(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
咀嚼及び下顎咬合に感応する生体デバイスを有する汎用補綴アバットメントであって、
前記生体デバイスは、顎の機械的応力を電気パルスに変換するトランスデューサ（５）と、三叉神経の神経終末に作用するインターフェースカード（２）に前記電気パルスを伝達するガイドワイヤとを備え、
前記インターフェースカード（２）は、銅導体、金板、金で被覆された板、及び、チタンメッシュの１以上が内部に埋め込まれた、ポリグリカン又はナトリウムポリグリコネートの神経適合性の膜を有することを特徴とする汎用補綴アバットメント。
【請求項２】
請求項１記載の汎用補綴アバットメントであって、
前記機械的応力の強度に直接関係する電気パルスを形成するように構成されたデータ処理手段と、バッテリーとをさらに備えることを特徴とする汎用補綴アバットメント。
【請求項３】
請求項１又は２記載の汎用補綴アバットメントであって、
前記トランスデューサが圧電性トランスデューサであることを特徴とする汎用補綴アバットメント。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の汎用補綴アバットメントであって、
前記ガイドワイヤは、銅コア（６）と、絶縁被覆（７）と、生体適合性の被覆（８）とを有することを特徴とする汎用補綴アバットメント。
【請求項５】
請求項４記載の汎用補綴アバットメントであって、
前記絶縁被覆（７）は、シリコン又はポリテトラフルオロエチレンを含み、
前記生体適合性の被覆（８）は、チタンメッシュ（８）を含むことを特徴とする汎用補綴アバットメント。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の汎用補綴アバットメントを備える歯科インプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、咀嚼の固有受容性感覚（proprioceptive sensitivity）や触覚感覚（tactile sensitivity）の回復の他に、全歯欠損、あるいは一部欠損歯の人のバランス機能や定位同定（stereotaxy）の改良をもたらす、医学、神経学、口腔病学、歯学、顎顔面外科手術、老年病学の分野における利用に関する。ナノ技術、マイクロエレクトロニクス、生体工学や生物物理学の技術を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第３４４４７８０号明細書
【発明の概要】
【０００３】
本発明の目的は、咀嚼及び下顎咬合の生体感覚デバイスを提供することである。
【０００４】
本デバイスは、下顎の機械的応力を、神経構造と相互作用するのに適した電気シグナルにする１つ以上のトランスデューサを有することを特徴とする。
【０００５】
本発明の好ましい実施態様として、本デバイスは、顎の機械的応力を電気パルスにする少なくとも１つのトランスデューサ（５）と、電気パルスの少なくとも１つのガイドワイヤ（１）と、神経構造のための少なくとも１つのインターフェースカード（２）とを備えることを特徴とする。
【０００６】
理解されるように、トランスデューサはどのような機械的支持体でも、上下顎の全領域を含む様々な場所に配置され得る。
【０００７】
本発明のより好ましい実施態様として、本デバイスは、歯科インプラントの機械的応力を電気パルスにする少なくとも１つのトランスデューサ（５）を有し、また、前記電気パルスの少なくとも１つのガイドワイヤ（１）と、神経構造のための少なくとも１つのインターフェースカード（２）とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のさらにより好ましい実施態様は、データ処理デバイス、特に機械的応力の強度に直接関係する漸進的な電気パルスを作りだすのに適したデバイスと、エネルギー源、すなわちバッテリーとを備える。
【０００９】
本発明のさらにより好ましい実施態様としては、トランスデューサ（５）は圧電性である。
【００１０】
本発明のさらに類似の他の好ましい実施態様として、ガイドワイヤ（１）は、主としてシリコン又はポリテトラフルオロエチレンの銅のコア（６）の絶縁被覆（７）と、チタンメッシュ（８）を含む、生体適合性被覆（８）とを包含する。
【００１１】
本発明のさらに類似の他の好ましい実施態様では、インターフェースカード（２）は、その内部に、銅導体（１０）、金板（１２）、金で被覆された板（１２）、及びチタンメッシュ（１１）の１以上が埋め込まれたポリグリカン（polyglycan）又はポリグルコン酸ナトリウム（polyglyconate sodium）の神経適合性のある膜（９）を備える。
【００１２】
