KR102161197B1 - 임플란트재 - Google Patents

Abstract

본 발명인 임플란트재는 나사산부를 구비하는 픽스쳐 및 상기 픽스쳐 양단에 각각 설치되는 드릴링 결합부 및 잠금결합공을 포함하며; 그 중, 상기 픽스쳐 표면에 복수의 공동(孔洞)이 개설되고, 각 공동마다 둘레벽을 구비하며, 상기 둘레벽과 상기 픽스쳐 표면의 연결 부위에 단부 가장자리가 형성되어, 서로 이웃한 공동의 단부 가장자리와 둘레벽이 연결됨으로써 상기 이웃한 공동을 연통시켜 복수의 통로를 형성하며, 상기 임플란트재를 골격 부위와 같은 세포 증식이 필요한 결합 부위에 운용 시, 유합 과정에서 유도되는 골세포가 상기 공동의 단부 가장자리에 신속하게 부착되고, 상기 통로 내로 진입하여 순조롭게 부착 및 증식될 수 있으며, 증식 후의 세포는 또한 상기 공동들과 다수의 통로 사이에서 서로 더 결합되어, 픽스쳐를 안정적으로 피복하고 정위시킬 수 있으며, 픽스쳐와 잠금결합 부위 사이의 결합 효과가 향상되어 잠금결합 부위의 유합 시간을 단축시키기에 유리하다.

Description

임플란트재{IMPLANT DEVICE}

본 발명은 임플란트재에 관한 것으로서, 특히 세포 증식을 돕고 유합 속도를 증진시킬 수 있는 임플란트재에 관한 것이다.

임플란트재는 매우 광범위하게 운용되고 있으며, 특히 치과 및 정형외과의 운용 분야에서 흔히 볼 수 있고, 아래에서는 치과 분야의 임플란트 운용만을 예로 들어 설명한다. 즉 금속 인공 픽스쳐를 구강의 치조골에 삽입하는 것은 현행의 치아 결손에 대한 일반적인 의료행위이며, 픽스쳐를 치조골에 삽입 후, 치조골로부터 유도되는 골세포와 픽스쳐의 결합 과정을 거쳐야만 골유착(osseointegration) 효과를 얻을 수 있다. 픽스쳐를 치조골에 결합시키기 위하여, 현행은 픽스쳐 표면에 다공성 구조를 구비하여, 골세포가 상기 다공성 구조에 부착되어 픽스쳐와 결합될 수 있도록 한다. 그러나 종래 형태의 공동(孔洞)의 성형은 크기, 심도와 간격이 일정하지 않은 문제가 발생하기 쉬워 치조골로부터 초기에 유도되는 골세포와 픽스쳐 간의 결합 작업에 불리하며, 다시 말해 초기 세포는 규모가 아직 너무 작을 수 있기 때문에, 통상적으로 세포를 공동의 크기 정도까지 성장시켜야만 세포가 비로소 밖으로 연장되어 상기 공동 사이에서 결합(interlinking)을 발생시킬 수 있게 된다. 그러나, 이러한 골유착 과정은 비교적 장시간이 소모되어 골조직의 유합 시간이 길어지므로, 여전히 개선이 필요하다.

특허문헌 1 : 한국등록특허공보 제10-1853204호(2018.04.30.) 특허문헌 2 : 한국공개특허공보 제10-2011-0084147호(2011.07.21.)

따라서, 본 발명의 목적은 세포가 신속하고 순조롭게 픽스쳐에 부착될 수 있도록 함으로써, 세포의 생장 능력을 향상시키기에 유리하여, 픽스쳐와 잠금결합 부위 사이가 안정적으로 결합될 수 있을 뿐만 아니라, 잠금결합 부위의 조직 유합 시간을 단축시키기에도 유리한 임플란트재를 제공하고자 하는데 있다.

