JPH0160256B2 - - Google Patents

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JPH0160256B2
JPH0160256B2 JP55021038A JP2103880A JPH0160256B2 JP H0160256 B2 JPH0160256 B2 JP H0160256B2 JP 55021038 A JP55021038 A JP 55021038A JP 2103880 A JP2103880 A JP 2103880A JP H0160256 B2 JPH0160256 B2 JP H0160256B2
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bone
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、失われた単一の自然歯に置き換えら
れる機械的に自立した永久的な歯科植込体
（dental implant）として成功裡に使用され得る
人工歯の開発に係る。
一層詳細には、本発明は３つのコンポーネント
から成る歯科植込体の提案に係る。
特に本発明は、自然の歯が咬合わせの荷重を受
けたときに周囲の骨に引張応力を生じさせるのと
同様に機能するように独特に設計された歯科植込
体を提案するものである。このようにして本発明
による人工の歯は、現在の歯科植込体が本質的に
周囲の骨に圧縮応力を生じさせ、周囲の骨の再吸
収（resorption）を惹起するのと対照的に、健康
な歯と同様に機能し、永久的な歯科植込体として
使用され得る。
歯科植込体を単一の歯に置き換えて使用できる
けれども、その臨床成功率に関する統計から、現
在の歯科植込体はいずれも真に自然歯と同様に自
立的かつ永久的に機能するものではないことが示
唆される。
歯科医術において、歯科植込体の導入には大き
な関心が払われてきた。外科的に準備された顎骨
の凹みに金属、セラミツクスまたは重合体の人工
歯を植込む試みがなされてきた。このような植込
みはいずれも最初は隣りの自然歯にワイヤまたは
冠によりスプリント（splint）され、ある期間に
わたり咀嚼荷重を受けないように保護される。数
ケ月を経て植込体が骨に接着し安定化した後、ス
プリンテイングを取外して植込体を自立させ、ま
た植込体の頭部に歯冠をかぶせて、植込体に咀嚼
荷重を分担させるようにする。しかし、植込体の
周囲の骨が次第に再吸収（resorb）され、植込体
がゆるんで完全に外れる結果となることが多かつ
た。
植込体の外れは第１に植込体材料と人体組織と
の適合性の欠如に帰せられ、単に人体組織が異質
物を排斥するためであると考えられた。しかし、
人体組織との適合性を多年にわたり確認されてい
る材料を用いても、失敗例は減少しなかつた。
植込体の周りの骨の再吸収の原因として考えら
れた第２の理由は、人体組織への入口または植込
体の頚部における植込体の粗さが歯ぐき組織の慢
性的炎症を生じ、それが下側の骨に漸次再吸収を
生じさせることであつた。しかし、非常に密でガ
ラス研摩した植込体頚部を用いるように努めて
も、歯ぐきの炎症は緩和したが、骨の再吸収は減
じなかつた。
骨の再吸収の原因として考えられた第３の理由
は、植込体の根部分の形状またはデザインが隔離
点において過大な応力集中を生じ、それが骨の再
吸収を惹起することであつた。そのため無数のデ
ザインの歯科植込体が種々の形状、厚さ、サイズ
および材料で導入されてきた。しかし、このよう
な努力によつて骨の漸次再吸収の割合は減ぜられ
なかつた。
植込体の周りの骨の再吸収の原因として最近に
なつて考えられるようになつた第４の理由は、た
いていの植込体が周囲の骨の弾性率よりもはるか
に高い弾性率またははるかに低い弾性率を有する
材料から製作されていることである。骨の弾性率
にくらべて、金属材料の弾性率は５ないし10倍、
セラミツク材料の弾性率は15ないし20倍、また重
合体材料の弾性率は0.1ないし0.2倍である。した
がつて、たとえば金属の植込体が骨に差込まれた
とき、咀嚼の荷重から生ずる応力は金属の植込体
を通つてその周辺に向かい伝搬するが、金属と周
囲の骨との界面に伝達の鋭い不連続性が存在す
る。このような応力伝達の連続性の欠如は植込体
の金属と骨との間の弾性率の甚だしくかつ急激な
差に起因する。この場合、甚だしい応力が植込体
と骨との間の界面に集中する。同様な応力集中
は、セラミツクまたは重合体材料が用いられたと
きにも生ずる。このような甚だしい応力は骨の再
吸収したがつて植込体のゆるみを惹起し、最後に
は植込体の外れを惹起する。このような理由づけ
