KR100484687B1 - 스크류트레드이식물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두 개의 플랭크, 두 개의 플랭크의 교차에 의하여 형성된 정점에서의 상부 반경 R, 두 개의 인접한 트레드 또는 러프니스 사이 홈의 바닥에 형성된 바닥 반경 r을 포함하며, 상기 플랭크는 상기 트레드 또는 러프니스의 단면에 대하여 수직이고 이식물체의 표면에 수직인 면과 각도 v를 형성하는 단면으로, 상기 프로파일은 또한 높이 D를 갖는 트레드 또는 러프니스의 단면 (즉, 프로파일)의 골 이식용, 특히 트레드형 치아 이식물용 트레드 또는 배향된 마크로러프니스에 관한 것이다. 본 발명에 따라 트레드 또는 러프니스의 크기는 하기 제한으로 수행된다. 예를 들면, 10°≤ v < 35°일 경우, R은 0.4×D보다 크고, 35°≤ v ≤ 55°일 경우, R은 0.2×D보다 크다. 바람직한 구현예에서, 그 제한은 0.05 mm ≤ D ≤ 0.5 mm이고, 35°≤ v ≤ 55°인 경우 정상 반경 R은 0.2×D 보다 크고, D 보다는 작으며, 0.25 mm ≤ D ≤ 0.5 mm이고, 10°≤ v < 35°인 경우 정상 반경 R은 0.4×D 보다 크고, D 보다는 작다.

Description

스크류 트레드 이식물 {Screw Thread Implant}

골 이식물은 일반적으로 대부분 티타늄과 같은 강성 재료로 제조되는데, 이는 골 조직에 대하여 친화성을 갖는 것으로 나타났고, 우수한 생체 적합성을 갖는다. 골 이식물은 종종 트레드가 형성된 실린더형이고, 미리 태핑(tapping)되거나 그렇지 않은 골 조직의 보링 구멍(bore-hole)에 나사식으로 결합된다.

특정의 조건에서 티타늄 이식물은, 때때로 골유착(osseointegration)이라고 불리는, 골 조직과의 밀접한 부착을 이룬다. 골 이식물에 대한 조직 반응을 결정하는 몇가지 요인은 이식물 재료의 생체 적합성, 이식물 디자인, 이식물 표면, 숙주 베드(host bed)의 상태, 외과 기술 및 부하(loading) 조건인 것으로 판명되었다. 이식물 디자인에 관해서는, 치아 이식물에 관한 문헌을 보면 과거에 많은 수의 상이한 형상의 이식물이 사용되었다는 것을 알 수 있다. 시행 착오에 기초하여 새로운 이식물의 디자인이 상당 수 도입되고 평가되었던 것으로 보인다. 이식 실패의 이유는 여러 가지 요인이 있지만, 예를 들면 부적당한 외과 기술 또는 부적합한 부하 조건으로 인해 우수한 디자인이 폐기되었을 수 있다. 티타늄 재질의 스크류형 치아 이식물이 1960 년대 초에 사용되었으나, 성공적이지는 않았던 것으로 보이는데, 전술한 이유에 의한 것일 수 있다.

과부하(overloading)는 오늘날 치아 이식물 손실의 주요 병인학적 요인으로 확인되었다. 골에 과도한 응력이 가해진다면 재흡수될 것이다. 응력이 소정 수준에 도달할 때 응력에 의한 골의 재흡수(stress induced bone resorption)가 유발된다면, 이식물은 소정의 부하에 의해 골 내에 발생하는 최대 응력들이 최소화되는 형상을 가져야 한다.

