ES2581761T3 - Implante dental intraóseo y método para realizarlo - Google Patents
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Abstract
Método para crear implantes dentales intraóseos que incluye las etapas de suministrar una capa de material en polvo previsto para formar el implante y aplicar un haz láser sinterizador a dicho material en polvo para formar una capa del implante y repetir varias veces las dos operaciones anteriores depositando cada vez una capa adicional de material en polvo sobre la capa precedente ya tratada con el haz láser para formar el implante, caracterizado porque el material en polvo usado es titanio en polvo y porque el haz láser es aplicado a las capas de titanio en polvo para formar cavidades en una superficie del implante, que están diseñados para ser colonizados por el hueso del paciente, consistiendo dichas cavidades en una red de microcavidades con una dimensión característica entre 70 y 200 micrómetros y de macrocavidades con una dimensión entre 200 y 800 micrómetros, interconectadas por microporos.
Description
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DESCRIPCION
Implante dental intraoseo y metodo para realizarlo
La presente invencion versa sobre un metodo de creacion de estructuras de implante dental intraoseo con una geometrla superficial predefinida y una estructura del implante efectuado por dicho metodo.
Como es sabido, en las personas con falta parcial o total de piezas, se usan y se insertan en el hueso implantes dentales de diversas formas, realizados, por ejemplo, en titanio, para sustituir elementos dentales naturales perdidos debido a enfermedad o a un traumatismo.
Tales implantes necesitan tiempos variables de recuperacion, generalmente entre tres meses en la mandlbula inferior y seis meses en el maxilar superior para que tenga lugar dentro del hueso la integracion osea, que garantiza la retencion con continuidad en el tiempo del artlculo fabricado implantado.
En el contexto de la implantologla moderna y, mas especlficamente, de la “ingenierla tisular”, es sabido que la superficie del implante debe tener cierto grado de rugosidad para favorecer el proceso curativo y obtener as! una mas rapida y mejor integracion osea del implante.
En la tecnica conocida, para obtener la superficie rugosa, se han propuesto diferentes metodos, tales como, por ejemplo, lo que ha dado en llamarse “pulverizacion por plasma”, tratamiento con acidos, limpieza con chorro de arena o combinaciones de estas dos ultimas tecnicas.
Sin embargo, los metodos conocidos anteriormente mencionados no permitlan obtener una porosidad superficial para estimular una integracion osea satisfactoria, aportando tambien otros inconvenientes no desdenables. Por ejemplo, en el caso de la pulverizacion por plasma, existe el riesgo de una liberacion considerable de partlculas de la cubierta del implante. En el caso de la limpieza con chorro de arena, existe la posibilidad de que haya partlculas residuales que contaminen la superficie del artlculo con arena. Inconvenientes similares hacen necesarios laboriosos y costosos tratamiento de descontaminacion de los implantes.
Tambien se ha propuesto (por ejemplo, por el documento US 6.077.989) formar una cubierta porosa aplicando en la superficie del implante polvo de titanio mezclado con un aglutinante para, a continuacion, someter a la pieza a un tratamiento a alta temperatura durante el cual las partlculas de polvo son fundidas y permanecen adherentes al implante.
Pero este metodo no permite obtener caracterlsticas de porosidad satisfactoria para una integracion osea rapida y efectiva, dado que, durante la fusion, las partlculas de polvo pueden asumir formar aleatorias que den origen a configuraciones superficiales inapropiadas para estimular la integracion osea.
Ademas, el anterior metodo puede implicar la presencia de trazas de sustancias contaminantes incorporadas en la superficie del implante debidas, por ejemplo, a residuos de adhesivo entre los granos de titanio.
El documento US-A-2001/0005797 da a conocer un metodo para producir implantes de hueso artificial sinterizando sucesivamente por laser varias capas de polvo de fosfato de calcio mezclado con aglutinante polimerico. La sinterizacion por laser funde el aglutinante polimerico, que a continuacion debe ser eliminado termicamente del implante.
