DE2834890A1

DE2834890A1 - Kieferimplantat

Info

Publication number: DE2834890A1
Application number: DE19782834890
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Straumann; Franz Sutter
Original assignee: Institut Straumann AG
Current assignee: Institut Straumann AG
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-08-09
Publication date: 1979-05-03
Also published as: IT7828872A0; IT1099946B; DE2834890B2; US4180910A; DE2834890C3; GB2006623A; CH618870A5; GB2006623B

Description

Kieferimplantat

Die Erfindung betrifft ein zur Befestigung eines künstlichen Zahnersatzes, insbesondere einer künstlichen Zahngruppe, am Kiefer bestimmtes Kieferimplantat, das einen Pfeiler zum Pesthalten des Zahnersatzes und einen an einem Ende offenen Hohlzylinder aufweist, dessen zylindrische Wand mit Durehgangsöffnungen versehen ist und der zum Einsetzen in den Knochen des Kiefers bestimmt ist.

Aus der US-Patentschrift 3 4 99 222 ist ein Kieferimplantat für die Befestigung eines künstlichen Zahnersatzes bekannt, das einen am einen Ende offenen Hohlzylinder aufweist, der zum Verankern im Kiefer bestimmt ist. Am andern Ende ist der Hohlzylinder durch eine konische Abschlusswand abgeschlossen. Mit dieser ist in ihrer Mitte ein zum Hohlzylinder koaxialer, zylindrischer Pfeiler verbunden. Der zylindrische Wandungsteil des Hohlzylinders ist mit Durchgangslöchern versehen.

Bei diesem vorbekannten Zahnersatz ist die von der Abschlusswand aus gemessene Länge des Hohlzylinders mehr als doppelt so gross wie der Durchmesser des HohlZylinders. Damit sich bei einem derart schlanken Hohlzylinder eine ausreichende Verankerung ergibt, müsste der Hohlzylinder relativ lang sein. Da jedoch das Implantat nicht bis in den Nervenkanal des Kiefers hineinragen darf, kann der Hohlzylinder nicht beliebig lang gemacht werden. Wenn nun mit zwei der vorbekannten Implantate eine sogenannte Brücke, d.h. ein Zahnersatz mit einer ganzen Gruppe von künstlichen Zähnen befestigt werden soll, lässt sich mit den vorbekannten Implantaten kaum eine ausreichend feste Verankerung erreichen. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn sich der Kiefer bereits zurückgebildet hat, weil die natürlichen Zähne schon längere Zeit fehlen.

909818/0659

Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, Implantate zu schaffen, die ermöglichen, eine künstliche Zahngruppe an ihren Enden mit je einem Implantat gut zu verankern.

Diese Aufgabe wird durch ein Implantat der einleitend beschriebenen Art gelöst, das erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet ist.

Die Erfindung soll nun anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert werden. In der Zeichung zeigen

die Figur 1 eine Ansicht auf die Breitseite eines teilweise aufgebrochenen Implantates mit zwei Hohlzylindern, deren zylindrischen Wandungen unmittelbar zusammenhängen,

die Figur 2 eine Ansicht auf die Schmalseite des in der

Figur 1 dargestellten, teilweise aufgebrochenen Implantates,

die Figur 3 eine Draufsicht auf das Implantat,

die Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Figur I₉

die Figur 5 eine Ansicht eines Alveolarknochens mit zwei eingesetzten Implantaten, die eine Brücke tragen, wobei die weichen Gewebeteile weggelassen wurden,

die Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Figur 5 in grösserem Massstab und mit den weichen Gewebeteilen,

909818/0659

die Figur 7 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht eines andern Implantates mit drei Hohlzylindern,

die Figur 8 eine Draufsicht auf das in der Figur 7 dargestellte Implantat,

die Figur 9 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht einer weiteren Variante eines Implantates, das zwei über einen Steg zusammenhängende Hohlzylinder aufweist, und

die Figur 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X der Figur

Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte Implantat weist zwei Hohlzylinder la mit zueinander parallelen Achsen auf. Die kreiszylindrischen Wände Ib der Hohlzylinder la hängen unmittelbar zusammen, so dass die Aussenfläche der Wände Ib ineinander übergehen und die in der Figur 4 strichpunktiert angedeuteten Verlängerungen der Aussenflächen einander durchdringen wurden.

