WO2008009272A1 - Implant - Google Patents

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WO2008009272A1
WO2008009272A1 PCT/DE2007/001267 DE2007001267W WO2008009272A1 WO 2008009272 A1 WO2008009272 A1 WO 2008009272A1 DE 2007001267 W DE2007001267 W DE 2007001267W WO 2008009272 A1 WO2008009272 A1 WO 2008009272A1
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implant
bone
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shaped body
etched
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PCT/DE2007/001267
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Dieter Keller
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Dieter Keller
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    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
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    • A61F2/30767—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2002/30906—Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth shot- sand- or grit-blasted
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    • A61F2/3094—Designing or manufacturing processes
    • A61F2002/30968—Sintering

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an implant and an implant, which is produced by this method.
  • Implants are often used in particular in the field of dentures in humans.
  • the compatibility of the implant with the bone and a rapid and sufficiently stable osseointegration are problematic.
  • a dental implant which has a bioactive ceramic layer to increase the compatibility with the jawbone.
  • a dental implant is likewise known from DE 20 2004 020338 U1, wherein a shaped part is milled from a zirconium oxide green body which has an excess to compensate for a shrinkage due to sintering. The milled green body is then blasted with sand and only then is the fired green body sintered. The blast treatment of the surface of the zirconia green sheet creates a rough structure that increases the degree of osseointegration.
  • RI also described in DE 10 2004 027959 A1 is a dental implant with an anchoring section based on zirconium oxide, wherein the endosseous parts are roughened by means of blasting sand.
  • Implants are understood here to mean different implant types, such as bone implants, eddy-part implants, but in particular dental implants.
  • the implant is intended for growth on a bone.
  • the implant can also replace bone parts.
  • a zirconia-based green compact preferably in rod form.
  • the zirconia green sheet is preferably slightly pre-sintered to give it sufficient stability and toughness.
  • the green body can even consist exclusively of zirconia.
  • zirconium oxide is metal-free with respect to titanium and is snow-white in the pure state.
  • the Zirkonoxid indispensableling can be colored in any given tooth color to achieve an aesthetically pleasing result.
  • no foreign material such as a biocompatible ceramic layer, needs to be applied, which already influences the quality of the base material during the manufacturing process.
  • a resorption of calcium, phosphate or composites between different materials does not occur.
  • a shaped body is formed by preferably milling.
  • the shaped body is milled out of the zirconia body by means of a milling device.
  • the green body receives its basic geometric shape and the molded body is created. Milling methods are well known in the art and therefore will not be further described here.
  • the molded article has an oversize of about 30% to account for shrinkage due to subsequent heating.
  • After the production of the green body is at least one etched for contact with the bone outer surface of the green body with acid. Milling and etching need not follow each other directly. At the etched areas, the outer surface of the implant receives an osseointegration-enhancing microstructure in the ⁇ range, which, in addition to shortening the healing time, also increases bone quality.
  • the etched molding is then subjected to a heat treatment.
  • a heat treatment it may preferably be a known sintering process in which the etched molded body is baked in an oven at 1500 0 C to 2000 ° C preferably. Also due to the high sintering temperature acid residues are completely removed.
  • the microstructure is permanently strengthened by sintering.
  • Essential to the invention in the method described are the process steps milling, acid treatment and subsequent sintering. You can still insert intermediate steps.
  • the only slightly pre-sintered green compact is sufficiently chemically active to be vulnerable to attack by acid to form the microstructure. After the sintering process, the implant, in particular the outer surface of the implant, would no longer be chemically active, so that subsequent acid treatment would not be successful.
  • the outer surface of the implant is treated with acid, preferably concentrated hydrofluoric acid (HF) for about 15 seconds.
  • acid preferably concentrated hydrofluoric acid (HF)
  • the implant can be dipped in an acid bath and quickly withdrawn after 15 seconds.
  • the acid treatment produces the microstructure on the surface of the molding, which is a roughness in the ⁇ range.
  • microroughness or microstructure is preferably less than 1 ⁇ m and is therefore particularly well suited for stimulating the attachment of osteoplast cells in order to achieve a rapid growth of the cells to the zirconium oxide.
  • macroroughness after cell preparation is particularly suitable for rapid and stable osseointegration.
  • the surface of the molding receives a macrostructure. In the process, the surface becomes with
  • Blasting sand irradiated with predetermined grain size under certain pressure Preferably is used as blasting sand corundum with a grain size of 250 microns to 350 microns.
  • the macrostructure is a roughness in the range of more than 1 ⁇ m, with the center of gravity being 50 to 100 ⁇ m. Roughness is the average distance between two adjacent elevations of the associated roughness. The same applies to the microstructure.
  • the bone grows into the macrostructure during healing and fixes the implant to the bone. The bone needs the macrostructure for integration.
  • the acidic layer wetting the implant is rinsed off with water immediately after the etching process.
  • the acid-treated and washed shaped body is submerged in an alcohol bath under ultrasound.
  • an alcohol bath under ultrasound As a result, as far as a blasting treatment has been carried out, corundum residues are removed and the surface tension of the liquid in the green body is reduced so that the evaporation pressure during drying is reduced.
  • the molding can be dried.
  • the drying takes place at 50 ° C. under red light or in the drying oven for at least 30 minutes.
  • the implants described can be of various types.
  • the method according to the invention is suitable for the production of a wide variety of implants.
  • vertebral implants can be produced by the method according to the invention.
  • one area of the two vertebrae adjacent to the defective intervertebral disc can be removed and replaced by a vertebral implant.
  • the implant surfaces intended for contact with the vertebral bones are treated by the method according to the invention.
  • the spinal implant grows faster and more firmly on the two vertebrae than conventional implants.
  • a dental implant is produced.
  • the dental implant has an anchoring portion and a mounting portion.
  • the anchoring portion and the mounting portion are preferably made in one piece from a zirconia-based material. At best, the material can only contain zirconium oxide.
  • the molding of the Dental implants are milled from the zirconia green body and then treated on its surface.
  • the anchoring portion of the dental implant preferably comprises a thread already formed in the milling step.
  • the thread can be turned into the jawbone, thus ensuring a sufficient initial stability of the implant in the jawbone.
  • the jawbone grows during the healing phase in the grooves of the thread. It thus forms undercuts, which produce a mechanically stable connection between the dental implant and the jawbone.
  • the moldings hook u. ⁇ . which are implantable in the residual bone.
  • Fine usually on the anchoring portion of the dental implant formed anchoring structures of the implant outer surface, such as the thread, at best with the fine grain size of 250 microns and coarse topographies, such as smooth outer surfaces of vertebral implants or smooth anchoring structures of dental implants, with the coarse 350 ⁇ Grain blasted. Only the areas in which the bone is to grow in need to be blasted. The abutment portion of the dental implant need not be irradiated because it is intended for attachment of the prosthetics.
  • the object is achieved with respect to the product by an implant having the features of claim 12.
  • the implant essentially comprises zirconium oxide whose outer surfaces intended for contact with the bone have a macrostructure and a microstructure.
  • the outer surface of the implant intended for contact with the bone is provided with a
  • Microstructure preferably provided in the range below 1 micron.
  • the roughness created by protrusions and depressions is the microstructure.
  • the average distances adjacent elevations and / or depressions are less than 1 micron.
  • the microstructure can be prepared by the method described above using acid.
  • the outer surface has a superimposed macrostructure, preferably in the 100 ⁇ range.
  • the macrostructure also has elevations and depressions, with adjacent depressions or elevations having an average spacing of approximately 100 ⁇ m.
