EP0764007A1 - Werkzeug zum präparieren von hohlräumen in knochen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Präparieren von Hohlräumen in der Knochenspongiosa für die Aufnahme von Knochenimplantaten. Um ein Werkzeug zum Präparieren von Hohlräumen in der Knochenspongiosa für die Aufnahme von Knochenimplantaten zu schaffen, welches im Ergebnis dazu führt, daß später eingesetzte Implantate eine verbesserte Primärstabilität und damit im allgemeinen auch eine bessere Dauerhaltbarkeit haben, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß es ein vorzugsweise leicht konisches Gewindeteil (3) und einen Kopf (2) zum Drehen des Werkzeuges (1) aufweist, wobei die Hüllfläche des Gewindeteiles, insbesondere seine etwaige Konizität, die Form und Neigung der Gewindeflanken, die Übergangsradien zwischen benachbarten Gewindeflanken und die Oberflächenbeschaffenheit des Gewindeteiles (3) darauf abgestellt sind, das Wandmaterial des Knochenhohlraumes in erster Linie radial nach außen zu verdrängen und unter Einprägung der Gewindeform möglichst wenig Knochenmaterial abzutragen.

Description

Werkzeug zum Präparieren von Hohlräumen in Knochen

B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Präparieren von Hohlräumen in der Knochenspongiosa für die Aufnahme von Knochenimplantaten. Derartige Vorrichtungen sind bisher nur in der Form von Bohrern, Ausschabungselementen oder Gewindeschneidern bekannt.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Anmeldung auch, soweit entsprechend dennationalen Patentgesetzen zulässig, ein Verfahren zum Präparieren von Hohlräumen in der Knochen¬ spongiosa für die Aufnahme von Knochenimplantaten und zum Einsetzen derartiger Implantate. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Kieferimplantat für die Verankerung von Zahnersatz im Kieferknochen, bestehend aus einer Schraube mit einem Kopf für die Verbindung von Zahnersatz mit dem Implantat, und einem Gewindeabschnitt, wobei das Gewinde asymmetrische Flanken aufweist und eine untere, dem Kopf der Schraube abgewandte Gewindeflanke im über die Flankenlange im Axialschnitt gemessenen Durchschnitt mit der Schraubenachse einen größeren Winkel einschließt als die dem Kopf der Schraube zugewandte, obere Gewindeflanke. Ein solches Implantat ist Gegenstand der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 44 1 5 076 8

Auf die Beschreibung zu der vorgenannten Anmeldung und deren Patentansprüche und Figuren wird hier in vollem Umfang Bezug genommen

Nach dem derzeitigen Stand der Technik stellt sich in vielen Fallen nach dem Einbringen eines Implantates in einen entsprechend vorbereiteten Knochenhohlraum heraus, daß das Implantat noch relativ lange Zeit einen nur geringen Halt in dem Knochenhohlraum hat und daß es mehrere Wochen bis Monate dauert, bis die Knochenstruktur sich so umgeordnet hat und so nachgewachsen ist, daß das Implantat einen festen Halt bekommt Dies erfordert jedoch auch, daß das Implantat und die damit verbundenen Knochenteiie und sonstigen Teile wahrend dieser Phase keinen größeren Belastungen ausgesetzt werden dürfen, da ansonsten der Zusammen¬ halt zwischen Knochenmateπal und Implantat immer wieder gestört wird

Ein gangiges Verfahren zur Praparation entsprechender Hohlräume besteht darin, zunächst ein im wesentlichen zylindrisches oder auch leicht konisches Loch bohrt und anschließend ein passendes Gewinde in diesen gebohrten Hohlraum einschneidet, wobei auch das spater einzusetzende Implantat ein ebensolches Gewinde aufweist und in den Knochenhohlraum eingeschraubt werden kann. Auf diese Weise versucht man zumindest eine gewisse Anfangsstabilität zu erzielen.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug und ein Verfahren zum Präparieren von Hohlräumen in der Knochenspongiosa für die Aufnahme von Knochenimplantaten zu schaffen, welche im Ergebnis dazu fuhrt, daß spater eingesetzte Implantate eine verbesserte Pπmarstabilitat und damit im allgemeinen auch eine bessere Dauerhaltbarkeit haben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelost, daß das Werkzeug ein vorzugsweise leicht konisches Gewindeteil und einen Kopf zum Drehen des Werkzeuges aufweist, wobei die äußere Hüllfläche des Gewindeteiles, insbesondere seine etwaige Konizität, die Form und Neigung der Gewindeflanken des Gewindeteiles, die Übergangsradien zwischen benachbarten Gewindeflan¬ ken und die Oberflächenbeschaffenheit des Gewindeteiles darauf abgestellt sind, das Wandmaterial des Knochenhohlraumes in erster Linie radial nach außen zu verdrängen um möglichst wenig Knochenmaterial abzutragen.

