螺旋件驱动器和用于外科应用的螺旋件的制作方法

本发明一般涉及外科植入物领域，尤其涉及假牙固定。本发明涉及螺旋件驱动器和螺旋件的组合，用于将矫形外科植入物紧固到骨或矫形外科植入物，特别是将牙科部件紧固到牙科植入物，该牙科植入物固定牙科植入物固定部。本发明还涉及该组合的作业方法。

背景技术：

已知使用螺旋件将人工义齿固定到颌骨中的植入物。人工义齿通常包括具有两个或多个人工牙齿的牙冠或桥，其中牙冠或桥通过一个或多个螺旋件连接到牙科植入物。螺旋件驱动器用于拧紧或拧开植入物中的这种螺旋件。然而，存在如下风险，即螺旋件当在患者嘴中部署时落入患者嘴中并被吞入或吸入。

wo2013/004386a1公开了一种用于牙科应用的螺旋件和用于驱动螺旋件以将牙科部件紧固到牙科植入物的驱动器的组合，该螺旋件具有冠端和顶端，并且包括：从螺旋件的冠端沿着螺旋件的一部分朝向螺旋件的顶端延伸的孔；以及围绕孔的内侧面沿着周向配置的第一数量的等间隔的凹部，每个凹部从孔的冠端朝向孔的顶端延伸一定长度并连接到平坦的接合面。凹部和接合面相对于螺旋件的轴向成角度，使得它们形成了具有这样截面的孔：该截面随着距孔的冠端的距离增大而减小。

驱动器包括驱动器头部，驱动器头部具有多边形横截面，该多边形横截面能够与孔的接合面接合。驱动器头部包括与驱动器头部的末端有距离的具有圆形横截面的第一部分，该第一部分被构造成与接合面接合，用于在螺旋件上耦合传动。在孔中由驱动器施加的压力在驱动器头部的第一部分和孔中的接合面之间产生摩擦，使得螺旋件能够由驱动器头部保持。解决方案是令人感兴趣的，这是因为该组合允许螺旋件具有承载功能；它还允许在驱动器相对于螺旋件的轴向倾斜的情况下进行耦合传动作业。然而，承载功能并不十分有效，这是因为驱动器头部在孔中的角度定向的略微变化可能会释放螺旋件。此外，随着时间/使用，承载功能可能减弱，这是因为当螺旋件被反复地设定在螺旋件驱动器上时，摩擦力可能减小。

de102009015358a1公开了一种包括螺旋件头部和螺旋件轴的螺旋件，其中螺旋件轴包括用于接收扳手的腔室。腔室是锥形的并且包括多个第一引导面和多个第二引导面，相对于第一引导面底切(undercut)第二引导面。这些引导面对应于扳手的引导面。在第一引导面和第二引导面之间，存在力传递面，用于与扳手的相应的力传递面进行配合。

de202009009500u1公开了一种用于与牙科植入物连接的螺旋件轮廓。该轮廓包括具有螺旋件轴和用于接收组装工具的工具头部的腔室的螺旋件头部。在腔室内，存在槽或脊，用于与工具头部的相应脊或槽进行配合，以便将螺旋件头部与组装工具锁止地连接。唯一的实施方式示出了内六角螺旋件和相应的内六角扳手。

ep2420354a1公开了一种用于螺旋件头部的联接工具。该工具包括杆和凸起，杆在一端具有截头锥状表面，凸起在一端具有与所述表面相邻的基部且在另一端具有柱(pole)。该凸起具有多个具有弯曲凹状横截面的经线槽，这些经线槽通过具有弯曲凸状外表面的球状弓形半月形(sphericallune)而彼此分开。螺旋件头部具有与经线槽配合的凹部和轴向凸起。

技术实现要素：

本发明的目的是提供克服了现有技术的缺点、特别是上述现有技术的缺点的解决方案。更具体地，本发明的目的是提供一种驱动器和螺旋件的组合的解决方案，该组合通过驱动器改进了螺旋件的承载功能。