  • the macrostructure is generated by the blast treatment.
  • the anchoring structure may be a longitudinally oriented thread intended for insertion and anchoring in the jawbone.
  • the implant has as a tooth root implant on the opposite side of the thread a holder for an attachable after healing of the implant in the jaw bone crown. Thread and holder can be generated by the milling described above.
  • FIG. 2 shows a schematic side view of a dental implant according to the invention
  • FIG. 3 is a first perspective view of a thread of the dental implant in Fig. 2,
  • FIG. 4 is a second enlarged perspective view of the thread in Fig. 3,
  • FIG. 5 shows a third enlarged view of the thread in FIG. 3 and FIG. 4.
  • a Zirkonoxid indispensableling (ZrO 2 ) 20 is provided as a starting material for the production of the dental implant 10 according to the invention.
  • the Zirkonoxid indispensableling 20 is presintered.
  • the pretreatment renders the zirconia green compact 20 stable to handle.
  • a shaped body 30 is milled from at least part of the zirconia green compact 20.
  • the molded body 30 after milling has already substantially the shape of the dental implant 10 with excess to account for the shrinkage in a subsequent sintering step C to the final shape and compensate for this.
  • process step B several sub-process steps for the treatment of the molding 30 are summarized.
  • the anchoring section 31 intended for contact with the jawbone is first of all treated by sand blasting.
  • the blast treatment results in a macrostructure on the surface of the dental implant 10 which is in the range of 100 ⁇ m.
  • the macrostructure 37 of the jaw bone grows and anchored the dental implant 10 so firmly.
  • a blasting sand with a different, adapted grain size can be used.
  • the shaped body 30 is blasted with corundum having a grain size between 250 ⁇ m to 350 ⁇ m and a pressure of 1, 5 bar.
  • the small grain size of 250 ⁇ m is used for blasting filigree structures of an anchoring section 31, in particular for the treatment of a thread 33.
  • a sandblast treatment with 250 micron grit obtains the structure of the thread 33. Irradiation of the buildup section 32 can be completely dispensed with.
  • the shaped body receives by sandblasting its macrostructure 37 on the outer surface.
  • the green compact 30 is etched with acid.
  • the anchoring section 31 also receives its microstructure 34 essential to the invention.
  • only the anchoring section 31 is subjected to an acid treatment by only immersing it in an acid bath. It has been found convenient to allow concentrated hydrofluoric acid (HF) to act on blasting sand treated anchoring section 31 for 15 seconds.
  • HF concentrated hydrofluoric acid
  • the etched anchoring portion 31 is quickly pulled out of the acid bath and the molded body 30 is rinsed with water in total. This will remove most of the hydrofluoric acid.
  • the rinsed molded body 30 is then cleaned in an alcohol bath under ultrasound. On the one hand, corundum residues are removed by the ultrasonic and alcohol treatment, and on the other hand, the surface tension of the liquid in the molded body 30 is reduced. This reduces the evaporation pressure during drying.
  • Fig. 1 also subsumed under treatment step B, the molding 30 is treated at 50 ° C under red light or in a drying oven for at least 30 minutes.
  • the drying time also depends on the size of the implant.
  • step B Decisive for the abovementioned process steps subsumed under step B is the etching with hydrofluoric acid (HF). Due to the acid treatment, the dental implant 10 receives a microstructure 34 in addition to its macrostructure 37 produced by sand blasting.
  • HF hydrofluoric acid
  • the microstructure 34 is nanoscale roughness.
  • microstructure 34 that significantly accelerates the ingrowth of the dental implant 10 into the jawbone, as the first bone-forming cells, because of the microstructure 34, more easily connect to the zirconia outer surface of the implant via thin fibers
  • the molded body 30 is sintered in a conventional manner in method step C.
  • the etched molding 30 is baked in an oven at about 1500 0 C. It is also possible to use sintering temperatures of up to 2000 ° C.
  • the molded body 30 shrinks by about 30% to the dental implant 10, in the
  • Implantation usable shape and size. During sintering, microstructure 34 and macrostructure 37 are preserved.
  • Fig. 2 shows the dental implant 10 in its final version.
  • the dental implant 10 has the anchoring portion 31 having a thread 33 and the mounting portion 32 comprising a holder 36 for the application of prosthetic elements.
  • the anchoring portion 31 is tapered towards the free end. He has one conical shape.
  • the transition between anchoring portion 31 and holder 32 is formed as the dental implant 10 circumferential collar 35.
  • the dental implant 10 according to FIG. 2 is implanted in the pretreated jawbone.
  • the anchoring portion 31 is screwed with the thread 33 in the jawbone.
  • the thread 33 gives the implant an initial stability.
  • the jawbone grows into the macrostructure 37. A secure bond is created between anchoring portion 31 and jawbone.
  • the combination of macro and microstructure 33, 37 of the anchoring portion 31 significantly speeds healing. Without microstructure 34, significantly longer healing times would result. Due to the microstructure 34, fibers of the bone-forming cells can more readily and more easily bond to the zirconia of the macrostructure 37. Along this first forming fibers of the bone-forming cells, a jawbone grows into the macrostructure 37 of the dental implant 10. The dental implant 10 receives its actual stability by the ingrowth of the bone into the macrostructure 37. The bone quality is improved over conventional implants.
  • prosthetic elements such as stoops or crowns are cemented after healing.
  • the wound margins can be adapted directly to the implant outer surface. The result is a soft tissue termination on the dental implant 10.
  • the dental implant 10 is, up to a few millimeters above the bone crest, sunk into the jawbone.
  • Fig. 3 shows the thread 33 of the anchoring portion 31 in a first magnification.
  • the thread 33 has a diameter of about 6 mm and a length of about 10 - 12 mm.
  • the pitch of the thread 33 is about 1 mm.
  • FIG. 4 shows the macrostructure 37 of the thread 33 in Fig. 3 again in a second, larger magnification.
  • Fig. 4 shows the thread 33 in a section after sintering. After sintering, the dental implant 10 is extremely strong and resistant and in this state, in particular by an acid treatment, no longer changeable.
  • the macrostructure 37 shown in FIG. 4 is on the order of about 100 ⁇ m.
  • Fig. 5 shows a detail in Fig. 4 in a third even greater magnification.
  • the microstructure 34 is also shown after sintering of the thread 33 in Fig. 3.
  • the microstructure 34 is on the order of about 0.1 to 1 ⁇ m.
  • the microstructure 34 has small elevations and depressions.
  • the arrangement of elevations and depressions immediately adjacent to one another forms the roughness of the microstructure 34.
  • This microstructure 34 greatly facilitates the first attachment of the fibers of the bone-forming cells to the zirconia implant.
  • the microstructure 34 is a nanosurface of the zirconia outer surface.
  • the microstructure 34 is produced by etching with hydrofluoric acid in method step B. By sintering, however, the microstructure 34 is not destroyed, but permanently and firmly formed.

Abstract

The invention relates to the production of an implant for a human or animal body. According to the invention, a green body (20) is provided and a moulded body (30) is then formed from said green body (20). Subsequently, an outer surface of the moulded body designed to make contact with the bone (30) is etched and the etched moulded body (30) is subjected to thermal treatment.

Description

Implantat implant
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Implantates und ein Implantat, das nach diesem Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method for producing an implant and an implant, which is produced by this method.