を行うことは、歯科植込体を製作するために骨の
弾性率に近い弾性率を有する材料を使用するこ
と、もしくはこのような材料で金属性の植込体を
被覆することに通ずる。人体組織に適合し得る材
料で骨の弾性率と類似の弾性率を有するものとし
てカーボンがある。ガラス質あるいは熱分解
（pyrolytic）カーボンから製作された植込体と、
熱分解カーボンで被覆された金属製植込体とが試
みられてきた。このような努力によつて、骨の再
吸収によつて植込体が外れる割合は若干減少した
が、このような外れを解消することはできなかつ
た。その理由は、骨の弾性率と類似の弾性率を有
する材料の使用によつて植込体から骨へ伝達され
る応力の連続性は達成されたものの、植込体への
荷重により骨に伝達される応力がまだ圧縮性であ
ることである。圧縮応力は、たとえその大きさが
非常に小さくても、骨の再吸収を惹起することが
よく知られている。ここでは、ある期間にわたり
健康な歯に１Kg／cm2という小さな応力を加えるこ
とによつて、骨の再吸収したがつてまた骨の再吸
収の方向への歯の移動が生ずるという事実を述べ
るにとどめる。これは自然歯の歯列矯正に成功裡
に採用されている方法の原理である。
上記の植込体のデザインのすべてと対照的に、
自然歯の荷重はその周囲の骨に引張応力を生じ、
また、もし骨のデポジツシヨン（deposition）が
必要であれば、そのデポジツシヨンを増大させ、
また一層重要なこととして、もしこのような骨の
デポジツシヨンが必要でなければ、あらゆる再吸
収を禁止する。したがつて、自然歯は筋肉のデザ
インと同様にデザインされており、使用されるほ
ど強くかつ安定になる。このように、自然歯は自
立するようにデザインされており、その支持メカ
ニズムは永久的である。
本発明の主な目的は、自然の歯の動的機能と同
様な動的機能を有する歯科植込体を提供すること
である。
本発明の他の目的は、支持骨に引張応力を生ず
る歯科植込体の設計を提案することである。
本発明の別の目的は、３つのコンポーネントか
ら成る歯科植込体を提供することである。
本発明の他の目的は、自然の歯の機能と同様な
機能を有する３コンポーネントの歯科植込体を提
供することである。
本発明の別の目的は、単に歯自体に置き換えら
れるのではなく、すべての失われた歯システムに
置き換えられる歯科植込体を提供をすることであ
る。
本発明の他の目的は、歯の剛固性と等しい剛固
性なコアと、コアを包囲する比較的軟い層と、骨
の剛固性と同様な剛固性を有する第３の層とから
成る歯科植込体を提供することである。
本発明の別の目的は、咀嚼荷重により圧縮性の
荷重を受けたときに、植込体を支持する頚骨に引
張応力を生じさせて、植込体の安定性を増大させ
得る歯科植込体を提供することである。
他の目的は、以下の一層詳細な説明のなかで一
部は明らかとなり、また一部は指摘されよう。
したがつて本発明は以下に開示するデザインお
よび材料の組合わせを含んでいる。
自立した永久的な歯科植込体を得るためには、
植込体は先ず圧縮性の咀嚼荷重に耐えることがで
き、かつかかる荷重を植込体の長手方向軸線に沿
い伝達し得る剛固なものでなければならない。コ
ア１がこの機能を果たす。
本発明の歯科植込体の第２の重要な特徴は、頚
骨２と接触する根部分が骨の弾性率と類似の弾性
率を持たなければならないことである。この機能
は、以下に外側コンポーネントと呼ぶ本発明の歯
科植込体のコンポーネント３が果たす。本発明の
歯科植込体の第３の重要な特徴であり、必須の役
割を演ずるものは、コア・コンポーネントの先端
の運動を可能にし、同時に外側コンポーネント３
をして支持骨内に引張応力を生ぜしめる中間コン
ポーネント４である。中間コンポーネント４の弾
性率はコア・コンポーネントの弾性率にくらべて
も外側コンポーネントの弾性率にくらべてもはる
かに低くなければならず、1/5以下であることが
好ましい。
上記の３つの主要な特徴に加えて、コア１はそ
れを比較的軟い中間コンポーネント４に堅固に取
付けるための手段を備えていなければならない。
さらに、外側コンポーネント３も中間コンポーネ
ント４および骨２に堅固に取付けられていなけれ
ばならない。加えて、歯科植込体は歯冠（図示せ
ず）をかぶせるための頭部５を備えていなければ
ならない。このような頭部は図示のようにコア１
と別個に形成され、ねじ結合部７，８によりコア
１に堅固に取付けられてよく、また歯冠を支持す
るのに適した剛固性および稠密性を有していなけ
ればならない。さらに、頭部５と植込体の根との
間のつなぎ目は周囲の歯茎組織に刺戟を与えない
ように十分に稠密かつ平滑でなければならない。
上記の必要条件のすべてに加えて、口腔に露出
