TWI611796B - 具有雙重緩衝的牙科植入物 - Google Patents

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Abstract

一種牙科植入物，其具有一實質上圓柱狀實心基礎元件；一支台；一植入物支台接面(IAJ)部分，其係在該基礎元件的一端處以將該支台保持在該基礎元件，以便該支台能夠沿著該基礎元件的軸方向在預定距離內移動；一第一緩衝器，其適於安裝在該支台與該基礎元件間；及一第二緩衝器，其較佳為一彈性體，其係被夾在該IAJ部分與該支台中間，其中當該支台係經加壓以朝向該基礎元件相對地移動時該第一及第二緩衝器能夠提供一阻力，及當該係支台從該加壓釋放時其提供一反彈回去的力量。

Description

具有雙重緩衝的牙科植入物
本發明係關於一種牙科植入物，及特別關於一種具有雙重緩衝用以吸收在咀嚼或咬合期間所產生的衝擊力量之牙科植入物。
在天然牙齒中，牙周韌帶的功能係作用為在牙齒與顎骨間之緩衝器，其吸收衝擊力量及將咬合力均勻地轉移至週圍骨頭。該力量的分配與由牙周韌帶所引發的微移動相依。由於缺乏牙周韌帶，牙科植入物必需直接黏合至骨頭，此在骨頭中造成不均勻的應力分配，此可導致植入失敗(Quirynen 1992)。因為植入物缺乏微移動，大部分的力量分配集中在牙槽嵴頂處。在骨頭介面處的垂直力量係集中在嵴區域處，及橫向力量則增加該嵴力量分配的量。
US 2010/0304334 A1揭示出一種牙科植入物系統，其包含一具有一井的植入物，及一支台，該支台具有一欲被接收在該錐形井中的柱；及在其所顯示出的一個具體實例中，該植入物及支台係藉一固位(retentive)彈性體產物彼此連結，其讓人工牙能夠由該支台支撐以便以類似於天然牙齒 的方式移動。
本申請案的發明家在其先前作品(PCT/US2013/039366，2013年5月3日提出)中揭示出一種牙科植入物，其包含：一實質上圓柱狀中空基礎元件，其包含一在該實質上圓柱狀中空基礎元件中界定出一空間的邊壁；及複數個連通該空間與該邊壁的外表面之全厚度孔洞；一支台；一植入物支台接面(implant-abutment junction)(IAJ)部分，其係在該基礎元件的一端處以將該支台保持在該基礎元件，以便該支台能夠沿著該基礎元件的軸方向在預定距離內移動；及一第一緩衝器，其適於安裝在該支台與基礎元件間，用以當該支台係經加壓以朝向該基礎元件相對地移動時提供一阻力，及當該支台係從該加壓釋放時提供一反彈回去的力量。在該緩衝的牙科植入物之一個具體實例中，該牙科植入物進一步包含一第二緩衝器，其係一彈性體及係夾在該IAJ部分與該支台中間。該PCT/US2013/039366的揭示以參考之方式被併入本文。
當想要相對小/細的牙科植入物時，先前的中空植入主體設計會無法抵擋大的應力/負載。此外，其製造將更困難。因此，對設計出一包含具有雙重緩衝的固體植入主體之牙科植入物有需求。
本發明提供一種經改良的牙科植入物，其包含：一實心基礎元件； 一支台；一植入物支台接面(IAJ)部分，其係在該基礎元件的一端處以將該支台保持在該基礎元件，以便該支台能夠沿著該基礎元件的軸方向在預定距離內移動；一第一緩衝器，其適於安裝在該支台與基礎元件間；及一第二緩衝器，其適於被夾在該IAJ部分與支台中間；其中該第一緩衝器及第二緩衝器係二個分開的元件。
較佳的是，該第一緩衝器及第二緩衝器係一彈性體。
