KR102304081B1

KR102304081B1 - 임플란트용 어버트먼트, 및 이 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조

Info

Publication number: KR102304081B1
Application number: KR1020200188460A
Authority: KR
Inventors: 김수언; 김인호; 임형진
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-09-24

Abstract

본 발명은 픽스쳐에 결합되는 어버트먼트 하단부의 형상변경을 통해 픽스쳐 내의 구조 변경으로 인한 어버트먼트 지지력의 상실을 방지할 수 있는 임플란트용 어버트먼트, 및 이 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조를 제공한다. 이를 위한 본 발명은, 픽스쳐 상단에 삽입되어 스크류를 통해 상기 픽스쳐와 체결되는 임플란트용 어버트먼트에 있어서, 상기 픽스쳐 상단 입구 부분에 안착되는 하단 경사면이 형성되고, 상기 하단 경사면의 아래쪽에 다각형의 횡단면 형상을 가지는 다각형 결합부가 형성되되, 상기 다각형 결합부의 아래쪽에는 상기 다각형 결합부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 가지며 수직 하방으로 돌출된 수직원통부가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

임플란트용 어버트먼트, 및 이 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조{Abutment for implant, and coupling structure of fixture and the same}

본 발명은 임플란트용 어버트먼트 및 이 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 픽스쳐에 결합되는 어버트먼트 하단부의 형상변경을 통해 픽스쳐 내의 구조 변경으로 인한 어버트먼트 지지력의 상실을 방지할 수 있는 임플란트용 어버트먼트, 및 이 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조에 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 골내에 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 제조 공정과 관련해서는 아직 어떤 해결 방안도 모색된 바가 없다.

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

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 임플란트 픽스쳐의 피로 파절에 대한 강건성 확보를 위해 픽스쳐 내의 헥사부 부근에 마련한 보링(Boring) 구간으로 인하여 어버트먼트의 지지력이 상실되는 것을 방지할 수 있도록 하는 임플란트용 어버트먼트 구조를 제공하는 것이다.

본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 어버트먼트 하단에 구비된 수직원통부가 픽스쳐 내부의 보링 구간 아래쪽에 형성된 원형 수직구간과 일정 간극을 형성하며 평행하게 배치되도록 구성함으로써 저작운동시 어버트먼트의 미세한 움직임이 보링 구간 아래쪽에 형성된 수직구간에 의해 제한되도록 하여 픽스쳐 내부의 보링 구간 형성으로 인한 어버트먼트의 지지력 상실을 방지할 수 있는 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조를 제공하는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 픽스쳐 상단에 삽입되어 스크류를 통해 상기 픽스쳐와 체결되는 임플란트용 어버트먼트에 있어서, 상기 픽스쳐 상단 입구 부분에 안착되는 하단 경사면이 형성되고, 상기 하단 경사면의 아래쪽에 다각형의 횡단면 형상을 가지는 다각형 결합부가 형성되되, 상기 다각형 결합부의 아래쪽에는 상기 다각형 결합부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 가지며 수직 하방으로 돌출된 수직원통부가 구비된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 수직원통부의 최하단 둘레에는 모따기 가공 영역인 면취부가 형성될 수 있다.

한편, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조는, 픽스쳐의 상단 내측에 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment)가 결합될 수 있도록 내부 홈이 형성되되, 상기 내부 홈은 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 나사부를 포함하되, 상기 다각형부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 나사부의 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경과 같거나 큰 직경을 갖는 원형 보링 구간이 형성되고, 상기 픽스쳐의 내부 홈에 상기 어버트먼트의 하부 일부분이 삽입된 상태에서 상기 어버트먼트 결합용 나사부와 스크류를 통해 체결되며, 상기 어버트먼트의 하부에는 상기 픽스쳐의 상측 경사부에 대응하는 하단 경사면이 형성되고, 상기 하단 경사면의 아래쪽에 상기 픽스쳐의 다각형부에 대응되는 다각형의 횡단면 형상을 가지는 다각형 결합부가 형성되고, 상기 다각형 결합부의 아래쪽에는 상기 다각형 결합부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 가지며 수직 하방으로 돌출된 수직 원통부가 형성되되, 상기 수직 원통부는 상기 원형 보링 구간을 관통하여 상기 원형 보링 구간보다 아래쪽에서 지지되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 원형 보링 구간은 상기 다각형부의 외접원 직경과 같거나 크게 형성되는 제1 원형수직부와, 상기 제1 원형수직부 아래쪽에 일정 곡률을 가지며 라운드진 형태로 연결 형성되는 라운드부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 원형수직부 직경은 상기 다각형부의 외접원 직경 대비 100% 이상 115% 이하의 비율로 형성될 수 있다.

그리고, 상기 픽스쳐의 내부 홈에는 상기 다각형부의 다각형에 내접하는 원보다는 작고, 상기 어버트먼트 결합용 나사부의 직경보다는 큰 직경을 갖는 제2 원형수직부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 내부 홈에는 상기 제2 원형수직부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 나사부의 상단을 경사지게 연결하는 하측 경사부가 형성될 수 있다.

이때, 상기 어버트먼트의 수직원통부는 상기 원형 보링 구간의 라운드부 하부에 위치한 제2 원형수직부보다 직경이 작고, 상기 제2 원형수직부와 평행하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 어버트먼트의 수직원통부는 상기 픽스쳐의 제2 원형수직부 안쪽 위치에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 어버트먼트의 수직원통부 최하단 둘레에는 모따기 가공 영역인 면취부가 형성될 수 있다.

