KR102311246B1

KR102311246B1 - 유동형 어버트먼트 및 이를 구비한 임플란트

Info

Publication number: KR102311246B1
Application number: KR1020210012005A
Authority: KR
Inventors: 장천석
Original assignee: 이노덴 주식회사
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2021-10-14

Abstract

본 발명은 치과용 어버트먼트 및 이를 구비한 임플란트에 관한 것으로, 상세하게는, Ti-Ni 합금 또는 Ti-Nb 합금과 같은 고탄성 금속합금을 이용하여 상부 구조물을 형성하여 자연치아의 움직임과 거의 유사한 유동성(완충성)을 재현하여 시술 후에도 인공치아(보철물/크라운)의 미소변위를 허용함으로써 반복적인 저작작용시 치조골에 인가되는 충격을 완화하는 동시에 치주인대 역할을 구현하여 불편함과 거부감을 해소할 수 있는 유동형 어버트먼트 및 이를 구비한 임플란트에 관한 것이다.

Description

유동형 어버트먼트 및 이를 구비한 임플란트{MOVABLE TYPE ABUTMENT FOR DENTAL AND IMPLANT HAVING THE SAME}

일반적으로, 임플란트(implant)는 결손이나 상실된 치아를 대체하기 위해 치과치료술식을 통해 형성되는 인공치아 구조물로서, 인체에 무해한 재질 또는 자연치아와 유사한 기능을 수행할 수 있는 재질을 이용하여 충치나 잇몸병으로 없어진 치아나, 사고 또는 종양 등으로 인하여 뼈와 잇몸이 없는 부위에 삽입하여 자연치아의 기능을 대체하는 한편, 인공치아의 수복을 통해 미적 아름다움을 회복시켜 준다.

이러한 임플란트는 기본적으로 치조골에 식립되는 픽스쳐(fixture)와, 상기 픽스쳐에 고정되고 저작작용시 가해지는 교합력에 대응하여 측방 또는 수평의 압력을 지탱하는 어버트먼트(abutment, 지대주)와, 상기 어버트먼트의 상부를 수복하여 자연치아와 유사하게 미적 아름다움을 회복시켜주는 인공치아(보철물/크라운)를 포함한다.

임플란트의 시술과정을 간략하게 설명하면, 먼저 피시술자의 치조골에 픽스쳐를 식립한 후 어버트먼트를 고정한다. 그리고, 어버트먼트의 상부에 인공치아를 결합하여 수복한다. 이때, 저작작용시 인공치아가 어버트먼트로부터 쉽게 분리되지 않도록 인체에 무해한 접착제(cement 또는 bond)를 사용하여 인공치아를 부착 고정한다.

자연치아는 치조골 속에 박혀 있고, 치아의 뿌리 주위에는 치주인대라는 조직이 있어 교합력과 같은 외력이 가해지면 치주인대가 수축되면서 그 힘을 흡수한다. 즉, 자연치아에 교합력이 가해지면 약간 밀리고, 그 밀리는 정도는 교합력의 정도에 따라 달라지지만, 그 움직임이 대략 평균 30㎛ 정도 되는 것으로 알려져 있다.

이에 반해, 치아상실로 인해 임플란트 시술을 하는 경우에는 임플란트 구조물이 치조골과 물리적으로 결합된 상태에서 임플란트와 치조골 사이에 치주인대 같은 탄성을 갖은 조직이 없기 때문에 외력이 가해지면 완충없이 그 힘이 그대로 치조골로 전달된다.

동일한 교합평면으로 자연치아와 인공치아(임플란트 치아)를 만들어주면 교합력이 가해질 때 자연치아는 교합력에 반응해 움직이지만, 인공치아는 움직이지 않아 임플란트에 무리한 힘이 가해지는 결과가 일어나고 환자는 인공치아만 닿는다고 느끼게 된다. 이런 상태로는 제대로 씹을 수 없다. 강하게 물었을 때 인공치아는 대합치와 닿아 강한 저작력을 발생하지만, 자연치아는 가볍게 물었을 때의 힘 정도만 전달되어 인공치아만 씹히는 불편함과 이질감(거부감)을 주게 되는 것이다.

