JPS6274355A - 骨膜下インプラントの固定用ピン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、新規な骨膜下インプラントの固定用ピンに関
するものである。

（発明の背景） 失われた咬合機能を回復させる手段として、近年歯科用
インプラントが注目を浴びている。特に歯を失ってから
多くの時間を経過した場合には、骨膜下インプラントが
有効である。

これは、例えば第９図に示すように、木の根に相当する
根部７１と木の幹に相当する幹部７２とからなるフレー
ム構造のもので、第１０図に示すように、歯肉７３及び
骨膜７４を剥がして、顎骨７５の表面形状にピッタリ適
合するような底面形状を有する根部フレーム７１を作り
、これを顎骨７５の上に乗せて、幹部フレーム７２を除
いて再び骨Ｗ４７４及び歯肉７３で覆い、手術の傷の治
癒を待って、幹部フレーム７２の頭部に上部構造（歯冠
）７６を取りつけるものである。

従来、この骨膜下インプラントは金属で作られたが、根
部フレーム７１と根部フレーム７１との間に骨７５が十
分に再生されるまではインプラントが固定されず、その
ためインプラントは、手術時に鋲状の金属製ピン７７（
骨膜下インプラントの固定用ピンと呼ばれる）で根部フ
レーム７１を骨に固定することが提案された。

また、最近、骨と化学的に結合する生体活性ガラスで被
覆された骨膜下インプラントが開発された。これは、顎
骨表面上に根部フレームが生体活性ガラスを介して完全
に固着されるために従来のものより温かに高い維持力が
期待できる。しかしながら、この場合にも、根部フレー
ムが生体活性ガラスを介して骨に完全に固着されるまで
に通常３ケ月程度の期間を要し、それまでの間、インプ
ラントを顎骨表面にしっかりと固定させておく必要があ
る。従って、この場合にも、インプラントを手術時にピ
ンで骨に固定することが必要であり、ピンは金属製のも
のが用いられた。

しかしながら、従・来のピンは、形状が単に鋲状であり
、特に時間がたつと抜けやすい欠点があった。そのため
鋲状のピンに代えてネジ状のピンも提案されたが、これ
は初期固定には有効であるが、手術に正確さが要求され
、場合によっては、ネジ穴の形成に手間のかかることが
あり、また形状によってはネジを締めつけたとき、局部
的に応力が集中して、その部位の骨が吸収現象を起こし
て、早期に緩んでしまうなどの欠点があった。

（発明の目的） 従って、本発明の目的は、このような従来の欠点を解消
し、時間が経過しても抜けにクク、手術が容易であり、
骨に悪影響を与えない骨膜下インプラントの固定用ピン
を提供することにある。

（発明の概要） そのため、本発明は、「顎骨内に埋植される、上面内径
より小さい下面内径を存する略円筒状の本体部と、その
上面に一体又は別体に接合する略ドーナツ状のつば部と
からな′す、かつ前記本体部が上下方向に複数に分割さ
れていることを特徴とする骨膜下インプラントの固定用
ピン」を提供する。

つまり、本発明のピンにはっは部の上面から本体部下面
にかけて円錐台状の穴が貫いている。そして、本体部に
は、上下方向に割りが入っており、これにより本体部は
上下方向に複数に分割されている。従って、つば部の上
面から相当する円錐台形状の補助具を挿入すると、本体
部の下部を左右に押し開く方向に応力が作用し、元の外
径より大きくなるか又は骨に穿孔された穴の壁面を押す
力が働き、ピンは抜けにくくなる。

一方、補助具を挿入して本体部の下部を左右に押し開か
せると、つば部には、本体部の分割位置に相当する部分
を支点として２つに折り曲げる力が働く。従って、この
とき、つば部が折り曲げ難ければ本体部の下部を左右に
開かせることも困難になる。そこで、つば部を折り曲げ
易くするために、つば部の、本体部の分割位置に相当す
る部分を他の部分に比べて薄くすることが好ましい。そ
うすれば、補助具を挿入して本体部の下部を左右に押し
開かせようとするとき、つば部は折り曲げられ易くなり
、その結果、容易に押し開かれることになる。なお、つ
ば部の材質によっては、折り曲げられるのではな（折れ
てしまうこともあり得るが、さほど差し支えない。