El documento US 6 077 989 A versa sobre implantes porosos creados a partir de un biomaterial reabsorbible y, mas en particular, sobre un biomaterial reabsorbible para ser usado en la union o anclaje de tejido conectivo blando con tejido conectivo duro.
El documento CA-A-2557049 da a conocer un metodo para producir elementos metalicos o no metalicos (incluyendo productos para ser usados en el campo medico o dental) depositando y fundiendo o sinterizando por laser capas sucesivas de material en polvo.
El objeto de esta invencion es hacer disponible un metodo de creacion de una estructura de implante intraoseo que permite la formacion de superficies de implante que estimulen una intensa actividad angiogenica a la vez que promueve la formacion de hueso en tiempos mas cortos que en los implantes conocidos hasta ahora.
En el marco de este objeto, un proposito de esta invencion es crear una estructura de implante intraoseo que garantice una estabilidad mayor y mas duradera del implante dental integrado en el hueso a la larga.
Otro proposito es crear una estructura de implante intraoseo que permita una considerable aumento de la superficie de contacto con el hueso y, en consecuencia, mejor distribution de las fuerzas de mastication del implante al hueso.
La presente estructura de implante intraoseo tambien permite confeccionar un artlculo de implante fabricado de dimensiones personalizadas en funcion de la morfologla osea del paciente individual.
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Otro proposito de esta invencion es crear una estructura de implante intraoseo que tiene mejor estabilidad mecanica, que tiene mayor resistencia a las fuerzas de la carga masticatoria.
Estos y otros propositos, que son mejor explicados a continuacion, se logran mediante el uso segun esta invencion de un metodo para crear implantes dentales intraoseos segun la reivindicacion 1.
De nuevo segun esta invencion, se buscaba hacer disponibles una estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 6.
Caracterlsticas y ventajas adicionales del objeto de esta invencion se aclaran mediante un examen de la descripcion de una forma de realizacion preferente, pero no exclusiva, de esta invencion ilustrada a tltulo de ejemplo no limitante que aplica dichos principios. En los dibujos:
la FIG. 1 muestra una vista en alzado en corte transversal de la estructura de implante dental intraoseo segun esta invencion,
la FIG. 2 muestra una vista en seccion transversal segun el plano de corte II-II de la FIG. 1,
la FIG. 3 muestra una vista en alzado de la estructura de implante dental intraoseo segun esta invencion, y
la FIG. 4 muestra esquematicamente el procedimiento de fabricacion del implante segun esta invencion.
Con referencia particular a los slmbolos numericos de las anteriores figuras, la estructura de implante intraoseo segun esta invencion, designada en conjunto por el numero de referencia 1, incluye una superficie “biomimetica” que tiene una conformation geometrica particular consistente en cavidades que tienen efecto osteogenico y estan designadas en conjunto por el numero de referencia 2.
Las cavidades 2 tienen un tamano caracterlstico definido entre 70 y 800 micrometros con una profundidad variable entre 10 y 100 micrometros.
Ventajosamente, las cavidades 2 incluyen micro y macrocavidades. Las microcavidades tienen dimensiones entre 70 y 200 micrometros, mientras que las macrocavidades estan entre 200 y 800 micrometros.
Estas cavidades son capaces de estimular dentro de ellas una intensa actividad angiogenica a la vez que concentrar los factores de crecimiento oseo, incluyendo protelnas morfogenicas oseas (BMP), para promover la formation osea mas rapido que en la actualidad, que lleva de 4 a 6 meses.
Ademas, estas cavidades, una vez que el hueso ha crecido dentro de ellas, garantizan una estabilidad mejor o mas prolongada a la larga al implante dental integrado en el hueso.
Como resultado, desde el punto de vista biomecanico, hay un aumento considerable en la superficie de contacto con el hueso y, en consecuencia, mejor distribution de las fuerzas masticatorias entre el implante y el hueso.
Desde el punto de vista biologico, las cavidades son decisivas en la promotion de la formacion del hueso mas rapido que ahora.
La estructura del implante segun esta invencion y, en especial, el metodo de fabricacion asociado, explicado posteriormente, tambien permiten crear un artlculo fabricado de implante personalizado para el paciente partiendo de la realizacion de una TAC y de su remodelacion grafica y de la obtencion del modelo tridimensional de los maxilares.
