TW201429451A - 人工牙植體系統 - Google Patents

Abstract

一種人工牙植體系統包含植入體、樁柱體及蓋體。植入體具有第一螺孔。樁柱體具有中心軸，並包含平台部、第一螺紋部及第二螺紋部。平台部具有相對的第一面及第二面。第一螺紋部沿中心軸設置於第一面，並鎖固至第一螺孔。第二螺紋部沿中心軸設置於第二面。第二螺紋部的外螺紋具有第一軸向寬度。蓋體具有第二螺孔。第二螺紋部鎖固至第二螺孔。第二螺孔的內螺紋具有第二軸向寬度。第二螺紋部的外螺紋與第二螺孔的內螺紋具有相同的螺距，且第一軸向寬度與第二軸向寬度之間具有差值，進而允許相互鎖固的蓋體與樁柱體沿著中心軸相對移動。

Description

人工牙植體系統

本發明是有關於一種人工牙植體系統，特別是有關於一種具備微動式機構的人工牙植體系統。

無庸置疑，人工植牙治療比較起傳統的牙橋治療或黏著式全口假牙自然優越許多。人工牙植體系統於咀嚼時的負載傳遞與力學表現相較之下較為符合自然牙的機制，此乃人工牙植體系統於近年來迅速竄紅並成為治療缺牙患者的首要選擇之緣故。順應科技之一日千里與醫療技術之突飛猛進，人工植牙治療的初期成功率亦高達90%以上。然而，近乎完美的人工牙植體系統就評估長期存活率則並非如此理想，依然有10%到20%的失敗案例為咀嚼不適、元件鬆脫、齒槽骨萎縮、嚴重的情況甚至破壞等。雖然人工牙植體系統以仿傚自然牙根的形態為藍圖而問世，故方以人工牙根命名之，但是其承受咀嚼負載時的表現卻仍舊遠不及自然牙。

深入探究其原因，會發現人工牙植體最初既有的概念係以完全地穩固於齒槽骨中為目標值，不勝枚舉的研究報告亦以評估人工牙植體穩定度的最小值為準則。然而，水能載舟，亦能覆舟，上述的研究與發展方向卻反成為人工牙植體失敗的關鍵隱憂，其原因在於過度穩固的人工牙植體與自然牙之力學行為大相逕庭。

一般來說，自然牙根部位乃由一層牙周膜韌帶所包覆著，其與生俱來吸收咬合衝擊的緩衝能力以及提供牙齒微 量活動度的機制，使得自然牙在執行咬合動作而觸碰到物品(食物等)時會先快速地微量下沉。此時，鄰近的自然牙將被迫一同承受咬合負載。接著，釋放物品的自然牙會再緩慢地回復至初始位置。此般生理表現亦稱之為逃脫機制(escape)。由此可知，微量活動度的力學行為可使自然牙在長期承受週期性咬合負載的情況下具備足夠抵抗疲勞的能力。其中，牙周膜韌帶所伴隨的力學機制乃為提供上述微量活動度的最主要貢獻者。

反觀，屹立不搖的人工牙植體實際上卻難以抵抗長期承受咀嚼負載所產生的疲勞破壞。自然牙可憑藉與生俱來的牙周膜韌帶所提供的固持力、緩衝功效、微量活動度，上述特性皆為人工牙植體系統依靠螺紋的機械固持與骨整合的生物固持所無法提供的。人工牙植體幾乎完全無任何緩衝功效與微量活動度可言，進而導致其抵抗疲勞的能力遠不如自然牙。亦即，人工牙植體無法提供自然牙所具備的微量活動度，過於穩固的機制反而導致人工牙植體難以承受長期承受咀嚼負載而宣告治療失敗。

實務上，目前多數臨床牙醫師在進行人工植牙治療時，會將人工牙植體系統之贗復物(假牙冠)微量磨淺，使其低於鄰近自然牙的高度(肉眼難以察覺)。此舉之目的為減少人工牙植體參與咬合動作，並會使人工牙植體系統表現出高存活率(使用壽命)之假象。然而，此作法捨本逐末，使得人工牙植體所賦予的美觀成效遠大於實質功能性之表現，反而失去人工植牙治療的意義與初衷。

正因如此，設計一款微動式人工牙植體系統以改善上 述植牙治療的缺憾，使得缺牙患者所種植的人工牙植體系統於作動時能表現出更加接近自然牙的力學行為，且提升其使用壽命與品質，即成為亟待解決之一重要課題。

