(57)【要約】  歯科矯正用の小型ねじであって、当該小型ねじは、補助部材に連結されるように構成されたねじヘッドを有する。ねじ山付き本体が該ねじヘッドに連結され、かつ、該本体は、患者の顎骨の皮質骨層内に位置するように構成された第１部分を有する。該ねじ山付き本体の第２部分は、皮質骨層を超えて所定距離だけ延び、かつ、隣接する海綿質骨内へと入るように構成され、チャンネルがねじ山付き本体を通って延び、第１部分内に位置する少なくとも１つの空洞から出る。使用時には、該チャンネルは、硬化可能な生体適合性材料を海綿質骨層内に送り出すように構成され、小型ねじによる固定源を助ける。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯科矯正用の小型ねじであって、当該小型ねじは、
ねじヘッドを有し、該ねじヘッドは、補助部材に連結されるように構成されており、
ねじ山付き本体を有し、該ねじ山付き本体は前記ねじヘッドに連結されており、かつ、該本体は第１部分を有し、該第１部分は患者の顎骨の皮質骨層内に位置するように構成されており、かつ、該ねじ山付き本体は第２部分を有し、該第２部分は、予め定められた距離だけ延びて前記皮質骨層を超えかつ隣接する海綿質骨層内へと入るように構成されており、チャンネルが、前記ねじ山付き本体を通りかつ前記第１部分に位置する少なくとも１つの空洞から出るように延びており、使用時に、該チャンネルが、硬化可能な生体適合性材料を前記海綿質骨層内に送り出して当該小型ねじによる固定源を助ける構成となっている、
前記歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２】
前記の少なくとも１つの空洞が、前記のねじ山付き本体の外周壁に配置されている、請求項１に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項３】
前記の少なくとも１つの空洞が、前記のねじ山付き本体に配設されたねじ山同士の間に配置されている、請求項２に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項４】
前記のねじ山付き本体の第２部分に沿って、横方向に変位した複数の空洞を含む、請求項３に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項５】
前記のねじ山付き本体の遠位端部が、堅い切削先端部を備えている、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項５】
前記の第２部分が、海綿質骨層内へと１ｍｍから４ｍｍまでだけ延びるものである、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項６】
前記の第２部分が、海綿質骨層内へと２ｍｍから３ｍｍまでだけ延びるものである、請求項５に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項７】
前記のねじ山付き本体が、５ｍｍから７ｍｍまでの全長を有するものである、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項８】
少なくとも１つの追加的な空洞が、前記の第１部分の外周壁に設けられている、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項９】
前記の少なくとも１つの空洞が、前記のねじ山付き本体の、骨と係合する端部に配置されている、請求項１に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１０】
前記のチャンネルが、前記のねじ山付き本体の長さだけ延びており、前記の生体適合性材料を海綿質骨層内に注入するために、該生体適合性材料を収容した注射器の針が前記キャビティ内に挿入され得るようになっている、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１１】
前記のチャンネルが、保持性を持った内壁を有し、該内壁は、前記の生体適合性材料を硬化させた後に該材料をそこに保持できるものである、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１２】
前記の生体適合性材料が、吸収され得る材料を有する、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１３】
歯科矯正用の小型ねじであって、当該小型ねじは、
ねじヘッドを有し、該ねじヘッドは、補助連結部材に連結されるように構成されており、かつ、
ねじ山付き本体を有し、該本体の長さは、当該小型ねじが入って位置すべき皮質骨の第１の層の厚さに実質的に一致するものである、
前記歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１４】
前記のねじ山付き本体の長さが、５ｍｍに等しいかまたはそれより短いものである、請求項１３に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１５】
前記のねじの長さが、２ｍｍから４ｍｍの間の範囲である、請求項１４に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１６】
前記のねじ山付き本体が、固定源デバイスを受け入れるように構成されており、該固定源デバイスは、使用時に、前記皮質骨の壁に係合して当該小型ねじによる固定源を助けるものである、前記請求項のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１７】
前記の固定源デバイスが、少なくとも１本の固定源ワイヤーを有しており、該固定源ワイヤーは、前記のねじの本体の遠位端部にある開口部を出て、かつ、内部の皮質骨の壁に係合する前に第２の非皮質骨層の中へと延びるように構成されている、請求項１６に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１８】
前記の開口部が、前記のねじ山付き本体の周囲の壁内に延びており、それによって、前記のワイヤー（単数または複数）が、直ちに、前記のねじ山付き本体から延びて出て前記第２の層内に入ることができるようになっている、請求項１７に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項１９】
前記の第２の骨層が、海綿質骨から構成されたものである、請求項１７または請求項１８に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２０】
前記の少なくとも１本の固定源ワイヤーが、超弾性形状記憶材料によって形成されており、そのことによって、前記の遠位端部を通過して出た前記ワイヤーが、前記の海綿質骨内への最小限の進入にて、前記の内部の壁に係合するのに適した形状を形成できるようになっている、請求項１７に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２１】
前記の超弾性ワイヤーの弾性度が、該ワイヤーが、据え付け中に、最小限の進路変更で所望の形状をとることを可能にするように選択されている、請求項２０に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２２】
前記の形状が、概して放物線状の形状である、請求項２１に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２３】
前記の超弾性形状記憶材料が、ＮｉＴｉである、請求項２０から２２のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２４】
前記の固定源デバイスが、少なくとも１つの突出部を有しており、該突出部は、使用時に、前記のねじ山付き本体の外周壁から延びて出て、それによって内部の皮質骨の壁に係合するようになっている、請求項１６に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２５】
前記のねじヘッドが、前記の固定源ワイヤー（単数または複数）の係合しない方の端部を保持するように構成されたキャビティを含んでいる、請求項１６から２４のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２６】
