ITMI20091686A1 - Impianto dentale con migliorate caratteristiche di osteointegrazione - Google Patents

Description

IMPIANTO DENTALE CON MIGLIORATE CARATTERISTICHE DI OSTEOINTEGRAZIONE

La presente invenzione riguarda un impianto dentale ed in particolare un impianto dentale con migliorate caratteristiche di osteointegrazione.

Gli impianti dentali sono radici dentali artificiali collocate nella mandibola o nella mascella di un paziente per sostenere una o più protesi dentali. Gli impianti sono generalmente realizzati in titanio e sono costituiti da componenti autofilettanti che vengono inseriti per via chirurgica nella mascella e/o nella mandibola del paziente praticando in esse fori di dimensioni opportune. Successivamente alla fase di inserimento, inizia un processo di osteointegrazione, ovvero di intima unione tra l'osso ed il componente autofilettante, che à ̈ funzione sia della forma che del tipo di superficie dell'impianto. Una volta terminato il processo di osteointegrazione, sull'impianto viene montato, mediante avvitatura diretta o attraverso una vite secondaria, un "moncone", che sporge dalla gengiva e forma la base per il fissaggio di una protesi dentale o, in alternativa, di un ponte.

Un impianto dentale deve essere in grado di garantire un'adeguata stabilità primaria, ovvero sostenere i carichi nascenti, ad esempio, dalla masticazione senza muoversi rispetto all'osso nel periodo immediatamente successivo al suo inserimento, ed una buona stabilità secondaria, ovvero sia in grado di mantenersi stabile nel tempo senza modificare la sua posizione rispetto all'osso successivamente al completamento del processo di osteointegrazione.

Nel tentativo di conferire ad un impianto una buona stabilità primaria, sono state studiate e sviluppate numerose tipologie di filetto alternative a quelle triangolari o trapezoidali note tipiche di un componente autofilettante. La pubblicazione internazionale WO 93/06786 descrive, ad esempio, un impianto dentale in cui il componente autofilettante ha una forma tronco-conica ed in cui il filetto presenta un fianco di guida sostanzialmente perpendicolare all'asse del componente autofilettante. Questo consente di avere una maggiore superficie di appoggio sull'osso della mandibola o della mascella nella fase di inserimento e dunque una maggiore stabilità primaria, nonché di ridurre gli sforzi sopportati dall'osso durante la fase di masticazione.

La pubblicazione internazionale WO 2007/074498 descrive un impianto dentale in cui il componente autofilettante presenta un'interfaccia osso-impianto più ampia di quelle di impianti tradizionali. Il profilo del filetto comprende una pluralità di rientranze e/o di elementi sporgenti variamente disposti sui suoi fianchi. Questa soluzione consente ad un tempo di migliorare le caratteristiche di stabilità primaria e di ottimizzare la superficie disponibile per il processo di osteointegrazione.

La stabilità secondaria à ̈ invece principalmente influenzata dall’ampiezza dell'area superficiale e dalla finitura superficiale dell'impianto. È noto infatti che una superficie liscia non favorisce lo sviluppo delle cellule osteoblastiche, per cui si utilizzano generalmente trattamenti di irruvidimento particolari, come ad esempio la sabbiatura con sabbia o ossidi metallici combinata con trattamenti di mordenzatura con composti acidi. È noto che se l'impianto viene dotato di una superficie di tipo ruvido, il processo di osteointegrazione risulta notevolmente più rapido ed efficace.

Il brevetto EP 552261 descrive, ad esempio, un metodo per ottenere su impianti dentali una finitura superficiale in grado di favorire lo sviluppo delle cellule osteoblastiche. La superficie di un impianto fatto di titanio o di una sua lega viene sabbiata con particelle di ossido di titanio, ottenendo così una determinata rugosità e consentendo nello stesso tempo di pulire le superfici dell'impianto dagli agenti inquinanti presenti, ad esempio, in conseguenza delle lavorazioni meccaniche.

Nonostante siano note numerose tipologie di impianto, la buona stabilità primaria e secondaria dei componenti autofilettanti costituiscono due dei principali problemi degli impianti dentali noti.

Infatti, la stabilità primaria risulta sempre da un compromesso tra l'esigenza di limitare la coppia di avvitamento durante l'inserimento del componente autofilettante per non sottoporre l'osso a sforzi eccessivi e l'esigenza di un'adeguata superficie di presa sull'osso. Inoltre, sono sempre più frequenti i casi nei quali il moncone e la protesi dentale vengono fissati all'impianto senza attendere il completamento del processo di osteointegrazione, per cui l'impianto viene fortemente sollecitato ben prima del suo consolidamento definitivo.

