KR101470972B1 - 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템 - Google Patents

Abstract

임플란트용 픽스츄어 제작 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템은, 치조골 내부의 영상정보를 획득하여 치조골에 형성된 공동(cavity)의 형상을 인식하는 치조골 공동 인식장치; 치조골 공동 인식장치에 의해 인식된 치조골의 공동의 형상에 따라 픽스츄어(fixture)에 마련되는 나사부의 나사산 형상을 모델링하는 나사산 모델링장치; 및 나사산 모델링장치에 의해 결정된 나사산의 형상으로 나사부를 가공하는 나사산 가공장치를 포함하며, 치조골 공동 인식장치는, 영상정보를 복수의 격자 구역으로 분할하여 공동의 크기를 계산하는 공동 크기 계산부를 포함한다.

Description

임플란트용 픽스츄어 제작 시스템{Implant fixture manufacturing system}

본 발명은, 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 임플란트용 픽스츄어에 마련되는 나사산이 환자의 골밀도에 최적화된 형상으로 가공되는 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템에 관한 것이다.

임플란트는 원래 인체조직이 상실되었을 때, 회복시켜 주는 대치물을 의미하지만, 치과에서는 인공으로 만든 치아를 이식하는 일련의 시술을 가리킨다.

상실된 치근(뿌리)을 대신할 수 있도록 인체에 거부반응이 없는 티타늄(titanium) 등으로 만든 치근인 픽스츄어(fixture)를 치아가 빠져나간 치조골에 심은 뒤, 인공치아를 고정시켜 치아의 기능을 회복하도록 하는 시술이다.

일반 보철물이나 틀니의 경우, 시간이 지나면 주위 치아와 뼈가 상하지만 임플란트는 주변 치아조직을 상하지 않게 하며, 자연치아와 기능이나 모양이 같으면서도 충치가 생기지 않으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.

인공치아 시술(임플란트 또는 임플란트 시술이라고도 함)은, 픽스츄어의 종류에 따라 다양하지만 소정의 드릴을 사용하여 식립위치를 천공한 후 픽스츄어를 치조골에 식립하여 뼈에 골융합시킨 다음, 픽스츄어에 지대주(abutment)를 결합시킨 후에, 지대주에 최종 보철물을 씌움으로써 완료되는 것이 일반적이다.

임플란트는 단일 결손치 수복은 물론이거니와 부분 무치아 및 완전 무치아 환자에게 의치의 기능을 증진시키고, 치아 보철 수복의 심미적인 면을 개선시키며, 나아가 주위의 지지골 조직에 가해지는 과도한 응력을 분산시킴과 아울러 치열의 안정화에 도움을 준다.

이러한 임플란트는 일반적으로, 인공 치근으로서 식립되는 픽스츄어(Fixture)와, 픽스츄어 상에 결합되는 지대주(Abutment)와, 지대주를 픽스츄어에 고정하는 지대주 스크류(Abutment Screw)와, 지대주에 결합되는 인공치아를 포함한다. 여기서, 지대주를 픽스츄어에 결합시키기 전에, 즉 치조골에 픽스츄어가 골융합되기까지의 기간 동안에 치유 지대주(미도시)가 픽스츄어에 결합되어 결합 상태를 유지하기도 한다.

임플란트의 한 구성요소인 픽스츄어는, 임플란트가 시술되는 위치에 드릴 등을 이용하여 치조골에 형성된 드릴 홀에 식립되는 부분으로서 인공 치근의 역할을 담당한다. 따라서 픽스츄어는 치조골에 견고하게 식립되어야 한다.

이에, 픽스츄어의 외면에는 드릴 홀을 형성하는 치조골의 내측벽 부분에 견고히 결합될 수 있도록 나사부(나사산)가 형성된다. 이러한 나사부는 치조골에 인입되어 픽스츄어와 치조골이 견고히 결합될 수 있도록 할 뿐만 아니라 픽스츄어와 치조골의 접촉면적을 증대시킴으로써 치조골에 대한 픽스츄어의 고정력, 특히 초기 고정력(initial stability)을 강화시키는 역할을 한다.

이처럼 임플란트 시술은 드릴을 이용하여 치조골에 홀을 천공한 후, 천공된 홀에 픽스츄어를 식립하고, 이어 골융합이 진행되면 픽스츄어에 지대주를 결합시키고 최종적으로 인공치아(보철물)를 씌우는 단계로 진행된다.

그런데 이러한 종래의 임플란트용 픽스츄어는, 골밀도가 높은 치조골(내부에 공동(cavity)이 적거나 공동의 크기가 작은 치조골)에 식립되는 경우 치조골에 대한 픽스츄어의 골융합이 견고히 이루어져 치조골에 대한 고정력을 확보할 수 있으나, 골밀도가 낮은 치조골(내부에 공동(cavity)이 많거나 공동의 크기가 큰 치조골)에 식립되는 경우 치유를 위한 수개월의 골융합 기간이 경과하더라도 치조골에 대한 골융합이 밀도 있게 진행되지 않는다.

