SE523024C2 - Anordning för att medelst beninduktivt eller bioaktivt medel inducera ben och/eller öka stabiliteten för implantat i käkben samt implantat härför - Google Patents

Description

20 25 30 523 0204 , ........ .. 2 I-'flz g .E 2:: I än; E. . '.:: .ag .å Äfendel 2 med väsentligen samma uppfinnare som upphovsman som i föreliggande patentansökan.

Det kan även hänvisas till den bl.a. av uppfinnaren enligt föreliggande patentansökan publicerade artikeln ”Properties of a New Porous Oxide Surface on Titanium Implants, Volume 1: The Oxidized Titanium Surface, Applied Osseointegration Research”.

Det är förut känt att i anslutning till käkbenshål av nämnt slag applicera implantat och att fylla utrymmet beläget mellan implantatet och käkbenhålets yttre delar med substrat av olika slag, t.ex. substrat i form av autologt ben, allogent ben, xenografter, eller syntetiska material, t.ex. i form av eller innefattande kalcium- fosfater (t.ex. hydroxylapatit). Det sålunda med substrat fyllda utrymmet sys igen eller täcks över med mjukvävnaden eventuellt i kombination med någon form av täckande membran. Karakteristiskt för substratet är därvid att det kan vara mer eller mindre resorberbart och så småningom ersättas med ben. Doser av olika substrat tillhandahålls på den allmänna marknaden av ett flertal aktörer på marknaden. Det hänvisas rent allmänt till dessa kända substrat.

Det har emellertid visat sig att de kända substraten har svårt att tillmötesgå de höga krav som ställes på dentala installationer av hithörande slag. Förutsättningen varie- rar dessutonl väsentligt från en person till en annan, vilket medför att det är svårt att få fram generella och fullgoda metoder och anordningar för att stabilisera ifrågavarande implantat tillräckligt och på acceptabelt sätt. 10 15 20 25 30 ' Éëê: 9É4f.ff:==."=: 3 Ärende I Föreliggande uppfinning avser att lösa bl.a. denna problematik och föreslår en ny användning av implantat sonx i en utföringsform kan vara i och för sig kända.

Implantaten är därvid av det slag som på ett eller annat sätt försetts med tillväxtstimulerande substans(-er) (TS) som på känt sätt har egenskapen att nybilda ben, dvs. i detta fall käkben, i samverkan med celler, t.ex. stam- celler, som finns i kroppen och t.ex. uppträder i kropps- vätska som bildas i hålutrymmen i kroppen som utsatts för t.ex. i form av tandutdragning. Genom till- ingrepp, förande av nämnt TS i cellinnehållande kroppsvätskor kan växelverkan mellan TS och cellerna initiera bildning av nytt ben eller nya benpartier. Detta ger i enlighet med uppfinningen en väsentligt förbättrad förankringsfunktion för ifrågavarande implantat som således kan förankras med en väsentligt förbättrad stabilitet jämfört med tidigare känd teknik enligt ovanstående.

Det är även känt att hålutrymmet i käkbenet ofta ersättes med mjukvävnad i stället för ben, vilket inte uppfyller ställda krav. Uppfinningen avser att lösa även detta problem.

Det föreligger även behov av att förenkla tandersätt- ningsarbetet för kirurg, tandläkare eller annan behand- lande person. Vid utnyttjande av t.ex. ben från den egna kan det att höftkammen grund av uppkomma problem på processen att erhålla ben från höftkammen kan vara ganska omfattande och smärtsam. I vissa länder föreligger även restriktioner på så sätt att en behandlande person inom det dentala området inte får utföra ingrepp på andra ställen på kroppen. Detta kan således kräva medverkan av 10 15 20 25 30 i 523 ozitïïïš - - Ärende I 4 flera olika specialister, vilket avsevärt fördyrar installations- och ersättningsarbetet.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för en anordning enligt uppfinningen .är bl.a. att, det bio- aktiva materialet består av TS anordnat på eller i implantatet, t.ex. vid dess ytteryta eller yttergänga, Nämnda TS tränger i ett inläknings- till i vid dess yttre delar. skede för implantatet ut det inledningsvis omnämnda slutna utrymmet inträngd eller inträngande kroppsvätska från omgivande vävnad och hinnan och växel- verkar med i vätskan befintliga celler, vilket leder till bildande av nytt ben runt nämnda yttre delar på implanta- tet.

