CN107847304B - 考虑钛和骨骼强度的用于牙种植体的魔力螺纹销 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于牙种植体的魔力螺纹件，尤其是一种如下所述的用于牙种植体的魔力螺纹件，该魔力螺纹件能够在考虑到钛和骨骼之间的强度差别情况下通过指定螺纹部分的厚度、螺纹部分的螺纹高度和螺纹部分之间的齿距而在稳定结构下增加耦合强度，从而通过螺纹部分尽可能地降低牙槽骨的应力并尽可能地防止牙槽骨的损伤，而且能够仅在一个方向(方向A)上对牙槽骨进行螺纹部分的压缩，使得在相对于方向A倾斜的方向B或方向C上的螺纹部分对牙槽骨的压缩最小化，而且通过将螺纹部分设置为矩形板状并将螺纹角度指定在特定数值范围内使应力分散最大化。

Description

考虑钛和骨骼强度的用于牙种植体的魔力螺纹销

技术领域

本发明涉及一种用于牙种植体的魔力螺纹件(magic threader)，尤其是一种以下所述用于牙种植体的魔力螺纹件，该魔力螺纹件能够在考虑到钛和骨骼之间的强度和弹性程度的差别的情况下通过指定螺纹部分的厚度、螺纹部分的螺纹高度和螺纹部分之间的齿距而在稳定结构下增加耦合强度，从而在施加咬合力时通过螺纹部分尽可能地降低牙槽骨的应力并尽可能地防止牙槽骨的损伤，而且该魔力螺纹件能够仅在一个方向(方向A)上对牙槽骨进行螺纹部分的压缩，使得在相对于方向A倾斜的方向 B或方向C上的螺纹部分对牙槽骨的压缩最小化，而且通过将螺纹部分设置为矩形板状并将螺纹角度指定在特定数值范围内使应力分布最大化。

背景技术

牙种植，指的是种植人工齿，将固定件(fixture)(即，由对人体没有排斥反应的钛形成的牙根)植入拔出牙齿后的牙槽骨中，从而替换失去的牙根，并随后将人工齿固定在该处，从而恢复原来牙齿的功能。牙种植体不会损坏牙周组织，其具有与原生牙齿相同的功能和形状，并且不会导致龋齿，因此牙种植体可半永久地使用。因此，植入治疗最近快速增长。

种植多数依赖于固定件的种类，但通常通过使用预定钻头对种植位置钻孔、将固定件植入牙槽骨中使得固定件骨整合(osseo-integrate)至牙槽骨中、将基牙(abutment)耦合在固定件上并随后用最终假体覆盖基牙而完成。

种植体包括作为人工牙根植入的固定件、耦合在固定件上的基牙，将基牙固定至固定件的基牙螺丝以及耦合至基牙的人工齿。此处，在基牙耦合到固定件上之前，也即，在固定件骨整合至牙槽骨中的过程中，愈合基牙(未示出)耦合至固定件，并保持在耦合状态。

另外，固定件(即植入到使用钻头等在牙槽骨中形成的种植孔中的部分)在待实施植入治疗的位置作为人工牙根，并包括固定件本体和形成在固定件本体的外表面上的螺丝部分(对应于本发明的螺纹件)。

螺丝部分***牙槽骨，以允许固定件和牙槽骨牢固地彼此耦合并增加固定件和牙槽骨之间的接触面积，从而有助于为牙槽骨增加固定件的紧固力。

图4中示出了根据现有技术的种植固定件。

种植固定件100包括：本体部分110，该本体部分110具有从其上端至其下端的相同尺寸的螺纹111；以及位于本体部分110的下侧的进入部分120，该进入部分120具有形成于其外部分的切割槽121。在根据如上所述现有技术的种植固定件中，存在这样的趋势，即，在通过种植固定件的反复转动而出现的扭矩最初上升随后逐渐下降，从而使得初始紧固力下降。因此，种植固定件应被压缩、推动并被固定在牙槽骨中。因此，骨愈合被延迟，并且当骨愈合后产生咬合力(咀嚼力)时，在螺纹和牙槽骨之间产生剪切力，使得牙槽骨倾向于断裂，而且并没有考虑到螺纹和牙槽骨之间的强度和弹性程度的差别，使得牙槽骨很容易断裂。