前記のキャビティのヘッド部分にねじ山が形成されており、かつ、各々の固定源ワイヤーの前記の係合しない方の端部が保持用ねじに連結されており、該保持用ねじは、ねじ回しされて前記のねじ山が形成されたキャビティに入りかつ出てくるように操作が可能となっており、それによって前記の固定源ワイヤーをそれぞれ係合および脱係合させるようになっている、請求項２５に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２７】
さらにカラーを有し、該カラーは、前記のねじ山付き本体とねじヘッドとの間に位置しており、前記のねじ山が形成されたヘッド部分が、該カラー内に少なくとも部分的に位置している、請求項２６に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２８】
前記のねじ山付き本体が、骨と係合する端部において開口するキャビティを含んでおり、該キャビティは、硬化可能な生体適合性材料を受け入れかつ前記の皮質骨の背後の海綿質骨層内に送り出して、当該小型ねじによる固定源を助ける構成となっている、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項２９】
前記のキャビティが、前記のねじ山付き本体の長さだけ延びており、前記の生体適合性材料を海綿質骨層内に注入するために、該生体適合性材料を収容した注射器の針が前記キャビティ内に挿入され得るようになっている、請求項２８に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項３０】
前記のキャビティが、保持性を持った内壁を有し、該内壁は、前記の生体適合性材料を硬化させた後に該材料をそこに保持できるものである、請求項２８または請求項２９に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項３１】
前記のねじ山付き本体が、骨と係合する端部において開口するキャビティを含んでおり、該キャビティは、生体適合性流体が充填された変形可能な袋体を受け入れるように構成されており、使用時に、前記袋体の少なくとも一部が、前記の皮質骨層の背後の海綿質骨層内に延びて入り、それによって当該小型ねじによる固定源を助ける構成となっている、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項３２】
さらに、プランジャーを有し、該プランジャーが前記の袋体を前記の皮質骨層内に押して入れるように構成されている、請求項３１に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項３３】
前記のプランジャーが、当該小型ねじの前記のヘッドに連結されている、請求項３２に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項３４】
前記のプランジャーがヘッドを有し、該ヘッドは、当該小型ねじのねじ山形成されたヘッド部分によって受け入れられるものであり、かつ、前記のプランジャーがステムを有し、該ステムは、前記の袋体に連結されかつ前記のキャビティ内に延びるように構成されており、前記のヘッドの回転によって、前記の袋体が延びて前記の海綿質骨層内に入りまたはそこから出るようになっている、請求項３３に記載の歯科矯正用の小型ねじ。
【請求項３５】
皮質骨の固定源を必要とする歯科矯正の治療方法であって、当該方法は、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の小型ねじを、ねじヘッドを用いて挿入位置にねじ込むことを有し、かつ、
硬化可能な生体適合性材料を、前記のチャンネルを通して海綿質骨層内に送ることを有する、
前記歯科矯正の治療方法。
【請求項３６】
皮質骨の固定源を必要とする歯科矯正の治療方法であって、
当該方法は、小型ねじを用意するステップを有し、該小型ねじは、
ねじヘッドを有し、該ねじヘッドは、当該治療に作用するための補助連結部材に連結されるように構成されており、かつ、
ねじ山付き本体を有し、該本体の長さは、挿入位置における皮質骨の厚さに実質的に一致するものであって、かつ、
当該方法は、前記の小型ねじを前記の挿入位置にねじ込むステップを有する、
前記歯科矯正の治療方法。
【請求項３６】
前記のねじ山付き本体に受け入れられた固定源デバイスを作動させる、さらなるステップを有し、該固定源デバイスが、皮質骨の内部の壁に係合して、前記小型ねじによる固定源を助けるようになっている、請求項３５に記載の歯科矯正の治療方法。
【請求項３７】
前記の固定源デバイスが、少なくとも１本の固定源ワイヤーを有しており、該固定源ワイヤーは、前記のねじ山付き本体の遠位端部にある開口部を出て、かつ、内部の皮質骨の壁に係合する前に第２の非皮質骨層の中へと延びるように構成されている、請求項３６に記載の歯科矯正の治療方法。
【請求項３８】
前記の開口部が、前記のねじ山付き本体の壁内に延びており、前記の固定源ワイヤー（単数または複数）が、直ちに、前記のねじ山付き本体から延びて出て前記第２の層内に入ることができるようになっている、請求項３７に記載の歯科矯正の治療方法。
【請求項３９】
前記の第２の非皮質骨層が、海綿質骨から構成されたものである、請求項３７または３８に記載の歯科矯正の治療方法。
【請求項４０】
前記の少なくとも１本の固定源ワイヤーが、超弾性形状記憶材料によって形成されており、そのことによって、前記の遠位端部を通過して出た前記ワイヤーが、前記の海綿質骨の層内への最小限の進入にて、前記の内部の壁に係合するのに適した形状を形成できるようになっている、請求項３７から３９のいずれか一項に記載の歯科矯正の治療方法。
【請求項４１】
前記の形状が、概して放物線状の形状である、請求項４０に記載の歯科矯正の治療方法。
【請求項４２】
２本のワイヤーが利用され、それぞれの遠位端部が、前記の第２の層内で実質的に楕円形状を形成するように進路変更する、請求項４０に記載の歯科矯正の治療方法。
【請求項４３】
ねじであって、当該ねじは、
ねじヘッドを有し、
固定源層にねじ込むための、ねじ山付き本体を有し、かつ、
固定源デバイスを有し、該固定源デバイスは、少なくとも一本の固定源ワイヤーを有し、該固定源ワイヤーは、使用時に、前記のねじ山付き本体にある開口部から延びて出て、前記固定源層の背後の空間内に入るように構成され、前記の固定源ワイヤーの少なくとも一部が、前記の固定源層の内部の壁に係合し、それによって当該ねじによる固定源を助けるようになっている、
前記ねじ。
【請求項４４】
ねじであって、当該ねじは、
ねじヘッドを有し、
固定源層にねじ込むための、ねじ山付き本体を有し、
前記のねじ山付き本体は、その全体を通って延びるキャビティを含んでおり、使用時に、硬化可能な物質を受け入れて前記固定源層の背後にある空間内に送り出し、それによって当該ねじによる固定源を助けるようになっている、
前記ねじ。
【請求項４５】
前記の物質が、シリコン、拡張性発泡体、および、工業用セメントのうちの少なくとも１つを有する、請求項４４に記載のねじ。
【請求項４６】
前記のキャビティが、前記のねじ山付き本体の長さだけ延びており、前記の硬化可能な物質を前記の空間内に注入するために、該物質を収容した注射器の針が前記キャビティ内に挿入され得るようになっている、請求項４４または請求項４５に記載のねじ。
【請求項４７】
前記のキャビティが、保持性を持った内壁を有し、該内壁は、前記の物質を硬化させた後に該物質をそこに保持できるものである、請求項４４、４５または４６に記載のねじ。
【請求項４８】
ねじであって、当該ねじは、
ねじヘッドを有し、
固定源層にねじ込むための、ねじ山付き本体を有し、
前記のねじ山付き本体は、変形可能な袋体を受け入れるように構成されたキャビティを含んでおり、該袋体は流体で充填されるように構成されており、使用時に、前記袋体の少なくとも一部が、前記固定源層の背後の空間内に延びて入るように構成され、それによって当該ねじによる固定源を助けるようになっている、
前記ねじ。
【請求項４９】
さらに、プランジャーを有し、該プランジャーが前記の袋体を前記の空間内に押して入れるように構成されている、請求項４８に記載のねじ。
【請求項５０】
前記のプランジャーが、該小型ねじのヘッドに連結されている、請求項４９に記載のねじ。
【請求項５１】
前記のプランジャーがヘッドを有し、該ヘッドは、当該小型ねじのねじ山形成されたヘッド部分によって受け入れられるものであり、かつ、前記のプランジャーがステムを有し、該ステムは、前記の袋体に連結されかつ前記のキャビティ内に延びるように構成されており、前記のヘッドの回転によって、前記の袋体が延びて前記の空間内に入りまたはそこから出るようになっている、請求項４９に記載のねじ。
【請求項５２】
皮質骨の層内に配置されるように構成された小型ねじであって、当該小型ねじは、
補助連結部材に連結されるように構成されたねじヘッドを有し、かつ、
