Имплантируемое устройство
IMPLANTABLE DEVICE

Предпосылки создания изобретения
1. Область техники
Данное изобретение относится к имплантируемому устройству и конкретнее относится к имплантату, который способствует пролиферации клеток и ускоряет процесс заживления ткани в месте установки имплантата.
2. Описание уровня техники
Имплантируемое устройство широко используется. В частности, оно обычно используется в области стоматологии и ортопедии, и поэтому здесь в качестве примера взято имплантируемое устройство, используемое в зубной имплантологии. Известен способ восстановления отсутствующих или сломанных зубов путем установки металлического имплантата в альвеолярную кость в ротовой полости. После того, как имплантат будет имплантирован в альвеолярную кость, костным клеткам, порожденным костью, необходимо соединится с имплантатом для того, чтобы возник эффект остеоинтеграции. В общем случае имплантат имеет пористую структуру, поэтому клетки прикрепляются к пористой структуре и объединяются с имплантатом. Однако, традиционные поры обычно удалены на различные расстояния друг от друга, и они отличаются друг от друга по размеру и глубине. При традиционной структуре для завершения остеоинтеграции требуется значительное время, поскольку возрожденные клетки альвеолярной кости слишком малы для того, чтобы проникать между порами, и этим клеткам требуется значительное время для того, чтобы вырасти и увеличиться в размере. Костные клетки не смогут проникать между соседними порами до тех пор, пока они не вырастут до размера, достаточного для того, чтобы проникнуть между порами и соединиться. Следствием этого является длительный период остеоинтеграции, и, таким образом потребуется длительный период времени для выздоровления костной ткани. Следовательно, традиционная конструкция нуждается в усовершенствовании.
Краткое изложение сущности изобретения
Целью данного изобретения является создание имплантируемого устройства, которое позволяет клеткам быстро и равномерно прикрепляться к имплантату, а также ускоряет рост клеток, и тем самым позволяет достичь устойчивого соединения имплантата с тканью в месте его установки и сокращения периода выздоровления ткани в месте установки имплантата.
Имплантируемое устройство, согласно данному изобретению, включает имплантат, имеющий резьбовую часть, а также сверлильную часть и установочное отверстие, образованные, соответственно, на двух концах имплантата. В поверхностной части имплантата, которая включает по крайней мере открытую поверхность тела имплантата между расположенными на некотором расстоянии друг от друга соседними витками резьбы резьбовой части, имеются поры, выполненные в виде углублений. Каждая пора имеет боковую стенку. Боковая стенка и поверхностная часть соединяются по торцевой кромке. Соседние торцевые кромки соединяются друг с другом, и, таким образом, соседние боковые стенки соединяются друг с другом. Это позволяет соседним порам последовательно сообщаться друг с другом и, таким образом, образовывать канал. Поры соединяются и сообщаются друг с другом соответствующими рядами, поэтому в имплантате имеется множество каналов, образованных рядами сообщающихся пор. Следовательно, когда имплантируемое устройство крепится в месте установки, возродившиеся клетки ткани в месте установки легко захватывают торцевые кромки пор и входят в каждый канал, образованный соединением пор, и там происходит их быстрое прикрепление, рост и пролиферация. Далее, быстро разросшиеся клетки выходят за пределы пор и каналов и прикрепляются к другим порам и каналам, а затем клетки сцепляются друг с другом и объединяются с имплантатом за короткое время. Описанный выше процесс способствует тому, что весь имплантат будет окутан сцепленными клетками и будет удерживаться в заданном положении. Следовательно, объединение имплантата с тканью в месте установки ускоряется, что препятствует отсоединению имплантата и сокращает период выздоровления ткани в месте установки имплантата.
Предпочтительно, чтобы каждая торцевая кромка имела негладкий край, чтобы способствовать прикреплению клеток.
Предпочтительно, чтобы в одном предпочтительном варианте выполнения поры были образованы только на поверхности тела имплантата. В другом предпочтительном варианте не только поверхность тела имплантата, но также и поверхность витков резьбы резьбовой части частично или полностью может иметь поры.
Предпочтительно, чтобы резьбовая часть включала по крайней мере два резьбовых участка с соответствующим шагом резьбы, образованном между любыми двумя соседними витками соответствующих резьбовых участков. Шаги резьбы отличаются друг от друга. Кроме того, второй максимальный наружный диаметр второго конца может быть больше, чем первый максимальный наружный диаметр первого конца, с тем, чтобы ускорить процесс сверления.