另外，由于螺纹具有尖部锋利的三角形横截面，其很容易在转动时***，但是在竖直方向通过倾斜表面以及水平方向上被压缩至牙槽骨，使得存在牙槽骨被损坏的风险，并且会产生大量骨骼碎片。

因此，需要开发一种新的固定件，其能够防止牙槽骨断裂，并且通过考虑由钛形成的固定件的螺纹的强度和弹性程度和牙槽骨的强度和弹性程度之间的差别而在施加咬合力时使压缩强和应力的产生最小化。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种用于牙种植体的魔力螺纹件，该魔力螺纹件能够在考虑到钛和骨骼之间的强度和弹性程度的差别的情况下通过指定螺纹部分的厚度、螺纹部分的螺纹高度和螺纹部分之间的齿距而在稳定结构下增加耦合强度，从而通过螺纹部分尽可能地降低牙槽骨的应力，并尽可能地防止牙槽骨的损伤。

本发明的另一个目的是提供一种用于牙种植体的、能够仅在一个方向(方向A)上对牙槽骨进行螺纹部分的压缩的魔力螺纹体，使得在相对于方向A倾斜的方向B或方向C上的螺纹部分对牙槽骨的压缩最小化而且通过将螺纹部分设置为矩形板状并将螺纹角度指定在特定数值范围内使应力分布最大化。

解决方案

在一个总体方面，一种用于牙种植体的、考虑钛和骨骼之间强度和弹性等级的差别的魔力螺纹件由钛制成并且沿着固定件本体的外表面的圆周螺旋地形成，其中，该魔力螺纹件具有如下结构：具有从所述固定件本体的轴向的结构切面看薄的矩形横截面的多个螺纹部分设置为具有 500μm-1500μm的齿距，并且每个螺纹部分具有平板状，其中，每个螺纹部分具有从固定件本体f至远端部分的厚度t，每个螺纹部分的厚度t为 50μm-200μm，并且每个螺纹部分的高度为200μm-2000μm。

所述螺纹部分的螺纹角度为0.1°-5°。

所述厚度t和所述螺纹部分之间的齿距的长度比为1∶5至1∶12。

所述齿距和所述螺纹部分的螺纹高度的长度比为1∶0.3至1∶1.5。

当所述固定件本体具有朝下侧变窄的渐缩结构时，所述螺纹部分的每个顶部可具有与所述固定件本体相对应的渐缩结构。

相邻的螺纹部分之间的齿距可彼此相同。

相邻的螺纹部分之间的齿距可朝向固定件本体的下侧变窄。

有益效果

根据本发明的具有如上所述结构的用于牙种植体的魔力螺纹件，在考虑到钛和骨骼之间的强度和弹性程度的差别的情况下通过指定螺纹部分的厚度、螺纹部分的螺纹高度和螺纹部分之间的齿距，在施加咬合力 (咀嚼力)时在稳定结构的条件下增加耦合强度，从而通过螺纹部分尽可能地降低牙槽骨的应力，并尽可能地防止牙槽骨的损伤，并且无论牙槽骨的骨质量如何，由于螺纹部分厚度薄，因此种植性能和紧固力较为出色。

根据本发明的用于牙种植体的魔力螺纹件，能够仅在一个方向(方向A)上对牙槽骨进行螺纹部分的压缩，使得在相对于方向A倾斜的方向B或方向C上的螺纹部分对牙槽骨的压缩最小化，而且通过将螺纹部分设置为矩形板状并将螺纹角度指定在特定数值范围内使应力分布最大化。

