KR101815667B1

KR101815667B1 - 치과용 임플란트 고정체

Info

Publication number: KR101815667B1
Application number: KR1020170072961A
Authority: KR
Inventors: 허영구
Original assignee: 주식회사 네오바이오텍
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2018-01-05

Abstract

치과용 임플란트 고정체가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 해면골 부위에서 일차 안정을 위한 초기 고정이 확보되는 치과용 임플란트 고정체로서, 상기 해면골에 식립되는 제1고정부; 및 피질골에 식립되는 제2고정부를 포함하되, 상기 제1고정부의 나사산은, 소정의 경사각을 가지는 골산능선; 및 오목한 곡면으로 형성된 산골능선을 포함하고, 상기 제2고정부의 나사산은, 상기 피질골에 가해지는 압박하중이 상기 해면골에 가해지는 압박하중 대비 20% 내지 50%가 되도록, 상기 제1고정부의 골산능선 경사각보다 큰 경사각을 가지는 골산능선; 및 오목한 곡면으로 형성된 산골능선을 포함하며, 상기 제2고정부의 골산능선은, 식립 초기시 상기 피질골에 형성된 나사탭과의 사이에 여유공간이 확보되어 상기 피질골에 가해지는 압박하중을 경감시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 고정체가 제공될 수 있다.

Description

치과용 임플란트 고정체 {DENTAL IMPLANT FIXTURE}

본 발명은 치과용 임플란트 고정체에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 식립 초기의 고정력은 크면서 식립 부하는 작은 치과용 임플란트 고정체에 관한 것이다.

치과 임플란트 수술이 성공적으로 이루어지기 위해서는 일차 안정(Primary Stability)을 확보하는 것이 가장 중요하다고 알려져 있고, 이 일차 안정은 일반적으로 임플란트 고정체의 초기 고정(Initial Fixation)에 의해 확보되고 있다.

근래에는 환자의 불편함을 해소하기 위하여, 과거 통상 6개월 정도의 오랜 기간을 필요로 했던 골 중심의 임플란트 수술에서 1개월 안에 이루어질 수 있는 보철 중심의 임플란트 수술로 바뀌면서, 일차 안정을 위한 초기 고정의 확보 부위가 피질골에서 해면골로 바뀌게 되었다.

그 이유는 임플란트 고정체가 식립되면서 주위의 치조골을 밀어 압박하면서 고정될 때, 상대적으로 골밀도가 낮은 해면골이 상대적으로 골밀도가 높은 피질골 보다 쉽게 압축되기 때문이다.

이렇게 골밀도가 상대적으로 낮은 해면골에서 일차 안정을 위한 충분한 초기 고정을 얻기 위해서는 임플란트 고정체의 나사산의 형태가 그에 맞게 설계되어 있어야 한다.

일 예로, 해면골에서의 초기 고정 확보를 위해 골산능선의 경사각을 충분히 작게 형성하는 방법이 있다. 구체적으로, 치과용 임플란트 고정체는 골산능선-산-산골능선으로 이어진 나사산을 구비하게 되는데, 이 중 골산능선의 경사각은 골 압박하중에 많은 영향을 미치게 된다. 즉, 골산능선의 경사각이 커지면 압박하중이 작아질 수 있으며, 반대로 골산능선의 경사각이 작아지면 압박하중이 커질 수 있다.

한편, 해면골의 경우 골밀도가 낮기 때문에 초기 고정력을 높이기 위해서는 상대적으로 높은 골 압박하중이 필요하게 된다. 즉, 해면골에서의 초기 고정을 위해서는 골산능선의 경사각을 작게 설계하여 충분한 압박하중을 확보할 필요가 있게 된다. 이러한 이유로 해면골에서 초기 고정을 확보하는 타입의 치과용 임플란트 고정체는 골산능선의 경사각을 약 15°정도로 하여 압박하중을 얻을 수 있도록 설계되고 있다.

다만, 상기와 같은 종래의 나사산 구조는 다시 새로운 문제들을 야기할 수 있다. 일 예로, 종래 일반적인 경우 치과용 임플란트 고정체의 나사산들은 가공의 용이성이나 비용 등을 고려하여 동일한 형태 및 피치로 설계 및 제작되고 있는데, 이와 같은 상태에서 골산능선의 경사각이 점점 작아지다보니 피질골에 과도한 식립 부하가 걸리는 것이다. 즉, 임플란트 고정체가 피질골에 식립될 때 골 압박하중에 따른 식립 부하가 해면골에 비해 매우 커지는 문제가 발생될 수 있다. 일반적으로 피질골은 해면골에 비해 높은 골밀도를 가지고 있기 때문이다.

