JPH07275276A

JPH07275276A - 骨内インプラント

Info

Publication number: JPH07275276A
Application number: JP6068224A
Authority: JP
Inventors: Norio Kaneko; 則夫金子; Masaaki Mochida; 昌昭持田; Nobuhiro Tanaka; 伸拡田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】骨内維持力に優れ、しかも骨との親和性に優
れた、粗面化した表面を有し、かつセルフタップ可能な
骨内インプラントを提供すること。【構成】つば部１と、雄ネジ２’を有する本体部２か
らなる骨内インプラントにおいて、前記雄ネジ２’の端
部表面に１又は２以上の切り欠き形状部分Ｓを設け、か
つ、本体部２表面全体を粗面化したことを特徴とする骨
内インプラント。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯科用及び顎顔面補綴
用として使用される骨内インプラントに関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術】現在、歯科分野における骨内インプラント
（以下、インプラントと略す）にはシリンダータイプと
ブレードタイプの２種類がある。円筒状の外観形状を有
するシリンダータイプのインプラントには、大きく分類
して円柱状、円錐状、ネジ（テーパネジも含む）型の３
種類がある。また、ブレードタイプは板状の外観形状を
有する。

【０００３】また、インプラントを骨に埋植する一般的
な方法には、「２回法」と「１回法」がある。２回法で
は、埋植時にインプラントが骨内に完全に埋まり、数ヶ
月後に歯肉を切開して、インプラントの上端に上部構造
を装着する。これに対して、１回法では、埋植時にイン
プラント上端が歯肉を貫通して口腔内に露出するので上
部構造をインプラントに装着する時に歯肉を切開する必
要がない。

【０００４】そのため、２回法のインプラントのつばの
長さが0.5 〜２ｍｍであるのに対して、１回法インプラ
ントでは５〜１０ｍｍ程度となる。埋植後に骨と接触す
るインプラント表面を、比較的平滑な機械加工面とする
場合と、物理的処理（サンドブラスト処理法、プラズマ
溶射に代表される溶射法等）、化学的処理（酸エッチン
グ、陽極酸化等）又は、それらの併用により表面を粗面
にする場合とがある。

【０００５】骨と接触するインプラント表面を粗面にし
た場合、口腔内からの食物や雑菌の侵入により、インプ
ラント歯頚部（インプラント上部）で感染、炎症を生じ
やすくなり、骨吸収が進行して、結果としてインプラン
トが脱落することがある。また、表面が平滑な場合は、
食物や口腔内細菌が侵入しても、歯ブラシにより洗浄で
き、感染、炎症が生じにくい。

【０００６】そこで、インプラント上部には、一般的に
「つば部」と呼ばれる表面が平滑な部分が設けられ、そ
の下に表面を粗面化した「本体部」が設けられる。イン
プラントの骨内への維持は一般に、ネジ、凹凸や突状等
の機械的アンカリング効果によるものが主体である。イ
ンプラント材料には、チタン、チタン合金、ステンレス
鋼等の各種金属、アルミナ、ジルコニア等の各種セラミ
ックスがある。また、インプラントの本体部を生体活性
ガラス、生体活性結晶化ガラス、ハイドロキシアパタイ
ト等の生体活性材料で構成し、或いは、それらの生体活
性材料をインプラントの本体部表面に接着法、融着法、
溶射法、イオンプレーティング法等、各種方法で被覆し
て、化学的結合により、インプラントの骨内維持力を増
大する試みもなされている。

【０００７】さて、ネジ型インプラントの埋植方法には
２種類の方法がある。一つは、顎骨にタップを用いてネ
ジ孔（穿孔窩）を穿孔し、そのネジ孔にインプラントの
ネジを螺合させて埋植する方法である（タップ埋植）。
もう一つは顎骨に円筒状又は円錐形状の孔を穿孔し、そ
の孔にセルフタップ機構（例えば、切り刃）を付与した
インプラントをネジ込んで埋植する方法である（セルフ
タップ埋植）。

【０００８】従来、本体部が粗面で、かつ、セルフタッ
プ機構を付与したインプラントは存在しなかった（理由
は後述する）。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】インプラントの埋植直
後に、骨とインプラント表面が隙間なく接触し、かつ、
インプラント自体の動揺が少なければ、骨とインプラン
トの接触又は結合が確実に起こり（優れた骨内維持力が
得られる）、インプラント治療が成功する。セルフタッ
プ埋植は、この状態になりやすく有利である。

