ITNA20060075A1 - Un nuovo impianto dentale definito a "dissimmetria reattiva eliminata" (dre) caratterizzato da un filetto a superficie integrata (fsi). - Google Patents

Description

Descrizione dell’ invenzione industriale avente per titolo: “Un nuovo impianto dentale definito a Dissimmetria Reattiva Eliminata (DRE) caratterizzato da un Filetto a Superficie Integrata (FSI)

Riassunto

La presente invenzione è inerente un impianto dentario osteointegrato impiegato come presidio per la realizzazione di una riabilitazione impiantoprotesica sia essa fissa che rimovibile. L’impianto proposto con filetto a superfìcie integrata (FSI) configura una “macrostruttura” della fìxture che oltre ad assicurare un’ aumentata superfìcie di contatto nell’ interfaccia ossoimpianto è in grado di assicurare una migliore distribuzione del carico masticatorio rispetto a viti implantari ad uno o più filetti riducendo la comparsa di picchi compressivi che possano favorire un riassorbimento osseo perimplantare. La filettatura multi-faccettata proposta può essere rastremata nella porzione più apicale dell’impianto conferendogli una capacità autofilettante. La soluzione innovativa proposta per la connessione abutment (pilastro protesico) - impianto assicura un’ulteriore migliore distribuzione delcarico occlusale sulla vite stessa riducendo gli stress tra le varie componenti impianto-protesiche.

TESTO DELLA DESCRIZIONE

[0001] La presente invenzione è inerente al campo del l’implantologia dentale osteointegrata. Alcuni impianti dentari si sviluppano come un corpo filettato da inserirsi nel tessuto osseo al fine di consentire la realizzazione di una riabilitazione impianto-protesica sia di tipo fisso che rimovibile.

[0002] Gli impianti dentari mirano ad un’integrazione di un corpo generalmente filettato nel tessuto osseo come base strutturale per la costruzione di una riabilitazione protesica. Tali protesi dentarie sono sottoposte ai carichi procurati dalla masticazione. Queste pressioni vengono trasferite, attraverso la vite impiantare, alla struttura ossea perimplantare lungo l’interfaccia osso/impianto. La struttura ossea perimplantare ha caratteristiche materiali significativamente differenti dai materiali usati per costruzione delle viti implantari (titanio commercialmente puro), e poiché l’osso è di per sé un tessuto organico vivente, ne deriva che una particolare cura deve essere tenuta nel controllo del trasferimento dei carichi dall’impianto al tessuto osseo circostante al fine di minimizzare il grado di riassorbimento a cui può andare incontro se sottoposto ad un carico eccessivo.

[0003] Gli impianti a vite messi a disposizione del clinico fino ad oggi utilizzano una coppia elicoidale comune, formata sulla superficie esterna di un supporto, che costituisce l'interfaccia strutturale tra l’impianto e il tessuto osseo. La ricerca ha rilevato che una siffatta struttura crea un problema di distribuzione del carico lungo il filetto di una coppia elicoidale comune, che di solito si esprime con l’assunto che il sistema di viti è soggetto soltanto all’azione di un filo assiale che si sviluppa in lunghezza ed ai termine del sistema di viti assemblato, in modo tale da trascurare la presenza di momenti relativi ai legami interni come risultanza della dissimmetria dei singoli filetti.

[0004] È noto che la mancata distribuzione uniforme di un peso lungo il filetto risulta dalle pressioni concomitanti tra i filetti del corpo filettato e la porzione filettata in cui il corpo filettato e’ in contatto reciproco, che e’ limitato inferiormente dalla superfìcie degli elicoidi, senza presentare alcuna simmetria rispetto all’asse della vite, nemmeno se la zona di connessione risulti estesa ad un numero n, sebbene considerevole, di filetti impegnati. Tale considerazione implica la possibilità di momenti flettenti nell’asse della vite, cui in alcune condizioni, potrebbero corrispondere tensioni massime nell’ordine di grandezza corrispondente alla media nominale di trazione.

[0005] Allo stato attuale, le viti implantari procurano una distribuzione dei carichi funzionali non uniforme lungo l’interfaccia filetto/osso. Tale reazione al carico funzionale predispone ad un sovraccarico del tessuto osseo che circonda la fixture inducendo un suo più o meno cospicuo riassorbimento. In presenza di impianti multipli e solidarizzati tra loro, la distribuzione del carico non simmetrico di ciascuna vite impiantare può agire in concomitanza con l’alterata distribuzione del carico procurata dagli altri impianti predisponendo al verificarsi del riassorbimento osseo.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

[0006] Un impianto dentale, detto impianto, comprende un corpo, che ha le superfici interna ed esterna lungo lo stesso asse longitudinale; tali superaci sono collegate fra loro da superfici elicoidali ed hanno un raggio interno ed uno esterno. La superficie esterna delimita una zona cilindrica con raggio pari al raggio interno, ove è collegato un vano centrale filettato dove si realizza la connessione con il moncone protesico.Una molteplicità di filetti elicoidali è sviluppata su di almeno una porzione della superficie esterna del corpo, con i filetti posti in modo simmetrico rispetto all’asse longitudinale del corpo. I filetti si snodano in modo tale da permettere che ogni filetto si estenda verso un filetto di raggio maggiore rispetto al raggio esterno; ogni filetto comprende un primo rilievo, un secondo rilievo, ed un’area che potrebbe essere definita ‘letto’o “avvallamento”, che è un area formata tra il primo e il secondo rilievo. L’avallamento ha una superficie che nel punto più basso è locata al raggio del piano, con il raggio del piano piu’ grande del raggio esterno del corpo e meno del raggio maggiore della filettatura.

