KR101170468B1 - Implant Apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 임플란트장치에 관한 것으로, 임플란트 식립 후 임플란트가 골조직과 신속하고 견고하게 유착될 수 있도록 골조직 성장 촉진제를 투여하기 위한 촉진제 주입관이 형성된 임플란트장치에 관한 것이다.
본 발명은 임플란트 몸체; 상기 임플란트 몸체의 일단에 형성되고, 임플란트 몸체의 내부로 골조직 성장촉진제를 주입하기 위한 주입관; 및 상기 주입관에 연통되어 상기 주입관으로부터 주입된 골조직 성장촉진제를 상기 임플란트 몸체의 측면으로 배출하기 위한 다수의 배출관을 포함하며, 상기 배출관은 배출구쪽으로 갈수록 단면적이 증가하는 형상인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an implant apparatus, and relates to an implant apparatus formed with a promoter infusion tube for administering a bone tissue growth accelerator so that the implant can be quickly and firmly adhered to the bone tissue after implantation.
The present invention is an implant body; An injection tube formed at one end of the implant body for injecting bone tissue growth promoter into the implant body; And a plurality of discharge pipes communicating with the injection pipe for discharging the bone tissue growth promoter injected from the injection pipe to the side of the implant body, wherein the discharge pipe has a shape in which the cross-sectional area increases toward the discharge port.
Description
본 발명은 임플란트장치에 관한 것으로, 임플란트 식립 후 임플란트가 골조직과 신속하고 견고하게 유착될 수 있도록 골조직 성장 촉진제를 투여하기 위한 촉진제 주입관이 형성된 임플란트장치에 관한 것이다. The present invention relates to an implant apparatus, and relates to an implant apparatus formed with a promoter infusion tube for administering a bone tissue growth accelerator so that the implant can be quickly and firmly adhered to the bone tissue after implantation.
일반적으로 임플란트는 상실된 치아를 대처하기 위하여 사용되는 인공 치아 시술에 사용되는 것으로서, 기존의 보철물이나 틀니와 달리, 주변 치아 조직을 상하지 않게 하며, 그 기능이나 형태가 자연 치아와 비슷하면서도 비교적 장기간의 수명을 가지고 있어서, 현재 각광받고 있는 첨단 시술이다.In general, implants are used in artificial dental procedures used to cope with lost teeth. Unlike conventional prosthetics or dentures, implants do not damage surrounding tooth tissue, and their function or shape is similar to natural teeth, but with a relatively long lifespan. It has a high-tech procedure that is currently in the spotlight.
이와 같은 임플란트는 치아가 상실된 부위의 치조골에 매식되는 나사선으로 되어 있는 임플란트 몸체와, 상기 임플란트 몸체의 상측에 결합되며 인공치관(crown)을 외관에 씌우기 위한 기둥으로 사용되는 어버트먼트 및 상기 어버트먼트에 의해 구강 내에 고정되어 자연 치아와 동일한 형태 및 기능을 재현하는 인공치관으로 이루어진다. Such an implant is an implant body made of a screw thread embedded in the alveolar bone of the site where the tooth is lost, the abutment and the abutment coupled to the upper side of the implant body and used as a pillar for covering an artificial crown on the exterior. It is composed of an artificial crown that is fixed in the oral cavity by a treatment to reproduce the same shape and function as natural teeth.
도 1a는 이러한 종래 임플란트를 설명하기 위한 단면도이다.1A is a cross-sectional view for explaining such a conventional implant.
도 1a는 참조하면, 종래 임플란트(100)는 임플란트 몸체(110), 어버트먼트(120) 및 스크류(130)를 포함하여 구성되며, 인공치관은 어버트먼트의 상부로 끼워지나 도시되지는 않았다.Referring to FIG. 1A, a
임플란트 몸체(110)는 치조골에 삽입되어 나사 결합되도록 길이 방향과 수직으로 나사산(112)이 돌출 형성된다. 그리고 상기 임플란트 몸체(110)의 상부에는 어버트먼트결합부(114)가 형성된다.The
어버트먼트(120)는 그 하단이 픽스츄어(110)의 어버트먼트결합부(114)에 위치 및 삽입 결합되고, 내부는 인공치관(미도시)이 삽입, 고정되도록 중공으로 형성된다.The
스크류(130)는 어버트먼트(120)를 관통하여 픽스츄어(110)에 체결되는 것으로서, 스크류(130)가 어버트먼트(120)의 하단부를 관통 및 임플란트 몸체(110)의 상단부에 삽입 체결되도록 하여, 어버트먼트(120)가 임플란트 몸체(110)에 고정되도록 한다.The
이와 같이 구성되는 임플란트(100)의 임플란트 몸체(110)는 시술자의 치조골에 매식된 상태에서 시간이 경과되면, 치조골의 조골 세포가 상기 나사산(112)에 달라붙으면서 골유착이 진행되어, 치조골에 고정된다. When the
그러나, 종래의 임플란트는 식립 초기에 골 조직과의 결합력이 낮아 초기 고정에 어려움이 있었다. However, conventional implants have difficulty in initial fixation due to low adhesion to bone tissue at the initial placement.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 공개 특허 제 10-2010-005286호에 임플란트 식립후 골조직과의 유착을 촉진하기 위한 임플란트장치를 개시하였다. Therefore, in order to solve this problem, disclosed in the Patent Publication No. 10-2010-005286 discloses an implant device for promoting adhesion to bone tissue after implantation.