Das entsprechende Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Vorbohrung im Knochenmaterial hergestellt wird und daß anschließend die Wände der Vorbohrung mit einem geeigneten Werkzeug nicht oder nicht nennenswert abgetragen, sondern im wesentlichcen radial verdrängt werden. Vorzugsweise wird dabei die Aufnahmebohrung auf ein Maß gebracht, welches 80% bis 95% des Durchmessers des einzusetzenden implantates beträgt.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat nämlich herausgefunden, daß die geringe Primärstabilität bisheriger Implantate offenbar damit zusammenhängt, daß zuviel Knochenma¬ terial aus dem Hohlraum abgetragen wird. Dabei hilft es auch nicht, wenn der Hohlraum bewußt deutlich kleiner und enger hergestellt wird als das später einzufügende Implantat. Dies ist zum einen gefährlich, weil dann das gewaltsam in einen zu engen Hohlraum einzudrehende Implantat möglicherweise zu Rissen, Brüchen oder sonstigen Beschädigungen des Knochens führen kann oder aber sich nicht vollständig in den Hohlraum eindrehen läßt, zum anderen wird selbst dann, wenn ein Implantat mit enger bzw. strammer Passung in einen entsprechenden Aufnahmehohlraum eingebracht wird, das Wandmaterial beschädigt, das heißt es werden Knochenzellen beschädigt oder zerstört, was sich unter Umständen auf die Dauerhaltbarkeit des Implantates noch nachteiliger auswirkt als eine anfängliche Spielpassung. Die Lösung dieses Problems besteht erfindungsgemäß in einem Werkzeug, welches von vornherein so ausgestaltet ist, daß es möglichst kein Material von den Knochenwäπden abträgt, gleichzeitig aber auch das Wandmaterial der Aufnahmeöffnung möglichst wenig beschädigt, sondern im wesentlichen nur radial nach außen drängt und verdichtet. Implantate, die in derart vorbereitete Aufnahmebohrungen möglichst nicht in starker Presspassung eingesetzt werden, erreichen eine erstaunlich gute Primärstabilität. Konkret wurde dies anhand von Kiefer¬ implantaten nachgewiesen, mit deren Hilfe künstliche Zähne oder Gebissteile im Kiefer eines Menschen verankert werden können.

Mit dem entsprechenden Vorbereitungswerkzeug vorbereitete und eingesetzte Implantate sind schon nach kürzester Zeit, das heißt nach ein bis zwei Tagen im Rahmen eines normalen Gebrauches belastbar und erreichen bereits nach ca. zwei Wochen ihre volle Stabilität und Endbelastbarkeit. Es besteht die Vermutung, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß durch das radiale Verdrangen und Verdichten die Knochenzellen in den Wandschichten eines Hohlraumes, soweit sie noch in Takt sind, auch weitgehend unbeschädigt bleiben und sehr schnell die den Belastungen und Gegebenheiten entsprechenden Strukturen an dieser Grenzschicht ausbilden, was gleichzeitig zu einer Verankerung des Implantates fuhrt

Zu dem überwiegend radialen Verdrangen des Knochenmatenales ohne Abtragen der äußeren Schichten tragen verschiedene Faktoren bei und es kann unter Umständen schon ausreichend sein, wenn ein an sich bekanntes Implantatgewinde mit möglichst engen Toleranzen hergestellt und mit einer möglichst glatten, vorzugsweise polierten Oberflache versehen wird. Dabei können selbstverständlich auch Mittel verwendet werden, die eine gewisse Schmierung bewirken, zum Beispiel Wasser