이때, 상기 수직원통부의 외주면과 제2 원형수직부의 내주면 간의 수평방향 간극은 0.01~0.20mm로 설정될 수 있다.

그리고, 상기 수직원통부의 하단과 제2 원형수직부의 하단 간의 수직방향 간극은 0.01~2.00mm로 설정될 수 있다.

아울러, 상기 수직원통부의 하단과 제2원형 수직부의 상단 간의 수직방향 간극은 0.01~0.5mm로 설정될 수 있다.

한편, 상기 픽스쳐의 외주면에는 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 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 원형 보링 구간은 상기 외부 상단 나사산 구간의 하단부 마지막 2개의 나사산 위쪽에 배치될 수 있다.

그리고, 상기 외부 하단 나사산 구간에 형성된 나사산의 골 깊이는 상기 외부 상단 나사산 구간에 형성된 나사산의 골 깊이보다 깊게 형성되고, 상부와 하부 나사산의 피치는 동일하게 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 임플란트 픽스쳐를 식립하여 오랜 기간 사용하는 경우에 발생될 수 있는 피로 파절에 대한 강건성 확보를 위해 픽스쳐 내부에 마련한 원형의 보링 구간 구조에 대응하여 어버트먼트의 하단에 수직원통부를 형성함으로써, 픽스쳐 내에 원형 보링 구간 형성으로 인해 어버트먼트의 지지구조가 취약해져서 어버트먼트의 지지력이 저하 내지 상실되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

특히, 본 발명의 어버트먼트 하단에 형성된 수직원통부가 픽스쳐 내부의 원형 보링 구간 아래쪽에 형성된 제2 원형수직부 안쪽 위치에서 상기 제2 원형수직부와 수평 및 수직 방향으로 일정한 갭(Gap)을 형성하며 평행하게 배치되도록 구성함으로써, 저작운동시 어버트먼트의 미세한 움직임이 원형 보링 구간 아래쪽에 형성된 제2 원형수직부에 의해 일정수준으로 제한될 수 있기 때문에, 픽스쳐 내의 원형 보링 구간 형성으로 인한 어버트먼트의 지지력 상실을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 임플란트 픽스쳐 내부에 6각형부 가공시 균열핵의 생성을 방지하고, 균열핵을 제거할 수 있어 피로 파절에 대한 강건성을 높일 수 있어, 임플란트 픽스쳐를 장기간 이용할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한, 임플란트 픽스쳐 내부 홈의 가공 정밀도가 향상되어, 제품의 완성도를 높일 수 있고, 따라서 제품에 대한 심미감도 높아지는 효과를 가지며, 장기간의 수명을 기대할 수 있게 되어, 피로 파절로 인한 잦은 수술에 따른 부담을 경감시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 임플란트 픽스쳐의 세로 파절 사례를 보이는 사진.
도 2는 임플란트 픽스쳐의 가로 파절 사례를 보이는 사진.
도 3은 임플란트 픽스쳐의 세로 파절이 헥사부 하단 모서리에서 개시된다는 점을 보이는 사진.
도 4는 기존 기술의 헥사부와 본 발명에 의해 제작된 정육각 수직부 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 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 가공 방법을 순차적으로 보여주는 공정도.
도 7은 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 다각형부 가공 방법을 세부적으로 설명하는 도면.
도 8은 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 다각형부 가공 방법을 통해 제조된 임플란트 픽스쳐를 보여주는 사시도 및 평면도.
도 9는 도 8의 정면도.
도 10은 도 8의 부분 절개 사시도.
도 11은 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 내부 구조를 보여주는 단면도.
도 12는 도 12에서 주요부 구성을 확대 도시한 단면도.
도 13은 동일 형상의 바이트를 사용하여 외부 나사산을 가공하는 경우와 서로 다른 형상의 바이트를 사용하여 외부 나사산을 가공하는 경우의 나사산 산 폭을 비교 도시한 예시도.
도 14는 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐의 외부 나사산 구조를 보여주는 단면도.
도 15는 본 발명의 픽스쳐에 어버트먼트가 체결된 모습을 보여주는 단면도.
도 16은 본 발명에 따른 임플란트용 어버트먼트 구조를 보여주는 정면도.
도 17은 도 15에서 어버트먼트 하단의 수직원통부와 픽스쳐의 원형 보링 구간 및 제2 원형수직부 간의 위치관계를 구체적으로 보여주는 단면도.

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

도 4는 본 발명의 필요성과 적용 결과를 보여주는 픽스쳐의 SEM 사진으로, a) 와 b) 사진은 각각 종래기술과 본 발명에 의해 제작된 픽스쳐의 6각부(업계에서 일반적으로 "헥사부"라 통칭함) 하단 모서리부의 "Metal flow line"이다. "Metal flow line" 사진은 해당 부위의 절단면 시편을 확보한 후, 절단면 표면에 Macro etching을 수행하여 획득하며, 이러한 과정을 통해 해당 금속 부위의 소성 가공 과정에서의 변형 상태를 확인할 수가 있다.

