JP2012148082A - 歯科用インプラントと挿入ツールの組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】歯科用インプラントと挿入ツールの組立体を提供する。
【解決手段】この組立体は、非回転手段に非回転表面（7a,7b,7c,7d）を含むインプラントと、非回転手段にトルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',11d"）を含む挿入ツールとを有する。非回転手段の一方は凹部６を、非回転手段の他方はボルト10を形成する。ボルト10が凹部6に配置されている間、非回転表面（7a,7b,7c,7d）とトルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',11d"）は、第１の非トルク伝達位置で互いに相対回転し、第２のトルク伝達位置では、非回転表面とトルク伝達表面が互いに最大接触し、非回転表面とトルク伝達表面との間の角度は、第１位置よりも第２位置の方の角度が小さいことを特徴としている。
【選択図】図２

Description

本発明は、歯科用インプラントと、この歯科用インプラントを患者の骨に挿入するための挿入ツールの組立体に関する。

歯科用インプラントは、個別の歯を取り替え、または、いくつかの歯又はすべての歯を取り替える、より複雑な構造体を固定するために用いられる。
多くの歯科用インプラントは、最初に、インプラント本体の外ネジを用いて患者の骨に固定される。これにより、インプラント歯科治療中、安全性を有するインプラントを提供する。

一般的に、挿入ツール（または移送部品）は、準備されたインプラント位置にインプラントをねじ込むのに用いられる。このツールは、インプラントに係合して、ツールからインプラントにトルクを伝達することができる。トルクは、たとえば、ツールとインプラントの間の摩擦係合を介して、たとえば、補完的な円錐状のテーパーを用いて伝達される。

しかし、多くのインプラントシステムにおいて、トルク伝達の大部分は、２つの部品間の幾何学的嵌合を介して起こる。
このようなシステムにおいて、インプラントは、内外何れかの非回転手段を含む。これは、非円形形状、たとえば、多角形状を有し、インプラントの長手軸線の回りに角度的な空間を置いた多数のフラット面を与える。これらのフラット面は、非回転表面として、ここで言及される。

協働する挿入ツールは、その先端部に少なくとも１つのフラット面（トルク伝達表面として言及される）を有する補完的な非回転手段を含む。このフラット面は、１つまたは複数のインプラントの非回転表面と一致する。ツールがインプラントの非回転手段の中にまたはその上に挿入されると、これらの表面は、トルクがインプラントに伝達できる非回転の方法で整列される。挿入ツールの基端部は、たとえば、ラチェット、歯科用ハンド工具、または手動回転による駆動装置に直接的又は間接的に連結されるように形作られている。

インプラントの非回転手段が、凹部またはボルトのいずれかによって形成されるかにより、挿入ツールの先端部が、それぞれ凹部またはボルトで形成される。各々の場合、挿入ツールの先端部は、トルクを伝達するために、トルク伝達表面を有し、連結によるインプラントの非回転表面に整合するように配置かつ寸法付けられる。

多くのシステムにおいて、インプラント及び挿入ツールの非回転手段の断面形状は、同一である。たとえば、挿入ツールの先端部は四角形断面を有し、これと協働するインプラント穴は、同一の四角形断面を有することができる。他のインプラントシステムは、たとえば、六角形または八角形を含む非回転手段を含んでいる。

また、両部品の非回転手段が、マッチングする非回転表面及びトルク伝達表面を含んでいる限り、インプラントと挿入ツールの断面形状が同一でないことが知られており、たとえば、六角形の挿入ツールは、トルク伝達方法によって、三角形状のインプラント穴の中に挿入でき、六角形側面の３つが、３角形の穴の側面に整合する。

それゆえ、インプラントと挿入ツールの非回転手段の全体の断面形状が、異なっていても、各非回転手段は、ある他方に整合するように設計され、その結果、挿入ツールをインプラントに取り付けるために、トルク伝達表面が非回転表面と整合しなければならない。

しかし、いずれのシステムにおいても、製造許容範囲があるので、インプラントと挿入ツールの間に正確な適合が可能であるとは限らない。たとえば、挿入ツールの非回転手段が、ボルトによって形成されると、ボルトは、インプラントの凹部の寸法よりわずかに小さくなるように製造されなければならない。これにより、これらの部品を一緒に適合させることを確実にする。

代わりに、インプラントにボルトを含む場合、インプラントは、挿入ツールの凹部内に適合するように常に寸法付けられる。それゆえ、実際には、２つの部品間に小さな遊び量が常にあるであろう。この結果、挿入ツールは、インプラント内で（またインプラントが挿入ツール内で）僅かに回転でき、そして、非回転表面及びトルク伝達表面の間の面接触の代わりに、エッジと面との接触がある。

これは、小さい面積に対して加圧力が集中し、そして、インプラントと挿入ツールの両方で局所的な変形を導くことになる。
結果として、挿入ツールは、インプラント内またはインプラント上に押し込まれ、取外しが困難になる。さらに、インプラントに対して支台または義歯を固定するのに、インプラントの非回転手段が後で用いられるので、患者の非回転手段が変形して、インプラントと支台との間の回転遊びを増加させることになる。

本発明の好ましい実施形態の目的は、安全かつ有効な方法で患者の骨に歯科用インプラントを挿入できるシステムを提供することである。
特に、非回転手段の変形、さらには、インプラントに関連する挿入ツールを押しつぶすことの危険性が、少なくとも本発明の好ましい実施形態によって軽減されるであろう。

上記目的は、請求項１に従う組立体によって達成される。本発明の好ましい実施形態は、従属する請求項において限定されている。
特に、本発明は、歯科用インプラントと、患者の骨に歯科用インプラントを挿入するための挿入ツールとの組合せを提供する。

インプラントは、非回転表面の形として、少なくとも１つの平坦な力伝達表面からなる非円形断面形状を有する非回転手段を含んでいる。
挿入ツールは、トルク伝達表面の形として、少なくとも１つの平坦な力伝達表面からなる非円形断面形状を有する非回転手段を含んでいる。

一方の非回転手段は、長手方向軸線に沿って伸びる凹部を形成し、また、他方の非回転手段は、回転軸線を有するボルトを形成する。ボルトは、凹部内において、回転軸線の方向に受け入れられるように設計されている。その結果、少なくとも１つの非回転表面と少なくとも１つのトルク伝達表面は、部品間にトルクを伝達するように協働する。

本発明の組立体は、非回転表面とトルク伝達表面が配置され、その結果、ボルトが凹部内に受け入れられる間、非回転表面とトルク伝達表面が、第１の非トルク伝達位置と第２のトルク伝達位置との間で互いに対して回転することができる。第１の位置は、非回転表面とトルク伝達表面がほとんど接触せず、また、第２の位置は、非回転表面とトルク伝達表面が互いに最大接触している。非回転表面とトルク伝達表面の間の角度は、第１の位置よりも第２の位置の方が小さい。

それゆえ、本発明に従えば、挿入ツールは、少なくとも１つのトルク伝達表面を含み、第１の非トルク伝達表面では、非回転表面に対して角度付けまたはオフセットされている。トルク伝達表面と非回転表面の間の角度は、表面が互いに最大接触しているので、連続して減少し、かつ最適の場合には、取り除かれる。従来のシステムと対比して、本発明に従う表面が最大接触を有している位置は、表面が少なくとも角度オフセットを有する位置に対応する。

使用において、インプラントと挿入ツールは、ボルトを凹部に挿入することによって軸方向の整合を生じる。挿入中、部品間の摩擦を軽減又はなくすために、挿入ツールの１つ又は複数のトルク伝達表面は、好ましくは、インプラントの１つまたは複数の非回転表面に関してオフセットした位置にある。ボルトが、一旦、凹部内に挿入されると、挿入ツールは、トルク伝達表面を非回転表面に最大接触させるためにインプラントに対して回転し、挿入ツールからのトルクをインプラントに伝達して、その結果、インプラントが骨にねじ込まれる。

それゆえ、本発明は、システムに必然的に現れる回転遊びを用いて、挿入ツールとインプラントの連結後、トルク伝達表面をそれぞれの非回転表面に整合させる。これは、非回転表面とトルク伝達表面がマッチングプロフィルを有しないように、インプラントと挿入ツールの非回転手段を構成することにより達成される。

従来技術のシステムでは、これらの表面は、可能な限り許容差の制限内に近づけられて互いにマッチングするように設計される。この結果、これらの表面は、両部品の相対回転の前に、そして、結果的に、表面間の最大接触が達成される前に、最も接近した角度に整合される。対照的に、本発明では、非回転表面とトルク伝達表面の形状は、マッチングしていない。このように、部品間の回転遊びは増加するが、回転は、その表面をより良い角度に整合される。こうして、１つまたは複数の、トルク伝達表面と非回転表面との間により良い表面間接触が達成され、そして、これら２つの表面間の力の分散を改善させ、部品が変形する危険を軽減する。

インプラント又は挿入ツールの何れかの非回転手段は、ボルト又は凹部で形成することができる。それゆえ、ある実施形態では、インプラントは、インプラントの冠状端から突出する、ボルトまたはボスの形による非回転手段を含む。このような実施形態において、挿入ツールは、ボルトを覆うように配置される凹部を含んでいる。非回転表面は、ボルトの外側部分に形成され、トルク伝達表面は、凹部の内側部分に形成される。

