-
Die
Erfindung betrifft ein Zahnimplantat mit einem zur Verankerung eines
prothetischen Aufbaus dienenden Implantatpfosten, einen sich dem
Implantatpfosten anschließenden Implantathals und einem sich
dem Implantathals anschließenden und zur Verankerung im
Kieferknochen dienenden Implantatkörper.
-
Stand der Technik und Hintergrund
der Erfindung
-
Zahnimplantate
sind in den Kieferknochen eingesetzte Träger von Zahnersatz,
die Funktion künstlicher Zahnwurzeln einnehmen. Die Zahnimplantate
werden im Allgemeinen in den Kieferknochen (enossale Implantate)
eingedreht oder eingesteckt. Alle gängigen Implantate zeigen
dabei scharfkantige Elemente, wie Schraubgewinde oder konische Strukturelementen
mit scharfen Kanten. Innerhalb von drei bis sechs Monaten verbinden
sie sich mit dem umgebenen Knochen zu einer anzustrebenden festen,
belastungsfähigen Trägereinheit (Osseointegration). Um
diesen Effekt zu unterstützen ist es bekannt, die Oberfläche
aufzurauen. Zahnimplantate bestehen üblicherweise aus CrCoMo-Legierungen,
Titan, Titanlegierungen oder keramischen Materialien.
-
Zahnimplantate
lassen sich in drei Funktionsbereiche gliedern, nämlich
in Implantatpfosten, Implantathals und Implantatkörper.
Die einzelnen Teilstrukturen lassen sich einstückig oder
als zusammensetzbare Komponenten realisieren. Der Implantatpfosten
dient zur Verankerung des prothetischen Aufbaus, zum Beispiel einer Überkrone
(Einzelkrone) oder eines Brückenpfeilers für die Überbrückung
einer Zahnlücke. Der Implantathals schließt sich
dem Implantatpfosten an und ist nach der Implantation vom Zahnfleisch
umgeben. Zur Verankerung im Kieferknochen dient der Implantatkörper.
-
Bei
herkömmlichen Zahnimplantaten unterscheidet man zwischen
zylinderförmigen Implantaten mit oder ohne Schraubgewinde,
die entsprechend ihrer Form in ein rundes (rotationssymmetrisches) Bohrloch
bzw. direkt in die Extraktionskavität in den Knochen gesteckt
und geschraubt werden. Daneben sind flache blattförmige
Implantate (Extensionsimplantate) bekannt, die entlang dem Knochenverlauf des Kiefers
in einen 1 mm schmalen Schlitz mit entsprechender Tiefe eingesenkt
werden und dort einwachsen. Die Implantatkörper bekannter
Zahnimplantate können Durchbohrungen aufweisen, die vom Knochen
horizontal durchwachsen werden. Die überwiegende Anzahl
der derzeit in der Praxis eingesetzten Zahnimplantate weist einen
Implantatkörper mit zylindrischer Grundform auf, der sich
zum proximalen Ende hin verjüngen kann, so dass insgesamt
eine gestreckte Kegelform mit mehr oder weniger scharfkantigen Gewindegängen
entsteht.
-
Hinsichtlich
der Haltbarkeit derartiger Zahnimplantate ist der Belastungszeitpunkt
des Implantates zu beachten. Man unterscheidet die Sofortbelastung
von der Spätbelastung. Die Sofortbelastung setzt Primärstabilität,
also hohe Festigkeit des Implantates, schon bei der Operation, voraus
und bedeutet die sofortige Versorgung des Implantates mit der belastenden
Suprakonstruktion (Krone, Brücke, herausnehmbare Prothese).
Demgegenüber ist für die Spätbelastung
die Primärstabilität nicht entscheidend, weil
der Knochen in der Heilzeit, die sich über mehrere Wochen
bis Monate erstreckt, das Implantat immer fester umschließt.
Die vorliegende Erfindung betrifft Zahnimplantate, die sowohl für
eine Früh- als auch Spätbelastung optimiert sind.
Weitere Einflussfaktoren für eine erfolgreiche Implantation
sind die Knochenquantität und -qualität am Implantationsort, das
Implantatmaterial und dessen Oberfläche, das chirurgische
Vorgehen, die zu tragende Suprastruktur, die Okklusion, die Mundhygiene
und die Implantatform.