Die Konizitat des Gewindeteiles sollte vorzugsweise nicht allzu groß sein, da dann das Gewinde nur einen geringen Halt bildet oder vergleichsweise tief eingeschnitten werden muß, was wiederum das Abtragen von Knochenmateπal begünstigt, welches möglichst vermieden werden sollte. Der Konuswinkel y, gemessen zwischen der Achse des Gewindeteiles und einer Einhüllenden der Gewindegrate, sollte daher unter 5°, vorzugsweise höchstens 2° betragen. Auch die Gewindeflanken selbst sollten überwiegend steil verlaufen, das heißt sie sollten mindestens über den größten Teil ihrer Länge mit der Achse einen Winkel von weniger als 50° einschließen Weiterhin sollte auch der Gewindegrat zwischen benachbarten Gewindegangen nicht scharfkantig sondern abgerundet sein mit einem Radius, der typischerweise in der Größenordnung von 0, 1 mm liegen kann. Der Radius im Gewindegrund betragt vorzugsweise mindestens 1 mm.

Die Gewindeflanken können, gesehen in einem die Achse enthaltenden Schnitt, entweder gerade verlaufen und sollten dann am Gewindegrund über einen Radius von mindestens 0,5 mm verbunden sein, sie können aber auch konkav gekrümmt ausgebildet sein. In letzterem Fall ist eine Variante der Erfindung bevorzugt, bei welcher der unterhalb eines Gewindegrates anschließende Gewindeflankenabschnitt einen kleineren Krümmungsradius hat als der oberhalb eines Gewindegrates anschließende Flankenabschnitt. Zum Beispiel konnte der erstgenannte Radius in der Größenordnung von 1 mm, der zweitgenannte in der Größenordnung von 2 mm liegen.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Werkzeug aus Edelstahl oder einem oberflacheπbe- handelten Stahl hergestellt, im Gegensatz zu den Implantaten selbst, die üblicherweise aus Titan oder einer Titanlegierung bestehen. Sofern es jedoch gelingt, auch derartige Tit- anmaterialien an der Oberfläche so zu gestalten, daß beim Eindrehen bzw. Einsetzen in eine vorbereitete Bohrung, das Knochenmaterial im wesentlichen nur radial weggedrängt wird, kann selbstverständlich auch Titan für ein solches Werkzeug verwendet werden.

Dabei schließt die Erfindung auch solche Werkzeugvarianten ein, die aus einem körperver¬ träglichen Material bestehen und insofern nach dem Herstellen bzw. Vorbereiten des Hohlraumes selbst als Implantat oder Implantatträger in dem Knochenhohlraum verbleiben.

Im Stand der Technik ist bereits ein mehrteiliges Kieferimplantat bekannt, bei dessen Schraubenteil die obere Gewindeflanke, gemessen im Durchschnitt über ihre axiale Länge, mit der Achse der Schraube einen deutlich kleineren Winkel einschließt als die untere Gewindeflan¬ ke. Dabei ist jedoch der Gewindegrat relativ scharfkantig ausgebildet und weist nur einen kleinen Radius auf, und das Gewinde hat eine relativ große Tiefe, d.h. die Differenz des Abstandes eines Gewindegrates von der Schraubenachse und des nächstliegenden tiefsten Punktes eines Gewindegrundes zu der Schraubenachse ist groß und liegt etwa in der Größenordnung von 20 % des größten Radius der Schraube.

Diese Gewindetiefe hängt unmittelbar zusammen mit der Neigung der Gewindeflanken und ihrer axialen Länge. Je größer die Neigung der Gewindeflanken ist und je größer ihre axiale Länge ist, desto tiefer liegt der Gewindegrund bzw. desto näher liegt der Gewindegrund an der Achse im Vergleich zu dem Abstand des Gewindegrates von der Achse.

Die große Gewindetiefe und die große Neigung beider Gewindefianken in Verbindung mit dem scharfkantigen Grat führen jedoch dazu, daß beim Eindrehen einer solchen Schraube in eine vorbereitete Bohrung im Kieferknochen das Gewinde regelrecht eingeschnitten wird und daß außerdem eine axiale Verdichtung des Knochenmaterials in den Gewindegängen, d.h. zwischen den benachbarten Gewindegraten bzw. -flanken stattfindet, dies führt zu einer gerade noch ausreichenden Primärstabilität, welche eine Einleitung von Kräften ermöglicht.

