KR101154222B1 - 복수 부품들로 된 비금속 임플란트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임플란트와 이의 제조방법에 관한 것으로, 임플란트는 뼈속에 삽입하기 위한 고정부(1)와, 보철물 상부구조용의 기초를 제공하는 적어도 하나의 지지부(3), 고정부(1)에 대하여 지지부(3)를 기계적으로 고정하기 위한 연결요소(9)를 포함하며, 상기 고정부(1)는 뼈와의 결합을 증진시키도록 외측 나사부(16) 또는 돌기들을 포함하고, 상기 연결요소(9)는 고정부(1)와 지지부(3)들을 분리가능하게 상호연결하며, 적어도 고정부(1)와 지지부(3)는 비금속 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하여 구성된다.

임플란트

Description

복수 부품들로 된 비금속 임플란트{MULTI PART NON METAL IMPLANT}

본 발명은 뼈속에 삽입하도록 된 제 1 고정부로서의 요소와 상부구조물의 베이스로서 적어도 하나의 지지부로서의 요소를 포함하는 임플란트에 관한 것이다.

치아 구조는 개인적인 대체 치아 또는 치아 보철물을 포함한다. 골내 치아 임플란트는 소위 단일 구조와 2개의 복합구조로 구별된다. 일반적으로, 단일구조의 임플란트 이식은 단일의 외과적 단계, 흔히 조기 착상으로 수행되며, 복합 구조의 임플란트 이식은 두단계의 외과적 단계로 이루어지는데 제 1 단계에서 뼈속에 임플란트 요소를 삽입하여 미리 정해지는 시간동안 흔히 조직의 회복과 같은 치료가 이루어지도록 하고, 제 2단계에서 조직의 재절개와 다른 임플란트 요소를 고정하여 임플란트의 필요한 기능을 수행하도록 하는 다른 임플란트 요소를 고정한다. 그에 대한 선택은 개별 환자의 의과적 치료 방법에 따라 그리고 필요에 따라 이루어진다. 2단계의 복합구조에서, 제 1 임플란트 요소는 제 1 단계에서 검(gum) 밑에 숨겨진 턱뼈속에 삽입되어 임플란트 요소가 응력을 받지 않고 만족스럽게 뼈와 일체화될 수 있게 한다. 두번째 단계에서, 인조 치아 또는 치아 보철물을 수반하는 다른 (지지) 요소가 턱뼈속에 삽입된 제 1 요소에 장착된다. 턱뼈속에 고정된 요소는 전형적으로 턱뼈에서의 견고한 고정을 위하여 스크류 형상 또는 미세 표면구조를 갖는다. 이러한 종류의 요소들용으로 여러 금속 재료들이 알려져 있지만, 치과용으로 승인되고 상업적으로 사용되는 순수한 티타늄 또는 티타늄 합금이 실제 이용에서 바람직하다.

또한, 지르코늄 산화물 세라믹으로 만들어진 공지의 단일 단계의 단일체의 임플란트가 많이 있다. 이트륨으로 안정화된 지르코늄 산화물 세라믹은 수년동안 치아 크라운 재료로서 기계적 강도와 생물학적 적합성이 입증되었다. 치아용 지르코늄 산화물 크라운 상부구조를 생산하는 방법의 한 예가 WO 03/007834 A1에 개시되어 있다. 금속 치아 임플란트에 대한 알러지를 겪는 환자를 위하여 단일 단계의 단일체의 지르코늄 산화물 치아 임플란트의 적당한 사용이 U. Volz: ZZI, 2003: 19(3)의 제176면 내지 180면에 개시되어 있다. 전형적으로, 치아 크라운 또는 브릿지는 접합에 의해 임플란트에 장착된다.

과거 수년에 걸쳐 사용된 다른 형태의 치아 임플란트들은 일반적으로 원통형상 또는 천연의 이뿌리와 유사한 형태를 갖는다. 알루미늄 산화물 세라믹 치아 임플란트는 그 상단에 치아 보철물용 상부 구조를 고정하기 위한 수단을 가지며 US 4,185,383 A에 개시되어 있다. 치아 임플란트는 턱뼈 속에 이식될 수 있고 헤드로부터 이뿌리를 향하여 하방으로 반복하여 단계적으로 형성되어 있다. 이러한 치아 임플란트는 과거에 양호한 것으로 입증되었고 본 기술분야에서는 "튀빙겐 임플란트"로 알려져 있다. 금속의 지주는 이러한 임플란트속에 접합된다.

지르코늄 세라믹으로 만들어진 치아 상부구조를 수용하는 각이진 지주를 갖는 단일체의 임플란트가 WO 02/24098에 개시되어 있다.

전형적으로, 지르코늄 산화물 세라믹 상부구조의 요소들 또는 치아 임플란트는 분말상태의 원재료를 적당한 압력으로 성형하여 의도하는 형상의 바디를 형성한 다음 그 바디를 세라믹 바디의 최종 밀도로 소결함으로써 제조한다. 그러한 소결된 세라믹 바디는 흔히 알려진 가공과 연삭에 의해 처리되는데, 이러한 방법에 대하여 알려진 단점들은 무거운 공구로 연마하는 것과 가공 시간이 많이 소요된다는 것이다. 그러나, 소결된 세라믹 바디의, 내측면 나사와 같은 내부 구조의 가공은 극히 비용이 많이 들고 산업적 규모의 경제성있는 제조가 어려운 문제점이 있었다. 지르코늄 실리케이트 산화물과 지르코늄 알루미늄 산화물은 적합한 조성물을 제시하였다.

DE 101 59 683 A1은 특히 티타늄 코팅과 같은 세라믹 또는 금속 플라즈마 코팅으로 턱뼈 속에 삽입을 위한 나사가 형성된 부분을 제공하는 단일체의 지르코늄 산화물 세라믹의 사용을 제시한다.

