螺钉和驱动器工具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及螺钉和对应的螺钉驱动器，其用于与牙齿植入体的纵向轴线成角度地驱动螺钉进入牙齿植入体。螺钉具有多边形界面，并且螺钉驱动器具有用于驱动螺钉旋转的配合界面。
【专利说明】螺钉和驱动器工具【技术领域】
[0001]本发明涉及用于将牙齿部件固定至患者的颚骨的牙齿植入体中的方法和设备。更具体地，本发明涉及螺钉在具有对应的螺钉通道的牙齿部件中的操纵以将牙齿部件固定至牙齿植入体。
【背景技术】
[0002]图1示出用于具有有角度的螺钉通道的修复用单个牙复位的布置。牙齿植入体110包括螺钉通道130，螺钉通道130具有内螺纹，该内螺纹被构造以匹配螺钉160的螺纹，使得螺钉160可以被紧固至该植入体。假牙120通过螺钉160固定至牙齿植入体。假牙穿过齿龈组织到达牙齿植入体110。假牙具有螺钉通道190，通过螺钉通道190插入螺钉160。螺钉通道190具有位于假牙的基部处的螺钉通道出口 180和螺钉座140，在采用螺钉将假牙紧固至该植入体时螺钉I60的螺钉头部170就座在螺钉座140上。根据本发明，螺钉通道190的轴线(即，由该通道在任一点处的径向中心点描绘的线)与通道130的轴线不一致。事实上，螺钉通道190可以大部分是直的，但以不同的角度定向至通道130。可替换地，螺钉通道190的轴线可以是弯曲的或S形的。结果，螺钉通道190在通道出口 180处的轴线不匹配通道130的轴线或螺钉座140的轴线。
[0003]源自这种布置的问题在于，如何插入螺钉通过有角度的螺钉通道，以及一旦螺钉与牙齿植入体接合，如何采用从螺钉的纵向轴线倾斜相当大的角度的驱动器驱动螺钉旋转。
[0004]所需要的是以允许在插入假牙期间操纵和驱动螺钉以与螺钉的纵向轴线成一角度旋转的方式接合螺钉和驱动器工具的方式。
[0005]US2010167240描述了一种驱动器工具，其用于以与螺钉的轴线成一角度地驱动螺钉旋转。球状头部式驱动器被描述，其中驱动器头部的球形形状显然在驱动器和螺钉之间提供接口，甚至其中以与螺钉的轴线成一角度地呈现驱动器工具。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种用于牙科应用的螺钉(换句话说，牙齿螺钉)，该螺钉具有冠状端和顶端并包括:孔，该孔沿着螺钉的一部分从螺钉的冠状端向着螺钉的顶端延伸；围绕所述孔的内表面周向地布置的等间距隔开的第一数量的凹部，每个凹部延伸从所述孔的冠状端至所述孔的所述顶端的长度。每个凹部的长度相对于螺钉的纵向轴线倾斜，使得凹部在与所述孔的冠状端平行的点处比在所述孔的冠状端下面的点处更远离螺钉的纵向轴线。每对相邻的凹部由所述孔的内表面上的接触表面连接，每个接触表面延伸从所述孔的冠状端至螺钉的顶端的长度。每个接触表面远离螺钉的纵向轴线倾斜，使得该表面在与所述孔的冠状端平行的点处比在所述孔的冠状端下面的点处更远离螺钉的纵向轴线。
[0007]所述孔的内表面的至少一部分包括氮化钛层。所述孔的顶端可以是圆锥形的，最宽的点在凹部的顶端处。在一种实施例中，螺钉适于将牙齿部件紧固至牙齿植入体。在另一个实施例中，螺钉(本身)是能够直接连接至牙齿植入体的牙齿部件，其中牙齿部件选自包括盖用螺钉、愈合基台和印模帽的组。
