固定器組的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用于安裝在骨組織中的一組固定器。每個(gè)固定器向骨提供不同于所述組中的另一個(gè)固定器所提供的靜應(yīng)變的靜應(yīng)變。靜應(yīng)變的差異可以至少關(guān)于大小和／或軸向延伸。本發(fā)明還涉及一種植入系統(tǒng)和從一組固定器中選擇一個(gè)固定器的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】固定器組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于安裝在骨組織中的一組固定器。該組至少包括用于插入到布置在骨組織中的鉆孔中的第一固定器和第二固定器。本發(fā)明還涉及一種植入系統(tǒng)以及從一組固定器中選擇一個(gè)固定器的方法。
[0002]發(fā)明背景
[0003]現(xiàn)今對(duì)于修復(fù)諸如丟失牙齒的被損傷的部分的常用方式是將固定器安裝在相鄰的骨組織中并替換被損傷的部分。對(duì)此，為了獲得成功的結(jié)果，固定器應(yīng)該完全穩(wěn)定并且正確地接合到骨。術(shù)語(yǔ)骨整合用于這種接合效應(yīng)，該術(shù)語(yǔ)的基本含義為骨組織生長(zhǎng)到固定器表面中。這種接合的兩個(gè)主要來(lái)源是機(jī)械接合和有機(jī)體接合。前者大致受到鉆孔(固定器安裝到鉆孔中)的宏觀幾何結(jié)構(gòu)的影響和固定器的宏觀幾何結(jié)構(gòu)的影響，并且受到鉆孔和固定器一起工作得如何的直接效應(yīng)的影響。有機(jī)體接合是連續(xù)進(jìn)展和發(fā)展的效應(yīng)，特別是在安裝之后即刻，并且通常受到固定器的微表面結(jié)構(gòu)與骨組織相互作用得如何的影響。
[0004]由于向內(nèi)生長(zhǎng)，所以骨和固定器之間會(huì)具有互鎖效應(yīng)。此外，由于骨組織在理想條件下可以生長(zhǎng)到固定器的表面空腔中，并且在安裝之后生長(zhǎng)到在固定器和鉆孔之間留下的空隙中，所以機(jī)械連接會(huì)隨時(shí)間而發(fā)展。
[0005]在將固定 器安裝到骨組織中的過(guò)程中，骨承受應(yīng)力和應(yīng)變兩者。應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系基本上是線(xiàn)性的直至屈服點(diǎn)(屈服應(yīng)變)。直至屈服點(diǎn)，骨有彈性地變形。然而，超過(guò)屈服點(diǎn)，骨將塑性地變形。為了提供固定器在骨中的良好愈合條件和穩(wěn)定性，要注意保持骨組織的彈性并避免超過(guò)屈服點(diǎn)。
[0006]在工業(yè)中一直努力以進(jìn)一步提高植入在骨組織中的固定器的穩(wěn)定性并在固定器安裝后在愈合期期間改善基礎(chǔ)條件。一個(gè)實(shí)例是給固定器表面提供不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，如微型毛面的或噴砂的結(jié)構(gòu)，以用于提高固定器和骨之間的接觸面。
[0007]然而，尚有余地來(lái)對(duì)固定器就其在骨組織中的穩(wěn)定性方面進(jìn)行進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)。
[0008]發(fā)明概沭
[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一組固定器，特別是牙固定器，該組固定器在固定器的愈合期期間具有高穩(wěn)定性/強(qiáng)度。在下文中將變得明顯的該目的和其他目的通過(guò)在所附權(quán)利要求中限定的一組固定器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明是基于這樣的見(jiàn)解，即在植入期間及之后向骨組織施加靜應(yīng)變對(duì)于在骨的愈合期期間的固定器的強(qiáng)度/穩(wěn)定性可以是有益的。實(shí)際上，發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，即使是超過(guò)所述骨的屈服點(diǎn)的應(yīng)變也可以是有益的。特別地，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過(guò)骨的極限應(yīng)變 (即當(dāng)骨斷裂時(shí))的周向上的拉伸應(yīng)變對(duì)于在固定器安裝后在愈合期期間觸發(fā)生物學(xué)反應(yīng)也可以是有益的。雖然在固定器附近可能形成裂紋，但是呈現(xiàn)的將是使周?chē)墙M織穩(wěn)定。
