SE512050C2 - Rotationssymmetriskt benförankringselement - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 512 050 “2" na. Under läkningsfasen växer benvävnaden fast vid och bildar en enhet med det implanterade förankringselementet.

Vid en andra operation friläggs förankringselementet genom att slemhinnan kirurgiskt perforeras och ett förlängnings- eller distansstycke ansluts till förankringselementet. Då operationen utförs i ett steg tillåts förankringselementet att redan initialt penetrera slemhinnan varefter anslut- ningen till distansstycket, efter en passande inläknings- tid, kan göras oblodigt (utan kirurgiskt ingrepp).

Vanligtvis ansluts distansstycket till förankringselemen- tet genom en distansskruv som skruvas in i en central, in- vändigt gängad, urborrning i förankringselementet. Alter- nativt kan distansstycket cementeras till förankringsele- mentet via en skruv eller tapp som går'ner i den nämnda urborrningen.

En sådan urborrning i förankringselementets centrala an- slutningsdel är emellertid en begränsande faktor vid dess installation. Den interna urborrningen utgör ett fördyran- de arbetsmoment vid tillverkningen, inte minst därför att gängan måste göras med hög precision i små dimensioner.

Den centrala urborrningen medför dessutom ofrånkomligen en materialreduktion i förankringselementets belastade del vilket medför ökad frakturrisk om inte detta kompenseras på lämpligt sätt, vanligtvis genom att förankringselemen- tet görs grövre än vad som annars skulle vara fallet. För- ankringselementet ges därvid en minsta diameter som ej kan underskridas av hållfasthetsmässiga skäl på grund av de krafter som elementet utsätts för i exempelvis käkbenet vid tuggning.

Det har också föreslagits att ansluta en protetisk kon- struktion direkt till förankringselementet utan något mellanliggande distansstycke, se exempelvis svensk paten- tansökan 95.0329l-8 - Dan Lundgren. En fördel med en sådan lösning är att det blir en komponent mindre. Därvid kan 10 15 20 25 30 35 _ 3.- också den centrala urborrningen i förankringselementets övre del göras med en mindre diameter, vilket möjliggör insättning av något smalare förankringselement utan risk för fraktur på grund av att materialtjockleken blir allt- för liten i väggen mellan den centrala urborrningen och förankringselementets mantelyta. Även om urborrningen kan göras med en mindre diameter sä fordras dock även i detta fall en urborrning som reducerar materialtjockleken och därmed ofrånkomligen begränsar förankringselementets min- sta kritiska diameter.

Det finns flera skäl till varför det är önskvärt att an- vända smalare förankringselement. Sådana element kan an- vändas i benområden där den tillgängliga benbredden är mycket mindre än tidigare. Det finns en rad sådana appli- kationer där den tillgängliga benbredden varit alltför li- ten för att dagens implantat har kunnat användas på ett kliniskt säkerställt sätt på grund av att de varit alltför grova.

Det är i och för sig förut känt att utforma ett benförank- ringselement utan övre urborrning och med en mutterliknan- de hylsa applicerad på den gängade mantelytan, se US 4,l22,605 - Hirabayashi et al. Hylsan n gängas på föran- kringselementet till önskad position för anliggning mot bottenytan i en urborrning 6 i benytan bl. Den protetiska konstruktionen i form av en tand ansluts sedan till hylsan medelst ett cement 4. Syftet med denna anordning är dock ett helt annat, nämligen att åstadkomma en motkraft mot benet för att öka stabiliteten. Även om en sådan konstruktion teoretiskt skulle göra det möjligt att använda smalare fixturer är den praktiska tillämpningen begränsad. För det fall att den mutterlik- nande hylsan skulle fungera som distansstycket så kommer denna inte att ha något exakt läge i förhållande till den skruvformade mantelytan, med de nackdelar det innebär, och den öppna, mutterliknande hylsan medger uppenbarligen en- 512 050 10 15 20 25 30 35 512 050 _ 4 _ dast cementerade lösningar.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förankringselement som förenklar installationsmöjlig- heterna, exempelvis minskar antalet koponenter som erfor- dras, som har tillverkningstekniska fördelar och där an- slutningen förankringselement/distansstycke kan utgöras av ett skruvförband med den flexibilitet som kännetecknar ett sådant.

