護に有利であると歯科臨床ジャーナルに報告した。ここで、ソン・ドンソク教授は、圧電素子を利用して上顎洞移植を行いつつも、その接近方法において既存の方法と異なり、インプラントを植立する位置で接近する方式を試みることにより、術者や患者の両方にとって従来に比べて比較的に良好な結果を得られた。

しかし、圧電素子の使用において既存の圧電インサートをそのまま使用しているが、従来の圧電インサートは、上顎骨移植のためにデザインされた形式ではないので、それによって非効率的な切削力及びそれによる長い所要時間、圧電の典型的な特徴である振動が骨窩内で進むことによる破砕、上顎洞内に接近される瞬間に感じる落下気分を感じられず、それ以上の力を加えて上顎洞膜の穿孔を引き起こすなど、多くの問題点が発生している実情である。

本発明の目的は、圧電素子を用いた上顎洞の骨移植術の施行において、インプラントを植立する位置で残存骨に垂直穴を形成し、かつ拡大することが容易であり、上顎洞膜の損傷を防止することができ、形成された残存骨の穴を通じて移植材を効果的に挿入して骨移植を行う圧電インサート及び圧電パッカーを提供するところにある。

前記技術的課題を解決するための本発明の一態様は、圧電素子を用いたインプラント手術用圧電インサートに関する。本発明の圧電インサートは、圧電メイン装置のハンドピースに一端が挿入固定される圧電インサート・ボディーと、圧電インサート・ボディーの他端から延びるインサート・ポールと、インサート・ポールの先端に形成されたインサート・チップと、を備え、インサート・チップは、垂直切削力を高めるために、その先端部が球形であり、且つ、その球形上に放射線状の溝が形成されたことを特徴とする。

一実施形態において、前記インサート・チップは、垂直切削力及び側面切削力を両方とも備えるように、先端部の先端から側面にかけて放射線状の溝が形成されている。

一実施形態において、前記インサート・ポールは、線形構造又は一回以上折り曲げられた構造のうちいずれか一つを有する。

本発明の他の一態様は、圧電素子を用いたインプラント手術用圧電パッカーに関する。本発明の圧電パッカーは、圧電メイン装置のハンドピースに一端が挿入固定される圧電パッカー・ボディーと、圧電パッカー・ボディーの他端から延びるパッカー・ポールと、パッカー・ポールの先端に形成されたパッカー・チップと、を備え、パッカー・チップは、骨の削除、及び移植材に伝達される振動伝達効率を高めるために、その先端部には、高さが均一に揃った複数の突起が設けられていることを特徴とする。

一実施形態において、前記インサート・ポールは、線形構造又は一回以上折り曲げられた構造のうちいずれか一つを有する。

本発明の圧電インサート及び圧電パッカーによると、圧電素子を用いた上顎洞骨移植術を行うにあたって、残存骨に垂直の穴を形成し、かつ拡大することが容易である。特に、残存骨が適切に切削されなければ、むりやりに力を入れて、最後の瞬間にはその力によって上顎洞膜を突き刺してしまい、膜の穿孔を引き起こしうるが、本発明のインサート・チップは、その先端部の形状が球形であるので、先端部で研いでいる残存骨の残った最後の部位でそれを研ぎ終わったとき、上顎洞内にかすかに落ちる感じがするので、上顎洞膜を突き刺さなくなる。また、移植材を残存骨の穴に押し入れる過程で、移植材の粒子が圧電パッカーから伝達される振動をそのまま受けて膜を安全に緩ませつつ、移植材が上方だけでなく側方にもよく広がる。それにより、従来のように移植材が上方にのみ向い、側方にはちゃんと広がらないか、残存骨の穴及び開口部が詰まることを防止することができる。

