JP5667570B2 - 歯科インプラント - Google Patents

Description

本発明は、顎骨に埋込可能な支柱部分と、この支柱部分に付設され代替歯部材を取り付け可能である上部構造部分とを備え、上部構造部分は一体成形された接触ピンを有し、該接触ピンは支柱部分に設けられた成形切欠き内へ嵌合結合により埋込可能である歯科インプラントに関する。

この種の歯科インプラントは多様な形状のものが知られている。歯科インプラントは、通常、抜いた歯または抜け落ちた歯の代わりに顎骨内へ埋め込まれ、そこで３ヶ月から４ヶ月の癒着段階の経過後に、代替歯としての役目をする人工部品または歯冠を保持する。そのために、この種の歯科インプラントは適切に成形された金属体として構成されるのが普通であり、支柱部分は、通常、所定の位置でねじ込むことによって顎骨内に埋め込まれる。支柱部分は先端の端部のところに、多くの場合セルフタッピング式のねじ山を有しているのが通常であり、このセルフタッピング式のねじ山によって支柱部分は相応に前処理されたインプラント床へ埋め込まれる。

この種の歯科インプラントは、通常基本的に２部分で構成され、顎骨への埋込のために設けられる支柱部分と、義歯等として用いられる代替歯部材を取り付け可能である上部構造部分とを含んでいる。支柱部分および同様に頭部部分または上部構造部分は金属またはセラミックスでできているのが普通であり、特にチタン、ジルコン、チタン合金、ジルコン合金、チタン含有合金、ジルコン含有合金、酸化ジルコン・酸化アルミニウムセラミックスでできており、または、酸化ジルコンか酸化アルミニウムのいずれかを含む、もしくは少なくとも１つのセラミックスを主要成分として有するセラミックスでできている。さらにはケイ素基系または酸化ケイ素基系で構成され、たとえば窒素、酸素、炭素、またはタングステンを含んでいるセラミックスも使用することができる。支柱部分はその外面に、セルフタッピング式のねじ山またはセルフタッピング式ではないねじ山として構成されていてよいねじ山を備えているのが普通である。支柱部分は、通常、顎骨の相応に前処理されたインプラント床に定着される。支柱部分の外側領域に設けられたねじ山の構造は、通常、配置構造の高い一次安定性のためにおよび歯科インプラントの咀嚼負荷時に発生する力が顎骨に均等に伝達されるように設計される。

上側領域に歯冠その他の義歯が公知の仕方で装備されるのが普通である上部構造部分は、適切に選択された結合ねじを介して支柱部分にねじ固定されるのが普通である。埋込にあたっては、結合ねじのねじ山が支柱部分の雌ねじにねじ込まれるのが普通である。結合ねじのねじ頭はねじ込みのときに、上部構造部分の端面凹部を介して、上部構造部分を支柱部分へ押圧する。上部構造部分は支柱部分に押し込んで、クランプによってのみ固定することもでき、またはセメント／接着剤によって固定することもできる。

このような配置構造を安定化するために、支柱部分の成形切欠き内へ嵌合結合により埋込可能である接触ピンが、上部構造部分に一体成形されているのが普通である。それにより、上部構造部分は接触ピンを介して支柱部分の成形切欠き内へ差し込むことができ、次いで、結合ねじの締めつけによる機械的な固定が行われるのが普通である。当然ながらこれに代えて、一種の逆の配置構造で接触ピンが支柱部分に一体成形されており、成形切欠きが上部構造部分に設けられていてもよい。以下の実施形態は、接触ピンが上部構造部分に取り付けられており、成形切欠きが支柱部分に刻設されている広く普及した態様を対象としている。当然ながら本発明の対象物は、接触ピンが支柱部分に配置されかつ成形切欠きが上部構造部分に配置されている、上記と逆の配置構造の相応の別の態様も含んでいる。

咀嚼負荷時に発生する力に関して、および、この種の歯科インプラントの使用時の望ましい長期耐久性に関して、さまざまな種類の負荷に対する配置構造の機械的安定性が特別に重要である。特に、多くの場合に咀嚼負荷によって生じる外部の力による上部構造部分と支柱部分との間の回転やねじりにも、対処すべきなのが通常である。そのために、機械式ロックの形態の機械式の指標が適用されるのが普通であり、または、上部構造部分と支柱部分との間の面押圧力が適切に選択される。支柱部分上での上部構造部分の回転を指標づけして回避するために、特に、上述した機械的ロック部を形成するために、一方の接触ピンの断面およびこれに付設する他方の成形切欠きの断面の適当な輪郭づけが行われる。通常、そのために接触ピンおよびこれに対応する成形切欠きは断面６角形に構成される。あるいは別案として、可変な部品数と可変な幾何学形状とを有するトルクスまたはいわゆる多数システムとしての実施形態も知られている。

しかし取扱者は、歯科インプラントの埋込み部位（前歯領域、側歯領域、下顎、上顎）、骨物質、残存歯、血管や神経の形状と位置に依存して、支柱部分またはインプラントのための穴を、用いられる義歯すなわち特に歯冠等の軸線と一致するように穿設することが、必ずしも可能であるとは限らない。従って、線形または直線状に構成されたまたは向けられた支柱部分またはインプラント、および／または線形または直線状に構成された上部構造部分が、患者およびその治療の解剖学的な必要性を満たさない可能性がある。こうした問題に対処するために、必要に応じて、折曲した上部構造部分またはいわゆるアンギュレーションのある上部構造部分が用いられる。

この関連で通常用いられる屈曲角は１０°から３０°の範囲内にあるのが通常であるが、４５°〜６０°の場合もある。インプラントの埋込み後に、好ましくは支柱部分の癒着後に、この種のシステムでは歯冠、ブリッジ、あるいはその他の義歯を製作するために、残存歯（たとえば対号歯、挿入個所の遠位および近位にある歯）、粘膜、支柱部分またはインプラント、または取り付けられた上部構造部分の空間的、幾何学的な情報を検出しなければならない。このような空間的、幾何学的な情報は、歯冠、ブリッジ等を正しくかつ解剖学的に最適化して製作するために必要である。この目的のために、好ましくはシリコーンまたはその他の歯科用型材料で口内状況の型取りが製作されるのが通常である。このような型取りに、好ましくは石膏またはその他の歯科用の模型材料が流し込まれる。したがって、この石膏模型は男性患者／女性患者の口内状況の複製となる。この複製は残存歯、粘膜、挿入された支柱部分またはインプラントの位置に関する情報を、歯科医および／または歯科技師に提供する。

挿入された支柱部分またはインプラントの位置や幾何学形状の転写を改善するために、金属および／またはプラスチックからなる特別な型取り支柱が、挿入された支柱部分またはインプラントに差し込まれおよび／またはねじ込まれるのが好ましい。次いで、口内の型取りが好ましくはシリコーンによって製作される。型取り材料が硬化した後、型取り支柱は型を外すときにインプラントに残されるかまたは型取りと一緒に取り外される。型取りへ注入する際に、型取り支柱または上部構造支柱は型取り内に配置され、実験室インプラントと結合されなければならない。この実験室インプラントは結合に関して、および型取り支柱または上部構造支柱の方向で幾何学的に、挿入されている支柱部分またはインプラントと同一または類似の幾何学的な形状を有している。一体化された型取り支柱または上部構造支柱および一体化された実験室インプラントを有している型取りへの注入後、実験室インプラントが鋳込まれた石膏模型が得られる。

