TWI610665B - 用於牙科植體的考慮鈦和骨骼之強度之機械穿線器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於牙科植體之機械穿線器，其考慮鈦與骨骼之間的強度及彈性之差異而指定穿線部件之一厚度、一穿線高度及穿線部件之間的一間距，以便最大限度地減小由前述穿線部件施加於一齒槽骨之應力，以便防止對前述齒槽骨之破壞並以便增加在一穩定結構下的黏結強度，且前述機械穿線器形成具有一矩形平板形狀之前述穿線部件，且指定在一特定數字範圍內的一穿線角度以便僅在一個方向(方向A)上將前述穿線部件壓縮在前述齒槽骨上，同時最小化前述穿線部件在相對於前述方向A傾斜的一方向B及一方向C上於前述齒槽骨上之壓縮並最大化應力分佈。

Description

用於牙科植體的考慮鈦和骨骼之強度之機械穿線器

本發明係關於一種用於牙科植體之機械穿線器(magic threader)，且更特定言之係關於一種用於牙科植體之機械穿線器，該機械穿線器考慮鈦與骨骼之間的強度及彈性之差異來指定穿線部件之厚度、穿線高度及穿線部件之間的間距，以便最大限度地減小當施加咬合力時由穿線部件施加於齒槽骨的應力，防止齒槽骨斷裂並因此增加穩定結構下的黏結強度，且該機械穿線器形成具有矩形平板形狀之穿線部件並指定在特定數字範圍內的穿線角度，以便僅在一個方向(方向A)上將穿線部件壓縮在齒槽骨上，同時最小化穿線部件在相對於方向A傾斜的方向B及方向C上的壓縮並最大化應力分佈。

牙科植體操作是一種其中植入人工牙之操作，且在此種牙科植體操作中，將用於置換脫落齒根的由不會觸發人體排斥的鈦形成之人工齒根(亦即，固定物)植入先前已移 除牙齒之齒槽骨中，且隨後將人工牙固定以便恢復牙齒之功能。因為所植入之人工牙不會破壞周圍牙組織，具有與天然牙齒之彼功能及形狀相同的功能及形狀，且不易受腔穴的影響，藉以可能半永久地使用，所以現今日益頻繁地執行牙科植體操作。

此種情況下，各種植體係取決於固定物之種類來使用。然而，一般而言，使用指定鑽機將一孔形成於植體位置處，經由該孔將固定物植入齒槽骨中且與骨骼整合，將支座與固定物耦接，且齒冠覆蓋該支座，進而完成牙科植體操作。

植體包括經植入且充當人工齒根之固定物、與該固定物耦接之支座、將該支座固定至該固定物之支座螺紋以及與該支座耦接的人工牙。此種情況下，在將支座與固定物耦接之前，可將癒合支座(healing abutment)(未圖示)與固定物耦接且耦接狀態可維持一段時期直至固定物與齒槽骨整合。

此外，固定物為植入在齒槽骨中之植體操作位置處使用鑽機形成的植體孔中且充當人工齒根之裝置，且包括固定物主體及形成於固定物主體之外表面上的穿線部件(相應於本發明中之穿線器)。

此種穿線部件係引入齒槽骨中且不僅用於將固定物與齒槽骨牢固地耦接而且增加固定物與齒槽骨之間的接觸面積，因此增加固定物對齒槽骨之固定力。

圖4例示一種習知植體固定物。

植體固定物100包括：主體部分110，其具備螺紋111，該螺紋具有自主體部分之上端至下端的均勻大小；以及進入部分120，其設置在主體部分110之下端且具備形成於其外表面上的切割凹槽121。在此種習知植體固定物100中，在插入期間量測的扭矩趨向於在初始階段增大且隨後由於重複旋轉而逐漸減小，並因此初始固定力降低，且骨骼應受壓縮以便將植體固定物100固定至骨骼。此舉增加骨骼癒合所耗費的時間量，當在骨骼癒合之後施加咬合力(咀嚼力)時在螺紋111之間剪切力產生且因此易於毀壞齒槽骨，且具有使齒槽骨斷裂的高可能性，該斷裂係歸因於對螺紋111與齒槽骨之間的強度及彈性之差異欠缺考慮。