代わりに、インプラントの非回転手段は、インプラントの冠状端に設けた凹部内に形成することができ、挿入ツールは、凹部内に挿入するため、先端部にボルトを含むことができる。この実施形態では、ボルトの外側表面は、１つ以上のトルク伝達表面を含み、凹部の内側部分は、１つ以上の非回転表面を含んでいる。

本発明は、インプラントが少なくとも２つの対向する非回転表面を含み、挿入ツールが対応する２つのトルク伝達表面を含む。これにより、部品の軸線回りに加えられる力の分散が等しくなる。
好ましくは、インプラントは、２〜６個、さらに好ましくは、３個か４個、そして、最良には４つの非回転表面を含み、トルクの伝達に非常に有効となる。

更にまたは代わりに、挿入ツールは、２〜６個、さらに好ましくは、３個か４個、そして最適には、４つの分離したトルク伝達表面を含む。いくつかの実施形態では、インプラントと挿入ツールの非回転手段は、本発明によって設けられた改善したトルク伝達が単一の回転方向においてのみ達成されるように配置することができる。この回転方向は、時計回りまたは反時計回りとすることができる。このような実施形態において、インプラントは、挿入ツールを用いて骨の中に挿入することができ、しかし、同一挿入ツールを用いて取外すことはできないか、又は少なくとも容易に取外すことができない。このような実施形態において、非回転表面及びトルク伝達表面は、所定の方向に相対回転することにより、これらの表面に最大の角度整合をもたらすように配置される。反対方向における回転は、従来技術において達成されるように、接触を生じないか、またはエッジ対表面の接触となる。それゆえ、この方向における回転は、所定の回転方向のように、好ましい力の分散を生じない。

しかし、好ましく、挿入ツールは、時計方向または反時計方向の両方において、インプラントにトルクを伝達することができる。言い換えれば、好ましくは、一方の非回転手段は、少なくとも１つの力伝達表面を含み、他方の非回転手段は、少なくとも２つの力伝達表面を含む。これらの表面は、ボルトが凹部内に受け入れられている間、いずれかの方向の相対回転が、少なくとも１つの非回転表面と少なくとも１つのトルク伝達表面に生じ、互いに最大接触をもたらす。これらの非回転表面とトルク伝達表面の角度は、第１の、非トルク伝達位置にあるよりも、この位置の方が少ない。

これは、いずれかの回転方向において得られ、かつ初期の挿入において、骨の中に深く挿入すべきかどうかを、インプラントの位置によって容易に調整できるという本発明の利点がある。

この好ましい特徴は、力伝達表面の数、たとえば、２個、４個、または６個に等しい数を有する、挿入ツール及びインプラントを構成することによって達成することができる。ここで、これらの表面の数は、挿入ツールが時計方向に回転するとき最大接触となるように、また、残りの表面が挿入ツールが反時計方向に回転するとき、最大接触となるように、設計されている。たとえば、インプラントは、６個のトルク伝達表面を有する非回転手段を含む挿入ツールと共に使用するために、基準角度間隔で離間した６個の非回転表面を有する非回転手段を含むことができる。

部品は、挿入ツールが時計方向に回転するとき、３つのトルク伝達表面が３つの非回転表面と接触を生じるように設計され、また、挿入ツールが反時計方向に回転するとき、残りの３つのトルク伝達表面と非回転表面が接触を生じる。また、インプラントと挿入ツールが、奇数個の力伝達表面を含むことは可能である。この場合、更なる複数の表面は、挿入ツールが１つの方向に回転するとき、互いに最大接触するようになるであろう。

このような実施形態において、非回転表面及びトルク伝達表面のいずれも、同時にトルク伝達方法で全て係合されるものではない。

しかし、特に好ましい実施形態によれば、一方の非回転手段は、他方の非回転手段の平坦な力伝達表面の各々と協働する平坦な対の力伝達表面を含む。言い換えれば、挿入ツールは、インプラントの非回転表面の各々と協働する２つのトルク伝達表面を有するか、またはインプラントは、挿入ツールのトルク伝達表面の各々と協働する２つの非回転表面を有することができる。「力伝達表面」という語句は、一般的に、非回転表面とトルク伝達表面を表すのに用いられる。言い換えれば、インプラントと挿入ツールの各表面が、使用時に、２つの部品間にトルクを伝達するために互いに係合することである。

「対の力伝達表面」は、使用時、反対方向にトルク伝達するための同一の力伝達表面が係合状態にあることである。それゆえ、挿入ツールが時計方向にインプラントに対して回転するとき、第１の平坦な対の力伝達表面が、他の部品の平坦な力伝達表面と協働するように意図されている。また、挿入ツールが反時計方向に第２のインプラントに対して回転するとき、第２の平坦な対の力伝達表面が、同一の平坦な力伝達表面と協働するように意図されている。その結果、非回転手段間の改良された接触面積は、両回転方向に対して達成され、かつ頂点の方向及び冠状の方向の両方に対してインプラントをねじ込むことが達成される。これは、前の実施形態に対比して、全てのトルク伝達表面、又は全ての非回転表面のいずれも、両方向におけるトルク伝達中係合することになるからである。

「非回転表面」および「トルク伝達表面」の語句は、それぞれ、本発明に関連して用いられるように、非回転表面またはトルク伝達表面に関係する。これらの表面は、単一の平面に配置されている。図面から明らかなように、これらの力伝達表面のいずれも、不連続であり、即ち、単一の非回転表面またはトルク伝達表面を形成する同一の平面に配置された物理的に分離した２つの表面である。

この好ましい実施形態に関して、インプラントは、挿入ツールまたはその逆も同様に、２倍の力伝達表面を有する。これら２つの力伝達表面は、両方ともに、ボルトが凹部内に受け入れられる間、挿入ツールを回転することによって、他の部品の同一力伝達表面と最大接触を生じることができる。上述したように、２つの力伝達表面は、「対の表面」と呼ばれる。挿入ツール及びインプラントは、連結されている間、対の表面の各々が、同一の平坦な力伝達表面と接触可能になるであろうが、これら対の表面の間の内側角度が、インプラント及び挿入ツールの間に必要とされる回転遊び量を制限するために最大に維持される。特に好ましくは、対の表面間の閉じた角度が、少なくとも１５０°、好ましくは、１６６°〜１７８°の範囲、更に好ましくは１７０°〜１７８°の範囲である。部品の設計次第では、対の表面は、互いに隣接するか、または中間の表面によって分離される。対の表面の配置は、これらの表面が協働することを意図していることに従い、平坦な力伝達表面の設計及びレイアウトによって決められる。

前に説明したように、挿入ツールまたはインプラントのいずれも、２個から６個、更に好ましくは、３個又は４個、最良には４個の力伝達表面を含む。上述した「対の表面」の実施形態によれば、他方のインプラントまたは挿入ツールは、２倍の力伝達表面の数を含むことになる。たとえば、４個〜１２個、より好ましくは、６個〜８個、最良には、８個を含むことになる。

それゆえ、１つの好ましい実施形態によれば、インプラントと挿入ツールの一方が、２個〜６個、更に好ましくは３個、または４個、最良には、４個の力伝達表面を含み、インプラントと挿入ツールの他方が、４個〜１２個、より好ましくは６個〜８個、最良には、８個の力伝達表面を含み、これらの表面は、多数の対の表面を形成している。

前書きで論じたように、従来の非回転手段は、多角形で形成されていることが共通している。それゆえ、本発明の実施形態において、各非回転表面は、平面に配置されており、これらの平面は、一緒に正多角形を形成する。

ある実施形態では、非回転手段の断面形状は、全体が力伝達表面によって形成されるであろう。その結果、凹部又はボルトは、正多角形、たとえば、四角形、三角形、六角形等の断面を有することができる。しかし、いくつかの例では、非回転手段、特にインプラントの非回転手段の形状は、単独に力伝達表面によって決定されない。また、インプラントは、支台または義歯を確実に固定しなければならない。更に、患者の口腔の空間的制限によって、インプラントの直径は、必要な強度を与えながら、できるだけ小さくしなければならないことを意味する。それゆえ、ある場合、インプラントの非回転手段は、不規則な形をしている。これは、挿入ツールにおいて、また、非回転手段は、インプラントに連結するために不規則な形状とする必要がある。このような例では、非回転手段の全断面が、多角形とする必要はなく、好ましくは、力伝達表面のいくつかの平面が多角形を形成する。たとえば、インプラントの非回転手段は、角部を丸くした四角形とすることができる。その結果、断面が正多角形ではないが、平面の非回転表面は、四角形を形成し、「機能的な多角形」を形成する。

この点において、本発明の環境において、力伝達表面が配置される平面によって形状が形成されるように、非回転手段の「機能的断面」を形成することは可能であり、力伝達表面は、使用時に、インプラントと挿入ツールの間のトルクを伝達するものとなる。

