KR101714311B1 - 임플란트 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임플란트 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시술 편리성을 최대화시키면서 디지털 구강 광학스캐너를 이용하여 캐드캠 작업시 정확한 스캔 정보를 제공할 수 있도록 스캔바디와 힐링어버트먼트를 분리시킨 임플란트 어셈블리에 관한 것이다.

Description

임플란트 어셈블리{IMPLANT ASSEMBLE}

본 발명은 임플란트 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시술 편리성을 최대화시키면서 디지털 구강 광학스캐너를 이용하여 캐드캠 작업시 정확한 스캔 정보를 제공할 수 있도록 스캔바디와 힐링어버트먼트를 분리시킨 임플란트 어셈블리에 관한 것이다.

치과용 임플란트는 뼈에 고정되는 픽스쳐, 픽스쳐와 고정되는 중간구조물인 어버트먼트, 그리고 어버트먼트 위에 결합되는 최종 보철물인 크라운으로 크게 나눌 수 있다.

즉, 도 1의 예시와 같이, 픽스쳐(2)는 정상적인 치아의 치근에 해당하는 것으로 금속제로 성형되고, 그 외면에 형성된 나사를 이용하여 치조골에 고정된다.

그리고, 크라운(4)은 치아의 치관에 해당하는 것으로, 상부가 치은 위에 노출된 상태로 지지되면서 치아로써의 실질적인 기능을 수행하는 것이고, 어버트먼트(6)를 통하여 상기 픽스쳐(2)에 연결된 상태에서 고정된 상태로 지지된다.

여기에서, 상기 픽스쳐(2)의 내부 하측에는 육각형의 홈이 형성되어 있고, 어버트먼트(6)의 하단부에는 상기 육각홈에 삽입되는 육각돌기가 형성되어 있는데, 픽처쳐의 내측 하단부와 어버트먼트(6)의 하단부에 서로 맞물리는 육각홈 및 육각돌기를 형성하는 것은 픽스쳐(2)에 결합되는 어버트먼트(6)가 임의의 외력에 의하여 회전하지 않고 지지될 수 있도록 하기 위한 것이다. 때문에, 육각형에 대신하여 서로가 결합되었을 때 회전을 방지할 수 있는 다각형, 이를 테면 팔각형으로 형성할 수도 있다.

이와 같이 어버트먼트(5)의 하단부에 형성된 육각돌기가 픽스쳐(2) 내부에 형성된 육각홈에 삽입된 상태에서 어버트먼트(6)는 도시하지 않은 고정스크류에 의하여 픽스쳐(2)와 고정된다.

그리고, 상기 크라운(4)은 접착제를 이용하여 어버트먼트(6)에 고정된다.

이러한 구조를 갖도록 임플란트를 시술하는 과정은 도 2의 예시와 같이, 먼저 픽스쳐(2)를 치조골에 식립, 즉 고정한 후 픽스쳐(2)가 골결합이 완성될 때까지 일정 시간(예를 들면 3~4개월)을 기다린다.

그런 다음, 상기 픽스쳐(2)의 골결합이 완료되면 치은(5)의 치유를 위하여 상기 픽스쳐(2)에 힐링어버트먼트(3)를 체결한다.

이때, 상기 힐링어버트먼트(3)는 후과정에서 결합되는 크라운(4) 등을 위하여 치은(5)이 일정한 형상으로 치유될 수 있도록 적절한 이머젼시 프로파일(emergency profile)을 형성하는 기능을 수행하는 것이라고 할 수 있다.

이러한 힐링어버트먼트(3)는 별도의 스크류를 이용하여 픽스쳐(2)에 고정되는 타입도 있고, 그 하단부에 픽스쳐(2)의 내부와 나사결합되는 나사부분을 일체로 구비함으로써 직접 픽스쳐(2)에 고정되는 일체형의 타입도 있다.

힐링어버트먼트(3)를 이용하여 치은(5)이 치유되면서 일정한 이머젼시 프로파일이 형성된 후에는 힐링어버트먼트(3)를 제거하고 픽스쳐(2)에 고정되는 크라운(4)을 성형하기 위한 보철 제조공정이 진행된다.