此外，因為螺紋111之橫截面具有帶指向尖端的三角形狀，所以植體固定物100可易於經由旋轉插入齒槽骨中。另一方面，因為植體固定物100係經由其傾斜面在垂直方向以及在水平方向上壓向齒槽骨，所以齒槽骨可遭破壞且可產生大量骨骼碎片。

因此，需要開發一種具有新結構之固定物，其可防止齒槽骨在施加咬合力時斷裂，且考慮由鈦形成之固定物的穿線器之強度及彈性與齒槽骨之強度及彈性之間的差異而最小化應力之壓縮強度及產生。

[先前技術文件] [專利文件]

(專利文件0001)韓國專利登記第10-1327655號(2013年11月13日)。

(專利文件0002)韓國專利登記第10-1067752號(2011年9月28日)。

(專利文件0003)韓國專利早期公開案第10-2014-0055712號(2012年5月9日)。

(專利文件0004)韓國實用新型登記第20-0457402號(2011年12月20日)。

因此，本發明已鑒於上述問題來完成，且本發明之一目標為提供一種用於牙科植體之機械穿線器，其考慮鈦與骨骼之間的強度及彈性之差異而指定穿線部件之厚度、穿線高度及穿線部件之間的間距，且可因此最大限度地減小由穿線部件施加於齒槽骨之應力，防止對齒槽骨之破壞並增加在穩定結構下的黏結強度。

本發明之另一目標為提供一種用於牙科植體之機械穿線器，其形成具有矩形平板形狀之穿線部件，指定在特定數字範圍內的穿線角度，且可因此僅在一個方向(方向A)上將穿線部件壓縮在齒槽骨上，同時最小化穿線部件在相對於方向A傾斜的方向B及方向C上的壓縮並最大化應力分佈。

根據本發明，上述及其他物體可藉由提供一種用於牙科植體的考慮鈦及骨骼之強度的機械穿線器來完成，該機械穿線器由鈦形成且沿固定物主體之外圓周表面以螺旋形狀形成，該機械穿線器包括複數個穿線部件，該複數個穿線部件具有在固定物主體之軸向方向截取的薄矩形橫截面且以500至1,500μm之間距安置，其中該複數個穿線部件中之每一者具有一平板形狀，該平板形狀具有自固定物主體至其遠端之一厚度(t)，該厚度(t)為50至200μm，且該複數個穿線部件之一高度為200至2,000μm。

穿線部件可具有0.1至5°之穿線角度。

厚度(t)與間距之長度比率可為1：5-12。

間距與穿線高度之長度比率可為1：0.3-1.5。

若固定物主體具有向下的漸尖結構，則該複數個穿線部件中之每一者之頂點可形成相應於固定物主體之漸尖結構。

相鄰穿線部件之間的間距可為一致的。

相鄰穿線部件之間的間距可在固定物主體之向下方向上逐漸減小。

10‧‧‧機械穿線器

11‧‧‧穿線部件

15‧‧‧頂點

100‧‧‧植體固定物

110‧‧‧主體部分

111‧‧‧螺紋

120‧‧‧進入部分

121‧‧‧切割凹槽

A‧‧‧方向

B‧‧‧方向

C‧‧‧方向

S‧‧‧分離空間

a‧‧‧穿線角度

b‧‧‧齒槽骨

f‧‧‧固定物主體

h‧‧‧穿線高度

p‧‧‧間距

t‧‧‧厚度

本發明之上述及其他物體、特徵及其他優點將根據以下結合隨附圖式之詳細描述來更清楚地理解。

圖1為根據本發明之一個實施例的用於牙科植體的考慮鈦及骨骼之強度之機械穿線器的透視圖。

圖2為根據本發明之實施例的機械穿線器之側視圖。

圖3之(a)及圖3之(b)為例示本發明之穿線器及習知穿線器於齒槽骨上之壓縮方向的概念性視圖。

圖4為例示習知植體固定物之視圖。

在下文，將參考隨附圖式詳細地描述本發明之較佳實施例。

在本發明之以下描述中，對本文所併入的熟知功能及構型之詳細描述將在使本發明之標的十分不清楚的情況下予以省略。另外，以下描述中使用的術語為考慮根據本發明獲得的功能而定義的術語。此等術語之定義應基於本說明書之整體內容來判定，因為此等術語可根據使用者或常見實踐之選擇而有所變化。