【００１０】また、骨との親和性は、インプラントの本
体部表面を粗面化することにより向上する。しかし、従
来、表面を粗面化したネジ型のインプラントでは、タッ
プ埋植が行われてきた（優れた骨内維持力を得にく
い）。これは、粗面化により表面積が大きくなり、埋植
時の抵抗が大きくなって、セルフタップ埋植ができなか
ったからである。

【００１１】本発明は骨内維持力に優れ、しかも骨との
親和性に優れた、粗面化した表面を有し、かつセルフタ
ップ可能な骨内インプラントを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明は第一
に「つば部と、雄ネジを有する本体部からなる骨内イン
プラントにおいて、前記雄ネジの端部表面に１又は２以
上の切り欠き形状部分を設け、かつ、本体部表面全体を
粗面化したことを特徴とする骨内インプラント（請求項
１）」を提供する。

【００１３】また、本発明は第二に「前記本体部の最大
表面粗さを１０〜１００μｍとしたことを特徴とする請
求項１記載の骨内インプラント（請求項２）」を提供す
る。また、本発明は第三に「前記インプラントがチタ
ン、チタン合金、もしくは、それらの酸化物、又は、そ
れらの複合体からなることを特徴とする請求項１又は２
記載の骨内インプラント（請求項３）」を提供する。

【００１４】また、本発明は第四に「前記インプラント
の本体部又は本体部表面が生体活性材料からなることを
特徴とする請求項１〜３記載の骨内インプラント（請求
項４）」を提供する。また、本発明は第五に「前記雄ネ
ジの端部表面に、孔の口全部又は一部が前記切り欠き形
状部分に含まれるように、１又は２以上の貫通孔を設け
たことを特徴とする請求項１〜４記載の骨内インプラン
ト（請求項５）」を提供する。

【００１５】また、本発明は第六に「前記インプラント
の先端底面に、前記貫通孔につながる先端孔を設けたこ
とを特徴とする請求項５記載の骨内インプラント（請求
項６）」を提供する。また、本発明は第七に「前記切り
欠き形状部分の数を偶数とし、各切り欠き形状部分がイ
ンプラントの長軸中心に対して互いに回転対称の位置に
なるように、各切り欠き形状部分を設けたことを特徴と
する請求項１〜６記載の骨内インプラント（請求項
７）」を提供する。

【００１６】また、本発明は第八に「前記インプラント
の先端部をテーパー形状とし、かつテーパー角を５〜１
５°としたことを特徴とする請求項１〜７記載の骨内イ
ンプラント（請求項８）」を提供する。

【００１７】

【作用】本発明の骨内インプラントは、雄ネジ２’を有
する本体部２の表面全体（雄ネジ２’、切り欠き形状部
分Ｓを含む）を粗面化し、かつ、前記雄ネジ２’の端部
表面に１又は２以上の切り欠き形状部分Ｓを設けた（請
求項１）。かかる骨内インプラントは、セルフタップ埋
植が可能であることがin-vitro試験及びin-vivo試験に
より確認された。場合によっては、インプラントのつば
部１は設けなくてもよい。

【００１８】雄ネジ２’の形状としては、例えば、ネジ
山の高さｈを0.2 〜0.4 ｍｍ、ネジ山のピッチＰを0.8
〜1.7 ｍｍ、ネジ山の頂点又は頂辺４の最下点５とネジ
山の底辺３の最下点６を結ぶ直線がネジ山の底辺３とな
す角度θを５０度以上９０度未満（又は６０度以上７５
度以下）としたもの（図２参照）が好ましいが、これに
限定されるものではない。なお、「最下点」の下の方向
７とは、ネジ山が進行する方向である。

【００１９】ネジ山の高さｈが高すぎると、骨幅の狭い
骨部分にインプラントを埋植できないし、また埋植時の
抵抗が大きすぎて旨く埋植ができない。一方、ネジ山の
高さｈが低すぎると、ネジによる固定力が弱すぎてイン
プラントの初期固定が不十分となり、また咬合時のイン
プラント保持力が小さくなる。そして、インプラントの
埋植終了時に空回りを起こすことがある。