附图说明

图1示出了根据本发明一示例性实施例的考虑到钛和骨骼的强度的、用于牙种植体的魔力螺纹件的立体图。

图2示出了根据本发明一示例性实施例的考虑到钛和骨骼的强度的、用于牙种植体的魔力螺纹件的截面图。

图3(a) 和3(b) 示出了根据本发明的螺纹件中对牙槽骨的压缩方向以及根据现有技术的螺纹件的概念图。

图4示出了根据现有技术的种植固定件的视图。

10：螺纹件 11：螺纹部分

13：远端部分 15：顶部

t：厚度 h：高度

a：螺纹角度 p：齿距

s：间隔空间 f：固定件本体

b：牙槽骨

最佳实施方式

下面，将参照附图对本发明的示例性实施例进行详细的描述。

当认为对于与本公开相关的已知功能或结构的详细描述可能使得本公开的主旨模糊，则将省略对其的详细描述。另外，下面将要描述的术语是考虑本公开的功能而定义的，也可通过用户意愿或实践而以其他方式解读。因此，这些术语应在本说明书的全部内容的基础上进行定义。

另外，在本发明的描述中，相同或相似的部件将采用相同或相似的附图标记，并且将会省略相应的具体描述。

图1示出了根据本发明一示例性实施例的考虑到钛和骨骼的强度和弹性力的、用于牙种植体的魔力螺纹件的立体图，图2示出了根据本发明一示例性实施例的考虑到钛和骨骼的强度和弹性力的、用于牙种植体的魔力螺纹件的截面图，图3(a) 和3(b) 示出了根据本发明的螺纹件中对牙槽骨的压缩方向以及根据现有技术的螺纹件的概念图。

参见图1，根据本发明的考虑到钛和骨骼的强度的、用于牙种植体的魔力螺纹件10(此后称为螺纹件)沿着固定件本体f的外表面的圆周螺旋地形成，并且螺纹耦合至牙槽骨b。

***牙槽骨b中以形成人工牙根的固定件本体f与螺纹件10一体形成，并可由例如不会与人体产生排斥反应的钛形成。

由于包括在根据现有技术的种植固定件中的螺纹件具有尖部锋利的三角形横截面，螺纹件对牙槽骨的压缩强度和应力增加，使得耦合强度下降并且螺纹件结构上容易损坏。

另一方面，根据本发明的螺纹件10包括多个螺纹部分11，螺纹部分在固定件本体f的轴向的结构切面上看具有薄的矩形横截面，并且螺纹件对牙槽骨b的压缩强度和应力因而减小，可使得耦合力增加。

具体地，参见图3(a) ，在根据现有技术的种植固定件具有三角形横截面的情况下，螺纹部分在相对于与轴正交的方向A分别向上和向下倾斜的方向B和方向C上压缩，同时也在a方向上被压缩，使得应力增加。参见图3(b) ，根据本发明的螺纹部分在与轴正交的方向上被压缩，使得压缩强度和应力降低。

同时，由于牙槽骨b的强度小于由钛形成的螺纹部分的强度，当大量牙槽骨填充于相邻螺纹部分11之间的间隔空间s中时，牙槽骨的强度增加，并且螺纹和牙槽骨之间的强度和弹性程度的差别降低，使得可实现能够良好承受咬合力的稳定结构。相对于由钛形成的螺纹部分来说，根据现有技术的具有三角形横截面的螺纹部分的间隔空间较小并且填充在间隔空间中的牙槽骨的量较少，使得根据现有技术的螺纹部分在施加有咬合力时结构上不稳定。另一方面，在根据本发明的形成为薄平板状的螺纹部分中，间隔空间得到充分保证，使得相比于根据现有技术的螺纹部分相对大量的牙槽骨填充于间隔空间中。因此，螺纹部分和牙槽骨之间的强度和弹性程度的差别降低，使得螺纹部分在施加有咬合力时成为稳定的结构。

下面，将更详细地描述根据本发明的螺纹件的具体结构。

在根据本发明的螺纹件10中，具有薄的矩形横截面的多个螺纹部分11具有500-2000μm的齿距，每个螺纹部分11具有平板形状，其具有从固定件本体f到远端部分13的相同的厚度t，每个螺纹部分11的厚度t可为例如50-200μm，每个螺纹部分11的高度可为例如500-2000μm，并且这些数值范围可根据多种情况确定，例如牙槽骨b的骨密度、形成于牙槽骨b中的种植孔的尺寸等。