另外，在本發明之以下描述中，相同或相似元件係由相同元件符號表示，即使該等元件係描繪於不同圖式中亦如此，且將省略對該等元件之詳細描述。

圖1為根據本發明之一個實施例的用於牙科植體的考慮鈦及骨骼之強度之機械穿線器的透視圖，圖2為根據本發明之實施例的機械穿線器之側視圖，且圖3之(a)及圖3之(b)為例示本發明之穿線器及習知穿線器於齒槽骨上之壓縮方向的概念性視圖。

參考圖1，根據本發明的用於牙科植體的考慮鈦及骨骼之強度之機械穿線器10(在下文稱為穿線器)係沿固定物主體f之外圓周表面以螺旋形狀形成，且係螺紋連接至齒槽骨b。

固定物主體f係插入齒槽骨b中且形成人工齒根。例如，固定物主體f係與機械穿線器10整體形成且由不會觸發人體排斥之鈦形成。

提供在習知植體固定物上之穿線器具有帶指向尖端之三角形橫截面，且因此具有諸如以下各項之缺點：對齒槽骨之高壓縮強度及對齒槽骨施加應力、低黏結強度及易於對齒槽骨造成結構破壞。

另一方面，根據本發明之機械穿線器10包括複數個穿線部件11，該複數個穿線部件具有對固定物主體f之結構而言在軸向方向上截取的薄矩形橫截面，且可因此具有對齒槽骨b之低壓縮強度，較少對齒槽骨b引起應力且提高黏結強度。

更詳細而言，參考圖3之(a)，在具有矩形橫截面之習知植體固定物的狀況下，穿線部件不僅在垂直於旋轉軸之方向A上受壓縮，而且在方向B及方向C上受壓縮，從而分別自方向A向上及向下傾斜，且因此增加應力。另一方面，參考圖3之(b)，根據本發明之穿線部件11僅在垂直於旋轉軸之方向A上受壓縮，且因此可減小壓縮強度及應力。

因為齒槽骨b具有比由鈦形成之穿線部件11低的強度，所以若大量齒槽骨組織填充相鄰穿線部件11之間提供的分離空間S，齒槽骨b之強度得以提高，穿線部件11與齒槽骨b之間的強度及彈性之差異得以減小，且因此形成能夠與咬合力配合之穩定結構。習知穿線部件具有三角形橫截面，與由鈦形成之穿線部件比較，該三角形橫截面具有小的分離空間及填充分離空間之小量齒槽骨組織，且當向齒槽骨施加咬合力時，該複數個穿線部件係結構上地不穩定的，但本發明的具有薄平板形狀之穿線部件11確保足夠的分離空間，且具有填充分離空間之相對大量齒槽骨，減小穿線部件11與齒槽骨b之間的強度及彈性之差異，且當向齒槽骨施加咬合力時具有穩定結構。

在下文，將更詳細地描述根據本發明的機械穿線器10之構型。

在本發明之機械穿線器10中，具有薄矩形橫截面之複數個穿線部件11可以500至2,000μm之間距安置，各別穿線部件11具有平板形狀，前述平板形狀的外緣邊為一垂直面，即如圖3之(b)中所局部放大的圖式所示。該平板形狀具有自固定物主體f至遠端13之相同厚度t，該厚度t為50至200μm，穿線部件11之高度為500至2,000μm，且此等數字範圍可根據諸如齒槽骨b之密度及形成於齒槽骨b上之植體孔之大小的各種因素來判定。

此種情況下，各別穿線部件11之厚度t與間距p之長度比率可為1：5-15。若各別穿線部件11之厚度t與間距p之長度比率小於1：5，則上述分離空間S及填充分離空間S之齒槽骨組織之量減小，且難以確保足夠的黏結強度及結構穩定性，而若各別穿線部件11之厚度t與間距p之長度比率超過1：15，則間距p相對於厚度t過度增加，且因此減少回轉數且降低黏結強度。

