KR100912272B1 - Ceramic dental implant fixture and manufacturing method for the implant fixture - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 치과용 임플란트에 관한 것으로서, 결합력과 내구성을 향상시키고 가공에 의한 표면 결함 발생을 방지하는 세라믹 재질로 형성된 치과용 임플란트 고정체 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
치아용 임플란트(dental implant)는 부분적 또는 전체적으로 치아가 상실된 부분에 식립되어 치아를 대신하는 인공치아 구조 또는 시술 방법을 의미한다. 일반적으로 치과용 임플란트는 인공치근인 임플란트 고정체(fixture)와 지대주(abutment) 및 인공치아인 크라운(crown) 또는 보철물(prosthesis)로 구성된다. 임플란트 고정체는 환자의 치조골에 식립되어 치근의 역할을 하고, 보철물은 누락된 치아의 형상 및 색상과 동일 또는 유사하도록 형성되며 인공치아의 외형을 이루며, 지대주는 보철물을 임플란트 고정체에 고정시키며 보철물에서 작용하는 하중을 임플란트 고정체 및 치조골에 전달하는 역할을 한다.Dental implant (dental implant) means an artificial tooth structure or a method of implantation in place of the teeth partially or entirely replace the teeth. Dental implants generally consist of implant fixtures, which are artificial tooth roots, abutments, and crowns or prosthesis, which are artificial teeth. The implant fixture is placed in the patient's alveolar bone to act as a root, and the prosthesis is formed to be the same or similar to the shape and color of the missing tooth, forming the appearance of an artificial tooth, and the abutment fixing the prosthesis to the implant fixture and It acts to transfer the load acting on the implant fixture and alveolar bone.
일반적으로 임플란트 고정체는 인체 내에 삽입 시술되는 관계로 생체적합성이 우수하고 내식성이 뛰어나 부작용, 기타 화학적/생화학적 반응성이 없는 것이어 야 하며, 특히, 치과용 임플란트 고정체의 경우 반복되는 하중 및 순간적인 압력의 부과에도 변형 및 파괴되지 않도록 기계적 강도가 매우 높아야 하기 때문에 적당한 소재를 선택하는 것이 매우 중요하다. 현재 널리 사용되는 치과용 임플란트 고정체의 소재로는 가공이 용이할 뿐만 아니라 인간의 생체조직에 대한 높은 생체친화성, 높은 기계적 강도 및 생체 불활성을 갖는 티타늄 또는 티타늄 합금이 있다. 또한, 기존의 임플란트 고정체는 식립 시 치조골과의 융합성을 향상시키기 위해서 외주면에 나사산이 형성된 스크류 타입이 많이 사용되었다.In general, the implant fixture is inserted into the human body, so it has to have good biocompatibility and excellent corrosion resistance, so that it is free of side effects and other chemical and biochemical reactivity. In particular, the dental implant fixture has repeated loads and moments. It is very important to choose a suitable material because the mechanical strength must be very high so as not to be deformed and destroyed even under the imposition of pressure. Materials for dental implant fixtures that are widely used at present include titanium or titanium alloys that are easy to process and have high biocompatibility, high mechanical strength and bioinertness to human tissues. In addition, the conventional implant fixture has been used a screw type formed with a thread on the outer peripheral surface in order to improve the compatibility with the alveolar bone during implantation.
그러나 기존의 티타늄 또는 티타늄 합금으로 형성된 임플란트 고정체의 경우 치은(gingiva)이 퇴축될 때 잇몸 외부에서 임플란트 고정체가 비치면서 티타늄 고유의 금속감이 나타날 뿐만 아니라 잇몸의 색상이 변색되어 심미성의 문제가 있었다. 또한 저작운동에 따른 압력에 의해 치조골에 매식된 임플란트와 치조골 사이의 마찰로 인해 금속이온이 용출될 가능성이 있으며 임플란트 고정체의 이식 후 장시간 지나면 금속 이온이 생체로 녹아 들어가는 단점이 있다.However, in the case of implant fixtures formed of conventional titanium or titanium alloys, when the gingiva is retracted, the implant fixtures are reflected from the outside of the gums, resulting in a titanium-specific metallic feeling and discoloration of the gums, resulting in aesthetic problems. there was. In addition, metal ions may be eluted due to friction between the implant and alveolar bone embedded in the alveolar bone due to the pressure caused by the chewing motion, and the metal ions melt into the living body after a long time after implantation of the implant fixture.
이러한 단점을 극복하고자 최근 자연치아와 색상이 유사하여 치은의 퇴축 시에도 심미성을 유지하며 기계적 강도가 우수하고 금속이온의 용출을 근본적으로 방지할 수 있어서 골 손실을 줄일 수 있는 지르코니아 등 세라믹 소재가 치과용 임플란트 고정체에 사용되고 있다.In order to overcome this drawback, ceramic materials such as zirconia, which are similar in color to natural teeth, maintain esthetics during gingival retraction and have excellent mechanical strength and fundamentally prevent the dissolution of metal ions, thereby reducing bone loss. It is used in implant fixtures.
한편, 스크류 타입의 임플란트 고정체를 사용할 때 발생하는 가장 큰 문제점 중 하나가 임플란트 고정체가 식립된 주위의 골손실에 의한 골흡수이다. 이러한 골흡수는 임플란트 고정체의 고정력을 약화시켜 보철물의 안정성을 저해하고, 보철 물의 파손을 초래할 수 있다. 골흡수는 임플란트 고정체의 인접 골조직에 작용하는 응력이 불균등하게 분포하여 응력집중으로 인한 과자극 및 저자극에 의하여 촉진시키는 것으로 인식되고 있다. 특히, 지르코니아와 같은 세라믹 소재의 경우 탄성계수가 티타늄 소재에 비해 2배정도 높기 때문에 세라믹 임플란트 고정체에 작용하는 저작압이 치조골에 보다 높은 응력을 작용할 수 있으므로 금속 임플란트 고정체에 비해 응력집중에 의한 골손실 발생의 우려가 높다.On the other hand, one of the biggest problems that occur when using a screw-type implant fixture is bone resorption due to bone loss around the implant fixture is placed. Such bone resorption may weaken the fixation force of the implant fixture, thereby inhibiting the stability of the prosthesis and causing breakage of the prosthesis. Bone resorption is recognized by the non-uniform distribution of the stress acting on the adjacent bone tissue of the implant fixture by palpation and hypoallergenic due to stress concentration. In particular, in the case of ceramic materials such as zirconia, the elastic modulus is twice as high as that of titanium, so the mastication pressure acting on the ceramic implant fixture can exert a higher stress on the alveolar bone. There is a high risk of loss.
또한, 임플란트 고정체의 결합력을 증대시키기 위해서 임플란트 고정체의 표면적을 넓히기 위한 여러 가지 방법이 있는데, 티타늄 또는 티타늄 합금 소재의 임플란트 고정체의 경우 임플란트 고정체 표면을 블라스팅(blasting) 및 산 부식처리를 이용하여 거친 표면으로 가공하는 공정이 널리 사용되고 있다.In addition, there are various methods for increasing the surface area of the implant fixture in order to increase the bonding force of the implant fixture. In the case of implant fixtures made of titanium or titanium alloy, the surface of the implant fixture is subjected to blasting and acid corrosion treatment. The process of processing to a rough surface by using is widely used.
