JP4387425B2 - 歯科および整形外科用インプラントシステムの改良 - Google Patents

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Description

本発明は一般に修復歯科に関し、特に改良された歯科用インプラントシステム(implant system)に関する。
自然の歯は歯の疾病の結果として、あるいは歯を補綴装置と交換するのが望ましいようにする傷害の結果として喪失されうる。補綴の一タイプは下顎あるいは上顎歯槽骨内に外科的に位置される歯科インプラントすなわち歯根部材である。治癒の後、ヘッド部材すなわちアバットメントがインプラントに装着され、次いで歯擬態補綴あるいは歯冠がアバットメントに装着される。
全体的に円筒形のインプラント(implant)のための場所を準備するために、インプラントの直径と全体的に同じ直径を有する孔が歯槽骨に穿孔される。インプラントが前記孔に位置され、骨の表面の下方に位置したタイプのインプラントに対しては、例えば穿孔工程の間得られる骨の粒体のような自己移植材が詰め込まれる。インプラントには一次的な癒合プラグで閉鎖されたアバットメント受け取り孔が設けられ、インプラント個所は被覆され、骨形成が行われ、骨とインプラントが基本的に一体の本体を形成できるように例えば3―6ヶ月のような適当な時間癒合するようにされる。癒合および骨成長過程の後、一次的な癒合プラグは外科的に対処され、かつ取り外される。次いで、インプラントの孔に受入可能なポスト部分を有している永久的なアバットメントがインプラントに装着される。
歯科用インプラント開発の初期段階においては、典型的な失敗の態様はインプラントの側部に沿って上皮が移動し、骨を喪失させ、最後にはてこ作用力が増大することによってインプラントが落下するか、あるいは破壊することであった。骨形成を促進する各種の溝や横方向に延在するフィンの導入により前記の問題は大いに克服されたが、典型的には依然として若干の上皮の移入や、並行してインプラントの頂端における骨の喪失の問題がある。この傾向はインプラントとアバットメントとの間に何らかの運動があるとすれば、顕著となる。
インプラントシステムの一タイプにおいては、アバットメントはねじでインプラントに取り付けられる。緩みを最小にするために、ねじは極めて緊密な公差で作られるものの、ねじをインプラント中へねじ込むことが可能なようにねじ部分とインプラントのねじを切った孔との間である量の微小運動が本質的に存在する。要素間のこの微小運動とバクテリアの漏れとが骨にクレータ即ち穴を発生させ、軟質の組織の付着移動を起こし更なる劣化をもたらす。
別の歯科用インプラントシステムは、対応するロッキングテーパを形成したインプラントの孔に受け入れられたロッキングすなわち自己保持テーパを形成したポストを有するアバットメントを利用している。このタイプのシステムにおいては、一旦ポストがアバットメントの孔と係合すると、2個の部材の間にはなんら運動がなくなる。このタイプのシステムが本発明と共に譲渡され、その主体を参考のために本明細書に含めている米国特許第4738623号に示され、かつ説明されている。この特許においては、下部分に多数の外方に延びるフィンが形成されているインプラントが示され、前記フィンの上方に狭く上方、かつ内方に形状を有する肩部が形成されている。本システムにおいては、もし患者が全身性の問題を有していなければ、例えば糖尿病患者あるいは喫煙者でなければ、上皮の移動と骨の喪失とは肩の頂部分に限定されることが判明している。
米国特許第4738623号明細書
本発明の目的は上皮移動を限定する手段を有し、ねじによる係合部材あるいはロッキングテーパ係合部材を採用しているインプラントシステムと共に使用可能な歯科用インプラントシステムを提供することである。
