牙科植体及其基体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种牙科植体及其基体，该牙科植体具有固定在颚骨中的由陶瓷制成的基体以及能使用螺钉附接至基体的植体上部结构，其中在牙科植体的组装状态下，螺钉的螺纹部分与形成在基体的盲孔中的内螺纹接合，其中植体上部结构通过螺钉压靠基体，并且其中螺钉的螺纹部分与盲孔的内螺纹之间的接合仅出现在基体的背离植体上部结构的下半部分中。
【专利说明】牙科植体及其基体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种牙科植体，该牙科植体具有可固定在颚骨中的由陶瓷制成的基体以及可使用螺钉附接至该基体的植体上部结构，其中，在牙科植体的组装状态中，螺钉的螺纹部分与形成在基体的盲孔中的内螺纹接合，并且其中装配上部结构通过螺钉压靠基体。
【背景技术】
[0002]这种牙科植体在现有技术中是已知的。紧固螺钉会在基体和植体上部结构的材料中产生应力。在所使用的陶瓷上的高应力在螺钉的紧固状态下产生，所述高应力产生在基体与植体上部结构之间的支承区域中以及螺钉的螺纹侧面与其结合的内螺纹周围。该螺钉连接会产生对陶瓷材料特别有害的剪切应力和拉伸应力。因此，对于抵抗压应力是稳定的但对于抵抗拉伸应力是不稳定的陶瓷材料通常是受过度应力的。当紧固螺钉时，陶瓷材料可在基体与植体上 部结构之间的支承区域中受到初裂(incipient crack)甚至破裂。
[0003]这种现有技术的实例是EP2168530A1，其披露了一种植体中的包含金属涂层的陶瓷植体，该金属涂层应用于内螺纹上。这种金属层还应用位于基体的植体上部结构支承在其上的一端处的斜面上，以更好地吸收剪切应力和拉伸应力。然而，这种金属嵌入物或涂层必须以复杂的工艺施加于陶瓷基材上，并且因此非常昂贵。此外，螺钉的与内螺纹相接合的部分布置在基体的上部中，而基体的下部本设计为实心体(solid body)。因此在紧固螺钉时产生的应力集中在基体的上部上，而应力并不分布(prevail)在植体的下部中。包括剪切应力和拉伸应力的多轴应力状态因此集中在基体与植体上部结构之间的支承区域的这个部分以及内螺纹周围的区域中。同时，应力非常不均匀地分布在基体的整个长度上。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种牙科植体，该牙科植体可以低成本制造并且包括用于陶瓷材料的优化的力传递。
[0005]该目的根据本发明以以下方式实现:螺钉的螺纹部分与盲孔的孔的内螺纹之间的接合仅出现在基体的背离植体上部结构的下半部分中，所述下半部分延伸超过基体的长度
的一半。
[0006]该设计具有的效果是，所产生的应力均匀地分布在基体的整个长度上。此外，通过螺钉将应力直接引入到其中的内螺纹定位为远离与植体上部结构接触的区域，深入基体的基部。由于支承区域与内螺纹的接合于螺钉的部分之间的这种大的距离，因此在基体与植体上部结构之间的支承区域的上半部分中很大程度上避免了拉伸应力和剪切应力。相反，在这个区域中主要出现压应力，该压应力可由陶瓷材料更好地吸收。极大地减轻了基体与植体上部结构之间的支承区域(由于空间原因而通常是薄壁型的)的负载，并且在基体的内螺纹处引入的螺钉应力出现在基体的更为结实(massive)的下部中。因此，减少了裂纹形成的倾向并且增大了组装的便利性。对陶瓷材料的额外的加固(诸如在支承区域和内螺纹中的金属涂层)不再是必要的，由此可极大地降低牙科植体的制造成本。甚至可完全通过陶瓷来制造基体和植体上部结构而无需附加的涂层，这样可再次降低制造成本。拉伸应力因此主要出现在螺钉中。由金属制成的螺钉特别地适用于此，而螺钉则制造起来是廉价的。
[0007]有利实施例在从属权利要求中主张这种并且在下文中描述。
[0008]根据本发明的第一实施例，内螺纹的整个长度仅在基体的下半部分中延伸。因此不需要在基体的盲孔的整个长度上应用螺纹，有此降低制造成本。并且然后剪切应力被仅限于基体的下半部分。
