ЗУБНОЙ ИМПЛАНТАТ С РЕЗЬБОВОЙ ЧАСТЬЮ
DENTAL IMPLANT WITH THREADED PART

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к зубному имплантату с резьбовой частью, и, в частности, к резьбовой части, которая обладает способностью увеличения прочности сцепления при обеспечении устойчивости конструкции посредством задания толщины резьбового участка, и шага между резьбовыми участками с учетом различия в прочности и степени упругости между титаном и костью для максимального уменьшения внутреннего напряжения альвеолярной кости посредством резьбового участка и недопущения повреждения альвеолярной кости, насколько возможно, при приложении окклюзионной нагрузки, и обладает способностью передачи давления резьбового участка на альвеолярную кость только в одном направлении (направлении A), минимизируя давление резьбового участка на альвеолярную кость в направлении B или направлении C, расположенных под углом к направлению A, и доведения до максимума распределения внутреннего напряжения посредством придания плоской четырехугольной формы резьбовому участку и задания угла профиля резьбы в определенном числовом диапазоне.
Предшествующий уровень техники
[0002] Зубной имплантат, который означает имплантатацию искусственного зуба, имплантатирует крепежный элемент, который представляет собой зубной корень, выполненный из титана, который не имеет симптомов отторжения в отношении человеческого организма, в альвеолярную кость, из которой удален зуб, с тем, чтобы заменить утерянный зубной корень и затем фиксировать на нем искусственный зуб для восстановления функции естественного зуба. Зубной имплантат не повреждает ткань периодонта, имеет ту же функцию и форму, что и естественный зуб, и не вызывает кариеса зубов, так что зубной имплантат может использоваться почти постоянно. Таким образом, лечение имплантатами за последнее время быстро распространилось.
[0003] Имплантат бывает различным в зависимости от вида крепежного элемента, но в целом выполняется посредством сверления места имплантатации с использованием заранее определенного сверла, имплантатирования крепежного элемента в альвеолярную кость для остеоинтеграции крепежного элемента в альвеолярную кость, присоединения абатмента к крепежному элементу, и затем покрытие абатмента окончательным протезом.
[0004] Имплантат включает в себя крепежный элемент, имплантатированный в качестве искусственного зубного корня, абатмент, присоединенный к крепежному элементу, винт абатмента, фиксирующий абатмент к крепежному элементу, и искусственный зуб, соединенный с абатментом. В настоящем документе перед прикреплением абатмента к крепежному элементу, то есть, в период, в который крепежный элемент остеоинтегрируется в альвеолярную кость, к крепежному элементу прикрепляется заживляющий абатмент (не проиллюстрирован), и он остается в прикрепленном состоянии.
[0005] Кроме того, крепежный элемент, который является участком, имплантатированным в имплантатационное отверстие, образованное в альвеолярной кости с использованием сверла или тому подобного, в положении, при котором должно выполняться лечение имплантатом, служит в качестве искусственного зубного корня, и включает в себя основной участок крепежного элемента и винтовой участок (соответствующий резьбовой части по настоящему изобретению), образованный на наружной поверхности крепежного элемента.
[0006] Винтовой участок вставляется в альвеолярную кость для обеспечения возможности жесткого соединения крепежного элемента и альвеолярной кости друг с другом и увеличения площади контакта между крепежным элементом и альвеолярной костью, таким образом, используясь для увеличения фиксирующей силы крепежного элемента к альвеолярной кости.
[0007] На фиг.4 проиллюстрирован крепежный элемент имплантата согласно предшествующему уровню техники.