[0008]根据本发明的另一个方面，提供了一种驱动器，用于驱动用于将牙齿部件紧固至牙齿植入体的螺钉，该驱动器包括具有顶端和冠状端的驱动器头部，该驱动器头部至少由在驱动器的纵向轴线的径向平面中具有多边形横截面的第一部分和第二部分构成，第一部分在驱动器的纵向轴线的轴向平面中具有大致圆形横截面。第二部分在顶点处相对于所述第一部分被连接，第二部分在驱动器的纵向轴线的轴向平面中具有向着驱动器头部的顶端大致成锥形的三角形形状。
[0009]驱动器头部可以 包括弯曲顶端和位于驱动器头部的顶端的尖端部，该尖端部在驱动器的纵向轴线的径向平面中具有多边形横截面。驱动器头部的表面的至少一部分可以包括氮化钛层。
[0010]根据本发明的又一个方面，一种将牙齿部件紧固至牙齿植入体的方法，包括下述步骤:将上述驱动器的驱动器头部插入上述螺钉的所述孔中，使得驱动器头部的由多边形横截面限定的边缘装配在螺钉的凹部中；向驱动器施加足够的力，使得驱动器头部通过传送功能夹紧螺钉；采用传送功能操纵螺钉通过牙齿部件的螺钉通道，直到螺钉由牙齿植入体中的螺纹孔接收；采用驱动器驱动螺钉旋转，使得驱动器头部的由驱动器头部的所述部分的多边形横截面限定的边缘将转动力平滑地传递至螺钉，与驱动器的纵向轴线相对于螺钉的纵向轴线的角度无关。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]现在将参照附图通过示例的方式描述本发明的多个方面。在附图中:
[0012]图1示出具有有角度的螺钉通道和对应的螺钉的假牙。
[0013]图2A和2B示出将螺钉插入图1的假牙中的过程期间驱动器离螺钉的纵向轴线的角度(未按比例示出)。
[0014]图3A-3D示出根据本发明的螺钉的实施例。
[0015]图4A-4C示出根据本发明的螺钉驱动器的实施例。
[0016]图5A-5C示出与螺钉驱动器头部协作的螺钉。
[0017]图6A和6B示出根据本发明的盖用螺钉的实施例。
【具体实施方式】
[0018]现在将参照附图描述本发明的具体实施例。然而，本发明可以被以多种不同的形式实施，并且不应当被解释为限于本文中提出的实施例；确切地说，这些实施例被提供，使得本公开内容将是彻底和完整的，并且将本发明的保护范围充分地传达至本领域技术人员。在附图中图示的实施例的详细描述中使用的用语不是意图限制本发明。在附图中，相同的附图标记涉及相同的元件。
[0019]HH
[0020]本发明提供了用于将螺钉插入具有有角度的螺钉通道的牙齿部件中并将螺钉固定在牙齿植入体中，从而将牙齿部件固定至牙齿植入体的方法和设备。[0021]在图3A至3D示出了根据本发明的优选实施例的具有螺纹界面的螺钉。螺钉160包括具有螺纹界面300的螺钉头部310。螺纹界面300包括位于螺钉的头部中的具有被构造与稍后在本说明书中描述的螺钉驱动器头部400协作的多边形内部形状形状的孔。如图3A所示，螺纹截面300包括锥形内壁320、圆锥形段330、倒角或圆形界面边缘340、以及凹部 350。
[0022]在优选实施例中，螺纹截面300包括周向地设置在螺纹界面的内表面上的六个等间距隔开的凹部350。具有多于或少于六个凹部的等同螺钉头部也是可以预期的。每个凹部以向内与螺钉的纵向轴线成小角度(如，2.5度)的方式从螺钉头部的顶表面向着圆锥形段330延伸。在凹部之间的是平锥形表面320，其向外向着螺纹界面的口部成锥形。结果，内表面350和320描绘了稍微圆锥形的内部空间，使得螺纹界面的口部处的最大直径大于锥形表面320与下面的圆锥形段结合的点处的最大直径。在一种实施例中，锥形表面320从螺钉的纵向轴线倾斜2.5度。