される植込体のすべてのコンポーネントはすべて
の口腔組織に対して非腐食性かつ非刺戟性でなけ
ればならない。
外側コンポーネント３の外周はほぼ円筒状であ
ること、または荷重伝達のための表面積を大きく
するように先端に向けて少しテーパをつけられて
いることが好ましい。先端は、過大な集中なしに
先端の応力を均等に分布させ得るように、点状ま
たは平面状ではなく半円状であることが好まし
い。円筒状の根は傾斜および横方向の咀嚼荷重に
よる回転に対して適当な抵抗力を生じないので、
外側コンポーネントのほぼ円筒状の表面が波状の
起状を有することは好ましい。このような波状起
伏は植込体全体に先端変位を生じさせようとする
咬合わせ咀嚼力に抵抗する役割もする。コア１お
よび中間コンポーネント４のわずかな先端変位は
外側コンポーネント３に対して相対的に生ずる
が、外側コンポーネント３の先端変位が生ずるこ
とはない。もし外側コンポーネント３の先端変位
が生じたならば、植込体の咬合わせ面に於ける圧
縮性の咀嚼力は支持歯茎の骨への引張応力に転換
されず、現在使用可能な歯科植込体により生ずる
ものと同様な圧縮応力が支持頚骨内に生じ、その
再吸収を惹起することになる。
コア１は高い弾性率を有する密な材料から成る
べきである。コア１は準備された頭部あるいは頂
部と根の中心を通つて延びる密な軸とから成る。
頂部および軸は植込体の目的に適した金属合金、
セラミツクスまたは高い稠密性および剛固性を有
する重合材料から加工され得る。グラフアイトま
たは稠密性の高い熱分解カーボンも用いられ得
る。
コア１の軸は中間コンポーネント４に固定され
れていなければならず、また軸に密に接着された
多孔性材料の層６を設けられていることが好まし
い。多孔性の層６はコア・コンポーネント１の軸
と適合する粉末金属、多孔性セラミツクスまたは
多孔性ではあるが剛固な重合材料から成つてよ
い。コア１がクローム・コバルト、チタンまたは
316ステレンレス鋼のような外科植込体材料から
鋳造され、また多孔性の層６が軸に粉末層を焼結
させることにより軸の表面上に形成されることは
好ましい。コア・コンポーネントの多孔性の層６
の咬合わせ両側の端は図面に明示されているよう
に外側コンポーネント３の咬合わせ面側の端より
も適度に下に位置するべきである。
中間コンポーネント４はコア・コンポーネント
１の弾性率および外側コンポーネント３の弾性率
よりも適度に低い弾性率を有し生物学的に適合し
得る材料から成る。中間コンポーネント４はポリ
メタクリル酸メチルのような低弾性率の重合材料
から、低弾性率の熱分解カーボン・デポジツトか
ら、または高分子量の外科用シリコンゴムから加
工されてよい。好ましくは、ポリメタクリル酸メ
チル重合体が用いられる。この重合体は多孔性の
層６の空所に容易に流れ込んで、それと機械的に
結び付き、かつ必要な粘着を形成することがで
き、また人体組織と適合し得る。この重合体の他
の利点は、代替的な方法としてヒート・フオーミ
ングを介しての配置を可能にする熱可塑性を有す
ることである。中間コンポーネント４の咬合わせ
側の端がコア１および外側コンポーネント３の咬
合わせ側の端よりも上に位置するべきであるこ
と、またその露出した頚部が非常に密でかつ高度
に平滑でなけばならないことは理解されよう。中
間コンポーネント４の残りの部分とコア１および
外側コンポーネント３の接着面とは、互いに密な
接着を可能とするように多孔性、波打ち状あるい
は正弦波状であつてよい。
外側コンポーネント３は骨の弾性率に近い弾性
率を有する材料から形成されていなければなら
ず、外側コンポーネント３の弾性率と骨の弾性率
との比は0.5ないし2.0の範囲内になければならな
い。外側コンポーネント３の弾性率と骨の弾性率
との比が上記の最適な範囲から外れると、応力が
外側コンポーネントと骨との境界に集中し、骨の
再吸収に通ずる。過度の応力集中は、たとえその
応力が引張応力であつたとしても、外側コンポー
ネント３の弾性率と骨の弾性率との著しい相違の
ために、やはり骨の再吸収を惹起すると考えられ
る。外側コンポーネント３の弾性率は106ないし
４×106lb／in2（0.34×106ないし1.37×106Kg／cm2）
の範囲でなければならず、外側コンポーネント３
はこのような弾性率を有する材料から加工されな
ければならない。高分子量の重合体、グラフアイ
ト、熱分解カーボンおよびバイオグラス
（bioglass）はこのような弾性率を有することが
見い出されている。外側コンポーネントは植込み
後に骨２に堅固に接着されなければならないの
で、その材料は高い組織適合性を有していなけれ
ばならない。また、この材料は熱分解カーボンの
場合のように多孔性条件で加工可能、もしくはバ