El implante puede realizarse en una sola pieza dotada del raigon (no mostrado en la figura), ya inclinado de antemano para corregir cualquier falta de paralelismo entre varios implantes y/o los elementos dentales naturales.
En casos en los que se desea pasar a la carga inmediata del implante despues de su insertion en el hueso, en el artlculo fabricado que se implanta en una sola pieza y con dimensiones personalizadas en funcion de la morfologla osea del paciente individual, puede construirse en ceramica, resina o metal y ceramica (no mostrado en la figura) un conjunto de dientes postizos ceramicos.
Obtener las dos caracterlsticas anteriores —implante y raigon en una unica pieza personalizada y un conjunto de dientes postizos construidos de antemano— puede tener lugar usando un innovador metodo de fabricacion que requiere la realizacion tanto del implante dental como del conjunto de dientes postizos mediante sinterizacion de polvos de titanio usando un haz laser. Se entiende que el metodo de fabricacion tambien puede ser usado para la formacion del implante sin raigon o protesis construida de antemano.
Segun se muestra esquematicamente en la FIG. 4, el implante 1 puede ser creado usando una unidad productora 11 que incluye una camara 12 de atmosfera controlada en la que el artlculo es formado.
El titanio en polvo es depositado en capas (la FIG. 4 muestra la ultima capa 18 recien depositada) en una plataforma 14 amovible verticalmente a lo largo de un cilindro 19. Cada vez que se deposita una capa de titanio en polvo, un dispositivo laser 13 genera un haz laser sinterizador dirigido hacia la capa de titanio en polvo que acaba de depositarse, para formar una capa del implante. Los granos de titanio en polvo en los que incide el laser se funden e,
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inmediatamente despues, vuelven a solidificarse para formar parte del implante. La plataforma 14 es movida descendentemente mediante medios motrices conocidos no mostrados en la figura a medida que el articulo es formado.
El haz laser es controlado para formar las cavidades 2, que tienen efecto osteogenico, en la superficie externa del implante. El dispositivo laser 13 es controlado con este fin mediante medios 15 de control conocidos que pueden incluir un PC, en el que se memoriza un modelo tridimensional del implante que se desea crear, y un controlador apropiado capaz de pilotar el dispositivo laser 13 en funcion de los datos suministrados por el PC en el modelo del articulo.
La FIG. 4 muestra parte del implante durante la realizacion con la referencia 16, mientras que 17 designa el titanio en polvo que no es derretido por el laser y que puede ser recuperado para un proceso de fabricacion subsiguiente.
Ventajosamente, las capas depositadas pueden tener un grosor entre 1 y 100 micrometros. Ventajosamente, el titanio en polvo usado en el procedimiento es titanio puro en polvo o titanio en polvo de calidad medica 2, 4.
Los granos de titanio en polvo pueden tener dimensiones nanometricas. Preferentemente, segun se muestra en la FIG. 4, las capas de titanio en polvo que han de ser sinterizadas son depositadas segun planos perpendiculares a la extension del implante, que tiene una forma cilindrica o conica generalmente alargada.
Ventajosamente, durante el procedimiento de fabricacion, en la camara 12 hay un gas inerte (por ejemplo argon) para reducir al minirno la probabilidad de que pudieran adherirse impurezas a la superficie del implante.
Se hallo sorprendentemente que el uso de sinterizacion laser en el procedimiento de fabricacion permite obtener una porosidad superficial del implante con propiedades de osteointegracion excepcionalmente buenas y una reduccion bastante drastica en el tiempo necesario para la cicatrization.
Ademas, el metodo de fabricacion segun esta invention permite obtener directamente un producto casi descontaminado.
Ciertamente, cuando se usan las tecnicas de fabricacion conocidas, los implantes tienen que ser sometidos a procedimientos de descontaminacion costosos y laboriosos que buscan limpiar el articulo de residuos de la limpieza con chorro de arena, de aceites de tratamientos mecanicos o de otras impurezas segun se requiera.