本発明のさらに他のより好ましい実施態様は、前述の実施態様のいずれかの汎用の補綴アバットメント（abutment）を備え、咀嚼感覚と下顎咬合とを有する生体デバイスを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の別の類似の好ましい実施態様は、前述の実施態様のいずれかの歯科インプラントを備え、感度と咀嚼の下顎咬合とを有する生体デバイスを備えることを特徴とする。
【００１４】
このように、本発明は、医学、神経学、口腔病学、歯学、顎顔面外科手術、老年病学の分野において有用であり、そして、高度な電子ナノ工学や生体力学技術を利用する。
【００１５】
ここで開示しようとしている発明は、どのようなインプラントにも使用され、すでに設置され、又は、これからオッセオインテグレート(osseointegrate)されるいかなるインプラントにも使用することができるという構造的利点を有する。歯の感受性（dental sensitivity）のためにデザインされた特別な表面特性のインプラント製造のために生産ラインを変更する必要はない。神経刺激のための電気パルスを生じる生体デバイスを有するアバットメントは、インプラントの配置後、オッセオインテグレーションが行われる前後のいつでも設置され得る。
【００１６】
ここで開示しようとしている発明はまた、大きさが咬合の咀嚼力の強さと直接に関係する固有受容性感覚の神経刺激の電気パルスを生じるという機能的利点を有する。従って、顎口腔系によって咀嚼力が生じているときに、咀嚼力の大きさと種類についての脳情報のフィードバックを提供することが可能となる。
【００１７】
この情報は、脳に遠心性の調節情報と、顎口腔系の筋肉収縮力の調節とを提供し、インプラント／インプラントの固定性補綴装置全体を、材質の疲労や構造的な微小破壊を引き起こす原因である構造的な応力の過負荷に対して保護する。
【００１８】
市場で既に利用可能であるものを越える本発明の効果は、また次のものを含む。
１．歯の感覚の回復−姿勢や身体バランスの制御のために重要な機能である。
２．咀嚼感覚の回復−老齢の患者のより良いバランスと動きの維持に貢献する。
３．既に市場にあるインプラントへの適用性−口腔内に既にインプラントを有する患者にさえも設置され得る。
４．咀嚼の間にかかった圧力に応じた電気刺激を三叉神経の神経終末に直接伝達すること−従って、骨伝導のみによって把握されるよりもはるかに鋭敏な固有受容性感覚が可能となる。
５．過負荷の防止−インプラントに固定されている補綴デバイス又は身体構造上の代替品にかかる咀嚼力によりもたらされる。これにより、インプラント／補綴の材質の疲労事故又は構造的な接合部不良を避けることができ、取り付けた義歯の修理のための歯科医院への通院を減らすことができる。
６．食物の質感及び硬さの知覚の増強−患者にとって、より大きな満足と喜びを持った、より効果的な咀嚼が可能となり、患者の自信が増し、従って、歯科インプラントを用いた口腔リハビリテーション技術の需要を増やすことができる。
【００１９】
特許文献１は、三層の材質、すなわち：１−コアとしてのチタン、２−生物活性セラミックからなる中間表層コーティング、そして３−生物活性セラミックの外側表面に固定されたカーボンファイバー、から構成される歯科インプラントの使用を提唱している。発明者は、インプラントから得られる感覚は、インプラントが受容する荷重の骨伝導に由来し、そして、カーボンファイバー繊維により骨周辺へ分布すると述べている。
【００２０】
開示しようとする発明は、あらゆる種類のインプラントを使用するという基本概念に基づいており、咀嚼と歯の咬合力の感度をもたらすために特別にデザインされた表面を有するインプラントを生産することを必要としない。
【００２１】
感覚は、（先にアバットメントと称された）インプラントの頭部に固定され、圧縮力を三叉神経の神経終末によって知覚され得る電気パルスに変換する、生体デバイスの中に埋め込まれた構造で生じる電気パルスによって伝達される。
【００２２】
開示しようとする発明はまた、どのような種類のインプラントでも、既にオッセオインテグレートされたものでも、又は、これからインプラントされるものでも使用することができるという構造的利点を有する。その理由は：１−傷つき易い歯のためにデザインされた特別な表面特性を持つインプラントを作るための製造ラインに変更する必要がない。２−神経刺激のための電気パルスを生じる生体デバイスを備えるアバットメントは、インプラントが設置された後、オッセオインテグレーションが確認される前後のいつでも配置し得る。
【００２３】
開示しようとする発明は、大きさが咬合の咀嚼力の強さに直接関係する神経の固有受容性感覚の刺激の電気パルスを生じるという機能的利点を有する。
【００２４】
