Внутрикостный имплантат зуба

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к устройствам ортопедической стоматологии, применяемых для фиксации зубных протезов при частичном или полном дефектах зубного ряда. Внутрикостный имплантат зуба содержит крепежную 1 и опорную 2 внутрикостную части, при этом на поверхности опорной части выполнены глухие углубления 3 разных конфигураций, что повышает надежность фиксации имплантата в лунке челюсти. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам стоматологической и травматологической хирургии, применяемым для фиксации зубных протезов при частичном или полном дефектах зубного ряда, для закрытия костных дефектов и фиксации.

Известны имплантаты: по заявке Франции N 257611 кл. A 61 C 8/00, 1986 г. где опорный элемент выполнен в виде металлической клетки. Эта конструкция, имея большое полое пространство в опорной части, требует значительного времени для его заращивания костной тканью, а также трудоемка при изготовлении.

По авт. св. СССР N 1622974 кл. A 61 C 8/00, 1989 г. где имплантат выполнен в виде пористого проницаемого тела из порошка с размером частиц 0,315-0,8 мм, отмеченный выше недостаток французского патента устранен благодаря созданию совокупности полостей минимальных размеров между частицами порошка, соединенными между собой спеканием.

Наиболее близким прототипом является имплантат по авт. св. СССР N 1622974, который благодаря большому количеству полостей, открытых к поверхности опорной части, надежно удерживается окружающими тканями. Однако сама конструкция тела имплантата имеет многочисленные соединения отдельных частиц металлического порошка методом диффузионного сращивания. Каждое соединение испытывает действие сил от эффекта Ребиндера (большие силы воздействуют на стенки клина или трещины капиллярных размеров при наличии там жидкости) и является к тому же концентратором напряжений. В условиях циклических нагрузок при жевании и других физических нагрузках это становится элементом ненадежности и очагом возможного разрушения. Кроме того, для изготовления имплантата требуется, по крайней мере, две детали: крепежная часть и опорная часть, в которую она монтируется в процессе спекания порошкового материала. Это создает определенные трудности в технологии изготовления имплантата.

Для устранения недостатков прототипа при сохранении его достоинств необходимо решить техническую задачу создания монолитного прочного однодетального имплантата, который в то же время имел бы надежное закрепление в окружающих тканях благодаря снижению напряжений, создаваемых нагрузками при жевании, или других физических нагрузках при использовании в других костных конструкциях, и при этом обеспечивал бы наиболее экономичное изготовление имплантата.

Предлагается монолитная конструкция имплантата из биологически совместимого материала, например титанового сплава BTI-00, на поверхности опорной внутрикостной части которого выполняются многочисленные глухие отверстия диаметром d 80-120 мкм. Это размер пространства для наилучшего заращивания костной тканью, что подтверждено практикой применения имплантатов различных конструкций. Углубления выполняют с различной формой стенок в направлении оси углубления: цилиндрической, конической, бочкообразной формы. Поперечные сечения углублений на поверхности опорной части выполнены в форме окружностей или пазов. Ось углубления располагают в пространстве под углом α от 0^o до 45^o к радиальной прямой, проходящей через середину проекции отверстия на поверхности и продольную ось имплантата, перпендикулярно к ней. Форма углублений способствует наилучшему удержанию имплантата при заращивании полостей углублений тканями (волоконной, остеоидной, костной).

Углубления имеют глубину (1-2)d и располагаются на этой поверхности с шагом (1,5-3)d. Глубина каждого отверстия менее d делает ненадежным соединение заполнившей отверстие ткани с имплантатом, т.к. вместо усилия среза произойдет изгиб и выскальзывание короткого (менее d) отростка ткани, заполнившей отверстие. При глубине отверстия более 2d увеличивается время его заращивания, однако возрастания положительного эффекта закрепления имплантата не наблюдается, поскольку закрепление упругой балки с заделкой, равной двум ее диаметрам (по известным из курса сопротивления материалов соотношениям), надежно фиксирует ее в заделке и обеспечивает работу на срез в корневом сечении.

