KR100755950B1 - 임플란트용 픽스쳐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임플란트용 픽스쳐 및 그 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일부는 나사산을 형성하고, 나머지부분에는 금속분말의 소결로 다공성으로 이루어진 픽스쳐의 몸체부가 형성되도록 하여, 나사식과 다공식의 장점만을 채택한 임플란트용 픽스쳐 및 그 성형방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 중앙에 암나사가 형성된 삽입공이 구성되고 상부에 일정 높이의 머리부와 상기 머리부의 하방으로 몸체부가 형성되어, 상기 몸체부를 통해 치골에 매식되어 상기 삽입공으로 어브트먼트 및 보철물이 차례로 결합되어 임플란트를 치골에 식립하는 픽스쳐에 있어서, 상기 픽스쳐(1)의 몸체부(16)는 일정부위에 나사산이 형성된 나사부(20)가 구성되고, 나머지부위에는 금속분말의 소결 성형에 의한 다공성의 기공(32)이 형성된 다공부(30)로 이루어지는 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

임플란트, 나사방식 임플란트, 다공성의 임플란트

Description

임플란트용 픽스쳐{Implant fixture}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 픽스쳐의 사시도.

도 2는 도 1의 단면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 금속분말을 픽스쳐에 소결 성형하기 위한 회로도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 픽스쳐의 성형 공정도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 픽스쳐의 사시도.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 픽스쳐의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 부호의 설명 *

1 : 픽스쳐 12 : 삽입공

14 : 머리부 16 : 몸체부

20 : 나사부 30 : 다공부

본 발명은 임플란트용 픽스쳐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 몸체부의 상단 및 하단에 나사산을 형성하고, 상기 상단 및 하단 사이에 금속분말의 소결로 다공성을 가지는 다공부를 형성하여, 종래의 나사식과 다공식의 픽스쳐 장점만을 채택한 임플란트용 픽스쳐에 관한 것이다.

일반적으로 치아가 빠진 경우 인접 치아를 삭제하지 않고, 빠진 부위에 인공치아를 심어서 빠진 치아 부위를 대체해 주는 치료방법으로 사용되는 임플란트가 있다.

이러한 임플란트는 치골에 심어지는 즉, 매식되는 픽스쳐(fixture)와, 상기 픽스쳐에 결합되는 어브트먼트(abutment)와, 상기 어브트먼트에 결합되는 인공치아인 보철물로 구성된다.

여기에서, 상기 픽스쳐는 중앙에 일정 깊이로 암나사공이 형성된 삽입공이 형성되어 있으며, 상부에는 일정 높이의 육각 머리가 형성되어 있으며, 상기 육각머리의 하방으로 몸체부가 형성되고, 상기 몸체부를 이루는 모양에 따라 나사식과 다공식으로 구분된다.

한편, 상기 나사식은 금속성의 티탄늄(titanium)이 일체로 형성된 몸체부에 나사산을 절삭 형성시킨 것으로, 이는 치료부위에 형성된 구멍에 몸체부를 얹혀놓은 상태에서 육각머리를 수공구등을 통해 회전시키면, 상기 몸체부에 형성된 나사산의 방향에 따라 상기 픽스쳐가 치골에 매식되는 시술방식을 가진다.

이러한, 나사식의 픽스쳐는 현재 가장 많이 사용되는 방식으로 불특정 다수의 시술자에게 보편화되어 있기 때문에, 초기 매식 작업이 용이하고, 특히 치골에 초기 고정력이 우수하다는 장점이 있다.

그러나, 나사식 픽스쳐는 몸체부에 나사산을 가공할 때 바이트의 절삭에 의한 열이 발생되고, 이 열에 의해 나사산의 표면에는 산화막이 형성되며, 상기 산화막이 형성된 나사식 픽스쳐를 치골에 매식시키면 치골과 픽스쳐 사이의 본딩력 즉, 친화력이 산화막에 의해 방해되고, 이로 인해 치골에 매식된 픽스쳐의 매식력을 약화시키는 문제점이 있었다.

