DE19735103A1 - Zahnmedizinisches Implantat sowie Instrument zum Einsatz eines Implantats - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zahnmedizinisches Implantat mit zapfenartig zylindrischem Körper sowie einer - bevorzugt wenigstens eine Aufnahmeöffnung für ein Verbindungselement eines Zahnersatzes aufweisende - Anschlußfläche für Zahn­ ersatz. Zudem erfaßt die Erfindung ein Instrument zum Her­ stellen einer Knochenkavität in einem Kieferknochen mit einem dem Querschnitt einer Bohrung etwa entsprechendem Bereich an einer Antriebseinrichtung zum Einsatz eines Implantats.

In der zahnärztlichen Implantologie werden im allgemeinen Schrauben oder Zylinderimplantate verwendet. Um diese in den Kieferknochen einzubringen, muß zunächst ein knöchernes Lager geschaffen werden. Das Implantatlager wird mit Kno­ chenfräsen unterschiedlichen Durchmessers und verschiedener Länge in den Knochen rotierend gebohrt. Da Bohrungen natur­ gemäß rotationssymmetrisch sind, folgt daraus auch zwangsläufig, daß die wurzelförmigen Zahnimplantate ebenfalls ro­ tationssymmetrisch sein müssen - dies im Gegensatz zu na­ türlichen Zähnen, die normalerweise nie rotationssymmetri­ sche Querschnitte anbieten.

Werden im Durchmesser kreisförmige Implantate eingesetzt, so kommt es bei der prothetischen Versorgung dieser Implan­ tate zu Schwierigkeiten. Da der Zahnersatz, also die Kro­ nen, auf den Implantaten den natürlichen Zahnkronen ent­ sprechen sollen, muß mit Hilfe sog. Mesiostrukturen der Übergang vom kreisrunden Querschnitt des Implantats zur ellipsoiden Form des Aufbaus geschaffen werden. Solche Ver­ fahren sind aufwendig, teuer und bringen erhebliche Nach­ teile für die Schleimhautdurchtrittstelle des Implantats mit sich, wo die Verschraubungen dieser Mesiostrukturen durchgeführt werden müssen. Ein weiteres Problem rotations­ symmetrischer Implantatprofile ist die freie Verdrehmög­ lichkeit der Aufbauten. Letzterer kann durch das Einfräsen mehrkantiger Aufnahmen in die Implantat/Suprastruktur-Ver­ bindungsstelle Einhalt geboten werden. Dadurch wird aber das Implantat im Aufnahmebereich der Suprastruktur ge­ schwächt, da hier die Durchmesser ohnehin 3, 5-4 mm nicht überschreiten dürfen.

Diese Diskrepanz zwischen Zahndurchmesser einerseits und rundem Implantatdurchmesser andererseits hat u. a. folgende Nachteile:

• - ungünstige Ästhetik;
• - ungünstige Biomechanik;
• - schwierige hygienische Voraussetzungen;
• - hohe Kosten durch erforderliche Mesiostrukturen.

Anatomische - also dem natürlichen Zahnaufbau entspre­ chende - Implantatformen könnten dagegen - wie die natür­ lichen Zahnwurzeln - aus dem Knochen bis in das Zahn­ fleisch reichen und problemlos mit Kronen versorgt werden, da sie im Querschnitt den natürlichen Zahnwurzeln entspre­ chen. Solche elliptische oder auch z. T. rhombische Quer­ schnitt sind aber nicht mit rotierenden Instrumenten paßge­ nau in den Knochen einfräsbar.

Ziel der Erfindung ist es daher, ein System zu entwickeln, mit dem die Präparation unterschiedlicher genauer asymme­ trischer Implantatlager im Knochen möglich ist, damit Im­ plantate nicht mehr zwangsweise kreisrunde Querschnitte aufweisen müssen und sich besser an der anatomischen Form orientieren können. Zudem soll ein dafür geeignetes Instru­ ment angeboten werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Lehren der unabhängi­ gen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Wei­ terbildungen an.