Die Hohlzylinder la sind an ihrem einen, sich in der Zeichnung unten befindenden Ende offen und am andern Ende mit einer Abschlusswand versehen, die über eine Verrundung mit der Wand Ib zusammenhängt. Sowohl die zylindrische Wand Ib als auch die Abschlusswand lc sind mit Durchgangslöchern Id versehen, die durch Bohrungen gebildet und einigermassen gleichmässig über die beiden Wände verteilt sind. Im vorliegenden Fall befindet sich ein Loch Id im Zentrum der" Abschlusswand lc. Die übrigen Löcher Id sind auf zwei zur Hohlzylinderachse konzentrischen Teilkreisen angeordnet, wobei der Zentriwinkel zwischen zwei aufeinanderfolgenden Löchern jeweils 60° beträgt. Der eine, obere Loch-Teilkreis befindet sich im Obergangsbereich zwischen den beiden

909818/0659

Wänden Ib, lc und der andere, untere im Bereich der Wand Ib, Beim oberen Loch-Teilkreis fehlt dort, wo die Hohlzylinder zusammenhängen ein Loch. Beim unteren Loch-Teilkreis haben die beiden Hohlzylinder la ein Loch gemeinsam, das also die Innenräume der beiden Hohlzylinder la miteinander verbindet. Das Implantat weist ferner einen Pfeiler Ie auf, der sich in der Mitte zwischen den Achsen der beiden Hohlzylinder befindet und dessen Achse zu den Hohlzylinderachsen parallel ist. Der Pfeiler Ie weist einen zylindrischen Abschnitt If auf, der über eine Verrundung mit den beiden Abschlusswänden Ic zusammenhängt. An dem zylindrischen Abschnitt If schliesst der etwas dünnere Endabschnitt Ig an, der sich zudem gegen sein freies Ende hin verjüngt. Der Pfeiler Ie ist von sseinem freien Ende her mit einer koaxialen Sack-Gewindebohrung lh versehen.

Das Implatat 1 besteht aus Metall und wird aus einem zusammenhängenden, d.h. einstückigen Werkstück hergestellt, das einen Grundkörper bildet. Der Grundkörper besteht aus kompaktem, d.h. porenfreiem Titan. Wenn der Grundkörper die in den Figuren 1 bis 4 ersichtlichen Form und insbesondere alle Durchgangslöcher aufweist, wird durch Flammspritzen eine dünne Schicht Titankörner auf ihn aufgebracht, die teilweise miteinander und mit dem Grundkörper zusammenschmelzen. Auf diese Weise bildet sich eine rauhe Oberfläche mit Poren, die zum grössten Teil Durchmesser von 1 bis 10 um aufweisen, wobei aber auch noch engere Poren vorhanden sind. Die poröse Schicht wird mindestens auf die Aussenflächen der zylindrischen Wand Ib und vorzugsweise auch auf die Aussenflache der Abschlusswand Ic, die Innenflächen aller Wände und die Begrenzungsflächen der Löcher aufgespritzt.

Die von der Aussenfläche der Abschlusswand Ic aus gemessene Länge L der Hohlzylinder beträgt zweckmassigerweise

909818/0659

■- 7 - '

etwa 4 bis 6 nun. Der Aussendurchmesser D der Hohlzylinder la beträgt vorzugsweise etwa drei bis fünf Viertel der Länge L. Beim dargestellten Ausführungsbexspiel ist die Länge L kleiner als der Durchmesser D und beträgt etwa 90$ des letzteren. Die gesamte Materialstärke der Wände Ib, Ic beträgt etwa 10$ des Durchmessers D. Die Dicke der aufgespritzten Titanschicht beträgt etwa 10% der ganzen Materialstärke Ib, Ic der Wände.