[0011]本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到骨組織的屈服點(diǎn)和極限應(yīng)變隨患者而不同，并且固定器的選擇應(yīng)當(dāng)合適地是定制的或患者專(zhuān)用的。換言之，通過(guò)確定患者或患者的骨組織的影響應(yīng)變的特性，可以從一組固定器中選擇提供合適應(yīng)變的固定器。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供用于安裝在骨組織中的一組固定器。該組包括:[0013]第一固定器，所述第一固定器用于插入到布置在骨組織中的鉆孔中以用于向所述骨組織提供靜應(yīng)變，和
[0014]第二固定器，所述第二固定器用于插入到布置在骨組織中的鉆孔中以用于向所述骨組織提供靜應(yīng)變，
[0015]其中至少關(guān)于大小和/或軸向延伸，當(dāng)?shù)谝还潭ㄆ鞅话惭b在鉆孔中時(shí)由第一固定器提供的靜應(yīng)變，不同于當(dāng)?shù)诙潭ㄆ鲗⒈话惭b在所述鉆孔中以代替第一固定器時(shí)由第二固定器提供的靜應(yīng)變。
[0016]因此，取決于例如患者骨的質(zhì)量，可以選擇所述組中最合適的固定器用于植入。該選擇可以，例如，是基于人的年齡、骨密度、骨組織的礦物質(zhì)含量、骨組織疾病或骨厚度。
[0017]當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解，所述組可以包括多于兩個(gè)固定器，例如三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)或甚至更多個(gè)固定器，每個(gè)固定器提供不同的靜應(yīng)變。此外，應(yīng)變的差異可以是大小的差異 (例如表示為百分比的)，或是軸向延伸的差異。這可以是有利的，如果需要控制在骨的特定部分(例如皮質(zhì)骨)的應(yīng)變，并且取決于可用的骨厚度，可以選擇適當(dāng)?shù)墓潭ㄆ?。例如?第一固定器可以提供沿所述固定器長(zhǎng)度的超過(guò)1_的靜應(yīng)變，而第二固定器提供相同大小的靜應(yīng)變，但是沿另一個(gè)長(zhǎng)度，例如沿所述固定器長(zhǎng)度的2_。還可以想到的是，固定器應(yīng)變關(guān)于大小和軸向延伸兩者都不同。
[0018]以特定扭矩插入固定器意味著將在周?chē)墓侵幸痨o應(yīng)變。這些靜應(yīng)變的大小不僅取決于插入扭矩而且還取決于固定器設(shè)計(jì)，骨準(zhǔn)備的形狀，骨解剖學(xué)，骨質(zhì)量并且還可能取決于固定器表面形貌。發(fā)明人獨(dú)創(chuàng)地認(rèn)識(shí)到可能通過(guò)固定器設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)充分可控的靜應(yīng)變，而不是去費(fèi)力于這些不同的參數(shù)(其中一些是難以估計(jì)的)。
[0019]在圓形幾何中，周向上的拉伸應(yīng)變由周長(zhǎng)的增加除以初始周長(zhǎng)產(chǎn)生。例如，在具有初始直徑D的情況下，周長(zhǎng)為-D0如果直徑增加AD，則新的周長(zhǎng)變?yōu)?(D+AD)。因此，周長(zhǎng)的增加為? (D+ AD)- -D=Ji ? AD0用周長(zhǎng)的增加除以初始周長(zhǎng)*D得到應(yīng)變 AD / D。
[0020]通過(guò)在鉆孔周?chē)墓墙M織中提供具有第一半徑!的母螺紋(所述半徑是從鉆孔軸到骨螺紋的距離)和通過(guò)給固定器提供具有第二半徑R(其大于第一半徑r)的螺紋的螺紋部，當(dāng)所述螺紋部經(jīng)由所述骨螺紋旋入骨中時(shí)，壓力將被施加到骨。增大的半徑R將因此導(dǎo)
致骨組織的壓縮。與以上說(shuō)明的應(yīng)變AD / D類(lèi)似，最大應(yīng)變將因此是r
[0021]這意味著，通過(guò)控制所述帶螺紋的固定器部分和與所述部分的螺紋緊密配合的骨螺紋之間半徑的差異，可以獲得可控的靜應(yīng)變。
[0022]例如，通過(guò)擁有具有對(duì)應(yīng)于骨螺紋的半徑的第一半徑r (即從鉆孔軸到骨螺紋的距離)的固定器的帶螺紋的引導(dǎo)部分，以及具有大于所述第一半徑的第二半徑R的帶螺紋的尾部，可以獲得所述可控的應(yīng)變。
