DE10033918A1

DE10033918A1 - Distraction implant has tension screw to stimulate jawbone osteogenesis

Info

Publication number: DE10033918A1
Application number: DE2000133918
Authority: DE
Inventors: Torsten N Wallerius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2000-07-12
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: DE10033918B4

Abstract

A distraction implant comprises an implant, guide cylinder and drive nut that pulls jaw segments upwards to stimulate new bone growth and replace decayed jawbone segments.

Description

State of the art

Die Distraktionsosteogenese geht auf die wissenschaftlichen Untersuchungen des russischen Orthopäden Ilizarov zurück. Die Distraktionsosteogense macht sich die Charakeristik der Knochenheilung zu nuzten. Nach einer Fraktur eines Knochens bildet sich ein sogenannter Kallus aus, der ein hoch proliferatives Gewebe darstellt. Neben verschiedenen anderen Zellen, zeigen knochenbildende Zellen eine hohe Aktivität, die letztendlich zur Ausheilung der Fraktur führt. Ilizarov konnte als erster Arzt zeigen, daß durch langsames auseinanderbewegen zweier Knochenfragmente der Kallus zum Längenwachstum angeregt werden kann. Die Distraktionsosteogenese wird seit langem in der Orthopädie angewandt, um z. B. ein durch Fehlbildung verkürztes Bein auf die gleiche Länge des andern zu bringen. Ebenfalls in der eugnaten Kieferchirurgie hat dieses Einzug gehalten und wird zur Korrektur von Fehlbildungen eingesetzt.The distraction osteogenesis is based on the scientific studies of the Russian Orthopedist Ilizarov back. The Distraktionsosteogense makes the characteristics of Use bone healing. After a fracture of a bone, a so-called Callus, which is a highly proliferative tissue. In addition to various other cells, Bone-forming cells show high activity that ultimately heals the fracture leads. Ilizarov was the first doctor to show that by slowly moving two apart Bone fragments of the callus can be stimulated to grow in length. The Distraction osteogenesis has long been used in orthopedics, e.g. B. a through Malformation shortened leg to bring the same length of the other. Also in the eugnaten maxillofacial surgery has made its entrance and is used to correct malformations used.

Auch in der Zahnmedizin versucht man mit diesem Verfahren das Knochenangebot, hauptsächlich zur Aufnahme dentaler Implantate zu vergrößern. Der Verlust von Zähnen geht über die Jahre sehr häufig auch mit dem Verlust von Knochensubstanz einher. Dies führt oft zu anatomischen, funktionellen und esthetischen Problemen, die das Einbringen von dentalen Implantaten schwierig oder gar unmöglich gestalten.This procedure is also used in dentistry to try to find bone mainly enlarge to accommodate dental implants. The loss of teeth goes Over the years very often also accompanied by the loss of bone. This often leads to anatomical, functional and aesthetic problems related to the introduction of dental Making implants difficult or even impossible.

Seit Jahren wird versucht mit Knochen- oder Knochenersatzmaterialien ein ausreichendes. Knochenangebot zu schaffen. Es hat sich gezeigt, daß die s. g. Augmentation von Knochen in der horizontalen Dimension bei weitem vorraussagbarer ist, als die Regeneration in der Vertikalen, also in der Knochenhöhe.For years, attempts have been made to use bone or bone substitute materials to achieve an adequate level. To create bone supply. It has been shown that the s. G. Augmentation of bones in the horizontal dimension is far more predictable than vertical regeneration, so at the bone height.

Die Distraktionsosteogenese in der Zahnmedizin wird durch "Vorrichtungen" ermöglicht, die nach chirurgischer Trennung eines Knochenblockes, ein sukzessives Entfernen des Segmentes vom Kieferknochen erlaubt. Dabei wird nach dem Einbringen dieser Geräte das Knochensegment täglich um etwa 0,8-1,0 mm vom Kieferknochen wegbewegt. Auf diesem Weg bildet sich in den Spalten neuer Knochen.Distraction osteogenesis in dentistry is made possible by "devices" that after a bone block has been surgically separated, the segment is gradually removed allowed by jawbone. This is after the introduction of these devices Bone segment moved about 0.8-1.0 mm daily from the jawbone. On this Path forms in the crevices of new bones.