또한, 식립 이후에는 압박하중으로 인해 피질골의 골밀도가 과도하게 높아져 뼈 속의 혈액이나 산소 흐름을 방해할 수 있으며, 이렇게 혈액이나 산소의 흐름을 방해받는 피질골은 단기간에 괴사하여 사라지게 되어 임플란트 수술 초기에 골 소실을 발생시킬 수 있고, 이는 임플란트 고정체가 해면골에서 충분한 초기 고정력을 얻었음에도 불구하고 수술 초기에 임플란트 수술이 실패하는 문제를 낳았다.
[선행특허문헌]
국제공개공보 WO 2010/006740

본 발명은 상술한 종래기술의 문제를 해결하기 위해 창안한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 피질골에 가해지는 골 압박 하중을 해면골에 가해지는 골 압박 하중 보다 작게 함으로써 해면골에서 충분한 초기 고정력을 얻으면서 피질골에서는 하중에 따른 식립 부하를 줄일 수 있는 치과용 임플란트 고정체를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해면골 부위에서 일차 안정을 위한 초기 고정이 확보되는 치과용 임플란트 고정체로서, 상기 해면골에 식립되는 제1고정부; 및 피질골에 식립되는 제2고정부를 포함하되, 상기 제1고정부의 나사산은, 소정의 경사각을 가지는 골산능선; 및 오목한 곡면으로 형성된 산골능선을 포함하고, 상기 제2고정부의 나사산은, 상기 피질골에 가해지는 압박하중이 상기 해면골에 가해지는 압박하중 대비 20% 내지 50%가 되도록, 상기 제1고정부의 골산능선 경사각보다 큰 경사각을 가지는 골산능선; 및 오목한 곡면으로 형성된 산골능선을 포함하며, 상기 제2고정부의 골산능선은, 식립 초기시 상기 피질골에 형성된 나사탭과의 사이에 여유공간이 확보되어 상기 피질골에 가해지는 압박하중을 경감시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 고정체가 제공될 수 있다.

본 발명의 치과용 임플란트 고정체는 제2고정부에 의해 피질골에 가해지는 골 압박 하중이 제1고정부에 의해 해면골에 가해지는 골 압박 하중 보다 작기 때문에, 해면골에서 충분한 초기 고정력을 얻으면서 피질골에서는 하중에 따른 식립 부하를 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 치과용 임플란트 고정체의 개략도;
도 2a 내지 도 2c는 도 1의 고정체가 치조골에 식립되는 과정을 순서대로 나타내는 개략도들;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치과용 임플란트 고정체의 개략도; 및
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 고정체가 치조골에 식립되는 과정을 순서대로 나타내는 개략도들이다.

도 1은 종래의 치과용 임플란트 고정체의 개략도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 치과용 임플란트 고정체(100)는 제1고정부(110)와 제2고정부(150)를 포함하고 있다.

제1고정부(110)는 치조골 중 상대적으로 골밀도가 낮은 해면골에 식립되어 고정되는 부위로, 골산능선(111a)-산(111b)-산골능선(111c) 순으로 이어진 나사산(111)들이 같은 형태와 같은 피치를 갖게 형성되어 있다.

제2고정부(150)는 치조골 중 상대적으로 골밀도가 높은 피질골에 식립되어 고정되는 부위로, 골산능선(151a)-산(151b)-산골능선(151c) 순으로 이어진 나사산(151)들이 같은 형태와 같은 피치를 갖게 형성되어 있다.

고정체(100)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시한 순서대로 치조골에 식립된다. 구체적으로, 먼저 도 2a와 같이, 피질골과 해면골을 포함한 치조골 속에 탭드릴에 의해 나사산이 형성되어진다. 다음, 도 2b와 같이, 화살표 방향으로 가해지는 하중(F)에 의해 고정체(100)가 형성된 나사산을 따라 치조골 속에 식립되기 시작한다. 이후 식립이 계속 진행되어 도 2c와 같이 완전히 식립되게 된다.

도 2c와 같이, 고정체(100)가 치조골에 완전히 식립되면, 가해졌던 하중(F)이 고정체(100)에 형성된 각 나사산으로 분포되어 전달되게 된다. 각 나사산에 전달된 하중(f)은 주위의 뼈(골)를 압박하게 되는 데, 이때 골을 압박하는 하중(f1)은 골산능선의 경사각(θ)에 따라 아래 식 1과 같이 달라진다.