스크류형 티타늄 치아 이식물은 오늘날 시장에서 지배적인 위치를 차지한다. 몇몇 연구들은 거시적 디자인과 스크류의 골 내에서의 유지력(holding power) 사이의 관계를 다루어 왔다. 그들 대부분은 정형의학적 분야 내에서 이루어졌으며, 실험적인 접근을 통한 것이었다. 1950년대에 상이한 트레드 프로파일을 갖는 비탈륨 재질의 골 스크류를 사용하여 개의 대퇴골 및 경골에 대한 풀아웃 테스트(pullout test)가 수행되었다. 새로이 삽입된 스크류를 뽑을 때 골 트레드는 박리되지 않았으나, 작은 원추형 버튼의 피질골(compact bone)이 스크류에 의해 뽑히는 것이 관찰되었다. 임상 경험에 의하면, 골 플레이트 및 그 스크류는 때때로 골로부터 박리된다. 골의 재흡수가 이 박리에 선행한다. 이러한 유지력의 손실은 기계적 요인에 기인한다는 견해가 표명되었다. 스크류 트레드에 의한 해면골(cancellous bone)의 지속적인 압착은 골주(骨柱; trabeculae)의 이상비대(hypertrophy) 및 힘과 평행한 방향으로의 재정렬을 초래하는 것으로 나타났다. 또한, 압착이 가해진 피질골(cortical bone)은 그 본래의 모습을 유지하고 재흡수되지 않는다는 것이 역시 주장되었다.

풀아웃 테스트의 타당성은 아무래도 의심스럽다. 풀아웃 테스트에서는 급성 골절(acute fracture)이 유발된다. 치아 이식물은 지지하고 있는 골의 급성 골절에 의해서는 좀처럼 잘못되지 않는다. 반면, 이식물-골 경계면의 골절은 통상 경계 부근의 골이 재흡수되는 긴 과정의 마지막에 일어난다. 전술한 바와 같이, 응력이 소정 수준에 이르렀을 때 응력에 의한 골의 재흡수가 유발된다는 것은, 이식물이 골 내에서 발생하는 응력 피크를 최소화하는 디자인을 가져야 한다는 것을 의미한다.

골 조직에 부하를 인가하도록 고안된 트레드 또는 배향된 마크로러프니스를 구비하고 첨부된 주요 청구항에 따라 설계된 골 이식물이 주변 골 조직 내에서의 응력 피크를 최소화한다는 것이 판명되었다. 바람직한 실시예는 종속항으로 기재하였다.

도 1은 본 발명에 따른 트레드 또는 러프니스의 프로파일을 설명한다.

도 2는 소위 프로파일 상의 접촉 요소를 설명한다.

도 3은 응력을 계산하기 위하여 사용된 모델을 설명한다.

도 4 및 5는 각각의 선행 기술의 이식물에 따른 프로파일 근처의 요소 분포를 나타낸다.

도 6은 상이한 최대 응력의 위치를 설명한다.

도 7은 트레드 축의 그 밖의 구현예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 프로파일을 설명하는 파라미터들이 어떻게 정의되는 가를 설명한다. 도시된 이식물은 직경 3.5 mm의 스크류형 치아 이식물이다.

트레드 프로파일은 두 개의 트레드 플랭크를 갖고 트레드의 높이는 D이다. 두 트레드 플랭크의 교차부에서 트레드 프로파일의 정점에 형성된 정상 반경(top radius)은 R로 표시하고, 두 인접한 트레드 프로파일 사이의 바닥 반경은 r로 표시한다. 트레드 플랭크는, 트레드 단면에 수직이고 이식물의 몸통면에 수직인 면과 각도 v를 형성한다. 거리 L은 트레드 상의 두 플랭크와 이식물의 몸통면 간의 교차점들 사이의 거리로 정의되고, 이식물의 몸통면은 트레드의 가장 깊은 부분과 접촉하는 원통면으로 정의된다.

3.5 mm의 전체 직경을 갖는 종래의 표준 스크류형 이식물은 통상 약 0.35 mm의 높이 D, 30°의 플랭크 각도 v, 약 0.2×D에 해당하는 약 0.065 mm의 정상 반경 R, 약 0.15×D에 해당하는 약 0.05 mm의 바닥 반경을 갖는 트레드를 구비하였다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 목적은, 높은 응력 집중에 의한 골 조직의 재흡수를 피하면서 골 조직의 재흡수를 초래할 수도 있는 낮은 응력도 피할 수 있도록, 골 조직 내의 균일한 응력 분포를 얻기 위하여 이식물 상의 부하의 결과인 골 조직 내의 응력 집중을 평준화 및 최소화하는 것이다.