使用するインプラントシステムが指標を有していれば、この指標も患者の口から石膏模型に写し取られている。このような石膏模型に基づき、１つまたは複数のインプラントの義歯が計画されて製作される。このとき、インプラント上での上部構造部分の回転位置が決定的に重要である。使用するインプラントシステムが指標を有していれば、実験室インプラント上での上部構造部分の位置決め選択肢は限られている。６角式の結合の場合、６つの位置決め選択肢がある。指標のないインプラントシステムでは、０°から３６０°の間のすべての位置を適用することができる。代替歯の製作後、少なくとも１回の試着が患者の口内で行われる。この試着の際、または義歯の代替歯の最終的な嵌め込みの際、取扱者は上部構造部分および患者の口内のその他のすべての人工部材を、石膏模型における位置と同じ位置で嵌め込まなくてはならない。

この種のシステムでは、治療後の患者口内での代替歯の正確な回転アライメントが特別に重要である。しかしその一方で本来の治療、すなわち定着した支柱部分と結合させることによって代替歯を備えた上部構造部分を患者口内へ埋込むことは、治療中に患者に過度の無理をさせないために、できる限り短時間に抑えるほうがよいのが普通である。この両方の要請をできる限り十分に満たせるようにするために、この種のインプラントシステムの上部構造部分は多部品で構成され、上部構造部分を形成する複数の部分片は原則として互いに自由に回転可能なように構成されている。この種のシステムでは、口内状況の適切な転写によって、上部構造部分、従って代替歯の正確なアライメントを実験室で行うことができ、また、適切に準備することもできる。そして、それぞれの部分片を正確な向きでつなぎ合わせることによる、実験室側での上部構造部分の製作の完了後、事前に行われた指標付けに基づいて患者口内への埋込を行うことができる。そのために、組み合わされた上部構造部分を支柱部分へ埋込む接触ピンは適切に指標付けされ、複数回対称として構成されるのが普通であり、それにより、埋込のときには比較的少数の可能な向きだけを選択可能であり、したがって、空間的アライメントの正確な調整が特別に簡単に埋込中に可能である。多部品からなる上部構造部分を有するこの種のインプラントシステムは、たとえば特許文献１から公知である。

しかしながら近年判明してきているように、この種のインプラントシステムにおいても、実験室側での向きの予備調整を提供する比較的大きな利点にもかかわらず、上部構造部分の多部品構成から上部構造部分の大きすぎる全高つまり全長が生じ、そのために、この種のインプラントシステムはスペースの理由により、治療上必要なあらゆる個所で適切に適用可能ではないという場合があり得る。

さらに、この種のインプラントシステムのさらに別の設計目標として、内部のインプラント領域への細菌等の侵入を防ぐために、上部構造部分と支柱部分とが機械的に接触するときの比較的高い密閉性が保証されるべきであることを考慮しなければならないのが通例である。それにより、外部からは容易に接近できなくなる組織領域における歯科インプラント周辺の組織の炎症のリスクが、できる限り低く抑えられる。

ドイツ特許第１０２００６０１８７２６号明細書

したがって本発明の課題は、一方では特別に簡単かつ確実にインプラントの適切な指標づけが可能であり、他方では、全高を小さく抑えた場合でさえ上部構造部分と支柱部分との間の特に高い密閉性が可能である、上述の種類の歯科インプラントを提供することにある。

この課題は本発明によれば、上部構造部分に一体成形された接触ピンの断面と、この接触ピンが埋め込まれる成形切欠きの断面とは、半径がそれぞれ相対的な最大値をとる複数の主方向をそれぞれ有し、断面の外側輪郭はどの点でもちょうど１つの接線を有するように選択されていることによって解決される。さらに、外側輪郭は、どの任意の直線によっても多くとも２つの点で交差されるように選択されているのが好ましい。
すなわち、本発明によれば、顎骨に埋込可能な支柱部分と、この支柱部分に付設され代替歯部材を取り付け可能である上部構造部分とを備え、上部構造部分は一体成形された接触ピンを有し、該接触ピンは支柱部分に設けられた成形切欠き内へ嵌合結合により埋込可能であり、上部構造部分に一体成形された接触ピンの断面とこの接触ピンが埋め込まれる成形切欠きの断面とは、半径がそれぞれ相対的な最大値を取る複数の主方向をそれぞれ有し、断面の外側輪郭はどの点でもちょうど１つの接線を有するように選択されており、上部構造部分の接触ピンと支柱部分の成形切欠きとは円錐形に構成されている歯科インプラントにおいて、上部構造部分に一体成形された接触ピンの断面と、この接触ピンが埋め込まれる成形切欠きの断面とは、それぞれ、最大直径を有する主方向と最小直径を有する副方向とを有し、断面の輪郭はそれぞれ、最大直径に対する最小直径の比が少なくとも０．７かつ多くとも０．９９であるように選択され、接触ピン（８）の円錐角および成形切欠き（１０）の円錐角のうちの一方または両方は１°から１５°の間にあり、成形切欠きに埋込まれた接触ピンが、接触ピンの断面の主方向と成形切欠きの断面の主方向とが重なっている位置から出発して９０°ねじられる際に、支柱部分に対して上部構造部分がその長さ方向に移動することによって定められるストローク高さが少なくとも０．４ｍｍとなることが提案される（請求項１）。
本発明の実施態様は次の通りである。
・上部構造部分は結合ねじを介して支柱部分に組み付けられている（請求項２）
・断面の外側輪郭は、どの任意の直線によっても最大でも２つの点で交差されるように選択されている（請求項３）。
・接触ピンの断面の輪郭および成形切欠きの断面の輪郭は、それぞれ、全ての主方向において同じ半径を与えられるように選択されている（請求項４）
・断面の外側輪郭は、それぞれ２つの主方向の間の領域では卵形セグメントに相当するように選択されている（請求項５）。
・上部構造部分に一体成形された接触ピンと支柱部分の成形切欠きとはそれぞれ卵形または三角卵形の断面を有している（請求項６）。
・上部構造部分に一体成形された接触ピンと支柱部分の成形切欠きとはそれぞれ楕円の断面を有している（請求項７）。
・最大直径に対する最小直径の比が好ましくは少なくとも０．８かつ多くとも０．９４であるように選択されている（請求項８）。
・接触ピンの円錐角および／または成形切欠きの円錐角、従って接触ピンの円錐角および成形切欠きの円錐角のうちの一方または両方は、好ましくは５°から１０°の間、特に好ましくは約６°である（請求項９）。

本発明は、考えられる埋込シナリオを完全に網羅するという観点から、上部構造部分が基本的に一部品で構成されることによって、上部構造部分自体の全高を特に小さくするのがよいという考えに基づいている。それにもかかわらず、患者の口内で、用意されたインプラントの労力を要するアライメントや調節を行うことを不要にする適切な指標を簡単に準備するために、接触ピンと支柱部分の、該接触ピンが埋め込まれる成形切欠きとの適当な断面の設定を通じて、上部構造部分の相応のアライメントが保証されているのが望ましい。そのために、接触ピンの断面の半径と、支柱部分の、該接触ピンに合わせられた成形切欠きとの断面の半径とは、すなわち中央点または中心点、特に重心から、断面の外側輪郭までの距離すなわち半径は、該中央点または中心点、特に重心を中心とする回転または旋回に関して一定になるのではなく、複数の主方向に、すなわち特に少なくとも１つの主方向に最大値を有する。成形切欠き内へ接触ピンが埋め込まれる際、これらの主方向は一方の接触ピンおよび他方の成形切欠きによって重ね合わされ、それゆえ、接触ピンに取り付けられた上部構造部分と支柱部分との所望の相対的なアライメントが得られる。

断面の中心点または重心を中心とする回転角に依存する半径のそれぞれの最大値は、半径の絶対最大値または最高値であってよく、あるいは同様に半径の局部的な最大値もしくは相対的な最大値であってよく、それぞれの主方向の半径はすぐ隣接する向きの半径よりも大きい値をとる。