較佳的是，該支台包含一用以接收假牙的接收部分及一連接部分，其中該IAJ部分具有一軸孔，及該支台的連接部分具有一具有直徑與該軸孔相應之圓柱桿部分及一從該圓柱桿部分延伸出的擴大端，其中該圓柱桿部分係可滑動地接收在該IAJ部分之軸孔中，且該擴大端從該軸孔的一端突出及該圓柱桿部分的另一端從該軸孔的其它末端突出，其中該IAJ部分係一分開的部分及係螺紋接合至該基礎元件的一端，以便該支台的連接部分之擴大端係防止從從該IAJ部分的軸孔逃脫，其中該第一緩衝器係一平面彈性體及係夾在該支台的連接部分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台的接收部分中間。
較佳的是，該支台包含一用以接收假牙的接收部分及連接部分，其中該IAJ部分具有一軸孔，及該支台的連接部分具有一具有直徑與該軸孔相應的圓柱桿部分及一從該 圓柱桿部分延伸出的擴大端，其中該圓柱桿部分係可滑動地接收在該IAJ部分的軸孔中，且該擴大端從該軸孔的一端突出及該圓柱桿部分的另一端從該軸孔的其它末端突出，其中該IAJ部分係一分開的部分及係經由緊配接合來接合至該基礎元件的一端，以便該支台的連接部分之擴大端係防止從該IAJ部分的軸孔逃脫，其中該第一緩衝器係一平面彈性體及係夾在該支台的連接部分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台之接收部分中間。
較佳的是，該支台包含一用以接收假牙的接收部分及一連接部分，其中該連接部分具有一圓柱桿部分及一從該圓柱桿部分延伸出的擴大的螺紋端，其中該IAJ部分具有一軸孔，其在接近該軸孔的入口處具有一與該擴大的螺紋端相應之螺紋內壁部分，及一接著該螺紋內壁部分具有直徑與該擴大的螺紋端相應之平滑內壁部分，其中該擴大的螺紋端係螺旋通過該螺紋內壁部分及進入該軸孔的平滑內壁部分中，其中該第一緩衝器係一平面彈性體及係夾在該支台的連接部分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台的接收部分中間。
較佳的是，本發明的牙科植入物進一步包含一C形或O形扣環，其中該支台包含一用以接收假牙的接收部分及一連接部分，其中該連接部分具有一圓柱桿部分及一從該圓柱桿部分延伸出的擴大端，其中該C形或O形扣環係安裝 在該圓柱桿部分上及係在該支台之擴大端與接收部分間，其中該IAJ部分具有一軸孔，其具有一與該C形或O形扣環相應的內壁部分，其中該C形或O形扣環係由該IAJ部分的軸孔之內壁部分彈性地扣留，其中該第一緩衝器係一平面彈性體及係夾在該支台的連接部分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台的接收部分中間。
較佳的是，該實心基礎元件包含一圓柱狀主體，其在與該IAJ部分相對處具有削尖的末端，及該圓柱狀主體的外表面提供有螺紋或係平滑。
當該支台係經加壓以朝向該基礎元件相對地移動時該第一緩衝器及/或第二緩衝器能夠提供一阻力，及當該支台係從該加壓釋放時其提供一反彈回去的力量。再者，與單緩衝的牙科植入物比較，該雙重緩衝的牙科植入物在抗疲勞性測試中顯示出極端優秀。
10‧‧‧基礎元件
12‧‧‧削尖的末端
13‧‧‧螺紋
20‧‧‧支台
21‧‧‧接收部分
22‧‧‧連接部分
30‧‧‧植入物支台接面(IAJ)部分
31‧‧‧軸孔
40‧‧‧第一緩衝器
50‧‧‧第二緩衝器
60‧‧‧C形或O形扣環
221‧‧‧圓柱桿部分
222‧‧‧擴大端
311‧‧‧螺紋內壁部分
312‧‧‧平滑內壁部分
圖1a顯示出根據本發明的第一較佳具體實例所建構之牙科植入物的透視圖及截面圖。
圖1b顯示出組合該顯示在圖1a中的牙科植入物之元件/組件的透視圖。
圖2顯示出二個經適應以便彼此螺紋接合而形成顯示在圖1a中的牙科植入物之支台的組件之透視圖。