In un’altra forma la presente invenzione e’ unificata in un impianto dentario avente un corpo centrale che presenta una superaci interna ed esterna lungo lo stesso asse longitudinale, un raggio esterno, un raggio interno ed un vano centrale filettato dove si realizza la connessione con il moncone protesico adiacente alla superficie intana. Una pluralità di filetti elicoidali possono essere formati per lo meno su una porzione della superficie esterna del corpo, con la filettatura locata in modo che tali filetti siano sostanzialmente simmetrici rispetto all’asse longitudinale. I filetti possono essere formati in modo che ogni filetto si estenda verso un filetto di raggio maggiore rispetto al raggio esterno, con i filetti aventi ciascuno una prima, una seconda, una terza, una quarta ed una quinta superficie. La prima superfìcie si può estendere dalla superfìcie esterna ed essere congiunta alla seconda superfìcie, con la seconda superfìcie connessa alla terza superfìcie mediante un margine della seconda superfìcie opposta alla connessione con la prima superfìcie. La terza superfìcie può essere sostanzialmente parallela alla superfìcie esterna al raggio dell’ avvallamento, con il raggio deH’awallamento più grande del raggio esterno del corpo centrale. La terza superfìcie può essere inoltre connessa alla quarta superficie al margine della terza superfìcie opposta alla connessione della seconda superfìcie. La quinta superfìcie si può estendere dalla superfìcie esterna del corpo centrale ed essere connessa alla quarta superfìcie al margine della quarta superficie opposta alla connessione delia quarta superficie alla terza superficie.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

[0007] Figura 1 illustra un modello semplificato di impianto osteointegrato a vite.

[0008] Figura 2 mostra un modello elicoidale per assestare i carichi presenti fra un impianto e il tessuto osseo circostante.

[0009] Figura 3 illustra le componenti di pressione su di una porzione della superficie elicoidale della Figura 2.

[0010] Figura 4 illustra in sezione incrociata un impianto migliorato mediante una più precisa geometrìa del filetto.

[0011] Figura 4A illustra un impianto migliorato come mostrato in figura 4, rappresentando rimpianto in parziale sezione incrociata per mostrare la struttura del filetto e l’elica.

[0012] Figura 4B illustra un impianto dentario perfezionato come mostrato in Figura 4, rappresentando l’impianto in parziale sezione incrociata per mostrare la struttura del filetto e l’elica, descrivendo nei dettagli la geometria migliorata del filetto.

[0013] Figura 5 comprende una geometria piana di riferimento per gli impieghi di filetti elicoidali in relazione alla presente invenzione.

[0014] Figura 6 illustra un diagramma polare della geometria di un filetto elicoidale secondo la presente invenzione.

[0015] Figura 7 illustra in rilievo il progetto di riferimento

[0016] Figura 8 mostra in rilievo il progetto di riferimento rispetto alla struttura ossea in cui l’impianto si integra.

[0017] Figura 9 illustra in rilievo il progetto di riferimento rispetto al raggio dell’ impianto.

[0018] Figura 10 illustra in rilievo il progetto di riferimento rispetto alla deformazione dei filetti e della struttura ossea ricevente.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

[0019] In modo da provvedere maggiore comprensione della presente invenzione, una discussione inerente ai carichi in un impianto dentario viene provvista di seguito. Inoltre i seguenti segni convenzionali sono provvisti:

[0020] n - minore diametro del filetto

[0021] re- maggior diametro del filetto

[0022] Distribuzione del carico sull’elicoide

[0023] Come mostrato in Figura 1, il carico e le deformazioni all’ interno dell’impianto possono essere considerati per referenza ad un dado fisso 102 avente un foro internamente filettato e da una vite 104 (rappresentante rimpianto) che e’ libera di ruotare. La vite può essere soggetta ad un momento rotatorio M 106 che agisce lungo l’asse della vite, e ad un carico P 108 applicato parallelo all’asse lungo della vite

[0024] La filettatura formata dalla vite può essere modellata come un’elica, come mostrato in Figura 2. Le coordinate di r (202), z (204), e /(206) possono essere usate per definire la locazione della porzione dell’elica 208, laddove r e’ la distanza radiale dal centro dell’asse della vite 210, e z e’ la posizione lungo il centro dell’asse della vite. Includendo (212, il filetto dell’elica, mostrato come h/4 poiché solo un quarto della filettatura intera e’ illustrato), risulterebbe in:

(3-1)

(3-2)

[0027] Dove a 214 e’ l’angolo fra l’elica e il piano r, e h e’ il passo della vite.

[0028] Il carico normale pnsulla porzione dell’elica in considerazione può essere visto come:

(3.3)

[0031] dove φ e’ l’angolo di attrito e [p<n>and μρ„] sono rispettivamente diretti in accordo alla binormale e tangente all’elica di raggio r.

[0032] Sull’areola:

(3.4)

[0034] si desteranno dunque le forze elementari:

[0035] pndA e μ pndA

[0036] la cui risultante ammetterà lungo gli assi della tema levogira Oxyz le componenti:

[0040] laddove i momenti elementari rispetto agli stessi assi potranno esprimersi a mezzo delle relazioni:

[0051] Tenendo conto delle (3.4), (3.5), (3.6) e (3.7) si potranno perciò porre le condizioni d’equilibrio della vite nelle corrispondenti forme:

[0054] suscettibili d’essere esplicitate appena risulti definito il legame di cui alla (3.3)

[0055] A tal fine, in considerazione del basso valore attribuibile al rapporto h/rm(essendo rmil raggio medio della filettatura), appare lecito postulare l’indipendenza di p„ da r e quindi specializzare la stessa (3.3) nella relazione:

[0057] facilmente definibile, per gli assegnati parametri geometrici-elastici della coppia, in base a semplici condizioni di congruenza delle componenti di deformazione lungo l’asse z della vite e del dado. Adattando al caso il procedimento del Kljaòkin, si può assumere per la dipendenza in parola la concisa formula:

[0059] che può scriversi:

[0061] in forza della (3.2) ed in base alla posizione:

[0063] nell’intesa di ritenere k una costante e di esprimere m attraverso la relazione:

(3.12)

[0065] in cui E|ed E2rappresentano, rispettivamente, i moduli di elasticità longitudinali dei materiali costituenti la vite ed il dado.