[0023]圆锥形段330包括螺纹界面300的底部。在圆锥体的最宽的点处，圆锥形段330结合凹部350和锥形内表面320。段330的圆锥体形状随后在螺纹界面的内端处向着截平头部360变窄。圆锥体330在螺钉稍微插入螺钉座中时为螺钉头部边缘310提供额外的支撑。从而平直下表面(如，截平部360具有截面的宽度)可以在螺钉紧紧地拧入螺钉座中时允许边缘向内塑性变形，圆锥形形状330为边缘310提供更大的支撑。
[0024]螺纹界面300的口部包括连接螺钉头部310的顶表面和锥形内表面320的六个倒角或圆形边缘360。
[0025]图6A是根据本发 明的盖用螺钉160'的实施例侧面剖视图，图6B是透视图。盖用螺钉160'通常适于完全覆盖牙齿植入体，例如牙齿植入体110的顶部(即，冠状端)。
[0026]盖用螺钉160'包括螺钉头部310'。螺钉头部310'包括平直圆周顶表面370'。表面370'正交于盖用螺钉160'的纵向轴线。表面370'适于抵靠并覆盖牙齿植入体的顶部。
[0027]螺钉头部31(V还包括螺纹界面300。螺纹界面300属于与联系图3A至3D描述的螺钉160的螺纹界面相同类型的。因此，相同的驱动器或工具可以用来操纵螺钉160和盖用螺钉160' 二者。在此将不重复螺纹界面300的描述。
[0028]在表面370'的顶点处，盖用螺钉160'包括圆锥形段380'，其向着盖用螺钉160'的顶端变窄。圆锥形段380'适于在盖用螺钉160'被拧入牙齿植入体中时抵靠该牙齿植入体的对应圆锥形段(内部圆锥形连接)。
[0029]在圆锥形段380'的顶点处，盖用螺钉160'包括外螺纹部390'，其用用于与牙齿植入体的对应内螺纹部啮合，使得盖用螺钉160'可以固定至牙齿植入体。
[0030]螺纹界面300还可以应用于除盖用螺钉之外的牙齿部件，如愈合基台、印模帽等。
[0031]驱动器
[0032]根据本发明在图4A-4C中示出的优选实施例，螺钉驱动器头部400包括径向平面(即，垂直于驱动器的纵向轴线的平面)中的多边形形状和轴向平面中的球形形状。
[0033]特别地，驱动器头部400的优选实施例具有如图4A所示的多边形横截面。在优选实施例中，该多边形横截面具有六个边。然而，具有多于或少于六个边(对应于螺纹界面中的凹部的数量)的等同驱动器头部是可以预期的。多边形的边形成横跨在边缘420之间的表面410。
[0034]在图4B中，以侧面透视图示出螺钉驱动器头部。为了描述驱动器头部，它被分成多个部分 430，440，450，460 和 470。
[0035]顶端部分470的边缘410描绘圆曲线，所有的边缘410在该圆曲线处结合。边缘在顶端部分470处的圆曲线在轴向平面中描绘圆形头部。
[0036]部分460的边缘410描绘一直线，使得部分460包括截平多棱柱形状，其向着顶端470被截平，使得部分460的表面平滑地结合部分470的表面。顶端部分450的边缘410描绘将部分460的边缘连接至部分440的圆曲线。该圆曲线是使部分450在轴向平面中具有截平球形形状的曲线 。
[0037]部分440的边缘410描绘直线，使得部分460包括截平多棱柱形状，其远离顶端470变窄，使得部分450的表面平滑地结合部分430的表面。
[0038]部分430是表面420结合驱动器工具的圆柱形轴的地方。