상기 특허를 도 1b를 참고하여 살펴보면, 임플란트 몸체(10)의 내부에 촉진제 주입관(15)을 상기 임플란트 몸체의 내부를 관통하여 형성하고, 임플란트 몸체(10)의 외주면에 촉진제 배출관과 연통하여 상기 촉진제 주입관(15)으로 유입된 골조직 성장촉진제가 상기 배출관을 통해 배출되어 임플란트 몸체의 외부에 코팅층을 형성한다. 임플란트 몸체(10)의 외주면에는 치조골에 나선결합되도록 나사산(11)이 형성되어 있다. Looking at the patent with reference to Figure 1b, the
상기 임플란트 몸체(10)에는 외측 단부에서부터 임플란트 몸체(10) 내부를 통하여 임플란트 몸체(10)의 측면부로 관통하는 복수개의 촉진재주입홀(15)이 형성되어 있다. 상기 촉진재주입홀(15)의 외측 단부, 즉 입구에는 골조직 성장 촉진제 주입 후 촉진재주입홀(15)을 막아 촉진재의 유출 및 손실을 방지하는 마개(30)가 장착될 수 있다.The
이렇게 함으로써, 골 조직에 식립된 임플란트가 신체의 뼈에 식립 후 임플란트 표면에 골조직 유착 및 성장에 도움을 주는 골조직 성장촉진제가 코팅되어 골조직과 유착을 촉진하여 생체 친화성 및 생체 활성 특성을 극대화 할 수 있다. In this way, the implants placed in the bone tissues are implanted in the bones of the body, and the bone tissue growth promoters are coated on the surface of the implants to promote the adhesion and growth of the bones. have.
이러한 임플란트 몸체(10)는 내부에 골조직 성장 촉진제가 주입되는 주입관과 배출을 위한 측면에 네 개의 배출관이 있는데, 치아를 사용할 때 발생하는 최대하중에 대해 최대응력이 증가하고 네 개의 배출관의 단부인 배출구에 최대 응력이 집중된다는 것을 유한요소 모델링인 콤솔(COMSOL)을 수행하여 발견하였다. 이러한 배출구에 집중된 응력은 배출구가 파열되는 원인이 될 수 있다. The
따라서, 임플란트 몸체의 내부에 형성된 촉진제 주입관과 촉진제 배출관으로 인해 특히 다수의 촉진제 배출관에서 응력집중이 발생하여 최대 응력값이 상승하므로 임플란트가 파열될 가능성이 있어 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다. Therefore, due to the accelerator injection pipe and the accelerator discharge pipe formed inside the implant body, stress concentrations are generated in a plurality of accelerator discharge pipes, and thus the maximum stress value is increased, which may cause the implant to rupture.
따라서, 본 발명의 목적은 임플란트 몸체에 골조직 성장 촉진제를 투여하는 촉진제 주입관 및 촉진제 배출관의 응력집중이 최소화되도록 하여 최대응력을 감소시켜 내구성이 향상된 임플란트장치를 제공함에 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an implant apparatus having improved durability by reducing the maximum stress by minimizing the stress concentration of the accelerator infusion tube and the accelerator discharge tube for administering bone tissue growth accelerator to the implant body.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 따르면, 임플란트 몸체; 상기 임플란트 몸체의 일단에 형성되고, 임플란트 몸체의 내부로 골조직 성장촉진제를 주입하기 위한 주입관; 및 상기 주입관 연통되어 상기 주입관으로부터 주입된 골조직 성장촉진제를 상기 임플란트 몸체의 측면으로 배출하기 위한 다수의 배출관을 포함하며, 상기 배출관은 배출구쪽으로 갈수록 단면적이 증가하는 형상인 것을 특징으로 하는 임플란트장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, an implant body; An injection tube formed at one end of the implant body for injecting bone tissue growth promoter into the implant body; And a plurality of discharge tubes communicating with the injection tube and discharging the bone tissue growth accelerator injected from the injection tube to the side of the implant body, wherein the discharge tube has a shape in which a cross-sectional area increases toward the discharge port. To provide.