[0008] Крепежный элемент 100 имплантата включает в себя основной участок 110, имеющий винтовую нарезку 111, образованную в одном и том размере от его верхнего конца до его нижнего конца, и входной участок 120, расположенный на нижней стороне основной участка 110 и имеющий вырезанную канавку 121, образованную на его наружном участке. В крепежном элементе имплантата согласно предшествующему уровню техники, описанному выше, существует тенденция, что крутящий момент, возникающий во время вставки посредством повторяющегося поворота крепежного элемента имплантата, сначала растет, а затем постепенно уменьшается, так что исходная фиксирующая сила уменьшается. Таким образом, крепежный элемент имплантата должен быть вжат, вдвинут и фиксирован в альвеолярной кости. В результате заживление кости задерживается, и когда жевательная сила (жевательное усилие) создается после заживления кости, между резьбой и альвеолярной костью создается усилие сдвига, так что альвеолярная кость склонна к перелому, и различие в прочности и степени упругости между резьбой и альвеолярной костью не принимается во внимание, так что вероятно, что альвеолярная кость сломается.
[0009] Кроме того, поскольку винтовая нарезка имеет треугольное поперечное сечение с острыми вершинами, она легко вставляется во время поворота, но прижимается к альвеолярной кости в вертикальном направлении посредством наклонной поверхности, а также в горизонтальном направлении, так что существует риск, что альвеолярная кость будет повреждена и образуется большое число костных фрагментов.
[0010] Таким образом, существует необходимость в разработке нового крепежного элемента, способного не допустить перелома альвеолярной кости и минимизировать усилие сжатия и создание напряжения при приложении жевательной нагрузки, посредством учета различий между прочностью и степенью упругости винтовой нарезки крепежного элемента, выполненного из титана, и прочностью и степенью упругости альвеолярной кости.
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
[0011] Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении усовершенствованного зубного имплантата с резьбовой частью, обладающей способностью увеличения прочности соединения при обеспечении устойчивости конструкции посредством задания толщины резьбового участка, и шага между резьбовыми участками с учетом различий в прочности и степени упругости между титаном и костью для максимального снижения напряжения альвеолярной кости посредством резьбового участка, и недопущения, насколько возможно, повреждения альвеолярной кости.
[0012] Другая цель настоящего изобретения состоит в обеспечении усовершенствованного зубного имплантата с резьбовой частью, обладающей способностью передачи давления резьбового участка на альвеолярную кость только в одном направлении (направлении A), минимизируя давление резьбового участка на альвеолярную кость в направлении B или направлении C, расположенных под углом относительно направления A, и доводя до максимума распределения напряжения посредством придания резьбовому участку четырехугольной плоской формы и задания угла профиля резьбы в определенном числовом диапазоне.
Техническое решение
[0013] В одном общем аспекте предложен зубной имплантат с резьбовой частью, причем резьбовая часть выполнена из титана и выполнена спирально вдоль периметра наружной поверхности основного участка крепежного элемента, при этом усовершенствованная резьбовая часть имеет конструкцию, в которой множество резьбовых участков, имеющих тонкое четырехугольное поперечное сечение при рассмотрении разреза конструкции в осевом направлении крепежного элемента, расположены с шаговым интервалом 500-1500 мкм, и каждый резьбовой участок имеет плоскую форму и толщина t каждого резьбового участка составляет 50-200 мкм.
[0014] Угол профиля резьбы резьбового участка может составлять 0,1- 5°.
[0015] Соотношение расстояния между толщиной t и шагом p между резьбовыми участками может составлять 1:5-1:12.
[0016] Соотношение расстояния между шагом p и высотой h профиля резьбы резьбового участка может составлять 1:0,3-1:1,5.
[0017] В случае, когда крепежный элемент имеет сужающуюся структуру, сужающуюся в направлении нижней стороны, каждая вершина резьбовых участков может иметь сужающуюся структуру, соответствующую крепежному элементу.
[0018] Шаговые интервалы между соседними резьбовыми участками могут быть одинаковыми.
[0019] Шаговые интервалы между соседними резьбовыми участками могут становиться уже в направлении нижней стороны крепежного элемента.
Полезные результаты
[0020] Согласно зубному имплантату с резьбовой частью по настоящему изобретению, имеющему описанную выше конфигурацию, возможно увеличить прочность соединения при обеспечении устойчивости конструкции при действии окклюзионной нагрузки (окклюзионной силы) посредством задания толщины резьбового участка, и шага между резьбовыми участками с учетом различия в прочности и степени упругости между титаном и костью для максимального уменьшения напряжения альвеолярной кости посредством резьбового участка, и недопущения повреждения альвеолярной кости, насколько возможно, и характеристики имплантатации и силы крепления являются отличными независимо от качества альвеолярной кости из-за малой толщины резьбового участка.