ねじ山付き本体を有し、該ねじ山付き本体は固定源デバイスを備え、該固定源デバイスは、使用時に、前記皮質骨の内部壁に係合して、当該小型ねじによる固定源を助けるようになっている、
前記小型ねじ。
【請求項５３】
前記の固定源デバイスが、少なくとも１本の固定源ワイヤーを有しており、該固定源ワイヤーは、前記のねじ山付き本体の遠位端部にある開口部から出て、かつ、前記の第１の層の内部壁に係合する前に、第２の非皮質骨層の中へと延びるように構成されている、請求項５２に記載の小型ねじ。
【請求項５４】
前記生体適合性の材料／流体が、骨移植材料、リン酸カルシウム、第三リン酸カルシウム、ハイドロキシアパタイトセメント、および、移植材料を含有する骨形成タンパク質ＢＭＰ２または４のうちの、少なくとも１つを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の小型ねじ。
【請求項５５】
歯科補綴のインプラントであって、
歯科補綴の器具に連結されるように構成されたヘッドを有し、かつ、
固定源層内に入って位置するための本体を有し、該本体はチャンネルを含んでおり、該チャンネルは該本体の全体を少なくとも部分的に通過して延び、かつ、該本体の外周壁に位置する少なくとも１つの空洞から外に出ており、使用時に、前記チャンネルが、物質を前記固定源層に送り出すように構成されている、
前記歯科補綴のインプラント。
【請求項５６】
ねじ山が、前記の本体の外周壁に配置されている、請求項５５に記載のインプラント。
【請求項５７】
前記の物質が、前記インプラントの固定源に助けとなる生体適合性材料である、請求項５５または請求項５６に記載のねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、概してはねじに関し、より詳細には、但し限定する意味ではないが、歯科矯正用の小型ねじ、および、そのための固定源(anchorage、アンカー)システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
歯科矯正の分野では、歯の動きに作用するための十分な力、または、オーバーバイト（被蓋咬合）や顎の位置合わせ不良などといった歯科矯正の状態を修正するための十分な力を獲得すべく、固定源ポイント(anchorage point)を利用することがしばしば必要になる。
【０００３】
歯科補綴学(prosthodontics)では、永久的なインプラントが、１９８０年代後半以降広く使用されてきており、市場調査では、歯科インプラントの累積数は、２０１６年までに２億超に到達することを見込んでいる。しかし、そのようなインプラントに伴う問題は、インプラントが、（例えば、これらの上に歯冠を置くための）固定源になり得る前にオステオインテグレーション（osteointegration、インプラント周りでの骨の成長）を可能にするために、インプラントの配置後少なくとも３カ月、歯科医が待たなければならないということである。この３カ月の待ち時間の間、置き換え用の／暫定的な歯冠が必要とされ、これは、余分なコストと患者に対する不快感を生じさせる。
【０００４】
２つの基本的なタイプのインプラントが、現在、歯科矯正の固定源として使用されており、それは即ち、一体化型インプラントと非一体化型インプラントである。一体型固定源インプラントは、インプラントフィクスチャー(implant fixture、インプラント固定体)が、取り囲む骨に非常に接近していることを特徴とし、他方、非一体型インプラントは、適切な粘膜(mucosa)に隣接する任意の骨内に配置されることが可能であり、それによって挿入可能な場所の範囲が広げられる。さらに、非一体型プラントは、一体型インプラントより比較的複雑でない挿入手順を有し、即時の搭載を可能にする。
【０００５】
非一体型インプラントの１つの一般的なタイプは、一時的な固定源デバイス(anchorage device)である。そのようなデバイスは、小型ねじ(mini-screw)、小型ピン、微小ねじ(micro-screw)、および固定源プレート(anchorage plate)を含み、それらの全ては、適切な骨に固定されることが可能であり、固定源のために用いられる患者の歯肉から外に延びる端部を有している。
【０００６】
小型ねじは、その名前が示すように、歯科矯正の固定源を強化する目的で骨に一時的に固定されることが可能であるミニチュアねじである。該小型ねじは、患者の顎内のさまざまな場所に置かれることが可能であるが、たいていは、患者の歯根の間や歯根の近く、または、患者の口蓋内に配置される。
【０００７】
その安定性および挿入可能な場所が幅広い範囲であることに起因して、小型ねじは、歯の損失による隙間を閉鎖するために、歯を遠位化または後退させるために、過剰に萌出した歯を押し込むために、咬合平面傾斜角度を低減するために、整形的な力および／または顎間(inter-maxillary)の力のための固定源として、および、他の用途のために、特に有用である。
【０００８】
小型ねじは、直接的または間接的な固定源ポイントとして使用されることが可能である。直接的な固定源は、「アクティブユニット」（例えば、移動されることを意図した１つの歯または複数の歯）に対して該小型ねじから直接的にアクティブな力をかけることを示す。他方で間接的な固定源は、該小型ねじが、副作用を防止するために、かつ従来の構造を固定源を気にせずに使用することを可能にしながら、１つの歯または歯のグループを安定化するために使用されるという状況に用いられる。
【０００９】
歯科矯正用途のための小型ねじは、アクティブユニットと連結(couple)するように構成されたヘッドと、ねじが形成されたねじ本体とを含んでおり、該ねじ本体は、典型的には６ｍｍから１２ｍｍの間の長さである。一般的には、より長いねじ（すなわち８ｍｍから１２ｍｍ）が、より良好な機械的安定性を有すると考えられているが、その欠点は、歯根および神経末端部などの隣接する解剖学的構造を侵すリスクがより高いことである。一般的な皮質骨(cortical bone)の用途では、６ｍｍの有効ねじ部長さ(screw thread length)が、通常、適切であると考えられている。しかし、６ｍｍを用いるときでも、それらの配置に十分な注意を払わなければ、隣接する神経などに損傷を与えるリスクが依然として存在する。
【発明の概要】
【００１０】
発明の概要
本発明の第１の形態によれば、歯科矯正用の小型ねじ(mini-screw)が提供され、当該小型ねじは、
ねじヘッド(screw head)を有し、該ねじヘッドは、補助部材に連結されるように構成されており、
ねじ山付き本体(threaded body、ねじ山が形成された本体)を有し、該本体は前記ねじヘッドに連結されており、かつ、該ねじ山付き本体は第１部分を有し、該第１部分は患者の顎骨の皮質骨(cortical bone)層内に位置するように構成されており、かつ、該本体は第２部分を有し、該第２部分は、予め定められた距離だけ延びて前記皮質骨層を超えかつ隣接する海綿質骨(cancellous bone)層内へと入るように構成されており、チャンネルが、前記ねじ山付き本体を通りかつ前記第１部分に位置する少なくとも１つの空洞から出るように延びており、使用時に、該チャンネルが、硬化可能な生体適合性材料を前記海綿質骨層内に送り出して、当該小型ねじによる固定源をアシストする（助ける、助力する）構成となっている。
【００１１】
ある実施形態では、前記の少なくとも１つの空洞が、前記のねじ山付き本体の外周壁に配置されている。
【００１２】
ある実施形態では、前記の少なくとも１つの空洞が、前記のねじ山付き本体に配設されたねじ山同士の間に配置されている。
【００１３】
ある実施形態では、当該小型ねじが、前記のねじ山付き本体の第２部分に沿って、横方向に変位した複数の空洞を含んでいる。
【００１４】
ある実施形態では、前記のねじ山付き本体の遠位端部が、堅い(solid)切削先端部(cutting tip)を備えている。
【００１５】
ある実施形態では、前記の第２部分が、海綿質骨層内へと１ｍｍから４ｍｍまでだけ延びるものである。
【００１６】
ある実施形態では、前記の第２部分が、海綿質骨層内へと２ｍｍから３ｍｍまでだけ延びるものである。
【００１７】
ある実施形態では、前記のねじ山付き本体が、５ｍｍから７ｍｍまでの全長を有するものである。
【００１８】
ある実施形態では、前記の少なくとも１つの空洞が、前記のねじ山付き本体の、骨と係合する端部に配置されている。
【００１９】
ある実施形態では、前記の少なくとも１つの追加的な空洞が、前記の第１部分の外周壁に設けられている。この態様では、生体適合性材料が付加的に皮質骨層に適用されてもよい。
【００２０】
