患者は、健康で、機能、審美、発音に優れた歯を望んでいます。歯が欠損した場合、インプラントはこれらの要件を満たす手段となります。この学習モジュールでは、硬組織および軟組織との結合を促進することや、咬合力に耐えながら補綴的な再建のための固定装置として機能することを目的としたインプラント体のデザインと特性を概説します。

インプラント体のデザインは、一般的に3つの部分に分けられます。骨内に埋入される骨内部分、骨と口腔の間の軟組織である粘膜貫通部、および補綴コンポーネントとの連結部です。これらの3つのパーツには、さらにデザインの特徴があり、形状、特徴、寸法などにバリエーションがあります。インプラント体の材料や表面性状にもバリエーションがあります。これらのバリエーションについては、次の学習目標で説明します。

このITIアカデミーモジュールを完了すると、次のことができるようになります。インプラント補綴連結部のバリエーションを説明できる、インプラント粘膜貫通部のバリエーションを説明できる、インプラント骨内部分のバリエーションを説明できる、インプラント体の材料と表面性状のバリエーションを説明できる。

歯科用インプラントの主な機能は、咬合荷重に耐えながら、補綴再建用の固定装置として機能することです。そのため、インプラントには補綴コンポーネントとの連結部分が必要です。連結部分のデザインの多様性により、さまざまな構成が生じます。これらの多様性は、インプラントがこの連結部またはプラットフォームを占有する割合または補綴コンポーネントとインプラント間の接続様式にも関連しています。隣接する硬組織と軟組織に対するインプラント補綴の連結部の関係も異なります。これらのバリエーションについては、次のスライドで説明します。

インプラントがこの連結部またはプラットフォームに直接関与する形態として、一般に3つのタイプまたは構成に分けることができます。左側に示すバリエーションでは、補綴プラットフォームはインプラント体と一体です。中央に示すバリエーションでは、プラットフォームは、インプラント体の一部と、アバットメントと呼ばれる別のコンポーネントで構成されます。アバットメントは、歯科補綴装置のサポートおよび/または支持として機能する部品またはコンポーネントとして定義されます。右側のバリエーションでは、インプラント体はプラットフォームを構成しません。したがって、インプラント体と補綴装置の間には、必ずアバットメントが装着されます。アバットメントの詳細については、 'Abutment Selection for Fixed Dental Prostheses' を参照してください。

補綴プラットフォームのすべて、または一部を構成するインプラントは、ワンピース型インプラントと呼ばれます。通常、ワンピース型インプラントは、固定されたネックのデザインとエマージェンスプロファイルを備えた、口腔内につながる粘膜貫通部を備えています。

補綴装置のプラットフォームが別のアバットメントによって構成されるインプラントは、ツーピース型と呼ばれます。ツーピース型インプラントは骨縁まで埋入されるように設計されているため、粘膜貫通部がありません。エマージェンスプロファイルと補綴プラットフォームはアバットメントによって確立され、補綴の柔軟性を高めます。このタイプは、歯冠色のアバットメントが選択可能な場合、審美的な領域だけでなく、比較的小さな寸法の部位においても利点となります。

補綴コンポーネントとインプラント体の接続は、内側性または外側性と呼ばれる2つの主要な構成に分類されます。どちらのタイプにもアバットメントを嵌合する回転防止機構があります。内側性は角度がついた平らな側面、外側性は六角形のプロファイルです。

内側性の設計は、ストレートタイプ、テーパードタイプ、両方を組み合わせたタイプがあります。先細りのデザインは、アバットメントにぴったりとフィットし、荷重がかかったときの安定性を高めます。外側性のインプラントは通常、アバットメントに対するバットフィットのための平坦なショルダーを有しています。この設計ではアバットメントの精度と負荷時の安定性が低下するため、一般的にはほとんどのインプラントシステムが内側性に移行しています。

インプラント補綴の連結部の関係には、3つの構成に分類されます。ワンピース型インプラントでは、補綴装置との境界面は通常、骨頂の2〜3 mm上にあります。骨頂までの距離は、垂直オフセットと呼ばれます。ツーピース型インプラントは、アバットメントの直径と一致するタイプと一致しないタイプがあります。アバットメントの直径がインプラントの直径と同じである場合、骨レベルでバットジョイントによる接続となります。アバットメントの直径と一致しないタイプのツーピースインプラントは、水平オフセットインプラントとして知られています。