즉 골밀도가 낮은 치조골의 경우, 픽스츄어에 마련되는 일반적인 나사산의 두께가 치조골의 공동의 크기보다 작아 치조골에 대한 픽스츄어의 고정력을 확보할 수 없으며, 이로 인해 임플란트의 재시술이 요구되는 문제가 발생될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 픽스츄어에 큰 두께의 나사산을 마련하는 경우, 공동의 크기보다 큰 두께를 갖는 나사산에 의해 픽스츄어가 치조골에 식립되는 과정에서 본 로스(bone loss)가 많아지는 문제가 있다.

따라서 환자의 치조골에 형성된 공동의 크기에 대응하는 나사산이 마련된 임플란트용 픽스츄어 세트 및 이러한 픽스츄어의 제작 시스템의 개발이 필요한 실정이다.

한국특허등록공보 제10-0939227호 (주식회사 오스템임플란트), 2010.01.21

따라서 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 나사산이 치조골에 형성된 공동의 형상에 대응하는 형상으로 제작되어 환자의 골밀도와 관계없이 견고하게 치조골에 골융합되는 픽스츄어를 제작할 수 있는 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는, 치조골에 형성된 공동의 다양한 크기에 대응할 수 있어 환자의 골밀도와 관계없이 견고하게 치조골에 골융합되는 픽스츄어 세트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 치조골 내부의 영상정보를 획득하여 상기 치조골에 형성된 공동(cavity)의 형상을 인식하는 치조골 공동 인식장치; 상기 치조골 공동 인식장치에 의해 인식된 상기 치조골의 공동의 형상에 따라 픽스츄어(fixture)에 마련되는 나사부의 나사산 형상을 모델링하는 나사산 모델링장치; 및 상기 나사산 모델링장치에 의해 결정된 나사산의 형상으로 상기 나사부를 가공하는 나사산 가공장치를 포함하는 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템이 제공될 수 있다.

상기 치조골 공동 인식장치는, 상기 영상정보를 복수의 격자 구역으로 분할하여 상기 공동의 크기를 계산하는 공동 크기 계산부를 포함할 수 있다.

상기 나사산 모델링장치는, 제1 몸체부와, 제1 나사산이 상기 제1 몸체부의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제1 나사부를 포함하는 제1 픽스츄어; 및 제2 몸체부와, 제2 나사산이 상기 제2 몸체부의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제2 나사부를 포함하며, 상기 제2 나사산은 상기 제1 나사산과는 상이한 형상으로 마련되는 제2 픽스츄어를 포함하는 임플란트용 픽스츄어 세트를 모델링하되, 상기 제1 나사산 및 상기 제2 나사산은, 상기 제1 나사산 및 상기 제2 나사산의 두께 차이, 피치(pitch) 차이 및 높이 차이 중 적어도 어느 하나의 차이를 갖도록 모델링할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 몸체부와, 제1 나사산이 상기 제1 몸체부의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제1 나사부를 포함하는 제1 픽스츄어; 및 제2 몸체부와, 제2 나사산이 상기 제2 몸체부의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제2 나사부를 포함하며, 상기 제2 나사산은 상기 제1 나사산과는 상이한 형상으로 마련되는 제2 픽스츄어를 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 나사산은, 치조골에 형성되는 공동의 크기에 따라 선택 가능하도록 미리 결정된 차이만큼의 두께 차이를 가질 수 있다.

상기 제1 및 제2 나사산은, 치조골에 형성되는 공동의 크기에 따라 선택 가능하도록 미리 결정된 차이만큼의 피치 차이를 가질 수 있다.

상기 제1 및 제2 나사산은, 치조골에 형성되는 공동의 크기에 따라 선택 가능하도록 미리 결정된 차이만큼의 높이 차이를 가질 수 있다.

상기 제1 및 제2 몸체부는, 적어도 일부분이 식립되는 방향을 따라 단면적이 점진적으로 작아지도록 외면이 테이퍼지게 마련될 수 있다.

상기 제1 및 제2 몸체부는, 상단부 영역에 지대주(abutment)와 연결되며, 외측면이 라운드(round) 가공되는 베벨부; 및 상기 베벨부의 하부에 마련되며, 라운드 또는 직각으로 형성되는 홈부를 더 포함할 수 있다.

상기 베벨부의 외측면은 최대 지름이 상기 제1 및 제2 나사부의 최대 지름보다 작을 수 있다.

