SE517066C2 - Implantat som uppvisar anslutnings- och hålisättningsdelar samt förfarande vid dylikt implantat - Google Patents

Description

mi), n annan 10 15 20 25 517 066 2. porositetsgrad eller utnyttja finbehandlade eller finbearbetade ytor som utövar mindre motstånd yid iskruvningen. I vissa fall kan det även vara intressant att införa en barriär för att hindra s.k. jonfrigöring (ion-release). I dentala sammanhang är det intressant att i vissa fall kunna erbjuda porositeter av olika grader för att utöka ytorna för fastväxning. I andra fall är det återigen väsentligt att reducera rähetstalet/porositeten för närrmda ifrågavarande ytor. I det fall man utnyttjar porositeterna som depåer för bentillväxt eller bentillväxtunderhâllande medel är det angeläget att kunna erbjuda större eller mindre depåer eller släta ytor pâ vilka t.ex. kalciumfosfat skall kunna appliceras. Uppfinningen har som ändamål att lösa den i ovan angivna problematiken.

Det är angeläget att föreslagna lösningar kan följa vedertagna och väl beprövade metoder för att etablera valfriheter när det gäller porositeter, släta ytor, beläggningar, etc. Upp- fmningen löser även denna problematik.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för ett implantat enligt uppfin- ningen är att ett eller flera arrangemang uppvisar en bearbetad eller behandlad yta med framträdande ráhetstal och/eller porositet samt med ett på denna yta applicerat yttre oxidskikt.

I en utföringsforrn av uppfinningstanken uppvisar Oxidskiktet en tjocklek inom området 5 nm till 20 pm. Oxidskiktet kan därvid uppvisa en utefter irnplantatets längd- och/eller omkretsriktning(-ar) varierande tjocklek. I en utföringsforrn kan ett skikt av kalciumfos- fat vara applicerat utanpå oxidskiktet.

Ett förfarande enligt uppfinningen kännetecknas av att implantatet bearbetas och/eller behandlas för framtagning av ett rähetstal eller en företrädesvis framträdande porositet på ytan eller ytorna och att den respektive dessa därefter belägges med ett oxidskikt.

Oxidskiktet kan åstadkommes med hjälp av elektrokemisk behandling där aktuell yta eller ytor pá implantatet doppas i en elektrolyt, i vilken ett anod- och katodarrangemang är anordnat. För etablerande av nämnda porositet appliceras på anod- och katodarrange- manget en spänning, varvid en av spänningen förorsakad ström ledes via elektrolyten och .man Jaaa» 10 15 20 25 30 517 066 3 det i denna neddoppade implantatet. Med denna metod kan en framträdande porositet erhållas i det fall spänningen antar ett förhållandevis högt värde, t.ex. ett värde om 300 volt eller mera, och en viss typ av elektrolyt användes. I ett eventuellt andra steg kan oxidskiktet appliceras på likartat sätt, varvid implantatet doppas i samma elektrolyt eller i en annan elektrolyt, varjämte spänningsvärdet väljes på en lägre nivå så att oxidskiktet etableras med en lägre grad av porositet eller en porositet som är nästan noll. Ett sådant slätare oxidskikt kan även framställas genom värmebehandling av implantatet i syreinnehållande atmosfär.

Vidareutvecklingar av nämnda implantat och förfaranden framgår av efterföljande under- krav till implantatet respektive förfarandet.

Det ovan föreslagna förfarandet gör det möjligt att framställa ett sortiment av implantat med olika porositeter, porositetsträckningar, behandlade ytor, etc. Ur sortimentet kan därvid väljas implantat som är optirnerat till ifrågavarande behandlingssituation.

