Ортопедическое устройство с интегрированным стяжным винтом для дентального имплантата

Полезная модель относится к стоматологическим имплантационным системам, а именно к супраструктурам дентальных имплантатов. Областью применения устройства является ортопедическая стоматология.
При подготовке к зубному протезированию на имплантатах в основании дентального имплантата или соответствующего лабораторного аналога закрепляют ортопедический компонент имплантационной системы, в частности абатмент. Ортопедический компонент фиксируют стяжным винтом, которым стягивают ортопедический компонент с основанием имплантата или его аналогом, с образованием при этом их разъемного соединения, которое обычно характеризуется конусностью формы для обеспечения герметичности сопряжения деталей.
Из патентного документа US 5674072 А от 07.10.1997 известен дентальный имплантат, содержащий основание и ортопедический компонент, представляющий собой абатмент с интегрированным в его корпус невыпадающим стяжным винтом, толстая резьбовая часть которого приварена к тонкому стержню данного винта лазерной сваркой. Конструкция известного устройства обеспечивает возможность выполнения прочного абатмента с шейкой малого наружного диаметра, что повышает вероятность приживления имплантата. Однако из-за малого диаметра стержня стяжного винта площадь сварного шва очень ограничена, что не позволяет обеспечить достаточную прочность сварного соединения, которое испытывает значительные механические нагрузки при фиксации ортопедического компонента в основании дентального имплантата, а также при разъеме их заклинившего конусного соединения, из-за чего существует опасность отлома резьбовой части невыпадающего стяжного винта. Возможность выталкивания абатмента за счет вывинчивания стяжного винта в известном устройстве не предусмотрена, что усложняет работу врача.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при использовании настоящей полезной модели, является увеличение надежности ортопедического устройства для дентального имплантата и упрощение извлечения заклинившего ортопедического устройства из основания дентального имплантата.
Обеспечиваемый полезной моделью технический результат заключается в усилении сварного соединения в невыпадающем стяжном винте ортопедического устройства для дентального имплантата, а также в повышении прочности ортопедического компонента, и в расширении функциональности устройства, связанной с обеспечением возможности разъема конусного соединения ортопедического компонента с основанием дентального имплантата.
Технический результат достигается благодаря тому, что ортопедическое устройство для дентального имплантата содержит ортопедический компонент с невыпадающим стяжным винтом, рабочая резьбовая часть которого приварена к стержню винта, причем между резьбовой частью винта и стержнем винта дополнительно образовано соединение на трении между внутренней поверхностью резьбовой части винта и внешней поверхностью его стержня.
В частном случае осуществления полезной модели дополнительное соединение представляет собой внутреннее резьбовое соединение.
В другом частном случае резьбовое соединение выполнено в виде микрорезьбовой пары с мелким шагом.
Также в частном случае устройство характеризуется предварительной затяжкой резьбового соединения.
В частном случае устройство характеризуется соединением частей винта на тугой резьбе.
В частном случае устройство характеризуется разностью шага резьбы частей винта, выбранной из условия натяга между двумя витками на длине свинчивания резьбового соединения.
В частном случае дополнительное соединение выполнено с натягом частей винта.
В частном случае внутренняя поверхность резьбовой части винта и внешняя поверхность его стержня выполнены с продольными насечками.
Также в частном случае внутренняя поверхность резьбовой части винта и внешняя поверхность его стержня выполнены с взаимно соответствующими продольными пазом и выступом.
В еще одном частном случае поперечное сечение резьбовой части винта и его стержня осенесимметричны.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами, на которых в качестве примера показано выполнение предпочтительной конструкции устройства.
Фиг. 1 - ортопедическое устройство для дентального имплантата.
Фиг. 2 - стяжной винт устройства с резьбосварным соединением (в увеличенном относительно остальных чертежей масштабе).
Фиг. 3 - конусное соединение ортопедического компонента в полости дентального имплантата зафиксировано стяжным винтом.
Фиг. 4 - выталкивание ортопедического компонента стяжным винтом для разъема конусного соединения.
Изображенное на чертежах ортопедическое устройство для дентального имплантата состоит из ортопедического компонента 1 и сборного невыпадающего стяжного винта 2 (фиг. 1).
Ортопедический компонент 1 является одним из опорных или вспомогательных установочных элементов стоматологической имплантационной системы, или гибридом данных элементов. К опорным элементам относятся, в частности, стандартные или индивидуальные абатменты для зубного протеза, прямые или угловые абатменты-мультиюниты для мостовидных конструкций. Под вспомогательными элементами понимаются, в том числе, технологические премилл-заготовки индивидуальных абатментов, трансферы или сканбоди для изготовления таких абатментов. Ортопедический компонент 1 выполнен из металла, например титанового сплава, керамики или полимерного материала. Наружная поверхность нижней части ортопедического компонента 1 характеризуется шейкой с участком конусной формы, подходящей для ответной полости дентального имплантата. Внешний диаметр шейки ортопедического компонента 1 в области большего основания конуса составляет 2,5 мм. В центральной части тела ортопедического компонента 1 выполнено отверстие в виде сквозного продольного канала цилиндрической формы. Данный канал характеризуется расширением со стороны верхушечной части ортопедического компонента 1.