그러나 세라믹 임플란트 고정체의 경우 블라스팅과 같은 표면 가공 처리를 하면 균열이나 긁힘 등과 같은 표면결함이 발생하게 되며, 취성이 강한 세라믹 소재는 상온에서 주된 파괴기구(fracture mechanism)가 표면 파괴(surface fracture)이므로 이러한 표면결함에 의해 세라믹 임플란트 고정체의 파괴강도와 인성이 크게 떨어지게 되며 저작운동(chewing) 시 발생하는 반복적인 저작압에 의해 파절될 가능성이 높다. 또한, 세라믹 소재의 경우 금속 소재에 비하여 내화학성이 우수하기 때문에 산 부식처리도 어렵다. 플라즈마 용사법으로 표면을 개질하는 방법은 초고온(약 10,000℃ 내외)에 의한 용사물질 표면의 비정질화로 인해 인체 내 식립 후 세라믹 임플란트 고정체와 용사층이 조기 박리가 발생될 가능성이 높다.However, in the case of ceramic implant fixtures, surface defects such as cracking or scratching occur when surface treatment such as blasting occurs.In the case of highly brittle ceramic materials, the main fracture mechanism is surface fracture at room temperature. Such surface defects greatly reduce the fracture strength and toughness of the ceramic implant fixture and are likely to be broken by repeated chewing pressure generated during chewing. In addition, since the ceramic material is superior in chemical resistance to the metal material, acid corrosion treatment is also difficult. In the method of modifying the surface by the plasma spraying method, the ceramic implant fixture and the sprayed layer may be prematurely peeled off after implantation in the human body due to the amorphousness of the surface of the sprayed material by the ultra-high temperature (about 10,000 ° C).
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 임플란트 고정체의 표면적을 증대시켜 치조골과의 결합력을 증대시킨 세라믹 소재의 치과용 임플란트 고정체 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems is to provide a dental implant fixture of a ceramic material and a method of manufacturing the same to increase the surface area of the implant fixture to increase the bonding force with the alveolar bone.
또한, 본 발명은 식립 후 저작압에 의한 골손실 발생 위험을 줄일 수 있는 치과용 세라믹 임플란트 고정체 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a dental ceramic implant fixture and its manufacturing method that can reduce the risk of bone loss caused by mastication after implantation.
또한, 본 발명은 제작이 신속하고 용이하여 대량 생산에 유리하며, 가공 정밀도를 향상시킬 수 있는 치과용 세라믹 임플란트 고정체 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a dental ceramic implant fixture and its manufacturing method which is quick and easy to manufacture, which is advantageous for mass production, and can improve processing precision.
또한, 본 발명은 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 수명을 연장할 수 있는 치과용 세라믹 임플란트 고정체 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention can improve the durability and reliability, and to provide a dental ceramic implant fixture and its manufacturing method that can extend the life.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 임플란트 고정체의 표면적을 증대시켜 치조골과의 결합력을 증대시킨 세라믹 소재의 치과용 임플란트 고정체 제조방법은, 세라믹 분말과 바인더를 혼합하여 피드스탁을 제조하는 단계, 바디부의 표면에 다수의 메인 돌기가 일체로 돌출 형성되며 수나사 형태를 갖도록 상기 바디부와 스크류부가 일체로 형성된 사출체를 형성하기 위해서 상기 피드스탁을 사출하는 단계, 상기 사출체에서 바인더를 제거하는 탈지 단계 및 상기 사출체를 소결하는 단계를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 스크류부는 상기 다수의 메인 돌기가 수나사의 나사산 형태로 상기 바디부 외주면을 따라 일정 피치의 나선 형태로 배치되어 형성된다.According to embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, a method for manufacturing a dental implant fixture of a ceramic material to increase the surface area of the implant fixture to increase the bonding force with the alveolar bone, ceramic powder and binder Manufacturing a feedstock by mixing a plurality of main protrusions integrally formed on the surface of the body portion and injecting the feedstock to form an injection molded body integrally formed with the body portion and the screw portion to have a male screw shape; It comprises a degreasing step of removing the binder from the injection molding and sintering the injection molding. Here, the screw portion is formed in the form of a spiral of a predetermined pitch along the outer peripheral surface of the body portion in the form of a screw thread of the plurality of main projections.
상기 피드스탁은 지르코니아 등의 세라믹 분말과 그 외 각종 물리적 특성을 향상시키기 위한 기능성 첨가제가 혼합될 수 있다.The feedstock may be mixed with a ceramic powder such as zirconia and other functional additives for improving various physical properties.
상기 바디부에서 상기 메인 돌기가 형성되지 않은 나사골에 해당하는 부분에는 상기 메인 돌기보다 낮은 높이와 크기를 갖는 다수의 팁 돌기가 형성된다. 특히, 상기 메인 돌기 및 상기 팁 돌기의 형상, 크기 및 배치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로서, 상기 메인 돌기는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 원기둥, 다면체 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 메인 돌기는 서로 동일 또는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 그리고 상기 팁 돌기 역시 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 원기둥, 다면체 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있으며, 서로 동일 또는 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 한편, 상기 메인 돌기와 상기 팁 돌기는 서로 같은 형상을 가질 수 있으나, 서로 다른 형상을 갖는 것도 가능하다.A plurality of tip protrusions having a lower height and size than the main protrusions are formed in a portion of the body portion corresponding to the screw bone in which the main protrusions are not formed. In particular, the shape, size, and arrangement of the main protrusion and the tip protrusion may be variously changed according to required conditions and design specifications. As an example, the main protrusion may have a shape of at least one of a cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, a polygonal truncated cone, a cylinder, a polyhedron, and an ellipsoid. In addition, the main protrusions may have the same or different sizes. The tip protrusion may also have a shape of at least one of a cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, a polygonal truncated cone, a cylinder, a polyhedron, and an ellipsoid, and may have the same or different sizes. The main protrusion and the tip protrusion may have the same shape, but may have different shapes.
또한, 상기 스크류부는 한줄 나사 형태를 갖고, 상기 메인 돌기가 일렬 또는 이열 이상으로 배치되어 하나의 나사산을 형성할 수 있다.In addition, the screw portion may have a single-threaded screw shape, and the main protrusion may be arranged in one row or two rows or more to form one thread.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 임플란트 고정체의 표면적을 증대시켜 치조골과의 결합력을 증대시킨 세라믹 소재의 치과용 임플란트 고정체 제조방법은, 세라믹 분말을 포함하는 피드스탁을 제조하는 단계, 상기 피드스탁을 금형 내로 제공하는 단계, 바디부 표면에 다수 의 돌기가 일체로 형성된 사출체를 형성하기 위해서 상기 피드스탁을 사출하는 단계, 상기 사출체에서 바인더를 제거하는 탈지 단계, 상기 사출체를 소결하는 단계 및 상기 소결된 소결체에서 상기 다수의 돌기가 형성된 표면을 기계 가공하여 수나사 형태의 스크류부를 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.On the other hand, according to other embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, a method for manufacturing a dental implant fixture of a ceramic material to increase the surface area of the implant fixture to increase the bonding force with the alveolar bone, Manufacturing a feedstock comprising a powder, providing the feedstock into a mold, and injecting the feedstock to form an injection molded body having a plurality of protrusions integrally formed on a surface of a body part, in the injection molded body. And a degreasing step of removing the binder, sintering the injection molded body, and machining a surface having the plurality of protrusions formed in the sintered sintered body to form a screw part in the form of a male screw.