支柱部分に対して相対的な上部構造部分のアライメント（位置合わせ）または指標づけが輪郭に基づいて行われるこの種のシステムにおいて、上部構造部分と支柱部分との間の、すなわち特に接触ピンと成形切欠きの内面との間の機械的な接触領域での、所望の高い密閉性を特に確実に保証するために、接触ピンとこれに対応する成形切欠きとの断面の外側輪郭が、上述したそれぞれの主方向の間で適切に選択される。そのために外側輪郭は実質的に角がないように構成され、それにより、断面において外側輪郭のどの点もちょうど１つの接線を有している。

さらに、外側輪郭は各主方向間のセグメントにおいて膨らんだ形状に構成され、または外方に向かって湾曲したもしくは反った形に構成されることによって、特別に高い密閉性を実現可能である。このような構成により、成形切欠き内へ接触ピンを埋込む際、成形不良すなわちたとえば各断面の間の製造に起因する局所的な輪郭誤差等が、応力およびこの応力により生じる局所的な変形によって除かれ、各断面が互いに整合する。輪郭セグメントの外方に向かって湾曲したまたは膨らんだ構成は、結果的には卵形面の１つの基準に対する類似性をもたらし、すなわち、どの任意の直線もそれぞれの断面と多くとも２つの点で交わる。

さらに好ましい実施形態では、断面の外側輪郭は、それぞれ２つの主方向の間の領域では卵形セグメントに相当するように選択される。換言すると、外側輪郭はそれぞれ２つの主方向の間のセグメントで、卵形面の第２の基準も追加的に満たしているのが好ましく、すなわち、輪郭セグメントのどの点についてもちょうど１つの接線が存在している。それにより、外側輪郭はそれぞれのセグメントにおいて、角が形成されない比較的滑らかな形状を有している。

特別に好ましい発展例では、さらに歯科インプラントは、上部構造部分に一体成形された接触ピンと支柱部分の成形切欠きとがそれぞれ断面輪郭における角を完全に回避して構成されるように構成されている。それにより、それぞれの断面はそれぞれの主方向での外側輪郭のどの点においても卵形面の第２の基準を満たしており、すなわち、これらの点についてもちょうど１つの接線が存在し、したがってその全体が卵形を形成する。それにより、外側輪郭はそれぞれの主方向においても丸みをおびた形状を有している。主方向においても与えられるこのような比較的丸い形状によって、成形切欠き内へ接触ピンを埋込むときに、場合により存在している向きのわずかなミスライメントが、セルフセンタリングで、遮られたり、挟まれたり、引っかかったりすることなく、自動的に修正されることが保証される。

さらに、ねじりに対する、取り付けられたシステムの基本的に格別に望ましい高い機械的安定性を、特に簡単に保証するために、接触ピンの断面および該接触ピンが埋め込まれる成形切欠きの断面は、特別に好ましい発展例では、２回対称つまり複数回対称として選択される。２回対称は、断面が好ましくは楕円形に構成されていることによって実現可能であり、それに対して３回対称は、別の好ましい実施形態において断面が三角卵形として構成されていることによって実現可能である。

上述した種類の断面選択により、特に、断面の実質的に２回対称ないし３回対称を成立させることができ、それにより、患者口内への埋込中にインプラントを調節するときの不具合がほぼ起こり得なくなる。楕円断面または卵形断面が２回対称であるとき、これは特に楕円については通常であるように、実質的に２つの主軸によって表すことができ、楕円または卵形の第１の主軸は最大直径を有する主方向であり、通常は第１の主軸に対して垂直に延びる第２の主軸は、楕円または卵形の最小直径を有する副方向を表している。

意外にも、この種のシステムにおいて幾何学パラメータを適切に選択することによって、特に最小直径に対する最大直径の比を適切に選択することによって、システムの特に好都合な埋込挙動を実現可能であることが判明しており、接触ピンを成形切欠き内へ埋込む際にセルフセンタリングのような形式で、上部構造部分の正確なアライメントが行われる。そのために断面の輪郭は、楕円または卵形の最大直径に対する最小直径の比が少なくとも０．７かつ多くとも０．９４であるように、好ましくは少なくとも０．８かつ多くとも０．８７であるように、選択されるのが好ましい。

それぞれの断面が楕円に構成されている場合、これらのパラメータは楕円のいわゆる離心率によっても等価に特徴づけることができる。楕円の離心率は０．３５から０．７の間、特別に好ましくは０．４から０．５の間であるのが好ましい。

特別に好ましい発展例では、支柱部分と上部構造部分との結合部は円錐形に構成されている。そのために、長手方向における上部構造部分の接触ピンと、支柱部分に成形切欠きによって形成される該接触ピンの収容通路とは、それぞれ円錐形に構成されるのが好ましい。とりわけ楕円または卵形の断面との組み合わせにおいて、接触ピンと成形切欠きとのこのような円錐形構成は、成形切欠き内へ接触ピンを埋込むときに比較的広い回転クリアランスがまだ存在しているので、支柱部分との関係における上部構造部分の正確なアライメントまたは調節は、その瞬間にはまだ必要ではない。むしろ歯科医は埋込の際に、上部構造部分を比較的大まかにアライメントして埋込むことができる。というのは、成形切欠き内へ接触ピンが入っていく初期においては、両部品の円錐形構成に基づいて、各面の差異およびこれに伴って生じる回転クリアランスがまだ比較的大きいからである。

それに対して、成形切欠き内へ接触ピンがさらに押し込まれると、断面サイズが徐々に整合され、それにより、埋込の結果として回転クリアランスが自動的に減少し、従って、上部構造部分の徐々に正確になるアライメントが回転方向で行われる。接触ピンが完全に埋め込まれると、すなわち接触ピンが成形切欠きと機械的に嵌合結合により接触すると、ただちにほぼ遊びのない完全に正しいアライメントが保証される。さらに、上述した構成部品の円錐形構成は両部品の追加の固定またはセルフロックを惹起し、これは特に結合ねじを締めつけたときに、各コンポーネント間の特に確実な嵌合結合および摩擦結合を成立させ、従って、ねじりに対してもシステム全体の特に高い機械的安定性を惹起する。

従って、さらに、力やトルクの伝達が、高度に正確かつ確実に、ほぼ回転クリアランスなしに可能となる。

成形切欠き内へ接触ピンを埋込む際の上部構造部分の自動的なセルフアライメントというこのような望ましい作用をなお一層促進するために、接触ピンおよび／または成形切欠きの円錐角は好ましくは１°から１５°の間、好ましくは４°から１０°の間、特別に好ましくは約６°に選択される。とりわけこのようなパラメータ選択によって、および断面の上述した幾何学パラメータとの組み合わせにおいて格段に、特に断面における角の面取りによって、支柱部分への上部構造部分の簡単かつスムーズな埋込という観点から、システムの特に簡単で確実な取扱が保証される。

さらに好ましい実施形態では、上部構造部分は結合ねじを介して支柱部分に組み付けられる。

本発明によって得られる利点は、特に、上部構造の接触ピンの断面および支柱部分の成形切欠き（ないしはこの逆）の断面の適切な輪郭づけとパラメータ化によって、適切に準備されて代替歯を備え付けられた上部構造を支柱部分内へ埋込む際に、簡単かつ機械的に安定して、確実なアライメントを実現可能であるという点にある。それにより、口内空間へ上部構造部分を埋込む際の患者の治療時間を特に短く抑えることができ、それにもかかわらず、代替歯の特に高価値なアライメントが可能となる。さらに、とりわけ接触ピンの収容通路および接触ピン自体の円錐形構成と、接触ピンおよび収容通路の楕円断面または卵形断面との組み合わせによって、上部構造部分の確実かつ簡単なアライメントを、収容通路内への接触ピンの埋込によって保証することができる。このとき特に、接触ピンを埋込む際に各コンポーネントの連携作用に基づいて生じる回転セルフセンタリングによっていっそう促進される、特に高い位置精度が実現可能である。