この結果、好ましい実施形態において、インプラントと挿入ツールのいずれかの非回転手段は、正多角形を形成する機能的断面を含む。この多角形は、たとえば、矩形、三角形、四角形、五角形、六角形とすることができる。１つの特に好ましい実施形態において、凹部の非回転手段は、規則的な間隔で半径方向内方に突き出た４つの突起を含む円形断面を有する。これらの突起の先端平面は、力伝達表面を形成し、かつ四角形を形成する。

一方の非回転手段の機能的断面が、正多角形を形成するとき、インプラントと挿入ツールの他方の非回転手段は、不規則な多角形を形成する機能的断面を含むことが好ましい。

本発明の組立体は、両方向へのトルク伝達を意図しているとき、一方の非回転手段上に、挿入ツールが、インプラントに対して時計方向に回転するとき、他の部品の少なくともいくつかの平坦な力伝達表面と協働する力伝達表面の第１セットと、挿入ツールが、インプラントに対して反時計方向に回転するとき、他の部品の少なくともいくつかの力伝達表面と協働する力伝達表面の第２セットとがある。各セットの機能的断面は、好ましくは、正多角形を形成し、これらの多角形は、同軸であるが、互いから回転方向にオフセットされている。ここに記載されているように、各セットの機能的断面が、正多角形の形状を有するけれども、組み合わされたセットの機能的断面及び非回転手段の機能的断面は、不規則な多角形である。

いくつかの実施形態において、各セットによって形成された多角形は、他の部品の力伝達表面によって形成された多角形と異なる。さらに、特に、各セットの正多角形は、他の部品の多角形の好ましくは半分よりも少ない側面を有する。それゆえ、インプラントと挿入ツールは、互いに対して回転するとき、非回転表面とトルク伝達表面のいずれもが、同時にトルクを伝達するように全て係合していない。しかし、各セットの機能的断面が、協働する部品の平坦な力伝達表面によって形成される機能的断面と同一であることが特に好ましい。これは、一方の部品に対の力伝達表面を設けることによって達成することができ、各対の表面は、各セットから１つの表面を含んでいる。

それゆえ、好ましくは、インプラントと挿入ツールのいずれかの非回転手段は、正多角形を形成する機能的断面を含み、かつインプラントと挿入ツールの他方の非回転手段は、不規則な多角形を形成する機能的断面を含む。好ましくは、不規則な多角形は、平坦な力伝達表面の二セットによって形成され、第１セットは、挿入ツールがインプラントに対して時計方向に回転するとき、他の部品に力伝達表面と協働するように配置され、第２セットは、挿入ツールがインプラントに対して反時計方向に回転するとき、他の部品に力伝達表面と協働するように配置される。平坦な平面の各セットは、正多角形に形成され、これらの多角形は、同軸であるが、互いから回転方向にオフセットされている。

特に、各セットの機能的断面によって形成される正多角形は、好ましくは、三角形、四角形、五角形、六角形、七角形、または八角形、更に特別には、四角形、五角形、又は六角形、そして最適には、四角形である。

当業者には理解できるように、インプラントと挿入ツールの両方の非回転手段は、本発明を実現できる多くの代替方法で設計することができる。これらの部品を設計するとき、最も重要なことは、変形を避けるための十分な接触表面を備えて、できる限り大きな力を作り出すことである。

変形を避けるために、インプラントと挿入ツールの間の接触表面積は、使用時のこの接触表面積に働く力によって作り出される応力が材料の降伏応力よりも十分小さくなければならない。必要な接触表面積は、個々のシステムにおける材料、形状、力等を含む多くのファクターによって決定される。最小の必要表面積が、通常、コンピュータモデルを介して一旦決定されると、第１にオフセット、第２に最大接触、位置の間の表面を移動するのに必要とされる回転角度は、必要とされる表面積を達成することができる最小の角度に選択される。この角度を小さく保つと、力が最大となり、挿入ツールとインプラントの間の回転遊びを最小にする。

必要とされる表面積及び角度は、システムの特性により大いに変化する。
インプラントまたは挿入ツールのいずれかの非回転手段が、正多角形を形成する機能的断面を有するとき、非トルク伝達位置において、非回転表面とトルク伝達表面との間の角度が、ｘ／２より小さいことが望ましい。ここで、ｘは、正多角形の回転対称の角度である。こうして、トルク伝達表面と非回転表面の間の十分大きな表面積は、大きな力を維持しながら、達成することができる。

さらに、一般的に、第１に、非トルク伝達において、非回転表面とトルク伝達表面との間の角度が、１５°以下、より好ましくは、１°〜７°の範囲、最適には、２°〜５°の範囲が好ましい。

第１の非トルク伝達位置は、非回転表面の全てが、トルク伝達表面から等しい距離にある位置として形成される。それゆえ、トルク伝達がいずれかの方向に可能である実施形態において、非トルク伝達位置は、「中間」位置であると考えられる。この場合、力伝達表面の両セットは、それらの最大の接触位置、トルク伝達位置から等しく移動される。

以下に詳細に説明するように、非回転手段の形状は、次の方法で概念化することができる。最初に、非回転手段は、同一の機能的断面を有し、ボルトが凹部内に嵌合するように寸法付けられている。そして、ボルトまたは凹部のいずれかが、他の構成要素に対して回転する。この例のために、凹部及びボルトは、四角形の機能的断面を有するものということができ、ボルトが凹部に対して回転する。ボルトが回転すると、凹部の壁面とエッジ対表面で接触することになる。実際、このように形成されたボルトが、凹部に対して回転が停止する位置で、トルクが伝達され始める。しかし、現在の視覚化方法において、ボルトは、凹部の壁面の中で回転し続ける。

ボルトが更に回転すると、ボルトの角部が、凹部に重なり、そして凹部の壁面と共通領域を形成する。ボルトが回転し続けると、この領域は、共通領域の大きさが増加し、共通領域の場所が、凹部の壁面の中央の方に移動するであろう。ボルトの変形を防止するのに必要とされる計算された表面積に等しい共通領域に対して、ボルトが十分なまで回転し続けると、その回転は停止する。凹部に重なるボルトの部分が移動した結果、面取りした側面を有する四角形が作り出される。次に、ボルトは、反対方向に回転することができ、対の表面を得るために、この工程が繰り返され、そして、両方向にトルクを移動することができる。

別の概念的方法では、ボルトの角部は、力伝達表面の最適な面積が達成されるまで、凹部の壁面に接触して、磨耗することが想像できる。両方の例では、ボルトが移動することによって重なる凹部の壁面部分に対しても可能であり、その結果、ボルトが四角形断面を保ち、かつ凹部が広がった角部を有する四角形に類似する不規則な形状となる。

ボルトが凹部内で回転できるように、ボルトの側面を面取りするとき、上記設計手順の結果、底部の正多角形から不規則な多角形となり、底部の正多角形の各側面は、３つの平面を有するように面取りされている。３つの平面は、多角形底部の残り部分を形成する中央表面と、非回転又はトルク伝達の対の表面を形成する中央表面の両側にある２つの角度付けされた面取り表面である。

それゆえ、１つの実施形態では、ボルトの断面形状が、より小さい寸法を有する凹部の機能的断面形状に相当する多角形の底部を有することが望ましい。ボルトの側面は、面取りされ、その各面取り部分は、力伝達表面を形成する。その結果、本発明に従う組立体は、凹部とボルトが対応する形状となるように、通常のシステムのボルトを単純な機械加工で作ることができる。好ましくは、ボルトが形成される底部の多角形は、四角形である。

ボルトの機能的断面が不規則な多角形で形成されると、少なくとも、凹部の機能的断面は、正多角形で形成され、これらの各側面は、平坦な力伝達表面を形成する。
凹部の実際の断面形状は、正多角形を形成するが、他の設計条件では、凹部の全体形状を考慮しなければならない。この点において、凹部の平坦な各力伝達表面は、中央カットアウトを含むことが望ましい。

これは、ボルトが、中央フラット表面を備えることの必要性をなくす。代わりに、２つの対の表面は、１つに集中して中央のピークを形成し、使用時、カットアウト内に収容される。ボルトの多数の表面が減少すると、今度は、機械加工時間と複雑化を軽減できる。更に、わずかに容積を増加させるので、ボルトを強くする。

代わりに、凹部は対の表面を含み、ボルトは中央カットアウトを有し、凹部壁の中央ピークは、カットアウト内に伸びることができる。
それゆえ、より一般的に、インプラントと挿入ツールの一方は、対の力伝達表面を含むとき、インプラントと挿入ツールの他方は、各力伝達表面内に中央カットアウトを含んでいる。好ましくは、対の力伝達表面の各々は、中央ピークを作るために集中し、ボルトが凹部内に受け入れられるとき、カットアウト内に配置される。

特に好ましい実施形態によれば、凹部の機能的断面形状は、四角形の形状を有し、ボルトの断面形状は、四角形の底部形状を有し、ボルトの側面は、対の力伝達表面を形成するように面取りされている。それゆえ、ボルトは、不規則な多角形を形成する機能的断面を含み、不規則な多角形は、２つの同軸で角度的にオフセットされた四角形によって形成される。対の表面の各々の間に挟まれた内側角度は、好ましくは、１５０°〜１７８°の範囲である。これは、各対の表面に対して一致する。面取り角度が１°〜１５°の範囲を有する。更に好ましくは、この角度は、２°〜７°の範囲であり、１６６°〜１７６°の範囲の内側角度となる。最適には、この角度は、３°と４°の間であり、１７２°〜１７４°の範囲の内側角度となる。