本發明提供一種人工牙植體系統，其係包含植入體、樁柱體以及蓋體。植入體具有第一螺孔。樁柱體具有中心軸，並包含平台部、第一螺紋部以及第二螺紋部。平台部具有相對的第一面以及第二面。第一面與第二面垂直於中心軸。第一螺紋部沿著中心軸設置於第一面，並鎖固至第一螺孔。第二螺紋部沿著中心軸設置於第二面。第二螺紋部的外螺紋具有第一軸向寬度。蓋體具有第二螺孔。第二螺紋部鎖固至第二螺孔。第二螺孔的內螺紋具有第二軸向寬度。第二螺紋部的外螺紋與第二螺孔的內螺紋具有相同的螺距，並且第一軸向寬度與第二軸向寬度之間具有差值，進而允許相互鎖固的蓋體與樁柱體沿著中心軸相對移動。

於本發明之一實施方式中，上述的蓋體還具有環狀端面。環狀端面環繞並連接第二螺孔。平台部具有環狀凹槽。環狀凹槽位於第二面，用以卡合環狀端面的內緣與外緣。

於本發明之一實施方式中，上述的人工牙植體系統還包含環狀彈性墊圈。環狀彈性墊圈容置於環狀凹槽中。環狀彈性墊圈的厚度大於差值，並小於環狀凹槽的深度。

於本發明之一實施方式中，上述的第二螺孔的內螺紋具有頭端。頭端毗鄰環狀端面。第二螺紋部的外螺紋具有擋止部。擋止部毗鄰第二面。當頭端抵靠擋止部時，環狀 端面係位於環狀凹槽中，藉以將環狀彈性墊圈限位於環狀凹槽中，並與環狀彈性墊圈接觸。

本發明所提供的人工牙植體系統的一主要技術特徵，在於人工牙植體系統具有相互鎖固並可相對微量移動的樁柱體與蓋體，藉以模擬牙周膜韌帶對自然牙所提供的固持力與微量活動度。為了達到上述目的，本發明係使樁柱體的外螺紋與蓋體的內螺紋具有相同的螺距，並分別具有不同的軸向寬度。藉此，樁柱體的外螺紋與蓋體的內螺紋之間即可提供微量活動度，進而容許兩者可相對微量移動。本發明所提供的人工牙植體系統的另一主要技術特徵，在於人工牙植體系統還具有環狀彈性墊圈，藉以模擬牙周膜韌帶對自然牙所提供的緩衝功效。為了達到上述目的，本發明係使環狀彈性墊圈設置於樁柱體的環狀凹槽中。當蓋體與樁柱體相互鎖固時，蓋體的環狀端面係埋入環狀凹槽中，並與環狀彈性墊圈接觸。當承受負載時，蓋體會進一步朝向樁柱體移動並壓縮環狀彈性墊圈，致使環狀彈性墊圈變形而填滿環型凹槽與環狀端面之間的空間。藉此，變形的環狀彈性墊圈即可提供密封性以杜絕外來物質進入人工牙植體系統的內部。

以下將以圖式揭露本發明的複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結 構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示。

請參照第1圖以及第2圖。第1圖為繪示根據本發明一實施方式之人工牙植體系統1的立體分解圖。第2圖為繪示第1圖中之樁柱體12、蓋體14與環狀彈性墊圈16於組裝後的剖面示意圖。

如第1圖所示，於本實施方式中，人工牙植體系統1包含植入體10、樁柱體12、蓋體14以及環狀彈性墊圈16。人工牙植體系統1的植入體10具有鎖固部100以及第一螺孔102(以虛線表示)。植入體10的鎖固部100用以鎖固至齒槽骨(圖未示)中。鎖固部100為三角外螺紋，並與齒槽骨的三角內螺紋(圖未示)完全吻合且無縫隙，藉以達到良好的固持成效。因此，與齒槽骨相互接觸的植入體10不具有任何的活動度，以避免對骨組織造成不必要的傷害，進而提升本發明的人工牙植體系統1的穩定度。