[0066] Tenendo conto delle (3.1), (3.8) e (3.10) ed introducendo i limiti di e 3⁄4 al posto dei corrispondenti n ed resi ottiene integrando:

[0068] avendo posto:

[0071] Laddove per la coppia M di cui alla (3.9) in modo analogo si trae:

[0073] con

(3.16)

[0075] Per quanto concerne la costante k è chiaro che in forza della stessa (3.13) dovrà risultare:

[0077] sicché per il legame tra M e 1’assegnato P potrà prospettarsi la semplicissima relazione

[0079] in cui compare il rendimento della coppia

[0081] il quale, come deve essere e come peraltro immediatamente s’evince dalle espressioni di li , I2ed 13, risulta esclusiva funzione delle caratteristiche geometriche aj ed (1⁄4 nonché del coefficiente d’attrito μ al cui annullarsi corrisponde subito l’ovvio risultato η =1.

[0082] Utilizzando quindi la (3.13) o la (3.15) si può porre la pndi cui alla (3.11) in una delle seguenti forme:

[0086] dalle quali è immediato trarre, per γ =0.

[0088] per γ = Θ si ha il valore minimo pnminfornito da:

[0090] Eccentricità dello sforzo risultante assiale

[0091] E’ chiaro che non appena riesce soddisfatta almeno una tra le condizioni:

[0094] la componente Pzche equilibra il carico assiale applicato al gambo del perno dovrà presentare momento non nullo rispetto ad una qualsiasi retta parallela al piano xy, onde la proiezione in tal piano della linea di azione della stessa Pzrisulterà univocamente individuata, oltre che dalia distanza:

[0096] che ne rappresenta il disassamento rispetto a z, dalla retta di equazione:

[0098] e quindi dell’angolo ψ, tale che:

[00101] ottenibile facendo ricorso alla semplice equazione di equilibrio:

[00103] che immediatamente porge:

[00105] quando si tenga debito conto dei segni degli integrali (3.19) che vi compaiono. Tenendo conto delle (3.1), (3.4), (3.5), (3.8), (3.14), (3.16) e (3.17) si ottiene integrando:

[00116] così viene dimostrata l'esistenza della distanza Δ e della coppia destabilizzante -ΔΡ.

[00117] Azioni in assenza di momento esterno.

[00118] Quanto esposto in precedenza è valido quando la vite è simultaneamente assoggettata all’azione del carico -P e del momento M, ma consente di dedurre rapidamente le espressioni valide quando la vite sia chiamata a far fronte al solo carico esterno.

[00119] Se, infatti, s’ipotizza la presenza di una coppia -Mi tale da interessare l’elemento superficiale dA all’azione dei carichi unitari p„’ e μρη’ contenuti nel piano λ di figura 2 e diretti come in figura 3, la precisata condizione di carico sarà soddisfatta dal semplice annullarsi del momento applicato.

[00120] Se il moto quindi risulta assicurato dalla condizione Mi>0 una qualsivoglia possibilità che il solo -P possa garantire il moto medesimo resta esclusa non appena tale momento viene a mancare; basterà dunque accertare il verificarsi della disuguaglianza:

[00122] alla quale si giunge attraverso le (3.6) e (3.7) nonché attraverso le (3.5) che per il caso in esame valgono:

[00126] ovviamente si può adottare la (3.10) anche per il caso in esame, e pertanto si può scrìvere l’equazione:

[00128] in cui, ancora una volta per condizione di equilibrio, risulta:

(3.25)

[00130] con che la (3.24) si riduce in forza delle (3.14) e (3.16) alla semplice relazione:

[00132] che restituisce per3⁄4=α«. =α la ben nota condizione:

[00134] Pertanto se la (3.24) è soddisfatta, le più significative grandezze caratteristiche del problema esaminato, vale a dire le pnmax, Δ’, Px, Py, xz,yz, eco., affette da apice per distinguerle dalle corrispondenti del primo caso, possano da queste ultime direttamente ricavarsi sostituendo -μ al posto di μ.

[00135] Limitandosi a trascrivere quella relativa al Δ’, ossia l’espressione:

[00137] si può affermare, per confronto con la (3.20), ed in base alla condizione Δ*<Δ , che la fase di avvitamento è da riguardarsi, per quanto attiene il sovraccarico di flessione ad essa associabile, indubbiamente più pericolosa dell’altra, risultando per essa anche maggiore la pressione massima di cui alla (3.18) qui di seguito riportata.

(ottenuta per semplice

sostituzione della pressione generica (3.25).

[00139] se esaminiamo la condizione di due (2) filetti (n=2) che già’ soddisfa una condizione di simmetria abbiamo:

[00141] Quindi il carico e’ la metà di quello associato ad un solo filetto. Per n=3 il carico sarà un terzo (1/3) rispetto a quello che e’ applicato alla vite con un filetto e cosi via per un numero n di filetti.