しかし、上述したように、好ましい角度は、システム内の部品の材質及び力に大いに依存する。好ましくは、対の表面は、隣接し、たとえば、これらの表面は、ボルト表面上の中央ピークを形成するように集中する。

上述した実施形態と同様に、凹部の機能的断面形状は、正多角形の形状を有し、代替の実施形態によれば、ボルトの機能的断面形状は、正多角形の形を有し、ボルトの各側面は、分離した平坦な表面を形成する。

この実施形態において、凹部の断面形状は、より大きな寸法を有するボルトの断面形状に対応する多角形の底部形状を有することがさらに望ましく、凹部の角部は、キャビティによって凹み、各キャビティの対応する内側表面は、非回転表面またはトルク伝達表面を形成する。この実施形態において、ボルトの分離した平坦な表面は、中央カットアウトを含んでいる。

挿入ツールまたはインプラントのいずれかにあるカットアウトは、非回転表面またはトルク伝達表面が不連続であることを示しており、即ち、この表面は、カットアウトによって壊れ、本発明との関連で単一の力伝達表面を形成しながら、力伝達表面の各部分が同一平面上に配置されている。さらに、カットアウトは、非回転手段の全体の断面を変更するが、機能的な断面は、変化せずに残り、この機能的断面が、力伝達表面によってのみ形成され、即ち、この力伝達表面は、使用時に部品間のトルクを伝達する。

上述したように、本発明では、ボルトは、歯科用インプランによって形成され、凹部は、挿入ツールによって形成され、またその逆の形の両方の実施形態を含んでいる。特に、本発明は、挿入ツールが、インプラントの凹部に挿入されるボルトの先端部に含まれる実施形態に関係する。しかし、また、本発明は、挿入ツールがインプラントの突出したボスの回りに配置されるシステムにも適用することができる。このボスは、本発明の目的の範囲内でボルトを形成する。

更なる構成によれば、本発明は、歯科用インプラントを骨の中に挿入する挿入ツールを含む。挿入ツールは、基端部と、非円形断面を有する非回転手段を含む先端部とを含み、非回転手段は、複数の平坦なトルク伝達表面と、多角形を形成する底部とを有し、多角形の各側面には、２つの平坦な対のトルク伝達表面を形成するように面取りされている。

この対の表面によって囲まれた内側角度は、好ましくは、前に説明した範囲内にある。更に、対の表面は、好ましくは、１つの集中して、中央ピークを形成する。非回転手段の角部は、丸くすることができ、底部の多角形を四角形にすることができる。

別の構成によれば、本発明は、骨の中に歯科用インプラントを挿入するための挿入ツールを含み、この挿入ツールは、インプラントの冠状端部に設けた凹部内に挿入するための先端部を含む。先端部の形状は、次のステップを含む方法に従って設計される。
即ち、インプラント凹部の断面を映し出す初期断面を作り出し、凹部の断面に重なる先端部の断面部分を回転させ、そして、断面間の交差部分の領域を形成する。交差部分の領域が、予め決定された大きさに到達するとき、回転を停止させ、先端部の断面を変更して、凹部の断面に重なる部分を取り除き、その結果、面取りされた力伝達表面の１セットを形成する。先端部の断面を反対方向に回転させ、凹部の断面を重ね合わせて、この先端部を凹部の断面に重ね合わせ、断面間の新しい交差部分を形成する。交差部分の面積が所定の大きさに到達したとき、回転を停止し、そして、先端部の断面部分を変更し、凹部の断面が重なる部分を取り除く。

こうして、第２セットの面取りされた力伝達表面を形成する。各面取りされた表面が所定の表面積を有するまで、必要ならば、この手順を繰り返す。
本発明の好ましい実施形態は、例示のみのために、添付の図面に関連して以下に記載されるであろう。

図１は、従来技術の歯科用インプラントと挿入ツールの組立体の断面図であり、(a)は、第１の非トルク伝達位置、(b)は、第２のトルク伝達位置を示す断面図である。 図２は、本発明に従う組立体の断面図で、(a)は、第１の非トルク伝達位置、(b)は、第２のトルク伝達位置を示す断面図である。 図３は、本発明に従う組立体の更なる実施形態の断面図であり、(a)は、第１の非トルク伝達位置、(b)は、第２のトルク伝達位置を示す断面図である。 図４は、本発明に従う組立体の更なる実施形態の断面図であり、(a)は、第１の非トルク伝達位置、(b)は、第２のトルク伝達位置を示す断面図である。 図５は、本発明に従う組立体の更なる実施形態の断面図であり、(a)は、第１の非トルク伝達位置、(b)は、第２のトルク伝達位置を示す断面図である。 図６(a)は、本発明に従う組立体の更なる実施形態の断面図であり、(a)は、第１の非トルク伝達位置、(b)は、(a)の詳細部分Ｘの拡大図である。 図７(a)は、図６と同一の凹部と別のボルトとの組合せを含む、本発明に従う組立体の更なる実施形態の断面図であり、 (b)は、(a)の詳細部分Ｘの拡大図である。 図８は、ボルトが四角形状の断面を有する、本発明に従う組立体の更なる実施形態の断面図である。 図９は、本発明に従う組立体の別の実施形態の概略断面図である。

上述したように、従来の挿入ツールは、非回転手段の先端部に設けられ、この手段は、使用を意図したインプラントの非回転手段の形状に対応する形状を有している。

これは、図１に概略簡略化されて示されている。この図は、凹部６の形の非回転手段４とボルト１０の形の第２の非回転手段８とを有する組立体２を示している。非回転手段４,８の両方は、四角形の断面形状を有する。凹部６又はボルト１０のいずれかが、インプラントの非回転手段を形成し、他方の非回転手段は、インプラントの中に、又はインプラントを覆って配置される挿入ツールの先端部を形成する。

凹部６の４つの側面６ａ,６ｂ,６ｃ,６ｄの各々は、力伝達表面を形成し、また、ボルト１０の４つの側面１０ａ,１０ｂ,１０ｃ,１０ｄの各々も、力伝達表面を形成する。明りょうにするため、インプラントの力伝達表面は、非回転表面といい、また、挿入ツールの力伝達表面は、トルク伝達表面と呼ばれる。インプラントの非回転手段が凹部６またはボルト１０によって形成されることは可能であり、その結果、これらの部品のいずれも、挿入ツールの非回転手段を形成する。それゆえ、側面６ａ,６ｂ,６ｃ,６ｄ及び１０ａ,１０ｂ,１０ｃ,１０ｄは、非回転表面またはトルク伝達表面のいずれかとすることができる。

しかし、本例の目的では、凹部６は、インプラント内に形成されていると考えるので、側面６ａ,６ｂ,６ｃ,６ｄが、非回転表面を形成し、側面１０ａ,１０ｂ,１０ｃ,１０ｄが、トルク伝達表面１１ａ,１１ｂ,１１ｃ,１１ｄを形成する。これらの表面１１ａ,１１ｂ,１１ｃ,１１ｄは、部品の間にトルクを伝達するために、それぞれ、対応する非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと協働することを意図している。

ボルト１０を凹部６に挿入するために、ボルト１０の寸法は、凹部６の寸法よりも僅かに小さくしなければならない。図１(a)に示すように、本質的に、挿入中の、非回転手段４,８の位置を表し、部品６,１０間に小さなギャップがあり、寸法上の差によるある程度の回転遊びがある。

この例から分かるように、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄは、それぞれトルク伝達表面１１ａ,１１ｂ,１１ｃ,１１ｄに平行して存在し、非トルク伝達位置では、ギャップ１２がボルトと凹部との間に存在するとき、図１(b)に示すトルク伝達位置となり、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄとトルク伝達表面１１ａ,１１ｂ,１１ｃ,１１ｄとの間の角度が増加する。

ボルト１０と凹部６との間の相対回転は、図１(b)に示すように、エッジ対面に働く。これは、押圧力が小さい面積上に集中し、インプラントと挿入ツールの両方を局所的に変形させる。

図２は、本発明に従う組立体の実施形態を示しており、その凹部６は、図１と同一の断面形状を有するが、ボルト１０の形状が異なっている。さらに、この例では、凹部６は、インプラントの非回転手段を形成すると考えられ、また、ボルトは、挿入ツールの非回転手段として形成される。

ボルト１０の断面形状は、面取りされたエッジを有する四角形の形状を有する。特に、エッジの面取りは、凹部６の各非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄが、２つの平坦な面取りに対面し、これらの面取りの各々は、トルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”,１１ｂ’,１１ｂ”,１１ｃ’,１１ｃ”,１１ｄ’,１１ｄ”を形成する。

