TWI508707B - 用於植牙之人工牙根 - Google Patents

Description

用於植牙之人工牙根

本發明係關於一種用於植牙之人工牙根及製造該人工牙根之方法。具體而言，本發明係關於一種具有呈參數式變化之螺紋之用於植牙之人工牙根及製造該人工牙根之方法。

人的牙齒之生長具有二個階段。具體而言，在乳牙(baby teeth)脫落之後，更堅硬和結實之恆牙(permanent teeth)將會生長出來。不同於乳牙，恆牙無法再生，並且當牙齒受損嚴重時只能進行修補或完全移除。牙齒受損或缺牙不僅造成外觀缺陷，且亦造成相鄰牙齒之脫位，致使咀嚼和說話困難。為修復外觀及改善咀嚼和說話，患者常常求助於牙醫以修補或拔掉受損之牙齒。

在牙科技術領域中，傳統上利用牙套及牙橋來修補牙齒或強化齒間結構。此種方式利用二相鄰之牙齒作為支柱以支撐牙冠及牙橋。惟此種方式對於相鄰之健康牙齒，會產生負面之影響。例如，必須將二相鄰牙齒切削、磨小，以容置將置於其間之牙套及牙橋。因此，於該過程中會損及該二原本健康之牙齒。

隨著科技的進步，目前亦已發展出一種植牙技術。具體而言，其係將人工牙根直接植入齒槽骨中，徹底取代受損之牙齒。由於人工植牙不需附加其它裝置與鄰牙支撐，較不會傷害相鄰之自然牙，且可預防齒槽骨及牙肉之萎縮，長期維護口腔之健康與功能。

1950年，瑞典教授Per-Ingvar Branemark發現鈦對人體具有高度生物相容性。亦即，人體對鈦發生排異反應之機率較小，進而容許骨組織生長並整合於鈦之表面。因此，P-I Branemark提出了骨整合(Osseointegration)之概念並將其應用於牙科領域中，由此達成牙科技術之突破。

由於科技之進步，植牙技術亦變得愈來愈發達、可靠。目前之植牙過程之實施方式係為，植入具有鈦表面之人工牙根於牙齒被拔掉之齒槽骨中。於植入人工牙根後，傳統治療方法其中之一係臨時縫合齒齦之開口。齒槽骨與人工牙根之骨整合可需要約三至六個月之時間。於骨整合完成並且新生骨組織與鈦緊密地整合於一起後，再重新打開齒齦並固定一支座於人工牙根上。最後，安裝一牙冠於該支座上。

因人工假牙不需要用牙橋連接相鄰牙齒作為支撐，故無需切割、磨製及損壞相鄰之牙齒。此外，齒槽骨及牙齦較不會萎縮。為維持口腔健康及牙齒之恰當功能，藉由植入人工假牙以修復牙齒之缺失已變得日益普遍。

然而，植牙過程仍存在風險。當骨組織正在生長並整合至人工牙根之表面上時，應防止其間出現微位移。微位移會導致骨組織自人工牙根之表面鬆動，致使骨整合失敗。

為增強固定效果並防止骨整合失敗，傳統人工牙根於表面上形成有螺紋，植牙過程係將人工牙根螺合至齒槽骨中。藉此，於骨整合之初期階段，可藉由螺紋所提供之機械力使人工牙根與齒槽骨彼此緊緊地嚙合，進而防止出現微位移並有利於骨組織整合於人工牙根之表面。因此，於植牙過程完成後，齒槽骨與人工牙根間之整合不僅依賴於其間之表面結合力，且亦依賴於嚙合機械力，以達成更佳之整合。因此，形成有螺紋之人工牙根能夠維持咀嚼力。

人工牙根之螺紋輪廓迥異於在其它技術領域中通常所見之螺紋。於螺合過程中，當螺紋形成初始溝槽後，普通螺紋將經歷更小之旋緊力。然而，為更佳地確保人工牙根植入於齒槽骨中，螺紋輪廓常常被設計成旋緊力在螺合過程中增大。