WO 03/045268 A1은 뼈속에 삽입을 위한 세라믹 임플란트 요소가 부적당함을 개시하고 있으며, 공지의 금속으로 된 2개 부품으로 된 임플란트 요소들을 대체하기 위한 지르코늄 산화물 세라믹 고정수단을 제공하는 것이 불가능한 것처럼 기술하고 있다.

2개 부품으로 된 복합구조에 있어서 중요한 것은, 턱뼈 속으로 삽입되는 제 1 요소와, 입안으로 돌출되는 치아 상부구조를 수반하는 다른 요소와 제 1 요소 사이의 연결수단과의 기계적 결합에 있다. 일반적으로 그러한 연결을 위한 조건은 최소의 기하학적 치수로 치아의 높은 분쇄력을 전달하고 흡수하는 것이며, 박테리아가 침투할 수 없고 유동이 없는 임플란트 요소들사이의 연결을 달성하는 것이다. 금속의 2개 요소들의 연결은 종래 기술에서 알려져 있는데 그 한 예는 원추형 구조에 기초한 연결이 WO 85/02337에 대응되는 US 4,772,204호와, EP 0 707 835호에 대응되는 US 5,674,072호에 개시되어 있다.

해부학적, 생물학적 적합성 및 미학적인 면에서 임플란트 요소들 사이의 회전 또는 움직이지 않게 임플란트 요소들 사이의 기계적인 연결이 요구된다. 상기한 요건들은 환자의 입에서의 치아 배열의 개인적 조건으로 인하여 구강내 돌출한 치아 구조를 수반하는 부분과 뼈에 고정되는 부분 사이에 경사진 기계적 연결을 필요로 하는 경우 뿐만 아니라, 미학적 및 기능 수행을 위하여 요소들의 서로에 대한 정확한 위치 회전을 필요로 하는 경우에, 요소들의 축은 서로 일직선을 배열되어야 한다. 그러한 위치의 정확성은 1970년대의 선행기술 자료들에 개시된 단순히 나사가 형성된 스크류 체결에 의해서는 정확히 실시할 수 없다. 전술한 현재의 장착은 한정된 회전각도의 배치를 허용하지만, 그러나 환자의 구강에서의 대응된 기계적 회전기능을 필요로 한다. 변형예는 일조의 치아 임플란트 요소들이, 미리 설정된 위치에서 서로에 대하여 상대적으로 임플란트 요소들의 위치 회전을 허용하는 육각 또는 팔각형상과 같은 결합구조를 갖도록 하는 것이다. 그러한 결합구조조는 EP 0 438 048에 대응하는 US 5,199,873 A1호와, US 5,125,840호에 개시되어 있다.

이러한 연결구조는 환자의 입에서 조정 작업이 원추형 결합구조의 것에서 보다는 다소 덜한 잇점을 갖지만, 이들 요소들은 위치 회전이 단계부분에서 한정되고, 요소가 뼈속에 삽입되고, 치료기간이 경과한 다음 구강내로 돌출하는 지지부의 회종 위치에서 치아 보철물을 설치하는 요소를 견고히 고정될 때 위치 회전이 허용되지 않는 단점이 있다.

상기한 회전 잠금 구조의 요소들에 따른 다른 문제점은, 연결요소들이 확실하게 함께 조립될 수 있도록 공차를 갖게 연결요소들을 제조해야 하며, 높은 주기적인 속도로 큰 힘이 작용하는 분쇄작용에 의해 초래되는 맥동적 응력하에도 연결요소들을 유동이 없도록 제공하는 것은 불가능하지는 않을지라도 실제로는 매우 어렵다. 이것은 임플란트의 조립 초기에는 조립구조에서 작은 정도의 유동이 존재하지만 그러한 유동이 기간이 지남에 따라 요소들 사이의 작은 틈새가 점점 확대되어 조립체의 기계적인 일체화되지 않은 틈새속으로 박테리아가 침입할 위험을 초래한다.

치아 임플란트와 관련한 중요한 문제는 임플란트와 턱뼈 사이의 기계적 연결구조로서 설명되었다. 치아 임플란트가 많은 세월에 걸쳐 임플란트에 주기적으로 치아들의 높은 맞물리는 힘을 받게 된다. 많은 임플란트들은 넓은 표면적에 대하여 그러한 힘을 뼈로 전달하여 기계적 응력이 감소되는 잇점을 주는 반면, 큰 임플란트는 뼈 재료의 과도한 응력으로 인하여 임플란트에 의하여 전달되는 힘을 수용할 수 없다. 더욱이, 임플란트의 형상은 뼈로 전달되는 힘의 방향에 영향을 주기 때문에 임플란트의 기계적 신뢰성에 대한 큰 영향력을 갖는다. 그러므로, 개별 환자의 상태에 대하여 최적의 해결책을 얻는 방향으로 또는 궁극적인 해결책을 제공하기 위한 노력으로 수년에 걸쳐 발행된 특허 공보들과 과학적 간행물이 간행되었다.

WO 99/17675와 US 6,280,193은 환자의 턱뼈 속으로 삽입되는, 지르코늄 산화 물 세라믹으로 만들어진 임플란트의 내측에 내측면 나사부와 육각형상의 공간부를 형성하는 방법과 장치를 개시하고 있다. 이러한 내측 형상 구조는 상술한 바와 같이 초기의 성형 단계에서 얻어지며, 금형의 상부에 장착되는 금속의 삽입물이 제공되며, 그 금속 삽입물은 임플란트에 대하여 의도된 것과 대조적인 음각의 표면을 갖는다. 성형단계에서 세라믹 분말이 상기 삽입물 주변에서 가압되고, 금형이 개방된 다음 삽입물은 제거된다. 상기한 두 공보들은 삽입물을 제거하고 천공하는 여러 방법들을 설명하고 있다. 다른 방법은 삽입물의 제거를 쉽게 하기 위하여 액체 질소에 성형된 바디를 냉각하는 것을 포함한다.

