JP6753644B2 - 歯科用インプラント - Google Patents

Description

本発明は、顎骨中に係止可能なセラミック材料からなる基体と、基体に対してねじにより取り付け可能な上部構体とを備え、その組み合わせ状態において、ねじのねじ付き部が基体における盲孔の内ねじと係合し、上部構体がねじにより基体に対して押圧される歯科用インプラントに関する。

このような歯科用インプラントは、先行技術により既知である。ねじを堅固に締結することは、結果的に基体と上部構体の材料に応力をかける。ねじを締結する際にセラミック材料への高い応力が生じ、基体と上部構体との間及び内ねじとねじのフランクとが係合する周囲にも同様の応力が生じる。ねじの締結は剪断応力と引張り応力を生じさせ、特にセラミック材料にとって有害である。その結果、圧縮力に対して安定ではあるが、引張り力に対して不安定なセラミック材料には，しばしば過剰な圧力が加えられてきた。そのため、セラミック材料からなる基体と上部構体との間の支持部には、ねじを締結する際にクラック発生又は破壊の可能性すらある。

そのような先行技術の一例として、欧州特許出願公開第２１６８５３０号明細書は、インプラント本体の内ねじに金属コーティングを施したセラミックインプラントを開示している。その金属コーティングは、上部構体が剪断応力と引張応力をより吸収するよう、基体の一端の傾斜面にも施される。しかしながら、このような金属製インサート又はコーティングは、複雑な工程を経てセラミック材料よりなる基体に施されるため、とても高価である。内ねじと係合するねじ部が基体の上部に設けられているが、基体の下部は中実体として構成されている。そのため、ねじを締結する際に生じる応力「は基体の上部に集中し、インプラント本体の下部には全く応力がかからない。したがって、引張り応力と剪断応力を含む多軸応力は、基体と上部構体の間の支持部及び内ねじの周辺に集中する。同時にこれらの応力は基体の全長に亘って非常に不均一に配分される。

欧州特許出願公開第２１６８５３０号明細書

本発明の課題は、安価に製造可能であり、セラミック材料に対する力を最適に伝達可能な歯科用インプラントを提供することである。

この課題は、本発明に従い、ねじのねじ付き部と孔の内ねじとの間の係合を、基体の長さの半分に亘って延在する基体の下半部のみで生じさせる。

本発明に係る上記の構成は、生じる応力を、基体の全長に亘って均一に分散させる効果がある。更に、ねじによって直接的に応力が作用する内ねじは、上部構体との接触部から遠位であり、基体の底深くに配置されている。支持部と内ねじとねじの係合部との間に大きな距離があるため、基体と上部構体の間の上半部における支持部の引張り応力と剪断応力は大幅に回避される。その代わり、セラミック材料にとってより吸収し易い圧縮応力が主として生じる。支持部は、スペース上の理由からしばしば薄壁構造となっており、基体と上部構体との間の応力が大きく軽減され、基体の内ねじにおいてねじを締結する際の応力が基体におけるより中実度の高い下側部分で生じる。その結果、亀裂を生じさせる傾向が減少し、組み立てがより容易となる。更なるセラミック材料の強化のために、例えば支持部及び内ねじに金属コーティングを施すことが不要となり、歯科用インプラントの製造コストが大幅に低下する。セラミック材料に更なるコーティングを施さずに基体及び上部構体を完全に組み立てることも可能であり、これも製造コストの低下に寄与する。引張り応力は、主にねじ部で生じる。そのため、金属製のねじが特に適切であり、製造コストの低減につながる。

本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されており、また、以下に説明するとおりである。

本発明の第１の実施形態に従い、内ねじは、その全長に亘って基体の下半部のみにおいて延在する構造とするのが有利である。この場合、基体の盲孔をねじの全長に亘って形成することが不要となるため、製造コストを低下させることができる。そして、剪断応力は下側部分だけに限定される。

本発明の実施形態に従い、更に盲孔の長さが基体の長さの少なくとも８０％、好適には少なくとも９０％に相当する構造を選択するのが有利である。この場合、ねじの引っ張り力の伝達のために基体の全長を最も効果的に活用することができる。

本発明の更なる実施形態では、盲孔は上部構体に向けて内ねじに連続する嵌合孔として形成され、嵌合孔と挿入ねじとが実質的に遊びのないしまり嵌め又は遊び嵌めで係合しており、ねじの長手方向軸線に対して横方向の簡易な支えが提供されている。剪断応力はねじのシャンクによって容易に支えられる。