Block et al.: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 13 (3): 342-51, 1998 May-Jun; Block et al.: Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 55 (12): 1433-9; discussion 1439-40, 1997 Dec; Nosaka et al.: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 15 (2): 185-92, 2000 Mar-Apr; Oda et al.: International Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 28 (2): 151-6, 1999 Apr; Oda et al.: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 15 (1): 95-102, 2000 Jan-Feb. Sawaki et al.: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 11 (2): 186-93, 1996 Mar-Apr. Sawaki et al.: Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 54 (5): 594-600, 1996 May. Yamamoto et al.: Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery. 25 (4): 186-91, 1997 Aug;Block et al .: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 13 ( 3 ): 342-51, 1998 May-Jun; Block et al .: Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 55 ( 12 ): 1433-9; discussion 1439-40, 1997 Dec; Nosaka et al .: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 15 ( 2 ): 185-92, 2000 Mar-Apr; Oda et al .: International Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 28 ( 2 ): 151-6, 1999 Apr; Oda et al .: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 15 ( 1 ): 95-102, 2000 Jan-Feb. Sawaki et al .: International Journal of Oral & Maxillofacial Implants. 11 ( 2 ): 186-93, 1996 Mar-Apr. Sawaki et al .: Journal of Oral & Maxillofacial Surgery. 54 ( 5 ): 594-600, 1996 May. Yamamoto et al .: Journal of Cranio-Maxillo-Facial Surgery. 25 ( 4 ): 186-91, 1997 Aug;

problem

Allen derzeit auf dem Markt befindlichen Vorrichtungen oder in Tierexperimenten getesteten Vorrichtungen ist gemein, daß sie sich am Kieferknochen als stationäre Phase und am chirurgisch getrennten Knochenblock verankern. Dies bringt einerseits ein kompliziertes und relativ ungenaues adaptiern der Apperatur während der Operation durch den Chirurgen mit sich, andererseits ist häufig die Stabilitat beeinträchtigt. Ein weiterer großer Nachteil ist auch, daß die gewünschte Richtung der Bewegung nicht genau vorherbestimmt werden kann und für die Entfernung der Vorrichtungen ein erneuter großer chirurgischer Zugang geschaffen werden muß.All devices currently on the market or tested in animal experiments Devices is common that they are on the jawbone as a stationary phase and on anchor surgically separated bone block. On the one hand, this brings a complicated and relatively inaccurate adaptation of the apparatus by the surgeon during the operation, on the other hand, the stability is often impaired. Another big disadvantage is that the Desired direction of movement cannot be predetermined precisely and for which Removal of the devices requires a new major surgical approach.

description

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Kombination aus temporär dentalem Implantat und Zugschraube. Die Vorrichtung setzt sich aus drei Teilen zusammen: a) dem Implantat, b) einem Führungszylinder und c) der Aktivierungsmutter (Abb. 1). Die Neuheit besteht zum einen darin, daß lediglich eine Verankerung zum zu bewegenden Knochenblock erzeugt wird. Diese Verbindung wird durch das Schraubenimplantat hergestellt. Das Implantat setzt sich im oberen Teil in einer Gewindestange fort. Implantat und Gewindestange bestehten aus einem Stück (Abb. 2 und 2). Aus Gründen der Biokompatibilität und "Osseointegration" wurde Titan als Material gewählt. Der Teil des Implantates, der mit dem Knochen in Verbindung steht, besitzt eine, wie auch bei verschiedenen anderen auf dem Markt befindlichen Implantaten, rauhe Oberfläche, die durch Sandstrahlen und anschließender chemischer Ätzung erreicht wird. Am Implantatkopf befindet sich ein Sechskant, der zur Aufnahme eines Ein- bzw. Ausdrehschlüssels fungiert. Der dritte Teil des Implantates besteht aus einer 25 mm langen Gewindestange. Die Steigung des Gewindes ist so gewählt, daß durch eine Umdrehung einer Aktivierungsmutter das Implantat um 0,4 mm herrangezogen wird.The invention is a combination of a temporary dental implant and lag screw. The device consists of three parts: a) the implant, b) a guide cylinder and c) the activation nut ( Fig. 1). The novelty is, on the one hand, that anchoring to the bone block to be moved is only created. This connection is made by the screw implant. The implant continues in a threaded rod in the upper part. The implant and threaded rod consisted of one piece ( Fig. 2 and 2). Titanium was chosen as the material for reasons of biocompatibility and "osseointegration". The part of the implant which is connected to the bone has, as with various other implants on the market, a rough surface which is achieved by sandblasting and subsequent chemical etching. There is a hexagon on the implant head, which functions to hold a screwdriver. The third part of the implant consists of a 25 mm long threaded rod. The pitch of the thread is selected so that the implant is pulled by 0.4 mm by turning one activation nut.