[0039]驱动器头部和螺纹界面之间的协作
[0040]如图5A至5C所示，驱动器头部和对应的螺纹界面的特征被构造成允许驱动器头部插入螺纹界面中，并且允许由驱动器以与螺钉的纵向轴线成一角度地驱动螺钉旋转。
[0041]在驱动器头部刚开始插入螺纹界面中时，螺纹界面的口部的倒角(或圆形)边缘340将驱动器头部的尖端引入螺钉的孔中。这使得将驱动器头部装入螺钉中的过程更简单，并且需要操纵驱动器/螺钉的人员的更少的精确的空间协调。
[0042]驱动器头部随后旋转，直到边缘410与凹部330对齐。此时，边缘410将装入凹部330中，并且驱动器头部将获得螺钉头部的旋转夹持。凹部允许驱动器头部在驱动器头部的表面和螺纹界面之间不存在锁定碰撞的情况与螺钉的纵向轴线成一角度地平滑地旋转，弓丨起驱动器头部变为可旋转地固定至螺钉。
[0043]如图5A，如果螺钉头部以匹配或接近螺钉的纵向轴线的角度插入螺纹界面中，则圆柱形部分460将靠在内圆锥体330上以提供舒适的装配，并且驱动器可以被驱动以旋转螺钉。
[0044]如图5B和5C所示，如果螺钉头部以与螺钉的纵向轴线成相当大的角度(即，大于5度)的方式插入螺纹界面中，则圆形顶端470在高于内圆锥体的截平端360的点结合内圆锥体330。这防止螺钉头部在螺钉头部以接近螺钉的纵向轴线的角度插入螺纹界面中时深深地进入螺纹界面。同时，部分450的圆形边缘410与凹部350装配在一起。在优选实施例中，内圆锥体330的梯度角被选择以确保驱动器头部进入螺钉头部的深度取决于插入驱动器头部时离螺钉的纵向轴线的角度。通过控制螺钉头部进入螺纹界面的深度，部分450的圆形边缘410可以被控制以在凹部350的长度的最佳范围内接触凹部350，即，不是太靠近螺纹界面的口部，使得驱动器头部滑动脱离与螺钉的旋转夹持，并且不是太靠近螺纹界面的内端，使得圆形部分450接触内圆锥形部分330并引入附加的摩擦或将螺钉头部向回推动离开螺纹界面。在一种实施例中，凹部350上的圆形部分450的最佳接触范围是在描绘凹槽的长度的25%和75%的点之间。通过确保圆形边缘的一部分在该范围内接触圆锥形部分330，在螺钉和驱动器之间实现最佳游隙以允许螺钉的有角度的旋转。一旦驱动器头部被移动以旋转，则部分450在凹部350中的圆形面允许螺钉与驱动器的纵向轴线成角度地旋转。[0045] 驱动器的表面460还在驱动过程期间提供额外的接触表面。对于圆形的驱动器头部，凹部中的每个边缘将在该边缘和凹表面接触的点之后弯曲到该凹部之外。平直表面不会弯曲到凹部之外，并且提供一定程度的表面接触，直到该凹部的端部。
[0046] 在本发明的优选实施例中，凹部350和表面320从螺钉的纵向轴线稍微倾斜为驱动器头部提供了传送功能。稍微倾斜是指，如果以某个力将螺钉头部推入螺纹界面中，边缘450被以逐渐增加的紧配合推入凹部350中。一旦达到某个点，驱动器头部的表面就被如此紧地压靠在螺纹界面的内表面上，使得所产生的摩擦配合允许螺钉由驱动器头部拔走并在不对螺钉进行任何支撑的情况下被载送。这称为传送功能并且对应简化将螺钉安装在牙齿植入体中的过程来说是至关重要的。在优选实施例中，优选的驱动器头部和接口的配置允许该传送功能即使在与螺钉的纵向轴线成一角度插入驱动器头部时也存在。这在螺钉插入有角度的螺钉通道(如图2A和2B所示)中时是特别有利的。而且，优选的驱动器头部和接口的配置允许将圆形部分450的接触部分控制在最佳范围内，并且因此也可以控制用于实现传送功能的最佳摩擦量。