상기 배출관은 하부로 경사진 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관과, 상기 측면 상부 배출관의 하부로 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관으로 이루어진다. The discharge pipe includes a pair of side upper discharge pipes having a cone shape inclined downward, and a pair of side lower discharge pipes having the same shape and the same cross-sectional area under the side upper discharge pipes.
상기 배출관은 하부로 경사진 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관과, 상기 측면 상부 배출관의 아래에 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관과, 상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어진다. The discharge pipe has a pair of side upper discharge pipes having a cone shape inclined downward, a pair of side lower discharge pipes having the same shape and the same cross-sectional area under the side upper discharge pipes, and a cone-shaped communication from an end portion to a lower surface of the injection pipe. The discharge pipe.
상기 배출관은 수평면에 비대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관과, 상기 측면 상부 배출관의 아래에 상기 측면 상부 배출관보다 상대적으로 작은 단면적을 가지는 하부로 경사진 콘형상인 한쌍의 측면 하부 배출관과, 상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어진다. The discharge pipe includes a pair of side upper discharge pipes having a cone shape asymmetric to a horizontal plane, a pair of side lower discharge pipes having a cone shape inclined to a lower portion having a smaller cross-sectional area than the side upper discharge pipe under the side upper discharge pipes, and the injection pipe. It consists of a lower surface discharge pipe which communicates from the edge part of the to the lower surface in cone shape.
상기 배출관은 수평면에 대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관과, 상기 측면 상부 배출관의 아래에 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관과, 상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어진다. The discharge pipe has a pair of side upper discharge pipes having a cone shape symmetrical to a horizontal plane, a pair of side lower discharge pipes having the same shape and the same cross-sectional area under the side upper discharge pipes, and communicating from the end of the injection pipe to the bottom surface in a cone shape. The discharge pipe.
상기 배출관은 수평면에 대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관과, 상기 측면 상부 배출관의 아래에 상기 측면 상부 배출관보다 상대적으로 작은 단면적을 가지는 동일 형상의 한쌍의 측면 하부 배출관과, 상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어진다. The discharge pipe may include a pair of side upper discharge pipes having a cone shape symmetrical to a horizontal plane, a pair of side lower discharge pipes having the same cross-sectional area below the side upper discharge pipe under the side upper discharge pipes, and an end portion of the injection pipe. It consists of a lower surface discharge pipe which communicates to a lower surface in cone shape.
상기 배출관은 수평면에 비대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관과, 상기 측면 상부 배출관의 아래에 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관과, 상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어진다. The discharge pipe has a pair of upper side discharge pipes having a cone shape asymmetrical to a horizontal plane, a pair of side lower discharge pipes having the same shape and the same cross-sectional area under the side upper discharge pipes, and a cone-shaped communication from the end of the injection pipe to the lower surface. The discharge pipe.
상기 주입관은 하방향으로 갈수록 증가하는 단면적을 갖는 것을 특징으로 한다. The injection tube is characterized in that it has a cross-sectional area that increases in the downward direction.
따라서, 본 발명에 있어서는 임플란트 몸체에 골조직 성장 촉진제를 투여하는 촉진제 주입관 및 촉진제 배출관의 형상을 최적화하여 응력집중을 최소화하고 최대응력을 감소키셔 내구성을 향상할 수 있다. Therefore, in the present invention, by optimizing the shape of the accelerator injection tube and the accelerator discharge tube for administering the bone tissue growth accelerator to the implant body, it is possible to improve the durability by minimizing the stress concentration and reducing the maximum stress.