イオグラスの場のように骨に化学的に接着（膠
着）可能でなければならない。好ましくは、外側
コンポーネント３は、人体組織と高度に適合可能
であり、３×106ないし４×106lb／in2（1.03×106
ないし1.37×106Kg／cm2）の弾性率を有し、かつ
有孔性条件に容易にデポジツト（deposit）され
得る多孔性熱分解カーボン・デポジツトから形成
される。こうして、骨が外側コンポーネント３の
熱分解カーボンの孔のなかに成長し、全植込体の
根を所定の位置に堅固に保持する。外側コンポー
ネントはコア１の多孔性の層６を適度に越えて咬
合わせ側に延びているべきである。
別の実施例として、コア１はチタン合金から機
械加工または鋳造されてよい。粉末チタン層６が
次にでコアの軸のまわりに焼結により取付けられ
てよい。適当なサイズの多孔性熱分解カーボンの
ジヤケツト３が次いで別に準備されてよい。熱分
解カーボン・ジヤケツトは次いで熱硬化性もしく
は自然硬化性のポリメタクリル酸メチルの混合物
で内張りされてよく、またコア１がジヤケツト内
に差込まれ、次いで重合体の重合により中間コン
ポーネント４が形成されて、それとコア１および
外側ジヤケツトあるいはコンポーネント３とが堅
固に接着された状態が得られる。次いで頚部が平
滑に研摩されてよい。植込体は消毒された後、頚
骨に準備された凹みに差込み可能となる。一旦差
込まれると、骨が熱分解カーボン外側層３の孔の
なかに成長する。ポリメタクリル酸メチル中間コ
ンポーネント４はコア１と外側コンポーネント３
との間の管状のギヤツプを満たす。
以上の過程が完了した後、植込体の頭部５に歯
冠を接着することにより植込体の歯科処置は完了
する。
患者が植込体の咬合わせ面で咬むと、それによ
る圧縮力がコア・コンポーネントをわずかに先端
方向に動かす。このようなコアの先端運動はコア
１と外側コンポーネント３との間の中間コンポー
ネント４のポリメタクリル酸メチルの斜めの伸び
を惹起する。この斜めの伸びは外側コンポーネン
ト３を収縮させようとする収縮力を生ずる。外側
層３は顎骨２に堅固に保持されているので、骨の
デポジツシヨンを増大させる骨の界面部分に引張
応力が生ずる。このようにして、植込体は顎骨２
によるその永久的な支持を持続する。
コア１の軸は通常１mmの直径を有するが、その
サイズが使用個所における顎骨の幅および深さに
関係することは理解されよう。
以上の説明から、本発明の歯科植込体によつて
機械的に自立した永久的な人工歯に必要な設計お
よび機能が得られることは明らかである。
本発明の範囲から逸脱することなく、以上に記
載した内容に種々の変更を加え得ることは当業者
に明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明による３コンポーネントから成る
人工の歯科植込体の概要を示す断面図である。 １〜コア、２〜顎骨、３〜外側コンポーネン
ト、４〜中間コンポーネント、５〜頭部、６〜多
孔層、７，８〜ねじ結合部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 自然歯系の三つの主要な構成部の機能を模倣
    する三つの主要な構成部を有する自然歯系を類似
    した態様にて構成された歯科植込体にして、 自然歯自体に相当する心棒を形成するコアと、
    前記心棒を包囲し且前記心棒と共働して間〓を郭
    定するよう前記心棒から隔置されて配置された自
    然歯系の薄膜成分に相当する外側コンポーネント
    と、前記間〓内に配置され人工の歯周じん帯とし
    て機能し且歯周じん帯と同様の厚さを有する中間
    コンポーネントと、前記中間コンポーネントを前
    記心棒及び前記外側コンポーネントの両者に取付
    ける手段と、を有しており、 前記中間コンポーネントは前記心棒と前記外側
    コンポーネントの弾性係数より小さな弾性係数を
    有し且前記心棒が前記外側コンポーネントに対し
    て独立的に軸方向に移動することが許され前記心
    棒と前記外側コンポーネントの間に力が伝達され
    るために十分な厚さを有しており、咀嚼による圧
    縮応力が前記外側コンポーネントが直接取付けら
    れている歯周骨に於ける引張り応力に変換される
    ように構成されていることを特徴とする歯科植込
    体。
JP2103880A 1979-02-21 1980-02-21 Dental planted body Granted JPS5649144A (en)

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