따라서, 본 발명인 임플란트재는 나사산부를 구비한 픽스쳐, 및 상기 픽스쳐 양단에 각각 설치되는 드릴링 결합부 및 잠금결합공을 포함하며; 그 중, 상기 픽스쳐의 표면에 복수의 공동(孔洞)이 개설되고, 상기 픽스쳐 표면은 나사산부의 임의의 두 이웃한 나사산 사이에서 바깥으로 노출되는 적어도 하나의 샤프트 표면을 포함하며, 상기 각 공동마다 둘레벽을 구비하고, 또한 상기 둘레벽과 상기 픽스쳐 표면의 연결 부위에 단부 가장자리가 형성되며, 상기 서로 이웃한 공동의 단부 가장자리가 연결되어 상기 이웃한 둘레벽을 서로 연결시킴으로써, 상기 서로 이웃한 공동이 서로 연통되어 하나의 통로를 구축하며, 상기 공동의 연통은 다수의 줄줄이 연결되는 형태를 형성하여, 복수의 통로를 형성한다.

이를 통해, 임플란트재를 잠금결합 부위에 식립한 후, 상기 잠금결합 부위로부터 유도되는 세포가 상기 공동의 단부 가장자리에 쉽게 부착될 수 있고, 상기 공동의 각 통로 내부로 삽입되어 신속하게 부착 및 증식할 수 있으며, 증식 후의 세포는 또한 상기 공동과 통로를 거쳐 바깥으로 더 연장되어 다른 공동 및 통로에 지속적으로 부착될 수 있어, 세포가 서로 연결(interlinking)되는 작용을 형성한다. 이에 따라 세포가 단시간 내에 안정적으로 픽스쳐에 부착될 수 있어, 픽스쳐를 피복하고 위치를 결정하는 효과를 얻으며, 따라서 픽스쳐와 고정결합 부위 사이의 결합 효과가 대폭 향상되어 유합 과정에서 픽스쳐가 헐거워지는 것을 방지할 뿐만 아니라, 잠금결합 부위의 조직의 유합 시간을 단축시키기에 더욱 유리하다.

도 1은 본 발명의 제1 바람직한 실시예의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 제2 바람직한 실시예의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제3 바람직한 실시예의 설명도이다.
도 4a 내지 도 4h는 본 발명의 픽스쳐의 공동이 분포되는 상이한 실시도이다. 그 중
도 4a, 4b는 도 1의 원으로 표시한 부위의 확대도이고, 도 4c, 4d, 4g는 도 2의 원으로 표시한 부위의 확대도이며, 도 4e, 4f, 4h는 도 3의 원으로 표시한 부위의 확대도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 픽스쳐 공동이 연결되어 상이한 연통 형태의 통로를 형성한 평면 확대도이다.
도 6은 도 5a의 입체도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명을 치과의 임플란트 수술에 운용하는 사용 설명도이다.