図面を参照しながら本発明の実施例について詳しく説明する。

歯科インプラントを模式的に示す図である。 歯科インプラントを模式的に示す図である。 図１の歯科インプラントの上部構造部分に一体成形された接触ピンを示す断面図である。 図３に示す楕円の断面を有する接触ピンを収容するために支柱部分に設けられた成形切欠きを示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図５の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図７の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図９の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図１１の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図１３の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図１５の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図１７の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図１９の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図２１の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図２３の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図２５の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図２７の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図２９の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図３１の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図３３の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図３５の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 歯科インプラントの接触ピンについての断面形状を示す図である。 図３９の接触ピンに対応する成形切欠きについての断面形状を示す図である。 楕円を模式的に示す図である。 成形切欠き内に埋め込まれた接触ピン示す図である。 楕円を模式的に示す図である。

同一部品には全ての図において同一符号が付されている。

図１に示す歯科インプラント１は、顎骨内へ埋込むために用いられる支柱部分２と、この支柱部分２に付設された上部構造部分４とを含んでいる。本実施例では一部品で構成されている上部構造部分４は、代替歯部材、歯冠、または義歯を装着するために用いられる。患者の口内へ歯科インプラント１を埋込むために、まず第１の処置ステップで、支柱部分２が顎骨内に埋め込まれる。そのために支柱部分２は外面にねじ山６を有しており、それにより、顎骨内への埋込みはねじ込みによって行うことができる。そのためにねじ山６は本実施例ではセルフタッピングねじとして構成されている。ねじ山６のピッチは均等に、または変化するように構成されていてよく、適切なパラメータ選択により、場合によってはそれぞれ種々の生体的条件等ならびに種々の定着挙動を考慮に入れることができる。ねじ山６の構造は、特に、所望の高い一次安定性の観点から、および歯科インプラント１の咀嚼負荷時に発生する力を顎骨内に均等に伝達するという観点から、設計される。

支柱部分２が顎骨内へ埋め込まれた後、４週間から６か月の治癒段階が設けられ、その間に支柱部分を組織や顎骨内に定着させる。次いで第２の処置ステップで、代替歯部材が取り付けられた上部構造部分４を挿入することができる。特別に好都合な骨状況、およびこれに応じた高い一次安定性がある場合、上部構造部分４およびその他の義歯コンポーネントの装着は、支柱部分またはインプラントの挿入にすぐ引き続いて行うこともできる。

支柱部分２と上部構造部分４との間の機械的に比較的安定した結合を簡単に構成することができるようにするために、上部構造部分４には接触ピン８が一体成形されており、この接触ピン８は、支柱部分２と上部構造部分４とが組み合わされたときに、接触ピン８の収容通路を形成している該支柱部分２の成形切欠き１０内へ導入可能である。支柱部分２と上部構造部分４の機械的結合は、結合ねじ１２によって行われ、その雄ねじ１４が、支柱部分２に設けられた雌ねじ１６へねじ込まれる。このとき結合ねじ１２のねじ頭１８が、上部構造部分４を支柱部分２へ押圧する。

歯科インプラント１は、上部構造部分４が適切に準備されていれば、特に咀嚼負荷によって比較的高い力が生じる場合でも、上部構造部分４の確実で機械的に安定した回転アライメントを保証するように的確に設計されている。このとき特に、代替歯部材を備えた上部構造部分４を、顎骨に定着した支柱部分２内へ埋込むことや組み入れることも、比較的短い処置時間内で行うことができる。

そのために本実施例では、支柱部分２の成形切欠き１０内へ嵌合結合により埋込可能な接触ピン８と、支柱部分２の成形切欠き１０とは、それぞれ楕円または卵形の断面を有している。さらに、上部構造部分４の接触ピン８と支柱部分２の成形切欠き１０およびこれによって形成される該接触ピン８のための収容通路は、いずれも円錐形に構成されている。接触ピン８と成形切欠き１０の自由断面はいずれも支柱部分２の端部に向かって先細りになっており、それにより、成形切欠き１０によって形成される該支柱部分２の収容通路は、実質的に、楕円または卵形（oval）の断面をもつ漏斗状の通路として形成される。それにより、接触ピン８の断面がその端部のところで、成形切欠き１０により形成された支柱部分２の入口に比べて比較的小さい面積を有していることが保証されるので、成形切欠き１０内へ接触ピン８を入れるときに、上述した各コンポーネント間で比較的広い面積差が生じ、それに伴って比較的大きい回転クリアランスが生じる。

それにより、成形切欠き１０内へ接触ピン８を埋込むときには、上部構造部分４を回転方向に比較的大まかにアライメント（位置合わせ）するだけで十分である。楕円または卵形の断面を持ち漏斗状に縮小していく円錐形の収容通路によって、成形切欠き１０内へ接触ピン８をさらに埋込むときに、すなわち支柱部分２内への上部構造部分４の挿入中に、それぞれの断面積の整合が徐々に行われるので、接触ピン８および上部構造部分４は徐々に成立していく嵌合結合によって機械的に案内される。最終的に接触ピン８の全部が成形切欠き１０内に埋め込まれ、その中で嵌合結合により当接して各面が連続する嵌合結合部を形成し、それによって上部構造部分４の回転アライメント（回転位置合わせ）も一義的に規定される。このように、すでに接触ピン８および成形切欠き１０の形状付与および輪郭づけに基づいて、埋込により上部構造部分４の自動的なアライメントが行われるので、代替歯の挿入時に歯科医によるこれ以外の調節介入は必要ない。

図３の断面図から見てとれるように、本実施例では、上部構造部分４に一体成形された接触ピン８は（およびこれに伴って支柱部分２の成形切欠き１０も）実質的に楕円の断面を有しており、この断面は定量的には（楕円について普通であるように）、最大直径Ｄを有する第１の主軸（図３に矢印２０で図示）と、最小直径ｄを有する第２の主軸（図３に矢印２２で図示）とで表される。

この楕円の線形離心ｅは、従来の定義に準じて次の式によって記述される。

それに対して、楕円のいわゆる離心率εはε＝２ｅ／Ｄの関係によって与えられる。楕円の離心率は０から１の間の値をとることができる。離心率が０ならば円が得られる。

支柱部分２と上部構造部分４とを組み合わせるときの代替歯の適合を特別に容易にし、埋込のときの輪郭に起因する望ましいセルフセンタリングを格別に促進するために、接触ピン８および成形切欠き１０の幾何学パラメータは下記の基準に従って選択される。

円錐形−楕円形の結合部の離心率が大きくなるほど、各構成部品の相互の位置決定が改善される。しかし機械的特性および機械的強度に関しては、大きい離心率はむしろ不都合であり、それは特に、支柱部分２の最大のインプラント直径が制限されているからである。支柱部分２の直径は通常で２．５ｍｍから６ｍｍの間である。離心率が大きくなるほど、支柱部分２の壁厚および上部構造部分４の壁厚は不均等になる。プロトタイプの広範な実験で明らかになったところでは、離心率εは０．３より小さくないほうがよく、特別に好都合な位置決定のためには０．３５より小さくないのが好ましい。それと引き換えに支柱部分２、上部構造部分４、および必要な場合には結合ねじの強度を過度に低下させないために、プロトタイプを用いた強度研究が示すところでは、離心率は０．７よりも大きくないほうがよく、できるだけ０．８より大きくないのがよい。良好な位置決めと高い強度とのきわめて特別に好ましい組み合わせは、０．４から０．５の間の離心率εのときに得られている。