圖3顯示出根據本發明的第二較佳具體實例所建構之牙科植入物的截面圖。
圖4至9顯示出根據本發明的其它較佳具體實例所建構之牙科植入物的截面圖。
一牙科植入物典型由三種主要構件組成：固定物、支台及假牙，其中該固定物係設計成被植入顎骨中。該支台係提供以支撐假牙。假牙的功能如為天然牙齒的冠，用來切割/碾磨食物及將咬合力轉移給該支台及固定物。
本發明的牙科植入物設計之特徵及優點
本發明的牙科植入物係經設計用於一步驟/立即負載(immediate loading)及傳統的二步驟植入程序二者。本發明的牙科植入物設計之主要特徵及其各別優點係簡單地描述在下列：
(1)一牙科植入物，其包含一實心植入主體、一支台、一IAJ及至少二個如在所附加的圖形中指示出般設置之分開的緩衝器。
(2)該支台包含一接收部分及一連接部分。
(3)該IAJ係一接合(藉由緊配接合或螺紋/螺柱接合)其它構件的分開構件，及當除了植入主體外的任何構件需要維持或置換時，其係可拆解(可維持)。
(4)該IAJ亦可包含C形扣環(圖7)或O形扣環(圖8)及一 具有一直徑的軸孔，以便該C形扣環或O形扣環係彈性地扣留在該軸孔中。
(5)該植入主體表面可係平坦或帶有螺紋。
(6)該植入主體的遠端可係平坦或經削尖。
導致牙科植入物鬆開的一個關鍵因素為在牙根上的不均勻咬合力。如較早提到，在天然牙齒中，牙周韌帶的功能為作為在牙齒與顎骨間之緩衝器，吸收衝擊力量及將咬合力均勻地轉移至週圍骨頭。由於缺乏牙周韌帶，該牙科植入物必需直接黏合至骨頭，此造成在骨頭中不均勻的應力分配，此可導致植入失敗。
併入能夠減低應力不均勻分配在齒槽骨中的負面效應之機制設計包括更均勻地分配應力(避免應力集中點)及更有效地吸收應力(模擬牙周韌帶的緩衝功能)。
本發明的緩衝設計包括在該IAJ與支台間和在該支台與基礎元件間之吸震彈性體緩衝器。該緩衝設計模擬牙周韌帶功能，其減低在週圍齒槽骨上的衝擊效應。所施用在支台上的咬合力可至少部分傳送至該緩衝器。
此吸震彈性體較佳為從聚合物基底的材料製得，更佳為橡膠基底的材料，諸如PTFE、PU、PP等等。此彈性體可有效地吸收衝擊(咬合)力量，因此減低咬合力在骨頭/牙齒上的負面效應。
該彈性體緩衝器可係單層、實質上平坦、實心、中空或多孔板，較佳為呈圓形。該彈性體緩衝器亦可係多層設計。該彈性體緩衝器亦可係一片式U形(或三維碗形)設計。
這些緩衝設計的一個主要優點為全部的緩衝器皆可容易地移除、維持及替換而沒有損傷或破裂該植入物的根或週圍骨頭。此可替換式特徵係決定性，因為該緩衝器不論是從聚合物或金屬製得，當其係使用一段延長的時間時皆會遭遇到機械及/或熱疲勞、塑性變形。
當使用可固化或可硬化的緩衝器(例如，從混合及固化一基質試劑與一硬化劑所製備的聚合物或橡膠型式緩衝器)時，該緩衝器材料可在插入IAJ與支台(預形成)間之前經固化(預形成)及塑形。該緩衝器材料亦可在插入IAJ與支台間之後固化，即，將該緩衝器材料係放在IAJ與支台間之位置，同時該緩衝器材料未完全固化及仍然可流動及可塑形。此就地固化方法的一個優點為該緩衝器在IAJ與支台間之配適性係經改良及該應力分配係更有效及均勻。
實施例
根據本發明的第一較佳具體實例所建構之牙科植入物係顯示在圖1a及1b中，其具有一實質上圓柱狀實心基礎元件10；一支台20；一植入物支台接面(IAJ)部分30，其係在該基礎元件10的頂端處以將該支台20保持在該基礎元件10，以便該支台20能夠沿著該基礎元件10的軸方向在預定距離內移動。