본 발명에 따라, 0.4×D를 초과하는 정상 반경을 갖거나 또는 35°를 초과하는 플랭크 각도를 갖는 스크류 트레드 (마크로러프니스)가 이식물을 둘러싸는 골조직에서 응력 분포를 실질적으로 평준화한다는 것을 발견하였다. 더욱 구체적으로는, 35°≤ v ≤ 55°이고 0.05 ≤ D ≤ 0.5 mm인 경우, 정상 반경 R은 0.2×D보다 크고 D 미만이어야 하며, 10°≤ v < 35°이고 0.25 ≤ D ≤ 0.5 mm인 경우, 0.4×D보다 크고 D 미만이어야 한다.

현재 가장 바람직한 구현예는 0.03 ≤ R ≤ 0.05 mm, 37°≤ v ≤ 43°, 0.01 ≤ R ≤ 0.025 mm 및 0.08 ≤ D ≤ 0.15인 구현예이다.

하기 계산은 이점을 설명한다. 본 계산은 유한 요소 해석(Finite Element Analysis)에 의하여 수행되었다. 티모셴코의 탄성 이론이 적용된다. 사용된 프로그램은 Ansys revision 5.0이다.

연구 대상은 주 직경 3.5 mm의 수직으로 배향된 스크류형 이식물이다. 이 이식물은 각 요소가 스크류의 1 피치 높이에 해당하는 이상적인 축대칭 요소로 되어 있다. 트레드는 각 요소 상에서 링으로 모델링되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같은 트레드의 프로파일은 트레드 깊이 (D), 정상 반경 (R), 플랭크 각도 (v), 바닥 반경 (r) 및 트레드 바닥에서 직선부의 길이 (S)로 특징지워진다. 이러한 요소의 곡선부의 길이는 앞서 정의한 바와 같이 L로 표시된다. 직선부의 길이 (S)는 상기 길이에 상수 c를 곱한 것 (S=c·L)으로 설정되었다. 계산은 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm 및 0.4 mm의 트레드 깊이의 값들에 대해 상기 트레드 깊이에 계수를 곱한 것을 정상 반경의 값으로 설정하여 이루어졌다. 이러한 계수의 값은 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 및 1로 설정되었다. 플랭크 각도는 0 내지 60°사이에서 10°간격으로 변화되었다. 바닥 반경은 트레드 깊이의 0.1 배로 설정되었다. 계수 c는 0, 0.2, 0.4, 0.8 및 1.6으로 설정되었다. 이것은 총 4×6×7×5×1=840 개의 상이한 트레드 프로파일이 사용된 것을 의미한다. 이식물은 무한히 피질 골에 완전히 함침된 것으로 가정하였다. 100 % 골 밀착으로 가정하였다. 골은 직경 10.5 mm의 외부 실린더의 내벽에 부착된 것으로 가정하였다(도 1 참조). 이식물 및 외부 실린더는 무한히 강성이고, 골은 150 GPa의 탄성 계수 (영 계수) 및 0.3에 달하는 포아송(Poisson) 비를 갖는 연속체 재료, 등방성 및 선형 탄성체로 가정하였다. 뼈-이식물 경계면은 마찰이 없고 압착력만이 이식물과 골 사이에서 전달되는 것으로 가정하였다. 이러한 경계 조건은 도 2의 트레드 표면에 인접한 라인인 접촉 요소를 사용하여 모델링하였다. 도 2로부터 명확한 바와 같이, 경계 부분들은 접촉 요소를 갖고 있지 않은데, 그 이유는 실험 가동에서 이러한 위치에 있는 경계 골이 이식물로부터 퇴각하는 것으로 판명되었기 때문이다.

무한히 큰 축 부하 (스크류 요소당 유한한 부하)를 무한히 긴 이식물 상에 적용하였다. 이러한 가정들이 이루어짐으로써, 응력, 변형율, 변위와 같은 기계적 현상들이 무한히 긴 이식물을 구성하는 모든 요소들의 외측에 있는 골 내에서 발생할 것이다. 결국, 주변 골을 갖는 이식물이 상부 및 하부에 놓인 대응부와 접경하는 적절한 경계 조건이 설정될 수 있다면, 주변 골을 포함하는 하나의 단일 이식물 요소를 연구하는 것으로 충분하다. 사용된 경계조건은, 부하가 인가되었을 경우, 상기 요소의 상부 한계면에 의해 한정되는 수평면에 놓인 골 내의 모든 노드(node; 절점)들은 동일 요소의 하부 한계면에 의해 한정되는 수평면에 놓인 골 내의 모든 상응하는 노드와 동일한 변위를 겪는다는 것이다(도 3).