Al crear el implante usando un haz sinterizador en una atmosfera controlada, la superficie del articulo ya tiene un alto nivel de limpieza. El producto, como mucho, puede ser sometido a un mero tratamiento con ultrasonidos con agua destilada o acidos organicos.
La conexion entre el raigon y el implante, cuando la construction de las dos partes es un raigon y un implante planificados y separados, es, preferentemente, del tipo puramente conico.
La sujecion del raigon (no mostrado) al tornillo oseo 1 se obtiene mediante la insertion de un vastago del mismo conformado segun un cono Morse dentro de una cavidad axial 4 con una correspondiente conformation realizada dentro del tornillo oseo. Esta cavidad 4 tiene una conformacion troncoconica, con ahusamiento hacia la punta, o cilindrica.
En esta cavidad el vastago del raigon puede ser acoplado por presion para el anclaje de la protesis. Sin embargo, el raigon tambien podria ser aplicado al implante mediante roscado.
La cavidad 4 se caracteriza por tener forma hexagonal en el fondo apical 3, en el que esta acoplada la mayor parte espinal y con la misma forma que el raigon. Sin embargo, la forma del fondo de la cavidad 4 podria ser triangular, cuadrada u octogonal.
Una variante de la forma del fondo de la cavidad 4 del implante es adoptar un diseno en estrella de 5 o 6 puntas, en la que encaja el vastago del raigon intercambiable de forma analoga.
La conexion conica permite mejor estabilidad mecanica, es decir, mejor resistencia a las fuerzas de la carga masticatoria.
Esta conexion tambien permite una mejor estabilidad biologica e impide el paso de fluidos y bacterias hacia las partes internas del implante.
Ademas, el hexagono o la estrella de 5 o 6 puntas en el extremo garantizan la correcta colocation del raigon al oponerse tambien a las fuerzas giratorias.
Ventajosamente, para permitir el roscado o la colocacion del implante en el hueso, el atornillador, que porta el implante, esta dotado de una portion intercambiable hexagonal o en estrella de 6 puntas que encaja en la parte mas apical de la cavidad interior del implante de forma hexagonal, posibilitando asi la aplicacion de la fuerza necesaria para la colocacion del implante en el hueso.
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Segun se muestra en las FIGURAS 1 y 3, en la superficie externa del implante 1 se forma un frenillo que podrla implicar aproximadamente dos tercios de la longitud del implante.
El tercio apical del implante puede ser macizo, y su superficie externa tiene cavidades de diametro de 70 a 800 micrometros. Con el nuevo procedimiento de sinterizacion, es posible construir esta parte para que todas las cavidades esten interconectadas por microporos para constituir una red de cavidades y poros que se comunican entre si que permiten su colonizacion por el hueso.
La superficie de los dos tercios superiores coronarios del implante tiene microcavidades con un diametro de 70 a 200 micrometros.
El borde superior al nivel del cuello del implante esta biselado y es liso, con una inclinacion entre 0° y 40°.
Se hace notar que los microporos de interconexion entre las cavidades podrlan formarse en cualquier punto del implante 1 en el que haya cavidades 2.
Ahora esta claro que se han logrado los fines preestablecidos.
Se crea una estructura de implante intraoseo caracterizada por tener una superficie con micro y macrocavidades de tamanos definidos que inducen la formation de hueso. Precisamente este dibujo geometrico de la superficie produce el efecto osteogenico.
El metodo de fabrication segun esta invention permite crear una porosidad superficial dotada de microcavidades y macrocavidades para llevar a resultados sorprendentes e inesperados desde el punto de vista de la osteointegracion.
Ademas, gracias al metodo segun esta invencion, es posible excluir del procedimiento de fabricacion los laboriosos y costosos tratamientos de descontaminacion a los que tenlan que ser sometidos los implantes realizados usando tecnicas conocidas.
Naturalmente, la anterior description de una realization que aplica los principios innovadores de esta invencion se da a tltulo de ejemplo no limitante de dichos principios dentro del alcance del derecho exclusivo aqul reivindicado.
