JPH10118085A - インプラント装置およびそれを用いるための方法 - Google Patents

インプラント装置およびそれを用いるための方法

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JPH10118085A
JPH10118085A JP9224545A JP22454597A JPH10118085A JP H10118085 A JPH10118085 A JP H10118085A JP 9224545 A JP9224545 A JP 9224545A JP 22454597 A JP22454597 A JP 22454597A JP H10118085 A JPH10118085 A JP H10118085A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インプラントの中と周りとの骨組織成長を助
長することによってより長い期間にわたっての、安定し
た付着を達成する特殊な設計のインプラントを埋込むた
めの方法および装置を提供する。 【解決手段】 使用者は骨組織の穴を形成し、その結果
として生ずる骨の破片を収集領域へ運ぶため骨片収集ド
リル（１）を用いる。インプラントの表面はインプラン
トの中への骨成長を可能にするため１つまたはそれ以上
の埋込まれた螺旋溝および貫通穴を備える。インプラン
トの取付けは骨組織の穴を骨のかけらで部分的に充填す
るステップと、螺旋溝および貫通穴を骨のかけらで詰め
るステップと、インプラントを骨組織の穴の中に取付け
るステップとからなる。インプラントと骨組織との間の
空間は、取付けのプロセスの間患者自身の骨組織で充填
され、それによってインプラントの中と周りとの骨組織
の成長を大いに助長する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】この発明は、一般的に骨組織に補てつ装
置を装着するための歯および骨格の移植片または移植
（インプラント）に関する。
【０００２】骨組織に埋込まれた、安定した寿命の長い
インプラントを達成するためには２つの要件がある。イ
ンプラントは、それにかけられる応力に耐えるために機
械的に強くなければならず、また、そのまわりの骨成長
を助長するため骨組織と生物学的に適合性がなければな
らない。
【０００３】金属でできたインプラントは機械的な強度
の面で好ましいが、純チタンおよびチタン合金Ｔｉ ６
Ａｌ ４Ｖなどの数少ない例外を除いて、ほとんどは生
きている組織に有害な金属イオンを放出するという点で
生物学的に望ましくない。単結晶アルミナなどのセラミ
ックスでできたインプラントは有害なイオンを放出せ
ず、機械的に強いが、生きている組織にうまく結合しな
い。アパタイトのような生物学的に適合性があるセラミ
ックスは生きている組織にうまく結合するが、インプラ
ントに必要な機械的な強度を欠く。
【０００４】機械的に強く製造が容易なため、金属はほ
とんどのインプラントにとって最適な材料である。生き
ている骨組織の成長を高めるため、金属インプラントは
生物学的に適合性がある材料で被覆される。生物学的結
合の欠点を最小にするため、インプラントはしばしば骨
組織にねじ込まれ、それによって生物学的結合では達成
しきれないことを機械的な手段で達成することに努め
る。骨成長の効果を可能な限り極限まで増大させるた
め、インプラントは穴、凹み、および他の特徴を備え、
その中に骨成長が進行するようにし、望ましくはそれに
よって時が経つにつれインプラントが緩むのを防ぐ。
【０００５】残念ながら、骨組織はインプラントと、イ
ンプラントが収容されている骨組織との間の空間に大抵
元通りに成長することはない。代わりに、これらの領域
には軟組織が成長する。この軟組織はインプラントと隣
接した骨組織との付着の強さにほとんど貢献しない。
【０００６】
【発明の概要】この発明は、インプラントの中と周りと
の骨組織成長を助長することによってより長い期間にわ
たっての付着の安定性を高めるような特殊な設計のイン
プラントを埋込むための方法および装置である。その方