[00142] E’ noto che in un impianto osteointegrato a vite, la reazione ad un carico assiale, quale somma di tutte le pressioni specifiche agenti sugli elicoidi costituenti le superfici delimitanti i filetti della vite, non risulta centrata, ma presenta un braccio finito anche in presenza dì infiniti filetti. Questo braccio, per il carico assiale agente, rappresenta un momento flettente, causa di una sollecitazione di flessioni che si aggiunge al carico assiale determinando indesiderate deviazioni assiali prima solo momentanee ed elastiche, ma che con il perdurare del carico diventano permanenti. Gli impianti attualmente presenti sul mercato realizzati con filetti a due principi, sono caratterizzati da una distribuzione dei carichi sui due elicoidi che pur generando una simmetria dei bracci risultanti (3.27) non sono in grado di conservare Γ acqui sita simmetria in presenza di azioni esterne agenti al di fuori della congiungente delle due risultanti. Pertanto, i suddetti impianti danno luogo ad un’ulteriore flessione che ricrea altre dissimmetrie determinando un ulteriore incremento di pressione di contatto sugli elicoidi. Il sistema d’impianto osteointegrato a “dissimmetrìa reattiva eliminata” essendo costituito da un singolo filetto “articolato”, che presenta due o più elicoidi portanti, è in grado di ridurre notevolmente le pressioni specifiche di contatto che si scaricano sui filetti e garantisce altresì che le reazioni al carico esterno centrato si concentrino ai vertici di un poligono entro il quale un ulteriore carico esterno non da luogo a flessioni conservandone la simmetrìa. La sua configurazione è rappresentata nella figura 4 in cui il filetto presenta un profilo costituito da 4 elicoidi portanti caratterizzati da geometrìe diverse.

[00143] L’articolazione è rappresentata da un primo elicoide retto generato dalla retta “AB”, un secondo elicoide retto “CD” che offre una maggiore superficie di contatto del precedente e rappresenta la profondità del filetto, un terzo elicoide retto “BF” che offre una minore superfìcie di contatto rispetto ai due precedenti ed un ultimo elicoide obliquo generato dalla retta “GH”. Completano il profilo del filetto gli elicoidi AiBj, Cidi, EiFi, GiHj tutti obliqui e le superfìci cilindriche AAi, BDl5CCi, DFi, EEi, FHi, GG^ HL. Le superfici cilindriche menzionate assumono raggi diversi compresi tra il raggio interno r<1>del filetto ed r<e>raggio esterno della vite che ne definisce il calibro (Figure 4 A).

[00144] I raggi r’ e re’ sono differenti da ri così che una singola filettatura possa acquisire più resistenza poiché la terza potenza della sua lunghezza influenza la sua fragilità contro il quadrato del suo spessore, quindi a lunghezze inferiori risulta una maggiore resistenza che potrebbe essere raggiunta con una variazione del suo spessore. Per quanto riguarda la figura 4 e le relazioni 3.11, 3.12, 3.14, 3.16, 3.20, 3.21, 3.22 e 3.23, si mostra una tabella (Tabella A, mostrata in figura 5) in cui, con differenti valori di H, h, E1 , E2 e μ (riportati in fondo alla tabella), sono mostrate le magnitudini riferite nelle relazioni 3.11, 3.12, 3.14, 3.16, 3.20, 3.21, 3.22 e 3.23. In particolare, per i vari elicoidi AB, CD, EF , and GH , come mostrato in figura 4, sono riportate le braccia Δ’ delle risultanti delle pressioni agenti su tali elicoidi. Sono anche riportati l’angolo Ψ che definisce la posizione di Δ’ nella referenza polare mostrata in figura 6.

[00145] Con tale configurazione impiantare si comprende che in presenza di 4 elicoidi portanti facendo variare l’angolo Θ sì possono riportare in perfetta simmetria le 4 reazioni dei relativi elicoidi collocandole simmetricamente a coppie ottenendo nella superficie retta finale un quadrilatero entro il quale eventuali azioni non centrate non danno luogo a indesiderate flessioni. I bracci Δ1, Δ2, Δ3, Δ4, nel riferimento cartesiano Oxy riportato nelle figure 2 e 3, sì collocheranno ai vertici di un quadrilatero secondo lo schema di fig. 7, eliminando in tal modo le potenziali dissimmetrie derivati da carichi flettenti.

[00146] In Figura 6 e’ mostrata la rappresentazione del quadrangolo per i risultati descritti in tabella A su cui la risultante delle distribuzioni degli stress dei singoli elicoidi e’ applicata ai vertici.

[00147] Se sovrapponiamo il primo elicoide con l’origine della referenza polare OX , con generatrice AB della figura 4, la reazione ad un carico centrato sull’asse sarà posizionato nel punto A della figura 6 con l’anomalia:

[00148]

[00149] e con un raggio vettore

[00150]

[00151] Riguardo al secondo elicoide CD, che e’ distanziato dal primo della quantità AC di Figura 4, sul diagramma della figura 6, con l’anomalia 0CD = 56°, 103 e la risultante degli stress con <pCD = 205°, 551 la reazione ad un carico centrato sull’asse sarà posizionato nel punto B. allo stesso modo possiamo ottenere i punti C e D che completano il suddetto quadrangolo.

[00152] Poiché gli angoli θο che appaiono in tabella A relativi agli elicoidi AB, CD, EF, e GH sono legati alla quota assiale dei punti A, C, E e G della figura 4, se uno opera una variazione di quota otteniamo una variazione di 0o e quindi risulta possibile alterare vantaggiosamente l’area del quadrangolo ABCD delia figura 6.

[001S3] Infatti, se abbassiamo la quota assiale dell’elicoide CD della Figura 4 di solo 6% della filettatura h, il punto B della figura 6 viene mosso in Bi e il quadrangolo ABCD diventa ABiCD incrementando in maniera vantaggiosa la sua area di circa il 12%. Operando sull’altro elicoide noi possiamo rapidamente arrivare alla migliore ed ottimizzata soluzione costruttiva.