一方の成形切欠き１０の円錐形構成、および他方のこれに合わせて適合化された接触領域における接触ピン８を、図４の図面に見ることができる。この円錐形の領域は、円錐角β、有効円錐長ｈ、接触ピン８の噛み合わせ端における最大楕円直径Ｄ_oおよび最小楕円直径ｄ_o、接触ピン８の頂端における最大楕円直径Ｄ_aおよび最小楕円直径ｄ_aの各幾何学パラ−メタによって表される。これらの幾何学パラメータは下記の基準に従って選択されるのが好ましい。

支柱部分２での上部構造部分４の位置決め選択肢を取扱者が多く有していればいるほど、位置決定は難しくなる。位置決定の見地から好ましい最善策は、１つの位置決め選択肢しかないことである。しかしそれが円錐形の指標の場合（たとえば楕円の半円、円の半円）、上部構造部分４が誤って埋め込まれるという避けられない危険がある。引き続いて固定のために結合ねじ１２が締められると、支柱部分２か上部構造部分４のいずれかが損傷する恐れがある。この種の損傷の危険を回避するために、少なくとも２つの位置決め選択肢が用いられるのが好ましい。すなわち、それが少なくとも２つの位置決め選択肢である場合、構成部品の損傷の危険はあるものの、その危険は的確な寸法決めによって回避可能である。構成部品が約３６０°／（２×位置決め選択肢）だけ回転をずらされて埋め込まれ、引き続いて結合ねじ１２が締められるとき、危険は常に存在している。指標が楕円ないし卵形の幾何学形状ならば、これは３６０°／（２×２）＝９０°である。

このような危険の回避は、次の２つのいずれかによって、幾何学パラメータの特別に好ましい選択により実現される。

１．円錐角βは、指標ジオメトリー内部での半径変化に依存して、および上部構造部分４の円錐長ｈに依存して、またはこれ以外の依存性の順序で、約３６０°／２×位置決め選択肢だけずらされると上部構造部分４を支柱部分２へ埋込可能でなくなり、結合ねじ１２のねじ山１４が支柱部分２のねじ山１６に噛み合わないように選択される。すなわち結合ねじ１２のねじ山１４は、上部構造部分４を支柱部分２へ埋込むことができ、結合ねじ１２によって印加される力だけによって支柱部分２の中で上部構造部分４のセルフセンタリングが開始される程度に最終位置に対する回転ずれが小さく、上部構造部分４の接触面と支柱部分２の接触面との間の静止摩擦がセルフセンタリングを妨げることがないときに初めて、支柱部分２のねじ山１６に噛み合うのがよい。

２．または円錐角βは、指標ジオメトリー内部での半径変化に依存して、上部構造部分４の円錐長ｈに依存して、またはこれ以外の依存性の順序で、約３６０°／（２×位置決め選択肢）だけずれが生じると、結合ねじ１２のねじ山１４が支柱部分２のねじ山１６に噛み合わなくなるように選択される。すなわち結合ねじ１２のねじ山１４は、結合ねじ１２によって印加される力だけによって支柱部分２の中で上部構造部分４のセルフセンタリングが開始される程度に最終位置に対する回転ずれが小さく、上部構造部分４の接触面と支柱部分２の接触面との間の静止摩擦がセルフセンタリングを妨げることがないときに初めて、支柱部分２のねじ山１６に噛み合うのがよい。

案１は、組立て容易性にとっては比較的不都合である。楕円の離心率が大きくなり、円錐角βが小さくなり、上部構造部分４と支柱部分２との間の共通の円錐形の接触面が短くなるほど、上部構造部分４をあらゆる回転位置で支柱部分２内へ挿入可能ではなくなる危険が大きくなる。このことは、上部構造部分４の広いほうの噛み合わせ側の楕円の領域が、支柱部分２の狭い楕円の入口領域よりも大きいことを意味している。

次の式は、円錐角β、Ｄ₀、および上部構造部分４と支柱部分２との間の有効円錐長ｈに依存するＤ_aを表している。

非常に優れた組立容易性のために、Ｄ_a＜ｄ_oを選択するのが好ましい。Ｄ_a≧ｄ_oであると、良好な組立容易性が与えられない。上部構造部分４を自らの接触ピンの軸線を中心とするあらゆる回転位置で、支柱部分２へ挿入可能ではないからである。

案２では、組立容易性が特に良好である。離心率ε、円錐角β、および有効円錐長ｈの設定は、結合ねじ１２が支柱部分２のねじ山１６に噛み合うと直ちに、円錐形−楕円形の結合部のセルフセンタリング作用が全面的に保証されるように行われるのがよい。このことは、楕円形に成形された接触ピンを備える上部構造部分４のストローク高さが、自らの接触ピンの軸線を中心として約９０°だけ回転ねじれしたときに、または三角楕円の結合部もしくはこれに類する実施形態の場合には約３６０°／（２×位置決め選択肢）だけ回転ねじれしたときに、結合ねじ１２と支柱部分２との共通の有効なねじ山長さよりも大きいのがよいことを意味している。

ここでストローク高さΔＨとは、上部構造部分４が支柱部分に対して相対的に、一方の接触ピン８の断面および他方の成形切欠き１０の断面が重なり合う正しいアライメントの位置から外れて、接触ピン８の主方向が成形切欠き１０のそれぞれの主方向の間の中間位置を向く「最大ねじれ」位置へねじれたときに生じる、上部構造部分４の長さ方向ずれまたは変位を意味している。その結果として生じる断面相互のずれが、収容通路の円錐形構成に基づいて、長手方向へ上部構造部分４を浮き上がらせるので、それゆえにこれをストロークと呼ぶ。

特に好都合な寸法決めがなされているとき、結合ねじ１２は、ストローク高さΔＨのピッチが接触角ωに依存して少なくとも５μｍ／°であるときに初めて噛み合う。１０μｍ／°よりも大きく、特に１５μｍ／°よりも大きいピッチが特に好都合であることが判明している。

離心率ε、円錐角β、第２の主軸の最小直径ｄ、および接触角ωに依存する支柱部分における上部構造部分のストローク高さΔＨは、以下の数３によって表される。

上部構造部分４と支柱部分との間を結合する際に通常用いられる結合ねじ１２は、通常、１回転につき０．２ｍｍから０．５ｍｍの間のねじ山ピッチを有している。少なくとも２つのねじ山、好ましくは少なくとも３つのねじ山、好適には少なくとも４つのねじ山が、結合ねじ１２と支柱部分６との間を支持するものと想定すると、支柱部分２における上部構造部分４のストローク高さは９０°のとき少なくとも０．４ｍｍとなる。しかしながらストローク高さが０．６ｍｍよりも大きく、特に少なくとも１ｍｍであればさらに好都合である。このことは、十分に支持をするねじ山を保証することが可能であることを意味しており、好都合なねじれ（＜９０°）のときに、すなわち結合ねじ１２による締めつけの際に上部構造部分４と支柱部分２との間の結合ねじ１２に印加されるクランプ力によってセルフセンタリングが機能するねじれのときに、初めてねじ山が噛み合う。

さらに図５から図４０には、接触ピンないし成形切欠きの別案の断面が示されている。

上部構造部分と支柱部分との円錐結合の利点は基本的にすでに知られている。円錐形結合部では、特に支柱部分の軸線に対して偏心した負荷が生じた場合に、上部構造部分から支柱部分へ面状の力伝達が起こる。さらに支柱部分は、上部構造部分が支柱部分に直接支持されることによって、支柱部分に伝達されるべき力の大部分を直接伝達することができる。このことは、上部構造部分と支柱部分とを固定するべき結合ねじの負荷軽減につながる。４５°よりも小さい円錐角βの場合に、このような作用を観察することができる。１５°よりも小さい円錐角が好ましい。このようにして結合部の早期の緩みが予防される。この機械的な安定化は、支柱部分に偏心的に働く力および／または曲げモーメントに対して、ほぼ遊びのないロック部として作用する。