보철 제조공정은 임프레션 코핑(impression coping)을 이용하여 수작업으로 형을 떠서 크라운을 만드는 방법과, 스캔 어댑터를 이용하여 구강스캐너로 3차원 이미지를 획득한 후 이를 이용하여 크라운을 만드는 방법으로 구분된다.

이때, 임프레션 코핑을 이용하여 직접 형을 뜨는 경우에는 픽스쳐(2)의 상부에 임프레션 코핑을 체결하고, 그 위에 젤리 상태의 인상제를 도포하며, 인상제의 응고에 의하여 구상 내부의 형상과 임프레션 코핑 형상이 인상재에 재현되고 이를 이용하여 보철을 제조하게 된다.

하지만, 이러한 방법은 임프레션의 코핑이 핸들링 및 인상제의 사용 등에 의하여 환자에게 불편한 단점이 있다.

이에 최근에는 디지털 구강 광학스캐너를 이용하여 3차원 형상을 획득하고 이에 기초하여 보철을 제조하고 있는데, 이는 환자의 편의성 및 시대적 요구에 부응하면서 점점 확대되고 있다.

디지털 구강 광학스캐너를 이용하여 구강 내부의 3차원 이미지를 획득하기 위해서는 상술한 종래의 방법에서 사용되는 임프레션 코핑에 대신하여 스캔어댑터를 픽스쳐(2)에 고정한 후 스캔을 수행한다.

여기에서, 구강 내부에 대한 3차원 이미지를 획득하기 위한 스캔을 수행할 때 별도의 스캔어댑터를 사용하는 것은 상술한 바와 같은 픽스쳐(2) 내부에 형성되어 있는 육각홈의 정확한 위치 및 방향을 정확하게 파악해야만 픽스쳐(2)에 고정되는 어버트먼트 및 크라운을 정확하게 디자인할 수 있기 때문이다. 즉, 기준점을 잡기 위한 것이다.

그런데, 스캔어댑터라는 별도의 기구를 픽스쳐(2)에 임시적으로 고정한 후 스캔해야 하고, 스캔 후에는 다시 분리 제거해야 하므로 환자는 물론 의사에게도 부담으로 작용하게 되며, 무엇보다도 시술과정이 복잡해지고 불편하다는 단점이 있다.

이를 개선하기 위해, 등록특허 제10-1417980호에서는 스캔바디라는 구조물을 통해 힐링어버트먼트는 물론 스캔어댑터의 기능까지 갖추도록 일체화시킴으로써 시술과정의 간소화와 편리성 확보, 환자 및 의사에게 시술 부담 경감 등의 효과를 얻도록 하고 있다.

하지만, 등록특허의 경우에는 스캔바디 자체가 치은과의 위생성, 재사용성 등을 위해 티타늄 등의 메탈표면을 갖도록 구성될 수 밖에 없으므로 광학스캐너 사용시 난반사에 의한 교란이 발생하여 취득 이미지의 왜곡을 불러 일으키므로 정확한 정보를 얻을 수 없다는 단점이 있다.

이를 해소하기 위해서는 구강 스프레이를 도포하거나 스캔바디의 표면을 거칠게 처리해야 하는데 이는 별도의 추가 공정을 야기하므로 불편함과 번거로움, 특히 환자에게 부담을 주게 되는 문제가 생겨 종래 스캔어댑터 사용시에 비해 나아진 바가 없게 된다. 더구나, 거친면 가공은 치은에 염증을 일으키는 부작용도 생긴다.