상기 지대주(abutment)가 결합되도록 상기 몸체부의 상단부 내부 영역에 마련되는 지대주 결합부를 더 포함하며, 상기 지대주 결합부는, 상기 몸체부의 상단부에서 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 1차로 함몰되는 1차 함몰부; 상기 1차 함몰부의 하단부에서 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 2차로 함몰 형성되는 2차 함몰부; 및 상기 2차 함몰부의 중앙 영역에서 상기 몸체부의 길이 방향을 따라 형성되어 상기 지대주의 결합을 위한 지대주 스크류(abutment screw)가 체결되는 스크류홈을 포함할 수 있다.

상기 2차 함몰부는 원주 방향을 따라 다각형의 형상으로 형성될 수 있다.

상기 1차 함몰부의 내벽은, 상단부에서 하단부로 갈수록 직경이 점진적으로 좁아지는 테이퍼진 테이퍼벽으로 마련될 수 있다.

상기 제1 및 제2 나사부는, 상기 제1 및 제2 몸체부의 원주 방향을 따라 형성되는 커팅 에지부(cutting edge)를 더 포함할 수 있다.

상기 커팅 에지부는, 커팅된 단면의 형상이 원형의 그루브(groove) 형상일 수 있다.

상기 커팅 에지부는, 상기 몸체부의 원주 방향을 따라 동일한 간격을 두고 3개가 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 몸체부는, 동일한 형상으로 마련될 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 나사산 모델링장치가 치조골 공동 인식장치에 의해 인식된 치조골의 공동의 형상에 따라 픽스츄어(fixture)에 마련되는 나사부의 나사산 형상을 모델링하고, 나사산 가공장치가 나사산 모델링장치에 의해 결정된 나사산의 형상으로 상기 나사부를 가공함으로써, 환자의 골밀도와 관계없이 견고하게 치조골에 골융합되는 픽스츄어를 제작할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예들은, 복수의 픽스츄어 각각에 서로 상이한 두께의 나사산이 마련됨으로써, 환자의 골밀도에 따라 픽스츄어를 선택하여 픽스츄어를 환자의 골밀도와 관계없이 견고하게 치조골에 골융합시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 픽스츄어의 식립 과정이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 픽스츄어를 제작하는 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템이 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 임플란트용 픽스츄어 세트가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3의 임플란트용 픽스츄어 세트가 치조골에 식립된 상태가 도시된 도면이다.
도 5는 도 3의 제1 픽스츄어가 도시된 사시도이다.
도 6은 도 5의 정면도이다.
도 7은 도 6에서 나사부가 제거된 도면이다.
도 8은 도 5의 저면도이다.
도 9는 도 5의 단면도이다.
도 10은 도 5의 평면도이다.
도 11은 본 실시예의 지대주가 도시된 사시도이다.
도 12는 도 11의 지대주와 도 5의 제1 픽스츄어의 결합상태가 도시된 도면이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 픽스츄어의 식립 과정이 개략적으로 도시된 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 잇몸(20)에는 많은 수의 치아(10)가 배열되어 있다. 치아(10)는 음식물을 잘게 부수어 위장으로 보내는 1차적 소화수단으로 사람마다 상이할 수는 있지만 보통 28개 정도가 갖춰진다.

이러한 치아(10)들 중에서 어느 한 치아(10)가 상실될 경우(구치부가 결손되는 경우), 상실된 치아(10)로 인해 심미감이 떨어질 뿐만 아니라 음식물을 씹는데 상당히 불편할 수밖에 없다.

이에, 상실된 치아(10)의 잇몸(20)에 치아(10)의 치근(11)을 대체할 수 있는 수단으로서 픽스츄어(1)를 식립하게 된다. 도 1에는 자세히 도시하고 있지 않지만, 픽스츄어(1)는 잇몸(20) 내의 치조골(미도시)에 식립되는 데, 식립 전 픽스츄어(1)의 식립을 위해 드릴 작업이 선행된다. 즉 치조골의 소정 위치에 드릴링된 홀(H)이 가공된다.

이러한 픽스츄어(1)는 인체에 거부반응이 없는 티타늄(Ti, Titanium) 또는 티타늄(Ti) 합금으로 제조될 수 있다.

참고적으로, 이하에서 설명될 본 실시예의 픽스츄어(1)는 최초의 임플란트 시술 시 사용되는 것일 수도 있고, 혹은 시술 실패 시 손상된 부위에 소정의 골대체 재료를 보충하지 않고 해당하는 치조골에 직접 식립할 때 사용되는 응급용일 수도 있다.

도 2는 도 1의 픽스츄어를 제작하는 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템이 개략적인 구성도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템은, 치조골(Y)의 상태를 검사하여 치조골(Y)에 형성된 공동(cavity, X)의 형상을 인식하는 치조골 공동 인식장치(M1)와, 치조골 공동 인식장치(M1)에 의해 인식된 치조골(Y)의 공동(X)의 형상에 따라 픽스츄어(fixture)에 마련되는 나사부의 나사산(N) 형상을 모델링하는 나사산 모델링장치(M2)와, 나사산 모델링장치(M2)에 의해 결정된 나사산(N)의 형상으로 나사부를 가공하는 나사산 가공장치(M3)를 포함한다.