如第2圖所示，於本實施方式中，人工牙植體系統1的樁柱體12具有中心軸A，並包含平台部120、第一螺紋部122以及第二螺紋部124。樁柱體12的平台部120具有相對的第一面120a以及第二面120b。平台部120的第一面120a與第二面120b垂直於中心軸A。樁柱體12的第一螺紋部122沿著中心軸A設置於平台部120的第一面120a上，並鎖固至植入體10的第一螺孔102中。樁柱體12的第一螺紋部122為三角外螺紋，並與植入體10的第一螺孔102的三角內螺紋完全吻合且無縫隙，同樣可達到良好的固持成效。因此，與樁柱體12與植入體10之間同樣不具有任何的活動度，進而提升本發明的人工牙植體系統1的 穩定度。另外，樁柱體12的第二螺紋部124沿著中心軸A設置於平台部120的第二面120b上，並且第二螺紋部124的外螺紋具有第一軸向寬度W1。在此要說明的是，第一軸向寬度W1係指第二螺紋部124的外螺紋沿著中心軸A方向上的寬度。

人工牙植體系統1的蓋體14具有第二螺孔140。樁柱體12的第二螺紋部124鎖固至蓋體14的第二螺孔140中。蓋體14的第二螺孔140的內螺紋具有第二軸向寬度W2。在此要說明的是，第二軸向寬度W2係指第二螺孔140的內螺紋沿著中心軸A方向上的寬度。

為了使鎖固後的蓋體14不會相對樁柱體12偏離中心軸A晃動，本發明的人工牙植體系統1係使第二螺紋部124的外螺紋的外徑與第二螺孔140的內螺紋的外徑吻合，並使第二螺紋部124的外螺紋的內徑與第二螺孔140的內螺紋的內徑吻合。

特別來說，本發明的人工牙植體系統1進一步使第二螺紋部124的外螺紋與第二螺孔140的內螺紋具有相同的螺距P，並使第二螺紋部124的第一軸向寬度W1與第二螺孔140的第二軸向寬度W2之間具有差值，進而達到允許相互鎖固的蓋體14與樁柱體12沿著中心軸A相對微量移動的功效。

如第2圖所示，於本實施方式中，第二螺紋部124的第一軸向寬度W1大於第二螺孔140的第二軸向寬度W2。為了模擬牙周膜韌帶所提供的微量活動度，第二螺紋部124的第一軸向寬度W1與第二螺孔140的第二軸向寬度W2 之間的差值為0.2~0.3公釐。然而，上述差值並不以此範圍為限，可依據實際需求而彈性地調整。

舉例來說，第二螺紋部124的外螺紋與第二螺孔140的內螺紋所具有的相同螺距P為1.2公釐，第二螺紋部124的第一軸向寬度W1為0.6公釐，而第二螺孔140的第二軸向寬度W2為0.4公釐。如此一來，第二螺紋部124的第一軸向寬度W1與第二螺孔140的第二軸向寬度W2之間的差值為0.2公釐，此差值即為相互鎖固的蓋體14與樁柱體12可沿著中心軸A相對移動的微量距離。

另外要說明的是，於本實施方式中，第二螺紋部124的外螺紋與第二螺孔140的內螺紋皆為矩形螺紋(亦即，第二螺紋部124的外螺紋與第二螺孔140的內螺紋的斷面皆為矩形)。藉此，在製造第二螺紋部124的外螺紋與第二螺孔140的內螺紋時，比較容易藉由調整第二螺紋部124的第一軸向寬度W1與第二螺孔140的第二軸向寬度W2而精確地調配出符合需求的微量活動度，然而本發明並不以此為限。於其他實施方式中，若僅為了能達到使相互鎖固的蓋體14與樁柱體12可沿著中心軸A相對移動的目的，第二螺紋部124的外螺紋與第二螺孔140的內螺紋亦可為三角螺紋或梯形螺紋。

如第1圖與第2圖所示，於本實施方式中，人工牙植體系統1的蓋體14還具有環狀端面142。蓋體14的環狀端面142環繞並連接第二螺孔140。樁柱體12的平台部120具有環狀凹槽120c。平台部120的環狀凹槽120c位於第二面120b，並由第二面120b向下凹陷形成，用以卡合蓋體 14的環狀端面142的內緣與外緣。人工牙植體系統1的環狀彈性墊圈16容置於平台部120的環狀凹槽120c中。亦即，環狀彈性墊圈16的厚度小於環狀凹槽120c的深度。