同一の非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄに面する２つのトルク伝達表面は、対の表面１１ａ’,１１ａ”；１１ｂ’,１１ｂ”；１１ｃ’,１１ｃ”；１１ｄ’,１１ｄ”として集合的に呼ばれる。ボルト１０が反時計方向に回転するとき、各対の一方のトルク伝達表面１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’は、トルクの伝達に対して、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと最大接触を生じる。ボルトが時計方向に回転するとき、各対の他方のトルク伝達表面１１ａ”,１１ｂ”,１１ｃ”,１１ｄ”は、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと接触を生じ、トルクを反対方向に伝達することができる。

図２(a)は、非回転手段４,８が非トルク伝達位置であり、全てのトルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”；１１ｂ’,１１ｂ”；１１ｃ’,１１ｃ”；１１ｄ’,１１ｄ”が、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと最小の接触又は非接触を有するときを示す。
この位置では、トルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”；１１ｂ’,１１ｂ”；１１ｃ’,１１ｃ”；１１ｄ’,１１ｄ”は、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄに対して、約３°だけ角度付けされている。トルク伝達表面１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’は、図２(b)に示すように、最大のトルク伝達接触の状態で回転するので、トルク伝達表面１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’と非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄとの間の角度は減少し、理想的には、面対面の全接触が達成されるように角度が取り除かれる。同一の方法で、トルク伝達表面１１ａ”,１１ｂ”,１１ｃ”,１１ｄ”と非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄとの第２のセットの角度は、これらの表面が凹部６と最大接触で回転するとき、削除又は実質的に削除される。

それゆえ、本発明によれば、インプラントと挿入ツールとの間の回転遊びは、トルク伝達表面と非回転表面が整合するように用いられる。これらの表面間の最小角度は、これらの表面が非トルク伝達位置であるとき、従来の場合と同様に、対向するトルク伝達位置において達成される。

これは、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと、異なる非マッチングプロフィールを有するトルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”,１１ｂ’,１１ｂ”,１１ｃ’,１１ｃ”,１１ｄ’,１１ｄ”を設けることにより達成される。これらの表面は、トルクを伝達するために、互いに整合されるけれども、互いにミラーのように正確に対応しているわけではない。これは、凹部６内のボルト１０の回転遊びを大きくでき、力伝達表面を整合させるのに用いることができる。

ボルトの断面は、次の方法で決定することができる。標準の非回転手段の仮の断面１４が設けられている（図２の破線で示す）。この断面１４は、従来のシステム（図１参照）と同一の方法で、凹部６の断面に対面する。この断面１４は、凹部６の断面に重なり合うように回転する。仮の断面１４によって定められた、凹部６とボルト１０の間の境界面１３での表面積が、変形を防止するのに必要な所定量に達すると、これらの境界面１３は、トルク伝達表面１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’の１セットを形成する面取りされた表面の平面を形成する。次に、ボルト１０は、トルク伝達表面１１ａ”,１１ｂ”,１１ｃ”,１１ｄ”の第２セットを形成するために反対方向に回転する。理解できるように、境界面１３とトルク伝達表面１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’との表面積は、トルク伝達表面１１ａ”,１１ｂ”,１１ｃ”,１１ｄ”の第２セットを作り出すことによって減少されるであろう。それゆえ、これは、境界面積が適当な大きさになると決定されるとき、考慮しなければならない。必要ならば、ボルト１０の回転は、必要な表面積１３に到達するまで、面取り側面を次第に減らすために繰り返すことができる。この形式の設計プロセスは、変形を防止するため、最小接触表面を計算するのに用いられるシステムのコンピュータモデル上で実行することができる。この計算は、材料強度、押圧力等の多くのシステムの特定の特性を考慮する。

上述したものと同様に、凹部形状は、後の実施形態において示されるように、対の非回転表面を含むように同様に調整することができる。

対のトルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”,１１ｂ’,１１ｂ”,１１ｃ’,１１ｃ”,１１ｄ’,１１ｄ”は、軸方向に対称に配置され、またボルトの回転対称の角度は、９０°である。第１セットの４つのトルク伝達表面１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’と第２セットの４つのトルク伝達表面１１ａ”,１１ｂ”,１１ｃ”,１１ｄ”は、ボルトの回転軸回りに９０°の角度で正確に配置される。

非面取り側面領域１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｄは、面取り間に配置され、底部の多角形断面１４の残りの部分を形成する。それゆえ、挿入ツールは、３つの表面を有し、これらの表面は、単一の各非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと整列することができる。これらの２つは、すなわち、面取り表面は、トルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”,１１ｂ’,１１ｂ”,１１ｃ’,１１ｃ”,１１ｄ’,１１ｄ”を形成し、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと協働して、部品間にトルクを伝達する。非面取り側面領域１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｄは、トルク伝達には含まれないので、力伝達表面を形成しない。これらの表面１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｄが、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄと整列するとき、インプラントと挿入ツールの力伝達表面の間の接触がなく、全てのトルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”,１１ｂ’,１１ｂ”,１１ｃ’,１１ｃ”,１１ｄ’,１１ｄ”は、非回転表面７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄから等しく離れている。従って、この位置は、第１の非トルク伝達位置であると言うことができ、図２(a)に図示されている。

第１セット１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’と第２セット１１ａ”,１１ｂ”,１１ｃ”,１１ｄ”の４つのトルク伝達表面は、各々「機能的断面」を形成し、この断面は、凹部６の断面形状に対応した形状及び寸法の四角形状を有している。それゆえ、ボルト１０の幅は、凹部６の幅よりも小さいが、図１に従う組立体と同様に、凹部６の幅に等しい長さが、それぞれ、対向するトルク伝達表面１１ａ’,１１ｃ’,１１ｂ’,１１ｄ’の間に達成される。

全てのトルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”,１１ｂ’,１１ｂ”,１１ｃ’,１１ｃ”,１１ｄ’,１１ｄ”によって形成される、ボルト１０の全機能的断面は、不規則な多角形を形成する。

２つの対のトルク伝達表面１１ａ’,１１ａ”；１１ｂ’,１１ｂ”；１１ｃ’,１１ｃ”；１１ｄ’,１１ｄ”の間の内側角度は、この実施形態では、１７４°である。これは、各平坦なトルク伝達表面が、それぞれの側面領域１４ａ,１４ｂ,１４ｃ,１４ｄから３°の角度を有することに等しい。
トルク伝達表面と非回転表面の間の改良された面対面の接触により、非回転手段４,８の間の力分散は、最適化され、そして、いくつかの部品の変形の危険が大いに減少する。

図２の実施形態において、トルクは、非回転表面に対する２つの対のトルク伝達表面の存在によって時計方向及び反時計方向に適用することができる。もちろん、別の実施形態では、単一の方向にトルクを伝達するように設計されることも可能である。この場合、本発明に従う１つのトルク伝達表面のみが、非回転表面に対して与えられている。たとえば、ボルト１０は、単一セットのトルク伝達表面１１ａ’,１１ｂ’,１１ｃ’,１１ｄ’のみを含んでいる。

別の組立体が、図３に図示されている。この実施形態では、凹部３６は、三角形を形成する非回転表面３７ａ,３７ｂ,３７ｃを有する。図２に示す実施形態から類推して、図３のボルト３１０の側面は、面取りされており、その結果、凹部３６の各非回転表面３７ａ,３７ｂ,３７ｃは、２つの平坦な面取りに整合している。これらの各面取りは、平坦なトルク伝達表面３１１ａ’,３１１ａ”；３１１ｂ’,３１１ｂ”；３１１ｃ’,３１１ｃ”を形成し、面取り間に側面領域３１４ａ,３１４ｂ,３１４ｃを備えている。

図３に従う組立体は、また、ボルト３１０が凹部３６に対して反時計方向に回転するときにトルクを伝達するための第１セットのトルク伝達表面３１１ａ’,３１１ｂ’,３１１ｃ’と、ボルト３１０が凹部３６に対して時計方向に回転するときにトルクを伝達するための第２セットのトルク伝達表面３１１ａ”,３１１ｂ”,３１１ｃ”とを含んでいる。これらの対のトルク伝達表面３１１ａ’,３１１ａ”；３１１ｂ’,３１１ｂ”；３１１ｃ’,３１１ｃ”は、軸方向に対称に配置され、かつボルト３１０の回転対称の角度は、１２０°である。

２つのセット３１１ａ’,３１１ｂ’,３１１ｃ’；３１１ａ”,３１１ｂ”,３１１ｃ”の各々のトルク伝達表面が配置されている複数の平面は、凹部３６の断面形状に対して対応する寸法を有する三角形を形成し、不規則な多角形を形成するトルク伝達表面３１１ａ’,３１１ａ”；３１１ｂ’,３１１ｂ”；３１１ｃ’,３１１ｃ”の全機能的断面を有する。

歯科用インプラントをねじ込むために挿入ツールをねじるとき、一方のセットのトルク伝達表面３１１ａ’,３１１ｂ’,３１１ｃ’は、図３ａに図示した第１の非トルク伝達位置から、図３ｂに図示した第２のトルク伝達位置に移動する。これにより、非回転表面３７ａ,３７ｂ,３７ｃとそれぞれのトルク伝達表面３１１ａ’,３１１ｂ’,３１１ｃ’の間の角度は、消去され、そして、トルク伝達表面３１１ａ’,３１１ｂ’,３１１ｃ’は、それぞれの非回転表面３７ａ,３７ｂ,３７ｃと接触するようになる。

