KR102304071B1 - 치과용 임플란트 픽스쳐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 픽스쳐의 외부 나사산 구조와 내부 다각형부 구조를 개선하여 픽스쳐 내부 다각형부 저면에서의 응력 집중에 의한 피로 파절을 방지할 수 있는 치과용 임플란트 픽스쳐 구조를 제공한다. 이를 위해 본 발명은 픽스쳐의 외주면에 단일 피치(Pitch)의 나사산이 형성되되, 상기 픽스쳐의 하단으로부터 위쪽으로 일정구간까지는 골 깊이가 깊은 나사산이 형성된 외부 하단 나사산 구간이 형성되고, 상기 외부 하단 나사산 구간의 위쪽으로는 골 깊이가 낮은 나사산이 형성된 외부 상단 나사산 구간이 형성되며, 상기 픽스쳐의 내측에는 보철물 지지를 위한 어버트먼트가 결합될 수 있는 내부 홈이 형성되되, 상기 내부 홈은 상측 경사부와, 횡단면 형상이 다각형인 다각형부와, 상기 다각형부의 아래쪽에 형성되고 상기 다각형부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 갖는 나사산이 형성된 어버트먼트 결합용 내부 나사부를 포함하고, 상기 다각형부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 내부 나사부 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 원형의 보링 구간을 마련하며, 상기 외부 상단 나사산 구간은 상기 픽스쳐의 상단면을 기준으로 볼 때 상기 보링 구간 하단으로부터 2개 내지 4개 나사산만큼 아래쪽 구간까지 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

치과용 임플란트 픽스쳐{Fixture for dental implant}

본 발명은 치과용 임플란트 픽스쳐에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 픽스쳐의 외부 나사산 구조와 내부 다각형부 구조를 개선하여 픽스쳐 내부 다각형부 저면에서의 응력 집중에 의한 피로 파절을 방지할 수 있는 치과용 임플란트 픽스쳐에 관한 것이다.

스웨덴의 브래네막(Branemark) 교수에 의해 티타늄이 뼈와 결합되는 골유착/골융합(Osseo-integration) 현상이 발견되고, 이 이론을 적용하여 턱뼈에 고정시키는 티타늄 인공 치아가 1965년에 소개된 이래로 치과용 임플란트는 결손된 치아를 영구적으로 대체할 수 있는 인공 치아로서, 부분 혹은 완전 무치악 부위의 저작기능 회복을 위해 널리 사용되고 있다.

치과용 임플란트(이하, '임플란트'라 간략히 칭함)는 기능적으로 실제 치아의 역할을 대행할 수 있어야 할 뿐만 아니라 치아에 가해지는 하중을 적절히 분산시켜 실제 치아만큼 장시간 사용이 가능하도록 제작되어야 한다.

치조골에 식립되는 임플란트 픽스쳐(고정체, fixture)는 어버트먼트(aburtment)와 픽스쳐가 결합되는 형태에 따라 외부연결방식과 내부연결방식으로 대별되는데, 브래네막 교수 및 Nobel Biocare에 의해 소개된 픽스쳐 상부로 돌출된 정육각 구조를 갖는 외부연결방식은 골 내에 삽입된 픽스쳐가 상대적으로 견고하다는 장점은 있으나, 식립 후 초기 단계에서 픽스쳐 플랫폼과 어버트먼트와의 간극이 넓어 세균이 서식할 확률이 높아 경계부의 골흡수가 일어난다는 단점이 있다.

때문에 최근에는 내부연결방식이 주로 이용되는데, 내부연결방식은 Astra Tech.에 의해 소개된 제품에 최초로 적용된 것으로서, 정육각형의 홈(일반적으로 헥사부(Hexa)라 칭함)을 픽스쳐 내부에 형성하고, 어버트먼트가 픽스쳐와 만나는 부분을 원뿔(Cone) 형상으로 형성하여 세균이 서식할 공간을 배제하여 초기 골흡수를 최소화시킴으로써 식립 성공률이 높다는 장점을 갖는다. 그러나 픽스쳐 내부로 들어가는 어버트먼트로 인한 구조적 한계로 골내에 삽입된 픽스쳐의 파절 가능성이 상대적으로 높다는 단점이 있다.

식립 이후 10년 이상 사용한 사용자의 사례가 증가하면서, 픽스쳐나 어버트먼트 나사의 파절 사례가 비교적 드물기는 하지만 최근 발생 빈도가 점차 증가하고 있는 바, 도 1의 사례(https://blog.naver.com/anatole0613/2 22004874696)가 대표적인 일예이다.

도 1 a)는 환자에게 식립 이후 15년간 사용된 임플란트를 촬영한 치근단 방사선 촬영 PA(Periapical) 사진으로, 픽스쳐의 상단이 옆으로 찢어져 나간 상태를 확인할 수 있으며, 도 1 b)는 보철물 및 어버트먼트를 제거한 상태에서 촬영된 사진으로 임플란트가 헥사부 모서리를 따라 수개로 쪼개진 상태를 확인할 수 있고, 도 1 c)는 식립된 어버트먼트와 픽스쳐를 나타내주는 사진으로 어버트먼트와 픽스쳐가 접하는 경사부의 경사각이 크고, 픽스쳐 상단의 두께가 0에 가까운 엣지면을 갖는 구조임을 알 수 있다.

도 1의 사례와 같이 픽스쳐의 축선을 따라 발생되는 파절은 통상 세로 파절이라 칭하며, 도 2 a)의 PA 사진 및 b)의 픽스쳐와 보철물 추출 후 촬영 사진과 같이 어버트먼트 몸체와 고정체 육각부가 접하는 경계부에서 수평 방향으로 발생되는 가로 파절과 함께 임상에서 주로 발견되는 형태이다.

이와 같은 파절은 피로 현상에서 비롯되는 것인데, 피로(fatigue)는 재료 및 구조물에 반복응력이 발생할 때, 응력의 반복횟수가 증가함으로써 재료 또는 구조물의 강도가 저하되고 궁극적으로 파괴가 일어나는 현상을 말한다. 치과용 임플란트도 상실된 치아를 대체하기 위한 구조물로서 저작 운동에 따른 응력을 반복적으로 받게 되므로 피로 파괴(fatigue fracture, 업계에서는 통상 피로 파절이라 칭함으로 이하에서는 피로 파절로 기재함)의 발생 가능성을 배제할 수가 없다.

특히 도 2 c) 도면에 나타낸 바와 같이 실제 저작 운동시 어버트먼트에는 픽스쳐에 축선 방향으로의 수직 저작력만이 작용하는 것이 아니라 축선 방향에 수직한 수평 저작력도 복합적으로 작용하므로 표시된 바와 같은 모멘트가 작용하고, 어버트먼트 하단이 헥사부에 닿아 반복적인 힘을 가할 수 있어, 이로 인해 기하학적으로 불연속점인 헥사부 모서리에 인장응력이 주기적으로 가해져 세로 파절 또는 가로 파절 형태로 피로 파절이 초래될 수 있다.