ある実施形態では、前記のチャンネルが、前記のねじ山付き本体の長さだけ延びており、前記の生体適合性材料を海綿質の（および、オプションとしては皮質の）骨層内に注入するために、該生体適合性材料を収容した注射器の針が前記キャビティ内に挿入され得るようになっている。
【００２１】
ある実施形態では、前記のチャンネルが、保持性を持った内壁を有し、該内壁は、前記の生体適合性材料を硬化させた後に該材料をそこに保持できるものである。
【００２２】
ある実施形態では、前記の生体適合性材料が吸収され得る(resorbable)材料を有する。
【００２３】
本発明の第２の形態によれば、歯科矯正用の小型ねじが提供され、当該小型ねじは、
ねじヘッドを有し、該ねじヘッドは、補助連結部材に連結されるように構成されており、かつ、
ねじ山付き本体を有し、該本体の長さは、当該小型ねじが入って位置すべき皮質骨の第１の層の厚さに実質的に一致するものである。
【００２４】
ある実施形態では、前記のねじ山付き本体の長さは、典型的な皮質骨の厚さに対して、１ｍｍから５ｍｍの間の範囲である。他の実施形態では、前記の長さは、２ｍｍから４ｍｍの間の範囲である。ある実施形態では、前記の長さはおよそ３ｍｍである。しかし、いくつかのケースでは、皮質骨がとりわけ厚く、かつ、より長いねじが必要であってもよいことは理解されよう。
【００２５】
ある実施形態では、当該小型ねじは固定源デバイスを有しており、該固定源デバイスは、使用時に皮質骨の壁に係合して、当該小型ねじが意図せずにゆるむのを防止する。
【００２６】
ある実施形態では、前記の固定源デバイスが、少なくとも１本の固定源ワイヤーを有しており、該固定源ワイヤーは、前記のねじ付き本体の遠位端部にある開口部を出て、かつ、内部の皮質骨の壁に係合する前に第２の非皮質骨(non-cortical bone)層の中へと延びるように構成されている。
【００２７】
ある実施形態では、前記の開口部が、前記のねじ山付き本体の周囲の壁内に延びており、それによって、前記のワイヤー（wire(s)、単数または複数のワイヤー）が、直ちに、前記のねじ山付き本体から延びて出て前記第２の層内に入ることができるようになっている。そのような構成であれば、たとえ当該小型ねじのねじ山がわずかに第２の層内に入って延びるような部分であっても、遠位端部ワイヤーが第２の層内に入ることによって、最小の侵入を可能にする。
【００２８】
ある実施形態では、前記の第２の非皮質骨層が、海綿質骨から構成されたものである。
【００２９】
ある実施形態では、前記の少なくとも１本の固定源ワイヤーが、超弾性形状記憶材料によって形成されており、そのことによって、前記の遠位端部を通過して出た前記ワイヤーが、前記の海綿質骨内への最小限の破裂(disruption)または進入(intrusion、侵入)にて、前記の内部の壁に係合するのに適した形状を形成できるようになっている。
【００３０】
ある実施形態では、前記の形状が、概して放物線状の形状である。代替的には、２本のワイヤーが用いられ、それらの各々の端部が延びて第２の層に入り、該第２の層内で実質的に楕円形を形作る。
【００３１】
ある実施形態では、前記の超弾性ワイヤーの弾性度が、該ワイヤーが、据え付け中に、最小限の進路変更で所望の形状をとることを可能にするように選択されている。
【００３２】
ある実施形態では、前記の超弾性形状記憶材料がＮｉＴｉである。
【００３３】
ある実施形態では、前記の固定源デバイスが、少なくとも１つの突出部を有しており、該突出部は、使用時に、前記のねじ山付き本体の外周壁から延びて出て、それによって内部の皮質骨の壁に係合するようになっている。
【００３４】
ある実施形態では、前記のねじヘッドが、前記の固定源ワイヤー（単数または複数）の係合しない方の端部を保持するように構成されたキャビティを含んでいる。ある実施形態では、該キャビティのヘッド部にねじ山が形成されており、かつ、各々の固定源ワイヤーの前記の係合しない方の端部が保持用ねじに連結されており、該保持用ねじは、ねじ回しされて前記のねじ山が形成されたキャビティに入りかつ出てくるように操作が可能となっており、それによって前記の固定源ワイヤーをそれぞれ係合および脱係合させるようになっている。
【００３５】
前記の固定源ワイヤーが、当該小型ねじを配置する間にまたはその配置の後で、挿入されてもよいということ、および同様に、当該小型ねじを除去する前にまたはその除去の間に、引っ張り戻されてもよいということは、当業者には理解されるだろう。
【００３６】
ある実施形態では、当該小型ねじは、さらにカラーを有し、該カラーは、前記のねじ山付き本体とねじヘッドとの間に位置しており、前記のねじ山が形成されたキャビティが、該カラー内に少なくとも部分的に位置している。
【００３７】
ある実施形態では、前記のねじ山付き本体が、骨と係合する端部において開口するキャビティを含んでおり、該キャビティは、硬化可能な生体適合性材料を受け入れかつ前記の皮質骨の背後の海綿質骨層内に送り出して、当該小型ねじによる固定源を助ける構成となっている。
【００３８】
ある実施形態では、前記のキャビティが、前記のねじ山付き本体の長さだけ延びており、前記の生体適合性材料を海綿質骨層内に注入するために、該生体適合性材料を収容した注射器の針が前記キャビティ内に挿入され得るようになっている。
【００３９】
代替的な実施形態では、前記の該生体適合性材料は、海綿質骨層内に注入する必要がある時までキャビティ内に格納されていてもよい。例えば、プランジャー型の構造物が当該ねじの内部に備えられていてもよく、いったん該プランジャーが作動すると、当該ねじのねじ山の先端部に位置するシール（該シールは、前記の該生体適合性材料が使用しないときに硬化するのを防止するために設けられる）が破れて、該生体適合性材料が海綿質骨層内に押されて入ることができるようになっていてもよい。
【００４０】
ある実施形態では、前記のキャビティが、保持性を持った内壁を有し、該内壁は、前記の生体適合性材料を硬化させた後に該材料をそこに保持できるものである。
【００４１】
ある実施形態では、前記のねじ山付き本体が、骨と係合する端部において開口するキャビティを含んでおり、該キャビティは、生体適合性流体（食塩水(saline)またはそれに類するようなもの）が充填された変形可能な袋体を受け入れるように構成されている。使用時には、前記袋体の少なくとも一部が、前記の皮質骨層の背後の海綿質骨層内に延びて入り、それによって当該小型ねじによる固定源を助ける構成となっている。
【００４２】
ある実施形態では、当該小型ねじが、さらに、プランジャーを有し、該プランジャーが前記の袋体を前記の皮質骨層内に押して入れるように構成されている。ある実施形態では、前記のプランジャーが、当該小型ねじの前記のヘッドに連結されている。
【００４３】
ある実施形態では、前記のプランジャーがヘッドを有し、該ヘッドは、当該小型ねじのねじ山形成されたヘッド部分によって受け入れられるものであり、かつ、前記のプランジャーがステムを有し、該ステムは、前記の袋体に連結されかつ前記のキャビティ内に延びるように構成されており、前記のヘッドの回転によって、前記の袋体が延びて前記の海綿質骨層内に入りまたはそこから出るようになっている。前記のプランジャー構造は、上記で述べた、予め格納しておいた生体適合性流体の態様のために用いられるものであってもよい。
【００４４】
本発明の第３の形態によれば、皮質骨の固定源を必要とする歯科矯正の治療方法が提供され、当該方法は、上記第１の形態による小型ねじを、ねじヘッドを用いて挿入位置にねじ込むことを有し、かつ、硬化可能な生体適合性材料を、前記のチャンネルを通して海綿質骨層内に送ることを有する。
【００４５】
本発明の第４の形態によれば、皮質骨の固定源を必要とする歯科矯正の治療方法が提供され、当該方法は、小型ねじを用意するステップを有し、該小型ねじは、
ねじヘッドを有し、該ねじヘッドは、当該治療に作用するための補助連結部材に連結されるように構成されており、かつ、
ねじ山付き本体を有し、該本体の長さは、挿入位置における皮質骨の厚さに実質的に一致するものであって、かつ、
当該方法は、前記の小型ねじを前記の挿入位置にねじ込むステップを有する。
【００４６】
ある実施形態では、当該方法は、前記のねじ山付き本体に受け入れられた固定源デバイスを作動させるステップをさらに有し、該固定源デバイスが、皮質骨の内部の壁に係合して、前記小型ねじがゆるむのを防止するようになっている。
【００４７】
ある実施形態では、前記の固定源デバイスが、少なくとも１本の固定源ワイヤーを有しており、該固定源ワイヤーは、前記のねじ山付き本体の遠位端部にある開口部を出て、かつ、内部の皮質骨の壁に係合する前に第２の非皮質骨層の中へと延びるように構成されている。
【００４８】
ある実施形態では、前記の開口部が、前記のねじ山付き本体の壁内に延びており、前記の固定源ワイヤー（単数または複数）が、直ちに、前記のねじ山付き本体から延びて出て前記第２の層内に入ることができるようになっている。