-
Trotz
der erreichten Fortschritte stellt die aseptische Lockerung von
Zahnimplantaten noch einen wesentlichen Faktor gegen einen erfolgreichen Heilungsverlauf
dar. Die Ursachen für eine aseptische Lockerung können
vielfältig sein: Die aseptische Lockerung von Implantaten
ist häufig durch mangelnde Kongruenz zwischen vorkonfektionierten Implantaten
und den existierenden Verhältnissen in der Extraktionskavität
bedingt. Dieses ist dann die Hauptursache für eine mangelnde
Primärstabilität. Die unzureichende geometrische
Adaption führt weiterhin zu einem ungünstigen
Lastverteilungsmuster, so dass ein biologischer und mechanischer
Gleichgewichtszustand nicht erreicht wird. Im sogenannten „Wolff'
schen Gesetz" (Das Gesetz der Transformation der Knochen, Hirschwald
Verlag, 1892) wird das Knochenumbauverhalten beschrieben,
infolgedessen Bereiche geringer mechanischer Belastungen vermehrt
zu Knochensubstanzabbau führen, hingegen in Bereichen hoher
Belastung Knochensubstanz aufgebaut wird. Durch den veränderten
Kraftfluss im Kiefer werden einige Knochenbereiche weniger stark belastet.
Dieser Effekt wird als „stress shielding" bezeichnet. Der
Knochen wird dort durch das steife Implantat entlastet und durch
den fehlenden mechanischen Reiz allmählich abgebaut. Ebenso
wie unterbelastete Bereiche können durch die veränderte Lastsituation
auch überbelastete Zonen im Knochen auftreten. So führt
der Steifigkeitssprung des Systems Knochen-Implantat im Bereich
der Implantatspitze vielfach zu einem verstärkten Knochenanbau (Kranz,
C.: Beitrag zur Entwicklung eines elastisch angepassten Hüftgelenksendoprothesenschaftes, Verlag
Schiele und Schön, Berlin, 1989). Vielfach unbeachtet
wird in diesem Zusammenhang die Bedeutung des Zahnhalteapparates,
des Parodontiums im Zusammenwirken mit dem Alveolarknochen. Der
natürliche Zahn ist durch Bündel von Kollagenfasern (Sharpey'sche
Fasern) federnd im Alveolarknochen verankert und verfügt
damit über eine relativ geringe passive Beweglichkeit.
Die Ausrichtung der Kollagenfasern in Richtung Wurzelspitze wirkt
den auftretenden Druck-, Zug-, Kipp- und Rotationsbewegungen des
Zahnes entgegen und stabilisiert diesen. Die biomechanische Relevanz
der Fasern resultiert aus deren charakteristischem Verlauf, durch
den der Kaudruck in eine Zugbeanspruchung umgewandelt wird. Dadurch
wird der Alveolarknochen weitgehend vor einer Druckatrophie geschützt,
während die Zugkräfte auf den Knochen einen starken
Erhaltungsreiz ausüben. Der Zahnhalteapparat ist jedoch
nach Zahnextraktion nicht mehr vorhanden.
-
Zur
Induktion einer proximalen Verankerung ist ein Implantatdesign erforderlich,
das ein knöchernes Anwachsen in diesem Bereich fördert,
z. B. durch eine osseointegrative Oberflächengestaltung.
-
Unmittelbar
nach der Implantatinsertion beginnt sich der Knochen an die veränderte
Situation anzupassen. Diese wird von Willert et al. (Willert,
H. G., Göbel, D., Buchhorn, G. H.: Die Verankerung der Endoprothese:
Knochenzement ja oder nein? Hüftendoprothetik, Georg Thieme
Verlag, Stuttgart, 1996, 23–31) als Reparationsphase
bezeichnet und ist durch einen massiven Umbau des Knochens in unmittelbarer
Implantatumgebung gekennzeichnet. Dabei wird Knochen sowohl an-
als auch abgebaut. Weiterhin wird ein inniger Kontakt zwischen Knochen und Implantat
als hilfreicher Faktor für die Integration angesehen. Zu
Beginn der Reparationsphase liegt noch kein verwachsener Verbund
von Knochen und Implantat vor. Dadurch sind unter der täglichen
Belastung Relativbewegungen zwischen Knochen und Implantat möglich.
Geringe Bewegungen im Spalt werden als heilungsfördernd
angesehen (Stürmer, K. M.: Die elastische Plattenosteosynthese, über
Biomechanik, Indikation und Technik im Vergleich zur rigiden Osteosynthese,
Unfallchirurg 99 (1996), 816–829). Sowohl die
Reparationsphase als auch die daran anschließende Stabilisationsphase
sind durch mechanisch stimulierten Knochenumbau charakterisiert.
-
Es
besteht demnach ein anhaltendes Bedürfnis, insbesondere
die aseptische Lockerung von Zahnimplantaten als Risikofaktor der
Implantation zu minimieren.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Ein
oder mehrere der geschilderten Probleme lassen sich mit Hilfe des
erfindungsgemäßen Zahnimplantats beheben oder
zumindest mindern. Die Erfindung geht aus von einem Zahnimplantat
mit einem zur Verankerung eines prothetischen Aufbaus dienenden
Implantatpfosten, einem sich dem Implantatpfosten anschließenden
Implantathals und einem sich dem Implantathals anschließenden
und zur Verankerung im Kieferknochen dienenden Implantatkörper.