La stabilità secondaria à ̈ invece strettamente legata alla modalità di crescita dell'osso attorno all'impianto che, come sopra spiegato, à ̈ fortemente influenzata sia dalla forma tridimensionale del componente autofilettante che dal tipo di finitura superficiale.

Ancora un altro problema degli impianti dentali à ̈ legato ai lunghi tempi di ricrescita dell'osso, e quindi di guarigione, attualmente stimabili in un periodo compreso tra 6 e 8 mesi. I tempi di guarigione sono influenzati dall'area superficiale totale e dalla geometria del componente autofilettante, nonché dal grado di pulizia delle superfici, e rappresentano un parametro assai importante per la scelta dell'impianto.

Nonostante le numerose soluzioni tecniche note, esiste dunque la necessità di migliorare ulteriormente le caratteristiche di stabilità primaria e secondaria degli impianti dentali e di ridurre il più possibile i tempi di guarigione a vantaggio dei pazienti.

Scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di fornire un impianto dentale con migliorate caratteristiche di osteointegrazione che consenta di superare i summenzionati inconvenienti. Detto scopo viene conseguito con un impianto dentale le cui caratteristiche principali sono specificate nella prima rivendicazione, mentre altre caratteristiche sono specificate nelle restanti rivendicazioni.

L'impianto secondo l'invenzione à ̈ costituito da un componente autofilettante che comprende una pluralità di rientranze in forma di porzioni concave ricavate sui fianchi radicale e corticale del suo profilo filettato. Tali rientranze sono disposte in modo che le porzioni concave ricavate sul fianco radicale di una spira del profilo filettato siano più lontane dall'asse del componente autofilettante rispetto a quelle ricavate sul fianco corticale della stessa spira. In tal modo, ogni spira del profilo filettato assume una forma leggermente inclinata verso la porzione radicale dell'impianto, il che consente di migliorare le caratteristiche di stabilità primaria e di aumentare la resistenza rispetto ai carichi di compressione.

Un vantaggio offerto dall'invenzione à ̈ che, grazie alla configurazione delle porzioni concave come calotte sferiche, à ̈ possibile migliorare le caratteristiche di stabilità secondaria durante il processo di osteointegrazione.

Un altro vantaggio offerto dall'invenzione à ̈ che le superfici dell'impianto presentano un grado di rugosità particolarmente studiato per favorire lo sviluppo delle cellule osteoblastiche inizialmente in forma globosa e successivamente in forma cuboidale, il che si à ̈ verificato favorire e velocizzare il processo di osteointegrazione. Ulteriori vantaggi e caratteristiche dell'impianto dentale secondo la presente invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dalla seguente descrizione dettagliata e non limitativa di una sua forma realizzativa con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista frontale di un impianto secondo l'invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista dall'alto dell'impianto di figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione trasversale lungo la linea III-III di figura 1;

- la figura 4 Ã ̈ una vista in sezione longitudinale lungo la linea IV-IV di figura 2; e - la figura 5 mostra un dettaglio V della sezione di figura 4.

Facendo riferimento alle figure 1, 2 e 3, l'impianto dentale secondo l'invenzione à ̈ costituito da un componente autofilettante 1 atto ad essere inserito nella mandibola o nella mascella di un paziente. Il componente autofilettante 1 comprende una porzione radicale 1a, destinata ad essere inserita in prossimità del fondo di un foro ricavato nella mandibola o nella mascella del paziente, ed una porzione corticale 1b, opposta alla porzione radicale 1a ed atta ad essere rivolta verso la gengiva del paziente.

Con particolare riferimento alla figura 2, il componente autofilettante 1 comprende una prima sede S1, filettata, che si estende in direzione longitudinale a partire dalla sua sommità ed à ̈ atta ad accogliere e fissare un moncone (non mostrato) destinato a sostenere una protesi dentale (non mostrata). Il componente autofilettante 1 comprende inoltre una seconda sede S2 coassiale alla prima sede S1 ed avente una sezione trasversale non circolare atta a consentirne la manovra durante la sua installazione. Nell'esempio mostrato nelle figure, la seconda sede S2 ha una sezione trasversale esagonale.

Come noto, il componente autofilettante 1 Ã ̈ provvisto di un profilo filettato 2 comprendente un fianco radicale 2a, rivolto verso la porzione radicale 1a, ed un fianco corticale 2b, rivolto verso la porzione corticale 1b.