Der zweite Teil der Vorrichtung besteht aus einem Führungszylinder mit einer Auflagefläche (Abb. 1). Im Zylinderkopf ist ein kreisrundes Lager zur Aufnahme der Aktivierungsmutter gefräst. Der Innendurchmesser des Zylinders ist so gewählt, daß ein genaues gleiten der 2,3 mm starken Gewindestange gewährleistet ist (Abb. 1b). In der Auflagefläche ist zusätzlich eine Aussparung gefräst, die ein Einrasten eines Riegels aus Polyethylen erlaubt (Abb. 1c*). Die gleiche Aussparung befindet sich auch in der Aktivierungsmutter. Durch das Einrasten des Riegels wird einer unkontrollierten Rotation oder Lockerung der Aktivierungsmutter vorgebeugt.The second part of the device consists of a guide cylinder with a support surface ( Fig. 1). A circular bearing is milled in the cylinder head to accommodate the activation nut. The inside diameter of the cylinder is selected so that the 2.3 mm thick threaded rod can slide exactly ( Fig. 1b). A recess is also milled in the support surface, which allows a latch made of polyethylene to be snapped into place ( Fig. 1c *). The same recess is also in the activation nut. An uncontrolled rotation or loosening of the activation nut is prevented by engaging the latch.

Die kreisrunde Aktivierungsmutter besitzt eine zentrische Bohrung mit einem innenliegenden Gewinde. Die Oberseite dieser Mutter ist in der Zirkumferrenz mit drei gleichmäßig verteilten Bohrungen versehen, die als Rasten für einen Aktivierungsschlüßel dienen (Abb. 1c**).The circular activation nut has a central bore with an internal thread. The top of this nut is provided with three evenly distributed holes in the circumference, which serve as catches for an activation key ( Fig. 1c **).