Es ist im Stand der Technik bekannt, künstlich hergestellte Implantate in den Knochen eines Menschen oder Tieres einzupflanzen. Implantate finden insbesondere im Bereich des Zahnersatzes beim Menschen häufig Anwendung. Problematisch sind die Verträglichkeit des Implantates mit dem Knochen und eine zügige und hinreichend stabile Osseointegration.It is known in the art to implant artificially produced implants in the bones of a human or animal. Implants are often used in particular in the field of dentures in humans. The compatibility of the implant with the bone and a rapid and sufficiently stable osseointegration are problematic.
In der DE 69 53 348 T2 ist das Problem der Biokompatibilität eines Zahnimplantates mit dem lebenden Kieferknochen beschrieben. Dort wird eine Oxidschicht von der Oberfläche eines Titanimplantates entfernt, beispielsweise durch das Eintauchen des Implantates in Flusssäure. Eine weitere Behandlung der Oberfläche durch Schwefelsäure oder Flusssäure erzeugt eine für die Einwachsung erforderliche raue Oberflächentopografie. Die Oberfläche des Titanimplantates oxidiert und macht es dadurch körperverträglich. Titan ist dunkel.DE 69 53 348 T2 describes the problem of the biocompatibility of a dental implant with the living jawbone. There, an oxide layer is removed from the surface of a titanium implant, for example by immersing the implant in hydrofluoric acid. Further treatment of the surface by sulfuric acid or hydrofluoric acid produces a rough surface topography required for ingrowth. The surface of the titanium implant oxidizes and makes it biocompatible. Titan is dark.
Des Weiteren sind im Stand der Technik Dentalimplantate aus Zirkonoxid bekannt. In der DE 195 37 043 A1 ist ein Dentalretentionsstift beschrieben, der aus Zirkonoxid besteht. Zur Verbesserung der Verbindung zwischen Zirkonoxidstift und Zahn als auch zur besseren Handhabung, ist der Stift mit einer leicht strukturierbaren Keramik überzogen.Furthermore, dental implants made of zirconium oxide are known in the prior art. DE 195 37 043 A1 describes a dental retention pin which consists of zirconium oxide. To improve the connection between Zirkonoxidstift and tooth as well as for better handling, the pin is covered with a structurable ceramic easily.
In der DE 43 32 082 A1 ist ein Dentalimplantat offenbart, das zur Erhöhung der Verträglichkeit mit dem Kieferknochen eine bioaktive Keramikschicht aufweist.In DE 43 32 082 A1 a dental implant is disclosed which has a bioactive ceramic layer to increase the compatibility with the jawbone.
Aus der DE 20 2004 020338 U1 ist ebenfalls ein Dentalimplantat bekannt, wobei ein Formteil aus einem Zirkonoxidgrünling gefräst ist, das ein Übermaß zur Kompensation einer Schrumpfung durch Sintern aufweist. Der gefräste Grünkörper wird anschließend mit Sand gestrahlt und erst danach wird der gebrannte Grünkörper gesintert. Die Strahlbehandlung der Oberfläche des Zirkonoxidgrünlings erzeugt eine raue Struktur, die den Grad der Osseointegration erhöht.A dental implant is likewise known from DE 20 2004 020338 U1, wherein a shaped part is milled from a zirconium oxide green body which has an excess to compensate for a shrinkage due to sintering. The milled green body is then blasted with sand and only then is the fired green body sintered. The blast treatment of the surface of the zirconia green sheet creates a rough structure that increases the degree of osseointegration.
RI Auch in der DE 10 2004 027959 A1 ist ein Dentalimplantat mit einem Verankerungsabschnitt auf Zirkonoxydbasis beschrieben, wobei die enossalen Anteile mittels Strahlsandes aufgeraut sind.RI Also described in DE 10 2004 027959 A1 is a dental implant with an anchoring section based on zirconium oxide, wherein the endosseous parts are roughened by means of blasting sand.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Implantates und ein Implantat zur Verfügung zu stellen, das auf Zirkonoxidbasis hergestellt wird bzw. ist und das schnell in den Knochen einwächst.It is an object of the invention to provide a method of manufacturing an implant and an implant made of zirconia-based material which rapidly grows into the bone.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.With regard to the method, the object is achieved by a method having the features of claim 1.
Unter Implantaten werden hier verschiedene Implantatarten wie Knochenimplantate, Wirbelteilimplantate, insbesondere aber Zahnimplantate verstanden. Das Implantat ist zum Anwachsen an einen Knochen bestimmt. Das Implantat kann auch Knochenteile ersetzen.Implants are understood here to mean different implant types, such as bone implants, eddy-part implants, but in particular dental implants. The implant is intended for growth on a bone. The implant can also replace bone parts.
Zunächst wird ein Grünling auf Zirkonoxidbasis, vorzugsweise in Stabform, zur Verfügung gestellt. Der Zirkonoxidgrünling ist vorzugsweise leicht vorgesintert, um ihm eine hinreichende Stabilität und Widerstandsfähigkeit zu verleihen. Der Grünling kann sogar ausschließlich aus Zirkonoxid bestehen.First, a zirconia-based green compact, preferably in rod form, is provided. The zirconia green sheet is preferably slightly pre-sintered to give it sufficient stability and toughness. The green body can even consist exclusively of zirconia.
Vorteilhafterweise ist Zirkonoxid gegenüber Titan metallfrei und im reinen Zustand schneeweiß. Der Zirkonoxidgrünling kann in jeder vorgegebenen Zahnfarbe eingefärbt werden, um ein ästhetisch ansprechendes Ergebnis zu erzielen. Insbesondere braucht kein Fremdmaterial, etwa eine biokompatible Keramikschicht, aufgetragen zu werden, die schon während des Herstellungsverfahrens Einfluss auf die Güte des Grundmaterials nimmt. Auch eine Resorption von Kalzium, Phosphat oder Verbundstoffen zwischen unterschiedlichen Materialen tritt nicht auf.Advantageously, zirconium oxide is metal-free with respect to titanium and is snow-white in the pure state. The Zirkonoxidgrünling can be colored in any given tooth color to achieve an aesthetically pleasing result. In particular, no foreign material, such as a biocompatible ceramic layer, needs to be applied, which already influences the quality of the base material during the manufacturing process. Also, a resorption of calcium, phosphate or composites between different materials does not occur.
Aus dem Zirkonoxidgrünling wird ein Formkörper durch vorzugsweise Fräsen herausgebildet. Vorzugsweise wird der Formkörper aus dem Zirkonoxidkörper mittels eines Fräsgerätes heraus gefräst. Beim Fräsvorgang erhält der Grünling seine grundsätzliche geometrische Form und es entsteht der Formkörper. Fräsverfahren sind dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden darum' hier nicht weiter beschrieben. Der Formkörper weist ein Übermaß von etwa 30% auf, um der Schrumpfung durch spätere Erhitzung Rechnung zu tragen. Nach der Herstellung des Grünlings wird zumindest eine zum Kontakt mit dem Knochen bestimmte Außenfläche des Grünlings mit Säure geätzt. Dabei brauchen Fräsen und Ätzen nicht unmittelbar aufeinander zu folgen. An den geätzten Bereichen erhält die Außenfläche des Implantates eine Osseointegration verbessernde Mikrostruktur im μ-Bereich, die neben der Verkürzung der Einheilzeit auch die Knochenqualität erhöht.From the Zirkonoxidgrünling a shaped body is formed by preferably milling. Preferably, the shaped body is milled out of the zirconia body by means of a milling device. During the milling process, the green body receives its basic geometric shape and the molded body is created. Milling methods are well known in the art and therefore will not be further described here. The molded article has an oversize of about 30% to account for shrinkage due to subsequent heating. After the production of the green body is at least one etched for contact with the bone outer surface of the green body with acid. Milling and etching need not follow each other directly. At the etched areas, the outer surface of the implant receives an osseointegration-enhancing microstructure in the μ range, which, in addition to shortening the healing time, also increases bone quality.