傳統之螺紋結構著重於增大橫向力以提供更大之固定性。增大橫向力之一實例係增大與齒槽骨嚙合之螺紋之高度，俾使其在人工牙根植入過程中更深。惟，橫向力不提供足夠阻力來對抗微位移。此外，螺紋之變化可能因螺合過程中齒槽骨與人工牙根表面間之更大旋緊力及更大摩擦而於骨組織中造成過多之熱量。當骨組織被加熱至高於攝氏47度之溫度時，骨組織之細胞將受到永久性損傷而使植牙失敗。相反地，若使人工牙根以一較低之速度旋入齒槽骨中以減少所產生之熱量，則手術時間將延長，導致患者不適之時間更長。

此外，若傳統之人工牙根被設計成具有變化厚度之一螺紋，則其製程中需使用複數個切削刀具，由不同切削刀具所製成之變化螺紋，將無法達到光滑的需求。

有鑑於此，提供一種具有螺紋輪廓之人工牙根，以利於植入並提供更大固定能力且使患者於手術後更快恢復，以及一種製造該人工牙根的方法，乃為此一業界所期盼解決之問題。

本發明之一目的在於提供一種用於植牙之人工牙根。人工牙根包含一頸部、與頸部相對之一端部、一本體部及一多重螺紋結構。本體部係定義於頸部與端部之間。多重螺紋結構係形成於本體部之一表面上，並包含一第一螺紋及一第二螺紋。第一螺紋形成具有一第一寬度之一谷部，以使第二螺紋容置於谷部。第二螺紋包含具有一第二寬度之一峰部。多重螺紋結構之局部配置係當谷部之第一寬度逐漸增加時，峰部之第二寬度同時增加。

本發明之另一目的在於提供一種製造用於植牙之一人工牙根之方法。人工牙根包含一頸部、相對於頸部之一端部、及定義於頸部與端部間之一本體部。該方法包含下列步驟：於本體部上形成一第一螺旋槽；以及於本體部上形成一第二螺旋槽，第二螺旋槽沿著第一螺旋槽且與第一螺旋槽部分重疊；其中，第一螺旋槽與第二螺旋槽之至少其中之一之螺距係呈參數式地變化。

藉此，本發明揭露具有一多重螺紋輪廓之人工牙根，該人工牙根提供更佳之固定性。螺紋於骨整合過程中干涉及壓縮齒槽骨，藉由參數式地改變螺紋而增大軸向力，而非僅增大橫向力。本發明之人工牙根亦具有有利於植入並增大與齒槽骨之接觸面積之一配置。本發明更提供一種用於製造具有一光滑且呈參數式變化之螺紋輪廓之人工牙根之更簡單方法，該方法無需頻繁地更換切削刀具。

為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。

第1圖及第2圖例示本發明實施例之一用於植牙之人工牙根。人工牙根1包含一頸部2、一本體部3及一端部4。頸部2係處於人工牙根1之一端，端部4則係處於與頸部2相對之一端。本體部3係定義於頸部2與端部4之間。另外，一連接結構6(例如一螺紋孔)被形成為自頸部2延伸入本體部3。連接結構6適可於骨整合階段完成後重新打開牙齦時連接一支台(圖未顯示)。本發明之獨特之處在於，一多重螺紋結構形成於本體部3之表面。於本實施例中，該多重螺紋結構係為一雙螺旋螺紋結構，包含一第一螺紋31及一第二螺紋32。應注意，本實施例之雙螺旋螺紋結構係用以揭露本發明，而非僅限於此。

第一螺紋31係為主螺紋，尤其於前期之骨整合階段中提供一更大之旋緊力。第二螺紋32能夠貢獻該旋緊力並增大人工牙根與齒槽骨間之接觸表面積。增大之表面積可有利於骨整合。

該多重螺紋結構具有一第一螺紋31及一第二螺紋32，第一螺紋31係形成具有一特定第一寬度D1之一谷部311，第二螺紋32則形成具有一特定第二寬度D2之一峰部321，第二螺紋32適可容置於第一螺紋31之谷部311內。藉由此一配置，第一螺紋31與第二螺紋32一同形成一雙螺旋螺紋結構。