[0021] Согласно зубному имплантату с резьбовой частью по настоящему изобретению возможна передача давления резьбового участка на альвеолярную кость только в одном направлении (направлении A), минимизируя давление резьбового участка на альвеолярную кость в направлении B или направлении C, расположенных под наклоном относительно направления A, и увеличивая до максимума рассеивание напряжения посредством придания четырехугольной плоской формы резьбовому участку и задания угла профиля резьбы в строго определенном числовом диапазоне.
Описание чертежей
[0022] Фиг.1 - вид в перспективе, иллюстрирующий зубной имплантат с резьбовой частью согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0023] Фиг.2 - вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий зубной имплантат с резьбовой частью по настоящему изобретению согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0024] Фиг.3A и 3B - концептуальные схемы, иллюстрирующие направления давления на альвеолярную кость в резьбовой части по настоящему изобретению и резьбовой части согласно предшествующему уровню техники.
[0025] Фиг.4 - вид, иллюстрирующий крепежный элемент имплантата предшествующего уровня техники.
[0026] 10: резьбовая часть 11: резьбовой участок
15: вершина t: толщина h: высота профиля
a: угол профиля резьбы p: шаг
s: промежуточное пространство f: основной участок крепежного элемента
b: альвеолярная кость
Лучший вариант осуществления
[0027] Здесь и далее примерные варианты осуществления настоящего изобретения описаны подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи.
[0028] Когда решено, что подробное описание для известных функций или конфигураций, связанных с настоящим раскрытием, может запутывать суть настоящего раскрытия, подробное описание в этом случае опускается. Кроме того, термины, подлежащие описанию ниже, ограничены с учетом функции в настоящем раскрытии, и могут быть ограничены различными способами посредством стремления пользователей или практической деятельности. Таким образом, эти термины должны быть определены на основании содержания по всему настоящему описанию.
[0029] Кроме того, в описании настоящего изобретения одни и те же или аналогичные компоненты обозначены одними и теми же или аналогичными номерами ссылочных позиций, и подробное описание в этом случае опускается.
[0030] Фиг.1 - вид в перспективе, иллюстрирующий зубной имплантат с резьбовой частью согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, фиг.2 - вид в поперечном разрезе, иллюстрирующий зубной имплантат с резьбовой частью согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, а фиг.3A и 3B - концептуальные схемы, иллюстрирующие направления давления на альвеолярную кость в резьбовой части по настоящему изобретению и резьбовой части согласно предшествующему уровню техники.
[0031] На фиг.1 зубной имплантат с резьбовой частью 10 по настоящему изобретению (здесь и далее называемый резьбовой частью) выполнена спирально вдоль периметра наружной поверхности основного участка f крепежного элемента, и соединяется посредством ввинчивания с альвеолярной костью b.
[0032] Основной участок f крепежного элемента, который вставляется в альвеолярную кость b с образованием искусственного зубного корня, выполнен единым целым с резьбовой частью 10, и может быть выполнен, например, из титана, не имеющего симптомов отторжения в отношении организма человека.
[0033] Поскольку резьбовая часть, входящая в состав крепежного элемента имплантата согласно предшествующему уровню техники, имеет треугольное поперечное сечение с острыми вершинами, сила давления и напряжение, создаваемые резьбовой частью в альвеолярной кости, увеличиваются, так что прочность соединения уменьшается, и конструкция резьбовой части легко ломается.
[0034] С другой стороны, резьбовая часть 10 по настоящему изобретению включает в себя множество резьбовых участков 11, имеющих тонкое четырехугольное поперечное сечение на разрезе конструкции в осевом направлении основного участка f крепежного элемента, и сила давления и напряжение, создаваемые резьбовой частью в альвеолярной кости b, таким образом, уменьшаются, так что прочность соединения может быть улучшена.