【００４９】
ある実施形態では、前記の第２の非皮質骨層が、海綿質骨から構成されたものである。
【００５０】
ある実施形態では、前記の少なくとも１本の固定源ワイヤーが、超弾性形状記憶材料によって形成されており、そのことによって、前記の遠位端部を通過して出た前記ワイヤーが、前記の海綿質骨の層内への最小限の進入にて、前記の内部の壁に係合するのに適した形状を形成できるようになっている。
【００５１】
ある実施形態では、前記の形状が、概して放物線状の形状である。代替的には、２本のワイヤーが利用され、それらは第２の層内に延びて入り、前記の第２の層内で実質的に楕円形状を形成するようになっている。
【００５２】
ある実施形態では、前記のねじヘッドがキャビティを含んでおり、該キャビティは、固定源ワイヤー（単数または複数）の外側の端部を保持するように構成されている。ある実施形態では、該キャビティは、ねじ山が形成されており、各ワイヤーの係合しない側の端部が保持用ねじに連結されるようになっており、前記の固定源デバイスを作動させるステップが、該保持用ねじを、前記のねじ山が形成されたキャビティ内にねじ込むことを有する。
【００５３】
ある実施形態では、前記のねじ山付き本体が、骨と係合する端部において開口するキャビティを含んでおり、該キャビティは、硬化可能な生体適合性材料を受け入れかつ前記の皮質骨の背後の海綿質骨層内に送り出して、当該小型ねじによる固定源を助ける構成となっている。このような態様によれば、当該治療方法は、生体適合性材料を海綿質骨層内に注入することを伴う。
【００５４】
ある実施形態では、前記のキャビティが、前記のねじ山付き本体の長さだけ延びており、前記の生体適合性材料を海綿質骨層内に注入するために、該生体適合性材料を収容した注射器の針が前記キャビティ内に挿入され得るようになっている。
【００５５】
代替的な実施形態では、前記の該生体適合性材料は、海綿質骨層内に注入する必要がある時までキャビティ内に格納されていてもよい。例えば、プランジャー型の構造物が当該ねじの内部に備えられていてもよく、当該方法が該プランジャーを作動させることを含んでおり、該プランジャーが、ねじの先端部に位置するシール（該シールは、前記の該生体適合性材料が使用しないときに硬化するのを防止するために設けられる）を破り、該生体適合性材料が海綿質骨層内に押されて入ることができるようにしてもよい。
【００５６】
ある実施形態では、前記のキャビティが、保持性を持った内壁を有し、該内壁は、前記の生体適合性材料を硬化させた後に該材料をそこに保持できるものである。
【００５７】
ある実施形態では、前記のねじ山付き本体が、骨と係合する端部において開口するキャビティを含んでおり、該キャビティは、生体適合性流体（食塩水(saline)またはそれに類するようなもの）が充填された変形可能な袋体を受け入れるように構成されている。このような態様によれば、当該治療方法は、前記の袋体に圧力を加えて、該袋体の少なくとも一部を、皮質骨層の背後の海綿質骨層内に延ばして入れさせることを有しており、それによって小型ねじによる固定源をアシストすることができる。
【００５８】
本発明の第５の形態によれば、ねじが提供され、当該ねじは、
ねじヘッドを有し、
固定源層にねじ込むための、ねじ山付き本体を有し、かつ、
固定源デバイスを有し、該固定源デバイスは、少なくとも一本の固定源ワイヤーを有し、該固定源ワイヤーは、使用時に、前記のねじ山付き本体にある開口部から延びて出て、前記固定源層の背後の空間内に入るように構成され、前記の固定源ワイヤーの少なくとも一部が、前記の固定源層の内部の壁に係合し、それによって当該ねじによる固定源を助けるようになっている。
【００５９】
本発明の第６の形態によれば、ねじが提供され、当該ねじは、
ねじヘッドを有し、
固定源層にねじ込むための、ねじ山付き本体を有し、
前記のねじ山付き本体は、キャビティを含んでおり、使用時に、硬化可能な物質を受け入れて前記固定源層の背後にある空間内に送り出し、それによって当該ねじによる固定源を助けるようになっている。
【００６０】
ある実施形態では、前記の物質が、シリコン、拡張性発泡体、および、工業用セメント(industrial cement)のうちの少なくとも１つを有する。
【００６１】
ある実施形態では、前記のキャビティが、前記のねじ山付き本体の長さだけ延びており、前記の硬化可能な物質を前記の空間内に注入するために、該物質を収容した注射器の針が前記キャビティ内に挿入され得るようになっている。ある実施形態では、該空間が材料の密度を持っている。
【００６２】
ある実施形態では、前記のキャビティが、保持性を持った内壁を有し、該内壁は、前記の物質を硬化させた後に該物質をそこに保持できるものである。
【００６３】
本発明の第７の形態によれば、ねじが提供され、当該ねじは、
ねじヘッドを有し、
固定源層にねじ込むための、ねじ山付き本体を有し、
前記のねじ山付き本体は、変形可能な袋体を受け入れるように構成されたキャビティを含んでおり、該袋体は流体で充填されており、使用時に、前記袋体の少なくとも一部が、前記固定源層の背後の空間内に延びて入るように構成され、それによって当該ねじによる固定源を助けるようになっている。
【００６４】
ある実施形態では、当該ねじが、さらにプランジャーを有し、該プランジャーが前記の袋体を前記の空間内に押して入れるように構成されている。
【００６５】
ある実施形態では、前記のプランジャーが、該小型ねじのヘッドに連結されている。
【００６６】
ある実施形態では、前記のプランジャーがヘッドを有し、該ヘッドは、当該小型ねじのねじ山形成されたヘッド部分によって受け入れられるものであり、かつ、前記のプランジャーがステムを有し、該ステムは、前記の袋体に連結されかつ前記のキャビティ内に延びるように構成されており、前記のヘッドの回転によって、前記の袋体が延びて前記の空間内に入りまたはそこから出るようになっている。
【００６７】
本発明の第８の形態によれば、皮質骨層内に配置されるように構成された小型ねじが提供され、当該小型ねじは、
補助連結部材に連結されるように構成されたねじヘッドを有し、かつ、
ねじ山付き本体を有し、該ねじ山付き本体は固定源デバイスを備え、該固定源デバイスは、使用時に、前記皮質骨の内部壁に係合して、当該小型ねじがゆるむのを防ぐようになっている。
【００６８】
ある実施形態では、チャンネルが、ねじ山付き本体を少なくとも部分的に通り、該ねじ山付き本体の外周壁に位置する少なくとも１つの空洞から出るように延びており、物質を固定源層に送り出すためのものとなっている。ある実施形態では、該物質は、生体適合性を有する硬化可能なセメントである。
【００６９】
ある実施形態では、前記の固定源デバイスが、少なくとも１本の固定源ワイヤーを有しており、該固定源ワイヤーは、前記のねじ山付き本体の遠位端部にある開口部から出て、かつ、前記の第１の層の内部壁に係合する前に、第２の非皮質骨層の中へと延びるように構成されている。
【００７０】
ある実施形態では、前記の開口部が前記のねじ山付き本体の壁部内に延びて入り、それによって、前記の固定源ワイヤー（単数または複数）が該ねじ山付き本体から延びて出て、直ちに第２の層内に入ることが可能になっている。
【００７１】
本発明の第９の形態によれば、皮質骨の固定源を必要とする歯科矯正の治療方法が提供され、当該方法は、
皮質骨の厚さを測定することを有し、
小型ねじを選択することを有し、該小型ねじは、
ねじヘッドを有し、該ねじヘッドは、当該治療に作用するための補助連結部材に連結されるように構成されており、かつ、
ねじ山付き本体を有し、該本体の長さは、前記の測定された厚さと実質的に一致するものであって、かつ、
当該方法は、前記の小型ねじを前記の挿入位置にねじ込むステップを有する。
【００７２】
本発明の第１０の形態によれば、生体中に固着(anchoring)するための医療用ねじが提供され、当該医療用ねじは、
ねじ山付き本体を有し、該ねじ山付き本体は固定源デバイスを備え、該固定源デバイスは、使用時に、第１の骨層の内部壁に係合して、該小型ねじがゆるむのを防ぐようになっている。
【００７３】
本発明の第１１の形態によれば、歯科補綴のインプラントが提供され、当該歯科補綴インプラントは、
歯科補綴の器具に連結されるように構成されたヘッドを有し、かつ、
固定源層内に入って位置するための本体を有し、該本体はチャンネルを含んでおり、該チャンネルは該本体の全体を少なくとも部分的に通過して延び、かつ、該本体の外周壁に位置する少なくとも１つの空洞から外に出ており、使用時に、前記チャンネルが、物質を前記固定源層に送り出すように構成されている。
【００７４】
