説明

インプラントフィクスチャー

【課題】骨吸収を起こしにくいインプラントフィクスチャーを提供すること。
【解決手段】略円筒状の本体部1aを備え、前記本体部1aは、その側面の一部に、下記(a)又は(b)の条件を満たす領域5を有することを特徴とするインプラントフィクスチャー1。(a)平面から成る。(b)前記本体部の円周方向における曲率が、前記領域以外の部分における前記曲率より小さい曲面から成る。前記本体部1aは、略円筒状の部材における一部を切り欠いた形状を有し、前記領域5は、前記切り欠きにおける切断面に相当する部分であることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、歯科、整形外科、形成外科、口腔外科等の分野において、人工歯、人工骨として用いられるインプラントフィクスチャーに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、人工歯根、人工骨などのインプラントフィクスチャーを生体に挿入し、失われた機能を回復させる、いわゆるインプラントテクノロジーが注目されている。
【0003】
例えば、歯科の分野では、図9に示すように、歯の欠損した部位の歯肉101を切開した後、ドリル等を用いて顎骨107(緻密骨107a及び海綿骨107b)に所定の大きさの埋入窩103を形成し、その埋入窩103にインプラントフィクスチャー105のうちの埋設部105aを埋入する。そして、一定の保持期間を設け、インプラントフィクスチャー105の表面と、その表面に接する緻密骨107a及び海綿骨107bとをミクロレベルで結合させる(骨結合)。次に、インプラントフィクスチャー105の露出部105bに、直接、又はアバットメントを介して、上部構造(クラウン)109が取り付けられる(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−245994号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
インプラントフィクスチャー105の形状や、それを埋入する場所の条件によっては、上部構造107に咬合圧が負荷されたとき、埋設部105aに接する海綿骨107bに、局所的に大きな応力がかかってしまう。例えば、図9に示す例では、露出部105b及び上部構造109が埋設部105a対し傾斜しているため、上部構造109のうち、埋設部105aの中心軸から外れた位置109aに咬合圧が加わる。前記の咬合圧が加わった場合、緻密骨107aは硬く、この部分に接している埋設部105aは動きにくいため、埋設部105aは、緻密骨107aに接している部分111を支点として、先端部113付近を図9におけるX方向に回転させようとする。その結果、海綿骨107bのうち、X方向側から埋設部105aに接する部分には、局所的に大きな応力が加わる。すると、その部分の海綿骨107bに局所的に大きな応力が加わることによって、いわゆる骨吸収を生じる。骨吸収とは、大きな圧力がかかることで、骨が分解もしくは破壊される現象である。海綿骨107bで骨吸収が生じると、その周辺の体液は酸性となり、骨の分解と破壊がさらに促進される。この状態が継続されると、骨吸収により海綿骨107bが脆弱になるとともに、インプラントフィクスチャー105と海綿骨107bとの結合力が低下するので、インプラントフィクスチャー105が移動してしまったり、ぐらついてしまったり、場合によっては脱落してしまうこともある。
【0006】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、骨吸収を起こしにくいインプラントフィクスチャーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のインプラントフィクスチャーは、略円筒状の本体部を備え、前記本体部は、その側面の一部を切り欠いた形状を有し、前記切り欠きにおける切断面に相当する領域が、下記(a)又は(b)の条件を満たすことを特徴とする。
(a)平面から成る
(b)前記本体部の円周方向における曲率が、前記領域以外の部分における前記曲率より小さい曲面から成る
インプラントフィクスチャーは、その形状や、それを埋入する場所の条件によっては、使用時に加わる力(例えば、歯科の分野では咬合圧)に起因して、接する骨に対し、大きな応力を加えてしまう。
【0008】