此外，間距p與穿線高度h之長度比率較佳為1：0.8-1.2且更佳為1：1。

例如，穿線部件11之厚度t為100μm，相鄰穿線部件11之間的間距p為1,000μm，穿線高度h為1,000μm，分離空間S之橫截面面積為1,000μm×1,000μm=1×10^-6m²=1mm²，且在具有規則三角形橫截面之習知穿線部件的狀況下，習知穿線部件之分離空間之橫截面面積為穿線部件11之分離空間S之橫截面面積的約一半，亦即，0.4至0.6mm²。

此外，穿線部件11之穿線角度a可較佳為0.1至5°。

若穿線角度小於0.1°，則穿線部件11具有脆弱結構且可在植入期間斷裂，且若穿線角度超過5°，在穿線部件 11之間的間距過度增加且可能難以將穿線部件11與齒槽骨b牢固地耦接。亦即，因為穿線部件11於方向B或方向C上之壓縮強度增加且應力增加，所以產生剪切力且齒槽骨b斷裂的可能性高。

例如，藉由關於齒槽骨及鈦之特性的背景說明，齒槽骨具有比鈦低得多的強度，但具有之彈性為鈦之彈性的約6倍。歸因於此等一般特性，可防止如下之界面現象：植入齒槽骨中之固定物因外部壓力(咬合力)而與齒槽骨分離。

固定物主體f可具有在向下方向上縮窄之漸尖結構，或螺紋遠端部分可形成漸尖結構，該複數個穿線部件11中每一者之頂點15可形成相應於固定物主體f之漸尖結構，且複數個穿線部件11之間的間距p可為一致的。

此原因在於：固定物主體f之下端較窄且因此可促進將固定物主體f植入植體孔中的初始黏結製程，安置在固定物主體f之上部處的穿線部件11係於形成於固定物主體f之最下端處的穿線部件11所形成的穿線凹槽之引導下螺紋連接至齒槽骨b，且因此可最小化受磨損骨骼碎片之量。

若複數個穿線部件11之間的上間距與下間距彼此不 同，則安置在固定物主體f之上區域處的穿線部件11未與由最下方穿線部件11所形成的穿線凹槽耦接，新的穿線凹槽由安置在固定物主體f之上區域處的穿線部件11形成，且因此固定物主體f在結構上變得脆弱。

此外，穿線部件11之橫截面可為線型(rectilinear)，如圖3之(b)中示例性所示，或可為圓形。

此外，考慮齒槽骨之密度、穿線部件11之厚度及固定物主體f之長度，複數個穿線部件11之間的間距可在固定物主體f之向下方向上逐漸減小。

在下文，詳細地描述根據本發明之穿線器之更佳實例。

[試驗實例1]

沿由鈦形成且具有圓柱形的固定物主體之外圓周表面形成複數個穿線部件，該圓柱形在向下方向逐漸縮窄。

各別穿線部件具有110μm之厚度、1,000μm之高度及2.5°之穿線角度。此外，相鄰穿線部件之間的間距為1,200μm。

此外，穿線部件之厚度與穿線部件之間的間距之長度 比率為1：10.91，穿線部件之間的間距與穿線部件之高度之長度比率為1：1.2，且回轉數為10。

此種情況下，穿線部件之厚度、高度及穿線角度之誤差範圍為±5%。

[比較實例1]

形成具有與試驗實例1之穿線部件相同結構的穿線部件，只不過穿線部件之厚度與穿線部件之間的間距之長度比率為1：10.72。

[比較實例2]

形成具有與試驗實例1之穿線部件相同結構的穿線部件，只不過穿線部件之厚度與穿線部件之間的間距之長度比率為1：13.30。

[比較實例3]

形成具有與試驗實例1之穿線部件相同結構的穿線部件，只不過穿線部件之厚度為250μm且穿線部件之間的間距與穿線高度之長度比率為1：0.69。

[比較實例4]

形成具有與試驗實例1之穿線部件相同結構的穿線部件，只不過穿線部件之厚度為250μm且穿線部件之間的 間距與穿線高度之長度比率為1：1.42。

[比較實例5]