그래서, 임플란트 시술시 윗니와 아랫니를 가볍게 물었을 때, 모든 자연치아가 대합치와 접촉하고, 인공치아는 교합되지 않도록 보통 10㎛ 정도의 여유 공간을 두고 형성한다. 이렇게 하면 힘껏 물었을 때에는 자연치아와 인공치아가 모두 닿게 되는데, 힘껏 물면 자연치아 뿌리 주위의 치주인대의 탄성으로 자연치아는 물리면서 교합력에 밀려 약간 물러나게 되고, 인공치아는 대합치와 잘 물리는 상태가 되는 것이다. 이때, 상기 여유 공간은 환자의 구강 상태에 따라 변동될 수 있다.

이렇게 여유 공간을 형성하여 가볍게 물었을 때에 자연치아만 대합치와 닿게 하고 강하게 물었을 때에는 자연치아와 인공치아가 모두 대합치와 닿게 하는 경우에도 민감한 환자의 경우에는 자연치아와의 차이를 느껴 불편함을 호소하기도 한다.

KR 10-1411071 B1, 2014. 06. 17. KR 10-1105187 B1, 2012. 01. 05. KR 10-2009-0099724 A, 2009. 09. 23. KR 10-2020-0020025 A, 2020. 02. 26. KR 10-1280869 B1, 2013. 06. 25.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, Ti-Ni 합금 또는 Ti-Nb 합금과 같은 고탄성 금속합금을 이용하여 어버트먼트의 상부 구조물을 형성하고, 이를 통해 자연치아의 움직임과 거의 유사한 유동성을 재현하여 시술 후에도 인공치아(보철물/크라운)의 미소변위를 허용함으로써 반복적인 저작작용시 치조골에 인가되는 충격을 완화하는 동시에 불편함과 거부감을 해소할 수 있는 유동형 어버트먼트 및 이를 구비한 임플란트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은 치조골에 식립되는 픽스쳐에 결합되는 고정부; 상기 고정부의 상부에 형성된 유동부; 및 상기 유동부의 상부에 형성되고, 인공치아가 고정되는 기둥부를 포함하고, 상기 고정부, 상기 유동부 및 상기 기둥부는 Ti-Ni 합금 또는 Ti-Nb 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유동형 어버트먼트를 제공한다.

바람직하게, 상기 유동부는 저작작용시 상기 인공치아로부터 전달되는 외력을 탄성력을 통해 흡수하기 위해 복수 개의 슬릿이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 슬릿은 상기 유동부의 외면에서 중공까지 관통되도록 홀 구조로 이루어지되, 사각형, 원형 또는 타원형 중 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 슬릿은 상기 유동부의 상단부에서 하단부까지 연장된 사선으로 형성되거나, 상기 유동부에 수평방향으로 연장 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 슬릿은 선반기계가공 또는 레이저가공을 통해 형성하되, 원형의 홀 또는 타원형의 홀을 연속적으로 형성하는 방식으로 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 슬릿은 연속적으로 인접하게 형성되는 홀들의 중심과 중심 사이의 거리를 조정하는 방식으로 상기 슬릿의 폭을 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게, 상기 슬릿은 원형의 홀 또는 타원형의 홀을 유동부의 상부에서 하부로 사선방향으로 연속적을 형성하여 배열하거나, 혹은 수평방향으로 일정 간격으로 이격 형성하여 탄성을 제공하는 동시에 그 탄성량을 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 다른 측면에 따른 본 발명은 치조골에 식립되는 픽스쳐; 상기 픽스쳐에 결합되는 상기한 유동형 어버트먼트; 및 상기 유동형 어버트먼트의 기둥부를 덮도록 결합되는 인공치아를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, Ti-Ni 합금 또는 Ti-Nb 합금과 같은 고탄성 금속합금을 이용하여 어버트먼트의 상부 구조물을 형성함으로써 자연치아의 움직임과 거의 유사한 유동성을 재현하여 시술 후에도 인공치아(보철물/크라운)의 미소변위를 허용하고, 이를 통해 반복적인 저작작용시 치조골에 인가되는 충격을 완화하는 동시에 치주인대 역할을 구현하여 불편함과 거부감을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 연속적으로 인접하게 형성되는 홀들의 중심과 중심 사이의 거리를 조정하여 원하는 슬릿의 폭을 얻을 수 있다. 즉, 인접한 홀들의 중심 사이의 거리를 늘려 중첩되는 면적을 줄이면, 슬릿의 폭을 좁게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 다수의 원형의 홀 및/또는 타원형의 홀을 유동부의 상부에서 하부로 사선방향으로 연속적을 형성하여 배열하거나, 혹은 수평방향으로 일정 간격으로 이격 형성하여 탄성을 제공하는 동시에 그 탄성량을 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 유동형 어버트먼트의 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 유동형 어버트먼트가 적용된 임플란트의 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예2에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 유동부에 형성된 슬릿을 설명하기 위해 일부를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예3에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예4에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 슬릿의 폭을 좁게 형성하는 방법을 도시한 도면들.
도 9는 본 발명에 따른 어버트먼트의 유동부 움직임을 제한하는 방법을 도시한 도면들.
도 10은 본 발명의 실시예5에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 11은 본 발명의 실시예6에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 12는 본 발명의 실시예7에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 13은 본 발명의 실시예8에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 14는 본 발명의 실시예9에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.
도 15는 본 발명의 실시예10에 따른 유동형 어버트먼트의 사시도.