부하 (F)는 이식물 요소로부터 골 조직 내로 전달되고, 이식물 요소의 길이 (L + S)에 상수 (k)를 곱한 값으로 설정되는데, 전자는 정상 반경, 플랭크 각도, 바닥 반경, 트레드 깊이 및 직선부의 길이에 의존한다. 산출 정보는 사용된 변수의 값의 함수로서 골 내의 최대 인장 응력, 최대 압축 응력 및 최대 본 미세스 응력 (von Mieses stress)이었다. 이식물 요소는 완전 강성이고 고정된 것으로 모델링되었고, 부하 (F)는 도 3에 도시된 바와 같이 골의 말단부에 인가되었다.

요소 메쉬(mesh)는 매개 변수적으로 이루어졌다. 도 4 및 도 5에서, 이식물에 인접한 요소 메쉬가 기준 셋트 1 및 기준 셋트 2로 불리는 두 계산 예에 대해 도시되어 있다. 기준 셋트 1은 D가 0.1 mm, v가 40°및 R이 0.4×D, r이 0.1×D인 본 발명에 따른 트레드 프로파일에 해당하며, 기준 셋트 2는 대체로 상기한 종래의 이식물에 해당한다. 각각의 요소는 4개의 노드를 포함하며, 각 노드의 자유도 수는 2이다. 메쉬에 사용된 요소의 수는 계수 c로 표시된 트레드 바닥의 직선부의 길이에 따라 달라졌다. 계수 c의 값이 0, 0.2-0.4 및 0.8-1.6인 경우에, 요소의 수는 각각 1129, 1305 및 1481개였다.

스크류형 구조물은 피질 골에 함침되는 것으로 가정한다. 인체 피질 골의 극한 응력에 있어서 σ_u0 ⁺=133 MPa, σ_u0 ^-=193 MPa, σ_u90 ⁺=51 MPa 및 σ_u90 ^-=133 MPa(여기서, 인장 및 압축의 면에서 극한 응력은 각각 σ_u ⁺ 및 σ_u ^-로 표시된다)의 평균값들은 경험적으로 얻어졌다. σ_u0 및 σ_u90은 횡단 평면 내에서 각각 골의 장축에 평행한 극한 응력들을 나타낸다. 극한 응력에 비례하여 상이한 종류의 골 응력이 발생하는 것이 당연하다. σ_u0 ^-/σ_u0 ⁺ 및 σ_u90 ^-/σ_u90 ⁺의 비율은 상기에 따라 각각 1.45 및 2.61이다. 수득된 최대 인장 응력과의 비교를 단순화하기 위하여, σ_max-/1.45 및 σ_max-/2.61의 비율이 결과로서 나타나 있다(표 1 내지 4 및 9 내지 12). 그러나, 계산상 σ_max-/2 비율이 가장 관심있는 값이다.

본 미세스 응력을 무시하면, σ⁺ _max 및 σ_max-/2의 최대값을 최소화하는 프로파일 파라미터 값들의 조합이 가장 바람직한 트레드 디자인으로 간주될 수 있다.

본 미세스 응력은,

σ_e=√σ₁ ²+σ₂ ²+σ₃ ²-σ₁σ₂-σ₂σ₃-σ₁σ₃

(여기서, σ₁, σ₂ 및 σ₃은 주 응력들)로 표현될 수 있다. 이 식은 재료의 압축 응력은 인장 응력과 다르다는 상황을 고려하지 않는다. 상기 결과의 분석은 최대 본 미세스 응력이 규칙적으로 하나의 높은 압축 주 응력, 하나의 중간 크기의 압축 응력 및 하나의 현저하지 않은 인장 주 응력으로 이루어짐을 보여주었다. 최대 인장 응력과 직접 비교하기 위하여, 최대 압축 응력으로서 최대 본 미세스 응력은 특정 계수로 나누어야 한다. 이러한 계수의 값이 1.45와 2.61 사이에 있다는 것은 분명하다(이것은 값 1.45 뿐만 아니라 값 2.61도 아니다). 이러한 이유로, σ_e.max/1.45 및 σ_e.max/2.61의 비율이 하기 표 1 내지 4 및 9 내지 12에 그 결과로서 나타나 있다. 본 미세스 응력은 비교 목적으로 주어져 있다.