Der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat herausgefunden, daß diese axiale Verdichtung im Hinblick auf die hiermit zu erzielende Primärstabilität und auch hinsichtlich der Entwicklung einer guten Langzeitstabilität bestenfalls ausreichende aber keine optimierten Verhältnisse schafft.

Nach allgemeinem wissenschaftlichen Konsens stellt aber gerade die Primärstabilität den bedeutendsten Faktor für den Erfolg einer Kieferimplantation dar. Bezüglich des Kieferimplantates selbst liegt der vorliegenden Erfindung gegenüber diesem Stand der Technik daher die Aufgabe zugrunde, ein Kieferimplantat mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welches eine optimierte Primärstabilität und eine sehr gute Langzeitstabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Winkel, welchen die obere Gewindeflanke mit der Schraubenachse einschließt, maximal 1 5 ° beträgt.

Derartig primärstabilitätsoptimierte Implantate können ohne Wartezeit sofort belastet werden, insbesondere wenn der Aufnahmehohlraum mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug und nach dem entsprechenden Verfahren vorbereitet wurde.

Das erfindungsgemäße Kieferimplantat hat gegenüber herkömmlichen Kieferimplantaten den Vorteil, daß das Knochenmaterial im wesentlichen nur in radialer Richtung weggedrängt und verdichtet wird und daß Verdichtungen in axialer Richtung ausbleiben. Dies bewirkt gleichzeitig eine äußerst günstige Primärstabilität und die Gewindeform insgesamt gewährleistet auch eine sehr gute Langzeitstabilität, da beim Schraubvorgang keine Knochenstrukturen zerschnitten werden, wie dies bei allen bisherigen Schraubenformen der Fall ist.

Bevorzugt sind Winkel für die obere Flanke in der Größenordnung von 10°. Dagegen kann der Winkel, welchen die untere Gewindeflanke mit der Schraubenachse einschließt, deutlich größer sein und auf jeden Fall über 60°, vorzugsweise über 75° und besonders bevorzugt über 80° betragen.

Daraus ergibt sich zwangsweise, daß auch die axiale Länge der oberen Gewindeflanken deutlich größer ist als die der unteren Gewindeflanken. Das Verhältnis der axialen Länge dieser Gewindeflanken sollte mindestens 2, vorzugsweise mindestens 4 betragen. Wenn die unteren Gewindeflanken unter einem Winkel von 90° zur Achse der Schraube verlaufen, sinkt die axiale Länge der unteren Gewindeflanke sogar auf den Wert 0.

Die Gewindetiefe sollte, auf den Radius des Gewindegrates bezogen, möglichst nicht mehr als 20 % betragen, vorzugsweise nicht mehr als 15 %. Dieser Wert hängt allerdings auch vom jeweiligen Radius der Schraube ab, wobei dieser Radius bei konischen Schrauben vom Kopf zur Spitze hin allmählich abnimmt, so daß das vorstehend angegebene Verhältnis sich in erster Linie auf den dem Kopf der Schraube nächstliegenden Grat und den hierzu nächstbenachbarten Gewindegrund bezieht. Die Gewindegrate werden vorzugsweise durch Sandstrahlen abgerundet, und zwar auf einen Radius deutlich unterhalb 1 mm, vorzugsweise unter 0,3 mm, z.B. 0, 1 mm.

Bezogen auf die Ganghöhe des Gewindes, d.h. den axialen Abstand benachbarter Gewindegra¬ te, liegt die Gewindetiefe ebenfalls unterhalb eines Wertes von 20 %. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die Gewindeflanken des Kiefer¬ implantates, im axialen Schnitt gesehen, im wesentlichen gerade verlaufen, miteinander einen Winkel von im wesentlichen 90° einschließen und wobei der Winkel, den die obere Gewindeflanke mit der Achse der Schraube einschließt, etwa 9° beträgt, so daß dem entsprechend der Winkel, welchen die untere Gewindeflanke mit der Schraubenachse einschließt, in etwa 81 ° beträgt. Auch Abweichungen der vorgenannten Winkel, auch im Verhältnis zueinander, ergeben noch Implantate mit hervorragenden Eigenschaften. Dabei beträgt die Tiefe des Gewindes, bezogen auf den größten Radius des Gewindegrates, etwa 1 5 % oder weniger und bezogen auf die Ganghöhe des Gewindes etwa 18 % oder weniger.