Il componente autofilettante 1 comprende inoltre in modo noto una o più scanalature 3 che si estendono in direzione longitudinale a partire dalla porzione radicale 1a e sono atte a favorire il trattenimento del componente autofilettante 1 nell'osso una volta terminato il processo di osteointegrazione. Come mostrato in particolare in figura 3, le scanalature longitudinali 3 sono ricavate a partire dal nocciolo del componente filettato 1 e si sviluppano in direzione tangenziale.

La figura 4 mostra una sezione longitudinale del componente autofilettante 1 di figura 1 inserito in un foro B ricavato, ad esempio, nella mandibola M di un paziente. Come si vede, il componente autofilettante 1 à ̈ completamente inserito nell'osso, lasciando così spazio per l'inserimento di un moncone (non mostrato) che sporgerà dalla gengiva G.

Il profilo filettato 2 del componente autofilettante 1 comprende una pluralità di rientranze in forma di porzioni concave 4a, 4b ricavate rispettivamente sui suoi fianchi radicale 2a e corticale 2b. Secondo il concetto inventivo alla base della presente invenzione, e con riferimento alla figura 5, si vede come le rientranze siano disposte a distanze differenti dall'asse longitudinale A del componente autofilettante 1. In particolare, le porzioni concave 4a ricavate sul fianco radicale 2a di una spira hanno una distanza dall'asse A maggiore di quella delle porzioni concave 4b ricavate sul fianco corticale 2b della stessa spira. Questo consente di dare al profilo filettato 2 una leggera inclinazione verso la porzione radicale 1a del componente autofilettante 1, che si à ̈ dimostrata adatta a rendere il componente autofilettante 1 capace di sopportare più efficacemente i carichi verticali, ad esempio quelli nascenti durante la masticazione, in quanto consente di avere una migliore distribuzione degli sforzi di compressione. Questa configurazione consente inoltre di migliorare le caratteristiche di stabilità primaria dell'impianto.

Nell'esempio mostrato nelle figure, ciascuna spira del profilo filettato 2 comprende un'unica porzione concava 4a ricavata sul fianco radicale 2a ed un'unica porzione concava 4b ricavata sul fianco corticale 2b. Tuttavia, à ̈ possibile realizzare componenti autofilettanti 1 con due o più porzioni concave 4a, 4b rispettivamente ricavate sui fianchi radicale 2a e corticale 2b di ciascuna spira del profilo filettato 2.

Le porzioni concave 4a, 4b ricavate sul profilo filettato 2 del componente autofilettante 1 sono realizzate come calotte sferiche ed hanno raggi compresi tra 0,1 e 1 mm, consentendo così di definire una pluralità di configurazioni e quindi di scegliere il componente autofilettante 1 più adatto in base alle condizioni di salute del paziente ed alla posizione del dente o dei denti da ripristinare. Sempre con l'obiettivo di definire una pluralità di configurazioni, il passo del profilo filettato può variare tra 0,5 e 3 mm e lo spessore minimo del profilo filettato 2 in corrispondenza delle porzioni concave 4a e 4b può variare tra 0,1 e 1 mm.

La configurazione delle porzioni concave 4a, 4b come calotte sferiche à ̈ tale che la porzione di osso compresa tra due spire contigue del profilo filettato 2 risulta bloccata in una sorta di "morsa", il che consente di contrastare efficacemente i movimenti relativi tra il componente autofilettante 1 ed il foro B immediatamente dopo la fase di inserimento e durante il processo di osteointegrazione.

Il profilo filettato 2 del componente autofilettante 1 comprende inoltre una pluralità di porzioni concave 6, preferibilmente anch'esse in forma di calotte sferiche, ricavate in corrispondenza del diametro di nocciolo. La presenza delle porzioni concave 6 unitamente alle porzioni concave 4a, 4b ricavate sui fianchi del profilo filettato 2 consente di aumentare il numero delle zone di presa del componente autofilettante 1 sull'osso della mandibola M, in particolare in vista del processo di osteointegrazione.