本発明の別の目的は後方配置あるいは骨の深さが最小であるその他の領域に配置させる意図のインプラントに関する。通常、比較的長い長さのインプラントが該インプラントが受ける横方向の高度の負荷に対して該インプラントが耐えうるようにする好ましい長さ対幅比を提供する。しかしながら、口腔の後部分並びに身体のその他の部分は骨の深さが通常の長さのインプラントに対して不十分であることが多い。更に、後方部分においては、横方向の力が大きく、一方同時に長さ対幅比が小さいことによってインプラントが破損する可能性が大きくなる。
従って、本発明の目的は従来技術の前述の制約を克服する歯科用インプラントシステムを提供することである。
要約すれば、本発明によれば、歯科用インプラントは長手方向軸線に沿って頂端即ち最上端から遠位端まで延在しているアバットメント受入れ孔を有する生物学的に相容性の材料から形成された本体からなる。前記インプラントは前記本体の周囲を囲む環状面を含む少なくとも1個の上皮移動停止手段を含む。上皮移動停止手段のための選定された一つの位置がインプラントの外側壁とインプラントの頂面即ち最上端面との間に形成された切頭円錐形の肩の端の間に位置されたものとして示されている。上皮移動停止手段のための選定された別の位置は肩と外方に延在したフィンとの間に位置したものとして示されている。上皮移動停止手段は微小運動を受け易い傾向のインプラントとアバットメントとを結合するねじ手段を有するアバットメントと共に使用する上で特に有利であるが、ロッキングテーパ結合手段と共に使用することも可能である。
本発明の別の実施例によれば、長さ対幅比が概ね1.5から1以下までとなるよう幅を大きくすることにより比較的高度の横方向の負荷を受ける後方インプラントとして使用するのが特に適しているインプラントが提供される。後方インプラントは横方向の力をその外被覆を通して全体的に分布するよう独特の形状を利用している。
本発明のその他の目的や特徴は以下の説明において部分的に説明され、その説明から部分的に明らかとなる。本発明の目的や利点は特に請求の範囲に指摘されているものおよび組み合わせによって実現され、達成することが可能である。
本明細書に組み込み、かつその一部を構成する添付図面は本発明の好適実施例を示し、かつその説明と共に、本発明の目的、利点および原理を説明する上で役に立つ。ある部材の寸法は図示のために変更しているものもある。
図1、図1a、および図2を参照すれば、本発明によって作られた歯科用インプラントが数字10で示されている。インプラント10は、全体的に円筒形本体を有するチタニウムあるいはチタニウム合金のような生物学的に相容性の材料から構成され、頂端面14から長手方向軸線16に沿って反対側の遠位端面18に向って延在しているロッキングテーパを有し、端が閉鎖されている孔12が形成されている。例えば切頭円錐形として示されている滑らかな面をした肩19が孔12の近傍の頂端面14から主本体部分20まで延在している。狭幅の縁部22を孔12と肩19との間で頂端に設けることが出来る。
主本体部20は、複数の横方向に延在したフィン24からなる骨形成を促進する表面形状を備えたものとして示されている。希望に応じて、フィンの中のあるもの、あるいは全てに歯槽骨におけるインプラント10の相対回転を阻止するための1個以上のスロット30を設けてよい。フィン24を含む、主本体部20は遠位端面18に向って直径が僅かに小さくなることが好ましい。
上皮の移動は開口の中心に向って内方へ、そして開口の頂端から離れる方向において表面に追従しようとする傾向があり、前述のように、インプラントの場合は該インプラントを支持している骨を喪失させる可能性がある。図1と図1aとに示すように、そのような移動を制限するために上皮移動停止手段が設けられている。図1と図1aとに示すように、溝32が肩19の上端と下端との中間で該肩を囲んでおり、肩19に対して鋭い角度、例えば直角あるいは鋭角を形成する環状の面部分32aと、前記面32aに対して鋭角を形成する環状の面32bとを含む。この面32aは、上皮が頂端14から肩19を下がって移動する方向と比較して、中心(長手方向軸線16)から離れる方向に外方と、遠位端18から離れる方向に上方との両方である方向に延在している。上皮移動停止面32aとして効果的であるためには、該面は少なくとも0.025ミリ(0.001インチ)、好ましくは少なくとも0.127ミリ(0.005インチ)延在するべきである。前述のように、ロッキングテーパシステムにおいては、殆どの場合、上皮移動は肩19の上部分に限定される。しかしながら、上皮移動停止手段32は全身性の問題について前述したように極端な場合、それ以上の移動を阻止するよう作用する。