本発明の他の実施形態に従い、嵌合孔が、内ねじよりも長い構造を選択するのが有利である。これは、支持部の横方向における支持と、当接面における圧力を軽減との最適比を提供する。

本発明の更なる実施形態に従い、上部構体は、ねじの長手方向軸線に対してほぼ垂直な当接面において、基体に当接する。これは、基体から垂直に圧力が上部構体に伝達された場合、又は逆の場合に有利であり、剪断応力を回避することができる。セラミック材料に対してより優しいデザインも提供される。

本発明の有利な実施形態に従い、上部構体が、歯科用インプラントの組み合わせ状態で基体の凹部内に挿入される延長部を備える構造を選択するのが有利である。これにより上部構体はより簡易な方法で基体の半径方向において確実に支えられる。これら２つの互いに関連する部位の半径方向変位は防止される。

本発明の有利な実施形態に従い、上部構体と基体とが回り止め嵌合する構造を選択することも可能である。基体に対する上部構体の回転は防止され、特に協働でねじ入れられ、使用されている際に有効である。

更なる実施例に従い、上部構体と基体とが共にセラミック材料、好適にはジルコニアで形成されている構造を選択するのが有利である。これは特に強固な歯科用インプラントの構造を確実にするために有利である。

更なる有利な実施例に従い、上部構体及び／又は基体が、粉末射出成形で形成されている場合、特に歯科用インプラントの製造経費効率を上げることができる。粉末射出成形を製造過程で使用し、内ねじを予め形成することで製造コストを抑えることができる。

本発明は、歯科用インプラントの基体のみならず、安価な製造コスト及び有用な応力分配を可能にし、他の上部構体にも汎用することが可能な歯科用インプラントを提供する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図面は本質的に図式的なものに過ぎず、もっぱら本発明の理解のために提供するものである。図中、同一の構成要素は同一の参照数字で表されている。
本発明に従う歯科用インプラントを患者の顎骨に係止した状態で示す、基体の長手方向軸線に沿う縦断面図である。 基体の長手方向軸線に対して垂直な図１のII-II線に沿う横断面図であって、回転防止用のロック構造を示すものである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、図面は本質的に図式的なものに過ぎず、もっぱら本発明の理解のために提供するものである。図中、同一の構成要素は同一の参照数字で表されている。

図１に示す歯科用インプラント１は、基体２と上部構体４とがねじ３により互いに締結されるものである歯科用インプラント１を示す。義歯５は、歯冠の接着等の既知の方法で上部構体４に取り付けることができる。

基体２は、基本的に円柱状に形成されている。基体２は、顎骨（図示せず）に係合するために基体２のジャケットに形成された外ねじ６を含む。基体２は、外ねじ６を使用して顎骨にねじ込むものである。ジャケット表面部は、顎骨にねじ込まれる基体２の下端部７に向けて先細りとしたテーパ形状とされており、これにより基体２の顎骨へのねじ込みを容易とする。基体２には、盲孔９が設けられている。盲孔９は、顎骨から離れた、下端部７とは反対側に位置する基体２の上端部８から基体２内部まで形成されている。盲孔９は、基体２の中央に配置され、基体２の上端部８から下端部７に至る長手方向軸線１０に沿って延在する。そのため、基体２の長手方向軸線１０は、盲孔９の中心軸線と同軸である。

更に、基体２の上端部８には平坦な当接面１１が配置され、この当接面１１は長手方向軸線１０に対してほぼ垂直（９０°）に延在する。盲孔９と当接面１１との間で基体２には凹部１２が設けられている。凹部１２は、以下に詳述するように、上部構体４に取り付けられた延長部の外郭と協働することにより、回転防止用のロック手段として機能する。当接面１１は、長手方向軸線１０方向で上部構体４に向けて最も上方に突き出する基体２の部分であり、したがって基体２の表面部を形成するものである。

基体２の長手方向軸線１０方向において、当接面１１と、これとは反対側に位置する下端部７の下面側との間の距離を、以下では基体１０の「長さ」と称する。この長さは、仮想分割面によって互いに同一である２つの半部１４，１５に分割する。顎骨と対向する基体２の下半部１４において、盲孔９には内ねじ１６が形成されている。したがって、下半部１４及び上半部１５は、それぞれ基体２の長さの半分に亘って延在する。盲孔９は、その長さが基体２の全長に対して少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％、最も好ましくは少なくとも９５％となるように下半部１４内まで延在する。内ねじ１６自体は、下端部７に対向する盲孔９の端部に設けられ、基体２の下半部１４においてのみ形成されている。上部構体４に向けて内ねじ１６に引き続き、基体２の下半部１４では、内ねじ１６が盲孔９の嵌合孔１７に移行する。この嵌合孔１７は、盲孔９が凹部１２に移行する基体２の上端部まで、すなわち端から端まで延在するものである。嵌合孔１７は、内ねじ１６よりも長く形成されている。