Невыпадающий стяжной винт 2 содержит стержень 3, головку 4 и втулку 5 (фиг. 2), которые изготовлены из титанового сплава. Длина стержня 3 превышает длину узкой части канала в ортопедическом компоненте 1, а диаметр данного стержня соответствует внутреннему диаметру указанной части канала. Наружный диаметр втулки 5 превышает диаметр стержня 3. Втулка 5 по всей своей длине выполнена с наружной резьбой, которая образует рабочую резьбовую часть винта 2. Головка 4 и стержень 3 жестко соединены, в частности путем выполнения в виде одной детали. Стержень 3 и втулка 5 выполнены из условия возможности образования между ними механического соединения на внешнем трении.
Предпочтительным вариантом соединения частей винта 2 на внешнем трении является резьбовое соединение, характеризующееся наличием внешнего трения в резьбовой паре. Для этого на концевой части стержня 3 выполнена винтовая резьба, предпочтительно представляющая собой микрорезьбу с мелким шагом, а втулка 5 по всей своей длине выполнена с внутренней резьбой. Внутренняя резьба втулки 5 соответствует резьбе на концевой части стержня 3, желательно из условия возможности посадки с натягом по среднему диаметру резьбы для образования тугого резьбового соединения. Также предпочтительно выполнение стержня 3 и втулки 5 с разностью шага их резьб для обеспечения натяга между двумя витками на длине свинчивания. Втулка 5 жестко закреплена на концевой части стержня 3 посредством резьбосварного соединения.
Ортопедическое устройство для дентального имплантата с резьбосварным соединением частей винта 2 собирают следующим образом. Сначала стержень 3 вставляют в канал ортопедического компонента 1 со стороны его верхушечной части, и продвигают вниз до упора головки 4 в сужение канала. При этом концевая часть стержня 3 с резьбой выходит наружу из шейки ортопедического компонента 1. Затем на свободную концевую часть стержня 3 навинчивают втулку 5, с выравниванием по торцу стержня 3, из условия свободного перемещения винта 2 вдоль канала ортопедического компонента 1 в пределах, ограниченных с одной стороны головкой 4, а с другой стороны втулкой 5, предотвращающих выпадение подвижного винта 2 из ортопедического компонента 1. Резьбовую пару предпочтительно затягивают с таким моментом силы, чтобы обеспечить предварительную затяжку внутреннего соединения, в том числе при постановке втулки 5 на тугой резьбе, в частности до образования стопорящего натяга между двумя витками на длине свинчивания. После этого приваривают втулку 5 к стержню 3 в области торца точечной лазерной сваркой. Сварной шов преимущественно образуют на границе между втулкой 5 и стержнем 3, по меньшей мере в одной точке, а предпочтительно по всей длине окружности сопряжения, с приданием сварному шву кольцевой формы или, например, подают в центр торца стержня 3 настолько мощный импульс лазерного излучения, чтобы обеспечить расплавление металла по краю стержня 3 и втулки 5. Таким образом, невыпадающий стяжной винт 2 интегрирован в корпус ортопедического компонента 1, при этом все части устройства соединены между собой сборочными операциями, обеспечивающими конструктивное единство и реализацию устройством общего функционального назначения.
В процессе лечения пациента ортопедическое устройство устанавливают в полость дентального имплантата 6 (фиг. 3) или его лабораторного аналога. Рабочую резьбовую часть интегрированного в корпус ортопедического компонента 1 винта 2 завинчивают в ответную резьбу имплантата 6 монтажным инструментом и стягивают конус ортопедического компонента 1 с имплантатом 6, с образованием между ними герметичного самозаклиненного соединения. Для извлечения ортопедического устройства, например при необходимости замены супраструктуры, вывинчивают винт 2 инструментом 7 (фиг. 4). После того как будет выбран свободный ход винта 2, втулка 5 упирается в низ ортопедического компонента 1. Так как при этом часть наружной резьбы втулки 5 сохраняет контакт с резьбой имплантата 6, то усилие передается на ортопедический компонент 1, который выталкивают из конуса имплантата 6 за счет преобразования вращения винта 2 в поступательное движение ортопедического компонента 1 в верхнем направлении, благодаря чему врач не испытывает сложности в разъединении заклиненного соединения и в извлечении ортопедического компонента 1 из имплантата 6.