[0009]在本发明的另一实施例中，同样有利的是盲孔的长度占基体的总长度的至少80%，优选地占基体的总长度的至少90%。由此基体的整个长度以对螺钉张力的传递而言最有效的方式来使用。
[0010]在本发明的另一实施例中，沿着植体上部结构的方向在内螺纹之后的盲孔体现为配合孔，其中在配合孔与螺钉的杆身之间存在过渡配合或者具有很小间隙的间隙配合，这样在横向于螺钉纵向轴线的方向上提供简单的支撑。因此剪切应力通过螺钉杆身容易地承担。[0011]根据本发明的另一实施例，同样有利的是配合孔的长度比内螺纹的长度更长。这在横向方向上的侧面支撑与接触区域中的压力降低之间提供最佳比(optimal ratio)。
[0012]根据本发明的另一实施例，植体上部结构在支承面处抵靠基体，支承面以大致垂直于螺钉的纵向轴线的方式延伸。这具有的优势在于，由基体传递至植体上部结构(或者反之亦然)的压力压在竖直表面上，由此避免了由剪切力产生的应力。因此提供了更为陶瓷友好型的设计。
[0013]根据本发明的有利实施例，同样有利的是，植体上部结构包括延伸部，该延伸部在牙科植体的组装状态下是插入到基体的凹部中的。这确保了植体上部结构在径向上相对于基体以简单的方式被支撑。从而防止了这两个部件相对于彼此的径向位移。
[0014]根据本发明的有利实施例，还可在植体上部结构与基体之间提供防转形式的配合。防止特别地在植体上部结构与基体拧在一起时(同样在使用过程中)植体上部结构相对于基体的转动。
[0015]根据本发明的另一实施例，有利的是，植体上部结构以及基体两者由陶瓷(优选为氧化锆)制成。这具有的优势在于确保牙科植体的特别坚固结构。
[0016]根据另一有利实施例，如果植体上部结构和/或基体通过粉末注射成型制成，则这使得牙科植体能够以特别成本有效的方式制造。内螺纹也可使用这种方法在成型过程中就已成形，这可再次降低制造成本。
[0017]本发明还提供了一种用于牙科植体的基体，该基体也提供了低制造成本以及良好的应力分布的优势，并且可普遍应用于其他植体上部结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面将使用附图通过实施例来描述本发明。
[0019]图1示出了固定在患者的颚骨中的根据本发明的牙科植体沿着基体的纵向轴线所得的纵向截面，以及
[0020]图2示出了沿着图1中标记的剖面线II垂直于基体的纵向轴线所得的横截面，用于说明防转锁定。【具体实施方式】
[0021]附图本质上仅仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件由相同的参考标号来表不。
[0022]图1示出了包括基体2和植体上部结构4的牙科植体I，基体与植体上部结构使用螺钉3相互紧固。假牙5则可以已知的方式(例如通过粘合牙冠)附接至植体上部结构4。
[0023]基体2基本上形成为圆柱形。为了固定(anchor)在颚骨(当前未示出)中，基体2包括引入至基体2的护套区域中的外螺纹6。基体2使用该外螺纹6拧入颚骨中。护套表面朝向拧入颚骨的基体2的下端部7呈圆锥形地渐缩。盲孔9从基体2的背离颚骨且的与下端部7相反地定位的上端部8引入至基体2中。盲孔9在基体2中居中地布置，并且沿着基体2的从上端部8向下端部7—直延伸到下端部7中的纵向轴线10。基体中的纵向轴线10因此与盲孔9的中心轴线同轴。[0024]此外，基体2的平坦的支承面11布置在基体2的上端部8处，所述支承面相对于纵向轴线10而大致与纵向轴线10垂直地(成90ο地)延伸。在盲孔9与支承面11之间，凹部12设置在基体2中并且与附接至植体上部结构4的延伸部24的相反的轮廓共同作用以作为防转锁定，如下面将更加详细地描述。支承面11为基体2的沿着纵向轴线10的方向朝向植体上部结构4向上突出最远的部分，并且因此形成为基体2的表面侧(face side)。