Vorzugsweise ist die Schraubenoberfläche derart ausgestaltet, daß sie eine geringe Reibung gegenüber Knochenmaterial aufweist, also leicht über das Knochenmaterial gleitet und dieses dann entsprechend der Neigung der Gewindeflanken verdrängt.

Alle vorstehend genannten Merkmale tragen dazu bei, daß beim Einsetzen des Implantates das Knochenmaterial in erster Linie radial weggedrängt und verdichtet wird. Dies wirkt sich weniger zerstörerisch aus als eine axiale Verdichtung und erhält die das Implantat stützenden Knochenzellen in einem weitgehend intakten Zustand. Hierdurch verwächst das Implantat schneller mit dem Knochen und kann dementsprechend früher beiastet werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmerkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeuges,

Figur 2 einen Ausschnitt aus dem Gewindeteil in einem axialen Schnitt.

Figur 3 ein Kieferimplantat, teilweise im Schnitt und

Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus einer axialen Schnittdarstellung des

Gewindes.

Man erkennt in Figur 1 das insgesamt mit 1 bezeichnete Werkzeug, welches aus einem Kopf 2 und einem Gewindeteil 3 besteht, mit einem Zwischenstuck, welches als Anschlagnng 4 ausgebildet ist.

Wenn das Werkzeug spater selbst als Implantat dienen soll, kann dieser Anschlagnng 4 auch durch einen entsprechend schlankeren, verjungten Halsabschnitt ersetzt werden

Der Kopf 2 ist als Vierkant ausgebildet und ermöglicht so den Eingriff bzw das Einspannen eines Betatigungswerkzeuges, durch welches das Vorbereitungswerkzeug 1 gedreht wird

Das Gewindeteil 1 verlauft leicht konisch, wobei der Konuswinkel y, gemessen zwischen der Achse 8 und einer Einhüllenden des Gewindeabschnitts in etwa 2 ° betragt Dieser Koπuswinkel kann zweckmaßigerweise zwischen 0 und 5° liegen

Die Gewindeflanken sind zusammen mit dem Gewindegrund als konkave Bogen mit zwei verschiedenen glatt ineinander übergehenden Radien ausgebildet Unmittelbar unterhalb eines Gewindegrates 7 ist der Radius r1 der konkaven Krümmung dieser Gewindeflanke 5 deutlich kleiner als der Krümmungsradius der nach unten daran anschließenden und oberhalb des nächsten Gewindegrates liegende Flankenabschnitt 6 Konkret kann der Radius r1 1 bis 2 mm betragen, wahren der Radius r2 typischerweise im Bereich von 2 bis 5 mm liegt Auch die Gewindegrate 7 selbst haben eine, wenn auch kleine Krümmung und sind nicht scharfkantig ausgebildet. Der Krümmungsradius der Gewindegrate 7 liegt in der Größenordnung von 0, 1 mm. Nur die starker konkav gekrümmte Gewindeflanke 5 schließt unmittelbar unterhalb eines Grates 7 mit der Achse 8 einen Winkel ein, der großer als 50° ist. Auf dem weitaus größten Teil der Lange der Gewindeflanken 5 und 6 zusammen betrachtet, verlauft jedoch die Gewindeflanke relativ steil und schließt mit der Achse 8 des Werkzeuges einen Winkel ein, der zwischen etwa 0 und ± 30° variiert Nur über etwa 10% der Lange der Gewindeflanken 5 und 6 egt dieser Winkel oberhalb von 50°, wie durch eine Tangente t in Figur 2 angedeutet wird. Die Oberflache des Gewindeteiles 3 ist mit sehr engen Toleranzen hergestellt und möglichst glatt, so daß sie auf dem Knochenmatenal in einer Aufnahmebohrung möglichst gut gleitet, dabei jedoch wegen des konisch zunehmenden Radius das Knochenmatenal radial nach außen wegdrangt. Dabei ist zu beachten, daß das Werkzeug auch nur in einem vorderen Bereich konisch und im übrigen zylindrisch ausgebildet sein konnte