在此要說明的是，由於當蓋體14組裝至樁柱體12時，倘若旋鎖的程度不夠，則會造成蓋體14與樁柱體12之間存在縫隙，進而導致外來物質滲入結構內部(亦即，第二螺紋部124與第二螺孔140之間)而造成負面的影響(例如，殘留食物、滋生細菌、發炎反應、牙周病等)；反之，倘若過度旋鎖，則會造成在尚未受力之前蓋體14已預先過度壓縮環狀彈性墊圈16。此時，原本所設計的微量活動度將會大幅降低。再者，在更嚴重的情況之下，或許蓋體14的環狀端面142與環狀凹槽120c的底部已相互接觸，此時將失去所有的活動度。

因此，為了解決上述問題，本發明還進一步於蓋體14與樁柱體12之間進行防呆設計，藉以使蓋體14相對樁柱體12鎖固至正確位置，詳細說明如下。

請參照第3圖以及第4圖。第3圖為繪示第1圖中之樁柱體12的立體圖。第4圖為繪示第1圖中之蓋體14的立體圖。

如第3圖與第4圖所示，於本實施方式中，第二螺孔140的內螺紋具有頭端140a。第二螺孔140的頭端140a毗鄰環狀端面142。第二螺紋部124的外螺紋具有擋止部124a。第二螺紋部124的擋止部124a毗鄰平台部120的第二面120b。當蓋體14的第二螺孔140與樁柱體12的第二螺紋部124相互鎖固，致使第二螺孔140的頭端140a抵靠 第二螺紋部124的擋止部124a時，蓋體14的環狀端面142係位於環狀凹槽120c中，藉以將環狀彈性墊圈16限位於平台部120的環狀凹槽120c中，並與環狀彈性墊圈16接觸。由此可知，本發明的人工牙植體系統1藉由第二螺孔140的頭端140a搭配第二螺紋部124的擋止部124a的防呆設計，即可達到使蓋體14相對樁柱體12鎖固至正確位置的目的。

請參照第5A圖以及第5B圖。第5A圖為繪示第2圖的局部放大圖，其中環狀彈性墊圈16尚未被蓋體14壓縮而填滿環狀凹槽120c與環狀端面142之間的空間。第5B圖為繪示第5A圖的另一剖面示意圖，其中環狀彈性墊圈16已被蓋體14壓縮而填滿環狀凹槽120c與環狀端面142之間的空間。

如第5A圖與第5B圖所示，並配合參照第3圖與第4圖，於本實施方式中，當蓋體14的第二螺孔140與樁柱體12的第二螺紋部124相互鎖固，致使第二螺孔140的頭端140a抵靠第二螺紋部124的擋止部124a時，沿著中心軸A相對微量移動的蓋體14與樁柱體12，會伴隨著對環狀彈性墊圈16進行壓縮的行為。為了允許蓋體14相對樁柱體12沿著中心軸A微量移動完整的第一軸向寬度W1與第二軸向寬度W2之間的差值，本發明係使環狀彈性墊圈16的厚度大於第一軸向寬度W1與第二軸向寬度W2之間的差值兩倍以上。

當本發明的人工牙植體系統1承受咀嚼負載時，蓋體14會朝向樁柱體12微量移動，並壓縮著環狀彈性墊圈16 而使其充滿整個平台部120的環型凹槽(如第5B圖所示)。此時，向外擴張的環狀彈性墊圈16可提供密封性以杜絕外來物質進入結構內部(亦即，第二螺紋部124與第二螺孔140之間)，如同防水圈的功能一般。

當負載移除時，蓋體14可依靠環狀彈性墊圈16的回彈特性而回復至初始位置(如第5A圖所示)。由此可知，本發明的人工牙植體系統1的力學表現已經相當接近自然牙的運作機制。

另外要說明的是，於本實施方式中，第二螺紋部124的外螺紋與第二螺孔140的內螺紋皆為雙線螺紋(亦即，導程為螺距P的兩倍)，並且蓋體14相對樁柱體12旋轉360度旋鎖之後即可使第二螺孔140的頭端140a抵靠第二螺紋部124的擋止部124a。相對地，只要蓋體14相對樁柱體12的旋轉角度不超過360度，將可確保蓋體14不會脫離樁柱體12。實際上，自然齒於口腔內幾乎以承受軸向負載的使用狀況居多，幾乎不太可能有太大的轉動情形。因此，當本發明的人工牙植體系統1於口腔內的正常使用過程中，不太可能會發生蓋體14脫離樁柱體12的問題。