La estructura de implante intraoseo segun esta invencion puede ser realizada a la medida en una sola pieza, con una forma, un tamano e inclinaciones de antemano del raigon para permitir la adaptation personalizada a los requisitos de la formacion osea del paciente individual.
La estructura tambien se caracteriza por una conexion de union conica entre el raigon y el implante.
Claims (15)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Metodo para crear implantes dentales intraoseos que incluye las etapas de suministrar una capa de material en polvo previsto para formar el implante y aplicar un haz laser sinterizador a dicho material en polvo para formar una capa del implante y repetir varias veces las dos operaciones anteriores depositando cada vez una capa adicional de material en polvo sobre la capa precedente ya tratada con el haz laser para formar el implante, caracterizado porque el material en polvo usado es titanio en polvo y porque el haz laser es aplicado a las capas de titanio en polvo para formar cavidades en una superficie del implante, que estan disenados para ser colonizados por el hueso del paciente, consistiendo dichas cavidades en una red de microcavidades con una dimension caracterlstica entre 70 y 200 micrometros y de macrocavidades con una dimension entre 200 y 800 micrometros, interconectadas por microporos.
- 2. Metodo segun la reivindicacion 1 caracterizado por que la deposition de las capas de titanio en polvo y la aplicacion del laser sinterizador se realiza en una atmosfera de gas inerte.
- 3. Metodo segun la reivindicacion 1 caracterizado porque las capas de titanio en polvo depositadas cada vez tienen un espesor entre 1 y 100 micrometros.
- 4. Metodo segun la reivindicacion 1 caracterizado por que el implante tiene una forma generalmente cillndrica alargada, depositandose las capas de titanio en polvo segun planos casi perpendiculares al eje del implante.
- 5. Metodo segun la reivindicacion 1 caracterizado por que el haz laser es controlado por medios de control disenados para memorizar un modelo tridimensional del implante y guiar el haz laser para realizar dicho modelo.
- 6. Estructura de implante dental intraoseo con una geometrla predefinida que tiene una superficie con cavidades disenadas para ser colonizadas por el hueso del paciente para obtener un efecto osteogenico, caracterizada por que la estructura del implante se realiza mediante sinterizacion laser de capas sucesivas de titanio en polvo y porque dichas cavidades consisten en una red de microcavidades con una dimension caracterlstica entre 70 y 200 micrometres y macrocavidades con una dimension entre 200 y 800 micrometres, interconectadas por microporos.
- 7. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 6 caracterizada por que esta realizada de una sola pieza y esta dotada tambien de un raigon ya inclinado de antemano para corregir cualquier falta de paralelismo entre varios implantes y/o los elementos dentales naturales.
- 8. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 6 caracterizada por que incluye una protesis ceramica, de resina o de metal-ceramica construida de antemano.
- 9. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 6 caracterizada por que la conexion entre el raigon y el implante, cuando se proporciona de manera separada la construction del raigon y el implante en dos partes, es de tipo puramente conico o de rosca.
- 10. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 9 caracterizada por que la sujecion del raigon al tornillo endooseo se obtiene mediante la insertion de un vastago formado segun un cono Morse en una cavidad axial (4) con una correspondiente conformation que se realiza dentro del tornillo endooseo.
- 11. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 10 caracterizada por que dicha cavidad axial (4) tiene en el fondo apical una portion hexagonal en la que esta acoplada la parte mas espinal que tiene la misma forma que el raigon.
- 12. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 10 caracterizada por que la forma del fondo de la cavidad axial (4) del implante tiene forma de estrella de 5 o 6 puntas en la que encaja el vastago del raigon intercambiable de forma analoga.
- 13. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 6 caracterizada por que el tercio apical del implante es macizo y la superficie externa tiene las cavidades con una dimension entre 70 y 800 micrometros.
- 14. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 6 caracterizada por que el borde superior al nivel del cuello del implante esta biselado y es liso, con una inclination entre 0° y 40°.
- 15. Estructura de implante dental intraoseo segun la reivindicacion 6 caracterizada por que la superficie de los dos tercios superiores coronarios del implante tiene microcavidades con una dimension entre 70 y 200 micrometros.
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