Das Werkzeug gemäß der Erfindung wird nach dem folgenden und überraschend wirkungs¬ vollen Verfahren verwendet. Zunächst wird in dem Knochen eine Bohrung hergestellt, deren Durchmesser bei einer jeweils gegebenen Tiefe bis zu 30% kleiner ist als der Durchmesser der darin einzusetzenden Implantates in der gleichen Tiefe. Dann wird die Dichte des spongiosen Knochenmaterials entweder visuell oder auch durch Probenahme untersucht und analysiert, wobei dies auch schon vorher unabhängig von der Herstellung der Bohrung geschehen kann. Falls die Knochendichte relativ hoch ist, so kann die Bohrung um 10, 20 oder 25% erweitert werden, so daß bei sehr dichtem Knochenmaterial der Unterschied zwischen dem Vorbereitungs¬ werkzeug und der Bohrung nur noch 5% des auf gleicher axialer Höhe gemessenen Durchmessers beträgt.

Dabei hat das endgültig einzusetzende Implantat ebenfalls einen solchen Gewindeabschnitt, der vorzugsweise exakt dieselben Maße hat, wie der Gewindeteil des Vorbereitungs¬ werkzeuges. Wie bereits erwähnt, kann auch das Vorbereitungswerkzeug selbst als Implantat bzw. als Implantatträger dienen, wenn es aus einem entsprechend gewebeverträglichen Material hergestellt ist und auch im übrigen der gewünschten Form angepaßt ist.

Das erfindungsgemäße Werkzeug wird dann in die Aufnahmeöffnung hineingeschraubt und drängt dabei das Knochenmaterial an der Wand der Aufnahmebohrung radial nach außen, ohne es ernsthaft zu beschädigen. Anschließend bleibt entweder das Werkzeug als Implantatträger in dem Aufnahmehohlraum oder aber, was bevorzugt ist, es wird durch ein Implantat ersetzt, welches einen Gewindeteil hat, dessen äußere Form mit der Gewindeform des Werkzeuges im wesentlichen übereinstimmt, ohne jedoch notwendigerweise die glatte und gegebenenfalls polierte Oberfläche zu haben, so daß der feste Sitz in dem Aufnahmehohlraum besser gewährleistet ist.

Es versteht sich, daß für Implantate verschiedener Größen auch entsprechende Werkzeuge identischer Größe bereitzustellen sind, wobei jedem dieser Werkzeuge zweckmäßigerweise auch ein oder mehrere Bohrer zugeordnet werden, welche in 5%-Abstufungen Durchmesser aufweisen, die um 5 bis 30% kleiner sind als der Werkzeugdurchmesser in jeweils einander entsprechenden axialen Positionen.

In den Figuren 3 und 4 sind die einzelnen Bestandteile des Implantates mit ähnlichen Bezugszahlen wie die entsprechenden Teile des zugehörigen Werkzeuges bezeichnet, jedoch sind die Bezugszahlen des Implantates jeweils mit einem Strich ( ' ) versehen. Man erkennt in Figur 3 das teilweise im Schnitt dargestellte Kieferimplantat 1 ' mit einem nur teilweise erkennbaren Kopf 2', einem verjüngten Halsabschnitt 4' und einem Gewindeabschnitt 3'. Die einzelnen Gewindegänge weisen untere Flanken 5' und obere Flanken 6' auf. Diese verlaufen im axialen Schnitt im wesentlichen gerade, wobei der Gewindeabschnitt insgesamt konisch etwas verjüngt verläuft und wobei der in der Hauptanmeldung definierte Konuswinkel y zwischen 2° und 5° liegt. Die Flanken können jedoch auch in ähnlicher oder gleicher Weise wie die des Werzeuges gekrümmt sein. Bevorzugt ist eine Variante, bei welcher Werkzeuggewinde und Implantatgewinde mit Ausnahme der beim Implantat gerade verlaufenden oberen Gewiπdeflanke 6' identisch (nach Maß und Form) ausgebildet sind. Die gerade obere Flanke 6' gibt dem Implantat eine geringfügig größeres Volumen als dem Werkzeug, so daß beim Einsetzen des Implantates nochmals eine geringfügige Kompressiom des Knochens stattfindet und das Implantat einen festen Sitz erhält. Die untere Spitze des Gewindeabschnittes verläuft nochmals konisch verjüngt mit einem Kegelwinkel von 90°.