本発明のピンの材料としては、例えば、チタン又はその
合金、ステンレススチール、コバルトクロム合金、硬質
炭素材料、アパタイト系焼結体などが使用される。

アパタイト系焼結体は公知であり、合成ホイドロキシア
パタイトまたはフルオロアパタイト粉末を焼結すること
により容易に製造される。

この場合、十分な機械的強度を出すには１２００℃以上
特に１４００℃以上の高温で焼結することが好ましいが
、そうすると酸化アパタイトが生成し易く、そのため生
体親和性が低下するので、より低温で焼結しても十分な
機械的強度がでるように７ｓｌイングーを混合して焼結
してもよい。このようなバインダーとしては、Ｃａ　Ｏ
，Ｍｇ　Ｏ，Ａｌｚ　Ｏｓなどの無機酸化物やガラスが
あげられるが、そうすると、これらの不純物により焼結
体の生体親和性が低下する。そこで、生体活性ガラスを
バインダーとして使用することが好ましい、この場合、
生体活性ガラスは、焼結体全体の４０〜７０重量％を占
める割合で使用すると、焼結体の機械的強度が高まるの
で特に好ましい。

このような生体活性ガラスもそれ自体は公知であり、例
えば次の組成（１）、（２）のものがあげられる。

（１）　　５ｉｆｔ・・・−・−・・・・−４０〜６２
重量％ＮａｚＯ−−−−−−−−−１０〜３２　　〃Ｃ
ａＯ−一・−−−−・−４０〜３２　　〃Ｐｉｅｓ　’
−一・・−・・・・・−３〜９　　〃ＣａＦｚ−・−−
−−−−−−０〜１８　　”Ｂ２０．・−−−−・・−
・−ｍ−−・−０〜７．５〃（２）　　Ｓｉｎｇ・−・
−・・・・・−・−・−３５〜６０モル％）７ａ、Ｑ、
−、、、、、、、−−−−−４Ｑ〜３Ｑ　　〃ＣａＯ−
−−−−−−−−５〜４０　　〃Ｂ２０．・−・・−・
−一−−−・・０〜１５〃Ｔｉ０１　　・−・−・・−
・・−・−・０〜１０　−Ｐ２Ｏ，−・・・・・・−一
一一・・・・０〜１５〃ＫｔＯ・−・・・−・−・・・
−−−−０〜２０〃ＬｉｚＯ・・−・・−・・−・・−
〇〜１０　　〃？１ｇＯ−・・・−・−・・−−−−−
・−・−・−・・−・−・−・−・−・・−０〜５モル
％ＡｆｌＯｓ＋Ｚｒ０１＋ＮｂｔＯｓ”’−””−−−
−”−’Ｏ〜ｓ　　’ＬａｚＯｚ　＋　ＴａｔＯｓ　　
＋　ＹｚＯｓ　　’−’−”””−−−０〜Ｂ　　”Ｆ
！−・−・・・−ｍ−−−・・・・・−・・−・−・−
・・−・−−ｍ−−−・Ｏ〜２０　−生体活性ガラスは
常法により粉砕して粉末とする。粉末の粒度としては一
般に２００〜５００メツシユが適当である。

他方、合成ハイドロキシアパタイト及びフルオロアパタ
イトもそれ自体公知であり、前者は化学式：Ｃａ＋ｏ（
ＰＯ＊）ｉ（ＯＨ）ｚ又はこれに類似の構造を有し、後
者は前者の水酸イオンが弗素イオンに置換した構造：　
Ｃａｌ。（ＰＯａ）Ｊｔを有する。前者は例えばＣａイ
オンとリン酸イオンとを、後者はＣａイオンと弗素イオ
ンとリン酸イオンとをそれぞれ水溶液中で反応させて、
Ｃａ／Ｐの原子数比が１．５〜１．６７のリン酸カルシ
ウム沈澱物を作り、この沈澱物をろ別後、乾燥させて粉
末となし、その後８００℃で焼成（ｃａｌｃｉｎｅ）　
Ｌｔて製造される。いずれも、粉末の粒度としては一般
に２００〜５００メツシユが適当である。