I en utföringsform av uppfinningstanken kan TS vara anordnat huvudsakligen endast på eller vid nämnda yttre delar av implantatet. TS kan även vara anordnat som ett eller flera utanpåliggande skikt på implantatets aktuella ytterytdel respektive yttergängdel. TS kan vidare vara anordnat tillsammans med ett eller flera skikt av t.ex. kalciumfosfat(-er). Implantatet kan på i och för sig känt sätt vara anordnat med magasinsfunktion för TS som kan bestå av' med porer försedda ytterskikt och/eller oxid- skikt anordnade åtminstone vid nämnda yttre delar av implantatet. TS kan i. en utföringsfornl även kombineras med bensubstitut av känt slag, vilket kan appliceras som skikt direkt på ytan eller gängan.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för en användning enligt uppfinningen är att för nyproduktion av ben i ett med benhinna slutet utrymme mellan ett implantat och käkbenhålets vägg vid de yttre delarna 10 15 20 25 30 a n ø - - . o - n» vszs o24w$u 3 I '.' “ .' '.."'..' E .'..: .SÅ Ärende] användes på implantatet påympat TS som tränger ut i cell- innehållande kroppsvätska som tränger eller har trängt in i utrymmet.

Ytterligare kännetecken av uppfinningsföremålet framgår av de efterföljande underkraven.

Vid implantat föreligger ett önskemål om att man skall kunna gå ifrån de konventionella tillverkningssätten för implantat och istället kunna gjuta eller fräsa dessa ur ett ämne. Implantatet skall därvid kunna uppvisa en mot ifrågavarande käkbenshål motsvarande utformning, medelst vilken man skall kunna förankra implantatet utan att behöva utnyttja t.ex. gängor i implantat och käkben. Upp- finningen löser även denna problematik.

Det som huvudsakligen kan anses vara kännetecknande för ett implantat enligt uppfinningen är bl.a. att det är försett med tillväxtstimulerande substans(-er) (TS) som växelverkar med celler i kroppsvätska så att nytt ben bildas. Dessutom kan implantatet ha sina inre delar utformade som tandrotsutformningen(-arna). Vidareutveck- lingar av implantatet framgår av efterföljande underkrav.

Genom det i ovanstående förslagna erhålles en väsentligt förbättrad förankring av implantatet i det upptagna käk- att detta större aktuellt benshålet trots från början uppvisar tvärsnittsarea än implantat vid de yttre delarna. Genom utnyttjandet av det bildade slutna utrym- met kan ett kroppsvätskeutrymme bildas och en effektiv produktion av nytt ben erhållas på optimalt sätt med rätt TS-mängd i förhållande till utrymmets volym. Den för när- varande utövade eller föreslagna appliceringstekniken av 10 15 20 25 30 E” 5.2 .'.'. t .: 'uz ' zu: å I ' : Ärendel 6 TS på implantat kan utnyttjas med fördel och således kan frontlinjen för den nya tekniken flyttas fram väsentligt.

Som TS kan utnyttjas matrixmolekyler, tillväxt- och differentieringsfaktorer och peptider med tillväxtstimu- lerande egenskaper, etc.

En för närvarande föreslagen utföringsform av en anord- ning, en användning och implantat enligt uppfinningen skall beskrivas i nedanstàende under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur 1 i vertikalvy visar en tand i ett käkben med nfiukvävnad och vilken tand är avsedd att avlägsnas på i och för sig känt sätt i sin helhet, dvs. även med sin tandrotsdel, figur 2 i vertikalsnitt visar ett efter utdragning av tanden enligt figuren l föreliggande käkbenshål, i vilken ett implantat appli- cerats och mjukvävnaden dragits över implantatet och ett utrymme mellan implan- tatet och käkbenshålet, figur 3 i vertikalvy visar i förstoring delar av implantatet, käkbenet och mjukvävnaden enligt figuren 2 och där TS frigörs från implantatets yttre delar och kroppsvätska med celler, t.ex. stamceller, frigöres från käkbenet och den under mjukvävnaden liggande benhinnan, 10 15 20 25 30 . 'zflš 3.:: .Äš Ärende] f523 024 :Izšw .7. figur 4 i vertikalvy visar medelst TS nybildat ben i utrymmet mellan implantatet och käkbenet samt delar av mjukvävnaden, och figur 5-7 i vertikalvyer och principiellt visar olika sträckningar för käkbenshålet och implantatet vid de inre delarna samt till- verkningsprincip för implantaten.