Erfindungsgemäß ist an den zapfenartig zylindrischen Körper als Führungsteil des Implantats ein diesem gegenüber sich querschnittlich erweiterndes Kopfstück unregelmäßigen bzw. nicht rotationssymmetrischen Querschnittes angeformt; der nicht rotationssymmetrische Querschnitt sichert das Implan­ tat bzw. die Suprastruktur gegen ein Verdrehen, so daß dank dieser Ausgestaltung auch bei der prothetischen Versorgung solcher Implantate der Aufwand geringer bleibt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen dem Zapfenstück und dem Kopfstück eine Zwischenzone vorgesehen, wobei der Winkel von deren Außenfläche mit der Längsachse des Zapfenstücks größer ist als der Winkel der Längsachse mit der Außenfläche des Kopfstückes. Das Verhältnis des Winkels für das Zapfenstück zum Winkel für die Zwischenzone kann zwischen 1 : 2 bis 1 : 4 reichen, bevorzugt etwa 1 : 3 betragen.

Obwohl alle nicht rotationssymmetrischen Querschnitte von der Erfindung umfaßt werden, sind angenähert elliptische Querschnitte des Kopfstückes, teilrhombische Querschnitte und rechteckige Querschnitte mit Bugspitze - also in Draufsicht der Sicht auf einen Kahn ähnelnd - bevorzugt.

Um derart gestaltete Implantat einsetzen zu können, bedarf es einer besonderen Ausführung der entsprechenden Knochen­ kavität im Kieferknochen; die Implantateinheilung erfordert eine genaue Kongruenz zwischen Implantatbett und Implantat.

Dank der Erfindung, kann der mündungsnahe Bereich einer eine rotationssymmetrischer Bohrung zur Aufnahme des Implantats enthaltenden Knochenkavität durch einen in deren Achsrichtung verlaufenden Fräsvorgang querschnittlich asymmetrisch aufgeweitet werden. Dazu wird zuerst eine rotationssymmetrische Bohrung üblicher Art in den Kieferknochen gesetzt, anschließend mit einem in dieser geführte Instrument gegenüber dem Kieferknochen auf- und abbewegt sowie asymmetrisch durch ein oszillierende Vertikalbewegung spanabhebend verformt.

Ein derartiges erfindungsgemäßes Instrument weist einen Kopfteil asymmetrischen Querschnittes mit an seiner Außen­ seite vorgesehenen Fräselementen auf sowie einen dem Kopf­ teil zugeordneten rotationssymmetrischen Führungsteil - zum Einsetzen in jene Bohrung -, wobei das Instrument in Richtung der Längsachse des Führungsteils von der An­ triebseinrichtung hin und her bewegbar ausgebildet ist.

Dank dieser Erfindung eines asymmetrischen Implantates mit entsprechend asymmetrischem Implantatbettaufbereiter wird die zugrundeliegende Aufgabe in bestechender Weise gelöst. Der Implantataufbereiter ist erfindungsgemäß eine Knochen­ fräse oder -feile, die durch schnelle oszillierende Verti­ kalbewegungen das knöcherne Lager aufzubereiten vermag. Zu­ nächst wird in den Knochen mit herkömmlichen Implantatbett­ fräsern eine zylindrische Bohrung eingebracht; der untere zylindrische Führungsteil des Knochenfräsers wird dazu in diese Pilotbohrung eingesetzt. Um nun im oberen Knochenbe­ reich ein zahnähnliches asymmetrisches Knochenlager zu er­ halten, wird mit dem oberen Teil des asymmetrischen Kno­ chenfräsers durch schnelle Auf- und Abbewegungen das Kno­ chenlager erweitert. Durch stufenweises Vorgehen mit auf­ einander abgestimmten Aufbereitern lassen sich praktisch alle notwendigen Formen erzielen. In das so vorbereitete Implantatlager können jetzt entsprechende anatomische Im­ plantate eingesetzt und nach erfolgter Einheilung die Im­ plantate dann ohne größeren Aufwand mit Zahnersatz versehen werden.