円錐形結合部のさらに別の利点は、上部構造部分と支柱部分との間の密閉性にある。ここで特別に重要なことは、上部構造部分に一体成形された接触ピンの幾何学形状および支柱部分に刻設された成形切欠きが丸くそして合うことである。上部構造部分と支柱部分との間の回転防止が両構成部品間の静止摩擦だけであり、位置決定のための指標が存在しないことだけが欠点となる。このことは通常、上部構造部分に一体成形された追加の接触ピンによって実現される。噛み合わせ側からまず１つの円錐形接触ピンを有する上部構造部分も知られており、該円錐形接触ピンに頂端側の方向でロック部を備える第１の接触ピンが取り付けられており、少数のケースでは、第２の接触ピンの頂端側で第３の円錐形接触ピンが取り付けられている。これに対応する支柱部分には、このような幾何学形状はこれに対して雌型として構成された成形切欠きとして刻設されるので、指標として利用される偏心的なロック部と回転ロック部との組み合わせを実現することができる。

目標となるのは、偏心的なロック部を含み上部構造部分に一体成形された接触ピンと、非常に正確な指標として利用できる回転ロック部とを、ただ１つの幾何学形状に融合することである。このような幾何学形状は、機械的特性を損なうことなく、接触ピンの全高も減らすことになるはずである。このことは本発明によると、上部構造部分に一体成形された接触ピンの幾何学形状が卵形に相当しており、その幾何学法則を満足させることによって解決される。支柱部分に刻設された成形切欠きの幾何学形状は、当然ながら、上部構造部分に取り付けられた接触ピンの幾何学形状に整合し、この両者は互いに合わされる。その結果、丸い円錐形結合部の密閉性に関する利点が維持される。

実験によれば、上部構造部分と支柱部分との間に非密閉性があると液体や細菌の侵入につながる可能性がある。このことは、ひいては支柱部分のところで骨が分解する原因になることがある。さらに別の帰結として口臭や軟組織の後退が起こることがあり、このことは見た目の悪さと結びつく場合がある。こうした問題は特に、上部構造部分と支柱部分との間の相対運動が生じたときに発生する。というのは、相対運動がポンプとして作用するからである。したがって、相対運動のない嵌合結合による力伝達が、上部構造部分と支柱部分との間の密閉性との組み合わせおいて非常に重大である。

丸い円錐形結合部では、近遠心および口腔前庭の方向にセルフセンタリングが行われる。さらに、丸い円錐形の幾何学形状を卵形に変更することによって、幾何学形状が適切であれば、回転セルフセンタリングも実現することができる。したがって、丸い円錐形の幾何学形状から卵形への変化によって、上部構造部分と支柱部分との間の結合の完璧性につながり、それゆえ取扱者、歯科医、患者にとって好ましい利点だけが実現される。

楕円は、中心点を中心とした周期関数Δｒ₍φ₎として記述することができる。この周期関数Δｒ₍φ₎は以下のように定義することができる、：
説明のため、図３９には楕円が図示されている。

Δｒ₍φ₎の局所的な２つの最大値によって形成される２つの主方向があり、両最大値は等しい長さを有しておりかつ平行である。さらに、Δｒ₍φ₎の２つの最小値によって形成される２つの副方向があり、両最小値はΔｒ₍φ₎の等しい値を有しており、両最小値は等しい長さを有しておりかつ平行である。主方向と副方向との間の角度は９０°であり、主方向間の角度は１８０°、副方向間の角度は１８０°である。すべての主方向および副方向は同じ原点を有している。楕円は卵形の法則（すなわち、１本の直線が曲線と最大で２回交わり、曲線上の各点は１本の接線だけを有していること）を満たしていることによって特徴づけられ、さらに、主方向と副方向との間では曲線の湾曲がどの点でも相違している。楕円は、２つの定点Ｆ₁，Ｆ₂からの距離の合計が等しいすべての点でできている（図４３）。この合計は、図４３ではＳ₁＋Ｓ₂である。上部構造部分に一体成形された接触ピンに対しておよび支柱部分の成形切欠きに対して、このような幾何学形状を適用し、この幾何学形状が寸法に関して相互に合わされていれば、２つの位置決め選択肢が得られる。１つの特に好都合な実施形態では、上部構造部分の接触ピンおよび支柱部分の成形切欠きは円錐形に構成される。

位置決め選択肢の数をさらに増やしたいが、楕円の幾何学形状の特段に優れた特性を放棄したくないとき、これは、主方向の数および副方向の数を例えば３つ（図２５）、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、もしくはそれ以上に増やすことによって実現することが可能である。ここで重要なことは、すべての主方向および副方向が同じ原点を有しており、すべての主方向の長さが等しく、すべての副方向の長さが等しく、隣接する主方向の間の角度が等しく、隣接する副方向の間の角度が等しく、特別に好都合な実施形態では、隣接する主方向と副方向との間の角度が、隣接する主方向の間の角度、および隣接する副方向の間の角度の半分の大きさであり、主方向の数と副方向の数とが等しく、主方向と副方向との間の形状が卵形の法則を満たしており、さらに、主方向と副方向との間で曲線の湾曲がどの点でも相違していることである。それにより、主方向ないし副方向の数が、嵌合結合および摩擦結合が成立する位置決め選択肢の数を生じさせる。適切な幾何学形状は、最大で４つの主方向と４つの副方向を有しているのが好ましく（図３１および図３２）、特に３つの主方向および３つの副方向（図２５および図２６）、および最善策として２つの主方向および２つの副方向を有しており、したがって楕円（図３９および図４０）となる。４つ、５つ、または６つの主方向および副方向が適用されると、図３１から図３６に示すような幾何学形状が得られ、これらも同じく好都合な実施形態である。

主方向と副方向との間の長さの差に起因して離心が生じる。副方向が主方向に比べて小さすぎると湾曲が凸面から凹面へと変化し、卵形の条件がもはや満たされなくなる（図３７および図３８参照）。製造公差に起因して、結合部の非密閉性の危険が大きくなる。上部構造部分と支柱部分との間の圧着力も不均等になり、このことは、上部構造部分と支柱部分との間に運動を生じさせるように働く。さらに、主方向長さと副方向長さとの間の差異が大きくなり、このことは結合の強度や個々の構成部品にマイナスの影響をもたらす。広範な実験から判明したところでは、副方向は下記のような主方向のパーセンテージ長さ範囲を有しているのが好ましい。

上部構造部分に一体成形され卵形かつ円錐形に構成された接触ピンが、支柱部分の対応する成形切欠き内に導入されるとき、支柱部分に対して上部構造部分の位置が回転に関して正確にアライメントされていないと、各構成部品が嵌合結合により位置決めされる前に相互の接触が生じる。こうした接触は面状ではなく、線状もしくは点状である。式３６０°／（２×位置決め選択肢の数）に基づいて相互の角度に関して回転位置決めがなされると、支柱部分への上部構造部分の純粋に軸線方向の差込方向の場合、各構成部品の引っかかりが起こる場合がある。式３６０°／（２×位置決め選択肢の数）に基づくよりも小さいかまたは大きく、かつ倍数と等しくないように角度に関して回転位置を外すと、軸線方向の差込方向および軸線方向の差込力の場合、上部構造部分のほぼ自由な回転運動性で（すなわちほぼ支柱部分によってのみ上部構造部分の位置に回転の影響を与えながら）、上部構造部分に一体成形されて卵形かつ円錐形に構成された接触ピンが、支柱部分の対応する成形切欠きの中で回転セルフアライメントされる。こうした回転セルフアライメントは用語「回転セルフセンタリング」でも表すこともできる。