Ett ytterligare ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett tätare förband för att minska risken för bakteriein- växt och inflammatoriskt infiltrat i den mjukvävnad som omger skarven mellan de båda implantatdelarna. Ännu ett ändamål med uppfinningen är att åstadkdmma ett förankringselement som kan fås att läka in i benområden med mycket mindre benbredd än vad som tidigare varit möj- ligt utan att lossnande eller fraktur av förankringsele- mentet behöver förfaras, och som inte är behäftat bl. a. med de nackdelar som diskuterats ovan i samband med Hira- bayashi et al.

Enligt uppfinningen åstadkommas detta genom att förank- ringselementet ges de kännetecken som anges i patentkravet 1, nämligen att det övre partiet har en yttre gänga för ansättning av dis- tansstyckets, respektive den protetiska konstruktionens, koniska yta mot det nämnda koniska partiet.

Ett förankringselement utformat på detta sätt ger flera fördelar: - Förankringselementet blir lättare att installera då det innehåller en komponent mindre för distansanslutningen.

- Förankríngselementet blir lättare att tillverka. 10 15 20 25 30 35 512 050 - Förankringselementet kan installeras i käkar med tand- kristor so har mycket liten (bucko-lingual) benbredd.

- Förankringselementen kan placeras tätare i tandkristans medio-dorsala riktning än vad som varit möjligt med tradi- tionella förankringselement.

- Förankringselementen kan ofta placeras mellan mandibu- larkanalen och underkäkens linguala, och i vissa fall även buckala, benyta.

- Placeringen mellan mandibularkanal och buckal/lingual benyta innebär att två förankringselement ibland kan pla- ceras i samma buckolinguala tvärsnitt istället för ett.

Därmed uppnås totalt sett samma hållfasthet som för ett grövre förankringselement i samma region.

- Placeringen av de smalare implantaten innebär att de till större del än de grövre blir placerade i kompakt istället för spongiöst (stormaskigt) ben, vilket ökar de- ras kontaktyta med det omgivande benet.

- Förankringselementens ringa diameter gör att de kan pla- ceras på flera ställen där det finns begränsat lateralt benutrymme.

- Förankringselementen kan även placeras i benseptatoppar- na mellan tandalveolerna i samband med eller efter extrak- tion av tänder för att användas so temporära eller perma- nenta immediatimplantat.

- Den kirurgiska tekniken blir förenklad genom att man kan använda enstegsteknik och slipper kantskärning.

- Inget behov av större lambåuppfällning vilket ökar pati- entkomforten, skonar käkbenet och gör ingreppet enklare. 10 15 20 25 30 35 512 050 _ 5..

- Skarven mellan förankringselementet och distansstyck- et/protetiska konstruktionen kan utformas hermetiskt tät, alternativt försvinna helt, vid de alternativa utförings- former där implantat och distansstycke utgör ett samman- hängande stycke. Detta eliminerar risken för bakteriein- växt och inflammatoriskt infiltrat i den mjukvävnad som mger skarven.

- Genom att distansstycket kan anpassas beträffande sin höjd till mjukvävnadens tjocklek så kan optimal estetik uppnås.

- Genom att förankringselementet kan ha en mycket liten diameter och därmed kräver minimalt utryme är det även väl lämpat att användas vid ortodontisk behandling (tand- reglering), dvs stegvis förflyttning av tänder med hjälp av relativt små krafter.

I det följande skall uppfinningen närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar, varvid Figur 1 visar, i en sidovy, ett traditionellt skruvformat förankringselement (implantat) i ett vanligt utförande, Figur 2 visar, i en sidovy och en vy rakt uppifrån, ett skruvformat förankringselement enligt uppfinningen, Figur 3 visar exempel på några olika distansstycken för förankringselementet, Figur 4 visar förankringselementet försett med ett sådant distansstycke och en s k guldcylinder för anslutning av en protetisk konstruktion, Figur 5 visar ett distanselement som består av en yttre distanshylsa och en inre gängad låshylsa, Figur 6 visar ännu ett exempel på hur förankringselement 10 15 20 25 30 35 512 050 _.7 _ och distansstycke kan vara utformade, och Figur 7 visar ett sådant förankringselement försett med ett täckelement.