또한, 픽스쳐의 육각 또는 팔각형상을 정확히 인식하기 위해 스캔바디의 외주면을 각진 면으로 대응되게 가공해야 하는데 픽스쳐가 깊게 식립되어 있을 경우 스캔바디의 하측 일부가 치은에 묻여 버리므로 삼차원으로 표면을 스캔해도 기준점이 모호하여 어셈블리 조합이 어렵고, 무엇보다도 치은에 심겨진 픽스쳐의 길이는 길고 기준이 되는 중첩 부위는 좁아 픽스쳐의 길이 정보를 취득할 때 오류가 발생하므로 스캔정보를 토대로 캐드캠 어셈블리 작업시 공정 오차가 발생되는 단점도 파생된다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1417980호(2014.07.03.) '임플란트용 스캔 바디와 임플란트 어셈블리'

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 시술 편리성을 최대화시키면서 디지털 구강 광학스캐너를 이용하여 캐드캠 작업시 정확한 스캔 정보를 획득할 수 있도록 스캔바디와 힐링어버트먼트를 분리시킨 임플란트 어셈블리를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 치조골에 고정된 픽스쳐에 체결되어 치은의 모양을 잡을 때 까지 임시사용되는 힐링어버트먼트를 포함하는 임플란트 어셈블리에 있어서; 상기 힐링어버트먼트의 상단 둘레에는 체결홈이 형성되고; 상기 힐링어버트먼트의 상부에는 스캔바디가 탈착가능하게 조립되되, 상기 스캔바디는 상기 체결홈에 헛돌수 있게 체결되는 결합원통부와, 상기 결합원통부의 상면에서 상기 픽스쳐의 길이에 대한 일정 비율의 길이를 가지면서 픽스쳐의 각면 위치를 잡을 수 있도록 삼각기둥 형상의 삼각돌출부로 이루어진 것을 특징으로 하는 임플란트 어셈블리를 제공한다.

이때, 상기 스캔바디는 PEEK(Polyetheretherketone)로 성형되어 광학스캔시 난반사를 방지하는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 시술 편리성을 최대화시키면서 디지털 구강 광학스캐너를 이용하여 캐드캠 작업시 정확한 스캔 정보를 획득하는 효과를 갖는다.

도 1은 종래 기술에 따른 임플란트 어셈블리의 시술예를 보인 예시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 임플란트 어셈블리 시술과정을 설명하는 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 임플란트 어셈블리의 조립예를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 임플란트 어셈블리를 구성하는 스캔바디의 사용예를 보인 예시도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 임플란트 어셈블리는 픽스쳐(100)를 포함한다.

상기 픽스쳐(100)는 종래 기술에서 설명한 바와 같이, 치은(110)을 절개한 상태에서 치조골에 나사체결되는 형태로 식립되는 베이스이다.

또한, 상기 픽스쳐(100)에는 도시되지 않은 어버트먼트 혹은 스크류(210) 체결을 위한 스크류홈(120)이 형성된다.

그리고, 상기 스크류홈(120)에는 힐링어버트먼트(200)의 하단 일부가 삽입된 상태에서 스크류(210)가 체결되어 힐링어버트먼트(200)가 고정된다.

이때, 상기 힐링어버트먼트(200)의 기능은 종래 기술에서 설명한 바와 같다.

다만, 본 발명에서는 힐링어버트먼트(200)가 스캔어댑터와 일체형으로 개량되었던 등록특허 제10-1417980호의 구성과 달리 스캔어댑터의 기능은 배제되고 원래 힐링어버트먼트(200)의 단독 기능만 수행한다.

즉, 치은(110)이 회복되는 동안 형상을 유지하여 치은(110)이 모양을 잡도록 유도하게 된다.

여기에서, 본 발명은 상기 힐링어버트먼트(200)의 상단 외주면에 체결홈(220)을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 체결홈(220)은 한 피치의 나사산을 포함하며, 스캔바디(300)를 고정하는 공간이다.

아울러, 상기 스캔바디(300)는 상기 힐링어버트먼트(200)와 분리된 상태로 체결 가능하게 구비되는데, 하단에는 상기 체결홈(220)에 체결된 상태에서 헛돌수 있도록 결합원통부(310)가 형성되고, 상기 결합원통부(310)의 상면에는 삼각돌출부(320)가 형성된 구조를 갖는다.

이때, 상기 삼각돌출부(320)는 각면을 제공하여 픽스쳐(100)의 각면과 일치시킴으로써 광학스캐너로 스캔하여 보철물의 형상을 잡을 때 크라운(미도시)의 고정위치를 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다.