現在では、歯科のインプラント技術に基づいた歯の交換には、２つの主要なグループに分けることができる、いくつかの方法がある。：１−インプラント上部の取り外し可能な補綴は、日中の間使用され、食後、就寝前に取り外される。インプラントに補綴を装着するコネクタは、発声、呼吸、咬合の間、最小限の安定性と安全性が確保されることのみを目的とする。咬合作用により引き起こされる力は、挿入軸によってインプラントには伝達されないが、接平面によって伝達されるため、骨伝導によっては認識されない。２−固定された永久的な装置、例えば、アバットメント、インプラントの頭部又は基部に配置されたねじ等によって、インプラント上で固定された補綴。これらの補綴デバイスは、補綴物／インプラントの堅牢性を確実にし、従って、インプラント構造への咬合力の直接的な伝達は、周囲の骨に消散される。骨の感受性感覚は、腹部の深部内臓感覚のように漠然とし、不明瞭で、判別性がない。インプラントに支持された固定性補綴物が取りつけられた患者は、食物の種類、その質感及び硬さに、咬合力の強さを適正化させるという問題や、補綴物に使用されている材質が、金属、セラミクス、アクリル、あるいはすべてが鉱物、例えば、ジルコニウム、セラミクス等からできているか否かによらず、疲労を引き起こす過負荷現象に、再三にわたって苦労している。何度か使用した後の小さな亀裂の出現は（亀裂は問題とする材質の硬さが低下するのと同じ速さで出現する）、使用される材質の破砕を、場合によっては、構造的な破損、例えば、埋め込まれ支持された補綴の永久的な損傷を引き起こす、ねじやアッバットメントの破壊等を引き起こす。
【００２５】
特許文献１は、可動性、強さ、そして圧力に対する感度を考慮した歯根のインプラントの形態的構成を提供することを目的とするが、歯の感度を担う神経終末を興奮させる電気刺激を発生し、伝達し、受け渡すことを保証する特別な機構はない。
【００２６】
本発明は、咀嚼の圧力（それに関連する他の力）に対して敏感な、インプラントアバットメントに収容された生体デバイスを備える。圧力は、三叉神経の神経終末によって感知される適切な大きさと強さの電気パルスに変換される。電気パルスは生体適合性のあるシース（sheath）で被覆された銅の伝導ワイヤによって、頤神経終末（mental nerve endings）、又はどちらも三叉神経の分枝である下顎神経−眼神経（infra - orbicular nerve）に適用された、ポリグルコン酸ナトリウムで覆われたワイヤのチタンメッシュのある末梢基板に、伝えられる。従って、顎口腔系によって咀嚼力が生じているときに、咀嚼力の大きさと種類について脳にフィードバック情報を提供することが可能となる。これにより、材質の疲労と構造の微小な破損を引き起こす構造上の応力の過負荷から、インプラント／インプラント上の補綴デバイスを保護する、顎口腔系の筋収縮力の制御と調節の脳への遠心性の情報を提供する。
【００２７】
発明の利点は、すでに述べたことの繰り返しであるが：
１．歯の感度。歯の感度は姿勢や身体バランスの制御に重要な機能である。
２．咀嚼感覚について、今まで異なるインプラント製造会社によって評価されたことはないが、最近の科学的な研究によれば、生来の歯の感覚の機能は、７０歳以上の患者のバランスを向上させ、運動の維持のために貢献している。
３．本発明は、既に市場にあるインプラントへ適用でき、口腔中に既にインプラントを有する患者にさえも設置され得る。
４．特許文献１の発明は、インプラント周囲の骨を通じて感覚を伝達する原理に基づいているが、本発明は、咀嚼の間にかかった圧力に応じた電気刺激の受け渡しを、直接三叉神経の神経終末に行う。固有受容性で識別力のある感覚を、不明確な深部内臓感覚の場合、骨伝導によってのみ感知されるよりも、より正確に行い得る。
【００２８】
発明の経済的な重要性は以下の３つの態様を有する：
ａ．補綴デバイス又はインプラトに固定された解剖学的代替デバイス上に、咀嚼の力によりかけられる過負荷の事象の発生を防ぐ。従って、インプラント補綴デバイス全体の疲労事故や、材質の構造的なダメージを避けることができる。これにより、設置される補綴を修理するために患者の歯科医院の通院は減少する。
ｂ．食物の質感及び硬さをよりよく把握することに貢献することによって、患者の大きな満足と喜びにより、患者はより効果的に咀嚼する。患者の自信は増し、従って、歯科インプラントを用いた口腔リハビリテーションの技術への需要も増える。
ｃ．頭と身体に関し、下顎の相対的位置の感知が可能であることによって、動作及びバランスにおいて、向上した空間的方向性の獲得を提供する。
【００２９】