При завинчивании рабочей резьбовой части винта 2 в имплантат 6, а также при извлечении ортопедического компонента 1 из имплантата 6, место соединения втулки 5 со стержнем 3 испытывает значительные для размеров деталей устройства механические нагрузки динамического характера. В резьбосварном соединении осевая нагрузка на втулку 5 в основном распределяется на поверхность трения витков внутренней резьбы, эффективно работающей против сдвига втулки 5 вдоль оси стержня 3 и снимающей этим в значительной степени нагрузку на сварной шов, что усиливает сварное соединение и предотвращает его разрушение. Из-за наличия угла подъема витков резьбы осевая нагрузка вызывает появление отвинчивающего момента, однако благодаря наличию в резьбовой паре сил внешнего трения величина этого момента недостаточна для срыва сварного соединения. Для снижения величины отвинчивающего момента внутреннее соединение предпочтительно выполнять в виде микрорезьбовой пары, характеризующейся мелким шагом, и соответственно меньшим углом подъема витков резьбы по сравнению с внешней резьбой втулки 5. Предварительная затяжка внутреннего резьбового соединения также снижает нагрузку на сварной шов, вызываемую крутящим моментом, благодаря повышенной силе внешнего трения в резьбовой паре. Еще большее повышение момента трения по резьбе достигается в случае образования тугого внутреннего резьбового соединения, что предпочтительно достигается применением резьб с натягами для постановки втулки 5, в частности при разности шага резьбы элементов винта 2, выбранной из условия натяга между двумя витками на длине свинчивания внутреннего резьбового соединения, что придает данному соединению высокую фрикционность.
В альтернативном варианте соединения частей винта 2 на внешнем трении втулка 5 выполнена только с наружной резьбой, а внутренний диаметр данной втулки выбран из условия посадки втулки 5 на стержень 3 с натягом. Такое соединение работает аналогично тому, как усиливает сварное соединение резьбовая пара, за исключением того, что осевая нагрузка на втулку 5 и крутящий момент воспринимаются, помимо непосредственно сварным швом, не витками резьбы, а цилиндрической поверхностью фрикционного прижатия втулки 5 к стержню 3. Высокая степень усиления достигается, в частности, если вся внутренняя поверхность резьбовой части винта прижата к поверхности стержня и/или при выполнении сопрягаемых поверхностей с продольными насечками, благодаря которым микрорельеф поверхностей характеризуется шероховатостью, а предпочтительно и продольной волнистостью. Максимальная степень усиления при этом достигается за счет выполнении сопрягаемых поверхностей втулки 5 и стержня 3 с по меньшей мере одной парой продольных взаимно соответствующих паза и выступа, и/или при отсутствии у формы поперечного сечения резьбовой части винта и его стержня свойства вращательной симметрии, которые например выполнены с поперечными сечениями частей винта прямоугольной, в частности квадратной, треугольной, эллиптической или звездообразной формы, что исключает возможность проворота резьбовой части винта относительно его стержня и благодаря этому предохраняет сварной шов от разлома, разрыва или иного разрушения.
Дополнение сварного соединения рабочей части стяжного винта ортопедического устройства, выполненной с наружной резьбой, со стержнем винта их соединением на трении внешнего вида между внутренней поверхностью резьбовой части винта и внешней поверхностью его стержня усиливает сварное соединение, а следовательно увеличивает надежность данного ортопедического устройства. Чем большие площади указанных поверхностей резьбовой части и стержня находятся в сопряжении, тем выше прочность данного соединения, а следовательно более усилено сварное соединение.
Кроме того, усиление указанного сварного соединения позволяет, без критического снижения прочности стяжного винта, уменьшить размер сварного шва, а следовательно и диаметр шейки невыпадающего винта, за счет чего соответственно увеличена толщина стенки ортопедического компонента, а в результате и прочность данного компонента, что также положительно сказывается на надежности ортопедического устройства в целом. Оптимальность соотношения размеров стяжного винта и ортопедического компонента обеспечивает компромисс между прочностью конструкции и размером устройства, что повышает шансы приживления имплантата благодаря сужению шейки ортопедического компонента.
Усиление сварного соединения придает настоящему устройству возможность разъема конусного соединения ортопедического компонента с основанием дентального имплантата путем выталкивания ортопедического компонента за счет обратного вращения стяжного винта без риска его разрушения, что требует от врача приложения к устройству меньшей силы, чем при непосредственном воздействии инструмента на ортопедический компонент.
Помимо указанного, совместная работа сварного и резьбового соединений способна повысить технологичность изготовления устройства для дентального имплантата за счет снижения требований, во-первых, к точности подгонки сопрягаемых внутренней поверхности рабочей резьбовой части невыпадающего стяжного винта и концевой части его стержня, а во-вторых, к калибровке лазера сварочной установки, величина снижения которых перекрывается 2-3 кратным увеличением прочности комбинированного соединения частей данного винта на сварке и на внешнем трении.