아울러, 매식된 픽스쳐는 골 섬유조직과 낮은 표면적에 의해 골 유착 강도가 낮고, 특히 임플란트의 시술이 완료된 후 장시간 사용시 즉, 음식물을 씹을 때 발생되는 하중에 의한 압력이 작용되고, 이러한 작용으로 치골과 픽스쳐의 몸체부를 이루는 나사산 사이에서는 친화력의 약화로 표면이 떨어지는 들뜸현상이 발생되며, 이로 인해 치골에 형성된 나선을 따라 픽스쳐가 역으로 상승되는 풀림 현상이 발생되어 결국, 치골에 매식된 임플란트가 빠지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점으로 최근에는 치골과의 표면적을 극대화하기 위한 방안으로 다공성의 금속분말의 소결로 형성된 다공식의 픽스쳐가 사용되고 있다.

상기 다공식의 픽스쳐는 본 출원인이 출원하여 특허를 받은 국내 특허 제 459980 호(명칭: 연결구가 일체로 형성된 다공성 생체 임플랜트의 성형 시스템)를 참조하면, 몸체와 상기 몸체의 중앙에 일정 깊이로 나사홈이 마련되고 상단에 머리부가 형성된 연결구와, 상기 연결구의 몸체의 외주연에 금속분말을 소결시켜, 다공성의 몸체부가 형성된다.

이러한, 다공식의 픽스쳐는 금속분말의 소결로 다공성이 형성된 몸체부에 따른 표면적의 극대화로 인한 골 유착 강도 증가와, 압축강도 증가 및 치유기간 단축 등의 장점이 있다.

하지만, 픽스쳐를 치골에 매식하고 잇몸으로 덮은 후 치골과 다공성의 픽스쳐 기공 사이의 골 유착에 따른 치유기간 중 상기 치골에 매식된 픽스쳐의 기공 사이로 잇몸이 침투되어 상기 픽스쳐의 기공을 골 조직이 아닌 잇몸이 대신 채우게 되는 친화력을 약화시키는 문제점 및 특히, 치골에 매식된 다공성의 픽스쳐 기공으로 박테리아가 침투되어 치골을 오염시키게 되는 문제점이 있었다.

또한, 다공식의 픽스쳐는 최근에 개발되고 있는 것으로 나사식 픽스쳐에 익숙해져 있는 일반 시술자들에게는 시술방식이 다른 다공식의 픽스쳐의 시술이 어려워 특정한 시술자만이 시술이 가능하다는 이용의 한계를 가지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 치골에 매식되는 픽스쳐의 몸체부 상단 및 하단에 나사산을 형성하고, 상기 상단 및 하단 사이에 금속분말의 소결로 다공성을 가지는 다공부를 형성하여, 초기 시술이 용이하고, 나사산에 의한 치골과의 초기 고정력을 극대화시키며, 다공부의 다공성에 의한 치골과 유착 강도의 증가 및 치유기간이 단축되도록 하는 임플란트용 픽스쳐를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 불특정 다수의 시술자도 용이하게 사용할 수 있다는 간편성 및 시술 후 장시간 사용에 따른 하중에 의한 압력이 발생하여도 치골에 매식된 임플란트가 나사부에 의해 풀림이 방지되어 사용 기간의 한계성이 극복되도록 하는 임플란트용 픽스쳐를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 임플란트용 픽스쳐의 일 실시예는 중앙에 암나사가 형성된 삽입공이 구성되고 상부에 일정 높이의 머리부와 상기 머리부의 하방으로 몸체부가 형성되어, 상기 몸체부가 치골에 매식되어 상기 삽입공으로 어버트먼트 및 보철물이 차례로 결합되어 임플란트가 치골에 식립되도록 하는 픽스쳐에 있어서, 상기 픽스쳐 몸체부에는 상단 및 하단 각각에 일정 길이의 나사산을 형성하고, 상기 상단 및 하단 사이 공간에 일정 깊이의 절삭공간을 가지는 나사부를 형성하고; 상기 나사부의 외주에 튜브를 삽입하되, 상기 튜브와 절삭공간 사이에 금속분말을 장입한 후 전기방전에 의해 소결되어 100 ~ 200㎚ 크기의 기공이 형성된 다공부를 형성하며; 상기 나사부 및 다공부가 형성된 몸체부는 상방에서 하방으로 2 ~ 10°각도의 기울기를 가지고 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 다음과 같다.