等しい数または多い数の位置決め選択肢と、副方向と、主方向とを有する卵形の他の上述した特殊ケースまたは楕円の特別に好都合な実施形態では、上部構造部分を支柱部分に固定する結合ねじは、結合ねじにより生成される力および／またはモーメントによって回転セルフセンタリングを行えるようになったときに初めて噛み合う。このことは、回転セルフセンタリングが純粋に結合ねじにより生成される力および／またはモーメントによって可能となる前には、結合ねじのねじ山が支柱部分のねじ山にまだ達しないことを意味している。したがって、支柱部分内での上部構造部分のストローク高さは、これらの間に回転角度ずれがある場合、結合ねじと支柱部分との間の利用可能な共通のねじ山長さよりも大きい。そのように構成されているのではなく、結合ねじの力およびモーメントによる回転セルフセンタリングが行えるようになる前に結合ねじが支柱部分に噛み合うと、このことによって、患者の顎骨に定着している支柱部分の残留損傷が生じる可能性がある。その結果、患者の顎から支柱部分が脱落することになる。構成部品が約３６０°／（２×位置決め選択肢の数）だけ回転をずれされた状態で埋め込まれ、次いで結合ねじが締めつけられる場合には、この危険性が常に存在する。３つの主方向、３つの副方向、および３つの位置決め選択肢を有する幾何学形状の場合、これは３６０°／（２×３）＝６０°となる。上述したすべての幾何学形状および楕円において、結合ねじにより引き起こされた力および／またはモーメントが、支柱部分における上部構造部分の回転セルフセンタリングにとって十分になる前に、結合ねじが支柱部分のねじ山に噛み合わないのが好ましい。さらに、上部構造部分に一体成形された接触ピンの幾何学形状、そのために支柱部分に設けられた成形切欠きの幾何学形状、離心率、円錐形の接触ピン長さ、および円錐角は、接触ピンが自身の軸線を中心としてどのように回転しているときでも、少なくとも少しだけ、好ましくは少なくとも０．１ｍｍだけ、特に少なくとも０．５ｍｍだけ、支柱部分に設けられた成形切欠き内へ進入することができるように設定されているのが好ましい。このことは、支柱部分内での上部構造部分の位置決めを大幅に容易にする。

嵌合結合および摩擦結合を実現することができる、楕円または等しい数の主方向および副方向（たとえば３つの主方向と副方向）を有する卵形の他の特殊ケースに基づいて、嵌合結合および摩擦結合が生じる位置決め選択肢の数を減らしたいとき、このことは、少なくとも１つの主方向または副方向の原点が変更されるか、主方向および／または副方向の長さが少なくとも１つの主方向または副方向で拡大または縮小されるか（図７、図８および図２７および図２８）、または、隣接する両主方向または両副方向に対する少なくとも１つの主方向または副方向の角度が変更される（図２９および図３０）ことによって実現することができる。少なくとも１つの異なる長さを有している異なる数の主方向および副方向も、これと同じ効果をもたらすはずである。さらに、このことは、φに基づく湾曲変化が個々の主方向および／または副方向の間で相違しており、もしくは種々に不均等であることによって実現することができる。主方向および副方向の適切な数および相応の長さの場合、嵌合結合および摩擦結合を有する１個または複数個の位置決め選択肢が生じ、この１個または複数個の位置決め選択肢は主方向および副方向の数と一致しなくてもよい。ただしその際に留意すべきことは、嵌合結合を有していない位置決め選択肢の場合、たとえばねじによって支柱部分と上部構造部分を固定する際に、上部構造部分または支柱部分が損傷する危険があることである。このことは、支柱部分を患者の顎から摘出せざるを得ないという結果につながりかねない。

ねじり角ωに依存するストローク高さΔＨを算出するための式を導き出すには、下記の式が基本となる。

楕円の線形離心ｅ（図３）は次式によって定義される：

線形離心から、次式により離心率εを算出することができる。

可変の半径Δｒ₍φ₎を算出するために角度φ（図３）が導入され、その値はラジアンで入力されなくてはならない。φ[°]からφ[ラジアン]への換算は次式によって行われる。

楕円の式Δｒ₍φ₎（極座標）は次式によって与えられる。

上部構造部分に一体成形され本例では楕円で円錐形の接触ピンが、同じく楕円で円錐形の、かつ幾何学形状に関して接触ピンに整合した支柱部分の成形切欠き内へ挿入されると、接触ピンの主方向と成形切欠きの主方向とが平行であり（従って接触ピンの副方向も成形切欠きの副方向と平行であり）、接触ピンの軸線と成形切欠きの軸線とが互いに軸線方向にアライメントされている場合には、楕円で円錐形の各面の嵌合結合と面接触だけしか起こることがない。この場合、接触ピンは成形切欠きの一番深いところまで侵入することができ、両者間の面接触を実現することができる。軸線方向のアライメントは保たれているが、接触ピンの主方向および副方向が成形切欠きの主方向および副方向に対して相互に回転していると、角度Ωが生じる（図４１）。接触ピンと成形切欠きとの間には、接触ピンの円錐角と成形切欠きの円錐角とが厳密に等しい場合、２つの線接触部が生じる。製造に起因して円錐角に小さな差異があると、２つの接点または１つの接点と１つの接触線が生じる。しかしながら、Ω≠０のときには、Ωがゼロに等しい場合より深く接触ピンが成形切欠き内へ侵入することはない。Ω＝０のときの最大侵入深さと、Ω≠０ないしΩ＞０かつΩ≦９０°のときの実際の侵入深さとの差異が、ストローク高さΔＨを生じさせる。最大のストローク高さΔＨは、Ω＝９０°の回転角のときの楕円で生じる。

２つよりも多い主方向および副方向を有する別の幾何学形状では、主方向の数と副方向の数とが等しく互いに等しい角度をなしている場合、

のときに最大のストローク高さΔＨが生じる。なお、λ＝主方向の数ないし副方向の数である。

図４１に明らかに見られるとおり、楕円の幾何学形状のとき、接触ピンの主方向と成形切欠きの主方向との間の回転角Ωは、成形切欠きの主方向と、接触ピンと支柱部分との接触点の主方向との間の接触角ωに等しい角度ではない。回転角Ω＝９０°の場合に限り、ωについても９０°の角度が生じる。

接触角ωに依存するストローク高さΔＨは、次のようにして算出することができる。

ω[°]からω[ラジアン]への換算は次式により行われる：

ストローク高さΔＨについては、接触ピンと成形切欠きとの間で接触ピンに生じる半径Δｒ₍ω₎と、Ｒとの間の差異が決定的に重要である。この半径差Ψは次式で表される。

半径差Ψおよび接触ピンないし成形切欠きの円錐角β（図４）を用いて、ストローク高さΔＨを次式で算出することができる。

下掲のダイヤグラムには、接触角ω＝（０°−９０°）と、パラメータＤｏ＝３．１ｍｍ、およびｄｏ＝２．８ｍｍと、円錐角β＝６°とに依存するストローク高さΔＨの推移が示されている。
［ダイヤグラム］

上部構造部分に一体成形された雄型としての卵形で円錐形の接触ピンと、これに対応して支柱部分に成形された成形切欠きとで、支柱部分と上部構造部分との間の短い接触個所を組み合わせることにより、臨床用の用途にとって決定的な別の利点が得られる。このように成形された結合部は、密閉された結合個所と、高い耐回転と、軸線方向の力および偏心方向の力、モーメント、曲げモーメントに対する高い耐性とを非常に短い全高で、かつ支柱部分と上部構造部分との共通の接触個所の長さにわたって、円錐形の傾きを除けば形状つまり外形を変えることなく、兼ね備えている。

