JP4112629B2 - 歯科および整形外科用インプラントシステムの改良 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は一般に修復歯科に関し、特に改良された歯科用インプラントシステム（implant system）に関する。
発明の背景
自然の歯は歯の疾病の結果として、あるいは歯を補綴装置と交換するのが望ましいようにする傷害の結果として喪失されうる。補綴の一タイプは下顎あるいは上顎歯槽骨内に外科的に位置される歯科インプラントすなわち歯根部材である。治癒の後、ヘッド部材すなわちアバットメントがインプラントに装着され、次いで歯擬態補綴あるいは歯冠がアバットメントに装着される。
全体的に円筒形のインプラント（implant）のための場所を準備するために、インプラントの直径と全体的に同じ直径を有する孔が歯槽骨に穿孔される。インプラントが前記孔に位置され、骨の表面の下方に位置したタイプのインプラントに対しては、例えば穿孔工程の間得られる骨の粒体のような自己移植材が詰め込まれる。インプラントには一次的な癒合プラグで閉鎖されたアバットメント受け取り孔が設けられ、インプラント個所は被覆され、骨形成が行われ、骨とインプラントが基本的に一体の本体を形成できるように例えば３−６ヶ月のような適当な時間癒合するようにされる。癒合および骨成長過程の後、一次的な癒合プラグは外科的に対処され、かつ取り外される。次いで、インプラントの孔に受入可能なポスト部分を有している永久的なアバットメントがインプラントに装着される。
歯科用インプラント開発の初期段階においては、典型的な失敗の態様はインプラントの側部に沿って上皮が移動し、骨を喪失させ、最後にはてこ作用力が増大することによってインプラントが落下するか、あるいは破壊することであった。骨形成を促進する各種の溝や横方向に延在するフィンの導入により前記の問題は大いに克服されたが、典型的には依然として若干の上皮の移入や、並行してインプラントの頂端における骨の喪失の問題がある。この傾向はインプラントとアバットメントとの間に何らかの運動があるとすれば、顕著となる。
インプラントシステムの一タイプにおいては、アバットメントはねじでインプラントに取り付けられる。緩みを最小にするために、ねじは極めて緊密な公差で作られるものの、ねじをインプラント中へねじ込むことが可能なようにねじ部分とインプラントのねじを切った孔との間である量の微小運動が本質的に存在する。要素間のこの微小運動とバクテリアの漏れとが骨にクレータ即ち穴を発生させ、軟質の組織の付着移動を起こし更なる劣化をもたらす。
別の歯科用インプラントシステムは、対応するロッキングテーパを形成したインプラントの孔に受け入れられたロッキングすなわち自己保持テーパを形成したポストを有するアバットメントを利用している。このタイプのシステムにおいては、一旦ポストがアバットメントの孔と係合すると、２個の部材の間にはなんら運動がなくなる。このタイプのシステムが本発明と共に譲渡され、その主体を参考のために本明細書に含めている米国特許第４，７３８，６２３号に示され、かつ説明されている。この特許においては、下部分に多数の外方に延びるフィンが形成されているインプラントが示され、前記フィンの上方に狭く上方、かつ内方に形状を有する肩部が形成されている。本システムにおいては、もし患者が全身性の問題を有していなければ、例えば糖尿病患者あるいは喫煙者でなければ、上皮の移動と骨の喪失とは肩の頂部分に限定されることが判明している。
本発明の目的は上皮移動を限定する手段を有し、ねじによる係合部材あるいはロッキングテーパ係合部材を採用しているインプラントシステムと共に使用可能な歯科用インプラントシステムを提供することである。
本発明の別の目的は後方配置あるいは骨の深さが最小であるその他の領域に配置させる意図のインプラントに関する。通常、比較的長い長さのインプラントが該インプラントが受ける横方向の高度の負荷に対して該インプラントが耐えうるようにする好ましい長さ対幅比を提供する。しかしながら、口腔の後部分並びに身体のその他の部分は骨の深さが通常の長さのインプラントに対して不十分であることが多い。更に、後方部分においては、横方向の力が大きく、一方同時に長さ対幅比が小さいことによってインプラントが破損する可能性が大きくなる。
発明の要約
従って、本発明の目的は従来技術の前述の制約を克服する歯科用インプラントシステムを提供することである。