インプラント補綴の連結部のデザインは、インプラント周囲の辺縁骨レベルの安定性に影響を与えます。垂直オフセットは、骨頂での炎症を回避し、安定した骨レベルを維持します。骨頂部で直径が一致するタイプは、バットジョイント部の細菌浸潤による炎症反応のため、骨レベルが1.5〜2.0 mm減少します。水平オフセットは、骨頂から離れた位置で細菌が浸潤するため、骨量の減少は0.5 mmで止まります。

インプラント補綴の連結部のバリエーション、重要な学習ポイント：ワンピース型インプラントは補綴プラットフォームのすべてまたは一部を構成し、粘膜貫通部は安定した骨レベルを維持する垂直オフセットです。ツーピース型インプラントは骨レベルで止まるように設計されており、補綴プラットフォームは別のアバットメントによって構成されるため、補綴の柔軟性が向上します。ツーピース型インプラントのうち、アバットメントの直径と一致するタイプのものは、水平オフセットのインプラントよりも骨量の減少が大きくなります。アバットメントとインプラント体の連結部が内側性テーパージョイントのものは、内側性バットジョイントおよび外側性よりも緊密にフィットし、負荷時の安定性に優れます。

粘膜貫通部は、骨と口腔の間の軟組織にあたる部位を意味します。ワンピース型インプラントでは、粘膜貫通部はインプラント体に組み込まれており、高さは通常2〜3ミリメートルです。ツーピース型インプラントでは、粘膜貫通部はインプラント体とは別個のアバットメントの一部で構成されます。矢印で示した部位は、アバットメントがインプラント体に装着されたときの粘膜貫通部です。粘膜貫通部のデザインは、軟組織の付着と、天然歯と同様の生物学的幅径の確立を目的として設計されています。生物学的幅径のこの類似性の比較は、垂直オフセットのあるワンピース型インプラントと天然歯の概略図で見ることができます。

粘膜貫通部は、多くの異なる要素により様々なバリエーションがあります。まず、長径と直径が様々なため、サイズが異なります。臨床医は、臨床状況、特に粘膜の厚さに応じて、粘膜貫通部の長さを決定します。適切な直径は、特定の臨床状況、特に欠損部位のサイズにも依存します。ワンピース型とツーピース型のインプラントには、長径と直径の様々なバリエーションがありますが、ツーピース型は選択の柔軟性がより高くなると考えられます。

粘膜貫通部は、表面のデザインも異なります。ほとんどのインプラントのデザインには、滑らかまたは機械研磨加工された部分があります。軟組織の付着を強化する可能性があるというエビデンスがあるため、メーカーによっては、粘膜貫通部を粗面加工したものもあります。同様に、一部のメーカーは、軟組織の付着を向上する目的でマイクロスレッドを付与しています。

インプラントの粘膜貫通部のバリエーション、重要な学習ポイント：ワンピース型インプラントでは粘膜貫通部がインプラント体に組み込まれていますが、ツーピース型では別のアバットメントの一部により構成されます。粘膜貫通部の長径と直径は、その時の臨床状況に合わせて選択されます。粘膜貫通部は、軟組織の付着を強化するために粗面加工されているものもあります。

インプラント体の骨内部位の全体的な形状は、1つまたは複数の構成で設計されています。インプラント体の形状には、円筒形、円錐形、または円筒形と円錐形のコンビネーションがあります。縦断面で見ると、円筒形のインプラント体の外壁は互いに平行ですが、円錐形のインプラント体の外壁はインプラントの先端に向かって先細りになっています。円筒形と円錐形のコンビネーションのインプラント体の外壁は、平行とテーパードの両方で構成されています。

インプラントの形状は、インプラント埋入部位の臨床的ニーズに応じて選択されます。これらには、骨量、骨質、骨の形態が含まれます。一般的に、円錐形のインプラントは、同じ骨質と骨密度の部位に埋入した場合、円筒形のインプラントと比較して、高い維持力が得られる傾向があります。インプラント埋入の1週以内に暫間補綴装置を装着するという即時負荷の治療計画の場合は、より高い維持と安定が必要です。一般的に使用されているインプラントでは、さまざまな形状のものがあり、インプラントの形状により、インプラント床の形成や骨切り術の手順、使用するドリル器具が決まります。