연구에 따르면 구강 내 음식물이 치아에 의해 분쇄되는 경우 발휘되는 저작력(Masticatory force)의 크기는 66 N(newton)을 넘지 않으나, 음식물이 없는 상태에서 최대한 이를 악물 때의 최대 교합력(Maximum bite force)은 400~890 N 에 달한다. 이 때문에 치과용 임플란트가 구강 내에서 받을 수 있는 응력범위에서 응력의 반복에 의한 치과용 임플란트의 내구한도를 결정하기 위한 피로도 시험을 정하고 있는 ISO 14801:2016 규정에서는 피로한계 하중(210 N 이상)에서 500만회의 반복횟수동안 파괴를 일으키지 않아야 하는 것으로 규정하고 있다.

최대 교합력의 최저치인 400 N의 힘은 몸무게 40Kg의 여성을 들어 올리는데 필요한 힘의 크기에 상당하므로, 교합력이 반복 작용하는 경우 그 힘은 엄청난 것이며, 500만회의 반복 횟수는 식사 중에 저작운동이 1~2Hz의 속도로 이루어지며, 하루에 식사 3회, 1회당 3분에서 15분간 음식을 섭취하는 것을 기준으로 할 때 대략 5~10년 이상 사용될 수 있다는 것을 가정한 횟수이다.

상기 피로도 시험의 기준이 임플란트 픽스쳐의 내구연한을 5~10년을 상정하고 있기는 하나, 시술을 받은 환자나 시술자의 입장에서는 오랜 기간 안정적으로 사용하는 것을 원할 수밖에 없다.

만약 피로 파절로 인해 식립된 픽스쳐가 파손되는 경우 파절된 부위로 인해 잇몸이 괴사되고 치조골의 손상을 가져오게 되므로, 일반적으로 임플란트를 최초 식립하는 경우에 비해 수술 난이도가 높아져 환자 및 시술자에게도 큰 부담을 주게 된다. 아울러, 임플란트 제조사의 관점에서는 파절율이 높을 경우 자사 제품에 대한 신뢰도가 떨어져 제품 판매에 크게 영향을 미치는 요인으로 작용될 수 있다.

그러나 피로 파절의 문제를 극복하기 위한 방안으로 순수 티타늄 대신에 티타늄과 지르코늄의 합금을 사용하여 인장강도 특성을 개선함으로써 피로 파절에 대한 내구성을 높인다거나, 표면처리를 행하는 방안 정도가 알려져 있을 뿐이고, "임플란트"와 "피로 파절" 또는 "피로 파괴"를 검색어로 검색되는 국내 특허문헌도 등록실용신안 제20-0386621호(어버트먼트와 픽스쳐의 결합 방식을 변경)와 등록특허 제10-1668889호(픽스쳐 표면을 코팅)의 2건만이 검색될 뿐, 피로 파절의 문제를 극복하고자 안출된 특허는 찾아보기 힘든 것이 현실이다.

한편 최근의 연구에 의해 내부연결방식 순수 티타늄 소재 픽스쳐의 파절의 원인 중 하나로 헥사부 연결 구역의 기계적 특성의 불량이 확인되었으며, 제조 공정에서 헥사부가 소성 변형을 통해 형성되는 과정에서 소성 변형이 작은 결함을 발생시켜 균열핵(crack nucleation)을 형성하며, 결과적으로 도 3에 나타낸 바와 같이 균열핵이 주로 위치하는 헥사부 하단의 수평면과의 경계면에서 균열이 시작되어 전파된다는 점이 확인되었다.

도 3을 통해, 앞서 도 1에 나타낸 바와 같은 임플란트 픽스쳐에서 발생되는 세로 파절이 도 3의 b)에 흰색 화살표로 나타낸 헥사부의 저면부 균열핵(crack nucleation)에서 균열이 개시되어 전파(propagation)되는 것을 알 수가 있다.

도 3의 c) SEM 사진은 a) 사진의 사각 부위를 확대하여 촬영한 사진이며, d) 사진은 다시 c) 사진의 사각 부위를 확대하여 촬영한 사진으로서, 균열 전파가 시작되는 균열핵 주위의 균열 전파 상태를 보인 것이다.

그러나 연구를 통해 피로 파절의 원인이 소성 가공시의 결함이라는 점만을 확인하였을 뿐, 피로 파절의 원인을 극복하기 위한 구체적인 발생 원인에 대한 규명이나 발생 원인을 해소하기 위한 기술과 관련해서는 아직 어떤 해결 방안도 모색된 바가 없다.

등록실용신안공보 제20-0386621호(2005.06.16 공고) 등록특허공보 제10-1668889호(2016.10.24 공고)

본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 임플란트 픽스쳐 내부의 다각형부 아래에 균열핵의 존재 가능성을 제거 또는 감소시키기 위한 보링 구간을 마련하고, 나사산의 골 깊이가 낮게 가공되는 픽스쳐의 외부 상단 나사산 구간을 상기 보링 구간을 기준으로 일정 위치까지 연장 형성함으로써, 픽스쳐 내부 다각형 구조부 근방에서 응력 집중에 의해 발생하는 피로 파절을 방지하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 축선에 대한 회전 동작에 따라 치조골 조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 치과용 임플란트 픽스쳐에 있어서, 상기 픽스쳐의 외주면에 단일 피치(Pitch)의 나사산이 형성되되, 상기 픽스쳐의 하단으로부터 위쪽으로 일정구간까지는 골 깊이가 깊은 나사산이 형성된 외부 하단 나사산 구간이 형성되고, 상기 외부 하단 나사산 구간의 위쪽으로는 골 깊이가 낮은 나사산이 형성된 외부 상단 나사산 구간이 형성되며, 상기 픽스쳐의 상단부 내측에는 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment)가 결합될 수 있는 내부 홈이 형성되되, 상기 내부 홈은 상기 픽스쳐의 상단 입구부에 위치되며 횡단면이 원형이고 아래쪽으로 갈수록 내경이 점차 좁아지는 형상의 상측 경사부와, 상기 상측 경사부의 아래쪽에 형성되며 횡단면 형상이 다각형인 다각형부와, 상기 다각형부의 아래쪽에 형성되고 상기 다각형부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 갖는 나사산이 형성된 어버트먼트 결합용 내부 나사부를 포함하고, 상기 다각형부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 내부 나사부 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 원형의 보링 구간을 마련하며, 상기 외부 상단 나사산 구간은 상기 픽스쳐의 상단면을 기준으로 볼 때 상기 보링 구간 하단으로부터 2개 내지 4개 나사산만큼 아래쪽 구간까지 위치되는 것을 특징으로 한다.