要約すれば、本発明によれば、歯科用インプラントは長手方向軸線に沿って頂端即ち最上端から遠位端まで延在しているアバットメント受入れ孔を有する生物学的に相容性の材料から形成された本体からなる。前記インプラントは前記本体の周囲を囲む環状面を含む少なくとも1個の上皮移動停止手段を含む。上皮移動停止手段のための選定された一つの位置がインプラントの外側壁とインプラントの頂面即ち最上端面との間に形成された切頭円錐形の肩の端の間に位置されたものとして示されている。上皮移動停止手段のための選定された別の位置は肩と外方に延在したフィンとの間に位置したものとして示されている。上皮移動停止手段は微小運動を受け易い傾向のインプラントとアバットメントとを結合するねじ手段を有するアバットメントと共に使用する上で特に有利であるが、ロッキングテーパ結合手段と共に使用することも可能である。
本発明の別の実施例によれば、長さ対幅比が概ね１．５から１以下までとなるよう幅を大きくすることにより比較的高度の横方向の負荷を受ける後方インプラントとして使用するのが特に適しているインプラントが提供される。後方インプラントは横方向の力をその外被覆を通して全体的に分布するよう独特の形状を利用している。
本発明のその他の目的や特徴は以下の説明において部分的に説明され、その説明から部分的に明らかとなる。本発明の目的や利点は特に請求の範囲に指摘されているものおよび組み合わせによって実現され、達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
本明細書に組み込み、かつその一部を構成する添付図面は本発明の好適実施例を示し、かつその説明と共に、本発明の目的、利点および原理を説明する上で役に立つ。ある部材の寸法は図示のために変更しているものもある。図において、図１は本発明の第１の実施例によって作られた歯科用インプラントの部分的に断面で示す拡大した正面図、
図１ａは図１のさらに拡大した部分を示す図、
図２は図１に示すインプラントの上面図、
図３は本発明の修正した第１の実施例を示す、図１と類似の図面、
図４は本発明の第２の実施例によって作られ、かつ第１の実施例の特徴を組み入れたインプラントの拡大した正面図、
図４ａおよび図４ｂとは、本発明によって作られた２種類の上皮移動停止手段を示す、図４の一部の破断した拡大図、
図５は図４に示すインプラントの上面図、
図６は本発明の第２の実施例によって作られ、第１の実施例の特徴を含む修正インプラントの、図４と類似の図面、
図７は図４に示すインプラントに対して有用なアバットメントの図４より僅かに小さい尺度まで拡大した正面図、
図８は図７に示すアバットメントの上面図、
図９は図６に示すインプラントに対して有用な修正されたアバットメントの図７より僅かに小さい尺度まで拡大した、図７と類似の図面、
図１０と図１１とは本発明の第２の実施例によって作られ、また第１の実施例の特徴を含む修正されたインプラントの正面図、
図１２と図１３とはそれぞれ、本発明の第２の実施例によって作られた更に別の修正されたインプラントの正面図と、図１２の矢印２２の方向に見た側面図である。
好適実施例の詳細説明
図１、図１ａ、および図２を参照すれば、本発明によって作られた歯科用インプラントが数字１０で示されている。インプラント１０は、全体的に円筒形本体を有するチタニウムあるいはチタニウム合金のような生物学的に相容性の材料から構成され、頂端面１４から長手方向軸線１６に沿って反対側の遠位端面１８に向って延在しているロッキングテーパを有し、端が閉鎖されている孔１２が形成されている。例えば切頭円錐形として示されている滑らかな面をした肩１９が孔１２の近傍の頂端面１４から主本体部分２０まで延在している。狭幅の縁部２２を孔１２と肩１９との間で頂端に設けることが出来る。
主本体部２０は、複数の横方向に延在したフィン２４からなる骨形成を促進する表面形状を備えたものとして示されている。希望に応じて、フィンの中のあるもの、あるいは全てに歯槽骨におけるインプラント１０の相対回転を阻止するための１個以上のスロット３０を設けてよい。フィン２４を含む、主本体部２０は遠位端面１８に向って直径が僅かに小さくなることが好ましい。
上皮の移動は開口の中心に向って内方へ、そして開口の頂端から離れる方向において表面に追従しようとする傾向があり、前述のように、インプラントの場合は該インプラントを支持している骨を喪失させる可能性がある。図１と図１ａとに示すように、そのような移動を制限するために上皮移動停止手段が設けられている。図１と図１ａに示すように、溝３２が肩１９の上端と下端との中間で該肩を囲んでおり、肩１９に対して鋭い角度、例えば直角あるいは鋭角を形成する環状の面部分３２ａと、前記面３２ａに対して鋭角を形成する環状の面３２ｂとを含む。この面３２ａは、上皮が頂端１４から肩１９を下がって移動する方向と比較して、中心(長手方向軸線１６)から離れる方向に外方と、遠位端１８から離れる方向に上方との両方である方向に延在している。上皮移動停止面３２ａとして効果的であるためには、該面は少なくとも０．０２５ミリ（０．００１インチ）、好ましくは少なくとも０．１２７ミリ（０．００５インチ）延在するべきである。前述のように、ロッキングテーパシステムにおいては、殆どの場合、上皮移動は肩１９の上部分に限定される。しかしながら、上皮移動停止手段３２は全身性の問題について前述したように極端な場合、それ以上の移動を阻止するよう作用する。