例えば図4から図6までに示すように、上皮移動停止面のその他の位置を選定することが出来る。図4においては、第1と第2の上皮移動停止手段32を有するインプラント100が示されており、第1の上皮移動停止手段は孔112から頂端114に向って外方、かつ上方に延在している切頭円錐形の面32aを含む。このように、インプラント10に装着されたアバットメントから移動する上皮は図4に示すように、孔112において受け入れられたポストから上方に、かつ外方に移動せざるをえない。第2の上皮移動停止手段すなわち溝32が肩119と頂端面114に対して最も近いフィン124との間に位置されている。第2の上皮移動停止手段の溝32は矢印134の方向に、かつ図1aに示す面32aおよび孔112から延在する図4に示す面32aと同様に図4aに示すように中心から離れる方向に外方に頂端面に向って延在している切頭円錐面32aを有するか、あるいは図4bに示すように四角の溝のような複合面の形態をとることが出来る。図4bを参照すれば、上皮移動停止手段32′は外方に半径方向に延在している第1の面32cと矢印134の方向で遠位端面から頂端面114に向かう方向に延在している第2の円筒形面32dとを備えた四角の溝である。最も効果的な性能を発揮するためには、第1の面32cと第2の面32dとの双方はそれぞれ半径方向外方および長手方向に少なくとも約0.025ミリ(0.001インチ)、好ましくは0.127ミリ(0.005インチ)延在する必要がある。
図3に戻って参照すれば、インプラント10′はアバットメントのねじを切った部分を受け入れるようねじを切ったものとして図3では示されているアバットメント受入れ孔12′を除いて図1に示すものと同じ構造からなる。本実施例においては、上皮移動停止手段は前述のねじを切ったシステムにおいては固有のアバットメントとインプラント部材との間の微小運動により移動の可能性がより大きくなることを考えると特に有利である。
図7と図8とを参照すれば、アバットメント10は、基部144から下方に延び、インプラント10の孔12のそれと適合するロッキングテーパを有するポスト部分142を含み、前記基部144の下部分は全体的に球の一部の形状とされている。前記基部144の上部分146は補綴を受け入れるよう作用し、例えば両側の平坦部148のような回転阻止形状を備えていることが好ましい。ポスト142は該ポスト142を孔12に位置させ易くするために僅かに面取り142aを備えていることが好ましい。
図9はインプラント10′(図3)のねじを切った孔12′と共に使用するようにされたねじを切ったポスト142′を有するが、それ以外は同一である、対応するアバットメント140′を示す。
図4から図6までを参照して、歯槽骨あるいは、例えば脊椎骨のような骨の深さが最小であるその他の領域において使用するのに特に適合した構造に関して本発明の局面を以下説明する。前述のように、典型的なインプラントは比較的大きな長さ対直径あるいは幅の比を有することによって、横方向の負荷に対して有効な抵抗性を提供する。そのような比は典型的には2:1あるいはそれ以上である。例として、現在市販されているインプラント群は小さい直径のものが3.5ミリ、中間の直径のものが4ミリ、大きい直径のものが5ミリで、長さは希望に応じて8ミリ、11ミリ、あるいは14ミリである。対応する長さ対幅の比は低いもので1.6:1から高いもので4.0:1の範囲である。しかしながら、歯槽骨の後方部分においては、そのような長いインプラントが使用出来るような十分な骨の深さはない。この問題は、歯槽骨のこの部分において発生する力が前方部分におけるよりも著しく大きいため益々深刻となる。