[发明专利]用于种植牙的缓冲件

说明书

提供了一种具有缓冲机构的种植牙，该缓冲机构可模拟天然人体牙周膜(PDL)的功能。

技术领域

本发明涉及用于种植牙的缓冲设计，其模拟人体牙周膜(PDL)的功能。

背景技术

牙周膜(PDL)是介于牙根和牙槽骨之间的致密软结缔组织的薄层 (Berkovitz等,1995)。PDL对牙齿的瞬时和短期活动性具有决定性的影响，因为与周围牙槽骨相比小得多的硬度(1960)。这种最初的牙齿活动性(必须与长期正畸牙齿移动区分开来)受到构建PDL的不同组成部分即纤维组织、流体相、脉管系统、神经支配及位于牙周空间内的细胞的机械性能的影响。但PDL也会影响牙齿长期移动，其应变状态调节了牙周空间内的细胞活性，这在牙槽骨重塑过程中有所涉及(Katona等,1995；Kawarizadeh 等,2004；Roberts等,2004)。

取决于采用正畸矫治器和力系统治疗的个体，正畸牙齿在数小时至数天的延迟阶段之后开始移动，在此期间内细胞活性被一系列的生物因子触发 (Ziros等,2002；Kawarizadeh等,2005)。与此相反，最初的牙齿活动性在启动骨重塑过程之前覆盖了在小于秒或接近秒的短期现象(如咀嚼或嚼磨)期间产生的阻尼效应、在咬合期间接近几秒至几分的中间效应以及在应用正畸力系统之后的长期效应。在所有上文提及的例子中，如果力被释放，则牙齿将移回至其初始位置(1960)，因为引发骨重塑现象的生物链尚未启动。但由于PDL的复杂结构，力/偏移特性相对于加载时间明显不同。PDL的机械性能对于牙齿活动性而言是必要的，既体现在PDL本身变形中，又体现在涉及骨吸收/骨接合的PDL的细胞活性中。

通常，软结缔组织的细胞外基质由基质和纤维结构比如弹性蛋白和胶原构成(Cowin,2000)。基质主要由水、蛋白多糖和糖蛋白构成。因为其高液体含量和取决于纤维结构内流体流量的粘弹性，其极大地影响了压缩时的组织硬度。弹性蛋白形成了表征随机分布的三维纤维网。胶原纤维主要负责组织拉伸硬度。它们沿特定方向被定向以承受施加载荷的影响并且确定组织的各向异性行为。

如上文所述，在天然牙中，PDL起到牙齿和额骨之间的缓冲作用，吸收冲击力并将咬合力均匀传递至周围的骨。力的分布取决于由PDL引起的微动。由于缺少PDL，种植牙必须直接与骨结合，引起骨内不均匀的应力分布，这可能会导致种植失效(Quirynen等,1992)。因为缺少种植体的微动，大部分的力分布集中在了脊的顶部。位于骨界面处的纵向力集中在顶部区域，横向力增加了顶部力分布的大小。

种植牙最常见的失效模式是由周围额骨的萎缩而引起的种植体的松动，这通常是由于在咬合和咀嚼负载下脊椎骨上不适当的应力分布所引起。过载和应力屏蔽通常被当作导致植入体周围边缘骨质流失的主要的生物力学因素(等,2010)。仍有待明确的是种植后的骨流失是因过载还是因应力屏蔽所造成。无论哪种影响(过应力或应力屏蔽)主导了种植牙的长期性能，看起来合理的是过量的应力集中在早期边缘骨流失过程中起到了关键作用。

过载已经被确认为导致种植牙失效的主要因素。峰值骨应力通常在边缘骨中出现。如果为种植体赋予使由标准载荷引起的峰值骨应力最小化的设计，那么锚固强度被最大化。种植体-基台界面的设计对边缘骨内的应力状态在达到这个界面的水平时具有巨大的影响。Sun(2003)的一篇文章提到人类第一恒磨牙的平均咬合力为80-90N，峰值力可超过100N。

为了缓冲目的，US2010/0304334A1公开一种种植牙系统，其包括具有井的种植体和具有支柱的基台，支柱形状被设计为将被容置在逐渐变窄的井中，并且在其中示出的一个实施例中，植入体和基台通过保持弹性的产品彼此接合，使得由该基台所支撑的人造牙以类似于天然牙的移动方式移动。