[0047]在本发明的优选实施例中，驱动器头部的表面或螺纹界面的内表面中的任一个或二者被涂覆有涂层，如氮化钛，其增加部件之间的摩擦，这在驱动器头部和螺纹界面之间提供了增强的传送功能，并且降低螺钉掉落的风险。
[0048]在本发明的可替换实施例中，螺纹界面中的凹部的数量大于六个。凹部的数量的增加在螺钉由驱动器头部旋转期间在螺纹界面的协作表面之间提供更平滑的动作。
【权利要求】
1.一种用于牙科应用的螺钉，该螺钉具有冠状端和顶端并包括: 孔，该孔沿着螺钉的一部分从螺钉的冠状端向着螺钉的顶端延伸， 围绕所述孔的内表面周向地布置的等间距隔开的第一数量的凹部，每个凹部延伸从所述孔的冠状端至所述孔的所述顶端的长度， 其中每个凹部的长度相对于螺钉的纵向轴线倾斜，使得凹部在与所述孔的冠状端平行的点处比在所述孔的冠状端下面的点处更远离螺钉的纵向轴线， 其中每对相邻的凹部由所述孔的内表面上的接触表面连接，每个接触表面延伸从所述孔的冠状端至螺钉的顶端的长度，并且 其中每个接触表面远离螺钉的纵向轴线倾斜，使得该表面在与所述孔的冠状端平行的点处比在所述孔的冠状端下面的点处更远离螺钉的纵向轴线。
2.根据权利要求1所述的螺钉，其中所述孔的内表面的至少一部分包括氮化钛层。
3.根据前述权利要求中任一项所述的螺钉，其中所述螺钉的孔的顶端是圆锥形的，最宽的点在凹部的顶端处。
4.根据前述权利要求中任一项所述的螺钉，其中螺钉适于将牙齿部件紧固至牙齿植入体。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的螺钉，其中螺钉是能够直接连接至牙齿植入体的牙齿部件。
6.根据权利要求5所述的螺钉，其中牙齿部件选自包括盖用螺钉、愈合基台和印模帽的组。
7.—种驱动器，用于驱动用于将牙齿部件紧固至牙齿植入体的螺钉， 该驱动器包括具有顶端和冠状端的驱动器头部，该驱动器头部至少由在驱动器的纵向轴线的径向平面中具有多边形横截面的第一部分和第二部分构成， 第一部分在驱动器的纵向轴线的轴向平面中具有大致圆形横截面， 第二部分在顶点处相对于所述第一部分被连接，第二部分在驱动器的纵向轴线的轴向平面中具有向着驱动器头部的顶端大致成锥形的三角形形状。
8.根据权利要求7所述的驱动器，其中驱动器头部包括弯曲顶端和位于驱动器头部的顶端的尖端部，该尖端部在驱动器的纵向轴线的径向平面中具有多边形横截面。
9.根据权利要求7或8所述的驱动器，其中驱动器头部的表面的至少一部分包括氮化钛层。
10.一种将牙齿部件紧固至牙齿植入体的方法，包括下述步骤: 将权利要求7-9中任一项的驱动器的驱动器头部插入权利要求1-4中任一项的螺钉的所述孔中，使得驱动器头部的由多边形横截面限定的边缘装配在螺钉的凹部中， 向驱动器施加足够的力，使得驱动器头部通过传送功能夹紧螺钉， 采用 传送功能操纵螺钉通过牙齿部件的螺钉通道，直到螺钉由牙齿植入体中的螺纹孔接收， 采用驱动器驱动螺钉旋转，使得驱动器头部的由驱动器头部的所述部分的多边形横截面限定的边缘将转动力平滑地传递至螺钉，与驱动器的纵向轴线相对于螺钉的纵向轴线的角度无关。
【文档编号】F16B23/00GK103648431SQ201280030251
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年7月6日
【发明者】艾德里安·豪斯 申请人:诺贝尔生物服务公司