Шаг (1,5-2)d выбирается из условия расположения на поверхности имплантата максимального количества отверстий. Уменьшение расстояния между отверстиями по конструктивно-технологическим соображениям нецелесообразно.

На фиг. 1 показан общий вид имплантата; на фиг. 2 и 3 поперечные сечения имплантата; на фиг. 4 сечение отверстий (или пазов) на поверхности имплантата; на фиг. 5 показано различное расположение пазов.

Имплантат (фиг. 1) имеет крепежную деталь 1 и опорную внутрикостную 2 части. На поверхности 2 выполнены глухие углубления 3. Оси углублений 3 (фиг. 2) располагаются по нормали к поверхности или под углом a до 45^o (фиг. 3), форма углубления выполняется в виде цилиндра (а), конуса (б), "бочки" (в) (фиг. 4). На поверхности углубления имеют форму окружности (фиг. 1) или пазов различной формы (фиг. 5 а, б, в).

Углубления после заращивания костной тканью надежно удерживают имплантат; они лишают его подвижности в осевом направлении и удерживают его от вращения вокруг оси, сохраняя при этом упругость крепления, соответствующую упругости ткани, что отвечает принципам функционирования естественного периодонта путем более объемного распределения нагрузок от имплантата к челюстным тканям. Применение предлагаемого имплантата обеспечивает упругую подвижность имплантата в челюсти.

Изобретение осуществляется следующим образом. На внутрикостной поверхности опорной части 2 имплантата углубления в виде отверстий 3 или пазов 4 выполняют методом электроннолучевой обработки, лучом лазера или другим методом, причем позиционирование и управление лучом, в том числе его технологическими параметрами, осуществляют по программе.

Отверстия (пазы) 3(4) располагают на поверхности крепежной части 2 по кольцевым образующим или на винтовых образующих. В зависимости от размеров имплантата и выбранных размеров отверстий и их расположения количество отверстий 3 на каждом имплантате достигает 10-50 тыс. Так, на имплантате с диаметром крепежной части 5 мм и длиной 20 мм при диаметре отверстия 100 мкм и шаге 150 мкм расположится 13,8 тыс. отверстий.

Форма стенок отверстия (пазов) (фиг. 4): цилиндр (а), конус (б), бочкообразная форма (в) образуются путем выбора технологических параметров лучевой обработки, например, желаемая форма отверстий была получена на электроннолучевой установке фирмы "Штайгервальд Штральтехник" (ФРГ), при этом диаметр отверстия на поверхности был задан 100 мкм, а глубина 150-170 мкм.

Эффективность предлагаемого имплантата иллюстрируется следующим примером.

Жевательные усилия, прикладываемые к имплантату, передаются окружающим тканям, главным образом, через напряжения среза ткани, заполнившей отверстия 3. Если принять усилие жевания, прикладываемое к одному имплантату в 100 кг, а прочность костной ткани, заполнившей отверстия, равной 10 кг/мм² (Сапин "Анатомия человека", М. Изд. Медицина, 1986 г.), то суммарная площадь среза 13 тыс. отверстий диаметром 100 мкм составит 102 мм², т.е. расчетное усилие среза составит около 1000 кг. При принятых нами условиях коэффициент запаса по прочности будет равен 10.

Формула изобретения

1. Внутрикостный имплантат зуба, состоящий из крепежной и внутрикостной опорной частей, выполненных из биологически совместимого материала, отличающийся тем, что опорная внутрикостная часть выполнена с множеством глухих углублений на ее поверхности.

2. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что стенки углублений выполнены цилиндрической формы.

3. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что стенки углублений выполнены конической формы.

4. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что стенки углублений выполнены бочкообразной формы.

5. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что поперечные сечения углублений на поверхности опорной внутрикостной части выполнены в форме окружности.

6. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что углубления на поверхности опорной части выполнены в виде пазов.

7. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что ось углубления расположена в пространстве под углом от 0 до 45^o к радиальной прямой, проходящей через середину проекции отверстия на поверхности имплантата и продольную ось имплантата, перпендикулярно к ней.

8. Имплантат по п.1, отличающийся тем, что углубления диаметром или шириной паза выполнены на глубину 1 2 с расстоянием между стенками углублений 0,5 1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5