図４に図示した実施形態において、凹部４６の断面形状は、矩形状を有する。図４ｂから明らかなように、トルクは、矩形の長辺４６ａ、４６ｃに対応する内側表面を介して伝達されるのみである。それゆえ、凹部４６は、２つの力伝達表面のみを有する。この実施形態では、凹部４６は、挿入ツールの先端状に形成されると考えられる。また、側面４６ａ、４６ｂは、トルク伝達表面４１１ａ、４１１ｃを形成する。

ボルト４１０は、インプラントの冠状端部にボスを形成し、凹部４６の断面形状よりもわずかに小さい寸法の断面を有する。ボルト４１０の側面は、面取りされ、その結果、凹部４６の２つの対向するトルク伝達表面４１１ａ、４１１ｃは、ボルト４１０の対の非回転表面４７ａ’,４７ａ”；４７ｃ’,４７ｃ”に対面する。各対の一方の表面４７ａ’,４７ｃ’は、非回転手段４８が非回転手段４４に対して時計方向に回転するとき、それぞれのトルク伝達表面４１１ａ、４１１ｃと協働するように意図されている。また、各対の他方の表面４７ａ”,４７ｃ”は、非回転手段４８が非回転手段４４に対して反時計方向に回転するとき、それぞれのトルク伝達表面４１１ａ、４１１ｃと協働するように意図されている。

非回転表面４７ａ’,４７ａ”；４７ｃ’,４７ｃ”は、インプラントに対して挿入ツールをねじることによって、図４ａに図示された第１の非トルク伝達位置から図４ｂに図示した第２のトルク伝達位置に移動することができる。これにより、トルク伝達表面４１１ａ、４１１ｃと一方のセットの非回転表面４７ａ’, ４７ｃ’；４７ａ”,４７ｃ”との間の角度を消去する。

図１に関連して記載されたものと同様に、ボルト４１０の形状は、適切な接触表面領域を達成するために、凹部４６の形状を映す底部の矩形状から始め、そして、エッジを丸く面取りすることによって到達することができる。
図２,３,４に図示された実施形態を類推して、別の正多角形、たとえば、五角形または六角形の断面形状を有する凹部も同様に可能である。

上記実施形態において、一方の非回転手段の凹部は、正多角形の断面形状を有する。しかし、前に論じたように、いくつかのシステムにおいて、非回転手段が、全体としてこのような形状を有することは望ましくない。それゆえ、正多角形を形成する「機能的断面」を有する力伝達表面を備えていながら、他の形状を利用することができる。これは、次の実施形態で示される。

図５に従う実施形態において、凹部５６の断面形状は、図２に従う実施形態と同一の断面を有するが、凹部の４つの側面が、さらに、中央カットアウト１６ａ,１６ｂ,１６ｃ,１６ｄを含む。これらのカットアウトは、湾曲し、円形の線に沿って配置され、円の中央は、四角形の中央に一致する。しかし、別のカットアウト形状を用いることもできる。凹部５６の断面にある、これらのカットアウト１６ａ,１６ｂ,１６ｃ,１６ｄは、非多角形である。しかし、カットアウトにも関わらず、凹部５６は、依然４つの平坦な非回転表面５７ａ,５７ｂ,５７ｃ,５７ｄを含み、各表面の２つの部分が同一平面上にある。そのため、本発明のために、これらの表面は、カットアウト１６ａ,１６ｂ,１６ｃ,１６ｄによって分離されるが、単一の非回転表面５７ａ,５７ｂ,５７ｃ,５７ｄを形成するということができる。非回転表面５７ａ,５７ｂ,５７ｃ,５７ｄの平面は、正多角形を形成し、この場合は、四角形である。それゆえ、図５の凹部５６は、図２の凹部６と同一の「機能的断面」を有する。

以前の実施形態において、各非回転表面は、互いに対して整列している２つの対のトルク伝達表面５１１ａ’,５１１ａ”；５１１ｂ’,５１１ｂ”；５１１ｃ’,５１１ｃ”；５１１ｄ’,５１１ｄ”によって対面している。各対の第１の表面５１１ａ’,５１１ｂ’,５１１ｃ’,５１１ｄ’は、第１の非回転手段５４に対して第２の非回転手段５８を反時計方向に回転することによって、それぞれの非回転表面５７ａ,５７ｂ,５７ｃ,５７ｄと協働するように意図されている。また、各対の第２の表面５１１ａ”,５１１ｂ”,５１１ｃ”,５１１ｄ”は、第１の非回転手段５４に対して第２の非回転手段５８を時計方向に回転することによって、非回転表面５７ａ,５７ｂ,５７ｃ,５７ｄと協働するように意図されている。各トルク伝達表面が、非回転表面と接触して最大のトルク伝達で回転するとき、これらの部品の間の角度は最小であり、好ましくは消去される。

図２に図示した実施形態と比較して、ボルト５１０は、対のトルク伝達表面は、対のトルク伝達表面５１１ａ’,５１１ａ”；５１１ｂ’,５１１ｂ”；５１１ｃ’,５１１ｃ”；５１１ｄ’,５１１ｄ”は、その間に配置される中間領域なしで互いに隣接している。これは、凹部５６の形状によるものであり、凹部は、集中するトルク伝達表面５１１ａ’,５１１ａ”；５１１ｂ’,５１１ｂ”；５１１ｃ’,５１１ｃ”；５１１ｄ’,５１１ｄ”によって形成されるピーク１８ａ,１８ｂ,１８ｃ,１８ｄが、カットアウト１６ａ,１６ｂ,１６ｃ,１６ｄに広がるようにすることができる。カットアウト１６ａ,１６ｂ,１６ｃ,１６ｄ内に収容されるピーク１８ａ,１８ｂ,１８ｃ,１８ｄの能力は、ボルト６１０の容積を僅かに増加させることができ、これにより、ボルトの強さを増加させる。さらに、ボルト６１０の断面形状は、単純化され、製造を容易にする。

上記実施形態は、インプラントと支台の非回転手段の断面を概略的に表している。しかし、これらの実施形態は、凹部の内側断面とボルトの外側断面の種々の可能な形状を示すためにのみ用いられていることに注目すべきである。言い換えれば、２つの断面には、力伝達表面が形成される。これらの概略構成は、インプラントと挿入ツールのシステムの他の特徴を正確に描くことを意図するものではない。特に、凹部６,３６,４６,５６がインプラントの長手方向軸線に沿って形成されるとき、インプラントの外側断面は、略円形の筒状であり、これは、骨の中にねじ込むことができる。

図６に図示された実施形態において、円筒の凹部６６は、４つの半径方向内方に伸びる突起２０ａ,２０ｂ,２０ｃ,２０ｄを有する。これらの突起２０ａ,２０ｂ,２０ｃ,２０ｄの前表面は、各々非回転表面６７ａ,６７ｂ,６７ｃ,６７ｄを形成する。中央カットアウト６１６ａ,６１６ｂ,６１６ｃ,６１６ｄは、各々非回転表面を２つに分離する。しかし、上述したように、これらの２つの半部は、同一平面に見いだされるので、単一の力伝達表面を形成すると考えられる。カットアウト６１６ａ,６１６ｂ,６１６ｃ,６１６ｄは、湾曲し、かつ円形状に沿って配置されている。円形の中央は、凹部６６の中央に一致する。

ボルト６１０の断面形状は、基本的に四角形状を有する。しかし、この実施形態において、ボルト６１０の角部は、丸くなっており、円形の凹部６６内に適合する。本発明によれば、基本的な四角形の各側面は、対のトルク伝達表面６１１ａ’,６１１ａ”；６１１ｂ’,６１１ｂ”；６１１ｃ’,６１１ｃ”；６１１ｄ’,６１１ｄ”を作り出すように面取りがなされている。それゆえ、これらのトルク伝達表面６１１ａ’,６１１ａ”；６１１ｂ’,６１１ｂ”；６１１ｃ’,６１１ｃ”；６１１ｄ’,６１１ｄ”によって形成される機能的断面は、不規則な多角形である。トルク伝達表面の面取りされた性質は、図６Ａに明らかに見ることができる。

トルク伝達表面は、２つのセットに分離することができる。各対のトルク伝達表面は、各セットから１つの表面を含む。第１セットのトルク伝達表面６１１ａ’,６１１ｂ’,６１１ｃ’,６１１ｄ’は、ボルト６１０が凹部６６に対して時計方向に回転するとき、非回転表面６７ａ,６７ｂ,６７ｃ,６７ｄと接触してトルクを伝達する。第２セットのトルク伝達表面６１１ａ”,６１１ｂ”,６１１ｃ”,６１１ｄ”は、ボルト６１０が凹部６６に対して反時計方向に回転するとき、非回転表面６７ａ,６７ｂ,６７ｃ,６７ｄと接触してトルクを伝達する。こうして、ボルト６１０は、両方向にトルクを伝達するのに用いることができる。更に、各トルク伝達表面は、非回転表面と最大接触でトルクを伝達し、２つの表面間の角度は、最小である。