치조골 공동 인식장치(M1)는, 치조골(Y) 내부의 영상정보를 획득하여 치조골(Y)에 형성된 공동(X)의 형상을 인식한다. 본 실시예에서 치조골 공동 인식장치(M1)는, X선 촬영기 등으로 이루어질 수 있는데, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 치조골(Y) 내부를 시각화 또는 디지털화할 수 있는 다양한 기구가 치조골 공동 인식장치(M1)로 사용될 수 있다.

또한 치조골 공동 인식장치(M1)는, 영상정보를 복수의 격자 구역으로 분할하여 공동(X)의 크기를 계산하는 공동 크기 계산부(M1a)를 포함한다.

도 2의 (a)에서 밝은색 부분은 치조골(Y)의 지주골, 피층 등에 해당하며 검은색 부분은 공동(X)에 해당한다.

나사산 모델링장치(M2)는, 치조골 공동 인식장치(M1)에 의해 인식된 치조골(Y)의 공동(X)의 형상에 따라 픽스츄어(fixture)에 마련되는 나사부의 나사산(N) 형상을 모델링한다.

이러한 나사산 모델링장치(M2)는, 치조골(Y)의 공동(X)에 나사산(N)이 배치되도록 나사산(N)의 피치(pitch) 간격, 두께 또는 높이 중 적어도 어느 하나를 조절한다.

이때 공동(X)의 크기가 나사산(N)의 두께를 결정하는 중요한 인자로 작용한다. 특히 홀(H)에 인접하는 공동(X)의 크기가 나사산(N)의 두께 결정의 더욱 중요한 인자로 작용한다.

또한 공동(X)의 크기에 맞추어 나사산(N)의 높이가 결정된다. 즉 나사산(N)은, 픽스츄어(1)가 치조골(Y)에 식립 시 적어도 일부분이 공동(X)의 내벽에 지지될 수 있는 높이로 마련된다.

또한 공동(X)의 분포에 맞추어 나사산(N)의 피치(pitch) 간격이 조절된다. 즉 나사산(N)은, 치조골(Y)에 식립 시 적어도 일부분이 공동(X)에 배치될 수 있는 피치 간격으로 마련된다.

나사산 가공장치(M3)는, 나사산 모델링장치(M2)에 의해 결정된 나사산(N)의 형상으로 나사산(N)을 가공한다.

결국 본 실시예의 픽스츄어(1)의 나사산(N)은, 환자의 치조골(Y) 골밀도의 특수성(공동(X)의 크기 또는 분포)에 맞추어 두께, 높이 또는 피치 간격이 결정된다. 따라서 본 실시예의 픽스츄어(1)는, 치조골(Y)에 식립 시 나사산(N)이 치조골(Y)의 빈 공간(공동(X))을 채울 수 있음으로써, 환자의 골밀도에 관계없이 견고하게 치조골(Y)에 골융합될 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템은, 나사산 모델링장치(M2)가 치조골 공동 인식장치(M1)에 의해 인식된 치조골(Y)의 공동(X)의 형상에 따라 픽스츄어(fixture)에 마련되는 나사부의 나사산(N) 형상을 모델링하고, 나사산 가공장치(M3)가 나사산 모델링장치(M2)에 의해 결정된 나사산(N)의 형상으로 나사부를 가공함으로써, 환자의 골밀도와 관계없이 견고하게 치조골(Y)에 골융합되는 픽스츄어를 제작할 수 있다.

도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 임플란트용 픽스츄어 세트가 도시된 도면이고, 도 4는 도 3의 임플란트용 픽스츄어 세트가 치조골에 식립된 상태가 도시된 도면이며, 도 5는 도 3의 제1 픽스츄어가 도시된 사시도이고, 도 6은 도 5의 정면도이며, 도 7은 도 6에서 나사부가 제거된 도면이고, 도 8은 도 5의 저면도이며, 도 9는 도 5의 단면도이고, 도 10은 도 5의 평면도이고, 도 11은 본 실시예의 지대주가 도시된 사시도이며, 도 12는 도 11의 지대주와 도 5의 제1 픽스츄어의 결합상태가 도시된 도면이다.

도 3 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 임플란트용 픽스츄어 세트(100, 200)는, 제1 몸체부(110)와, 제1 나사산(121)이 제1 몸체부(110)의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제1 나사부(120)를 포함하는 제1 픽스츄어(100)와, 제2 몸체부(210)와, 제2 나사산(221)이 제2 몸체부(210)의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제2 나사부(220)를 포함하며, 상기 제2 나사산(221)은 상기 제1 나사산(121)과는 상이한 형상으로 마련되는 제2 픽스츄어(200)를 포함한다.