根据本发明，提出了螺旋件和驱动器的组合，螺旋件用于外科应用，驱动器用于驱动螺旋件以将矫形外科植入物紧固到骨或矫形外科植入物，特别是用于将牙科部件紧固到牙科植入物，螺旋件具有第一端和顶端、在螺旋件的第一端的头部以及在螺旋件的顶端的螺纹部，孔从螺旋件的第一端沿着螺旋件的一部分朝向螺旋件的顶端轴向延伸，第一区在孔的第一端处并且第二区在孔的顶端处，孔的第一区包括夹持部件并且孔的第二区包括周缘接合部件；驱动器包括具有第一段和第二段的驱动器头部，第一段包括用于在驱动器头部轴向插入孔期间触发孔的第一区中的夹持部件以便将螺旋件维持为可释放地紧固到驱动器的部件；第二段包括用于接合孔的顶端处的第二区中的周缘接合部件以耦合传动从而紧固或松开螺旋件的部件；驱动器头部的第二段具有基本上圆形的轴向截面，并且孔的第二区具有圆形插座形状，圆形插座形状适于在驱动器处于相对于螺旋件的轴向成各种角度的位置时与驱动器头部的第二段接合。

本发明的优点是提供一种如下解决方案，在该解决方案中，螺旋件被安全且暂时地紧固/固定到驱动器，使得牙医能够在不承担使螺旋件脱落的风险的情况下将紧固于螺旋件驱动器的螺旋件部署在患者嘴内。不仅当将螺旋件固定在牙科植入物上时，而且当将螺旋件从牙科植入物移除时，紧固机构可靠地起作用。实际上，通过驱动器头部的第一段，孔的第一区中的夹持部件允许螺旋件被牢固地保持。驱动器头部的第二段与孔的位于孔的第二区中的接合部件接合以耦合传动，即将螺旋件拧入或拧出植入物。

夹持部件不仅允许将螺旋件牢固地保留/维持/保持于螺旋件驱动器的末端，而且它们还向操作者反馈螺旋件被牢固地接合/固定/夹持于螺旋件驱动器。当夹持部件被触发时，操作者确实能感觉到和/或听到。当螺旋件驱动器的头部与螺旋件的孔接合时，由于夹持部件被“推到一边”，因此需要一定的力来触发夹持部件、克服阻力。在螺旋件驱动器的头部插入孔中之后，夹持部件卡回夹持部件的初始位置，从而将螺旋件维持于驱动器头部。因此，夹持部件涉及围绕螺旋件的孔的壁的弹性变形。这种力使得螺旋件能够容易地通过两个指状物被推到驱动器上，并且也能够通过两个指状物对螺旋件驱动器施加拉力来释放螺旋件。估计该力为约2牛顿+/0.5牛顿。

驱动器头部和孔中的第二区之间可以存在间隙，使得当螺旋件在驱动器头部上被固定到位时，驱动器头部不会塞在/卡在孔的第二区中。这允许驱动器定向的改变，即当转动螺旋件以耦合传动时使驱动器相对于螺旋件的轴线倾斜。

在wo2013/004386a1中公开的螺旋件的较差的保持性能是由于如下事实：螺旋件仅通过摩擦力紧固到驱动器，该摩擦力是由接合部件相对于螺旋件的轴向成角度以形成具有锥形截面(即锥形截面随着距孔的第一端的距离的增大而减小)的孔的事实而产生。孔的接合部件用作摩擦面以将螺旋件维持于螺旋件驱动器。然而，这是不可靠的，这是因为当螺旋件/螺旋件驱动器潮湿或干燥时摩擦力可能不同。各螺旋件或者各螺旋件/螺旋件驱动器组合的摩擦力也不同。最后，使用者没有得到关于螺旋件何时牢固地紧固到螺旋件驱动器的反馈。此外，当重复使用时，摩擦力可能减小。

在优选的实施方式中，夹持部件绕着孔的第一区的圆周规则地间隔开。

有利地，螺旋件的头部具有圆形的外部轮廓。螺旋件的头部的外径能够在1.5mm和3mm之间。

在优选的实施方式中，接合部件能够形成多叶形横向轮廓、优选五叶形轮廓。可选地，接合部件能够形成torx^tm轮廓。因此，像在wo2013/004386a1中那样，接合部件没有相对于螺旋件的轴向成角度。

头部包括围绕孔的周壁。在优选的实施方式中，夹持部件包括周壁的能够径向且弹性变形的部分。当螺旋件驱动器头部插入螺旋件的孔时，夹持部分由于径向向外定向的力而被向外推，并且夹持部件径向向外枢转且由于弹簧效应通过径向向内枢转而夹回。在枢转区，周壁的最小厚度在0.1mm和0.5mm之间。

