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Die Erfindung geht von einem Schraubimplantat mit einem selbstbohrenden Gewinde aus, welches insbesondere für die Orthodontie geeignet ist. Ein Schraubimplantat mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus der
US 2004/0267265 A1 bekannt.
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In der
DE 697 09 464 T2 wird ein Gewinde mit einer schneidenden Spitze für ortodontische Geräte wie Fadenanker, Gewindeschneider, Bohrer, Räumahlen oder Schrauben beschrieben. Die bekannte Spitze hat mehrere konkav gewölbte Flächen, die mit einem Schaftfräser erzeugt wurden.
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Die Medikon eG in D-75832 Tuttlingen bietet selbst bohrende Ankerschrauben unter der Bezeichnung „Aarhus Mini Implant” an. Es handelt sich dabei um Schrauben, welche durch die Gingiva hindurch in den Kiefer geschraubt werden. Sie haben einen Kopf mit einem Kreuzschlitz, an welchem eine Apparatur zur Zahnstellungskorrektur verankert werden kann. Solche Ankerschrauben verbleiben nur zeitweise im Kiefer, nämlich für die Dauer der kieferorthopädischen Behandlung. Sie haben eine Bohrspitze und ein selbstbohrendes Gewinde, damit sie in den Kiefer gedreht werden können, ohne dass dieser vorgebohrt werden muss.
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Die Spitze der bekannten Ankerschraube hat eine durch Ausfräsen gebildete Schneidkante, mit der sich die Spitze leichter in den Kieferknochen einschneidet. Durch die Ausfräsung ist die Spitze jedoch sehr schwach, ihre Haltbarkeit und Belastbarkeit lässt zu wünschen übrig. Das sich an die Spitze anschließende Gewinde schneidet sich in den Kieferknochen ein und verdrängt dabei Knochenmaterial, was schmerzhaft sein kann, zumal dabei ein nicht unerheblicher Widerstand zu überwinden ist.
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Aus der
DE 43 32 075 B4 , aus der
WO 2004/060196 A1 und aus der
EP 1 709 937 A1 sind Schraubimplantate für Dentalzwecke bekannt, welche nicht selbstbohrend sind, sondern im Kieferknochen eine Vorbohrung benötigen. Damit sie sich leichter in den Kieferknochen einschneiden, sind sie mit achsparallel verlaufenden (
EP 1 709 937 A1 ,
DE 43 32 075 B4 ) oder bogenförmig verlaufenden (
WO 2004/060196 A1 ) Ausfräsungen versehen, welche sich ausgehend von der Spitze des Schraubimplantats durch mehrere Windungen hindurch erstrecken. Die Ausfräsungen bilden Schneidkanten, mit denen beim Eindrehen der Schraubimplantate Knochenmaterial weggeschnitten wird. Nach dem Eindrehen des Schraubimplantats in den Kieferknochen wächst Knochengewebe in die Ausfräsungen hinein und verbessert den Halt des Schraubimplantats im Kieferknochen. Derartige Schraubimplantate eignen sich nicht für einen nur zeitweisen Einsatz im Kieferknochen, weil sie sich nur schwer wieder entfernen lassen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Orthodontie geeignetes Schraubimplantat zu schaffen, welches sich leicht in den Kieferknochen einschrauben und auch wieder entfernen lässt und welches sich besonders als temporäre Ankerschraube für kieferorthopädische Behandlungen eignet.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schraubimplantat mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Schraubimplantat hat ein selbstbohrendes Gewinde, in welchem in einer oder mehreren Windungen eine quer zu den beiden Flanken, welche das Gewindetal in der jeweiligen Windung begrenzen, verlaufende Schneidkante ausgebildet ist, welche die beiden Flanken nicht durchquert. Die Schneidkante liegt also im Gewindetal und kann sich bis in die beiden das Gewindetal begrenzenden Flanken hinein erstrecken, soll diese aber nicht durchqueren, damit der auf den Flanken radial außen liegende, schraubenförmige oder wendelförmige Rand des Gewindes von der im Gewindetal quer verlaufenden Schneidkante nicht unterbrochen wird.
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Das hat wesentliche Vorteile:
- • Mit Hilfe der wenigstens einen, vorzugsweise mehreren Schneidkanten, welche jeweils quer zu den Flanken des Gewindes in einem Gewindetal angeordnet ist bzw. sind, kann das Schraubimplantat leichter in den Knochen geschraubt werden.