이 경우, 상기 외부 상단 나사산 구간의 나사산 골 깊이는 하부에서 상부로 갈수록 점차 낮아지도록 형성될 수 있다.

상기 원형의 보링 구간은 제1 원형수직부와 제1 원형수직부 아래쪽의 일정 곡률을 갖는 라운드부로 형성되고, 제1 원형수직부의 직경이 다각형부의 외접원의 직경보다 큰 것일 수 있다.

보다 바람직하게 상기 원형의 보링 구간의 제1 원형수직부 직경의 다각형부의 외접원 직경에 대한 비율은 100% 이상 115% 이하인 것일 수 있다.

그리고 상기 원형의 보링 구간의 축선 방향을 따른 전체 높이는 0.1~1.5mm로 설정될 수 있다.

또한 상기 다각형부의 평면 형상은 정6각형, 정8각형, 정12각형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

아울러 상기 외부 상단 나사산 구간에는 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 일정구간에 걸쳐 나사산이 가공되지 않은 나사산 비가공 구간이 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 나사산 비가공 구간은 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 0.2~0.3mm 위치까지 형성될 수 있다.

또한, 상기 나사산 비가공 구간의 아래쪽에 외부 상단 나사산 가공 궤적의 기울기가 변화하는 지점인 엔딩 포인트(Ending Point)가 설정되고, 상기 엔딩 포인트는 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 0.6~0.8mm 지점에 위치하도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 외부 상단 나사산 구간의 나사산 가공을 수행하는 바이트가 나사산 가공 완료 후 상기 엔딩 포인트 지점에서 벗어나 이동하게 되는 이동궤적은 상기 픽스쳐의 축선에 대해 23.5~26.5도의 각도로 기울어지도록 형성될 수 있다.

상기한 구성을 갖는 본 발명의 치과용 임플란트 픽스쳐 구조에 따르면, 픽스쳐 상단부 내부에는 상측 경사부, 다각형부, 어버트먼트 결합용 내부 나사부를 포함되되, 다각형부의 하단과 상기 내부 나사부 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 원형의 보링 구간이 마련되며, 픽스쳐에 나사산 골 깊이가 낮게 가공되는 외부 상단 나사산 구간을 형성하되, 상기 외부 상단 나사산 구간을 픽스쳐의 상단면을 기준으로 볼 때 상기 보링 구간 하단으로부터 2개 내지 4개 나사산만큼 아래쪽 구간까지 위치되도록 함으로써, 다각형부 부근에서의 응력 집중을 방지하고, 픽스쳐 두께를 확보하는 것이 가능해져 해당 부분에 대한 구조적 강성을 증대시킬 수 있기 때문에 기존 기술의 헥사부 근방에서 응력 집중에 의해 발생되던 피로 파절을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 바이트를 이용한 픽스쳐의 외부 상단 나사 가공시 바이트의 탈출 위치와 탈출 각도를 변경시켜 픽스쳐 외부 상단에 Closed Thread 구조를 형성함으로써, 픽스쳐 상단부의 두께를 증대시켜 픽스쳐 상단부의 구조적 강성을 증대시킬 수 있고, 이를 통해 추가로 픽스쳐 상단부에서의 피로 파괴로 인한 세로 파절을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 임플란트 픽스쳐의 세로 파절 사례를 보이는 사진.
도 2는 임플란트 픽스쳐의 가로 파절 사례를 보이는 사진과 어버트먼트의 하단 모서리가 픽스쳐의 헥사부에 응력을 발생시키는 상태를 나타낸 도면..
도 3은 임플란트 픽스쳐의 세로 파절이 헥사부 하단 모서리에서 개시된다는 점을 보이는 사진.
도 4는 기존 기술의 헥사부와 본 발명에 따른 다각형부 하단 모서리부의 Metal Flow Line을 나타내는 SEM 사진.
도 5는 헥사부의 소성 가공을 위해 사용되는 펀칭 툴의 사진과 펀칭 가공 과정을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 임플란트 픽스쳐 다각형부 가공 방법의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 임플란트 픽스쳐 다각형부 가공 방법의 또 다른 일실시예를 나타낸 도면.
도 8은 도 6의 가공 방법에 따른 다각 수직부 하부 구조 형성 과정을 나타낸 도면.
도 9는 도 7의 가공 방법에 따른 다각 수직부 하부 구조 형성 과정을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐 구조를 보여주는 평면도, 사시도 및 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐 구조의 정면도.
도 12는 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 내부 구조와 외부 나사산 구조의 관계를 보여주는 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 외부 나사산 구조를 구체적으로 보여주는 단면도.
도 14는 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 내부 구조를 구체적으로 보여주는 단면도.
도 15는 동일 형상의 바이트를 사용하여 외부 나사산을 가공하는 경우와 본 발명의 서로 다른 형상의 바이트를 사용하여 외부 나사산을 가공하는 경우의 나사산 산 폭을 비교 도시한 예시도.
도 16은 본 발명의 픽스쳐 외부 상단 나사산 가공시 바이트의 이동 궤적을 보여주는 예시도.
도 17은 본 발명의 픽스쳐 상단에 나사산 비가공 구간 및 Closed Thread 구조가 형성된 위치를 구체적으로 보여주는 정면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 안출 과정을 상세히 설명하고, 또한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 필요성과 적용 결과를 나타내주는 SEM 사진으로서, a) 사진은 기존 기술에 의해 제작된 헥사부 하단 모서리부의 "Metal flow line"이다.

도 4의 a) 사진을 통해 기존 기술에 의해 제작된 헥사부의 경우에는 헥사부 아래쪽 모서리 부분(사진 상 흰색 부분이 픽스쳐 부분으로서, 단을 갖는 부위의 아래쪽 부분, 즉 좌측 하단 부분이 헥사부 아래쪽 모서리 부분임)쪽에서 심각한 소성 변형이 야기된다는 점을 확인할 수 있으며, 이 부분에서 결함을 갖는 균열핵이 존재하게 된다는 점을 알 수가 있고, 이에 반해 b) 사진은 점선으로 표시된 부분을 보링 구간으로 제거하는 것을 나타낸 것으로서, 소성 변형 부분이 제거되고, 상하로 균일한 원래 모재 상태의 "Metal flow line"이 남게 되어 균열핵의 존재 가능성을 현저히 감소시킬 수 있다는 것을 알 수가 있으며, c) 사진은 본 발명에서의 보링 구간이 또 다른 방법(보링 구간을 선 가공 후 헥사부 가공)에 의해 형성된 경우로서, a) 사진에서와 같은 소성 변형 부분이 없이 전체적으로 상하로 균일한 원래 모재 상태의 "Metal flow line"이 그대로 유지되어 균열핵의 존재 가능성이 현저히 감소된다는 사실을 알 수가 있다.