上部構体を取り付けるため、ねじ３を、そのねじ付き部１８が内ねじ１６内にねじ込み可能となるまで盲孔９内に挿入する。ねじ３を組み立て状態で内ねじ１６内に十分にねじ込むことにより、ねじ頭部１９が上部構体４におけるねじ頭部支持部２０で支持されるようにする。上部構体４は、組み立て状態で接触面２１において基体２の当接面１１に当接し、ねじ３を締め付けることで当該領域において基体２の当接面１１に対して堅固に押圧される。そのため、当接面１１と接触面２１との間の支持領域には圧縮応力が生じる。

この組み立て状態において、ねじ３はねじ付き部１８をもって内ねじ１６に十分にねじ込まれる。そのため、ねじ付き部１８は内ねじ１６と完全に係合する。内ねじ１６が完全に基体２の下半部１４内に配置されているため、ねじ３の係合部は完全に基体２の下半部１４内に配置されることとなる。円滑なシャンク２２がねじ３のねじ付き部１８に接続し、基体２の嵌合孔１７に係合し、実質的に遊びのないしまり嵌めで係合する。シャンク２２と嵌合孔１７の間の係合は、好ましくは遊び嵌めとして設計してもよいが、この場合には、ねじ３を盲孔９内に挿入するために僅かな圧力を加えなければならない。これにより、ねじ３はかろうじて嵌合孔１７内で長手方向軸線１０方向に動かすことができるが、少なくとも部分的にシャンク２２の外面をもって嵌合孔１７の内面に接触する。ねじ３の中心軸線は、組み立て状態において基体２の長手方向軸線１０と同軸であることが好ましい。

シャンク２２は、ねじ頭部支持部２０に接するねじ頭部１９の側からねじ付き部１８まで延在する。シャンク２２が部分的に延在する上部構体４では、シャンク２２が上部構体４の嵌合孔２３内でガイドされる。上部構体４におけるシャンク２２と嵌合孔２３との係合は、実質的に遊びのないしまり嵌めである。そのため、上部構体４及び基体２は共にねじ３の中心軸線に対して横方向で支えられ、ねじ軸線が基体２の長手方向軸線１０と同軸であるため、基体２も長手方向軸線１０に対しる横方向で支えられる。

基体２に対して上部構体４を半径方向に固定するため、上部構体４は、基体２の凹部１２内に挿入可能な延長部２４を含む。その挿入によって２つの構成部品は組み立て状態で半径方向にマウントされ、長手方向軸線１０に対して横方向で支えられる。

図２から特に明らかなように、延長部２４は、組み立て状態において凹部１２の凹形状内に挿入される凸形状を有する。これにより、上部構体４に対する基体２の長手方向軸線１０周りでの回転を防止するためのロック部が構成される。延長部２４の断面輪郭形状、例えば、長手方向軸線１０と交差する面内での輪郭形状は、実質的にはリング形状であり、そのリング形状は凹部１２と対向する外面で長手方向に延在する隆起部２５を構成する。これらの隆起部２５は、長手方向軸線１０によって規定される延長部２４の中心軸線周りで等間隔に配置される。本実施形態では、７本の隆起部２５が中心軸線周りで均等に配置されているが、７本よりも多い本数又は少ない本数の隆起部を互いに平行に配置することも可能である。延長部２４に接する凹部１２の側面と盲孔９に続いて、当接面１１の少なくとも一部は長手方向軸線１０に対し、平行であり、延長部２４に係合する凹形を有することで、例えば、隆起部２５は凹部１２の溝２６と係合する。係合は凹部１２における延長部２４の支えを提供する。上部構体４に関連する、基体２のいかなる回転も不可能となる。

上部構体４は、実質的に中空円筒として設計されており、基体２とは反対側の端部が組み合わせ状態で上部構体４にセメント接合される一般的な義歯５を含む。

本実施形態において、基体２は全てセラミック材料、すなわち酸化ジルコニウムから形成されている。したがって、ねじ３のねじ付き部１８と係合する内ねじ１６のねじの側面は、このセラミック材料を含むものである。上部構体４も全てセラミック材料、すなわち酸化ジルコニウムから形成されている。基体２と上部構体４は共に粉末射出成型で形成されており、セラミック射出成型法（ＣＩＭ）を使用することが好ましい。