在夹持部件的水平面处的周壁具有小于0.1mm的厚度。

在夹持部件的水平面处的周壁具有大于0.5mm的厚度，以保证螺旋件头部的最小稳定性。

在优选的实施方式中，枢转区围绕孔的整周延伸，并且优选地定位在孔深的大约一半处。孔深可以在0.8mm和1.5mm之间。

如上所述，驱动器头部的第二段具有基本上圆形的轴向截面，并且孔的第二区具有圆形插座形状，该圆形插座形状适于在驱动器处于相对于螺旋件的长度(即，从螺旋件的第一端到顶端)成各种角度的位置时与驱动器头部的第二段配合。

在优选的实施方式中，第二段的直径随着距螺旋件驱动器的末端的距离增大而减小。它具有分别靠近和远离驱动器的末端的第一线状或弯曲子部分和第二线状或弯曲子部分。周缘接合部件配置在孔的第二区中以便当驱动器沿轴向时和相对于轴向成角度时分别与远离驱动器的末端的第二线状或弯曲子部分和靠近驱动器的末端的第一线状或弯曲子部分配合。

在优选的实施方式中，弯曲子部分以相反的凸状弯曲，并具有采用“s”形式的轴向轮廓。

在优选的实施方式中，孔的顶端处的第二区包括从孔的顶端延伸到周缘接合部件的球面，驱动器头部的第一段包括当驱动器头部插入螺旋件并且沿着轴向或相对于轴向成角度时能够抵靠所述球面的周面。有利的是，驱动器头部的第一段基本上横向延伸。

在优选的实施方式中，夹持部件包括夹持突起，夹持突起优选地围绕孔的周缘均匀间隔开。夹持突起可以包括径向向内定向的尖端(apices)，该尖端形成孔的第一区和第二区之间的圆周交界尖端线。由圆周交界尖端线形成的直径与螺旋件的头部的外部轮廓的直径之间的比在0.6和0.8之间。最小直径优选为1.3mm并且最大直径优选为1.75mm。

在优选的实施方式中，夹持突起包括接触面，该接触面从尖端开始并朝向孔的第一端径向向外延伸。

在优选的实施方式中，该接触面是在孔的口部处(即螺旋件的第一端处)围绕螺旋件轴线的锥面。

在优选的实施方式中，夹持突起包括固定面，该固定面从尖端开始并朝向孔的顶端径向向外延伸，驱动器头部的第二段形成被构造为抵接所述固定面的、朝向驱动器的末端的大体向外弯曲的轴向轮廓。

在优选的实施方式中，接触面和/或固定面相对于轴向(即螺旋件的长度)以在10°和80°之间、优选在20°和40°之间的角度倾斜。

在优选的实施方式中，周缘接合部件包括在孔的第二区中的形成多叶形横向轮廓(优选为五叶形轮廓)的周缘接合面，多叶形轮廓的突出区包括夹持突起的固定面。有利的是，接合轮廓的突出区的尖端的半径与接合轮廓的凹部的半径之间的比在0.6和0.8之间。