도 1은 제 1 실시 예에 따른 픽스쳐의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이며, 도 3은 제 1 실시 예에 따른 금속분말을 픽스쳐에 소결 성형하기 위한 회로도이고, 도 4는 제 1 실시 예에 따른 픽스쳐의 성형 공정도로서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

픽스쳐(1)는 중앙에 암나사공이 형성된 삽입공(12)이 형성되고, 상부에 일정 높이로 육각 형태의 머리부(14)가 형성되어 있으며, 상기 머리부(14)의 하방으로 몸체부(16)가 일체로 형성되고, 상기 픽스쳐(1)는 티탄늄으로 이루어짐이 일반적인 기술적 사상으로 이에 한정하는 것은 아니다.

아울러, 상기 몸체부(16)는 길이방향에 일정 길이로 일부분에 나사산이 형성된 나사부(20)가 형성되고, 상기 나사부(20)를 제외한 몸체부(16)를 이루는 나머지부분에는 기공(32)이 형성된 다공부(30)가 형성되어 있으며, 상기 나사부(20)는 몸체부(16)의 상단 및 하단(22)(24) 각각에 일정 길이를 가지도록 형성되어 있고, 상기 상, 하단(22)(24) 사이의 공간에 다공부(30)가 형성되어 몸체부(16)를 이루도록 구성됨이 바람직하다.

또한, 상기 몸체부(16)는 상단에서 하단으로 일정 각도의 기울기를 가지고 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성됨이 바람직하고, 상기 기울기의 각도는 2°에서 10°범위 이내를 가짐이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2.5°인 것이다.

도 4를 참조하여, 제 1 실시 예에 따른 픽스쳐의 성형방법을 보면, 제 1 차 가공단계(S10)는 중앙에 암나사공이 형성된 삽입공을 형성하고, 상부의 일정 높이에 머리부를 형성하며, 상기 머리부의 하방으로 몸체부가 형성되도록 가공하는 단계로서, 이는 통상의 나사식 픽스쳐에 있어서, 몸체부에 나사산을 가공하기 전 상태의 가공 방식과 동일 또는 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하며, 중앙에 삽입공(12)이 형성된 육각 형태의 머리부(14)와 상기 머리부(14)의 하방으로 몸체부(16)가 일체로 형성된 픽스쳐(1)로 구성된다.

제 2 차 가공단계(S20)는 상기 제 1 차 가공단계(S10)를 통해 형성된 몸체부의 일부에 나사산을 형성하고, 나머지부분에는 나사산의 깊이만큼 절삭하여 절삭공간을 형성하는 단계로서, 이는 몸체부(16)에 바이트를 통해 나사 가공을 수행하는바, 이 경우 몸체부(16)의 일부 즉, 상단 및 하단(22)(24) 부위에만 나사산을 형성하고, 상, 하단(22)(24) 사이는 바이트로 절삭하여 절삭공간(26)을 형성한다.

장입단계(S30)는 상기 제 2 차 가공단계(S20)를 통해 형성된 몸체부의 외주에 튜브를 삽입하고, 상기 튜브에 삽입된 몸체부의 절삭된 절삭공간으로 금속분말을 장입하는 단계로서, 이는 몸체부(16)의 외주에 삽입된 튜브(40)에 의해 상기 몸체부(16)의 절삭공간(26)으로 금속분말을 장입하며, 상기 튜브(40)는 통상적으로 미국의 코닝사가 개발한 붕규산유리(硼硅酸硫璃)에 붙여진 상품명인 '파이렉스 튜브'를 사용함이 바람직하다.

아울러, 상기 금속분말은 전기방전에 의한 소결시 기공이 100~200㎚의 크기를 가지는 형태의 분말을 사용함이 바람직하나, 이는 사용목적 및 시술자의 상태에 따라 상기 금속분말의 분말 크기는 다양하게 변화 가능하고 이러한 기술적 사상은 일반적인 기술적 사상이므로, 상세한 설명은 생략한다.