[00154] Dall’altro lato, una soluzione di uno o due elicoidi (portanti) sottoposti ad un carico (filetto con uno o due spire) presenta dissimmetrie che nel primo caso (1 spira) e’ equivalente al suo delta relativo, e nel secondo caso (2 spire) posizionando la reazione sul diametro offre il destro a flessioni con un piano di flessione che e’ perpendicolare (normale) alla congiungente ai due bracci.

[00155] La forma differente della filettatura della vite d’impianto rispetto a quella della madrevite (rappresentata dal tessuto osseo) porta ad una resistenza intrinseca differente dei due materiali (vite e tessuto osseo) ed alla differente deformabilità che e’ legata ai diversi moduli elastici. Il profilo del filetto della vite d’impianto che noi proponiamo avrà sempre uno spessore che e’ inferiore a quello della madrevite che e’ costituita dalla struttura ossea intorno all’impianto così che un carico esterno provocherà reazioni simili nelle due strutture.

[00156] In figura 8 esaminiamo una coppia generica di vite e madrevite caratterizzata da un modulo elastico E] per la vite e E2per la madrevite in cui il filetto ha uno spessore hi e h3⁄4rispettivamente.

[00157] In figura 9 abbiamo isolato un elemento angolare infinitesimo (δσ) di due filetti coinvolti in cui i momenti flettenti inerziali li and I2, valgono rispettivamente:

[00158] (3.28)

[00159] E

[00160] (3.29)

[00161] In figura 10 abbiamo rappresentato l’accoppiamento di due elementi di ampiezza angolare elementare.. I Sa della figura 9 sotto un carico P e in una fase di deformazione hanno in comune la tangente che, rispetto al piano perpendicolare all’asse della vite formerà l’angolo β. Calcolando l’inclinazione della posizione sconosciuta di contatto x, per i due elementi, vite e madrevite in figura 10 abbiamo la seguente

[00162] Per la vite:

[00163] (3.30)

[00164] Per il tessuto osseo:

[00165] (3.31)

[00166] Uguagliando e semplificando otteniamo:

[00167]

[00168] Ponendo per semplicità la seguente:

[00169]

(3.32)

[00170] quindi abbiamo:

[00171]

(3.33)

[00172] Se teniamo in considerazione (1) e (2) abbiamo:

[00173]

(3.34)

[00174] da cui possiamo calcolare che, tenendo in considerazione la (3.33), la posizione x assunta dalla coppia filettata e’ funzione dei raggi ree r, e anche degli spessori hi e che sono in relazione alle differenti capacità di tensione dei materiali scelti per gli impianti e dall’osso stesso.

[00175] Applicazi

[00176] Esaminando numerosi impianti abbiamo scoperto i seguenti dati:

[00177]

[00178]

[00179] Da cui risulta la relazione:

[00180]

(3.35)

[00181] Se assegniamo ad una vite di titanio:

[00182]

(3.36)

[00183] e alla madrevite:

[00184]

(3.37)

[00185] Imponendo il vasto campo per la relazione fra le altezze dei filetti hi e h2della figura 8, abbiamo:

[00186]

(3.38)

[00187] e poiché la (2) da’ i valori estremi di (3) e ( 11 ):

[00188]

[00189] con un campo di variabilità k che quando sostituito nella (3.34)

prowederà alla relazione il seguente campo:

[00190] (3.39)

[00191] ed essendo molto ristretto il campo di variabilità di x, non appare sbagliato assumere possibile a con buona approssimazione il valore medio:

[00192] (3.40)

[00193] che di per sé conferma quanto anticipato nell 'introduzione. Questi dati ci fanno dichiarare che poiché la madrevite e’ più fragile (E2=l,550 kp/mm<2>) rispetto alia vite (Ei=l 1,000 kp/mm<2>) il contatto fra i due elicoidi non può avvenire passata la metà della profondità dei filetto (re-ri).

[00194] Quindi, accettando il valore medio (3.40) la (3.33) diventerà:

[00195]

[00196] Sostituendo in (3.28)

[00197]

[00198] con re~2.5 e r,= 2 (questi valori sono relativi a impianti noti ed in commercio), abbiamo la seguente:

[00199] (3-41)

[00200] con A2+ A1=A otteniamo le seguenti:

[00201] (3.42)

[00202] Laddove per esempio, se vogliamo amplificare il campo relativo ai moduli elastici dell’impianto e dell’osso usando una vite di differente materiale (metallica o non metallica) che può avere un modulo differente di elasticità da quello precedente, , su un osso con modulo di elasticità più debole, per esempio si sostituisce nella 3.36 e 3.37, E’=25,000 e

E= 1,000, la relazione mostrata in 3.41 diventa 1.753 con le altezze in 3.42

uguali a hl=0.363 e h2=0.637. Questo mostra come incrementando le

differenze fra le caratteristiche elastiche degli impianti e quelle dell’osso

e’ necessario incrementare in maniera congiunta lo spessore della madrevite.

[00203] L’equazione 3.42 mette in evidenza l’urgenza a differenziare lo spessore della vite e della madrevite in accordo con la quantità della profondità del filetto (re-ri) e della differente elasticità dell’impianto Ej e dell’osso E2.

[00204] Questa invenzione farà un migliore uso della capacità di tensione di entrambe i materiali (impianto e osso). Infatti, la (3.42) offre il maggiore spessore all’osso, che ha meno capacità di tensione, e il più piccolo spessore hi all’impianto, che ovviamente ha la maggiore capacità di tensione.

[00205] La soluzione proposta può includere una filettatura con configurazione di superficie integrata che forma una macrostruttura della vite impiantare che può assicurare una superficie di contatto aumentata fra l’osso e l’impianto.

