ДЕНТАЛЬНЫЙ ИМПЛАНТАТ
DENTAL IMPLANT

Изобретение относится к дентальному имплантату с базовой частью, установленной в челюстной кости, и относящимся к нему абатментом, на котором устанавливается элемент зубного протеза, причем абатмент содержит приформованный контактный штифт, устанавливаемый в соответствующей фасонной выемке в базовой части с геометрическим замыканием.
Такие дентальные имплантаты известны во многих видах. Обычно они устанавливаются в челюстной кости на месте удаленных или выпавших зубов для удержания там по истечении фазы заживления порядка трех-четырех месяцев протезного элемента или коронки, служащих в качестве зубного протеза. Для этого такой дентальный имплантат обычно выполнен в виде соответственно отформованного металлического тела, причем базовая часть обычно устанавливается путем ввинчивания в челюстную кость в предусмотренном месте. При этом базовая часть на апикальном конце, как правило, в большинстве случаев содержит саморежущую винтовую резьбу, с помощью которой базовая часть устанавливается в соответственно препарированном ложе для имплантата.
Такой дентальный имплантат в принципе обычно смонтирован из двух частей и содержит базовую часть, предназначенную для установки в челюстной кости, и соответствующий абатмент, на котором устанавливается элемент зубного протеза и т.п., предусмотренные в качестве протеза. Базовая часть, а также головная часть, или абатмент, обычно выполнены из металла или керамики, а именно, в частности, из титана, циркония, титанового сплава, циркониевого сплава, титаносодержащего сплава, цирконсодержащего сплава, керамики из оксидов циркония и алюминия или из керамики, содержащей или оксид циркония, или оксид алюминия, или по меньшей мере одну из этих керамик в качестве основной составной части. Кроме того, могут применяться керамики, созданные на основе кремния или оксида кремния и содержащие, например, азот, водород, углерод или вольфрам. Базовая часть со своей наружной стороны обычно снабжена резьбой, которая может быть выполнена в качестве как саморежущей, так и несаморежущей резьбы. Базовая часть обычно крепится в соответствующим образом подготовленном ложе для имплантата в челюстной кости. При этом конструкция резьбы, предусмотренной в наружной области базовой части, обычно рассчитана на высокую первичную стабильность системы и на равномерную передачу усилий на челюстную кость, возникающих при жевательной нагрузке на дентальный имплантат.
Абатмент, самим по себе известным образом обычно снабжаемый в своей верхней области коронкой, другим протезным элементом и т.п., обычно соединен с базовой частью посредством специально подобранного соединительного винта. При этом при установке резьба соединительного винта ввинчивается в соответствующую внутреннюю резьбу базовой части. При этом головка соединительного винта при ввинчивании с помощью цекования абатмента прижимает ее к базовой части. Однако абатмент может также запрессовываться в базовую часть и фиксироваться лишь посредством заклинивания или цементирования/склеивания.
Для стабилизации этой системы на абатменте обычно выполняется контактный штифт, устанавливаемый в соответствующей фасонной выемке в базовой части с геометрическим замыканием. Таким образом, абатмент с помощью контактного штифта может быть вставлена в фасонную выемку в базовой части, причем после этого путем затяжки соединительного винта обычно осуществляется механическая фиксация. Само собой разумеется, вместо этого в обратном порядке контактный штифт может быть также выполнен на базовой части, а фасонная выемка выполнена в абатменте. Последующие варианты выполнения относятся к более распространенному варианту, при котором контактный штифт установлен на абатменте, а фасонная выемка выполнена в базовой части; само собой разумеется, однако, что предмет изобретения охватывает также другой соответствующий вариант с обратным порядком, при котором контактный штифт установлен на базовой части, а фасонная выемка выполнена в абатменте.
С точки зрения усилий, возникающих при жевательной нагрузке, и долговечности при использовании такого дентального имплантата механическая стабильность системы в отношении нагрузок разного рода имеет особое значение. При этом, в частности, как правило, необходимо противодействовать также вращению или перекручиванию между абатментом и базовой частью под действием внешних усилий, чаще всего обусловленному жевательной нагрузкой. Для этого обычно применяется механическое индицирование в виде механического стопора или соответствующим образом подбирается удельное давление между абатментом и базовой частью. Для индицирования и предотвращения вращения абатмента на базовой части с тем, чтобы создать упомянутый механический стопор, в частности, может быть предусмотрено соответствующее оконтуривание поперечного сечения контактного штифта, с одной стороны, и соответствующей ему фасонной выемки, с другой. Обычно для этого контактный штифт и, соответственно, фасонная выемка в поперечном сечении выполняются шестигранными. Однако в порядке альтернативы известны также Torks или так называемые поликоординатные системы с переменным количеством элементов и переменной геометрией.
Однако в зависимости от места установки дентального имплантата (область передних, боковых зубов, нижняя, верхняя челюсть), костного вещества, остальных зубов, прохождения и положения сосудов и нервов лечащему врачу не всегда удается высверлить отверстие для базовой части или имплантата в соответствии с осью намеченного протезного элемента, т.е, в частности, коронки и т.п. Сообразно этому может оказаться, что базовая часть или имплантат, выполненные прямыми или линейными, и/или абатмент, выполненный прямым или линейным, не удовлетворяют анатомическим потребностям пациента и его лечению. Для противодействия этой проблеме по мере надобности используются также уголковые или так называемые угловые абатменты.
Угол изгиба, обычно предусматриваемый в этом случае, как правило, располагается в диапазоне между 10 и 30°, но может составлять и до 45-60°. После установки имплантата, предпочтительно, после вживления базовых частей, в таких системах для изготовления коронки, моста или других протезов необходимо собрать пространственную и геометрическую информацию об остальных зубах (например, о зубах-антагонистах, о зубах, расположенных мезиально и дистально относительно места прикрепления), о слизистой оболочке и базовой части или об имплантате, или о монтируемом абатменте. Эта пространственная и геометрическая информация необходима для оптимального с точки зрения точности посадки и анатомии изготовления коронки, моста и т.п. С этой целью обычно изготавливается слепок ситуации во рту, предпочтительно из силикона или другого дентального слепочного материала. Этот слепок, предпочтительно, отливается из гипса или из другого дентального модельного материала. Таким образом, эта гипсовая модель является дубликатом ситуации во рту пациента/пациентки. Она дает зубному врачу и/или зубному технику информацию относительно положения остальных зубов, слизистой оболочки и вставной базовой части или имплантата.
Для улучшения передачи положения и геометрии вставных базовых частей или имплантатов на вставные базовые части или имплантаты, предпочтительно, надеваются и/или навинчиваются специальные слепочные стержни из металла и/или пластмассы. Затем во рту изготавливается слепок, предпочтительно, из силикона. После отвердения слепочного материала слепочный стержень при изъятии слепка или остается на имплантате, или извлекается вместе со слепком. При отливке слепка слепочный или головной стержень должен устанавливаться в слепке и соединяться с лабораторным имплантатом. Этот лабораторный имплантат относительно соединения и геометрически в направлении слепочного или головного стержня имеет геометрическую форму, подобную или аналогичную вставной базовой части или имплантату. После отливки слепка с встроенным слепочным стержнем и с встроенным лабораторным имплантатом получают гипсовую модель с влитым лабораторным имплантатом.