【００２０】ネジ山のピッチＰが大きすぎると、インプ
ラントを１回転させたときに、ネジ山が進もうとする距
離（リード）が大きくなりすぎる。そのため、インプラ
ント埋植時における骨からの抵抗が大きすぎて、またネ
ジ込み時の振れが非常に大きくなって旨く埋植できな
い。一方、ネジ山のピッチＰが小さすぎると、リードが
小さいのでインプラントの埋植に時間がかかる。また、
ねじ切られた骨が破壊されやすい。

【００２１】ネジ山の頂点又は頂辺４の最下点５とネジ
山の底辺３の最下点６を結ぶ直線がネジ山の底辺３とな
す角度θについては、インプラントの埋植実験から５０
度以上９０度未満の範囲が好ましく、特に６０度以上７
５度以下の範囲が好ましいことが判った。ネジ山の断面
形状は、特に限定されるものではないが、基本的には断
面積を小さくした形状の方がインプラント埋植時に削る
骨の量が少なくてすむ。切れ味の点では、三角形の方が
台形、長方形、のこ刃形状よりも優れている。

【００２２】また、インプラントには、インプラント機
能時の咬合応力により、引っ張り及び圧縮の両応力が負
荷されるので、ネジ山の断面形状は、均衡のとれた対称
形であることが好ましい。引っ張り及び圧縮の両応力に
よるインプラントへの負荷を軽減できるからである。ネ
ジ山の各辺は直線に限定されず、曲線でもよい。また、
ネジ山の頂上部分は点に限らず、辺であってもよい。な
お、実際の機械加工の都合から、ネジ山の頂上部分は、
直線状の辺や曲率を有する曲線になることが多い。

【００２３】前記本体部２の最大表面粗さは、１０〜１
００μｍとすることが好ましく（請求項２）、特に２０
〜５０μｍとすることが骨親和性を向上させ、またセル
フタップ埋植時の抵抗力を低減する上で好ましい。この
場合、切り欠き形状部分Ｓも粗面化されるが、かかる骨
内インプラントでも十分なセルフタップ機能を有し、セ
ルフタップ埋植が可能である。

【００２４】本体部２を粗面化する方法としては、サン
ドブラスト処理、プラズマ溶射等の溶射法、酸エッチン
グ、陽極酸化、等、物理的方法、化学的方法、あるいは
それらを併用する方法があるがこれらに限定されるもの
ではない。インプラントの材料としては、ステンレス鋼
等の各種金属、アルミナ、ジルコニア等の各種セラミッ
クスがあるが、生体親和性に優れたチタン、チタン合
金、あるいはそれらの酸化物や複合体が好ましい（請求
項３）。

【００２５】また、インプラントの本体部２又は本体部
２表面を生体活性材料により構成することが好ましい
（請求項４）。骨と接触する本体部２を例えば、生体活
性ガラス、生体活性結晶化ガラス、ハイドロキシアパタ
イト等の生体活性材料にすることにより、あるいは、生
体活性材料を前記各種金属、セラミックスからなる本体
部２の表面に被覆することにより、インプラントの骨内
維持力を向上させることができる。

【００２６】前記雄ネジの端部表面に孔の口全部又は一
部が前記切り欠き形状部分Ｓに含まれるように、１又は
２以上の貫通孔Ｈ１を設けることが好ましい（請求項
５）。本発明にかかるインプラントのセルフタップ機能
によって削られた骨片が貫通孔Ｈ１に入るので、削られ
た骨片が骨とインプラントの間にはさまって、骨吸収源
となることがない。さらに、貫通孔Ｈ１内に骨が再生
し、インプラントの機能性がより向上する。

【００２７】貫通孔Ｈ１は、インプラントの長軸に対し
て垂直に設けることが、機能面からも製造面からも好ま
しい。インプラントの先端底面に、前記貫通孔Ｈ１につ
ながる先端孔Ｈ２を設けることが好ましい（請求項
６）。なお、この先端孔Ｈ２はポスト穴には、つながっ
ていない。該先端孔Ｈ２を設けることにより、削り取ら
れた骨片が、先端孔Ｈ２及び貫通孔Ｈ１に入りやすくな
り、かつ、先端孔Ｈ２及び貫通孔において骨の再生が起
こりやすくなる。