Det i figur 1 visade kända förankringselementet (implanta- tet) är utfört i titan eller annat biokompatibelt materi- al. Det har ett skruvgängat parti 1 som skruvas in i ett i benet förpreparerat (uppborrat) hål så att dess ändyta 2 kommer att ligga ungefärligen i jämnhöjd med benets yta, som markerats med 3 i figuren. Implantatet har en extern verktygsfattning i form av ett sexkantparti 4 vid sin övre del och ett gängat hål (urborrning) 5 för anslutning av ett förlängnings- eller distansstycke vid tillämpning av det tvåstegsförfarande som beskrivits inledningsvis. vid detta förfarande är förankringselementet under inläknings- tiden täckt av en täckskruv som är fastskruvad i den nämn- da urborrningen 5.

I figur 2a visas en motsvarande sidovy över ett förank- ringselement (implantat) enligt uppfinningen. Även i detta fall har elementet en yttre skruvgängad mantelyta 6 men saknar intern urborrning för anslutning av distansstycke eller protetisk konstruktion. Istället är förankringsele- mentets ändyta (gavelyta) 7 försedd med en intern verk- tygsfattning i form av ett mejselspår, intern sexkant el- ler annan intern verktygsfattning 8, exempelvis enligt svensk patentansökan 96.03477-2 - Jörnéus et al., för ingrepp med ett verktyg för iskruvning av förankringsele- mentet i ett i benet upptaget hål, se figur 2b som visar förankringselementet rakt uppifrån och figur 2c som visar ett snitt genom förankringselementets övre del.

Den skruvformade mantelytan övergår upptill, i närheten av gavelytan 7, i ett slätt, icke gängat parti 9 som kan vara mellan 0.5 mm och 5 mm, men företrädesvis är mellan 1 och 2 m långt. Det icke-gängade partiet 9 är koniskt utformat och konvergerar i riktning mot gavelytan 7. Konvinkeln kan 10 15 20 25 30 35 512 050 _ 3 _ variera inom vida gränser, men ligger företrädesvis mellan 5° och 30°. Mellan den skruvformade mantelytan och det konvergerande partiet finns i detta fall, som visar ett smalare förankringselement, ett mellanliggande divergeran- de parti 10 som bildar övergång mellan den cylindriska, gängade mantelytan och det koniska partiet 9.

Det koniska partiet hos mantelytan är lokaliserat i an- slutning till förankringselementets gavelyta 7, men lämp- ligen på ett litet avstånd d från gavelytan, så att ett yttre, gängat parti 11 är beläget också mellan det släta koniska partiet 9 och gavelytan 7.

Förankringselementet är utfört i ett material som har tillräcklig grad av biokompatibilitet och hållfasthet för att permanent kunna tjäna som benförankring för protetiska konstruktioner i form av kronor, broar och andra proteser.

Den kan bestå av keram, metall eller vävnadsvänlig plast eller kombinationer därav.

Olika kombinationer av material kan utnyttjas för olika indikationer. Exempelvis kan förankringselementet då det av utrymmesskäl måste ges en extremt liten volym ha en kärna av särskilt hållfasta legeringar och en beklädnad av ren titan och/eller hydroxylapatit för att därmed öka för- ankringselementets hållfasthet samtidigt som bindningen till den omgivande benvävnaden optimeras. Förankringsele- mentet kan också på känt sätt vara belagt med någon typ av tillväxtfaktor som stimulerar snabb benbildning och därmed förbättrar inläkningsförmågan hos elementet.

Ett distansstycke 12 är utformat så att det kan anslutas till förankringselementets halsparti, se figur 3. Distans- stycket är utformat som en hylsa med en i detta fall ge- nomgående kanal 13 som i sitt yttre parti har en invändig gänga 14 som passar till gängen på förankringselementets mantelyta och i sitt inre parti har en slätsvarvad, konisk yta 15 i kongruens med den koniska delen 9. Genom denna 10 15 20 25 30 35 512 _ 9.. anordning åstadkommas en tät anslutning mellan förank- ringselementet och distansstycket. Friktionskrafterna mel- lan de båda kongruenta, slätsvarvade mantelytorna kan re- gleras, dels beroende på åtdragningskraft eller material- val, dels beroende på ytornas konvergensvinkel. Om denna vinkel är tillräckligt liten kan de båda komponenterna dragas samman så hårt att det i praktiken blir omöjligt att skilja dem åt (kallsvetsning).