此处，优选的是每个螺纹部分11的厚度t和螺纹部分11之间的齿距p的长度比为1∶5至1∶15。原因在于，当厚度t和齿距p之间的长度比小于1∶5时，上述间隔空间s和填充于间隔空间的牙槽骨b的量降低，使得难以充分地保证耦合强度和结构稳定性；在厚度t和齿距p之间的长度比大于1∶15时，齿距p相对于厚度t过大，使得圈数(turn)减少并且耦合结构因而减少。

此外，螺纹的齿距p和高度h之间的长度比优选为1∶0.8至1∶1.2，更优选为1∶1。

例如，在螺纹部分11的厚度t为100μm时，相邻螺纹部分11之间的齿距p为1000μm，螺纹的高度h为1000μm，并且间隔空间s的横截面积为1000μm×1000μm＝1×10-6μm²＝1mm²，而在螺纹具有正三角形横截面时，间隔空间的横截面积为0.4至0.6mm²，即，约为间隔空间s的横截面积的一半。

此外，优选的是螺纹部分11的螺纹角度为0.1-5°。

在螺纹角度a小于0.1°的情况下，螺纹部分11的结构变弱，使得螺纹部分在种植过程中可能断裂，并且在螺纹角度a大于5°的情况下，齿距过大，使得难以进行牢固的耦合。也就是说，由于方向B或方向C上的压缩强度增加，产生了剪切力，使得牙槽骨容易断裂。

例如，牙槽骨和钛的性质描述如下，相比于钛的强度，牙槽骨具有非常弱的强度，但是具有的弹性为钛的弹性的6倍及以上。由于这些基本性质，避免了界面现象(interfacephenomenon)的产生，即避免了植入牙槽骨中的固定件通过外部压力(咀嚼力)而与牙槽骨分离。

同时，优选的是固定件本体f具有朝向下侧变窄地渐缩结构，或者由螺纹部分的每个顶部形成的形状具有渐缩结构，螺纹部分11的每个顶部15具有与固定件本体相对应的渐缩结构，并且螺纹部分11之间的齿距p彼此相同。

原因在于，固定件本体的下端部分较窄，使得将固定件本体***至种植孔的初始耦合过程变得容易，并且位于上侧的螺纹部分按照由位于最下端的螺纹部分形成的螺纹槽的引导而螺纹耦合，使得粉状骨粉的量可被最小化。

在下部和上部齿距彼此不同的情况下，位于上侧的螺纹部分不沿着由位于最下端的螺纹部分形成的螺纹槽耦合，并且新的螺纹槽由位于上侧的螺纹部分形成，使得结构变弱。

此外，螺纹部分的侧向截面设置为所示出的直线形状或为圆形的。

此外，考虑到牙槽骨的密度、螺纹厚度和固定件本体的长度，固定件本体可设置为使得齿距朝向下侧变窄。

下面，将通过示例性实施例详细地描述根据本发明的螺纹件。

【示例性实施例1】

多个螺纹部分沿着固定件本体的外表面的圆周形成，该固定件本体由钛形成并具有朝向下侧变窄的圆柱形状。

每个螺纹部分的厚度为110μm，每个螺纹部分的高度为1000μm，并且每个螺纹部分的螺纹角度为2.5°。此外，相邻螺纹部分之间的齿距为1200μm。

此外，厚度和齿距之间的长度比为1∶10.91，齿距与高度之间的长度比为1∶1.2，而且圈数为10。

此处，螺纹部分的厚度、高度和螺纹角度的误差范围为±5％。

【对比例1】

螺纹部分形成为与示例性实施例1相同的结构，除了螺纹部分的厚度与螺纹部分之间的齿距的长度比为1∶10.72。

【对比例2】

螺纹部分形成为与示例性实施例1相同的形状，除了螺纹部分的厚度与螺纹部分之间的齿距的长度比为1∶13.30。

【对比例3】

螺纹部分形成为与示例性实施例1相同的结构，除了螺纹部分的厚度为250μm，并且螺纹部分之间的齿距与螺纹部分的螺纹高度的长度比为1∶0.69。

【对比例4】

螺纹部分形成为与示例性实施例1相同的结构，除了螺纹部分的厚度为250μm，并且螺纹部分之间的齿距与螺纹部分的螺纹高度的长度比为1∶1.42。

【对比例5】

螺纹部分形成为与示例性实施例1相同的结构，除了螺纹部分的横截面为正三角形，齿距为1200μm，螺纹部分的厚度与螺纹部分之间的齿距的长度比为1∶11.4，并且螺纹部分的齿距与螺纹部分的螺纹高度之间的长度比为1∶1.5。