본 발명의 이점 및 특징, 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작과 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 기술적 특징을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 유동형 어버트먼트의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예1에 따른 유동형 어버트먼트(10)는 자연치아의 움직임과 거의 유사한 유동성(완충성)을 재현하기 위해 Ti-Ni 합금 또는 Ti-Nb 합금과 같은 고탄성 금속합금으로 제조하여 시술 후에도 인공치아(보철물/크라운)의 미소변위를 허용함으로써 반복적인 저작작용시 치조골에 인가되는 충격을 완화하는 동시에 치주인대 역할을 구현하여 불편함과 거부감을 해소할 수 있다.

예를 들어, 상기 고탄성 금속합금이 Ti-Ni 합금으로 이루어진 경우, Ti-Ni 합금에서 Ti-Ni의 부피비율은 90% 이상이고 타금속은 10% 이하인 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, Ti-Nb 합금으로 이루어진 경우, Ti-Nb 합금에서 Ti-Nb 부피 비율은 90% 이상이고 타금속은 10% 이하인 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 타금속으로는 Cu, Al, Au, Zn, Sn 또는 Zr 등의 금속을 0.1%에서 10% 까지 첨가할 수 있다. 이들 금속의 조성비에 따라 탄성의 정도가 달라지고 형상 기억온도도 변한다.

Ti-Ni 합금은 현재 치과 교정치료에 사용되는 재료이지만, 임플란트에 사용되는 어버트먼트에는 적용된 적이 없다. 치아교정을 할 때 이상적인 배열을 이룰 때의 모양을 갖는 Ti-Ni 와이어를 치아에 부착해 Ti-Ni 와이어의 탄성력에 의한 복원능력을 이용해 불규칙한 치아들이 원하는 배열을 이루도록 사용하고 있다. 또한, Ti-Ni 합금은 치과영역에서의 교정치료 이외에도 여러 분야에서 사용되고 있는데, 혈관 스텐트나 여성용 브레지어의 형태 복원에도 사용되고, 안경테에도 사용되고 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예1에 따른 유동형 어버트먼트(10)에서는 현재 교정치료에 사용되고 있는 Ti-Ni 합금과 같이 초고탄성을 갖는 고탄성 금속합금을 이용하여 어버트먼트의 상부 구조물을 설계하여 자연치아와 같은 교합 높이를 갖도록 하여 외력이 가해지면 자연치아 처럼 일정부분 교합이 낮아졌다가 외력이 제거되면 원래의 모습으로 복원되도록 고정부(11)와 기둥부(13) 사이에 유동부(12)를 형성한다.

도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 실시예1에 따른 유동형 어버트먼트(10)는 하부가 픽스쳐(1, 도 3참조)의 내부로 삽입되어 결합 고정되는 고정부(11)와, 고정부(11)의 상부 중앙에 형성되고 고탄성을 갖는 유동부(cuff, 12)와, 유동부(12)의 상부에 형성되어 인공치아(3, 도 3참조)가 감싸도록 고정되는 기둥부(13)를 포함한다.