기존 기술에서 a) 사진에서와 같은 문제가 초래되는 원인을 규명하기 위하여 기존 헥사부 제조공정을 살펴보면, 헥사부 가공을 위해 도 5 a)에 나타낸 바와 같은 끝단의 횡단면 형상이 직사각형인 펀칭 툴을 이용하는데, 도 5 b)에 나타낸 바와 같이 헥사부는 픽스쳐의 모재가 되는 원형봉의 내부 홈으로 어버트먼트 안착을 위한 원형 단면의 경사면을 가공한 후, 펀칭 툴(10)을 하방으로 강하게 내려치되, 다음 단계에서는 펀칭 툴을 60도 각도로 회전시킨 위치(점선으로 표시)에서 또 한번 내려치고, 그 다음 단계에서 다시 60도 각도로 펀칭 툴을 회전시킨 위치(일점쇄선으로 표시)에서 내려치는 공정을 통해 최종적으로 6각의 모서리를 갖는 헥사부를 완성하는 것이다.

그리고 이와 같이 사각의 모서리를 갖는 펀칭 툴을 강하게 내려치는 과정에서 펀칭 툴의 모서리부에 접하는 모재가 하방으로 몰려 소성 변형이 되는 과정에서 픽스쳐에는 잔류 응력이 발생되며, 이상적인 경우라면 이 잔류 응력은 압축 잔류 응력으로서 피로 파절 거동시에는 균열 개시점의 주위에서 압축력을 가하게 되어 피로 파절이 전파되는 것을 억제하는 효과를 갖는 것을 기대하게 된다.

그러나 실제에 있어서는 펀칭 툴(10)의 모서리 부분이 모재의 측면을 잘라내는 거동이 모재를 압축 변형시키는 거동과 혼재되어 나타나 헥사부의 각 모서리부는 일반적으로 기대되는 소성 가공시의 균일한 압축 잔류 응력을 기대할 수 없는 상황이 되며, 또한 마이크로하게 관찰되는 가공 표면에서의 모재의 일부가 떨어져 나간 부분이 결국 균열핵으로 존재하게 되어, 헥사부의 좌면에는 모재의 일부가 미세하게 떨어져 나가 형성되는 균열핵이 불규칙하게 다수 분포되어 피로 파절의 원인을 제공하게 될 수 있다는 점을 확인할 수가 있다.

따라서, 본 발명에서는 기존의 헥사부 가공 공정과는 전혀 다르게 헥사부를 펀칭 공정으로 형성 후, 헥사부의 좌면에 해당되는 부위를 선반 가공을 통해 펀칭 툴의 기하학적 중심점으로부터 모서리까지의 길이보다 큰 직경으로 보링 가공을 하여 제거하거나, 헥사부의 좌면에 해당되는 부위를 선반 가공을 통해 펀칭 툴의 기하학적 중심점으로부터 모서리까지의 길이보다 같거나 다소 큰 직경으로 미리 가공을 하여 제거한 후, 펀칭 툴로 내려치는 과정을 수행하도록 함으로써 펀칭 툴에 의해 밀려 들어온 모재가 빠져나갈 수 있는 여유 공간을 미리 확보하여 헥사부 좌면에서의 극심한 소성변형과 균열핵의 존재 가능성을 현저히 감소시킨다.

이를 위해 본 발명에서는 도 6과 도 7에 나타낸 바와 같은 임플란트 픽스쳐의 다각형부 가공 방법으로 다각형부를 제작한다.

도 6은 일 실시예로서 피가공물인 봉재를 일정 길이로 절단하는 단계, 픽스쳐 외형을 가공하는 단계, 픽스쳐 내부 형상을 가공하는 단계로서, 픽스쳐 내부에 보철물 지지를 위한 어버트먼트가 결합될 수 있도록 상단면에 내부 홈을 가공하되, 상기 내부 홈은 상단면 입구부에서는 단면이 원형이며 아래쪽으로 갈수록 내경이 좁아지는 상측 경사부 그리고 그 아래로 나사가 가공될 구멍을 가공하는 단계, 상기 가공된 상측 경사부를 향해 펀칭 툴을 타격하여 다각형부를 가공하는 단계, 상기 가공된 다각형부의 저면부를 포함한 하부에 보링 구간을 가공하는 단계, 상기 나사가 가공될 구멍에 내부 나사부를 가공하는 단계를 포함하는 공정을 통해 픽스쳐를 제조하는 과정을 나타낸다.

도 6의 다각형부 가공 방법의 핵심은 다각형부 형성을 위해 펀칭을 수행하는 과정에서 모재에 극심한 소성변형이 초래된 영역을 보링 구간으로 제거한다는 것으로서, 상기 다각형부의 하단과 어버트먼트 결합용 내부 나사부 상단 사이에 펀칭에 의해 형성된 다각형부의 저면부를 포함하여 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 영역을 원형의 보링 구간으로 제거하는 것이다.

보다 상세하게는 도 8 a) 및 b)에 나타낸 바와 같이, 펀칭 공정으로 형성된 다각형부의 하부를 다각형부의 저면부를 포함하여 보링 공구로 제거하여 보링 구간을 형성하되, 보링 구간은 제1 수직부(131)와 라운드부(132)로 가공될 수 있으며, 보링 구간의 반경은 헥사부 외접원의 반경보다 크게 설정하여야 한다.

이와 같이 보링 구간을 가공함으로써 본 발명에 의한 다각형부 하부의 피로 파괴에 대한 특성은 현저히 향상될 수 있는 바, 도 8 b) 도면 중 다각형부가 펀칭에 의해 가공된 직후의 상태를 나타낸 가운데 도면은 다각형부의 모서리에 모재의 피가공물이 상부에서 진입하는 펀칭 툴에 의해 아래쪽으로 소성 변형되며 우겨 넣어지는 상황을 나타내며, 도 4 a)에서 확인된 바와 같이 metal flow line이 심하게 변형되고, 아울러 균열핵의 존재 가능성이 높은 영역을 보여주는 것이나, 도 8 b) 우측 도면에 나타낸 바와 같이 본 발명의 방법에 의하면 문제의 다각형부의 저면부를 포함한 피가공 부위가 보링 가공으로 제거되는 것이므로, 앞서 살펴본 기존 기술의 문제점이 제거될 수 있다.