為提供一足夠之固定力而不過份增大施加於齒槽骨之橫向壓力(其可造成過大之損傷)，第一螺紋31之谷部311之第一寬度D1局部地朝端部4逐漸增大。換言之，第一螺紋31具有自端部4朝頸部2局部增大之一厚度。藉由將人工牙根螺合至齒槽骨內，貼合於第一螺紋31之谷部311中之骨組織將最初經歷一較寬之第一寬度D1並於螺合過程中經歷一減小之第一寬度D1。因第一螺紋31具有自端部4朝頸部2增大之厚度，此將沿人工牙根之軸向X提供一壓緊力於骨組織上，進而提供更大之固定性而不會於橫向上施加過大之力。

此外，該螺紋結構之局部配置係當第一螺紋31之谷部311之第一寬度D1逐漸增加時，第二螺紋32之峰部321之第二寬度D2亦同時增加。更具體而言，於本實施例中，第一螺紋31的齒厚局部地朝頸部2變厚，即谷部311變小；同時，第二螺紋32變薄。因此，該多重螺紋結構之製造可更為簡單。另外，第二螺紋32之峰部321係部分形成一溝槽322，且第二螺紋32係鄰接端部。此將增大本體3與齒槽骨間之接觸面積，進而增強骨整合。

本發明之人工牙根1可更具有一攻牙槽331，形成於本體部3上。如第1圖及第2圖所示，攻牙槽331係形成於本體部3之中間部分。於另一實施例中，攻牙槽311於本體部3上沿軸向X朝端部4延伸，如第3圖所示。此外，本發明之人工牙根1之本體部3係朝端部4形成錐狀或圓柱狀。因此，當人工牙根1被植入並螺合至齒槽骨中時，其在初期階段中之方向及位置將更為精確和穩定。攻牙槽331在前端定位於齒槽骨中之後，於齒槽骨中攻出螺旋槽，以利於後續螺紋之嚙合。

在人工牙根1植入後，齒槽骨之外部(即皮質骨(cortical bone))對應於鄰接頸部2之本體部3，於該外部處，骨質更密且適可承受更大之力而不會變形和損傷。因此，當第二螺紋32係朝向頸部2時，本發明之第二螺紋32具有一增大之厚度及直徑。第一螺紋31及第二螺紋32在其鄰接頸部2之處係為實質相同，俾提供人工牙根1一更強之固定力。

本發明更提供一種製造上述人工牙根1之方法。參見第4圖，本實施例中涉及二切削刀具。更具體而言，利用第一切削刀具51形成(例如車削)第一螺旋槽61於本體部3上。接著，利用第二切削刀具52沿第一螺旋槽61形成(例如車削)第二螺旋槽62於本體部3上。實際上，第一螺旋槽61與第二螺旋槽62係為部分重疊。第一螺旋槽61與第二螺旋槽62適可定義一第一螺紋31及一第二螺紋32於本體部3上。更具體而言，第一螺旋槽61具有一第一橫截面，而第二螺旋槽62具有一第二橫截面。第一螺旋槽61及第二螺旋槽62適可定義出第一螺紋31之谷部311及第二螺紋32之一峰部321。本發明所揭露之方法之獨特之處在於，第一螺旋槽61及/或第二螺旋槽62之螺距係呈參數式地變化；亦即，當第一切削刀具51或第二切削刀具52車削本體部3時，係同時呈參數式地相對移動。舉例而言，第一切削刀具51及第二切削刀具52可朝彼此移動，以形成朝頸部2逐漸減小之第一螺紋31之谷部311之第一寬度D1。同時，第二螺紋32之峰部321之第二寬度D2之尺寸亦同時減小。重新參見第1圖及第2圖，谷部311具有一第一寬度D1，而峰部321具有一第二寬度D2，其中當第一寬度D1逐漸減小時，第二寬度D2亦同時減小，反之亦然。