Если используемая система имплантата имеет индицирование, то оно переносится со рта пациента на гипсовую модель. На основе этой гипсовой модели планируется и изготавливается протезный элемент имплантата или имплантатов. При этом решающую роль играет положение абатмента на базовой части при вращении. Если используемая система имплантата имеет индицирование, то возможности позиционирования абатмента на лабораторном имплантате ограничены. При шестигранном соединении без индицирования могут быть использованы все положения от 0 до 360°. После изготовления зубного протеза во рту пациента обычно делается примерка. При этой примерке или при окончательной установке зубного протеза лечащий врач должен внедрить абатмент и все прочие протезные элементы во рту пациента в том же положении, что и на гипсовой модели.
В таких системах особое значение имеет правильная вращательная ориентация зубного протеза во рту пациента после лечения. Однако, с другой стороны, собственно лечение, т.е. установка во рту пациента абатмента, снабженного зубным протезом, путем соединения с вживленной базовой частью, обычно должно по мере возможности сокращаться, чтобы не очень переутомлять пациента при лечении. Чтобы в максимальной степени удовлетворить оба пожелания, абатмент такой имплантатной системы должен быть выполнен из нескольких частей, причем части, образующие абатмент, в принципе должны быть выполнены свободно вращающимися относительно друг друга. В таких системах в результате соответствующего отображения ситуации во рту могут осуществляться правильная ориентация абатмента и тем самым зубного протеза в лаборатории, а также соответствующая подготовка. Затем после изготовления абатмента в лаборатории путем сборки из частей с правильной ориентацией на основе предварительно проведенного индицирования может быть произведена установка во рту пациента. Для этого контактный штифт, с помощью которого собранный абатмент устанавливается в базовой части, обычно соответствующим образом индицируется и выполняется с использованием поликоординатной симметрии, так чтобы при установке могло выбираться лишь относительно небольшое число возможных ориентаций и, таким образом, чтобы при установке правильность пространственной ориентации обеспечивалась особенно просто. Такие имплантатные системы с выполнением абатмента из нескольких частей известны, например, из DE 102006018726.
Однако, как теперь оказалось, даже в таких имплантатных системах, несмотря на относительно большие преимущества, обеспечиваемые предварительной установкой ориентации в лабораторных условиях, результатом выполнения абатмента из нескольких частей являются слишком большие конструктивные высота или длина абатмента, так что такая имплантатная система из-за нехватки места, возможно, не могла бы использоваться соответствующим образом во всех терапевтически требуемых местах.
Кроме того, в качестве другой цели конструктивного исполнения таких имплантатных систем, как правило, следует учитывать то, что при механическом контакте между абатментом и базовой частью во избежание проникновения во внутреннюю область имплантата микробов и т.п. должна была бы обеспечиваться относительно высокая герметизация. Таким образом, в частности, должен быть по возможности минимизирован риск воспалений ткани вокруг дентального имплантата, а именно в областях ткани, в этом случае ставших теперь труднодоступными снаружи.
Поэтому в основу изобретения положена задача создания дентального имплантата вышеупомянутого типа, с помощью которого, с одной стороны, возможно соответствующее особенно простое и надежное индицирование имплантата, причем, с другой стороны, даже при наличии малой конструктивной высоты должна обеспечиваться особенно высокая герметизация между абатментом и базовой частью.
Эта задача согласно изобретению решается таким образом, что поперечное сечение выполненного на абатменте контактного штифта и соответствующее ему поперечное сечение фасонной выемки имеют соответствующее количество основных направлений, в которых радиус, соответственно, принимает относительное максимальное значение, и причем внешний контур поперечного сечения выбран таким образом, что он в каждой точке имеет только одну касательную. Кроме того, внешний контур при этом, предпочтительно, выбран таким образом, чтобы он любой прямой пересекался максимум в двух точках.
При этом изобретение исходит из того соображения, что именно с точки зрения реализации всех возможных сценариев установки конструктивная высота абатмента, как таковая, должна была бы выдерживаться особенно малой, для чего абатмент в принципе должен был бы выполняться цельным. Чтобы все же простым образом добиться соответствующего индицирования, делающего излишними трудоемкую ориентацию и юстировку подготовленного имплантата во рту пациента, путем задания соответствующего поперечного сечения контактного штифта и соответствующей ему фасонной выемки в базовой части, следовало бы обеспечить соответствующую ориентацию абатмента. Для этого предусмотрено, чтобы радиус поперечного сечения контактного штифта и, соответственно, подогнанной под него фасонной выемки в базовой части, т.е., радиус или удаление внешнего контура поверхности поперечного сечения от центральной точки, или центра, в частности от центра тяжести, при вращении или повороте относительно последнего, не должны были быть постоянными, а имели максимальные значения у некоторого количества основных направлений, т.е., в частности, по меньшей мере в одном основном направлении. При установке контактного штифта в фасонной выемке эти основные направления контактного штифта, с одной стороны, и фасонной выемки, с другой, перекрываются, так что происходит желательная ориентация абатмента, установленного на контактном штифте, относительно базовой части.
При этом соответствующим максимальным значением радиуса в зависимости от угла поворота вокруг центра или центра тяжести поверхности поперечного сечения могут быть абсолютное максимальное значение или наивысшее значение радиуса, или же локальное, или относительное максимальное значение радиуса, при котором радиус в соответствующем основном направлении принимает большее значение, чем в непосредственно соседствующих направлениях.
Чтобы в такой системе, в которой ориентация или индицирование абатмента относительно базовой части осуществляется в зависимости от контура, особенно надежно обеспечить желательную высокую герметизацию в области механического контакта между абатментом и базовой областью, т.е., в частности, между контактным штифтом и внутренней поверхностью фасонной выемки, предусмотрено, чтобы внешний контур поверхности поперечного сечения контактного штифта и, соответственно, фасонной выемки выбирался среди указанных основных направлений подходящим образом. Для этого внешний контур по существу выполняется без углов, так что в поперечном сечении каждая точка внешнего контура имеет только одну касательную.
Кроме того, может быть достигнута особенно высокая герметизация, для чего в сегментах между основными направлениями внешний контур выполнен выпуклым или изогнутым, или сводчатым кнаружи. Благодаря такой форме добиваются того, что при установке контактного штифта в фасонной выемке погрешности формы, т.е., например, производственные локальные отклонения контура и т.п., среди поперечных сечений в результате затяжки и вытекающих из этого локальных деформаций компенсируются, а поперечные сечения подгоняются друг к другу. При этом изогнутая кнаружи или выпуклая форма сегментов контура выражается по аналогии с тем критерием плоского овала поверхности, что, собственно, любая прямая пересекает соответствующую поверхность поперечного сечения максимум в двух точках.
Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения внешний контур поперечного сечения выбран таким образом, что он в областях между каждыми двумя основными направлениями соответствует овальному сегменту. Другими словами, предпочтительным образом внешний контур в сегментах между каждыми двумя основными направлениями дополнительно выполняет также второй критерий плоского овала, а именно, что для каждой точки сегмента контура существует только одна касательная. Таким образом, внешний контур в соответствующем сегменте имеет относительно гладкую форму без образования углов.