도 4의 a) 사진에서 보는 바와 같이 기존 기술에 의해 제작된 6각부의 경우에는 6각부 아래쪽 모서리 부분(사진상 흰색 부분이 픽스쳐 부분으로 단을 갖는 부위의 아래쪽 부분, 즉 좌측 하단 부분이 6각부 아래쪽 모서리 부분임)쪽에서 심각한 소성 변형이 야기된다는 점을 확인할 수 있으며, 이 부분에서 결함을 갖는 균열핵이 존재하게 된다는 점을 알 수가 있다. 이에 반해 본 발명의 방법에 따른 b) 사진에 의하면 이와 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 이와 같은 문제가 초래되는 원인을 규명하기 위하여 기존 6각부(헥사부) 제조공정을 살펴보면, 6각부의 가공을 위해, 도 5 a)에 나타낸 바와 같이 끝단 형상이 직사각형인 펀칭 툴(Tool)을 사용하는데, 도 5 b)에 나타낸 바와 같이 6각부는 픽스쳐의 모재가 되는 원형봉의 내부에 어버트먼트 안착을 위한 원형 단면의 경사면을 가공한 후, 펀칭 툴(10)을 하방으로 강하게 내려치되, 다음 단계에서는 펀칭 툴(10)을 60도 각도로 회전시킨 위치(점선으로 표시)에서 또 한번 내려치고, 그 다음 단계에서 다시 60도 각도로 펀칭 툴(10)을 회전시킨 위치(일점쇄선으로 표시)에서 내려치는 공정을 통해 최종적으로 6각의 모서리를 갖는 6각부를 완성하는 것이다.

그리고 이와 같이 사각의 모서리를 갖는 펀칭 툴을 강하게 내려치는 과정에서 펀칭 툴(10)의 모서리부에 접하는 모재가 하방으로 몰려 압축이 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 나타나기 때문에 6각부의 각 모서리부는 일반적으로 기대되는 소성 가공시의 균일한 압축 잔류 응력을 기대할 수 없는 상황이 되며, 또한 마이크로(Micro)하게 관찰되는 가공 표면에서의 모재의 일부가 떨어져 나간 부분이 결국 균열핵으로 존재하게 되어, 6각부의 좌면에는 모재의 일부가 미세하게 떨어져 나가 형성되는 균열핵이 불규칙하게 다수 분포되어 피로 파절의 원인을 제공하게 되는 것을 확인할 수가 있다.

물론 6각부의 가공시, 피가공 모재나 펀칭 툴에 가해지는 충격을 완화하기 위하여 펀칭 툴(10)을 한번에 가격하여 6각부를 성형하는 것이 아니라 0도, 60도, 120도의 각각의 위치에서 펀칭 툴을 3~4회씩 가격하되, 진입 깊이를 점차 증대시켜 가면서 가공을 하기도 하고, 또는 직사각형 펀칭 툴이 아닌 정육각형의 펀칭 툴을 이용하기도 하나, 어느 경우에든 파절의 원인이 되는 균열핵은 그대로 상존할 수 밖에 없다.

따라서, 본 발명에서는 기존의 6각부 가공 공정과는 상이하게 6각부의 좌면에 해당되는 부위를 선반 가공을 통해 펀칭 툴(10)의 장변 길이보다 같거나 다소 큰 직경으로 미리 가공을 하여 제거한 후, 펀칭 툴(10)로 내려치는 과정을 수행하도록 함으로써 펀칭 툴에 의해 밀려 들어온 모재가 빠져나갈 수 있는 여유 공간을 미리 확보하여 6각부 좌면에서의 극심한 소성변형과 균열핵의 존재 가능성을 현저히 감소시키게 되는 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 도 6에 나타낸 바와 같은 임플란트 픽스쳐의 6각 부 가공 방법을 제안하는데, 제안된 가공 방법은 피가공물인 봉재를 일정 길이로 절단하는 단계, 픽스쳐 외형을 가공하는 단계, 픽스쳐 내부 형상을 가공하는 단계로서, 보다 구체적으로 픽스쳐 내부에 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment)가 결합될 수 있도록 픽스쳐 상단면에 내부 홈을 가공하되, 상기 내부 홈은 상단면 입구부에서는 단면이 원형이며 아래쪽으로 갈수록 내경이 좁아지는 상측 경사부와, 상측 경사부가 끝나는 위치에서 반경 방향으로 확대되는 일정 높이의 보링(Boring) 구간, 그리고 그 아래로 어버트먼트 결합용 나사부가 가공될 구멍을 가공하는 단계, 그리고 상기 가공된 상측 경사부를 향해 펀칭 툴을 타격하여 6각부를 가공하는 단계, 마지막으로 상기 어버트먼트 결합용 나사부가 가공될 구멍에 암나사를 가공하는 단계를 포함한다.

도 6에 나타낸 실시 예에서는 픽스쳐 외형을 가공하는 단계가 픽스쳐 내부 형상을 가공하는 단계에 선행되나, 또 다른 실시 예로서 픽스쳐 내부 형상을 가공하는 단계, 6각형부를 가공하는 단계 및 암나사를 가공하는 단계가 종료된 후 픽스쳐 외형을 가공하는 단계로 수행되는 임플란트 픽스쳐의 6각부 가공 방법도 가능함은 물론이다.

여기서 본 발명의 가장 핵심적인 사항은 모재에 극심한 소성변형이 초래되지 않도록 원형의 보링 구간을 가공한 후, 6각부 형성을 위한 펀칭작업을 수행한다는 것으로서, 상기 6각부의 하단과 어버트먼트 결합용 나사부 상단 사이에는 상기 6각부의 6각형에 외접하는 원보다 큰 직경을 갖는 원형의 보링 구간을 6각부의 형성을 위한 펀칭 공정에 앞서 가공해 놓는 것이다.