本発明及び本発明の動作上の利点及び本発明の実施形態によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の好ましい実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載した内容を参照しなければならない。本発明の実施形態は、多様な形態に変形され、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されると解釈されねばならない。本実施形態は、単に当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供される。したがって、図面での要素の形状などは、さらに明確な説明を強調するために一部が誇張されて示されうる。各図面を理解するに当たって、同一の部材は、可能な限り同一の参照符号で示そうとしていることに留意しなければならない。そして、本発明の要旨を不明にする恐れがあると判断される公知機能及び構成についての詳細な技術は省略する。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明することにより、本発明の圧電素子を用いたインプラント手術のための圧電インサート及び圧電パッカーを詳細に説明する。

図１は、本発明の圧電インサート及び圧電パッカーが圧電メイン装置に連結されて使用されることを示す図である。

図１に示すように、本発明の圧電インサート３０及び圧電パッカー４０は、圧電メイン装置１０のハンドピース２０に装着され、圧電メイン装置１０から発生した電気的振動が伝達されて機械的に振動する。圧電インサート３０は、上顎洞の残存骨に垂直の穴を形成するか、形成された穴を拡張する用途として使用され、圧電パッカー４０は、形成された穴を通じて上顎洞膜の下方にまで効果的に移植材を押し入れるときに使用される。

図２は、本発明の好ましい実施形態に係る圧電インサートの斜視図及びインサート・チップの部分拡大図である。

図２に示すように、圧電インサート３０は、ハンドピース２０に一端が挿入固定される圧電インサート・ボディー３１と、このボディー３１の他端から延びるインサート・ポール３２と、インサート・ポール３２の先端に形成されたインサート・チップ３３とから構成される。インサート・ポール３２の形状は、上顎洞への接近が容易であるように折り曲げられた構造を有するが、例えば、「Ｌ」字状に折り曲げられた形状を有する。特に、インサート・チップ３３は、垂直切削力を高めるために、その先端部に複数の溝３４が形成されており、全体的な形状は、完全な球状よりは円盤状を有することが好ましい。それは、圧電インサート３０が残存骨の最後に残った部分まで研ぐ瞬間、インサート・チップ３３が上顎洞内に入りつつ上顎洞膜を過度に押し付けることにより、上顎洞膜が破裂する場合を防止するためである。

従来の圧電インサートは、上顎骨の側面にウィンドウを形成するに適するようにデザインされている。それにより、従来の圧電インサートを使用して残存骨に垂直穴を形成するには長時間がかかり、前述のように、それ以外にも多くの問題点を誘発する。これにより、本発明者は、インプラントを植立する位置で残存骨に垂直に穴を形成するに適するように本発明の圧電インサート３０を新たにデザインした。

インサート・チップ３３は、その先端部に十字状に形成された複数の溝３４を有するが、その構造は多様に変形されうる。例えば、垂直切削力を高めるために、６個以上の放射状の構造に形成された溝３４ａを有するインサート・チップ３３ａが提供されることができる。又は、垂直切削力及び側面切削力を両方とも備えるように、先端及び側面に形成された複数の溝３４ｂを有するインサート・チップ３３ｂが提供されることができる。インサート・チップ３３の直径は、１．６ｍｍ、１．８ｍｍ、２．２ｍｍ、３．０ｍｍのように、多様なサイズが提供されることができる。手術では残存骨の厚さによるサイズの物を使用して穴を形成し、段階的に大きいサイズの物を使用して穴を拡張する。

図３は、本発明の好ましい実施形態に係る圧電パッカーの斜視図及びパッカー・チップの部分拡大図であり、図４は、他の形態の圧電パッカーを示す図である。

図３に示すように、圧電パッカー４０は、ハンドピース２０に一端が挿入固定される圧電パッカー・ボディー４１と、このボディー４１の他端から延びるパッカー・ポール４２と、パッカー・ポール４２の先端に形成されたパッカー・チップ４３とから構成される。パッカー・ポール３２の形状は、上顎洞への接近が容易であるように折り曲げられた構造を有するが、例えば、「¬」字状に折り曲げられた形状を有する。特に、パッカー・チップ４３の先端部は、複数の突起４４が均一な平面をなして形成されている。複数の突起４４は、穴を通じて上顎洞膜の下方に移植材を押し入れる過程で骨の削除、及び移植材との接触面をさらに広げることにより振動伝達効率を高め、移植材をさらに容易に挿入させる。