고정부(11)는 도 2와 같이, 내부에 중공(11a)이 형성되어 별도의 고정나사(2)를 통해 픽스쳐(1)의 내주면에 나사결합되는 방식으로 고정되거나 하부에 일체로 고정나사(미도시)가 형성되어 픽스쳐(1)에 나사결합될 수 있다.

유동부(12)는 고정부(11)의 상부에 형성되어 구강 내에 노출되거나 잇몸에 가려져 있는 부위로서, 고정부(11)가 고정나사(2)에 의해 픽스쳐(1)에 체결 고정되는 경우 고정나사(2)가 내부로 관통 삽입되도록 고정부(11)와 마찬가지로 내부에 중공(12a)이 형성된 원통구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 선반기계가공(예컨대, CAM 가공)을 통해 고정부(11)의 상부로부터 일체로 상부로 확장된 구조로 형성될 수 있다.

그리고, 도 2와 같이, 고정부(11)와 유동부(12) 사이의 경계부에는 고정부(11)를 픽스쳐(1)에 고정하는 고정나사(2)의 헤드부가 하측방향(픽스쳐(1) 결합방향)으로 걸림되는 단턱부(11b)가 형성된다. 이를 위해 고정부(11)에 형성된 중공(11a)의 내경은 유동부(12)의 중공(12a)의 내경보다 작은 크기로 형성될 수 있다.

기둥부(13)는 구강 내로 돌출되어 추후 크라운과 같은 인공치아(3)가 감싸도록 고정되는 부위로서, 도 1 및 도 2와 같이, 유동부(12)와 연결된 하단부에서 상단부로 갈수록 외경이 작아지는 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 하단부 외경은 유동부(12)의 상단부 외경보다 작은 크기로 형성됨으로써 유동부(12)와 기둥부(13) 사이의 경계면, 즉 유동부(12)의 상면에는 일정 폭을 갖는 단턱부(12b)가 형성된다.

이러한 단턱부(12b)는 인공치아(3)가 결합될 때 그 크기(폭)만큼 결합면적을 증대시켜 결합력을 향상시키고, 여기에 위치되는 크라운이 유동부(12)에 매끄럽게 이행되게 해 이물감을 줄이고 인공치아의 두께를 두텁게 하여 파절 저항성을 키운다.

한편, 기둥부(13)의 중앙에는 유동부(12)와 고정부(11)에 형성된 중공(12a, 11a)과 연통하는 중공(13a)이 형성되어 있고, 중공(13a)과 연통하도록 상부에는 고정나사(2)가 기둥부(13)의 중공(13a)으로 삽입될 수 있도록 인입공(13b)이 형성되어 있다.

도 3은 본 발명에 따른 임플란트를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 임플란트(100)는 치조골에 식립되는 픽스쳐(1)와, 고정나사(2)를 매개로 고정부(11)를 통해 픽스쳐(1)에 결합 고정되는 유동형 어버트먼트(10)와, 유동형 어버트먼트(10)의 기둥부(13)를 덮도록 결합되는 인공치아(보철물/크라운)(3)를 포함한다. 그리고, 유동형 어버트먼트(10)의 중앙 빈 공간은 내부에 고정나사(2)가 결합된 후 부드러운 재질의 충진물로 채워 매립될 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 임플란트(100)는 어버트먼트가 Ti-Ni 합금 또는 Ti-Nb 합금과 같은 고탄성 금속합금으로 제작되고, 고정부(11)와 기둥부(13) 사이에 고탄성을 발현하는 유동부(12)를 형성함으로써 저작작용시 인공치아(3)로부터 수직 및 측방향(화살표 참조)으로 가해지는 외력을 흡수한다. 즉, 자연치아의 움직임과 거의 유사한 유동성을 재현함으로써 임플란트 시술 후에도 인공치아의 미소변위를 허용하여 저작작용시 치조골에 인가되는 충격을 완화하고, 치주인대 역할을 구현하여 불편함을 해소할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예2에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예2에 따른 유동형 어버트먼트(20)는 실시예1과 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(22) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(22)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(22a)이 형성된다.