ねじ３、又は少なくともねじ３のシャンク２２は合金鋼、特にチタン合金で製造することが好ましい。

歯科用インプラント１を移植するため、まず基体２を顎骨中にねじ込む。基体２が十分な強度で係止された場合、好ましくは骨内に十分に埋設させた後、上部構体４の穿孔と基体２にねじ３をねじ込むことにより、上部構体４が取り付けられる。これにより、ねじ３は引張り応力下に置かれ、上部構体４及び基体２が互いに堅固に押圧される。長手方向軸線１０に対して垂直に形成された当接面１２と、これと接する接触面２１は、基体２の上部構体４の面接触を確実にする。したがって、接触領域における圧縮応力は、主に長手方向軸線１０に沿って、ねじ３の中心軸線に対して平行に生じる。ねじ３を緊密に締結した後、歯冠又はブリッジとして形成される義歯５を上部構体４に接着する。

１ 歯科用インプラント
２ 基体
３ ねじ
４ 上部構体
９ 盲孔
１１ 当接面
１２ 凹部
１４ 下半部
１６ 内ねじ
１７ 嵌合孔
１８ ねじ付き部
２４ 延長部

Claims (9)

1. 顎骨中に係止可能なセラミック材料からなる基体（２）と、該基体（２）に対してねじ（３）により取り付け可能な上部構体（４）とを備える歯科用インプラント（１）であって、該歯科用インプラント（１）の移植状態において、前記ねじ（３）のねじ付き部（１８）が前記基体（２）における盲孔（９）に前記基体（２）と一体にセラミック材料で形成された内ねじ（１６）と係合し、前記上部構体（４）が前記ねじ（３）により前記基体（２）の当接面（１１）に対して押圧される歯科用インプラント（１）において、円滑なシャンク（２２）が前記ねじ（３）の前記ねじ付き部（１８）に接続しており、前記ねじ（３）のねじ付き部（１８）と前記盲孔（９）の内ねじ（１６）とを、前記上部構体（４）から離れた側に位置する前記基体（２）の下半部（１４）においてのみ係合させ、前記基体（２）の長さが前記当接面（１１）から前記基体（２）の下端部（７）の下面側との間の距離であり、前記盲孔（９）は前記上部構体（４）に向けて前記内ねじ（１６）に連続する嵌合孔（１７）を含み、前記シャンク（２２）が少なくとも部分的に前記嵌合孔（１７）にガイドされることを特徴とする歯科用インプラント（１）。
2. 請求項１に記載の歯科用インプラント（１）において、前記内ねじ（１６）は、その全長に亘り、前記基体（２）の前記下半部（１４）においてのみ延在することを特徴とする歯科用インプラント（１）。
3. 請求項１又は２に記載の歯科用インプラント（１）において、前記盲孔（９）の長さが前記基体（２）の長さの少なくとも８０％、好適には少なくとも９０％に相当することを特徴とする歯科用インプラント（１）。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の歯科用インプラント（１）において、該嵌合孔（１７）と挿入された前記ねじ（３）とが実質的に遊びのないしまり嵌め又は遊び嵌めで係合することを特徴とする歯科用インプラント（１）。
5. 請求項４に記載の歯科用インプラント（１）において、前記嵌合孔（１７）が、前記内ねじ（１６）よりも長いことを特徴とする歯科用インプラント（１）。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載の歯科用インプラント（１）において、前記上部構体（４）が、前記ねじ（３）の長手方向軸線（１０）に対してほぼ垂直な当接面（１１）において、前記基体（２）に当接することを特徴とする歯科用インプラント（１）。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の歯科用インプラント（１）において、前記上部構体（４）が、前記歯科用インプラント（１）の移植状態で前記基体（２）の凹部（１２）内に挿入される延長部（２４）を備えることを特徴とする歯科用インプラント（１）。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の歯科用インプラント（１）において、前記上部構体（４）と前記基体（２）とが回り止め嵌合することを特徴とする歯科用インプラント（１）。
9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の歯科用インプラント（１）において、前記上部構体（４）と前記基体（２）とが共にセラミック材料、好適にはジルコニアで形成されていることを特徴とする歯科用インプラント（１）。