Benkvalitén i ifrågavarande ben, t.ex. käk- eller tandben, varierar kraftigt hos samma individ och mellan olika individer. I överkäken är benstrukturen förhållandevis mjuk, medan den i underkäken kan variera från förhållandevis mjuk struktur till en hård struktur framme i käken. Implantat med större eller mindre porositet kan således framställas och likaså kan oxidskikt med fin ytstruktur appliceras ovanpå den redan befintliga ytan med stort råhetstal eller porositet. Jonfrigöring kan på så vis begränsas och även den slätare ytan kan utgöra substratyta för skikt med bentillväxtbefräinjande eller bentillväxtunderhällande medel. Det utanpå den ojämna eller porösa ytan applicerade oxidskiktet kan utgöras av ett tunt eller förhållandevis tjockt oxidskikt som kan appliceras på ett känt sätt med en enkel doppning i en spärmingssatt elektrolyt på i och för sig känt sätt. Oxidskiktets utformning och tjocklek kan därvid varieras och så kan t.ex. oxidskiktet uppvisa en större tjocklek vid implantatets mittre eller yttre delar. Oxid- skiktet kan belägga fläckvis på ifrågavarande porösa ytteryta. Alternativt kan oxidskiktet varieras till tjocklek i implantatets omkretsriktning, osv. -n-:n 10 15 20 25 30 517 066 4 En för närvarande föreslagen utföringsforin av ett implantat och ett förfarande enligt uppfinningen skall beskrivas i nedanstående under samtidig hänvisning till bifogade rit- ningar där figur 1 i vertikalsnitt visar ett implantat applicerat i ett delvis angivet tand- eller käkben, figur 2 i längdsnitt och förstoring visar den yttre delen hos en gänga på implantatet enligt flguren 1 där det framgår att gängans ytteryta försetts med skikt enligt uppfinningen, figur 3 i diagramforrn visar spänningar och strömmar som uppträder i en elektro- keniisk metod vid ett implantat neddoppad i en elektrolyt, och figur 4 i vertikalvy och principiellt visar irnplantatet enligt figuren l neddoppat i en elektrolyt och ett i denna anordnat anod- och katodarrangemang.

I figuren 1 visas med 1 ett implantat av det i ovan angivna slaget, dvs. ett implantat som kan ingå i den kända tekniken och bl.a. är beskrivet i de i ovan angivna referenserna.

Implantatet uppvisar en anslutningsdel 2 exempelvis för en distans och en hâlisättningsdel 3. Anslutningsdelens ytteryta 2a kan vara slät eller finbearbetad (t.ex. maskinbearbetad) eller uppvisa en mindre eller större porositet. Hålisättningsdelen 3 kan upptill uppvisa ett cylindriskt parti med yttergänga 3a och ett koniskt parti med yttergänga 3b vid implantatets fria/nedre ände. Implantatet är av s.k. självgängande typ och är iskruvbart i en hålupptagning 4 i ett ben, t.ex. ett tand- eller käkben. I föreliggande fall har ytskiktet hos de gängade partierna ett förhållandevis högt råhetstal/porositet skapad exempelvis genom i och för sig känd etsning eller blästring. Utanför nämnda förhållandevis råa och porösa skikt är i enlighet med uppfinningen applicerat ett oxidskikt i enlighet med nedanstående. w- nous.

:Icon u ~ nu» u-v 10 15 20 25 30 517 066 5 I figuren 2 är skiktet med stort råhetstal angivet med 6 och det yttre oxidskiktet med 7.

Skiktet 6 kan som redan nämnts skapas genom etsning eller blästring av implantatdelen ifråga. Skiktet 6 kan uppvisa en ytråhet på mellan 0,4 och 5 um. Tjockleken t på det yttre oxidskiktet 7 antar värden företrädesvis inom områden 4-5 nm till ca 20 um.

Skiktet kan vara framträdande poröst med 1 x 107 - 1 x 101° porer/cmz. I en föredragen utföringsform är porositeten väsentligt lägre i det yttre oxidskiktet 7.

Vid appliceringen av det nänmda skiktet 7 kan i och för sig kända metoder utnyttjas. I föreliggande fall användes företrädesvis den elektrokemiska metoden som anvisas i de ovan nämnda svenska patentansökningarna 9901971-3 _ och 9901974-7. Ett spännings/strömförhållande i enlighet med figuren uppträder vid en dylik elektrokemisk metod. Då denna metod är i och för sig förut känd skall den inte beskrivas här utan det hänvisas till närrmda svenska patentansökningar. Såsom framgår av figuren 3 uppträder en spänningsstegring enligt kurvan 9 och en ström 10 har till en början ett väsentligen konstant värde för att efter en tid sjunka enligt kurvdelen lOa. Bildningen av titanoxidskikt och dess slutliga egenskaper och uppbyggnader påverkas av ett flertal parametrar i nämnda anvisade process. Således har elektrolytens sammansättning och temperatur, pålagd spänning och ström, elektrodgeometri, behandlingstid, etc., inverkan på tjocklek, porositetsgrad, etc. i ifrågavarande titanoxidskikt som skall skapas.