再回到第2圖，並配合參照第3圖與第4圖，於本實施方式中，蓋體14的第二螺孔140具有底面140b。樁柱體12的第二螺紋部124具有頂面124b。當蓋體14與樁柱體12相互鎖固時，第二螺孔140的底面140b與第二螺紋部124的頂面124b相互平行，並垂直於樁柱體12的中心軸A。當第二螺孔140的頭端140a抵靠第二螺紋部124的擋止部124a，且蓋體14沿著中心軸A遠離樁柱體12的平 台部120移動而使第二螺孔140的內螺紋抵靠第二螺紋部124的外螺紋時，第二螺孔140的底面140b與第二螺紋部124的頂面124b之間具有間隔G，並且此間隔G等於或大於第一軸向寬度W1與第二軸向寬度W2的差值。

藉此，在蓋體14沿著中心軸A朝向樁柱體12的平台部120移動而使第二螺孔140的內螺紋抵靠第二螺紋部124的外螺紋的期間，第二螺孔140的底面140b並不會先與第二螺紋部124的頂面124b接觸，因此並不會阻礙蓋體14與樁柱體12之間的微量活動度。

請參照第6圖，其為繪示彈性墊片18設置於第2圖中之樁柱體12與蓋體14之間的剖面示意圖。

如第6圖所示，並配合參照第3圖與第4圖，於本實施方式中，人工牙植體系統1的樁柱體12、蓋體14與環狀彈性墊圈16皆與第2圖所示的實施方式相同，因此各元件的結構與連接關係的說明在此不再贅述。在此要說明的是，人工牙植體系統1還包含彈性墊片18。彈性墊片18設置於第二螺孔140的底面140b(或第二螺紋部124的頂面124b)。當第二螺孔140的頭端140a抵靠第二螺紋部124的擋止部124a時，彈性墊片18係壓縮於第二螺孔140的底面140b與第二螺紋部124的頂面124b之間。藉此，除了壓縮於平台部120的環狀凹槽120c與蓋體14的環狀端面142之間的環狀彈性墊圈16之外，壓縮於第二螺孔140的底面140b與第二螺紋部124的頂面124b之間的彈性墊片18可提供第二層的緩衝功效。

另外，若為了允許蓋體14相對樁柱體12沿著中心軸 A微量移動完整的第一軸向寬度W1與第二軸向寬度W2之間的差值，於另一實施方式中，可使第二螺孔140的底面140b與第二螺紋部124的頂面124b之間的間隔G與彈性墊片18的厚度，皆大於第一軸向寬度W1與第二軸向寬度W2之間的差值兩倍以上。

於一實施方式中，人工牙植體系統1的環狀彈性墊圈16與彈性墊片18由矽膠所製成，但本發明並不以此為限。

請參照第7圖，其為繪示根據本發明另一實施方式之樁柱體32、蓋體34與環狀彈性墊圈16於組裝後的剖面示意圖。

如第7圖所示，於本實施方式中，樁柱體32包含平台部320、第一螺紋部322以及第二螺紋部324。樁柱體32的平台部320具有相對的第一面320a以及第二面320b。樁柱體32的第一螺紋部322沿著中心軸A設置於第一面320a，且第二螺紋部324設置於第二面320b。蓋體34具有第二螺孔340以及環狀端面342。蓋體34的環狀端面342環繞並連接第二螺孔340。樁柱體32的平台部320具有環狀凹槽320c。平台部320的環狀凹槽320c位於第二面320b，用以卡合環狀端面342的內緣與外緣。環狀彈性墊圈16容置於環狀凹槽320c中，並限位於蓋體34的環狀端面342與平台部320的環狀凹槽320c之間。上述元件的結構與連接關係，可參照第2圖所示的實施方式中的相同元件的相關說明，因此在此不再贅述。

在此要特別說明的是，相較於第2圖所示的實施方式，本實施方式係使第二螺孔340的第二軸向寬度W4大 於第二螺紋部324的第一軸向寬度W3。

舉例來說，第二螺紋部324的外螺紋與第二螺孔340的內螺紋所具有的相同螺距P為1.2公釐，第二螺孔340的第二軸向寬度W4為0.6公釐，而第二螺紋部324的第一軸向寬度W3為0.4公釐。如此一來，第二螺孔340的第二軸向寬度W4與第二螺紋部324的第一軸向寬度W3之間的差值為0.2公釐，此差值即為相互鎖固的蓋體34與樁柱體32可沿著中心軸A相對移動的微量距離。