보다 상세하게는 도 7 a)에 나타낸 바와 같이, 픽스쳐의 상단 입구부에 마련된 상측 경사부 하단에 보링 공구로 보링 구간을 가공하되, 보링 구간의 반경은 6각부 가공 공정에서 사용되는 펀칭 툴(10)의 중심에서 모서리까지의 길이(결과적으로 이 길이는 6각형 외접원의 반경에 해당함)와 같거나 큰 반경으로 설정하여야 한다.

이와 같이 상측 경사부 하부에 원형의 보링 구간을 마련함으로써 본 발명에 의한 6각부 형성을 위한 천공 과정의 양상은 기존 기술의 6각부 펀칭 과정과는 전혀 다르게 되는바, 도 7 b)의 기존 기술과 도 7 c)의 본 발명의 가공 개념도를 통해 그 차이를 명확히 이해할 수가 있다.

즉, 도 7 b)에 나타낸 바와 같이 기존 방법에 의하면 모재의 피가공물이 상부에서 진입하는 펀칭 툴(10)에 의해 아래쪽으로 소성 변형되며 우겨 넣어지는 상황이 될 수밖에 없어, 앞서 도 4 a)에서 확인되는 바와 같이 metal flow line이 심하게 변형되고, 아울러 균열핵이 다수 분포하게 되는 것이나, 도 7 c)에 나타낸 바와 같이 본 발명의 방법에 의하면 피가공 부위를 펀칭 툴이 마치 칼이나 가위와 같이 잘라 내어지는 양상으로 가공이 되므로, 앞서 살펴본 기존 기술의 문제점이 제거될 수 있다.

본 발명의 보링 구간은 상기한 역할을 수행할 수만 있다면 그 형상에 크게 구애 받지는 않으나, 보다 바람직하게는 상기 원형 보링 구간(130)은 제1 원형수직부(132)와 제1 원형수직부(132) 아래쪽의 일정 곡률을 갖는 라운드부(134)로 이루어지며, 원형 보링 구간(130)의 제1 원형수직부(132) 직경은 6각부(120)의 6각형 외접원 직경 대비 100% 이상 115% 이하의 비율로, 보링 구간(130)의 전체 높이는 0.1~1.5mm로 설정될 수 있다.

또한, 상기 원형 보링 구간(130)의 제1 원형수직부(132)의 반경은 6각부(120)를 가공하기 위하여 사용된 펀칭 툴(10)의 중심에서 모서리까지의 길이와 같거나 큰 반경인 것일 수 있다.

그리고 본 발명에서의 원형 보링 구간(130)은 하측 경사부(140)의 상부에 위치하는 제2 원형수직부(136) 바로 위에 형성되며, 펀칭 툴(10)의 하단 면은 원형 보링 구간(130)의 라운드부(134) 하단면으로부터 일정 높이까지만 진입시키는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해 펀칭 툴(10)에 의해 소성 변형되는 상측 경사부(110)의 모재가 기존 기술과 같이 6각부(120) 아래쪽으로 몰려 압축 잔류 응력과 균열핵이 집중되는 현상이 방지되고, 상측 경사부(110)의 모재는 주로 펀칭 툴(10)의 가격(striking)에 의해 떨어져 나가거나 일부가 반경 바깥 방향으로 밀려 들어갈 뿐, 기존 기술과 같이 모재가 심하게 변형되며 밀려 들어가 6각부(120) 아래쪽으로 몰려 집중되며 균열핵을 유발시키는 문제가 발생되지 않게 된다.

다음으로, 도 8 내지 도 14는 이상에서 설명된 본 발명의 구성을 본 출원인의 제품에 적용시키고자 마련된 구체적인 실시 예의 형태에 따른 임플란트 픽스쳐(300)의 외부 구조 및 내부 구조를 나타낸 것이다.

도 8 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 임플란트 픽스쳐(300)는 중심축(CL)에 대한 회전 거동에 따라 치조골 조직에 삽입되어 인공치근을 형성하는 구조물로서, 본 발명의 픽스쳐(300) 외주면에는 상하방향으로 동일(단일) 피치(Pitch)를 갖는 복수 개의 나사산(212,222)이 형성된다.

이 경우, 픽스쳐(300) 외주면에 동일 피치(P)를 갖는 나사산(212,222) 가공을 위해서는, 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, 픽스쳐(300)의 외주면에 서로 다른 골 깊이(D1,D2)를 가지는 2개의 나사산 구간(210,220)을 형성할 수 있다.

즉, 픽스쳐(300) 외주면에 서로 다른 나사산 골 깊이를 가지는 2개의 나사산 구간(210,220)을 형성할 경우, 픽스쳐(300)의 하단으로부터 위쪽 방향으로 일정구간까지는 제1바이트(230; 도 13 참조)를 통해 깊은 골 깊이(또는 높은 산 높이; D1)를 가지는 나사산(222)을 가공하여 외부 하단 나사산 구간(220)을 형성하고, 외부 하단 나사산 구간(220)의 위쪽으로는 제2바이트(240)를 통해 얕은 골 깊이(또는 낮은 산 높이; D2)를 가지는 나사산(212)을 가공하여 외부 상단 나사산 구간(210)을 형성할 수 있다.