도 1a는 일반적인 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도,
도 1b는 종래의 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도,
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도,
도 2b는 도 2a의 임플란트장치가 치조골에 식립된 상태를 나타내는 개략도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도,
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도,
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도, Figure 1a is a cross-sectional view for explaining a general implant device,
Figure 1b is a cross-sectional view for explaining a conventional implant device,
Figure 2a is a cross-sectional view for explaining an implant device according to a first embodiment of the present invention,
Figure 2b is a schematic diagram showing a state in which the implant device of Figure 2a implanted in the alveolar bone,
3 is a cross-sectional view for explaining an implant device according to a second embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view for explaining an implant apparatus according to a third embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view for explaining an implant device according to a fourth embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view for explaining an implant device according to a fifth embodiment of the present invention;
7 is a cross-sectional view for explaining an implant device according to a sixth embodiment of the present invention;
본 발명에서는 임플란트를 치조골에 식립한 후 임플란트 몸체 내부에 촉진제 주입관으로 골조직성장촉진제를 주입하여 다수의 촉진제 배출구를 통해 배출하도록 하는데, 이때 다수의 촉진제 배출구에 응력이 집중된다는 것을 발견하였으며, 응력집중을 최소화하여 최대응력을 감소시켜야만 치아사용 시에 하중에 민감하지 않은 임플란트 장치를 개발할 수 있다는 것을 확인하였다. In the present invention, after implanting the implant into the alveolar bone, the bone tissue growth accelerator is injected into the accelerator injection tube into the implant body to be discharged through a plurality of accelerator outlets, wherein the stress concentration is concentrated in a plurality of accelerator outlets. It was confirmed that the maximum stress should be reduced to minimize the development of implant devices that are not load-sensitive when using teeth.
통상, 응력은 단면에서 응력분포가 균일하다는 가정 하에 평균응력은 수직하중에 비례하고 단면적에 반비례한다. 이에 따라 응력을 줄이는 방법은 똑같은 하중하에서는 단면적을 크게 하는 방법이 있으며, 같은 단면적이라고 해도 하중이 집중되는 부문의 위치나 각도 등을 바꾸어줌으로서 응력 또는 응력집중을 줄일 수 있다. Usually, the stress is proportional to the vertical load and inversely proportional to the cross-sectional area under the assumption that the stress distribution is uniform in the cross section. Accordingly, a method of reducing stress is to increase the cross-sectional area under the same load, and even in the same cross-sectional area, stress or stress concentration can be reduced by changing the position or angle of the section where the load is concentrated.
즉, 본 발명의 발명자는 이러한 응력의 특성을 감안하여 임플란트에서 응력집중이 발생하는 다수의 촉진제 배출구의 크기와 개수를 늘리고 치조골의 해면질과의 접촉면적을 높여주고, 촉진제 배출구의 모양과 위치를 개선하여 응력집중을 완화하고 최대응력을 감소시키고자 다양한 시뮬레이션을 통해 내구성이 뛰어난 임플란트 장치를 개발하게 되었다. In other words, the inventors of the present invention increase the size and number of the plurality of accelerator outlets in which stress concentration occurs in the implant, increase the contact area with the sponges of alveolar bone, and improve the shape and position of the accelerator outlet in view of such stress characteristics. In order to alleviate stress concentration and reduce maximum stress, a highly durable implant device was developed through various simulations.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 기술하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명의 제1실시예에 따른 임플란트장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 임플란트장치가 치조골에 식립된 상태를 나타내는 개략도이다. Figure 2a is a cross-sectional view for explaining the implant device according to the first embodiment of the present invention, Figure 2b is a schematic diagram showing a state in which the implant device of Figure 2a implanted in the alveolar bone.
도 2a 및 도 2b를 참고하면, 본 발명에 따른 임플란트장치는 치조골에 식립되는 대체로 원통형의 임플란트 몸체(20)를 구비한다. 임플란트 몸체(20)는 상부에서 하부로 갈수록 일정한 각도로 좁아지게 테이퍼진 형상으로 이루어질 수도 있는 등 그 형태에 제한은 없다.2A and 2B, the implant device according to the present invention has a generally
임플란트 몸체(20)는 금속 재질, 바람직하기로는 티타늄 또는 티타늄 합금으로 이루어지나, 이외에도 생체 친화적인 세라믹 등 다양한 재료를 사용하여 구성할 수 있다. The
상기 임플란트 몸체(20)에는 외측 상부 주입구(21a)에서부터 임플란트 몸체(20) 내부에 중심축을 상하로 관통하여 골조직 성장촉진제를 주입하기 위한 주입관(21)이 형성되며, 주입관(21)으로부터 연통되어 상기 주입관(21)으로부터 주입된 골조직 성장촉진제를 상기 임플란트 몸체(20)의 측면으로 배출하기 위한 상하 한 쌍씩의 네 개로 이루어진 동일 형상의 측면 배출관(22a,22b,23a,23b)이 형성된다. The
상기 배출관(22a,22b,23a,23b)은 각각의 배출구(21b)쪽으로 갈수록 단면적이 증가하는 콘(con)형상으로 형성된다. 주입구(21a)의 상부로는 촉진제의 유출 및 손실을 방지하는 마개(20a)가 장착될 수 있다. The
상기 골조직 성장 촉진제는 예를 들면, 수산화아파타이트(HAp: Hydroxyapatite) 등의 물질을 이용하여 만들어질 수 있으나, 이외에도 생체 친화성을 가지며 골조직과의 유착 및 성장을 돕는 물질이라면 임의의 다른 물질을 대체하여 사용할 수 있다.The bone tissue growth promoter may be made of, for example, a material such as hydroxyapatite (HAp: Hydroxyapatite), but in addition to any other material that has biocompatibility and helps adhesion and growth with bone tissue, Can be used.