Das Zahnimplantat zeichnet sich dadurch aus, dass der Implantatkörper
als strukturierter Vollkörper mit einer kantenfreien Mantelfläche
ausgeformt ist. Auf der Mantelfläche können stabilitätsfördernde
Volumenelemente aufgebracht sein und in die Perforationen eingebracht
werden, welche die Osseointegration begünstigen.
-
Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass scharfkantige Konstruktionen
im Bereich des Implantatkörpers einen wesentlichen Ausgangspunkt für
Prozesse darstellen, die zu einer aseptischen Lockerung des Zahnimplantats
führen können. Es konnte gezeigt werden, dass
sich die Verträglichkeit der Zahnimplantate wesentlich
verbessert, wenn auf derartige Kanten im Bereich der Mantelfläche
verzichtet wird und der Implantatkörper als segmentierter
Vollkörper ausgeformt ist.
-
Nach
einer bevorzugten Ausführungsform gliedert sich der Implantatkörper
in einen sich unmittelbar dem Implantathals anschließenden
ersten Abschnitt und ein proximales Ende des Implantatkörpers
bildenden zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt hat dabei eine
sich zum zweiten Abschnitt hin verjüngende Kontur. Diese
Formgebung ist den Geometrien der natürlichen Zahnwurzeln
angenähert.
-
Der
zweite Abschnitt weist gemäß einer weiteren, von
der vorgenannten Ausführungsform ausgehenden Fortbildung
eine sich zum proximalen Ende aufweitende Kontur auf. Mit anderen
Worten, der Implantatskörper ist tailliert, so dass mit
dem Einwachsen der Spongiosa in das Bohrloch bis hin zur Oberfläche
des Implantatkörpers eine besonders stabile vertikale Verankerung
erreicht wird.
-
Nach
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, die sich insbesondere
mit den zuvor genannten bevorzugten Ausführungsformen verwirklichen
lässt, hat der erste und/oder zweite Abschnitt eine rotationssymmetrische
Kontur. Dies hat zum einen fertigungstechnische Vorteile und zum
anderen kommt eine solche Implantatkörpergeometrie den natürlichen
Geometrien der Zahnwurzel nah. Vorzugsweise sind dabei der zweite
und/oder der erste Abschnitt von konischer Kontur.
-
Nach
einer weiteren Variante spaltet sich der zweite Abschnitt zum proximalen
Ende hin in zwei, drei oder vier Finger auf. Auch diese Variante
lehnt sich an den Geometrien der natürlichen Zahnwurzel an.
-
Weiterhin
ist bevorzugt, wenn auf der Mantelfläche des Implantatkörpers
Noppen mit kantenfreier, zum Beispiel halbkugelförmiger
Kontur angeordnet sind. Diese Noppen dienen der Verbesserung der
Verankerung des Implantatkörpers in der Spongiosa. Vorzugsweise
werden mindestens drei bis fünf Noppen ringförmig
in einem oberen Teilbereich des ersten Abschnitts angeordnet. Die
Noppen können in der Höhe versetzt angeordnet
sein oder gleichmäßig entlang einer gemeinsamen
radialen Umlauffläche voneinander beabstandet sein. Spaltet
sich der zweite Abschnitt hin zum proximalen Ende in Finger auf, so
werden auf jedem Finger vorzugsweise zwei bis vier Noppen angeordnet,
insbesondere gleichmäßig entlang einer gemeinsamen
radialen Umlauffläche voneinander beabstandet.
-
Ferner
ist bevorzugt, dass der Implantatkörper mindestens eine
Durchgangsbohrung aufweist, durch die der Knochen zur Verbesserung
der horizontalen Verankerung wachsen kann. Die mindestens eine Durchgangsbohrung
liegt vorzugsweise im Bereich einer Grenzfläche zwischen
dem ersten und zweiten Abschnitt des Implantatkörpers.
Die Durchgangsbohrungen können mit einer ein Knochenwachstum
stimulierenden Substanz befüllt sein.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
und den dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
-
1 ein
erfindungsgemäßes Zahnimplantat nach einer ersten
Variante und 2 ein erfindungsgemäßes
Zahnimplantat nach einer zweiten Variante.
-
1 skizziert
schematisch ein erfindungsgemäßes Zahnimplantat 10 nach
einer ersten Variante und nach erfolgter Implantation und Einwachsen
in seiner natürlichen Umgebung. Das Zahnimplantat 10 zeigt
einen prothetischen Aufbau – hier in Form einer Krone 12 – der
auf einen Implantatpfosten 14 verankert ist. Das Zahnimplantat 10 besteht
aus einer Keramik.