특히, US 6,280,193 B1은 임플란트 요소들이 성형된 다음 정확하게 나사형성되는 홀을 천공하는 것이 실제로는 불가능한 것으로 설명하고 있다. 그러한 명세서 설명은 세라믹의 임플란트 요소의 나사가 형성되지 않은 구멍속에 비세라믹 재료의 임플란트 요소를 고정하는 것에 대한 문제를 제기한다. 그러나, 그 방법은 많은 작업 과정들이 요구됨에 따라 제조비용이 상대적으로 높고, 성형 공구들을 준비해야 하는 비용 부담의 문제가 있다.

본 발명의 목적은 치과의사가 비금속의 치아 복구를 준비하기 위한 유연성을 제공하는, 환자의 턱뼈 속에 삽입하기 위한 치아 임플란트 요소를 포함하는 개선된 치아 임플란트를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 연결구조는 의료 등급의 금속 임플란트에 대한 부적합으로 부터 겪는 환자일지라도 치아 보철물을 제공할 수 있는 양호한 유연성을 제공하는 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 다른 목적은 뼈속에 삽입되는 고정부와, 보철물 상부구조용의 기초를 제공하는 적어도 하나의 지지부, 고정부에 대하여 지지부를 기계적으로 고정하기 위한 연결요소를 포함하며, 상기 고정부는 뼈와의 결합을 개선하도록 외측 나사부 또는 돌기들을 포함하고, 상기 연결요소는 고정부와 지지부를 분리가능하게 상호연결하며, 적어도 하나의 고정부와 지지부는 비금속 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하여 구성되는 2개의 복합구조의 임플란트에 의해 달성된다.

상기 고정부는 임플란트의 지지부 및/또는 연결요소를 분리가능하게 수용하는 요홈 또는 공간부를 포함하며, 또한 지지부 및/또는 연결요소가 상호 맞물림되게 상기 공간부에서 상호 결합수단을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 비금속 재료는 세라믹재료, 플라스틱 또는 이들의 혼합물, 바람직한 비금속 재료로서는 이트륨 산화물 8중량%까지 함유하거나 마그네슘, 또는 칼슘 산화물등을 포함하는 지르코늄 산화물 기반의 세라믹 재료들중에서 선택된다.

단일체의 임플란트의 경우에라도 제조의 편의성과 비용의 절감을 위하여, 적어도 공간부와 상호 결합수단들은, 특히 기계 가공동안에 예비 소결된 세라믹 바디의 치수는 확대된 치수에 있어서의 요구되는 최종 제품의 복제(reproduction)인 경우 예비 소결된 세라믹 바디를 기계 가공함으로써 제조된다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예에 있어서, 치수는 3차원적으로 변경가능하며, 3차원 변이 함수 f(x, y, z)에 의하여 결정된다. 3차원의 치수는 예비 소결된 미소결 바디(pre-sintered green body)내의 밀도의 3차원 분포로부터 바람직하게 결정된다.

고정부에 대한 치료를 증진시키기 위하여, 특히 표면처리가 레이저 처리와 플라즈마 에칭으로 이루어지는 경우, 적어도 고정부가 기계적 연마, 물리적 또는 화학적 표면 처리에 의해 거칠게 조면화(粗面化)된 표면, 즉 조면(粗面)을 갖는 것이 적당하다.

조직의 일체화는 고정부의 외측면의 적어도 일부분에 코팅이 제공되어 증진되며, 상기 코팅은 생체분자 조성물, 펩타이드, 폴리펩타이드, 아미노산, 폴리아미노산, 성장인자등을 적어도 하나 포함한다. 상기 코팅은 또한 일차 아미노기, 2차 아미노기, 카르복실기, 아미드기, 포스포노기 및/또는 하이드록실 에틸렌디아민, 또는 트리메틸렌-디아민 저분자량 폴리아미노산등을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 코팅은 세포에 대해 콜라겐결합을 모방하는 도메인, 즉 영역을 가지며, 교원질(콜라겐)에 대하여 증진된 세포 결합성을 갖는 화합물로 이루어지며, 이 화합물은 세포를 고정부에 부착 결합하는 것을 촉진하는 데 유효한 양으로 포함된다.

상기 코팅은 기재에서 부동의 합성 펩타이드를 포함하며, 상기 펩타이드는 세포에 대해 콜라겐 결합을 모방하는 영역을 가지며 콜라겐에 대하여 증진된 세포 결합성을 갖는다. 상기 코팅이 Gly-Thr- Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Ala-Gly-Gln-Arg-Gly-Val-Val의 서열을 갖는 합성 펩타이드인 경우 및/또는 상기 코팅이 일부 또는 전체의 P-15의 것과 기능적으로 동일한 생물학적 활성도를 갖는 합성 조성물을 포함하는 경우 뼈와의 일체성(ossenintegration)을 촉진시키는데 유익한 것으로 입증되었다.

그러한 코팅의 준비 및 사용에 대한 상세한 설명은 US 6,268,348 A에 기술되어 있으며, 전체 설명을 본원에서 인용한다. 이들 코팅 화합물은 교원질 결합종으로 인식된 구조(conformation)를 모방하며 교원질의 일부 영역에 대해 구조적 또는 생물학적으로 유사하다. 본 발명의 합성 펩타이드가 창안된 상기 영역은 "P-15"로서 언급되며, 교원질의 α1(Ⅰ) 사슬의 Gly-Thr-Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Ala-Gly-Gln-Arg-Gly-Val-Val, 15 아미노산 잔류부의 일부 또는 전부를 포함하고 상기 사슬의 잔류부 766-780를 걸친다. 상기 P-15 영역은 교원질의 자연적인 단편으로서 발생되지 않고 천연 효소의 분열의 산물도 아니다. 그러나, β-밴드 구조에서 -Ile-Ala- 의 존재를 포함하는 3차원적 표면 또는 형상을 한정하는 배위가 아래에 설명된다. 이러한 배위에 의해 한정되는 표면 또는 형상은 생물학적 활성도를 나타낸다. 디펩타이드 -Ile-Ala- 자체는 P-15에 대하여 60%의 생물학적 활성도를 나타낸다. 이것은 교원질 유사체의 -Ile-Ala- β-밴드가 생물학적 활성도에 중요하며, 그 자체는 펩타이드의 중요한 부분을 구성하는 것을 확인시켜준다.