이 경우, 도 14에 도시한 바와 같이 외부 상단 나사산 구간(210)에 형성된 나사산(212)의 골 깊이(D2)는 외부 하단 나사산 구간(220)에 형성되는 나사산(222)의 골 깊이(D1)보다 낮게 형성되며, 특히 외부 상단 나사산 구간(210)에서는 나사산(212)의 골 깊이(또는 산 높이; D2, D3)가 하단에서 상단으로 갈수록 점진적으로 낮아지는 구조로 형성될 수 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 수 있다.

예를 들어, 외부 상단 나사산 구간(210)에서 높이가 가장 높은 최하단의 나사산(212)이 0.22mm 높이로 형성되고, 최상단의 나사산(212)이 0.12mm의 높이로 형성될 수 있으며, 높이가 가장 높은(0.22mm) 최하단 위치에 있는 나사산에서 상부로 갈수록 나사산의 높이가 점진적으로 낮아져 마지막 최상단의 나사산은 높이가 가장 낮은(0.12mm) 나사산(212)이 형성되도록 구성할 수 있다.

이와 같이 픽스쳐(300)의 외부 상단 나사산 구간(210)에 형성되는 나사산(212)의 높이(깊이)를 상부로 갈수록 점차 낮아지는 구조로 형성하면, 치조골 표면의 치밀골 영역에 픽스쳐(300)가 보다 견고하게 고정될 수 있을 뿐 아니라, 픽스쳐(300) 상단 부분의 벽 두께가 증가되어 픽스쳐(300) 상단 부분의 강성을 확보할 수 있기 때문에 픽스쳐 상단부 부분에서 발생하던 세로 파절도 방지할 수 있다.

한편, 픽스쳐(300)의 상단부 내측으로는 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment; 400)가 결합될 수 있도록, 픽스쳐(300)의 상단으로부터 일정깊이 파인 특정 형상을 가지는 내부 홈(100)이 형성된다. 이때, 상기 내부 홈(100)은 상측 경사부(110), 6각형부(120), 원형 보링 구간(130), 하측 경사부(140), 및 어버트먼트 결합용 나사부(150)가 픽스쳐(300)의 상단 입구로부터 아래쪽으로 순차적으로 배치된 구조를 형성한다.

구체적으로, 상측 경사부(110)는 픽스쳐(300)의 상단 입구 부분에 위치된 부분으로, 횡단면 형상이 원형 형상으로 이루어지면서 아래쪽으로 갈수록 내경 폭이 점차 좁아지는 형상 구조를 가지며 형성된다.

그리고, 6각형부(120)는 상측 경사부(110)의 아래쪽에 연결된 부분으로, 횡단면 형상이 6각형 형상으로 이루어져 픽스쳐(300) 식립 작업시 드라이버(미도시)의 체결을 위해 마련된 부분이다. 이때 상기 6각형부(120)의 평면 형상은 하나의 실시 예 형상으로 제시한 것이며, 상기 6각 형상 외에도 8각, 12각 등의 다양한 정다각 형상을 가지도록 형성할 수 있다.

한편, 6각형부(120)와 어버트먼트 결합용 나사부(150)의 사이에는 6각형부(120)의 6각형에 외접하는 원과 직경이 같거나 상기 외접하는 원보다 큰 직경을 가지는 원형 보링 구간(130)이 형성된다.

즉, 상기 원형 보링구간(130)은 6각형부(120)의 6각형에 외접하는 원의 직경과 같거나 큰 직경을 갖는 부분으로, 상기 원형 보링 구간(130)은 6각형부(120)의 외접원 직경과 같거나 크게 형성되는 제1 원형수직부(132)와, 제1 원형수직부(132)의 아래쪽에 일정 곡률을 가지며 라운드진 형태로 연결 형성되는 라운드부(134)를 포함한다. 이 경우, 상기 원형 보링 구간(130)은 6각형부(120) 형성을 위한 펀칭 공정에 앞서 형성된다.

이때, 픽스쳐(300) 내에서의 원형 보링 구간(130)의 형성위치는 도 12에 나타낸 바와 같이 외부 상단 나사산 구간(210)의 최하단에 위치한 나사산(212)으로부터 위쪽으로 2번째 나사산 중심 위치에 위치하도록 배치될 수 있다.

이와 반대로 픽스쳐(300)의 내부 홈(100)을 먼저 가공한 후 외부 나사산을 가공하는 경우에는, 픽스쳐(300)에 외주면에 산 높이(또는 골 깊이)가 낮은 외부 상단 나사산 구간(210) 형성시, 상기 외부 상단 나사산 구간(210)의 하단이 픽스쳐(300) 내부의 원형 보링 구간(130)의 하단 바닥면(또는 라운드부의 바닥면)을 기점으로 2개 나사산 아래쪽 위치까지 내려오도록 형성될 수 있다.

이와 같이, 픽스쳐(300) 내에서 원형 보링 구간(130)을 외부 상단 나사산 구간(210)의 최하단에 위치한 나사산(212)으로부터 위쪽으로 2번째 나사산 중심 위치상에 놓이도록 배치하거나, 또는 픽스쳐(300)의 내부 홈(100) 가공 후 외부 나사산 을 가공하는 경우, 외부 상단 나사산 구간(210)의 하단이 픽스쳐(300) 내부의 원형 보링 구간(130)의 하단 바닥면(또는 라운드부 바닥면)을 기점으로 2개 산만큼 아래쪽 위치까지 내려오도록 배치함으로써, 원형 보링 구간(130) 형성으로 인해 얇아진 픽스쳐(300)의 벽체 두께 부분을 상기 골 깊이가 낮은 외부 상단 나사산 구간(210)을 통해 간접적으로 보강할 수 있게 되어 원형 보링 구간(130) 하단부 쪽으로의 구조적 강성을 더욱 증대시킬 수 있고, 이를 통해 피로 파절 상황에 대한 보다 양호한 방어 수단으로 기능할 수 있다.