[0035] Как подробно представлено на фиг.3A, в случае крепежного элемента имплантата согласно предшествующему уровню техники, имеющему треугольное поперечное сечение, каждый из резьбовых участков давит в направлении B и направлении C вверх и вниз под углом относительно направления A, перпендикулярно сердечнику, а также в направлении A, так что напряжение увеличивается. На фиг.3B резьбовые участки по настоящему изобретению сжаты в направлении A, перпендикулярном сердечнику, так что сила давления и напряжение могут быть уменьшены.
[0036] При этом, поскольку альвеолярная кость b имеет прочность меньшую, чем прочность резьбовых участков, выполненных из титана, когда большое количество альвеолярной кости введено в промежуточное пространство s, обеспеченное между соседними резьбовыми участками 11, прочность альвеолярной кости увеличивается, и различие в прочности и степени упругости между резьбой и альвеолярной костью уменьшается, так что может обеспечиваться устойчивость конструкции, хорошо выдерживающей окклюзионную нагрузку. Промежуточное пространство меньше и величина альвеолярной кости, введенной в промежуточное пространство, меньше в резьбовых участках согласно предшествующему уровню техники, имеющих треугольное поперечное сечение, чем в резьбовых участках, выполненных из титана, так что резьбовые участки согласно предшествующему уровню техники являются конструкционно неустойчивыми при приложении к ним окклюзионной силы. С другой стороны, в резьбовых участках по настоящему изобретению, выполненных в тонкое пластиночной форме, промежуточное пространство является достаточно защищенным, так что относительно большое количество альвеолярной кости располагается в промежуточном пространстве по сравнению с резьбовыми участками согласно предшествующему уровню техники. В результате, различие в прочности и степени упругости между резьбовыми участками и альвеолярной костью уменьшается, так что резьбовые участки становятся устойчивыми конструкциями при приложении к ним окклюзионной силы.
[0037] Здесь и далее в настоящем документе более подробно описана конфигурация резьбовой части по настоящему изобретению.
[0038] В резьбовой части 10 по настоящему изобретению множество резьбовых участков 11, имеющих четырехугольное поперечное сечение, расположены с шаговым интервалом 500-2000 мкм, при этом каждый резьбовой участок 11 имеет пластиночную форму, в которой он имеет почти  ту же толщину t от основного участка f крепежного элемента до вершины  15, толщина t каждого резьбового участка 11 может составлять, например, 50-200 мкм, a высота профиля каждого резьбового участка 11 может составлять, например, 200-2000 мкм, и эти цифровые диапазоны могут определяться в зависимости от различных обстоятельств, например, плотности альвеолярной кости b, размера имплантатационного отверстия, образованного в альвеолярной кости, и тому подобного.
[0039] В настоящем документе предпочтительно, чтобы соотношение расстояния между толщиной t каждого резьбового участка 11 и шагом p между резьбовыми участками 11 составляло 1:5-1:12. Причина этого состоит в том, что в случае, когда соотношение расстояния между толщиной t и шагом p менее 1:5, описанное выше промежуточное пространство s и количество альвеолярной кости b, заполняющей промежуточное пространство, уменьшаются, так что затруднительно обеспечить достаточную прочность соединения и конструкционную устойчивость, а в случае, когда соотношение расстояния между толщиной t и шагом p превышает 1:12, шаг p существенно больше толщины t, так что оборот уменьшается и соединительная конструкция, таким образом, уменьшается.
[0040] Кроме того, соотношение расстояния между шагом p и высотой h профиля резьбы предпочтительно составляет 1:0,8-1:1,2, более предпочтительно 1:1.
2
2
2
[0041] Например, в случае, когда толщина t резьбового участка 11 составляет 100 мкм, шаг p между соседними резьбовыми участками составляет 1000 мкм, высота h профиля резьбы составляет 1000 мкм, а промежуточное пространство s имеет площадь поперечного сечения 1000 мкм × 1000 мкм = 1 × 106 мкм = 1 мм, а в случае, когда резьба имеет поперечное сечение в форме правильного треугольника, промежуточное пространство имеет площадь поперечного сечения 0,4-0,6 мм, что составляет приблизительно половину площади поперечного сечения промежуточного пространства s.