도 7은 또 다른 실시예로서 피가공물인 봉재를 일정 길이로 절단하는 단계, 픽스쳐 외형을 가공하는 단계, 픽스쳐 내부 형상을 가공하는 단계로서, 보다 구체적으로 픽스쳐 내부에 보철물 지지를 위한 어버트먼트가 결합될 수 있도록 상단면에 내부 홈을 가공하되, 상기 내부 홈은 상단면 입구부에서는 단면이 원형이며 아래쪽으로 갈수록 내경이 좁아지는 상측 경사부와 상측 경사부가 끝나는 위치에서 반경 방향으로 확대된 직경을 갖는 보링 구간 그리고 그 아래로 나사가 가공될 구멍을 가공하는 단계, 상기 가공된 상측 경사부를 향해 펀칭 툴을 타격하여 다각형부를 가공하는 단계 그리고 상기 나사가 가공될 구멍에 내부 나사부를 가공하는 단계를 포함하는 공정을 통해 픽스쳐를 제조하는 과정을 나타낸다.

도 7의 다각형부 가공 방법의 핵심은 모재에 극심한 소성변형이 초래되지 않도록 보링 구간을 선 가공한 후, 다각형부 형성을 위한 펀칭을 수행한다는 것으로서, 상기 다각형부의 하단과 어버트먼트 결합용 내부 나사부 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경 이상의 직경을 갖는 원형의 보링 구간을 다각형부 펀칭 공정에 앞서 가공해 놓는 것이다.

보다 상세하게는 도 9 a)에 나타낸 바와 같이, 경사부 하단부에 보링 구간을 가공하되, 보링 구간은 제1 원형수직부(131)와 제1 원형수직부 아래 쪽의 일정 곡률을 갖는 라운드부(132)로 가공될 수 있으며, 보링 구간의 반경은 헥사부 외접원의 반경보다 크게 설정하여야 한다.

이와 같이 보링 구간을 마련함으로써 본 발명에 의한 다각형부 천공 과정의 양상은 기존 기술의 헥사부 펀칭 과정과는 전혀 다르게 되는 바, 도 9 c)에 나타낸 바와 같이 본 발명의 방법에 의하면 피가공 부위를 펀칭 툴이 마치 칼이나 가위와 같이 모재를 잘라 내는 양상 또는 피가공 부위의 측면이 아래 모서리로 몰릴 수 없는 양상(모서리로 몰린다 하더라도 일반적인 디버링 작업에 의해 쉽게 제거될 수 있음)으로 가공이 되므로, 기존 기술의 문제점이 제거될 수 있다.

본 발명은 바로 이와 같은 방법에 의해 형성된 보링 구간을 갖는 치과용 임플란트 픽스쳐에 관한 것으로서, 도 10은 본 발명에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐 구조를 보여주는 a) 평면도, b) 외부 사시도 및 c) 내부 단면사시도이고, 도 11은 도 10의 정면도이다. 그리고 도 12는 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 내부 구조와 외부 나사산 구조의 관계를 보여주는 단면도이고, 도 13은 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 외부 나사산의 상세한 구조를 나타내는 단면도이며, 도 14는 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 내부 구조를 구체적으로 보여주는 단면도이다.

도 10 내지 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 치과용 임플란트 픽스쳐는 축선에 대한 회전 동작에 따라 치조골 조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 치과용 임플란트 픽스쳐로서, 상기 픽스쳐의 외주면에 단일 피치(P)의 나사산이 형성되되, 상기 픽스쳐의 하단으로부터 위쪽으로 일정구간까지는 골 깊이가 깊은 나사산(222)이 형성된 외부 하단 나사산 구간(220)이 형성되고, 상기 외부 하단 나사산 구간의 위쪽으로는 골 깊이가 낮은 나사산(212)이 형성된 외부 상단 나사산 구간(210)이 형성되며, 상기 픽스쳐의 상단부 내측에는 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment)가 결합될 수 있는 내부 홈(100)이 형성되되, 상기 내부 홈(100)은 상기 픽스쳐의 상단 입구부에 위치되며 횡단면이 원형이고 아래쪽으로 갈수록 내경이 점차 좁아지는 형상의 상측 경사부(110)와, 상기 상측 경사부의 아래쪽에 형성되며 횡단면 형상이 다각형인 다각형부(120)와, 상기 다각형부의 아래쪽에 형성되고 상기 다각형부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 갖는 나사산이 형성된 어버트먼트 결합용 내부 나사부(150)를 포함하고, 상기 다각형부(120)의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 내부 나사부(160) 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 원형의 보링 구간(130)을 마련하며, 상기 외부 상단 나사산 구간(210)은 상기 픽스쳐의 상단면을 기준으로 볼 때 상기 보링 구간(130) 바닥면으로부터 2개 내지 4개 나사산만큼 아래쪽 구간까지 위치되는 것을 특징으로 한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 픽스쳐는 나사산(212)의 높이(또는 골 깊이)가 낮은 외부 상단 나사산 구간(210)을 형성함에 있어 외부 상단 나사산 구간(210)의 하단이 픽스쳐 내부의 보링 구간(130)의 하단 바닥면, 보다 상세하게는 보링 구간(130)의 라운드부(132) 바닥면을 기점으로 2개 내지 4개 나사산만큼 아래쪽 위치까지 내려오도록 형성된다.

이와 같이, 외부 상단 나사산 구간(210)의 최하단이 보링 구간(130)의 하단 바닥면으로부터 2개 내지 4개 나사산(212) 아래쪽에 위치하도록 배치하면, 픽스쳐의 내부 홈(100)에 다각형부(120) 형성 과정에서의 극심한 소성변형과 균열핵의 존재를 배제하기 위한 본 발명의 보링 구간(130)과 더불어 픽스쳐의 두께가 두꺼운 외부 상단 나사산 구간(210)을 보링 구간(130) 아래 쪽으로 확보하여 보강할 수 있으므로, 다각형부(120) 하단 부근에서 발생하는 피로 파절 현상을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 일실시예로서 픽스쳐 외주면에 단일 피치(P)를 갖는 나사산(212, 222) 가공을 위해, 도 15 b)에 나타낸 바와 같이 나사산이 가공되기 전 상태의 픽스쳐 모재의 가공 대상면에 서로 다른 가공면 형상을 가지는 2개의 바이트(Bite)를 순차적으로 진입시킨 후 픽스쳐의 하단에서 상단으로 이동시키며 가공작업을 수행하게 됨으로써, 픽스쳐의 외주면에 서로 다른 골 깊이를 가지는 2개의 나사산 구간(210, 220)을 형성할 수 있다.

즉, 픽스쳐의 하단으로부터 위쪽 방향으로 일정구간까지는 제1 바이트(230)를 통해 깊은 골 깊이(또는 높은 산 높이)를 가지는 나사산(222)을 가공하여 외부 하단 나사산 구간(220)을 형성하고, 외부 하단 나사산 구간(220)의 위쪽으로는 제2 바이트(240)를 통해 얕은 골 깊이(또는 낮은 산 높이)를 가지는 나사산(212)을 가공하여 외부 상단 나사산 구간(210)을 형성할 수 있다.