法は以下のステップを含む。すなわち、インプラントの
望ましい部位において骨組織に穴を形成するステップ
と、穴を形成することから生じる骨の破片を集めるステ
ップと、骨の破片を砕くステップと、穴の中と、インプ
ラントの中と周りとに骨の破片を詰めるステップと、穴
の中にインプラントを取付けるステップとである。
【０００７】骨構造中に穴を形成する方法ステップおよ
び骨の破片を集める方法ステップは、管状鋸およびドリ
ルの同軸の組立品を含む骨片収集ドリルで行なわれ、管
状鋸およびドリルは共働して、穴を形成し、結果として
生じる骨の破片を管状鋸とドリルとの間の囲まれた領域
へ運ぶ。
【０００８】砕くステップは、顎部がスプーン形状で、
顎部が閉じられると一方の顎部の凸面が他方の顎部の凹
面と噛み合う、プライヤのような組立品を含む手動の粉
砕装置で行なわれる。使用者は、骨の破片を凹面の下顎
部の中に置き、顎部を繰返し開いたり閉じたりして砕く
機能を果たすことによって砕くステップを行なう。砕け
た骨の破片はスプーン形状の下顎部の中に保持される
か、または代わりに下顎部の小さな開口を通してふるい
落とされるかのいずれかである。
【０００９】インプラントは主要部分および末端部分を
含む。主要部分は、インプラントの表面に埋込まれた１
つまたはそれ以上の螺旋溝を有し、その目的はインプラ
ントの取付けの前に、骨組織の穴の中に入れられた砕け
た骨の破片を運ぶことである。インプラントの縦軸に沿
って横方向の貫通穴がさまざまな高さに設けられ、イン
プラントの中への骨組織成長を可能にする。
【００１０】詰める方法ステップは、穴に砕けた骨の破
片を部分的に充填するステップと、またインプラントの
溝および穴を砕けた骨の破片で詰めるステップとからな
る。
【００１１】インプラントを取付ける方法ステップは、
インプラントを穴の中に取付けるステップからなる。イ
ンプラントと骨組織との間の界面領域は、取付けるプロ
セスの間、患者自身の骨組織で充填され、それによって
インプラントの中と周りとの骨組織のさらなる成長を大
いに助長する。
【００１２】
【詳細な説明】この発明は、骨組織に穴を形成し、その
動作から結果として生ずる骨の破片を集めるための骨片
収集ドリルと、骨片粉砕装置と、穴の中に入れられた骨
粉砕片をインプラントと穴との間の空間に分配するよう
設計されたインプラントと、歯および骨格の補てつ装置
のための安定した、寿命の長い付着手段を達成するよ
う、これらの装置を用いる方法とからなる。
【００１３】骨片収集ドリル１は図１に示される。これ
は管状鋸３およびドリル５の同軸の組立品からなる。図
１に断面が示される管状鋸３は、壁の薄いステンレス鋼
の円筒であり、円筒の壁のエッジに沿って末端に複数の
鋸歯７と、基端にねじ型結合手段９とを有する。
【００１４】ドリル５は末端の螺旋状溝部分１１および
基端の軸１３からなる。螺旋状溝部分１１は終端に先の
尖った部材１７があり、これは穴開け動作の間、骨片収
集ドリル１を案内する。管状鋸３のねじ型コネクタ９と
噛み合うように設計されるねじ型コネクタ１５は基端に
おいて軸１３に固定される。
【００１５】図１に示されるように管状鋸３およびドリ
ル５が組立てられると、先の尖った部材１７は管状鋸３
の末端の向こうに延び、ドリル動作が開始されると先の
尖った部材１７が鋸歯７より先に骨組織に接触するよう
にする。螺旋状溝部分１１の直径は組立を容易にするた
め管状鋸３の内径より僅かに小さい。
【００１６】結合手段９および１５は管状鋸３およびド
リル５を分解するにあたってレンチを使用することが可
能なように六角形である。結合手段１５から突出する軸
１３の端は、骨片収集ドリル１を駆動する目的で電源に
結合するために用いることができる。軸１３を結合手段
１５のところで終端とすることも可能であり、その場合
電源は結合手段１５に装着されることになる。
【００１７】動作中、管状鋸３およびドリル５の切削動
作から生じる骨の破片および骨屑は螺旋状溝部分１１の
溝によって管状鋸３と軸１３との間の領域１９へ運ばれ
る。ドリル動作が完了すると、骨片収集ドリルは分解さ
れ、骨の破片を回収できる。
【００１８】骨の破片は図２に示される手動の粉砕装置