코팅은 P-15의 일부 또는 전부의 생물학적 활성도, 즉 생물활성과 기능적으로 동등한 생물활성을 갖는 합성 조성물을 포함할 수 있다. "기능적으로 동등" 이란 표현은 화합물의 형상, 크기 및 유연성이 화합물의 생물 활성이 P-15 영역, 또는 그 일부와 유사하다는 것을 의미한다. 펩타이드가 갖는 생물학적 활성도는 교원질 합성의 억제, 교원질 결합의 억제, 세포 이동의 억제를 포함한다. 본 발명의 특별한 잇점은 증진된 세포 결합 특성이다. P-15 또는 그 일부와 대조되는 전자적 특성과 유사종에 기초하여 유용한 화합물을 선택한다. 이들 화합물은 통상적으로 100 또는 그 미만의 작은 아미노산 분자들이거나 5,000달톤까지의 범위, 보다 통상적으로는 2500달톤까지의 분자량의 것이다. 상기 화합물은 합성 펩타이드로 예시될 수 이지만, 교원질 결합종의 결합 및 인지를 위하여 필요한 구조와 유사한 비펩타이드들도 본 발명의 범위내에서 고려될 수 있다. 예를들어, 필요한 구조가 비펩타이드들에 의해 안정화되는 다른 화합물의 싸이클릭 펩타이드가 본 발명을 달성하기 위한 하나의 수단으로 될 수 있다. 그러한 코팅의 사용에 대한 상세한 설명은 US 5,958,428 A에 개시되어 있으며, 본원 명세서에서 참고한다.

본 발명의 바람직한 이용에 있어서, 치아 보철물 수단은 위에서 설명한 적어도 하나의 치아 임플란트를 포함한다.

상기한 목적들은 상기한 임플란트 고정부의 제조방법에 의해 달성되며, 그 제조방법은 최종 임플란트 요소에 대하여 소정의 필요한 치수를 결정하고, 평균 최종 제품의 밀도 이하의 평균 밀도로 미소결 블랭크(green blank)를 예비 소결하여 성형된 미소결 바디(green body)를 형성하고, 그 미소결 바디 내부의 3차원 밀도 분포를 결정하며, 그 밀도분포로 부터 3차원 치수 함수를 연산하고, 연산된 3차원 치수로 미소결 바디를 기계 가공하며, 그렇게 기계 가공된 미소결 바디를 최종 밀도로 소결하는 단계들을 포함한다.

본 발명은 인체 또는 동물들이 상술한 임플란트 및/또는 고정부를 갖도록 치료하는데 가장 효율적으로 실시될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참고한 실시예들에 대한 설명으로 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 임플란트 요소를 포함하는 본 발명의 치과용 임플란트의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 치과용 임플란트의 다른 실시예의 부분단면도.

도 3은 연결요소가 삽입된 도 2와 같은 부분단면도.

도 4는 본 발명에 따른 임플란트의 제 3 실시예의 측면도.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 치아 임플란트의 여러 실시예들을 보여주고 있다. 각각의 실시예들은 공통적인 특징들과 그에 따른 장점을 갖고 있지만, 그러한 공통적인 특징들은 실시예들 각각에서 상세히 기재하지 않는다. 그러므로, 여러 실시예들에서 유사한 특징들은 동일한 도면 부호로 표시된다. 3개의 실시예에 대한 설명은 예시적인 목적이다. 이와 관련하여 본 실시예에 기재하지 않은 것이라도 청구범위로서 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 두개의 요소로 된 치아 임플란트는 턱뼈속에 삽입될 수 있으며 중앙의 개구부(2)를 갖는 임플란트 고정부(1)와, 크라운(crown) 또는 브릿지(bridge)와 같은 (도면에 도시되지 않은) 치아 보철 상부 구조물을 갖출 수 있는 임플란트 지지부(3)를 포함하며, 회전방향으로 단차없이 배치될 수 있다. 상기 임플란트 지지부(3)는 치아 보철물용 원추형의 시트부(4)와, 임플란트 고정부(1)의 중앙의 공간부(6)속에 끼워지는 삽입부(5)를 포함한다. 상기 임플란트 고정부의 중앙의 공간부(6)은 단면이 원추형의 형상을 가지며, 임플란트 고정부(1)의 중앙의 공간부(6)속에 끼워지는 임플란트 지지부(3)의 삽입부(5)는 임플란트 고정부(1)의 상면(7)에 있는 개구부(2)와 맞물리는 원추형의 형상을 갖는다.

임플란트 지지부(3)는 관통하게 형성된 중앙 구멍(8)을 갖는다. 그 중앙 구멍 속에는 인장 스크류(9)의 감소된 직경의 테이퍼진 원통형 축부가 배치된다. 상기 스크류(9)는 확대된 단부를 가지며, 그 단부의 외측면의 고정 나사부(10)는 막힌 구멍(12)의 내측면 나사부(11)와 맞물린다. 임플란트 고정부(1)의 중앙의 시트로서의 개구부(2)는 임플란트 지지부(3)의 테이퍼진 원추형의 삽입부(5)를 수용하기 위하여 필요한 깊이 이상으로 연장된 막힌 구멍(12)을 포함하며, 그 연장된 구멍부분에는 스크류(9)의 팁이 수용된다.