이 경우, 도 13에서 보는 바와 같이 외부 상단 나사산 구간(210)에 형성된 나사산(212)의 골 깊이(D2, D3)는 외부 하단 나사산 구간(220)에 형성되는 나사산(222)의 골 깊이(D1)보다 낮게 형성되며, 외부 상단 나사산 구간(210)에서는 나사산(212)의 골 깊이(또는 산 높이; D2, D3)가 하단에서 상단으로 갈수록 점진적으로 낮아지는 구조로 형성될 수도 있다. 즉, 외부 상단 나사산 구간(210)에서 최하단 나사산의 골 깊이(D2)로부터 상부로 갈수록 나사산의 골 깊이가 점진적으로 낮아져서 최상단 나사산의 골 깊이(D3)가 가장 낮게 형성될 수도 있다.

이와 같이 픽스쳐의 외부 상단 나사산 구간(210)에 형성되는 나사산(212)의 높이(깊이)를 상부로 갈수록 점차 낮아지는 구조로 형성하면, 치조골 표면의 치밀골 영역에 픽스쳐가 보다 견고하게 고정될 수 있을 뿐 아니라, 픽스쳐 상단 부분의 벽 두께가 증가되어 픽스쳐 상단 부분의 강성을 확보할 수 있기 때문에 픽스쳐 상단부 부분에서 발생하던 세로 파절에 대한 강건성도 증대시킬 수 있다.

한편, 픽스쳐의 내측에 형성된 상기 원형의 보링 구간(130)은 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 원형의 구간으로서, 바람직하게는 제1 원형수직부(131)와 제1 원형수직부 아래쪽의 일정 곡률을 갖는 라운드부(132)로 형성되고, 제1 원형수직부의 직경이 다각형부의 외접원의 직경보다 큰 것일 수 있다.

바람직한 실시예로서 상기 원형의 보링 구간의 제1 원형수직부 직경의 다각형부의 외접원 직경에 대한 비율은 100% 이상 115% 이하일 수 있다.

또한 상기 원형의 보링 구간의 축선 방향을 따른 전체 높이는 0.1~1.5mm로 설정될 수 있다.

즉, 도 14에 나타낸 상기 원형의 보링 구간의 제1 원형수직부 직경(d1)은 다각형부의 외접원 직경(dp)에 대한 비율이 100% 이상 115% 이하인 것이 바람직하며, 원형의 보링 구간의 축선 방향을 따른 전체 높이(h1)는 0.1~1.5mm 인 것이 바람직하다.

그리고 상기 다각형부(120)는 상측 경사부(110)의 아래쪽에 연결된 부분으로, 횡단면 형상이 다각형 형상으로 이루어져 픽스쳐 식립 작업시 드라이버(미도시)가 체결되는 부분이다. 이때 상기 다각형부(120)는 하나의 실시 예로서 다각형부의 단면 형상이 정6각형인 경우로 도시되었으나, 정6각 형상 외에도 정8각, 정12각 등의 다양한 정다각형 형상을 가지도록 형성할 수 있다.

다각형부를 정6각 형상에서 정8각, 정12각 등으로 증가시키면, 어버트먼트 체결시 방향에 대한 선택의 폭이 6 -> 8 -> 12로 증대되어, 환자별로 보다 정확한 방향으로 어버트먼트의 체결이 가능해진다는 장점이 있다.

다음으로 제2 원형 수직부(140)는 보링 구간(130) 아래쪽에 연결된 횡단면 형상이 원형인 부분이고, 내측 경사부(150)는 제2 원형 수직부(140)와 어버트먼트 결합용 내부 나사부(160) 사이를 연결하는 부분으로, 상단이 원형 수직부(130)와 동일 직경으로 형성되고 하단이 어버트먼트 결합용 내부 나사부(160)와 동일 직경을 형성한다. 이와 같은 내측 경사부(150) 역시 아래쪽으로 갈수록 내경이 점차 좁아지는 구조로 형성된다.

한편, 또 다른 일실시예로서 본 발명의 치과용 임플란트 픽스쳐는 외부 상단 나사산 구간(210)의 상부 측에 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 일정구간에 걸쳐 나사산 가공이 이루어지지 않은 나사산 비가공 구간(H)이 마련될 수 있다. 이때, 이와 같은 나사산 비가공 구간(H)은 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽 방향으로 0.2~0.3mm 위치 지점(도 11 참조)까지 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 나사산 비가공 구간(H)의 상단면 둘레 부분은 0.12mm 정도의 모따기 가공이 수반될 수 있다.

이러한 나사산 비가공 구간(H)은 세로 파절이 유발될 수 있는 픽스쳐 상단 부분에 대한 강건성을 추가로 확보하기 위해 마련된 구간이다.

한편, 본 발명의 픽스쳐는 그 외주면 부분에 서로 다른 나사산 골 깊이(또는 나사산 산 높이)를 가지는 2개의 나사산 구간(210,220)을 형성하기 위해 앞서 도 15에서 살펴본 바와 같이 서로 다른 가공면 형상을 갖는 2개의 바이트(230,240)를 이용하여 픽스쳐 모재의 가공 대상면에 나사산 가공이 수행될 수 있다.

통상적인 픽스쳐 나사산 가공작업은 도 15 a)에 나타낸 바와 같이 픽스쳐 모재를 회전시키면서 하나의 바이트(bite)로 픽스쳐의 가공 대상면 하단으로 진입시켜 정해진 일정한 기울기의 이동궤적을 따라 상방으로 이동시켜가며 나사산 가공을 수행하게 되는데, 이 경우 픽스쳐 모재의 가공 대상면에 대한 바이트의 진입 깊이를 조정하여 나사산 높이를 조절하게 된다.

그러나 본 발명에서는 외부 하단 나사산 구간(220) 형성시 픽스쳐 모재에 제1 바이트(230)를 진입시켜 나사산 골 깊이가 깊은(또는 산 높이가 높은) 나사산(222) 가공을 수행하고, 제1 바이트(230)에 의한 나사산(222) 가공이 완료된 시점에서는 제1 바이트(230)를 제2 바이트(240)로 교체하여 외부 상단 나사산 구간(210)의 나사산(212) 가공을 수행하게 된다.