[0025]基体2的沿着纵向轴线10的方向在支承面11与和该支承面相反地定位的下端部7的下部正面之间的距离在下文中称为基体2的“长度”。该长度由假想的划分平面13划分为相等的两半部分14、15。在基体2的面向颚骨的下半部分14中，内螺纹16引入到盲孔9中。下半部分14和上半部分15因此各自延伸横过基体2的长度的一半。盲孔9延伸至下半部分14中如此远以致盲孔9的长度占基体2的总长度的至少80%，特别优选地至少90%，最优选地至少95%。内螺纹16自身施加于盲孔9的面向下端部7的端部处，并且仅形成在基体2的下半部分14中。在植体上部结构4的方向上在内螺纹16之后，仍然在基体2的下半部分14中，内螺纹16过渡为盲孔9的配合孔17。该配合孔17首尾相接地延伸至基体2的其中盲孔9过渡为凹部12的上端部。配合孔17比内螺纹16更长。
[0026]为了附接植体上部结构4，螺钉3插入盲孔9中如此远直至螺钉3的螺纹部分18可拧入内螺纹16中。螺钉3在组装状态下拧入内螺纹16中如此远以致螺钉头19支承在植体上部结构4的螺钉头支承部分20上。植体上部结构4在该区域中通过紧固螺钉3而牢固地压在基体2上，植体上部结构在组装状态下通过接触面21支承在基体2的支承面11上。因此，在支承面11与接触面21之间的该支承区域中产生压应力。
[0027]在该组装状态中，螺钉3通过其螺纹部分18完全地拧入内螺纹16中。螺纹部分18因此与内螺纹16完全接合。由于内螺纹16完全位于基体2的下半部分14中，螺钉3的接合部分因此完全位于基体2的下半部分14中。平滑的螺钉杆身22连接至螺钉3的螺纹部分18并且配合于基体2的配合孔17中，从而给定具有很小间隙的间隙配合。螺钉杆身22与配合孔17之间的配合优选地构造成过渡配合，使得必须施加轻微的压力以将螺钉3插入到盲孔9中。由此螺钉3可能几乎不能沿着纵向轴线10的方向在配合孔17中移动，而是通过杆身22的外表面而至少部分地支承在配合孔17的内表面上。螺钉3的中心轴在组装状态下优选地与基体2的纵向轴线10同轴。[0028]杆身22从螺钉头19的接触螺钉头支承部分20的侧部延伸至螺纹部分18。同样，在螺钉杆身22部分地延伸至其中的植体上部结构4中，该部分被引导至植体上部结构4的配合孔23中。螺钉杆身22与植体上部结构4中的配合孔23之间的配合设计成具有很小间隙的间隙配合。因此，植体上部结构4和基体2两者均在螺钉3的中心轴线的横向方向上被支撑，并且，由于该螺旋轴线与基体2的纵向轴线10同轴，因而基体2也在纵向轴线10的横向方向上被支撑。
[0029]为了使植体上部结构4相对于基体2在径向上固定，植体上部结构4包括可插入基体2的凹部12中的延伸部24。由于该插入操作，这两个部件处于径向地安装的组装状态下，并且由此在纵向轴线10的横向方向上被支撑。
[0030]如在图2中特别明显的,延伸部24具有特定的正形状(positive shape),该正形状在组装状态下插入凹部12的负形状(negative shape)中。由此确保了基体2相对于植体上部结构4围绕纵向轴线10的防转锁定。延伸部24在横截面(即，横向于纵向轴线10)上的轮廓大致以环形延伸，所述环形包括在其面向凹部12的外侧处纵向延伸的凸出部25。这些凸出部25围绕延伸部24的由纵向轴线10限定的中心点等距地布置在外侧上。在该实施例中，七个凸出部25围绕中心点均匀地分布，然而，也可使用彼此并行布置的多于或少于七个的不同数量的凸出部25。凹部12的面向延伸部24外侧且在盲孔9和支承面11之后的侧部也以至少部分地平行于纵向轴线10的方式延伸，并且具有与延伸部24的轮廓相配合的负形状，使得凸出部25与凹部12的凹槽26接合。该接合在凹部12处为延伸部24提供支撑。因此， 基体2相对于植体上部结构4的任何转动都是不可能的。
[0031]植体上部结构4 (设计成基本上中空圆筒)包括位于一端背离基体2的通常的假牙5，该假牙在组装状态下粘合至植体上部结构4上。
[0032]该实施例中的基体2全部由陶瓷(即氧化锆)制成，由此内螺纹16在其与螺钉3的螺纹部分18接合的螺纹侧面处包括这种陶瓷材料。植体上部结构4也全部由陶瓷材料(即氧化锆)制成。基体2以及植体上部结构4两者均通过粉末注射成型(优选地使用陶瓷注射成型(CIM, ceramic injection molding)的方法)制造。
