牙科植體及其基體的製作方法

2023-06-16 23:01:36

牙科植體及其基體的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種牙科植體及其基體，該牙科植體具有固定在顎骨中的由陶瓷製成的基體以及能使用螺釘附接至基體的植體上部結構，其中在牙科植體的組裝狀態下，螺釘的螺紋部分與形成在基體的盲孔中的內螺紋接合，其中植體上部結構通過螺釘壓靠基體，並且其中螺釘的螺紋部分與盲孔的內螺紋之間的接合僅出現在基體的背離植體上部結構的下半部分中。
【專利說明】牙科植體及其基體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種牙科植體，該牙科植體具有可固定在顎骨中的由陶瓷製成的基體以及可使用螺釘附接至該基體的植體上部結構，其中，在牙科植體的組裝狀態中，螺釘的螺紋部分與形成在基體的盲孔中的內螺紋接合，並且其中裝配上部結構通過螺釘壓靠基體。
【背景技術】
[0002]這種牙科植體在現有技術中是已知的。緊固螺釘會在基體和植體上部結構的材料中產生應力。在所使用的陶瓷上的高應力在螺釘的緊固狀態下產生，所述高應力產生在基體與植體上部結構之間的支承區域中以及螺釘的螺紋側面與其結合的內螺紋周圍。該螺釘連接會產生對陶瓷材料特別有害的剪切應力和拉伸應力。因此，對於抵抗壓應力是穩定的但對於抵抗拉伸應力是不穩定的陶瓷材料通常是受過度應力的。當緊固螺釘時，陶瓷材料可在基體與植體上 部結構之間的支承區域中受到初裂(incipient crack)甚至破裂。
[0003]這種現有技術的實例是EP2168530A1，其披露了一種植體中的包含金屬塗層的陶瓷植體，該金屬塗層應用於內螺紋上。這種金屬層還應用位於基體的植體上部結構支承在其上的一端處的斜面上，以更好地吸收剪切應力和拉伸應力。然而，這種金屬嵌入物或塗層必須以複雜的工藝施加於陶瓷基材上，並且因此非常昂貴。此外，螺釘的與內螺紋相接合的部分布置在基體的上部中，而基體的下部本設計為實心體(solid body)。因此在緊固螺釘時產生的應力集中在基體的上部上，而應力並不分布(prevail)在植體的下部中。包括剪切應力和拉伸應力的多軸應力狀態因此集中在基體與植體上部結構之間的支承區域的這個部分以及內螺紋周圍的區域中。同時，應力非常不均勻地分布在基體的整個長度上。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種牙科植體，該牙科植體可以低成本製造並且包括用於陶瓷材料的優化的力傳遞。
[0005]該目的根據本發明以以下方式實現:螺釘的螺紋部分與盲孔的孔的內螺紋之間的接合僅出現在基體的背離植體上部結構的下半部分中，所述下半部分延伸超過基體的長度
的一半。
[0006]該設計具有的效果是，所產生的應力均勻地分布在基體的整個長度上。此外，通過螺釘將應力直接引入到其中的內螺紋定位為遠離與植體上部結構接觸的區域，深入基體的基部。由於支承區域與內螺紋的接合於螺釘的部分之間的這種大的距離，因此在基體與植體上部結構之間的支承區域的上半部分中很大程度上避免了拉伸應力和剪切應力。相反，在這個區域中主要出現壓應力，該壓應力可由陶瓷材料更好地吸收。極大地減輕了基體與植體上部結構之間的支承區域(由於空間原因而通常是薄壁型的)的負載，並且在基體的內螺紋處引入的螺釘應力出現在基體的更為結實(massive)的下部中。因此，減少了裂紋形成的傾向並且增大了組裝的便利性。對陶瓷材料的額外的加固(諸如在支承區域和內螺紋中的金屬塗層)不再是必要的，由此可極大地降低牙科植體的製造成本。甚至可完全通過陶瓷來製造基體和植體上部結構而無需附加的塗層，這樣可再次降低製造成本。拉伸應力因此主要出現在螺釘中。由金屬製成的螺釘特別地適用於此，而螺釘則製造起來是廉價的。
[0007]有利實施例在從屬權利要求中主張這種並且在下文中描述。
[0008]根據本發明的第一實施例，內螺紋的整個長度僅在基體的下半部分中延伸。因此不需要在基體的盲孔的整個長度上應用螺紋，有此降低製造成本。並且然後剪切應力被僅限於基體的下半部分。