Erfindungsgemäß wird der geätzte Formkörper danach einer Hitzebehandlung unterworfen. Bei der Hitzebehandlung kann es sich vorzugsweise um ein bekanntes Sinterverfahren handeln, bei dem der geätzte Formkörper in einem Ofen bei 15000C bis vorzugsweise 2000°C gebacken wird. Auch aufgrund der hohen Sintertemperatur werden Säurereste vollständig entfernt. Die Mikrostruktur wird durch das Sintern dauerhaft gefestigt.According to the invention, the etched molding is then subjected to a heat treatment. In the heat treatment, it may preferably be a known sintering process in which the etched molded body is baked in an oven at 1500 0 C to 2000 ° C preferably. Also due to the high sintering temperature acid residues are completely removed. The microstructure is permanently strengthened by sintering.
Erfindungswesentlich bei dem beschriebenen Verfahren sind die Verfahrensschritte Fräsen, Säurebehandlung und nachfolgendes Sintern. Es können noch Zwischenschritte eingefügt werden. Der nur leicht vorgesinterte Grünling ist hinreichend chemisch aktiv, um durch Säure zur Ausbildung der Mikrostruktur angreifbar zu sein. Nach dem Sintervorgang wäre das Implantat, insbesondere die Außenfläche des Implantates, nicht mehr chemisch aktiv, so dass eine nachfolgende Säurebehandlung keinen Erfolg hätte.Essential to the invention in the method described are the process steps milling, acid treatment and subsequent sintering. You can still insert intermediate steps. The only slightly pre-sintered green compact is sufficiently chemically active to be vulnerable to attack by acid to form the microstructure. After the sintering process, the implant, in particular the outer surface of the implant, would no longer be chemically active, so that subsequent acid treatment would not be successful.
Günstigenfalls wird die Außenfläche des Implantates mit Säure, vorzugsweise mit konzentrierter Flusssäure (HF), etwa 15 Sekunden lang behandelt. Dazu kann das Implantat in ein Säurebad getunkt und zügig nach 15 Sekunden wieder herausgezogen werden. Die Säurebehandlung erzeugt auf der Oberfläche des Formkörpers die Mikrostruktur, das ist eine Rauhigkeit im μ-Bereich.Optionally, the outer surface of the implant is treated with acid, preferably concentrated hydrofluoric acid (HF) for about 15 seconds. For this purpose, the implant can be dipped in an acid bath and quickly withdrawn after 15 seconds. The acid treatment produces the microstructure on the surface of the molding, which is a roughness in the μ range.
Die Mikrorauhigkeit bzw. Mikrostruktur liegt vorzugsweise unter 1 μm und ist damit besonders gut geeignet, das Ansetzen von Osteoplastenzellen zu stimulieren, um ein schnelles Anwachsen der Zellen an das Zirkonoxid zu erreichen. Auf der anderen Seite ist die Makrorauhigkeit nach dem Ansetzen der Zellen besonders für eine schnelle und stabile Osseointegration geeignet.The microroughness or microstructure is preferably less than 1 μm and is therefore particularly well suited for stimulating the attachment of osteoplast cells in order to achieve a rapid growth of the cells to the zirconium oxide. On the other hand, macroroughness after cell preparation is particularly suitable for rapid and stable osseointegration.
Durch einen, sich in einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung dem Fräsen anschließenden, aber noch vor der Säurebehandlung angewendeten Strahlverfahrenschritt erhält die Oberfläche des Formkörpers eine Makrostruktur. Dabei wird die Oberfläche mitBy one, in a preferred embodiment of the invention following the milling, but applied before the acid treatment jet process step, the surface of the molding receives a macrostructure. In the process, the surface becomes with
Strahlsand mit vorgegebener Körnung unter bestimmtem Druck bestrahlt. Vorzugsweise wird als Strahlsand Korund mit einer Korngröße von 250 μm bis 350 μm verwendet. Die Makrostruktur ist eine Rauhigkeit im Bereich von mehr als einem 1 μm, wobei der Schwerpunkt bei 50 bis 100 μm liegt. Unter Rauhigkeit ist dabei der durchschnittliche Abstand zwischen zwei benachbarten Erhebungen der zugehörigen Rauhigkeit zu verstehen. Das Entsprechende gilt für die Mikrostruktur. Der Knochen wächst während der Einheilung in die Makrostruktur hinein und setzt das Implantat am Knochen fest. Der Knochen benötigt die Makrostruktur zur Integration.Blasting sand irradiated with predetermined grain size under certain pressure. Preferably is used as blasting sand corundum with a grain size of 250 microns to 350 microns. The macrostructure is a roughness in the range of more than 1 μm, with the center of gravity being 50 to 100 μm. Roughness is the average distance between two adjacent elevations of the associated roughness. The same applies to the microstructure. The bone grows into the macrostructure during healing and fixes the implant to the bone. The bone needs the macrostructure for integration.
Günstigenfalls wird die das Implantat benetzende Säureschicht unmittelbar nach dem Ätzvorgang mittels Wasser abgespült.In the best case, the acidic layer wetting the implant is rinsed off with water immediately after the etching process.
Vorzugsweise wird in einem nachfolgenden Schritt der mit Säure behandelte und gewaschene Formkörper unter Ultraschall in ein Alkoholbad getaucht. Dadurch werden, soweit eine Strahlbehandlung vorgenommen wurde, Korundreste entfernt und die Oberflächenspannung der Flüssigkeit im Grünling herabgesetzt, damit der Verdunstungsdruck während der Trocknung verringert wird.Preferably, in a subsequent step, the acid-treated and washed shaped body is submerged in an alcohol bath under ultrasound. As a result, as far as a blasting treatment has been carried out, corundum residues are removed and the surface tension of the liquid in the green body is reduced so that the evaporation pressure during drying is reduced.
Nach der Alkoholbehandlung kann der Formkörper getrocknet werden. Günstigenfalls erfolgt die Trocknung bei 500C unter Rotlicht oder im Trockenschrank mindestens 30 Minuten.After the alcohol treatment, the molding can be dried. Favorably, the drying takes place at 50 ° C. under red light or in the drying oven for at least 30 minutes.
Die beschriebenen Implantate können verschiedenster Art sein. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung verschiedenster Implantate. Es können beispielsweise Wirbelimplantate mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Zur Behebung von Bandscheibenschäden kann ein Bereich der beiden, der defekten Bandscheibe benachbarten Wirbel abgetragen werden und durch ein Wirbelimplantat ersetzt werden. Die zum Kontakt mit den Wirbelknochen bestimmten Implantatflächen werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. Das Wirbelimplantat wächst schneller und fester an den beiden Wirbeln an als herkömmliche Implantate.The implants described can be of various types. The method according to the invention is suitable for the production of a wide variety of implants. For example, vertebral implants can be produced by the method according to the invention. To correct intervertebral disc damage, one area of the two vertebrae adjacent to the defective intervertebral disc can be removed and replaced by a vertebral implant. The implant surfaces intended for contact with the vertebral bones are treated by the method according to the invention. The spinal implant grows faster and more firmly on the two vertebrae than conventional implants.