슬릿(22a)은 유동부(22)의 외면에서 중공까지 관통되도록 홀 구조로 이루어지고, 도 4와 같이, 그 형상은 유동부(22)의 하단부에 상단부로 연장된 구조로 이루어진다. 예를 들어, 슬릿(22a)은 유동부(22)의 상단부에 형성된 일단부에서 유동부(22)의 하단부에 형성된 타단부까지 사선으로 형성될 수 있다.

도 5는 도 4에 도시된 슬릿을 설명하기 위해 일부를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하여, 본 발명의 유동부(22)에 형성된 슬릿(22)의 길이와 폭의 관계를 설명한다.

예를 들어, 유동부(22)의 높이(H)(고정부(11)와 기둥부(13) 사이의 거리)이 2.5mm이고, 상연(유동부(22)의 상부)의 직경이 5mm이며, 하연(유동부(22)의 하부)의 직경이 4mm로 형성되고, 슬릿(22a)의 일단부는 유동부(22)의 상연에서 시작하여 타단부가 유동부(22)의 중심을 기준으로 180°반대쪽의 하연까지 연장 형성된다. 이때, 슬릿(22a)의 폭(Ws)은 30㎛(0.03mm), 길이(Ls)는 7mm로 가정하면, 교합력이 강해 슬릿(22a)의 양측벽(a)이 서로 닿는다고 하더라도 슬릿(22a)에서 발생하는 최대 변형율은 슬릿(22a)의 절반 길이를 분모로 하고, 슬릿(22a)의 폭을 분자로 하는 만큼이기 때문에 0.03/3.5가 되고, 이는 백분율로 0.86%로 Ti-Ni 합금의 초탄성 능력을 수용하는데 전혀 문제가 없다. 외력이 제거되면 본래의 모습으로 바로 환원된다.

도 6은 본 발명의 실시예3에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예3에 따른 유동형 어버트먼트(30)는 실시예1과 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(32) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(32)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(32a)이 형성된다.

본 발명의 실시예3에 따른 슬릿(32a)은 양단부('b' 부위)에 다른 부위의 폭보다 대략 50% 정도 큰 폭을 갖는 원형홀을 형성한다. 이를 통해 슬릿(32a)에 걸리는 응력을 분산시킬 수 있을 뿐만 아니라, 크기 증가로 인한 탄성을 증대시켜 외력이 가해질 때 슬릿(32a)의 양단부, 즉 말단 부위에서 받는 스트레스를 감소시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예4에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예4에 따른 유동형 어버트먼트(40)는 실시예1과 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(42) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(42)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(42a)이 형성된다.

본 발명의 실시예4에 따른 슬릿(42a)은 실시예2 및 실시예3과 다르게, 유동부(42)의 상하방향으로 중심축과 직교하는 방향으로 복수 개가 형성되어 있으며, 실시예3과 같이, 양단부에는 다른 부위에 비해 큰 폭을 갖는 원형홀이 형성되어 있다.

이와 같이, 실시예2 내지 실시예4에 따른 어버트먼트(20, 30, 40)에서는 유동부(22, 32, 42)에 사선 또는 유동부의 중심축과 직교하도록 수평으로 복수 개의 슬릿(22a, 32a, 42a)이 형성되어 외력에 가해졌을 때 자연치아처럼 유동성을 제공할 수 있다.

한편, 각 유동부(22, 32, 42)에 각각 형성된 복수 개의 슬릿(22a, 32a, 42a)이 서로 중첩되게 되면, 외력이 가해졌을 때 슬릿의 양단부보다는 중앙부가 먼저 가까워지면서 외력을 흡수하므로 슬릿의 양단부에 가해지는 스트레스는 중앙부보다 크지 않다. 이처럼 슬릿이 겹쳐짐으로써 스프링으로 작용하고, 특히 Ti-Ni 합금이나 Ti-Nb 합금과 같은 고탄성 금속 합금의 경우 스프링 효과는 더욱 증대될 수 밖에 없다.

한편, 도 5에서와 같이, 고정부(11)와 기둥부(13) 사이의 거리, 즉 유동부(12)의 높이(H)는 보통 2~5mm로 형성됨에 따라 실시예2 내지 실시예4에 형성된 슬릿(22a, 32a, 42a)의 폭은 가능한 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 슬릿(22a, 32a, 42a)의 양측벽('a' 참조) 간의 거리는 가능한 좁게 형성되는 것이 바람직하다.