표 1 내지 4는 계산 결과를 나타낸다. 표에 나타낸 것처럼, 0.05 mm ≤ D ≤ 0.5 mm 및 35 °≤ v ≤ 55°, 정상 반경 R은 0.2×D 보다 크고 D 보다 작고; 0.25 mm ≤ D ≤ 0.5 mm 및 10°≤ v ≤ 35°, R은 0.4×D 보다 크고 D 보다 작은 영역에 해당하는 표 1에 점선으로 그려진 직사각형 내에서 σ⁺ _max의 값은 일반적으로 2 미만이고 σ_max-/1.45의 값은 일반적으로 2.75 미만(이는 σ_max-/2가 2 미만인 값에 해당한다)이다. σ⁺ _max < 2 및 σ_max-/2 < 2인 파라미터 영역들에 대한 계산 결과는 표에서 실선으로 나타나 있다.

명백히 알 수 있는 것처럼, 표준 스크류-형 이식물은 이러한 파라미터 영역들 밖에 있다.

표 5 내지 8은 두 인접한 트레드 사이에 거리 S를 도입하여 얻어지는 효과를 나타낸다. 직선 거리 S의 부분은 길이 L, 즉 상기 플랭크가 이식물을 교차하는 지점 사이에서 상기 정의된 거리에 곱해지는 상수로 주어진다. 상수가 0이면, 직선부 도입의 긍정적인 효과는 없다. 알 수 있는 것처럼, 긍정적인 효과는 주로 작은 플랭크 각도 및 비교적 큰 정상 반경의 경우에 일어나며, 표 3 및 11을 비교함으로써 알 수 있는 것처럼 기준 영역은 작은 플랭크 각도에 대해 더 작은 정상 반경으로 다소 전환된다.

표 9 내지 12는 표 5 내지 8에 주어진 값에 대응하는 σ⁺ _max 및 해당 σ_max-/1.45의 최소값을 나타낸다.

몇가지 바람직한 구현예는 하기 목록에 주어진다.

바람직한 구현예에서, 인접한 트레드 사이의 거리는 3D 보다 작고, 바람직하게는 2D보다 작다.

더욱 바람직한 구현예에서, 트레드 또는 마크로러프니스는 2 내지 20 μ, 바람직하게는 2 내지 10 μ의 공극(pore) 크기를 갖는 마이크로러프니스와 결합한다. 이러한 거시적 및 미시적 연동 결합에 의하여, 매끄럽다면 기계적으로 골과 작용하지 않을 이식물 표면이 골에의 부하 전달에 참여한다. 이것은 거시적 연동에 기인한 골 조직에서 불가피하게 발생하는 응력 집중을 본 발명은 완화시켜, 평탄화하며, 따라서, 본 발명의 의도하는 효과를 달성하도록 강화한다. 미시적인 러프니스는 예를 들면 분사 또는 화학적인 부식에 의하여 만들어질 수 있으나, 바람직하게는 TiO₂ 입자의 분사로 이루어진다.

반경 R은 일정하며, 상기 예에서 실현된 것이다.

바람직한 구현예에서, 도 7에 설명된 것처럼, 정점에서의 정상 반경 R은 상상의 것이며, 직선 플랭크 및 곡선의 정점 사이의 전이점 P1 뿐만 아니라 곡선부에 대한 제2 접선이 이식물의 종 방향에 평행하게 되는 정점부의 꼭지점 P2를 정의하고, 상기 P1을 통한 제1 접선은 상기 플랭크를 따라간다. 이러한 구현예에서, 곡선부 정점은 상기 점 P1 및 P2를 기원으로 하는 곡선부의 형상을 가지며, 상기 점에서의 접선은 상기 제1 및 제2 접선에 부합하며, R1의 곡률 반경을 갖는다. 반경 R1은 예를 들면 값 R_min에서 값 R_max로 증가하거나 또는 값 R_min에서 값 R_max로 증가한 뒤, 값 R_min로 감소할 수 있다.

R_min는 바람직하게는 0.01 mm보다 크며, R_max/R_min의 관계는 바람직하게는 3 보다 커야한다.