由此可知，不論是使第二螺紋部124的第一軸向寬度W1大於第二螺孔140的第二軸向寬度W2(如第2圖所示)，或是使第二螺孔340的第二軸向寬度W4大於第二螺紋部324的第一軸向寬度W3(如第7圖所示)，皆可達到微量移動的目的。

請參照第8圖、第9圖、第10圖、第11圖以及第12圖。第8圖為繪示樁柱體、蓋體與環狀彈性墊圈於組裝後進行有限元素分析的蒙麥斯應力(von Mises stress)分佈圖。第9圖為繪示樁柱體進行有限元素分析的蒙麥斯應力分佈圖。第10圖為繪示蓋體進行有限元素分析的蒙麥斯應力分佈圖。第11圖為繪示環狀彈性墊圈進行有限元素分析的蒙麥斯應力分佈圖。第12圖為繪示樁柱體、蓋體與環狀彈性墊圈於組裝後進行有限元素分析之位移分佈圖。於這些有限元素分析的模擬中，本發明同樣設定第二螺紋部的第一軸向寬度與第二螺孔的第二軸向寬度之間的差值為0.2公釐，並分別對本發明的人工牙植體系統整體、樁柱體、蓋體與環狀彈性墊圈施予軸向下壓位移負載0.21公釐。

如第8圖至第11圖所示，對於本發明的人工牙植體系統整體來說，或是單就樁柱體、蓋體或環狀彈性墊圈來說，在施予軸向下壓位移負載0.21公釐之後，可發現大部份的蒙麥斯應力皆落於500 MPa左右，屬於合理範圍。因此，由這些有限元素分析的蒙麥斯應力分佈圖可知，本發明的人工牙植體系統並不會發生破壞的現象。

另外，由第12圖可以清楚地得知，本發明的人工牙植體系統的所有的活動度幾乎皆由蓋體所提供。因此，第12圖所顯示的位移分佈圖間接證實與齒槽骨相互接觸的植入體幾乎不具有活動度，可想而知也就不會影響到植牙治療的初期穩定度與骨整合效應。

請參照第13圖，其為繪示本發明的人工牙植體系統與傳統全金屬人工牙植體系統進行有限元素分析以及本發明的人工牙植體系統經過壓縮測試的力量-位移曲線圖。於此有限元素分析的模擬中，本發明同樣設定第二螺紋部的第一軸向寬度與第二螺孔的第二軸向寬度之間的差值為0.2公釐，並對本發明的人工牙植體系統施予軸向下壓位移負載0.21公釐。

由第13圖中可以清楚地得知，傳統全金屬人工牙植體系統進行有限元素分析之力量-位移曲線(以長虛線表示)屬於高斜率的線性關係。當施予0.01公釐的位移時，傳統全金屬人工牙植體系統所承受的反作用力已遠超過600N，意即施予的負載所造成的位移量近乎為零(低於0.01公釐)。

相較之下，由第13圖中的本發明的人工牙植體系統進行有限元素分析之力量-位移曲線(以短虛線表示)可以清楚 地得知，當本發明的人工牙植體系統承受負載時，僅需要施加不到20N的力量即可使微動機構產生0.1公釐的位移量；接著，當施予的位移超過0.1公釐時，由於環狀彈性墊圈因壓縮變形而充滿平台部的環狀凹槽的所有空間(同時達到密封效果)，使得本發明的人工牙植體系統的剛性係數略微提升，所反映出來的反作用力隨之攀升至480N；最後，當施予的位移超過0.2公釐時，蓋體將與樁柱體相互接觸，其所承受的力量以更大的斜率增加至超過600N。此時(亦即，位移由0.2公釐至0.21公釐)，本發明的人工牙植體系統進行有限元素分析的力量-位移曲線的斜率，將近似於傳統全金屬人工牙植體系統進行有限元素分析的力量-位移曲線的斜率。