여기서, 상기 스크류부는 상기 사출체의 사출 직후 상기 돌기가 형성된 상기 바디부의 표면을 한줄 또는 두줄 이상의 나선형으로 가공하여 형성할 수 있다. 그리고 상기 돌기는 상기 바디부의 표면을 채우도록 조밀하게 배치되되, 규칙적이거나 또는 불규칙하게 분포될 수 있다.Here, the screw part may be formed by processing one or two or more spirals on the surface of the body part in which the protrusion is formed immediately after injection of the injection molded product. And the protrusions are densely arranged to fill the surface of the body portion, it may be regularly or irregularly distributed.
상기 돌기의 형상, 크기 및 배치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로서, 상기 돌기부는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 원기둥, 다면체 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 돌기는 서로 동일 또는 서로 다른 크기나 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상기 스크류부를 형성하기 위한 기계 가공 후 나사산이 될 부분과 나사골이 될 부분에 서로 다른 크기의 돌기를 형성할 수 있으며, 특히, 상기 나사산이 될 부분의 메인 돌기는 상기 나사골이 될 부분의 팁 돌기에 비해 큰 높이와 크기를 갖도록 형성할 수 있다.The shape, size, and arrangement of the protrusions may be variously changed according to required conditions and design specifications. As an example, the protrusion may have a shape of at least one of a cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, a polygonal truncated cone, a cylinder, a polyhedron, and an ellipsoid. In addition, the protrusions may have the same or different sizes or shapes. Here, after machining to form the screw portion may be formed projections of different sizes on the portion to be a thread and the portion to be screw bone, in particular, the main projection of the portion to be the thread is the tip of the portion to be the screw bone It can be formed to have a large height and size compared to the projection.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 임플란트 고정체의 표면적을 증대시켜 치조골과의 결합력을 증대시킨 세라믹 소재의 치과용 임플란트 고정체는, 바디부 및 상기 바디부와 일체로 돌출 형성된 다수의 돌기가 상기 바디부 외주면을 따라 일정 피치로 배치되어 수나사 형태로 형 성된 스크류부를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 바디부 및 상기 스크류부는 세라믹 분말의 분말사출성형으로 동시에 일체로 형성되며, 상기 스크류부의 나사산 부분에는 메인 돌기가 형성되고 상기 스크류부의 나사골 부분에는 상기 메인 돌기보다 높이가 낮고 크기가 작은 팁 돌기가 형성된다.On the other hand, according to the embodiments of the present invention for achieving the above object of the present invention, the dental implant fixture of a ceramic material to increase the surface area of the implant fixture to increase the bonding force with the alveolar bone, the body portion and the A plurality of protrusions integrally formed with the body portion is disposed at a predetermined pitch along the outer circumferential surface of the body portion and includes a screw portion formed in a male screw shape. Here, the body portion and the screw portion is integrally formed at the same time by powder injection molding of ceramic powder, the main portion is formed in the screw portion of the screw portion and the screw bone portion of the screw portion is lower than the main protrusion and the size is smaller tip Protuberances are formed.
상기 메인 돌기와 상기 팁 돌기의 형상, 크기 및 배치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로서, 상기 메인 돌기 및 상기 팁 돌기는 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대, 원기둥, 다면체 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.The shape, size, and arrangement of the main protrusion and the tip protrusion may be variously changed according to required conditions and design specifications. As an example, the main protrusion and the tip protrusion may have a shape of at least one of a cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, a polygonal truncated cone, a cylinder, a polyhedron, and an ellipsoid.
또한, 상기 스크류부는 한줄 나사 형태를 갖고, 1줄 또는 2줄 이상의 일렬로 배치된 메인 돌기가 하나의 나사산을 형성할 수 있다. 또는, 다수의 메인 돌기가 배치되어 하나의 나사산을 형성하되 나사산 내에 배치되는 상기 메인 돌기는 규칙적으로 또는 불규칙하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 팁 돌기는 상기 메인 돌기가 형성되지 않은 상기 바디부의 표면을 채우도록 조밀하게 배치되되 규칙적이거나 또는 불규칙하게 분포된다. 여기서, 상기 메인 돌기와 상기 팁 돌기는 서로 동일한 형상 또는 서로 다른 형상을 가질 수 있다.In addition, the screw portion may have a single-threaded screw form, and the main protrusions arranged in one or two rows or more may form one thread. Alternatively, a plurality of main protrusions may be arranged to form one thread, but the main protrusions disposed in the thread may be regularly or irregularly disposed. In addition, the tip protrusions are densely arranged so as to fill the surface of the body portion in which the main protrusions are not formed and are regularly or irregularly distributed. The main protrusion and the tip protrusion may have the same shape or different shapes.
상기 스크류부는 다수의 돌기가 형성된 바디의 표면을 가공하여 형성하는 것도 가능한데, 나사산이 형성될 부분과 나사골이 형성될 부분의 돌기 크기를 서로 다르게 형성한 후 가공하여 형성할 수 있다.The screw portion may be formed by processing the surface of the body on which a plurality of protrusions are formed, and may be formed by forming different protrusion sizes of the portion where the thread is to be formed and the portion where the screw bone is to be formed, and then processing them.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 첫째, 임플란트 고정체의 표면에 다수의 메인 돌기를 나선형으로 조밀하게 형성함으로써 나사산 및 나사골 형태의 스크류부가 형성되므로 임플란트 고정체의 표면적을 증대시킬 수 있으며, 특히, 메인 돌기를 바디부와 일체로 형성함으로써 스크류부를 형성하기 위한 기계 가공으로 인해 유발될 수 있는 표면결함을 방지하고 내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, first, since the screw portion in the form of threads and screw bone is formed by densely forming a plurality of main protrusions on the surface of the implant fixture, the surface area of the implant fixture can be increased, In particular, by forming the main protrusion integrally with the body portion, it is possible to prevent surface defects that may be caused by machining to form the screw portion and to improve durability.
또한, 상기 스크류부에서 메인 돌기뿐만 아니라 나사골에 해당하는 부분에도 메인 돌기보다 낮은 다수의 팁 돌기를 형성함으로써 임플란트 고정체의 표면적을 증대시켜 표면적을 증대시켜 치조골과의 결합력을 효과적으로 증대시킬 수 있다.In addition, by forming a plurality of tip protrusions lower than the main protrusion in the screw portion as well as the main protrusion in the screw portion to increase the surface area of the implant fixture to increase the surface area can effectively increase the bonding force with the alveolar bone.
둘째, 별도의 추가적인 가공 공정 없이 분말사출공정을 통해 임플란트 고정체의 바디부와 외주면의 스크류부를 일체로 형성할 수 있으므로, 제조 공정의 용이함과 신속함을 제공하고 제조 단가를 저감 시킬 수 있다.Secondly, since the screw portion of the body portion and the outer peripheral surface of the implant fixing body through the powder injection process without an additional additional processing process can be formed integrally, it can provide ease and speed of the manufacturing process and reduce the manufacturing cost.