如第5A圖及第5B圖所示，本發明提供另一種製造人工牙根1之方法。首先，第5A圖顯示利用第一切削刀具51’相對於第二螺紋32之峰部321車削一螺紋槽於本體部3上。接著，如第5B圖所示，利用第二車削刀具52’以呈參數式變化之螺距車削本體部3二次，以形成第一螺紋槽61及第二螺紋槽62。應注意，利用第一切削刀具51’及第二車削刀具52’之製造程序不受限制。舉例而言，可首先利用第二切削刀具52’形成槽61及62。接著，利用第一切削刀具51’定義第二螺紋32之峰部321。類似於上述實施例，第一螺旋槽61及第二螺旋槽62適可定義第一螺紋31及第二螺紋32於本體部3上，其配置方式使得當第一螺紋31之谷部311之第一寬度D1逐漸減小時，第二螺紋32之峰部321之第二寬度D2同時減小，反之亦然。當然，並不限於利用第二切削刀具52’二次以形成第一螺旋槽61及第二螺旋槽62。熟習此項技藝者可利用二不同之切削刀具分別形成第一螺旋槽61及第二螺旋槽62。

應注意的是，該雙螺旋螺紋結構僅用於舉例說明目的，而非用於限制。可利用使用二切削刀具製造該雙螺旋螺紋結構之觀念來製造單螺旋螺紋結構甚至三螺旋螺紋結構，此可利用切削刀具之不同輪廓設計而達成。

綜上所述，本發明之人工牙根係由呈參數式移動之切削刀具製成，以形成該多重螺紋輪廓，藉此於骨整合過程中提供更佳之軸向固定性。其係為一種無需更換切削刀具即可製造具有一光滑且變化之螺紋輪廓之人工牙根之簡便製造方法。此外，形成於本體部之攻牙槽可另外增強初始植入階段中之穩定性。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

1．．．人工牙根

2．．．頸部

3．．．本體部

31．．．第一螺紋

311．．．谷部

32．．．第二螺紋

321．．．峰部

322．．．溝槽

331．．．攻牙槽

4．．．端部

51．．．第一切削刀具

51’．．．第一切削刀具

52．．．第二切削刀具

52’．．．第二切削刀具

6．．．連接結構

61．．．第一螺旋槽

62．．．第二螺旋槽

D1．．．第一寬度

D2．．．第二寬度

X．．．軸向

第1圖係本發明之一實施例之人工牙根之示意圖；

第2圖係第1圖所示本發明實施例之人工牙根之剖視圖；

第3圖係本發明之人工牙根之另一實施例之示意圖；

第4圖係一種製造本發明人工牙根之螺紋輪廓之方法的局部放大示意圖；以及

第5A及5B圖係另一種製造本發明人工牙根之螺紋輪廓之方法的局部放大示意圖。

1．．．人工牙根

2．．．頸部

3．．．本體部

31．．．第一螺紋

311．．．谷部

32．．．第二螺紋

321．．．峰部

322．．．溝槽

4．．．端部

6．．．連接結構

D1．．．第一寬度

D2．．．第二寬度

X．．．軸向

Claims (7)

1. 一種用於植牙之人工牙根，包含：一頸部；一端部，與該頸部相對；一本體部，定義於該頸部與該端部之間；以及一多重螺紋結構，形成於該本體部之一表面上，該多重螺紋結構至少包含一第一螺紋及一第二螺紋；其中，該第一螺紋形成具有一第一寬度之一谷部，且該第一螺紋具有一厚度，該第二螺紋包含具有一第二寬度之一峰部並容置於該谷部，該多重螺紋結構之局部配置係當該谷部之該第一寬度自該頸部朝該端部逐漸增加時，該峰部之該第二寬度同時增加，且該厚度係局部地自該頸部朝該端部減小。
2. 如請求項1所述之人工牙根，其中該多重螺紋結構係為一雙螺旋螺紋結構。
3. 如請求項2所述之人工牙根，其中該第一螺紋之該谷部之該第一寬度，係朝該端部逐漸增加。
4. 如請求項3所述之人工牙根，其中該第二螺紋之該峰部係部分形成一溝槽，且該第二螺紋係鄰接該端部。
5. 如請求項2所述之人工牙根，其中該本體部係朝該端部形成錐狀或圓柱狀。
6. 如請求項2所述之人工牙根，更包含一攻牙槽，形成於該本體部上。
7. 如請求項2所述之人工牙根，其中當該第一螺紋與該第二螺紋鄰近該頸部時，該第一螺紋與該第二螺紋係實質上相同。