이때, 원형 보링 구간(130)에서 제1 원형수직부(132)의 직경은 6각형부(120)의 외접원 직경 대비 100% 이상 115% 이하의 비율로, 원형 보링 구간(130)의 전체 높이는 0.1~1.5mm로 설정될 수 있으며, 라운드부(134)는 상기 제1 원형수직부(132)에 연속하는 일정 곡률을 갖는 라운드진 형상으로 형성될 수 있다.

아울러, 상기 원형 보링 구간(130)은 하측 경사부(140)의 상부에 위치하는 제2 원형수직부(136) 바로 위에 형성되며, 6각형부(120)의 가공을 위한 펀칭 작업시 펀칭 툴(10)의 하단 면을 원형 보링 구간(130)의 라운드부(134) 하단면으로부터 일정 높이까지만 진입시키는 것이 바람직하다.

한편, 픽스쳐(300)의 내부 홈(100) 하부 측에는 6각형부(120)의 6각형에 내접하는 원보다는 작고, 어버트먼트 결합용 나사부(150)의 직경보다는 큰 직경을 갖는 제2 원형수직부(136)가 형성된다.

또한, 제2 원형수직부(136)의 아래쪽에는 상기 제2 원형수직부(136)의 하단과 어버트먼트 결합용 나사부(150)의 상단을 경사지게 연결하는 하측 경사부(140)가 형성된다.

상기 하측 경사부(140)는 제2 원형수직부(136)와 어버트먼트 결합용 나사부(150) 사이를 연결하는 부분으로, 상단이 제2 원형수직부(136)와 동일 직경을 형성하고 하단이 어버트먼트 결합용 나사부(150)와 동일 직경을 형성한다. 이와 같은 하측 경사부(140) 역시 아래쪽으로 갈수록 내경이 점차 좁아지는 구조로 형성된다.

그리고, 어버트먼트 결합용 나사부(150)는 하측 경사부(140)의 아래쪽에 연결되며, 6각형부(120)의 6각형 부분에 내접하는 원보다 작은 직경을 갖는 어버트먼트 결합용 나사산(152)이 형성된다.

한편, 본 발명의 픽스쳐(300)는 그 외주면 부분에 서로 다른 나사산 골 깊이(또는 나사산 산 높이)를 가지는 2개의 나사산 구간(210,220)을 형성하기 위해 도 13에 나타낸 바와 같이 서로 다른 가공면 형상을 갖는 2개의 바이트(230,240)를 이용하여 픽스쳐 모재의 가공 대상면에 나사산 가공을 수행하게 된다.

통상적인 픽스쳐 나사산 가공작업은 픽스쳐 모재를 회전시키면서 바이트를 픽스쳐의 가공 대상면 하단으로 진입시켜 정해진 일정한 이동궤적을 따라 상방으로 이동시켜가며 나사산 가공을 수행하게 되는데, 이 경우 픽스쳐 모재의 가공 대상면에 대한 바이트의 진입 깊이를 조정하여 나사산 높이를 조절할 수 있다.

본 발명의 픽스쳐(300)에서는 외부 하단 나사산 구간(220) 형성시 픽스쳐 모재에 제1바이트(230)를 진입시켜 나사산 골 깊이가 깊은(또는 산 높이가 높은) 나사산(222)을 가공을 수행하게 되고, 제1바이트(230)에 의한 나사산(222) 가공이 완료된 시점에서는 제1바이트(230)를 제2바이트(240)로 교체하여 외부 상단 나사산 구간(210)의 나사산(212) 가공을 수행하게 된다.

이 경우, 외부 상단 나사산 가공작업을 위해 제2바이트(240)가 이동되는 궤적은 픽스쳐(300)의 축선(CL)에 대해 평행을 형성하지 않고 상기 축선(CL)에 대하여 일정각도만큼 기울어진 형태를 갖는다. 이로 인해 픽스쳐(300)는 하방으로 갈수록 직경이 점차 작아지는 형태를 갖게 된다.

그리고, 픽스쳐(300)의 외부면에 동일 피치(P)를 가지는 나사산(212,222)을 가공하기 위해서는 도 13에 나타낸 바와 같이 픽스쳐(300)의 외부 하단 나사산 가공을 수행하는 제1바이트(230)와 외부 상단 나사산 가공을 수행하는 제2바이트(240)의 각 단부의 가공면에 대한 형상적 차이가 수반되어야만 한다.

먼저, 도 13의 (a)는 동일한 바이트를 사용하여 외부 하단 나사산(222) 및 외부 상단 나사산(212) 가공을 수행하는 경우로서, 단부 가공면 형상이 동일한 바이트를 사용하면 골 깊이가 낮은 외부 상단 나사산(212)의 산 정상 폭이 넓어지게 되기 때문에 픽스쳐(300)를 치조골에 식립하는 경우 상대적으로 큰 토크가 필요하여 픽스쳐(300)의 식립 작업이 어렵고 치조골의 손상도 초래할 수 있다.