圧電パッカー４０は、穴を通じて移植材を上顎洞内に押し入れる過程中に、移植材が狭い穴で詰まるときに、移植材に当てて作動させつつゆっくり進ませれば、上顎洞膜に過度な刺激を与えずとも入れることができる。また、移植材が過渡に上方にのみ押し堅められるときにも、圧電パッカー４０を利用すれば、単位時間当り数万回振動する圧電メイン装置１０の特性によってその振動が移植材粒子一つ一つに伝達されて、上方だけでなく側方にもよく広がって、膜の緩みも非常に容易になる。すなわち、振動を与えつつ移植材を押し堅めることにより、骨移植の作業がはるかに容易になり、かつ安全に手術を終えることができる。

パッカー・チップ４３の直径は、インサート・チップ３３のように多様なサイズに製作されて提供される。そして、パッカー・ポール４２の形状も、図４に示すように線形構造を有する圧電パッカー４０ａに製作されることができる。インサート・ポール３２の場合も線形構造に製作することができる。インサート・ポール３２やパッカー・ポール４２は、インプラントを植立しようとする部位によって折り曲げ構造や線形構造に適切に変形して製作することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る圧電素子を用いたインプラント手術用圧電インサート及び圧電パッカーを使用する骨移植シーケンスを説明する。

図５は、インプラントを植立するために骨移植を行う上顎洞の断面を示す図であり、図６Ａないし図６Ｊは、本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。

図５で参照符号‘Ａ’は、インプラントを植立する上顎洞の部分である。この上顎洞部位Ａに、本発明の圧電インサート３０及び圧電パッカー４０を利用して残存骨に穴を形成し、上顎洞の骨移植を行う過程を説明する。

図６Ａは、上顎洞５０の下側の奥歯が抜け、上顎歯槽骨のみが残存骨５１として残った状態を示す。ここで、参照符号「５２」は、上顎洞膜である。この状態では、残存骨５１に直ぐにインプラントを植立できないので、当該部位に骨移植を行って残存骨５１を厚くする。図６Ｂに示すように、まず、残存骨５１に穴５３を形成する。穴５３を形成する過程は、残存骨５１が比較的に厚ければ、手術用ドリルを使用して約１〜２ｍｍを残して穴５３を形成することができる。しかし、残存骨５１の厚さが４〜５ｍｍ以下と薄ければ、図６Ｃに示すように、最初から圧電インサート３０を使用して穴５３を形成し、上顎洞膜５２の下側に開口部５４を露出させる。

図６Ｄは、上顎洞膜５２を破裂させずに残存骨５１に穴５３の開口部５４まで形成したことを示す。上顎洞５０の下縁の残存骨５１を研いで上顎洞膜５２のみを露出させる作業において、従来の圧電インサートに比べて本発明の圧電インサート３０を利用することが、前述の特徴によってはるかに有利であるということが分かる。特に、この手術過程で残存骨５１が適切に切削されなければ、むりやりに力を入れて、最後の瞬間にはその力によって上顎洞膜５２を突き刺してしまい、膜５２の穿孔を引き起こすこともある。それにより、インサート・チップ３４の形状は、少なくとも円形であるか、望ましくは、円盤状であるとき、先端部で研いでいる残存骨５１の残った最後の部位でそれを研ぎ終わったとき、上顎洞５０内にかすかに落ちる感じがするので、上顎洞膜５２を突き刺さなくなる。

上顎洞膜５２を損傷させずに残存骨５１に穴５３及び開口部５４を形成すれば、次いで、圧電パッカー４０を使用して穴５３に移植材を挿入する。図６Ｅに示すように、まず、患者の血液で採取したＰＲＰ又は柔らかい一次移植材５４で開口部５４の近くの上顎洞膜５２の下縁をライニングさせて、本格的に二次移植材５６を押し入れる間に上顎洞膜５２に加えられる過度な圧力を緩衝させる。図６Ｆに示すように、一次移植材５５をライニングさせた後には、２．２ｍｍ以上の圧電インサート３０を使用して穴５３の直径をさらに広げることにより、二次移植材５６がちゃんと入るように穴５３を拡張する過程を行う。