또한, 제조공정을 간소화할 수 있어 대량생산에 유리하고, 기계 가공에 비해 가공 정밀도를 현저하게 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to simplify the manufacturing process, which is advantageous for mass production, and can significantly improve the processing accuracy compared to machining.
셋째, 미세한 메인 돌기와 팁 돌기들에 의해 저작압에 의한 응력을 분산시키는 효과가 있으므로 식립 후 임플란트 고정체에 의한 골손실 발생 위험을 줄일 수 있다.Third, since there is an effect of dispersing the stress due to the mastication pressure by the fine main and tip protrusions it can reduce the risk of bone loss caused by the implant fixture after implantation.
넷째, 바디부와 메인 돌기 및 팁 돌기가 일체화되어 형성되므로, 식립 후 장시간 동안 다양한 저작압이 작용하더라도 돌기들이 박리되는 것을 방지할 수 있으며, 내구성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 제품의 수명을 연장할 수 있다.Fourth, since the body portion, the main protrusion and the tip protrusion is formed integrally, even if various mastication pressure acts for a long time after the implantation, it is possible to prevent the protrusions from peeling off, improve the durability and reliability, and extend the life of the product can do.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다. 또한, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 구성요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited by the embodiments. In describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations may be omitted to clarify the gist of the present invention. In addition, in the present description, the same numbers refer to substantially the same components, and may be described by quoting contents described in other drawings under these rules.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체에 대해서 상세하게 설명한다. 참고적으로, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트 고정체가 환자에 식립된 상태를 도시한 단면도이고, 도 2 내지 도 7은 본 발명의 여러 실시예들에 따른 임플란트 고정체를 도시한 정면도들이다.Hereinafter, a dental ceramic implant fixture according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7. For reference, FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a state in which an implant fixture is placed in a patient, and FIGS. 2 to 7 illustrate an implant fixture according to various embodiments of the present disclosure. A front view.
치과용 임플란트(dental implant)(10)는 부분적 또는 전체적으로 상실된 치아를 대신하는 인공치아인 보철물(prosthesis or crown)(12)과 환자의 치조골(1)에 식립되어 인공치아를 지지하는 인공치근인 임플란트 고정체(fixture)(11)로 이루어진다.The
상기 보철물(102)은 인공 치아의 외관을 형성하며, 상기 임플란트 고정체(101)에 결합된다. 예를 들어, 상기 임플란트 고정체(101)의 중앙 부분에는 길이 방향을 따라 암나사부가 형성되고, 상기 보철물(102)은 상기 임플란트 고정체(101)와 결합력 및 유지력을 향상시키기 위해서 상기 보철물(102)의 하단부에 상기 임플란트 고정체(101) 내측으로 삽입 결합 가능한 수나사 형태로 형성된다. 또 한, 상기 보철물(102)은 환자의 잇몸(2)과 결합되는 부분이 상기 잇몸(2)과 틈이 발생하지 않고 밀착되도록 테이퍼지게 형성된다.The
상기 임플란트 고정체(101)의 바디부(110)는 환자의 치조골(1)에 식립될 수 있도록 소정의 직경을 갖는 원주 형태를 가지며 상기 치조골(1)에 삽입되는 단부가 테이퍼 형상으로 단부로 갈수록 점차 축소된 단면적을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 임플란트 고정체(101)와 상기 치조골(1)의 결합력을 증가시키기 위해서 상기 바디부(110)의 외주면에 나사산 형태의 스크류부(111)가 형성된다.The
여기서, 인체의 뼈는 재생력을 보유하고 있으므로 상기 치조골(1) 세포의 성장에 의해 식립된 상기 임플란트 고정체(101)와 상기 치조골(1)이 일체로 결합되면서 상기 임플란트 고정체(101)의 결합력과 안정성이 향상된다. 따라서 상기 임플란트 고정체(101)의 표면적을 증가시키면 상기 임플란트 고정체(101)와 상기 치조골(1) 사이의 결합력이 증가되어 상기 보철물(102)을 안정적으로 유지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 임플란트 고정체(101)가 식립된 후 상기 치조골(1)이 상기 임플란트 고정체(101)로부터 전달되는 응력에 의해 골손실 및 골흡수가 발생할 수 있는데, 이러한 골손실은 상기 임플란트 고정체(101)에서 작용하는 응력의 불균일한 분포와 그로 인한 응력집중 현상에 의해 촉진된다. 따라서, 상기 임플란트 고정체(101)에서 작용되는 응력을 분산시킴으로써 응력의 불균일 분포 및 크기를 줄여서 골손실 발생의 위험을 낮출 수 있다.Here, the bone of the human body retains the regenerative force, so that the
본 발명에 따르면 상기 임플란트 고정체(101)와 상기 치조골(1) 사이의 결합력을 향상시키고 골손실 발생 위험을 줄일 수 있도록 상기 임플란트 고정체(101)의 외주면에 다수의 미세 돌기(121, 131)가 형성되며, 특히, 소정의 나선 형태로 배치되어 상기 스크류부(111)의 나사산을 형성하는 다수의 메인 돌기(121)와 상기 메인 돌기(121)가 형성되지 않은 부분, 즉, 나사골에 해당하는 부분에 형성된 다수의 팁돌기(131)를 포함하여 구성된다.According to the present invention, a plurality of
도 2를 참조하면, 상기 임플란트 고정체(101)는 소정 직경의 상기 바디부(110)와 상기 바디부(110) 외주면을 따라 소정 피치의 스크류부(111)를 포함하여 구성되며, 상기 스크류부(111)는 다수의 원뿔형 메인 돌기(121)에 의해 형성된 나사산과 상기 메인 돌기(121)보다 낮은 높이 및 작은 크기를 갖는 다수의 팁 돌기(131)가 형성된 나사골을 포함하여 구성되며, 상기 바디부(110)와 상기 스크류부(111)가 일체로 사출 성형된다.Referring to FIG. 2, the