在优选的实施方式中，螺旋件由钛合金制成。

在优选的实施方式中，驱动器包括连结到驱动器头部的轴，并且该轴的直径在驱动器头部的最大直径的40％和50％之间。

本发明还涉及一种驱动器与螺旋件的组合的作业方法，该方法包括以下步骤：

a)使驱动器与螺旋件的轴向对准；

b)使驱动器头部的第一区与螺旋件的夹持部件接触；

c)通过驱动器头部的第一段对夹持部件施加的轴向压力来触发夹持部件的夹持机构；

d)使驱动器头部从孔的第一区轴向穿透到第二区；

e)转动驱动器，用于使驱动器头部的第二段与孔中的周缘接合部件接合以耦合传动。

作为步骤e)的另一种选择，驱动器能够相对于螺旋件的轴向倾斜角度(α)，并且驱动器能够转动以使驱动器的第二段与孔中的周缘接合部件接合从而耦合传动。

有利的是，螺旋件的第一端处的头部的轴向长度与螺旋件的顶端处的螺纹部的长度之间的比在0.8和2之间。

附图说明

现在将参考附图以示例的方式说明本发明，在附图中：

图1是根据本发明的螺旋件驱动器和螺旋件的组合的优选实施方式的示意图；

图2是图1中的组合的螺旋件的轴向截面ii-ii；

图3是图1中的组合的螺旋件的横截面iii-iii；

图4是图1中的组合的作业方法的第一步骤的图示；

图5是图1中的组合的作业方法的中间步骤的图示；

图6是图1中的组合的作业方法的最终步骤的图示；

图7是图1中的组合的作业方法的可选的最终步骤的图示；

图8是根据本发明的螺旋件驱动器和螺旋件的组合的可选的优选实施方式的视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的优选实施方式的用于牙科应用的驱动器2和螺旋件4的组合1的视图。螺旋件4用于假牙固定，例如用于将牙冠固定在植入物上。螺旋件4具有冠端3和顶端5、在冠端3处的头部10和在顶端5处的螺纹部13。该头部包括从螺旋件4的冠端3沿着螺旋件的一部分朝向螺旋件的顶端5轴向延伸的孔12。

在图4中，可以看出，孔12包括朝向螺旋件4的冠端3的第一区7和位于孔的顶端(朝向螺旋件4的顶端5)的第二区9。孔12的在冠端的第一区7包括夹持部件20，孔12的第二区9包括周缘接合部件14。

驱动器2包括具有第一段16和第二段17的驱动器头部6。第一段16包括用于在驱动器头部6轴向穿透进入孔的过程中触发在孔的冠端处的第一区7中的夹持部件20的部件19(参见图4)。于是，这些夹持部件将螺旋件维持为可释放地紧固到驱动器。

驱动器头部6的第二段17包括用于与在孔12的顶端处的第二区9中的周缘接合部件14接合以耦合传动的部件。图1左侧的图示出了定位在螺旋件4的外部的驱动器2。驱动器2的轴8被定位成与螺旋件的纵向轴线l对准。驱动器头部6在其第二段17上包括被构造成与螺旋件4的接合部件14配合的轮廓。

驱动器2的驱动器头部6具有基本上球形的轴向轮廓。驱动器头部6具有基本上横向延伸的第一段16。

螺旋件4上的周缘接合部件14包括孔12的第二区9中的周面(仅部分可见)，并形成多叶形横向轮廓(multilobulartransversalprofile)。接合面形成五叶形轮廓(pentalobularprofile)。

夹持部件20在孔周上规则地间隔开。夹持部件包括在孔12的周缘上均匀间隔的夹持突起26。螺旋件4的头部10包括围绕孔12的周壁18，并且夹持部件20包括周壁18的能够径向且弹性变形的夹持部24。图1右侧的图示出了位于螺旋件4的孔12内超过夹持部件20的驱动器2的驱动器头部6。当螺旋件驱动器被推入孔中时，周壁18的夹持部24受到径向且弹性变形，并且一旦驱动器头部插到其在螺旋件的孔的第二区中的最终位置，则夹持部件就卡回(snapback)夹持部件的初始位置。因此，在将驱动器头部6引入孔中之后，驱动器的驱动器头部6固定在孔12内。这可以归功于夹持部24在往回径向向内变形时的弹簧效应。

图2是螺旋件4的轴向截面ii-ii，该螺旋件4具有头部10的围绕螺旋件的孔12的周壁18、周壁的夹持部24、位于孔的冠端的第一区7中的夹持部件20以及在孔中的夹持突起26。夹持突起26突出到孔中，并且在孔的周缘上均匀地间隔开。夹持突起26具有径向向内定向的尖端28，该尖端28形成圆周交界尖端线。夹持突起26包括接触面34，该接触面34从尖端28开始并且朝向孔12的冠端径向向外延伸。接触面34用于被驱动器头部的第一段在螺旋件的轴向上加压，使得周壁18的夹持部24径向向外变形。

周壁18的在孔12的冠端处的边缘36形成与接触面34结合的锥面。

夹持突起26还包括固定面38，该固定面38从尖端28开始并朝向孔12的顶端径向向外延伸。接触面34和/或固定面38通常相对于螺旋件的轴向以在10°和80°之间的角度倾斜。优选地，接触面和接合面能够以在20°和40°之间的角度倾斜。