특히, 상기 삼각돌출부(320)는 픽스쳐(100)의 길이에 따라 일정비율로 돌출 높이를 달리한 다수개를 구비함으로써 픽스쳐(100)의 길이 정보를 정확하게 스캔할 수 있도록 하여 준다.

뿐만 아니라, 상기 스캔바디(300)는 상기 결합원통부(310)가 힐링어버트먼트(200)의 상단에 체결되어 방향을 조절할 수 있기 때문에 항상 치은(110) 상부로 노출되어 있어 정확한 기준면을 제공하므로 삼각돌출부(320)의 높이를 정확하게 스캔할 수 있도록 하여 준다.

이에 더하여, 상기 스캔바디(300)는 상기 힐링어버트먼트(200)와 분리된 분리형이므로 서로 다른 재질로 제작이 가능하다.

때문에, 본 발명에서는 광학스캔시 난반사에 의한 스캔 불량을 막기 위해 상기 스캔바디(300)를 합성수지재인 PEEK(Polyetheretherketone)으로 제조된다.

상기 PEEK는 열가소성의 고기능성 슈퍼 엔지니어링 플라스틱수지로서 내화학성, 내수성은 물론 고열 안정성이 뛰어나고, 내화염성 및 독성가스 배출량이 매우 적어 인체유해성이 없다.

더구나, PEEK는 일반적인 솔벤트에 녹지 않는 준결정성 수지이기 때문에 탁월한 안정성을 제공하며, 무엇보다도 윤활성이 뛰어나 사출성형은 물론 압출성형이 자유롭고, 내마모성도 우수하다.

이러한 재료를 사용하여 스캔바디(300)를 성형하게 되면 광학스캐너를 이용한 구강 스캐닝시 난반사가 생기지 않아 스캔 불량을 방지하여 정확한 구강 스캐닝이 가능하므로 보다 정확하고 정교한 보철물 제조가 가능하게 된다.

이에 더하여, 본 발명에서는 항균성 및 소수성과 같은 기능성 특징을 더 갖출 수 있도록 상기 PEEK 100중량부에 대해 시트로넬라 오일 5중량부, 오산화인 2중량부, 옥시카르본산염 2중량부, 디클로로디메틸실란 3중량부, 실리카 나노입자 2중량부, 0.1-0.2㎛의 입도를 갖는 규회석 미분과 CMC를 1:1의 중량부로 혼합한 혼합물 2중량부, 메틸펜텐 폴리머 1중량부, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 2중량부, 글리세롤 모노스테아레이트 1.5중량부, 에르소르빈산나트륨 1.5중량부를 더 포함하여 구성된다.

이때, 시트로넬라(citronella) 오일은 점도 조절 및 배합성을 촉진하기 위해 첨가되며, 오산화인은 항균력을 높이기 위해 첨가되고, 옥시카르본산염은 수분함유량을 낮춰 강도를 증대시키기 위해 첨가되며, 디클로로디메틸실란은 강한 소수성 물질로서 수분 흡착을 막아 세균서식을 막고 난반사를 억제하기 위해 첨가된다.

또한, 실리카 나노입자는 투명성 및 부착성, 윤활성, 내열성을 향상시키기 위해 첨가되며, 규회석은 결정수가 없어 치수안정성이 뛰어나므로 제품 성형 후 치수변형이 없도록 유지하고, CMC(CarboxyMethyl Cellulose)는 일종의 폴리머 바인더로서 규회석 미분과의 바인딩, 분산성을 촉진하여 인장강도와 굴곡강도를 향상시키기 위해 첨가된다.

뿐만 아니라, 메틸펜텐 폴리머는 유동성이 좋아 성형성을 향상시키면서 융점이 매우 높아 기계적 강도 향상과 내열안정성을 증대시키기 위해 첨가되며, 에틸렌글리콜모노에틸에테르는 박리와 크랙 발생을 억제하기 위해 첨가되고, 글리세롤 모노스테아레이트는 활제로서의 기능 뿐만 아니라 계면에서의 활성도를 높여 평탄도를 증대시키기 위해 첨가되며, 에르소르빈산나트륨은 산화 방지를 위해 첨가된다.