In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Zahnimplantat hergestellt. Das Zahnimplantat weist einen Verankerungsabschnitt und einen Aufbauabschnitt auf. Der Verankerungsabschnitt und der Aufbauabschnitt sind vorzugsweise einstückig aus einem Material auf Zirkonoxidbasis hergestellt. Das Material kann günstigstenfalls ausschließlich Zirkonoxid aufweisen. Der Formkörper des Zahnimplantates wird aus dem Zirkonoxidgrünling gefräst und seine Oberfläche dann weiterbehandelt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, a dental implant is produced. The dental implant has an anchoring portion and a mounting portion. The anchoring portion and the mounting portion are preferably made in one piece from a zirconia-based material. At best, the material can only contain zirconium oxide. The molding of the Dental implants are milled from the zirconia green body and then treated on its surface.
Der Verankerungsabschnitt des Zahnimplantats umfasst vorzugsweise ein bereits im Frässchritt ausgeformtes Gewinde. Das Gewinde lässt sich in den Kieferknochen drehen, und es gewährleistet damit eine hinreichende Anfangsstabilität des Implantates im Kieferknochen. Der Kieferknochen wächst während der Einheilungsphase in die Rillen des Gewindes hinein. Es bilden sich somit Hintergreifungen aus, die eine mechanisch stabile Verbindung zwischen Zahnimplantat und Kieferknochen erzeugen.The anchoring portion of the dental implant preferably comprises a thread already formed in the milling step. The thread can be turned into the jawbone, thus ensuring a sufficient initial stability of the implant in the jawbone. The jawbone grows during the healing phase in the grooves of the thread. It thus forms undercuts, which produce a mechanically stable connection between the dental implant and the jawbone.
Es sind jedoch auch andere Verankerungsstrukturen denkbar. Insbesondere bei der Herstellung der Wirbelimplantate können die Formkörper Haken u. Ä. aufweisen, die in den Restknochen einpflanzbar sind.However, other anchoring structures are also conceivable. In particular, in the manufacture of the vertebral implants, the moldings hook u. Ä. which are implantable in the residual bone.
Feine, in der Regel am Verankerungsabschnitt des Zahnimplantates ausgebildete Verankerungsstrukturen der Implantataußenfläche, wie beispielsweise das Gewinde, werden günstigstenfalls mit der feinen Körnung von 250 μm und grobe Topografien, wie etwa glatte Außenflächen von Wirbelimplantaten oder glatte Verankerungsstrukturen von Zahnimplantaten, werden mit der groben 350 μ-Körnung gestrahlt. Es brauchen nur die Bereiche gestrahlt werden, in die der Knochen einwachsen soll. Der Aufbauabschnitt des Zahnimplantates braucht nicht bestrahlt zu werden, weil er zur Befestigung der Prothetik bestimmt ist.Fine, usually on the anchoring portion of the dental implant formed anchoring structures of the implant outer surface, such as the thread, at best with the fine grain size of 250 microns and coarse topographies, such as smooth outer surfaces of vertebral implants or smooth anchoring structures of dental implants, with the coarse 350 μ Grain blasted. Only the areas in which the bone is to grow in need to be blasted. The abutment portion of the dental implant need not be irradiated because it is intended for attachment of the prosthetics.
Durch die Kombination von, durch auf einem Zirkonoxidgrundkörper nach diesem Verfahren ausgeformter Makro- und Mikrostruktur, wird die Osseointegration optimal begünstigt.The combination of macro and microstructure formed on a zirconia base body by this process optimally favors osseointegration.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Erzeugnisses durch ein Implantat mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Das Implantat weist im Wesentlichen Zirkonoxid auf, dessen, zum Kontakt mit dem Knochen bestimmte Außenflächen eine Makro- und eine Mikrostruktur aufweisen.The object is achieved with respect to the product by an implant having the features of claim 12. The implant essentially comprises zirconium oxide whose outer surfaces intended for contact with the bone have a macrostructure and a microstructure.
Die zum Kontakt mit dem Knochen bestimmte Außenfläche des Implantates ist mit einerThe outer surface of the implant intended for contact with the bone is provided with a
Mikrostruktur, vorzugsweise im Bereich unter 1 μm versehen. Die durch Erhebungen und Vertiefungen erzeugte Rauhigkeit ist die Mikrostruktur. Die durchschnittlichen Abstände benachbarter Erhebungen und/oder Vertiefungen liegen bei unter 1 μm. Die Mikrostruktur ist durch das oben beschrieben Verfahren unter Verwendung von Säure herstellbar.Microstructure, preferably provided in the range below 1 micron. The roughness created by protrusions and depressions is the microstructure. The average distances adjacent elevations and / or depressions are less than 1 micron. The microstructure can be prepared by the method described above using acid.
Günstigenfalls weist die Außenfläche zusätzlich zur Mikrostruktur eine sie überlagernde Makrostruktur, vorzugsweise im 100 μ-Bereich, auf. Die Makrostruktur weist ebenfalls Erhebungen und Vertiefungen auf, wobei benachbarte Vertiefungen bzw. Erhebungen einen Abstand von durchschnittlich etwa 100 μm haben. Die Makrostruktur ist durch die Strahlbehandlung erzeugt.Conveniently, in addition to the microstructure, the outer surface has a superimposed macrostructure, preferably in the 100 μ range. The macrostructure also has elevations and depressions, with adjacent depressions or elevations having an average spacing of approximately 100 μm. The macrostructure is generated by the blast treatment.
In der bevorzugten Ausführungsform eines Zahnimplantates, kann die Verankerungsstruktur ein in Wurzellängsrichtung ausgerichtetes Gewinde sein, das zum Einsetzen und zur Verankerung in dem Kieferknochen bestimmt ist. Das Implantat weist als Zahnwurzelimplantat auf der dem Gewinde gegenüberliegenden Seite eine Halterung für eine nach dem Einheilen des Implantates in den Kieferknochen aufsetzbare Krone auf. Gewinde und Halterung sind durch das oben beschriebene Fräsen erzeugbar.In the preferred embodiment of a dental implant, the anchoring structure may be a longitudinally oriented thread intended for insertion and anchoring in the jawbone. The implant has as a tooth root implant on the opposite side of the thread a holder for an attachable after healing of the implant in the jaw bone crown. Thread and holder can be generated by the milling described above.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, hinsichtlich des Verfahrens und anhand einer Ausführungsform hinsichtlich des Zahnimplantats, in insgesamt 5 Figuren beschrieben. Dabei zeigen:The invention will be described with reference to an embodiment, with regard to the method and with reference to an embodiment with respect to the dental implant, in a total of 5 figures. Showing:
Fig.1 eine schematische Darstellung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens,1 shows a schematic representation of the steps of the method according to the invention,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Zahnimplantats,2 shows a schematic side view of a dental implant according to the invention,
Fig. 3 eine erste perspektivische Ansicht eines Gewindes des Zahnimplantats in Fig. 2,3 is a first perspective view of a thread of the dental implant in Fig. 2,
Fig. 4 eine zweite vergrößerte perspektivische Ansicht des Gewindes in Fig. 3,4 is a second enlarged perspective view of the thread in Fig. 3,
Fig.5 eine dritte vergrößerte Ansicht des Gewindes in Fig. 3 und Fig. 4.5 shows a third enlarged view of the thread in FIG. 3 and FIG. 4.