[0023]通過(guò)利用單獨(dú)的攻絲器預(yù)攻絲或通過(guò)在自攻的固定器上的攻絲裝置如切割刃可以獲得骨螺紋。
[0024]根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施方案，所述組中的每一個(gè)固定器包括引導(dǎo)部分和尾部，所述尾部關(guān)于大直徑和/或小直徑寬于所述引導(dǎo)部分以用于向所述骨組織提供靜應(yīng)變，其中第一固定器的尾部的至少一個(gè)子部分在尺寸上不同于第二固定器的尾部的相應(yīng)的子部分。小直徑(minor diameter)通常由固定器的螺紋牙底或芯確定,而大直徑(major diameter) 由螺紋牙頂(或更具體地與螺紋牙頂相切的幾何圓周表面)確定。整個(gè)尾部可以是不同的， 而不是僅使兩個(gè)固定器中的尾部的子部分不同。例如，第一固定器的尾部可以具有一個(gè)寬度，而第二固定器的整個(gè)尾部可以具有不同寬度。
[0025]根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施方案，所述固定器中的每一個(gè)包含外螺紋，所述外螺紋不中斷地從引導(dǎo)部分延伸到尾部。因此，該外螺紋提供從引導(dǎo)部分到尾部的連續(xù)過(guò)渡。雖然， 例如，部分的引導(dǎo)部分可以具有一個(gè)或多個(gè)使外螺紋中斷的切割刃，在從引導(dǎo)部分到尾部的過(guò)渡區(qū)域所述螺紋不中斷地延伸?？梢砸虼藢⒉恢袛嗟耐饴菁y設(shè)置在布置于引導(dǎo)部分和尾部之間的過(guò)渡部分上。
[0026]根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施方案，所述固定器的所述引導(dǎo)部分和尾部包括各自的帶螺紋的外表面以用于接合骨組織，其中沿所述固定器的軸向交替設(shè)置有螺紋牙頂和螺紋牙底，其中
[0027]在第一固定器的尾部中，從固定器軸到螺紋牙頂?shù)膹较蚓嚯x為Rtl并且從固定器軸到螺紋牙底的徑向距離為Rbl，并且
[0028]在第二固定器的尾部中，從固定器軸到螺紋牙頂?shù)膹较蚓嚯x為Rt2并且從固定器軸到螺紋牙底的徑向距離為Rb2,
[0029]其中Rtl不同于Rt2,和/或Rbl不同于Rb2。
[0030]因此，應(yīng)當(dāng)理解，施加的在骨中產(chǎn)生應(yīng)變的壓力可以通過(guò)以下方式提供:相比于固定器的引導(dǎo)部分，使尾部中的到螺紋牙頂?shù)膹较蚓嚯x增加，或者相比于固定器的引導(dǎo)部分， 使尾部中的到螺紋牙底的徑向距離增加(或螺紋牙頂和螺紋牙底兩者的組合)。因此，通過(guò)使一個(gè)固定器的尾部具有到螺紋牙頂和/或螺紋牙底的徑向距離的更大的相對(duì)增加，所述固定器相對(duì)于所述組中的另外一個(gè)或多個(gè)固定器將向骨組織提供更大的應(yīng)變。
[0031]雖然，所述組中的至少兩個(gè)固定器的引導(dǎo)部分可以合適地具有基本相同的尺寸， 而尾部具有不同的尺寸，但是也可以想到在引導(dǎo)部分上也具有不同尺寸。
[0032]根據(jù)至少一個(gè)示例實(shí)施方案，引導(dǎo)部分的螺紋線(xiàn)(threading)設(shè)置有至少一個(gè)切割裝置/切割刃以用于在所述骨組織中制備母螺紋，
[0033]其中，在第一固定器的引導(dǎo)部分中，從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙頂?shù)淖畲髲较蚓嚯x為rtl并且從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙底的最大徑向距離為rbl，
[0034]其中，在第二固定器的引導(dǎo)部分中，從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙頂?shù)淖畲髲较蚓嚯x為rt2并且從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙底的最大徑向距離為rb2，
[0035]其中關(guān)系
【權(quán)利要求】