由圆周交界尖端线形成的直径与螺旋件4的第二区9中的最大直径之间的比可以达到0.99，优选地在0.7和0.9之间。

接触面34被设计用于预定的插入力，优选地用于通过两个指状物的插入力。该力估计为约2牛顿+/0.5牛顿。

固定面38被设计成使得驱动器头部6在螺旋件4上的保持力高于与螺旋件4的重量的多倍对应的最小力，优选地高于与螺旋件4的重量的10倍对应的最小力，更优选地高于螺旋件4的重量的20倍对应的最小力。

预定插入力和保持力之间的比在0.5和2.5之间，优选地在0.9和1.1之间。周壁18经历周缘变形位置40并且构造成在夹持部件被触发时枢转。

在本实施方式中，变形在周壁18的圆周上延伸，并在周壁中具有最小宽度“w”。周缘变形位置40在距孔12的冠端的距离“a”处。夹持部24能够径向枢转。

在本实施方式中，夹持部位于距螺旋件的头部的冠端的距离在孔深的20％和60％之间的位置处。

接合部件14位于孔12的第二区9中。圆形底部轴向轮廓42被示出为从孔12的顶端在朝向孔的冠端方向上延伸直到第二区9中的接合部件14。圆形轴向轮廓42在第二区中形成了弯曲接合面44。

在螺旋件4的顶端5处，存在螺旋件的螺纹部分和在螺旋件的头部10的底部上的肩部。所示的螺纹的类型和肩部的形式并不限制本发明的范围。

图3示出了图1的螺旋件4的横截面iii-iii。能够看到形成接合部件14的周面的五叶形轮廓。五叶形轮廓的突出区由接合部件14的包括固定面38的接合突起33形成。令人感兴趣的是注意到在该视图上虚线表示驱动器头部6的第二段17的接合面，能够与螺旋件的接合部件14接合以用于耦合传动，接合部件14与孔12中的接合面形成间隙。关于图6和图7，示出了驱动器头部6的第一段16被构造成抵接孔12的顶端，因此驱动器头部的第二段17与接合部件14之间的间隙允许在驱动器转动之前或驱动器转动的同时驱动器易于围绕螺旋件的轴线定向。接合部件14还包括位于孔中的突出面之间的接合凹部32。接合凹部沿着螺旋件4的纵向轴线l延伸并且不是锥形的。

在接合突起33和接合凹部32上延伸的接合部件14被设计成：至少与在驱动器头部插入过程中螺旋件产生变形相比，允许在第二区没有变形的情况下进行耦合传动。优选地，第二区9中的接合面与第一区中的接触面34之间的比(参见图2)在5和15之间。

图4是上述组合的作业方法的第一步骤的图示。在该第一步骤中，驱动器2的轴8与螺旋件4的轴向对准。能够看到，驱动器头部6的第二段17具有基本上圆形的轴向截面，并且孔12的第二区9具有圆形插座形状，该圆形插座形状适于在驱动器相对于螺旋件的轴向以各种角度定向时与驱动器的第二段17配合(还参见图7)。图4示出了驱动器头部6的第二段17在横向上的直径随着距驱动器的末端的距离增大而减小。特别地，驱动器头部6的第二段17包括第一线状子部分50和第二线状子部分52。第一线状子部分50靠近末端，而第二线状子部分52远离末端。

周缘接合部件配置在孔的第二区9中，靠近与第一区的交界处，以便与第二线状子部分52配合(还参见图6)。最后，示出了周缘接合部件14配置在孔的第二区中，靠近与第一区的交界处，以便当驱动器处于相对于螺旋件的方向成角度的位置时与第一线状子部分52配合(还参见图7)。

图5是该方法的步骤b)至d)的图示：

b)使驱动器头部6的第一部分16与螺旋件的夹持部件20接触；

c)由驱动器的第一段16对夹持部件20施加轴向压力，以便使夹持部件20扩展“让路(outoftheway)”，从而触发所述夹持部件20的夹持机构；以及

d)驱动器头部从孔12的第一区7轴向穿透到第二区9，并使夹持部件卡回其初始位置。

图6是该方法的最终步骤e)的图示。步骤e)包括驱动器2的转动和驱动器的第二段17与孔中的周缘接合部件14接合以用于耦合传动。在如图6所示的驱动器的定向上，第二段17的远离末端的子部分52(即与靠近末端的子部分50相比具有更小直径的子部分)与螺旋件的接合部件14接合。在驱动器的该轴向定向上，驱动器头部6的第一段16抵靠在孔的顶端处的曲面44，而驱动器头部的第二段17与螺旋件的接合部件14之间存在间隙(不可见)以防止驱动器头部的半弓形支撑(arc-boutement)。