제1 픽스츄어는 제1 몸체부(110)와, 제1 나사산(121)이 제1 몸체부(110)의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제1 나사부(120)를 포함한다. 제2 픽스츄어(200)는, 제2 나사산(221)이 제2 몸체부(210)의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제2 나사부(220)를 포함한다. 또한, 상기 제2 나사산(221)은 상기 제1 나사산(121)과는 상이한 형상으로 마련된다.

즉 본 실시예에서 상기 제1 및 제2 나사산(121,221)은, 치조골(Y)에 형성되는 공동(X)의 크기에 따라 선택 가능하도록 미리 결정된 차이만큼의 두께 차이를 갖는다.

또한 상기 제1 및 제2 나사산(121,221)은, 치조골(Y)에 형성되는 공동(X)의 크기에 따라 선택 가능하도록 미리 결정된 차이만큼의 피치 차이를 갖는다.

상기 제1 및 제2 나사산(121,221)은, 치조골(Y)에 형성되는 공동(X)의 크기에 따라 선택 가능하도록 미리 결정된 차이만큼의 높이 차이를 갖는다.

결국 본 실시예의 임플란트용 픽스츄어 세트(100,200)는, 제1 및 제2 픽스츄어(100, 200)의 제1 및 제2 나사산(121, 221)의 두께, 높이 또는 피치 간격이 각각 다르기 때문에 환자의 치조골(Y) 골밀도의 특수성(공동(X)의 크기 또는 분포)에 맞추어 제1 및 제2 픽스츄어(100, 200)의 선택을 제공할 수 있다.

따라서 본 실시예의 제1 및 제2 픽스츄어(100, 200)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 치조골(Y)에 식립 시 제1 나사산(121)이 치조골(Y)의 빈 공간(공동(X))을 채울 수 있어 환자의 골밀도에 관계없이 견고하게 치조골(Y)에 골융합될 수 있다.

한편 제2 픽스츄어(200)는 치조골(Y)에 식립된 제1 픽스츄어(100)의 사이즈가 헐거울 때(즉 제1 나사산(121)의 두께가 홀에 인접하는 공동(X)의 크기보다 작을 때) 제1 픽스츄어(100)를 빼고 그 자리에 그대로 식립될 수도 있다. 물론, 동일한 조건으로 제2 픽스츄어(200)보다 나사산의 두께가 큰 제3 픽스츄어(300), 제4 픽스츄어(미도시) 등이 해당 홀(H)에 식립될 수 있다.

이처럼 제1 픽스츄어(100)가 식립되었던 그 자리에 별도의 드릴 가공 없이, 또한 주변의 치조골(Y) 손상 없이 제2 픽스츄어(200)가 식립되기 위해서는 제1 픽스츄어(100)와 제2 픽스츄어(200)는 동일한 형상으로 마련된다. 즉 제1 몸체부(110) 및 제2 몸체부(210)는 실질적으로 동일한 크기로 마련될 수 있다. 이는 제3 픽스츄어(400)와 제4 픽스츄어 등도 마찬가지이다.

한편 본 실시예에 따른 제1 및 제2 픽스츄어(100, 200)는 제1 및 제2 나사산(121, 221)을 제외하고는 거의 동일한 구조를 갖는다. 따라서 이하에서 제2 픽스츄어(200)에 대한 구조 설명은 대체적으로 생략하는 대신 제1 픽스츄어(100)에 대한 구조를 구체적으로 설명하면서 필요에 따라 제1 픽스츄어(100)와 상이한 제2 픽스츄어(200)의 부분을 해당 위치에서 부연하도록 한다.

한편, 제1 몸체부(110)는 적어도 일부분이 식립되는 방향을 따라 단면적이 점진적으로 작아지도록 외면이 테이퍼지게 마련된다.

이와 같이 본 실시예의 제1 몸체부(110)는, 적어도 일부분이 식립되는 방향을 따라 단면적이 점진적으로 작아지도록 외면이 테이퍼지게 마련됨으로써, 자연치와 유사한 구조로 형성되어 안정적이며, 식립 시 발생하는 본 히팅(bone heating)을 억제하여 식립을 용이하게 하며, 초기 고정력을 높일 수 있다.

이러한 제1 몸체부(110)는, 상단부 영역에 지대주(abutment, 130)와 연결되며, 외측면이 라운드(round) 가공되는 베벨부(111)와, 베벨부(111)의 하부에 마련되며, 라운드 또는 직각으로 형성되는 홈부(112)를 더 포함한다.