[0042] Кроме того, предпочтительно угол «а» профиля резьбы резьбового участка 11 составляет 0,1-5°.
[0043] В случае, когда указанный угол профиля резьбы меньше 0,1°, конструкция резьбового участка 11 ослабляется, так что резьбовой участок может сломаться во время имплантатации, а в случае, когда угол профиля резьбы превышает 5°, шаговый интервал является чрезмерно большим, так что затруднительно провести жесткое соединение. То есть поскольку сила давления в направлении B или направлении C увеличивается, создается сила сдвига, так что вероятно, что альвеолярная кость сломается.
[0044] Например, описывая свойства альвеолярной кости и титана, альвеолярная кость имеет прочность значительно меньше, чем у титана, но ее упругость приблизительно в шесть раз или более больше, чем у титана. Благодаря этим общим свойствам не допускается создание явления контактного взаимодействия, при котором крепежный элемент, имплантатированный в альвеолярную кость, отделяется от альвеолярной кости наружным давлением (жевательным усилием).
[0045] При этом, предпочтительно, основной участок f крепежного элемента имеет сужающуюся конструкцию, которая становится узкой в направлении нижней стороны, или форма, образованная каждой вершиной резьбовых участков, имеет сужающуюся конструкцию, при этом каждая вершина 15 резьбовых участков 11 имеет сужающуюся конструкцию, соответствующую основному участку крепежного элемента, и шаги p между резьбовыми участками 11 являются одинаковыми.
[0046] Причина состоит в том, что нижний концевой участок крепежного элемента является узким, так что первоначальный процесс соединения посредством вставки основного участка крепежного элемента в имплантатaционное отверстие облегчается, и резьбовой участок, расположенный на верхней стороне, соединяется винтовым образом согласно направлению винтовой канавки, образованной резьбовым участком, расположенным на самом нижнем конце, так что количество измельченной костной муки может быть минимизировано.
[0047] В случае, когда верхний и нижний шаговые интервалы отличаются друг от друга, резьбовой участок, расположенный на верхней стороне, не соединяется вдоль винтовой канавки, образованной резьбовым участком, расположенным на самом нижнем конце, и новая винтовая канавка формируется резьбовым участком, расположенным на верхней стороне, так что конструкция ослабляется.
[0048] Кроме того, боковое поперечное сечение резьбового участка может быть выполнено линейным по форме, как проиллюстрировано, скругленным.
[0049] Кроме того, основной участок крепежного элемента может быть выполнен так, что шаги становятся уже в направлении нижней стороны с учетом плотности альвеолярной кости, толщины резьбы и длины основного участка крепежного элемента.
[0050] Здесь и далее подробно описан зубной имплантат с резьбовой частью по настоящему изобретению посредством примерного варианта осуществления.
Примерный вариант осуществления 1
[0051] Множество резьбовых участков образовано вдоль периметра наружной поверхности основного участка крепежного элемента, выполненного из титана и имеющего цилиндрическую форму, сужающуюся в направлении нижней стороны.
[0052] Толщина каждого резьбового участка составляет 110 мкм, высота профиля каждого резьбового участка составляет 1000 мкм, и угол подъема резьбы каждого резьбового участка составляет 2,5°. Кроме того, шаговый интервал между соседними резьбовыми участками составляет 1200 мкм.
[0053] Кроме того, соотношение расстояния между толщиной и шагом составляет 1:10,91, a соотношение расстояния между шагом и высотой профиля составляет 1:1,2, и количество витков равно десяти.
[0054] В настоящем примере интервал погрешности толщины, высоты профиля и угла профиля резьбы резьбового участка составляют ±5%.