[식 1] 골 압박 하중(f1) = 나사산에 전달된 하중(f)×cosθ

여기서, 경사각(θ)은 0°~ 90°사이에 존재하기 때문에, 경사각(θ)이 작아지면 골 압박 하중(f1)이 커지고, 경사각(θ)이 커지면 골 압박 하중(f1)이 작아지는 것을 알 수 있다.

상대적으로 골밀도가 낮은 해면골에서 초기 고정력을 높이기 위해서는 골 압박 하중이 커야 하기 때문에, 종래에는 제1고정부(110)에 형성된 나사산의 골산능선(111a)의 경사각(θ)을 약 15°로 하여 큰 골 압박 하중(f1)을 얻게 설계하였다.

또한 나사 가공의 어려움과 그에 따른 비용의 증가 등의 다양한 이유로, 치조골에 먼저 식립되는 제1고정부(110)의 나사 구조에 맞춰 뒤따라 식립되는 제2고정부(150)의 나사 구조도 같게 설계하였다.

하지만, 종래의 기술은 제2고정부(150)의 나사산에 의한 골 압박 하중(f1)과 제1고정부(110)의 나사산에 의한 골 압박 하중(f1)이 같다 보니, 제2고정부(150)가 피질골에 식립될 때, 골 압박 하중(f1)에 따른 식립 부하가 해면골에 비해 매우 커지는 문제가 있었다.

이하, 첨부한 도면들을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치과용 임플란트 고정체에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 치과용 임플란트 고정체의 개략도이고, 도 4a 내지 도 4c는 도 3의 고정체가 치조골에 식립되는 과정을 순서대로 나타내는 개략도들이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 치과용 임플란트 고정체(200)는 제1고정부(210)와 제2고정부(250)를 포함한다.

제1고정부(210)는 치조골 중 상대적으로 골밀도가 낮은 해면골에 식립되어 고정되는 부위로, 골산능선(211a)-산(211b)-산골능선(211c) 순으로 이어진 나사산(211)들이 같은 형태와 같은 피치를 갖게 형성된다.

제1고정부(210)는 해면골에서 종래와 같은 수준의 초기 고정력을 얻을 수 있게 하기 위하여, 제1고정부(210), 나사산(211), 및 골산능선(211a)-산(211b)-산골능선(211c)의 구성을 종래의 제1고정부(110), 나사산(111), 및 골산능선(111a)-산(111b)-산골능선(111c)의 구성과 같게 하였고, 골산능선(211a)의 경사각(θ1) 또한 종래와 같이 약 15°로 하였다. 산골능선(111c)은 오목한 곡면으로 형성될 수 있다.

제2고정부(250)는 치조골 중 상대적으로 골밀도가 높은 피질골에 식립되어 고정되는 부위로, 골산능선(251a)-산(251b)-산골능선(251c) 순으로 이어진 나사산(251)들이 같은 피치를 갖게 형성된다.

제2고정부(250)는 피질골에서 골 압박 하중에 따른 식립 부하를 종래 보다 줄이기 위하여, 제2고정부(250), 나사산(251), 및 골산능선(251a)-산(251b)-산골능선(251c)의 구성을 종래의 제1고정부(150), 나사산(151), 및 골산능선(151a)-산(151b)-산골능선(151c)의 구성과 다르게 하였다.

구체적으로, 골산능선(251a)의 경사각(θ2)을 약 20°~ 30°로 하여 골 압박 하중을 약 2배~5배로 감소시켰고, 또한 산(251b)의 폭(w2)을 산(211b)의 폭(w1)의 약 1/2로 하여 치조골에 형성된 나사탭과 제2고정체(250)의 나사산(251) 사이에 여유 공간이 확보되게 하였다. 또한, 산골능선(251c)는 오목한 곡면으로 형성될 수 있다.

고정체(200)가 치조골에 식립되는 과정을 도 4a 내지 도 4c에 개략적으로 도시하였다.

먼저 도 4a와 같이, 피질골과 해면골을 포함한 치조골 속에 탭드릴에 의해 나사산이 형성된다.

다음, 도 4b와 같이, 화살표방향으로 가해지는 하중(F)에 의해 고정체(200)가 탭드릴에 의해 형성된 나사산을 따라 치조골 속에 식립되기 시작한다.

