JP6837277B2 - 緩み防止機構を有した歯科用アバットメントスクリュ - Google Patents

Description

本発明は、繰り返し荷重が負荷されることによる緩みを防止することを特徴とした歯科用インプラントフィクスチャとアバットメントを締結するための歯科用アバットメントスクリュに関する。

インプラント治療では、歯を喪失した部位（歯槽骨）にフィクスチャを埋植して骨との結合（オッセオインテグレーション）を十分に獲得できる期間経過後に、前記フィクスチャへアバットメントを挿入しアバットメントスクリュで締結させる。さらに前記アバットメントに上部構造体を装着することにより、口腔内で天然歯の代替として機能する。
インプラント治療を終えた患者は日常生活において咀嚼・咬合を繰り返すこととなるが、このような繰り返し負荷が加わることにより、アバットメントスクリュが徐々に緩み、意図していない応力集中が発生することで、最終的にインプラントが破折することがしばしば報告されている。
また、フィクスチャとアバットメントの初期の締結が弱いと繰り返される外部からの負荷に耐えられず、緩みが発生する。
ねじが緩む原因となる主な部位は座面部であり、その座面部の緩みを防止する方法が考えられているが、問題点もある。
特許文献1では、アバットメント座面の角度をスクリュ座面の角度より大きくし、且つ、アバットメントの中空下部を雌ねじ構造にすることで、螺合する際、アバットメントスクリュの雄ねじ部と係合し、同雌ねじ部の山が塑性変形することで固着力を得るとしている。しかしながら、塑性変形することで疲労強度が低下することは明白であり、アバットメントに亀裂・破壊が発生する。
特許文献2では、ヘッド座面に下方に伸びる突出部を有し、この突出部の面で接触させることで接触部の最小半径が大きくなることにより摩擦が大きくなり、初期固定力が向上するとしているが、接触面が小さくなることで応力が集中し、繰り返し荷重による亀裂・破壊につながる。
アバットメントに亀裂・破壊が生じると、メンテナンス時にはアバットメントを新しいものに取り替えなければならない。

特許第3450944号 特開2012-130689

本発明の目的は、インプラント治療後に日常生活の中で繰り返される咀嚼・咬合により生じるねじの緩みを防止するための歯科用アバットメントスクリュを提供することである。
緩みを防止することで、意図していない応力集中によるフィクスチャの破折を防ぐことができる。また、たとえ長期の金属疲労の蓄積によりアバットメントスクリュのヘッド部が塑性変形を起こし亀裂・破壊が発生した場合においても、アバットメントスクリュを交換するだけで臨床対応が可能となり、アバットメントを再利用することも可能である。

本発明は、アバットメントとフィクスチャを締結する歯科用アバットメントスクリュであって、一端がフィクスチャ内部の雌ねじ部と螺合するネジ部であり、シャンク部を介して、もう一端に中空貫通孔を有したアバットメントの内部に設けられた段差であるアバットメント座面と係合するヘッド座面と、ヘッド部側面とを有するヘッド部、からなる歯科用アバットメントスクリュにおいて、アバットメントとフィクスチャの締結時にヘッド座面が弾性変形するように前記ヘッド部側面から内部に向かって溝を設けることを特徴とする、歯科用アバットメントスクリュを提供する。
ヘッド座面と長軸とのなす角度が、アバットメント座面と長軸とのなす角度
以上であり、かつ、長軸とのなす角度が90°以下であることを特徴とする。
上記形状により、係合するヘッド座面とアバットメント座面は締結時に面接
触する。また、ヘッド座面とアバットメント座面は円環状に接触する。ただし、座面は均一な面である必要はなく、部分的に溝やスリットを設けても良い。

ヘッド部に設けた溝の深さは、
{（ヘッド径）−（シャンク径）}／10以上、{（ヘッド径）−（シャンク径）}／2未満、であり、好ましくは、{（ヘッド径）−（シャンク径）}／6以上、{（ヘッド径）−（シャンク径）}／2 未満であることが好ましい。
溝はヘッド部側面から内部に向かって設けられており、シャンク径を越えた深さまで到達する溝は、トルク強度低下の要因となるため好ましくない。
本発明の歯科用アバットメントスクリュは、
ヘッド部が、長軸方向に長さ1.5〜30mm、ヘッド径φ1.5〜5 mm、
シャンク部が、長軸方向に長さ2〜20mm、シャンク径φ0.7〜2.1 mm、
ネジ部が、長軸方向に長さ1〜10mm、ネジ径M1〜2.5、である形状を有することが好ましい。
さらに、ヘッド部とシャンク部とネジ部の各径が、ヘッド径＞ネジ径＞シャンク径であることが好ましい。