Oxidtjocklekar och porositeter kan således varieras med hjälp av nämnda parametrar. Vid t.ex. en framträdande tjocklek på skiktet 7 enligt figuren 2 skall användas bl.a. en förhållandevis hög spänning, t.ex. en spänning om 300 volt. En konstantström (jfr kurvdelen 10) är av storleksordningen 0,2 ampere. Det har visat sig att vid spännings- stegringar uppåt nämnda storleksordning det uppkommer en viss gnistbildning vid elek- trolytens yta och mellan elektrolyten och ifrågavarande ytterytedel. Denna gnistbildning kan utnyttjas för eliminering av grader som uppkommit vid maskinbearbetningen av innerytan 8 på irnplantatet. Dylika gradavskiljningar är symboliserade i figuren 2 med 11.

I figuren 4 visas neddoppningen av de delar av implantatet som skall förses med oxid- skiktet 7 i en elektrolyt 12 i enlighet med den i ovan Omnämnda kända elektrokemiska ou.- ~ ~ -.-» u-.. 0:! 10 15 20 25 517 066 6 metoden. I detta fall fungerar irnplantatet principiellt som en anod i ett kombinerat anod- och katodarrangemang där katoddelen symboliserats med 13. En energikälla är angiven med 14 och energikällans minuspotential 14a är ansluten till katoden 13 och pluspotential 14b är ansluten till anoden/implantatet. Anslutningen kan effektueras med hjälp av ett anslutningsorgan 15, medelst vilken pluspotentialen 14 ansluts till anoden/implantatet.

Beträffande appliceringen av skiktet 7 hänvisas också till den på samma dag ingivna svenska ansökningen XXXX som avser bildande av implantat med utdragna zoner, i vilka porositeten avtar kontinuerligt inom respektive zon. Vid framställning av det underliggande ytskiktet 6 tillhandahâlles implantatet, t.ex. av titan, med en ytteryta 6a av ett företrädesvis framträdande ràhetstal som etablerats med hjälp av blästring, etsning, plasmasprutning, etc. Vid den elektrokemiska metoden framtages sedan skiktet 7 med lämplig inställning av nänmda parametrar.

Genom det i ovan föreslagna kan olika typer av implantat som är baserade på samma teknologi framställas. Skiktens 6 och 7 uppbyggnader och tjocklekar kan bestämmas efter respektive dentala situation och syftet med implantaten är att uppnä optimalt resultat.

Ytterskikten 6 eller 7 kan sträcka sig jänmtjockt runt respektive ytterytan hela omkrets.

Alternativt kan de sträcka sig utefter endast delar av omkretsen. I ytterligare alternativ kan skiktet 6 sträcka sig utefter hela eller delar av omkretsen och vara täckt av ytter- skiktet endast delvis. Detta gäller även utsträckningarna i längd- eller höjdriktningen. I enlighet med figuren 2 kan det yttre oxidskiktet på sin ytteryta 7a förses med en belägg- ning av kalciumfosfat 16 som sputtras eller på annat sätt appliceras på nämnda ytteryta 7a sedan ytterskiktet 7 applicerats.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovan såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfin- ningstanken.

Claims (14)

10 15 20 25 30 517 066 7 nu .nu PATENTKRAV

1. Implantat (l) av titan som uppvisar distansanslutnings- och hålisättningsdelar (2, 3) med ytteryta(-or) (2a, 3a, 3b) med ytterskiktsarrangemang (6, 7), k ä n n e t e c k n at därav, ett eller flera arrangemang uppvisar en bearbetad eller behandlad inneryta (6a) med framträdande råhetstal och/eller porositet med ett utanpå den inre ytan applicerat yttre titanoxidskíkt (7).

