[发明专利]牙齿固定设备

说明书

技术领域

本发明涉及插入到人颚骨中的牙齿固定设备。

背景技术

现今对于修复诸如丢失牙齿的被损伤的部分的常用方式是将固定设备安装在相邻的骨组织中并替换被损伤的部分。对此，为了获得成功的结果，固定设备应该完全稳定并且正确地连接到骨。术语骨整合用于这种连接效应，该术语的基本含义为骨组织生长到固定设备表面中。这种连接的两个主要来源是机械连接和组织连接。前者大致受到孔(固定设备安装到孔中)的宏观几何结构的影响和固定设备的宏观几何结构的影响，并且受到孔和固定设备一起工作得如何的直接效应的影响。组织连接是连续进化且发展的效果，特别是在安装之后的即刻时间内，并且大致受到固定设备的微表面结构与骨组织相互作用得如何的影响。

由于向内生长，所以骨和固定设备之间会具有互锁效应。此外，由于骨组织在理想条件下可以生长到固定设备的表面空腔中，并且在安装之后生产在固定设备和孔之间留下的空间中，所以机械连接会随时间而被展开。

机械和组织方面的相互作用将影响骨向内生长以及骨和固定设备的突出表面结构之间的连接。突出表面结构可以具有螺纹部、环形脊、线性或珠的图案等等的形式。此外，固定设备的喷砂的或另外变粗糙的表面对于这种过程将提供有利情况。

牙齿固定设备经历功能力的作用。这些力被传送到周围骨，作为在固定设备/骨界面处的压缩力、张力和剪切力。界面承受这三种力的能力越高，固定设备可以支撑的负载就越大。界面对抗压缩力的能力相对大。比较起来，界面抵抗张力的能力是没有或者低的。对于第三种力，已经通过固定设备表面的微米(μm)尺寸粗糙部的变形例对试图增强固定设备/骨界面抗剪强度作出研究。

固定设备表面的粗糙部可以被认为包括凹陷和突起部。骨允许成长到固定设备表面上的凹陷中并产生保持力。成长到凹陷中的骨可以被称作骨插入部。相应地，突起部将接合骨并产生保持力。

已经发现：尽管通过微粗糙固定设备表面的方式提供增加的保持力的努力，但是通过固定设备突起部接合的结果骨插入部和骨部分经常在使用中被打破，藉此，粗糙部的期望功能会至少部分丢失。

因此，本发明的目标是提供一种固定设备，该固定设备能够形成产生长期保持力的骨，特别是在皮层骨组织中。将在下文中变得清晰的这些和其它目的通过在所附权利要求中所限定的本发明而实现。

发明内容

本发明基于对骨插入部的深入了解，该骨插入部突出到固定设备表面的粗糙部的凹陷中，失效机制将是基于骨剪切强度和骨压缩强度之间的关系和基于凹陷的几何结构的骨插入部的剪裂或压裂中的任何一个。

本专利申请的发明人认识到骨剪切强度和骨压缩强度之间的关系可以在以下假设中被计算：固定设备粗糙部的凹陷在附图2中被示意性地显示。假设图示的凹陷的宽度为Δy，当剪切力F_sh达到F_sh＝τ_bf2ΔxΔy(压裂表面乘以骨τ_bf的剪切强度)时出现剪裂。当压缩力F_c达到F_c＝σ_bcfΔxΔy/cos(α)时出现压裂，其中σ_bcf是骨的压缩强度。然后，水平分量F_c//＝σ_bcfΔxΔy·tan(α)。这暗指如果τ_bf2ΔxΔy＜σ_bcfΔxΔy·tan(α)，失效通过剪切出现。该情况的可选表现为如果τ_bf/σ_bcf＜tan(α)/2，失效通过剪切出现。如果该条件不被满足，则失效通过压缩出现。

可能由疲劳引起的微裂纹通常存在于哈弗斯骨中(Tschantz等人的Ann Anat Path1967；12：223-248)。每天咀嚼周期的数量在800-1400的范围之内(Kelly的Ann Rev Mater Sci1997；27：443-468)。因此，平均起来，每天咀嚼周期的数量1100。假设80/20-规定：20％的负载/咀嚼周期产生80％的微损伤，意味着1100的大约20％(即每天220个咀嚼周期)产生大多数的微损伤。