- • Für den Patienten ist das Einschrauben des Schraubimplantates weniger schmerzhaft.
- • Durch die zusätzlichen Schneidkanten muss beim Einschrauben des Schraubimplantates in den Knochen nicht mehr so viel Knochenmaterial verdrängt werden, vielmehr wird ein Teil des Knochenmaterials durch die wenigstens eine zusätzliche Schneidkante weg geschnitten und tiefer in den Knochen hinein transportiert.
- • Dadurch, dass der schraubenförmige bzw. wendelförmige äußere Rand des Gewindes ununterbrochen vorhanden ist, ergibt sich im Vergleich zu Schraubimplantaten mit sich über mehrere Windungen erstreckenden Ausfräsungen von Beginn an ein besserer Halt im Knochen, ohne dass es erforderlich wäre, dafür einen konischen Kern vorzusehen, wie er in der EP 1 709 937 A1 und in der WO 2004/060196 A1 offenbart ist.
- • Das erfindungsgemäße Schraubimplantat ist von Beginn an voll belastbar.
- • Das erfindungsgemäße Schraubimplantat lässt sich leicht wieder entfernen. Knochenmaterial, welches in die Ausnehmungen hineingewachsen ist, welche in den Tälern des Gewindes zur Bildung der Schneidkanten vorgesehen sind, stört beim Herausdrehen des Schraubimplantates nicht, da es „im Schatten” der Schneidkante liegt und deshalb beim Herausdrehen des Schraubimplantates nicht geschnitten, sondern nur verdrängt wird. Anders als bei Schraubimplantaten, bei denen sich Ausfräsungen durchgehend über mehrere Windungen erstrecken, kann bei einem erfindungsgemäßen Schraubimplantat Knochengewebe gar nicht erst in Lücken von Flanken einwachsen, weil solche Lücken nicht vorhanden sind.
- • Auf eine Ausfräsung an der Spitze des Schraubimplantates kann verzichtet werden, so dass diese belastbarer ist als bei bekannten Ankerschrauben.
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Am einfachsten bildet man die Schneidkante, indem man im Gewindetal zwischen zwei einander gegenüberliegenden Flanken des Gewindes eine Ausnehmung vorsieht, von welcher die Schneidkante einen Rand darstellt. Vorzugsweise erstreckt sich die Ausnehmung in den Kern des Schraubimplantates hinein, d. h., dass verglichen mit einem gewöhnlichen Schraubimplantat ein Teil des Kernmaterials im Gewindetal entfernt ist. Ob sich die Ausnehmung ausschließlich im Kern des Schraubimplantats befindet oder sich auch in die Flanken des Gewindes hineinerstreckt, hängt von der gewählten Gewindeform ab. Bei einem Gewinde mit einem trapezförmigen Gewindetalprofil kann sich die Ausbildung der Schneidkante auf den Kern beschränken. Bei einem bogenförmigen Flankenprofil kann sich die Ausnehmung auch in die Flanke hinein erstrecken. Insbesondere dann, wenn das Profil des Gewindetals überwiegend oder durchgehend bogenförmig ausgebildet ist, wird sich die Ausnehmung, von welcher die erfindungsgemäße Schneidkante einen Rand bildet, in die Flanken des Profils hineinerstrecken. Sie soll die Flanken jedoch keinesfalls durchqueren; der schraubenförmige bzw. wendelförmige äußere Rand des Gewindes soll vielmehr nicht unterbrochen werden. Vorzugsweise erstreckt sich die Schneidkante, von ihrem tiefsten Punkt in radialer Richtung gemessen, über nicht mehr als 70% der Tiefe eines Gewindetales. Das belässt dem schraubenförmigen bzw. wendelförmigen äußeren Rand des Gewindes auch im Bereich der Ausnehmung, von welcher die erfindungsgemäße Schneidkante einen quer zu den Flanken verlaufenden Rand bildet, eine für den Schraubvorgang und für die Verankerung im Knochen hinreichende mechanische Stabilität. Zumal bei Gewindetälern, die im Querschnitt ein unsymmetrisches Profil haben, kann sich die Schneidkante in der einen Flanke des Gewindetales in radialer Richtung weiter nach außen erstrecken als in der anderen Flanke desselben Gewindetals.