[0009]在本發明的另一實施例中，同樣有利的是盲孔的長度佔基體的總長度的至少80%，優選地佔基體的總長度的至少90%。由此基體的整個長度以對螺釘張力的傳遞而言最有效的方式來使用。
[0010]在本發明的另一實施例中，沿著植體上部結構的方向在內螺紋之後的盲孔體現為配合孔，其中在配合孔與螺釘的桿身之間存在過渡配合或者具有很小間隙的間隙配合，這樣在橫向於螺釘縱向軸線的方向上提供簡單的支撐。因此剪切應力通過螺釘桿身容易地承擔。[0011]根據本發明的另一實施例，同樣有利的是配合孔的長度比內螺紋的長度更長。這在橫向方向上的側面支撐與接觸區域中的壓力降低之間提供最佳比(optimal ratio)。
[0012]根據本發明的另一實施例，植體上部結構在支承面處抵靠基體，支承面以大致垂直於螺釘的縱向軸線的方式延伸。這具有的優勢在於，由基體傳遞至植體上部結構(或者反之亦然)的壓力壓在豎直表面上，由此避免了由剪切力產生的應力。因此提供了更為陶瓷友好型的設計。
[0013]根據本發明的有利實施例，同樣有利的是，植體上部結構包括延伸部，該延伸部在牙科植體的組裝狀態下是插入到基體的凹部中的。這確保了植體上部結構在徑向上相對於基體以簡單的方式被支撐。從而防止了這兩個部件相對於彼此的徑向位移。
[0014]根據本發明的有利實施例，還可在植體上部結構與基體之間提供防轉形式的配合。防止特別地在植體上部結構與基體擰在一起時(同樣在使用過程中)植體上部結構相對於基體的轉動。
[0015]根據本發明的另一實施例，有利的是，植體上部結構以及基體兩者由陶瓷(優選為氧化鋯)製成。這具有的優勢在於確保牙科植體的特別堅固結構。
[0016]根據另一有利實施例，如果植體上部結構和/或基體通過粉末注射成型製成，則這使得牙科植體能夠以特別成本有效的方式製造。內螺紋也可使用這種方法在成型過程中就已成形，這可再次降低製造成本。
[0017]本發明還提供了一種用於牙科植體的基體，該基體也提供了低製造成本以及良好的應力分布的優勢，並且可普遍應用於其他植體上部結構。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面將使用附圖通過實施例來描述本發明。
[0019]圖1示出了固定在患者的顎骨中的根據本發明的牙科植體沿著基體的縱向軸線所得的縱向截面，以及
[0020]圖2示出了沿著圖1中標記的剖面線II垂直於基體的縱向軸線所得的橫截面，用於說明防轉鎖定。【具體實施方式】
[0021]附圖本質上僅僅是示意性的並且僅用於理解本發明。相同的元件由相同的參考標號來表不。
[0022]圖1示出了包括基體2和植體上部結構4的牙科植體I，基體與植體上部結構使用螺釘3相互緊固。假牙5則可以已知的方式(例如通過粘合牙冠)附接至植體上部結構4。
[0023]基體2基本上形成為圓柱形。為了固定(anchor)在顎骨(當前未示出)中，基體2包括引入至基體2的護套區域中的外螺紋6。基體2使用該外螺紋6擰入顎骨中。護套表面朝向擰入顎骨的基體2的下端部7呈圓錐形地漸縮。盲孔9從基體2的背離顎骨且的與下端部7相反地定位的上端部8引入至基體2中。盲孔9在基體2中居中地布置，並且沿著基體2的從上端部8向下端部7—直延伸到下端部7中的縱向軸線10。基體中的縱向軸線10因此與盲孔9的中心軸線同軸。[0024]此外，基體2的平坦的支承面11布置在基體2的上端部8處，所述支承面相對於縱向軸線10而大致與縱向軸線10垂直地(成90ο地)延伸。在盲孔9與支承面11之間，凹部12設置在基體2中並且與附接至植體上部結構4的延伸部24的相反的輪廓共同作用以作為防轉鎖定，如下面將更加詳細地描述。支承面11為基體2的沿著縱向軸線10的方向朝向植體上部結構4向上突出最遠的部分，並且因此形成為基體2的表面側(face side)。