In Figur 4 sind die Gewindeflanken und deren Winkel genauer erkennbar und im einzelnen dargestellt. Der Winkel a, den die untere Gewindeflanke mit der Achse 8' des Gewindes einschließt, beträgt bei dieser Ausführungsform etwa 81 ° und der Winkel ß, den die obere Gewindeflanke 6' mit der Achse 8' der Schraube einschließt, beträgt 9°. Daraus ergibt sich, daß die beiden Gewindeflanken 5', 6' miteinander einen Winkel von 90° einschließen. Ab¬ weichungen von den vorgenannten Winkeln jeweils um bis zu etwa 5° beeinträchtigen jedoch die Funktion des Implantates nicht oder nur unwesentlich.

Die Gewindetiefe t liegt, bezogen auf den Radius R₁ eines Gewindegrates, in der Größen¬ ordnung von 15°, wobei zu berücksichtigen ist, daß sich wegen des konischen Verlaufes der äußeren Kontur des Gewindes der Radius R. des Gewindegrates kontinuierlich vom Kopf her verkleinert und insofern sich bei gleichbleibender Gewindetiefe auch das Verhältnis der Gewindetiefe t zu dem Radius R₁ verändert. Der Absolutwert der Gewindetiefe t ist definiert durch die Differenz der Radien R. und R₂, wobei R₂ den kleinsten Radius des Gewindegrundes unmittelbar neben einem Gewindegrat bezeichnet. Figur 3 enthält noch detaillierte Maßangaben für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel, wobei allerdings die Kieferimplantate üblicherweise in unterschiedlichen, abgestuften Größen bereitgehalten werden müssen, um eine individuelle Auswahl für einen Patienten vornehmen zu können.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Werkzeug zum Präparieren von Hohlräumen in der Knochenspongiosa für die Aufnahme von Knochenimplantaten, dadurch gekennzeichnet, daß es ein vorzugsweise leicht konisches Gewindeteil (3) und einen Kopf (2) zum Drehen des Werkzeuges (1) aufweist, wobei die Hüllfläche des Gewindeteiles, insbesondere seine etwaige Konizität, die Form und Neigung der Gewindeflanken, die Übergangsradien zwischen benach¬ barten Gewindeflanken und die Oberfl ächenbeschaffenheit des Gewindeteiles (3) darauf abgestellt sind, das Wandmaterial des Knochenhohlraumes in erster Linie radial nach außen zu verdrängen und unter Einprägung der Gewindeform möglichst wenig Knochenmaterial abzutragen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Gewindeteil (3) eine glatte, vorzugsweise polierte Oberfläche aufweist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Oberfläche des Gewindeteiles (3) mit sehr engen Toleranzen hergestellt ist.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeteil eine Konizität mit einem Konuswinkel (y) von weniger als 5° vorzugsweise von etwa 2° hat.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeflanken, gesehen in einem die Achse enthaltenden Schnitt, über den größten Teil ihrer Länge steil mit einem mit der Achse (8) des Werkzeuges eingeschlossenen Winkel von weniger als 50° verlaufen.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeflanken in einem die Achse enthaltenden Schnitt gerade verlaufen, wobei Übergangsradien zwischen benachbarten Gewindeflanken vorgesehen sind, welche einen Radius von mindestens 0,1 mm an den Gewindegraten, vorzugsweise etwa 0,3 mm, und von mehr als 1 mm, vorzugsweise mehr als 2 mm, am Gewindegrund haben.

Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeflanken in einem die Achse enthaltenden Schnitt konkav gekrümmt verlaufen, wobei der unmittelbar unterhalb eines Gewindegrates anschließende Abschnitt einen kleineren Krümmungsradius als der oberhalb eines Gewindegrates anschließende Flankenabschnitt hat und die beiden Gewindeflanken an einem Gewindegrund glatt und ohne Knick ineinander übergehen

Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindegrat einen Radius von mindestens 0,1 mm aufweist

Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang zwischen Gewindeteil (3) und Kopf (2) ein Anschlag, vorzugsweise ein ringförmig umlaufender Anschlag (4) vorgesehen ist, welcher das Eindrehen des Gewindeteiles (3) in einen vorgebohrten Hohlraum begrenzt

Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug in einem vollständig in einem Hohlraum eingedrehten Zustand einen um 5 bis 30% größeren äußeren Durchmesser aufweist, als die zuvor hergestellte Bohrung

Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Edelstahl hergestellt ist

Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es galvanisch oder durch chemische oder physikalische Dampfabscheidung beschichtet

Kiefeπmplantat für die Verankerung von Zahnersatz im Kieferknochen, bestehend aus einer Schraube (1') mit einem Kopf (2') für die Verbindung von Zahnersatz mit dem Implantat, und mit einem Gewindeabschnitt (3'), wobei das Gewinde asymmetrische Flanken aufweist und eine untere, dem Kopf der Schraube abgewandte Gewindeflanke (5') im über die Flankenlänge im Axialschnitt gemessenen Durchschnitt mit der Schraubenachse einen größeren Winkel (σ) einschließt als die dem Kopf (2') der Schraube (1') zugewandte, obere Gewindeflanke (6'), dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, welchen die obere Gewindeflanke (6') mit der Achse (8') der Schraube einschließt, maximal 15° beträgt

14. Kieferimplantat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Gewinde¬ flanke (5') mit der Achse (8') der Schraube einen Winkel von mindestens 60°, vorzugsweise mehr als 75°, und besonders bevorzugt von mindestens 80° einschließt.

15. Kieferimplantat nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Gewindeflanken und zwar vorzugsweise die obere Gewindeflanke (6') im Axialschnitt gesehen im wesentlichen gerade verläuft.

16. Kieferimplantat nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gewindefianken (5', 6') im Axialschnitt gesehen im wesentlichen gerade verlaufen.

17. Kieferimplantat nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der oberen Gewindeflanke (6') mindestens das Doppelte, vorzugsweise mindestens das Vierfache der axialen Länge der unteren Gewindeflanke (5') beträgt.

18. Kieferimplantat nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Grat eines Gewindeganges, an welchem die obere und untere Gewindeflanke (6', 5') unter Einschluß eines Winkels zwischen ca. 70° und 120° zusammenstoßen, abgerundet ist.

19. Kieferimplantat nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Gewindeflanke (6') mit der Achse (8') der Schraube einen Winkel von etwa 9° einschließt, daß die untere Gewindeflanke (5') mit der Achse (8') der Schraube einen Winkel von etwa 81° einschließt und beide Flanken miteinander einen Winkel von etwa 90° einschließen.

20. Kieferimplaπtat nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenoberfl äche derart ausgestaltet ist, daß sie eine geringe Reibung gegen über Knochenmaterial aufweist.

21. Kieferimplantat nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindtiefe höchstens 20% des größten Schraubenradius, vorzugsweise etwa 15% oder weniger von diesem Radius beträgt.

22. Kieferimplantat nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegrate geringfügig abgerundet sind, vorzugsweise durch Sandstrahlen. Verfahren zum Präparieren von Hohlräumen in der Knochenspongiosa für die Aufnahme von Knochenimplantaten, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Vorbohrung im Knochenmatenal hergestellt wird und daß anschließend die Wände der Vorbohrung mit einem geeigneten Werkzeug nicht oder nicht nennenswert abgetragen, sondern im wesentlichcen radial verdrängt werden

Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbohrung auf ein Maß gebracht wird, welches 70% bis 95% des Durchmessers des einzusetzenden Implantates beträgt

Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß zum Präparieren ein Werkzeug mit demselben Gewindedurchmesser wie das Implantat verwendet wird

Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Implantat dieselbe Gewindesteigung und dieselbe Gewindegangh όhe hat wie das Werkzeug