방전단계(S40)는 상기 장입단계(S30)를 통해 형성된 몸체부가 삽입된 튜브에 전극을 각각 연결하고 상기 전극에 전원공급기로부터 일정 전압을 충전한 상태에서 순간적으로 전압을 방전시키는 단계이다.

이는 도 3을 참조하면, 튜브(40)가 삽입된 픽스쳐(1)의 상, 하단 각각에 전극(52)(54)이 연결된 성형장치(50)와, 상기 성형장치(50)에 순간 방전을 위한 회로도는 전원공급부(62)와, 승압기(64)와, 제 1 스위치(66)와, 콘덴서(68), 및 제 2 스위치(69)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 회로도의 흐름을 개략적으로 설명하면, 상기 전원공급부(62)로부터 100 또는 200(V)의 전원이 공급되면, 상기 승압기(64)에서 1000~5000(V)의 고전압으로 승압시키게 되는바, 바람직하게는 2500(V)로 승압된다.

상기 승압기(64)에 의해 승압된 고전압은 제 1 스위치(66)의 스위칭 동작에 의해 콘덴서(68)로 충전되고, 상기 콘덴서(68)에 충전된 고전압은 제 2 스위치(69)의 스위칭 동작에 의해 상기 성형장치(50)에 마련된 전극(52)(54)을 통하여 고전압이 픽스쳐(1)에 방전된다.

따라서, 상기 픽스쳐(1)의 절삭공간(26)에 장입된 금속분말은 고전압의 순간 방전에 의해 픽스쳐(1)의 몸체부(16) 표면에 소결 성형되고, 이를 통해 다공성의 금속분말이 소결되는 것이며, 상기 다공성의 기공은 100~200㎚의 크기를 가지게 되는 것으로, 이는 사용되는 금속분말의 형태에 따라 다양한 기공의 크기를 가지는 것이다.

소결단계(S50)는 상기 방전단계(S40)를 통해 튜브에 순간 방전된 고전압에 의해 상기 튜브에 삽입된 몸체부의 절삭공간에 마련된 금속분말이 고압에 의한 몸체부의 외주에 소결되어 다공부를 형성하는 단계이다.

이는 픽스쳐(1)의 절삭공간(26)에 장입된 금속분말은 고전압의 순간 방전에 의해 픽스쳐(1)의 몸체부(16) 표면에 소결 성형되고, 이를 통해 다공성의 금속분말이 소결되는 것이며, 상기 다공성의 기공(32)은 100~200㎚의 크기를 가지게 되는 것이다.

따라서, 픽스쳐(1)의 몸체부(16)에는 상, 하단(22)(24)에 나사부(20)가 형성되고, 상기 상, 하단(22)(24) 사이에 다공성의 금속분말이 소결 성형된 다공부(30)로 구성된다.

상기와 같은 방법에 의해 성형된 픽스쳐의 사용 상태를 보면, 먼저 치료부위 즉, 치골에 일정 깊이의 구멍을 형성하고, 상기 구멍으로 픽스쳐(1)의 몸체부(16) 끝단을 얹혀놓은 상태에서 수공구로 상기 픽스쳐(1)의 상단 머리부(14)를 회전시키면, 상기 픽스쳐(1)의 하단(24)에 형성된 나사산을 의해 치골의 구멍에 나사홈을 내면서 삽입된다.

이는 종래의 나사식 픽스쳐와 동일한 시술방법으로 불특정 다수의 시술자가 용이하게 시술할 수 있어, 사용이 간편하다.

또한, 상기 치골에 매식된 픽스쳐(1)는 몸체부(16)의 상, 하단(22)(24)에 의해 상기 치골에 초기 고정력을 유지하고, 특히 치골에 매식된 픽스쳐(1)는 몸체부(16)의 중간부위에 구성된 다공부(30)의 다공성 기공(32)에 의한 표면적의 극대화로 치골 유착 강도를 강화시켜, 치유 기간을 단축하게 된다.

한편, 치골에 픽스쳐의 매식이 완료되면, 상기 픽스쳐의 삽입공(12)에 어브트먼트 및 보철물을 차례로 결합하여, 임플란트 시술이 완료된다.