ある実施形態では、当該インプラントがねじ山付き本体を持ったねじである。ある実施形態では、前記の物質が、前記歯科補綴のインプラントの固定源に助けとなる生体適合性材料である。該生体適合性材料は、硬化可能なセメントであってよい。ある実施形態では、前記の硬化可能なセメントは、前記歯科補綴のインプラントの一時的な固定源のための吸収され得る材料である。代替的には、より恒久的な用途のために、前記の硬化可能なセメントは吸収され得ないものであってもよい。
【００７５】
ある実施形態では、前記の歯科補綴の器具は、歯、複数の歯、義歯、または、他の好ましい歯科補綴の器具であってよい。
【００７６】
本発明の特徴と利点は、添付の図を参照して、例示だけを示すやり方にて、その実施形態の以下の説明からより明確になるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】図１は、インプラント場所の周囲の皮質骨および海綿質骨両方における従来式の小型ねじによってかけられた応力を示す応力分布図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の実施形態による、皮質骨の第１の層内に固定された小型ねじの概略側面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の実施形態により、補助具(ancillary)の構造に連結された図２ａの小型ねじを示す図である。
【図２ｃ】図２ｃは、図２ａの小型ねじの応力分布図である。
【図３】図３ａおよび３ｂは、それぞれ、作動前および作動前の状態にある固定源デバイスを組み込む小型ねじの概略断面図である。
【図３ｃ】図３ｃは、図３ａおよび３ｂに示された小型ねじの応力分布図である。
【図４】図４は、固定源デバイスを組み込む図３の小型ねじヘッドの端面図である。
【図５】図５ａおよび５ｂは、それぞれ、作動されていない状態、および、作動された状態にある固定源ワイヤーを示す、初期の作動装置スロットを組み込む代替的な小型ねじの側方から見た断面図である。
【図６】図６ａおよび６ｂは、それぞれ、固定源ワイヤーを作動させるためのねじ山形成された係合機構を示す実施形態の正面から見た断面図および側方から見た断面図である。
【図７】図７は、固定源デバイスの作動前および作動後の楕円状の固定源ワイヤー形状を示す図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施形態による、小型ねじの概略図である。
【図９】図９ａおよび９ｂは、図８のねじの断面の概略図であって、生体適合性材料の海綿質層への送達を示している。
【図１０】図１０ａは、図８の小型ねじの代替的な実施形態の正面図である。図１０ｂおよび１０ｃは、図１０ａの実施形態の側方から見た断面図であって、生体適合性流体の注入を示している。図１０ｄは、図１０ａの実施形態の側方から見た断面図であって、当該小型ねじの取り外しを示している。
【図１１】図１１ａおよび１１ｂは、代替的な実施形態による、袋体(bladder、ブラダー）を組み込んだ小型ねじの側方から見た断面図である。
【図１２】図１２は、一実施形態による歯科補綴のインプラントの概略図である。
【図１３】図１３は、一実施形態による歯科補綴のインプラントの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
歯科矯正用の小型ねじの十分な保持と安定性が患者の皮質骨の第１の層内に主に固定することによって達成可能であるという認識に基づいて、本明細書で説明される実施形態は本発明者によって着想された。図１の応力分布図を参照すれば、典型的な固定源の分布力（即ち、３００グラムの水平力）が、その場(in-situ)にある小型ねじのヘッドにかけられたとき、応力のおよそ９９％は皮質骨２２０内に分散され、このとき残りの力は、ねじ１０と海綿質骨の隣接する層２２２の間に分散されることが観察され得る（実際には、このグラフは、皮質骨内のフォンミーゼス応力(Von Mises stress)が、海綿質骨内の応力よりも１００倍から５００倍大きいことを効果的に示している）。
【００７９】
実施形態では、この認識を活用して小型ねじを提供しており、その小型ねじは、従来の小型ねじよりかなり短い有効ねじ部長さを有することができ、従って、据え付け(emplacement)中の歯根の創傷および神経の損傷に対するリスクがより小さい小型ねじを提供する。加えて、より短い有効ねじ部長さが、可能な挿入部位の数を広げる。実施形態はまた、そのようにより短くされた小型ねじのための固定源システム(anchorage system)にも関する。さらには、上述した歯科矯正用の小型ねじと共に使用するために開発された固定源システムがまた、後続の段落でより詳細に説明するように、適切な固定源を獲得するためにより長いねじ（即ち、歯科矯正用の小型ねじ以外のねじ）に適用されてもよいことが理解される。
【００８０】
図２ａを参照すれば、本発明の第１の実施形態による、歯科矯正用の小型ねじ１００の概略図が示されている。該小型ねじ１００は、ねじ山形成されたシャフト２０２を有し、該ねじ山形成されたシャフトは、皮質骨２２０の第１の層または他の適切な固定源の構造体にねじ込むためのものである。該ねじ山形成されたシャフト２０２の長さは、皮質骨層２２０の幅にほぼ対応することが留意されたい（上述したように、短くした有効ねじ部長さは、第２の海綿質骨層２２２内に位置する神経および歯根の末端部に対する損傷を回避することを確実にする）。一実施形態では、皮質骨の幅は、たとえば患者の歯茎のｘ線写真を撮ることによって決定することができる。あるいは、相対的な幅を、患者の骨領域、年齢などの要因に基づいて推定してもよい。歯科矯正の用途に関しては、皮質骨の厚さは、（ここでも患者の顎の領域、年齢などに応じて）通常、０．８ｍｍから５ｍｍの間の範囲にある。したがって、０．８ｍｍから６ｍｍの間の長さを有する小型ねじは、そのような用途に適し得る。外向きのフランジの付いたヘッド２０４は、研磨された経粘膜(transmucosal)のカラー(collar)２０６によって、ねじ山形成されたシャフト２０２に結合されている。図２ａに示される小型ねじ１００の遠位端部は、セルフドリル(self drilling)のための堅い切削先端部(cutting tip)を備えている。しかし、該遠位端部は、予め穴あけ(pre-drilling)を行う用途のために、平坦なプロファイルを有してよいことが理解されるだろう。
【００８１】
小型ねじ１００は、歯科矯正の配置に力を付与するための歯科矯正用の固定源デバイスに結合されるように操作され得る。１つのそのような例となる配置構成が、図２ｂに示されており、ここでは、患者の犬歯１０１の移動を促進するために確固たる固定源を付与すべく、当該小型ねじが患者の上側歯茎内に配置されている。該小型ねじ１００は、十分な固定源を提供し、所望の用途によってのみ決まる任意の適切な骨領域内に配置され得ることが、当業者には分るだろう。例えば、該小型ねじは、患者の歯茎内、顎の口蓋側／舌側内、または骨の任意の他の適切な領域内に配置され得る。図２ｂのねじの実施形態の応力分布図が、図２ｃに示されている。
【００８２】
図３ａから３ｃを参照すると、当該小型ねじ１００の実施形態では、該小型ねじ１００に固定源デバイス３０２が組み込まれており、該固定源デバイスは、有効ねじ部長さが短いことに起因した緩み(loosened)を防止するように動作可能となっている。図３の実施形態によれば、該固定源デバイス３０２は、キャビティ(cavity、空洞)２０６内に受け入れられており、該キャビティは当該小型ねじ１００の本体を通って延びており、前記固定源デバイスは、複数の固定源ワイヤー３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ（３本の固定源ワイヤーが図示されているが、所望の実施に応じてそれより多いまたは少ないワイヤーが使用されてよいことが理解されよう）を有し、これらのワイヤーは、先の尖った遠位端部を有し、それによってそれらワイヤーが海綿質骨層２２２を容易に貫いて通過することが可能になっている。反対側の（係合しない）端部では、それらワイヤー３０２は、ねじ山形成されたねじヘッド３０４に、スイベル(swivel、旋回部）によって連結されている。キャビティ内には、ねじ山形成されたねじヘッド３０４が配設され（本明細書では、ヘッドキャビティと呼び、参照番号３０８によって示す）、該キャビティの一部は対応するねじ山を有し、このねじ山は、後の段落でより詳細に説明するように、固定源デバイスを作動させることを可能にするためのものである。ねじ山形成された係合機構の概略図は、図６に最適に示されている。
【００８３】