該支台20具有一用以接收假牙的接收部分21及一連接部分22，其中該IAJ部分30具有一軸孔31，及該支台的連接部分22具有一具有直徑與該軸孔31相應的圓柱桿 部分221及一從該圓柱桿部分延伸出的擴大端222，其中該圓柱桿部分221係可滑動地接收在該IAJ部分30的軸孔31中，且該擴大端222從該軸孔31的底部端突出及該圓柱桿部分的頂端從該軸孔31的頂端突出。該IAJ部分30係一分開的部分及螺紋接合至該基礎元件10的頂端，以防止該支台20從該IAJ部分30逃脫。第一緩衝器40係一由彈性體製得的圓板，及在該IAJ部分30係螺紋接合至該基礎元件10的頂端前，將其放到該基礎元件10的頂端上。該第一緩衝器40係夾在該支台20的連接部分22之擴大端222與該基礎元件10的頂端中間，用以當該支台20係經加壓以朝向該基礎元件10相對地移動時提供一阻力，及當該支台20係從該加壓釋放時提供一反彈回去的力量。
該實質上圓柱狀實心基礎元件10在與該IAJ部分30相對處提供一削尖的末端12，及在其外表面上提供有螺紋13。
該牙科植入物進一步包含一第二緩衝器50，其係一由彈性體製得的環及係安裝在該連接部分22的圓柱桿部分221上及係夾在該IAJ部分30與該支台20的接收部分21中間。該連接部分22的圓柱桿部分221係栓入在該支台20的接收部分21之底部處的相應凹處。再者，該支台20的連接部分22係螺紋接合至該支台20的接收部分21，如顯示在圖2中。
根據本發明的另一個較佳具體實例所建構之牙科植入物係顯示在圖3中，其係類似於顯示在圖1a及1b中 的第一較佳具體實例，除了該支台20及IAJ部分30外。如在圖3中所顯示，該支台20具有一接收部分21及一從該接收部分21的底部整體地延伸出之連接部分22。該連接部分22具有一圓柱桿部分221及一從該圓柱桿部分221延伸出的擴大的螺紋端222。該第一緩衝器40係類似於在圖1a及1b中所顯示般安裝。該第二緩衝器50係一由彈性體製得的環，其係安裝在來自連接部分22的擴大的螺紋端222之圓柱桿部分221上。該IAJ部分30具有一軸孔31，其具有一與該擴大的螺紋端222相應的螺紋內壁部分311及一接著該螺紋內壁部分311具有直徑稍微大於該擴大的螺紋端222之平滑內壁部分312，其中該擴大的螺紋端222係螺旋通過該螺紋內壁部分311及進入該軸孔31的平滑內壁部分312中。
對上述牙科植入物的其它多種改變及修改係顯示在圖4至9中，其中類似的元件或組件係由類似的數字表示。
顯示在圖4中的牙科植入物係類似於顯示在圖1a及1b中的第一較佳具體實例，除了該IAJ部分30係使用在圖3中的緊配接合取代在圖1a及1b中的螺旋接合至基礎元件10外。
顯示在圖5中的牙科植入物係類似於顯示在圖1a及1b中的第一較佳具體實例，除了IAJ部分30外。在顯示於圖5的此具體實例中，該IAJ部分30係提供一帶螺紋的環狀部分，及該基礎元件10係在其頂端處提供一軸孔31。該軸孔31具有一與該帶螺紋的環狀部分相應之螺紋內壁部分 311及一接著該螺紋內壁部分311具有直徑稍微大於該擴大端222的平滑內壁部分312。該IAJ部分30係經由該IAJ部分30之帶螺紋的環狀部分及該軸孔31的螺紋內壁部分311螺紋接合至該基礎元件10的頂端。該第一緩衝器40及第二緩衝器50係類似於顯示在圖1a及1b中的那些般安裝。
顯示在圖6中的牙科植入物係類似於顯示在圖5的具體實例，除了該接收部分21係經由在圖6中的螺旋取代顯示在圖5中或在圖1a及1b中的緊配接合來接合至該支台20之連接部分22外。
顯示在圖7中的牙科植入物係類似於顯示在圖5的具體實例，除了該IAJ部分30係使用在圖7中的緊配接合取代在圖5的螺旋接合至該基礎元件10外。