焼結体を製造するには、ハイドロキシアパタイト又はフ
ルオロアパタイト粉末を場合により生体活性ガラス粉末
と混合した後、常法に従い金型を使用して例えば１〜２
ｔ／ａｉの圧力でコールドプレスし、次いで常圧下に一
般に７００〜１２００℃好ましくは７００〜９００℃の
温度で一般に２〜５時間焼結すればよい、この場合、焼
結温度を１２００℃より高くすると、ハイドロキシアパ
タイトが相当量酸化アパタイトに変化するので適当では
ない。それに対してフルオロアパタイトを出発原料に用
いると、ハイドロキシアパタイトに比べ酸化アパタイト
への変化が少ないので好ましい、また、フルオロアパタ
イト焼結体の方がハイドロキシアパタイト焼結体に比べ
体液耐久性が高く、ピンとしては好ましい。もっとも、
焼結する場合にハイドロキシアパタイトと弗素を含有す
る生体活性ガラスを使用して焼結すると、ある条件下で
は両者は反応してハイドロキシアパタイトがフルオロア
パタイトに変わることがあることが判った。

こうして得られた焼結体は、更にホットプレス焼結する
と、機械的強度が平均で３０〜４０％向上する。ホット
プレス焼結は、一般に５０〜２００　Ｋｇ／ａＪの圧力
で７００〜１２００℃好ましくは７５０〜９５０の温度
に１０〜３時間保持することで実行される。さもなけれ
ば、常圧焼結を省いてコールドプレスしたものを直接ホ
ットプレス焼結することによっても機械的強度の向上し
た焼結体が得られる。ホットプレスの場合には、耐熱性
の高いプレス型例えばグラファイト型を使用する。型に
は、焼結体の焼付けを防ぐため離型剤例えばＢＮ粉末を
予め塗布しておくことが好ましい。

ホットプレス焼結では、熔融したガラスが焼結体の微細
な気孔や隙間に流入して、それらの空間を埋めるので、
焼結体の機械的強度が向上するものと考えられる。

そのほか、アパタイト系焼結体は、アパタイト相を析出
したガラスセラミクスであってもよい。

これは、例えば特殊な組成のガラス粉末を焼結すること
によりアパタイト相（リン酸カルシウム）とウオラスト
ナイトｋ　（ＣａＯ−３ｉＯｚ）を析出させたものであ
る。

こうして得られた焼結体は、そのまま形状寸法が合えば
ピンとして使用でき、もし合わなければ適当に切削、研
削等の加工を施して本発明のピンにする。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

（実施例１） ｆｉｌハイドロキシアパタイトの製造：０．５モル／Ｉ
２のＣａ　（ＯＨ）　ｚ懸濁液１０２中に、０．３モル
／ｌのリン酸水溶液１０１を加え、温度２０℃にて撹拌
しながら１時間反応させた。反応後、攪拌を止め、同温
度で４８時間熟成した。その後、反応生成物を水洗、ろ
過した。ろ別された含水生成物を噴霧乾燥法を用いて瞬
時に乾燥と造粒を行なった。得られた約１００メツシユ
の粉体を粉末Ｘ線回折法と化学分析法で調べると、それ
はＣａ／Ｐの原子数比が約１．６の値をもち、自然のハ
イドロキシアパタイトの構造に類似した微結晶質リン酸
カルシウムであった。このリン酸カルシウムを粉砕し、
２００メソシ二の「ふるい」にかけて、それより粗いも
のを除去した。

（２）フルオロアパタイトの製造： ０．５モル／βのＣａ　（Ｏｆｔ）　ｚ　懸濁液１０１
中に、０．３モル／ｌのリン酸水溶液１０１と０．１モ
ル／１の弗酸水溶液１０　ｆｆｉを加え、温度２０℃に
て撹拌しながら１時間反応させた。反応後、攪拌を止め
、同温度で４８時間熟成した。その後、前項に記載した
ハイドロキシアパタイトのＭｅ＋と同様に処理してフル
オロアパタイト粉末を得た。