[0025]基體2的沿著縱向軸線10的方向在支承面11與和該支承面相反地定位的下端部7的下部正面之間的距離在下文中稱為基體2的「長度」。該長度由假想的劃分平面13劃分為相等的兩半部分14、15。在基體2的面向顎骨的下半部分14中，內螺紋16引入到盲孔9中。下半部分14和上半部分15因此各自延伸橫過基體2的長度的一半。盲孔9延伸至下半部分14中如此遠以致盲孔9的長度佔基體2的總長度的至少80%，特別優選地至少90%，最優選地至少95%。內螺紋16自身施加於盲孔9的面向下端部7的端部處，並且僅形成在基體2的下半部分14中。在植體上部結構4的方向上在內螺紋16之後，仍然在基體2的下半部分14中，內螺紋16過渡為盲孔9的配合孔17。該配合孔17首尾相接地延伸至基體2的其中盲孔9過渡為凹部12的上端部。配合孔17比內螺紋16更長。
[0026]為了附接植體上部結構4，螺釘3插入盲孔9中如此遠直至螺釘3的螺紋部分18可擰入內螺紋16中。螺釘3在組裝狀態下擰入內螺紋16中如此遠以致螺釘頭19支承在植體上部結構4的螺釘頭支承部分20上。植體上部結構4在該區域中通過緊固螺釘3而牢固地壓在基體2上，植體上部結構在組裝狀態下通過接觸面21支承在基體2的支承面11上。因此，在支承面11與接觸面21之間的該支承區域中產生壓應力。
[0027]在該組裝狀態中，螺釘3通過其螺紋部分18完全地擰入內螺紋16中。螺紋部分18因此與內螺紋16完全接合。由於內螺紋16完全位於基體2的下半部分14中，螺釘3的接合部分因此完全位於基體2的下半部分14中。平滑的螺釘桿身22連接至螺釘3的螺紋部分18並且配合於基體2的配合孔17中，從而給定具有很小間隙的間隙配合。螺釘桿身22與配合孔17之間的配合優選地構造成過渡配合，使得必須施加輕微的壓力以將螺釘3插入到盲孔9中。由此螺釘3可能幾乎不能沿著縱向軸線10的方向在配合孔17中移動，而是通過桿身22的外表面而至少部分地支承在配合孔17的內表面上。螺釘3的中心軸在組裝狀態下優選地與基體2的縱向軸線10同軸。[0028]桿身22從螺釘頭19的接觸螺釘頭支承部分20的側部延伸至螺紋部分18。同樣，在螺釘桿身22部分地延伸至其中的植體上部結構4中，該部分被引導至植體上部結構4的配合孔23中。螺釘桿身22與植體上部結構4中的配合孔23之間的配合設計成具有很小間隙的間隙配合。因此，植體上部結構4和基體2兩者均在螺釘3的中心軸線的橫向方向上被支撐，並且，由於該螺旋軸線與基體2的縱向軸線10同軸，因而基體2也在縱向軸線10的橫向方向上被支撐。
[0029]為了使植體上部結構4相對於基體2在徑向上固定，植體上部結構4包括可插入基體2的凹部12中的延伸部24。由於該插入操作，這兩個部件處於徑向地安裝的組裝狀態下，並且由此在縱向軸線10的橫向方向上被支撐。
[0030]如在圖2中特別明顯的,延伸部24具有特定的正形狀(positive shape),該正形狀在組裝狀態下插入凹部12的負形狀(negative shape)中。由此確保了基體2相對於植體上部結構4圍繞縱向軸線10的防轉鎖定。延伸部24在橫截面(即，橫向於縱向軸線10)上的輪廓大致以環形延伸，所述環形包括在其面向凹部12的外側處縱向延伸的凸出部25。這些凸出部25圍繞延伸部24的由縱向軸線10限定的中心點等距地布置在外側上。在該實施例中，七個凸出部25圍繞中心點均勻地分布，然而，也可使用彼此並行布置的多於或少於七個的不同數量的凸出部25。凹部12的面向延伸部24外側且在盲孔9和支承面11之後的側部也以至少部分地平行於縱向軸線10的方式延伸，並且具有與延伸部24的輪廓相配合的負形狀，使得凸出部25與凹部12的凹槽26接合。該接合在凹部12處為延伸部24提供支撐。因此， 基體2相對於植體上部結構4的任何轉動都是不可能的。
[0031]植體上部結構4 (設計成基本上中空圓筒)包括位於一端背離基體2的通常的假牙5，該假牙在組裝狀態下粘合至植體上部結構4上。
[0032]該實施例中的基體2全部由陶瓷(即氧化鋯)製成，由此內螺紋16在其與螺釘3的螺紋部分18接合的螺紋側面處包括這種陶瓷材料。植體上部結構4也全部由陶瓷材料(即氧化鋯)製成。基體2以及植體上部結構4兩者均通過粉末注射成型(優選地使用陶瓷注射成型(CIM, ceramic injection molding)的方法)製造。