[00206] La soluzione proposta può includere una filettatura con configurazione di superficie integrata che forma una macrostruttura della vite impiantare che può assicurare una migliore distribuzione del carico della masticazione rispetto ad impianti a vite aventi uno o piu filetti.

[00207] La soluzione proposta può includere una filettatura con configurazione di superficie integrata che forma una macrostruttura della vite impiantare che può ridurre la comparsa di picchi compressivi che potrebbero favorire l’assorbimento osseo perimplantare.

[00208] La proposta soluzione di coppia filettata innovativa potrebbe essere utile in tutti quei casi ortopedici in cui l’unione con la protesi sia assicurata da coppie filettate tradizionali. Inoltre la soluzione proposta potrebbe essere usata in tutte quelle occasioni meccaniche, idrauliche, e di bioingegneria in cui la classica coppia filettata potrebbe determinare anomalie della finizione per la presenza di dissimmetrie di carico.

[00209] La proposta soluzione per la connessione fra l’abutment (pilastro protesico) e l’impianto assicura una migliore distribuzione del carico occlusale sulla vite stessa e quindi sul tessuto osseo perimplantare riducendo notevolmente lo stress fra i tutti i vari componenti della riabilitazione impianto-protesica.

[00210] La proposta soluzione ha il vantaggio che se associamo ai differenti elicoidi che definiscono il profilo geometrico della filettatura con superficie integrata il suo angolo globale Θ, allora la troncatura terminale offre una gradualità di impegno nel momento dell’ inserimento della vite impiantare nel tessuto osseo con capacità autofilettante.

[00211] Dispositivi con un filetto a superficie integrata possono ridurre grandemente la pressione di contatto specifica fra osso e impianto con il vantaggio di distribuire meglio le forze occlusali. Questa condizione aumentando grandemente la superficie di contatto fra l’osso e vite impiantare favorisce la stabilità dell’impianto e quindi i processi osteointegrativi.

[00212] Tutti i punti precedenti sono validi per la configurazione esterna dell’impianto così come per la connessione interna con l’abutment protesico. La soluzione proposta, anche rispetto ad una soluzione a due o più filetti, assicura un ulteriore miglioramento della distribuzione superficiale delle forze trasferite dal dispositivo sul tessuto osseo circostante.

[00213] Il proposto impianto, cosi come abbiamo dimostrato, elimina alla radice tutti gli inconvenienti delle filettature correntemente usate come: la dissimmetria della distribuzione dello stress e quindi l’aumentare del momento flettente che devia l’asse longitudinale dell’impianto; gli elevati stress specifici; gli ingiustificati spessori assegnati ai filetti della vite e della madrevite. E’ anche caratterizzato dall’avere lo stesso tipo di filetto (con tutti i relativi vantaggi) per la parte che connette rimpianto al moncone protesico e quindi alla corona dentaria. Infatti, il moncone protesico e’ usualmente avvitato nell’impianto con una filettatura normale che produce tutti gli svantaggi precedentemente esposti. Quindi e’ pertanto chiara la necessità di provvedere anche per questa coppia innovativa il profilo in precedenza descritto. E’ il caso di notare che con due filetti tradizionali, uno per l’impianto ed uno per la connessione protesica, la reazione d’eccentricità può essere raddoppiata, raddoppiando tutti gli inconvenienti che ne possono derivare. Quindi l’impianto innovativo proposto ha, per la parte dell’impianto (filettatura esterna) e per la connessione protesica (filettatura interna), la filettatura articolata.

[00214] La conoscenza dei carichi su impianti osteintegrati e’ stato sempre diretto verso dispositivi con una filettatura disdegnando alcuni aspetti biomeccanici. Solo una conoscenza accurata dei fenomeni di dissimmetrìa e di quei fattori che la determinano può indurre a modificare la morfologia delle viti a singola filettatura. Quindi, la proposta invenzione non può essere attribuibile a nessuna intuizione o arte precedente, ma scaturisce da accurate valutazioni.

Claims (26)