[0033]螺钉3或至少螺钉3的螺钉杆身22由合金钢(特别地，优选为钛合金)制造。
[0034]为了组装牙科植体1，首先将基体2拧入颚骨中。如果基体2以足够坚固的方式固定(优选地已长入骨中)，然后随后通过将螺钉3拧入植体上部结构4和基体2的孔中而固定上部结构4。螺钉3因此处于拉伸应力之下，使得上部结构4和基体2相互牢固地挤压。支承面11 (垂直于纵向轴线10形成)和抵靠支承面的接触面21确保植体上部结构4在基体2上的表面接触。支承区域中的压应力因此主要沿着纵向轴线10并且平行于螺钉3的中心轴线而产生。在螺钉3紧固之后，然后将形成为齿冠或齿梁(bridge)的假牙5粘合至植体上部结构4上。
【权利要求】
1.牙科植体(1)，所述牙科植体(1)具有能固定在颚骨中的由陶瓷制成的基体(2)以及能使用螺钉(3)附接至所述基体(2)的植体上部结构(4)，其中，在所述牙科植体(1)的组装状态下，所述螺钉(3)的螺纹部分(8)与形成在所述基体(2)的盲孔(9)中的内螺纹(16)接合，并且其中，所述植体上部结构(4)通过所述螺钉(3)压靠所述基底(2)，其特征在于，所述螺钉(3)的所述螺纹部分(18)与所述盲孔(9)的所述内螺纹(16)之间的所述接合仅出现在所述基体(2)的背离所述植体上部结构(4)的下半部分(14)中。
2.根据权利要求1所述的牙科植体(1)，其特征在于，所述内螺纹(16)的整个长度仅在所述基体(2)的所述下半部分(14)中延伸。
3.根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(1)，其特征在于，所述盲孔(9)的长度占所述基体(2)的总长度的至少80%，优选地占所述基体(2)的总长度的至少90%。
4.根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(1)，其特征在于，沿着所述植体上部结构(4)的方向在所述内螺纹(16)之后的所述盲孔的孔包含配合孔(17)，其中在所述配合孔(17)与插入的所述螺钉(3)的杆身(22)之间存在过渡配合或者具有很小间隙的间隙配合，
5.根据权利要求4所述的牙科植体(1)，其特征在于，所述配合孔(17)的长度比所述内螺纹(16)的长度更大。
6.根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(1)，其特征在于，所述植体上部结构(4)在支承面(11)处支承抵靠在所述基体(2)上，所述支承面大致垂直于所述螺钉(3)的所述纵向轴线(10)延伸。
7.根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(I)，其特征在于，所述植体上部结构(4)包括延伸部(24)，所述延伸部在所述牙科植体(1)的组装状态下插入到所述基体(2)的凹部(12)中。
8.根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(1)，其特征在于，在所述植体上部结构(4)与所述基体(2)之间存在防转形式的配合。
9.根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(1)，其特征在于，所述植体上部结构(4)以及所述基体(2)两者均由陶瓷材料制造，优选地由氧化锆制造。
10.根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(1)，其特征在于，所述植体上部结构(4)和/或所述基体(2)通过粉末注射成型方法制造。
11.一种用于根据前述权利要求中的一项所述的牙科植体(1)的基体(2)，其特征在于，所述基体包括根据权利要求2至10中的一项所述的特征。
【文档编号】A61C8/00GK103830014SQ201310602877
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】托尔斯滕·布尔拉格 申请人:麦克森发电机股份公司