例えば図４から図６までに示すように、上皮移動停止面のその他の位置を選定することが出来る。図４においては、第１と第２の上皮移動停止手段３２を有するインプラント１００が示されており、第１の上皮移動停止手段は孔１１２から頂端１１４に向って外方、かつ上方に延在している切頭円錐形の面３２ａを含む。このように、インプラント１０に装着されたアバットメントから移動する上皮は図４に示すように、孔１１２において受け入れられたポストから上方に、かつ外方に移動せざるをえない。第２の上皮移動停止手段すなわち溝３２が肩１１９と頂端面１１４に対して最も近いフィン１２４との間に位置されている。第２の上皮移動停止手段の溝３２は矢印１３４の方向に、かつ図１ａに示す面３２ａおよび孔１１２から延在する図４に示す面３２ａと同様に図４ａに示すように中心から離れる方向に頂端面に向って延在している切頭円錐面３２ａを有するか、あるいは図４ｂに示すように四角の溝のような複合面の形態をとることが出来る。図４ｂを参照すれば、上皮移動停止手段３２′は外方に半径方向に延在している第1の面３２ｃと矢印１３４の方向で遠位端面から頂端面１１４に向かう方向に延在している第２の円筒形面３２ｄとを備えた四角の溝である。最も効果的な性能を発揮するためには、第１の面３２ｃと第２の面３２ｄとの双方はそれぞれ半径方向外方および長手方向に少なくとも約０．０２５ミリ（０．００１インチ）、好ましくは０．１２７ミリ（０．００５インチ）延在する必要がある。
図３に戻って参照すれば、インプラント１０′はアバットメントのねじを切った部分を受け入れるようねじを切ったものとして図３では示されているアバットメント受入れ孔１２′を除いて図１に示すものと同じ構造からなる。本実施例においては、上皮移動停止手段は前述のねじを切ったシステムにおいては固有のアバットメントとインプラント部材との間の微小運動により移動の可能性がより大きくなることを考えると特に有利である。
図７と図８とを参照すれば、アバットメント１０は、基部１４４から下方に延び、インプラント１０の孔１２のそれと適合するロッキングテーパを有するポスト部分１４２を含み、前記基部１４４の下部分は全体的に球の一部の形状とされている。前記基部１４４の上部分１４６は補綴を受け入れるよう作用し、例えば両側の平坦部１４８のような回転阻止形状を備えていることが好ましい。ポスト１４２は該ポスト１４２を孔１２に位置させ易くするために僅かに面取り１４２ａを備えていることが好ましい。
図９はインプラント１０′（図３）のねじを切った孔１２′と共に使用するようにされたねじを切ったポスト１４２′を有するが、それ以外は同一である、対応するアバットメント１４０′を示す。
図４から図６までを参照して、歯槽骨あるいは、例えば脊椎骨のような骨の深さが最小であるその他の領域において使用するのに特に適合した構造に関して本発明の局面を以下説明する。前述のように、典型的なインプラントは比較的大きな長さ対直径あるいは幅の比を有することによって、横方向の負荷に対して有効な抵抗性を提供する。そのような比は典型的には２：１あるいはそれ以上である。例として、現在市販されているインプラント群は小さい直径のものが３．５ミリ、中間の直径のものが４ミリ、大きい直径のものが５ミリで、長さは希望に応じて８ミリ、１１ミリ、あるいは１４ミリである。対応する長さ対幅の比は低いもので１．６：１から高いもので４．０：１の範囲である。しかしながら、歯槽骨の後方部分においては、そのような長いインプラントが使用出来るような十分な骨の深さはない。この問題は、歯槽骨のこの部分において発生する力が前方部分におけるよりも著しく大きいため益々深刻となる。本発明によれば、アバットメントを受け入れるロッキングテーパ孔１１２を有するインプラント１００と、アバットメントを受け入れるねじを切った孔１１２′を有するインプラント１００′は従来のインプラントよりも広幅としており、対応するアバットメントのポスト１４２，１４２′の直径も、例えば２ミリから３ミリまで増大している。図４に示す典型的な幅すなわち直径Ｗは約６ミリであって、長さすなわち高さ１はそれぞれ個人に対して有用な数種の長さの一つである。例えば、本発明によって作られた後方インプラント群は短い長さで６ミリ、中間の長さで６．７５ミリ、長い長さで８．２５ミリであり、その結果比はそれぞれ１：１，１．２５：１，および１．３７５：１となる。このように、本実施例によって作られたインプラントの長さ対幅の比は約１．５：１以下である。