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Die zusätzliche Schneidkante kann unterschiedlich gestaltet sein. Vorzugsweise liegt sie in einer Ebene, in welcher sie – je nach dem gewählten Profil des Gewindes – einen unterschiedlichen Verlauf aufweisen kann. Die Ebene, welche die Schneidkante enthält, liegt vorzugsweise parallel zur Längsachse des Schraubimplantats; noch besser enthält sie die Längsachse des Schraubimplantats. Das ist für den Einschraubvorgang besonders günstig. Die Ebene, in welcher die Schneidkante liegt, kann die Längsachse des Schraubimplantats aber auch unter einem Winkel schneiden. Dieser sollte jedoch nicht größer als +_15°, vorzugsweise nicht größer als +_10° betragen.
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Das Profil des Gewindes kann unterschiedlich ausgebildet sein. Bevorzugt ist eine selbstfurchende Profilform des Gewindes. Geeignet ist aber auch ein selbstschneidendes Gewinde. Ein selbstfurchendes Gewinde hat gegenüber einem selbstschneidenden Gewinde den Vorteil, dass das Schraubimplantat von Beginn an fester im Knochen sitzt und von Beginn an voll belastbar ist und nicht erst einwachsen muss.
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Das erfindungsgemäße Schraubimplantat hat mindestens eine Schneidkante, welche quer zu den Flanken des Gewindes in einem Gewindetal verläuft. Vorzugsweise hat sie mehrere solche Schneidkanten, vorzugsweise über die gesamte Länge des Gewindes verteilt. Sind die Schneidkanten nicht über die gesamte Länge des Gewindes verteilt, dann sollten sie sich vorzugsweise in einem an die Spitze des Gewindes anschließenden Abschnitt befinden, weil sie dort am wirksamsten sind.
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Für die Fertigung des Schraubimplantates ist es am einfachsten, wenn die Schneidkanten sämtlich in einer gemeinsamen Ebene liegen. Für die praktische Anwendung ist es jedoch noch besser, wenn sie um den Kern des Schraubimplantats herum angeordnet sind, insbesondere in einer regelmäßigen Anordnung.
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Die Ausnehmung, welche in der jeweiligen Windung im Gewindetal vorgesehen wird, um die Schneidkante zu bilden, ist vorzugsweise durch einen Teil einer zylindrischen Mantelfläche begrenzt, deren Achse quer zur Längsachse des Schraubimplantats und in einem Abstand von dieser verläuft. Eine solche Ausnehmung lässt sich am einfachsten durch Fräsen erzeugen, indem man das Schraubimplantat einspannt und einen Mikrofräser nacheinander quer in jene Gewindetäler hinein bewegt, in welchen die Schneidkanten ausgebildet werden sollen. Dabei wird das Fräswerkzeug vorzugsweise so positioniert, dass die Ausnehmung stumpf an einer Radialebene des Schraubimplantats endet, in welcher dann die Schneidkante liegt und einen Rand der Ausnehmung bildet.
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Die Erfindung eignet sich besonders für Schraubimplantate, welche in allen oder fast allen Gewindetälern – abgesehen insbesondere von einer sich gegebenenfalls verjüngenden Spitze – den gleichen Kerndurchmesser haben. Ein konischer Kern, welcher bei anderen Schraubimplantaten aus Gründen des Festsitzes erforderlich sein kann, ist für ein erfindungsgemäßes Schraubimplantat nicht erforderlich, jedoch möglich. Bei einer Ausbildung und Verwendung des endungsgemäßen Schraubimplantats als temporäre Ankerschraube für kieferorthopädische Behandlungen kann es vorteilhaft sein, den Kerndurchmesser im letzten Gewindegang vor einem Kopf der Ankerschraube etwas größer zu wählen oder die Steigerung des Gewindes im Bereich der hintersten oder der hinteren Gewindegänge etwas kleiner zu wählen als im Bereich der vorderen Gewindegänge, um wegen der bei der kieferorthopädischen Behandlung am Kopf der Ankerschraube angreifenden Kräfte dort einen besonders guten Festsitz zu erreichen, der durch eine erhöhte Kompression des Knochens verstärkt wird.