본 발명의 바람직한 실시예의 임플란트재(3)는 주로 의료 임플란트 방면에 적용되며, 예를 들어 치과, 정형외과 등 세포 증식이 필요한 결합 부위에 운용된다. 다시 말해 상기 임플란트재(3)는 구강 내 치조골에 식립되는 인공 임플란트 픽스쳐로 사용되거나, 또는 정형외과 수술에 사용되는 인공 골정 등으로 사용될 수 있다. 이하 고정결합 부위는 구강 내의 치조골이고, 임플란트재(3)는 치조골에 식립되는 픽스쳐만 예로 들어 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 임플란트재(3)는 픽스쳐(31), 드릴링 결합부(311) 및 상기 드릴링 결합부(311) 부위와 상반되는 잠금결합공(312)을 포함한다. 그 중, 상기 픽스쳐(31)는 제1 단부(E1) 및 상기 제1 단부(E1)와 대향하는 제2 단부(E2)를 구비한다. 상기 드릴링 결합부(311)는 상기 제1단부(E1) 부위에 설치되고, 상기 잠금결합공(312)은 상기 픽스쳐(31)의 제2 단부(E2)에 형성되어 상기 드릴링 결합부(311)와 대향하며, 상기 픽스쳐(31)의 양단(E1), (E2) 사이에 위치하는 나선에 나사산부(313)가 설치된다. 상기 나사산부(313)는 상기 제1 단부(E1)로부터 제2 단부(E2) 부위로 연장되는 나사산 구간(3131)을 포함할 수 있으며, 상기 나사산 구간(3131)의 임의의 두 인접한 나사산 사이에 피치(P1)가 형성되어, 구간형 나사산 구조를 형성(도 1 참조)하거나; 또는 상기 나사산부(313)는 적어도 2개의 나사산 구간(3131), (3132)(도 2, 3 참조)을 포함한다. 여기서는 2개의 나사산 구간이 설치되는 것만 예로 들어 설명한다. 즉 픽스쳐(31)상의 나선에 픽스쳐(31)의 제1 단부(E1)로부터 연장되는 나사산 구간(3131), 및 상기 나사산 구간(3131)으로부터 상기 제2 단부(E2) 사이에 연장되는 다른 나사산 구간(3132)이 설치되며, 상기 나사산 구간(3131)의 임의의 두 이웃한 나사산 사이에 피치(P1)가 형성되고, 상기 다른 나사산 구간(3132)의 임의의 두 이웃한 나사산 사이에 피치(P2)가 형성된다. 전술한 나사산의 피치(P1), (P2)는 상이할 수 있으며, 예를 들어, 나사산 구간(3131)의 피치(P1)는 다른 나사산 구간(3132)의 피치(P2)보다 큰 것이 바람직하고, 이와 동시에 상기 제2 단부(E2)의 최대 외경(OD2)이 제1 단부(E1)의 최대 외경(OD1)과 같거나(도 3), 또는 상기 제2 단부(E2)의 최대 외경(OD2)이 제1 단부(E1)의 최대 외경(OD1)보다 클 수 있다(도 2 참조). 예를 들어 상기 다른 나사산 구간(3132)이 소재하는 픽스쳐(31)의 외경이 상기 제2 단부(E2)를 향해 점차 확대되어, 상기 다른 나사산 구간(3132)의 나사산 외경 역시 상기 드릴링 결합부(311)와 반대 방향으로 점차 증가됨으로써, 신속하고 안정적으로 고정 설치하는 효과를 얻을 수 있다.

상기 픽스쳐(31)의 표면(S)에 복수의 공동(32)이 개설되며, 상기 공동(32)의 공경 크기 및 형상에는 제한이 없다. 상기 표면(S)은 픽스쳐(31)상에서 외부로 노출되는 임의의 표면을 포함하며, 예를 들어, 상기 픽스쳐 표면(S)은 샤프트 표면(S1)을 포함한다. 상기 샤프트 표면(S1)은 상기 제1 단부(E1)로부터 축방향으로 제2 단부(E2)까지 연장되어 외부로 노출되는 외부면이며, 또한 상기 외부면은 상기 나사산부(313)의 임의의 두 이웃한 나사산 사이에 노출되거나, 또는 상기 픽스쳐 표면(S)은 전술한 샤프트 표면(S1) 및 상기 나사산부(313)의 전부 또는 국부 나사산의 나사산 표면(S2)을 포함할 수 있으며, 외부로 노출되는 상기 픽스쳐(31)의 국부 영역 또는 전체 영역에 상기 공동(32)이 개설된다. 도 1의 일 구간의 나사산 구조를 예로 들면, 나사산 구간(3131)의 이웃한 나사산 사이에 노출되는 샤프트 표면(S1)에 공동(32)이 개설되거나(도 4a 참조), 도 4b와 같이, 또는 전술한 샤프트 표면(S1), 전술한 나사산 구간(3131)의 나사산의 임의의 나사산 표면(S2)(예를 들어, 상, 하 나사산면 또는 두 개의 나사산면)에 모두 공동(32)이 개설된다.