Кроме того, в особенно предпочтительном усовершенствованном варианте выполнения дентальный имплантат выполнен таким образом, чтобы контактный штифт, выполненный на абатменте, и соответствующая ему фасонная выемка в базовой части, соответственно, были полностью выполнены с исключением углов в контуре поперечного сечения. Тем самым соответствующее поперечное сечение предпочтительным образом даже в точках внешнего контура в соответствующих основных направлениях выполняет второй критерий плоского овала, а именно, что даже для этих точек существует только одна касательная и тем самым образует в своей совокупности закругленную форму. Благодаря именно этой относительно круглой форме, имеющейся даже в основных направлениях, добиваются того, чтобы при установке контактного штифта в фасонной выемке возможные незначительные ложные направления в ориентации автоматически корректировались путем управляемого самоцентрирования без блокировок, заклиниваний или сцеплений.
Чтобы, помимо этого, особенно простым образом добиться в принципе особенно желательной высокой механической стабильности монтируемой системы в отношении перекручиваний, поперечные сечения контактного штифта и, соответственно, также отвечающей ему фасонной выемки в особенно предпочтительном усовершенствованном варианте выполнения следовало бы выбирать с помощью двух- или поликоординатной симметрии. При этом двухкоординатная симметрия достигается предпочтительным эллиптическим выполнением поперечного сечения, в то время как трехкоординатная симметрия достигается в альтернативном предпочтительном варианте выполнения поперечного сечения в виде триовала.
Путем выбора поперечного сечения указанным образом, в частности, добиваются того, что по существу имеет место двух- или трехкоординатная симметрия, так что погрешности при юстировке имплантата во время установки во рту пациента почти исключены. При двухкординатной симметрии эллиптического или овального поперечного сечения она, как, в частности, принято для эллипса, по существу может быть описана двумя главными осями, причем первая главная ось эллипса или овала описывает основное направление с максимальным диаметром, а вторая главная ось, как правило, перпендикулярная первой главной оси, дополнительное направление с минимальным диаметром эллипса или овала.
Как неожиданно обнаружилось, путем соответствующего выбора геометрических параметров в такой системе, в частности путем соответствующего выбора отношения максимального диаметра к минимальному, достигается особенно благоприятное поведение системы, при котором путем самоцентрирования при установке контактного штифта в соответствующую фасонную выемку осуществляется правильная ориентация абатмента. Для этого контуры поперечных сечений предпочтительным образом выбраны так, чтобы отношение минимального диаметра эллипса или овала к максимальному равнялось минимум 0,7, а максимум 0,94, предпочтительно, минимум 0,8, а максимум 0,87.
При эллиптическом исполнении соответствующих поперечных сечений эти параметры могут также эквивалентно специфицироваться с помощью так называемого численного эксцентриситета эллипса. При этом численный эксцентриситет эллипса, предпочтительно, составляет 0,35-0,7, особенно предпочтительно, 0,4-0,5.
В особенно предпочтительном усовершенствованном варианте соединение между базовой частью и абатментом выполнено коническим. Для этого предпочтительным образом как контактный штифт абатмента в своем продольном направлении, так и приемный канал для контактного штифта, образованный соответствующей фасонной выемкой в базовой части выполнены, соответственно, коническими. Именно в комбинации с эллиптическим или овальным поперечным сечением это коническое исполнение контактного штифта и фасонной выемки ведет к тому, что при установке контактного штифта в фасонной выемке еще имеет место сравнительно большой люфт при вращении, так что точной ориентации или юстировки абатмента относительно базовой части в этот момент еще не требуется. Более того, зубной врач при установке может вставлять абатмент с относительно грубой ориентацией, поскольку в начале входа контактного штифта в фасонную выемку в результате конического исполнения обеих частей разница площадей и обусловленный этим люфт при вращении еще относительно велики.
Зато при дальнейшей установке контактного штифта в фасонной выемке размеры поперечных сечений все больше подгоняются друг под друга, так что люфт при вращении в результате установки автоматически уменьшается и осуществляется все более точная ориентация абатмента в направлении вращения. При этом при полностью заправленном контактном штифте, т.е., как только контактный штифт установит механический контакт с фасонной выемкой с механическим замыканием, обеспечивается абсолютно правильная ориентация почти без люфта. Кроме того, коническая форма указанных конструктивных элементов вызывает дополнительное торможение или самоторможение обоих элементов, которое, в частности, при затянутом соединительном винте создает особенно надежное геометрическое и силовое замыкание между компонентами и тем самым обеспечивает особенно высокую механическую стабильность всей системы даже в отношении перекручивания.
Кроме того, это обеспечивает также высокоточную и надежную передачу усилий и крутящих моментов, почти свободную от люфта при вращении.
Для еще большего усиления желательного эффекта автоматического самоторможения абатмента при установке контактного штифта в фасонной выемке угол конуса для контактного штифта и/или фасонной выемки предпочтительным образом выбирается между 1 и 15°, предпочтительно, между 4 и 10°, особенно предпочтительно, около 6°. Именно благодаря такому выбору параметров, а в особенной степени в комбинации с вышеуказанными геометрическими параметрами для поперечного сечения, в частности благодаря закруглениям углов в поперечном сечении, достигнуто особенно простое и надежное обращение с системой как раз в отношении простой и тугой посадки абатмента в базовой области.
В другом предпочтительном варианте выполнения абатмент смонтирован на базовой части посредством соединительного винта.
Преимущества, достигнутые с помощью изобретения, в частности, заключаются в том, что благодаря соответствующему оконтуриванию и параметрированию поперечного сечения для контактного штифта абатмента и соответствующей фасонной выемки в базовой части (или, соответственно, наоборот) при установке в базовой части простым и механически стабильным образом достигается надежная ориентация соответственно подготовленной абатмента, снабженного зубным протезом. Таким образом, длительность лечения пациента при установке абатмента в полости рта может особенно сокращаться, причем все же обеспечивается особо качественная ориентация зубного протеза. Кроме того, именно благодаря комбинации конической формы приемного канала для контактного штифта и самого контактного штифта с эллиптическим или овальным поперечным сечением контактного штифта и приемного канала путем установки контактного штифта в приемном канале может быть обеспечена надежная и просто выдерживаемая ориентация абатмента. При этом, в частности, достигается особенно высокая точность позиционирования, еще более поддерживаемая вращательным самоцентрированием, происходящим в результате взаимодействия компонентов при установке контактного штифта.
Пример выполнения изобретения более подробно поясняется со ссылкой на чертежи, на которых
фиг. 1, 2 изображает схематично дентальный имплантат,
фиг. 3 - поперечное сечение контактного штифта, выполненного на абатменте дентального имплантата на фиг. 1,
фиг. 4 - фасонная выемка, предусмотренная для установки контактного штифта с эллиптическим поперечным сечением на фиг. 3 в базовой части,
фиг. 5-40 - соответственно попарно альтернативные формы поперечного сечения для контактного штифта дентального имплантата и соответствующей фасонной выемки,
фиг. 41 - схематично эллипс,
фиг. 42 - контактный штифт, установленный в фасонной выемке, и
фиг. 43 - схематично эллипс.