이처럼, 주입관(21)이 임플란트 몸체(20)를 관통하도록 형성되어 골조직 성장촉진제(20b)가 주입되면, 배출관(22a,22b,23a,23b)이 임플란트 몸체(20)의 외주에 배출구를 통해 골조직 성장 촉진제(20b)를 임플란트 몸체(20)의 외측면으로 유출시켜 임플란트 몸체(20)의 일부 또는 전부에 촉진제코팅층(20c)이 형성된다. 이렇게 하여, 임플란트 몸체(20)의 외면에 형성된 촉진제코팅층(20c)은 골조직의 유착 및 성장을 촉진시켜 임플란트를 골조직에 신속하고 견고하게 유착시키는 작용을 하게 된다.As such, when the
상기와 같은 제1실시예에 따른 임플란트 몸체에 대해 응력집중을 최소화하기 위하여 주입관과 배출관의 형상과 크기를 가변하여 하기에서 다양한 실시예들을 참고하여 설명한다. 이하 실시예들에서는 도 2a에서 부여된 주입구와 배출구의 참고번호는 생략하고 설명한다.In order to minimize the stress concentration of the implant body according to the first embodiment as described above by varying the shape and size of the injection pipe and the discharge pipe will be described with reference to various embodiments below. In the following embodiments, reference numerals of the inlets and outlets given in FIG. 2A will be omitted.
하기의 실시예들에서 사용된 응력해석에서는 FEM 툴(tool)로 잘 알려진 콤솔(COMSOL)방법을 사용하였다. In the stress analysis used in the following examples, the COMSOL method, which is well known as a FEM tool, was used.
실제 치아 사용시보다 좀 더 높은 값으로 하중을 주었는데, 수직방향은 아래를 향해서 400N/m, 수평방향은 우측을 향해 75N/m을 주었으며 이 하중들이 임플란트 상부에 균일한 분포하중으로 가해지도록 하였다. The load was applied to a higher value than the actual tooth use. The vertical direction was 400N / m downward and 75N / m horizontally to the right, and these loads were applied with a uniform distribution load on the upper part of the implant.
분석방법은 하중과 제약(constraints)이 시간에 따라 변하지 않는 스태틱 분석(static analysis)을 하였으며 폰 마이세스(von mises) 응력(σv)의 최대값을 구하였다. 각 응력의 값은 하기의 수학식1과 같이 각 지점이 받는 면적당 하중을 표시하며 3개의 수직응력(σii)과 3개의 전단응력(σij) 성분으로 구성되어 있다. The analytical method was a static analysis in which loads and constraints did not change over time and the maximum value of von mises stress (σ v ) was obtained. The value of each stress indicates the load per area received by each point as shown in Equation 1 below, and consists of three vertical stresses (σ ii ) and three shear stresses (σ ij ).
하기의 실시예들에서는 주입관과 배출관의 기능은 상기 제1실시예에서와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하고 응력집중을 최소화하기 위한 다양한 시뮬레이션과정으로 설명하며, 하기의 표 1을 참고하여 설명한다. In the following embodiments, since the functions of the injection pipe and the discharge pipe are the same as in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted and described with reference to various simulation processes for minimizing stress concentration. do.