상기 바디부(110)는 원형 단면을 가지며 소정 길이를 갖는 원주 형태로 형성된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 바디부(110)가 원형 단면을 가지며 단부에는 점차 축소된 직경을 갖는 테이퍼부가 형성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 상기 바디부(110)의 선단이 다각형 단면을 가지며 상기 바디부(110)의 표면에 다수의 테이퍼면이 형성될 수 있다.The
상기 메인 돌기(121)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 원형 밑면(접촉면)을 갖는 원뿔 형상으로 형성되며 상기 바디부(110)와 일체로 형성된다. 예를 들어, 상기 메인 돌기(121)는 축이 밑면에 수직한 수직 원뿔이며, 상기 바디부(110)의 표면에 대해 수직하게 형성된다. 그러나 상기 메인 돌기(121)는 축이 밑면 또는 상기 바디부(110) 표면에 대해 소정 각도로 경사지게 형성되는 것도 가능하며, 상기 메인 돌기(121)의 형상은 요구되는 조건 및 형상에 따라 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.The
또한, 상기 메인 돌기(121)는 상기 바디부(110)의 외주면에서 소정 피치의 나선을 따라 배치되며, 이러한 나선 상에 배치된 메인 돌기(121)는 밑면이 인접하도록 형성된다. 즉, 일렬로 배치된 다수의 메인 돌기(121)가 하나의 나사산을 형성하고, 일렬로 배치된 메인 돌기(121)와 메인 돌기(121) 사이의 이격된 부분이 나사골을 형성하게 된다. 상기 스크류부(111)에서 요구되는 피치에 따라 상기 메인 돌기(121)와 메인 돌기(121) 사이의 이격되는 간격이 결정된다. 또한, 상기 메인 돌기(121)의 높이와 밑면의 직경 역시 상기 스크류부(111)에서 요구되는 피치와 나사산의 높이에 의해 결정된다.In addition, the
여기서, 상기 메인 돌기(121)는 나사산을 형성하므로 상기 팁 돌기(131)보다 높은 높이와 큰 직경을 갖는다. 또한, 상기 메인 돌기(121)와 상기 팁 돌기(131)는 크기만 다른 동일한 형상을 가질 수 있다.Here, the
상기 팁 돌기(131)는 상기 메인 돌기(121)에 의해 형성된 나사골 부분에 형성되며, 예를 들어, 상기 팁 돌기(131)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 원형 밑면(접촉면)을 갖는 원뿔 형상으로 형성되며 상기 바디부(110)와 일체로 형성된다. 또한, 상기 팁 돌기(131)는 상기 메인 돌기(121)와 마찬가지로 축이 밑면에 수직한 수직 원뿔 형상을 가질 수 있다.The
한편, 도면에서는 상기 스크류부(111)가 두줄 나사 형태를 갖는 것으로 예시 하였으나, 상기 스크류부(111)는 한 줄 또는 세 줄 이상의 여러줄 나사 형태를 가 질 수 있다. 또한, 상기 메인 돌기(121)가 일렬로 배치되되 하나의 나사산은 일렬로 배치된 메인 돌기(121) 두 줄에 의해 이루어지는 형태를 예시하였으나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 메인 돌기(121)는 한 줄 또는 세 줄 이상으로 모여서 하나의 나사산을 형성할 수 있다. 또는, 상기 메인 돌기(121)가 하나의 나사산을 따라 형성되되 나사산 내에서는 상술한 실시예와 달리 열을 맞춰 배치되지 않고 서로 인접하는 상기 메인 돌기(121) 사이의 간격을 최소화하도록 조밀하게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 팁 돌기(131)는 상기 바디부(110)의 표면을 채우도록 조밀하게 배치되되, 규칙적이거나 또는 불규칙하게 분포될 수 있다.On the other hand, although the
본 발명에 따르면 상기 임플란트 고정체(101)는 수나사 형태를 가지므로 치조골(1)에 식립이 용이하고 식립 후 고정력과 결합력을 유지시키는 데 유리하다. 특히, 상기 스크류부(111)는 미세한 다수의 메인 돌기(121)에 의해 나사산이 형성될 뿐만 아니라 나사골 부분에도 상기 메인 돌기(121)보다 더 미세한 다수의 팁 돌기(131)가 형성되므로 기존의 스크류 형태의 임플란트 고정체에 비해 단면적으로 증대시킬 수 있어서 결합력을 효과적으로 증대시킨다. 또한, 미세한 다수의 메인 돌기(121)와 팁 돌기(131)가 저작압에 의해 상기 임플란트 고정체(101)에 부가되는 하중을 분산시키므로 상기 임플란트 고정체(101)가 식립된 치조골(1) 및 주변 조직을 손상시키지 않고 상기 치조골(1)과의 결합력을 증대시킬 뿐만 아니라 골조직의 흡수 속도를 지연시켜서 골손실의 발생 위험을 효과적으로 줄일 수 있다.According to the present invention, since the
여기서, 상기 임플란트 고정체(101)는 세라믹 분말을 이용한 분말 사출 성형(powder injection molding, PIM)에 의해 상기 바디부(110)와 상기 메인 돌 기(121) 및 상기 팁 돌기(131)로 이루어진 상기 스크류부(111)가 일체로 형성된다.Here, the
그리고 상기 임플란트 고정체(101)를 사출하는 단계에서 상기 메인 돌기(121)와 상기 팁 돌기(131)의 형상, 크기 및 배치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 메인 돌기(121)와 상기 팁 돌기(131)는 피접촉부와 점접촉, 선접촉, 면접촉 중 적어도 어느 하나의 방식으로 접촉 가능한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 메인 돌기(121)는 원뿔, 다각뿔(사각뿔, 삼각뿔 등), 원뿔과 다각뿔의 절두체(frustum)(원뿔대, 다각뿔대 등), 원기둥, 다면체(오면체, 육면체 등) 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 팁 돌기(131)는 원뿔, 다각뿔(사각뿔, 삼각뿔 등), 원뿔과 다각뿔의 절두체(frustum)(원뿔대, 다각뿔대 등), 원기둥, 다면체(오면체, 육면체 등) 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 그리고 상기 메인 돌기(121)와 상기 팁 돌기(131)는 크기가 다르고 서로 동일한 닮은 꼴 형상을 갖거나, 크기와 형상이 모두 다른 형상을 가질 수 있다.In addition, the shape, size, and arrangement of the
이하에서는 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체(101)의 여러 변형 실시예들을 설명한다. 참고적으로, 도 3 내지 도 7에 도시한 임플란트 고정체(101)는 상술한 도 2의 임플란트 고정체(101)와 메인 돌기와 팁 돌기의 형상을 제외하고는 실질적으로 동일하며, 이하에서는 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 도면부호를 사용하며 중복되는 설명은 생략한다. 그리고 각 실시예에서 메인 돌기와 팁 돌기는 마지막 번호가 다른 도면부호를 사용한다.Hereinafter, various modified embodiments of the dental
도 3에 도시한 바와 같이, 임플란트 고정체(101)는 상기 바디부(110)와 상기 바디부(110)와 일체를 이루도록 상기 바디부(110)의 표면에 돌출 형성된 상기 스크류부(111)를 포함하여 구성되되, 상기 스크류부(111)는 다수의 미세 메인 돌기(122)가 상기 바디부(110)의 외주면에서 소정 피치의 나선을 따라 배치되어 형성되며 상기 메인 돌기(122)가 형성되지 않은 부분인 나사골 부분에는 상기 메인 돌기(122)보다 크기가 작은 다수의 팁 돌기(132)가 형성된다. 특히, 상기 바디부(110)와 상기 메인 돌기(122) 및 상기 팁 돌기(132)는 분말사출성형에 의해 일체로 형성된다.As shown in FIG. 3, the