Im Rahmen der Erfindung liegen verschiedene asymmetrische Knochenfeilen mit unterschiedlichen Querschnitten, Steigun­ gen und Formen für die mechanische Aufbereitung des Implan­ tatbettlagers.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1: eine Schrägsicht auf eine Seite ei­ nes natürlichen Zahnes in einem ge­ schnitten dargestellten Kieferkno­ chen;

Fig. 2: den im Kieferknochen sitzenden Zahn in Frontansicht;

Fig. 3, 4: den Wiedergaben in Fig. 1, 2 ent­ sprechende Darstellungen einer Zahnkrone auf einem zylindrischen Implantat;

Fig. 5, 6: jeweils eine Zahnkrone auf einem anatomischen Implantat in dem ge­ schnitten dargestellten Kieferkno­ chen;

Fig. 7, 8: Schrägsichten auf unterschiedliche anatomische Implantatformen;

Fig. 9 bis 13: skizzenhafte Schrägsichten zu ver­ schiedenen Schritten des Einbaus eines anatomischen Implantats in einen geschnitten dargestellten Kieferknochen;

Fig. 14: eine Schrägsicht auf einen fertigen Zahn in Frontansicht;

Fig. 15: den Längsschnitt durch Fig. 14;

Fig. 16: eine vergrößerte Schrägsicht auf ein Behandlungsgerät für den Kie­ ferknochen;

Fig. 17 bis 19: gegenüber Fig. 16 verkleinerte Bei­ spiele für Querschnitte des Behand­ lungsgerätes.

Ein natürlicher Schneidezahn 10 aus Zahnkrone 12, Zahnhals 14 und Zahnwurzel 16 lagert mit letzterer in einem Zahnfach oder einer Alveole 18 eines Kieferknochens 20. Dieser ist von - den Zahnhals 14 umschließendem - Bindegewebe 22 und Epithel 24 überlagert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind z. B. Zahnhöhle und Pulpe des Zahnes 10 in der Zeich­ nung ebenso vernachlässigt wie Zahnzement, Zahnwurzelhaut und Zahnfleischsaum. Die Alveole oder Knochenkavität 18 ist der Unregelmäßigkeit der Zahnwurzel 16 angepaßt.

Um Schrauben oder Zylinderimplantate für Zahnersatz in den Kieferknochen 20 einzubringen, muß zunächst ein knöchernes Lager geschaffen werden, da eine genaue Kongruenz zwischen Implantatbett und Implantat gefordert ist. Mit einem Kno­ chenfräser wird eine rotationssymmetrische Bohrung - in unterschiedlichen Durchmessern und verschiedener Länge - als Implantatlager in den Kieferknochen 20 gebohrt. Für diese Implantatlager müssen alle wurzelförmigen Zahnim­ plantate ebenfalls rotationssymmetrisch sein - im Gegensatz zu den natürlichen Zähnen 10 nach Fig. 1, 2, die keine ro­ tationssymmetrischen Querschnitte anbieten.

Bei einem in Fig. 3, 4 gezeigten querschnittlich kreisförmi­ gen Implantat 26 für eine künstliche Krone 28 muß mit Hilfe einer sog. Mesiostruktur 30 der Übergang von der Anschluß- fläche 32 des Implantats 26 zur elliptoiden Anschlußfläche 34 der Krone 28 geschaffen werden. Die Verschraubungen die­ ser Mesiostruktur 30 erfolgen im Schleimhautdurchtrittsbe­ reich. Gegen die Rotationsmöglichkeit der Aufbauten werden - hier nicht erkennbare - sechskantige Aufnahmen in die Implantat/Suprastruktur-Verbindungsstelle eingefräst.

Anatomische Implantate 36, 36 _a nach der Erfindung reichen- wie die natürlichen Zahnwurzeln - aus dem Kieferknochen 20 bis in das Zahnfleisch bzw. das Bindegewebe 22 und kön­ nen problemlos mit Kronen 28 versorgt werden, beispiels­ weise gemäß Fig. 14, 15 unter Zwischenschaltung eines in die Krone 28 eingefügten, mit einem Gewindeschaft 38 versehenen hutartigen Kupplungsbolzens 40, der auf die in Fig. 12 bis 15 oben liegende, eine Gewindebohrung 42 aufweisende Anschlußfläche 44 des Implantats 36, 36 _a aufgesetzt wird.