직경(mm)Injection tube
Diameter (mm)
배출구
직경(mm)Side top
outlet
Diameter (mm)
배출구
직경(mm)Lower side
outlet
Diameter (mm)
배출구
직경(mm)if
outlet
Diameter (mm)
총 단면적
(mm2)Outlet
Total cross section
(mm 2 )
(MPa)Stress
(MPa)
상기 비교예는 본 발명의 종래기술로 언급된 특허 제 10-2010-0005286호에 개시된 임플란트 몸체(도 1b 참고)의 주입관과 배출관의 직경이고 주입관과 배출관의 직경이 0.2mm로 모두 동일한 비교예의 경우는 응력집중에 영향을 미치는 배출관의 단면적이 0.13mm2이고, 최대응력은 3.089MPa로 나타났다. The comparative example is the diameter of the injection tube and the discharge tube of the implant body (see Fig. 1b) disclosed in the patent 10-2010-0005286 referred to in the prior art of the present invention and the diameter of the injection tube and the discharge tube are all equal to 0.2mm In the case of the example, the cross section of the discharge pipe affecting the stress concentration was 0.13mm 2 and the maximum stress was 3.089MPa.
상기 표 1에서 보면, 하기 설명될 실시예들에서 주입관과 배출관의 직경을 크게 하고 배출관의 형상을 제1실시예에서 처럼 콘형상으로 변경하고, 하면의 배출구를 추가로 구성하여 배출관의 단면적이 커짐에 따라 최대응력이 감소하는 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, in the embodiments to be described below, the diameter of the inlet and outlet tubes is increased, and the shape of the outlet tube is changed to a cone shape as in the first embodiment, and the outlet of the lower surface is further configured to have a cross-sectional area of the outlet tube. As it increases, the maximum stress decreases.
도 2a에 제1실시예를 보면, 임플란트 몸체(20)는 주입관(21)의 직경이 0.2mm이고, 하부로 경사진 콘형상으로 이루어진 네 개의 측면 배출관(22a,22b,23a,23b)을 가지며, 각 배출관이 주입관과 연통되어 직경이 배출구 쪽으로 갈수록 증가하여 응력집중을 최소화하기 위해 단면적이 배출구 쪽으로 갈수록 증가하도록 형성하여 네 개의 측면 배출관의 배출구의 직경은 각각 0.8mm이다. 이렇게 하여 배출구의 면적을 넓혀주면 비교예의 최대응력 3.089MPa에서 제1실시예의 최대 응력 2.916MPa로 감소하여 비교예에 비해서 23%의 응력 집중도를 줄이는 효과를 얻었으며, 응력 윤곽(contour) 줌잉(zooming)에 의해 네 개의 배출구(21b)에 응력집중이 감소됨을 확인하였다. 2A, the
도 3의 제2실시예를 보면, 임플란트 몸체(30)는 주입관(31)의 직경을 0.4mm로 증가시키고 동일한 직경의 배출구를 갖는 하부로 경사진 콘형상의 측면 상부 배출관(32a,32b)과 측면 하부 배출관(33a,33b)에 더하여 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관(34)을 추가로 형성하는 것을 제외하고는 제1실시예의 임플란트 몸체(20)와 동일하다. Referring to the second embodiment of FIG. 3, the
또한, 다섯 개의 배출관의 직경은 모두 1mm로 하여 제1실시예의 임플란트 몸체(20)보다 넓게 형성하면, 단면적이 3.93mm2으로 제1실시예의 2.01mm2에 비해 144% 증가함에 따라 최대응력도 제1실시예보다 감소한 1.348MPa임을 알 수 있었고, 각 접점마다 생겼던 모든 응력집중 부분이 사라지고, 측면 상부 배출관(32a,32b)에서만 응력집중이 약하게 발생한 것을 확인하였다. Further, when all of the five discharge pipe diameter is formed to 1mm wider than the first embodiment of the
여기서, 주입관(31)은 다섯 개의 배출관에 병목현상 없이 원활히 골조직 성장촉진제가 배출되도록 하기 위해 직경을 0.4mm로 증가시켰다. Here, the
도 4의 제3실시예를 보면, 임플란트 몸체(40)는 주입관(41)을 중심축에 형성하고, 측면 상부 배출관(42a,42b)의 형상이 수평면에 비대칭인 콘형상을 갖으며 배출구의 직경을 1.6mm로 증가시킨 것을 제외하고는 측면 하부 배출관(43a,43b)과 하면 배출관(44)은 제2실시예와 동일하다. 여기서, 수평면에 비대칭인 콘형상은 수평면에 대칭인 콘형상에서 수평면을 중심으로 일측 대칭면이 제거된 상태의 형상을 말한다. Referring to the third embodiment of Figure 4, the
