JP5680838B2 - 人工歯根 - Google Patents

Description

本発明は人工歯根に関する。

人工歯根は歯を失った顎骨に埋め込むものであり、その上に取り付けられる人工歯の土台となるものである。その取り付け方法は、人工歯根と同じ大きさに形成した顎骨の孔に人工歯根をネジ嵌合させて挿入し、数ヶ月間放置して人工歯根内に骨芽細胞を誘導し、骨を成形させて人工歯根と顎骨とを結合させる。
このとき、人工歯根挿入後の初期段階における人工歯根と顎骨との緩みを無くすべく、人工歯根の先端にネジを形成するなどされている。

この際、人工歯根に対して開けた孔が大きい場合、顎骨との結合に時間がかかったり、人工歯根が顎骨としっかり結合しないことがある。また、上皮（歯肉）が顎骨に形成された孔の底部に向かって伸び（ダウングロース）、つまり、上皮が人工歯根と顎骨との間に伸び、人工歯根と顎骨の結合面積を侵してしまい、人工歯根と顎骨とが十分に結合しないことがある。
さらに人工歯根と顎骨とをネジによって連結させる場合、人工歯根と顎骨との間に隙間ができないように嵌合させても、ネジ部の溝へ上皮が伸びたり、ネジ上部に上皮あるいは歯肉が成長せず、つまり、ネジ上部の辺縁閉鎖が行われず、歯周病等を起こすことがある。

特許文献１には、骨芽細胞を誘導し新生骨が生成しやすく、かつ、生成した新生骨が絡みやすい三次元構造体を人工歯根の基体の外周に設けた人工歯根が開示されている。このような三次元構造体として、径が１００μｍ以下のチタン金属繊維を絡合して層状に形成したものが記載されている。また、この三次元構造体に骨との親和性を向上させるためにアパタイトを設けること、生体細胞を活性化する生理活性物質を含ませることが記載されている。

特許文献２には、外科的に確立された歯周ポケットにポリマーゲル、ペースト、注射剤、溶液、微粒子および固体移植片を挿入することが記載されている。

国際公開公報２００４／０１２７８１ 特表２００７−５１３０８３号公報

本発明は、顎骨に形成した孔に挿入される人工歯根であって、ダウングロースを防止し、人工歯根に対する歯肉の辺縁閉鎖を促進する人工歯根を提供することを目的としている。

本発明の人工歯根は、柱状の挿入部と、その挿入部の上端に設けられた上頭部とからなり、前記上頭部の外周面の少なくとも一部が、骨細胞および／または上皮細胞を誘導する三次元構造を有する誘導層から構成されることを特徴としている。

（１）本発明の人工歯根は、柱状の挿入部と、その挿入部の上端に設けられた上頭部とからなり、前記上頭部の外周面の少なくとも一部が、骨細胞および／または上皮細胞を誘導する三次元構造を有する誘導層から構成されるため、上皮（歯肉）を誘導層に誘導し、つまり、上皮（歯肉）を人工歯根の上部に人工歯根を覆うように誘導し、上皮のダウングロースを防止する。また、誘導層は、骨細胞も誘導するため、人工歯根と顎骨との連結を一層強固なものとする。このように、本発明の人工歯根は、誘導層が上皮細胞および骨細胞を誘導し、かつ、着床するため、人工歯根と歯肉との間の隙間を無くし、辺縁閉鎖を達成することができ、歯周病等を防止する。

（２）このような人工歯根において、挿入部の外周に雄ねじが形成されている場合、人工歯根と顎骨とを一層強固に連結することができる。
（３）前記上頭部が、挿入部と実質的に同じまたは挿入部より大きい外径を有する場合、上頭部が物理的に蓋的役割を奏する。
（４）前記上頭部が、挿入部より小さい外径を有する場合、顎骨に挿入しやすい。（５）前記上頭部が、上に向かって縮径するテーパー部を備えている場合、そのテーパー部の外周面に上皮（歯肉）を人工歯根の上部に誘導する。
（６）前記三次元構造が、生体親和性が高く生体非吸収性材料の径が５〜１００μｍの繊維を絡合して、空隙率１０〜９０％とした構造を有する場合、骨細胞および／または上皮細胞はこの繊維間隙に積極的に侵入し、定着するため、人工歯根と上皮（歯肉）とが隙間なく連結される。