이후 식립이 계속 진행되어 도 4c와 같이 완전히 식립되게 된다.

도 4c와 같이, 고정체(200)가 치조골에 완전히 식립되면, 가해졌던 하중(F)이 고정체(200)에 형성된 각 나사산으로 분포되어 전달되게 된다. 각 나사산에 전달된 하중(f)은 주위의 뼈(골)를 압박하게 되는 데, 이때 골을 압박하는 하중(f1,f2)은 골산능선의 경사각(θ1,θ2)에 따라 달라진다.

앞서 종래 기술에서 설명한 [식 1]에 의해, 해면골에 가해지는 골 압박 하중(f1)은 나사산에 전달된 하중(f)×cosθ1이 되고, 피질골에 가해지는 골 압박 하중(f2)은 나사산에 전달된 하중(f)×cosθ2가 된다.

본 실시예에서, 골산능선(211a)의 경사각(θ1)을 약 15°이고, 골산능선(251a)의 경사각(θ2)을 약 20°~ 30°이기 때문에, 골 압박 하중(f1)=나사산에 전달된 하중(f)×cos15°이고, 골 압박 하중(f2)=나사산에 전달된 하중(f)×cos(20°~ 30°)가 된다.

이를 기초로 골 압박 하중(f1)과 골 압박 하중(f2)의 크기를 비교하여 보면, 아래 [식 2]와 같이, 골 압박 하중(f2)은 골 압박 하중(f1)의 -0.5배 ~ -0.2배가 되어, 약 2배~5배가 감소했음을 알 수 있다.

[식 2] 골 압박 하중(f2) = 골 압박 하중(f1)×(cosθ2/cosθ1)

= 골 압박 하중(f1)×{cos(20°~ 30°)/cos15°}

=(-0.5 ~ -0.2)×골 압박 하중(f1)

또한 나사산(251)의 1/2로 작아진 산(251b)의 폭(w2) 덕분에 치조골에 형성된 나사탭과 제2고정부(250)의 나사산(251) 사이에는 미세하지만 여유 공간(s)이 확보되었다. 이 여유 공간(s)에는 압박되는 피질골이 채워지거나, 식립 후에 생성되는 골이 채워지게 된다.

본 실시예에서는, 피질골의 골밀도가 해면골의 골밀도의 1/2~1/5의 수준임을 감안하여, 피질골에 가해지는 골 압박 하중(f2)을 해면골에 가해지는 골 압박 하중(f1)의 1/2~1/5로 하였으나, 이 수치에 한정되지 않고 피질골의 골밀도가 해면골의 골밀도의 차이에 맞게 골 압박 하중(f2)이 변경될 수 있는 것이 바람직하다. 이에 더하여, 골 압박 하중(f1)에 의해 해면골에 생기는 응력과 골 압박 하중(f2)에 의해 피질골에 생기는 응력을 같거나 거의 비슷한 수준으로 골 압박 하중(f2)이 조절될 수 있게, 나사산이 변경되는 것이 더욱 바람직하다.

200 : 치과용 임플란트 고정체 210 : 제1고정부
250 : 제2고정부 211,251 : 나사산
211a,251a : 골산능선 211b,251b : 산
211c,251c : 산골능선

Claims

해면골 부위에서 일차 안정을 위한 초기 고정이 확보되는 치과용 임플란트 고정체로서,
상기 해면골에 식립되는 제1고정부; 및
피질골에 식립되는 제2고정부를 포함하되,
상기 제1고정부는 15°의 경사각을 가지는 골산능선, 산, 그리고 오목한 곡면으로 형성된 산골능선의 순으로 이어진 나사산들을 포함하고,
상기 제2고정부는 20°~ 30°의 경사각을 가지는 골산능선, 상기 제1고정부의 산의 폭의 1/2에 해당하는 폭을 갖는 산, 그리고 오목한 곡면으로 형성된 산골능선의 순으로 이어진 나사산들을 포함하고,
상기 제2고정부의 골산능선은, 상기 피질골 및 해면골에 미리 형성된 나사탭 중 상기 피질골의 나사탭을 압박하게 되는 부위와, 이 부위로부터 상기 제2고정부의 산까지 연장하는 부위로서 상기 피질골의 나사탭과 상기 제2고정부의 골산능선 사이에 여유공간을 확보케 하는 부위로 이루어진 치과용 임플란트 고정체.
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