２５によって砕かれる。装置は動作中、ピン３１を中心
に反対方向に旋回する粉砕部材２７と反対側の部材２９
とからなる。この装置は好ましくは非腐蝕性で容易に殺
菌可能な、骨の破片を砕くのに必要な強度を有する、純
チタンまたはチタン合金Ｔｉ ６Ａｌ ４Ｖのような材
料で作られる。
【００１９】粉砕部材２７はスプーン形状の粉砕顎部３
３および粉砕レバーアーム３５からなる。粉砕顎部３３
の凸面の小さい部分が図３に示される。これはベースが
ほぼ２平方ミリメートルで、高さがほぼ２ミリメートル
であるピラミッドからなる格子を含む。
【００２０】反対側の部材２９は、２つの顎部をかみ合
せると粉砕顎部３３に適合するスプーン形状の反対側の
顎部３７と、反対側のレバーアーム３９とからなる。反
対側の顎部３７の表面の小さい部分が図４に示される。
これは、ほぼ１平方ミリメートルである正方形の開口の
格子を含む。
【００２１】顎部３３および３７は通常、ばね４１によ
って開かれており、ばね４１はレバーアーム３５および
３９に反対方向に作用する力を発揮しそれらが離れる方
向に広げさせる。粉砕装置は使用者が片手でレバーアー
ム３５および３９を握り、力を加えてレバーアームを合
わせ、次に、通常の開いた位置に戻ることができるよう
に緩めることによって操作される。この動作を繰返し行
なうと、反対側の顎部３７の中に置かれた骨の破片を砕
き、反対側の顎部３７の開口よりも小さい骨粉砕片が開
口を通り抜け、顎部の下の容器の中に集められることに
なる。
【００２２】粉砕顎部３３にはさまざまな別の適切な設
計がある。必須要件は、骨の破片と接触する表面が粗
く、複数の尖端および谷を含むことである。尖端は骨の
破片および大きめのかけらを貫通し、それらをより小さ
いかけらに割り裂くように鋭くなければならない。尖端
の間隔は許容可能な最大のかけらの大きさに対応させる
必要がある。
【００２３】反対側の顎部３７にもまた、さまざまな別
の適切な設計がある。反対側の顎部は開口を備えていな
くてもよく、顎部内にすべてのかけらを大きさにかかわ
らず保持する。骨の破片を砕くだけでなく大きめのかけ
らを小さめのかけらから分離することもまた望ましい場
合は、反対側の顎部は適当な大きさの開口を備えるよう
設計され得る。開口は正方形、円形、または分離機能を
果たすことができる他のいかなる形であってもよい。
【００２４】かけら分配インプラント４７および６５の
側面図はそれぞれ図５および図６に示される。図５に示
されるインプラント４７は、中実のシリンダであり、イ
ンプラントの末端から終端部分５１まで延びるねじ山４
９を備える。終端部分５１は補てつ物を装着する手段を
提供する。図６に示されるインプラント６５は、ねじ山
４９を有さず、さらに穴５７に繋がる同軸の穴６７を有
するという点を除いて、すべての点においてインプラン
ト４７と類似する。
【００２５】少なくとも１つの螺旋溝５３はインプラン
トの表面に、ねじを切った部分全体にわたって埋込まれ
ている。螺旋溝とねじ山とが交差することによってねじ
山が切刃を有することになり、これはインプラントが取
付けられるときインプラントがそれ自体のねじ山を骨組
織に切込むことを可能にする。ねじを切るプロセスを容
易にするため、ねじを切った部分は末端に先細になって
いる部分５５を有し、骨組織の穴の中に容易に侵入でき
るようにする。
【００２６】螺旋溝５３を設ける主な目的は、インプラ
ント４７またはインプラント６５の取付けの前に、骨組
織の穴の中に置かれた骨粉砕片を末端から運び出し、そ
れらをインプラントのねじを切った部分全体にわたって
分配することである。螺旋溝５３はまた、インプラント
の取付けの前に骨粉砕片を詰める場所を提供する。
【００２７】インプラント４７のねじを切った部分およ
びインプラント６５の対応する部分はまた、インプラン
トの軸に沿ってさまざまな高さにあり螺旋溝５３に繋が
る、インプラントの中の直径方向の穴５７を含む。任意
に直径方向の穴５７はインプラントを貫通してもよい。
【００２８】穴を設ける目的はインプラントの取付けの
前に砕いた骨組織を詰める容器と、取付け後の骨組織成
長の手段とを提供することである。