当該小型ねじ１００が適切に配置されると、固定源デバイス３０２のねじヘッド３０４が回され、それが、固定源ワイヤー３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃを、キャビティ２０６の遠位開口部２０７から外へ延ばして、海綿質骨２０４内に延ばす。スイベルは、ねじヘッド３０４の回転によってワイヤーが捩じられるのを防ぐ。この実施形態の応力分布図が、図３に示されている。
【００８４】
固定源デバイス３０２のヘッド３０４を組み込んだ小型ねじヘッド２０４の平面図が、図４に最適に示されている。容易に分るように、ねじヘッド３０４を回すために使用される工具（例えば、ねじ回し）は、当該小型ねじ２０４のヘッドを回すために使用されるものよりもわずかに小さいヘッド直径を有することが必要とされる。しかし、スイベル式ねじヘッド３０４以外の機構が、固定源ワイヤー３０２ａ、３０２ｂを保持するために同様に使用され得ることが理解されよう。例えば、ワイヤー３０２ａ、３０２ｂは、スナップ(press-stud)に単純に連結させるだけでよく、該スナップが、固定源ワイヤー３０２ａ、３０２ｂを作動させるために、ヘッドキャビティ３０８内に押し込まれる。該スナップは、ヘッドキャビティ３０８の内壁に位置する１つまたは複数の変形可能なラグ(lugs、出張り)によって、所定位置に保持され得る。
【００８５】
神経および歯根の損傷のリスクを最小限に抑えるために、ワイヤー３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、次のように形成される。即ち、それらワイヤーが当該小型ねじ１００の遠位端部２０７を外方向に通過した直後に、互いに離れようとし、皮質骨の内壁２２１に向かって戻ろうとするか（図３ｂを参照）、または、代替的には、図７に示される形状を作るために互いに向かおうとするように形成される。いずれの場合でも、固定源ワイヤー３０２の少なくとも一部分が皮質骨２２０の内壁２２１と係合し、それによって小型ねじを保持し、そのことが緩むことを防止する。
【００８６】
上記で説明した種々の形状を達成するために、固定源ワイヤー３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃは、形状記憶材料によって形成してもよく、それによって、それらワイヤーは、変形（例えば、空洞(void)２０６内での保持中に）された後に、所望の形状を取ることが可能になる。一部の適切な材料は、銅−亜鉛−アルミニウムーニッケル、銅−アルミニウム−ニッケル、およびニッケル−チタン（ＮｉＴｉ）合金を含む。形状記憶材料は、海綿質骨内に存在する熱によって作動するように選択されてよい。
【００８７】
小型ねじの代替的な実施形態が、図５に示されている。この実施形態では、キャビティ２０６の開口部２０７が、ねじ山付き本体２０２の周囲の壁内に延びており、そのことによって、遠位端部が海綿質層２２２内に入るとすぐに、固定源ワイヤー３０２が、ねじ山付き本体から出て海綿質骨層内に直ちに延びることが可能になっている。図５ｂから見られ得るように、上述された構成は、たとえ当該小型ねじのねじ山の遠位端部が海綿質層内にわずかに延びる状況であっても、海綿質層２２２内へのワイヤーの進入を最小限にすることを可能にする。
【００８８】
図８を参照すれば、さらに他の実施形態による固定源機構(anchorage mechanism)を組み込んだ当該小型ねじ８００が示されている。この実施形態では、キャビティ２０６（これ以降はチャンネル）が固定源ワイヤーを収容するためには利用されず、その代わりに、結果として小型ねじによる固定源をアシスト（助力）するために、硬化可能な生体適合性材料８０１を受け入れて、海綿質骨層２２２内へと送り出すために利用される。自己硬化型(self setting)の生体適合性材料は、多くの形態をとることができ、限定はされないが次の材料を含み、即ち、第三リン酸カルシウム、骨移植材料、ハイドロキシアパタイトセメント、移植材料を含有する骨形成タンパク質（ＢＭＰ）、または、適切な時間（たとえば１分から２０分であるが、一部の材料では、必要とされる用途および強度に応じてより長くまたは短くなることがある）で硬化する任意の他の生体に優しい材料、即ち、生体適合性の材料を含む。
【００８９】
先に説明したように、実施形態が取っている具現化の利点は、歯科矯正用の小型ねじに対する力の荷重の大部分が、高密度の皮質骨を通じて分散し、非常にわずかなものが、かなり低い密度の骨梁（海綿質骨）内に分散するということである。生体適合性の強化材料を用いて海綿質骨の密度を増大させることにより、２つのはっきりと異なる利点が得られる。第一に、荷重を小型ねじ上により均一に分散させることができ、それによって骨梁／皮質の接触率が、非常に厚い皮質板に類似するシステムに変更される。第二に、皮質骨の内部の表面と係合する膨らんだ塊(bulbous mass)を持つことによって、横方向の安定性の増大、および、引っ張り出す抵抗の増大を得ることができる。
【００９０】
そのような実施形態に使用される生体適合性材料８０１は、（１ｍｍ程度の特に狭いチャンネル寸法の場合の）圧縮応力と流れる能力との間のバランスが、歯科矯正の用途に適するように特定の流動学的性質(rheological properties)を有するものであってよい。骨伝導および骨誘導因子が、合成骨量の造骨硬化をシミュレートするために使用され得る。また、そのような材料は、所望の治療時間後、当該小型ねじを容易に取り外すことを可能にするその吸収特性(resorbtion properties)に応じて選択されてよいことも留意される。言い換えれば、当該小型ねじの計画された取り外しは、所望の吸収特性を有する材料を選択することによって実施されることが可能である。この点において、技術者が、代謝回転および吸収の程度を査定できるように、Ｘ線写真マーカを材料に加えてよい。さらに、一実施形態では、該材料は、炎症(inflammation)および壊死(necrosis)を低減し得る、生体活性ガラスなどの物質で補強されてよい。言い換えれば、さまざまな実施形態では、該材料は、結晶性セラミックスまたはカルシムベースの材料、（粘度が重要である）結合ポリマー、＋／−骨因子、＋／−抗炎症性材料、＋／−放射線写真(radiographic)マーカーを含むことができる。
【００９１】
より詳細には、図８に示される当該小型ねじ８００は、補助部材に連結されるように構成されたねじヘッド８０２を有している。ねじヘッド８０２に結合されたねじ山付き本体８０４は、皮質骨層２２０内に位置するように構成された第１部分８０６を有する。第２部分８０８は、皮質骨２２０を超えて隣接する海綿質骨２２２内へと所定距離（図示される実施形態では、材料８０１の分布のための十分な深さを可能にするために約２ｍｍ）を延びるように構成される。先に述べられたように、チャンネル２０６は、ねじ山付き本体８０４を通り、第２部分８０８の外周壁に位置する少なくとも１つの空洞８１０から外に延びて出ている（図示される実施形態では、２つの空洞が示されているが、これより多いかまたは少ない空洞が、所望の実施に応じて設けられ得ることが理解されよう）。例示した実施形態では、空洞８１０は、外側の外周壁に設けられたねじ山同士の間に位置している（但し、代替的な実施形態では、それらは、ねじ山形成された部分を通して位置してよいことが理解されよう）。
【００９２】
使用では、キャビティ２０６は、生体適合性材料８０１を収容した注射器８３２の針８３０をキャビティ２０６内に挿入することができるように成形されている。該キャビティ２０６は、保持性を持った(retentive)内壁８１２を有し、該内壁は、生体適合性材料８００を、硬化させた後にそこに保持できるものである。硬化させた後の生体適合性材料の機械的強度は、通常の操作状態（例えば、１つの歯または複数の歯に作用する、補助具(ancillary)による典型的な回転力を受けるとき）では、破壊を回避するのに十分であるが、しかし、小型ねじの取り外しの際に、ねじヘッドに十分なトルクがかけられると破壊するというものである。図８に例示される実施形態では、チャンネル２０６に連通する追加のキャビティ（複数）８１１が、第１部分８０６の外周壁に設けられており、生体適合性材料８０１を隣接する皮質骨層２２０に分配して、ねじによる固定源をさらに助けている。図９ａおよび９ｂは、生体適合性材料の供給を図示している。
【００９３】
図８および９に示されるものに対する代替的な実施形態では、単一のキャビティが、生体適合性材料８０１を海綿質層２２２内へと送り出すために、ねじ山付き本体８０４の遠位端部に設けられてよい。これは、図１０ａから１０ｄに最適に示されている。代替的には、第２部分だけにキャビティが設けられ、皮質層２２０だけへの接着によって、追加的な固定源が提供されるようになっていてもよい。