제3실시예의 임플란트 몸체(40)는 단면적이 6.38mm2으로 제2실시예의 3.93mm2보다 상대적으로 증가함에 따라 최대응력도 1.114MPa로 제2실시예의 최대응력에 비해 17% 감소하고 배출관에서의 응력집중의 감소효과가 뛰어남을 알 수 있다. 따라서, 최대 응력을 감소시키기 위해 측면 상부 배출관의 단면적을 늘이는 것도 효과적인 것임을 알 수 있다. The
도 5의 제4실시예를 보면, 임플란트 몸체(50)는 주입관(51)을 중심축에 형성하고, 측면 상부 배출관(52a,52b)과 측면 하부 배출관(53a,53b)의 형상이 수평면에 대칭인 콘형상으로 형성된 것을 제외하면 제2실시예와 동일하다. 그 결과로 제2실시예와 단면적이 3.93mm2으로 동일하여 최대응력도 1.403으로 제2실시예와 유사한 수준임을 알 수 있다. Referring to the fourth embodiment of Figure 5, the
도 6의 제5실시예를 보면, 임플란트 몸체(60)는 주입관(61)을 중심축에 형성하고, 측면 상부 배출관(62a,62b)의 단면적을 극대화하여 수평면에 대칭인 콘형상으로 배출구의 직경이 2mm로 증가시킨 것을 제외하고는 측면 하부 배출관(63a,63b)와 하면 배출관(64)는 제4실시예와 동일하다. Referring to the fifth embodiment of FIG. 6, the
측면 상부 배출관의 단면적만을 늘려 전체 단면적은 8.64mm2로 증가하였으나 최대 응력은 1.991MPa로 별다른 감소효과를 나타내지는 못하였다. 따라서, 상부 배출관의 단면적 증가만이 최대 응력을 감소시키는 요인이 아님을 알 수 있다. The total cross-sectional area increased to 8.64mm 2 only by increasing the cross-sectional area of the upper side discharge pipe, but the maximum stress was 1.991MPa. Therefore, it can be seen that the increase in the cross-sectional area of the upper discharge pipe is not the only factor that reduces the maximum stress.
도 7의 제6실시예를 보면, 임플란트 몸체(70)는 주입관(71)을 중심축에 형성하고, 측면 상부 배출관(72a,72b)과 측면 하부 배출관(73a,73b)을 수평면에 비대칭인 콘형상으로 형성하고 배출구의 직경을 각각 1.6mm로 하여 단면적이 10.05mm2로 최대가 되도록 형성하였다. Referring to the sixth embodiment of FIG. 7, the
이때의 최대응력은 1.113MPa로 가장 많이 감소하기는 하였으나, 단면적이 작은 제3실시예와 유사한 수준인 것으로 보아 단면적만이 최대응력을 감소시키는 요인이 아님을 알 수 있다. Although the maximum stress at this time was most reduced to 1.113 MPa, it can be seen that the cross-sectional area is not the only factor that reduces the maximum stress, as it is similar to the third embodiment having a small cross-sectional area.
전술한 실시예들과 같이, 배출구의 형상이나 크기 등을 다양화하고 단면적에 따른 최대응력을 확인한 결과, 배출관의 형상은 콘형상이 주류를 이루며, 특히 측면 상부 배출관의 단면적이 측면 하부 배출관의 단면적보다 클 때 가장 바람직한 최대응력감소 결과를 나타내었다. As described above, as a result of varying the shape or size of the discharge port and confirming the maximum stress according to the cross-sectional area, the shape of the discharge pipe is mainly in the shape of a cone, and in particular, the cross-sectional area of the side upper discharge pipe is cross-sectional area of the lower side discharge pipe. When larger, the most desirable maximum stress reduction result was shown.
상기 실시예들에서는 주입관이 동일한 직경인 것으로 하였으나, 원활히 골조직 성장촉진제가 주입되기 위해 주입구로부터 하방향으로 갈수록 증가하는 직경을 갖는 것도 가능하다. In the above embodiments, the injection tube is the same diameter, but it is also possible to have a diameter gradually increasing downward from the injection port in order to smoothly inject the bone tissue growth promoter.
본 발명의 임플란트 장치는 치과용 임플란트는 물론, 의료용 임플란트장치 예를 들면, 정형외과용 임플란트 에도 다양하게 적용될 수 있다. The implant device of the present invention can be applied to a variety of dental implants, as well as medical implant devices, for example, orthopedic implants.
