Внутрикостный керамический зубной имплантат Советский патент 1993 года по МПК A61C8/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедической стоматологии, и может быть использовано при создании несъемных зубных протезов.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности имплантата, увеличение срока эксплуатации его до отторжения костной тканью и сокращение срока между операциями вживления и протезирования. .

Согласно изобретению, поставленная цель достигается тем, что средняя часть имплантата и проксимальный конец выполнен в виде выпуклых тороидальных поверхностей, наружный диаметр которых равен диаметру сферы дистальнрго конца, разделенных между собой равными по длинесоосными.оси имплантата участками цилиндрической поверхности радиуса г, выполненного в диапазоне (0,57-0,86) R, радиус п образующих тороидальных поверхностей лежит в диапазоне (1,16-3,3) R - г. а шаг t между плоскостями симметрии тороидальных «поверхностей определяется выражением t iL

-- /р ----- р причем торец проГ 1 (R -Г)

ксимального конца сопряжен с тороидальной поверхностью,

. Изобретение поясняется чертежом, на котором обозначены: .R - радиус сферической поверхности дистального конца имплантата; п - радиус образующих тороидальных поверхностей; г- радиус цилиндрической поверхности имплантата: т- шаг между плоскостями симметрии тороидальных поверхностей; Р - вертикальная жевательная нагрузка; Д - перемещение имплантата под действием нагрузки Р; а- угол, определяющий область деформации костной ткани при перемещении импланта-% та на величину А ; 1 - дистальный конец имплантата в виде усеченной сферы; 2 - выпуклые тороидальные поверхности средней части и проксимального конца имплантата; 3 - ось имплантата; 4 - участки цилиндрических поверхностей имплантата; 5-торец проксимального конца имплантата. . - . :- - .

ё

00

00

ю о

Предлагаемая конструкция имплантата содержит дистэльный конец в виде усеченной сферы 1 радиуса R, среднюю часть и проксимальны.й конец в виде выпуклых тороидальных поверхностей 2 с наружным ди- аметром, равным диаметру сферы 1 дистального конца и радиусом п образующих тороидальных поверхностей, разделенных между собой равными по длине и соосными оси 3 имплантата участками цилиндрических поверхностей 4 радиуса г. Торец 5 проксимального конца сопряжен с тороидальной поверхностью 2, а усеченная сфера 1 дистального конца сопряжена с цилиндрической поверхностью 4. Опыт практического имплантирования внутрикостных конструкций имплантатов свидетельствует, что глубина прорастания костной ткани на 0,5-0,6 мм обеспечивает надежную фиксацию и эксплуатацию имплантата. Учитывая, что диапазон диаметров цилиндрических имплантатов, реально применяемых на практике, составляет 3,0-7,0 мм (конкретная величина диаметра зависит от размеров челюсти пациента), для заявляемой конструкции имплантата при R - г 0,5-0,65 мм, радиус цилиндрических участков имплантата составит

г (0,57-0,86) R (1)

В предлагаемом техническом решении конструктивные параметр имплантата связаны зависимостью:

t

г 1 -(R- г )

(2)

Эта зависимость определяется из подобия треугольников 0В С и А ОСИ при условии прохождения касательной ОА через точку В -точку пересечения тороидальной и цилиндрической поверхностей имплантата. Под действием жевательной нагрузки Р имплантат перемещается в направлении оси имплантата на величину Д, создающую деформации и напряжения в костной ткани. По сравнению с костной тканью керамический имплантат можно считать абсолютно твердым телом. Поэтому деформации имплантата не учитываем. Деформация костной ткани в зоне тороидальных поверхностей на чертеже показана в виде заштрихованного участка. Величина деформации определяется в направлении перпендикулярном к поверхности имплантата. Деформация создает напряжения в костной ткани, в зонах, определяемых углом а . Согласно принципа Сен-Венэна наибольшая концентрация напряжений в сплошных средах имеет место в зонах контактных деформаций, на границе имплантат - костная ткань. Величина концентрации контактных напряжений зависит

от характера изменений контактных деформаций. Если контактные деформации плавно уменьшаются с максимальной величины А COS а в точке В до нуля в точке Г, то контактные напряжения также плавно

уменьшаются в максимальной величины в точке В до нуля в точке Г. Чем больше будет угол а, тем в большей степени будут выравниваться максимальные деформации и напряжения в зонах тороидальных

поверхностей и проксимального конца и, следовательно, величина максимальных напряжений в костной ткани будет меньше. Таким образом, при выполнении равенства (2) большая часть вертикальной нагрузки Р

будет уравновешиваться реакциями, возникающими в костной ткани в зоне тороидаль- ных поверхностей, что приведет к Снижению напряжений ,в костной ткани в зоне проксимального конца.

. ..Г2

В случае, когда t участf 1 ( К - Г )

ки костной ткани вне угла а будут недогружены, что приведет к увеличению величины перемещения и максимального напряжения в зоне проксимального конца.