【００２９】六角形の凹みがインプラント４７および６
５の基端５９に設けられ、これによって使用者はインプ
ラントを六角形のドライバツールと係合させ、インプラ
ント４７の場合はインプラントを骨組織の受入れ穴の中
にねじ込むことができ、またはインプラント６５の場合
はインプラントを柔らかい骨の穴の中に押込みながらイ
ンプラントを前後に回転させることができる。基端５９
はまた、補てつ物をインプラントに付着するために六角
形の凹みの下部にタップ穴を含むこともある。終端５１
は、補てつ物をしっかりと確実に装着できるように先細
にすることができる。他の種類のドライバツール係合手
段および他の種類の補てつ物装着手段も用いることがで
きる。
【００３０】インプラント４７および６５は、純チタン
またはＴｉ ６Ａｌ ４Ｖを例とするチタン合金などの
生体適合材料でできている。インプラントの中と周りと
の骨組織成長を助長するため、インプラントはヒドロキ
シアパタイトで被覆またはプラズマ溶射され得る。歯科
の応用では、インプラントの直径は典型的には３から４
ミリメートルの範囲内であり、長さは６から１６ミリメ
ートルの範囲内である。大腿部インプラントの直径は典
型的には６ミリメートルから１６ミリメートルの範囲内
であり、長さは１４０から１９０ミリメートルの範囲内
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】収集ドリルの側面図である。
【図２】骨片粉砕装置の側面図である。
【図３】骨片粉砕装置の粉砕顎部の凸面側の一部の拡大
図である。
【図４】骨片粉砕装置の反対側の顎部の一部の拡大図で
ある。
【図５】インプラントの第１の実施例の側面図である。
【図６】インプラントの第２の実施例の側面図である。
【符号の説明】
１ 骨片収集ドリル ３ 管状鋸 ５ ドリル ７ 鋸歯 ９ ねじ型結合手段 １１ 螺旋状溝部分 １３ 軸 １５ ねじ型コネクタ １７ 先の尖った部材 ２５ 手動の粉砕装置 ２７ 粉砕部材 ２９ 反対側の部材 ３１ ピン ３３ スプーン形状の粉砕顎部 ３５ 粉砕レバーアーム ３７ 反対側の顎部 ３９ 反対側のレバーアーム ４１ ばね ４７ かけら分配インプラント ４９ ねじ山 ５１ 終端部分 ５３ 螺旋溝 ５５ 先細になっている部分 ５７ 直径方向の穴 ５９ 基端 ６５ かけら分配インプラント ６７ 同軸の穴

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 骨に穴を開け骨の破片を集めるための装
    置であって、 基端、末端、および内表面を有する管状鋸を含み、前記
    管状鋸は末端に複数の鋸歯を有し、前記装置はさらに基
    端、末端、および外表面を有するドリルを含み、前記外
    表面には少なくとも１つの螺旋溝が埋込まれており、前
    記ドリルは管状鋸内に装着され管状鋸の内表面と密接に
    接触しており、前記装置はさらに管状鋸の末端がドリル
    の末端と一致するように管状鋸をドリルに堅く結合させ
    るためのコネクタを含む、装置。
  2. 【請求項２】 螺旋溝がドリルの末端から末端と基端と
    の間の中間点まで延び、ドリルの外径が中間点から基端
    にかけて管状鋸の内径より実質的に小さい、請求項１に
    記載の装置。
  3. 【請求項３】 管状鋸をドリルに結合させることにより
    管状鋸の基端が閉じる、請求項２に記載の装置。
  4. 【請求項４】 骨に穴を開け骨の破片を集める装置であ
    って、 基端、末端、および内表面を有する管状鋸を含み、前記
    管状鋸は末端に複数の鋸歯を有し、前記装置はさらに基
    端、末端、および外表面を有するドリルを含み、前記ド
    リルは管状鋸内に装着され管状鋸の内表面と密接に接触
    しており、前記装置はさらに管状鋸の末端がドリルの末
    端と一致するように管状鋸をドリルに堅く結合させるた
    めのコネクタを含む、装置。
  5. 【請求項５】 骨組織に移植され、補てつ物に支持を与
    える装置であって、前記装置は主要部分および終端部分
    を含む円筒であり、前記主要部分はその表面に少なくと