Предпочтительно, чтобы торцевые клетки пор соединялись в поперечный ряд и образовывали проходящий в поперечном направлении независимый соединительный канал. В альтернативном варианте торцевые кромки соединяются в осевом направлении и образуют независимый продольный канал. В альтернативном варианте торцевые кромки соединены в обоих направлениях, что позволяет соединить соседние каналы друг с другом и тем самым создать сообщение между каналами.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - схематический вид, на котором показан первый предпочтительный вариант выполнения изобретения;
Фиг. 2 - схематический вид, на котором показан второй предпочтительный вариант выполнения изобретения;
Фиг. 3 - схематический вид, на котором показан третий предпочтительный вариант выполнения изобретения;
Фиг. 4А-4Н - схематические виды, на которых показаны альтернативные варианты соединения пор, при этом Фиг. 4А и 4В представляют собой увеличенный вид, на котором показаны альтернативные варианты выполнения обведенной части на Фиг. 1; Фиг. 4С и 4D и 4G представляют собой увеличенный вид, на котором показаны альтернативные варианты выполнения обведенной части на Фиг. 2; Фиг. 4Е, 4F и 4Н представляют собой увеличенный вид, на котором показаны альтернативные варианты выполнения обведенной части на Фиг. 3;
Фиг. 5А-5С виды в плане, на которых показаны альтернативные варианты конфигурации соединения каналов, образованных рядами сообщающихся пор;
Фиг. 6 - перспективный вид, соответствующий Фиг. 5; и
Фиг. 7-9 - схематические виды, на которых показано имплантируемое устройство, предложенное в этом изобретении, при его использовании в зубной имплантологии.
Подробное описание предпочтительных вариантов выполнения
Имплантируемое устройство 3, согласно данному изобретению, может использоваться главным образом в области медицинской имплантологии. Его можно установить туда, где требуется добиться пролиферации клеток в области стоматологии, ортопедии и т.п. Например, оно может служить в качестве искусственного имплантата, вживляемого в альвеолярную кость в ротовой полости. Оно может служить в качестве крепежного приспособления, подобного искусственному винту, используемому в хирургической ортопедии. В предпочтительных вариантах выполнения этого изобретения в качестве примера взят случай, когда местом установки имплантата является альвеолярная кость в ротовой полости, и имплантируемое устройство 3 представляет собой имплантат корня, вживляемый в альвеолярную кость.
Как показано на Фиг. 1, имплантируемое устройство 3, согласно данному изобретению, включает имплантат 31, сверлильную часть 311 и установочное отверстие 312, выполненное на конце, противоположном сверлильной части 311. Конкретнее, имплантат 31 имеет первый конец Е1 и второй конец Е2, противоположный первому концу Е1. Сверлильная часть 311 расположена на первом конце Е1. Установочное отверстие 312 выполнено на втором конце Е2, противоположном сверлильной части Е1. Кроме того, имплантат 31 имеет резьбовую часть 313, которая расположена в виде спирали между двумя концами Е1 и Е2. Резьбовая част 313 может включать участок 3131 с резьбой одного вида, проходящий от первого конца Е1 до второго конца Е2 и имеющий шаг резьбы Р1 между любыми двумя соседними витками резьбового участка 3131 (показано на Фиг. 1). В альтернативном варианте резьбовая часть 313 включает по крайней мере два резьбовых участка 3131, 3132 (показаны на Фиг. 2-3), и наличие двух резьбовых участков взято в качестве примера предпочтительных вариантов выполнения. Как показано на фигурах, первый резьбовой участок 3131 проходит в виде спирали от первого конца Е1 имплантата 31, а второй резьбовой участок 3132 проходит от первого резьбового участка 3131 до второго конца Е2. Между любыми двумя соединительными витками резьбы резьбового участка 3131 выполнен шаг резьбы Р1. Между любыми двумя соседними витками резьбы второго резьбового участка 3132 выполнен шаг резьбы Р2, который может отличаться от шага резьбы Р1, и здесь шаг резьбы Р1 первого резьбового участка 3131 предпочтительно больше, чем шаг резьбы Р2 второго резьбового участка 3132. Более того, второй конец Е2 имеет второй максимальный наружный диаметр OD2, который может быть равным (Фиг. 3) первому максимальному наружному диаметру OD1 первого конца Е1 или быть больше него (Фиг. 2). Когда диаметр OD2 больше диаметра OD1, диаметр той части имплантата 31, где расположен второй резьбовой участок 3132, постепенно увеличивается что позволяет постепенно увеличивать диаметр резьбы второго резьбового участка 3132 в направлении, противоположной сверлильной части 311, и конусообразно расширять его. Это позволяет обеспечить быстрое и стабильное закрепление.