インプラントスレッドは、重要なボディ部の特徴の一つです。ねじ山はらせん状に隆起しており、インプラント体の先端から、通常は時計回りにインプラント体の頸部まで続きます。スレッドの間には溝があります。インプラントスレッドにはいくつかの機能があります。第一に、スレッドにより、インプラント床または骨切り部へのインプラント埋入をスムーズに行うことができます。回転力がインプラントに加えられると、スレッドは周囲の骨と結合し、インプラントを埋入窩に引き込みます。スレッドのデザインは埋入した時のインプラントの初期固定に関わります。通常、最初の骨とインプラントの接触は、スレッドの先端で確立されます。インプラントスレッドは、骨に咬合力を伝達するという肯定的な機能があるとも考えられています。

インプラントのデザインのバリエーションであるスレッドの特徴の1つは、ピッチです。「スレッドピッチ」は、スレッド間の距離を表すために使用される用語です。この2つのインプラントの合成画像では、右側のインプラントのスレッドピッチが左側のインプラントよりも広くなっています。メーカーは、さまざまな骨のタイプに合わせてスレッドピッチを設計します。原則として、スレッドピッチが広いインプラントは、インプラントを埋入する際の回転数が少なくなります。これは、低密度の骨において有利となり、インプラントと埋入窩の間の接合部の骨にダメージを与えるリスクを低減することにより、インプラント初期固定を向上させます。この例に示すように、一部のインプラントはスレッドなしで設計されていることに注目してください。これらのインプラントは、インプラントを埋入窩に押し込むか、たたくことによって埋入されます。これらのデザインは今日ではあまり一般的ではありません。

スレッド自体のデザインには多くのバリエーションがあります。スレッドは、インプラント周囲にらせん状に巻かれた単一または二重の構造になっています。スレッド間の溝は、比較的平坦なタイプと深いタイプのものがあります。スレッドは、セルフタッピングと非セルフタッピングのタイプがあります。セルフタッピングのインプラントは、タップを使用しなくても埋入できます。非セルフタッピングのインプラントは、通常、埋入する前にタップを使用する必要があります。低密度の骨質の場合、タッピングせずにインプラントを埋入すると、初期固定が向上することがあります。要約すると、利用可能な骨量、骨質、および骨の形態は、特定のスレッドデザインのインプラントを選択する臨床医に影響を与えます。

インプラント体の外壁と同様に、インプラントの先端も様々な形状で設計されています。平ら、丸みを帯びた、または尖った形状のタイプがあります。さらに、インプラント体に沿ったスレッドを有していたとしても、インプラントの先端部にまでスレッドがあるタイプとないタイプの設計があります。別のバリエーションとして、埋入の際に、埋入部位の骨をカットするあるいは骨を圧縮するという特徴があるものもあります。利用可能な骨量、骨質、および骨の形態は、インプラントの先端部のデザインの選択に影響します。そして、その形状は、骨切り術の手順や、使用するドリル器具にも影響します。

最後に、長径や直径など骨内部分のサイズは様々です。標準的な適応症の場合、長径は通常6〜14ミリメートルで、直径は3〜6ミリメートルです。適切なインプラントの長径と直径に関する臨床判断は、計画されたインプラント部位の補綴および外科的評価によって決定されます。これについては、「インプラント部位の外科的評価」というタイトルの別のアカデミーモジュールで詳しく説明しています。

インプラントの骨内部位のバリエーション、主要な学習ポイント：利用可能な骨量、骨質、骨の形態、およびより高い初期安定性を必要とする場合は、インプラントの形状の選択に影響します。スレッドのデザインは、インプラントの初期固定に影響します。インプラント先端部の構成は、埋入時、インプラント床に影響を与えます。インプラント埋入部位の補綴および外科的な治療計画により、インプラント体の適切な長径と直径を決定します。

インプラントはさまざまな材料で作られています。すべての材料に共通するのは、2つの要件です。生体適合性であることと、オッセオインテグレーションを促進することです。工業用純チタンは、その治療や長期的予後に関して良好な結果が得られている材料です。