【００２８】先端底面は粗面化してもよいし、しなくて
もよい。また、先端孔Ｈ２はインプラントの長軸に対し
て平行に設けると、より機能的で、製造もしやすいので
好ましい。貫通孔Ｈ１及び／又は先端孔Ｈ２、特に先端
孔Ｈ２の垂直断面形状を円にすると、より機能的で、製
造もしやすいので好ましい。

【００２９】先端孔Ｈ２を一つとして、その孔中心をイ
ンプラントの長軸中心と一致させると、より機能的で、
製造もしやすいので好ましい。また、貫通孔Ｈ１及び先
端孔Ｈ２の内部表面は粗面化されていることが骨の再生
の上で好ましいが、粗面化されていなくても、削り取ら
れた骨片を収容するという機能面では支障がない。

【００３０】前記切り欠き形状部分Ｓの数を偶数とし、
各切り欠き形状部分Ｓがインプラントの長軸中心に対し
て互いに回転対称の位置になるように、各切り欠き形状
部分Ｓを設けることが好ましい（請求項７）。インプラ
ントの長軸中心に対して、切り欠き形状部分Ｓが互いに
回転対称になるように、偶数箇所（特に２、４又は８箇
所）に設けると、セルフタップ埋植時の安定性及び操作
性が優れ、かつ、製造もしやすくなる。

【００３１】また、貫通孔Ｈ１を切り欠き形状部分Ｓに
設け、貫通孔Ｈ１の垂直断面形状を円とし、かつ、その
円の中心が切り欠き形状部分ＳのエッジＥのラインに重
なるようにすると、削り取られた骨片が貫通孔Ｈ１内に
入りやすくなり、セルフタップ埋植時の操作性に優れ、
製造もしやすいので好ましい。インプラントの先端部を
テーパー形状とし、かつテーパー角（円錐角）αを５〜
１５°とすることが好ましい。インプラント先端部に、
先端方向に細くなる円錐形部分を設ける（先端部をテー
パー形状とする）ことにより、穿孔窩へのインプラント
の挿入が容易になる。

【００３２】テーパー角が５°以下では、インプラント
を穿孔窩へ挿入しにくくなり、１５°以上では、インプ
ラントの先端部が鋭角になり、咬合力がインプラントに
加わった場合、先端部に応力が集中しやすくなって好ま
しくない。以上のように、本発明にかかる骨内インプラ
ントは、粗面化した本体部表面を有し、かつ、セルフタ
ップ埋植が容易であるので、骨内維持力や骨との親和性
が優れている。

【００３３】なお、骨が非常に硬い場合には、セルフタ
ップ埋植前に、硬い骨に形成した穿孔窩の入り口の一部
へタップを切っておくことにより（タップ埋植を併用す
る）、その後で行うセルフタップ埋植がしやすくなる。
この場合、本体部表面は粗面化されているので、タップ
を切った一部の骨部分でも十分な骨とインプラントの接
触が得られる。

【００３４】以下、実施例により本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００３５】

【実施例】谷径2.7 ｍｍの雄ネジ２’を本体部２に設け
た、長さ１０ｍｍ、つば部１の長さ２ｍｍのシリンダー
タイプ（ネジ型）の２回法用インプラントにおいて、ネ
ジ山の高さｈを0.25ｍｍ、ネジ山のピッチＰを１ｍｍ、
ネジ山の頂点または頂辺４の最下点５とネジ山の底辺３
の最下点６を結ぶ直線がネジ山の底辺３となす角度θを
７５度、先端の円錐角αを１０度とし、また、本体部２
の表面全体（雄ネジ２’、切り欠き形状部分Ｓを含む）
の最大表面粗さを２０〜５０μｍとして、インプラント
Ａを作製した。

【００３６】このインプラントＡの雄ネジ２’の端部表
面に切り欠き形状部分Ｓを２箇所、両切り欠き形状部分
Ｓがインプラントの長軸中心に対して互いに１８０度回
転対称の位置になるように設けた。次に、このインプラ
ントに、孔の直径が1.2 ｍｍの円柱状の貫通孔Ｈ１を、
該孔の中心が切り欠き形状部分ＳのエッジＥのラインに
重なるように設けた。次に、インプラントの先端底面
に、孔の直径が１ｍｍで円柱状の先端孔Ｈ２を、前記貫
通孔Ｈ１につながるように、しかも、その孔中心がイン
プラントの長軸と一致するように設けて、インプラント
Ｂを作製した。貫通孔Ｈ１と先端孔Ｈ２は、互いに直交
してつながっている。