여기서, 상기 메인 돌기(122)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 사각형 밑면을 갖는 사각뿔 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 메인 돌기(122)는 축이 밑면에 수직한 수직 사각뿔이며, 상기 바디부(110)의 표면에 대해 축이 수직하도록 형성된다. 그러나 상기 메인 돌기(122)는 축이 밑면 또는 상기 바디부(110) 표면에 대해 소정 각도로 경사지게 형성되는 것도 가능하며, 상기 메인 돌기(122)의 크기와 배치는 요구되는 조건 및 형상에 따라 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.Here, the
상기 팁 돌기(132)는 상기 메인 돌기(122)와 닮은 꼴 형상인 뾰족한 꼭지점을 가지며 사각형 밑면을 갖는 사각뿔 형상을 가질 수 있다. 또는, 상기 팁 돌기(132)는 원뿔, 다각뿔(사각뿔, 삼각뿔 등), 원뿔과 다각뿔의 절두체(frustum)(원뿔대, 다각뿔대 등), 원기둥, 다면체(오면체, 육면체 등) 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있으며, 상기 팁 돌기(132)의 크기와 배치는 요구되는 조건 및 형상에 따라 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.The
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체(101)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 삼각형 밑면을 갖는 삼각뿔 형상을 갖고 상기 바디부(110)와 일체로 형성된 메인 돌기(123)와 상기 메인 돌기(123)와 닮은 꼴 형상을 갖는 팁 돌기(133)를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 상기 메인 돌기(123)와 상기 팁 돌기(133)는 축이 밑면에 수직한 삼각뿔이며, 상기 바디부(110)의 표면에 대해 축이 수직하도록 형성된다. 그러나 상기 메인 돌기(123)와 상기 팁 돌기(133)는 축이 밑면 또는 상기 바디부(110) 표면에 대해 소정 각도로 경사지게 형성되는 것도 가능하며, 상기 메인 돌기(123) 및 상기 팁 돌기(133)의 크기와 배치는 요구되는 조건 및 형상에 따라 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.In addition, as shown in Figure 4, the dental
또한, 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체(101)는 첨단부가 원형 또는 다각형 접촉면을 갖는 절두체(frustum) 형상을 갖고 상기 바디부(110)와 일체로 형성된 메인 돌기(124, 125)와 팁 돌기(134, 135)를 포함하여 구성된다. 여기서 절두체(frustum)라 함은 통상의 원뿔의 절두체인 원뿔대(빗원기둥)와 통상의 사각뿔의 절두체인 사각뿔대(빗평행육면체) 및 통상의 삼각뿔의 절두체인 삼각뿔대(빗평행오면체)를 포함할 수 있음은 물론, 통상의 원기둥과 육면체와 오면체등과 같은 다면체도 포함할 수 있다. 이러한 절두체의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 절두체의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.In addition, as shown in Figures 5 and 6, the dental
예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 메인 돌기(124)는 윗면과 밑면(접촉면)의 직경이 서로 다른 빗원기둥 형상을 갖는다. 그리고 상기 팁 돌기(134)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 원형 밑면(접촉면)을 갖는 원뿔 형상을 갖는다.For example, as shown in FIG. 5, the
또는, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 메인 돌기(125)는 사각형 밑면을 갖고 사각뿔의 절두체인 사각뿔대 형상을 갖는다. 그리고 상기 팁 돌기(135)는 뾰족한 꼭지점을 가지며 사각형 밑면을 갖는 사각뿔 형상을 갖는다.Alternatively, as shown in FIG. 6, the
그러나 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 메인 돌기(124, 125)는 통상의 원뿔대 또는 각뿔대처럼 상기 메인 돌기(124, 125)의 윗면과 밑면이 서로 다른 크기(또는 형상)을 가질 수 있다. 그리고 상술한 도 2 내지 도 4에서 설명한 실시예들과 같이, 상기 팁 돌기(134, 135)는 상기 메인 돌기(124, 125)와 닮은 꼴 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 메인 돌기(124, 125) 및 상기 팁 돌기(134, 135)의 크기와 높이는 요구되는 조건에 따라 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.However, the present invention is not limited by the drawings, and the
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체(101)는 반구(半球)와 타원체(ellipsoidal solid) 형상을 갖고 상기 바디부(110)와 일체로 형성된 메인 돌기(126)와 팁 돌기(136)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 메인 돌기(126)는 밑면이 원형이거나 또는 타원형일 수 있다. 그리고 상기 팁 돌기(136) 역시 상기 메인 돌기(126)와 크기만 다른 닮은 꼴 형상을 갖거나, 원뿔, 다각뿔(사각뿔, 삼각뿔 등), 원뿔과 다각뿔의 절두체(frustum)(원뿔대, 다각뿔대 등), 원기둥, 다면체(오면체, 육면체 등) 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 메인 돌기(126) 및 상기 팁 돌기(136)의 크기와 높이는 요구되는 조건에 따라 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, the dental
전술 및 도시한 본 발명의 각 실시예에서는 단 한 종류의 메인 돌기와 팁 돌기가 적용된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 서로 다른 형상을 갖도록 형성된 전술한 각 메인 돌기와 팁 돌기가 동시에 적용될 수도 있다.In the above-described and illustrated embodiments of the present invention, only one type of main protrusion and tip protrusion are described, but in some cases, each of the above-described main protrusions and tip protrusions formed to have different shapes may be simultaneously applied. .
또한, 전술 및 도시한 본 발명의 각 실시예에서는 메인 돌기가 두 줄로 배치되어 하나의 나사산을 형성하는 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 나사산을 형성하는 메인 돌기의 배치 및 수는 실질적으로 다양하게 적용될 수 있다.In addition, in the above-described and illustrated embodiments of the present invention, the main protrusions are arranged in two rows to form one thread, but the arrangement and number of the main protrusions forming the thread may be applied in various ways. have.