Il profilo filettato 2 del componente autofilettante 1 à ̈ inoltre provvisto di una pluralità di tacche 7 ricavate, ad esempio mediante fresatura, in direzione longitudinale. Le tacche 7, mostrate nelle figure 1 e 3, consentono lo sfogo dei coaguli di sangue durante l'inserimento del componente autofilettante 1 nel foro B ed hanno inoltre una funzione antisvitamento, particolarmente utile in fase di guarigione quando il processo di osteointegrazione à ̈ avviato ma i nuovi tessuti ossei non hanno ancora "riempito" completamente il foro B.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, le superfici del componente autofilettante 1 così configurate possono essere vantaggiosamente irruvidite con trattamenti noti di sabbiatura e successiva mordenzatura con una o più soluzioni acide. Se infatti un impianto dentale viene dotato di una superficie di tipo spugnoso, il processo di osteointegrazione risulta notevolmente più rapido ed efficace. Inoltre, i trattamenti di sabbiatura e di mordenzatura con soluzioni acide servono a pulire le superfici dell'impianto successivamente alla fase di produzione alle macchine utensili, rimuovendo la maggior parte degli agenti inquinanti che potrebbero rallentare il processo di osteointegrazione e/o causare indesiderate infiammazioni. I trattamenti di sabbiatura e mordenzatura possono essere vantaggiosamente seguiti da un ulteriore trattamento di pulizia al plasma, consentendo di minimizzare la presenza di agenti inquinanti e quindi di favorire il processo di osteointegrazione.

Gli inventori hanno effettuato numerose prove di sabbiatura e mordenzatura con soluzioni acide ed hanno così determinato un livello di rugosità superficiale ottimale che consente di accelerare notevolmente il processo di osteointegrazione. I parametri principali di rugosità, rilevati secondo la norma ISO 4287, sono riportati con le relative tolleranze nella tabella 1 seguente.

Tabella 1

<Parametro>Valore [µm]

Ra (Rugosità media del profilo) 3.18 ± 0.72

Rq (Scarto quadratico medio) 4.131 ± 0.92

Rz (Altezza massima) 21.79 ± 5.67

Rp (Picco massimo) 8.47 ± 2.67

Rv (Massima profondità) 13.33 ± 2.97

Rc (Altezza media) 14.07 ± 3.01

RSm (Spazio medio tra le irregolarità) 77.47 ± 18.01

Numerose prove sperimentali effettuate su campioni di laboratorio hanno mostrato che gli impianti dentali secondo l'invenzione aventi superfici con un livello di rugosità come riportato nella tabella 1 consentono lo sviluppo di cellule osteoblastiche ed il completamento del processo di osteointegrazione in tempi di circa 3-4 mesi, ovvero sostanzialmente dimezzando i tempi di guarigione ottenibili con gli impianti dentali noti.

Affinché il processo di osteointegrazione avvenga correttamente le cellule osteoblastiche si devono sviluppare in forma inizialmente globosa e successivamente cuboidale. Le prove sperimentali hanno mostrato che la modalità di crescita delle cellule osteoblastiche à ̈ molto influenzata dalla dimensione degli spazi medi tra le irregolarità (RSm) e, contrariamente a quanto noto nel settore, à ̈ sorprendentemente favorita da dimensioni di questi spazi comprese tra circa 60 e circa 95 µm, molto maggiori di quelle normalmente ottenibili con trattamenti di sabbiatura e mordenzatura con composti acidi.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto dentale costituito da un componente autofilettante (1) comprendente un profilo filettato (2) provvisto di un fianco radicale (2a) e di un fianco corticale (2b) in ciascuno dei quali sono ricavate una pluralità di rientranze in forma di porzioni concave (4a, 4b), caratterizzato dal fatto che le porzioni concave (4a) ricavate sul fianco radicale (2a) di una spira del profilo filettato (2) hanno una distanza dall'asse longitudinale (A) del componente autofilettante (1) maggiore di quella delle porzioni concave (4b) ricavate sul fianco corticale (2b) della stessa spira.
2. 2. Impianto dentale secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che il profilo filettato (2) comprende inoltre una pluralità di porzioni concave (6) ricavate in corrispondenza del diametro di nocciolo del componente autofilettante (1).
3. 3. Impianto dentale secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che le porzioni concave (4a, 4b; 6) sono calotte sferiche.
4. 4. Impianto dentale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il profilo filettato (2) del componente autofilettante (1) comprende una pluralità di tacche (7) ricavate in direzione longitudinale.
5. 5. Impianto dentale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il componente autofilettante (1) à ̈ provvisto di cavità longitudinali (3) ricavate nella porzione radicale (1a).
6. 6. Impianto dentale secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che le superfici del componente autofilettante (1) sono rugose e presentano un valore dello spazio medio tra le irregolarità (RSm) compreso tra 60 e 95 µm.