Одинаковые элементы на всех фигурах обозначены одними и теми же позициями.
Дентальный имплантат 1, изображенный на фиг. 1, содержит предусмотренную для установки в челюстной кости базовую часть 2 и соответствующий ей абатмент 4. Абатмент 4, выполненный в примере осуществления цельным, предназначен для установки элемента зубного протеза, коронки или протеза. Для установки дентального имплантата 1 во рту пациента вначале на первом этапе лечения предусмотрено, чтобы в челюстной кости устанавливалась базовая часть 2. Для этого базовая часть 2 с наружной стороны имеет резьбу 6, так что установка в челюстной кости может осуществляться путем ввинчивания. Для этого резьба 6 в примере осуществления выполнена в виде саморежущей резьбы. При этом шаг резьбы 6 может быть выполнен равномерным или же переменным, причем благодаря соответствующему выбору параметров могут быть учтены также возможные различные биологические факторы и т.п., а также различный характер вживления. При этом конструкция и параметры резьбы 6 рассчитаны, в частности, с учетом желательной высокой первичной стабильности и равномерной передачи усилий, возникающих при жевательной нагрузке дентального имплантата, на челюстную кость.
После установки базовой части 2 в челюстной кости предусмотрена фаза вживления от четырех недель до шести месяцев, во время которой базовая часть должна врасти в ткань и челюстную кость. Затем на втором этапе лечения может быть вставлен абатмент 4 с установленным элементом зубного протеза. При особенно благоприятном поведении кости и соответственно высокой первичной стабильности абатмент 4 и другие протезные компоненты могут быть установлены даже сразу же после установки базовой части или имплантата.
Для установления простым способом механически относительно стабильного соединения между базовой частью 2 и абатментом 4 на абатменте 4 выполнен контактный штифт 8, который при сборке базовой части 2 с абатментом 4 устанавливается в фасонную выемку 10 в базовой части 2, образующую приемный канал для контактного штифта 8. Механическое соединение базовой части 2 с абатментом 4 осуществляется посредством соответствующего соединительного винта 12, наружная резьба 14 которого ввинчивается во внутреннюю резьбу 16, предусмотренную в базовой части 2. При этом головка 18 соединительного винта 12 прижимает абатмент 4 к базовой части 2.
Дентальный имплантат 1 специально рассчитан на то, чтобы при соответствующей подготовке абатмента 4 обеспечить надежную и механически стабильную ориентацию абатмента 4 при вращении даже при возникновении относительно больших усилий, в частности, в результате жевательной нагрузки. При этом, в частности, даже установка и внедрение абатмента 4, снабженного элементом зубного протеза, в базовую часть 2, вросшую в челюстную кость, должны производиться в течение относительно короткого времени лечения.
Для этого в примере выполнения контактный штифт 8, устанавливаемый в соответствующей фасонной выемке 10 в базовой части 2 с геометрическим замыканием, а также фасонная выемка 10 в базовой части 2 имеют соответствующее эллиптическое или овальное поперечное сечение. Кроме того, как контактный штифт 8 абатмента 4, так и фасонная выемка 10 в базовой части 2 и образованный в ней приемный канал для контактного штифта 8 выполнены, соответственно, коническими. При этом свободное сечение как контактного штифта 8, так и фасонной выемки 10, в направлении конца базовой части 2 сужаются, так что приемный канал в базовой части 2, образованный фасонной выемкой 10, по существу образует своего рода воронкообразный канал с эллиптическим или овальным поперечным сечением. Благодаря этому добиваются того, чтобы поперечное сечение контактного штифта 8 на его конце имело относительно небольшую площадь по сравнению с входным отверстием в базовой части 2, образованным фасонной выемкой 10, так чтобы при входе контактного штифта 8 в фасонную выемку 10 создавались относительно большая разница площадей и тем самым относительно большой люфт между указанными компонентами при вращении.
Благодаря этому при установке контактного штифта 8 в фасонной выемке 10 достаточно, чтобы абатмент 4 был хотя бы сравнительно грубо сориентирован в направлении вращения. Благодаря воронкообразно стягивающемуся коническому приемному каналу с эллиптическим или овальным поперечным сечением при дальнейшей установке контактного штифта 8 в фасонной выемке 10, т.е. во время установки абатмента 4 в базовой части 2, происходит все большее выравнивание соответствующих площадей поперечных сечений, так что контактный штифт 8 и тем самым абатмент 4 все больше механически направляются с помощью устанавливающегося геометрического замыкания. Когда, наконец, контактный штифт 8 полностью установлен в фасонной выемке 10 и прилегает в ней с геометрическим замыканием, поверхности образуют сплошное геометрическое замыкание, так что тем самым однозначно определяется также ориентация абатмента 4 при вращении. Таким образом, в результате установки путем придания формы и оконтуривания контактного штифта 8 и фасонной выемки 10 уже происходит автоматическая ориентация абатмента 4, так что при установке зубного протеза от зубного врача не требуется никакого дополнительного вмешательства с целью юстировки.
Как видно из изображения поперечных сечений на фиг. 3, в этом примере выполнения контактный штифт 8, выполненный на абатменте 4, а с ним и соответствующая фасонная выемка 10 в базовой части 2 имеют по существу эллиптическое поперечное сечение, которое количественно, как принято для эллипса, характеризуется первой главной осью, на фиг. 3 обозначенной стрелкой 20, с максимальным диаметром D и второй главной осью, обозначенной на фиг. 3 стрелкой 22, с минимальным диаметром d.
2
2
При этом линейный эксцентриситет е этого эллипса в соответствии с обычным определением описывается формулой е=√ D/4 -d/4, в то время как так называемый численный эксцентриситет задан отношением ε=2е/D. Численный эксцентриситет эллипса может принимать значения от 0 до 1. Если эксцентриситет равен 0, имеет место окружность.
Чтобы особенно облегчить внедрение зубного протеза при сборке абатмента 4 с базовой частью 2 и при этом особо поддержать желательное самоцентрирование при установке, обусловленное контуром, геометрические параметры контактного штифта 8 и фасонной выемки 10 выбираются по следующим критериям.
Чем больше эксцентриситет коническо-эллиптического соединения, тем легче нахождение положения конструктивных элементов относительно друг друга. Однако в отношении механических свойств и механической прочности большой эксцентриситет скорее является неблагоприятным, в частности, поскольку максимальный диаметр имплантата базовой части 2 ограничен. Диаметр базовой части 2 обычно составляет 2,5-6 мм. Чем больше эксцентриситет, тем неравномернее толщина стенки базовой части 2 и абатмента 4. Обширные исследования на прототипах показали, что численный эксцентриситет ε должен был бы быть не меньше 0,3, а для нахождения особенно благоприятного положения, предпочтительно, составляет не менее 0,35. Чтобы в порядке контрмеры не слишком понизить прочность базовой части 2, абатмента 4, а при необходимости соединительного винта, исследования прочности на прототипах показали, что численный эксцентриситет ε должен был бы быть не более 0,7, а по возможности не превышать 0,8. Особенно предпочтительная комбинация между позиционированием и высокой прочностью получилась при численных эксцентриситетах ε от 0,4 до 0,5.