1.用于安裝在骨組織中的一組固定器，其包括第一固定器，所述第一固定器用于插入到布置在骨組織中的鉆孔中以向所述骨組織提供靜應(yīng)變，和第二固定器，所述第二固定器用于插入到布置在骨組織中的鉆孔中以向所述骨組織提供靜應(yīng)變，其中至少關(guān)于大小和/或軸向延伸，當(dāng)所述第一固定器被安裝到鉆孔中時(shí)由所述第一固定器提供的靜應(yīng)變不同于當(dāng)所述第二固定器被安裝到所述鉆孔中以代替所述第一固定器時(shí)由所述第二固定器提供的靜應(yīng)變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組，其中所述固定器中的每一個(gè)包括引導(dǎo)部分，和關(guān)于固定器大直徑和/或小直徑比所述引導(dǎo)部分更寬的尾部，所述尾部用于向所述骨組織提供靜應(yīng)變，其中所述第一固定器的尾部的至少一個(gè)子部分在尺寸上不同于所述第二固定器的尾部的相應(yīng)的子部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組，其中所述固定器中的每一個(gè)包括不中斷地從所述引導(dǎo)部分延伸到所述尾部的外螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的組，其中所述固定器的所述引導(dǎo)部分和尾部包括各自的帶螺紋的外表面以用于接合所述骨組織，其中沿所述固定器的軸向交替設(shè)置有螺紋牙頂和螺紋牙底，其中在所述第一固定器的尾部的所述子部分中，從固定器軸到螺紋牙頂?shù)膹较蚓嚯x為Rtl 并且從固定器軸到螺紋牙底的徑向距離為Rbl，并且在所述第二固定器的尾部的所述相應(yīng)的子部分中，從固定器軸到螺紋牙頂?shù)膹较蚓嚯x為R12并且從固定器軸到螺紋牙底的徑向距離為Rb2,其中Rtl不同于Rt2,和/或Rbl不同于Rb2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的組，其中所述引導(dǎo)部分的螺紋線(xiàn)設(shè)置有至少一個(gè)切割刃以用于在所述骨組織中制備母螺紋，其中，在所述第一固定器的引導(dǎo)部分中，從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙頂?shù)淖畲髲较蚓嚯x為rtl并且從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙底的最大徑向距離為rbl，其中，在所述第二固定器的引導(dǎo)部分中，從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙頂?shù)淖畲髲较蚓嚯x為rt2并且從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙底的最大徑向距離為rb2，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組,其中rtl=rt2和/或rbl=rb2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組，其中所述固定器中的每一個(gè)包括引導(dǎo)部分和用于向所述骨組`織提供靜應(yīng)變的較寬的尾部，所述引導(dǎo)部分和所述尾部都包括各自的帶螺紋的外表面以用于接合骨組織，其中在所述固定器的軸向上交替設(shè)置有螺紋牙頂和螺紋牙底，其中所述引導(dǎo)部分的螺紋線(xiàn)設(shè)置有至少一個(gè)切割刃以用于在所述骨組織中制備母螺紋，其中，在所述第一固定器的引導(dǎo)部分中，從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙頂?shù)淖畲髲较蚓嚯x為rtl并且從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙底的最大徑向距離為rbl，其中，在所述第二固定器的引導(dǎo)部分中，從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙頂?shù)淖畲髲较蚓嚯x為rt2并且從固定器軸到所述切割刃的螺紋牙底的最大徑向距離為rb2，其中在所述第一固定器的的尾部中，從固定器軸到螺紋牙頂?shù)膹较蚓嚯x為Rtl并且從固定器軸到螺紋牙底的徑向距離為Rbl，其中在所述第二固定器的尾部中，從固定器軸到螺紋牙頂?shù)膹较蚓嚯x為Rt2并且從固定器軸到螺紋牙底的徑向距離為Rb2,其中關(guān)系