下側外面が球形に近似しているインプラントの下膨れ形状により横方向の負荷に対する抵抗性を向上させる。フィン１２４の他に、インプラント１００，１００′の底端面すなわち遠位端面１１８には負荷支持溝１２６が形成されている。下膨れ形状により、孔１１２，１１２′に装着されたアバットメントを通してインプラントに加えられる横方向の負荷はいずれも遠位端面１１８における溝１２６によって形成されるフィン１２４によって外面に沿って圧縮および引張り成分として分配される。
フィンは図１、図３、図４および図６において骨形成を促進する主要なメカニズムとして示されているが、外面にも、骨形成を更に促進するために、ハイドロキシアパタイト即ち水酸化リン灰石等を適当に塗布したり、あるいは塗布することなく少なくとも約０．１２７ミリ（０．００５インチ）の深さを有する図１０に示すインプラント２００において示す複数の好ましくは均等に離隔したくぼみ２５０を形成することも可能である。孔２１２はロッキングテーパとして示されている。しかしながら、くぼみを形成している面はねじによる結合部材を採用しているものを含め、事実上いずれのタイプのインプラントシステムに対しても使用可能である。図１１から図１３までは図４から図６までに示す実施例の更に修正したインプラントを示す。図１１においては、いずれの方向においてもインプラントからの横方向の負荷の分布を最適化するために基本的に球形であるインプラント３００が示されている。いずれかの適当な骨形成を促進する面を採用することが可能であることが理解されるものの、インプラント３００は例えばハイドロキシアパタイトのような適当な骨形成促進材料の被覆物即ちコーテイング３０２を有する外面を備えたものとして示されている。全体的に長円形である図１２および図１３に示すインプラント４００のような対称形および非対称形の双方を含む各種の湾曲した形状を利用して横方向負荷の分布を改善する利点を引き出すことが可能である。長手方向軸線１６に対して垂直に引いた平面とインプラント４００との交点は図１２から判るように長円形を形成し、その長軸はここでは幅と称し、点４０６，４０８の間の矢印４０２の方向に延び、短軸はここでは深さと称し、点４１０，４１２の間で矢印４０４の方向に延びている。希望に応じて、前述の修正実施例に記載のものと同様に上皮移動を制限するために１個以上の上皮移動停止手段３２，３２′を設けることが可能なことが理解される。
頬−舌側(矢印４０４)方向から見た図４から図１２に示すインプラントの深さ、すなわち点４１０と４１２との間の距離が幅、すなわち点４０６と４０８との間の距離に適合する必要はないものの、深さ対幅の比は本発明による湾曲した面によって望ましい横方向の力分布が提供されるようにするに十分であらねばならない。
本発明をその特定の好適実施例に関して説明してきたが、当該技術分野の専門家には変更や修正が明らかとなる。従って、請求の範囲は歯科用インプラント並びに例えば脊椎固定用インプラントや頭蓋外肢のような全ての整形外科用インプラントに対して使用するための全ての変更や修正を包含するよう従来技術に鑑みて出来る限り広義に解釈することを意図している。

Claims (1)

1. 長手方向の軸線を有し、かつ前記軸線に沿って離隔された頂端面と遠位端面とを有する本体であって、前記頂端面を通して形成され、前記軸線に沿って閉鎖端まで前記本体中へ延在しているアバットメントを受け入れる孔を有している本体を含む生体用インプラントにおいて、前記本体が、前記頂端面と遠位端面との間に配置された外面と少なくとも一つの上皮停止手段を有し、該上皮停止手段は、前記本体の周囲を囲む内部分を有し且つ前記長手方向軸線と全体的に一致している軸線を有する環状の溝からなり、前記環状の溝は深さが少なくとも約０．０２５ミリ（０．００１インチ）であり、前記環状の溝は、
   前記溝の頂端面側の外面から、前記長手方向軸線に垂直であり前記遠位端面に交差する面に向かう方向に、前記溝の内部分まで延在する第１の環状面部分と、
   前記溝の内部分から、前記長手方向軸線に垂直であり前記頂端面に交差する面に向かう方向に、前記溝の遠位端面側で前記本体の外面と合流するまで延在する第２の環状面部分とによって形成されており、
   前記本体には頂端面における上端から下端まで延在する滑らかな面を有する肩が形成されており、
   前記インプラントは、骨形成を促進するために前記外面に形成された保持手段を更に含み、前記保持手段は前記肩と遠位端面との間で該本体から外方に延在している複数のフィンを含み、
   少なくとも１個の上皮移動停止手段の環状の溝の第１の環状面部分が、フィン中へ延びる肩の連続部分によって形成されている、生体用インプラント。

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