앞서 언급했던 바와 같이 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 일정높이(0.2~0.3mm)까지 나사산 가공이 이루어지지 않은 나사산 비가공 구간(H)을 형성하기 위해, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이 제2 바이트(240)에 의한 픽스쳐의 외부 상단 나사산 가공은 픽스쳐의 최상단 부분까지 진행되지 않고 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 일정거리 이격된 지점에서 제2 바이트(240)의 가공 궤적의 기울기를 크게 하여 나사산 가공을 수행함으로써, 픽스쳐의 외부 상단을 닫힌 나사산 구조(Closed Thread)로 형성할 수 있다.

도 16은 픽스쳐의 외부 상단 나사산 가공시 바이트의 이동 궤적을 보여주는 것이고, 도 17은 픽스쳐 상단에 나사산 비가공 구간(H) 및 Closed Thread 구조가 형성된 위치를 구체적으로 보여주고 있다.

도 16 및 도 17에서 보인 바와 같이, 픽스쳐의 외부 상단에 Closed Thread 구조를 형성하기 위해서는 제2 바이트(240)에 의한 외부 상단 나사산 가공시 제1 이동궤적(P1)을 따라 이동하며 나사산(212) 가공작업을 수행하는 제2 바이트(240)가 제1 이동궤적(P1)을 벗어나 제2 이동궤적(P2)으로 이동하게 되는 특정 지점을 설정하면 된다.

즉, 제1 이동궤적(P1)을 따라 이동하며 나사산(212) 가공을 수행하는 제2 바이트(240)가 제1 이동궤적(P1)을 벗어나는 지점(또는 제2 이동궤적의 시작 지점)인 엔딩 포인트(Ending Point;EP)를 나사산 비가공 구간(H)의 아래쪽에 설정하게 되면 픽스쳐의 외부 상단에 Closed Thread 구조가 만들어질 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 도 16에서 보는 바와 같이, 픽스쳐의 외부 상단 나사산 가공시 제2 바이트(240)가 픽스쳐의 가공 대상면 하단에 진입한 후 제1이동궤적(P1)을 따라 상부로 이동하면서 나사산(212) 가공작업을 수행하게 되며, 나사산(212) 가공이 거의 완료되는 시점에서 제2 바이트(240)는 제1이동궤적(P1)에서 벗어나 다시 제2이동궤적(P2)을 따라 이동하게 된다.

이때, 외부 상단 나사산 가공작업을 위해 제2 바이트(240)가 이동되는 제1이동궤적(P1)은 픽스쳐의 축선(CL)에 대해 평행을 형성하지 않고 상기 축선(CL)에 대하여 제1각도(θ만큼 기울어진 형태를 갖는다. 이로 인해 픽스쳐는 하방으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 형태를 갖게 된다.

아울러, 제2 바이트(240)가 제1이동궤적(P1)을 따라 이동하며 나사산 가공을 진행하다가 픽스쳐 상단의 엔딩 포인트(EP) 지점에서 벗어난 후 이동하게 되는 제2이동궤적(P2)은 픽스쳐의 축선(CL)에 대해 제2각도(θ만큼 기울어지도록 형성되어 있다.

이 경우, 제2 바이트(240)에 의한 나사산(212) 가공이 완료되는 엔딩 포인트(EP) 지점은 픽스쳐의 최상단으로부터 0.6~0.8mm 지점에 위치되도록 설정하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 엔딩 포인트(EP) 지점은 제2 바이트(240)가 제1이동궤적(P2)을 이탈하는 시점에서의 제2 바이트(240)의 끝단 중심점의 위치이다.

아울러, 제2 바이트(240)가 제1이동궤적(P1) 이후 이동하게 되는 제2이동궤적(P2)은 픽스쳐의 축선에 대해 23.5~26.5도의 각도로 기울어지도록 설정하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 제2 바이트(240)를 이용하여 픽스쳐의 외부 상단 나사산을 가공함에 있어, 제2 바이트(240)의 탈출 위치와 탈출 각도를 변경하는 것을 통해 픽스쳐의 상단부에 닫힌 나사산 구조의 Closed Thread 구조를 형성시킬 수 있기 때문에, 픽스쳐 상단부의 두께 보강을 통해 픽스쳐 상단부의 구조적 강성을 증대시킬 수 있어, 이를 통해 세로 파절에 취약한 픽스쳐 상단부 부분을 보강하여 피로 파절을 방지할 수 있다.

한편, 픽스쳐의 외부면에 동일 피치(P)를 가지는 나사산(212,222)을 가공하기 위해서는 픽스쳐의 외부 하단 나사산 가공을 수행하는 제1 바이트(230)와 외부 상단 나사산 가공을 수행하는 제2 바이트(240)의 각 단부 가공면 형상에 차이가 있는 것이 바람직하다.

앞서도 살펴 보았던 도 15는 동일 형상의 바이트를 사용하여 픽스쳐에 외부 나사산을 가공하는 종래의 경우와 서로 다른 형상의 바이트를 사용하여 외부 나사산을 가공하는 본 발명의 나사산 골 깊이 및 나사산 폭을 보여주고 있다.

먼저, 도 15의 (a)는 동일한 바이트를 사용하여 외부 하단 나사산(222) 및 외부 상단 나사산(212) 가공을 수행하는 종래의 경우로서, 상단과 하단에서 단부 가공면 형상이 동일한 바이트를 사용하기 때문에 골 깊이가 깊은 외부 하단 나사산(222)에서의 산 정상 폭에는 문제가 없으나 골 깊이가 낮은 외부 상단 나사산(212)에서는 산 정상 폭이 갑자기 넓어지게 되어 픽스쳐를 치조골에 식립하는 경우 해당 경계 부위에서 상대적으로 큰 토크가 급격히 필요해져, 픽스쳐의 식립 작업이 원활하지 않게 되고, 치조골의 손상도 초래할 수 있다.

반면, 도 15의 (b)와 같이 본 발명에서는 외부 하단 나사산(222)과 외부 상단 나사산(212)을 가공하는 제1 바이트(230)와 제2 바이트(240)의 단부 가공면 형상 및 폭을 달리하여 나사산 가공작업을 수행함으로써, 픽스쳐의 외부 상단 및 하단 나사산 구간(210, 220)에 형성되는 각각의 나사산(212, 222)의 골 깊이는 다르지만 각 나사산의 피치(P)가 동일하고 각 나사산의 산 정상 폭이 동일한 나사산 구조를 형성할 수 있게 된다. 이와 같이 나사산의 산 정상 폭을 좁게 형성하게 되면, 종래 기술에 비해 나사산 골의 면적이 증대됨으로써 블라스팅 처리나 코팅처리 시에도 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다