베벨부(111)는, 지대주(130)와 연결되며, 외측면이 라운드(round) 가공된다. 이러한 베벨부(111)는 지대주(130)가 제1 픽스츄어(100)에 결합될 때 제1 픽스츄어(100)와 지대주(130)가 맞닿는 부분으로 치조골(Y)과의 접촉 면적을 증대시켜 보다 넓은 면적에서의 접촉으로 인한 강한 고정력을 제공하는 역할을 한다.

또한 본 실시예에서의 베벨부(111)는, 외측면이 라운드(round) 가공되어 모서리진 부분이 없는 둥근 형태로 마련된다. 이러한 라운드 처리된 베벨부(111)는, 제1 픽스츄어(100)의 식립 시 치조골(Y)에 걸리는 부하를 줄여 본 로스(bone loss)를 감소시킨다.

홈부(112)는, 베벨부(111)의 하부에 마련되며, 라운드 또는 직각으로 형성된다. 이러한 홈부(112)는 라운드 가공된 베벨부(111)의 외측면과 자연스럽게 연결되면서 마련되며, 자연스러운 연결로 인하여 본 로스(bone loss)를 줄인다.

한편, 베벨부(111)의 외측면은 최대 지름이 나사부(200)의 최대 지름보다 작게 형성된다. 이로 인해 제1 픽스츄어(100)의 식립 시 치조골(Y)에 걸리는 부하를 줄이고 본 로스(bone loss)를 감소시키며 베벨부(111)를 위한 별도의 식립 기구가 불필요하다.

한편, 본 실시예에서 베벨부(111)는 아노다이징(anodizing) 처리되는데, 아노다이징 처리됨으로써 강도와 내마모성면에서 기존 제품보다 훨씬 우수한 효과를 제공할 수 있다. 또한 아노다이징에 의하여 베벨부(111)에 착색과 부드러운 표면 효과를 얻을 수 있어 심미적으로 우수한 효과가 있다.

아노다이징에 대해 간략하게 설명한다. 금속(부품)을 양극에 걸고 희석-산의 액에서 전해하면, 양극에서 발생하는 산소에 의해서 소지금속과 대단한 밀착력을 갖인 산화피막(산화알미늄 : Al₂O₃)이 형성된다. 양극산화란 즉 양극(Anode)과 산화(Oxidizing)의 합성어(Ano-dizing) 이다. 전기도금에서 부품을 음극에 걸고 도금하는 것과는 차이가 있다. 양극산화의 가장 대표적인 소재는 AL이고 그 외에 Mg, Zn, Ti, Ta, Hf, Nb 의 금속 소재상에도 아노다이징 처리를 하고 있다. 최근에는 마그네슘과 티탄 소재상의 아노다이징 처리도 점차 그 용도가 늘어 가고 있다.

한편, 본 실시예에 따른 임플란트용 제1 픽스츄어(100)는, 지대주(130)가 결합되도록 제1 몸체부(110)의 상단부 내부 영역에 마련되는 지대주 결합부(140)를 더 포함한다.

도 10 및 도 11을 먼저 참조하여 지대주(130)에 대해 간략히 살펴보면, 지대주(130)는, 절두원추 형상을 가지며 내측에 관통공(134)이 형성되는 지대주 몸체(131)와, 지대주 몸체(131)의 하단부에 형성되는 1차 결합부(132)와, 1차 결합부(132)의 하단부에 형성되는 2차 결합부(133)를 포함한다. 1차 결합부(132)는 지대주 결합부(140)의 후술할 1차 함몰부(141)에 끼워지면서 결합되는 부분이고, 2차 결합부(133)는 지대주 결합부(140)의 후술할 2차 함몰부(142)에 끼워지면서 결합되는 부분이다. 후술하겠지만 1차 함몰부(141)의 내벽은 테이퍼벽(141a)을 형성하기 때문에 지대주(130)의 1차 결합부(132) 역시 그 외면이 테이퍼벽(141a)과 동일한 경사로 테이퍼져 있으며, 2차 결합부(133)의 형상은 2차 함몰부(142)의 형상과 동일하게 마련된다.

이러한 구조의 지대주(130)가 결합되는 지대주 결합부(140)는, 제1 몸체부(110)의 상단부에서 제1 몸체부(110)의 길이 방향을 따라 1차로 함몰되는 1차 함몰부(141)와, 1차 함몰부(141)의 하단부에서 제1 몸체부(110)의 길이 방향을 따라 2차로 함몰 형성되는 2차 함몰부(142)와, 2차 함몰부(142)의 중앙 영역에서 제1 몸체부(110)의 길이 방향을 따라 형성되어 지대주(130)의 결합을 위한 지대주 스크류(abutment screw, 미도시)가 체결되는 스크류홈(143)을 포함한다.