반면, 도 13의 (b)와 같은 본 발명의 경우에는 외부 하단 나사산(222)과 외부 상단 나사산(212)을 가공하는 제1바이트(230)와 제2바이트(240)의 단부 가공면 형상 및 폭을 달리하여 나사산 가공작업을 수행함으로써, 픽스쳐(300)의 외부 상단 및 하단 나사산 구간(210,220)에 형성되는 각각 나사산(212,222)이 골 깊이는 다르지만 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.

한편, 도 15는 본 발명의 픽스쳐에 어버트먼트가 체결된 모습을 보여주는 단면도이고, 도 16은 본 발명에 따른 임플란트용 어버트먼트 구조를 보여주는 정면도이다. 그리고, 17은 도 15에서 어버트먼트 하단의 수직원통부와 픽스쳐의 원형 보링 구간 및 제2 원형수직부 간의 위치관계를 구체적으로 보여주는 단면도이다.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 임플란트용 어버트먼트(400)는 하부 일부분이 픽스쳐(300) 상단에 형성된 내부 홈(100)에 삽입된 상태에서 스크류(440)를 통해 픽스쳐(300)와 체결 결합된다.

어버트먼트(400)의 하부에는 픽스쳐(300)의 상단 입구 부분의 상측 경사부(110)에 대응하는 형상을 가지며 상측 경사부(110)에 안착되는 하단 경사면(410)이 형성되고, 하단 경사면(410)의 아래쪽에는 픽스쳐(300)의 6각형부(120)에 대응하는 6각형의 횡단면 형상을 가지는 6각 결합부(420)가 형성된다. 이 경우, 상기 6각 결합부(420)는 하나의 실시 예로서 제시된 형상일뿐, 8각, 12각 등 다양한 형태의 정다각형 구조로 형성될 수 있다.

한편, 6각 결합부(420)의 아래쪽에는 6각 결합부(420)의 6각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 가지며 수직 하방으로 돌출된 수직원통부(430)가 형성된다. 이러한 수직원통부(430)는 픽스쳐(300)의 원형 보링 구간(130)을 관통하여 원형 보링 구간(130)보다 아래쪽에서 지지된다.

이 경우, 수직원통부(430)는 픽스쳐(300)의 라운드부(134) 하부에 위치한 제2 원형수직부(136)보다 작은 직경을 가지도록 형성되어 수직원통부(430)는 제2 원형수직부(136)의 안쪽 위치에 배치될 수 있다.

즉, 어버트먼트(400)가 픽스쳐(300) 상단의 내부 홈(100)에 삽입되어 안착된 상태에서 어버트먼트(400)의 수직원통부(430)는 픽스쳐(300) 내부의 제2 원형수직부(136) 안쪽 공간에 위치되어 제2 원형수직부(136)와 일정한 간극(Gap)을 유지한 상태로 평행하게 배치될 수 있다.

이 경우, 수직원통부(430)의 외주면과 제2 원형수직부(136)의 내주면 사이의 수평방향 간극(G1)은 0.01~0.20mm, 수직원통부(430)의 하단과 제2 원형수직부(136)의 하단 사이의 수직방향 간극(G2)은 0.01~2.00mm, 수직원통부(430)의 하단과 제2 원형수직부(136)의 상단 사이의 수직방향 간극(G3)은 0.01~0.5mm로 설정될 수 있다.

또한, 수직원통부(430)의 최하단 둘레에는 픽스쳐(300)의 하측 경사부(140)의 형상에 대응되는 모따기 가공에 의해 형성된 영역인 면취부(432)가 형성될 수 있다. 이와 같은 면취부(432)를 형성하게 되면 수직원통부(430)가 제2 원형수직부(136) 내부 공간으로 용이하게 인입될 수 있고, 제2 원형수직부(136) 내부 공간에 인입된 상태의 수직원통부(430)의 면취부(432) 부분이 하측 경사부(140)와 동일한 기울기를 형성하며 하측 경사부(140)에 지지될 수 있어 어버트먼트(400)의 안정적인 지지력을 확보할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 구성에 따르면, 임플란트 픽스쳐를 식립하여 오랜 기간 사용하는 경우에 발생될 수 있는 피로 파절에 대한 강건성을 확보하기 위하여 픽스쳐(300) 내부의 6각형부(120) 형성을 위한 펀칭공정 이전에 원형 보링 구간(130)을 미리 가공하여, 펀칭 툴에 의해 소성 변형되는 상측 경사부(110)의 모재가 기존 기술과 같이 6각형부(120) 아래 쪽으로 몰려 압축 잔류 응력과 균열핵이 집중되는 현상이 방지되고, 상측 경사부(110)의 모재는 펀칭 툴의 가격에 의해 떨어져 나가거나 일부가 반경 바깥 방향으로 밀려 들어갈 뿐, 기존 기술과 같이 모재가 심하게 변형되면서 밀려 들어가 6각형부(120) 아래쪽으로 몰려 집중되며 균열핵을 유발시키는 문제가 발생되지 않게 된다.