In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eines Implantates in seiner Anwendung auf ein Zahnimplantat 10 dargestellt. Zunächst wird ein Zirkonoxidgrünling (ZrO2) 20 als Ausgangswerkstoff zur Herstellung des erfindungsgemäßen Zahnimplantates 10 zur Verfügung gestellt. Der Zirkonoxidgrünling 20 ist vorgesintert. Die Vorbehandlung macht den Zirkonoxidgrünling 20 zur Handhabung stabil. In einem ersten Verfahrensschritt A, wird aus zumindest einem Teil des Zirkonoxidgrünlings 20 ein Formkörper 30 gefräst. Zum Fräsen kann man sich bekannter, hier nicht näher beschriebener Fräsgeräte bedienen und damit verbundene, herkömmliche Frästechniken verwenden. Der Formkörper 30 hat nach dem Fräsen bereits im Wesentlichen die Form des Zahnimplantats 10 mit Übermaß, um der Schrumpfung in einem späteren Sinterschritt C zur endgültigen Form Rechnung zu tragen und diese auszugleichen.In Fig. 1, the manufacturing method of an implant according to the invention in its application to a dental implant 10 is shown. First, a Zirkonoxidgrünling (ZrO 2 ) 20 is provided as a starting material for the production of the dental implant 10 according to the invention. The Zirkonoxidgrünling 20 is presintered. The pretreatment renders the zirconia green compact 20 stable to handle. In a first method step A, a shaped body 30 is milled from at least part of the zirconia green compact 20. For milling, you can use known, not described in detail here milling machines and use related, conventional milling techniques. The molded body 30 after milling has already substantially the shape of the dental implant 10 with excess to account for the shrinkage in a subsequent sintering step C to the final shape and compensate for this.
In dem sich an den Verfahrensschritt A anschließenden Verfahrensschritt B sind mehrere Teilverfahrensschritte zur Behandlung des Formkörpers 30 zusammengefasst.In the subsequent process step A process step B several sub-process steps for the treatment of the molding 30 are summarized.
In dem Verfahrensschritt B wird zunächst der zum Kontakt mit dem Kieferknochen bestimmte Verankerungsabschnitt 31 durch Sandstrahlen behandelt. Durch die Strahlbehandlung entsteht eine Makrostruktur auf der Oberfläche des Zahnimplantates 10, die sich im Bereich von 100 μm befindet. In die Makrostruktur 37 wächst der Kieferknochen ein und verankert das Zahnimplantat 10 damit fest.In method step B, the anchoring section 31 intended for contact with the jawbone is first of all treated by sand blasting. The blast treatment results in a macrostructure on the surface of the dental implant 10 which is in the range of 100 μm. In the macrostructure 37 of the jaw bone grows and anchored the dental implant 10 so firmly.
Je nach zu behandelndem Bereich des Formkörpers 30 kann ein Strahlsand mit anderer, angepasster Körnung verwendet werden. Vorzugsweise wird der Formkörper 30 mit Korund mit einer Körnung zwischen 250 μm bis 350 μm und einem Druck von 1 ,5 bar gestrahlt. Die kleine Körnung von 250 μm wird zum Strahlen filigraner Strukturen eines Verankerungsabschnitts 31 , insbesondere zur Behandlung eines Gewindes 33 verwendet. Eine Sandstrahlbehandlung mit 250 μ-Körnung erhält die Struktur des Gewindes 33. Auf Bestrahlung des Aufbauabschnitts 32 kann vollständig verzichtet werden.Depending on the area of the molded body 30 to be treated, a blasting sand with a different, adapted grain size can be used. Preferably, the shaped body 30 is blasted with corundum having a grain size between 250 μm to 350 μm and a pressure of 1, 5 bar. The small grain size of 250 μm is used for blasting filigree structures of an anchoring section 31, in particular for the treatment of a thread 33. A sandblast treatment with 250 micron grit obtains the structure of the thread 33. Irradiation of the buildup section 32 can be completely dispensed with.
Es ist natürlich auch denkbar, andersartige Implantate, beispielsweise Knochen- oder Wirbelimplantate, vollständig mit einer groben Körnung zu strahlen. Der Formkörper erhält durch Sandstrahlen seine Makrostruktur 37 auf der Außenfläche.Of course, it is also conceivable to completely radiate different implants, for example bone or vertebral implants, with a coarse grain. The shaped body receives by sandblasting its macrostructure 37 on the outer surface.
In dem in Fig. 1 noch zu Schritt B gehörenden nachfolgenden Teilschritt wird der Grünling 30 mit Säure geätzt. Dadurch erhält auch der Verankerungsabschnitt 31 seine erfindungswesentliche Mikrostruktur 34. Dabei wird nur der Verankerungsabschnitt 31 einer Säurebehandlung unterzogen, indem nur er in ein Säurebad getaucht wird. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, konzentrierte Flusssäure (HF) 15 Sekunden lang auf den mit Strahlsand behandelten Verankerungsabschnitt 31 wirken zu lassen. Anschließend wird der geätzte Verankerungsabschnitt 31 zügig aus dem Säurebad herausgeholt und der Formkörper 30 insgesamt mit Wasser gespült. Dadurch wird der Großteil der Flusssäure entfernt.In the subsequent partial step, which is still part of step B in FIG. 1, the green compact 30 is etched with acid. As a result, the anchoring section 31 also receives its microstructure 34 essential to the invention. In this case, only the anchoring section 31 is subjected to an acid treatment by only immersing it in an acid bath. It has been found convenient to allow concentrated hydrofluoric acid (HF) to act on blasting sand treated anchoring section 31 for 15 seconds. Subsequently, the etched anchoring portion 31 is quickly pulled out of the acid bath and the molded body 30 is rinsed with water in total. This will remove most of the hydrofluoric acid.
Der gespülte Formkörper 30 wird dann in einem Alkoholbad unter Ultraschall gereinigt. Durch die Ultraschall- und Alkoholbehandlung werden zum einen Korundreste entfernt und zum anderen wird die Oberflächenspannung der Flüssigkeit in dem Formkörper 30 herabgesetzt. Dadurch wird der Verdunstungsdruck während der Trocknung verringert.The rinsed molded body 30 is then cleaned in an alcohol bath under ultrasound. On the one hand, corundum residues are removed by the ultrasonic and alcohol treatment, and on the other hand, the surface tension of the liquid in the molded body 30 is reduced. This reduces the evaporation pressure during drying.
Nachfolgend, in Fig. 1 ebenfalls noch unter Behandlungsschritt B subsumiert, wird der Formkörper 30 bei 50°C unter Rotlicht oder im Trockenschrank mindestens 30 Minuten behandelt. Die Trocknungsdauer hängt auch von der Implantatgröße ab.Subsequently, in Fig. 1 also subsumed under treatment step B, the molding 30 is treated at 50 ° C under red light or in a drying oven for at least 30 minutes. The drying time also depends on the size of the implant.
Entscheidend an den vorgenannten, unter Schritt B subsumierten Verfahrensschritten ist die Ätzung mit Flusssäure (HF). Durch die Säurebehandlung erhält das Zahnimplantat 10 zusätzlich zu seiner durch Sandstrahlen erzeugte Makrostruktur 37, eine Mikrostruktur 34.Decisive for the abovementioned process steps subsumed under step B is the etching with hydrofluoric acid (HF). Due to the acid treatment, the dental implant 10 receives a microstructure 34 in addition to its macrostructure 37 produced by sand blasting.
Bei der Mikrostruktur 34 handelt es sich um eine Rauheit im Nanobereich. DieThe microstructure 34 is nanoscale roughness. The
Mikrostruktur 34 ist es, die das Einwachsen des Zahnimplantats 10 in den Kieferknochen deutlich beschleunigt, da die ersten Knochen bildenden Zellen aufgrund der Mikrostruktur 34 leichter über dünne Fasern eine Verbindung zur Zirkonoxidaußenfläche des ImplantatsIt is microstructure 34 that significantly accelerates the ingrowth of the dental implant 10 into the jawbone, as the first bone-forming cells, because of the microstructure 34, more easily connect to the zirconia outer surface of the implant via thin fibers
10 herstellen können und damit insbesondere den Beginn des Einwachsens des10 and thus in particular the beginning of the ingrowth of the
Implantats 10 in den Kieferknochen erleichtern und beschleunigen.Facilitate and accelerate implant 10 into the jawbone.
