DE4217082C2 - Künstliche Zahnwurzel mit der Funktion einer natürlichen Zahnwurzel - Google Patents
Künstliche Zahnwurzel mit der Funktion einer natürlichen ZahnwurzelInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine künstliche Zahnwurzel
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die Funktionen einer
natürlichen Zahnwurzel übernimmt.
In jüngerer Zeit kam die Verwendung von Zahn-Implantaten anstelle von herausnehm
baren Gebissen in Gebrauch. Allerdings brachte das System der Verbindung zwischen
Zahn-Implantaten und den Knochen des Kiefers bisher ungelöste Probleme mit sich.
Infektionen und eine Absorption von Alveolen-Knochenmasse sind in diesem Zusam
menhang wichtige Problempunkte.
Das Konzept einer künstlichen Zahnwurzel ist völlig verschieden von dem eines Zahn-
Implantats. Ein Zahn-Implantat hat kein wirksames, die Wurzel stützendes Gewebe, was
für das Kauen nötig ist. Auf der anderen Seite hat eine künstliche Wurzel einen die
Wurzel stützenden Apparat, welcher bei Ausführen der Kaufunktion wirksam ist. In einer
früheren Erfindung wurde eine künstliche Wurzel aus Hydroxylapatit zur Befestigung am
Fasergewebe entwickelt. Diese künstliche Wurzel wies ein System der Verbindung zum
Knochen des Kiefers auf, welches dem der Ligament-Gomphosis (Ligament-Einzapfung)
des natürlichen Zahns ähnlich war. Diese künstliche Wurzel war jedoch unmittelbar nach
der operativen Einbringung sehr instabil und konnte daher leicht herausfallen.
Aus dem Stand der Technik sind funktionelle künstliche Zahnwurzeln bekannt, die aus
einer Legierung mit Form-Gedächtnis bestehen, deren Morphologie sich in der Wurzel
spitze aufgrund der Körpertemperatur nach der Implantation ändert, so daß die Wurzel
in dem Kieferknochen verankert bleibt.
Dieses künstliche System zur Verankerung der Zahnwurzel ist dem eines natürlichen
Zahns ähnlich und weist periodontale Ligament-Fasergewebe auf, die am Alveolen-
Knochen anhaften. Die an sich zu diesem Zweck bekannten Ligament-Fasergewebe
weisen funktionelle Orientierung auf und haften auf der einen Seite an der Oberfläche der
künstlichen Zahnwurzel, auf der anderen Seite am Alveolen-Knochen.
Die DE 33 24 389 A1 offenbart eine Enossal-Implantatstruktur für die orale Implantologie mit
einem planaren Körperteil, der unter Bildung einer künstlichen Zahnwurzel
der eingangs genannten Art in einen
Alveolarknochen eingebettet ist. Dieser planare Körperteil umfaßt eine Vielzahl von
Schenkelteilen, die aus einem metallischen Material mit einem thermischen Erinnerungs
vermögen in Abhängigkeit von Temperaturveränderung bestehen. Derartige Metalle und
Legierungen für Dentalimplantate sind beispielsweise von Ralph V. McKinney in (1)
"Endosteal Dental Implants", Seite 28, Herausgeber R.W. Reinhardt, Mosby-Year Book
(1991) oder von Gert K. H. Fallschüssel in (2) Zahnärztliche Implantologie, Wissen
schaft und Praxis, Seite 92ff., Quintessenz-Verlags-GmbH (1986) beschrieben. Die übli
cherweise verwendeten metallischen Materialien mit thermischem Erinnerungsvermögen
enthalten jedoch Ni als Bestandteil. So beschreibt (2) z. B. die Verwendung von Edelstäh
len (Chrom-Nickel-Stählen) oder Memory-Legierungen auf Nickeltitanbasis. Ebenso be
schreibt die DE 33 24 389 A1 Implantatstrukturen beispielsweise aus TiNi, NiAl und
CuAlNi.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine künstliche Zahnwurzel zur Verfügung zu stellen, die
in ihrer Funktion einer natürlichen Zahnwurzel entspricht, insbesondere sich einfach und
fest im Knochen verankern läßt, und dabei die Nachteile des Standes der Technik, insbe
sondere den Ni-Gehalt der verwendeten Materialien, vermeidet.
Die Erfindung betrifft eine künstliche Zahnwurzel, welche die Funktion einer natürlichen
Zahnwurzel hat und aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist, welche die
Morphologie der künstlichen Zahnwurzelspitze nach der Implantation durch Körper
wärme ändert, so daß sich die künstliche Zahnwurzel in dem Kieferknochen verankert.