図１ａ、ｂは本発明の人工歯根の一実施形態を示す側面図、側面断面図であり、図１ｃ、ｄは、本発明の人工歯根の他の実施形態を示す側面図、下面図である。 図２ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ本発明の人工歯根の他の実施形態を示す側面断面図である。 図３ａ、ｂは本発明の人工歯根のさらに他の実施形態を示す側面図、側面断面図であり、図３ｃは本発明のさらに他の実施形態を示す側面断面図である。 図４ａ、ｂはそれぞれ本発明の人工歯根のさらに他の実施形態を示す側面断面図である。 図５ａ、ｂ、ｃ、ｄはそれぞれ本発明の人工歯根のさらに他の実施形態を示す側面断面図である。

次に本発明の人工歯根を、図面を用いて説明する。図１ａ、ｂの人工歯根１０は、外周に雄ねじが形成された本体１１と、その本体の上部に設けられた誘導層１２とからなる。

本体１１は、外周に雄ネジが形成された胴部１３と、その胴部の下端に形成された下に向かって縮径する円錐台状の底部１４と、その胴部の上端に形成された
円筒部１５ａおよびその円筒部から上に向かって縮径する円錐台部１５ｂからなる頭部１５とを備えている。この頭部１５の円筒部１５ａの径は、胴部のネジの山の径と同じに構成されている。円錐台部１５ｂの上面１５ｃには、軸心下方に延び、雌ネジが形成された係合孔１６が形成されている。係合孔１６は、人工歯を支持する軸を挿入して固定するものである。円錐部１５ｂの角度は、上皮および骨細胞を好ましく誘導するため、前歯部、白歯部などの部位に応じて３０〜６０度としている。また、底部１４は、その円錐状の角度を埋入部の部位や人工歯根の直径に応じて１５〜７５度としており、これにより骨との連結が強固になる。しかし、底部１４は、その先端を球状としてもよい。

底部１４は、図１ｃ、ｄのように切り込みができるドリルを備えたネジドリルとなっていてもよい。また、係合孔１６はネジ構造のないテーパー状の孔またはその他の形状であってもよい。
このような本体１１は、生体親和性の高い金属からなり、特にチタンまたはチタン合金からなる。

誘導層１２は、前記頭部１５の円錐台部１５ｂの外周を覆うように設けられた骨細胞および／または上皮細胞を誘導する三次元構造体からなる。また誘導層１２は、想像線で示すように頭部の上面１５ｃを覆うように設けられてもよい。誘導層１２の外径は頭部１５の円筒部１５ａの径をほぼ同一となっている。

このような三次元構造体として、生体親和性が高い材料の径が５〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍ、特に好ましくは５〜２０μｍの繊維を絡合して、空隙率１０〜９０％、好ましくは５０〜９０％、特に好ましくは７０〜９０％としたものが挙げられる。また、そのポアサイズは２〜５００μｍ、特に５０〜２００μｍが好ましい。
生体親和性の高い材料の繊維としては、生体非吸収性材料の繊維であるチタン繊維またはチタン合金繊維、ステンレススチール、金、プラチナ、コバルト合金等の金属繊維、またポリプロピレン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエステル、フッ素樹脂等の合成樹脂繊維が挙げられる。また生体吸収性材料の繊維であるポリ乳酸、キチン、キトサン、ポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、デンプン等を用いても良い。また、粒状の金属を焼結したものでもよく、空隙構造を有するものであれば良い。

また三次元構造体の他の形態として、ポアサイズが１０〜３００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍ、特に好ましくは３０〜１５０μｍであり、空隙率が１０〜９０％、好ましくは４０〜９０％、特に好ましくは７０〜９０％の生体親和性の高い多孔質のセラミックスが挙げられる。
このようなセラミックスとして、生体吸収性セラミックスであるα−リン酸三カルシウム、β−リン酸三カルシウム等が挙げられ、生体非吸収セラミックスであるヒドロキシアパタイト、アルミナ、ジルコニア、カーボン、リン酸カルシウム、結晶化ガラス、窒化チタン、炭化チタン等が挙げられる。

この誘導層１２には、血液中の因子であるフィブリン、骨髄細胞が分化してできる細胞成長因子、細胞誘導因子、血管誘導因子等のサイトカイン因子、骨髄細胞が分化してできる組織修復因子、血小板由来増殖因子、骨形成蛋白質（ＢＭＰ）などを導入してもよい。これにより細胞の誘導を一層促進する。これらは天然物（治療対象者または他の生態）から抽出してもよく、人工的に生成したものでもよい。
また、生体細胞を活性化する生理活性物質あるいは生理活性助剤を吸収させてもよい。

この実施形態では、本体１１の胴部１３が本願請求項１の「挿入部」を構成し、本体１１の頭部１５と誘導層１２とが本願請求項１の円筒状の「上頭部」を構成する。また、この実施形態は、上頭部の径が挿入部の径と実質的に同じものである。