Nun soll anhand der Figuren 5 und 6 erläutert werden, wie mittels zwei Implantaten 1 ein künstlicher Zahnersatz am Unterkiefer befestigt werden kann. In den Figuren 5 und 6 bezeichnet 2 den Alveolarknochen und 2a dessen Nervenkanal. Zum Befestigen jedes Implantates 1 wird für jeden Hohlzylinder eine öffnung in den Alveolarknochen eingefräst. Die öffnung besteht in ihrem oberen Teil aus einer Bohrung zum Aufnehmen der Abschlusswand lc und ihrem unteren Teil aus einer kreisringförmigen Rille zum Aufnehmen der zylindrischen Wand Ib. Die Durchmesser der öffnungen werden so bemessen, dass die Implantate eingepresst werden können und dann festsitzen. Die Tiefen der öffnungen werden so bemessen, dass die öffnungen den Nervenkanal 2a noch nicht schneiden, und dass sich die Abschlusswände lc des eingesetzten Implantates etwa 1 mm unterhalb des Knochenkamms befinden. Das mit dem Hohlzylinder zusammenhängende Ende des Pfeilerabschnxttes If befindet sich dann also auch noch im Bereich des Alveolarknochens 2. Der restliche Teil des zylindrischen Pfeilerabschnxttes If und der konische Endabschnitt Ig ragen über den Alveolarknochen hinaus. Auf die Pfeiler Ie der beiden Implantate wird dann als Zahnersatz 3 eine Gruppe von künstlichen Zähnen, eine sogenannte Brücke aufgesetzt. Die nur vereinfacht dargestellte Brücke liegt auf den beim Obergang zwischen den beiden Pfeilerabschnitten If, Ig vorhandenen Schulter auf und kann mittels je einer Schraube 5 am Pfeiler Ie befestigt werden.

Nach dem Einsetzen der Implantate wächst der Alveolar-

909818/0659

knochen 2 oberhalb der Hohlzylinder wieder bis zu den Pfeilerabschnitten If zusammen, wie es in der Figur 6 dargestellt ist. Ferner verwachsen die sich im Innern der Hohlzylinder la befindenden Knochenzapfen durch die Durchgangslöcher Id hindurch mit den äusseren Knochenteilen, wobei auch Blutgefässe durch die Löcher Id hindurchwachsen. Elektronenmikroskopische Untersuchungen von Implantaten, die im Kiefer von Versuchstieren eingesetzt worden waren, haben gezeigt, dass der Knochen auch in die Poren der aufgespritzten Titanschicht hineinwächst. Da die Implantate 1 eine grosse mit dem Knochen in Berührung stehende und verwachsene Oberfläche aufweisen, wird auch der beim Kamm auf die Implantate ausgeübte Druck gleichmässig auf einen relativ grossen Bereich des Knochens verteilt. Obschon also die Implantate nur so tief eingesetzt sind, dass sie sich nicht bis zum Nervenkanal erstrecken, sind sie also sehr stark verankert. Im übrigen wachsen auch die weichen Gewebenteile 4 an die Pfeiler Ie heran, so dass sich ein dichter, Infektionen verhindernder Abschluss ergibt.

In den Figuren 7 und 8 ist ein Implantat 11 dargestellt, das drei Hohlzylinder 11a mit zueinander parallelen, in einer gemeinsamen Ebene liegenden Achsen aufweist. Die zylindrischen Wände 11b der beiden äusseren Hohlzylinder hängen unmittelbar mit derjenigen des mittleren Hohlzylinders zusammen. Die Hohlzylinder lla sind an ihrem oberen Ende durch eine Abschlusswand lic abgeschlossen. Der Pfeiler He ist koaxial zur Achse des mittleren Hohlzylinders angeordnet. Die Wände Hb, Hc sind wiederum mit Durchgangs löchern Hd versehen, die zum grössten Teil durch Bohrungen gebildet sind. Zwischen jeder sich in der Mitte der Abschlusswand Hc von einem der beiden äusseren Hohlzylinder befindenden Bohrung und den beiden ihr benachbarten Bohrungen, die sich auf der den anderen Hohlzylindern abgewandten Seite von ihr