본 발명에 따르면 상기 임플란트 고정체(101)는 세라믹 분말의 사출 성형(powder injection molding, PIM)에 의해 상기 바디부(110)와 상기 메인 돌기(121)와 상기 팁 돌기(131)가 일체로 형성된다. 이하에서는 메인 돌기와 팁 돌기의 도면부호를 각각 121과 131로 사용하며, 도 2를 참조하여 본 발명의 치과용 세라믹 임플란트 고정체(101)의 제조방법에 대해 설명하나, 도 3 내지 도 7에 도시한 실시예 역시 실질적으로 동일하게 적용된다According to the present invention, the
이하에서는 도 8과 도 9를 참조하여 치과용 세라믹 임플란트 고정체(101)의 제조방법에 대해 설명한다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트 고정체(101)의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 9는 상기 임플란트 고정체(101)의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.Hereinafter, a method of manufacturing the dental
도면을 참조하면, 상기 임플란트 고정체(101)의 제조방법은 세라믹 분말을 포함하는 피드스탁(feedstock)(30)을 제조하는 단계(S11), 다수의 미세 메인 돌기(121)가 소정 피치의 나선형으로 배치되어 형성된 나사산과 상기 메인 돌기(121)보다 작은 다수의 팁 돌기(122)가 형성된 나사골로 이루어진 상기 스크류부(111)가 형성된 상기 바디부(110)를 형성할 수 있도록 상기 피드스탁(30)을 사출하여 사출체(100a)를 형성하는 분말사출성형(powder injection molding) 단계(S12), 상기 사출체(100a)에서 용매를 제거하는 용매탈지(solvent debinding) 단계(S13) 및 열간탈지(thermal debinding) 단계(S14), 그리고 탈지된 사출체(100a)를 소결(sintering)하는 단계(S15)에 의해 제조될 수 있다.Referring to the drawings, the method of manufacturing the
우선, 상기 임플란트 고정체(101)를 형성하기 위해서 소정의 세라믹 분말과 바인더를 혼합하여 피드스탁(30)을 제조한다(S11). 상기 피드스탁(30)은 사출성형기(10)로 공급이 용이하게 이루어질 수 있도록 세라믹 분말과 바인더가 소정 혼합비로 적정한 온도에서 혼합되어 제조된다. 일 예로, 상기 피드스탁(30)은 세라믹 분말 및 세라믹 분말의 총 부피 대비 30 ~ 70%의 바인더가 혼합되어 형성된다. 여기서, 세라믹 분말과 바인더의 혼합 비율은 요구되는 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 세라믹 분말과 바인더의 혼합 비율에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.First, in order to form the
바인더는 사출과정에서 원재료인 세라믹 분말이 금형(20) 내부로 균일하게 사출될 수 있도록 유동성을 부여함과 동시에 상기 금형(20)에서 성형되는 상기 사출체(100a)의 강도 향상을 목적으로 혼합된다. 바인더로서는 통상의 단일 바인더가 사용될 수 있으며, 경우에 따라서는 서로 다른 용융점(melting point)을 갖는 여러 종류의 바인더가 함께 사용될 수 있다. 일 예로, 바인더는 파라핀왁스(paraffin wax), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 스테아릭산(stearic acid) 등이 정량 혼합된 구성으로 이루어질 수 있다. 이외에도 상기 피드스탁(30)은 바인더로서 결합재, 윤활제, 가소제 및 계면활성제 등이나 그 혼합물이 첨가될 수 있다. 그리고 세라믹 분말과 바인더는 상기 사출성형기(10)에서 균일하게 혼합되어(즉, 피드스탁) 상기 금형(20)에 사출된다.The binder is mixed for the purpose of imparting fluidity to uniformly inject the ceramic powder, which is a raw material, into the
다음으로 통상의 사출성형기(10)를 이용하여 상기 피드스탁(30)을 상기 금형(20) 내로 사출하여 상기 사출체(100a)를 형성한다(S12). 상기 금형(10)은 상기 바디부(110)와 상기 메인 돌기(121) 및 상기 팁 돌기(131)로 이루어진 상기 스크류부(111)가 일체로 형성될 수 있도록 소정의 형상을 갖는 캐비티(21)가 형성되고, 상기 피드스탁(30)은 상기 사출성형기(10)의 실린더(11) 내부에서 혼합되면서 수송되고 상기 사출성형기(10)의 노즐(12)을 통해 상기 캐비티(21)로 사출되어 상기 금형(20) 내부에서 냉각 고화됨으로써 상기 스크류부(111)가 일체로 형성된 임플란트 고정체(101)의 사출체(100a)가 취출될 수 있다.Next, the
여기서, 상기 사출체(100a)는 탈지 단계(S13, S14) 및 소결 단계(S15)에서의 부피 축소를 고려하여 최종 형성될 임플란트 고정체(101)보다 증가된 부피를 갖는다.Here, the
다음으로 상기 사출체(100a)에 함유된 바인더 중 일부를 제거하기 위해서 탈지 단계(S13, S14)가 수행된다.Next, a degreasing step (S13, S14) is performed to remove some of the binder contained in the injection molding (100a).
여기서, 바인더가 서로 다른 특성(예를 들어, 용융점)을 갖는 복수개의 바인더를 포함하여 구성될 경우 상기 탈지 단계(S13, S14)는 단일 공정이 아닌 실질적으로 여러 번에 걸친 탈지공정이 수행된다. 예를 들어, 용매를 이용하여 바인더를 제거하는 용매탈지 단계(S13)와 열을 가하여 바인더를 제거하는 열간탈지 단계(S14)가 수행된다. 상세하게는, 상기 용매탈지 단계(S13)는 바인더 중 파라핀 왁스 등의 왁스류를 제거하기 위해서 상기 사출체(100a)에 N-헥산(N-Hexane), 헵탄(Heptane), 신나(Thinner) 등과 같은 용매를 이용하여 수행된다. 그리고 상기 열간탈지 단계(S14)는 상기 용매탈지 단계(S13)가 수행된 상기 사출체(100a)에 열을 가하여 나머지 바인더를 제거한다. 이 외에도 상기 용매탈지 단계(S13)나 상기 열간탈지 단계(S14)뿐만 아니라 전해탈지, 초음파탈지 등 다른 탈지공정들이 적용될 수도 있다. 또한, 상기 열간탈지 단계(S14)에서는 상기 사출체(100a)가 열간탈지 이후 예비소결이 될 수 있는 정도의 온도까지 가열한다.Here, when the binder includes a plurality of binders having different characteristics (for example, melting points), the degreasing steps S13 and S14 may be substantially performed several times instead of a single step. For example, a solvent degreasing step S13 for removing the binder using a solvent and a hot degreasing step S14 for removing the binder by applying heat are performed. In detail, the solvent degreasing step S13 may include N-hexane, heptane, thinner, and the like in the
다음으로, 상기 열간탈지 단계(S14) 후 상기 탈지된 사출체(100a)의 기공을 제거하고 기계적 강도를 갖도록 일정한 온도조건에서 소결함으로써 임플란트 고정체(101)의 제조가 완료된다(S15).Next, after the hot degreasing step (S14) to remove the pores of the degreased injection molding (100a) by sintering at a constant temperature condition to have a mechanical strength, the manufacture of the
상기 소결 단계(S15)에서는 세라믹 분말의 종류 및 입도, 첨가물 종류에 따라 적절한 온도조건과 유지시간 및 분위기에서 소결이 수행된다. 여기서, 상기 열간탈지 단계(S14)와 상기 소결 단계(S15)는 동일한 소결로에서 동시에 수행될 수 있다. 즉, 상기 용매탈지 단계(S13)를 통해 바인더의 일부가 제거된 상기 사출체(100a)를 소결하는 동안 열간탈지가 병행될 수 있으므로 그에 따른 공정을 단축 시킬 수 있다.In the sintering step (S15), the sintering is performed under suitable temperature conditions, holding time and atmosphere depending on the type and particle size of the ceramic powder and the type of additive. Here, the hot degreasing step S14 and the sintering step S15 may be simultaneously performed in the same sintering furnace. That is, since the hot degreasing may be performed while sintering the injection molded
한편, 상술한 실시예와는 달리 소정의 돌기가 일체로 형성된 사출체(100a)를 소결한 후 형성된 임플란트 고정체(이하, 소결체(100b, 도 9 참조)라 한다)를 기계 가공하여 소정 피치의 스크류부를 갖는 임플란트 고정체를 형성하는 것도 가능하다.On the other hand, unlike the embodiment described above, the implant fixture (hereinafter referred to as