도 2, 도 3의 2단 나사산 구조를 예로 들면, 도 4g, 도 4h에 도시된 바와 같이 두 개의 나사산 구간(3131), (3132)의 임의의 두 이웃한 나사산 사이에 노출되는 샤프트 표면(S1)에 공동(32)이 개설되거나; 또는 도 4c, 도 4e에 도시된 바와 같이 샤프트 표면(S1) 및 그 중 하나의 나사산 구간(3131)의 나사산의 임의의 나사산 표면(S2)에 공동(32)이 개설되거나; 또는 도 4d, 도 4f에 도시된 바와 같이 샤프트 표면(S1), 2개의 나사산 구간(3131), (3132)의 나사산의 임의의 나사산 표면(S2)(예를 들어, 상, 하 나사산면 또는 2개의 나사산면)에 모두 공동(32)이 개설될 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 매 공동(32)마다 둘레벽(321)을 구비하며, 상기 둘레벽(321)은 상기 픽스쳐 표면(S)으로부터 상기 픽스쳐(31) 내부로 연장되는 벽면이 원으로 둘러싸 상기 공동(32)을 형성하고, 상기 둘레벽(321)과 상기 픽스쳐 표면(S)은 단부 가장자리(322)에서 서로 연결되며, 어느 하나의 공동(32)의 단부 가장자리(322)와 다른 이웃한 공동(32)의 단부 가장자리(322)가 서로 연결되어 이웃한 둘레벽(321)을 서로 연결시킴으로써 상기 서로 이웃한 공동(32)이 하나씩 연결되어 연통되면서 하나의 통로(323)를 형성한다. 상기 픽스쳐(32)는 상기 공동(32)의 연통 형태를 이용하여 복수의 통로(323)를 형성하며, 그 연통 양태는 도 5a 내지 도 5c의 양태를 나타낼 수 있다(아래에 설명한다). 여기서는 도 5a만 도 6에 도시된 바와 같이 입체도면으로 나타내며, 전술한 도 4a-4h의 공동(32) 역시 도 5a의 양태만 예로 들어 설명한다. 또한, 상기 각 공동(32)의 단부 가장자리(322)는 비평탄 형상을 나타내는 것이 바람직하며, 예를 들어 상기 둘레벽(321)과 상기 픽스쳐 표면(S)은 서로 연결되는 가장자리 부위가 요철 형태로 교차되는 비평활 라인을 형성하여, 상기 단부 가장자리(322)가 거친 양태를 띠도록 한다. 이하 상기 단부 가장자리(322)가 거친 형상을 띠는 것을 예로 들어 설명한다.

앞 단락에 이어서, 상기 공동(32)의 연결 방식은 각 통로(323)의 연통 방식에 영향을 준다. 예를 들어, 상기 공동(32)들이 상기 픽스쳐 표면(S)(도면에 도시한 바와 같이 X방향)을 둘러싸면서 스트링을 형성하며, 상기 픽스쳐(31) 내에 도 5a 및 도 6에 도시된 바와 같이 횡방향 연통 공간인 복수의 독립된 횡방향 통로(323)를 형성한다. 상기 공동(32)은 또한 도시된 바와 같이 Y방향(축방향)으로 연결되어, 도 5b에 도시된 바와 같이 종방향 연통 공간인 복수의 독립된 종방향의 통로(323)를 형성할 수도 있으며; 상기 공동은 또한 X, Y 방향으로 연결되어, 상기 이웃한 독립된 통로(323)가 서로 연통됨으로써, 도 5c에 도시된 바와 같이 종, 횡방향 연통 공간인 종횡이 교차하는 관통 형태를 형성할 수도 있다. 전술한 각종 연통 형태의 배치는 세포가 부착 및 증식하는 과정에서 균일하면서 규칙적인 분포를 형성할 수 있게 하며, 나아가 서로 연결되어 픽스쳐(31)를 안정적으로 피복하고 픽스쳐(31)를 정위시킬 수 있다.

이하의 설명은 도 5a의 양태에 관해서만 설명된다.