[0033]螺釘3或至少螺釘3的螺釘桿身22由合金鋼(特別地，優選為鈦合金)製造。
[0034]為了組裝牙科植體1，首先將基體2擰入顎骨中。如果基體2以足夠堅固的方式固定(優選地已長入骨中)，然後隨後通過將螺釘3擰入植體上部結構4和基體2的孔中而固定上部結構4。螺釘3因此處於拉伸應力之下，使得上部結構4和基體2相互牢固地擠壓。支承面11 (垂直於縱向軸線10形成)和抵靠支承面的接觸面21確保植體上部結構4在基體2上的表面接觸。支承區域中的壓應力因此主要沿著縱向軸線10並且平行於螺釘3的中心軸線而產生。在螺釘3緊固之後，然後將形成為齒冠或齒梁(bridge)的假牙5粘合至植體上部結構4上。
【權利要求】
1.牙科植體(1)，所述牙科植體(1)具有能固定在顎骨中的由陶瓷製成的基體(2)以及能使用螺釘(3)附接至所述基體(2)的植體上部結構(4)，其中，在所述牙科植體(1)的組裝狀態下，所述螺釘(3)的螺紋部分(8)與形成在所述基體(2)的盲孔(9)中的內螺紋(16)接合，並且其中，所述植體上部結構(4)通過所述螺釘(3)壓靠所述基底(2)，其特徵在於，所述螺釘(3)的所述螺紋部分(18)與所述盲孔(9)的所述內螺紋(16)之間的所述接合僅出現在所述基體(2)的背離所述植體上部結構(4)的下半部分(14)中。
2.根據權利要求1所述的牙科植體(1)，其特徵在於，所述內螺紋(16)的整個長度僅在所述基體(2)的所述下半部分(14)中延伸。
3.根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(1)，其特徵在於，所述盲孔(9)的長度佔所述基體(2)的總長度的至少80%，優選地佔所述基體(2)的總長度的至少90%。
4.根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(1)，其特徵在於，沿著所述植體上部結構(4)的方向在所述內螺紋(16)之後的所述盲孔的孔包含配合孔(17)，其中在所述配合孔(17)與插入的所述螺釘(3)的桿身(22)之間存在過渡配合或者具有很小間隙的間隙配合，
5.根據權利要求4所述的牙科植體(1)，其特徵在於，所述配合孔(17)的長度比所述內螺紋(16)的長度更大。
6.根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(1)，其特徵在於，所述植體上部結構(4)在支承面(11)處支承抵靠在所述基體(2)上，所述支承面大致垂直於所述螺釘(3)的所述縱向軸線(10)延伸。
7.根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(I)，其特徵在於，所述植體上部結構(4)包括延伸部(24)，所述延伸部在所述牙科植體(1)的組裝狀態下插入到所述基體(2)的凹部(12)中。
8.根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(1)，其特徵在於，在所述植體上部結構(4)與所述基體(2)之間存在防轉形式的配合。
9.根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(1)，其特徵在於，所述植體上部結構(4)以及所述基體(2)兩者均由陶瓷材料製造，優選地由氧化鋯製造。
10.根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(1)，其特徵在於，所述植體上部結構(4)和/或所述基體(2)通過粉末注射成型方法製造。
11.一種用於根據前述權利要求中的一項所述的牙科植體(1)的基體(2)，其特徵在於，所述基體包括根據權利要求2至10中的一項所述的特徵。
【文檔編號】A61C8/00GK103830014SQ201310602877
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2012年11月23日
【發明者】託爾斯滕·布爾拉格 申請人:麥克森發電機股份公司