슬릿(22a, 32a, 42a)의 길이가 동일할 때, 탄성한계에 훨씬 못 미치는 힘이 가해지면, 슬릿(22a, 32a, 42a)의 폭이 살짝 좁아지는 정도로 외력을 흡수한 후 복원된다. 하지만, 탄성한계를 벗어나게 하는 외력이 가해지면 슬릿(22a, 32a, 42a)의 양측벽('a' 참조)이 서로 닿을 수 밖에 없고, 이런 현상은 슬릿(22a, 32a, 42a)의 중앙부위에서 발생한다. 따라서, 슬릿(22a, 32a, 42a)의 양측벽이 가능한 빨리 서로 부딪혀야 외력을 금속의 탄성한계를 벗어나는 굽힘이 발생하지 않고, 소성변형이 일어나지 않기 때문에 슬릿(22a, 32a, 42a)의 폭을 좁게 형성하는 것이 중요하다.

이와 같이, 슬릿의 폭은 가능한 좁게 형성해야 하는데, 현재 금속 가공에 사용되고 있는 선반기계를 이용한 선반 가공을 이용하는 경우에는 슬릿의 폭을 대략 0.4mm 정도로 형성할 수 있다. 펨토초레이저를 사용하더라도 소재(금속) 두께 때문에 70㎛ 정도의 폭 정도만 가능하다. 이에, 선반기계가공 또는 레이저 가공을 이용하여 슬릿을 형성할 때 더 작은 폭을 얻기 위해서는 다음과 같은 방법을 사용해야 한다.

도 8은 본 발명에 따른 슬릿의 폭을 좁게 형성하는 방법을 도시한 도면들이다.

도 8과 같이, 본 발명은 원형 또는 타원형의 홀을 연속적으로 중첩시켜 슬릿을 형성하고, 이를 통해 슬릿의 폭(슬릿의 측벽 간격)을 줄이는 가공방법을 제공한다.

도 8의 (b) 내지 (d)와 같이, 원형 또는 타원형의 홀을 연속적으로 적어도 일부가 서로 중첩되도록 형성하는 방법으로 슬릿(S)을 형성함으로써 슬릿(S)의 양측벽 사이의 거리를 더 가깝게 형성할 수 있다. 이론상으로, 원형 또는 타원형의 홀 간의 중첩 면적을 감소시켜 슬릿(S)의 양측벽 간의 거리를 '0'에 가깝게 형성할 수 있다.

이러한 형성방법은 기술적으로 슬릿(S)의 폭을 더욱 얇게 형성하기 어려운 경우, 선택하여 적용할 수 있다. 이와 같이, 슬릿(S)의 폭을 좁게 형성하는 이유는 큰 교합력이 가해졌을 때 슬릿(S)의 양측 측벽이 서로 접촉하여 금속이 갖고 있는 탄성 이상으로 변형되어 소성변형이 일어나는 것을 막기 위함이다. 교합력이 약하게 가해지면 굴곡의 볼록한 부분이 닿지 않아도 원래의 모양으로 돌아오는 탄성을 갖고, 큰 교합력이 가해진다면 금속의 탄성 영역 안에서 미리 슬릿의 양측벽이 접촉해서 슬릿의 주변에 응력이 쌓이는 것을 막아주고 교합력이 임플란트 픽스쳐로 흐르도록 하기 위함이다.

예를 들어, 두께가 1mm 정도 되는 금속 소재를 가공하여 슬릿의 폭을 20㎛으로 형성하고자 하는 경우, 실질적으로 현재의 기술력으로는 구현할 수 없다. 만약, 금속 소재의 두께가 10㎛ 미만이라면, 20㎛의 폭으로 가공할 수 있다. 하지만, 금속 소재의 두께가 1mm인 경우에는 펨토초레이저를 사용하더라도 현실적으로 구현이 어렵다.

이러한 기술적 한계를 극복하기 위해 다음과 같은 방법을 제안한다.