（３）生体活性ガラスの製造： ５ｉＯ１・・・−・・・４６．１　　モル％ＮａｚＯ−
・・・−−２４，４〃 ＣａＯ・・・−・−１３，５〃 ＣａＦｚ　−−−４０，２〃 、ｐ、ｏ、　　−・−−−−２，６〃 からなる粉末原料を白金るつぼで加熱熔解し、清澄し、
徐冷して　融点：約１０５０℃の生体活性ガラスを製造
した。

このガラスを常法により粉砕し、５００メソシユの「ふ
るい」にかけて、それより粗いものを除去した。

（４）焼結体の製造： 前項で製造したハイドロキシアパタイト粉末と生体活性
ガラス粉末とを重量比で５０　ｊ　５０の割合で混合し
た後、２００　ｇの混合物を分取し、これに２００ｃｃ
のエタノールを加えてボットミルで２時間混合した。混
合物をろ別し、１１０’Ｃの乾燥器で残留エタノールを
蒸発させた。

得られた粉末混合物を金属製プレス型に充填し、１．５
　　ｔ／−の圧力でコールドプレスした。

このプレス成形物を大気中で２００℃／ｈｏｕｒの速度
で９００℃に昇温し、この温度で２時間焼成し、その後
５００℃／ｈｏｕｒの速度で冷却し、柱状の焼結体を得
た。

この焼結体は、ＪＩＳ：Ｒ１６０１に従い４点曲げ強度
を測定したところ１７．２　ｋｇ／　ｍｍ”であった。

焼結体全体に占める生体活性ガラスの割合を４０〜７０
重量％に変えた種々の焼結体についても同様に製造し、
４点曲げ強度を測定したところ９．２〜１７．２１＋ｇ
／ｍ”の値を示した。ちなみに、ハイドロキシアパタイ
ト単独のそれは、２．０ｋｇ／＊＊”であった。

また、生体親和性については、焼結体を研削して底面直
径２鶴長さ５−ｍのテーパ一度ｌ／２０の円錐台状のイ
ンプラントを作り、これをウサギの大腿骨に埋植し、８
週間後にウサギを層殺し、圧縮強度試験機を用いてイン
プラントを大腿骨から押し出し、このとき要した力を結
合面積（インプラントの円筒面の面積）で割って結合強
度を求めたところ、３．５ｋｇ／ｍ鳳２であった。

（５）骨膜下インプラントの固定用ピンの製造：前項で
製造した柱状の焼結体を、ガラス加工技術を用いて研削
、研磨を繰り返して次の形状寸法のピンを作製した。

このピンは、第１図に示すように外径ＲＩ＝２．０ｍｍ
長さＬｌ＝　５．５　ｍｍの略円筒状本体部１とその上
面に一体に接合する厚さｔ　＝０．５　ｍｍの略ドーナ
ツ状のっぽ部２とからなる。　本体部１の下面内径ｒ１
　は１　ｍｍであり、上面内径は下記のｒｇ　＝１．６
　ｍｍより僅かに小さいものである。つば部２は外径Ｒ
，＝４ｎｍで、内径ｒｔ　＝１．６　ｍｍである。つま
り、ピンにはっは部２上面から本体部下面にかけて円錐
台状の穴が貫いている。

そして、本体部ｌは、上下方向に幅ｗ＋＝０．４ｍｍの
割り３が入っており、これにより２つに分割されている
。この分割位置に相当する部分２ａのつば部２の厚さ口
よ他の部分に比べて０．１ｍｍはど薄くなっている。そ
のため、つば部２は、この分割１位置に相当する部分２
ａで割れ易い。