インプラント材料に関して多数の研究が行われてきました。工業用純チタンに加えて、良好な臨床結果をもたらす金属材料には、チタン-アルミニウム-バナジウムおよびチタン-ジルコニウムなどのチタン合金があります。チタンと特定の他の金属との合金は、材料の引張強度を高めます。非金属材料にはジルコニアがあります。チタンおよびチタン合金インプラントに対するジルコニアインプラントの主な利点は、審美的であることと金属を含まない組成であることです。インプラント材料の選択は、臨床状況により決定します。また、患者の希望が影響する場合もあります。

インプラントの表面性状も考慮すべきデザインのパラメータです。製造過程の一部として生成される表面性状は、インプラントのオッセオインテグレーションの獲得に影響します。

表面の粗さはオッセオインテグレーションの獲得に大きく影響します。多くの研究により、滑らかな表面は骨と結合しにくいことが示されています。粗すぎる表面も良好な結合は得られにくいです。骨は、適度に粗い表面のインプラントと最もよく結合します。これらの研究では、結合は骨形成率またはインプラント表面と接触している骨の量によって組織学的に測定されました。

臨床的には、適度に粗い表面のインプラントを使用すると、高い確率で早期負荷が可能となるため、インプラント埋入から補綴までの治療期間を短縮することができます。同様に、適度に粗い表面はインプラントと骨との接触率がより高くなるため、長径が短くても、他のタイプの表面粗さを持つインプラントと同程度の負荷力を周囲骨に伝達することができます。

インプラント体を製造する最初のステップは、チタン片を研削して、マクロ構造を作成することです。この製造過程の結果として、インプラントの表面が粗くなります。これは、機械加工または旋削表面と呼ばれます。次に製造者は、製造過程を追加してインプラント体の表面粗さを変更し、目的とする微細構造を作成します。これら追加のステップには、通常、既存のインプラント体から材料を差し引くタイプと、材料を加えるタイプがあります。目的とする粗さを達成するために、機械的または化学的な処理が行われます。これらの追加の処理により、異なる特徴を持つインプラント表面が生成されます。

化学的な処理は、インプラントの表面粗さを変えるのに適しているだけでなく、他のパラメータにも影響を与える可能性があります。重要なのは、化学的な処理がインプラント表面の汚染をきれいにするのを助けることができることです。さらに、これらのプロセスは、骨形成を改善する目的で特定の化合物を追加する場合があります。

化学的な処理法で成功したものに、インプラント表面をサンドブラスト処理した後に酸処理する方法があります。これにより、インプラントの濡れ性が向上し、血液との接触が増します。その後の細胞の付着と増殖により、より速くオッセオインテグレーションが獲得できます。このチャートは、SLA表面と、継続的な窒素保護下で生成されたSLActive表面とを比較した実験の結果を示しています。2週間後と4週間後のSLActive表面は、SLA表面よりも骨とインプラントとの接触率が高くなっています。

これらと同じ考えに沿って、オッセオインテグレーションを早期に獲得するために、ハイドロキシアパタイトなどの生物学的化合物をインプラント表面にコーティングする方法があります。患者ケアの改善につながるものと、これらの開発に多くの期待が寄せられましたが、今日まで、それらは臨床的見地から具体的な結果をもたらしていません。

インプラント材料と表面性状のバリエーション、主要な学習ポイント：インプラントは、表面粗さの程度が異なるだけでなく、表面の特徴も異なります。これらの特性は、加法的、または減法的な機械的、化学的、および生物学的製造方法によって生成されます。表面粗さはオッセオインテグレーションの獲得に影響します。適度に粗い表面のインプラントでは、骨とインプラントとの接触率が大きくなります。インプラント表面の化学的および生物学的変化は、インプラント表面の骨形成を促進させる可能性があります。

インプラント体のデザインと特徴、モジュールの概要：インプラントのデザインは臨床結果に影響を与えます。すなわちここでの臨床目的は、目的に応じた機能を備えたインプラントをいかにして選択するかにあります。インプラント体のデザインは、マクロおよびミクロ構造特性の両者に関連があります。インプラント体のデザインの特徴は、さらに化学的および生物学的な過程にも関連しています。利用可能な骨量、骨質、および骨の形態は、インプラント体のデザインの選択に影響します。インプラントの一次固定は、機械的および生物学的要素の影響を受けます。インプラントの二次固定もまた、機械的および生物学的要素の影響を受けます。