本発明によれば、アバットメントを受け入れるロッキングテーパ孔112を有するインプラント100と、アバットメントを受け入れるねじを切った孔112′を有するインプラント100′は従来のインプラントよりも広幅としており、対応するアバットメントのポスト142,142′の直径も、例えば2ミリから3ミリまで増大している。図4に示す典型的な幅すなわち直径Wは約6ミリであって、長さすなわち高さlはそれぞれ個人に対して有用な数種の長さの一つである。例えば、本発明によって作られた後方インプラント群は短い長さで6ミリ、中間の長さで6.75ミリ、長い長さで8.25ミリであり、その結果比はそれぞれ1:1,1.25:1,および1.375:1となる。このように、本実施例によって作られたインプラントの長さ対幅の比は約1.5:1以下である。
下側外面が球形に近似しているインプラントの下膨れ形状により横方向の負荷に対する抵抗性を向上させる。フィン124の他に、インプラント100,100′の底端面すなわち遠位端面118には負荷支持溝126が形成されている。下膨れ形状により、孔112,112′に装着されたアバットメントを通してインプラントに加えられる横方向の負荷はいずれも遠位端面118における溝126によって形成されるフィン124によって外面に沿って圧縮および引張り成分として分配される。
フィンは図1、図3、図4および図6において骨形成を促進する主要なメカニズムとして示されているが、外面にも、骨形成を更に促進するために、ハイドロキシアパタイト即ち水酸化リン灰石等を適当に塗布したり、あるいは塗布することなく少なくとも約0.127ミリ(0.005インチ)の深さを有する図10に示すインプラント200において示す複数の好ましくは均等に離隔したくぼみ250を形成することも可能である。孔212はロッキングテーパとして示されている。しかしながら、くぼみを形成している面はねじによる結合部材を採用しているものを含め、事実上いずれのタイプのインプラントシステムに対しても使用可能である。図11から図13までは図4から図6までに示す実施例の更に修正したインプラントを示す。図11においては、いずれの方向においてもインプラントからの横方向の負荷の分布を最適化するために基本的に球形であるインプラント300が示されている。いずれかの適当な骨形成を促進する面を採用することが可能であることが理解されるものの、インプラント300は例えばハイドロキシアパタイトのような適当な骨形成促進材料の被覆物即ちコーテイング302を有する外面を備えたものとして示されている。全体的に長円形である図12および図13に示すインプラント400のような対称形および非対称形の双方を含む各種の湾曲した形状を利用して横方向負荷の分布を改善する利点を引き出すことが可能である。長手方向軸線16に対して垂直に引いた平面とインプラント400との交点は図12から判るように長円形を形成し、その長軸はここでは幅と称し、点406,408の間の矢印402の方向に延び、短軸はここでは深さと称し、点410,412の間で矢印404の方向に延びている。希望に応じて、前述の修正実施例に記載のものと同様に上皮移動を制限するために1個以上の上皮移動停止手段32,32′を設けることが可能なことが理解される。
頬―舌側(矢印404)方向から見た図4から図12に示すインプラントの深さ、すなわち点410と412との間の距離が幅、すなわち点406と408との間の距離に適合する必要はないものの、深さ対幅の比は本発明による湾曲した面によって望ましい横方向の力分布が提供されるようにするに十分であらねばならない。
本発明をその特定の好適実施例に関して説明してきたが、当該技術分野の専門家には変更や修正が明らかとなる。従って、請求の範囲は歯科用インプラント並びに例えば脊椎固定用インプラントや頭蓋外肢のような全ての整形外科用インプラントに対して使用するための全ての変更や修正を包含するよう従来技術に鑑みて出来る限り広義に解釈することを意図している。