下表1中示出了在示例性实施例1至对比例5的螺纹部分与人工牙槽骨耦合时施加的最大应力。

【表1】

划分	示例性实施例1	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	对比例5
							应力	79	97	86	98	103	127

当将示例性实施例1与对比例1相比较时，可以看出，当厚度与齿距之间的长度比小于1∶8时，对比例1的应力增长了约20％，并且当将示例性实施例1与对比例2相比较时，可以看出当厚度与齿距之间的长度比小于1∶8时，对比例2的应力增长了约10％。

此外，当将示例性实施例1与对比例3相比较时，可以看出当螺纹的厚度为250μm时，即使齿距与螺纹高度之间的长度比较小，但应力变大。

此外，参见对比例5，可以确认的是，即使齿距、厚度和齿距之间的长度比、齿距和螺纹高度之间的长度比与示例性实施例1中相类似，当螺纹部分具有三角形横截面时，应力为示例性实施例1的应力的1.6倍。

可以理解的是，本发明不限于以上详细描述中提到的形式。因此，本发明的实际技术范围是由如下权利要求的技术精神定义的。此外，应当理解的是本发明包括落入由权利要求限定的本发明的精神和范围中的所有修改、等同和替换。

工业实用性

根据本发明的用于牙种植体的魔力螺纹件，考虑到钛和骨骼之间的强度和弹性程度的差别，通过指定螺纹部分的厚度、螺纹部分的螺纹高度和螺纹部分之间的齿距，能够在施加咬合力(咀嚼力)时在稳定的结构下增加耦合强度，从而通过螺纹部分尽可能地降低牙槽骨的应力，并尽可能地防止牙槽骨的损伤，并且不论牙槽骨的骨质量如何，由于螺纹部分厚度较薄，因此种植性能和紧固力较为出色，使得该用于牙种植体的魔力螺纹件具有工业实用性。

Claims (6)

1.一种用于牙种植体的、考虑钛和骨骼的强度的魔力螺纹件，所述魔力螺纹件由钛制成并且沿着固定件本体的外表面的圆周螺旋地形成，

其中，所述魔力螺纹件具有一种结构，在所述结构中，多个螺纹部分以500μm-1500μm的齿距设置，所述多个螺纹部分具有当从所述固定件本体的轴向的结构切面看时薄的矩形横截面，并且

每个螺纹部分具有平板形状，所述平板形状中，每个螺纹部分具有从所述固定件本体f至远端部分的厚度t，每个螺纹部分的所述厚度t为50μm-200μm，并且每个螺纹部分的高度h为200μm-2000μm，

其中，所述螺纹部分的螺纹角度为0.1°-2.5°，

其中，所述厚度t与所述高度h的比值为1：7.5至1：18。

2.根据权利要求1所述的用于牙种植体的、考虑钛和骨骼的强度的魔力螺纹件，其中，所述厚度t和所述螺纹部分之间的齿距的长度比为1:5至1:12。

3.根据权利要求2所述的用于牙种植体的、考虑钛和骨骼的强度的魔力螺纹件，其中，所述齿距和所述螺纹部分的螺纹高度的长度比为1:0.3至1:1.5。

4.根据权利要求1所述的用于牙种植体的、考虑钛和骨骼的强度的魔力螺纹件，其中，当所述固定件本体具有朝向下侧变窄的渐缩结构时，所述螺纹部分的每个顶部具有与所述固定件本体相对应的渐缩结构。

5.根据权利要求4所述的用于牙种植体的、考虑钛和骨骼的强度的魔力螺纹件，其中，相邻的所述螺纹部分之间的齿距彼此相同。

6.根据权利要求4所述的用于牙种植体的、考虑钛和骨骼的强度的魔力螺纹件，其中，相邻的所述螺纹部分之间的齿距朝向所述固定件本体的所述下侧变窄。

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