909818/0659

befinden.·, ist ferner noch ein Schlitz vorhanden. Dieser Schlitz bildet also zusammen mit den genannten drei Bohrungen ein gemeinsames Durchgangsloch, dessen Obergangsstellen zweckmässigerweise etwas verrundet sind. Das Implantat 11 kann in analoger Weise in einen Knochen eingesetzt werden wie das Implantat 1, wobei natürlich drei kreisringförmige Rillen in den Knochen gefräst werden müssen.

Das in den Figuren 11 und 12 dargestellte Implantat 21 weist zwei Hohlzylinder 21a mit je einer zylindrischen Wand 21b und einer Abschlusswand 21c auf. Die Wände sind ähnlich wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen mit Durchgangslöchern 21d versehen. Die zylindrischen Wände 21b hängen jedoch bei diesem Ausführungsbeispiel nicht unmittelbar, sondern über einen Steg 21i zusammen, der auf seinen Breitseiten durch ebene, parallel zu den beiden Hohlzylinderachsen verlaufende Flächen begrenzt wird. Der Steg 21i erstreckt sich im übrigen über die ganze Länge der Hohlzylinder 21a und ragt bei deren oberen abgeschlossenen Enden sogar noch etwas über sie heraus. Der Steg ist ebenfalls mit Durchgangslöchern 21k versehen, die durch Bohrungen gebildet und einigermassen gleichmässig über die Stegbreitseite verteilt sind. Am oberen Ende des Steges 21i befindet sich ein scheibenförmiger Kragen 21k, dessen Durchmesser etwas grosser als derjenige der Hohlzylinder ist und der mit über seinen Umfang verteilten Durchgangslöchern 21m, nämlich Bohrungen versehen ist. Oberhalb des Kragens 21k befindet sich der Pfeiler 21e. Zum Einsetzen des Implantates 21 in einen Kiefer sind zwei öffnungen zum Aufnehmen der Hohlzylinder 21a und dazwischen eine gerade Rille zum Aufnehmen des Steges 21i in den Knochen zu fräsen. Ferner kann oberhalb der geraden Rille noch eine kreisförmige Auflagefläche angefräst werden, auf der die ebene, untere Fläche des Kragens 21k aufliegen kann.

909818/0659

Die Hohlzylinder 11a und 21a können etwa die gleichen Abmessungen aufweisen, wie sie für die Hohlzylinder la angegeben worden sind. Die in den Hohlzylindern und beim letzten Ausführungsbeispiel auch noch im Steg und Kragen vorhandenen Durchgangslöcher weisen vorzugsweise Durchmesser oder Breiten von 1 bis 2,5 nun auf. Im übrigen sollen die Durchganslöcher in den Hohlzylinderwänden derart verteilt sein, dass zwischen ihnen sowohl ungefähr parallel zu den Hohlzylinderachsen, als auch ungefähr quer zu den Hohlzylinderachsen verlaufende Materialabstege gibt. Des weitern sind die Durchganslöcher vorteilhafterweise derart verteilt, dass die sich übereinander befindenden Löcher gegeneinander versetzt sind, d.h. dass ihre Mittelachsen nicht in der gleichen, durch die Achse der Hohlzylinder verlaufenden Ebene liegen. Analog sollen auch die übereinander angeordneten Löcher 21k eines allfällig vorhandenen Steges 21i gegeneinander versetzt sein.

Die Implantate können alle, wie es für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, abgesehen von der aufgespritzten Titanschicht, aus einem einstückigen, zusammenhängenden Werkstück gebildet sein. Es ist jedoch auch möglich, sie aus mehreren, miteinader verschweissten Teilen herzustellen.

Bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen liegen die Achsen des Pfeilers und der Hohlzylinder in einer gemeinsamen Ebene. Bei Implantaten, die zum Einsetzen in einen relativ stark gekrümmten Abschnitt des Kiefers vorgesehen sind, könnten die genannten Achsen selbstverständlich auch in einer Zylinderfläche liegen. Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen befindet sich der Pfeiler in der Mittelebene zwischen den Achsen der beiden äussersten Hohlzylindern. Selbstverständlich könnte die Achse des Pfeilers jedoch auch mit der Achse von einem der

909818/0659

beiden äussersten Hohlzylinder zusammenfallen. Im übrigen können die Pfeiler, dort wo sie mit den restlichen Implantatsteilen verbunden sind, eine Einschnürung aufweisen, in die der Knochen und das Zahnfleisch hineinwachsen können.

Die Implantate können natürlich sowohl im Unterkiefer als auch im Oberkiefer eingesetzt werden. Im übrigen können die Zahnersätze sowohl unlösbar als auch lösbar an den Implantaten befestigt werden. Im letzteren Fall können sie dann zum Reinigen jeweils herausgenommen werden. Ferner können als Zahnersätze nicht nur Brücken, sondern auch andere künstliche Zahngruppen, beispielsweise ganze obere oder untere Zahnreihen eingesetzt werden. In diesem Fall kann der Zahnersatz statt mit nur zwei, beispielsweise mit vier-Implantaten befestigt werden.

909818/0659

Claims

O O O A O Q Γ)

Institut Straumann AG, Walaer.burg ^Schweiz) ^L ° ° ^H ° ^Ό ^u

PATENTANSPRÜCHE

Zur Befestigung eines künstlichen Zahnersatzes, insbesondere einer künstlichen Zahngruppe, am Kiefer bestimmtes Kieferimplantat, das einen Pfeiler zum Pesthalten des Zahnersatzes und einen an einem Ende offenen Hohlzylinder aufweist, dessen zylindrische Wand mit Durchgangsöffnungen versehen ist und der zum Einsetzen in den Knochen des Kiefers bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei starr mit dem Pfeiler (le, lie, 2Ie) verbundene, zueinander parallele Achsen aufweisende Hohlzylinder (la, Ha, 21a) vorhanden sind.
2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinder (la, Ha) unmittelbar miteinander verbunden sind, so dass die Aussenflachen ihrer zylindrischen Wände (Ib, Hb) ineinander übergehen.
3. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinder (21a) über einen Steg (2Ii) zusammenhängen, der zu den Achsen der Hohlzylinder (21a) und zueinander parallele Begrenzungsflächen aufweist und mit Durchgangslöchern (21k) versehen ist.
4. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pfeiler (2Ie) bei demjenigen Ende, bei dem er mit den restlichen Teilen des Implantates zusammenhängt, mit einem nach aussen vorspringenden Kragen (21k) versehen ist.
5. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Pfeiler (le, He, 2Ie) in der Mittelebene zwischen den Achsen der beiden äussersten Hohlzylinder (la, Ha, 21a) befindet.

909818/0659
6. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlzylinder (la, lla, 21a) an ihrem pfeilerseitigen Ende eine Abschlusswand (Ic, lic, 21c) aufweisen, die mit Durchgangslöchern (ld, lld, 2Id) versehen ist.
7. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser (D) der Hohlzylinder (la, lla, 21a) drei bis fünf Viertel der Länge (L) der Hohlzylinder beträgt.
8. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem einstückigen metallischen Werkstück besteht.
9. Implantat nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es einen metallischen Grundkörper aus porenfreiem Material aufweist, auf den mindestens bei den Aussenflachen der Hohlzylinder (la, 11, 21a) durch Flammspritzen eine Poren enthaltende Titanschicht aufgebracht ist.
10. Implantat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus Titan besteht.

90981 8/0659