【００９４】
さらに他の代替案では、生体適合性材料８０１を送り出すのではなく、チャンネル２０６が、係合する突出部を収容するように構成されており、その係合する突出部が、作動時に、第１および第２部分８０６、８０８のうちの少なくとも一方に定められた１つのキャビティまたは複数のキャビティ８１０から突出するというようにしてもよい。たとえば、ねじ山付き本体８０４に、ねじ山同士の間に位置する横方向のキャビティまたはポートが設けられてよく、当該ねじの内部アクチュエータが回わされたとき（または別の態様で作動させられたとき）、前記突出部が、回転し、（例えば、トゲ(thorns)のように）外周壁から外に突出して周囲の骨と係合するようになっていてもよい。
【００９５】
代替の実施形態では、生体適合性材料８０１は、海綿質骨層内に注入されることが必要とされる時間までキャビティ内に保管されてよい。たとえば、プランジャー型の構造体が、ねじ内に設けられてよく、該プランジャーが作動すると、ねじ山部の遠位端部に位置するシール部（生体適合性材料が使用されないときに硬化を防止するために設けられる）が破れ(break)、生体適合性材料を海綿質層内に押して入れるようになっていてもよい。
【００９６】
さらに他の保持機構が、図１１に示されている。この実施形態によれば、キャビティ２０６が、生理食塩水などの生体適合性の流体が充填された変形可能な袋体(bladder)９１０を保持するように使用される。使用では、該袋体９１０の少なくとも一部が、海綿質骨層２２２内に延びて入るように、詳細には、その中に形成された骨梁網(trabeculi net)内の空間を埋めるように構成される。
【００９７】
袋体９１０の挿入および引き出しを容易にするために、当該小型ねじは、プランジャー９２０を備える。該プランジャー９２０は、当該小型ねじのねじ山形成された（即ち、図６および７に示されたものに類似する形状の）ヘッド部分によって受け入れられるヘッド９３０を備える。袋体９１０に結合されたステム９４０が、キャビティ２０６内に延びるように構成され、ヘッド９３０の回転が、袋体９１０を海綿質骨層内に延ばし、または外に出す。
【００９８】
図２ｂを参照して上記で述べたように、本明細書で説明された小型ねじは、歯の移動を助長するための補助具(ancillary)に結合されることが可能である。該補助具は、例えば、磁気的(magnetic)なシステムを有していてもよく、該システムは、複数の磁気的な取付具を提供し、それらの取付具が互いに働いて、１つの歯／複数の歯を適切に移動させるための力、即ち、歯科矯正の状態を正しくするための力（たとえば水平力、回転力、垂直力、力の組み合わせなど）を得るというものである。図２ｂによれば、該磁気的なシステムの第１の磁気的な取付具１０６は、剛性を有する(rigid)アーム１０５によって当該小型ねじ１００に連結されている。第１の磁気的な取付具１０６が、第１の磁石を備え、その第１の磁石は、患者の犬歯１０１に接合された第２の磁気的な取付具１０８に設けられた反対の磁石を引き付けるように動作し得るものである。効果を示す力に関係なく、当該小型ねじ１００は、皮質骨の内壁２２０と係合する固定源ワイヤー３０２によって所定位置に固く保持されることが可能であり、それによって該ねじが緩む（戻し回される(unscrewed)されるまたは引っ張り出される）ことが防止される。
【００９９】
患者の歯と歯の間の隙間を最小限に抑えるために、または、顎の整合を正しくするために使用されることに加えて、本明細書で説明された実施形態による当該小型ねじは、他の歯科矯正用途の範囲で使用されてよい。たとえば、装置は、当業者によって理解されるように、圧下、押し出し、回転、トルク、および、先端制御(tip control)の歯科矯正処置のための所望の矯正の力を付与するために使用され得る。
【０１００】
図３から１１を参照して説明されたさまざまな固定源機構は、また、従来の長さの小型ねじ（即ち、６ｍｍより大きい有効ねじ部長さを有するもの）との使用にも適し得ることが理解されよう。
【０１０１】
さらに、これら実施形態が、歯科矯正の分野以外に用途を見出し得ることが、当業者によって理解される。例えば、それら実施形態は、整形外科、義歯学（たとえばインプラント学）などの歯科または医薬の他の分野、自動車、航空機、または機械分野などで適用され得、そこでは、ねじは、固定源層(anchorage layer)と、該固定源層の直後に配設された２番目の非固定源層(non-anchorage layer)とを有する壁部内に固定されることが求めらる。１つの例は、整形法(orthopaedic)の補綴物(prosthetics)の分野において用途が見い出され、そこでは、人工関節が、患者の長い骨（例えば、大腿骨）に固定され得る。さらに、本発明は、動物の治療学および整形外科学の分野に適用されてよい。
【０１０２】
１つの実施形態では、本発明は、顎顔面整形外科学の分野に適用されることが可能である。現在、この分野では、特別な口腔装置の形態になった固定源、または、外科的に配置された骨格プレートと固定ねじ(fixation screws)が利用されている。実施形態の機械的安定性および保持特性の増大により、整形外科的治療に必要とされるより高いレベルの力を使用することが可能になる。この用途は、顎顔面複合体および体の他の骨構造の両方に適用することができる。
【０１０３】
上記で述べたように、実施形態はまた、歯科補綴学(prosthodontics)の分野でも用途を見出す。たとえば、１つの形態は、永久歯槽インプラントと共に使用されてよい。この用途に使用される生体適合性材料は、歯科矯正の用途よりも遅く吸収されるように改変されてよい。そのような実施形態の一例が、図１２および１３に示されている。図示されるように、歯科補綴デバイス(prosthodontic device)は、ねじ１５０の形態（但し、インプラントは、ねじでなくてよく、その代わりにピンまたは他の適切なインプラントの形態でよいことが理解されよう）となっており、歯の形態になった歯科補綴の器具１５４に連結されるように構成されたねじヘッド１５２を有する。該ねじ１５０は、さらに、固定源骨層(anchorage bone layer)１５８内にねじ込むためのねじ山付き本体１５６をさらに備える。チャンネル１６０は、ねじ山付き本体１５６を少なくとも部分的に通り、該ねじ山付き本体の外周壁１６４に位置する少なくとも１つの空洞１６２から出るように延びている。使用では、該チャンネル１６０は、物質（この場合、吸収され得る(resorbable)セメントであるが、治療流体などを含む他の物質も同様に供給され得る）を固定源層に送り出すように構成されている。事前穴開け(pre-drilled)の実施形態では、該物質は、ねじが所定位置にねじ込まれる前に、ドリル穴内に導入されることが可能であり、従って、ねじの配置後に物質を導入する必要は無くなることが理解されよう。
【０１０４】
さらに、本発明は、骨密度が低減した患者体内におけるインプラントのフィクスチャーの保持および安定性を増大させるために使用されてよい。
【０１０５】
本発明の非生体的な用途は、絵画フレームを保持するために石工ボード壁内に適切に固定される必要がある家具用ねじ(furniture screw)の形態にて具体化されてよい。利用される固定源機構のタイプは用途に応じて決まるが、家具用ねじに関しては、図８の実施形態の形をとることができ、この場合、非生体性の硬化可能な材料は、シリコン、拡張性発泡体、工業的な／液体のコンクリートまたは他の適切な硬化剤でよい。
【０１０６】
上述した固定源機構の使用によって生じる格別なる利点は、従来のねじ固定源デバイスとは対照的に、本明細書で説明した実施形態が、隣接する背後(rearward)の層がいくらかの密度を有する（即ち、単なる中空のキャビティではない）場合の使用に適していることである。
【０１０７】
どのような従来技術の文献が本明細書で参照された場合でも、そのような参照は、その文献が、オーストラリア国または任意の他の国において、当技術分野における共通の一般的知識の一部を形成するという承認を構成するものではないことを理解されたい。
【０１０８】
以下の特許請求の範囲および本発明の先行の説明において、内容が、言語または必要な含意を表現するために別途必要としない限り、用語「備える」、即ち、「備える」や「備えている」などの変形は、包括的な意味で、即ち、述べられた特徴の存在の明記はするが本発明のさまざまな実施形態における他の特徴の存在または追加を除外しないように、使用される。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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