0
0
a
a
Коническое исполнение фасонной выемки 10, с одной стороны, и в соответствии с этим контактного штифта 8 в контактной области, с другой, можно позаимствовать из изображения на фиг. 4. Эта коническая область характеризуется такими геометрическими параметрами, как угол β конуса, эффективная длина h конуса, максимальный и минимальный диаметр D и d на окклюзионном конце контактных штифтов 8, а также максимальный и минимальный диаметр D и dэллипса на апикальном конце контактных штифтов 8. Эти геометрические параметры, предпочтительно, выполнены по следующим критериям.
Чем больше возможностей позиционирования имеет лечащий врач для абатмента 4 в базовой области 2, тем сложнее найти положение. Предпочтительным оптимумом с точки зрения нахождения положения является только одна возможность позиционирования. Однако, если при этом речь идет о коническом индицировании (например, одна полуокружность эллиптическая, одна полуокружность круглая), неизбежно существует опасность неправильной установки абатмента 4. Если затем соединительный винт 12 для фиксации затягивается, то либо базовая часть 2, либо абатмент 4 могли бы быть повреждены. Во избежание такого повреждения, предпочтительно, предусмотрены по меньшей мере две возможности позиционирования. Если речь идет по меньшей мере о двух возможностях позиционирования, то, хотя, собственно, опасность повреждения конструктивных элементов также существует, ее все же можно избежать путем целенаправленного определения размеров. Опасность существует всегда тогда, когда конструктивный элемент устанавливается со смещением при вращении примерно на 360°/(2*возможности позиционирования), а затем затягивается соединительный винт 12. При эллиптической или овальной геометрии индицирования 360°/(2*2)=90°.
Предотвращение этой опасности достигается особенно предпочтительным выбором геометрических параметров, для чего или
1. угол β конуса в зависимости от изменения радиуса в рамках геометрии индицирования и от длины h конуса абатмента 4, или в другой последовательности зависимостей выбирается таким образом, чтобы при смещении примерно на 360°/2*возможности позиционирования абатмент 4 не устанавливался в базовой части 2, а резьба 14 соединительного винта 12 не заходила в резьбу 16 базовой области 2. Таким образом, резьба 14 соединительного винта 12 должна была бы заходить в резьбу 16 базовой области 2 лишь в том случае, если бы абатмент 4 мог быть установлен в базовой области 2, и если бы смещение при вращении относительно конечного положения было настолько мало, что самоцентрирование абатмента 4 в базовой области начиналось бы только под действием усилия, создаваемого соединительным винтом 12, без того, чтобы трение сцепления между контактными поверхностями абатмента 4 и базовой частью могло помешать самоцентрированию, или
2. угол β конуса в зависимости от изменения радиуса в рамках геометрии индицирования, от длины h конуса абатмента 4, или в другой последовательности зависимостей выбирается таким образом, чтобы при смещении примерно на 360°/2*(возможности позиционирования) резьба 14 соединительного винта 12 не заходила в резьбу 16 базовой области 2. Таким образом, резьба 14 соединительного винта 12 должна была бы заходить в резьбу 16 базовой области 2 лишь в том случае, если бы смещение по вращению относительно конечного положения было настолько мало, что самоцентрирование абатмента 4 в базовой области 2 начиналось бы только под действием усилия, создаваемого соединительным винтом 12, без того, чтобы трение сцепления между контактными поверхностями абатмента 4 и базовой частью 2 могло помешать самоцентрированию.
Вариант 1 для удобства при сборке сравнительно неблагоприятен. Чем больше эксцентриситет эллипса, чем меньше угол β конуса и чем короче общая коническая поверхность между абатментом 4 и базовой частью 2, тем больше опасность того, что абатмент 4 сможет войти в базовую область 2 не в любом положении при вращении. Это означает, что более широкий апикальный эллиптический участок абатмента 4 больше узкого эллиптического входного участка базовой области.
a
0
Следующая формула описывает D в зависимости от угла β конуса, D и эффективной длины h конуса между абатментом 4 и базовой частью 2:
a
0
D=D-2h*tg(β)
a
0
a
0
Для очень большого удобства при сборке, предпочтительно, выбрано неравенство D<d. Если D≥d, большое удобство для монтажа отсутствует, поскольку абатмент 4 может войти в базовую область 2 не в любом положении при вращении вокруг оси собственного контактного штифта.
Вариант 2 особенно удобен при сборке. Определение параметров численного эксцентриситета ε, угла β конуса и эффективной длины h конуса должно было бы осуществляться таким образом, чтобы эффект самоцентрирования коническо-эллиптического соединения был гарантирован полностью, как только соединительный винт 12 зайдет в резьбу 16 базовой области 2. Это означает, что высота хода абатмента 4 с эллиптическим контактным штифтом при перекручивании во время вращения вокруг оси собственного контактного штифта должна была бы быть больше эффективной общей длины резьбы соединительного винта 12 и базовой части 2 примерно на 90°, у триовальных соединений или им подобных исполнений примерно на 360°/2*(возможности позиционирования).
При этом под высотой ∆Н хода следует понимать сдвиг или смещение абатмента 4 в его продольном направлении, которые происходят, когда абатмент 4 относительно базовой части из положения с правильной ориентацией, при которой поперечные сечения контактного штифта 8, с одной стороны, и фасонной выемки 10, с другой, соединяются внахлестку, перекручивается в положение «максимального перекручивания», при котором основные направления контактного штифта 8 обращены к промежуточным положениям фасонной выемки 10 среди основных направлений. Вытекающий из этого сдвиг поверхностей поперечных сечений относительно друг друга выражается вследствие конической формы приемного канала в подъеме абатмента 4 в ее продольном направлении, а именно в так называемом ходе.
При особенно благоприятном расчете параметров соединительный винт 12 срабатывает лишь тогда, когда шаг высоты ∆Н хода в зависимости от контактного угла ω составляет по меньшей мере 5µм/°. Особенно благоприятным оказался шаг более 10µм/° и, в частности, 15µм/°.
Высота хода абатмента в базовой части в зависимости от численного эксцентриситета ε, угла β конуса, минимального диаметра d, второй главной оси и контактного угла ω описывается следующей формулой:
0
2
2
∆Н=(D-d/(√1-ε∙cos(ω)))/tg(β).
Соединительные винты 12, обычно, используемые в соединениях между абатментом 4 и базовой частью, обычно имеют шаг резьбы от 0,2 до 0,5 мм на оборот. Если исходить из того, что рабочими должны быть по меньшей мере два хода резьбы, преимущественно, по меньшей мере три хода резьбы и, предпочтительно, по меньшей мере четыре хода резьбы, между соединительным винтом 12 и базовой частью, то высота хода абатмента 4 в базовой части 2 при 90° должна была бы составлять по меньшей мере 0, 4 мм. Это означает, что становится возможным обеспечение достаточного количества рабочих ходов резьбы, причем резьба срабатывает лишь при благоприятном перекручивании (<90°), а именно при перекручивании, при котором самоцентрирование функционирует за счет зажимного усилия, создаваемого соединительным винтом 12 при его затяжке между абатментом 4 и базовой частью 2.