I figuren l är en tand symboliskt visad med l. Tanden är applicerad i ett käkben 2 som på sin ovanyta är försett med mjukvävnad (gingiva) 3' och en benhinna 3 som är sym- boliskt figuren är även tandens ovanför tanddel angivna. I mjukvävnaden 3' utskjutande angiven med la.

Tandens rot är visad med lb.

I figuren 2 visas med 4 ett käkbenshål som föreligger då tanden enligt figuren l dragits ut i sin helhet, dvs. med rot lb och allt. Käkbenhålets utformning följer väsentli- gen tandens l utformning (se figuren l) i käkbenet. Hålet har således en utvidgad del 4a vid sina yttre delar och en förhållandevis smal del 4b vid sina inre delar. Hålets utseende varierar således i beroende av den tand som skall dragas ut, men karakteristiskt för käkbenshålet är att det är smalare vid sina inre delar 4b än vid sina yttre delar 4a. I figuren har ett implantat 5 applicerats i käkbenshålet. var- Implantatet uppvisar yttre delar 5a, med menas de delar som är belägna längst utåt i förhål- lande till käkbenet. Dessutom har implantatet inre delar 5b, vilket representerar de delar som är belägna längst in i käkbenet 2. Implantatet uppvisar en diameter D som vid de inre delarna 5b överstiger käkbenhålets diameter d. Implantatet kan vara av i och för sig känt slag och 10 15 20 25 30 > o o | ~ | ø ø nu .o u 523 - Ärende I 8 t.ex. vara av självgängande typ, jämför de av Nobel Bio- care på allmänna marknaden försålda implantaten. I detta inre delar 5b, fall är implantatet avkonat vid nämnda vilket dock inte är speciellt angivet i figuren 2. Även den på implantatet vid änden avkonade delen överstiger nämnda diameter d. Vid implantatets övre delar under- stiger implantatets diameter D' käkbenhålets diameter d'.

Käkbenshålet vidgar sig således utåt/uppåt (i figuren) och kan utefter delar eller hela sin längd uppvisa en Vid nämnda yttre delar 4a är utrymmet mellan och käkben- konform. implantatets ytteryta eller yttergänga 5a' hålets vägg 4a' framträdande. Vid sin bredaste del kan tvärsnittsarean på käkbenshålet anta det dubbla diameter- värdet gentemot tvärsnittsarean på implantatet. I enlig- het med uppfinningstanken skall ett slutet utrymme 4a föreligga mellan implantatets ytteryta 5a' och hålväggen 4a' och en undersida eller underyta på en del av mjukväv- naden med eller utan benhinna som är överdragen utrymmet och implantatet och t.ex. hopsytt så att mjukvävnaden och eventuellt benhinnedelen 3a om den förefinns täcker implantatet och utrymmet och därvid ett slutet utrymme 4a bildas. benhinna 3a före- I föreliggande fall förutsättes ligga under den överdragna mjukvävnaden och dess underyta är angiven med 3a'. I enlighet med nedanstående är åtmin- stone den i det slutna utrymmet 4a belägna delen av implantatet (dess ytterdelar) försedd med páympat TS i enlighet med nedanstående.

I figuren 3 visas hur TS 6 frigöres från aktuell implantatyta och tränger ut i utrymmet 4a. Riktningspilar härför är visade med 6a. Det är känt att i utrymmet liknande utrymmet 4a ansamlas kroppsvätska. Celler, t.ex. stamceller från benhinnans underyta 3a' är visad med 10 15 20 25 30 i Ärende I 9 pilarna 7 och celler från käkbenet 2 med pilarna 8.