1. RIVENDICAZIONI Le viti implantari oggi in commercio presentano alcuni “difetti” che vengono brevemente qui riportati: Reazione al carico assiale centrato, che sollecita rimpianto, disassata con un braccio A, onde l’insorgere di un momento d’inflessione che crea una dissimmetria nella distribuzione delle pressioni sui vari filetti Tale braccio A, alla reazione al carico assiale centrato, si colloca in una posizione che può essere valutata e indicata. In presenza di più impianti disposti in maniera ravvicinata (generalmente a 3 min. l’uno daH’altro) si creano dissimmetrie globali che possono sinergicamente interagire generando localmente pressioni che più facilmente predispongono ad un riassorbimento osseo. Sempre in presenza di un carico assiale centrato si hanno forti concentrazioni di pressioni localizzate sul primo filetto più vicino al carico applicato predisponendo ad un cospicuo riassorbimento osseo marginale. La costanza dello spessore del filetto della vite e della madrevite (osso) per il diverso modulo d’elasticità dei due materiali e per i diversi raggi su cui opera la sollecitazione di taglio (raggio interno per la vite, raggio esterno per la madrevite) determina flessioni nel filetto che penalizzano fortemente l’osso, come si è avuto modo di dimostrare, specialmente per quei filetti più vicini al carico esterno applicato. Il modello proposto presenta i seguenti notevoli vantaggi, che annullano di colpo l’intero quadro di difetti: 1. Il filetto con profilo articolato con quattro elicoidi portanti annulla la dissimmetrìa perché saranno quattro solidi di pressione a bilanciare il carico centrato assiale agente sulla vite. Il che riporta ad una doppia simmetrìa su due assi ortogonali giacenti in un piano normale all’asse della vite. I quattro bracci A], A2, A3, e A4dei quattro elicoidi creano un quadrilatero entro il quale il carico assiale centrato non subisce inflessioni di sorta. 2. La presenza di un differente spessore tra i filetti della vite e quelli della madrevite scarica l’osso da picchi di tensioni e mette a pareggio le deformazioni nei due elementi. 3. Essendo eliminato il disassamento, in presenza di più impianti, si ha un identico comportamento per tutti gli impianti senza le lamentate deformazioni incontrollate e tutte diverse tra loro. 4. La presenza di quattro solidi di pressione che equilibrano il carico assiale centrato, rispetto all’unico filetto degli impianti esistenti, minimizza la pressione di contatto tra impianto e osso, rìducendo il valore massimo della pressione a circa un quarto di un impianto tradizionale. 5. La soluzione proposta con filetto a superfìcie integrata (FSI) configura una “macrostruttura” della fìxture che oltre ad assicurare una aumentata superfìcie di contatto nell’ interfaccia osso-impianto è in grado di assicurare una migliore distribuzione del carico masticatorio rispetto a viti implantari ad uno o più filetti riducendo la comparsa di picchi compressivi che possano favorire il riassorbimento osseo. Inoltre, la soluzione proposta per la connessione abutment (pilastro protesico) - impianto assicura una migliore distribuzione del carico occlusale sulla vite stessa riducendo gli stress tra le varie componenti impianto-protesiche. 6. La conoscenza approfondita dei carichi su impianti osteointegrati si è sempre rivolta a fixture con un sol filetto trascurando alcuni aspetti biomeccanici. Solo un’accurata conoscenza del fenomeno della dissimmetria e dei fattori che la determinano può indurre a modificare la morfologia delle viti ad un sol filetto. Pertanto, la modifica proposta non ci sembra attribuibile ad alcun intuito, ma scaturisce da accurate valutazioni prettamente specialistiche. 7. Risulta facilmente dimostrabile come l’impiego di fixture ad unico filetto a superficie integrata riduce notevolmente le pressioni specifiche di contatto tra osso e impianto a vantaggio di una migliore distribuzione delle forze occlusali. Tale condizione aumentando notevolmente la superficie di contatto osso-impianto favorisce il processo di osteo integrazione e alla luce delle più recenti acquisizioni non può avere alcun effetto negativo sul sito osseo ricevente ne tanto meno in altri distretti. 8. Ulteriori studi e approfondimenti sulla materia hanno portato a valutare gli ulteriori benefìci biomeccanici procurati da una soluzione proposta sia per la configurazione esterna della vite impiantare sia nella connessione interna con Γ abutment protesico interno La soluzione proposta anche rispetto ad un'eventuale soluzione a 2 filetti, assicura un ulteriore miglioramento della distribuzione superficiale dello scarico delle forze della fixture sul circostante tessuto osseo. Tale vantaggio viene stimato nell’ordine del 50%. 9. Altro vantaggio che la soluzione proposta presenta è che associando ai diversi elicoidi che definiscono il profilo geometrico del filetto a superficie integrata un proprio angolo globale Θ la troncatura terminale offre una gradualità di impegno allorquando si procede all’inserimento dell’impianto nell’osso. Si rivendica pertanto quanto segue: 1) Un impianto dentale, detto impianto, comprende un corpo, che ha le superfici interna ed esterna lungo lo stesso asse longitudinale; tali superfìci sono collegate fra loro da superfìci elicoidali ed hanno un raggio interno ed uno esterno. La superficie esterna delimita una zona cilindrica con raggio pari ai raggio interno, ove è collegato un vano centrale filettato idoneo a realizzare la connessione con il moncone protesico e la riabilitazione protesica finale. Una molteplicità di filetti elicoidali è sviluppata su di almeno una porzione della superficie esterna del corpo, con i filetti posti in modo simmetrico rispetto all’asse longitudinale del corpo. I filetti si snodano in modo tale da permettere che ogni filetto si estenda verso un filetto di raggio maggiore rispetto al raggio esterno; ogni filetto comprende un primo rilievo, un secondo rilievo, ed un’area che potrebbe essere definita ‘ letto’ o “avvallamento”, che è un area formata tra il primo e il secondo rilievo. L 'avvallamento ha una superficie che nel punto piu’ basso e’ locata al raggio del piano, con il raggio del piano piu grande del raggio esterno del corpo e meno del raggio maggiore della filettatura.
2. 2) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 1, laddove il primo rilievo ha un raggio maggiore e il secondo rilievo ha un secondo raggio maggiore, e dove il detto raggio maggiore del primo rilievo e’ più grande del raggio maggiore del secondo rilievo, e dove il raggio maggiore del secondo rilievo e’ più grande del raggio del piano.
3. 3) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 1, laddove il detto primo rilievo ha un raggio maggiore del primo rilievo e il secondo rilievo ha un raggio maggiore del secondo rilievo e laddove il raggio maggiore del primo rilievo e’ sostanzialmente eguale al raggio maggiore del secondo rilievo, e laddove il raggio maggiore del primo rilievo e’ più grande del raggio del piano.