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 임플란트 고정체(101)의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 형성된 임플란트 고정체(101)에 대해 설명한다. 이하에서 설명하는 실시예는 실질적으로 상술한 실시예들과 동일하며, 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고, 상술한 실시예들과 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 설명하는 임플란트 고정체(101)의 제조방법은 사출 후 가공 단계를 제외하고는 상술한 도 8과 도 9에서 설명한 임플란트 고정체의 제조방법과 실질적으로 동일하므로 설명의 편의를 위해서 생략한다.Hereinafter, a method of manufacturing an
임플란트 고정체(101)는 소정 직경 및 길이를 갖고 소정 피치의 수나사 형태를 갖는다. 상기 임플란트 고정체(101)는 바디부(110)의 표면에 다수의 미세 돌기(141)가 일체로 형성된 사출체(100a)를 사출 후 소결하여 소결체(100b)를 형성하고, 상기 소결체(100b)의 표면에 통상적인 가공에 의해 소정 피치 및 높이를 갖는 스크류부(112)를 형성함으로써 제조할 수 있다.The
상기 바디부(110)는 소정 직경의 원형 단면을 가지며 소정 길이를 갖는 원주 형태로 형성된다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 바디부(110)가 원형 단면을 가지며 단부에는 점차 축소된 직경을 갖는 테이퍼부가 형성될 수 있으 며, 경우에 따라서는 상기 바디부(110)의 선단이 다각형 단면을 가지며 상기 바디부(110)의 표면에 다수의 테이퍼면이 형성될 수 있다.The
상기 돌기(141)는 원뿔, 다각뿔(사각뿔, 삼각뿔 등), 원뿔과 다각뿔의 절두체(frustum)(원뿔대, 다각뿔대 등), 원기둥, 다면체(오면체, 육면체 등) 및 타원체 중 적어도 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.The
예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이 원뿔형 돌기(141)가 상기 바디부(110)의 표면을 따라 조밀하게 일체로 형성된 사출체를 소결하여 소결체(100b)를 형성한 후 상기 소결체(100b)를 기계 가공하여 소정 피치의 상기 스크류부(112)를 형성할 수 있다. 여기서, 상기 스크류부(112)는 상기 원뿔형 돌기(141)가 형성된 상기 바디부(110)의 표면을 가공하여 형성되므로, 상기 스크류부(112)의 나사골 부분에는 상기 돌기(141)의 상부가 잘려진 원뿔대의 형상을 갖게 됩니다. 여기서, 상기 나사골 부분의 돌기(141)가 잘린 정도 및 수는 상기 스크류부(112)의 피치와 높이에 의해 실질적으로 다양하게 변경될 수 있다.For example, as illustrated in FIG. 10, the
한편, 상기 돌기(141)는 상술한 실시예들과 마찬가지로 상기 바디부(110)의 외주면을 따라 소정의 나선 형태로 배치되거나, 나선형이 아니라 상기 바디부(110) 표면을 조밀하게 채우도록 배치되는 것도 가능하다. 또한, 도 10에서는 동일한 크기와 형태를 갖는 한 종류의 돌기(141)가 형성된 것을 예로 들어 설명하였으나, 상술한 실시예들과 같이 상기 스크류부(112)의 기계 가공 후 나사산이 될 부분과 나사골이 될 부분의 돌기(141)의 크기와 형태를 서로 다르게 형성하는 것도 가능하다. 예를 들어, 나사산이 될 부분에 형성되는 돌기(141)는 나사골 부분에 형성된 돌기보다 높이 및 크기가 큰 돌기를 형성할 수 있다. 또한, 경우에 따라서는 서로 다른 형상을 갖도록 형성된 전술한 형태의 돌기가 동시에 적용될 수도 있다.On the other hand, the
여기서, 세라믹 소재는 취성이 강하며 특히, 비교적 매끈한 원통형 표면을 가공하여 스크류부를 형성하는 경우 긁힘이나 스크래치 등의 표면 결함이 발생할 수 있으나, 본 발명에 따르면 상기 바디부(110) 표면에 다수의 미세 돌기(141)가 형성되어 있으므로 가공 시 바디부(110) 자체가 아닌 미세 돌기(141)를 가공하게 되므로 가공의 의한 표면 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Here, the ceramic material is brittle, particularly, when forming a screw portion by processing a relatively smooth cylindrical surface may cause surface defects such as scratches or scratches, according to the present invention a plurality of fine on the surface of the
상세하게는, 본 발명에 따르면 실질적으로 가공에 의해 제거되는 부분은 상기 돌기(141)이므로 가공에 의해 긁힘이나 스크래치가 발생하더라도 상기 바디부(110) 자체에 미치는 영향이 거의 없다. 여기서, 상기 돌기(141)는 상기 바디부(110)와 일체로 사출성형 되므로 결함이 아니다. 또한, 본 발명에 따르면 상기 돌기(141)를 가공하는 것이 매끈한 표면을 가공하는 경우에 비해 실질적으로 제거하는 체적이 작아서 가공이 쉬우며, 재료의 소모량을 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따르면 단순히 원통형의 표면을 가공하여 형성된 상기 스크류부(112)에 비해 다수의 돌기(141)가 형성된 표면을 가공하여 상기 스크류부(112)를 형성하므로 상술한 바와 같이 다수의 돌기(141)에 의해 결합력 향상 및 하중 분산에 의한 골흡수 및 골손실 위험 저감 효과를 향상시킬 수 있다.In detail, according to the present invention, since the portion substantially removed by processing is the
또한, 본 발명에 따르면 이와 같이 바디부(110)의 표면에 다수의 미세 돌기(141)가 일체로 형성된 사출체(100a)를 사출 후 소결하여 소결체(100b)를 형성하고, 상기 소결체(100b)의 표면에 통상적인 가공에 의해 소정 피치 및 높이를 갖는 스크류부(112)를 형성하는 경우 소정의 소결체(100b)를 통상적인 기계 가공에 의해 후가공으로써 스크류부를 형성하게 되므로, 동일한 금형에서 다양한 높이의 나사골과 피치를 갖는 임플란트 고정체를 제저할 수 있는 장점을 갖는다.In addition, according to the present invention, the injection molded
한편, 상기 스크류부(112)의 가공은 소결 직후뿐만 아니라, 소결 후 보다는 가공성이 좋은 사출 직후, 용매탈지 직후 또는 열간탈지 직후의 사출체에 기계 가공으로 형성하는 것이 가능하다.On the other hand, the processing of the
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 임플란트를 도시한 단면도;1 is a cross-sectional view showing a dental implant according to an embodiment of the present invention;
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체를 설명하기 위한 정면도;2 to 7 is a front view for explaining a dental ceramic implant fixture according to embodiments of the present invention;
도 8과 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체의 제조방법을 설명하기 위한 순서도와 공정도;8 and 9 are a flow chart and a flow chart for explaining a method for manufacturing a dental ceramic implant fixture according to an embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 치과용 세라믹 임플란트 고정체 제조방법에 의해 형성된 임플란트 고정체의 정면도이다.10 is a front view of an implant fixture formed by a dental ceramic implant fixture manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 치조골 2: 잇몸1: alveolar bone 2: gum
10: 사출성형기 11: 실린더10: injection molding machine 11: cylinder
12: 노즐 20: 금형12: nozzle 20: mold
21: 코어 30: 피드스탁(feedstock)21: core 30: feedstock
100: 임플란트 100a: 사출체100:
100b: 소결체 101: 임플란트 고정체100b: sintered body 101: implant fixture
102: 보철물 110: 바디부102: prosthesis 110: body portion
111, 112: 스크류부111, 112: screw section
121, 122, 123, 124, 125, 126: 메인 돌기121, 122, 123, 124, 125, 126: main projection
131, 132, 133, 134, 135, 136: 팁 돌기 141: 돌기131, 132, 133, 134, 135, 136: tip protrusion 141: protrusion
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