임플란트의 고정부(1)와 지지부(3) 각각은 길이방향의 축(13,14)을 형성한다. 임플란트 지지부(3)의 두개의 원추형의 시트부(4)와 삽입부(5)의 축들은 일반적으로 서로 일직선으로 정렬되지만, 상기 축들은 특정의 착상 조건에 대해서는 각지게 배치될 수도 있다.

임플란트 고정부(1)의 원추형 단면의 공간부(6)의 각도와, 그 공간부 속에 끼워지는 임플란트 지지부(3)의 삽입부(5)의 각도는 자동-잠금 원추형 연결구조를 이루도록 선택된다. 그러므로 상기 각도들은 실제로는 동일한 크기이다.

임플란트 고정부(1)는 기본적으로 원기둥 형태의 외측면을 가지며 US 5,674,072A에 개시된 바와같은 특정한 형상으로 (예를들어, 측면 깊이가 변화되게) 된 나사부(16)와 구형체로 둥글게 된 단부(15)가 형성되어 있다. 임플란트 고정부(1)의 외측면은 그의 상부 영역(17)을 제외하고는 기계적 연마, 레이저 처리나 플라즈마 에칭과 같은 물리적 또는 화학적 표면 처리에 의해 표면을 거칠게 하여 임믈란트 고정부(1)와 뼈의 일체화를 증진시키도록 한다. 임플란트 고정부(1)의 외측면은 또한 산성 조성물에 의해 에칭에 의해 처리될 수 있다. 상기 임플란트 고정부(1)에는 또한 예를들어 하이드록실아파테이트(hydroxylapatite) 코팅층과 같은 다공성 또는 미세하게 조면화(粗面化)된 코팅층이 제공될 수도 있다.

그러나, 임플란트 고정부(1)의 상부 영역(17)과, 특히 고정부(1)의 상면(7)은 0.7미크론 내지 1.1미크론의 산술평균적 거칠기(RA)로 미세하게 거칠게 될 수 있다.

임플란트 고정부(1)의 표면에는 직접적으로 또는 중간 코팅층으로 작용하는 다공성 또는 미세 조면화의 거칠기(조도:粗度)의 코팅층을 통하여 코팅이 제공될 수 있으며, 그 코팅은 임플란트 고정부(1)의 외측면의 적어도 일부분에 제공된다. 상기 코팅은 이분자 조성물, 펩타이드, 폴리펩타이드, 아미노산, 폴리아미노산, 성장인자들을 하나 이상 포함한다.

바람직한 코팅은 세포들에 결합하는 교원질과 유사한 도메인을 갖고, 임플란트 고정부에의 세포 부착을 증진시키기에 유효한 량으로 교원질에 대하여 향상된 세포 결합력을 갖는 화합물을 포함한다. 보다 바람직한 코팅은 기재에 고정된 합성 펩타이드를 포함하며, 그 펩타이드는 교원질에 대한 향상된 세포 결합력을 가지며, 세포에 결합하는 교원질과 유사한 도메인을 갖는다. 특히 바람직한 코팅은 Gly-Thr- Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Ala-Gly-Gln-Arg-Gly-Val-Val의 서열을 갖는 합성 펩타이드를 포함하는 것이다.

상기 코팅은 P-15의 일부 또는 전체의 생물 활성과 기능적으로 필적, 즉 동등한 생물 활성을 갖는 합성 조성물을 포함하는 것이 적당하다.

원추형의 연결부는 임플란트 고정부(1)와 지지부(3)가 틈새가 없이, 회전에 대해 안정된 연결 상태로 서로 견고히 결합되도록 하며, 그것은 원추형의 경사각이 원추형 연결부의 마찰율에 따라 선택되고, 중앙의 인장 스크류(9)가 원추형의 삽입부(5)의 축(14)과 일직선으로 정렬되어서 두개 요소의 임플란트 고정부(1)와 지지부(3)의 회전 위치가 조립중에 자유로이 그리고 단차없이 선택될 수 있게 됨으로써 달성된다.

임플란트 고정부(1)와 지지부(3)는 비금속 재료, 특히 세라믹 재료, 플라스틱, 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 화합물들로부터 선택된 재료로 만들어지는 것이 바람직하다.

바람직한 비금속 재료로는 지르코늄산화물 세라믹 재료이며, 그것은 8중량%까지의 이트륨산화물, 또는 마그네슘산화물, 또는 칼슘산화물등을 포함할 수 있다. 주성분으로서 지르코늄산화물, 또는 지르코늄산화물과 알루미늄산화물의 혼합물을 포함할 수도 있다.

고정부(1)는 최종 임플란트 고정부(1)에 대하여 요구되는 치수를 결정하고, 상술한 분말 조성물로부터 미소결 블랭크 바디를 평균 최종제품 밀도보다 작은 평균밀도로 프레스하고 예비소결하여 성형된 미소결 블랭크 바디를 형성하고, 여기서 예비 소결된 미소결 블랭크는 열화됨이 없이 기계 가공력에 견딜 수 있으며, 이어서 미소결 바디 내부의 3차원적 밀도 분포를 결정하고, 미소결 바디내의 밀도 분포로부터 3차원 치수 함수를 산출하며, 산출된 3차원 치수로 미소결 바디의 내부 공 간부(6)를 기계 가공하고, 그렇게 기계 가공된 미소결 바디를 최종 밀도로 소결하여 고정부(1)를 얻으며, 상술한 바와같이 소결된 고정부(1)의 표면의 적어도 일부에 선택적으로 조면 가공 및/또는 코팅을 함으로써 제조되는 것이 바람직하다.