本発明の第1の実施例によって作られた歯科用インプラントの部分的に断面で示す拡大した正面図。 図1のさらに拡大した部分を示す図。 図1に示すインプラントの上面図。 本発明の修正した第1の実施例を示す、図1と類似の図面。 本発明の第2の実施例によって作られ、かつ第1の実施例の特徴を組み入れたインプラントの拡大した正面図。 本発明によって作られた上皮移動停止手段の一例を示す、図4の一部の破断した拡大図。 本発明によって作られた上皮移動停止手段の別の一例を示す、図4の一部の破断した拡大図。 図4に示すインプラントの上面図。 本発明の第2の実施例によって作られ、第1の実施例の特徴を含む修正インプラントの、図4と類似の図面。 図4に示すインプラントに対して有用なアバットメントの図4より僅かに小さい尺度まで拡大した正面図。 図7に示すアバットメントの上面図。 図6に示すインプラントに対して有用な修正されたアバットメントの図7より僅かに小さい尺度まで拡大した、図7と類似の図面。 本発明の第2の実施例によって作られ、また第1の実施例の特徴を含む修正されたインプラントの正面図。 本発明の第2の実施例によって作られ、また第1の実施例の特徴を含む修正されたインプラントの正面図。 本発明の第2の実施例によって作られた更に別の修正されたインプラントの上面図。 図12の矢印22の方向に見た側面図である。

Claims (7)

  1. インプラントであって、該インプラントは、横方向に延在する複数個のフィンを有する骨形成を促進する表面構造を有する本体を備え、該本体は、長手方向軸線を有し且つ前記長手方向軸線に沿って離隔した頂端面と遠位端面との間で長さlを有し、前記本体は、前記長手方向軸線に対して垂直の方向に幅Wを有し、前記本体は更に、前記頂端面を通して形成され且つ前記長手方向軸線に沿って閉鎖端まで前記本体中へ延在しているアバットメント受入れ孔を有し、長さlの幅Wに対する比が約1.5:1以下であり、
    前記インプラントは、前記本体の周囲を囲む環状の溝を含み且つ前記長手方向軸線と一致した回転軸線を有する少なくとも1個の上皮移動停止手段を更に含み、前記環状の溝は、少なくとも約0.025ミリ(0.001インチ)の深さを有し、前記環状の溝は、
    前記溝の頂端面側の外面から、前記長手方向軸線に垂直であり前記遠位端面に交差する面に向かう方向に、前記溝の内部分まで延在する第1の環状面部分と、
    前記溝の内部分から、前記長手方向軸線に垂直であり前記頂端面に交差する面に向かう方向に、前記溝の遠位端面側で前記本体の外面と合流するまで延在する第2の環状面部分とによって形成されており、
    前記インプラントは、頂端面から延在している切頭円錐形の肩と、前記本体に形成され且つ複数の離隔し外方に延在しているフィンからなる保持手段とを更に含み、前記少なくとも1個の上皮移動停止手段の環状の溝の第1の環状面部分は、隣接したフィン中へ延びる肩の連続部分によって形成されているインプラント。
  2. 前記長さが約6ミリであり、前記幅が約6ミリである、請求項1に記載のインプラント。
  3. 前記アバットメント受け取り孔の直径が約3ミリであり、ロッキングテーパが形成されている、請求項2に記載のインプラント。
  4. 前記遠位端面に形成された円形の負荷支持溝を更に含む、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載のインプラント。
  5. 前記アバットメント受入れ孔には、アバットメントのねじを切ったポストをねじ係合して受け入れるねじが形成されている、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載のインプラント。
  6. 前記アバットメント受入れ孔には、対応するロッキングテーパを有するアバットメントのポストをロッキングして受け入れるロッキングテーパが形成されている、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載のインプラント。
  7. 各々が少なくとも約25ミクロンの深さを有し且つ外面に複数の全体的に均等に離隔したくぼみからなる保持手段を更に含む、請求項1から請求項までのいずれか1項に記載のインプラント。
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