4. 4) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 3, laddove il detto primo rilievo è locato più vicino alla porzione esterna del secondo rilievo mentre la filettatura sale lungo per lo meno ima porzione del detto corpo, e laddove il suddetto primo rilievo ha una prima superficie ed una seconda superficie, essendo la detta seconda superficie sostanzialmente ortogonale alla superfìcie esterna del suddetto corpo.
5. 5) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 4, laddove la suddetta seconda superficie e’ locata più vicino alla suddetta superficie interna rispetto alla suddetta prima superficie.
6. 6) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 5, laddove la suddetta prima superficie forma un angolo rispetto alla superfìcie esterna del suddetto corpo, il cui angolo e’ fra i 45 e gli 85 gradi approssimativamente.
7. 7) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 5, laddove il secondo rilievo ha una terza ed una quarta superfìcie, la cui superfìcie e’ sostanzialmente perpendicolare alla superfìcie esterna del suddetto corpo.
8. 8) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 7, laddove la suddetta terza superficie e’ più vicina alla superfìcie interna rispetto alla quarta superfìcie.
9. 9) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 8, laddove la suddetta quarta superfìcie forma un angolo rispetto alla superfìcie esterna del suddetto corpo, il cui angolo e’ fra i 45 e gli 85 gradi approssimativamente.
10. 10) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 1, laddove il suddetto “avvallamento” o “letto” è una superficie arcuata.
11. 11) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 3, laddove il suddetto primo rilievo comprende inoltre una quinta superfìcie, la cui quinta superfìcie e’ sostanzialmente parallela alla superfìcie esterna, la cui quinta superfìcie e’ connessa alla prima ed alla seconda superfìcie.
12. 12) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 3, laddove il secondo rilievo comprende inoltre una sesta superfìcie, la cui sesta superfìcie e ’ sostanzialmente parallela alla superficie esterna, la cui sesta superfìcie e’ connessa alla terza ed alla quarta superfìcie.
13. 13) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 12, laddove il raggio della maggiore filettatura diminuisce nella porzione adiacente alla fine della vite.
14. 14) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 12, laddove il suddetto raggio esterno diminuisce nella porzione adiacente alla fine della vite, e dove il suddetto raggio maggiore del filetto diminuisce in vicinanza della porzione d’inserzione della vite e dove il suddetto raggio maggiore del filetto e il raggio del piano sono uguali al suddetto raggio esterno adiacente alla porzione d’inserzione della vite.
15. 15) Un impianto dentario in accordo alla rivendicazione n. 1, laddove il suddetto raggio esterno diminuisce in vicinanza della porzione d’inserzione, e dove il raggio maggiore del filetto ed il raggio del piano sono uguali al raggio esterno adiacente alla suddetta porzione di’ inserzione.
16. 16) Un impianto dentano osteointegrato comprendente: un corpo, che ha le superfìci interna ed esterna lungo lo stesso asse longitudinale; tali superfìci sono collegate fra loro da superfìci elicoidali ed hanno un raggio interno ed uno esterno. La superficie esterna delimita una zona cilindrica con raggio pari al raggio interno, ove è collegato un vano centrale filettato atto ad accogliere una protesi dentale. Una molteplicità di filetti elicoidali è sviluppata su di almeno una porzione della superfìcie esterna del corpo con i filetti posti in modo simmetrico rispetto all’asse longitudinale del corpo. I filetti si snodano in modo tale da permettere che ogni filetto si estenda verso un filetto di raggio maggiore rispetto al raggio esterno; ogni filetto comprende un primo rilievo, un secondo rilievo, ed un’area che potrebbe essere definita ‘letto’o “avvallamento”, che è un’area formata tra il primo e il secondo rilievo. L’avvallamento ha una superficie che nel punto più basso e’ locata al raggio del piano, con il raggio del piano più grande del raggio esterno del corpo e meno del raggio maggiore della filettatura. Ciascun filetto comprende una prima, una seconda, una terza, una quarta ed una quinta superficie, essendo la prima superfìcie estesa dalla superficie esterna ed essendo congiunta alla seconda superficie, essendo inoltre la seconda superfìcie connessa alla terza superficie mediante un margine della seconda superfìcie opposta alla suddetta connessione alla prima superficie; la cui terza superficie sia sostanzialmente parallela alla suddetta superficie esterna al raggio del piano, detto raggio del piano più grande del suddetto raggio esterno, la cui terza superfìcie e’ connessa ulteriormente alla quarta superfìcie mediante un margine della terza superficie opposto alla connessione con la seconda superficie; la cui quinta superfìcie che si estende dalla superficie esterna ed è connessa alla quarta superficie mediante un margine della quarta superficie opposto alla connessione della quarta superficie con la terza superficie.
17. 17) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 15 laddove la connessione fra la prima e la seconda superfìcie comprende una sesta superficie, la cui sesta superficie e’ sostanzialmente parallela alla superficie esterna.
18. 18) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 16 laddove la connessione fra la quarta e la quinta superfìcie comprende una settima superficie, la cui settima superficie e’ sostanzialmente parallela alla superficie esterna.
19. 19) Un impianto dentano in accordo con la rivendicazione n. 17, laddove la sesta superficie e’ sostanzialmente ortogonale alla superficie esterna.
20. 20) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 18, laddove la seconda superficie e’ sostanzialmente ortogonale alla superfìcie esterna.
21. 21) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 19 laddove il raggio maggiore del filetto decresce adiacente alla porzione d’inserzione.
22. 22) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 15 laddove la connessione fra la quarta e la quinta superfìcie comprende una settima superfìcie, essendo la settima superficie sostanzialmente parallela alla superficie esterna.
23. 23) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 1S laddove la prima superfìcie si estende dalla superfìcie esterna con un angolo approssimativamente fra i 45 e gli 85 gradi.
24. 24) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 15 laddove la quarta superficie e’ angolata approssimativamente fra i 45 e gli 85 gradi rispetto alla superfìcie esterna.
25. 25) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 15 laddove la sesta superficie e’ sostanzialmente ortogonale alla suddetta superficie esterna.
26. 26) Un impianto dentario in accordo con la rivendicazione n. 15 laddove la seconda superficie e’ sostanzialmente ortogonale alla superficie esterna.