..2 .

ПрИ

соседние низлеn(R-r)

жащие тороидальные поверхности препят- ствуют равномерной деформации костной ткани, что ведет к увеличению концентрации напряжений вдоль боковой поверх о- сти имплантатэ. Эксплуатационная надежность имплантата зависит от состоя- ния окружающей костной ткани и интенсив- ности воспалительных процессов в ней, зависящих от максимальных напряжений. « Под действием жевательных нагрузок вокруг имплантата образуется воспалительная капсула, толщина которой пропорциональна напряжением в костной ткани. Снижение максимальных напряжений при соблюдении равенства (2) ведет к уменьшению максимальной толщины воспалительной капсулы и/следовательно, повышает эксплуатационную надежность имплантата;

В предлагаемом техническом решении диапазон радиусов образующих тороидальных поверхностей

n (1,16-3,3)(R-r) (3)

определяется путем расчетов по формуле (2). Увеличение шага t при ограниченной длине имплантата приводит к уменьшению

количества тороидальных поверхностей и уменьшению радиуса г., что снижает надежность фиксации имплантата. Поскольку длина имплантата обычно не превышает 15 мм, то для его надежной фиксации необходимо, чтобы t 5,5 мм, что соответствует двум тороидальным поверхностям на боковой поверхности имплантата. При t 5,5 мм, согласно формуле (2) п 1,16 (R - г).При П 1,16 (R - г) шаг t быстро увеличивается (при п -(R - г) t -х), а эксплуатационная надежность имплантата падает.

С другой стороны, при п 3,3 (R - г) происходит смыкание тороидальных поверхностей, исчезают цилиндрические участки, что также неприемлемо из-за увеличения напряжений в костной ткани, в зоне проксимального конца. При жевательной нагрузке Р увеличивается толщина воспалительной капсулы в местах концентраций напряжений, снижается надежность фиксации имплантата в костной ткани. Поэтому г 1 должен выполняться в диапазоне:

ri(1,16-3,3)(R-r)

Э :

В предлагаемом техническом решении торец 5 проксимального конца сопряжен с тороидальной поверхностью 2 (а.не заканчивается цилиндром как это имело место в прототипе), что также ведет к снижению концентрации напряжений в костной ткани, в зоне проксимального конца, тем самым повышая срок службы имплантата и его эксплуатационную надежность. Отсутствие острых кромок в предлагаемой конструкции позволяет осуществлять оМерацию вживления имплантата с небольшим натягом (обычно 0,05-0,1 мм на сторону), тем самым сокращая сроки между операциями вживления и протезирования и улучшая первичную фиксацию имплантата, что также повышает эксплуатационную надежность имплантата, позволяет производить установку имплантата без дополнительного травмирования имплантационного ложа и без сколов самого имплантата.

Таким образом, поставленная цель достигается.

Предлагаемая конструкция имплантата позволяет применять его в повседневной практике стоматологов-имплантологов.

Опытные образцы предлагаемой конст- рукции имплантата испытаны на базе кафедры хирургической стоматологии 1 Л МИ им. акад. И.П. Павлова и ЦНИЛ этого же института, показали хорошие результаты.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности имплантата, сокращении срока между операциями вживления и протезирования, увеличения

срока эксплуатации имплантата до отторжения его костной тканью, что в свою очередь ведет к снижению заболеваемости и сокращению расходов на.социальное страхование.

.Формула и з о б р еYe н и я

Внутрикостный керамический зубной имплантат. состоящий из головки и стержня, боковая поверхность которого образована чередованием тороидальных и

цилиндрических участков, о т л и ч а ю Щ и й- сятем.что, с целью повышения надежности фиксаций имплантата в лунке челюсти и увеличения Срока эксплуатации до Отторжения его костной тканью, головка имплантата выполнена в виде усеченной сферы, диаметр которого равен наружному диаметру тороидальных поверхностей, а длины цилиндрических участков равны между собой, при этом радиус цилиндрических участков составляет 0,57-0,86 от радиуса сферической головки, радиус образующих тороидальных поверхностей составляет 1,16-3,3 от разницы радиуса сферической головки и радиуса участков цилиндрической поверхности, а шаг t между плоскостями симметрии тороидальных поверхностей определяется выражением

Г

где г 1 - радиус образующих тороидальных поверхностей;

R - радиус сферической головки;

г - рздиус цилиндрических участков.

Область применения: изобретение относится к области медицины, а именно к Ортопедической стоматологии. Сущность изобретения: внутрикостный керамический зубной имплантат представляет собой неразъемное устройство, содержащее дйс- тальный конец в виде усеченной сферы, среднюю часть в виде сопряжения цилиндрических и тороидальных поверхностей и проксимальный конец, торец которого сопряжен с тороидальной поверхностью. 1 ил.