10: 펀칭 툴 100 : 내부 홈
110 : 상측 경사부 120 : 다각형부
130 : 보링 구간 131: 보링 구간 제1 원형 수직부
132: 보링 구간 라운드부 133: 보링 구간 수평부
140: 제2 원형 수직부 150 : 하측 경사부
160 : 어버트먼트 결합용 내부 나사부 210 : 외부 상단 나사산 구간
212: 외부 상단 나사산 220 : 외부 하단 나사산 구간
222: 외부 하단 나사산 224: 커팅 엣지면
230: 제1 바이트 240 : 제2 바이트
CL : 축선 D1: 외부 하단 나사산 골 깊이
D2: 외부 상단 나사산 하단 골 깊이 D3: 외부 상단 나사산 상단 골 깊이
dp: 다각형부 외접원 직경 d1: 보링 구간 직경
EP : 엔딩 포인트(Ending Point) H : 나사산 비가공 구간
h1: 보링 구간 높이 h11: 보링 구간 제1 원형 수직부 높이
h12: 보링 구간 라운드부 높이 P : 피치(Pitch)
P1: 제1 이동궤적 P2: 제2 이동궤적

Claims (14)

1. 축선에 대한 회전 동작에 따라 치조골 조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 치과용 임플란트 픽스쳐에 있어서,
   상기 픽스쳐의 외주면에 단일 피치(Pitch)의 나사산이 형성되되, 상기 픽스쳐의 하단으로부터 위쪽으로 일정구간까지는 골 깊이가 깊은 나사산이 형성된 외부 하단 나사산 구간이 형성되고, 상기 외부 하단 나사산 구간의 위쪽으로는 골 깊이가 낮은 나사산이 형성된 외부 상단 나사산 구간이 형성되며,
   상기 픽스쳐의 상단부 내측에는 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment)가 결합될 수 있는 내부 홈이 형성되되, 상기 내부 홈은 상기 픽스쳐의 상단 입구부에 위치되며 횡단면이 원형이고 아래쪽으로 갈수록 내경이 점차 좁아지는 형상의 상측 경사부와, 상기 상측 경사부의 아래쪽에 형성되며 횡단면 형상이 다각형인 다각형부와, 상기 다각형부의 아래쪽에 형성되고 상기 다각형부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 갖는 나사산이 형성된 어버트먼트 결합용 내부 나사부를 포함하고,
   상기 다각형부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 내부 나사부 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 원형의 보링 구간을 마련하며,
   상기 외부 상단 나사산 구간은 상기 픽스쳐의 상단면을 기준으로 볼 때 상기 보링 구간 하단으로부터 2개 내지 4개 나사산만큼 아래쪽 구간까지 위치하고,
   상기 원형의 보링 구간의 축선 방향을 따른 전체 높이는 0.1~1.5mm로 설정되는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 외부 상단 나사산 구간의 나사산 골 깊이는 하부에서 상부로 갈수록 점차 낮아지는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 원형의 보링 구간은 제1 원형수직부와 제1 원형수직부 아래쪽의 일정 곡률을 갖는 라운드부로 형성되고, 제1 원형수직부의 직경이 다각형부의 외접원의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐
   
4. 제3항에 있어서, 상기 원형의 보링 구간의 제1 원형수직부 직경의 다각형부의 외접원 직경에 대한 비율은 100% 이상 115% 이하인 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐
   
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 상기 다각형부의 평면 형상은 정6각형, 정8각형, 정12각형 중 어느 하나의 형상인 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐
   
7. 제1항에 있어서, 상기 외부 상단 나사산 구간에는 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 일정구간에 걸쳐 나사산이 가공되지 않은 나사산 비가공 구간이 마련된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 나사산 비가공 구간은 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 0.2~0.3mm 위치까지 형성된 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 나사산 비가공 구간의 아래쪽에 외부 상단 나사산 가공 궤적의 기울기가 변화하는 지점인 엔딩 포인트(Ending Point)가 설정되고, 상기 엔딩 포인트는 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 0.6~0.8mm 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
   
10. 제9항에 있어서, 상기 외부 상단 나사산 구간의 나사산 가공을 수행하는 바이트가 나사산 가공 완료 후 상기 엔딩 포인트 지점에서 벗어나 이동하게 되는 이동궤적은 상기 픽스쳐의 축선에 대해 23.5~26.5도의 각도로 기울어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
    
11. 축선에 대한 회전 동작에 따라 치조골 조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 치과용 임플란트 픽스쳐에 있어서,
    상기 픽스쳐의 외주면에 단일 피치(Pitch)의 나사산이 형성되되, 상기 픽스쳐의 하단으로부터 위쪽으로 일정구간까지는 골 깊이가 깊은 나사산이 형성된 외부 하단 나사산 구간이 형성되고, 상기 외부 하단 나사산 구간의 위쪽으로는 골 깊이가 낮은 나사산이 형성된 외부 상단 나사산 구간이 형성되며,
    상기 픽스쳐의 상단부 내측에는 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment)가 결합될 수 있는 내부 홈이 형성되되, 상기 내부 홈은 상기 픽스쳐의 상단 입구부에 위치되며 횡단면이 원형이고 아래쪽으로 갈수록 내경이 점차 좁아지는 형상의 상측 경사부와, 상기 상측 경사부의 아래쪽에 형성되며 횡단면 형상이 다각형인 다각형부와, 상기 다각형부의 아래쪽에 형성되고 상기 다각형부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 갖는 나사산이 형성된 어버트먼트 결합용 내부 나사부를 포함하고,
    상기 다각형부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 내부 나사부 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경보다 큰 직경을 갖는 원형의 보링 구간을 마련하며,
    상기 외부 상단 나사산 구간은 상기 픽스쳐의 상단면을 기준으로 볼 때 상기 보링 구간 하단으로부터 2개 내지 4개 나사산만큼 아래쪽 구간까지 위치하고,
    상기 외부 상단 나사산 구간에는 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 아래쪽으로 일정구간에 걸쳐 나사산이 가공되지 않은 나사산 비가공 구간이 마련되며,
    상기 나사산 비가공 구간의 아래쪽에 외부 상단 나사산 가공 궤적의 기울기가 변화하는 지점인 엔딩 포인트(Ending Point)가 설정되고, 상기 엔딩 포인트는 상기 픽스쳐의 최상단으로부터 0.6~0.8mm 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 외부 상단 나사산 구간의 나사산 골 깊이는 하부에서 상부로 갈수록 점차 낮아지는 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐.
    
13. 제11항에 있어서, 상기 원형의 보링 구간은 제1 원형수직부와 제1 원형수직부 아래쪽의 일정 곡률을 갖는 라운드부로 형성되고, 제1 원형수직부의 직경이 다각형부의 외접원의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐
    
14. 제13항에 있어서, 상기 원형의 보링 구간의 제1 원형수직부 직경의 다각형부의 외접원 직경에 대한 비율은 100% 이상 115% 이하인 것을 특징으로 하는 치과용 임플란트 픽스쳐
    

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