ボルト６１０の機能的断面が不規則であるけれども、各セットのトルク伝達表面６１１ａ’,６１１ｂ’,６１１ｃ’,６１１ｄ’；６１１ａ”,６１１ｂ”,６１１ｃ”,６１１ｄ”は、凹部６６（６７ａ,６７ｂ,６７ｃ,６７ｄによって形成される）の機能的断面と同一寸法を有する四角形を形成する。トルク伝達表面６１１ａ’,６１１ｂ’,６１１ｃ’,６１１ｄ’；６１１ａ”,６１１ｂ”,６１１ｃ”,６１１ｄ”のセットによって形成される２つの四角形断面は、互いに同軸配置されかつ回転オフセットである。

各対のトルク伝達表面６１１ａ’,６１１ａ”；６１１ｂ’,６１１ｂ”；６１１ｃ’,６１１ｃ”；６１１ｄ’,６１１ｄ”の表面は、互いに隣接しており、概略１７４°の内側角度βを形成する。言い換えれば、各トルク伝達表面６１１ａ’,６１１ａ”,６１１ｂ’,６１１ｂ”,６１１ｃ’,６１１ｃ”,６１１ｄ’,６１１ｄ”は、水平線から３°の角度αを有し、かつトルク伝達表面が第１の非トルク伝達位置（図６Ａに図示されているように）にあるとき、対面する非回転表面６７ａ,６７ｂ,６７ｃ,６７ｄから３°である。

凹部６６とボルト６１０の全体の断面において差異があるにも関わらず、図６のこれらの部品の機能的断面は、実際、図５に図示された部品の機能的断面と同一である。
非回転手段の機能的断面を形成するインプラントと挿入ツールの各表面は、部品間の相互作用によって決定される。図７は、本発明の別の実施形態を示し、凹部６６は、図６のものと同一である。しかし、この場合、ボルト７１０は、凹部６６の断面と非常に良く類似する断面形状を有する。ボルト７１０は、略円形断面を有し、長手方向軸線の回りに規則的な間隔を置いた４つの溝７２０を含み、これらの溝内に凹部６６の突起２０ａ,２０ｂ,２０ｃ,２０ｄを収容できる。この実施形態において、ボルトが凹部に対して回転するとき、第１に突起２０ａ,２０ｂ,２０ｃ,２０ｄに接触するのは、溝の横側面であり、これらの横側面は、トルク伝達表面７１１ａ’,７１１ａ”,７１１ｂ’,７１１ｂ”,７１１ｃ’,７１１ｃ”,７１１ｄ’,７１１ｄ”を形成する。結果的に、それは、突起２０ａ,２０ｂ,２０ｃ,２０ｄの横側面であり、凹部６６の非回転表面７７ａ,７７ｂ,７７ｃ,７７ｄを形成する。

図５及び図６において、各非回転表面７７ａ,７７ｂ,７７ｃ,７７ｄは、同一平面内に２つの分離した部分を含む。この例では、対向する突起２０ａ,２０ｂ,２０ｃ,２０ｄの横側面が、単一の非回転表面７７ａ,７７ｂ,７７ｃ,７７ｄを形成するように組み合わされる。この実施形態では、凹部の機能的断面は、多角形を形成しない。

溝７２０の横側面は、溝７２０の底部表面に垂直ではなく、代わりに面取りされ、角度の付いたトルク伝達表面７１１ａ’,７１１ａ”,７１１ｂ’,７１１ｂ”,７１１ｃ’,７１１ｃ”,７１１ｄ’,７１１ｄ”を形成する。それゆえ、図７に示される非トルク伝達位置において、各トルク伝達表面７１１ａ’,７１１ａ”,７１１ｂ’,７１１ｂ”,７１１ｃ’,７１１ｃ”,７１１ｄ’,７１１ｄ”と、これに対応する非回転表面７７ａ,７７ｂ,７７ｃ,７７ｄ（図７Ａ参照）との間に、概略２°の角度αがある。力伝達表面が最大接触をもたらすので、この角度は、より良い面対面接触が達成されるように減じられる。

以前の実施形態において、トルク伝達表面は、対の表面７１１ａ’,７１１ａ”；７１１ｂ’,７１１ｂ”；７１１ｃ’,７１１ｃ”；７１１ｄ’,７１１ｄ”を形成するので、各対は、同一の非回転表面７７ａ,７７ｂ,７７ｃ,７７ｄと対面しかつ協働する。これは、全ての非回転表面を利用する方法で、トルク伝達をいずれの方向にも起こるようにすることができる。各対の表面間の内側角度は、この実施形態において、概略１７８°である。

上述したように、ボルト上の面取りされた対の力伝達表面を作り出す代わりに、凹部内に対の力伝達表面を作り出すことが可能である。図２〜図７に図示した実施形態と対比して、図８は、凹部８６が各トルク伝達表面に対して対の非回転表面を含んでいる実施形態に関する。この実施形態では、ボルト８１０の断面形状は、四角形状であり、各側面は、トルク伝達表面８１１ａ,８１１ｂ,８１１ｃ,８１１ｄを形成する。

また、凹部８６の断面形状は、ボルト８１０の断面形状より大きい寸法を有する四角形の底部形状を有する。さらに、凹部８６の角部は、キャビティ２２ａ,２２ｂ,２２ｃ,２２ｄによって凹んでおり、各キャビティの対向する内面は、非回転表面８７ａ’,８７ａ”,８７ｂ’,８７ｂ”,８７ｃ’,８７ｃ”,８７ｄ’,８７ｄ”を形成する。ここで、各トルク伝達表面８１１ａ,８１１ｂ,８１１ｃ,８１１ｄは、ボルト８１０が凹部８６内に受け入れられるとき、互いに対して角度を有して、対の非回転表面８７ａ’,８７ａ”；８７ｂ’,８７ｂ”；８７ｃ’,８７ｃ”；８７ｄ’,８７ｄ”に対面する。本発明によれば、各トルク伝達表面と非回転表面との間の角度は、最小であり、好ましくは、力伝達表面が第２のトルク伝達位置にあるとき、取り除かれる。

対のトルク伝達表面の複数の表面は、側面領域８２４ａ,８２４ｂ,８２４ｃ,８２４ｄによって分離される。第１の各対の非回転表面８７ａ’,８７ｂ’,８７ｃ’,８７ｄ’は、挿入ツールがインプラントに対して時計方向に回転するとき、それぞれのトルク伝達表面８１１ａ,８１１ｂ,８１１ｃ,８１１ｄと協働することを意図している。また、第２の各対の非回転表面８７ａ”,８７ｂ”,８７ｃ”,８７ｄ”は、挿入ツールがインプラントに対して反時計方向に回転するとき、同一のトルク伝達表面８１１ａ,８１１ｂ,８１１ｃ,８１１ｄと協働することを意図している。これは、すべての非回転表面を用いる方法において、トルク伝達をいずれの方向にも生じさせることができる。

しかし、他の実施形態において、２つの方向へのトルク伝達は、トルク伝達表面と非回転表面の数が等しい場合に達成することができる。このような実施形態が図９に図示されている。ここで、凹部９６は、円形状に規則的な間隔を置いて配置された３つの突起アーム９１を有する。このアーム９１の各長手方向表面は、非回転表面９７ａ,９７ｂ,９７ｃ,９７ｄ,９７ｅ,９７ｆを形成する。ボルト９１０は、３つのテーパー付きアーム９２を有するクロスを含む。これらのアーム９２のテーパー付き表面は、トルク伝達表面９１１ａ,９１１ｂ,９１１ｃ,９１１ｄ,９１１ｅ,９１１ｆを形成し、ボルト９１０が凹部９６内に受け入れられる間、第１の非トルク伝達位置（図９に図示）と第２のトルク伝達位置との間で回転することができる。本発明によれば、トルク伝達表面９１１ａ,９１１ｂ,９１１ｃ,９１１ｄ,９１１ｅ,９１１ｆが、非回転表面９７ａ,９７ｂ,９７ｃ,９７ｄ,９７ｅ,９７ｆと接触するとき、この接触表面間の角度は、第１の非トルク伝達位置よりも小さい。しかし、この実施形態では、すべての非回転表面９７ａ,９７ｂ,９７ｃ,９７ｄ,９７ｅ,９７ｆがトルク伝達中に接触しているわけではない。代わりに、挿入ツールが時計方向に回転するとき、一方のセットのトルク伝達表面９１１ｂ,９１１ｄ,９１１ｆは、一方のセットの非回転表面９７ｂ,９７ｄ,９７ｆと接触してトルク伝達をもたらす。また、挿入ツールが反時計方向に回転するとき、第２のセットのトルク伝達表面９１１ａ,９１１ｃ,９１１ｅは、第２のセットの非回転表面９７ａ,９７ｃ,９７ｅと接触してトルク伝達をもたらす。それゆえ、この実施形態では、両方向へのトルク伝達が、対の力伝達表面を設けることなく達成される。