2. Irnplantat enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att det yttre titanoxidskiktet (7) har en tjocklek inom området 5 nm till 2 um och/eller ett lägre råhetstal än den inre ytans råhetstal.

3. Implantat enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att det yttre titanoxidskiktet (7) uppvisar en utefter implantatets längd- och/eller omkretssträckning(-ar) varierande tjocklek.

4. Implantat enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att arrangemanget innefattar ett utanpå titanoxidskiktet (7) applicerat skikt av kalciumfosfat (16).

5. Implantat enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n at därav, att det innefattar en eller flera yttergängor (3a, 3b) på nämnda hålisättningsdel(-ar) (3).

6. Förfarande för att framställa ytterskiktsarrangemang (6, 7 och eventuellt 16) på ytteryta(-or) (2a, 3a, 3b) som ingår på titanimplantat med distansanslutnings- och hål- isättriingsdelar, k ä n n e t e c k n a t därav, att implantatet (1) bearbetas och/eller behandlas för framtagning av ett framträdande råhetstal och/eller porositet på ytterytan (6a eller 8) respektive ytterytoma, och att den bearbetade och/eller behandlade och/eller med 10 15 20 25 30 517 066 ° 'v I n . . . 'f ' »O -n- .". f. ' .nu nu o. ' ' - u :man , ' " '~ : =::':--~-.°..::': l a. .__, ' Ü I 8 n I' '''' " ' ' porosítet utförda ytan (6a eller 8) eller ytdelarna därefier belägges med ett titanoxidskikt ('/).

7. Förfarande enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a t därav, att ytter- skiktsarrangemangeK-en) struktur åstadkommes med hjälp av elektrokemísk behandling där aktuell yta eller aktuella ytor på implantatet åstadkommes medelst elektrolyt och ett anod- och katodarrangemang (13, 14, l4a, l4b) till vilket implantatet (1) anordnas, och att anod- och katodamangemanget spänningsanslutes så att en ström (J) passerar implantatet.

8. Förfarande enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n at därav, att implantatet (1) är neddoppat i en elektrolyt (12) och att strömmen (J) ledes via elektrolytbelagda delar (3a, 3b) av implantatet (1).

9. Förfarande enligt patentkravet 6 eller 7, k ä n n e t e c k n at därav, att för etablerande av nämnda porositet spänningen väljes framträdande hög, t.ex. 300 volt eller mera, och att den därav töranledda strömmen förorsakar gnisteffektuering (9a) i anslutning till övergången mellan elektrolyten och implantatet och att vid nänmda gnistbildning en gradeliminerande (1 1) effekt erhålles på implantatets ytteryta.

10. Förfarande enligt patentkravet 7, 8 eller 9, k ä n n e t e c k n at därav, att gradelimineringsfunktion erhålles vid implantatets gänga eller gängor (3a, 3b).

11. ll. Förfarande enligt något av patentkraven 6-10, k ä n n e t e c k n at därav, att en helt eller delvis pororiserad ytteryta på implantatet neddoppas i nämnda elektrolyt (12) eller en annan elektrolyt, och att en spänning av ett förhållandevis lågt värde appliceras till ett anod- och katodarrangemang, och att titanoxidskiktet därvid etableras genom en doppning i företrädesvis engångsdoppning, i elektrolyt och spänningsapplícering.

12. Förfarande enligt något av patentkraven 6-l 1, k ä n n e t e c k n at därav, att ytan eller ytoma (3a, 3b) som uppbär nämnda titanoxidskikt (7) är maskinbearbetad med framträdande råhetstal, t.ex. medelst blästring. 517 066 sgïj 3"; -s ="¿¿::__-'j==§j, j- -- o 1 r I o u. f?

13. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n at därav, att fiäühïdâ íiïâiïüxiåâkikï (7) tilldelas en ijuukick av 5 :nu 'till 2 pm och/eller tzíí lägre råhetstal än den inre ytans råhetstal.

14. Förfarande enligt något av patentkraven 6-13, k ä n n e t e c k n at därav, att kalciumfosfatskiktet (16) utanpå titanoxidskiktet (7) appliceras medelst sputtríng.