しかしながら、本発明のインプラントフィクスチャーは、略円筒状の本体部における側面の一部を切り欠いて生じる切断面に相当する領域であって、前記(a)又は(b)の条件を満たす領域を有し、その領域を、骨に対して強く当たる面とすることができる。この領域は、前記(a)又は(b)の条件を満たすので、骨に対し押しつけられたとしても、局所的に大きな応力をかけてしまうことがない。その結果として、骨吸収を防止することができる。
【0009】
なお、前記領域は、必ずしも、略円筒状の部材における一部を切り欠いて形成する必要はなく、結果として、そのような形状を有していればよい。
【0010】
前記本体部の長手方向における長さHに対する、前記領域の前記長手方向における長さhの比率h/Hは、0.1〜0.6の範囲内であることが好ましい。
【0011】
前記領域は、前記本体部の先端付近に形成されていることが好ましく、特に、前記本体部の先端を含むように形成されていることが好ましい。前記領域が前記本体部の先端を含むとは、前記本体部の先端が、前記領域の内部又はその境界線上に位置することをいう。
【0012】
前記領域と、前記本体部の側面における前記領域以外の部分との境界の形状は、例えば、面取り形状、又はR形状であってもよい。ここで、面取り形状とは、上述した境界における角部を平らに削り落としてなる形状である。また、R形状とは、上述した境界における角部を丸く削ってなる形状である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】インプラントフィクスチャー1の外観を表す正面図である。
【図2】図1のA−A断面における断面図であり、(a)は領域5が平面の場合を表し、(b)は領域5が曲面の場合を表す。
【図3】インプラントフィクスチャー1の使用方法を表す説明図である。
【図4】インプラントフィクスチャー1の各部分における圧縮応力の分布を示す説明図である。
【図5】領域5に接する海綿骨11bにかかる圧縮応力を示すグラフである。
【図6】比較例のインプラントフィクスチャーの各部分における圧縮応力の分布を示す説明図である。
【図7】比較例のインプラントフィクスチャーによって海綿骨11bにかかる圧縮応力を示すグラフである。
【図8】(a)は図1のA−A断面における断面図であり、(b)は、領域5と、埋設部1aの側面における領域5以外の部分との境界Dにおける面取り形状を表し、(c)は、領域5と、埋設部1aの側面における領域5以外の部分との境界EにおけるR形状を表す。
【図9】従来のインプラントフィクスチャーの外観を表す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の実施形態を説明する。
【実施例】
【0015】
a)インプラントフィクスチャー1の構成
インプラントフィクスチャー1の構成を、図1及び図2に基づいて説明する。図1はインプラントフィクスチャー1の正面図であり、図2(a)は、図1のA−A断面における断面図である。
【0016】
インプラントフィクスチャー1は、生体に埋設される埋設部(本体部)1aと、生体から露出し、上部構造物が装着される露出部1bとから成る。図1に示すように、露出部1bの長手方向は、埋設部1aの長手方向に対し、屈折している。なお、この屈折の角度は、インプラントフィクスチャー1を埋設する場所に応じて、埋設部1aを埋設する方向と、露出部1bの方向とを適切なものとするために適宜設定される。
埋設部1aは、基本的には、先端(図1では下方)にゆくほど直径が小さくなる円筒状の形状を有し、その側面のうち、上端付近には、断面6角形のナット部3が形成されている。このナット部3にスパナ等を装着し、埋設部1aを回転させることにより、埋設部1aを生体にねじ込むことができる。
また、埋設部1aの先端19付近には、円筒における一部を斜めに切り欠いたような形状が形成されている。埋設部1aの側面のうち、この切り欠きにおける切断面に相当する部分を領域5とする。図1に示すように、領域5は、埋設部1aの側面のうち、露出部1bが屈折する方向(図1では右側)とは逆方向(図1では左側)に形成されている。領域5は平面であり、その下端は、埋設部1aの先端19と一致する。
埋設部1aの長手方向における長さHに対する、領域5の長手方向における長さhの比率h/Hは、0.1〜0.6である。
【0017】
前記比率h/Hと、後述する傾斜角度αとは、連動して設定することができる。例えば、傾斜角度αが5〜10°の場合、比率h/Hは、0.1〜0.3(好ましくは0.15〜0.25)とすることができる。また、傾斜角度αが10°以上の場合、比率h/Hは、0.2〜0.6(好ましくは0.25〜0.45)とすることができる。
【0018】