顯示在圖8中的牙科植入物係類似於顯示在圖3的具體實例。如在圖8中所顯示，該支台20具有一接收部分21及一從該接收部分21的底部整體地延伸出之連接部分22。該連接部分22具有一圓柱桿部分221及一從該圓柱桿部分221延伸出的擴大端222。該第二緩衝器50係一由彈性體製得的環，其係安裝在來自該連接部分22的擴大端222之圓柱桿部分221上，然後對該支台20的連接部分22施力以塞入C形或O形扣環60，以便該C形或O形扣環60係安裝在該圓柱桿部分221上，及該第二緩衝器50係夾在該接收部分21與該C形或O形扣環60中間。該基礎元件10具有一削尖的末端及一平滑外表面。該IAJ部分30具有一軸孔31，其具有直徑稍微小於該C形或O形扣環60的外徑。該第一緩衝器 40係一由彈性體製得的圓板，其係放置在該軸孔31的底部表面上；然後對該支台20與安裝在上面的第二緩衝器50及C形或O形扣環60一起施力，以塞入該基礎元件10的IAJ部分30之軸孔31中，直到該C形或O形扣環60係由該IAJ部分30的軸孔31之內壁部分321彈性地扣留，藉此該第一緩衝器40係夾在該支台20的連接部分22之擴大端222與該基礎元件10中間，及該第二緩衝器50係夾在該基礎元件10的IAJ部分30與該支台20的接收部分21中間。該C形或O形扣環60較佳為由高彈性材料製得，更佳為高彈性(高模數)金屬材料，以便當該扣係經彎曲時發生些微塑性(永久)變形，而使該扣之裝入或移除容易。
顯示在圖9的牙科植入物係類似於顯示在圖1a及1b的具體實例，除了該支台20外。如顯示在圖9中，該支台20的連接部分22具有一圓柱桿部分221及一分開的擴大端222，其中該分開的擴大端222係在該IAJ部分30係螺紋接合至該基礎元件10的頂端前放置在該第一緩衝器40之頂端上，然後將該圓柱桿部分221塞入該IAJ部分30的軸孔31中及對其施力以經由緊配接合來接合至該分開的擴大端222。
藉由疲勞測試進行在單緩衝與雙重緩衝設計間之比較 方法：
使用等級4商業純鈦製造(藉由5軸精密機械加工系統)單緩衝牙科植入物及雙重緩衝牙科植入物，除了該緩 衝器係從彈性體材料(Silagum®，DMG Chemisch-Pharmazeutische Fabrik GmbH，Hamburg，德國)手工製造外。該雙重緩衝牙科植入物具有顯示在圖1a及1b中的架構。該單緩衝牙科植入物係與該雙重緩衝牙科植入物相同，除了其不具有第二緩衝器50外。
根據用於骨內牙科植入物方法的ISO 14801-牙科醫學-植入物-動態疲勞測試(Dentistry-Implants-Dynamic fatigue test)，使用液壓伺服(servo-hydraulic)型式測試系統(EHF-EG，Shimadzu Co.，東京，日本)進行疲勞測試。使用300牛頓作為該負載力量(F)。在標稱波峰值與此值之10%間正弦地變化該負載。使用10赫茲作為該負載頻率(f)。(ISO 14801之具體指定的值係不超過15赫茲)。該測試係在空氣中於20至25℃間進行。
結果：
Figure TWI611796BD00001
結論：
在此測試中明確地闡明出雙重緩衝裝置在抗疲勞性上極優於單緩衝裝置。
熟習該項技術者可從上述說明容易地查明本發明的基本特徵，及可對本發明製得多種改變及修改以讓其適 應多種用途及狀態而沒有離開其精神及範圍。因此，其它具體實例亦在申請專利範圍內。
10‧‧‧基礎元件
12‧‧‧削尖的末端
13‧‧‧螺紋
20‧‧‧支台
21‧‧‧接收部分
22‧‧‧連接部分
30‧‧‧植入物支台接面(IAJ)部分
40‧‧‧第一緩衝器
50‧‧‧第二緩衝器

Claims (7)