На других фиг. 5-40 изображены альтернативные поперечные сечения контактного штифта или соответствующие фасонные выемки.
Преимущества конических соединений между абатментом и базовой частью в принципе уже известны. При конических соединениях, в частности при эксцентричных нагрузках относительно оси базовой части, происходит плоскостная передача усилий от абатмента к базовой части. Кроме того, базовая часть большую часть усилия, передаваемого на базовую часть, может передавать непосредственно, для чего абатмент имеет опору непосредственно в базовой части. Это ведет к разгрузке соединительного винта, который должен фиксировать абатмент и базовую часть. При углах β конуса, меньших 45°, этот эффект может наблюдаться. Предпочтительно, угол конуса меньше 15°. Таким путем предотвращается преждевременное ослабление соединения. Эта механическая стабилизация действует как почти беззазорный стопор по отношению к усилиям и/или изгибающим моментам, действующим экстрааксиально относительно базовой области.
Другим преимуществом конических соединений является герметизация между абатментом и базовой частью. Здесь особенно важно, чтобы геометрия контактного штифта, выполненного на базовой части, и фасонная выемка, выполненная в базовой части, являлись круглыми и были согласованы друг с другом. Недостатком является лишь то, что защита от вращения между абатментом и базовой частью держится только на трении сцепления между обоими конструктивными элементами, а никакого индицирования для нахождения положения нет. Обычно это достигается за счет дополнительных контактных штифтов, выполненных на абатменте. Известны также абатменты, которые исходя из прикуса имеют только конический контактный штифт, на котором в апикальном направлении установлен первый контактный штифт, снабженный стопором, а в некоторых случаях в апикальной части второго контактного штифта установлен третий конический контактный штифт. В соответствующую базовую часть эти геометрии в этом случае вмонтированы выполненные в качестве их негатива фасонные выемки, так что может быть получена комбинация из осевого и вращательного стопора, используемого также для индицирования.
Целью является слияние контактного штифта, выполненного на абатменте, содержащем экстрааксиальный стопор, с вращательным стопором, который может быть использован для высокопрецизионного индицирования, в одной единственной геометрии. Она уменьшила бы также конструктивную высоту контактного штифта без ухудшения механических свойств. Это решение согласно изобретению достигается таким образом, что геометрия контактного штифта, выполненного на абатменте, соответствует овалу и удовлетворяет законам его геометрии. При этом геометрия фасонной выемки, выполненной в базовой части, естественно, подогнана под геометрию контактного штифта, установленного на абатменте, и оба они согласованы друг с другом. Следствием этого явилось бы также сохранение преимуществ круглого конического соединения в отношении герметизации.
Исследования показали, что неплотности между абатментом и базовой частью могут привести к проникновению жидкостей и бактерий. Это, в свою очередь, может стать причиной рассасывания костной ткани в базовой части. Другими следствиями могут быть запах изо рта и инволюция мягкой ткани, что может быть связано с плохой эстетикой. Эти проблемы прежде всего возникают тогда, когда дело доходит до относительных перемещений между абатментом и базовой частью, поскольку они при этом действуют как насос. Следовательно, передача усилий с геометрическим замыканием, свободная от относительных перемещений, в сочетании с герметизацией между абатментом базовой и базовой частью имеет очень большое значение.
При круглых конических соединениях в мезиально-дистальном и вестибулярно-оральном направлении происходит самоцентрирование. Кроме того, в результате преобразования круглой конической геометрии в овальную при соответствующей геометрии может быть получено также вращательное самоцентрирование. Следовательно, в результате преобразования круглой конической геометрии в овальную добиваются только тех преимуществ, которые способствуют совершенствованию соединения между абатментом и базовой частью и тем самым идут на пользу лечащему врачу, зубному врачу и пациенту.
(φ)
Эллипс описывается как циклическая функция ∆r относительно центра, определяемая следующим образом.
Для пояснения на фиг. 39 изображен эллипс.
(φ)
(φ)
(φ)
1
2
1
2
Существуют два основных направления, образуемых двумя локальными максимумами функции ∆r, оба максимума имеют одинаковую величину и параллельны. Кроме того, существуют два дополнительных направления, образуемых двумя локальными минимумами функции ∆r, оба минимума имеют одинаковую величину функции ∆r, оба минимума имеют одинаковую величину и параллельны. Угол между основными и дополнительными направлениями составляет 90°, между основными направлениями - 180° и между дополнительными направлениями - 180°. Все основные и дополнительные направления имеют одно и то же начало отсчета. Эллипс отличается тем, что он соответствует законам овала (т.е. прямая пересекает кривую максимум дважды, а каждая точка кривой имеет только одну касательную), и в дополнение к этому между основными и дополнительными направлениями изгиб кривой в каждой точке различен. Эллипс состоит из всех точек, сумма удалений которых от двух неподвижных точек F и F является одинаковой (фиг. 43). На фиг. 43 эта сумма равна S+S. Если такая геометрия используется для контактного штифта, выполненного на абатменте, и для фасонной выемки в базовой части и если их размеры согласованы друг с другом, то получаются две возможности позиционирования. В особенно благоприятном исполнении контактный штифт на абатменте и фасонная выемка в базовой части выполнены коническими.
Если теперь количество возможностей позиционирования захочется увеличить, не отказываясь в то же время от чрезвычайно хороших свойств эллиптической геометрии, то этого можно добиться увеличением количества основных и дополнительных направлений, например, до 3 (фиг. 25), 4, 5, 6, 7, 8, 9 или более. При этом важно, чтобы все основные и дополнительные направления имели одно и то же начало отсчета, длина всех основных направлений была одинаковой, длина всех дополнительных направлений была одинаковой, углы между соседними основными направлениями были равны, углы между соседними дополнительными направлениями были равны, в особенно благоприятном исполнении углы между соседними основными направлениями и дополнительными направлениями были равны половине величины углов между соседними основными направлениями и углов между соседними дополнительными направлениями, количество основных и дополнительных направлений было равно, характеристика между основными направлениями и дополнительными направлениями удовлетворяла законам овала и в дополнение к этому изгиб кривой между основными и дополнительными направлениями в каждой точке был различен. В результате получается, что количество основных направлений или дополнительных направлений определяет количество возможностей позиционирования, при которых происходит геометрическое или силовое замыкание. Предпочтительно, соответствующая геометрия имеет максимум четыре основных и четыре дополнительных направления (фиг. 31 и 32), в частности три основных и три дополнительных направления (фиг. 25 и 26), а в оптимуме два основных и два дополнительных направления и тем самым эллипс (фиг. 39 и 40). Если используются четыре, пять или шесть основных и дополнительных направлений, получаются геометрии, изображенные на фиг. 31-36, которые также являются благоприятным исполнением.
Эксцентриситет обусловливается наличием разницы длин между основными и дополнительными направлениями. Если дополнительное направление слишком мало относительно основного направления, изгиб превращается из выпуклого в вогнутый, а условия овала не являются более заданными (например, фиг. 37 и 38). Будучи обусловлена производственными допусками опасность неплотности соединения велика. Давление прижима между абатментом и базовой частью неравномерно, что способствует подвижности между абатментом и базовой частью. Кроме того, увеличивается разница между длинами основных и дополнительных направлений, что имеет негативное воздействие на прочность соединения и на отдельные конструктивные элементы. Обширные исследования показали, что дополнительные направления, предпочтительно, должны были бы иметь в процентном отношении следующие диапазоны длин основных направлений.