1차 함몰부(141)는 지대주(130)의 1차 결합부(132)가 결합되는 부분이다. 이때, 지대주(130)의 1차 결합부(132)는 제1 픽스츄어(100)의 1차 함몰부(141) 내에서 강한 결합 또는 밀착 결합되어야 하는데, 강한 결합이 이루어져야 결합이 잘 풀리지 않게 되며, 또한 밀착 결합되어야 실링(sealing)이 됨으로써 감염의 우려를 없앨 수 있게 된다.

이에 1차 함몰부(141)의 내벽은, 상단부에서 하단부로 갈수록 직경이 점진적으로 좁아지도록 테이퍼진 테이퍼벽(141a)으로 마련된다. 테이퍼벽(141a)의 경사 각도는 지대주(130)의 1차 결합부(132)의 외면 경사 각도와 마찬가지로 2도 내지 6도의 범위를 가질 수 있는데, 이러한 범위로서 테이퍼벽(141a)이 형성되도록 1차 함몰부(141)를 가공하고, 이에 지대주(130)를 결합시키면 테이퍼벽(141a)이 형성된 1차 함몰부(141)에서 지대주(130)의 1차 결합부(132)가 강한 결합 또는 밀착 결합될 수 있다.

2차 함몰부(142)는 1차 함몰부(141)를 통과한 지대주(130)의 2차 결합부(133)가 형상맞춤되게 끼워지면서 결합되는 부분이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 지대주(130)의 2차 결합부(133)가 마치 육각 너트 형상을 가지므로 이에 대응되게 형상맞춤될 수 있도록 2차 함몰부(142) 역시 육각 형상으로 제작된다. 이처럼 2차 함몰부(142)는 육각 모양으로 형성되며, 지대주(130)의 2차 결합부(133)는 2차 함몰부(142)에 형상맞춤되게 끼워지면서 2차 함몰부(142)에 결합됨으로써, 지대주(130)의 회전이 방지된다.

스크류홈(143)은 지대주(130)의 1차 결합부(132) 및 2차 결합부(133)가 지대주 결합부(140)의 1차 함몰부(141) 및 2차 함몰부(142)에 각각 끼워지면서 결합된 경우, 지대주(130)의 관통공(134)을 통과한 지대주 스크류(abutment screw, 미도시)가 체결되는 부분이다. 이러한 스크류홈(143)은 지대주(130)의 관통공(134)과 동일한 크기로 제작된다.

한편 제1 나사부(120)는, 제1 몸체부(110)의 원주 방향을 따라 형성되는 커팅 에지부(cutting edge,122)를 더 포함한다.

이러한 커팅 에지부(122)는, 날카로운 선단을 형성함으로서, 제1 픽스츄어(100)의 식립을 보다 용이하게 한다.

본 실시예의 커팅 에지부(122)는, 도 8을 참조하여 살펴보면, 커팅된 단면의 형상이 원형의 그루브(groove) 형상을 갖도록 마련되는데, 커팅 에지부(122)를 직선으로 이루어진 홈 형상으로 마련하는 경우에의 날카로운 선단이 부각되어 치조골(Y)의 식립 시 저항력을 높이며, 제1 픽스츄어(100)에 제1 나사산(121)의 형상이 줄어들어 오히려 표면적을 감소시켜 치조골(Y)과의 결합력을 저하시킨다.

본 실시예와 같이 그루브 형상으로 마련되는 커팅 에지부(122)는, 제1 나사산(121)의 표면적을 넓혀서 제1 픽스츄어(100)의 식립 시 결합력을 향상시키고, 그에 따라 초기 고정력을 높일 수 있다.

본 실시예에서 커팅 에지부(122)는 제1 몸체부(110)의 원주 방향을 따라서 동일 간격으로 3개 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위는 이에 제한되는 것은 아니며 필요에 따라 커팅 에지부(122)의 개수는 가감이 가능하다.

이러한 구성을 갖는 제1 픽스츄어(100)를 이용한 임플란트 시술에 대해 도 1 및 도 3 내지 11을 참조하여 간략하게 살펴보면 다음과 같다.

우선, 소정의 드릴(미도시)을 사용하여 식립 위치를 천공하여 도 1과 같은 형태의 홈(H)을 형성한다. 이때, 홈(H)의 직경은 굳이 좁게 천공할 필요도 없으며, 통상적인 홈(H)의 수준, 즉 제1 픽스츄어(100)의 사이즈 수준으로 형성하면 된다.

다음, 식립위치에 본 실시예의 제1 픽스츄어(100)를 배치하고 제1 픽스츄어(100)를 치조골(Y)의 홈(H)에 삽입하여 식립한다.

이처럼 제1 픽스츄어(100)를 식립하면, 커팅 에지부(122)와 더불어 제1 나사부(120)의 구조적인 특징에 의해 식립되는데, 이때 커팅 에지부(122)와 테이퍼진 제1 몸체부(110)의 형상에 의하여 본 히팅(bone heating)이 감소되고 우수한 초기 고정력을 확보할 수 있다.