形成具有與試驗實例1之穿線部件相同結構的穿線部件，只不過穿線部件具有規則三角形橫截面，相鄰穿線部件之間的間距為1,200μm，穿線部件之厚度與穿線部件之間的間距之長度比率為1：11.4，且穿線部件之間的間距與穿線高度之長度比率為1：1.5。

下表1表示當試驗實例1至比較實例5之穿線部件黏結至人工齒槽骨時所施加的最大應力。

自試驗實例1與比較實例1之間的比較及試驗實例1與比較實例2之間的比較易於理解到，若穿線部件之厚度與穿線部件之間的間距之長度比率小於1：8，則比較實例1之應力增加20%且比較實例2之應力增加10%。

此外，自試驗實例1與比較實例3之間的比較易於理解到，若穿線部件之厚度為250μm，則即使穿線部件之間的間距與穿線高度之長度比率較小，應力亦增加。

此外，自比較實例5易於理解到，即使比較實例5中穿線部件之間的間距、穿線部件之厚度與穿線部件之間的間距之長度比率及穿線部件之間的間距與穿線高度之長度比率類似於試驗實例1之彼等者，但若穿線部件具有三角形橫截面，則應力增加至試驗實例1之應力的1.6倍。

如根據上文描述明顯的，根據本發明之用於牙科植體之機械穿線器考慮鈦與骨骼之間的強度及彈性之差異而指定穿線部件之厚度、穿線高度及穿線部件之間的間距，進而最大限度地減小由穿線部件施加於齒槽骨之應力，防止對齒槽骨之破壞並當施加咬合力(咀嚼力)時增加在穩定結構下的黏結強度。此外，根據本發明之機械穿線器具有小厚度之穿線部件，進而具有極佳植體品質及固定力，而與齒槽骨之斷裂無關。

此外，根據本發明之機械穿線器形成具有矩形平板形狀之穿線部件，且指定在特定數字範圍內的穿線角度，進而僅在一個方向(方向A)上將穿線部件壓縮在齒槽骨上，同時最小化穿線部件在相對於方向A傾斜的方向B及方向C上於齒槽骨上之壓縮並最大化應力分佈。

儘管已出於說明目的揭示本發明之較佳實施例，但熟習此項技術者將瞭解，在不脫離如所附申請專利範圍中所 揭示的本發明之範疇及精神的情況下，各種修改、添加及替換皆為可能。

10‧‧‧機械穿線器

11‧‧‧穿線部件

f‧‧‧固定物主體

Claims (7)

1. 一種機械穿線器，其係用於牙科植體的考慮鈦及骨骼之強度之機械穿線器，前述機械穿線器由鈦形成且沿一固定物主體之外圓周表面以一螺旋形狀形成，前述機械穿線器包含：複數個穿線部件，前述複數個穿線部件具有在前述固定物主體之軸向方向上截取的一薄矩形橫截面且以500至1,500μm之一間距來安置；前述複數個穿線部件中之每一者具有一平板形狀，前述平板形狀的外緣邊為一垂直面，前述平板形狀具有自前述固定物主體至其一遠端之一厚度(t)，前述厚度(t)為50至200μm，且前述複數個穿線部件之一穿線高度為200至2,000μm。
2. 如請求項1所記載之機械穿線器，其中前述穿線部件具有0.1至5°之一穿線角度。
3. 如請求項1所記載之機械穿線器，其中前述厚度(t)與前述間距之一長度比率可為1：5-12。
4. 如請求項3所記載之機械穿線器，其中前述間距與前述穿線高度之一長度比率為1：0.3-1.5。
5. 如請求項1所記載之機械穿線器，其中前述固定物主體具有一向下的漸尖結構，前述複數個穿線部件中之每一者之一頂點形成相應於前述固定物主體之一漸尖結構。
6. 如請求項5所記載之機械穿線器，其中相鄰複數個前述穿線部件之間的前述間距為一致的。
7. 如請求項5所記載之機械穿線器，其中相鄰複數個前述穿線部件之間的前述間距在前述固定物主體之前述向下方向上逐漸減小。