Количество основных и дополнительных направлений
Минимальная длина дополнительных направлений в % от основных направлений
Максимальная длина дополнительных направлений в % от основных направлений
3
70%
95%
4
80%
97%
5
90%
98%
6
95%
99%
7
96%
99%
8
97%
99%
9
98%
99%
При введении выполненного на абатменте овального и конического контактного штифта в соответствующую фасонную выемку базовой части при неточно сориентированном положении абатмента при вращении относительно базовой части до позиционирования конструктивных элементов с их геометрическим замыканием между ними устанавливается контакт. Этот контакт не плоскостной, а линейный или точечный. При позиционировании вращением относительно друг друга в градусах по формуле 360°/(2× количество возможностей позиционирования) при чисто осевом направлении установки абатмента в базовой части может произойти заклинивание конструктивных элементов. После депозиционирования вращением в градусах, меньшего или большего и неравного кратному числу, по формуле 360°/(2× количество возможностей позиционирования) при осевом направлении установки и осевом усилии установки при почти свободной подвижности абатмента при вращении (т.е. при вращательном воздействии на положение абатмента почти исключительно посредством базовой части) происходит вращательная самоориентация выполненного на абатменте овального и конического контактного штифта в соответствующей фасонной выемке в базовой части. Эта вращательная самоориентация может быть также описана понятием вращательного самоцентрирования.
При особенно благоприятном выполнении эллипса или одного из других описанных особых случаев овала с тем же или большим количеством возможностей позиционирования, дополнительных и основных направлений соединительный винт, фиксирующий абатмент с базовой частью, срабатывает лишь тогда, когда вращательное самоцентрирование может осуществляться только за счет усилий и/или моментов, создаваемых соединительным винтом. Это значит, что прежде чем вращательное самоцентрирование станет возможным только за счет усилий и/или моментов, создаваемых соединительным винтом, резьба соединительного винта еще не достигла резьбы, находящейся в базовой части. Следовательно, высота хода абатмента в базовой части при вращательном угловом смещении между ними больше полезной и общей длины резьбы между соединительным винтом и базовой частью. Если бы исполнение было не таким, а соединительный винт в базовой части срабатывал бы до того, как вращательное самоцентрирование сможет осуществляться за счет усилий и моментов соединительного винта, то это могло бы привести к непреходящему повреждению базовой части, вживленной в челюстную кость пациента. Следствием этого была бы эксплантация базовой части из челюсти пациента. Опасность всегда возникает в том случае, когда конструктивный элемент установлен при вращении со смещением примерно на 360°/(2× количество возможностей позиционирования), а затем затягивается соединительный винт. При геометрии с тремя основными, тремя дополнительными направлениями и тремя возможностями позиционирования это было бы 360°/(2×3)=60°. При всех описанных геометриях, как и при эллипсе, предпочтительно, чтобы соединительный винт не попадал в резьбу базовой части, прежде чем усилия и/или моменты, создаваемые соединительным винтом, не будут достаточными для вращательного самоцентрирования абатмента в базовой части. Кроме того, предпочтительно, чтобы геометрии контактного штифта, выполненного на абатменте, и фасонной выемки, предусмотренной для него в базовой части, эксцентриситеты, длина конического контактного штифта и угол конуса были рассчитаны таким образом, чтобы контактный штифт при любом перекручивании вокруг своей собственной оси немного, предпочтительно, по меньшей мере на 0,1 мм и, в частности, по меньшей мере на 0,5 мм мог проникать в предусмотренную для него фасонную выемку базовой части. Это существенно облегчает позиционирование абатмента в базовой части.
Если исходя из эллипса или одного из других описанных особых случаев овала (например, с тремя основными и дополнительными направлениями), имеющих то же количество основных и дополнительных направлений, при которых можно достичь геометрического и силового замыкания, захочется сократить количество возможностей позиционирования, при которых получается геометрическое и силовое замыкание, то этого можно добиться путем изменения начала отсчета по меньшей мере одного основного или дополнительного направления, путем увеличения или уменьшения длины основного и/или дополнительного направлений по меньшей мере у одного основного или дополнительного направления (фиг. 7, 8 и 27, а также 28) или путем изменения угла по меньшей мере у одного основного или дополнительного направления относительно обоих соседних основных или дополнительных направлений (фиг. 29 и 30). Разное количество основных и дополнительных направлений у них по меньшей мере с одной разной длиной имело бы такой же эффект. Кроме того, этого можно добиться за счет того, что изменение изгиба с углом φ между отдельными основными и/или дополнительными направлениями является разным или по-разному неравномерным. При соответствующем количестве основных и дополнительных направлений, а также длин создаются одна или более возможностей позиционирования, которое не должно совпадать с количеством основных и дополнительных направлений, но все же имеет геометрическое и силовое замыкание. Однако при этом следует учесть, что при возможности позиционирования, не имеющей геометрического замыкания при фиксации абатмента с базовой частью, например, посредством винта, существует опасность того, что или абатмент, или базовая часть получат повреждение. Это могло бы привести к тому, что базовую часть пришлось бы эксплантировать из челюсти пациента.
При выводе формулы для расчета высоты ∆Н хода в зависимости от угла ω перекручивания за основу берутся следующие формулы.
Линейный эксцентриситет е эллипса (фиг.3) определяется выражением:
2
2
е=√ R-r.
По линейному эксцентриситету с помощью следующей формулы рассчитывается численный эксцентриситет ε:
ε=е/R.
(φ)
Для расчета переменного радиуса ∆r вводится угол φ (фиг. 3), а его величины должны вводится в радианах. Пересчет угла φ [°] в угол φ [радиан] осуществляется по следующей формуле:
φ=φ*п/180°.
(φ)
Уравнение ∆r эллипса (в полярных координатах) задано следующим уравнением:
(φ)
2
2
∆R=r/(√1-ε*cos(φ)).
Если контактный штифт, выполненный на абатменте, в данном случае эллиптический и конический, вставляется в также эллиптическую, коническую и в геометрии подогнанную под контактный штифт фасонную выемку в базовой части, то дело может дойти лишь до геометрического замыкания и плоскостного контакта эллиптических и конических поверхностей, если основные направления контактного штифта и основные направления фасонной выемки параллельны (тем самым дополнительные направления контактного штифта также параллельны дополнительным направлениям фасонной выемки), а оси контактного штифта и фасонной выемки направлены аксиально относительно друг друга. В этом случае контактный штифт может проникнуть в фасонную выемку глубже всего, и между обоими может быть установлен плоскостной контакт. Если осевая ориентация сохраняется, а основные и дополнительные направления контактного штифта относительно основных и дополнительных направлений фасонной выемки взаимно перекручиваются, получается угол Ω (фиг. 41). Между контактным штифтом и фасонной выемкой при абсолютно равных углах конуса контактного штифта и фасонной выемки появляются два линейных контакта. Если по условиям изготовления у углов конуса имеется небольшая разница, появляются две контактные точки или одна контактная точка и одна контактная линия. Правда, при Ω ≠ 0 контактный штифт не проникает более в фасонную выемку так глубоко, как при Ω, равном нулю. Разница между максимальной глубиной проникновения при Ω=0 и фактической глубиной проникновения при Ω≠0, или Ω>0 и Ω≤90°, дает высоту ∆Н хода. Максимальная высота ∆Н хода получается у эллипса при угле перекручивания Ω=90°.