이러한 구현예의 한 특별한 경우는 물론 상기 반경의 곡률 반경 R1이 일정하고 상기 상상의 반경 R과 동일하며, 따라서 정점은 반경 R을 갖는 부분 원형을 갖는다.

하기 계산은 곡률 반경이 변화할 때의 효과를 설명한다.

균일한 정상 반경 = 0.04 mm

플랭크 각도: 40°

트레드 깊이: 0.1 mm

바닥 반경: 0.01 mm

최대 인장 강도: 1.784 MPa

트레드 정상의 곡률 반경의 변화 - 연속적으로 약간 변화함:

플랭크 각도: 40°

트레드 깊이: 0.1 mm

정상 반경: R_min=0.025 mm, R_max=0.055 mm

바닥 반경: 0.01 mm

최대 인장 강도: 1.750 MPa

트레드 정상의 곡률 반경의 변화 - 연속적으로 더 크게 변화함:

플랭크 각도: 40°

트레드 깊이: 0.1 mm

정상 반경: R_min=0.0010 mm, R_max=0.069 mm

바닥 반경: 0.01 mm

최대 장력 강도: 1.721 MPa

상기에서 알 수 있는 것처럼, 곡률 반경 변화에 따라 약간의 개선이 있다.

물론 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에서 여러 방식으로 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 바람직한 구현예에서 조차 트레드 또는 러프니스의 두 플랭크 각도가 동일해야만 할 필요는 없다. 몇몇 적용예의 경우에, 상기 각도들이 둘 다 특정된 범위 내에 있다고 하더라도 서로 다를 수 있으며, 또 다른 적용예에서는 가장 과중하게 부과되는 플랭크가 특정 범위이내의 플랭크 각도를 갖는 것으로 충분할 수 있다. 이것은 유사하게, 트레드의 각각의 측면 상에서 상이한 값을 가질 수 있는 정상 반경에 대해서도 합당할 수 있으며, 두 개의 값 또는 하나의 값이 특정한 범위내에 있으면 된다.

<발명이 속하는 기술 분야>

본 발명은 골(骨) 속에 이식하기 위한 이식물(implant), 특히 치아 이식물에 관한 것으로서, 트레드(thread; 나삿니)나 배향된 마크로러프니스 (macroroughness; 거대요철)를 구비한 이식물에 관한 것이다. "배향된 마크로러프니스"라는 용어는 연속적이거나 불연속적으로 신장된 비드(bead)로서, 이식물 단면의 주변부를 따라 배향되거나 그렇지 않은 것을 포함한다. 상기 배향된 마크로러프니스는 트레드 프로파일이 하기 및 첨부된 청구범위에서 정의되는 방식으로 구체화된 단면 또는 프로파일을 갖는다.

Claims (36)

1. 골 이식물(implant), 특히 치과용 이식물을 위한 트레드(thread) 또는 마크로러프니스(macroroughness)로서, 상기 트레드 또는 러프니스의 단면(즉, 프로파일)은 높이 D를 갖고, 두 개의 플랭크 및 두 플랭크를 연결하는 곡면화된 정점부(apex)를 포함하고; 각 플랭크는 상기 트레드 또는 러프니스의 단면에 대하여 수직이고, 이식물체의 표면에 수직인 면과 각도 v를 형성하고, 각 플랭크에 있어서

   - 전이점 P1 은 플랭크와 곡면화된 정점부 사이에 정의되고, 곡면화된 정점부에 대한 제1접선은 P1을 지나 상기 플랭크를 따라가고;

   - 꼭지점 P2는 곡면화된 정점부에서 정의되며, 여기서 제2접선은 이식물의 종방향에 대하여 평행하고;

   - 정점에서의 가상의 정상 반경 R은 상기 P1 및 P2에서 시작하는 곡면부를 정의하고, 상기 제1 및 제2 접선과 만나는 지점에서 접선을 가지며;