由此可知，本發明的人工牙植體系統的力學行為恰如自然牙承受咬合時的表現，初期承受小負載時，牙齒隨即下沉；當咬合負載逐漸增加時，牙齒的位移量反卻式微。

同樣示於第13圖，第13圖還包含有本發明的人工牙植體系統經過實驗-1至實驗-9等數次壓縮測試所繪製出的力量-位移曲線圖。由第13圖可以清楚地得知，本發明的人工牙植體系統經過壓縮測試的力量-位移曲線，與第13圖所示進行有限元素分析的力量-位移曲線圖的趨勢是一致的。當本發明的人工牙植體系統承受小力量負載時，隨即反映出大位移(約0.1公釐)的表現；倘若欲持續對其產生更大的位移時，所施予的力量負載則需要逐漸增加。因此，透過有限元素法的電腦模擬與實際的壓縮測試之相互驗證之後，皆可證實本發明的人工牙植體系統的力學行為與自 然牙的機制不謀而合，亦彰顯本專利之可行性與價值。

由以上對於本發明的具體實施方式的詳述，可以明顯地看出，本發明所提供的人工牙植體系統的一主要技術特徵，在於人工牙植體系統具有相互鎖固並可相對微量移動的樁柱體與蓋體，藉以模擬牙周膜韌帶對自然牙所提供的固持力與微量活動度。為了達到上述目的，本發明係使樁柱體的外螺紋與蓋體的內螺紋具有相同的螺距，並分別具有不同的軸向寬度。藉此，樁柱體的外螺紋與蓋體的內螺紋之間即可提供微量活動度，進而容許兩者可相對微量移動。本發明所提供的人工牙植體系統的另一主要技術特徵，在於人工牙植體系統還具有環狀彈性墊圈，藉以模擬牙周膜韌帶對自然牙所提供的緩衝功效。為了達到上述目的，本發明係使環狀彈性墊圈設置於樁柱體的環狀凹槽中。當蓋體與樁柱體相互鎖固時，蓋體的環狀端面係埋入環狀凹槽中，並與環狀彈性墊圈接觸。當承受負載時，蓋體會進一步朝向樁柱體移動並壓縮環狀彈性墊圈，致使環狀彈性墊圈變形而填滿環型凹槽與環狀端面之間的空間。藉此，變形的環狀彈性墊圈即可提供密封性以杜絕外來物質進入人工牙植體系統的內部。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧人工牙植體系統