特に型取りのとき、従来の円錐形結合部と比べて決定的な利点が得られる。通常の円錐形結合部は、支柱部分の上側領域から始まって頂端側に向かってまず密閉のため、軸線方向の力および偏心方向の力を伝達するため、および支柱部分の軸線を中心とするモーメントを阻止するための円錐形の領域を有している。その下には、しばしば、支柱部分の回転アライメントを伝達するための指標としての役目を追加的に果たす回転ロック部が追加的に取り付けられている。このような支柱部分で回転アライメントを含めて型取りを実施しなければならない場合、回転アライメントを支柱部分の非常に深くまで検出することが必要である。このことは、患者口内でそれぞれの支柱部分が互いに近づくように大きく折れ曲がっている場合に、型取りを難しくする。型取り技術では、型の支柱が型取り材料を含めて取り出される。型取り支柱が支柱部分へ短く入りこんでいればいるほど、型取り支柱を含めた歯型の取り出しは容易になる。その結果、指標部を含めた円錐形の密閉面の構成では、型取り支柱を２ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下、特に好都合な態様では１ｍｍ以下の深さまでしか支柱部分に入れなくてよいという利点がもたらされる。

支柱部分に対する上部構造部分の回転アライメントを改善するために、接触個所の表面特性を改質することが有意義である。その際には滑り摩擦の低減が主眼となる。次の面のうち少なくとも１つ、好都合なケースでは２つ、最善策としては３つすべてを改質するのが好ましい。すなわち、支柱部分と上部構造部分との間の接触面の支柱部分側と上部構造側、および上部構造部分への結合ねじの着座面である。次のような方法が好ましい効果を示す。すなわち研磨、陽極酸化、タイプＩＩの陽極酸化、窒化チタンコーティング、単結晶または多結晶の炭素ないしダイヤモンドによるコーティングである。

１ 歯科インプラント
２ 支柱部分
４ 上部構造部分
６ ねじ山
８ 接触ピン
１０ 成形切欠き
１２ 結合ねじ
１４ 雄ねじ
１６ 雌ねじ
１８ ねじ頭
２０，２２ 矢印
Ｄ 最大直径
ｄ 最小直径
ｈ 上部構造部分への接触ピンの円錐長さ
ΔＨ 角度ωだけ支柱部分で回転することによる上部構造部分のストローク高さ
Ｄ 最大直径
ｄ 最小直径
Ｄａ 頂端側の最大直径
ｄａ 頂端側の最小直径
Ｄｏ 噛み合わせ側の最大直径
ｄｏ 噛み合わせ側の最小直径
Ｒ 最大半径
ｒ 最小半径
Δｒ 角度φに依存する可変の半径（たとえば楕円の場合）
ＨＲ 主方向
ＮＲ 副方向
ＨＲ−１−ＨＲ−６ 主方向１から主方向６
ＮＲ−１−ＮＲ−６ 副方向１から副方向６
θ 主方向と副方向との間の角度
θ１−θ３ 主方向と副方向との間の角度１−３
ＨＲＬ 主方向長さ
ＮＲＬ 副方向長さ
ＨＬＲ−１−ＨＲＬ−２ 主方向長さ１および主方向長さ６
ＮＬＲ−１−ＮＲＬ−２ 副方向長さ１および副方向長さ６
φ 主方向ないし主方向と可変の半径ｒとの間の角度、たとえば楕円の場合
ω 上部構造部分と支柱部分との間の回転ずれ角
β 上部構造部分に一体成形された接触ピンの円錐角、ないし支柱部分に刻設された成形切欠きの円錐角
Ω 楕円で円錐形の接触ピンの主方向と、楕円で円錐形の成形切欠きの主方向との間の回転角
ω 接触ピンと成形切欠きの間の回転角Ωのときに生じる、成形切欠きの主方向と接触の主方向との間の角度
ＳＫＳＡＴ 上部構造部分の楕円の接触ピンの断面ジオメトリー
ＳＦＡＰＴ 支柱部分の楕円の成形切欠きの断面ジオメトリー
ＫＰ 接触点
ＨＲ−ＡＴ 上部構造部分の主方向
ＨＲ−ＰＴ 支柱部分の主方向
ＫＳ−ＡＴ 上部構造部分の接触ピン
ＰＴ−Ｇ 雄ねじのない支柱部分
Ｘ Ｘ軸
Ｙ Ｙ軸
Ｆ₁−Ｆ₂ 固定点１および２
Ｐ_(x,y) ｘ座標およびｙ座標により形成される１点／複数の点
Ｓ₁−Ｓ₂ Ｆ₁とＰ_(x,y)の距離、ないしＦ₁とＰ_(x,y)の距離

Claims (9)

1. 顎骨に埋込可能な支柱部分（２）と、この支柱部分（２）に付設された上部構造部分（４）とを備え、上部構造部分（４）は一体成形された接触ピン（８）を有し、該接触ピン（８）は支柱部分（２）に設けられた成形切欠き（１０）内へ嵌合結合により埋込可能であり、上部構造部分（４）に一体成形された接触ピン（８）の断面とこの接触ピン（８）が埋め込まれる成形切欠き（１０）の断面とは、半径がそれぞれ相対的な最大値を取る複数の主方向をそれぞれ有し、断面の外側輪郭はどの点でもちょうど１つの接線を有するように選択されており、上部構造部分（４）の接触ピン（８）と支柱部分（２）の成形切欠き（１０）とが円錐形に構成されている歯科インプラント（１）において、
   上部構造部分（４）に一体成形された接触ピン（８）の断面と、この接触ピン（８）が埋め込まれる成形切欠き（１０）の断面とは、それぞれ、最大直径（Ｄ）を有する主方向と最小直径（ｄ）を有する副方向とを有し、断面の輪郭はそれぞれ、最大直径（Ｄ）に対する最小直径（ｄ）の比が少なくとも０．７かつ多くとも０．９９であるように選択され、接触ピン（８）の円錐角および成形切欠き（１０）の円錐角のうちの一方または両方は１°から１５°の間にあり、
   成形切欠き（１０）に埋込まれた接触ピン（８）が、接触ピン（８）の断面の主方向と成形切欠き（１０）の断面の主方向とが重なっている位置から出発して９０°ねじられる際に、支柱部分（２）に対して上部構造部分（４）がその長さ方向に移動することによって定められるストローク高さが少なくとも０．４ｍｍとなる
   歯科インプラント。
2. 上部構造部分（４）は結合ねじ（１２）を介して支柱部分（２）に組み付けられる請求項１記載の歯科インプラント。
3. 断面の外側輪郭は、任意の直線によっても最大でも２つの点で交差されるように選択されている請求項１または２記載の歯科インプラント。
4. 接触ピン（８）の断面の輪郭および成形切欠き（１０）の断面の輪郭は、それぞれ、全ての主方向において同じ半径を与えられるように選択されている請求項１から３の１つに記載の歯科インプラント。
5. 断面の外側輪郭は、それぞれ２つの主方向の間の領域では卵形セグメントに相当するように選択されている請求項１から４の１つに記載の歯科インプラント。
6. 上部構造部分（４）に一体成形された接触ピン（８）と支柱部分（２）の成形切欠き（１０）とはそれぞれ卵形または三角卵形の断面を有している請求項１から５の１つに記載の歯科インプラント。
7. 上部構造部分（４）に一体成形された接触ピン（８）と支柱部分（２）の成形切欠き（１０）とはそれぞれ楕円の断面を有している請求項１から５の１つに記載の歯科インプラント。
8. 最大直径（Ｄ）に対する最小直径（ｄ）の比が少なくとも０．８かつ多くとも０．９４である請求項１から７の１つに記載の歯科インプラント。
9. 接触ピン（８）の円錐角および成形切欠き（１０）の円錐角のうちの一方または両方は５°から１０°の間にある請求項１から８の１つに記載の歯科インプラント。

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