도 7을 참조하면, 사용 시, 상기 임플란트재(3)를 구강의 치조골(5)에 식립하는 치아 임플란트 수술을 예로 들면, 치아 임플란트 수술 시, 먼저 수술기구(미도시)를 상기 잠금결합공(312)에 삽입하고, 상기 나사산부(313)를 연동시켜 치조골(5)의 프리드릴링 구멍(51) 벽면을 절삭하여 식립 위치를 결정한다. 픽스쳐(31)가 2개의 나사산 구간(3131), (3132)을 지니는 경우(도 8 참조), 드릴링 결합 과정에서 큰 피치(P1)의 나사산 구간(3131)을 먼저 상기 벽면과 큰 면적으로 접촉시켜, 벽면을 절삭하면서 상기 프리드릴링 구멍(51)에 삽입한 다음, 작은 피치(P2)의 다른 나사산 구간(3132)을 상기 나사산 구간(3131)의 나선 궤적을 따라 계속 절삭하면서 삽입한다. 이와 같은 방식으로 상기 픽스쳐(31)를 신속하게 치조골(5)에 삽입할 수 있어 수술 과정에서 환자의 불쾌감을 감소시키는데 도움이 되며, 또한 안정적이고 견고하게 식립 위치를 결정할 수 있다.

상기 픽스쳐(31)가 치조골(5)에 식립된 후, 치조골(5)은 유합 과정에서 골세포(BC)(도 9에 간략하게만 도시하였다)를 유도할 수 있으며, 상기 공동(32)의 단부 가장자리(322)가 거친 형상이기 때문에, 골세포(BC)가 신속하고 순조롭게 상기 단부 가장자리(322)에 달라붙어 상기 공동(32) 내부로 뻗어 들어갈 수 있고, 또한 상기 공동(32) 내, 외부에서 부착 및 증식 행위가 진행될 수 있다. 다시 말해, 상기 골세포(BC)는 상기 단부 가장자리(322)들을 따라 상기 공동(32)으로 진입하여 착상된 후, 즉시 상기 통로(323) 중의 둘레벽(322)에 신속하게 부착되어 증식, 분화의 세포 증식 행위를 진행할 수 있으며, 각 통로(323)의 내부 연통 공간을 통해, 증식된 골세포(BC)가 둘레벽(322)을 따라 지속적으로 부착 및 연장되어 각 통로(323)에 만연될 수 있고, 또한 각자의 통로(323)와 공동(32)으로부터 뻗어 나와 표면(S)을 따라 다른 통로(323)와 공동(32)에 부착되고, 나아가 상기 골세포(BC)가 서로 긴밀하게 결합되어, 전체적으로 픽스쳐(31)를 피복할 수 있어, 상기 픽스쳐(31)의 위치가 치조골(5)에 안정적으로 고정되어 헐거워지는 것을 방지할 수 있다. 따라서 픽스쳐(31)와 치조골(5) 사이의 골유착 효과가 증가한다.

따라서, 상기 서로 연결되는 공동(32)을 이용하거나, 또는 공동(32)이 적시에 거친 형상의 단부 가장자리(322)에 결합되는 배치를 이용하여, 상기 골세포(BC)가 순조롭고 신속하게 상기 단부 가장자리(322) 및 공동(32)에 부착됨으로써, 세포(BC)의 초기 부착 및 생장 능력이 향상되고, 세포(BC)가 상기 통로(323) 내부에서 지속적으로 부착되어 신속하고 균일하게 분포되며, 게다가 상기 통로(323)의 내부 연통 공간 역시 픽스쳐(31)와 골세포(BC) 사이의 접촉 면적을 확대시킴으로써, 세포의 부착 및 생장 능력을 높이고, 골세포(BC)의 신속한 부착, 증식 행위 및 긴밀한 결합 작용을 촉진시킬 수 있어, 치아를 식립한 후의 골유착 효과가 증가될 뿐만 아니라, 골격 조직의 유합 속도를 더욱 가속화하여 유합 시간이 단축된다.