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Zwischen dem Kopf und dem Gewinde der Ankerschraube ist – in an sich bekannter Weise = zweckmäßigerweise ein zylindrischer und/oder konischer, gewindefreier Schaft vorgesehen, der sich besonders gut mit der Gingiva verträgt, in welcher der Schaft bei der kieferorthopädischen Behandlung steckt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
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1 zeigt stark vergrößert eine orthodontische Ankerschraube in einer Seitenansicht,
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2 zeigt dieselbe Ankerschraube in einer gegenüber der 1 um 90° gedrehten Seitenansicht,
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3 zeigt den Querschnitt A-A durch die Ankerschraube gemäß 1, und
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4 zeigt die Draufsicht auf den Kopf der Ankerschraube gemäß 1.
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Die Ankerschraube hat einen Kopf 1 mit einem Außenachtskant 2, an welchem ein Schraubenschlüssel angreifen kann. Andere Gestaltungen, die eine Drehmomentübertragung mittels eines Formschlusses ermöglichen, sind ebenfalls möglich, z. B. ein Außensechskant, allgemein ein Außenmehrkant. Im Kopf 1 ist ein Kreuzschlitz 3 vorgesehen, welcher unter einer Abdeckung 4, welche der Kreuzschlitz 3 durchsetzt, aufgebohrt ist. Unter der Abdeckung 4 hat der Kopf 1 eine außen liegende Ringnut 5. Mit Hilfe der Ringnut 5 und des Kreuzschlitzes 3 lässt sich an dem Kopf der Ankerschraube mittels eines Drahtes eine orthodontische Apparatur verankern.
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An den Außenachtkant 2 schließt sich ein Kragen 6 an, welcher als Anschlag für einen Schraubenschlüssel dient. An den Kragen 6 schließt sich ein glatter, konischer Abschnitt 7 an, welcher in einen glatten zylindrischen Schaft 8 übergeht. An den Schaft 8 schließt ein weiterer konischer Abschnitt 9 an, der in ein Gewindeteil 10 übergeht, welches an einer Spitze 11 endet.
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Der Gewindeteil 10 hat – abgesehen von seiner Spitze 11 – einen über seine Länge gleich bleibenden Kerndurchmesser D. Um den Kern 12 windet sich ein eingängiges, selbstfurchendes Gewinde herum, dessen Flanken 13 bzw. Gewindetäler 15 ein unsymmetrisches Profil haben. Alternativ kann auch ein mehrgängiges Gewinde vorgesehen sein. In jeder an die Spitze 11 anschließenden Windung 14 ist im Tal 15 zwischen je zwei Flanken 13 eine Schneidkante 16 ausgebildet, welche in einer radialen Ebene liegt, welche die Längsachse 19 der Ankerschraube enthält und in der Darstellung der 1 senkrecht auf der Zeichenebene steht und in der Darstellung der 2 mit der Zeichenebene zusammenfällt. Die Schneidkante 16 ist ein Rand einer Ausnehmung, die durch eine Fläche 17, welche Teil einer Zylindermantelfläche ist, deren Achse 20 Abstand von der Längsachse 19 der Ankerschraube hat und durch eine ebene Endfläche 18 begrenzt ist, welche rechtwinklig zur Zylindermantelfläche 17 ausgerichtet ist. Alternativ kann die Endfläche 18 aber auch um einen kleinen positiven oder negativen Winkel, vorzugsweise nicht mehr als +_10°, von der rechtwinkligen Orientierung abweichen. Alle Schneidkanten liegen in einer gemeinsamen Ebene und durchqueren die Flanken 13 nicht. Die Schneidkanten könnten aber auch in unterschiedlichen Ebenen liegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kopf
- 2
- Außenachtkant
- 3
- Kreuzschlitz
- 4
- Abdeckung
- 5
- Ringnut
- 6
- Kragen
- 7
- Abschnitt
- 8
- Schaft
- 9
- Abschnitt
- 10
- Gewindeteil
- 11
- Spitze
- 12
- Kern
- 13
- Flanken
- 14
- Windung
- 15
- Gewindetal
- 16
- Schneidkante
- 17
- Zylindermantelfläche
- 18
- Endfläche
- 19
- Längsachse
- 20
- Achse von 17