기계가공동안 예비 소결된 미소결 블랭크 바디의 치수는 확대된 치수에서의 요구되는 최종 제품의 복제이며, 상기 확대된 치수는 3차원적으로 다르며 예비소결된 미소결 블랭크 바디 내부의 밀도의 3차원 분포로부터 결정된 3차원 변이함수 f(x, y, z)에 의해 결정되는 것이 바람직하다.

임플란트 고정부(1)는 먼저 뼈에 고정되며, 고정부의 길이방향으로 변화되는 측면 형상의 외측면 나사부(16)에 의해 치료과정에서 뼈 구조에 의해 둘러싸여 안정되게 유지된다. 상기 외측면 나사부(16)의 형태는, 음식을 씹을 때 작용하는 힘이 임플란트 고정부(1)의 길이방향으로 변화되는 나사부의 측면 형태에 따라 뼈의 깊이 방향으로 그리고 나사부의 측면에 직각 방향으로 분산되도록 이루어져 있다. 이러한 결합은 해면질의 뼈와 접촉되는 전체 표면의 미세 구조에 의해 그리고 하단부의 요홈에 의해 지지된다. 내측면 나사부(11)는 중앙의 인장 스크류(9)의 나사부와 맞물린다.

임플란트 지지부(3)는 두개의 원통 형태의, 상단이 절단된 원추형의 시트부(4)와 삽입부(5)를 포함하여 이루어지며, 그 시트부와 삽입부는 서로 기부들이 일체화되어 하나의 요소를 이루며 그 중심의 축(14)들은 서로 일직선을 이루거나 또는 각지게 배치될 수 있으며, 삽입부(5)는 뼈에 고정되는 임플란트 고정부(1)의 중앙의 공간부(6) 속에 끼워지는 한편, 시트부(4)는 치아 보철물을 지지한다.

표준화된 동등한 치수로 된 원추형의 시트부와 삽입부의 연결구조 덕분에, 턱뼈에 고정될 수 있으며 예를들어 다른 직경과 길이를 갖는 다양한 형태의 임플란 트 고정부(1)가 입안에서 돌출되는 부분인 지지부(3)와 원활하게 결합될 수 있게 하며, 이로써 치료할 환자들 각각의 조건들이 비교적 적은 수의 부품들로 고정밀도로 수용될 수 있게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 다른 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명될 것이다.

도 2는 스템 또는 지주 형태의 치아 임플란트 고정부(1)를 부분종단면도로 보여주고 있으며, 상기 임플란트 고정부(1)는 턱뼈에 고정되고, 고정부(1)에 결합될 수 있는 연결수단으로서의 지지부(3)의 일부로서의 헤드를 공간부(6)에 수용할 수 있다. 상기 헤드는 서로 일체로 될 수 있는 연결수단(9)과 크라운 지지부(3)의 두 요소들로 구성될 수 있다.

치아 크라운 받침부(18)를 구비하는 상기 지지부(3)는 고정부(1)를 향하여 테이퍼진 외측면을 갖는다. 그 저면은 고정부(1)의 것과 일치하는 외경을 갖는 원통형 구조의 경우에서 보다 더 작다. 이러한 저면의 "축소"로 인하여, 전술한 제 1 실시예와 관련하여 설명된 제조방법의 가공단계중에 납작한 표면으로의 연마 또는 연삭과 같은 작업을 하기 쉽게 한다.

임플란트의 지주 형태의 고정부(1)는 전술한 본 발명의 제 1 실시예에서 설명한 바와같이 비금속 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 지주 형태의 고정부(1)는 하단부(15)를 향하여 연속된 단계들로 직경이 감소되는 식으로 단차가 형성된 형상을 갖는다. 상단(19)과 인접한 상부(17)은 원통형의 외측면을 갖는 반면, 다른 세 단계부분(20,21,22)들은 턱뼈 속으로 회전하면서 파고들어가도록 각각 나 사부가 형성되어 있다. 상기 세 단계부분(20,21,22)들에는 각각 동일한 길이의 나사부가 제공된다.

도 2와 도 3에 도시된 실시예에서, 나사가 형성된 단계부분(20,21,22)들 각각에는 적어도 3개의 나사산들이 제공되어 있어서 스크류 체결을 위해 오직 3번의 회전만이 필요하도록 되어 있다. 지주 형태의 고정부(1)는 턱뼈의 단차가 형성된 구멍(23)속에 하나의 단계부분에 해당하는 길이를 남겨놓고 단순히 끼워지고, 고정부(1)는 3번의 회전으로 오직 한 단계부분의 길이만큼 스크류 체결되므로, 스크류의 나사부로 인한 피질 외상의 걱정 없이 작업 시간이 최소화된다.

임플란트 고정부(1)의 내부에 형성되는 공간부(6) 또는 요홈에는 평탄한 표면을 갖는 육각형 형태의 요소(24)가 제공된다. 상기 요소(24)는 고정부(1)를 착상시키기 위하여 종방향 축(13)을 중심으로 회전력을 작용할 수 있게 육각형의 스크류드라이버 "인버스(inbus)" 키와 같은 삽입되는 공구를 수용할 수 있게 한다. 물론, 상기 요소(24)는 고정부(1)를 턱뼈속에 삽입시켜 미리 천공된 구멍(23)속에 한단계부의 길이만큼의 깊이로 스크류체결하기 위하여 다른 형상을 갖는 공구를 수납할 수 있는 형상으로 이루어질 수도 있다.

그러나, 요소(24)는 축(14)을 따라 테이퍼져서 본 발명의 제1 실시예에서 설명한 원추형 결합부의 유동없이 안착되게 육각형 또는 팔각형의 연결 표면의 결합효과를 제공한다.

공간부(6)는 하단부(15)를 향하여 내측 나사부(11)를 포함하며, 그 나사부는 요소(24)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 이로써 요소(24)를 위하여 고안된 공구 에 의해 내측 나사부(11)에 대한 손상이 신뢰성있게 방지된다.