Zum besseren Verständnis soll hier kurz der technische Ablauf dargestellt werden. Aus funktionellen, statischen und esthetischen Gründen werden heutzutage dentale Implantate, wenn möglich, so eingebracht, daß die dreidimensionale Position des Implantates der einer natürlichen Zahnwurzel entspricht. Dies ist das Ziel der dentalen Distraktionsosteogenese. Der Einsatz der oben beschriebenen Vorrichtung ist lediglich durch enge Zusammenarbeit von Chirurg und dem Prothetiker (restaurativ versorgender Zahnarzt oder Zahntechniker) möglich. Der Zahnarzt formt im ersten Schritt den Ober- und Unterkiefer des Patient ab. Anhand dieser Abformungen werden Modelle der Kiefer hergestellt und in ein Gerät zur Simulation der Kieferbewegungen (Artikulator) eingebaut. Der Zahntechniker ersetzt nun die fehlenden Zähne in Wachs (s. g. Wax- up oder Set-up). Zahnarzt und Zahntechniker sind nun in der Lage anhand von klinischen Daten die gewünschte Position des oben beschriebenen Distraktionsgerätes und die Zugrichtung wäherend der Distraktionsosteogenes festzulegen. Position und Zugrichtung wird durch einen Stab angezeigt. Das Ziel ist es, die Position so festzulegen, daß der Stab durch die ersetzten Zähne ragt. Ist die Übereinstimmung erlangt, wird der Stab im Modell des Patientenkiefers eingebaut. Nun kann der oben beschriebene Führungszylinder (Abb. 1a oben) in eine dental abgestützte provisorische Versorgung eingebaut werden (Abb. 3, Brückenglied). Der Führungszylinder wird nun entweder durch Verklebung in ein individuell hergestelltes Metallgerüst eingebaut oder in ein aus zahnfarbenem Kunststoff bestehenden Provisorium integriert (Abb. 3). Der eingebaute Führungszylinder dient dem Chirurg als genaue Bohrschablone, um das Implantatbett zur Aufnahme der Distraktionsvorrichtung vorzubereiten. Die Distraktionsvorrichtung wird nun eingeschraubt. Anschließend kann der Gewindestab der Distraktionsvorrichtung durch die provisorische Versorgung mit dem integrierten Führungszylinder passieren. Die Präparation des Knochenblocks (Osteotomie) kann nun durchgeführt werden. Ist dies erfolgt, wird das Provisorium eingebracht und die Aktivierungsmutter auf die Gewindesstange des Implantates aufgeschraubt, bis die Mutter im Lager des Führungszylinder zum liegen kommt. Ist die Gewindestange zu lang wird diese gekürzt. Die Vorrichtung kann nun nochmal auf ihre Funktion hin überprüft werden bevor das Operarationsfeld verschlossen wird. Es erfolgt eine initiale Aktivierung und die Sicherung der Aktivierungsmutter mit einem Riegel. Der Patient kommt zur täglichen Aktivierung in die Praxis.For a better understanding, the technical process should be briefly presented here. For functional, static and esthetic reasons, dental implants are nowadays inserted, if possible, in such a way that the three-dimensional position of the implant corresponds to that of a natural tooth root. This is the goal of dental distraction osteogenesis. The use of the device described above is only possible through close cooperation between the surgeon and the prosthetist (restorative dentist or dental technician). In the first step, the dentist molds the patient's upper and lower jaw. On the basis of these impressions, models of the jaws are produced and installed in a device for simulating jaw movements (articulator). The dental technician now replaces the missing teeth in wax (so-called wax-up or set-up). The dentist and dental technician are now able to use clinical data to determine the desired position of the distraction device described above and the direction of pull during the distraction osteogen. The position and direction of pull is indicated by a bar. The goal is to determine the position so that the rod protrudes through the replaced teeth. Once the match has been achieved, the rod is installed in the patient's jaw model. Now the guide cylinder described above ( Fig. 1a above) can be installed in a dentally supported provisional restoration ( Fig. 3, pontic). The guide cylinder is now either glued into an individually manufactured metal frame or integrated into a temporary denture made of tooth-colored plastic ( Fig. 3). The built-in guide cylinder serves as a precise drilling template for the surgeon to prepare the implant bed for receiving the distraction device. The distraction device is now screwed in. The threaded rod of the distraction device can then pass through the provisional supply with the integrated guide cylinder. The preparation of the bone block (osteotomy) can now be carried out. Once this has been done, the temporary restoration is inserted and the activation nut is screwed onto the threaded rod of the implant until the nut comes to rest in the bearing of the guide cylinder. If the threaded rod is too long, it will be shortened. The function of the device can now be checked again before the operating field is closed. There is an initial activation and the activation nut is secured with a bolt. The patient comes to the practice for daily activation.

Je nach Größe des Knochenblocks können auch zwei oder mehr Distraktionsgeräte eingebracht werden, die jedes für sich einen Führungszylinder mit Aktivierunsmutter beinhaltet.Depending on the size of the bone block, two or more distraction devices can also be inserted that each contain a guide cylinder with an activation nut.

Achieved advantages

Die hier zur Patentanmeldung eingereichte Vorrichtung verwirklicht nachstehend aufgelistete Neuerungen und Vorteile:
The device submitted here for patent application realizes the innovations and advantages listed below:

- With this device it is possible for the first time the exact direction of pull in In connection with a later definitive care plan exactly and on Simulate the model if necessary.
- The bone block is used for the first time with this distraction device provisional care and does not need anchoring on the stationary jaw bone.
- The patient is always provided with a provisional that gives him an almost allows full participation in social life.
- The distraction device can also be used after the end of the Distraction osteogenesis to stabilize the result longer in the Oral cavity remain.
- It simplifies an operation that is still complicated today and provides predictable Results.

Claims

1. Device / implant for guided distraction osteogenesis in atrophied alveolar Jaw bone in which the anchoring (stationary phase) is a provisional prosthetic Represents supply. The screw implant and thus the osteotomized one Bone segment using a threaded rod and activation nut towards the provisional care pulled.

2. Implant according to claim 1, in which a screw implant with a threaded rod connected, which in turn can be moved by an activation nut.

3. Implant according to claim 1 and 2, includes a guide with the prosthetic Supply is connected and a predetermined direction when moving the Secures bone segment and at the same time a bearing with rotation protection for the Activation nut included.