Die erfindungsgemäße Zahnwurzel ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerung
periodontale Ligament-Fasergewebe aufweist und in gleicher Weise wie bei einem
natürlichen Zahn erfolgt, und daß die Legierung eine Titan-Palladium-(TiPd-)Legierung
oder eine Titan-Palladium-Legierung, in der ein Teil des Palladiums durch Cobalt ersetzt
ist (TiPd-Co-Legierung), ist.
Vorzugsweise besteht die Ti Pd-Co-Legierung aus 50 Atom-% Titan, 30 Atom-%
Palladium und 20 Atom-% Cobalt.
Die erfindungsgemäße Zahnwurzel kann vorteilhaft als Zahnimplantat verwendet werden.
Mit der erfindungsgemäßen künstlichen Zahnwurzel wird eine Absorption des Alveolen-
Knochens bei der Funktion vermieden. Ein Ausfallen der künstlichen Zahnwurzel kann
zuverlässig dadurch verhindert werden, daß man die Form der neuen, erfindungsgemäßen
künstlichen Zahnwurzel verändert, die aus einer Legierung mit Form-Gedächtnis besteht.
Gleichzeitig gestattet es die erfindungsgemäße Legierung, auf Nickel als Implantatbestand
teil zu verzichten. Dadurch können verschiedene auf der Auslösung von Ni beruhende,
gesundheitliche Probleme vermieden werden.
Die künstliche Zahnwurzel gemäß der Erfindung wird nachfolgend anhand der in den
Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert, ohne jedoch auf diese
bevorzugten Ausführungsformen beschränkt zu sein. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Erfindung, nämlich einen
Backenzahn (Molar);
Fig. 2 eine Ansicht des Backenzahns gemäß Fig. 1 von unten; und
Fig. 3 eine Darstellung der Funktionsweise der Erfindung anhand der Ausführungs
form gemäß Fig. 1.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen künstlichen Zahnwurzel wird eine Legierung mit
Form-Gedächtnis verwendet, welche Eigenschaften aufweist, welche den menschlichen
Körper nicht in nachteiliger Weise beeinflussen. Genauer wird eine Titan-Palladium-
Legierung (TiPd) oder eine Titan-Palladium-Cobalt-Legierung (TiPdCo) verwendet, in
der ein Teil des Palladiums durch Cobalt ersetzt ist. Bevorzugtes Beispiel für eine solche
Legierung ist eine Titan-Palladium-Cobalt-Legierung mit einem Titan-Gehalt von 50
Atom-%.
Wenn eine künstliche Zahnwurzel gemäß der vorliegenden Erfindung in einen Kiefer
knochen implantiert wird, kehrt die Wurzelspitze infolge der Einwirkung der Körperwär
me und der dadurch einsetzenden Veränderung der Morphologie der Wurzelspitze wieder
in die Ausgangsform zurück, wodurch die Wurzelspitzen in engem Kontakt zur Innenflä
che einer im Kieferknochen gebildeten Alveole fixiert werden, so daß einem Herausfallen
der künstlichen Zahnwurzel wirksam vorgebeugt wird.
Eine-bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen künstlichen Zahnwurzel wird
in den Figuren gezeigt. Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht dieser Ausführungsform und
Fig. 2 eine Ansicht dieser Ausführungsform von unten. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet
den Körper einer künstlichen Zahnwurzel gemäß der vorliegenden Erfindung, welche
drei Einzelwurzeln 2 in ihrem unteren Teil aufweist, wie sie sich auch bei einem
natürlichen oberen Backenzahn (Molar) finden.
In einem Kieferknochen wird eine Bohrung in Form einer Alveole hergestellt, und die
künstliche Zahnwurzel mit den drei Einzelwurzeln 2 wird in die Alveole aufrecht bis zu
den Wurzelhälsen eingesetzt. Die künstliche Zahnwurzel gemäß der Erfindung wird dann
erwärmt, damit die Einzelwurzeln 2 die Transformationstemperatur erreichen. Bei dieser
Temperatur öffnen die drei Einzelwurzeln 2 ihre Position zueinander von der Deforma
tionsstellung, wie sie in Fig. 3 durch die unterbrochenen Linien dargestellt ist, in die
geöffnete Stellung, wie sie in Fig. 3 durch die durchgezogenen Linien dargestellt ist.
Dadurch kommen die drei Einzelwurzeln in eine vorher eingestellte Stellung, in der die
drei Wurzelspitzen der Einzelwurzeln 2 in engem Kontakt mit der Innenfläche der
Alveole stehen und an dieser fixiert sind, so daß keine Gefahr besteht, daß die künstliche
Zahnwurzel aus der Alveole fällt.