    も１つの螺旋溝が埋込まれている、装置。
  6. 【請求項６】 前記終端部分が工具を装着するための手
    段を含み、使用者が装置を握ることを可能にする、請求
    項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記終端部分が補てつ物を装着するため
    の手段を含む、請求項５に記載の装置。
  8. 【請求項８】 主要部分の中および横方向に１つまたは
    それ以上の穴がある、請求項５に記載の装置。
  9. 【請求項９】 各々の穴の入口が螺旋溝の中に位置す
    る、請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 主要部分の端部に軸方向の穴がある、
    請求項５に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 主要部分にねじが切られている、請求
    項５に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 骨組織に穴を開けるステップおよび骨
    の破片を集めるステップと、 骨の破片を砕くステップと、 装置を砕けた骨の破片で充填させるステップと、 装置を穴の中に取付けるステップとを含む、請求項５に
    記載の装置を用いるための方法。
  13. 【請求項１３】 装置を穴の中に取付ける前に、砕けた
    骨の破片の一部を骨組織の穴の中に入れるステップをさ
    らに含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 骨組織の中に移植され、補てつ物に支
    持を与える装置であって、前記装置は主要部分および終
    端部分を含む円筒であり、前記装置は主要部分の中およ
    び横方向に１つまたはそれ以上の穴を有する、装置。
  15. 【請求項１５】 骨に穴を開け骨の破片を集めるための
    装置と、 集められた骨の破片を砕くための装置と、 砕けた骨の破片で充填され、補てつ物の支持として骨組
    織に移植され得るインプラント装置とを含む、インプラ
    ント装置。
  16. 【請求項１６】 穴開け装置を用いて骨組織に穴を開け
    るステップおよび骨の破片を集めるステップと、 骨片粉砕装置を用いて骨の破片を砕くステップと、 インプラント装置を砕けた骨の破片で充填させるステッ
    プと、 インプラント装置を骨組織の穴の中に移植するステップ
    とを含む、請求項１５に記載のインプラント装置を用い
    るための方法。
  17. 【請求項１７】 インプラント装置を穴の中に移植する
    前に、砕けた骨の破片の一部を骨組織の穴の中に入れる
    ステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 補てつ物を骨組織に装着するための手
    段を提供する方法であって、 骨組織に穴を開けるステップおよび骨の破片を集めるス
    テップと、 骨の破片を砕くステップと、 補てつ物を装着することができ、砕けた骨の破片で充填
    させることのできるインプラントを提供するステップ
    と、 インプラントを砕けた骨の破片で充填させるステップ
    と、 充填したインプラントを骨組織の穴の中に取付けるステ
    ップとを含む、方法。
  19. 【請求項１９】 補てつ物に支持を与えるインプラント
    装置を骨組織に移植するための方法であって、前記イン
    プラント装置は主要部分および終端部分を含む円筒であ
    り、前記主要部分はその表面に少なくとも１つの螺旋溝
    が埋込まれており、前記方法は骨組織に穴を開けるステ
    ップおよび骨の破片を集めるステップと、 骨の破片を砕くステップと、 インプラント装置を砕けた骨の破片で充填させるステッ
    プと、 充填したインプラントを骨組織の穴の中に取付けるステ
    ップとを含む、方法。
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