[0055] Настоящее изобретение относится к зубному имплантату с резьбовой частью, и, в частности, с усовершенствованной резьбовой части, которая обладает способностью увеличения прочности зацепления при обеспечении устойчивости конструкции посредством задания толщины резьбового участка, высоты профиля резьбы резьбового участка и шага между резьбовыми участками с учетом различия в прочности между титаном и костью для максимального уменьшения внутреннего напряжения альвеолярной кости резьбовым участком, и предупреждения повреждения альвеолярной кости, насколько возможно, и обладает способностью передачи давления резьбового участка на альвеолярную кость только в одном направлении (направление A), минимизируя давление резьбового участка на альвеолярную кость в направлении B или направлении C, расположенных под углом относительно направления A, и увеличивая до максимума рассеивания внутреннего напряжения посредством придания резьбовому участку четырехугольной плоской формы и задания угла подъема резьбы в определенном числовом диапазоне.
Сравнительный пример 1
[0056] Резьбовые участки выполнены в такой же конструкции, что и в примерном варианте осуществления 1, за исключением того, что толщина резьбового участка составляет 250 мкм, а соотношение расстояния между шагом между резьбовыми участками и высотой профиля резьбы резьбового участка составляет 1:0,69.
Сравнительный пример 2
[0057] Резьбовые участки выполнены в такой же конструкции, что и в примерном варианте осуществления 1, за исключением того, что толщина резьбового участка составляет 250 мкм, а соотношение расстояния между шагом между резьбовыми участками и высотой профиля резьбы резьбового участка составляет 1:1,42.
Сравнительный пример 3
[0058] Резьбовые участки выполнены в такой же конструкции, что и в примерном варианте осуществления 1, за исключением того, что поперечные сечения резьбовых участков имеют форму правильного треугольника, шаговый интервал составляет 1200 мкм, a соотношение расстояния между толщиной резьбового участка и шагом между резьбовыми участками составляет 1:11,4, и соотношение расстояния между шагом между резьбовыми участками и высотой профиля резьбы резьбового участка составляет 1:1,5.
[0059] Нижеприведенная Таблица 1 иллюстрирует максимальные напряжения, действующие в случае соединения резьбовых участков примерного варианта осуществления 1 - сравнительного примера 3 с искусственной альвеолярной костью.
Таблица 1
Раздел
Примерный вариант осуществления 1
Сравнительный пример 1
Сравнительный пример 2
Сравнительный пример 3
Напряжение
79
98
103
127
[0060] Кроме того, при сравнении примерного варианта осуществления 1 и сравнительного примера 1 друг с другом можно видеть, что в случае, когда толщина резьбового участка составляет 250 мкм, несмотря на то, что соотношение расстояния между шагом и высотой профиля резьбы является небольшим, напряжение становится большим.
[0061] Кроме того, в отношении сравнительного примера 3 может быть подтверждено, что несмотря на то, что шаговый интервал, соотношение расстояния между толщиной и шагом, соотношение расстояния между шагом и высотой профиля резьбы аналогичны примерному варианту осуществления 1, когда резьбовые участки имеют треугольное поперечное сечение, напряжение становится приблизительно в 1,6 раза больше, чем таковое в примерном варианте осуществления 1.
[0062] Можно понять, что настоящее изобретение не ограничивается только видом, упомянутым в вышеприведенном подробном описании. Соответственно, действительный технический объем настоящего изобретения должен определяться техническим смыслом нижеприведенной формулы. Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение включает в себя все модификации, эквиваленты и замены, которые находятся в пределах смысла и объема настоящего изобретения, ограниченного формулой изобретения.
Промышленная применимость
[0063] С помощью зубного имплантата по настоящему изобретению возможно увеличить прочность соединения при обеспечении устойчивости конструкции при приложении окклюзионной нагрузки (жевательной нагрузки) путем задания толщины резьбового участка и шага между резьбовыми участками с учетом различия в прочности и степени упругости между титаном и костью для максимального уменьшения напряжения альвеолярной кости посредством резьбового участка и недопущение повреждения альвеолярной кости насколько возможно, и характеристики имплантатации и фиксирующей силы являются отличными независимо от качества альвеолярной кости благодаря малой толщине резьбового участка, так что зубной имплантат имеет промышленную применимость.