예를 들어, 두께가 1mm인 금속 소재에 대해 펨토초레이저를 이용하여 형성할 수 있는 홀의 지름이 70㎛인 상태에서, 양측벽 간의 거리(폭)가 30㎛인 슬릿을 형성하고자 하는 경우, 홀의 중심사이의 거리를 지름의 90% 정도(반지름의 11/6 만큼)만 서로 이격시켜 연속적으로 홀을 형성하면, 홀과 홀이 만드는 호의 폭이 슬릿의 폭이 된다. 이때, 홀과 홀이 만드는 호의 길이는 홀의 지름의 40%에 해당되고 홀의 지름이 70㎛이면, 호의 길이는 28㎛이 되어 원하는 슬릿의 폭을 형성할 수 있다.

도 8의 (b)와 같이, 홀(h)의 중심이 홀(h)의 반지름(r) 만큼 이격되도록 홀들(h)을 연속적으로 형성하여 주면, 호의 길이(L1)는 대략 홀(h) 지름(2r)의 86%가 된다.

도 8의 (c)와 같이, 홀(h)의 중심이 반지름의 4/3(반지름의 1.33배) 만큼 이격되도록 홀들(h)을 연속적으로 형성하여 주면, 호의 길이(L2)는 홀 지름(2r)의 74%가 된다.

도 8의 (d)와 같이, 홀(h)의 중심이 반지름의 11/6(반지름의 1.83배) 만큼 이격되도록 홀들(h)을 연속적으로 형성하여 주면, 호의 길이(L3)는 홀 지름(2r)의 40%가 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 연속적으로 인접하게 형성되는 홀들(h)의 중심과 중심 사이의 거리를 조정하여 원하는 슬릿의 폭을 얻을 수 있다. 즉, 홀들(H)의 중심 사이의 거리를 늘려 중첩되는 면적을 줄이면, 슬릿의 폭을 좁게 형성할 수 있다.

한편, 교합력이 가해졌을 때 자연치아의 평균 움직임(유동성)은 30㎛로 알려져 있지만, 자연치아의 움직임은 사람마다 다르다. 즉, 자연치아의 움직임이 30㎛ 미만인 사람도 있다. 이를 위해 어버트먼트의 유동부 움직임을 제한할 필요가 있다.

앞서 설명한 홀을 연속적으로 형성하는 방법을 응용하여 이를 구현할 수 있다. 원형 또는 타원형의 홀을 연속적으로 사선이나 수평방향으로 형성하되, 홀과 홀이 서로 연결되지 않고, 즉 중첩되지 않고 독립적으로 존재하면서 원의 중심과 중심 사이의 거리가 홀의 지름보다는 크고 지름의 2배 보다는 작게 형성하는 방법이다.

연속적으로 형성된 이웃한 홀들의 중심 사이의 거리가 가까울수록 외력에 대한 탄성은 크다.

도 9는 본 발명에 따른 어버트먼트의 유동부 움직임을 제한하는 방법을 설명하기 위해 도시한 도면들로서, 도 9의 (a), (b), (c), (d) 순서대로 탄성이 증가된다.

도 9와 같이, 원형 또는 타원형의 홀을 연속적으로 형성하되, 인접한 홀들의 중심과 중심과의 거리를 조정함으로써 외력에 의해 자연치아의 움직임이 평균치보다 작은 사람들에게 적용할 수 있다. 그 일례들이 도 10 내지 도 15에 각각 되었다.

도 10은 본 발명의 실시예5에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예5에 따른 유동형 어버트먼트(50)는 실시예들과 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(52) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(52)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(52a)이 형성된다.

도 4, 도 6 및 도 7과 같이, 실시예2 내지 실시예4에서는 슬릿(22a,32a, 42a)이 대략 사각홀 형태로 형성되어 있으나, 실시예5에서는 슬릿(52a)이 타원형의 홀이 연속적으로 연결된 구조로 실시예1과 같이, 사선 방향으로 연장 형성되어 있다.

도 11은 본 발명의 실시예6에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예5에 따른 유동형 어버트먼트(60)는 실시예5와 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(62) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(62)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(62a)이 형성된다.

슬릿(62a)은 실시예5에 따른 슬릿(52a)과 마찬가지로 타원형의 홀이 복수 개로 연속적으로 연결된 구조로 이루어지되, 사선 방향이 아닌 수평방향으로 연장 형성된다.

도 12는 본 발명의 실시예7에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 12을 참조하면, 본 발명의 실시예7에 따른 유동형 어버트먼트(70)는 실시예5와 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(72) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(72)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(72a)이 형성된다.