次いで、図６Ｇに示すように、圧電パッカー４０を使用して二次移植材５６を開口部５４の上部の上顎洞膜５２の下方に押し上げて、上顎洞膜５２の下部に十分に押し堅めて入れる。この過程で、二次移植材５６の粒子が圧電パッカー４０から伝達される振動をそのまま受けて膜を安全に緩ませつつ、上方だけでなく側方にもちゃんと広がって入る。それにより、従来のように、移植材が上方にのみ向い、側方にはちゃんと広がらないか、又は穴５３及び開口部５４で詰まる場合を防止することができる。以上のような過程を通じて、図６Ｈに示すように、移植材５５、５６は、残存骨５１の穴５３を通じて開口部５４の上部の上顎洞膜５２の下縁に載せられている。図６Ｉに示すように、インプラントを植立できるほどに十分に二次移植材５６が載せられており、図６Ｊには、インプラント５７を植立する様子を示す。

図７Ａ及び図７Ｂは、インプラントを植立する前と、本発明の圧電インサート３０及び圧電パッカー４０を利用して前述のような手術過程を通じてインプラントを植立した後との上顎洞の周辺を撮影したＸ線写真を示す図面である。以上のような本発明の圧電インサート３０及び圧電パッカー４０を利用して上顎洞骨移植を行えば、元々歯があった部位で最小の切開のみでも上顎洞の骨移植を迅速に終えることができ、患者は、手術後にも不便さをまったく感じなくなる。

以上で説明した本発明の圧電インサート及び圧電パッカーの実施形態は、単に例示的なものであり、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということは理解できるであろう。それにより、本発明は、前述の詳細な説明で言及される特別な形態に限定されないと理解されねばならない。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まらねばならず、本発明は、特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内にある全ての変形物、均等物及び代替物を含むと理解されねばならない。

本発明の圧電インサート及び圧電パッカーが圧電メイン装置に連結されて使用されることを示す図である。 本発明の好ましい実施形態に係る圧電インサートの斜視図及びインサート・チップの部分拡大図である。 本発明の好ましい実施形態に係る圧電パッカーの斜視図及びパッカー・チップの部分拡大図である。 線形構造の圧電パッカーを示す図である。 インプラントを植立するために骨移植を行う上顎洞の断面を示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 本発明の圧電インサート及び圧電パッカーを利用して上顎洞の残存骨に穴を形成して骨移植を行う過程を順次に示す図である。 インプラントの植立前の上顎洞の周辺を撮影したＸ線写真である。 インプラントの植立後の上顎洞の周辺を撮影したＸ線写真である。

符号の説明

１０…圧電メイン装置
２０…ハンドピース
３０…圧電インサート
３１…インサート・ボディー
３２…インサート・ポール
３３…インサート・チップ
４０…圧電パッカー
４１…パッカー・ボディー
４２…パッカー・ポール
４３…パッカー・チップ
５０…上顎洞
５１…残存骨
５２…上顎洞膜
５３…穴
５４…開口部
５５…一次移植材
５６…二次移植材
５７…インプラント

Claims (3)

1. 圧電素子を用いたインプラント手術用圧電インサートであって、
   圧電メイン装置のハンドピースに一端が挿入固定される圧電インサート・ボディーと、
   前記圧電インサート・ボディーの他端から延びるインサート・ポールと、
   前記インサート・ポールの先端に形成されたインサート・チップと、を備え、
   前記インサート・チップは、垂直切削力を高めるために、その先端部が球形であり、且つ、前記球形上に放射線状の溝が形成されたことを特徴とする圧電素子を用いたインプラント手術用圧電インサート。
2. 前記インサート・チップは、垂直切削力及び側面切削力を両方とも備えるように、前記先端部の先端から側面にかけて前記放射線状の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子を用いたインプラント手術用圧電インサート。
3. 前記インサート・ポールは、線形構造又は一回以上折り曲げられた構造のうちいずれか一つを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のインプラント手術用圧電インサート。