При других геометриях с более чем двумя основными и дополнительными направлениями при одинаковом количестве и под одинаковым углом друг к другу расположенных основных и дополнительных осей максимальная высота ∆Н хода получается равной
Ω=360°/2*λ,
причем λ - количество основных направлений или количество дополнительных направлений.
На фиг. 41 отчетливо видно, что при эллиптической геометрии угол Ω перекручивания между основными направлениями контактного штифта и фасонной выемки - это не тот же угол, что угол ϖ контакта между основными направлениями фасонной выемки и контактной точки контактного штифта и базовой области. Только при угле перекручивания Ω = 90° угол в 90° получается и для угла ϖ.
Высота ∆Н хода в зависимости от контактного угла ϖ может быть рассчитана следующим образом.
Пересчет угла ω[°] в угол ω[радиан] осуществляется по формуле:
ω=ω*π/180°
(ϖ)
Для высоты ∆Н хода решающей является разница между R и радиусом ∆r, получающимся на месте контакта между контактным штифтом и фасонной выемкой. Эта разница ψ радиусов описывается следующей формулой:
(ω)
2
2
∆r=d/(√1-ε*cos(ω))
0
(ω)
ψ=D-∆r.
C помощью разности ψ радиусов и угла β конуса контактного штифта или фасонной выемки (фиг. 4) с использованием следующей формулы может быть рассчитана высота ∆Н хода:
∆Н=ψ/tg(β).
0
0
В следующей диаграмме изображена характеристика высоты ∆Н хода в зависимости от контактного угла ω(0-90°) и параметров D=3,1 мм, d=2,8 мм, а также угла β конуса=6°.
Высота ∆Н хода абатмента с эллиптическим контактным штифтом, выполненным в соответствующей фасонной выемке в базовой части при смещении контактного угла ω при вращении вокруг оси выполненного контактного штифта: 1 - высота ∆Н хода [мм]; 2 - контактный угол ω[°].
В результате комбинации укороченного места контакта между базовой областью и абатментом в виде выполненного на абатменте овального и конического контактного штифта в виде патрицы и соответственно отформованной фасонной выемки в базовой части достигаются дополнительные решающие преимущества для клинического использования. Созданное таким образом соединение сочетает герметичное место подсоединения, высокую прочность при вращении и высокую прочность в отношении аксиальных и экстрааксиальных усилий, моментов и изгибающих моментов на весьма небольшой конструктивной высоте и без изменения своей формы или внешнего вида по длине общего места контакта между базовой частью и абатментом, за исключением наклона конуса.
В частности, решающее преимущество в отношении обычных конических соединений достигается при изготовлении слепков. Обычные конические соединения, начиная с верхнего участка базовой части, имеют апикально сначала конический участок для герметизации, передачи аксиальных и экстрааксиальных усилий и для торможения моментов относительно оси базовой части. Под ним часто дополнительно установлен стопор вращения, дополнительно служащий для индицирования при передаче ориентации базовой части при вращении. Если при такой базовой части нужно изготовить слепок, включая ориентацию при вращении, учитывать ориентацию при вращении необходимо очень глубоко в базовой области. Это затрудняет изготовление слепка в случае расположения базовых частей во рту пациента под большими углами относительно друг друга. При изготовлении слепков слепочные стержни удаляются, включая слепочную массу. Чем меньше слепочные стержни заходят в базовую часть, тем проще удаление слепка, включая слепочные стержни. Отсюда при формировании конической уплотнительной поверхности, включая индицирование, следует то преимущество, что слепочные стержни должны заходить в базовую часть на глубину менее 2 мм, предпочтительным образом менее 1,5 мм, а в особенно благоприятном варианте менее 1 мм.
Для улучшения ориентации при вращении абатмента относительно базовой части целесообразно модифицировать свойства поверхности мест контакта. При этом на переднем плане стоит уменьшение трения скольжения. Предпочтительно модифицировать по меньшей мере одну, в благоприятном случае две, а в оптимуме все три из следующих поверхностей. Контактная поверхность между базовой частью и абатментом со стороны базовой части, со стороны абатмента и место посадки соединительного винта в абатменте. Следующие способы дают положительный эффект. Полировка, анодирование, анодирование типа II, покрытие нитридом титана, покрытие монокристаллическим и/или поликристаллическим углеродом или алмазом.
Перечень позиций
1 дентальный имплантат
2 базовая часть
4 абатмент
6 резьба
8 контактный штифт
10 фасонная выемка
12 соединительный винт
14 наружная резьба
16 внутренняя резьба
18 головка винта
20, 22 стрелки
D максимальный диаметр
d минимальный диаметр
h длина конуса конусного штифта на абатменте
∆Н высота хода абатмента при перекручивании в базовой части на угол ω
D максимальный диаметр
d минимальный диаметр
a
D максимальный апикальный диаметр
a
d минимальный апикальный диаметр
0
Dмаксимальный окклюзионный диаметр
0
d минимальный окклюзионный диаметр
R максимальный радиус
r минимальный радиус
∆r переменный радиус и зависимость угла φ (например, у эллипса)
HR основное направление
NR дополнительное направление
HR-1-HR-6 основное направление 1 - основное направление 6
NR-1-NR-6 дополнительное направление 1 - дополнительное направление 6
θ угол между основным и дополнительным направлением
θ1-θ2 угол между основным и дополнительным направлением 1-3
HRL длина основного направления
NRL длина дополнительного направления
HRL-1-HRL-2 длина 1 основного направления и длина 2 основного направления
NRL-1-NRL-2 длина 1 дополнительного направления и длина 2 дополнительного направления
φ угол между основным направлением или основными направлениями и переменным радиусом r, например, у эллипса
ω ωугол смещения между абатментом и базовой частью при вращении
β угол конуса контактного штифта, выполненного на абатменте, или угол конуса фасонной выемки, выполненной в базовой части
Ω угол перекручивания между основными направлениями эллиптического конического контактного штифта и эллиптического конического основного направления фасонной выемки
ω угол между основными направлениями фасонной выемки и контакта, устанавливающегося при угле Ω перекручивания между контактным штифтом и фасонной выемкой
SKSAT геометрия сечения эллиптического контактного штифта абатмента
SFAPT геометрия сечения эллиптической фасонной выемки в базовой части
КР контактная точка
HR-AT основное направление абатмента
HR-PT основное направление базовой части
KS-AT контактный штифт абатмента
PT-G базовая часть без наружной резьбы
Х ось Х
Y ось Y
1
2
F, F неподвижные точки 1 и 2
(х,y)
Р точка/точки, образованные координатами х и y
1
2
1
(х,y)
2
(х,y)
S, Sрасстояние между Fи Р или расстояние между Fи Р.