В поверхностной части S имплантата 31 имеются выполненные в виде углублений поры 32. Размер и форма пор 32 не ограничены. Поверхностная часть S включает любые наружные поверхности имплантата 31. Например, поверхностная часть S может включать поверхность S1 тела имплантата. Поверхность S1 тела имплантата представляет собой наружную поверхность, проходящую в осевом направлении от первого конца Е1 до второго конца Е2 и открытую с наружной стороны. Любые два соседних витка резьбовой части 313 находятся в осевом направлении на некотором расстоянии друг от друга и оставляют открытой наружную поверхность. Также возможен вариант, когда поверхностная часть S включает поверхность S1 тела имплантата и поверхность S2 резьбы всех или части витков резьбовой части 313. Соответственно, часть открытых частей имплантата 31 или все они полностью могут иметь поры 32. Например, что касается варианта резьбы одного вида, показанного на Фиг. 1, соседние витки резьбовой части 3131 находятся на некотором расстоянии друг от друга в осевом направлении и оставляют открытой поверхность S1 тела имплантата, и поры 32 создаются в пределах поверхности S1 тела имплантата (показано на Фиг. 4А). В альтернативном варианте поверхность S1 тела имплантата и любая поверхность S2 витков резьбы резьбового участка 3131 такая, как верхняя поверхность профиля, нижняя поверхность профиля и обе поверхности профиля снабжены порами 32, как показано на Фиг. 4В.
Что касается конфигурации варианта с резьбой двух видов, показанной на Фиг. 2-3, соседние витки резьбовых частей 3131, 3132 находятся на некотором расстоянии друг от друга в осевом направлении и оставляют открытой поверхность S1 тела имплантата, при этом поры 32 создаются в пределах поверхности S1 тела имплантата (показано на Фиг. 4G и 4Н).
Также возможен вариант, когда в поверхности S1 тела имплантата и в любой поверхности S2 витка резьбы резьбового участка 3131 создаются поры 32 (показано на Фиг. 4С и 4Е). В альтернативном варианте в поверхности S1 тела имплантата, а также в любой поверхности S2 витков резьбы резьбовых участков 3131, 3132 таких как верхняя поверхность профиля, нижняя поверхность профиля и обе поверхности профиля, создаются поры 32 (показаны на Фиг. 4D и 4F).
Как показано на Фиг. 6, в каждой поре 32 имеется боковая стенка 321. Боковая стенка 321 представляет собой стенку, проходящую от поверхностной части S внутрь имплантата 31, и пора 32 оказывается окруженной боковой стенкой 321. Боковая стенка 321 и поверхностная часть S соединяются по торцевой кромке 322. Соседние торцевые кромки 322 соседних пор 32 соединены с тем, чтобы соседние боковые стенки 321 соединялись друг с другом. Следовательно, одна пора 32 оказывается открытой в следующую пору 32, и соседние поры 32 сообщаются последовательно друг с другом и образуют канал 323. За счет рядов сообщающихся пор 32 в имплантате 31 образуется множество каналов 323. Различные схемы сообщения в каналах показаны на Фиг. 5А-5С и будут описаны подробно. Ради краткости Фиг. 6 только иллюстрирует в виде перспективного изображения конфигурацию, представленную на Фиг. 5А и Фиг. 4А-4Н, только для того, чтобы показать, что поры 32 создаются сообщающимися друг с другом, как показано на Фиг. 5А. Предпочтительно, чтобы торцевые кромки 322 каждой поры 32 имели негладкий край. Например, в том месте, где боковая стенка 321 соприкасается с поверхностной частью S, образуется зазубренная или зубчатая линия, что вызывает появление неровной торцевой кромки 322. Неровная торцевая кромка 322 взята в качестве примера при описании работы.
Направление соединения пор 32 определяет схему сообщения в каждом канале 323. Например, поры 32 соединяются вокруг поверхностной части S в поперечном направлении X (как показано), и, таким образом, каждый из каналов 323 образуется независимо от других с сообщением в поперечном направлении и создает проходящую в поперечном направлении сообщающуюся область, непоказанную на Фиг. 5А и Фиг. 6. В альтернативном варианте поры 32 соединяются в продольном или осевом направлении Y (как показано), поэтому каждый из каналов 32 образуется независимо от других с сообщением в продольном направлении и создает проходящую в продольном направлении сообщающуюся область (показано на Фиг. 5В). В альтернативном варианте поры 32 соединены в обоих направлениях X и Y для того, чтобы связать друг с другом соседние каналы 323, в результате чего между каналами создается взаимное сообщение и образуются как продольные, так и поперечные сообщающиеся области (показаны на Фиг. 5С). Описанные выше типы сообщения позволяют клеткам равномерно и однородно распределяться во время процесса прикрепления и пролиферации и способствуют сцеплению клеток друг с другом таким образом, чтобы они окутывали и надежно закрепляли весь имплантат 31. Конфигурация, изображенная на Фиг. 5А, взята в качестве примера при описании работы.