Kroppsvätskeansamlingen är symboliserad med 9.

Kroppsvätskan är bemängd med celler, som det inträngande TS växelverkar med, varvid nytt ben bildas i utrymmet 4a. beroende av mängden TS på Ifrågavarande process är ifrågavarande implantatytdelar, mängd och typ av celler samt storleken på utrymmet 4a, dvs. kroppsvätskemängden.

Benhinnan (periostet)är en källa för stamceller som ger upphov till framträdande stimulans vid nämnda bildning av nytt ben i det fall TS består av differentieringsfaktorer som ëone Morphogenetic Eroteins (BMP).

Figuren 4 visar fallet där nybildningsprocessen, dvs. inläkningsprocessen av implantatet, är slutförd. Det nybildade benet fyller upp i princip hela utrymmet 4a.

Implantatet 5 har försetts med en principiellt angiven anslutning ll för* en dental installation som i. princip skall ersätta den utdragna tandens överdel la, jämför figuren l. Installationen och genomföringen kan utföras på i och för sig känt sätt. Mjukvävnaden med benhinna 3' respektive 3 har anslutits till en ytteryta lla på genom- föringen eller installationen och ansluter sig med en del 3b mot ifrågavarande ytteryta lla.

Således kan ett i och för sig känt implantat användas i tandersättningsfunktionen. Implantat som på känt sätt eller nytt sätt är försett med påympat eller' på annat sätt applicerat TS utnyttjas i ifrågavarande käkbenshål.

Implantatet kan fastskruvas i hålet med självgängnings- princip. Alternativt kan hålet gängas för att anpassas till ett aktuellt implantat. Denna förgängning kan även ske på i och för sig känt sätt. Det nybildade benet bidrar till en stark stabilicering av implantatet i käk- 10 15 20 25 30 n u . ø u o» 523 024 ' - Ärende I 10 benshålet. Mängden TS kan därvid relationsställas till det slutna utrymmets volym, kliniska fall och/eller vilken tand som skall ersättas med aktuellt implan- tat/dentala konstruktion, etc. Hålet runt implantat kan täckas med membran eller skyddsdel av i och för sig känt slag. Implantatet är företrädesvis utfört i titan, men kan bestå av annat kroppsvänligt material, t.ex. keramik (keram).

I figuren 5a är ett käkben principiellt angivet med 12.

En tand i käkbenet är angiven med 13 och tanden är därvid av det slag som uppvisar två rotdelar 13a och 13b. Tanden sträcker sig i käkbenshålet 14 som är visat med en över- dimensionerad spalt för tydlighetens skull. Tanden är utdragbar ur käkbenet i pilens 15 riktning. Motsvarande gäller för figur 5 som visar en alternativ utformning på tandrot.

I figuren 6 visas nedre delarna av en tand 16 som är för- sedd med tre rotdelar 17, 18 och 19. Käkbenet är i detta fall angivet med 12'. Ifrågavarande tand 16 är utdragbar från käkbenet i pilens 20 riktning. Hålet 21 i käkbenet för ifrågavarande tand är visat med en överdimensionerad spalt för tydlighetens skull.

Vid utdragning av tanden 13 enligt figuren 5 med rot och allt erhålles en mot tandens utformning motsvarande utformning på käkbenshålet 14. I enlighet med figuren 7 utnyttjas en utrustning 22 för att definiera eller avbilda käkbenshålet 14 i figuren 5 då tanden 13 dragits ut. I och för sig känd avbildningsteknik kan utnyttjas, t.ex. röntgen, datortomografi, etc. Medelst utrustningen 22 skaffar sig kirurgen, tandläkaren eller motsvarande 10 15 20 25 30 » v c n I I ø ~ no n :r : n. «.'..". u". z n.. .Lz : Arendel behandlande person en bild av käkbenhålets l4 utformning.

Utformningen tilldelas en representation i en utrustning 23 som kan utgöras av en i och för sig känd datorutrust- ning. Representationen är symboliserad med 24 och kan ligga till grund för framställning av ett implantat 25 som är avsett att kunna inplaceras i ifrågavarande käk- benshål 14 (se figurerna 5 och 5a). Inpassningen kan därvid göras på sådant sätt att implantatet kan appliceras med förhållandevis litet spel i käkbenshålet.