本発明は、市販されている大部分の歯科インプラントに、食物を摂取する適切な咀嚼に対して、定められたときに必要かつ十分な力の量の情報を脳に提供するという、咀嚼中の歯の主要な機能に近い解剖学的な代替デバイス（歯科インプラント上の固定された補綴）をもたらす点において、基本的な改良を開示している。今までのインプラントのすべての周辺技術は、オッセオインテグレーション現象に焦点を合わせてきた。より良い生体適合性を可能とする、新しいタイプの表面の探索とともにインプラントの新規なプロファイルの新しいデザインと、より速いオッセオインテグレーションとを行うという需要は、インプラント／歯科補綴デバイスの生体機能性ではなく、オッセオインテグレーションの速さのみを解決することに関する限り有益であることを示した。脳は食物の硬さを評価することにおいて困難性を有し、従って、咀嚼を達成する適切な量の収縮力を適用するために、リアルタイムで、咀嚼のための筋肉に指示を送ることに困難性を有しているので、咀嚼力の起こり得る過負荷の問題はいまだに残っている。
【００３０】
本発明の好適な実施態様は５つの要素からなる：１−内部又は外部のインプラント接合部に適した適合を有する改良された補綴アバットメント。２−圧力評価デバイス、データ処理デバイス、及び、咀嚼力又は咬合の強さの段階に直接関係した漸進的電気パルスに、機械的な力を変換するデバイスを備えるマイクロチップ。３−マイクロチップの稼働のために供給する電力供給ユニット（バッテリー）。４−マイクロチップ中に起端する３層からなる電導性のワイヤ：ａ）銅又は他の電導性の金属の、毛細管内部のワイヤ。ｂ）不活性材質であって電導性のない材質（テフロン（登録商標））で、最初にワイヤを被覆する。ｃ）生物学的に適合性のある、及び／又は粘液が蓄積する、チタンメッシュからなる外部被覆。５−放射状に配列された金属板のコアからなり、ポリグリカン材質の中に埋め込まれた神経構造を有するインターフェースカード。
【００３１】
発明の実施の説明は以下のとおりである：
正常な咀嚼の過程で、改良されたアバットメントに適用されたマイクロチップによって検出された力は、その大きさと直接関係し、マイクロチップ内で生じる電気パルスへ変換され、伝導性ワイヤによって、神経終末の近傍に実装されたインターフェースカードに伝達され、電気パルスを神経組織へと伝達する。第５脳神経対の神経終末は、刺激が顎口腔系のすべての筋肉の運動反応に対応して統合され、かつ解釈される、第５脳神経の敏感な中央部に、刺激を導く。
【００３２】
本発明の最も一般的な実施態様は、口腔の４つの４分割部位、すなわち、右半上顎部、左半上顎部、右半下顎部、左半下顎部、に位置するインプラントの上部の改良された各アバットメントの配置を含む。従って、我々は、第５脳神経対のＶ２、Ｖ３の右と左のそれぞれの歯根、又は三叉神経に４つの神経束の神経終末の各々を刺激する装置を有する。
【００３３】
発明の技術的な特定事項は以下を含む：
１．任意の歯科インプラントにも適用可能である、汎用の補綴アバットメント。
２．アバットメントの内部にあり、第５脳神経対の知覚性神経終末に強度と周波数が適用される電気刺激を作成するものである、マイクロチップ。
３．糸のような直径の絶縁ケーブルを通り、ポリグリカンにより被覆された貴金属のフィルムで終端し、三叉神経の神経終末に直接に位置される、電気刺激伝達系。
【００３４】
進歩性又は新規性を有する、発明に必須ではない任意の特徴として、以下が含まれる：
１．インプラント上のアバットメントを発端とし、三叉神経のＶ２又はＶ３根の終末までの電気刺激の遅延した伝達。
２．圧力を、神経終末によって知覚されるように変換された振幅及び周波数を有する電気刺激に変換するチップ。
３．口腔に既に設置されているインプラントに、チップを「新しく（ad novo）」アバットメントに配置する可能性。
【００３５】
発明の容易な理解のために、発明の好ましい実施態様を表す図面を添付する。しかしながら、図面は発明の範囲をこれに限定することを意図するものではない。図１は本デバイスの模式図を、図２は本デバイスの詳細な模式図を、図３はデバイス全体と補綴アバットメントの機械的な組み立て図を示す。
図中、（１）は電気パルスのガイドワイヤを、（２）は神経構造を有するインターフェースカードを、（３）は補綴アバットメントを、（４）は補綴アバットメントを、（５）は処理デバイスと力トランスデューサを、（６）はガイドワイヤのコア、すなわち銅のコアを、（７）はガイドワイヤの絶縁被覆、すなわちシリコン被覆を、（８）は伝導性ワイヤの生体適合性被覆、すなわちチタンメッシュ、（９）は神経適合性膜、すなわちポリグリカンを、（１０）は生体適合性メッシュ、すなわちチタンメッシュを、（１１）はインターフェースカードのコンダクタ、すなわち銅のコンダクタ、（１２）は基板、すなわち金又は金板の基板を表す。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本デバイスの模式図。
【図２】本デバイスの詳細な模式図。
【図３】デバイス全体と補綴アバットメントの機械的な組み立て図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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