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的組，其中所述固定器中的每一個(gè)包括冠側(cè)加寬的中間過(guò)渡部分，所述冠側(cè)加寬的中間過(guò)渡部分具有鄰接所述引導(dǎo)部分的頂端和鄰接所述尾部的冠端，其中所述過(guò)渡部分具有在其頂端和冠端之間的軸向長(zhǎng)度L，其中，關(guān)于所述螺紋牙頂和/或螺紋牙底，每個(gè)軸向單位長(zhǎng)度的所述尾部的任何冠側(cè)加寬小于所述過(guò)渡部分的冠側(cè)加寬。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的組，其中所述兩個(gè)固定器具有外螺紋，其中所述第一固定器的螺紋線(xiàn)的軸向長(zhǎng)度與所述第二固定器的螺紋線(xiàn)的軸向長(zhǎng)度基本相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組，其中所述固定器中的每一個(gè)包括引導(dǎo)部分和用于向所述骨組織提供靜應(yīng)變的較寬的尾部，其中所述第一固定器的尾部的軸向長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述第二固定器的尾部的軸向長(zhǎng)度，由此，與安裝所述第二固定器時(shí)相比， 安裝所述第一固定器時(shí)，所述骨中的靜應(yīng)變被施加到更長(zhǎng)的軸向距離上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的組，其中由所述固定器提供的靜應(yīng)變?cè)?0.01—0.3的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的組，其中所述固定器中的每一個(gè)包括頂側(cè)切割部分，所述頂側(cè)切割部分用于在所述骨組織中切割母螺紋，頂側(cè)壓縮部分，所述頂側(cè)壓縮部分用于向所述骨組織提供靜應(yīng)變并且位于所述頂側(cè)切割部分的冠側(cè)，冠側(cè)切割部分，所述冠側(cè)切割部分用于在所述骨組織中切割母螺紋并且位于所述頂側(cè)壓縮部分的冠側(cè)，冠側(cè)壓縮部分，所述冠側(cè)壓縮部分用于向所述骨組織提供靜應(yīng)變并且位于所述冠側(cè)切割部分的冠側(cè)，其中，關(guān)于固定器大直徑和/或小直徑，與所述第二固定器的相應(yīng)部分相比，所述第一固定器的所述切割部分和壓縮部分中的至少一個(gè)具有不同寬度。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的組，其中所述固定器是用于布置在顎骨中的牙固定器。
14.一種植入系統(tǒng),其包括用于插入到布置在骨組織中的鉆孔中的帶外螺紋的固定器，所述固定器具有引導(dǎo)部分和較寬的尾部，第一單獨(dú)的帶外螺紋的制螺紋器，其具有至少一個(gè)切割刃以用于在所述骨組織中制備母螺紋，所述母螺紋適于緊密配合所述固定器的螺紋，第二單獨(dú)的帶外螺紋的制螺紋器，其具有至少一個(gè)切割刃以用于在所述骨組織中制備母螺紋，所述母螺紋適于緊密配合所述固定器的螺紋，其中，在所述第一制螺紋器中，從中心軸到所述切割刃的螺紋牙頂和/或螺紋牙底的最大徑向距離分別不同于從中心軸到所述第二制螺紋器的切割刃的螺紋牙頂和/或螺紋牙底的最大徑向距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的植入系統(tǒng)，其中由所述第一或第二制螺紋器中的任一個(gè)制備的所述骨組織中的所述母螺紋具有用于接納所述固定器的引導(dǎo)部分的第一部分和用于接納所述固定器的尾部的第二部分，其中，關(guān)于固定器大直徑和/或小直徑和相應(yīng)的大孔徑和/或小孔徑，所述引導(dǎo)部分和所述第一部分之間的直徑差異小于所述尾部和所述第二部分之間的直徑差異，由此所述尾部向所述骨組織提供靜應(yīng)變。
16.一種從一組至少兩個(gè)固定器中選擇一個(gè)固定器的方法，每個(gè)固定器， 與另外一個(gè)或多個(gè)固定器相比，當(dāng)被插入到人骨組織中的鉆孔中時(shí)適于提供不同的靜應(yīng)變，所述方法包括:確定人或人的骨組織的影響應(yīng)變的特性的狀態(tài)或值，并且基于所確定的狀態(tài)或值從所述組中選擇一個(gè)固定器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述影響應(yīng)變的特性是以下中的一個(gè):人的年齡、骨密度、所述骨組織的礦物質(zhì)含量、骨組織疾病和骨厚度。
【文檔編號(hào)】A61C8/00GK103458821SQ201280018183
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月14日
【發(fā)明者】斯蒂格·漢松, 安德斯·哈爾丁 申請(qǐng)人:登士伯Ih有限公司