이렇게 배합된 기능성 첨가물을 이용하여 제조된 시료의 인장강도를 ASTM D639에 의거 측정한 결과, 700MPa로 확인되었으며, 전단강도는 ASTM D3846에 의거 540Kgf/㎠으로 확인되었고, 경도는 ASTM D785에 의허 99HR로 측정되었다.

따라서, 본 발명에 따른 임플란트 어셈블리 부자재로 유통, 시술하는데 전혀 문제가 없음을 확인하였다.

뿐만 아니라, 시료에 곰팡이 균주를 살포한 후 개체수의 증감 여부를 확인한 결과 36시간 방치하였을 때 개체수가 줄어 들었다. 물론, 개체수의 감소 비율이 급격히 줄어들지는 않았지만 장기간 사용시 항균성이 있음을 확인하였다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 임플란트 어셈블리는 도 4의 예시와 같이, 먼저 치조골에 픽스쳐(100)를 식립한다.

그런 다음, 힐링어버트먼트(200)를 픽스쳐(100)의 상단에 올린 후 일부 끼운 상태에서 스크류(210)로 조여 힐링어버트먼트(200)를 픽스쳐(100)에 고정함으로써 치은(110)이 모양을 제대로 갖추도록 유도한다.

이 상태에서, 광학스캐닝 작업이 수행될 때 픽스쳐(100)의 길이에 대응하는 스캔바디(300)를 선택하여 스캔바디(300)의 결합원통부(310)를 힐링어버트먼트(200)의 상단에 체결한다.

이때, 스캔바디(300)의 삼각돌출부(320)의 각면을 픽스쳐(100)의 각면에 맞추어 배치한다.

그런 후에, 광학스캐너를 이용하여 구강을 스캐닝하게 되면 항상 노출되어 있는 결합원통부(310)에 의해 기준면이 정확하게 인식되고, 삼각돌출부(320)는 픽스쳐(100)의 길이에 대한 정보를 정확하게 제공하며, 각면 위치까지 정확하게 제공할 뿐만 아니라 금속표면이 아니므로 난반사가 없어 스캔 정보의 오류 발생이 없어 정확한 크라운 제조가 가능하게 된다.

이후, 크라운 제조가 완료되고 치은(110)의 힐링이 완료되면 힐링어버트먼트(200)를 분리한 후 어버트먼트를 체결한 상태에서 크라운을 고정함으로써 임플란트 시술을 완료하게 된다.

100: 픽스쳐 200: 힐링어버트먼트
300: 스캔바디

Claims (2)

1. 치조골에 고정된 픽스쳐에 체결되어 치은의 모양을 잡을 때 까지 임시사용되는 힐링어버트먼트를 포함하는 임플란트 어셈블리에 있어서;
   상기 힐링어버트먼트의 상단 둘레에는 체결홈이 형성되고;
   상기 힐링어버트먼트의 상부에는 스캔바디가 탈착가능하게 조립되되, 상기 스캔바디는 상기 체결홈에 헛돌수 있게 체결되는 결합원통부와, 상기 결합원통부의 상면에서 상기 픽스쳐의 길이에 대한 일정 비율의 길이를 가지면서 픽스쳐의 각면 위치를 잡을 수 있도록 삼각기둥 형상의 삼각돌출부로 이루어지며;
   상기 스캔바디는 PEEK(Polyetheretherketone)로 성형되어 광학스캔시 난반사를 방지함과 동시에 인장강도, 항균성 및 소수성 특성을 강화시키도록 기능성물질을 더 첨가하되, 상기 기능성물질은 상기 PEEK 100중량부에 대해 시트로넬라 오일 5중량부, 오산화인 2중량부, 옥시카르본산염 2중량부, 디클로로디메틸실란 3중량부, 실리카 나노입자 2중량부, 0.1-0.2㎛의 입도를 갖는 규회석 미분과 CMC를 1:1의 중량부로 혼합한 혼합물 2중량부, 메틸펜텐 폴리머 1중량부, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 2중량부, 글리세롤 모노스테아레이트 1.5중량부, 에르소르빈산나트륨 1.5중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 임플란트 어셈블리.
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