ネジ部は雄ねじ形状を有しており、ネジ径は雄ねじ山の径とする。
ネジ径＞シャンク径となることで、アバットメントスクリュが破折する場合に、破折箇所がネジ部となるリスクを低減することができる。
上述の形状を有することで、歯科用アバットメントスクリュのヘッド部側面及びシャンク部はアバットメントの中空内壁とは係合せず、アバットメント座面とヘッド座面のみが係合することとなる。
さらに、ヘッド部に溝を有しているため、螺合する際には係合しているヘッド座面が優先的に弾性変形することとなる。

本発明によれば、インプラントとアバットメントを締結するためアバットメントスクリュで螺合する際に、ヘッド座面が優先的に弾性変形することでアバットメントとフィクスチャの締結が強固なものとなり、繰り返し荷重が負荷されることに対するねじの緩みが発生しにくくなる。
また、長期的な金属疲労の蓄積によってスクリュヘッドが塑性変形を起こし亀裂・破壊が生じた場合においても、係合した座面が塑性変形していないためアバットメントに負荷がかかることなく、アバットメントスクリュの交換のみで臨床対応できる。アバットメントを再利用できるため、臨床時間の軽減と経費の削減が可能となる。

歯科用アバットメントスクリュは、顎骨内に埋植されたフィクスチャに上部構造体を装着するための支台部として働くアバットメントを締結するための部材として機能する。アバットメントスクリュはフィクスチャと嵌合させたアバットメントの中空貫通孔内へ挿入され、フィクスチャ内部の雌ねじ部と螺合することで締結させることができる。
アバットメントスクリュの材質は、主にチタンやチタン合金があり、チタン合金にはチタン 6−アルミニウム 4−バナジウム合金やチタン 6−アルミニウム 7−ニオブ合金が選択されるが、材質は特に限定されるものではない。
本発明の歯科用アバットメントスクリュは、顎骨内に埋入されたフィクスチャにアバットメントを固定するために螺合させて使用する、歯科用アバットメントスクリュである。
フィクスチャは、内部に雌ねじ形状を有し、アバットメントは、中空貫通孔を設けており、内部にはアバットメント座面となる段差形状を有している。

本発明の代表的な歯科用アバットメントスクリュの形状を図1に示す。歯科用アバットメントスクリュは、フィクスチャの雌ねじ部と螺合する雄ねじ形状のネジ部（3）と、シャンク部（2）を介して、もう一端にヘッド座面（5）を有したヘッド部（1）からなる形状となっている。
ヘッド部の上面には操作するための駆動部（6）を有している。
ヘッド部の駆動部は、ヘッド部の上面に設けられており、キャビティ構造を有している。駆動部の形状は、十字、すりわり、六角及びへクサロビュラを主としているが、限定されるものではない。
ネジ部の雄ねじ形状は、ねじ山、ねじ深さ、ピッチ、リード及び条数に関して特に限定しない。

ヘッド座面は図2に示すように、アバットメント座面（8）と係合し、締結時に面接触する。ヘッド座面は円環状に面接触するような形状であるが、図3に示すように、スリットや溝を設けても良い。
本発明の歯科用アバットメントスクリュの基本的な形状は、
ヘッド部が、長軸方向に長さ1.5〜30mm、ヘッド径φ1.5〜5 mm、
シャンク部が、長軸方向に長さ2〜20mm、シャンク径φ0.7〜2.1 mm、
ネジ部が、長軸方向に長さ1〜10mm、ネジ径M1〜2.5、である。
さらに好ましくは、
ヘッド部が、長軸方向に長さ2〜15mm、ヘッド径φ2〜3 mm、
シャンク部が、長軸方向に長さ3〜10mm、シャンク径φ0.9〜1.8 mm、
ネジ部が、長軸方向に長さ2〜5mm、ネジ径M1.2〜2.2、である。
ヘッド部、シャンク部及びネジ部の各径の大きさは、ヘッド径＞ネジ径＞シャンク径の関係であることが好ましい。また、シャンク径はネジ部の雄ねじ谷の径以下であることが好ましく、さらに好ましくは、両者が同径である。
ヘッド座面と長軸とのなす角度（α）は、アバットメント座面と長軸とのなす角度（β）以上であり、かつ、長軸とのなす角度が90°以下である。
好ましくは、ヘッド座面と長軸とのなす角度（α）が、アバットメント座面と長軸とのなす角度（β）以上であり、かつ、長軸とのなす角度がアバットメント座面と長軸とのなす角度（β）の6／5未満である。
さらに好ましくは、ヘッド座面と長軸とのなす角度（α）が、アバットメント座面と長軸とのなす角度（β）以上であり、かつ、40°以上65°以下である。