Distansstyckets yttre profil består av en nedre, mot gave- lytan koniskt divergerande del 16, som efter anslutning till förankringselementet bildar en förlängning av över- gångspartiet 10 och en yttre mot gavelytan koniskt avsmal- nande del l6'. Mellan de båda delarna finns en ringformad ansats 17, mot vilken basen hos en konisk s k guldcylin- der 18 är anordnad att anligga. Koniska guldcylindrar av det här slaget är i och för sig förut kända och utgör nor- malt en del av den protetiska konstruktionen, se exempel- vis US Des. No. 353,674, och beskrivs därför ej närmare här. Guldcylindern 18 ansluts till distanshylsan medelst en låsskruv 19 vars gänga är anpassad till distanshylsans invändiga gänga 14.

Alternativt kan den genomgående kanalen 13 bestå av två gängade urborrningar med olika diametrar, dels en bredare del 14' anpassad till gängan hos mantelytan på föran- kringselementet och en smalare del 20 för en smalare lås- skruv 19, så som visas i figur 3b.

Den yttre, koniskt avsmalnande delen hos distanshylsan är lämpligen försedd med plana ingreppsytor 2l för ett åt- dragningsverktyg som används vid protesanslutningen för att motverka att åtdragningsmomentet vidarebefordras till förankringselementet.

I den variant som visas i figur 3b är distanshylsans övre del försedd med ett ingreppsparti, exempelvis en sexkant 22, för ett motsvarande åtdragningsverktyg. 050 10 15 20 25 30 35 _ 10..

I figur 4 visas förankringselementet med såväl distanshyl- sa 12 so guldcylinder 18 monterade.

Diametern hos förankringselementet kan variera från några tiondels millimeter och uppåt beroende på användningsområ- de. En vanlig dimension torde vara 1 mm för ortodontisk förankring vid förflyttning av tänder, medan 2 till 3 m torde vara en vanlig dimension vid förankring av protetis- ka konstruktioner, även om grövre dimensioner kan komma ifråga.

Hur förankringselementets spets 23 är utformad utgör ej del av föreliggande uppfinning och beskrivs därför ej närmare. Den kan vara självgängande och ha tre symmetriskt belägna kanaler 24 med skärande eggar, så som är visat schematiskt i figur 2.

I figur 5 visas ett distansstycke som består av två delar, dels en yttre distanshylsa 25 med en inre konisk yta 26 som ansätts mot det koniska partiet hos förankringseleen- tet på samma sätt som i de tidigare beskrivna utförings- formerna, och dels en inre låshylsa 27 med en invändig gänga 28 för anslutning till den övre anslutningsgängan ll hos förankringselementet. Den inre låshylsan går ner i en ringformad urtagning 29 i distanshylsan 25 och anligger med sitt basparti mot botten 30 i nämnda urtagning. Lås- hylsan har upptill en invändig gänga 31 för en låsskruv för protesanslutning. Distanshylsan 25 kan exempelvis vara av titan, liksom förankringselementet, medan låshylsan kan vara av guld.

Det tvådelade distansstycket kan användas i de fall där en rotationsfixerad distanspelare erfordras, exempelvis vid distanshylsor med osymmetrisk yttergeometri (ovala, ellip- tiska eller liknande) eller vid vinklade distanser. Genom åtdragning av låshylsan 27 mot distanshylsan 25 kan denna fixeras i ett bestämt rotationsläge. Lâshylsans yttre, öv- 10 15 20 25 30 35 512 _ 11 _ re parti har för detta ändamål en verktygsfattning i form av en sexkant 32.

I figurerna 6 och 7 visas ett par alternativa utföranden av ett förankringselement enligt uppfinningen. Den koniska anslutningsytan 33 är i dessa fall belägen längst upp i anslutning till förankringselementets gavelyta 34. Dis- tansstycket 35 har i detta fall en urborrning 36 med en inre konisk slät yta sam är kongruent med den koniska an- slutningsytan 33 på förankringselementet och en yttre del med en invändig gänga som passar på mantelytans gänga.