종발향 축(13)과 동일 축중심의 외측 표면들에 스크류 나사부(20,21,22)들을 형성한 구조가 실용적이기는 하지만, 또한 U.S. 4,185,383에 따른 외측 표면에 갭을 갖는 구조를 사용하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 지지부(3) 또는 연결수단은 스크류(9)에 의해 고정부(1)에 고정적으로 연결되며, 그 하단부(10)는 고정부(1)의 내측면 나사부(11)와 맞물린다. 고정부(1)가 이식된 직후, 공간부(6)는 도면에 도시되지 않았지만 임시 스크류와 같은 것으로 막혀지는 것이 바람직하다. 고정부(1)가 턱뼈에 고정된 다음, 상부 표면(7) 위로 솟아오른 검 티슈(gum tissue)는 절단되어 개방되고 임시 스크류가 다시 제거됨으로써 지지부(3)가 도시된 바와같이 공간부(6)속에 도입되고 스크류(9)에 의해 고정될 수 있게 된다.

도면에서 점선은 턱뼈에서 단차가 형성된 구멍(23)을 표시하며, 그 상단 모서리(25)도 마찬가지로 점선으로 표시되어 있다. 고정부(1)는 오직 하나의 단계부의 길이만큼만 노출된 채로 남겨지게 턱뼈속에 이미 삽입된 위치로 도시되어 있다. 도면에서 볼 수 있듯이, 구멍(23)에는 4개의 단계 부분들이 형성되어 있는데, 그 각각의 직경은, 구멍(23)의 아래 단계 부분속에 체결되는 고정부(1)의 단계 부분(20,21,22)의 나사부의 외경 또는 산마루 부분의 직경과 같다. 고정부(1)는 단차가 형성된 구멍(23)속에 전체 길이의 3/4의 길이가 이미 삽입되어서 구멍(23)의 종방향 축(26)과 정밀하게 일직선으로 배치고정될 수 있게 된다. 그런 다음 고정부(1)는 한 단계 부분의 길이만큼만 체결하면 되므로 고정부(1)를 가이드하는 특별한 수단 없이 그리고 특별한 문제 없이 신뢰성있게 체결될 수 있다.

도 3에 있어서, 임플란트 요소인 지지부(3)는 연결수단의 일부분으로서 고정부(1)의 막힌 구멍(12) 속에 삽입된다. 고정부(1)에 결합하는 스크류(9)용의 종방향 구멍(8)을 도면에서 볼 수 있다. 상기 종방향 구멍(8)은 연결 스크류(9)의 헤드에 의해 맞물리는 환형의 턱(27)을 가지며, 상기 스크류(9)는 고정부(1)의 내측면 나사부(11)에 외측면 나사부(10)로 맞물려 체결된다. 턱뼈의 상단부(25)는 점선으로 표시되어 있다. 고정부(1)의 상단부(19)는 구멍(23)의 상단 모서리(25) 위로 연장되어 있다. 고정부(1)의 상부면(7)과 지지부(3)은 결론적으로 잇몸에 배치된다.

연결수단으로서의 지지부(3)는 공간부(6)속에 삽입되며, 그 외측면과 육각형 부분(24)의 측면들과의 상호 걸림작용으로 고정부(1)에 대하여 회전되지 않게 고정된다.

도 2와 도 3에 도시된 임플란트 요소는 내측 위의 상부면(28)과 외측의 상부면(7)으로 단차지게 형성된 상부면을 갖는다. 임플란트 고정부(1)의 상부(17)와, 특히 외측의 상부면(7)과 내측의 상부면(28)은 0.7미크론 내지 1.1미크론, 바람직하게는 0.7미크론 내지 0.9미크론의 거칠기(RA)로 미세하게 거칠게 된다. 그러한 거칠기는 위에서 설명한 본 발명의 제1실시예에 대하여 설명된 처리방법에 의해 얻어진다.

변형적으로, 또는 부가적으로, 고정부(1)의 표면에는 본 발명에 대한 제 1 실시예에서 설명한 하나 이상의 코팅이 제공될 수 있다.

공간부(6)의 개구부(2)를 둘러싼 고정부(1)의 상부면(28)은 고정부의 종축(13)에 대하여 직각으로 되어 있으며, 고정부의 크기에 따라 적어도 0.2mm 폭으로 되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 임플란트 고정부(1)의 다른 실시예를 보여준다. 이러한 형태의 임플란트는 플랫폼 형태의 부분을 형성함으로써 턱뼈속에 삽입되는 하나의 고정부(1)로 상부의 치아 보철물을 수반하는 연결수단을 형성하는 다양한 크기의 지지부(3)와 결합될 수 있게 한다. 이에 대하여 임플란트 고정부(1)의 상부면(7)과 상호작용하는 지지부(3)의 외경은 턱뼈속에 삽입되는 임플란트 고정부(1)의 상부면(7)의 직경보다 크지 않는 것이 바람직하다. 이와 대조적으로 보다 작은 직경의 연결수단을 사용하는 것도 권고할만하다. 치료할 환자의 개인적인 조건이 높은 정밀도의 비교적 적은 수의 구성요소들을 수용해야 하는 경우에, 뼈속에서의 기계적 응력을 최소화하기 위하여 비교적 큰 임플란트 요소로서의 고정부(1)를 사용함으로써 턱뼈의 구조적 조건이 필요로 하는 작은 치아 보철물을 수용하게 할 수 있다.

또한, 이러한 형태의 임플란트의 상부면은 내측의 상부면(28)과 외측의 상부면(7)으로 크기에 따라 단차가 형성된 구조로 배치될 수 있다. 임플란트 요소로서의 고정부(1)의 상부(17)와, 특히 외측의 상부면(7)과 내측의 상부면(28)은 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 위에서 설명한 바와같은 미크론 단위의 거칠기를 갖는다.