10‧‧‧植入體

100‧‧‧鎖固部

102‧‧‧第一螺孔

12‧‧‧樁柱體

120‧‧‧平台部

120a‧‧‧第一面

120b‧‧‧第二面

120c‧‧‧環狀凹槽

122‧‧‧第一螺紋部

124‧‧‧第二螺紋部

124a‧‧‧擋止部

124b‧‧‧頂面

14‧‧‧蓋體

140‧‧‧第二螺孔

140a‧‧‧頭端

140b‧‧‧底面

142‧‧‧環狀端面

16‧‧‧環狀彈性墊圈

18‧‧‧彈性墊片

32‧‧‧樁柱體

320‧‧‧平台部

320c‧‧‧環狀凹槽

322‧‧‧第一螺紋部

324‧‧‧第二螺紋部

34‧‧‧蓋體

340‧‧‧第二螺孔

342‧‧‧環狀端面

A‧‧‧中心軸

G‧‧‧間隔

P‧‧‧螺距

W1‧‧‧第一軸向寬度

W2‧‧‧第二軸向寬度

W3‧‧‧第一軸向寬度

W4‧‧‧第二軸向寬度

第1圖為繪示根據本發明一實施方式之人工牙植體系 統的立體分解圖。

第2圖為繪示第1圖中之樁柱體、蓋體與環狀彈性墊圈於組裝後的剖面示意圖。

第3圖為繪示第1圖中之樁柱體的立體圖。

第4圖為繪示第1圖中之蓋體的立體圖。

第5A圖為繪示第2圖的局部放大圖，其中環狀彈性墊圈尚未被蓋體壓縮而填滿環狀凹槽與環狀端面之間的空間。

第5B圖為繪示第5A圖的另一剖面示意圖，其中環狀彈性墊圈已被蓋體壓縮而填滿環狀凹槽與環狀端面之間的空間。

第6圖為繪示彈性墊片設置於第2圖中之樁柱體與蓋體之間的剖面示意圖。

第7圖為繪示根據本發明另一實施方式之樁柱體、蓋體與環狀彈性墊圈於組裝後的剖面示意圖。

第8圖為繪示樁柱體、蓋體與環狀彈性墊圈於組裝後進行有限元素分析的蒙麥斯應力(von Mises stress)分佈圖。

第9圖為繪示樁柱體進行有限元素分析的蒙麥斯應力分佈圖。

第10圖為繪示蓋體進行有限元素分析的蒙麥斯應力分佈圖。

第11圖為繪示環狀彈性墊圈進行有限元素分析的蒙麥斯應力分佈圖。

第12圖為繪示樁柱體、蓋體與環狀彈性墊圈於組裝後 進行有限元素分析之位移分佈圖。

第13圖為繪示本發明的人工牙植體系統與傳統全金屬人工牙植體系統進行有限元素分析以及本發明的人工牙植體系統經過壓縮測試的力量-位移曲線圖。

12‧‧‧樁柱體

120‧‧‧平台部

120a‧‧‧第一面

120b‧‧‧第二面

120c‧‧‧環狀凹槽

122‧‧‧第一螺紋部

124‧‧‧第二螺紋部

124b‧‧‧頂面

14‧‧‧蓋體

140‧‧‧第二螺孔

140b‧‧‧底面

142‧‧‧環狀端面

16‧‧‧環狀彈性墊圈

A‧‧‧中心軸

G‧‧‧間隔

P‧‧‧螺距

W1‧‧‧第一軸向寬度

W2‧‧‧第二軸向寬度

Claims (10)

1. 一種人工牙植體系統，包含：一植入體，具有一第一螺孔；一樁柱體，具有一中心軸，並包含：一平台部，具有相對的一第一面以及一第二面，該第一面與該第二面垂直於該中心軸；一第一螺紋部，沿著該中心軸設置於該第一面，並鎖固至該第一螺孔；以及一第二螺紋部，沿著該中心軸設置於該第二面，該第二螺紋部的外螺紋具有一第一軸向寬度；以及一蓋體，具有一第二螺孔，該第二螺紋部鎖固至該第二螺孔，該第二螺孔的內螺紋具有一第二軸向寬度，其中該第二螺紋部的外螺紋與該第二螺孔的內螺紋具有相同的一螺距(Pitch)，並且該第一軸向寬度與該第二軸向寬度之間具有一差值，進而允許相互鎖固的該蓋體與該樁柱體沿著該中心軸相對移動。
2. 如請求項1所述之人工牙植體系統，其中該第一軸向寬度大於該第二軸向寬度。
3. 如請求項1所述之人工牙植體系統，其中該第二軸向寬度大於該第一軸向寬度。
4. 如請求項1所述之人工牙植體系統，其中該差值為0.2~0.3公釐。
5. 如請求項1所述之人工牙植體系統，其中該蓋體還具有一環狀端面，該環狀端面環繞並連接該第二螺孔， 該平台部具有一環狀凹槽，該環狀凹槽位於該第二面，用以卡合該環狀端面的內緣與外緣。
6. 如請求項5所述之人工牙植體系統，還包含一環狀彈性墊圈，該環狀彈性墊圈容置於該環狀凹槽中，其中該環狀彈性墊圈的厚度大於該差值，並小於該環狀凹槽的深度。
7. 如請求項6所述之人工牙植體系統，其中該第二螺孔的內螺紋具有一頭端，該頭端毗鄰該環狀端面，該第二螺紋部的外螺紋具有一擋止部，該擋止部毗鄰該第二面，當該頭端抵靠該擋止部時，該環狀端面係位於該環狀凹槽中，藉以將該環狀彈性墊圈限位於該環狀凹槽中，並與該環狀彈性墊圈接觸。
8. 如請求項7所述之人工牙植體系統，其中該第二螺孔具有一底面，該第二螺紋部具有一頂面，當該頭端抵靠該擋止部，且該蓋體沿著該中心軸遠離該樁柱體移動而使該第二螺孔的內螺紋抵靠該第二螺紋部的外螺紋時，該底面與該頂面之間具有一間隔，並且該間隔等於或大於該差值。
9. 如請求項8所述之人工牙植體系統，還包含一彈性墊片，該彈性墊片設置於該底面，當該頭端抵靠該擋止部時，該彈性墊片係壓縮於該底面與該頂面之間。
10. 如請求項1所述之人工牙植體系統，其中該第二螺紋部的外螺紋與該第二螺孔的內螺紋皆為矩形螺紋。