I föreliggande fall har implantatet 25 en utformning som vid appliceringen av implantatet i käkbenshålet medför att hålväggen fjädrar undan och sedan tillbaka till ett mot tandens 13 läge i figuren 5 motsvarande läge.

Alternativt kan implantatet göras i viss mån fjädrande vid de partier som vid appliceringen skall passera avsmalnande delar i käkbenshålet. Alternativt har tandrotens inre delar sådana sträckningar att de tillsammans uppvisar tvärsnittsareor som understiger tvärsnittsarean eller tvärsnittsareoerna för överliggande delar av käkbenshålet. Ifràgavarande implantat 25 kan framställas medelst framställningsutrustning 26 av typ PROCERA. Implantatet kan fräsas, gjutas, eller fram- ställas på annat sätt. Implantatet kan ges en optimal geometrisk utformning så att lasten på implantatet för- delas på rätt sätt.

Det är även inom uppfinningens möjligheter att käkbens- hålets sträckning påverkas med verktyg, t.ex. borrverktyg så att vidare delar belägna nertill lätt kan passera pas- sager i hålet som från början varit smalare. I figuren 5 är en dylik bearbetning angiven med 27. Det av urtag- ningen eller bearbetningen 27 på så sätt initierade utrymmet kring applicerat implantat kan utnyttjas som 10 15 20 25 30 nu: u u O _ . . . z u ' uno: 0:-. uuuu uuuu u uu u u I u n u o u u uuu u u u u u u u.. u , u u u u u uu u u o u ' u ou u u ' ' '- Ärendel 12 slutet utrymme för nybensbildning i enlighet med ovanstående. Dylika bearbetningar av käkbenshål kan utföras på olika sätt från fall till fall.

Figuren 5a visar en alternativ dubbelrotsutformning. I detta fall föreligger två efterbearbetningar 27' och 27" vid käkbenhålets sidor samt en bearbetning 28 mellan de två rötternas ursprungliga lägen. Utrymmet 28 kan utnyttjas som slutet utrymme för nybensbildning.

I figuren 6 har utrymmen 28' och 28" bildats eller upp- tagits vid tandrotens nedre delar. Dessa utrymmen 28' och 28" kan i enlighet med ovanstående utnyttjas som slutna utrymmen för nybensbildning. Det inses att i fall där återfjädringsfunktion saknas i käkbenet respektive implantatet nämnda bearbetningsfunktioner kan nbjliggöra att ifrågavarande tand tillhörande tandrötter kan efter- liknas i mycket hög grad i anslutning till framställ- ningen av implantatet ifråga, dvs. implantatet 25 i figu- ren 7. Även rotbildningarna enligt figurerna Sa och 6 kan sätt med en på ett förhållandevis enkelt zvf, 27” kompletteras bearbetning(-ar) respektive 29, 29' som möjliggör applicering av ett implantat med utformning som motsvarar tandrotsarrangemangets utformning enligt figurerna 5a och 6. Även utrymmet 29 utnyttjas som slutet utrymme för nybensbildning. TS kan appliceras på känt sätt som tunn hinna (några få nanometer tjock) på aktuell ytteryta.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovanstående såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken. 10 15 20 _ 523 a. n -uuønnsgp-øn; npn«,,,. ~ Ärende I 13 Det kan härvid hänvisas till patentansökningar som inläm- nats till svenska patentverket på samma dag som förelig- gande patentansökan och, med samma sökanden och uppfin- nare. Nämnda ansökningar har följande benämningar: att medelst bioaktivt material a) ”Anordning för bygga upp benbaserat sidostöd för implantat i käk- ben”. b) ”Anordning vid implantat som uppbär tillväxtstimu- lerande substans eller substanser samt sådant implantat”. c) ”Anordning vid två eller flera implantat försedda med tillväxtstimulerande substans(-er)”. d) ”Arrangemang för att öka tåligheten mot belastning på implantat samt sådant implantat”.