변형적으로, 고정부(1)의 표면들에는 본 발명의 다른 실시예들에 대하여 설명된 바와같은 하나 이상의 코팅이 적어도 부분적으로 제공될 수 있다.

연결수단으로서의 지지부(3)를 수용하기 위한 공간부(6)의 개구부(2)의 외경이 형성되는 상부면(28)의 내측 모서리는 1.6mm 정도의 직경을 갖는다. 상부면(7,28)들의 전체 외경은 임플란트의 크기에 따라 2.7 내지 8mm 범위로 된다.

본 발명은 인간 또는 동물에 상술한 바와같은 임플란트 및/또는 고정부를 갖게 함으로써 가장 효과적으로 치료할 수 있다.

전술한 설명과 실시예들은 본 발명을 제한적인 의미가 아니라 단지 설명을 위한 것임을 밝혀둔다. 본 기술분야의 숙련자들에 의해 발명의 기술적 사상과 본질에 포함되는 전술한 실시예의 변형이 가능하며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 범위내에 포함되는 모든 변형 및 등가물들을 포함한다. 더욱이, 전술한 것에 대한 변형과 변경들은 본 기술분야의 숙련자들에게는 자명하며, 그러한 변형과 변경은 첨부된 특허청구범위에 포함된다.

본 발명에 따른 임플란트는 뼈속에서의 기계적 응력을 최소화하도록 된 고정부(1)와 지지부(3)를 사용하여 제조가 용이하고 조립 작업이 매우 간편하며, 환자 개인의 상태에 따른 보철물을 장착하기 간편하여, 치과의사가 비금속의 치아 복구 준비를 위한 유연성이 매우 높은 장점이 있다.

Claims (19)

1. 뼈속에 삽입하기 위한 고정부(1), 보철물 상부구조용의 기초를 제공하는 하나 이상의 지지부(3)와 상기 고정부(1)에 대하여 지지부(3)를 기계적으로 고정하기 위한 연결요소(9)를 포함하며, 상기 고정부(1)는 뼈와의 결합을 증진시키도록 외측 나사부(16) 또는 돌기들을 포함하고, 상기 연결요소(9)는 고정부(1)와 지지부(3)들을 분리가능하게 상호 연결하며, 상기 고정부(1)와 지지부(3)는 비금속 재료로 만들어지는 공지의 임플란트에 있어서,

   상기 고정부(1)는 임플란트의 지지부(3) 및 연결요소(9)를 분리가능하게 수용하는 요홈 또는 공간부(6)를 포함하며, 상기 고정부(1)는 지지부(3) 및 연결요소(9)의 상호 결합수단(10)에 대응하여 맞물리도록 요홈 또는 공간부(6)속에 상호 결합수단(11)을 더 포함하며;

   상기 비금속 재료는 세라믹 재료, 플라스틱, 또는 이들의 혼합물 또는 이들의 화합물들 중에서 선택되며;

   상기 고정부(1)의 공간부(6)와 상호 결합수단(11)은 예비 소결된 미소결 블랭크 바디를 기계 가공하여 제조되며;

   기계 가공하는 동안의 상기 예비소결된 미소결 바디의 치수는 확대된 치수에 있어서의 요구되는 최종 제품의 복제이며;

   상기 치수는 3차원으로 가변적이며;

   상기 고정부(1)는 기계적 연마, 물리적 또는 화학적 표면처리에 의해 조면을 갖추고 있으며;

   상기 고정부의 외측면의 일부분에 코팅이 제공되며, 상기 코팅은 생체분자 조성물, 펩타이드, 폴리펩타이드, 아미노산, 폴리아미노산, 성장인자 등을 하나 이상 포함하며;

   상기 코팅은 세포에 대한 콜라겐 결합을 모방하는 영역을 가지며, 콜라겐에 대하여 세포 결합성을 갖는 화합물로 이루어지며;

   상기 코팅은 기재상에 고정화된 합성 펩타이드로 이루어지며, 상기 펩타이드는 세포에 대해 콜라겐 결합을 모방하는 영역을 가지며, 콜라겐에 대하여 세포 결합성을 가지며;

   상기 코팅이 P-15의 일부 또는 전체 부분의 생물 활성과 동등한 생물 활성을 갖는 합성 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 비금속 재료는 지르코늄 산화물 세라믹재료로서 이트륨 산화물을 8중량%까지 함유하거나 마그네슘, 또는 칼슘 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 상기 치수는 3차원 변이함수 f(x, y, z)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
9. 제 8항에 있어서, 상기 3차원 치수는 예비 소결된 미소결 바디내 밀도의 3차원 분포로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서, 상기 고정부(1)의 표면 처리가 레이저 처리와 플라즈마 에칭으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트.
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 제 1항에 있어서, 상기 코팅은 Gly-Thr- Pro-Gly-Pro-Gln-Gly-Ile-Ala-Gly-Gln-Arg-Gly-Val-Val의 서열을 갖는 합성 펩타이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
16. 삭제
17. 제1항에 따른 하나 이상의 치아 임플란트를 포함하는 치아 보철물장치.
18. 최종 임플란트 요소에 대하여 필요한 치수를 결정하는 단계,

    평균 최종제품 밀도 이하의 평균 밀도로 미소결 블랭크를 예비 소결하여 성형된 미소결 바디를 형성하는 단계,

    상기 미소결 바디내에 3차원 밀도 분포를 결정하는 단계,

    그 밀도 분포로 부터 3차원 치수 함수를 연산하는 단계,

    연산된 3차원 치수로 미소결 바디를 기계 가공하는 단계,

    그렇게 기계 가공된 미소결 바디를 최종 밀도로 소결하며,

    소결된 고정부의 표면의 일부를 조면처리 또는 코팅하거나, 또는 조면처리 및 코팅하는 단계들을 포함하는, 제1항에 따른 임플란트용 고정부(1)를 제조하는 방법.
19. 삭제

Images