図2(a)に、領域5を含み、埋設部1aの長手方向に直交する断面での、埋設部1aの断面図を示す。領域5は平面であるため、図2(a)に示す断面では、領域5は直線となる。なお、図2(a)における点線は、埋設部1aの側面のうち、領域5以外の部分と同じ曲率の弧を、領域5の部分に外挿したものである。断面では、この弧と、領域5以外の部分の側面とで円を形成する。
埋設部1aのうち、ナット部3及び領域5以外の部分には、埋設部1aを生体にねじこむためのネジ溝7が螺旋状に形成されている。
なお、領域5の形状は、平面ではなく、図2(b)に示すような、曲面であってもよい。この曲面は、外側に向かって膨らんでいる(外側に凸である)が、埋設部1aの円周方向での曲率において、領域5以外の部分より小さい(すなわち、埋設部1aの断面において、領域5の曲率は、他の部分の曲率より小さい)。なお、図2(b)における点線は、図2(a)の場合と同様である。
【0019】
埋設部1aの長手方向における長さは、通常、7〜15mmである。また、埋設部1aの、長手方向に直交する断面における径は、通常、3.2〜5.0mmである。
【0020】
インプラントフィクスチャー1は、次の方法で製造できる。まず、ジルコニアセラミックスの粉末から成る成形体を、粉末プレス法により作成する。次に、この成形体を炉の中で1300〜1500℃にて焼成し、セラミックス焼結体を得る。このセラミックス焼結体を、ダイヤモンドツールを研削治具として有するマシニングセンターにより、図1及び図2(a)(又は図2(b))に示す形状に機械加工し、インプラントフィクスチャー1を得る。
【0021】
また、その他の方法として、図1及び図2(a)(又は図2(b))に示すインプラントフィクスチャー1の型を予め作成しておき、その型を用いて粉末プレス法で製造してもよい。さらに、一般的に用いられるセラミックスの成形技術を用いて製造することもできる。
なお、インプラントフィクスチャー1の表面は、さらに、フッ酸等を用いて、細かい(突起部5や凹部7の大きさに比べて小さい)凹凸をつけることができる。この細かい凹凸としては、5〜25μmの大きさの孔が多数形成されたものが好ましい。
(b)インプラントフィクスチャー1の使用方法
インプラントフィクスチャー1の使用方法を、図3に基づいて説明する。まず、歯の欠損した部位の歯肉9を切開した後、ドリル等を用いて顎骨11(緻密骨11a及び海綿骨11b)に所定の大きさの埋入窩13を形成し、その埋入窩13にインプラントフィクスチャー1のうち、埋設部1aを埋入する。そして、一定の保持期間を設け、インプラントフィクスチャー1の表面と、その表面に接する顎骨11とをミクロレベルで結合させる(骨結合)。次に、所定の保持期間の後、インプラントフィクスチャー1に、直接、又はアバットメント(図示略)を介して、上部構造(クラウン)15を取り付ける。
図3に、噛み合わせによって加わる咬合圧の方向Bと、アバットメントの軸方向Cとを示す。この方向Bと方向Cとの成す角度を傾斜角度αとする。
(c)インプラントフィクスチャー1が奏する効果
前記(b)のようにインプラントフィクスチャー1を使用した場合、露出部1b及び上部構造15が埋設部1a対し傾斜しているため、上部構造15のうち、埋設部1aの中心軸から外れた位置15aに咬合圧が加わる。前記の咬合圧が上部構造15に加わった場合、緻密骨11aは硬く、この部分における埋設部1aは動きにくいため、埋設部1aは、緻密骨11aに接している部分17を支点として、先端部19付近を、図3におけるX方向に回転させようとする。なお、X方向は、インプラントフィクスチャー1をその長手方向(図3における下方向)に押し込む力と、インプラントフィクスチャー1を回転させようとする力との合力の方向となる。
【0022】
しかしながら、埋設部1aが前記のように回転しようとした場合、埋設部1aにおいて海綿骨11bに押し当てられる部分には、平面(又は曲率が小さい曲面)から成る領域5が形成されている。そのため、埋設部1aが前記のように回転しようとした場合でも、海綿骨11bに対し、局所的に大きな応力が加わることはなく、海綿骨11bの骨吸収は生じない。
前記の効果は、シミュレーションにより確認することができる。すなわち、上述した形状を有するインプラントフィクスチャー1を、前記(b)のように使用した場合、インプラントフィクスチャー1に接する海綿骨11bにかかる応力(圧縮応力)をシミュレーションにより計算した。図4に、インプラントフィクスチャー1の各部分における圧縮応力の分布を示す。図4における円筒状の部分が埋設部1aを表し、その右下の部分が領域5を表す。また、図5に、領域5に接する海綿骨11bにかかる圧縮応力を示す。なお、このシミュレーションでは、咬合圧を継続的に加えており、図5の横軸は、インプラントフィクスチャー1に咬合圧を加え始めてから経過した時間である。また、図5の縦軸は、圧縮応力を示し、負の値であって、絶対値が大きいほど、圧縮応力が大きいことを表す。