슬릿(72a)은 실시예5 및 실시예6와 다르게 타원형의 홀이 아닌 원형의 홀이 복수 개로 연속적으로 이격 형성된 구조로, 사선 방향으로 연장 형성된 구조로 이루어진다.

도 13은 본 발명의 실시예8에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예8에 따른 유동형 어버트먼트(80)는 실시예7과 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(82) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(82)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(82a)이 형성된다.

슬릿(82a)은 실시예7과 마찬가지로 원형의 홀이 복수 개로 연속적으로 이격 형성된 구조로 이루어지되, 사선 방향이 아닌 수평방향으로 연장 형성된 구조로 이루어진다.

도 14는 본 발명의 실시예9에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예9에 따른 유동형 어버트먼트(90)는 실시예7과 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(92) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(92)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(92a)이 형성된다.

슬릿(92a)은 실시예5와 실시예7을 결합한 구조로, 타원형의 홀과 원형의 홀을 일정 간격으로 이격 형성된 구조로, 사선 방향으로 연장 형성된 구조로 이루어진다.

도 15는 본 발명의 실시예10에 따른 유동형 어버트먼트를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예10에 따른 유동형 어버트먼트(110)는 실시예7과 마찬가지로, 고정부(11), 유동부(112) 및 기둥부(13)를 포함한다. 그리고, 유동부(112)에는 교합력 발생시 유동성을 제공하기 위해 복수 개의 슬릿(112a)이 형성된다.

슬릿(112a)은 실시예9와 같이, 타원형의 홀과 원형의 홀을 일정 간격으로 이격 형성된 구조로, 사선방향이 아니라 수평방향으로 연장 형성된 구조로 이루어진다.

도 10 내지 도 15와 같이, 본 발명의 실시예5 내지 실시예10에 따른 유동형 어버트먼트들(50, 60, 70, 80, 90, 110)은 다수의 원형의 홀 또는 타원형의 홀을 유동부의 상부에서 하부로 사선방향으로 연속적을 형성하여 배열하거나, 혹은 수평방향으로 일정 간격으로 이격 형성하여 탄성을 형성하고, 그 탄성량을 조정할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 바람직한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아니다. 이처럼 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 본 발명의 실시예의 결합을 통해 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 픽스쳐
2 : 고정나사
3 : 인공치아(보철물/크라운)
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 110 : 어버트먼트
11 : 고정부
12, 22, 32, 42, 52, 62, 72, 82, 92, 112 : 유동부
12a, 22a, 32a, 42a, 52a, 62a, 72a, 82a, 92a, 112a, S : 슬릿
13 : 기둥부
11a, 12a, 13a : 중공
11b, 12b : 단턱부
100 : 임플란트

Claims

치조골에 식립되는 픽스쳐에 결합되는 고정부;
상기 고정부의 상부에 형성된 유동부; 및
상기 유동부의 상부에 형성되고, 인공치아가 고정되는 기둥부; 를 포함하고,
상기 고정부, 상기 유동부 및 상기 기둥부는 Ti-Ni 합금 또는 Ti-Nb 합금으로 이루어지고,
상기 유동부는 저작작용시 상기 인공치아로부터 전달되는 외력을 탄성력을 통해 흡수하기 위해 복수 개의 슬릿을 포함하되,
상기 슬릿은 상기 유동부의 외면에서 중공까지 관통되도록 홀 구조로 형성되되, 사각형, 원형 또는 타원형 중 적어도 어느 하나의 구조로 형성되고,
상기 슬릿은 상기 유동부의 상단부에서 하단부까지 연장된 사선 또는 수평 방향으로 서로 인접되거나 일부가 맞닿게 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유동형 어버트먼트.
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 슬릿은 선반기계가공 또는 레이저가공을 통해 형성하되, 원형의 홀 또는 타원형의 홀을 연속적으로 형성하는 방식으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유동형 어버트먼트.
삭제
삭제
치조골에 식립되는 픽스쳐;
상기 픽스쳐에 결합되는 제 1 항 및 제 5 항 중 어느 한 항의 유동형 어버트먼트; 및
상기 유동형 어버트먼트의 기둥부를 덮도록 결합되는 인공치아;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.