Claims (11)

10 15 20 25 30 523 024 mÃrende I 14 PATENTKRAV

1. Anordning för att nædelst beninduktivt medel indu- cera ben och/eller öka stabiliteten för implantat (5) applicerat i käkbenshâl (4) åstadkommet medelst tandrots- utdragning och där i ett initialskede implantatet dels är förankrat eller applicerat i hålet vid sina inre delar (5b) (5a) (4a) sträcker sig in i en del (d') och med yttre delar som (58) son: uppvisar en tvärsnittsarea (D') av hålet överstiger tvärsnittsarean på de yttre delarna dels med att tillsammans bilda av implantatet, är anordnat mjukvävnad med eller utan benhinna ett slutet (4a), att det utrymme kännetecknad därav, beninduktiva medlet består av tillväxtstimulerande substans(-er) (TS) anordnat på eller i implantatet, t.ex. vid dess ytteryta eller yttergänga, vid dess yttre delar (5a), vilken eller vilka substanser i ett initialskedet efterföljande inläkningsskede tränger ut till i det slutna utrymmet inträngt eller inträngande kroppsvätska (9) och växelverkar med j. vätskan befintliga celler så att nytt ben bildas runt de yttre delarna (5a) på implan- tatet. “

2. Anordning enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k- n a d därav, att den eller de tillväxtstimulerande sub- stanserna är anordnat respektive anordnade huvudsakligen endast på eller vid nämnda yttre delar av implantatet.

3. Anordning enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e- att den eller de tillväxtstimule- t e c k n a d därav, rande substanserna är anordnade som ett eller flera utan- 10 15 20 25 30 n n ø a o u - a nu u §523 024 sstæßxf" “Arrende I 15 påliggande skikt på implantatets aktuella ytterytdel respektive yttergängdel.

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n- n e t e c k n a d därav, att implantatet är anordnat med magasinfunktion för den eller de tillväxtstimulerande substanserna och eventuellt andra bentillväxtstimulerande medel/benvolymökande medel och/eller ben nyproducerande medel.

5. Anordning enligt patentkravet 4, k ä n n e t e c k- n a d därav, att magasinfunktionen kan bestå av med porer försedda ytterskikt och/eller oxidskikt på åtmin- stone nämnda yttre delar (5a).

6. Anordning enligt något av patentkraven 1-5, k ä n- n e t e c k n a d därav, att bensubstitut är anordnat i delar av det slutna utrymmet (4a), t.ex. i nära anslut- ning till eller på nämnda yttre delar (5a), tillsammans med nämnda tillväxtstimulerande substans(-er).

7. Implantat applicerbart i käkbenshål (4) åstadkommet medelst tandrotsutdragning och anordnat med sina yttre delar (Sa) att sträcka sig in i en del (4a) av hålet som uppvisar en tvärsnittsarea (d') som överstiger tvär- snittsarean (D') på nämnda yttre delar, k ä n n e- t e c k n a t därav, att det dels är försett med ben- induktivt medel i form av tillväxtstimulerande substans(- er) (TS) som är anordnat(-e) att i anslutning till käk- benshålet växelverka med i kroppsvätska befintliga celler dels har sina inre delar utfor- till så att nytt ben bildas, made i nära eller väsentlig anslutning hàlets sträckning(-ar) i käkbenet vid de inre delarna. 10 15 20 Q ø p n o o o o a; o e n =.hj E Arende I

8. Implantat enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k- n a t därav, att implantatet är anordnat att sträcka sig väsentligen lika som tandens tandrotssträckning.

9. Implantat enligt patentkravet 7 eller 8, k ä n n e- därav, att implantatet vid sina inre delar förhållande till t e c k n a t är svängt i implantatets huvudsakliga längdsträckning.

10. Implantat enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k- n a t därav, att implantatet är utformat med två eller tre i förhållande till huvudriktningen helt eller delvis svängda delar.

11. ll. Implantat enligt något av patentkraven 7-10, k ä n - n e t e c k n a t därav, att i dess i hålet applicerade läge ett eller flera utrymmen är utbildningsbara mellan vilket eller de inre delarna och hàlets vägg(-ar), i vilka utrymmet nämnda växelverkan är anordnad att ske.