在图7中，驱动器相对于螺旋件4的轴向以角度(α)倾斜，驱动器2的转动使驱动器的第二段17与孔中的周缘接合部件14接合以耦合传动。在转动过程中，驱动器头部6固定在孔12中，而从孔6延伸出的轴8在锥形接触面34上“滚动”。特别地，轴8相对于纵向轴线l以在20°和30°之间的角度“α”倾斜。在该有角度地定向的情况下，第二段17的直径比远离末端的子部分52的直径更大的末端子部分50与螺旋件的接合部件14接合。在驱动器采用该有角度地定向的情况下，驱动器头部6的第一段16抵靠孔的球面，而驱动器头部的第二段17与螺旋件的接合部件14之间存在间隙(不可见)以防止驱动器头部的半弓形支撑。

在关于图6和图7中提到的在驱动器头部6的第二段17与接合部件14之间的间隙(不可见)可以有角度地定位在第二区9的周缘上。

驱动器头部6的第一段16(参见图6)或第二段(参见图7)与第二区9的球面或曲面44之间的抵接可以发生在驱动器头部上的位于第一段和第二段之间的交界处的外径较大的位置上。

图8是根据本发明的螺旋件驱动器102和螺旋件104的组合的另一优选实施方式的视图。

螺旋件驱动器102包括驱动器轴108和驱动器头部106。驱动器头部106包括第一段116和第二段117。

第一段116包括用于触发螺旋件102上的夹持部件120的触发面119。在本实施方式中，第一段116的轴向轮廓是外径随着距驱动器的末端的距离增大而增大的球形。第一段116的径向轮廓是五叶形的。

与第一段116相比，驱动器的第二段117远离驱动器头部106的末端。第二段117的轴向轮廓形成具有外径的“s”形。它随着距驱动器的末端的距离增大而减小。第二段具有子部分150和152，子部分150和152以相反的凸状弯曲。第一子部分150具有凸形，第二子部分152具有凹形。第二段117的径向轮廓是五叶形的。示出了归因于五叶形轮廓的在第二区117中的驱动器头部凹部160的形式和驱动器头部突起162的形式。

螺旋件104具有孔112，孔112在孔的冠端具有第一区107，在孔的顶端具有第二区109，其中夹持部件120位于第一区107，接合部件114位于第二区。

表面134在孔的第一区107中形成锥形，并且适于在插入期间与驱动器头部106的第一段116进行接触。示出了夹持突起126的在孔112的第一区107和第二区109的交界处的尖端128。第二区109中的固定面138适于在驱动器头部106已插入螺旋件中之后保持驱动器头部106的第二段117。

在第二区109中，孔112的五叶形径向轮廓形成规则间隔开的接合部件114的接合凹部132和接合突起133。第二区109的圆形轴向轮廓142形成弯曲的接合面144。在这种情况下，孔在顶端处终止，其中以锥形形式超过第二区109。

尽管以上的附图描述了与假牙固定有关的本发明，但对于本领域技术人员来说清楚的是，螺旋件和螺旋件驱动器能够与任何另外的矫形外科植入物一起使用，以将这些矫形外科植入物紧固到骨或矫形外科植入物。

附图标记说明：

1、101组合

2、102驱动器

3第一端/冠端

4、104螺旋件

5顶端

6、106驱动器头部

7、107第一区

8轴

9、109第二区

10头部

12、112孔

13螺纹部

14、114接合部件

16、116第一段

17、117第二段

18周壁

20、120夹持部件

24夹持部

26、126夹持突起

28、128尖端

32、132接合凹部

33、133接合突起

34、134接触面

36边缘

38、138固定面

40变形位置

42、142圆形轴向轮廓

44、144弯曲接合面

50、150第一子部分

52、152第二子部分

160驱动器头部凹部

162驱动器头部突起