  1. 一種牙科植入物，其包含：一實心基礎元件；一支台；一植入物支台接面(IAJ)部分，其係在該基礎元件的一端處以將該支台保持在該基礎元件，以便該支台能夠沿著該基礎元件的一長軸方向在預定距離內移動；一第一緩衝器，其係一平板狀彈性體適於安裝在該支台整體與該基礎元件之該長軸方向之間；及一第二緩衝器，其適於沿該長軸方向被夾在該IAJ部分與支台中間；其中該第一緩衝器及該第二緩衝器係二個分開的元件。
  2. 如請求項1之牙科植入物，其中該第二緩衝器係一彈性體。
  3. 如請求項1之牙科植入物，其中該支台包含一用以接收假牙的接收部分及一連接部分，其中該IAJ部分具有一軸孔，及該支台的連接部分具有一具有直徑與該軸孔相應的圓柱桿部分及一從該圓柱桿部分延伸出的擴大端，其中該圓柱桿部分係可滑動地接收在該IAJ部分的軸孔中，且該擴大端從該軸孔的一端突出及該圓柱桿部分的另一端從該軸孔之其它末端突出，其中該IAJ部分係一分開的部分及螺紋接合至該基礎元件的一端，以便該支台的連接部分之擴大端係防止從該IAJ部分之軸孔逃脫，其中該第一緩衝器係夾在該支台的連接部 分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台的接收部分中間。
  4. 如請求項1之牙科植入物，其中該支台包含一用以接收假牙的接收部分及一連接部分，其中該IAJ部分具有一軸孔，及該支台的連接部分具有一具有直徑與該軸孔相應的圓柱桿部分及一從該圓柱桿部分延伸出的擴大端，其中該圓柱桿部分係可滑動地接收在該IAJ部分的軸孔中，且該擴大端從該軸孔的一端突出及該圓柱桿部分的另一端從該軸孔的其它末端突出，其中該IAJ部分係一分開的部分及經由緊配接合來接合至該基礎元件的一端，以便該支台的連接部分之擴大端係防止從該IAJ部分的軸孔逃脫，其中該第一緩衝器係夾在該支台的連接部分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台的接收部分中間。
  5. 如請求項1之牙科植入物，其中該支台包含一用以接收假牙的接收部分及一連接部分，其中該連接部分具有一圓柱桿部分及一從該圓柱桿部分延伸出之擴大的螺紋端，其中該IAJ部分具有一軸孔，其在靠近該軸孔的入口處具有一與該擴大的螺紋端相應之螺紋內壁部分及一接著該螺紋內壁部分具有直徑與該擴大的螺紋端相應之平滑內壁部分，其中該擴大的螺紋端係螺旋通過該螺紋內壁部分及進入該軸孔的平滑內壁 部分中，其中該第一緩衝器係夾在該支台的連接部分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台的接收部分中間。
  6. 如請求項1之牙科植入物，更包含一C形或O形扣環，其中該支台包含一用以接收假牙的接收部分及一連接部分，其中該連接部分具有一圓柱桿部分及一從該圓柱桿部分延伸出的擴大端，其中該C形或O形扣環係安裝在該圓柱桿部分上及在該擴大端與該支台的接收部分間，其中該IAJ部分具有一軸孔，其具有一與該C形或O形扣環相應的內壁部分，其中該C形或O形扣環係由該IAJ部分的軸孔之內壁部分彈性地扣留，其中該第一緩衝器係夾在該支台的連接部分之擴大端與該基礎元件的一端中間，及其中該第二緩衝器係一環及係安裝在該連接部分的圓柱桿部分上及係夾在該IAJ部分與該支台的接收部分中間。
  7. 如請求項1至6之任一項的牙科植入物，其中該實心基礎元件包含一圓柱狀主體，其在與該IAJ部分相對處具有一削尖的末端，及該圓柱狀主體的外表面係提供有螺紋或係平滑。
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