-
Dem
Implantatpfosten 14 schließt sich ein Implantathals 16 an,
der im implantierten Zustand an die Gingiva grenzt. Der Implantathals 16 kann
eine Beschichtung 18 aus einer wirkstoffbeladenen Matrix beinhalten,
die einer septischen Lockerung des Zahnimplantats 10 vorbeugen
soll. Der Implantathals 16 kann auch über eine
umlaufende Aussparung verfügen, in die eine resorbierbare
Polymerbeschichtung mit inkorporierten Pharmaka eingebracht ist,
wobei die inkorporierten Pharmaka insbesondere entzündungshemmend
und für die Gingiva proliferationsfördernd wirken.
-
Den
Unterbau des Zahnimplantats 10 bildet ein Implantatkörper 20,
der sich vorliegend in einen ersten Abschnitt 22 und einen
ein proximales Ende 26 des Implantatskörpers 20 bildenden
zweiten Abschnitt 24 gliedert. Der erste Abschnitt 22 besitzt
eine konische Kontur und verjüngt sich hin zum zweiten Abschnitt 24.
Die Mantelfläche des Implantatkörpers 20 weist
keine Kanten auf, dass heißt die Mantelfläche
ist in allen Bereichen abgerundet. Der Implantatkörper 20 ist
weiterhin nicht hohl, sondern als Vollkörper ausgeführt.
Allenfalls eine anschließend noch näher erläutere
Durchgangsbohrung 28 kann vorgesehen sein. Die Mantelfläche
des Implantatkörpers 20 kann mit einer das Knochenwachstum
stimulierenden Substanz beschichtet sein.
-
Die
Durchgangsbohrung 28 ist in etwa mittig zwischen dem ersten
und zweiten Abschnitt 22, 24 angeordnet. Die Durchgangsbohrung 28 sowie
ein radial umlaufender Bereich 30 des Implantatkörpers 20 ist
mit einer hydroxylapatit-haltigen Kollagenmatrix befüllt
beziehungsweise beschichtet, die ein Einwachsen des Knochens unterstützen
soll.
-
Der
zweite Abschnitt 24 spaltet sich hin zum proximalen Ende 26 in
drei Finger 32 auf. Dabei weitet sich der zweite Abschnitt 24 hin
zum proximalen Ende 26, d. h. die Finger 32 biegen
sich von einer imaginären Längsachse des Zahnimplantats 10 weg nach
außen.
-
Der
erste Abschnitt 22 umfasst vier halbkugelförmige
Noppen 34, die die Verankerung des Zahnimplantats 10 im
Kieferknochen unterstützen sollen. Die Noppen 34 sind
radial umlaufend und gleich beabstandet in einem oberen Teilbereich
des ersten Abschnitts 22 angeordnet.
-
Auch
der zweite Abschnitt 24 weist Noppen 36 auf, diesmal
im Bereich der Finger 32. Auf jedem Finger 32 sind
drei halbkugelförmige Noppen 36 umlaufend und
mit gleichem Abstand zueinander angeordnet.
-
Der 2 ist
eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Zahnimplantats 10 zu
entnehmen. Der Aufbau entspricht weitgehend dem Zahnimplantat der 1,
so dass auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen wird.
Das Zahnimplantat 10 der 2 unterscheidet
sich von dem Zahnimplantat 10 der 1 dadurch,
dass der zweite Abschnitt 24 nicht in einzelne Finger 32 aufspaltet.
Vielmehr ist der zweite Abschnitt 24 als Vollkörper
mit konischer Kontur verwirklicht, der sich hin zum proximalen Ende 26 des
Implantatkörpers 20 aufweitet. Insgesamt drei Noppen 36 sind
radial umlaufend auf einen Teilabschnitt des zweiten Abschnitts 24 angeordnet.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „Wolff'
schen Gesetz" (Das Gesetz der Transformation der Knochen, Hirschwald
Verlag, 1892 [0006]
- - Kranz, C.: Beitrag zur Entwicklung eines elastisch angepassten
Hüftgelenksendoprothesenschaftes, Verlag Schiele und Schön,
Berlin, 1989 [0006]
- - Willert, H. G., Göbel, D., Buchhorn, G. H.: Die Verankerung
der Endoprothese: Knochenzement ja oder nein? Hüftendoprothetik,
Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1996, 23–31 [0008]
- - Stürmer, K. M.: Die elastische Plattenosteosynthese, über
Biomechanik, Indikation und Technik im Vergleich zur rigiden Osteosynthese,
Unfallchirurg 99 (1996), 816–829 [0008]