Ein künstlicher unterer Molar und ein künstlicher oberer Premolar weisen jeweils zwei
Einzelwurzeln auf, und ein künstlicher unterer Premolar, ein künstlicher oberer und
unterer Frontzahn und künstliche Eckzähne weisen jeweils eine Einzelwurzel auf. Die
Wurzelspitzen dieser künstlichen Zähne bestehen jeweils aus der Legierung mit Form
gedächtnis, die in der gleichen Weise wie die entsprechenden natürlichen Zähne
schleudergebogen wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Operation zur Implantation der künstlichen
Zahnwurzel in einen Kieferknochen durchgeführt, und die Wurzelspitzen dieser
Zahnwurzel stehen dann in engem Kontakt zur Innenfläche einer Alveole im Kiefer
knochen aufgrund der Formgedächtnis-Eigenschaft der Legierung. Die Wurzelspitzen
sind fest fixiert. Die Wurzelspitzen sind ligamentös mit Fasergewebe mit dem Kiefer
knochen verbunden, wobei dies genauso der Fall ist wie bei einem natürlichen Zahn. Es
besteht also keine Gefahr, daß sich die künstliche Zahnwurzel aus der Alveole löst.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert.
Es wurde ein oberer Molar aus einer Legierung mit Formgedächtnis mit folgender
Zusammensetzung hergestellt:
Titan: 50 Atom-%;
Palladium: 30 Atom- %; und
Cobalt: 20 Atom-%.
Titan: 50 Atom-%;
Palladium: 30 Atom- %; und
Cobalt: 20 Atom-%.
Durch eine Temperaturbehandlung wurde die Legierung in die Austenit-Phase überführt.
Die Temperatur zu Beginn der Behandlung (Af) betrug 4°C; die Temperatur am Schluß
der Behandlung (Af) betrug 15°C.
In einem Kieferknochen wurde eine Bohrung in Form einer Alveole hergestellt. Der
Molar mit der künstlichen Zahnwurzel (3 Einzelwurzeln) wurde aufrecht bis zu den
Wurzelhälsen in die Alveole eingesetzt. Die Legierung des künstlichen Molaren wurde
dann auf die oben angegebene Temperatur erwärmt, damit die Legierung des Materials
die Transformationstemperatur erreicht. Bei dieser Temperatur öffneten sich die 3
Einzelwurzeln, und es fand ein Übergang von der "Deformationsstellung" in die
geöffnete Stellung statt. Die Einzelwurzeln kamen dadurch in eine vorher individuell
eingestellte Stellung, in der die 3 Wurzelspitzen der Einzelwurzel in engem Kontakt mit
der Innenfläche der Alveole stehen und an dieser so fixiert sind, daß der Zahn nach
Abschluß der Temperaturbehandlung fest in der Alveole verankert war.
Ein Herausfallen des künstlichen Zahns aus der Alveole war nicht mehr möglich.
Vergleichbare künstliche Zähne lassen sich auch für Zähne mit zwei Einzelwurzeln bzw.
einer Einzelwurzel herstellen. In allen Fällen wurde für die aus Titan-Palladium-Cobalt-
Legierung hergestellten Zähne eine feste Verankerung der Wurzel im Kieferknochen
nach Abschluß der Temperaturbehandlung beobachtet.
Claims (3)
1. Künstliche Zahnwurzel, welche die Funktion einer natürlichen Zahnwurzel hat, die
aus einer Legierung mit Formgedächtnis hergestellt ist, welche die Morphologie der
künstlichen Zahnwurzelspitze nach der Implantation durch Körperwärme ändert, so daß
sich die künstliche Zahnwurzel in dem Kieferknochen verankert, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verankerung periodontale Ligament-Fasergewebe aufweist und
in gleicher Weise wie bei einem natürlichen Zahn erfolgt, und daß die Legierung eine
Titan-Palladium-(TiPd-)Legierung oder eine Titan-Palladium-Legierung, in der ein Teil
des Palladiums durch Cobalt ersetzt ist (TiPd-Co-Legierung), ist.
2. Künstliche Zahnwurzel nach Anspruch 1, wobei die Ti Pd-Co-Legierung aus 50
Atom-% Titan, 30 Atom-% Palladium und 20 Atom-% Cobalt besteht.
3. Verwendung einer künstlichen Zahnwurzel nach einem der Ansprüche 1 und 2 als
Zahn-Implantat.
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