또한, 본 실시예의 제1 픽스츄어(100)의 경우, 베벨부(111)를 라운드 가공하여 제1 픽스츄어(100)의 식립시 치조골(Y)에 걸리는 부하를 줄여 본 로스(bone loss)를 감소시킬 수 있다. 또한 보철물(미도시)과 연결되는 부분이 둥글게 형성되어 있어 보철물과 제1 픽스츄어(100)가 자연스럽게 연결되어 심미적인 임플란트 시술이 되는 이점이 있다.

한편, 본 실시예에 따른 제1 나사산(121)은, 홈(H)에 인접한 공동(X)에 배치될 수 있는 두께, 높이 또는 피치 간격으로 마련됨으로서, 치조골(Y)에 제1 픽스츄어(100)의 식립 시 제1 나사산(121)이 치조골(Y)의 빈 공간(공동(X))에 배치될 수 있다.

제1 픽스츄어(100)의 식립이 완료되고 제1 픽스츄어(100)에 대한 골융합이 진행될 시간이 지나면, 제1 픽스츄어(100)의 지대주 결합부(140)에 지대주(130)를 결합시킨다. 그런 다음에, 지대주(130)에 최종 보철물(미도시)을 씌움으로써 임플란트 시술은 완료된다.

이와 같이 본 실시예에 따른 임플란트용 픽스츄어 세트(100, 200)는, 환자의 치조골의 골밀도(공동(X)의 크기)에 선택되며, 치조골(Y)에 식립 시 제1 및 제2 나사산(121,221)이 치조골(Y)의 빈 공간(공동(X))을 채움으로써, 환자의 골밀도에 관계없이 픽스츄어(100,200)를 치조골(Y)에 견고하게 골융합시킬 수 있다.

이와 같이 본 실시예에 따른 임플란트용 픽스츄어 세트(100,200)는, 복수의 픽스츄어 각각에 서로 상이한 형태의 나사산이 마련됨으로써, 환자의 골밀도에 따라 픽스츄어(200,300)를 선택하여 환자의 골밀도에 관계없이 픽스츄어(200,300)를 견고하게 치조골(Y)에 골융합시킬 수 있다.

100: 제1 픽스츄어 110: 제1 몸체부
111: 베벨부 112: 홈부
120: 제1 나사부 121: 제1 나사산
122: 커팅 에지부 130: 지대주
131: 지대주 몸체 132: 1차 결합부
133: 2차 결합부 134: 관통공
140: 지대주 결합부 141: 1차 함몰부
142: 2차 함몰부 143: 스크류홈
200: 제2 픽스츄어 210: 제2 몸체부
220: 제2 나사부 221: 제2 나사산
300: 제3 픽스츄어 310: 제3 몸체부
320: 제3 나사부 321: 제3 나사산
Y: 치조골 X: 공동
M1: 치조골 공동 인식장치 M1a: 공동 크기 계산부
M2: 나사산 모델링장치 M3: 나사산 가공장치

Claims (17)

1. 치조골 내부의 영상정보를 획득하여 상기 치조골에 형성된 공동(cavity)의 형상을 인식하는 치조골 공동 인식장치;
   상기 치조골 공동 인식장치에 의해 인식된 상기 치조골의 공동의 형상에 따라 픽스츄어(fixture)에 마련되는 나사부의 나사산 형상을 모델링하는 나사산 모델링장치; 및
   상기 나사산 모델링장치에 의해 결정된 나사산의 형상으로 상기 나사부를 가공하는 나사산 가공장치를 포함하며,
   상기 치조골 공동 인식장치는,
   상기 영상정보를 복수의 격자 구역으로 분할하여 상기 공동의 크기를 계산하는 공동 크기 계산부를 포함하는 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템.
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3. 제1항에 있어서,
   상기 나사산 모델링장치는,
   제1 몸체부와, 제1 나사산이 상기 제1 몸체부의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제1 나사부를 포함하는 제1 픽스츄어; 및
   제2 몸체부와, 제2 나사산이 상기 제2 몸체부의 외면 둘레를 따라 나선형으로 형성되는 제2 나사부를 포함하며, 상기 제2 나사산은 상기 제1 나사산과는 상이한 형상으로 마련되는 제2 픽스츄어를 포함하는 임플란트용 픽스츄어 세트를 모델링하되,
   상기 제1 나사산 및 상기 제2 나사산은,
   상기 제1 나사산 및 상기 제2 나사산의 두께 차이, 피치(pitch) 차이 및 높이 차이 중 적어도 어느 하나의 차이를 갖도록 모델링하는 것을 특징으로 하는 임플란트용 픽스츄어 제작 시스템.
   
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