   상기 플랭크에서 각도 v는 10°≤ v ≤ 55°이며, 임의의 플랭크에서 10° ≤ v < 35°인 경우 R은 0.4 x D보다 크지만, 35° ≤ v ≤ 55° 일 경우 R은 0.2 x D보다 큰 것을 특징으로 하는 골 이식물, 특히 치과용 이식물을 위한 트레드 또는 마크로러프니스.
2. 제1항에 있어서, 0.15 ≤ D ≤ 0.25 mm, 10° ≤ v < 35° 및 0.5D ≤ S ≤ 2D인 경우, R이 0.5D 보다 크고, 0.7D 보다 작은 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
3. 제1항에 있어서, 0.05 mm ≤ D ≤ 0.5 mm이고, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우 정상 반경 R은 0.2 x D 보다 크고, D 보다는 작으며, 0.25 mm ≤ D ≤ 0.5 mm이고, 10° ≤ v < 35° 인 경우 정상 반경 R은 0.4 x D 보다 크고, D 보다는 작은 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
4. 제3항에 있어서, 0.25 mm ≤ D ≤ 0.5 mm 이고, 10° ≤ v < 35° 인 경우, R 은 0.6 x D 보다는 크고, D 보다 작은 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
5. 제3항에 있어서, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우 0.05 ≤ D ≤ 0.25 mm인 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
6. 제5항에 있어서, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우, 0.05 ≤ D ≤ 0.15 mm인 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
7. 제6항에 있어서, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우, 0.05 ≤ D ≤ 0.1 mm 인 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
8. 제1항에 있어서, 0.03 ≤ R ≤ 0.05 mm, 37° ≤ v ≤ 43°, 0.01 ≤ R ≤ 0.025 및 0.08 ≤ D ≤ 0.15인 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 두 인접한 트레드, 꼭지점 대 꼭지점 사이의 거리가 3D, 바람직하게는 2D 보다 작은 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 곡률 반경 R1이 일정하며, 상기 상상의 반경 R과 동일한 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 곡률 반경 R1이 최소값 R_min 및 최대값 R_max 사이에서 변하는 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
12. 제11항에 있어서, R_max/R_min의 비가 3 보다 큰 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
13. 제11항에 있어서, R_min가 0.01mm 보다 큰 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레드 프로파일이 대칭인 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
15. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반경 R 또는 R1이 제1 트레드 플랭크 상에 위치하고, 이때 제2 트레드 플랭크는 상기 제1 반경과 상이할 수 있는 트레드 정점에서의 또다른 반경을 가지며, 상기 제2 플랭크와 부합하는 한 개의 접선, 그리고 상기 이식물의 종축에 평행한 P2를 통한 접선을 갖는 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
16. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레드 또는 마크로러프니스가 2 내지 20 μ, 바람직하게는 2 내지 10 μ의 공극(pore) 크기를 갖는 중첩된 마이크로러프니스와 결합되는 것을 특징으로 하는 트레드 또는 배향된 마크로러프니스.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 트레드 또는 배향된 마크로러프니스가 적어도 부분적으로 제공되는 것을 특징으로 하는 이식물.
18. 제17항에 있어서, 상기 이식물에 하나 이상의 부가적인 상이한 트레드가 제공되는 것을 특징으로 하는 이식물.
19. 종축(axis)을 가지며, 골 조직에 박아 넣기 위해 순응시키며, 외부 표면(그 위에 주변적으로 배향된(circumferentially-oriented) 마크로러프니스가 제공됨)을 갖는 축(shaft)을 갖는 이식물로서,

    상기 주변적으로 배향된 마크로러프니스는 홈에 의해 축방향으로 간격이 떨어져있는 주변적으로 배향된 피크들의 시리즈에 의해 형성되고;

    각각의 주변적으로 배향된 피크들은 제1 및 제2 플랭크 그리고, 제1 및 제2 플랭크를 연결하는 곡면화된 정점부를 가지며;

    각각의 주변적으로 배향된 피크들의 상기 제1 및 제2 플랭크들은 각각의 인접하는 홈에서의 바닥 반경(r), 그리고 상기 바닥 반경에서부터 상기 플랭크와 상기 곡면화된 정점부(여기서 제1 접선이 상기 직선부를 따라서 연장된다) 사이의 전이점 (P1)까지 연장되는 직선부를 가지며;

    각각의 곡면화된 정점부는 꼭지점(P2)를 가지는데, 여기서 제2 접선이 상기축(shaft)의 종축에 평행하게 연장되며;

    상기 주변적으로 배향된 마크로러프니스가 소정의 높이(D)(상기 곡면화된 정점부 상의 꼭지점으로부터 상기 홈까지 측정함)를 가지며;