第４図は、このピンを使用するときの補助具４であり、
下面直径Ｒ３＝１．１１１１１上面直径Ｒ＊＝１．５ｍ
ｍ長さＬｚ＝３．５　ｍｍの円錐台形状を有し、第５図
に示すようにピンを上下に貫く円錐台状の穴の上部に嵌
合するように形作られている。材質はアパタイト系焼結
体でもよいし、金属、プラス千ツク、ガラス、セラミク
スなど何でもよい。

このピンを使用するには、予め１骨５にピンの本体部１
の外径Ｒ＋＝　２．０　ｍｍ長さＬ＋＝　５．５　ｍｍ
にほぼ等しい六６を穿孔しておき、顎骨５の上に骨膜下
インプラント（根部フレーム７１が生体活性ガラスで被
覆されたもの、ただし図面には生体活性ガラス被覆層を
省略しである）を乗せ、該インプラントの根部フレーム
７１に開けられたピン通し用のホールと穴６との位置を
合わせる。その上で補助具４を嵌合したピンを前記ホー
ルを通して穴６に打ち込みインプラントを顎骨５に固定
する。

しかしながら、顎骨５に穿孔された穴６の内径はピン本
体部１の外径と等しいかやや大きいので、ピンは穴６か
ら容易に抜けてしまう。

そこで本発明例では、ピンを穴６に打ち込んだ後、第６
図に示すように補助具４を別の棒で下方向（第６図太い
矢印方向）に押す。そうすると、ピンを上下に貫く円錐
台状の穴が先き細りになっているので本体部１の下部を
左右に押し開く方向（第６図細い矢印方向）に応力が働
く。そのため、つば部２の分割位置に相当する部分２ａ
に引張応力が作用して、つば部２はその部分２ａから割
れる。特に本実施例のものは、分割位置に相当する部分
２ａが薄＜シであるので、割れ易い。

その結果、補助具４はより下に進むことができ、そのた
め本体部１の下部は更に左右に押し広げられて、ピンは
六６から抜は落ちることがなくなる。

そして、３　ケ月も過ぎると、このピンはアバフィト系
焼結体からできているので骨と化学的に結合してしまい
相当な応力が作用しても、もはや抜けることはなくなる
。

（実施例２） 実施例１と同一形状のピンを純チタン金属材で作製した
。この場合には、分割位置に相当する部分２ａで割れず
に単に折り曲がるだけである。

（発明の効果） 本発明によれば、ピン本体部下部が補助具の強制挿入に
よって左右に押し広げられる構造を有するので、顎骨か
ら抜けにくい。また、顎骨に穿孔する穴は単なる円柱で
よいので手術が簡単であり、骨に悪影響を与えることも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１にかかる骨膜下インプラン
トの固定用ピンの正面図である。 下 第２図は、同しく土面図である。 」二 第３図は、同じく下面図である。 第４図は、補助具の正面図である。 第５図は、第１図のピンに第４図の補助具を嵌合させた
状態を表す断面図である。 第６図は、骨膜下インプラントを実施例１のピンで顎骨
に固定した様子を示す概念図である。 第７図は、骨膜下インプラントの一例を示す斜視図であ
る。 第８図は、第７図のインプラントを従来のピンで顎骨に
固定した様子を示す概念図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １−−−一本体部　　　　　　４−・−補助具２−−−
−−・・つば部　　　　　　５−・・・・顎骨２ａ・・
−・−分割位置に相当する部分３−−−一割り　　　　
　　　６−・・・顎骨にあけた穴７１−−一−−−・根
部又は根部フレーム７２−−−−−−一幹部又は幹部フ
レーム７３−・−歯肉　　　　　　７６・・・・−・歯
冠７４−−−−−一骨膜　　　　　　７７−・−−−−
−ピン７５・−・・−顎骨

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　顎骨内に埋植される、上面内径より小さい下面内径
   を有する略円筒状の本体部と、その上面に一体又は別体
   に接合する略ドーナツ状のつば部とからなり、かつ前記
   本体部が上下方向に複数に分割されていることを特徴と
   する骨膜下インプラントの固定用ピン。 ２　前記つば部が、本体部の分割位置に相当する部分に
   おいて、他の部分に比べて厚さが薄くなっていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の骨膜下インプラ
   ントの固定用ピン。