20,30,40,50,60,70 : 임플란트 몸체
21,31,41,51,61,71 : 주입관
22a,22b,32a,32b,42a,42b,52a,52b,62a,62b,72a,72b :측면 상부 배출관
23a,23b,33a,33b,43a,43b,53a,53b,63a,63b,73a,73b :측면 하부 배출관
34,44,54,64,74 : 하면 배출관20,30,40,50,60,70: implant body
21,31,41,51,61,71: injection tube
22a, 22b, 32a, 32b, 42a, 42b, 52a, 52b, 62a, 62b, 72a, 72b
23a, 23b, 33a, 33b, 43a, 43b, 53a, 53b, 63a, 63b, 73a, 73b
34,44,54,64,74: bottom discharge pipe
Claims (8)
상기 임플란트 몸체의 일단에 형성되고, 임플란트 몸체의 내부로 골조직 성장촉진제를 주입하기 위한 주입관; 및
상기 주입관에 연통되어 상기 주입관으로부터 주입된 골조직 성장촉진제를 상기 임플란트 몸체의 측면으로 배출하기 위한 다수의 배출관을 포함하며,
상기 배출관은 배출구쪽으로 갈수록 단면적이 증가하는 형상인 것을 특징으로 하는 임플란트장치.Implant body;
An injection tube formed at one end of the implant body for injecting bone tissue growth promoter into the implant body; And
It includes a plurality of discharge pipes in communication with the injection pipe for discharging the bone tissue growth promoter injected from the injection pipe to the side of the implant body,
The discharge pipe is an implant device, characterized in that the cross-sectional area increases toward the discharge port.
하부로 경사진 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관; 및
상기 측면 상부 배출관의 하부로 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관으로 이루어지는 임플란트장치. According to claim 1, wherein the discharge pipe
A pair of side upper discharge pipes having a cone shape inclined downward; And
Implant apparatus comprising a pair of side lower discharge pipe of the same shape and the same cross-sectional area to the lower side of the upper side discharge pipe.
하부로 경사진 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관;
상기 측면 상부 배출관의 아래에 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관; 및
상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트장치.According to claim 1, wherein the discharge pipe
A pair of side upper discharge pipes having a cone shape inclined downward;
A pair of side lower discharge pipes of the same shape and the same cross-sectional area under the side upper discharge pipes; And
And a lower surface discharge tube communicating from an end portion of the injection tube to a lower surface in a cone shape.
수평면에 비대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관;
상기 측면 상부 배출관의 아래에 상기 측면 상부 배출관보다 상대적으로 작은 단면적을 가지는 하부로 경사진 콘형상인 한쌍의 측면 하부 배출관; 및
상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트장치.According to claim 1, wherein the discharge pipe
A pair of side upper discharge pipes having a cone shape asymmetric to the horizontal plane;
A pair of side lower discharge pipes having a lower inclined cone shape having a smaller cross-sectional area than the side upper discharge pipe under the side upper discharge pipe; And
And a lower surface discharge tube communicating from an end portion of the injection tube to a lower surface in a cone shape.
수평면에 대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관;
상기 측면 상부 배출관의 아래에 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관; 및
상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트장치.According to claim 1, wherein the discharge pipe
A pair of side upper discharge pipes having a cone shape symmetrical with respect to the horizontal plane;
A pair of side lower discharge pipes of the same shape and the same cross-sectional area under the side upper discharge pipes; And
And a lower surface discharge tube communicating from an end portion of the injection tube to a lower surface in a cone shape.
수평면에 대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관;
상기 측면 상부 배출관의 아래에 상기 측면 상부 배출관보다 상대적으로 작은 단면적을 가지는 동일 형상의 한쌍의 측면 하부 배출관; 및
상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트장치. According to claim 1, wherein the discharge pipe
A pair of side upper discharge pipes having a cone shape symmetrical with respect to the horizontal plane;
A pair of side lower discharge pipes having the same shape below the side upper discharge pipe and having a smaller cross-sectional area than the side upper discharge pipe; And
And a lower surface discharge tube communicating from an end portion of the injection tube to a lower surface in a cone shape.
수평면에 비대칭인 콘형상인 한쌍의 측면 상부 배출관;
상기 측면 상부 배출관의 아래에 동일 형상과 동일 단면적의 한쌍의 측면 하부 배출관; 및
상기 주입관의 단부로부터 하면까지를 콘형상으로 연통하는 하면 배출관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트장치.According to claim 1, wherein the discharge pipe
A pair of side upper discharge pipes having a cone shape asymmetric to the horizontal plane;
A pair of side lower discharge pipes of the same shape and the same cross-sectional area under the side upper discharge pipes; And
And a lower surface discharge tube communicating from an end portion of the injection tube to a lower surface in a cone shape.
주입구로부터 하방향으로 갈수록 증가하는 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 임플란트장치.The method of claim 1, wherein the injection tube
Implant apparatus, characterized in that it has a cross-sectional area that increases in the downward direction from the injection port.
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