아울러, 상기 픽스쳐(300)의 원형 보링 구간(130) 구조에 대응하여 어버트먼트(400) 하단에 수직원통부(430)를 형성하여 픽스쳐(300)에 체결된 상태에서 수직 원통부(430)가 픽스쳐(300) 내부의 원형 보링 구간(130) 아래쪽에 위치한 제2 원형수직부(136)와 수평방향으로 일정한 갭(Gap)을 형성하며 평행하게 배치되도록 구성됨에 따라, 저작운동시 어버트먼트(400)의 미세한 움직임이 픽스쳐(300)의 원형 보링 구간(130) 아래쪽에 형성된 제2 원형수직부(136)에 의해 제한될 수 있기 때문에 픽스쳐(300) 내부에 원형 보링 구간(130) 형성으로 인한 어버트먼트(400)의 지지력 상실을 방지할 수 있는 효과가 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

100 : 내부 홈 110 : 상측 경사부
120 : 6각형부 130 : 원형 보링 구간
132 : 제1 원형수직부 134 : 라운드부
136 : 제2 원형수직부 140 : 하측 경사부
150 : 어버트먼트 결합용 나사부 210 : 외부 상단 나사산 구간
212,222 : 나사산 220 : 외부 하단 나사산 구간
230,240 : 제,2바이트 300: 픽스쳐
400: 어버트먼트 410 : 하단 경사면
420 : 6각 결합부 430 : 수직원통부
440 : 스크류

Claims

외주면에 단일 피치(Pitch)의 나사산이 형성되되, 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 형성된 픽스쳐의 상단에 삽입되어 스크류를 통해 상기 픽스쳐와 체결되는 임플란트용 어버트먼트에 있어서,
상기 픽스쳐 상단 입구 부분에 안착되는 하단 경사면이 형성되고,
상기 하단 경사면의 아래쪽에 다각형의 횡단면 형상을 가지는 다각형 결합부가 형성되되,
상기 다각형 결합부의 아래쪽에는 상기 다각형 결합부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 가지며 수직 하방으로 돌출된 수직원통부가 구비된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트.
제1항에 있어서, 상기 수직원통부의 최하단 둘레에는 면취부가 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트.
픽스쳐의 상단 내측에 보철물 지지를 위한 어버트먼트(Abutment)가 결합될 수 있도록 내부 홈이 형성되되, 상기 내부 홈은 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 나사부를 포함하되,
상기 다각형부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 나사부의 상단 사이에는 상기 다각형부의 다각형에 외접하는 원의 직경과 같거나 큰 직경을 갖는 원형 보링 구간이 형성되고,
상기 픽스쳐의 내부 홈에 상기 어버트먼트의 하부 일부분이 삽입된 상태에서 상기 어버트먼트 결합용 나사부와 스크류를 통해 체결되며,
상기 어버트먼트의 하부에는 상기 픽스쳐의 상측 경사부에 대응하는 하단 경사면이 형성되고, 상기 하단 경사면의 아래쪽에 상기 픽스쳐의 다각형부에 대응되는 다각형의 횡단면 형상을 가지는 다각형 결합부가 형성되고,
상기 다각형 결합부의 아래쪽에는 상기 다각형 결합부의 다각형에 내접하는 원보다 작은 직경을 가지며 수직 하방으로 돌출된 수직 원통부가 형성되되,
상기 수직 원통부는 상기 원형 보링 구간을 관통하여 상기 원형 보링 구간보다 아래쪽에서 지지되며,
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 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제3항에 있어서, 상기 원형 보링 구간은,
상기 다각형부의 외접원 직경과 같거나 크게 형성되는 제1 원형수직부; 및
상기 제1 원형수직부의 아래쪽에 일정 곡률을 가지며 라운드진 형태로 연결 형성되는 라운드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제4항에 있어서, 상기 제1 원형수직부 직경은 상기 다각형부의 외접원 직경 대비 100% 이상 115% 이하의 비율로 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제4항에 있어서, 상기 다각형부의 다각형에 내접하는 원보다는 작고, 상기 어버트먼트 결합용 나사부의 직경보다는 큰 직경을 갖는 제2 원형수직부가 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제6항에 있어서, 상기 제2 원형수직부의 하단과 상기 어버트먼트 결합용 나사부의 상단을 경사지게 연결하는 하측 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제6항에 있어서, 상기 어버트먼트의 수직원통부는 상기 원형 보링 구간의 라운드부 하부에 위치한 제2 원형수직부보다 직경이 작고, 상기 제2 원형수직부와 평행한 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제8항에 있어서, 상기 어버트먼트의 수직원통부는 상기 픽스쳐의 제2 원형수직부 안쪽 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제3항에 있어서, 상기 어버트먼트의 수직원통부 최하단 둘레에는 면취부가 형성된 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제9항에 있어서, 상기 수직원통부의 외주면과 제2 원형수직부의 내주면 간의 수평방향 간극은 0.01~0.20mm인 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제9항에 있어서, 상기 수직원통부의 하단과 제2 원형수직부의 하단 간의 수직방향 간극은 0.01~2.00mm인 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제9항에 있어서, 상기 수직원통부의 하단과 제2원형 수직부의 상단 간의 수직방향 간극은 0.01~0.5mm인 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
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제3항에 있어서, 상기 원형 보링 구간은 상기 외부 상단 나사산 구간의 하단부 마지막 2개의 나사산 위쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.
제3항에 있어서, 상기 외부 하단 나사산 구간에 형성된 나사산의 골 깊이는 상기 외부 상단 나사산 구간에 형성된 나사산의 골 깊이보다 깊고, 상부와 하부 나사산의 피치는 동일한 것을 특징으로 하는 임플란트용 어버트먼트와 픽스쳐의 결합구조.