더불어 시술이 완료된 임플란트는 장시간 사용으로 하중에 의한 압력이 작용하여도, 상기 치골과의 유착강도를 유지하는 다공부(30)에 의해 임플란트가 임의적으로 풀림됨을 방지하게 되는 것이다.

절삭홈(28)은 몸체부(16)의 하단에 형성된 나사부(24) 일측에 형성되어 있는 것으로, 이는 초기 치골에 매식시 원활한 매식이 이루어지도록 하는 것이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 픽스쳐의 사시도로서, 픽스쳐(1')의 몸체부는 상단에 절삭공간을 형성하고, 하단(24') 일부에 나사부(20')를 형성하며, 상기 상단의 절삭공간에 금속분말을 소결한 다공부(30')를 형성한 것이다.

상기와 같이 형성된 픽스쳐(1')는 몸체부의 하단(24')에 나사부(20')가 구성되어 있으므로, 나사식 픽스쳐와 동일한 매식 방법이 사용된다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 픽스쳐의 사시도로서, 픽스쳐(1")의 몸체부는 상단(22') 일부에 나사부(20")를 형성하고, 하단에 절삭공간을 형성하며, 상기 절삭공간에 금속분말을 소결한 다공부(30")를 형성한 것이다.

아울러, 상기 몸체부에 형성된 다공부(30")의 끝단은 라운딩(34)을 형성하여, 상기 픽스쳐(1")의 매식 작업시 매식이 용이하도록 한다.

상기와 같이 형성된 픽스쳐(1")는 몸체부의 하단에 다공부(30")가 구성되어 있으므로, 다공식 픽스쳐와 동일한 매식 방법이 사용된다.

한편, 상기 제 2 및 제 3 실시예에 따른 픽스쳐(1')(1")의 몸체부에 금속분말을 소결 성형하는 방법은 제 1 실시 예와 동일한 방법이 사용됨으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그러므로, 몸체부의 일정 부위에 나사부를 형성하고, 나머지부분에는 다공부로 이루어진 픽스쳐는 종래의 나사식 픽스쳐와 다공식 픽스쳐가 가지는 장점들을 골라 새로운 임플란트의 시술이 행해지게 되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 치골에 매식되는 픽스쳐의 몸체부를 이루는 일부는 나사산을 형성하고, 나머지부분에는 금속분말의 소결로 다공성을 형성하여, 초기 시술이 용이하고, 나사산에 의한 치골과의 초기 고정력을 극대화시키며, 다공성에 의 한 치골과 유착 강도의 증가 및 치유기간이 단축되도록 하는 효과가 있다.

아울러, 불특정 다수의 시술자도 용이하게 사용할 수 있다는 간편성 및 시술 후 장시간 사용에 따른 하중에 의한 압력이 발생되어도 치골에 매식된 임플란트의 풀림을 방지하여 사용 기간의 한계성이 극복되도록 하는 효과가 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 임플란트용 픽스쳐를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (4)

1. 중앙에 암나사가 형성된 삽입공이 구성되고 상부에 일정 높이의 머리부와 상기 머리부의 하방으로 몸체부가 형성되어, 상기 몸체부가 치골에 매식되어 상기 삽입공으로 어버트먼트 및 보철물이 차례로 결합되어 임플란트가 치골에 식립되도록 하는 픽스쳐에 있어서, 상기 픽스쳐(1) 몸체부(16)에는

   상단 및 하단(22)(24) 각각에 일정 길이의 나사산을 형성하고, 상기 상단 및 하단(22)(24) 사이 공간에 일정 깊이의 절삭공간(26)을 가지는 나사부(20)를 형성하고;

   상기 나사부(20)의 외주에 튜브(40)를 삽입하되, 상기 튜브(40)와 절삭공간(26) 사이에 금속분말을 장입한 후 전기방전에 의해 소결되어 100 ~ 200㎚ 크기의 기공이 형성된 다공부(30)를 형성하며;

   상기 나사부(20) 및 다공부(30)가 형성된 몸체부(16)는 상방에서 하방으로 2 ~ 10°각도의 기울기를 가지고 좁아지는 테이퍼 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 임플란트용 픽스쳐.
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