Nach der Trocknung wird in Verfahrensschritt C der Formkörper 30 in an sich bekannter Weise gesintert. Dabei wird der geätzte Formkörper 30 in einen Ofen bei etwa 15000C gebacken. Es können auch Sintertemperaturen von bis zu 2000°C verwendet werden.After drying, the molded body 30 is sintered in a conventional manner in method step C. In this case, the etched molding 30 is baked in an oven at about 1500 0 C. It is also possible to use sintering temperatures of up to 2000 ° C.
Aufgrund der hohen Sintertemperatur werden auch Säurereste zersetzt. Durch das Sintern schrumpft der Formkörper 30 um etwa 30% zum Zahnimplantat 10, in der zurDue to the high sintering temperature also acid residues are decomposed. By sintering, the molded body 30 shrinks by about 30% to the dental implant 10, in the
Implantierung verwendbaren Form und Größe. Während des Sinterns bleiben Mikrostruktur 34 und Makrostruktur 37 erhalten.Implantation usable shape and size. During sintering, microstructure 34 and macrostructure 37 are preserved.
Fig. 2 zeigt das Zahnimplantat 10 in seiner Endversion. Das Zahnimplantat 10 weist den ein Gewinde 33 aufweisenden Verankerungsabschnitt 31 und den eine Halterung 36 für die Applikation von Prothetikelementen umfassenden Aufbauabschnitt 32 auf. Der Verankerungsabschnitt 31 ist zum freien Ende hin sich verjüngend ausgebildet. Er hat eine konische Form. Der Übergang zwischen Verankerungsabschnitt 31 und Halterung 32 ist als das Zahnimplantat 10 umlaufender Kragen 35 ausgebildet.Fig. 2 shows the dental implant 10 in its final version. The dental implant 10 has the anchoring portion 31 having a thread 33 and the mounting portion 32 comprising a holder 36 for the application of prosthetic elements. The anchoring portion 31 is tapered towards the free end. He has one conical shape. The transition between anchoring portion 31 and holder 32 is formed as the dental implant 10 circumferential collar 35.
Das Zahnimplantat 10 gemäß Fig. 2 wird in den vorbehandelten Kieferknochen eingepflanzt. Dazu wird der Verankerungsabschnitt 31 mit dem Gewinde 33 in den Kieferknochen eingeschraubt. Das Gewinde 33 gibt dem Implantat eine Anfangsstabilität. Während des Einheilens wächst der Kieferknochen in die Makrostruktur 37. Es entsteht ein sicherer Verbund zwischen Verankerungsabschnitt 31 und Kieferknochen.The dental implant 10 according to FIG. 2 is implanted in the pretreated jawbone. For this purpose, the anchoring portion 31 is screwed with the thread 33 in the jawbone. The thread 33 gives the implant an initial stability. During healing, the jawbone grows into the macrostructure 37. A secure bond is created between anchoring portion 31 and jawbone.
Die Kombination aus Makro- und Mikrostruktur 33, 37 des Verankerungsabschnitts 31 beschleunigt das Einheilen erheblich. Ohne Mikrostruktur 34 würden sich deutlich längere Einheilzeiten ergeben. Aufgrund der Mikrostruktur 34 können sich Fasern der Knochen bildenden Zellen schneller und leichter mit dem Zirkonoxid der Makrostruktur 37 verbinden. Entlang dieser ersten sich ausbildenden Fasern der Knochen bildenden Zellen, wächst ein Kieferknochen in die Makrostruktur 37 des Zahnimplantats 10 hinein. Das Zahnimplantat 10 erhält seine eigentliche Stabilität durch das Einwachsen des Knochens in die Makrostruktur 37. Die Knochenqualität ist gegenüber herkömmlichen Implantaten verbessert.The combination of macro and microstructure 33, 37 of the anchoring portion 31 significantly speeds healing. Without microstructure 34, significantly longer healing times would result. Due to the microstructure 34, fibers of the bone-forming cells can more readily and more easily bond to the zirconia of the macrostructure 37. Along this first forming fibers of the bone-forming cells, a jawbone grows into the macrostructure 37 of the dental implant 10. The dental implant 10 receives its actual stability by the ingrowth of the bone into the macrostructure 37. The bone quality is improved over conventional implants.
Auf den Aufbauabschnitt 32 werden nach der Einheilung Prothetikelemente wie Bücken oder Kronen zementiert. Nach dem Einpflanzen des Verankerungsabschnitts 31 in den Kieferknochen können die Wundränder direkt an die Implantataußenfläche adaptiert werden. Es entsteht ein Weichgewebeabschluss am Zahnimplantat 10. Das Zahnimplantat 10 wird, bis zu einigen Millimetern oberhalb des Knochenkammes, in den Kieferknochen versenkt.On the abutment portion 32, prosthetic elements such as stoops or crowns are cemented after healing. After planting the anchoring portion 31 in the jawbone, the wound margins can be adapted directly to the implant outer surface. The result is a soft tissue termination on the dental implant 10. The dental implant 10 is, up to a few millimeters above the bone crest, sunk into the jawbone.
Fig. 3 zeigt das Gewinde 33 des Verankerungsabschnitts 31 in einer ersten Vergrößerung. Das Gewinde 33 hat einen Durchmesser von etwa 6 mm und eine Länge von etwa 10 - 12 mm. Die Ganghöhe des Gewindes 33 beträgt etwa 1 mm.Fig. 3 shows the thread 33 of the anchoring portion 31 in a first magnification. The thread 33 has a diameter of about 6 mm and a length of about 10 - 12 mm. The pitch of the thread 33 is about 1 mm.
In Fig. 4 ist die Makrostruktur 37 des Gewindes 33 in Fig. 3 in einer zweiten stärkeren Vergrößerung noch einmal dargestellt. Fig. 4 zeigt das Gewinde 33 in einem Ausschnitt nach dem Sintern. Nach dem Sintern ist das Zahnimplantat 10 ausgesprochen fest und widerstandsfähig und in diesem Zustand, insbesondere durch eine Säurebehandlung, nicht mehr veränderbar. Die in Fig. 4 dargestellte Makrostruktur 37 liegt in der Größenordnung von etwa 100 μm. Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt in Fig. 4 in einer dritten noch stärkeren Vergrößerung. In Fig. 5 ist die Mikrostruktur 34 ebenfalls nach dem Sintern des Gewindes 33 in Fig. 3 dargestellt. Die Mikrostruktur 34 ist in der Größenordnung von etwa 0,1 bis 1 μm. Die Mikrostruktur 34 weist kleine Erhebungen und Senken auf. Die Anordnung von Erhebungen und Senken unmittelbar nebeneinander bildet die Rauheit der Mikrostruktur 34 aus. Diese Mikrostruktur 34 erleichtert das erste Anbinden der Fasern der Knochen bildenden Zellen an das Zirkonoxidimplantat erheblich. Die Mikrostruktur 34 ist eine Nanorauheit der Zirkonoxidaußenfläche. Die Mikrostruktur 34 entsteht durch das Ätzen mit Flusssäure im Verfahrensschritt B. Durch das Sintern wird die Mikrostruktur 34 jedoch nicht zerstört, sondern dauerhaft und fest ausgebildet. In Fig. 4, the macrostructure 37 of the thread 33 in Fig. 3 is shown again in a second, larger magnification. Fig. 4 shows the thread 33 in a section after sintering. After sintering, the dental implant 10 is extremely strong and resistant and in this state, in particular by an acid treatment, no longer changeable. The macrostructure 37 shown in FIG. 4 is on the order of about 100 μm. Fig. 5 shows a detail in Fig. 4 in a third even greater magnification. In Fig. 5, the microstructure 34 is also shown after sintering of the thread 33 in Fig. 3. The microstructure 34 is on the order of about 0.1 to 1 μm. The microstructure 34 has small elevations and depressions. The arrangement of elevations and depressions immediately adjacent to one another forms the roughness of the microstructure 34. This microstructure 34 greatly facilitates the first attachment of the fibers of the bone-forming cells to the zirconia implant. The microstructure 34 is a nanosurface of the zirconia outer surface. The microstructure 34 is produced by etching with hydrofluoric acid in method step B. By sintering, however, the microstructure 34 is not destroyed, but permanently and firmly formed.
Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS
10. (Zahn-) Implantat 20. Grünling 30. Formkörper10. (tooth) implant 20. green 30. molding
31. Verankerungsabschnitt31. anchoring section
32. Aufbauabschnitt32. Construction section
33. Gewinde33. Thread
34. Mikrostruktur 35. umlaufender Kragen34. Microstructure 35. circumferential collar
36. Halterung36. bracket
37. Makrostruktur 37. Macrostructure

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Implantates (10) für einen Knochen eines menschlichen oder tierischen Körpers, umfassend die Schritte: ein Formkörper (30) wird aus einem Grünling (20) auf Zirkonoxidbasis herausgebildet, eine zum Kontakt mit dem Knochen bestimmte Außenfläche des Formkörpers (30) wird zur Erzeugung einer Makrostruktur (37) mit Strahlsand gestrahlt, die Außenfläche des Formkörpers (30) wird zur Erzeugung einer Mikrostruktur (34) geätzt, der geätzte Formkörper (30) wird einer Hitzbehandlung unterworfen.1. A method for producing an implant (10) for a bone of a human or animal body, comprising the steps: a shaped body (30) is formed from a zirconia-based green body (20), an outer surface of the shaped body intended for contact with the bone ( 30) is blasted with blasting sand to form a macrostructure (37), the outer surface of the molded body (30) is etched to produce a microstructure (34), and the etched molded body (30) is subjected to a heat treatment.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der geätzte Formkörper (30) während der Hitzebehandlung gesintert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the etched molded body (30) is sintered during the heat treatment.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (30) bei ca. 20000C gesintert wird.3. The method according to claim 2, characterized in that the shaped body (30) is sintered at about 2000 0 C.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (30) aus dem Grünling (20) herausgefräst wird und dann die äußere Form des Implantats (10) mit einem Übermaß aufweist.4. The method of claim 1, 2 or 3, characterized in that the shaped body (30) is milled out of the green compact (20) and then having the outer shape of the implant (10) with an oversize.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Korund als Strahlsand verwendet wird.5. The method according to claim 1, characterized in that corundum is used as blasting sand.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Korund mit einer Körnung zwischen 250 μm bis 350 μm verwendet wird.6. The method according to claim 5, characterized in that corundum is used with a grain size between 250 microns to 350 microns.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche des Formkörpers (30) geätzt wird.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outer surface of the shaped body (30) is etched.
8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Verwendung von Flusssäure zum Ätzen des Formkörpers8. The method according to claim 7, characterized by the use of hydrofluoric acid for etching the shaped body
(30). (30).
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der geätzte Formkörper (30) mit Wasser gespült wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the etched molded body (30) is rinsed with water.
10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gespülte Formkörper (30) mit Alkohollösung in einem Ultraschallbad gereinigt wird.10. The method according to claim 7, 8 or 9, characterized in that the rinsed molded body (30) is cleaned with alcohol solution in an ultrasonic bath.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (30) danach getrocknet wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the shaped body (30) is dried thereafter.
12. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper (30) in Form eines Zahnimplantates (10) mit einem Übermaß aus dem Zirkonoxidgrünling mit einem Verankerungsabschnitt (31 ) und einem Aufbauabschnitt (32) gefräst wird.12. The method according to claim 1, characterized in that a shaped body (30) in the form of a dental implant (10) is milled with an excess of Zirkonoxidgrünling with an anchoring portion (31) and a mounting portion (32).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Übermaß etwa 30% beträgt.13. The method according to claim 12, characterized in that the excess is about 30%.
14. Implantat für einen Knochen eines menschlichen oder tierischen Körpers, hergestellt nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (10) aus einem Werkstoff auf Zirkonoxidbasis besteht, dessen zum Kontakt mit dem Knochen bestimmte Außenfläche gestrahlt ist und eine Makrostruktur (37) aufweist und dessen zum Kontakt mit dem Knochen bestimmte Außenfläche geätzt ist und eine Mikrostruktur (34) aufweist.14. An implant for a bone of a human or animal body, produced according to at least one of the preceding claims, characterized in that the implant (10) consists of a material based on zirconium oxide, whose outer surface intended for contact with the bone is blasted and has a macrostructure ( 37) and its outer surface intended for contact with the bone is etched and has a microstructure (34).
15. Implantat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es die Form eines Zahnwurzelimplantates(IO) aufweist einen Verankerungsabschnitt (31 ) und einem Aufbauabschnitt (32) umfasst, die einstückig aus einem Werkstoff auf Zirkonoxidbasis ausgebildet sind und dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Verankerungsabschnitt (31 ) an seiner Außenfläche eine durch Säurebehandlung erzeugte Mikrostruktur (34) und der Aufbauabschnitt (32) eine Halterung (36) zur Applikation einer Zahnprothetik aufweist.15. An implant according to claim 14, characterized in that it has the shape of a dental implant (IO) comprises an anchoring portion (31) and a mounting portion (32) which are integrally formed of a zirconia-based material and characterized in that at least the anchoring portion (31) has on its outer surface a microstructure (34) produced by acid treatment and the mounting portion (32) has a holder (36) for application of a dental prosthetics.
16. Implantat nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein Gewinde (33) in einer Längsrichtung des Verankerungsabschnitts (31 ), das zum Einschrauben in den Kieferknochen bestimmt ist.16. Implant according to claim 15, characterized by a thread (33) in a longitudinal direction of the Anchoring section (31) intended for screwing into the jawbone.
17. Implantat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte zum Kontakt mit dem Knochen bestimmte17. Implant according to claim 14, characterized in that the entire intended for contact with the bone
Außenfläche eine Mikrostruktur (34) und /oder Makrostruktur (37) aufweist.Outside surface has a microstructure (34) and / or macrostructure (37).
18. Implantat nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur (34) aus Erhebungen und Vertiefungen in einem durchschnittlichen Abstand von etwa 1 μm zwischen benachbarten Erhebungen bzw. Vertiefungen besteht.18. Implant according to at least one of claims 14 to 17, characterized in that the microstructure (34) consists of elevations and depressions in an average distance of about 1 micron between adjacent elevations or depressions.
19. Implantat nach wenigstens einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Makrostruktur (37) aus Erhebungen und Vertiefungen in einem durchschnittlichen Abstand von etwa 100 μm zwischen benachbarten Erhebungen bzw. Vertiefungen besteht 19. Implant according to at least one of claims 14 to 18, characterized in that the macrostructure (37) consists of elevations and depressions in an average distance of about 100 microns between adjacent elevations or depressions
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