この人工歯根１０は、頭部１５の円筒部１５ａの径が胴部のネジの山の径と同じに構成されており、上に向かって縮径する円錐台部１５ｂを有しているため、顎骨と胴部１３（挿入部）との間のネジの谷による隙間があっても頭部１５の円筒部１５ａがその隙間を物理的に塞ぐ。そのため、隙間の底部に向かって延びようとする上皮（歯肉）をブロックする。
また、頭部１５の円錐台部１５ｂの外周に上皮細胞を誘導する誘導層１２が設けられているため、上皮（歯肉）を誘導層が設けられた人工歯根１０の上部に誘導する。
さらに、誘導層１２は骨細胞も誘導するため、人工歯根１０と顎骨との連結を強固にする。
つまり、上皮（歯肉）および骨細胞が人工歯根１０の上部外周を覆い人工歯根を辺縁閉鎖する。そのため、人工歯根埋入後に歯肉、骨がぐらつきにくく、歯周病等を起こしにくく、人工歯根と顎骨とを強固に連結する。そして、上皮のダウングロースを防止する。
また、図１ａ、ｂでは、胴部１３の雄ネジ（右ネジ）と係合孔１７６の雌ネジ（左ネジ）とが逆向きであるが、同じ向きとしてもよい。

このような人工歯根１０であって、特に、本体１１としてチタンまたはチタン合金を用い、誘導層１２としてチタン繊維またはチタン合金繊維を用いた場合は、人工歯根１０を成形した後、真空焼結により本体１１と誘導層１２とを結合させることができる。この場合、誘導層１２に誘導された細胞と本体１１とが強固となり、一層ぐらつきを防止する。

図２ａ、２ｂに示す人工歯根２０ａ、２０ｂは、上頭部の外径が挿入部の雄ネジの山の径より大きいものである。これにより人工歯根と顎骨との間の隙間を一層塞ぎ、ダウングロースの発生を一層防止する。

図２ａの人工歯根２０ａは、本体２１の頭部２２の円筒部２２ａの径が胴部のねじ山の径より大きく構成されている。その他、胴部１３、底部１４、係合孔１６は図１の人口歯根１０と実質的に同じものである。
人工歯根２０ａの誘導層23は、頭部外周の円錐台部２２ｂを覆うものであり、他の構成は図１の人工歯根１０と実質的に同じものである。

図２ｂの人工歯根２０ｂは、本体１１は図１の人工歯根１０と実質的に同じものである。人工歯根２０ｂの誘導層２６は、この頭部１５の円筒部１５ａの外周面および円錐台部１５ｂの外周面を覆うものであり、その外径が胴部１３のネジ山より大きくなっている。そのため、誘導層２６も蓋的役割を奏する。また、誘導層２６は、頭部１５の上面１５ｃも覆うように構成されている。そのため、骨細胞および上皮細胞は人工歯根の上面を覆うように成長する。その場合、誘導層２６には人工歯を挿入する中心孔２６ａが形成される。
また、図２ｃ、２ｄのように誘導層２６が円錐台状となっていてもよい。

図３の人工歯根３０は、上頭部が上に向かって縮径したものである。これにより上皮（歯肉）の人工歯根の上部への成長が一層促進される。

本体３１は、外周に雄ネジが形成された胴部３２と、その胴部の下端に下に向かって縮径する円錐台状の底部３３と、その胴部の上面から突出した筒状の係合部３４（図３ｂ参照）とからなる。この係合部３４の中心には、軸心下方に延び、雌ネジが形成された係合孔３５が形成されている。
本体３１の他の構成また材料は図１の本体１１と実質的に同じである。

誘導層３６は、径が胴部のネジ山の径と同じ円筒部３７と、その上端から上に向かって縮径する円錐台部３８と、上面３９とからなる。上面３９の中心には、軸心下方に延びる挿入孔３９ａが形成されている。下面には係合部３４と係合する凹部が形成されている。誘導層３６の外径は、胴部３２のネジ山と実質的に同じとなっており、この実施形態では誘導層３６が上皮細胞等のダウングロースを物理的に防止する蓋となる。
誘導層３６の他の構成また材料は図１の誘導層１２と実質的に同じである。

この実施形態では、本体３１の胴部３２が本願請求項１の「挿入部」を構成し、誘導層３６が本願請求項１の「上頭部」を構成する。また、図３ｃのように円筒部３７を有さない誘導層２２ｂ（頭部）を備えていても良い。