Die Implantate 36, 36 _a sind analog zu den natürlichen Zahn­ wurzeln 16 mit elliptischen oder auch z. T. rhombischen Querschnitten ausgestattet, können aber nicht mit rotieren­ den Instrumenten paßgenau in den Kieferknochen 20 einge­ fräst werden. Die querschnittliche Form der anatomischen Implantate 36, 36 _a selbst geht aus der Zeichnung nicht her­ vor, in Längserstreckung verjüngt sich das Implantat 36 von seiner Anschlußfläche 44 zuerst mit trichterartiger Außen­ fläche 46 und geht allmählich in ein Zapfenstück 48 über; in Fig. 6, 7 ist das trichterartige Kopfstück 50 durch eine sich ihm gegenüber stark verjüngende Zwischenzone 52 mit dem Zapfenstück 48 _a verbunden. Hier beträgt der Winkel w zwischen der Längsachse A des Zapfenstücks 48 und der Au­ ßenfläche 46 des Kopfstücks 50 etwa 8°, der Winkel w₁ zwi­ schen Längsachse A und der Außenfläche 53 der Zwischenzone 52 etwa 25°.

Die nicht rotationssymmetrischen Querschnitte sichern die Suprastruktur gegen ein Verdrehen, so daß auch bei der pro­ thetischen Versorgung solcher Implantate 36, 36 _a der Auf­ wand geringer bleibt.

Zum Festlegen dieser anatomischen Implantate 36, 36 _a wird zunächst in den Kieferknochen 20 gemäß Fig. 9 mit einem - an einem Bohrwerkzeug 54 festliegenden - herkömmlichen Im­ plantatbettfräser 56 zylindrischen Querschnittes eine ent­ sprechende Pilotbohrung 58 des Durchmessers d eingebracht. Um im oberen Knochenbereich ein zahnähnliches asymmetri­ sches Knochenlager zu erhalten, wird dann ein erfindungsge­ mäßer Implantatbettaufbereiter oder Knochenfräser 60 asym­ metrischer Ausgestaltung an einem Werkzeug 62 mit Huban­ trieb eingesetzt.

In jene Pilotbohrung 58 wird ein unterer zylindrischer Füh­ rungsteil 64 des Implantatbettaufbereiters bzw. des Kno­ chenfräsers 60 eingesetzt, während ein daran anschließender oberer Teil 66 des Knochenfräsers 60 das knöcherne Lager durch schnelle oszillierende Vertikalbewegungen gemäß Pfeil y aufbereitet bzw. erweitert. Der Knochenfräser 60 der Fig. 10, 11, 16 zeigt den unteren zylindrischen Teil oder Führungsschaft 64 der Länge a mit kalottenartig gerundetem Ende 68 sowie den darüber beginnenden oberen Teil 66, der sich in Stufen nach oben hin bis zu einer Firstfläche 70 erweitert; mit 72 sind - die Stufen bildende - nach außen und abwärts weisende Schneidkanten bezeichnet.

Von der Firstfläche 70 ragt - bevorzugt in der Längsachse M des Führungsschaftes 64 ein Anschlußschaft 74 für die Kopplung der Knochenfräse 60 an das Werkzeug oder Aufberei­ tungsgerät 62 auf, das als zahnärztliches Handstück, Ultra­ schallhandstück od. dgl. ausgebildet ist und die erwähnten oszillierenden Bewegungen hervorruft.

Dieser Anschlußschaft 74 läßt an seinem freien Ende 75 bei 76 ein Eintrittsloch für eine Kühlflüssigkeit erkennen; diese zirkuliert in einem nicht dargestellten Innenkühlsy­ stem, das im Führungsteil 64 Austrittslöcher 78 für Kühl- und Spülflüssigkeit anbietet. Das Kühlmittel wird zur Ver­ meidung einer Knochenüberhitzung sowie zur Spülung während des Aufbereitungsvorganges eingeleitet, und es tritt an verschiedenen Stellen im unteren Bereich wieder aus. Da­ durch wird das Instrument gespült und ein Verkleben durch Knochenspäne verhindert.

In ein durch diese Knochenfräse 60 aufbereitetes asymmetri­ sches Implantatlager 80 können dann gemäß Fig. 12, 13 ent­ sprechende anatomische Implantate 36, 36 _a eingesetzt wer­ den. Nach erfolgter Einheilung werden letztere ohne größe­ ren Aufwand in beschriebener Weise mit Zahnersatz 28 verse­ hen.