Работа этого изобретения описана с помощью Фиг. 7. Имплантируемое устройство 3 используется в качестве крепежного приспособления, вживляемого в альвеолярную кость 5 в ротовой полости. Для того, чтобы начать операцию имплантации, хирургический инструмент (не показан) вставляют в установочное отверстие 312 и вращают, для того чтобы резьбовая часть 313 врезалась во внутреннюю стенку заранее высверленного в альвеолярной кости 5 отверстия 51 и закреплялась в нужном положении. Как показано на Фиг. 8, если у имплантата 31 имеется два резьбовых участка 3131 и 3132, первый резьбовой участок 3131 с большим шагом Р1 резьбы имеет большую площадь контакта, чтобы врезаться во внутреннюю стенку и ввинчиваться в отверстие 51.
Второй резьбовой участок 3132 с меньшим шагом Р2 следует по винтовым канавкам, оставленным первым резьбовым участком 3131, и продолжает врезаться и ввинчиваться. Эта конструкция позволяет достичь быстрого закрепления, помогает снизить дискомфорт у пациентов во время операции имплантации и позволяет добиться эффекта стабильной фиксации.
После того, как имплантат 31 будет имплантирован в альвеолярную кость 5, костные клетки ВС, как схематично показано на Фиг. 9, порождаются костью 5 во время процесса заживления. Торцы 322 пор 32 имеют неровный или негладкий край, поэтому клетки ВС быстро и равномерно захватывают торцевые кромки 322 и внедряются в поры 32, и затем осуществляется их прикрепление и пролиферация внутри и снаружи пор 32. Конкретнее, после того, как клетки ВС внедряются в поры 32 вдоль торцевой кромки 322 и прикрепятся, клетки ВС быстро сцепляются с боковыми стенками 321 в каналах 323, и происходит пролиферация клеток как результат роста и деления клеток. Поскольку через каждый канал создается внутренняя сообщающаяся область, быстро разросшиеся клетки, или прирост ВС, непрерывно внедряются и распространяются по боковым стенкам 321 и распределяются по каждому каналу 323. Затем клетки ВС выходят из соответствующих каналов 323 и пор 32 и разрастаются по поверхностной части S подобно ползущему или лазящему растению, прикрепляются в других каналах 323 и порах 32 и сцепляются с ними. Наконец, клетки ВС сцепляются друг с другом и полностью окутывают имплантат 31, и тем самым прочно закрепляют имплантат 31 в альвеолярной кости 5 и препятствуют его отсоединению. Это усиливает остеоинтеграции между имплантом 31 и альвеолярной костью 5.
Следовательно, сообщающиеся поры 32 или взаимодействие между сообщающимися порами 32 и неровными торцевыми кромками 322 позволяют костным клеткам ВС равномерно и быстро прикрепляться к торцевым кромкам 322 и порам 32 и усиливать первоначальное сцепление и рост клеток ВС. Клетки ВС постоянно прикрепляются в каналах 323 и при этом растут, распространяются и распределяются быстро и равномерно. Внутренняя сообщающаяся область каждого канала 323 обеспечивает значительную площадь контакта для прикрепления и роста остеоцитов. А именно, площадь контактной поверхности между имплантатом 31 и клетками ВС увеличивается, поэтому существенно возрастает способность клеток к сцеплению и росту, что способствует быстрому и равномерному прикреплению клеток, их пролиферации и плотному сцеплению. Таким образом усиливается эффект остеоинтеграции, что ускоряет процесс заживления костной ткани альвеолярной кости, и позволяет сократить период выздоровления.
Подытоживая вышесказанное, это изобретение главным образом включает поры, выполненные в виде углублений в поверхностной части имплантата, и каналы, образованные путем соединения соседних торцевых кромок соседних пор. Таким образом, клетки, полученные из ткани в месте закрепления имплантата, равномерно прикрепляются к порам и проходят в каждый канал, где они быстро прикрепляются, распределяются и разрастаются. Пролиферация клеток, или их быстрый рост приводят далее к их сцеплению друг с другом между порами и каналами. Поэтому требуется меньше времени для того, чтобы клетки прикрепились к имплантату и весь имплантат оказался полностью окруженным клетками и надежно удерживался в нужном положении, а это еще больше усиливает эффект объединения имплантата с тканью в месте его установки, препятствует отсоединению имплантата и способствует быстрейшему заживлению окружающей имплантат ткани.
Хотя варианты выполнения этого изобретения проиллюстрированы и описаны, следует понимать, что можно выполнить дальнейшие варианты и модификации, которые не будут выходить за пределы объема данного изобретения.