상기 내용을 귀납해보면, 본 발명인 임플란트재는 주로 상기 픽스쳐 표면에 복수의 공동을 개설하고, 상기 서로 이웃한 공동의 단부 가장자리를 연결함으로써, 복수의 통로가 줄지어 연결되는 형태를 형성하며, 이를 통해, 픽스쳐가 식립되는 고정결합 부위로부터 유도되는 세포가 순조롭게 상기 공동에 부착되고, 각 통로로 진입하여 신속하게 부착, 분포되어 증식하고, 증식 후의 세포는 또한 상기 공동과 통로 사이에서 서로 더 결합될 수 있어, 세포가 단시간 내에 픽스쳐에 부착되어 픽스쳐를 피복함으로써 안정적으로 정위시킬 수 있으며, 나아가 픽스쳐와 고정 결합부위의 결합 효과를 높여, 픽스쳐가 헐거워지는 현상을 방지할 뿐만 아니라, 고정 결합 부위의 유합 속도가 더욱 빨라진다.

다만 이상의 설명 내용은 단지 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위한 것일뿐, 이로써 본 발명의 실시 범위를 한정할 수는 없으며, 본 발명의 특허출원 범위 및 발명의 명세서 내용에 의거하여 실시되는 간단한 등가의 변화와 수식은 여전히 본 발명의 특허 범위 내에 속한다.

3: 임플란트재 5: 치조골
31: 픽스쳐 32: 공동
51: 프리드릴링 구멍 311: 드릴링결합부
312: 잠금결합공 313: 나사산부
321: 둘레벽 322: 단부 가장자리
323: 통로 3131, 3132: 나사산 구간
E1, E2: 제1, 제2 단부 P1, P2: 나사산 피치
OD1, OD2: 제1, 제2 단부의 최대 외경 BC: 세포
S: 픽스쳐 표면 S1: 샤프트 표면
S2: 나사산 표면

Claims (8)

1. 제1 단부 및 제1 단부와 대향하는 제2 단부를 구비한 픽스쳐를 포함하는 임플란트재에 있어서,
   상기 픽스쳐는 각각 상기 제1, 제2 단부에 각각 설치되는 드릴링결합부 및 잠금결합공, 및 상기 제1, 제2 단부 사이에 나선으로 설치되는 나사산부를 포함하고, 상기 픽스쳐 표면에 복수의 공동이 형성되며, 상기 픽스쳐 표면은 상기 나사산부의 임의의 두 이웃한 나사산 사이에서 외부로 노출되는 샤프트 표면을 포함하고, 각 공동마다 둘레벽을 구비하며, 상기 둘레벽과 상기 픽스쳐 표면은 단부 가장자리에서 서로 연결되고, 복수의 서로 이웃한 공동의 단부 가장자리 및 둘레벽이 연결 형태를 띰으로써, 상기 이웃한 공동이 줄줄이 연통되어 하나의 통로를 형성하고, 복수 열의 이웃한 공동들이 서로 연통되어 복수의 통로를 형성하며,
   각 공동의 단부 가장자리가 거친 양태를 띠는 임플란트재.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 픽스쳐 표면은 상기 나사산부의 나사산 표면을 더 포함하는 임플란트재.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 나사산부는 적어도 2개의 나사산 구간을 포함하고, 상기 나사산 구간의 임의의 두 이웃한 나사산 사이에 각자 나사산 피치가 형성되며, 상기 나사산 구간의 나사산 피치가 상이한 임플란트재.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2 단부의 최대 외경이 제1 단부의 최대 외경보다 큰 임플란트재.
6. 제1항에 있어서,
   상기 공동의 단부 가장자리가 횡방향으로 연결됨으로써 횡방향으로 관통되는 독립적인 통로를 형성하는 임플란트재.
7. 제1항에 있어서,
   상기 공동의 단부 가장자리가 종방향으로 연결됨으로써 종방향으로 관통되는 독립적인 통로를 형성하는 임플란트재.
8. 제1항에 있어서,
   상기 공동의 단부 가장자리가 횡방향, 종방향으로 연결되어, 상기 서로 이웃한 통로를 서로 연통시킴으로써 종횡이 교차하는 관통 형태를 형성하는 임플란트재.

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