Die Zeichnung zeigt nur einige Ausführungen der Knochen­ fräse 60. An deren Oberteil 66 als aktivem Teil mit den Schneidkanten 72 - die auch gezahnt oder diamantenbesetzt sein können - schließt der zylindrische untere Führungs­ teil 64 an. Diese Aufbereiter 60 können verschiedene Quer­ schnitte, Steigungen und Formen aufweisen und aufeinander abgestimmt sein.

Günstige Querschnittsformen des oberen Teils 66 des Kno­ chenfräsers 60 - und damit auch der Anschlußfläche 44 - des anatomischen Implantates 36, 36 _a zeigen die Fig. 17 bis 19, nämlich eine Tropfenform, ein einseitig mit einer Ein­ formung versehenes Oval sowie ein Rechteck mit gerundeten Ecken und einem Bugteil 82.

Claims (16)

1. Zahnmedizinisches Implantat mit zapfenartig zylinde­ rischem Körper sowie einer Anschlußfläche für Zahner­ satz, dadurch gekennzeichnet, daß an den zapfenartig zylindrischen Körper (48, 48 _a) als Führungsteil des Implantats (36, 36 _a) ein diesem gegenüber sich querschnittlich erweiterndes Kopfstück (50) unregelmäßigen bzw. nicht rotationssymmetrischen Querschnitts angeformt ist.

2. Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zapfenstück (48 _a) und dem Kopfstück (50) eine Zwischenzone (52) vorgesehen und deren Win­ kel (w₁) von der Außenfläche (53) zur Längsachse (A) des Zapfenstückes größer ist als der Winkel (w) der Längsachse mit der Außenfläche (46) des Kopfstückes.

3. Implantat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Verhältnis des Winkels (w) für das Zapfenstück (48 _a) zum Winkel (w₁) der Zwischenzone (52) von 1 : 2 bis 1:4, bevorzugt etwa 1 : 3.

4. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch einen angenähert elliptischen Quer­ schnitt des Kopfstückes (50).

5. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch einen teilrhombischen Querschnitt des Kopfstückes (50).

6. Implantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch einen etwa rechteckigen Querschnitt mit Bugspitze (82) des Kopfstückes (50).

7. Instrument zum Herstellen einer Knochenkavität in ei­ nem Kieferknochen zur Aufnahme eines Implantats mit einem den Querschnitt einer Bohrung etwa entsprechen­ den Bereich an einer Antriebseinrichtung zum Einsatz eines Implantats nach wenigstens einem der voraufge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Instrument (60) einen Kopfteil (66) asymmetrischen Querschnittes mit an seiner Außenseite vorgesehenen Fräselementen sowie einen dem Kopfteil zugeordneten rotationssymmetrischen Führungsteil (64) aufweist, wobei das Instrument in Richtung (y) der Längsachse (M) des Führungsteils von der Antriebseinrichtung (62) hin- und herbewegbar ausgebildet ist.

8. Instrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kopfteil (66) in Richtung (y) der Längs­ achse (M) des Führungsteils (64) querschnittlich er­ weitert.

9. Instrument nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Kopfteil (66) stufenförmig er­ weitert.

10. Instrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen des Kopfteils (66) Schneidkanten (72) bilden.

11. Instrument nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stufen des Kopfteils (66) mit Dia­ manten od. dgl. spanabhebenden Elementen versehen sind.

12. Instrument nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekenn­ zeichnet durch ein Kühlsystem mit zumindest einem kopfwärtigen Eintrittsloch (76) und wenigstens einem im Führungsteil (64) vorgesehenen Austrittsloch (78).

13. Instrument nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (64) mit einem teilkalottenartigen Ende (68) versehen ist.

14. Instrument nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch einen angenähert ellipti­ schen Querschnitt des Kopfteils (66) bzw. dessen Firstfläche (70).

15. Instrument nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch einen teilrhombischen Quer­ schnitt des Kopfteils (66) bzw. dessen Firstfläche (70).

16. Instrument nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, gekennzeichnet durch einen etwa rechteckigen Querschnitt mit Bugspitze (82) des Kopfteils (66) bzw. dessen Firstfläche (70).