Distansstycket har en ringformad ansats 37 mot vilken en guldcylinder i den protetiska konstruktionen är avsedd att anligga.

Till förankringselementets halsparti är under läkningspe- rioden ansluten en täckskruv 38, se figur 7, som är för- sedd med ett bottenhål 39 och ett yttre halsparti 40 kongruent med det som finns hos distansstycket eller al- ternativt den protetiska konstruktionen som skall anslutas till förankringselementet. Det övre (coronala) partiet 41 hos täckskruven är mjukt rundat och försett med en insex- anordning 42 för att möjliggöra på- och avskruvning av täckskruven medelst en sexkantnyckel. Täckskruven har fö- reträdesvis så låg profil att dess topp 43 ligger i nivå med eller strax över slemhinneytan.

Uppfinningen är inte begränsad till de exempel som beskri- vits ovan, utan kan varieras inom ramen för de efterföl- jande patentkraven. Således inses att förankringselementet kan användas för såväl tvåstegs- som enstegsförfaranden vid installationen i benvävnad. 050

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 512 050 12 PATENTKRAV

1. l. Rotationssymmetriskt förankringselement för förankring i benvävnad, exempelvis permanent förankring av artifici- ella tänder och tandbroar i käkbenet, utfört i ett biokom- patibelt material och med en mantelyta som omfattar ett nedre parti (6) avsett att integreras med benvävnad och ett övre parti (9), som efter installationen är beläget utanför benvävnaden, för anslutning av ett distansstycke (12) eller protetisk konstruktion varvid det övre partiet (9) hos mantelytan innefattar ett slätt (icke gängat) ko- niskt parti (9) som har en ökande diameter i riktning från elementets övre ändyta (gavelyta) (7) så att detta koniska parti (9) bildar anliggningsyta för distansstycket (12) respektive den protetiska konstruktionen vilka har en mot- svarande konisk yta (15) i kongruens med det nämnda ko- att det övre partiet (9) har en yttre gänga (11) för ansättning av niska partiet (9) k ä n n e t e c k n a t a v distansstyckets (12), respektive den protetiska konstruk- tionens, koniska yta (15) mot det nämnda koniska partiet (9)-

2. Förankringselement enligt patentkrav l k ä n n e - t e c k n a t a v att dess övre ändyta (gavelyta) (7) är försedd med en intern verktygsfattning (8).

3. Förankringselement enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a t a v att mantelytan är skruvformad med en yttre gänga avsedd att inskruvas i benvävnad och varvid det koniska partiet (9) är beläget på nämnda mantelyta på avstånd (d) från förankringselementets gavelyta (7).

4. Förankringselement enligt patentkrav 1 k ä n n e - t e c k n a t a v att det koniska partiet (43) är belä- get längst upp i anslutning till förankringselementets ga- velyta (44) varvid den övre delen hos mantelytans gänga 10 15 20 25 30 35 ß 512 050 utgör anslutningsgänga för distansstycket (45).

5. Förankringselement enligt något av föregående patent- krav k ä n ne t e c k n a t a v att konvinkeln hos det koniska partiet (9) ligger mellan 5° och 30°.

6. Distansstycke för anslutning till ett förankringsele- ment enligt något av patentkraven 1-5 k ä n n e t e c k - n a t a v att det uppvisar såväl en invändig konisk yta (15) som ett invändigt gängat parti (14,l4') varvid den koniska ytan (15) är kongruent med den nämnda yttre konis- ka anliggningsytan (9) hos förankringselementet för att vid ansättning av distansstycket mot förankringselementet åstadkomma en tät anslutning och den invändiga gängan (l4,l4') är anordnad att samverka den'utvändiga gängan (11) hos förankringselementets övre parti vid ansättning av distansstycket mot förankringselementet.

7. Distansstycke enligt patentkrav 6 k ä n n e t e c k - n a t a v att det ansätts mot den nämnda koniska anligg- ningsytan hos förankringselementet via en separat lâshylsa (37) som ingriper med den övre anslutningsgängan (ll) hos förankringselementet.