【００３７】また、インプラントＢの先端のテーパー角
（円錐角）αを２度にしたインプラントＣを作製した。
さらに、インプラントＢの最大表面粗さを１２０μｍに
したインプラントＤを作製した。各インプラントＡ〜Ｄ
を豚の顎骨にセルフタップ埋植し、その状況を定性的に
評価した。評価結果を表１に示す。なお、顎骨には予
め、雄ネジ２’の谷径に等しいストレート孔を形成した
後、埋植状態においてインプラントのつば部１に接触す
る部分のストレート孔をカウンターシンクにより、すり
鉢状に拡大しておいた。

【００３８】評価は、インプラント埋植時に雄ネジ２’
が容易に入り込むか（食いつき易さ）、ネジ込み途中に
インプラントが振れずに真っ直ぐ入り込むか（直進
性）、ネジ込み中に骨が抵抗なくスムースに切れるか
（抵抗性）、インプラントの埋植時に適切な深さまで埋
植されたことが認知できるか（終了感）、及びこれらの
総合評価を実施した。

【００３９】以上の結果、インプラントＢは、インプラ
ントＡよりも食いつき易さが優れ、抵抗性も低くなり、
総合的に非常に優れていた。また、インプラントＢより
も円錐角αを小さくしたインプラントＣは、食いつきが
悪くなった。また、本体部２の最大表面粗さを１００μ
ｍよりも大きく（粗く）したインプラントＤでは、抵抗
が非常に大きくなった。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる骨内イン
プラントは、粗面化した本体部表面を有し、かつ、セル
フタップ埋植が容易であるので、骨内維持力や骨との親
和性が優れている。即ち、本発明にかかる骨内インプラ
ントは、本体部表面を粗面化して骨親和性を高め、か
つ、セルフタップ埋植が容易に、確実に、操作性よくで
きるので、インプラントの成功率を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、実施例にかかるインプラントの（ａ）側面
図、及び（ｂ）底面図である。

【図２】は、インプラントの本体部２に設けた雄ネジ
２’の形状を説明する模式図である。

【符号の説明】

１・・・骨内インプラントのつば部２・・・骨内インプラントの本体部２’・・本体部に設けた雄ネジ３・・・雄ネジのネジ山の底辺４・・・雄ネジのネジ山の頂辺５・・・雄ネジのネジ山の頂辺の最下点６・・・雄ネジのネジ山の底辺の最下点７・・・インプラント先端方向（ネジ山の進行方向）Ｓ・・・雄ネジの端部表面に設けた切り欠き部分Ｅ・・・切り欠き部分ＳのエッジＨ１・・貫通孔Ｈ２・・先端孔 α・・・インプラント先端のテーパー角（円錐角）以上

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】つば部と、雄ネジを有する本体部からな
る骨内インプラントにおいて、前記雄ネジの端部表面に
１又は２以上の切り欠き形状部分を設け、かつ、本体部
表面全体を粗面化したことを特徴とする骨内インプラン
ト。
【請求項２】前記本体部の最大表面粗さを１０〜１０
０μｍとしたことを特徴とする請求項１記載の骨内イン
プラント。
【請求項３】前記インプラントがチタン、チタン合
金、もしくは、それらの酸化物、又は、それらの複合体
からなることを特徴とする請求項１又は２記載の骨内イ
ンプラント。
【請求項４】前記インプラントの本体部又は本体部表
面が生体活性材料からなることを特徴とする請求項１〜
３記載の骨内インプラント。
【請求項５】前記雄ネジの端部表面に、孔の口全部又
は一部が前記切り欠き形状部分に含まれるように、１又
は２以上の貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１〜
４記載の骨内インプラント。
【請求項６】前記インプラントの先端底面に、前記貫
通孔につながる先端孔を設けたことを特徴とする請求項
５記載の骨内インプラント。
【請求項７】前記切り欠き形状部分の数を偶数とし、
各切り欠き形状部分がインプラントの長軸中心に対して
互いに回転対称の位置になるように、各切り欠き形状部
分を設けたことを特徴とする請求項１〜６記載の骨内イ
ンプラント。
【請求項８】前記インプラントの先端部をテーパー形
状とし、かつ、テーパー角を５〜１５°としたことを特
徴とする請求項１〜７記載の骨内インプラント。