    상기 제1 및 제2 플랭크의 직선부가 상기 축(shaft)의 중축에 수직인 평면에 대하여 각도 (v)로 배향되는데, 이 각도는 10° ≤ v ≤ 55° 이고;

    상기 각 피크의 곡면화된 정점부는 소정의 곡률 반경(연관되어 있는 제1 및 제2 플랭크 중의 소정의 플랭크 상의 전이점과 상기 꼭지점을 연결한다)을 갖는 곡면부를 포함하고;

    상기 각 피크의 곡면화된 정점부는, 상기 소정의 연관된 플랭크 상의 전이점과 상기 꼭지점을 연결하는, 가상의 정상 반경(R)을 가지며; 그리고

    상기 소정의 플랭크들이 10° ≤ v ≤ 35° 인 경우에는 R > 0.4D이고, 상기 소정의 플랭크들이 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우에는 R > 0.2D 인 이식물.
20. 제19항에 있어서, 0.15 ≤ D ≤ 0.25 mm, 10° ≤ v 35° 및 0.5D ≤ S ≤ 2D인 경우, R이 0.5D 보다 크고, 0.7D 보다 작은 것을 특징으로 하는 이식물.
21. 제19항에 있어서, 0.05 mm ≤ D ≤ 0.5 mm이고, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우 정상 반경 R은 0.2 x D 보다 크고, D 보다는 작으며, 0.25 mm ≤ D ≤ 0.5 mm 이고, 10° ≤ v < 35° 인 경우 정상 반경 R은 0.4 x D 보다 크고, D 보다는 작은 것을 특징으로 하는 이식물.
22. 제19항에 있어서, 0.25 mm ≤ D ≤ 0.5 mm이고, 10° ≤ v < 35° 인 경우, R은 0.6 x D 보다는 크고, D 보다 작은 것을 특징으로 하는 이식물.
23. 제21항에 있어서, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우, 0.05 ≤ D ≤ 0.25 mm인 것을 특징으로 하는 이식물.
24. 제23항에 있어서, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우, 0.05 ≤ D ≤ 0.15 mm 인 것을 특징으로 하는 이식물.
25. 제24항에 있어서, 35° ≤ v ≤ 55° 인 경우 0.05 ≤ D ≤ 0.1 mm인 것을 특징으로 하는 이식물.
26. 제19항에 있어서, 0.03 ≤ R ≤ 0.05 mm, 37° ≤ v ≤ 43°, 0.01 ≤ R ≤ 0.025 및 0.08 ≤ D ≤ 0.15 인 것을 특징으로 하는 이식물.
27. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 두 인접한 트레드, 꼭지점 대 꼭지점 사이의 거리가 3D, 바람직하게는 2D 보다 작은 것을 특징으로 하는 이식물.
28. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 곡률 반경 R1이 일정하며, 상기 가상의 반경 R과 동일한 것을 특징으로 하는 이식물.
29. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 곡률 반경 R1이 최소값 R_min 및 최대값 R_max 사이에서 변하는 것을 특징으로 하는 이식물.
30. 제29항에 있어서, R_max/R_min 의 비가 3 보다 큰 것을 특징으로 하는 이식물.
31. 제29항에 있어서, R_min 가 0.01 mm 보다 큰 것을 특징으로 하는 이식물.
32. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레드 프로파일이 대칭인 것을 특징으로 하는 이식물.
33. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반경 R 또는 R1이 제1 트레드 플랭크 상에 위치하고, 이때 제2 트레드 플랭크는 상기 제1 반경과 상이할 수 있는 트레드 정점에서의 또다른 반경을 가지며, 상기 제2 플랭크와 부합하는 한 개의 접선, 그리고 상기 이식물의 종축에 평행한 P2를 통한 접선을 갖는 것을 특징으로 하는 이식물.
34. 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 트레드 또는 마크로러프니스가 2 내지 20 μ, 바람직하게는 2 내지 10 μ의 공극 크기를 갖는 중첩된 마이크로러프니스와 결합되는 것을 특징으로 하는 이식물.
35. 제12항에 있어서, R_min 이 0.01 mm를 초과하는 것을 특징으로 하는 트레드 또는 마크로러프니스.
36. 제30항에 있어서, R_min 이 0.01 mm를 초과하는 것을 특징으로 하는 이식물.