上記図に示された実施形態の大多数において、凹部は、インプラントの非回転手段を形成し、また、ボルトが挿入ツールの非回転手段を形成するように記載してきた。しかし、各実施形態において、この状況を逆転させることができ、歯科用インプラントは、ボルト１０，３１０，４１０，５１０，６１０,７１０，８１０，９１０と挿入ツールの凹部６,３６,４６,５６,６６,７６,８６,９６を含むことができる。それゆえ、これらの実施形態において、凹部は、トルク伝達表面とボルトの非回転表面を含むことになる。

上述した実施形態は、説明の目的のためであり、当業者は、多くの代替の構成が、特許請求の範囲内に組み入れることが可能であることを理解できるであろう。

２ 組立体、４、８ 非回転手段、７ａ,７ｂ,７ｃ,７ｄ 非回転表面、６、３６,４６,５６,６６,８６,９６ 凹部、１０、３１０，４１０，５１０，６１０，７１０,８１０，９１０ ボルト、１１ａ’,１１ａ”；１１ｂ’,１１ｂ”；１１ｃ’,１１ｃ”；１１ｄ’,１１ｄ” トルク伝達表面側面、

Claims (22)

1. 歯科用インプラントを骨の中に挿入するための前記インプラントと挿入ツールとの組合せであって、
   前記インプラントは、少なくとも１つの平坦な力伝達表面を非回転表面（7a,7b,7c,7d）の形に構成した、非円形の断面形状を有する非回転手段を含み、
   前記挿入ツールは、少なくとも１つの平坦な力伝達表面をトルク伝達表面（11a',11a";
   11b',11b";11c',11c";11d',11d"）の形に構成した、非円形の断面形状を有する非回転手段を含み、
   前記非回転手段の一方は、凹部（6）を形成し、前記非回転手段の他方は、ボルト（10）を形成しており、前記ボルトは、回転軸を有し、前記凹部（6）の回転軸線の方向に受け入れられるように設計され、前記少なくとも１つの非回転表面と前記少なくとも１つの非回転表面と、前記少なくとも１つのトルク伝達表面が、２つの部品間にトルクを伝達するように協働するものであり、
   前記非回転表面（7a,7b,7c,7d）と前記トルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";
   11d',11d"）は、前記ボルト（10）が、前記凹部（6）内に受け入れられている間、前記非回転表面（7a,7b,7c,7d）と前記トルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',
   11d"）は、第１の非トルク伝達位置と第２の非トルク伝達位置の間で互いに対して回転でき、
   前記第１の非トルク伝達位置において、前記非回転表面（7a,7b,7c,7d）と前記トルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',11d"）は、ほとんど接触せず、
   前記第２の非トルク伝達位置において、前記非回転表面（7a,7b,7c,7d）と前記トルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',11d"）は、互いに最大接触しており、
   前記非回転表面（7a,7b,7c,7d）と前記トルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";
   11d',11d"）の間の角度は、前記第１の位置よりも前記第２の位置の方が小さいことを特徴とする組合せ。
2. 前記インプラントおよび／または挿入ツールは、少なくとも２つの、好ましくは、２〜６個、より好ましくは、３〜４個、さらに最適には、４個の力伝達表面（7a,7b,7c,7d）を含んでいることを特徴とする請求項に１記載の組合せ。
3. 前記非回転手段の一方が、少なくとも１つの力伝達表面を含み、前記非回転手段の他方が、少なくとも２つの力伝達表面を含み、前記力伝達表面は、ボルト（10）が凹部（6）に受け入れられている間、いずれかの方向の相対回転が、少なくとも１つの非回転表面に生じ、かつ少なくとも１つのトルク伝達表面は、互いに最大接触をもたらし、前記非回転表面（7a,7b,7c,7d）とトルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',11d"）の角度は、この位置における方が、第１の非トルク伝達位置よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の組合せ。
4. 前記挿入ツールと前記インプラントは、等しい数の力伝達表面を含み、前記力伝達表面の数は、前記挿入ツールが時計方向に回転するとき、最大接触となるように設計され、残りの表面は、前記挿入ツールが反時計方向に回転するとき、最大接触するように設計されることを特徴とする請求項３に記載の組合せ。
5. 一方の非回転手段は、他方の非回転手段の平坦な各力伝達表面と協働する、平坦な対の力伝達表面を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の組合せ。
6. 前記平坦な対の力伝達表面間に挟まれた角度は、１５０°〜１７８°の範囲であり、より好ましくは、１６６°〜１７８°の範囲にあることを特徴とする請求項５に記載の組合せ。
7. 他方の非回転手段は、各力伝達表面内に中央カットアウトを含んでいることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の組合せ。
8. 対の力伝達表面の各々は、中央ピークを形成するように集中し、前記ボルトが前記凹部に受け入れられるとき、中央ピークがカットアウト内に配置されることを特徴とする請求項７に記載の組合せ。
9. 前記インプラントと前記挿入ツールの一方の非回転手段が、正多角形を形成する機能的断面を含んでいることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の組合せ。
10. 前記インプラントと前記挿入ツールの他方の非回転手段が、正多角形を形成する機能的断面を含んでいることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の組合せ。
11. 一方の非回転手段が、平坦な力伝達表面の２セットを含み、第１のセットは、前記挿入ツールが前記インプラントに対して時計方向に回転するとき他方の非回転手段の少なくともいくつかの力伝達表面と最大接触するように配置され、第２のセットは、前記挿入ツールが前記インプラントに対して反時計方向に回転するとき他方の非回転手段の少なくともいくつかの力伝達表面と最大接触するように配置されていることを特徴とする請求項２〜１０のいずれかに記載の組合せ。
12. 各セットの平坦な力伝達表面は、正多角形を形成し、この多角形は、同軸に配置されているが、互いに回転オフセットされていることを特徴とする請求項１１に記載の組合せ。
13. 前記凹部の機能的断面は、正多角形を形成し、各側面は、力伝達表面を形成し、前記ボルトの断面形状は、同一の多角形の底部形状を有し、この多角形の各側面は、面取りされ、対の力伝達表面を形成し、使用時、前記凹部の各力伝達表面は、前記ボルトの２つの力伝達表面によって接触されることを特徴とする請求項２〜１２のいずれかに記載の組合せ。
14. 第１の非トルク伝達位置において、非回転表面（7a,7b,7c,7d）とトルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',11d"）の間の角度は、ｘ／２より小さく、ここで、ｘは、正多角形の回転対称の角度であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれかに記載の組合せ。
15. 第１の非トルク伝達位置において、非回転表面（7a,7b,7c,7d）とトルク伝達表面（11a',11a";11b',11b";11c',11c";11d',11d"）の間の角度は、１５°より小さく、好適には１°〜７°の範囲、最適には、２°〜５°の範囲であることを特徴とする請求項２〜１４のいずれかに記載の組合せ。
16. 上記請求項１〜１５のいずれかに記載の発明に従う組合せのための挿入ツール。
17. 骨の内に歯科用インプラントを挿入するための挿入ツールであって、該挿入ツールは、
    基端部と、
    複数の平坦なトルク伝達表面を含む非円形断面を有する非回転手段を構成する先端部とを含み、
    前記先端部は、多角形を有する底部形状を有し、多角形の各側面は、２つの平坦な対のトルク伝達表面を形成するように、面取りされていることを特徴とする挿入ツール。
18. ２つの平坦な対のトルク伝達表面間の角度は、１５０°〜１７８°の範囲であり、好適には、１６６°〜１７８°の範囲であることを特徴とする請求項１７に記載の挿入ツール。
19. 各側面の２つの面取り表面が集束して中央ピークを形成することを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の挿入ツール。
20. 非回転手段の角部は、丸くなっていることを特徴とする請求項１７、１８、または１９のいずれかに記載の挿入ツール。
21. 底部の多角形は、四角形であることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれかに記載の挿入ツール。
22. 歯科用インプラントを骨の中に挿入するための挿入ツールであって、
    該挿入ツールが、インプラントの冠状端部に設けた凹部内に挿入する先端部を含み、前記先端部の形状が、以下の工程を含む方法に従って設計されており、
    前記工程は、
    前記インプラントの凹部の断面を映し出す初期の断面形状を作り出す工程と、
    前記挿入ツールの先端部の断面を前記凹部の断面と重ね合わせて、前記断面間の交差部分の面積を形成するように、前記挿入ツールの先端部の断面を回転させる工程とを含み、
    さらに、
    前記交差部分の面積が所定の大きさに到達すると、回転を停止し、そして、前記先端部の断面を変えて、前記凹部の断面に重なり合う前記断面を取り除き、これにより、面取りした力伝達表面の第１のセットを形成し、
    前記先端部の断面を反対方向に回転させ、前記先端部の断面が前記前記凹部の断面に重なり合って前記断面間の交差部分の新しい面積を形成し、
    前記交差部分の面積が、所定の大きさに到達したとき、回転を停止し、そして、先端部の断面を変更して、前記凹部の断面に重なり合う断面を取り除き、これにより、前記先端部の断面に、面取りした力伝達表面の第２のセットを形成し、
    必要ならば、面取りした各表面が予め決定した表面積を有するまで、上記処理手順を繰り返す工程を含んでいる、ことを特徴とする挿入ツール。

Images