また、以下の比較例についても、同様に、シミュレーションにより圧縮応力を計算した。
(比較例)基本的には本実施例のインプラントフィクスチャー1と同様であるが、埋設部1aに領域5を形成していない(埋設部1aは、切り欠かれた部分がなく、長手方向に直交する断面はどこでも円である)インプラントフィクスチャー
比較例についての圧縮応力の分布を図6に示す。また、図7は、比較例において、インプラントフィクスチャー1の領域5に対応する位置(ただし、比較例では、領域5は形成されておらず、円筒の曲面がそのまま残っている)にかかる応力(圧縮応力)を示す。
図4、図6のように、埋設部1aが顎骨11に対し斜めに埋入され、咬合圧の方向Bに対し埋設部1aの長手方向が傾いている場合でも、咬合圧が加わると、埋設部1aを回転させようとする力が加わる。
図5と図7との対比結果から明らかに、本実施例のインプラントフィクスチャー1により生じる圧縮応力は、比較例のインプラントフィクスチャーにより生じる圧縮応力より遙かに小さい(約1/10である)。
尚、本発明は前記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
例えば、インプラントフィクスチャー1の材質は、他のセラミックスや金属(例えばチタン)であってもよい。
また、露出部1bと埋設部1aとの成す角度は、前記実施例における角度には限定されず、インプラントフィクスチャー1を使用する場所の状況に応じて適宜設定できる。また、露出部1bと埋設部1aとは、一直線をなしてもよい。
また、埋設部1aにおいて領域5を形成する場所は、前記実施例の場所には限定されず、インプラントフィクスチャー1の形状やインプラントフィクスチャー1の使用状況に応じて、顎骨11に強く押しつけられ易い場所に適宜形成することができる。
【0023】
また、領域5と、埋設部1aの側面における領域5以外の部分との境界D(図8(a)参照)における形状は、図8(b)に示すように、平らな切断面Yにより角を面取りされた面取り形状であってもよいし、図8(c)に示すように、角を丸く加工されたR形状であってもよい。また、反対側の境界Eにおいても同様である。
【符号の説明】
【0024】
1・・・インプラントフィクスチャー、1a・・・埋設部、1b・・・露出部、
3・・・ナット部、5・・・領域、7・・・ネジ溝、9・・・歯肉、
11・・・顎骨、11a・・・緻密骨、11b・・・海綿骨、13・・・埋入窩、
15・・・上部構造

【特許請求の範囲】
【請求項1】
略円筒状の本体部を備え、
前記本体部は、その側面の一部を切り欠いた形状を有し、
前記切り欠きにおける切断面に相当する領域が、
下記(a)又は(b)の条件を満たすことを特徴とするインプラントフィクスチャー。
(a)平面から成る
(b)前記本体部の円周方向における曲率が、前記領域以外の部分における前記曲率より小さい曲面から成る
【請求項2】
前記領域は、前記本体部の先端を含むように形成されていることを特徴とする請求項1記載のインプラントフィクスチャー。
【請求項3】
前記本体部の長手方向における長さHに対する、前記領域の前記長手方向における長さhの比率が、0.1〜0.6の範囲内であることを特徴とする請求項1又は2に記載のインプラントフィクスチャー。
【請求項4】
前記領域と、前記本体部の側面における前記領域以外の部分との境界の形状が、面取り形状又はR形状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインプラントフィクスチャー。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図8】
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【図9】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−194171(P2010−194171A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−44260(P2009−44260)
【出願日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【出願人】(000159032)菊水化学工業株式会社 (121)
【Fターム(参考)】