ヘッド部の溝の深さは、
{（ヘッド径）−（シャンク径）}／10以上、{（ヘッド径）−（シャンク径）}／2未満、であり、好ましくは、{（ヘッド径）−（シャンク径）}／6以上、{（ヘッド径）−（シャンク径）}／2未満である。
ヘッド部の溝（４）の位置は、特に限定はしないが、ヘッド部の下部に近い方がより好ましい。また、ヘッド部の天面に近い部位の内部には駆動部となるキャビティ構造があることから、上部に近い部位においては深い溝は螺合による締結強度低下の原因となるため好ましくない。

ヘッド部の溝の数についても、特に限定はしない。ただし、複数個の溝がある場合はヘッド座面からヘッド部の天面方向にかけて溝深さは同等以下になることが好ましい。
ヘッド部の溝の形状は、断面が円弧、くさび及び四角を主とするが限定はしない。
アバットメントスクリュのネジ部がフィクスチャの雌ねじ部と螺合する時、ヘッド座面がアバットメント中空貫通孔内に設けられたアバットメント座面と係合するが、アバットメント中空貫通孔内壁面（9）とヘッド部側面（10）及びシャンク部側面（11）とは係合しない。さらに、ヘッド部に溝を有することによって、当該箇所がばねの働きをし、係合した座面部分を優先的に弾性変形させて、初期固定力を高めることができる。そのため、咀嚼や咬合による繰り返し負荷が加わった場合でも、ねじの緩みが発生せず、より長期的な使用が可能となる。
ヘッド部とシャンク部の境界部分には、少なくとも一つの5〜50μmの深さの微小な溝（12）を設けても良い。
この溝を設けることにより、さらに螺合による締結強度を向上させることができる。

歯科用アバットメントスクリュとして歯科業界で利用する為、産業上利用するものである。

本発明の歯科用アバットメントスクリュの代表的な形状を示した図 アバットメント座面とヘッド座面が係合した状態を示した図 ヘッド座面をネジ部側から見た図

1 ヘッド部
2 シャンク部
3 ネジ部
4 ヘッド部の溝
5 ヘッド座面
6 駆動部
7 アバットメント
8 アバットメント座面
9 アバットメント中空貫通孔内壁面
10 ヘッド部側面
11 シャンク部側面
12 ヘッド部とシャンク部の境界部分の微小溝

Claims (7)

1. アバットメントとフィクスチャを締結する歯科用アバットメントスクリュであって、一端が、フィクスチャ内部の雌ねじ部と螺合するネジ部であり、シャンク部を介して、もう一端に、中空貫通孔を有したアバットメントの内部に設けられた段差であるアバットメント座面と係合するヘッド座面とヘッド部側面とを有するヘッド部を備えた歯科用アバットメントスクリュにおいて、
   アバットメントとフィクスチャの締結時にヘッド座面が弾性変形するように前記ヘッド部側面から内部に向かって溝を設け、
   アバットメントとフィクスチャの締結時に、ヘッド部側面は、中空貫通孔の内壁面に接触しないことを特徴とする、歯科用アバットメントスクリュ。
2. ヘッド座面と長軸とのなす角度が、アバットメント座面と長軸とのなす角度よりも大きく、かつ、ヘッド座面と長軸とのなす角度が90°以下であることを特徴とした請求項1に記載の歯科用アバットメントスクリュ。
3. アバットメントとフィクスチャの締結時にヘッド座面とアバットメント座面は面接触することを特徴とした請求項1または2に記載の歯科用アバットメントスクリュ。
4. ヘッド座面とアバットメント座面は円環状に接触することを特徴とした請求項1〜3のいずれかに記載の歯科用アバットメントスクリュ。
5. ヘッド部の溝の深さが、
   {（ヘッド径）−（シャンク径）}／10以上、{（ヘッド径）−（シャンク径）}／2未満であることを特徴とした請求項1〜4のいずれかに記載の歯科用アバットメントスクリュ。
6. ヘッド部が、長軸方向に長さ1.5〜30mm、ヘッド径φ1.5〜5 mm、
   シャンク部が、長軸方向に長さ2〜20mm、シャンク径φ0.7〜2.1 mm、
   ネジ部が、長軸方向に長さ1〜10mm、ネジ径M1〜2.5、
   であることを特徴とした請求項1〜5のいずれかに記載の歯科用アバットメントスクリュ。
7. ヘッド部とシャンク部とネジ部の各径が、ヘッド径＞ネジ径＞シャンク径であることを特徴とした請求項1〜6のいずれかに記載の歯科用アバットメントスクリュ。