図４ａの人工歯根４０は、胴部外周に骨細胞を誘導する誘導膜４２が設けられたものであり、また、ネジを有さないものである。人工歯根４０は、本体４１と、その外周に設けられた誘導膜４２と、本体の上部に設けられた誘導層１２とからなる。誘導層１２は、図１の人工歯根と実質的に同じである。

本体４１は、胴部４３と、その胴部の下端に形成された湾曲状の底部４４と、その胴部の上端に形成された胴部より外径が大きい頭部４５とからなる。
頭部４５は、径が胴部径より大きい円筒部４５ａと、その上端から上に向かって縮径する円錐台部４５ｂと、上面４５ｃとからなる。

誘導膜４２は、骨細胞を誘導する三次元構造を有するものであり、その三次元構造は、図１の誘導層１２と実質的に同じものである。

本体４１と誘導膜４２とを同じ金属、例えば、チタンまたはチタン合金で構成する場合、焼結させて結合させることにより本体４１と誘導膜４２とを強固に連結させることができる。
また、図４ｂの人工歯根４０ａのように、誘導膜４２と、誘導層１２とを一体とした誘導層４９を備えていてもよい。

次に示す人工歯根は、上頭部の外径が挿入部より小さいものである。
図５ａの人工歯根５０ａは、頭部５１が誘導層５１ａから構成されており、誘導部５１ａは本体３１の筒状の係合部３４の外周に設けられた円筒状のものである。本体３１は、図３の本体３１と実質的に同じである。
また、図５ｂの人工歯根５０ｂのように、誘導部５１ａから構成される頭部５１を円錐台状にしてもよい。

図５ｃの人工歯根５０ｃは、誘導層５１ａから構成される頭部５３が円筒部５４と、その上端から上に向かって縮径する円錐台部５５と、上面５６とからなる。上面５６の中心には、軸心下方に延びる挿入孔５６ａが形成されている。下面には係合部３４と係合する凹部が形成されている。さらに、図５ｄの人工歯根５０ｄは、誘導層５１ａから構成される頭部５３が本体３１の形状に沿って階段状になっている。
図５ａから図５ｄの人工歯根５０ａ、ｂ、ｃ、５０ｄは、頭部５１、５３が邪魔になりにくく、人工歯根の顎骨への設置が容易である。

このような人工歯根５０ａ〜ｄも、骨細胞を誘導層５１ａ内に誘導し、細胞等と誘導層５１ａとは強固に絡むため、人工歯根５０ａ〜ｄと顎骨との連結強度を高めることができる。また、上皮細胞の成長を人工歯根の上部に誘導できるため、ダウングロースを防止する。

１０ 人工歯根
１１ 本体
１２ 誘導層
１３ 胴部
１４ 底部
１５ 頭部
１５ａ 円筒部
１５ｂ 円錐台部
１５ｃ 上面
１６ 係合孔
２０ａ 人工歯根
２０ｂ 人工歯根
２１ 本体
２２ 頭部
２２ａ 円筒部
２２ｂ 円錐台部
２３ 誘導層
２６ 誘導層
２６ａ 中心孔
３０ 人工歯根
３１ 本体
３２ 胴部
３３ 底部
３４ 係合部
３５ 係合孔
３６ 誘導層
３７ 円筒部
３８ 円錐台部
３９ 上面
３９ａ 中心孔
４０、４０ａ 人工歯根
４１ 本体
４２ 誘導膜
４３ 胴部
４４ 底部
４５ 頭部
４５ａ 円筒部
４５ｂ 円錐台部
４５ｃ 上面
４９ 誘導層
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ 人工歯根
５１ 頭部
５１ａ 誘導部
５３ 頭部
５４ 円筒部
５５ 円錐台部
５６ 上面
５６ａ 挿入孔

Claims (3)

1. 柱状の挿入部と、
   その挿入部の上端に設けられた上頭部とからなり、
   前記上頭部の外周面の少なくとも一部が、骨細胞および／または上皮細胞を誘導する三次元構造を有する誘導層から構成され
   前記上頭部が、挿入部より大きい外径を有し、
   前記挿入部は、雄ねじが形成された胴部を有し、
   前記上頭部は、上に向かって縮径する円錐台部を有し、
   前記誘導層が、前記円錐台部を覆うように生体親和性の高い材料により設けられた、
   人工歯根。
2. 前記上頭部が、頭部と前記誘導層とを備え、前記頭部が円筒部と前記円錐台部とを有し、
   前記誘導層が前記円筒部と前記円錐台部の外周面とを覆う、
   請求項１記載の人工歯根。
3. 前記三次元構造が、径が５〜１００μｍの生体親和性の高い繊維を絡合して、空隙率１０〜９０％とした構造を有する、請求項１または２記載の人工歯根。